TWI354226B - Input detection systems and methods for display pa - Google Patents

Description

1354226 , · 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 於此揭露之系統與方法涉及具有嵌入式光感測器之顯示面 板’尤其涉及制與追蹤多重輸入的具核入式光感測器之顯示 面板。 【先前技術】 許多數位資料顯示系統因具有互動式顯示器以利使用者與 相關電腦系統進行溝通而受惠。該等系統包括電動遊戲系統、手 機、電視、個人數位助理、電腦、膝上型電腦、舰器、自動櫃 員機（ATMs)以及數位相框。 ，隨著科技的發展’數種達成互動式顯示的方法成為可能。觸 控式螢幕裝置操作以_與聽使用者輸人。難式螢幕裝置 的κ例υ括具有基板與撓性膜的裝置，當使用者觸碰營幕 時’該裝置之基板與撓性膜相互接觸或改變其電容效應 (c^acitive effect)。可偵測不同位置上電阻㈦—抑⑹ 或電容（capacitance)的變異以較使財輸人的位置。再者， 光學觸控式螢幕科由―輸人物件所致之陰影效應（shad〇w effect)或其他光學效應（_cal奶叫用以個使用者輸 入。另-種用於互動式顯示科技可_行進跨越侧輸入表面的 表面聲波（surface acoustic wave)。 然而’在許多輸入偵測（irlput_detecti〇n)方法的例子令， 輸入偵測通常無法分辨源自不同來源的輸人或設計為代表不同的

4 1354226 記憶體112彳包括任何或所有型態之非揮發性記憶體或揮發 性記憶體。在多個實施例中，可使用獨的記憶體裝置，包括例 如EPROM、RM、_、DRAM、EEPROM以及快閃記憶體装置的半導 體記憶體裝置；例如内建硬碟與抽取式硬碟的磁碟（贴即他 disk);磁性光碟（magneto_optical disk);以及唯讀光碟⑽ disk)。在-些實施例中，記憶體112可儲存或提供面板模組⑽ 於偵測或處理輸人·之資料，以及可儲存處理器⑽或控制器 Φ 110所使用的貢料。記憶體112亦可包括電腦可讀儲存媒體，包括 於執行處理任務之期間可於處理器1〇8上執行之應用程式、代碼 和/或扣令。此外，記憶體112可儲存源自主機與裝置 • 的資料，和/或提供資料至主機116與裝置118。 纽器108 T處理輸入以識別多重輸入。第二圖闡述與某些 所揭露之實齡j補的示讎程序咖。在此實施射，處理器 ⑽可根據輸入信號以識別輸入位置或根據自顯示面板⑽所接 Φ 收之包含位置資訊的信號來處理輸入。 在义驟202 t ’處理盗log可辱定顯示面板1〇6是否已谓 測到輸入。若顯示面板⑽未制到輸人，則處理器⑽可維持 待命（伽dby)(步驟204)並可繼續監視或接收其後的輸入。 若顯示面板106已_到一個或多重輸入，則處理器⑽可接著 於步驟206尹確定是否於例如第一預定時間限制⑺肥 c_raint)的某時段（t康peri〇d) t接收一個或多重輸入。 在-實施例中，該時段可為不到一秒鐘，其間可接收輸入。於該 1354226 時段中所接收之多錄人可魏糾_收。若於辦段中僅接 收一個輸入.理器108可得到無接收同時輸入（simuitane〇us input)的結論。 若處理H 108較顯示面板102於該時段十已侧到輸 入即同輸入’則處理裔1〇8接著分析該輸入以確定改變參數 (varying parameter)是否存在於輸入間（步驟2〇8)。該改變 參數係為可自其他輸人巾分辨—輸人的參數，其可為每個輸入的 參波長、閃頻或脈頻、歷時、時序、強度、調變方式、輸入圖形、 溫度、尺寸或光學信號調變的形式。舉例來說，在一互動式射擊 遊戲（interactive target practice game)中，兩個使用者可 • 各自使用類似來福槍（rifle)於不同閃頻或脈頻上提供輸入的遊 - 戲控制态來提供導向於顯示面板106的輸入，處理器log會將相 異的閃頻或脈頻視為一自其他使用者之輸入中分辨一使用者之輪 入的改變參數。另一實例，使用手指於同一顯示器上劃圈的兩個 癱使用者可提供不同的強度、溫度和/或尺寸的輸入。處理器1〇8將 會分析該等輸入之間的差異並選擇相異強度、溫度和尺寸的一個 或組合做為該改變參數。 一旦處理器108分析輸入之間的差異與確定存在有一分辨自 一個來源的輸入與其他來源的輸入的改變參數，則該處理器執行 第一分析以根據該改變參數以於輸入間分辨彼此（步驟21〇)。在 上述涉及一互動式射擊遊戲的實例中，處理器1〇8可根據輸入中 11 1354226 使用者輸入或另一來源輸入。處理器108的投射與計算的一實例 配合第四圖與第五圖加以詳細說明。 在步驟230中，處理器108係以先前向量為基準分析該先前 向量，以確定進行中之執跡的向量運動是否已經改變。若處理哭 108得到該向量運動具有一改變的結論，則其隨即於步驟232中根 據向量運動的改變量而計算投射向量（pr〇jected vect〇r)，並 於步驟234中根據該投射向量識別該等源自於所選擇之來源的輸 入。另一方面，若處理器1〇8得到該向量運動不具有一改變的結 論，則其繞過步驟232並立即識別該等源自於所選擇之來源的輸 入（步驟234)。 在步驟228 S 232中所闡述之過程將配合第四圖盘第五圖 中所示之假紐輸人（hyp〇thetieal input)加以詳細說明。 第四圖顯示一假想性情況，其中分別由不同來源提供為輸入 的兩個執跡，鋼時於顯示面板⑽上提供為輸人。第四圖中左 侧的緣圖代表於顯示面板1Q6上所呈現的輸人的正。第一軌 跡是包含輸人A、B、(：以及㈣上曲線，以及第：執跡是包含輸 入C以及D的下曲線^個轨跡中的輸人是自顯示面板⑽的左 侧提供至_面板⑽_。該二執_聚（_e㈣並於 輸入C相遇，並於輸人㈣岔開㈤卿）。在此實例中，輸 〇 =為於烟财確定構成同時輸人與於步_中確定 未改心數之當前輸入。在步驟224中所選擇之來源提供輸入至 1354226 . 该第一軌跡。因此，處理器1〇8於步驟4〇2至412中確定輸入E 或/與D是否屬於經選擇來源所提供的上方軌跡（t〇p什阢幻。 在步驟402中’處理器1〇8使用連續性先前輸入a、b與C 產生先前向量Μ與N。向量Μ係為A與B之間的差，而向量N係為 B與C之間的差。在步驟4〇4中，處理器108使用當前輸入£與1) 以及C產生當前向量〇與p，其中該輸入c在兩者軌跡中稍早於e 與D。向量〇係為c與E之間的差，而向量p係為c與D之間的差。 • 亦即，處理器108於步驟402與404中，如第三圖中步驟228所 述’確定先前向量與當前向量。 接著’處理器108確定先前向量是否已經相互改變（步驟406 •- 與230)。根據本發明的一實施例，處理器1〇8藉由比較稍早於 •- 向量N的向量Μ與向量N而作出該確定。在步驟406中，由於μ 與Ν不相等，處理器1〇8得到向量Μ與Ν間發生改變的結論。之 後，處理器108藉由計算先前向量Μ與Ν之間的差而確定先前向 φ 量Μ與Ν之間的改變量或向量運動（步驟408)。 在向量Μ與Ν的向量運動確定後，處理器1〇8計算一投影向 量（步驟410與232)以預測緊接於輸入C的下一輸入位置，或預 測用以確定向量Μ與Ν的最近期輸入應該位於何處。根據本發明 的一實施例，處理器108藉由將向量Ν與Μ之間的差加至輸入c 以計算投影向量。亦即，該當前向量係根據先前向量之間的一改 變而投影。最後，在步驟412中’處理器108選擇最符合(bestfit) 投影向量的當前輸入（步驟234)。在一實施例中，由於投影路 15 1354226 徑（projectedpath)與E之間的差小於投影路徑與d之間的差， 故可選擇輸入E。

在根據本發明的另一實施例中，一旦處理器1〇8識別第一輸 入的來源’可根據第-當前輸人與稱早於第—當前輸人的輸入兩 者間的向畺所計异得到的向量運動之執跡，來確定第二當前輸入 疋否與第一當如輸入源自於同一來源。舉例來說，在第四圖中， -旦處職1G8確定輸人E源自於經選擇來源，則處理器1〇8可 根據由第-當前輸人E與猶早於£的c所產生的向量Q而計算第 -軌跡。處理器108可接著根據〇來較第二#前輸人D是否與E 108確定該第二當前輸入並非 源自於同一來源。並且，若處理器 與該第-當前輸人源自於同—來源，則其可根據源自於不同於該 第-來源的第二來源的先前輸人，而計算第二軌跡以確定該第二 輸入是否為源自該第二來源的第二軌跡的—部分。舉例來說，在 第四圖中，雜理器應確定D並非與E源自於同—來源，則其 可產生-第二執跡請射的下方執跡（bQt她，包括 -根據包含於下方軌跡的先前輸入的向量，例如c與另一點（圖 中未不），並確定E是否為輸入的下方執跡的一部分。 第五圖顯示_不_假想性情況，其巾相由不同來源提 供為輸入㈣錄跡侧時於顯示面板⑽上提供為輸入。第五 圖中左側的上方繪_下方制各自代表於顯示面板⑽上所呈 現的輸入的正姻。_於細财的軸，在第中的兩個 繪圖的執跡是自顯示面板⑽的左側提供麵示面板⑽的右 16 1354226 側。上方繪圖代表-假想性情況，其中包含輸入A、B、c以及D的 上方軌跡接近並與亦包含輸人C的下方轨跡交錯。先前輸入為A、 β與C’而當前輸人為D。下讀®代表—不_假想性情況，其 中包含輸入A、B、C以及D的上方軌跡，並不與包含輸入£的下 方執跡交錯。先前輸人係為A、B與C，而#前輸人係為D與E。 在兩個繪圖中’在步驟224中所選擇的來源提供輸入至上方執跡。 因此，在步驟502至508中，處理器⑽確定輸入E或績D是否 φ 屬於經選擇來源提供的上方軌跡。 根據本發明的-實施例，處理器⑽加入分析此二情況的同 一步驟中。在步驟5时’處理器⑽根據連續性先前輸入A、b '*與C產生先前向量M|^N。向量Μ係為A與B之間的差，而向量N -— 係為B與C之間的差。 在步驟504巾，處理器⑽藉由計算輸人之間的差而 確定當前向量P。在一實施例t，E—c的計算由於其與向量⑽n 籲顯著不同而省略。在步驟506中，處理器1〇8奴先前向量 大體上相等或柄互接近，並根據先前向量請N得到向量運動具 有J量改變或無改變的結論。處理器⑽亦於步驟通中確定代 表田讀人的向1 P係大體上彳目等或接近先前向量Μ與N。在步驟 =8中’處理器⑽確定先前向量之間發生小量改變或無改 〇 ’因此母個㈣中的投影向量將會大體上相等或接近先前向 量。根據該投影向量，處理器1〇8由於當前輸入D係大體上相等 1354226 或接近先前向量請N，而得到在每崎圖中，當前輸人d而非當 前輸入E係屬於經選擇來源提供的上方軌跡（步驟5⑻的結論田。 返回第三圖’在處理器108識別所有源自經選擇來源的輸入 之後（步驟234) ’即可確定是否有任何當前輸入係為一未經識 別來源（步驟236)。舉例來說，在第五圖中，當前輸入d將為 -源自於經選擇來源的經識別輸人，而輸人E將被視為一未經識 別來源的當前輸入。當至少有一非已識別（職一—仙⑷的 镄當前輸入存在時’處理器108選擇一第二來源用於分析（步驟 238)，該第二來源係不同於處理器1〇8為其而剛獲得先前資料的 來源。 - 旦選擇了该第二來源’處理器⑽重複步驟226至236以 •-確定躲的當前輸入為不屬於由該第一來源所提供的執跡的部 分’是否事實上屬於由該第二來源所提供的執跡的部分。亦即， 处里器108獲知與δ亥第一來源相關之先前輸入資料（步驟Egg)、 Φ產生與该第二來源相關之先前向量（步驟228)、自第二來源確 定在先前向量中是否具有—改變（步驟咖）以及識別源自於第 二來源的該等輸入（步驟234)。處理器⑽可重複步驟咖至 38直至丨對所有來源來說，對包含立即歷史性輸入的記憶體m 進行刀析並與纽輸人做輯，或制所有當前輸人均已識別， 取決於何者先發生。 另一方面’若處理器1〇8在步驟222中確定記憶體112並無 持有任何立即歷史性輸入，則其隨後根據應用（卿加）將 I354226 在步驟212中’當處理器1〇8奴有輸入落於第二預定時間 限制中和’其選擇5轉輪人作為分析的當前輸人（步雜⑽）。接 著’處理器108重複步帮206、208、210以及220對所述之假設 屬於一軌跡的部分的該等新選擇的當前輸X進行分析。處理器1〇8 重複步驟206、208、210以及220直到所有當前輸入均被考慮且 存在的當前輸人不落於第-财時間限制或第二預定時間限制的 任一者中’即’有既非同時亦非連續性的當前輸入。接著，處理 參裔108根據應用將該等繼續存在的當前輸入視為源自於一來源或 源自於不同來源，相似於第三圖中步驟24〇所述之分析。 -旦處理If 1G8以各當前輸人的來源識別當前輸人，控制器 "U〇可使用該資訊而執行各種任務。舉例來說，控制器110可指示 顯示面板1G6藉由源自於同—來源的該等輸人的位置上顯示一第 一圖形以反應該等輸入’並藉由於源自於不同來源的該等輸入的 2置上顯示-不同於第—圖形的第二圖形以反應該等輸入。另— _實例’當提供輸入的兩個已識別來源為控制器時，控制器ιι〇可 指不該等控制器中之一根據源自於該控制器的輸入的侧與識別 而震動。控制器11〇亦可使面板模組1〇2、主機116或裝置⑽ 輸出相應於輸入的一個或多重來源的不同聲音。 上述的說明係用以達成闡述的目的。本說明書不屬消耗性亦 不將本發明限縮於所揭露之確切形式或實施例。熟知該等技術之

人士將從本說明書與所揭露之實施例的實施中清楚明白本發明的 修改與應用。 X 20

Claims (1)

1354226 . /啤曰修正本 七、申請專利範圍： 丄 1. -種用於在具有嵌人式域測㈣顯示區域上制多重光學 輸入間差異的方法，該方法包括： 提供一⑨置為顯示視覺資訊之具錢人式光感測ϋ的顯示區 域； 接收以光學方式傳輸至顯示區域上第-位置的第-輸入； 接收以光學方式傳輸至顯示區域上第二位置的第二輸入； • 處理该第一輸入與該第二輸入以識別該第一輸入與該第二輸 入的時序； 根據下列至少其中之一以確定該第一輸入與該第二輸入係源 自單一來源或多重來源：（1)該第一輸入與該第二輸入的波 - 長·’（2)該第一輸入與該第二輸入的閃頻或脈頻；（3)該第 一輸入與該第二輸入的歷時；（4)該第一輸入與該第二輸入 的時序；（5)該第一輸入與該第二輸入的強度；（6)與該第 • —輸入與該第二輸入相關的調變方式；（7)該第一輸入與該 第二輸入的經投射輸入圖形；以及（8)該第一輸入與該第二 輸入的至少一估計軌跡；以及 提供第一輸入資訊與第二輸入資訊其各包含下列至少其中之 —:(1)相對於顯示區域上該個別輸入的位置；以及（2)該 個別輸入的時序。 22 1354226 2.根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中該顯示區域係為可 攜式數位助理、遊戲控制檯、手機、數位相框、相機、電腦系 統、膝上型電腦、自動櫃員機或顯示監視器的一部分。 3.根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第—輸入與該第 二輸入各包括可見光、不可見光、紅外線光以及雷射的至少其 中之一者。 一

4.根射請補翻第丨項所述的方法，其巾根據至少—估計軌 跡以確賴第-輸人與該第二輸人係源自單—來源或多重來 源，其包括： 確定該第一輸入源自的第一來源； 自該第-來源接收複數個歷史性輪人，其巾該歷史性輪入 間上先於第一輸入；

根據複數個歷史性輸入的至少其中 一輸入的第一執跡；以及 之一者與該第一輪入以計算 來 根據該輸人的第-執跡以確定該第二輸人是否源自於該第— 源0 入的至少其中之兩者，計 5.根據申凊專利範圍第4項所述的方法，進一 +勺括 根據源自第二來源的複數個歷史性輪 23 鼻一輸入的第二軌跡；以及 根據該輸入的第一執跡與該輸入的第二軌跡，確定該第二輸入 是否為該輸入的第二執跡的一部分。 6’根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中根據該至少一估計 執跡以確定該第一輪入與該第二輸入係源自單一來源或多重來 源，其包括： 自一第一來源接收複數個歷史性輸入，其中該歷史性輸入在時 間上先於第一輸入； 根據複數個歷史性輸入而計算一輸入的第一轨跡；以及 根據該輸入的第一軌跡以確定該第一輸入或該第二輸入是否源 自於該第一來源。 7. 根據申請專利範圍第6項所述的方法，其中計算該輪入的第一 軌跡，係包括計算一投影軌跡，以及將該投影執跡和該第一輸 入與該第二輸入做比較，以確定該第一輸入或該第二輸入是否 源自於該第一來源。 8. 根據申請專利範圍第6項所述的方法，其中計算該輸入的第一 執跡，係包括根據複數個歷史性輸入的至少其中之二者與該第 24 1354226 一輸入以識別至少兩個向量，以及確定該至少兩個向量之間的 差0

9.根據申請專利翻第5項所勒方法，其中叙該第二輸入是 否為該輸人的第—執跡的—部分，係包括觀察下列的至少其中 之一 .（1)來自第一使用者的連續性輸入的運動；（2)來自 第一使用者的連續性輸人的運動方向；以及⑶_輸入的投影 位置為該輸人的第—軌跡的—部分，其係以複數個歷史性輸入 的至少其中之—者無第—輸人為基準。 10·根據申請專利範圍第i項所述的方法，進一步包括於該顯示區 域上顯示該視覺資訊以反應該第—輸人資訊與該第二輸入資 sfl的至少其中之一。 根據申„月專利範圍第1項所述的方法，其中確定該第一輸入 與邊第二輸人係來自單_使用者或多重使用者，其包括根據 下列的至少其中之1分辨該第二輸人與該第_輸入：⑴ 源自該第一輸入與該第二輸入之光的波長；⑵源自該第一 輸入與該第二輸入之光的閃頻或脈頻；（3)源自該第一輸入 與該第二輸入之光的持續時間；（4)該第一輸入與該第二輸 入的日^序，（5)源自該第一輸入與該第二輸入之光的強度； 以及（6)與該第一輸人與該第二輸入相_調變信號。 25 UM226 12’根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中提供信號以識別 该第一輸入資訊與該第二輸入資訊包括至少識別該第一輸入 的該位置與該第二輸入的該位置。 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中接收該第一輸入 與遠第二輸入包括使用一包括該顯示區域的顯示系統而感測 該第一輸入與該第二輸入。 14.根據申睛專利範圍第i項所述的方法，其中電腦系統可執行 之軟體指令係用以執行該方法的至少一部分。 15 .—種用於在具有嵌入式光感測器的顯示區域上識別多重光學 輸入間差異的系統，該系統包括： —設置為顯示視覺資訊之具«人式光感測H的顯示區域； 輸入偵測單元’其用於接收以光學方式分別地傳輸至顯示區 域上第-位置與第二位置的第—輸人與第二輸人；以及 —處理器，其中該處理器： 識別該第一輸入與該第二輸入的時序； 根據下列的至少其t之—以決定該第—輸人與該第二輸 入疋否係源自一單一來源或多重來源：（1)該第一輸入 與該第二輸人的波長；⑺該第-輸人與該第二輸入閃 頻或脈頻；（3)該第一輸入與該第二輸入的歷時；⑷ 該第-輸入與該第二輸入的時序；⑸該第一輸入與該 第一輸入的強度；⑻與該第—輸人與該第二輸入相關 26 1354226

之一的姑計執跡；以及 提_包含下列的至少其中之—的第—輸人#訊與第二 輸入S A · (1)相對於顯示區域上該個別輸人的位置； 以及⑵該個別輸人的時序。

腦系統、膝上型電腦、 遊戲控制檯、手機、數位相框、相機、， 腦、自動櫃員機或顯示監視器的一部分。 Π.根據申請專利範圍第15項所述的系統，其中該第一輸入與該 苐一輸入的每一個包括可見光 射的至少其中之一。 、不可見光、紅外線光以及雷 18.根據申請專利範圍第15項所述的系統，其中根據至少—估計 執跡確定該第-輸人與該第二輸人係源自—單—來源或多重 來源’其包括： 確定該第一輸入源自的第一來源； 自該第-來源接收複數個歷史性輸入，λ中該歷史性輸 間上先於第一輸入； ’ 根據複數個歷史性輸入的至少其中之一者與該第—輸入以計算 27 1354226 . * 輸入的一第一軌跡；以及 根據輸入的該第一軌跡以確定該第二輸入是否源自於該第一來 源。 19. 根據申請專利範圍第18項所述的系統，其中該處理器進一步 自第二來源的複數個歷史性輸入的至少其中之兩者以計算輸 入的第二執跡，以及根據該輸入的第一執跡與該輸入的第二 ^ 軌跡’確定該第二輸入是否為該輸入的第二軌跡的一部分。 20. 根據申請專利範圍第15項所述的系統，其中根據該至少一估 - 計執跡以確定該第一輸入與該第二輸入係源自單一來源或多 ' 重來源，其包括： 自一第一來源接咚複數個歷史性輸入，其中該歷史性輸入在時 間上先於第一輸入； 根據複數個歷史性輸入而計算輸入的一第一轨跡；以及 根據該輸入的第一軌跡以確定該第一輸入或該第二輸入是否 源自於該第一來源。 21. 根據申請專利範圍第20項所述的系統，其中計算該輸入的第 一執跡，係包括計算一投影軌跡，以及將該投影執跡和該第 一輪入與該第二輸入比較，以確定該第一輸入或該第二輸入 疋否源自於該第一來源。 28 1354226 . 22·根據申請專利範圍第20項所述的系統，其中計算該輸入的第 一軌跡，係包括根據複數個歷史性輸入的至少其中之二者與 該第一輸入以識別至少兩個向量，以及確定該至少兩個向量 之間的差。 23. 根據申5月專利柏圍弟19項所述的系統，其中確定該第二輸入 是否為輸入的該第一轨跡的一部分，係包括觀察下列的至少 其中之一.（丨）來自一第一使用者的連續性輸入的運動；（2) 來自一第一使用者的連續性輸入的運動的方向；以及（3) 一 輸入的一投影位置為該輸入的第一軌跡的一部分，其係以複 - 數個歷史性輸入的至少其中之一者與該第一輸入為基準。 24. 根據申請專利範圍第15項所述的系統，其中該顯示區域顯示 視覺資訊以反應該第一輸入資訊與該第二輸入資訊的至少其 中之一。 25·根據申請專利範圍第15項所述的系統，其十該處理器根據下 列的至少其中之一以分辨該第二輸入與該第一輸入：（1)源 自該第一輪入與該第二輸入之光的波長；（2)源自該第一輸 入與該第二輸入之光的閃頻或脈頻；（3)源自該第一輸入與 該第二輸入之光的持續時間；（4)該第一輸入與該第二輸入 的時序；（5)源自該第一輸入與該第二輸入之光的強度；以 及（6)與該第一輸入與該第二輸入相關的調變信號。 29 1354226 . 26. 根據申請專利範圍第15項所述的系統，其中該處理器至少識 別該第一輸入的該位置與該第二輸入的該位置。 27. 根據申請專利範圍第15項所述的系統，進一步包括一結合該 顯示區域與該輸入偵測單元的顯示系統。 30