TWI549038B - 光學觸控斷層攝影儀 - Google Patents

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TWI549038B
TWI549038B TW102143903A TW102143903A TWI549038B TW I549038 B TWI549038 B TW I549038B TW 102143903 A TW102143903 A TW 102143903A TW 102143903 A TW102143903 A TW 102143903A TW I549038 B TWI549038 B TW I549038B
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米海羅 克隆柴加
丹尼爾 寇嘉金
伊凡 多曼尼克
馬丁 維特利
歐文 卓藍
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拉普特Ｉｐ有限公司
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Description

光學觸控斷層攝影儀 相關申請案之交叉參考
本申請案根據35 U.S.C.§119(e)規定主張Julien Poit等人於2012年11月30日申請之名稱為「Optical Touch Tomography」之美國臨時專利申請案第61/732,225號之優先權。該案之全文以引用之方式併入本文中。
1．技術領域
本發明大體上係關於偵測及解析一觸敏裝置上之觸控事件，且特定言之，本發明係關於偵測及解析多點觸控事件。
2．相關技術之描述
用於與計算裝置互動之觸敏顯示器變得更常見。存在用於實施觸敏顯示器及其他觸敏裝置之諸多不同技術。此等技術之實例包含(例如)電阻式觸控螢幕、表面聲波觸控螢幕、電容式觸控螢幕及某些類型之光學觸控螢幕。
然而，此等方法之諸多者當前存在缺點。例如，一些技術可非常適合於小型顯示器(如諸多現代行動電話中所使用)，但並不適合於較大螢幕尺寸(如同與膝上型或甚至桌上型電腦一起使用之顯示器)。對於需要一經特殊處理之表面或需要在該表面中使用特殊元件之技術，使螢幕尺寸線性地增大N倍意謂：必須按比例調整特殊處理以處置更大N2倍之螢幕面積；或需要N2倍之諸多特殊元件。此可導致不可 接受之低產率或高得驚人之成本。
一些技術之另一缺點為其等無法或難以處置多點觸控事件。一多點觸控事件發生在多個觸控事件同時發生時。此可引入必須接著被解析之原始偵測信號之模糊性。重要地，必須依一快速且計算高效之方式解析模糊性。若太慢，則技術將無法傳遞系統所需之觸控取樣速率。若計算太密集，則此將抬高技術之成本及功率消耗。
另一缺點在於：技術無法滿足日益增長之解析度需求。假定：觸敏表面為具有L×W之長度尺寸及寬度尺寸之矩形。進一步假定：一應用需要分別依δ1及δw之一準確度定位觸控點。接著，有效所需解析度為R=(L W)/(δ1 δw)。吾人欲將R表示為觸控點之有效數目。隨著技術進步，R中之分子一般會增大且分母一般會減小，因此導致所需觸控解析度R之一總體增大趨勢。
因此，需要改良觸敏系統。
一光學觸敏裝置具有判定多個同時觸控事件之觸控位置之能力。該等觸控事件干擾橫跨觸敏表面傳播之光束。就多點觸控事件而言，可由一個以上觸控事件干擾一單一光束。在一態樣中，將一非線性變換應用於光束之量測以便使多個觸控事件對一單一光束之效應線性化。在另一態樣中，預先使已知觸控事件(即，參考觸控)之效應模型化，且接著相對於該等參考觸控而判定未知觸控事件。
在一些實施例中，接收由多點觸控事件所致之光束量測值。該等光束量測值由橫跨觸敏表面所透射之不同光束所致，其中多點觸控事件干擾觸控區域附近之光束。基於該等光束量測值而判定綁定值估計及基於一轉移函數而判定一模型。該等綁定值估計係光束干擾相對於參考觸控之一量測。該轉移函數係自綁定值至光束量測之一轉移函數。該轉移函數係線性的。
自綁定值估計判定多點觸控事件中之個別觸控事件之觸控區域(例如觸控位置)。亦視情況判定觸控事件之一或多個其他物理屬性。在一些實施例中，基於多點觸控事件之一或多個性質(例如一觸控區域之一形狀、一觸控區域之一面積、一觸控區域之尺寸、一觸控事件之壓力分佈或梯度、一觸控事件之壓力值、及類似者)而識別產生多點觸控事件之物件之一類型(例如手指、觸控筆、筆等等)。
在另一態樣中，一光學觸敏裝置包含沿一觸敏表面之一周邊定位之多個發射器及偵測器。各發射器產生由該等偵測器接收之光束。較佳地，依一方式多工傳輸光束，使得諸多光束可由一偵測器同時接收。多點觸控事件包括與光束互動之位於觸敏表面之各種觸控區域處之並行觸控事件。
其他態樣包含組件、裝置、系統、方法、程序、軟體、應用、改良方案及相關於以上各者之其他技術。
100‧‧‧光學觸敏裝置
110‧‧‧控制器
120‧‧‧發射器/偵測器驅動電路
130‧‧‧觸敏表面總成
131‧‧‧表面/主動區域
140‧‧‧觸控事件處理器
200‧‧‧程序
210‧‧‧物理階段/區塊
212‧‧‧步驟
214‧‧‧步驟
216‧‧‧步驟
218‧‧‧步驟
220‧‧‧處理階段/方法
302‧‧‧波導
304‧‧‧物件/觸控/觸控互動/觸控事件
306‧‧‧表面
308‧‧‧中間阻擋結構
310‧‧‧中間結構
410‧‧‧曲線
420‧‧‧曲線
510‧‧‧窄筆形光束
520‧‧‧扇形光束
530‧‧‧矩形光束
610‧‧‧接觸區域
710‧‧‧曲線
720‧‧‧曲線
904A至904C‧‧‧觸控事件
910‧‧‧光束/光束
1002‧‧‧觸控區
1010A至1010I‧‧‧參考觸控
1102‧‧‧接收光學量測Tjk
1104‧‧‧使用非線性函數以自所接收之光學量測Tjk計算光束量測值Gjk
1106‧‧‧基於轉移函數M而自光束量測值bn判定多點觸控事件之綁定值估計p'i
1108‧‧‧自綁定值估計p'i判定觸控區域
1110‧‧‧篩選選候選觸控區域以拒絕錯誤肯定，且獲得確認觸控區域
1112‧‧‧識別觸控位置
1114‧‧‧自綁定值估計p'i判定物理屬性
1210A‧‧‧觸控區域
1210B‧‧‧觸控區域
1212A‧‧‧觸控位置
1212B‧‧‧觸控位置
1502‧‧‧提供參考觸控
1504‧‧‧接收光學量測Tjk
1506‧‧‧計算光束量測值bn(或Gjk)
1508‧‧‧計算轉移函數M
1510‧‧‧判定逆算程序
參考附圖，現將依舉例方式描述本發明之實施例，其中：
圖1係根據一實施例之一光學觸敏裝置之一圖式。
圖2係根據一實施例之用於判定觸控事件之位置之一流程圖。
與3A至圖3F繪示用於與一光束之一觸控互動之不同機構。
圖4係二元觸控互動及類比觸控互動之曲線圖。
圖5A至圖5C係不同成形光束覆蓋區之俯視圖。
圖6A至圖6B係繪示分別行進穿過一窄光束及一寬光束之一觸控點的俯視圖。
圖7係圖6之窄光束及寬光束之二元回應及類比回應之曲線圖。
圖8A至圖8B係繪示發射器之主動區域覆蓋的俯視圖。
圖8C至圖8D係繪示偵測器之主動區域覆蓋的俯視圖。
圖8E係繪示交替發射器及偵測器的一俯視圖。
圖9A係繪示由一多點觸控事件中斷之一光束的一俯視圖。
圖9B係繪示圖9A之光束與圖9A之多點觸控事件之間之觸控互動的一側視圖。
圖10係繪示一組參考觸控的一俯視圖。
圖11係用於將一多點觸控事件解析成個別觸控事件之一方法之一流程圖。
圖12係一觸敏表面之綁定值估計之一灰階影像。
圖13繪示自綁定值p至光束量測b之一轉移函數M之一矩陣表述。
圖14繪示圖13之矩形表述之一逆算。
圖15係用於校準一轉移函數M之一方法之一流程圖。
I．引論
A．裝置概述
圖1係根據一實施例之一光學觸敏裝置100之一圖式。光學觸敏裝置100包含一控制器110、發射器/偵測器驅動電路120及一觸敏表面總成130。表面總成130包含其上將偵測到觸控事件之一表面131。為方便起見，即使該表面本身可為一完全被動結構，但由表面131界定之區域有時可被稱為主動區域或主動表面。總成130亦包含沿主動表面131之周邊配置之發射器及偵測器。在此實例中，存在標記為Ea至EJ之J個發射器及標記為D1至DK之K個偵測器。該裝置亦包含可實施為控制器110之部分或單獨被實施(如圖1中所展示)之一觸控事件處理器140。一標準化API可用於與觸控事件處理器140通信，例如介於觸控事件處理器140與控制器110之間或觸控事件處理器140與連接至該觸控事件處理器之其他裝置之間。
發射器/偵測器驅動電路120用作控制器110與發射器Ej及偵測器Dk之間之一介面。發射器產生由偵測器接收之「光束」。較佳地，由 一發射器產生之光由一個以上偵測器接收，且各偵測器自一個以上發射器接收光。為方便起見，即使「光束」可為到達諸多偵測器之一大扇光之部分而非一單獨光束，但其將係指自一發射器至一偵測器之光。自發射器Ej至偵測器Dk之光束將被稱為光束jk。作為實例，圖1明確地標記光束a1、a2、a3、e1及eK。主動區域131內之觸控將干擾某些光束以因此改變偵測器Dk處接收之光束。將與此等變化有關之資料傳送至觸控事件處理器140，觸控事件處理器140分析該資料以判定表面131上之觸控事件之(若干)位置(及時間)。
一光學方法(如圖1中所展示)之一優點在於：此方法非常適合於較大螢幕尺寸。由於將發射器及偵測器定位於周邊周圍，所以使螢幕尺寸線性地增大N倍意謂：周邊尺寸亦調整N倍而非N2倍。
B．程序概述
圖2係根據一實施例之用於判定觸控事件之位置之一流程圖。將使用圖1之裝置來繪示此程序。程序200大致被分成將被稱為一物理階段210及一處理階段220之兩個階段。概念上，該兩個階段之間之分界線係一組透射係數Tjk。
透射係數Tjk係自發射器j至偵測器k之光束之透射率，相較於該光束之一基線透射率。若不存在與光束互動之觸控事件，則光束之一基線透射率係已自發射器j透射至偵測器k之光束之透射率。在一些情況中，可在偵測到一觸控事件之前量測基線透射率，或基線透射率可為觸控事件之不存在期間所進行之指定數目個先前記錄之透射率量測之一平均值。在一些情況中，基線透射率可為過去記錄之透射率量測之一平均值。在以下實例中，吾人將使用0(完全被阻擋之光束)至1(完全被透射之光束)之一比例。因此，未受一觸控事件干擾之一光束jk具有Tjk=1。由一觸控事件完全阻擋之一光束jk具有一Tjk=0。由一觸控事件部分阻擋或衰減之一光束jk具有0<Tjk<1。Tjk>1係可能的，其 (例如)取決於觸控互動之性質或其中光被偏轉或散射至其通常不會達到之偵測器k之情況。
此特定量測之使用僅為一實例。可使用其他量測。特定言之，由於吾人最關注中斷光束，所以可使用一逆量測，諸如(1-Tjk)，此係因為其通常為0。其他實例包含吸收、衰減、反射或散射之量測。另外，儘管使用作為物理階段210與處理階段220之間之分界線之Tjk來解釋圖2，然無需明確地計算Tjk。物理階段210與處理階段220之間亦無需一清晰劃分。
返回至圖2，物理階段210係自物理設置判定Tjk之程序。處理階段220自Tjk判定觸控事件。圖2中所展示之模型在概念上係有用的，此係因為其在一定程度上使物理設置及潛在物理機制與後續處理分離。
例如，物理階段210產生透射係數Tjk。觸敏表面總成130之諸多不同物理設計係可能的，且將根據最終應用而考量不同設計權衡。例如，發射器及偵測器可更窄或更寬，具有更窄角或更寬角，具有各種波長，具有各種功率，相干或非相干，等等。作為另一實例，不同類型之多工可用於允許來自多個發射器之光束由各偵測器接收。下文(主要在章節II中)描述操作之此等物理設置及方式之若干者。
區塊210之內部展示程序200之一可能實施方案。在此實例中，發射器將光束透射212至多個偵測器。由觸控事件干擾橫跨觸敏表面行進之該等光束之部分。該等偵測器自該等發射器接收214呈一多工光學形式之該等光束。解多工傳輸216所接收之光束以使個別光束jk彼此區分。接著，藉由比較(例如劃分)觸控事件期間之光束jk之透射率與光束jk之一基線透射率而判定218各個別光束jk之透射係數Tjk。
處理階段220自物理階段210獲得由多點觸控事件所致之Tjk量測，且判定對應於多點觸控事件中之一或多個觸控事件之觸控區域。 處理階段220亦可判定多點觸控事件中之觸控事件之一或多個物理屬性(例如觸控或接觸壓力、壓力梯度、空間壓力分佈、光學透射性質等等)。下文之章節III中進一步描述處理階段220。
II．物理設置
可依諸多不同方式實施觸敏裝置100。以下為設計變動之一些實例。
A．電子器件
相對於電子態樣，應注意，圖1具例示性及功能性。來自圖1中之不同框之功能可一起實施於相同組件中。
例如，控制器110及觸控事件處理器140可實施為硬體、軟體或該兩者之一組合。控制器110及觸控事件處理器140亦可一起被實施(例如作為一SoC，其具有在該SoC中之一處理器上運行之編碼)或被單獨實施(例如，控制器作為一ASIC之部分，及觸控事件處理器作為在與該ASIC通信之一單獨處理器晶片上運行之軟體)。實例性實施方案包含專用硬體(例如ASIC或經程式化之場可程式化閘陣列(FPGA))、及運行軟體編碼(其包含韌體)之微處理器或微控制器(嵌入式或獨立式)。可在藉由更新軟體而製造之後修改軟體實施方案。
發射器/偵測器驅動電路120用作控制器110與發射器及偵測器之間之一介面。在一實施方案中，至控制器110之一介面實際上至少部分數位化。相對於發射器，控制器110可發送控制發射器之操作之命令。此等命令可為指令，例如意指進行以下某些動作之一序列位元：開始/停止光束之透射、變為某一圖案或序列之光束、調整功率、導通/切斷電路。該等命令亦可為更簡單信號(例如一「光束賦能信號」)，其中發射器在該光束賦能信號為高態時透射光束且在該光束賦能信號為低態時不透射光束。
電路120將所接收之指令轉換成驅動發射器之物理信號。例如， 電路120可包含耦合至數位轉類比轉換器之某一數位邏輯以便將所接收之數位指令轉換成發射器之驅動電流。例如，電路120亦可包含用於操作發射器之其他電路：用於將電調變外加至光束上(或外加至驅動發射器之電信號上)之調變器、控制迴路及來自發射器之類比回饋。發射器亦可將資訊至發送控制器(例如)以提供報告發射器之當前狀態之信號。
相對於偵測器，控制器110亦可發送控制偵測器之操作之命令，且偵測器可將信號回授至控制器。偵測器亦傳輸與由偵測器接收之光束有關之資訊。例如，電路120可自偵測器接收原始或放大類比信號。接著，電路可調節此等信號(例如雜訊抑制)，將其等自類比形式轉換成數位形式，且亦可應用某一數位處理(例如解調變)。
B．觸控互動
圖3A至圖3F繪示用於與一光束之一觸控互動之不同機構。圖3A繪示基於受抑全內反射(TIR)之一機構。展示為虛線之光束透過一光學透明波導302自發射器E行進至偵測器D。光束因全內反射而受限於波導302。波導可由(例如)塑膠或玻璃構成。與透明波導302接觸之一物件304(諸如一手指或觸控筆)具有比通常包圍波導之空氣之折射率高之一折射率。在接觸區域上方，歸因於物件之折射率之增大干擾波導內之光束之全內反射。全內反射之中斷增加來自波導之光洩漏以使穿過接觸區域之任何光束衰減。對應地，移除物件304將停止光束穿過之衰減。穿過觸控點之光束之衰減將導致偵測器處之功率減小，可自此計算減小之透射係數Tjk。
圖3B繪示基於光束阻擋之一機構。發射器產生緊密接近於一表面306之光束。與表面306接觸之一物件304將部分或完全地阻擋接觸區域內之光束。圖3A及圖3B繪示用於觸控互動之一些實體機構，但亦可使用其他機構。例如，觸控互動可基於極化之變化、散射或傳播 方向或傳播角之變化(垂直或水平)。
例如，圖3C繪示基於傳播角之一不同機構。在此實例中，在一波導302中經由TIR而引導光束。光束依某一角度碰撞波導-空氣介面且依相同角度被反射。然而，觸控304改變光束之傳播角。在圖3C中，在觸控304之後，光束依一更陡傳播角行進。偵測器D具有隨傳播角而變動之一回應。偵測器D可對依原始傳播角行進之光束更敏感，或其可更不敏感。無論如何，由一觸控304干擾之一光束將在偵測器D處產生一不同回應。
在圖3A至圖3C中，觸控物件亦為與光束互動之物件。此將被稱為一直接互動。在一間接互動中，觸控物件與一中間物件互動，該中間物件與光束互動。圖3D展示使用中間阻擋結構308之一實例。通常，此等結構308不會阻擋光束。然而，在圖3D中，物件304接觸阻擋結構308，其導致物件304部分或完全地阻擋光束。在圖3D中，結構308展示為離散物件，但其等並非必須如此。
在圖3E中，中間結構310係一可壓縮之部分透射薄片。當不存在觸控時，該薄片使光束衰減某一數量。在圖3E中，觸控304壓縮該薄片以因此改變光束之衰減。例如，該薄片之上部分可比下部分更不透明，使得壓縮減小透射率。替代地，該薄片可具有某一密度之散射位置。壓縮增大接觸區域之密度，此係因為相同數目個散射位置佔用一更小容積以因此減小透射率。類比間接方法亦可用於受抑TIR。應注意，此方法可用於量測基於壓縮之程度或比率之接觸壓力或觸控速度。
觸控機構亦可增強透射，而非或以及減少透射。例如，圖3E中之觸控互動可增加透射而非減少透射。薄片之上部分可比下部分更透明，使得壓縮增大透射率。
圖3F展示其中一發射器與偵測器之間之透射率歸因於一觸控互 動而增大之另一實例。圖3F係一俯視圖。發射器Ea通常產生由偵測器D1接收之一光束。當不存在觸控互動時，Ta1=1且Ta2=0。然而，一觸控互動304阻止光束到達偵測器D1且將受阻擋光之部分散射至偵測器D2。因此，偵測器D2自發射器Ea接收比其通常將接收之光多之光。據此，當存在一觸控事件304時，Ta1減小且Ta2增大。
為簡單起見，在此描述之剩餘部分中，將假定觸控機構主要具阻擋性，其意謂：將由一介入觸控事件部分或完全地阻擋自一發射器至一偵測器之一光束。此並非必需，但其使繪示各種概念較方便。
為方便起見，有時可將觸控互動機構分類為二元或類比。二元互動係基本上具有以觸控為函數之兩個可能回應的互動。實例包含非阻擋及完全阻擋、或非阻擋及10%+衰減、或非受抑及受抑TIR。一類比互動係具有對觸控之一「灰階」回應的互動：部分阻擋至阻擋的非阻擋穿過階度。觸控互動機構為二元或類比部分取決於觸控與光束之間之互動的性質。觸控互動機構為二元或類比不取決於光束之橫向寬度(其亦可經操縱以獲得二元或類比衰減，如下文所描述)，但其可取決於光束之垂直尺寸。
圖4係繪示相較於一類比觸控互動機構之二元觸控互動機構之一曲線圖。圖4用曲線表示以觸控之深度z為函數的透射率Tjk。尺寸z係進入及離開主動表面(之間的距離)。曲線410係二元回應。在低z處(即，當觸控尚未干擾光束時)，透射率Tjk處於其最大值。然而，在某一點z0處，觸控打斷光束且透射率Tjk突然完全下降至其最小值。曲線420展示其中自最大Tjk至最小Tjk之轉變發生於z之一更寬範圍內之一類比回應。若曲線420表現良好，則可自Tjk之量測值估計z。
C．發射器、偵測器及耦合器
各發射器將光透射至諸多偵測器。通常，各發射器將光同時輸出至一個以上偵測器。類似地，各偵測器自諸多不同發射器接收光。 光束可為可見光、紅外光及/或紫外光。術語「光」意指包含全部此等波長，且將據此解譯諸如「光學」之術語。
發射器之光源之實例包含發光二極體(LED)及半導體雷射。亦可使用IR源。可藉由直接調變光源或藉由使用一外部調變器(例如一液晶調變器或一偏轉鏡調變器)而達成光束之調變。偵測器之感測器元件之實例包含電荷耦合裝置、光二極體、光敏電阻器、光電晶體及非線性全光偵測器。通常，偵測器輸出以所接收光束之強度為函數之一電信號。
發射器及偵測器亦可包含光學器件及/或電子器件，以及主光源及感測器元件。例如，光學器件可用於在發射器/偵測器與所要光束路徑之間耦合。光學器件亦可重新塑形或否則調節由發射器產生或由偵測器接受之光束。此等光學器件可包含透鏡、菲涅爾透鏡、反射鏡、濾波器、非成像光學器件及其他光學組件。
在本發明中，為清晰起見，將展示展開之光學路徑。因此，光源、光束及感測器將展示為位於一平面中。在實際實施方案中，光源及感測器通常不會位於與光束相同之平面中。可使用各種耦合方法。一平面波導或光纖可用於耦合至/來自實際光束路徑之光。亦可使用自由空間耦合(例如透鏡及反射鏡)。亦可使用一組合，例如沿一維度之波導及沿另一維度之自由空間。2011年7月22日申請之名稱為「Optical Coupler」之美國申請案第61/510,989號中描述各種耦合器設計，該案之全文以引用之方式併入本文中。
D．光束路徑
一觸敏系統之另一態樣係光束及光束路徑之形狀及位置。在圖1至圖2中，光束展示為線。此等線應被解譯為表示光束，但光束本身未必為窄筆形光束。圖5A至圖5C繪示不同光束形狀。
圖5A展示一點發射器E、一點偵測器D及自發射器至偵測器之一 窄「筆形」光束510。在圖5B中，一點發射器E產生由寬偵測器D接收之一扇形光束520。在圖5C中，一寬發射器E產生由寬偵測器D接收之一「矩形」光束530。此等係光束之俯視圖且所展示形狀係光束路徑之覆蓋區。因此，光束510具有一線狀覆蓋區，光束520具有在發射器處較窄且在偵測器處較寬之三角形覆蓋區，且光束530具有寬度相當恆定之一矩形覆蓋區。在圖5中，偵測器及發射器由其等之寬度表示，如由光束路徑所見。實際光源及感測器不可能如此寬。確切而言，光學器件(例如柱狀透鏡或反射鏡)可用於使實際光源及感測器之橫向範圍有效變寬或變窄。
圖6A至圖6B及圖7展示覆蓋區之寬度可如何判定透射係數Tjk是否表現為二元或類比量。在此等圖中，一觸控點具有接觸區域610。假定：觸控具完全阻擋性，使得碰撞接觸區域610之任何光會被阻擋。圖6A展示發生在觸控點自左至右移動通過一窄光束時之情況。在最左情形中，光束完全未被阻擋(即，最大Tjk)，直至接觸區域610之右邊緣中斷光束。此時，光束完全被阻擋(即，最小Tjk)，中間方案中之情況亦如此。光束繼續為完全被阻擋，直至整個接觸區域移動穿過光束。接著，再次完全不阻擋光束，如右手邊方案中所展示。圖7中之曲線710展示以接觸區域610之橫向位置x為函數之透射率Tjk。最小Tjk與最大Tjk之間之急劇轉變展示此回應之二元性。
圖6B展示發生在觸控點自左至右移動通過一寬光束時之情況。在最左方案中，恰好開始阻擋光束。透射率Tjk開始下降，但處於最小值與最大值之間之某一值。透射率Tjk隨觸控點阻擋更多光束而繼續下降，直至光束完全被阻擋之中間情形。接著，透射率Tjk隨接觸區域離開光束而開始再次增大，如右手邊情形中所展示。圖7中之曲線720展示以接觸區域610之橫向位置x為函數之透射率Tjk。x之一寬範圍內之轉變展示此回應之類比性。
圖5至圖7考量一個別光束路徑。在大多數實施方案中，各發射器及各偵測器將支援多個光束路徑。
圖8A係繪示由一點發射器產生之光束圖案的一俯視圖。發射器Ej將光束透射至寬偵測器D1至DK。為清晰起見，給三個光束加陰影：光束j1、光束j(K-1)及一中間光束。各光束具有一扇形覆蓋區。全部覆蓋區之集合係發射器Ej之覆蓋區域。即，落於發射器Ej之覆蓋區域內之任何觸控事件將干擾來自發射器Ej之光束之至少一者。圖8B係一類似圖式，除發射器Ej係一寬發射器且產生具有「矩形」覆蓋區(實際上為梯形，但吾人將稱其等為矩形)之光束之外。三個陰影光束用於相同偵測器，如同圖8A。
應注意，每個發射器Ej無法產生用於每個偵測器Dk之光束。在圖1中，考量將自發射器Ea到達偵測器DK之光束路徑aK。首先，由發射器Ea產生之光無法沿此方向行進(即，發射器之輻射角可能不夠寬)，所以完全不可能存在物理光束，或偵測器之接受角可能不夠寬，使得偵測器無法偵測到入射光。其次，即使存在一光束且其可偵測，然其可被忽略，此係因為光束路徑並不位於用於產生有用資訊之一位置中。因此，透射係數Tjk無法具有用於發射器Ej與偵測器Dk之全部組合之值。
可使用不同數量來描述來自一發射器之個別光束之覆蓋區及來自一發射器之全部光束之覆蓋區域。空間範圍(即，寬度)、角度範圍(即，發射器之輻射角、偵測器之接受角)及覆蓋區形狀為可用於描述個別光束路徑以及一個別發射器之覆蓋區域之數量。
可由發射器Ej之寬度、偵測器Dk之寬度及/或界定發射器Ej與偵測器Dk之間之光束路徑之角度及形狀描述自一發射器Ej至一偵測器Dk之一個別光束路徑。
此等個別光束路徑可集合至針對一發射器Ej之全部偵測器上以產 生發射器Ej之覆蓋區域。可由發射器Ej之寬度、相關偵測器Dk之集合寬度及/或界定來自發射器Ej之光束路徑之集合的角度及形狀描述發射器Ej之覆蓋區域。應注意，個別覆蓋區可重疊(參閱圖8B，靠近發射器)。因此，一發射器之覆蓋區域不可能等於其覆蓋區之總和。(一發射器之覆蓋區之總和)/(發射器之覆蓋區域)之比率係重疊量之一量測。
個別發射器之覆蓋區域可集合於全部發射器上以獲得系統之總覆蓋範圍。在此情況中，總覆蓋區域之形狀並不受關注，此係因為其應覆蓋整個主動區域131。然而，不會相等地覆蓋主動區域131內之全部點。一些點可由諸多光束路徑穿過，而其他點可由遠遠更少之光束路徑穿過。主動區域131上之光束路徑之分佈可特徵化為計算有多少光束路徑穿過主動區域內之不同(x,y)點。光束路徑之定向係分佈之另一態樣。源自於全部大致沿相同方向運行之三個光束路徑之一(x,y)點通常將為比由全部依相對於彼此之60度角運行之三個光束路徑穿過之一點之分佈弱之一分佈。
以上針對發射器之討論亦適用於偵測器。圖8A至圖8B中針對發射器所建構之圖式亦可針對偵測器而建構。例如，圖8C展示圖8B之偵測器D1之一類似圖式。即，圖8C展示由偵測器D1接收之全部光束路徑。應注意，在此實例中，至偵測器D1之光束路徑僅來自沿主動區域之底部邊緣之發射器。左邊緣上之發射器不值得連接至D1且右邊緣上不存在發射器(在此實例性設計中)。圖8D展示偵測器Dk之一圖式，其係類比於圖8B中之發射器Ej之一位置。
接著，一偵測器Dk之覆蓋區域係由一偵測器Dk接收之光束之全部覆蓋區之集合。全部偵測器覆蓋區域之集合給出總系統覆蓋範圍。
在圖中，一窄「筆形」光束之路徑展示為一直線，若波導接近為平面(例如，當上介面及下介面兩者為平行平面時)，則該直線為實 際光束路徑之一良好表示。然而，此並非必需。在一些實施例中，波導建構有導致彎曲光束路徑之一緩慢變動厚度。例如，儘管波導可似乎實質上呈平面，然波導介面之一或多者(例如頂部、底部或兩者)略微傾斜，且困於波導中之光沿一彎曲路徑行進。在另一實施例中，波導展現(例如)用於一汽車控制裝置或用於與其環境互動之一機器人皮膚之界定一彎曲觸控表面之一任意形狀。在一彎曲觸控表面之情況中，光束路徑由連續反射界定，各反射局部地發生在波導介面上(例如基於全內反射)。在此等實施例中，波導之一形狀經設計使得由一發射器依與全內反射相容之一角度注入之光將經歷多次反射且將在不離開波導之情況下在波導內傳播，直至其到達一或多個偵測器(具有足夠能量)。更一般而言，可使用能夠偵測一或多個觸控事件之任何光束路徑(彎曲或筆直)。
E．主動區域覆蓋範圍
主動區域131之覆蓋範圍取決於光束路徑之形狀，但亦取決於發射器及偵測器之配置。在大部分應用中，主動區域呈矩形形狀，且沿矩形之四個邊緣定位發射器及偵測器。
在並非具有僅沿某些邊緣之發射器及僅沿其他邊緣之偵測器之一較佳方法中，使發射器與偵測器沿邊緣交錯。圖8E展示其中使發射器與偵測器沿全部四個邊緣交替之此之一實例。陰影光束展示發射器Ej之覆蓋區域。
F．多工
由於多個發射器將多個光束透射至多個偵測器，且由於個別光束之行為大體上被期望，所以使用一多工/解多工方案。例如，各偵測器通常輸出指示入射光之強度之一單一電信號，無論該光是否來自由一發射器產生之一光束或來自由諸多發射器產生之諸多光束。然而，透射率Tjk係一個別光束jk之一特性。
可使用不同類型之多工。根據所使用之多工方案，光束之透射特性(其包含光束之含量及光束被透射之時間)可變動。因此，多工方案之選擇可影響光學觸敏裝置之實體建構以及其操作兩者。
一方法係基於分碼多工。在此方法中，使用不同編碼來編碼由各發射器產生之光束。一偵測器接收一光信號(其係來自不同發射器之光束之組合)，但所接收之光束可基於該等編碼而被分成其分量。此在名稱為「Optical Control System With Modulated Emitters」之美國申請案第13/059,772號中進一步加以描述，該案以引用之方式併入本文中。
另一類似方法係分頻多工。在並非由不同編碼調變之此方法中，由不同頻率調變來自不同發射器之光束。該等頻率足夠低，使得可藉由電子濾波或其他電子或軟體方式而恢復所偵測光束中之不同分量。
亦可使用分時多工。在此方法中，不同發射器在不同時間透射光束。基於時序而識別光束及透射係數Tjk。若僅使用時間多工，則控制器必須透過發射器而足夠快速地循環以滿足所需觸控取樣速率。
通常與光學系統一起使用之其他多工技術包含分波長多工、極化多工、空間多工及角度多工。電子調變方案(諸如PSK、QAM及OFDM)亦可用於區分不同光束。
若干多工技術可一起使用。例如，可組合分時多工及分碼多工。可將發射器分類成8群組之16個發射器，而非分碼多工128個發射器或分時多工128個發射器。該8個群組經分時多工使得僅16個發射器在任何一個時間操作，且該等16個發射器經分碼多工。此可有利於(例如)即時最小化任何給定點處之作用中發射器之數目以減少裝置之功率需求。
III．處理階段
在圖2之處理階段220中，透射係數Tjk用於判定觸控事件之位置且視情況判定與該等觸控事件相關聯之物理屬性。
A．多點觸控事件
一多點觸控事件包含複數個並行或實質上並行之觸控事件。多點觸控事件可包括靜止或靜態觸控事件、或時變觸控事件。靜止或靜態多點觸控事件之實例包含兩手指接觸、一觸敏表面上之三個接觸等等。一觸敏表面上之時變多點觸控事件之實例包含該觸敏表面上之捏合手勢、擴張手勢、多手指掃動手勢及多手指輕擊手勢。一觸控事件可由與一觸敏表面接觸或在一觸敏表面之一預界定接近範圍內之各種物件(例如一人的手指、一觸控筆或一筆)所致。
圖9A至圖9B(未按比例繪製)分別繪示具有三個觸控事件904A至904C之一多點觸控事件之俯視圖及側視圖。觸控事件904與自發射器Ej至偵測器Dk之光束910互動。儘管圖9A至圖9B中未繪示，然三個觸控事件904之一或多者亦可與對應於沿觸敏表面之周邊定位之額外發射器-偵測器對之額外光束互動。
觸控事件904可特徵化為觸控區域及觸控分佈。一觸控事件之一觸控區域以觸敏表面上之觸控事件之空間擴張為特徵。根據應用，觸控區域可由不同參數界定。例如，觸控區域可特徵化為一觸控面積(例如觸控區域之一面積)、觸控區域之尺寸(例如長度、寬度、周長、長軸、短軸、半徑或沿觸敏表面之任何其他可量測尺寸)、觸控區域之一幾何形狀(例如一圓形、一橢圓形、一正方形、一n邊形等等)及/或觸控區域之一觸控位置(例如一中心點或重心)。
相同多點觸控事件中之不同觸控事件之觸控區域可或不可空間重疊。如圖9A至圖9B中所展示，不同觸控事件之觸控區域可具有不同形狀、面積、尺寸、定向等等。觸控區域之周邊可為平滑的、鋸齒狀的、規則的、對稱的、不規則的、不對稱的、曲線的、多邊形的、 凹的、凸的、閉合的、實質上閉合的或任何其他適合形狀或形式。
一觸控事件之一觸控分佈表示與觸控事件與觸敏表面之實體互動相關聯之物理屬性(例如觸控或接觸壓力、壓力梯度、空間壓力分佈、光學透射性質及類似者)。不同觸控事件之觸控分佈可不同。一多點觸控事件中之任何兩個觸控事件之間之觸控壓力值、觸控壓力梯度、空間壓力分佈及光學透射性質可不同。
當多個觸控事件904與一光束910互動時，光束910之一透射係數Tjk係各個別觸控事件之個別透射係數之一函數。基於光束910之組合透射係數Tjk，干涉光束910之各觸控事件904之比重可模型化為乘法。假定：三個觸控事件904A至904C各具有一對應之個別透射係數TjkA至TjkC。即，觸控事件904A之透射係數將僅為TjkA(若不存在觸控事件904B或904C)。接著，光束910之累積透射係數Tjk可計算為：Tjk=TjkA*TjkB*TjkC (1)
一觸控事件與一光束之間之互動之程度可由一綁定值表示，如下文更詳細所解釋。例如，由一觸控事件導致之更多散射可由一更大綁定值表示且更少散射由一更小綁定值表示。在圖9A至圖9B中，該等綁定值由陰影表示。在此實例中，各觸控事件具有兩個陰影。中央實心陰影表示一綁定值且外部點狀陰影表示一第二綁定值。
儘管為簡單起見在圖9A至圖9B中繪示每觸控事件之兩個綁定值，然一觸控事件可特徵化為大於或小於兩個綁定值。一觸控事件可特徵化為離散綁定值、或連續變動綁定值或其等之一組合。在一些實施例中，一觸控事件之綁定值論證自觸控區域之一外周長邊朝向觸控事件之一中央觸控位置之一單調逐漸增大或減小趨勢。替代地，綁定值無需展示一觸控區域內之一單調趨勢。在下文所給出之更特定實例中，各觸控事件將特徵化為對觸控區域上之變動作出解釋之一單一綁定值。
B．參考觸控
在一些實施例中，參考將被稱為參考觸控之一組已知觸控事件而界定或計算觸控事件之一觸控區域及/或一觸控分佈。參考觸控可經預界定、經預判定、經預校準或否則為已知的。另外，如下文所解釋，參考觸控可對應於一實際實體觸控，但其並非必需。例如，參考觸控可具有無法由一實際觸控事件產生之觸控區域及/或觸控分佈。
圖10係繪示一組參考觸控1010A至1010I之一俯視圖。在此實例中，參考觸控1010位於一2D網格中。各參考觸控1010具有相同觸控面積、尺寸及形狀。參考觸控1010之位置Li配置於一規則2D網格中。該組參考觸控橫跨一2D參考觸控區1002。在諸多情況中，參考觸控區將橫跨觸敏表面之整個主動區域。亦可將不同組之參考觸控用於主動面積之不同區域，或可將多組參考觸控(例如變動解析度之參考觸控)用於相同區域。
C．識別候選觸控事件
圖11係用於將一多點觸控事件解析成個別觸控事件之一方法之一流程圖。該流程圖係圖2之處理階段220之一實例。此方法利用參考觸控。
接收1102由多點觸控事件所致之光學量測Tjk。如上文圖9中所描述，基於一光束910之集合透射係數Tjk，干涉光束910之各觸控事件904之比重可模型化為乘法。
在一些實施例中，藉由使個別觸控事件之比重相加而非相乘而簡化比重與個別觸控事件之分離。此可藉由基於一非線性函數修改光學量測Tjk而完成。在此等實施例中，該非線性函數將個別透射係數之乘法比重修改成加法比重，藉此促進隨後矩陣表示及操作。對數函數具有將變數之間之一乘法關係修改成一加法關係之一性質(本文中稱為一分離性質)。
據此，使用一非線性函數來自所接收之光學量測Tjk計算1104光束量測值Gjk。可使用一對數函數來將一乘法關係轉換成一線性關係：Gjk=log Tjk。具有分離性質之非線性函數之其他實例包含其他基底對數函數及對數函數之線性化近似值(例如一泰勒級數展開式)。例如，應用對數變換將方程式(1)轉換成：Gjk=GjkA+GjkB+GjkC (2)
類似地，約為1之對數Tjk之一階泰勒級數展開式導致-(1-Tjk)。係數(1-Tjk)物理上表示光束jk之一損失係數(例如與一透射係數相反)。
由此等變換所致之線性化促進矩陣之使用。觸控互動可特徵化為：b=M p (3)
圖13中繪示此方程式。行向量p含有對應於參考觸控之綁定值pi。例如，綁定值pi可對應於位置Li處之參考觸控。行向量b含有光束量測值bn。例如，各bn可對應於Gjk之一者(其中亦執行自兩個維度jk至一個維度n之一重新排序)。
接著，矩陣M係描述各參考觸控對光束量測值之各者之效應的一轉移函數。例如，考量圖13中加灰色陰影之矩陣M之第二行。此行表示回應於存在參考觸控2(即，p2=1)且不存在其他參考觸控(即，全部其他pi=0)之光束量測值b。對應於存在一參考觸控之綁定值未必被選為1。可選擇其他值，且將據此調整矩陣M。
在方程式(3)中，給定綁定值p，吾人可計算光束量測值b。吾人解決逆算問題。基於轉移函數M而自光束量測值bn判定1106多點觸控事件之綁定值估計p'i。
在一些實施例中，藉由計算對應於轉移函數M之一擬逆矩陣R而判定綁定值估計p'i。可基於以下方程式而判定綁定值估計p'i之行向量 p'：p'=R b (4)
其中R=M -1。亦可使用其他逆算程序。例如，可藉由最小化所量測之b與M p'之間之差異、距離或誤差而判定p'。
綁定值估計p'i將多點觸控事件之綁定值之一估計提供至參考觸控i。圖12係一觸敏表面之綁定值估計之一灰階影像。在此實例中，該灰階影像中之各像素表示一不同綁定值且具有一2.5毫米寬度及一2.5毫米廣度。白色表示較強綁定值，而黑色表示較弱綁定值。在一些實施例中，綁定值估計可表示相較於參考觸控之觸控事件的物理屬性(例如，基於一類型之手指接觸(乾燥或油滑、強力或鬆弛等等)之手指與玻璃之間的平均耦合)。
自綁定值估計p'i判定1108對應於多點觸控事件之觸控事件之一或多者的觸控區域。在一些實施例中，參考觸控經選擇以小於典型觸控事件。在該情況中，一觸控事件通常在多個參考觸控上延伸。如圖12中所繪示，對應於觸控事件之綁定值估計p'i可顯現為局部化斑點(2D圖)或丘陵(3D圖)，諸如圍繞觸控區域1210A及1210B之較強綁定值的局部化區域。換言之，一實際觸控事件表示為多個相鄰參考觸控之一組合，且將影響一個以上綁定值估計p'i。此效應可用於藉由搜尋局部化斑點來即時偵測觸控位置。
例如，在一些應用中，週期性記錄光束量測，且在進行各光束量測之後產生綁定值估計之一「影像」。據此，依一預判定圖框速率(例如通常在20Hz至200Hz之間)來產生各組光束量測之一影像。自圖場(諸如機器視覺)辨識圖形的各種方法可用於偵測自連續組之光束量測產生之此等影像中的候選觸控區域。一此類方法係斑點偵測，如上文所描述。
另一方法係尋峰法。尋峰法係在於一2D坐標系中(例如)沿多個方 向(諸如一水平方向、一垂直方向及視情況對角線方向)偵測到一峰值或最大值時偵測一觸控區域。此係藉由檢查連續群組之通常n×n個空間單元或像素(例如一3×3群組之像素)來達成；像素係界定為包括一或多個參考觸控區域之空間單元，或藉由內插於相鄰參考觸控區域之間而形成。檢查各群組之空間單元或像素之一峰值條件。若滿足該峰值條件，則空間單元被判定為一峰值或包含一峰值，且被識別為一候選觸控區域。此方法實施其中判定一群組之n×n個空間單元或像素為候選觸控區域或非候選觸控區域之二元分類。
在一些實施例中，使用自影像提取之特徵(例如角點性(cornerness)、曲率、赫塞行列式(Hessian)等等)之更詳細分類方法經實施以偵測候選觸控區域。例如，綁定值估計之像素或空間單元之灰階分類方法提供非二元分類量測或得分，例如，當一空間單元成為一候選觸控區域之一可能性增加時，該空間單元之一分類量測或得分(例如連續地)增加。一真實觸控事件通常表現為經由多個相鄰像素或空間單元所觀察之漸增綁定值。在此等情況中，可由具有高分類量測或得分(例如大於一指定得分臨限值之得分)之相鄰像素空間地包圍具有一高(例如大於該指定得分臨限值)分類量測或得分之一像素。真實觸控事件之一中央位置通常為中央像素或具有最高分類得分之像素。
在一些實施例中，接著將一臨限值應用於非二元分類量測或得分以判定空間單元或像素是否為或是否包含一候選觸控區域。一較低臨限值實現敏感觸控偵測，但可導致由轉移函數M之逆算程序中之雜訊或缺陷所致之較高錯誤肯定。在此等實施例中，基於雜訊估計、至候選觸控區域之距離(基於由先前影像圖框製成之預測)、相對於主動觸控區之像素位置及類似者而動態地控制、調整或否則修改一臨限值。
D．內插
在一些實施例中，在判定候選觸控區域之前，為增加綁定值估計之2D影像中之空間單元或像素之數目，在既有像素之間界定額外空間單元或像素；且藉由諸如數值內插之方法而確定該等額外像素之綁定值估計。因此，可在不使線性系統欠定之情況下改良綁定值估計之2D影像之空間解析度。
在替代實施例中，藉由使用多個轉移函數M(各轉移函數表示方程式之一超定系統)且視情況藉由界定多個擬逆矩陣R而增加像素之數目(以改良空間解析度，同時維持一超定系統)。例如，為使像素之數目加倍，可使用一組經位移之參考觸控區域(例如基於相對於用於計算第一轉移函數之參考觸控區域之位置的一指定偏移)來界定一第二轉移函數。此方法產生具有增加數目個綁定值估計之影像以允許改良該等影像之空間取樣。
沿類似線，可界定一第一組參考觸控且計算一對應轉移函數M及擬逆矩陣R。接著，可針對藉由使該第一組參考觸控沿三個基本方向(水平、垂直及共同地沿兩個軸(即，對角線))偏移一半節距而獲得之額外三組參考觸控而界定三個額外轉移函數M及三個額外對應擬逆矩陣R。例如在圖12之灰階影像中，各像素具有2.5毫米×2.5毫米之一尺寸且最初與一相鄰像素分離達5毫米之一節距以導致不佳空間解析度。然而，藉由使用三個額外轉移函數M(對應於沿垂直方向及水平方向之半節距偏移)而使有效內插節距減小至2.5毫米，藉此產生沿兩個方向之一改良有效空間解析度。類似地，可使有效空間解析度沿水平方向及垂直方向改良數值倍數之任何組合(例如沿水平方向改良2倍、沿垂直方向改良3倍等等)。
E．篩選
沿圖11中之方法220繼續，在判定1108(例如候選)觸控區域之後，篩選1110候選觸控區域以拒絕錯誤肯定且獲得確認觸控事件。在 一些實施例中，錯誤肯定由量測雜訊所致，或由綁定值估計之缺陷評估(例如判定轉移函數M之一逆算程序時之計算誤差)所致。
在一些實施例中，為拒絕錯誤肯定觸控區域，比較某一候選觸控區域之一中央處之一綁定值與一指定(例如預判定)臨限值；若該綁定值大於該指定臨限值，則該某一候選觸控區域被判定為確認觸控區域。
在一些實施例中，亦可藉由應用基於形狀、尺寸(例如觸控區域之面積、觸控區域之周長)、維度及類似者之臨限值或拒絕準則而拒絕候選觸控區域作為錯誤肯定。例如，可拒絕具有大於一指定面積臨限值之一面積之一候選觸控區域作為一錯誤肯定(例如由與觸敏表面接觸之一使用者之手掌產生)。另一方面，亦可拒絕具有小於一指定面積臨限值之一面積之一候選觸控區域作為一錯誤肯定(例如作為太小以致無法為一人之手指的一觸控事件，但更可能由雜訊或意外產生)。在一些實施例中，藉由使一模型或幾何形狀(例如一拋物面、一高斯函數等等)與圍繞一候選觸控區域之一中央位置(例如一峰值綁定值)之綁定值估計擬合而估計觸控區域之尺寸。接著，基於(若干)模型最佳擬合參數而評估觸控區域之尺寸，且若尺寸未落於指定範圍內，則捨弃或拒絕該候選觸控區域作為一錯誤肯定。
在一些實施例中，亦可藉由忽略光束或使光束一權重降低以在自光束量測估計綁定值時促成其他候選或確認觸控區域而拒絕候選觸控區域作為錯誤肯定。
在一些實施例中，藉由使用隨時間流逝之多個連續影像之一集合而拒絕一候選觸控區域作為一錯誤肯定。若一候選觸控區域論證與來自一或多個先前圖框(例如1個至5個先前圖框之間)之對應候選觸控區域之一指定位準之一致性，則可接受該候選觸控區域作為一確認觸控區域。視情況使用比較參數(諸如候選觸控區域之移動速度、候選 觸控區域之移動方向、候選觸控區域之位置、候選觸控區域之綁定值、候選觸控區域之形狀尺寸(例如模型最佳擬合參數)及類似者)來判定來自兩個或兩個以上對應影像圖框之兩個或兩個以上候選觸控區域之間之一致性之一量測。藉由最小化一成本函數或使用任何其他適合方法，基於knn(K最近鄰居)方法而視情況評估一致性之量測。當偵測多個觸控區域時，給確認觸控區域視情況指派識別符(ID)。
F．觸控位置
此外，在圖11所繪示之方法220中，在篩選1110以消除或拒絕錯誤肯定之後，進一步分析確認觸控區域以(例如)藉由估計中央位置(例如圖12中所繪示之觸控區域1210之觸控位置1212)而識別1112確認觸控區域之各者之觸控位置。在一些實施例中，可使用比像素解析度精細之精確度來判定確認觸控區域之各者之觸控位置。子像素解析度可基於使用者要求而被判定且對某些應用而言可介於1/10至1/1000像素節距之間。即，若基於一5毫米之中心至中心間隔而定位參考觸控，則可判定觸控位置達到此之1/10至1/1000之一精確度。
在一些實施例中，藉由圍繞一確認觸控區域之一峰值綁定值估計計算綁定值估計或像素之一重心而評估該觸控區域之一觸控位置或中央位置。在替代實施例中，基於最佳擬合參數(例如抛物面、高斯模型擬合)或基於一內插影像中之一觸控區域之一峰值之一位置而計算觸控位置。
在一些實施例中，將觸控位置估計為相對於參考觸控位置(例如圖10中所繪示)之絕對值。替代地，對於移動或非靜止觸控事件，可相對於來自一先前影像圖框之相同觸控事件之一識別觸控位置而計算一觸控位置。換言之，相對於具有圖框數f1之觸控事件之一位置，相對定位計算具有圖框數f2之一觸控事件之相對位置(例如f2>f1)。可使用諸如尋峰法之方法及交叉相關函數來評估相對位置。交叉相關可應 用於圖框f1之觸控區域與圖框f2之相同觸控區域之間。通常，觸控區域界定於圍繞峰值綁定值估計之一位置的一小空間窗內。
在一些實施例中，將一追蹤濾波器應用於確認觸控區域或模型參數(例如在識別觸控位置之前)。此等追蹤濾波器包含卡爾曼濾波器、α-β濾波器、α-β-γ濾波器或具有可調濾波器係數(例如有限脈衝回應(FIR)濾波器或無限脈衝回應(IIR)濾波器)之自適應濾波器。各種替代方法可用於識別觸控事件之一或多者之觸控位置(作為絕對位置或作為相對位置位移)。
G．多點觸控事件之物理屬性
綁定值估計係與一觸控事件與觸敏表面之間之一實體互動相關聯之物理屬性(例如觸控或接觸壓力、壓力梯度、空間壓力分佈、光學透射性質及類似者)之結果。
自綁定值估計p'i視情況判定1114多點觸控事件之一觸控事件之物理屬性之一或多者。可相對於參考觸控之已知物理屬性(例如相對於已知綁定值)而計算或判定此等物理屬性。例如，歸因於不同皮膚類型或歸因於一減小主動接觸區域(例如對於具有諸多指紋之一乾燥手指)，觸控事件之綁定值(例如p<1之一綁定值)可小於參考觸控之綁定值。另一方面，觸控事件相對於一參考觸控之一改良綁定值(例如p>1之一綁定值)可由具有一增大主動觸控區域(例如一完整或填充指紋)及較強光學耦合之一油滑手指所致。此外，一觸控事件之零之一綁定值可由與觸控區域之接觸之一損失所致。
此外，可基於多點觸控事件中之一觸控事件之一或多個物理屬性(例如壓力分佈、光學透射性質等等)且視情況基於該觸控事件之一觸控區域(例如尺寸、面積、周長、形狀等等)而判定產生該觸控事件之物件之一性質或類型。產生一觸控事件之一物件可為一特定手指(例如一食指、一拇指、一小指、一無名指等等)，或為一觸控筆或一 筆或能夠與一觸敏表面互動之任何其他適合裝置或物件。
H．轉移函數M之校準
可先驗地(例如在一工廠之觸敏裝置之設計及預校準期間)或在運行時間期間(例如在觸敏裝置之部署及使用期間更新)判定轉移函數M及M之一逆算程序(例如擬逆矩陣R)。
圖15係用於校準一轉移函數M之一方法之一流程圖。在此實例中，可實體地實現參考觸控。在一觸敏表面上提供參考觸控(1502)。此等參考觸控位於位置Li處，且假定其等對應於綁定值pi=1。在圖10之實例中，在一Q×N之矩形網格(例如40個、60個、80個、100個、1000個等等之列及行)上界定參考觸控。在一些實施例中，參考觸控區域經非均勻地間隔以橫跨觸控區1002。例如，可在預期更具活動性之區域中界定一更大密度之參考觸控區域：觸控區1002之中央部分或在觸控區1002之隅角及周邊中。在一些實施例中，參考觸控區域經定尺寸使得其等重疊。在圖10之實例中，相鄰觸控區域之間之一較佳間隔約(例如一節距)大致介於2毫米至10毫米之間。該間隔特徵化為空隙區域；即，參考觸控區域不重疊。在替代實施例中，參考觸控區域可具有各種形狀(例如圓形、正方形、矩形、多邊形等等)及各種尺寸(例如均勻或非均勻)。在一些實施例中，對於一圓形參考觸控區域，一參考觸控區域之一半徑可隨參考觸控區域之間之一局部節距或間隔而變動(例如略大於局部節距之平方根)。在替代實施例中，一參考觸控區域之一半徑小於節距以導致非重疊參考觸控區域。
在一些實施例中，可藉由一機器人將具有一指定壓力之一人造手指放置於位置Li之各者處之參考觸控區域處而執行將一參考觸控施加至觸敏表面。在此等實施例中，該人造機械人手指視情況具有類似於一真實人手指(或一些情況中之一觸控筆或筆)之特性之特性。據此，此一人造手指可包括由具有類似於人皮膚之屬性之一材料(例如 天鵝絨、聚矽氧、橡膠及類似者)製成或覆蓋有該材料之一圓盤或撓性半球，或包括在形狀、尺寸、光學透射及其他物理屬性上類似於一真實人手指之任何其他類似總成。
接收由參考觸控所致之光學量測Tjk(1504)。在一些實施例中，基於參考圖2之物理階段210所描述之步驟(例如步驟212至步驟218)之一或多者而接收由參考觸控所致之光學量測Tjk。
使用一非線性函數或其線性化近似法來計算針對參考觸控之對應於所接收之光學量測(Tjk)之光束量測值bn(或Gjk)(1506)。應注意，bn或b[n]對應於光束量測值Gjk(自發射器Ej至偵測器Dk之光束(j,k)之線性化透射係數)。在一些實施例中，非線性函數係一對數函數。在一些實施例中，該對數函數近似表示為一泰勒展開式。
基於由參考觸控Li所致之所計算之光束量測值bn而計算一轉移函數M(1508)。如上文所解釋，轉移函數M描述參考觸控之各者對光束量測值之各者之一效應。轉移函數矩陣M之各行i表示由位置Li處之一參考觸控所致之光束量測值Gjk(針對自發射器j至偵測器k之一光束)。
在一般情況中，M之維度為B×P，其中B係光束之數目且P係參考觸控區域之數目(例如，在圖10之實例中，P=Q*N)。在此等實施例中，b係光束量測值bn之尺寸B之一行向量。在一些實施例中，自針對提供於參考觸控位置之各者處之一參考觸控所量測或所觀察之光束量測值憑經驗獲得轉移函數M。在替代實施例中，藉由模擬而判定轉移函數M，且由使一真實手指互動模型化之一核心函數模擬光束量測值bn與位置Li處之一參考觸控之間之一映射。可使用諸如徑向基底函數之核心函數。
轉移函數M根據以下方程式而界定觸控事件(例如具有綁定值p)如何影響光束量測值b：b=M p (5)
參考圖13，在矩陣M之任何行i中，零或實質上為零之元素表示對應於未受位置Li處之一參考觸控干擾之光束之光束量測。矩陣M之任何行i中之非零元素反映對應於位置Li處之參考觸控與對應光束之間之互動之光束量測值(Gjk)。例如，在圖13之繪示中，M之非零元素(例如加深灰色陰影之m22及m52)表示對應光束(具有線性指數n=2及n=5)與位置L2處之一參考觸控之間之互動。相反地，零值項(例如加淺灰色陰影)表示位置L2處之一參考觸控不與其互動之光束。
判定方程式(5)之一逆算程序(1510)。在一些實施例中，基於一或多個準則(諸如莫耳-潘羅斯(Moore-Penrose)準則(最小平方))之最佳化而計算轉移函數M之一擬逆矩陣R。
在圖14中，擬逆矩陣R之第二列(用灰色突顯)用於使用光束量測b來評估參考位置L2處之一參考觸控之綁定值估計p'2。加深灰色陰影之R之第二列之元素(r22及r25)對應於M中之加深灰色陰影之元素(圖13中之m22及m52)。R之第二列之剩餘元素加淺灰色陰影，且對應於不表示基於轉移函數M之位置L2處之一參考觸控與對應光束之間之一互動的元素。
在一些實施例中，使用矩陣R之一稀疏矩陣表示以減少計算負載及記憶體需求。如圖14中所展示，可藉由將任何元素(i,n)(對於該等元素，位置Li處之一觸控事件不干擾對應於一光束量測值bn之一光束)設定為零而用公式表示R之一稀疏表示。在替代實施例中，減少計算之其他準則包含基於諸如光束方向、干擾強度、預期能量或其等之任何組合之準則而捨棄或維持矩陣M之元素。
在一些實施例中，將R之非零元素編碼成每項較少位元(例如使用均勻或非均勻量化編碼器)以進一步減少計算負載及記憶體需求。可直接使用非零元素之編碼值或其等可首先由一量化解碼器處理。在另一實施例中，在一量化步驟中將光束量測值之向量b編碼成每光束 量測之預界定數目個位元。
編碼值直接用於重建中或其等首先由一量化解碼器處理。在一實施例中，量化將數位解析度設定為每元素一個位元。在另一實施例中，將擬逆矩陣R及光束向量b兩者量化成每元素一個位元，在該情況中，圖14中所繪示之逆算操作等效於計算一給定觸控區域之主動光束之數目。可使用各種替代方法來判定轉移函數M之一逆算程序。替代地，可使用諸如Kaczmarz之方法來迭代地評估該逆算程序。
在一些實施例中，參考觸控區域之數目P少於光束量測之數目B以導致一超定方程組。在一替代實施例中，當光束量測之數目B少於參考觸控區域之數目P時，該方程組欠定。在此等實施例中，可使用諸如壓縮感測之逆算方法。
IV．改良綁定值估計之保真度
在一些實施例中，減小光束量測之雜訊及非線性度(例如由其他驅動電子器件、光轉換、玻璃中之光傳播、光獲取、接收器電子器件、接收器ADC等等引入)將改良綁定值估計之保真度。改良一給定光束透射係數之保真度視情況損及其他光束之保真度。例如，高度定向發射器增加導引向偵測器以直接面向該等偵測器之光以減少透射至偏軸偵測器之光。
由於藉由組合來自各種光束量測之潛在雜訊值bn而獲得綁定值估計，所以在一些實施例中，雜訊及非線性度均等地分佈於光束中以減小或最小化綁定值估計中之一整體量測誤差。在一些實施例中，此藉由儘可能均勻地分佈在玻璃中傳播之光(例如藉由延伸發射器或接收器之角跨度、基於一最佳化準則而操縱發射器及接收器朝向一預判定方向(例如操縱光軸朝向一中心，朝向一最近隅角)等等)而達成。此等方法使光遠離其中充滿光束之一區域以導致玻璃內之一更平衡光分佈。
在替代實施例中，發射器及偵測器之位置經最佳化以改良量測保真度。在一些實施例中，發射器及偵測器之位置經振動使得光束之一局部化密度橫跨表面保持實質上恆定。藉由相較於一規則節距對準之恆定距離變動自一光元件(發射器或偵測器)至下一光元件之距離而獲得振動。一規則位置網格不具有自一光元件至下一光元件之距離變動(在一給定陣列或側內)，且接著恆定距離等於網格節距。振動圖案經最佳化以避免任何特定區域中之光束集中。在一實施例中，藉由將由正負位置變動(通常沿一維度(即，沿陣列或觸控區側方向)施加變動)構成之一零平均偽隨機變動圖案添加至規則位置而獲得振動圖案。變動之量值通常小於添加該等變動之規則網格之節距。在一實施例中，偽隨機圖案經建構使得兩個連續值僅緩慢變化(圖案具有一低通頻譜)。可使用其他變動圖案，諸如正弦或餘弦波圖案(例如增大或減小隅角附近之發射器-偵測器密度)。在一些實施例中，透過使一度量(諸如光束密度均勻性)最佳化之一搜尋程序而判定發射器及偵測器之位置，該位置經受諸如發射器-偵測器間隔或觸控區之總尺寸之參數之約束。該搜尋程序可測試多組發射器-偵測器位置且選擇提供最佳化度量之位置之一子集。
V．應用
上文所描述之觸敏裝置可用於各種應用中。觸敏顯示器係一類應用。此包含用於平板電腦、膝上型電腦、桌上型電腦、遊戲機、智慧型電話及其他類型之計算裝置之顯示器。該等觸敏裝置亦包含用於電視、數位標示、公開資訊、白板、電子閱讀器及其他類型之良好解析度顯示器之顯示器。然而，該等觸敏裝置亦可用於更小或更低解析度顯示器上：更簡單蜂巢式電話、使用者控制(影印機控制、印表機控制、電氣設備控制等等)。此等觸敏裝置亦可用於除顯示器之外之應用中。其方偵測到觸控之「表面」可為一被動元件，諸如一印刷影 像或僅為略微較硬表面。此應用可用作為類似於一軌跡球或滑鼠之一使用者介面。
VI．額外考量
該等圖僅出於繪示之目的而描繪本發明之實施例。熟悉此項技術者將容易自以下討論認識到，可在不背離本文中所描述之本發明之原理之情況下採用本文中所繪示之結構及方法之替代實施例。
在閱讀本發明之後，熟悉此項技術者應透過本文中所揭示之原理而瞭解額外替代結構及功能設計。因此，儘管已繪示及描述特定實施例及應用，然應瞭解，所揭示之實施例不受限於本文中所揭示之精確建構及組件。熟悉此項技術者應明白，可對本文中所揭示之方法及設備之配置、操作及細節作出各種修改、改變及變動。
220‧‧‧處理階段/方法
1102‧‧‧接收光學量測Tjk
1104‧‧‧使用非線性函數以自所接收之光學量測Tjk計算光束量測值Gjk
1106‧‧‧基於轉移函數M而自光束量測值bn判定多點觸控事件之綁定值估計p'i
1108‧‧‧自綁定值估計p'i判定觸控區域
1110‧‧‧篩選候選觸控區域以拒絕錯誤肯定，且獲得確認觸控區域
1112‧‧‧識別觸控位置
1114‧‧‧自綁定值估計p'i判定物理屬性

Claims (39)

  1. 一種用於解析發生在一觸敏表面上之複數個觸控區域處之一多點觸控事件之方法，該方法包括一電腦處理器執行以下步驟：接收由該多點觸控事件所致之複數個光束量測值bn，其中不同光束量測值bn由橫跨該觸敏表面透射之不同光束所致，且該多點觸控事件干擾該觸控區域附近之光束；自該等光束量測值bn判定綁定值估計p'i，該等綁定值估計p'i估計該觸敏表面之對應位置Li處的光束干擾，其中判定該等綁定值估計p'i係基於模型化自綁定值pi至該等光束量測值bn之一轉移函數為一線性轉移函數；及自該等綁定值估計p'i判定該多點觸控件之該等觸控區域。
  2. 如請求項1之方法，其中該線性轉移函數係描述如下：b=M p，其中：b係該等光束量測值bn之一行向量；p係該等綁定值pi之一行向量；及M係該線性轉移函數，且該矩陣M之各行n係由位置Li處之一參考觸控所致之該等光束量測值bn，該參考觸控對應於一綁定值pi=1。
  3. 如請求項2之方法，其中判定綁定值估計p'i包括：將一逆算程序應用於b=M p。
  4. 如請求項2之方法，其中判定綁定值估計p'i包括：評估p'=R b其中：p'係該等綁定值估計p'i之一行向量；及 R係該線性轉移函數M之一逆矩陣。
  5. 如請求項4之方法，其中R係一稀疏矩陣。
  6. 如請求項4之方法，其中對於使位置Li處之一觸控不干擾該光束量測值bn之一光束之元素而言，R為零。
  7. 如請求項2之方法，其中b=M p為超定的。
  8. 如請求項2之方法，其中光束量測值bn之數目大於位置Li之數目。
  9. 如請求項2之方法，其中該矩陣M之各行n至少50%為零。
  10. 如請求項2之方法，其中該參考觸控佔用小於100平方毫米之一有限區域，且該矩陣M之各行n含有針對該有限區域外之元素的零值。
  11. 如請求項10之方法，其中該參考觸控佔用一恆定區域。
  12. 如請求項10之方法，其中該參考觸控佔用一可變區域。
  13. 如請求項2之方法，其中相鄰位置Li處之參考觸控重疊。
  14. 如請求項2之方法，其中參考觸控佔用至少1000個位置Li。
  15. 如請求項2之方法，其中相鄰位置Li處之參考觸控不重疊。
  16. 如請求項2之方法，其中該矩陣M之各行n含有小於零之元素。
  17. 如請求項1之方法，進一步包括：接收自發射器至偵測器之光束的光學量測，其中一光學量測係沿該光束之觸控事件之一非線性函數；及藉由應用一非線性函數，自該等光學量測計算該等光束量測值bn。
  18. 如請求項17之方法，其中該非線性函數係一對數函數。
  19. 如請求項17之方法，其中該非線性函數係自發射器至偵測器之光束之一光學透射率之一對數函數。
  20. 如請求項17之方法，其中該非線性函數係自發射器至偵測器之 光束之一光學透射率之一對數函數之一線性化近似值，該線性化近似值表示該等光束之一光學損失係數。
  21. 如請求項1之方法，其中該等位置Li位於一矩形網格上。
  22. 如請求項1之方法，其中該等位置Li位於一規則網格上。
  23. 如請求項1之方法，其中該等位置Li經不規則間隔。
  24. 如請求項1之方法，其中該等位置Li彼此隔開至少2毫米。
  25. 如請求項1之方法，其中判定該多點觸控事件之該等觸控區域包括：將一臨限值應用於該等綁定值估計p'i；及基於該等綁定值估計p'i超過該臨限值來識別候選觸控區域。
  26. 如請求項1之方法，其中判定該多點觸控事件之該等觸控區域包括：基於該等綁定值估計p'i而將一臨限值應用於一局部特徵；及基於該等局部特徵超過該臨限值來識別候選觸控區域。
  27. 如請求項1之方法，其中判定該多點觸控事件之該等觸控區域包括：使用一個以上綁定值估計p'i來判定各觸控區域。
  28. 如請求項27之方法，其中判定該多點觸控事件之該等觸控區域包括：在綁定值估計p'i之間內插，以判定各觸控區域。
  29. 如請求項1之方法，其中可依據小於相鄰位置Li之間之間隔之一準確度來判定該等觸控區域。
  30. 如請求項1之方法，其中先驗地判定該線性轉移函數。
  31. 如請求項1之方法，進一步包括：自動校準以補償該線性轉移函數之變化。
  32. 如請求項1之方法，其中在圍繞該觸敏表面之一周邊配置之發射器與偵測器之間透射該等光束。
  33. 如請求項1之方法，其中偵測器同時接收多個光束。
  34. 如請求項1之方法，進一步包括：自該等綁定值估計p'i判定該多點觸控事件中之觸控事件的物理屬性。
  35. 如請求項34之方法，其中判定一觸控事件之物理屬性包括：判定與該觸控事件相關聯之一觸控壓力、一壓力梯度、一空間壓力分佈及一光學透射性質的一或多者。
  36. 如請求項34之方法，進一步包括：基於該多點觸控事件之該等觸控事件之該等所判定物理屬性來識別導致該多點觸控事件的一或多個物件。
  37. 如請求項1之方法，進一步包括：自該等綁定值估計p'i判定該多點觸控事件之該等觸控區域的空間性質。
  38. 如請求項37之方法，其中判定該等觸控區域之空間性質包括：判定與該等觸控區域相關聯之一尺寸、一邊界、一周長、一面積及一幾何形狀的一或多者。
  39. 如請求項37之方法，進一步包括：基於該多點觸控事件之該等觸控區域之該等所判定空間性質來識別導致該多點觸控事件的一或多個物件。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014083437A2 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Julien Piot Optical touch tomography
KR102075191B1 (ko) * 2013-06-05 2020-02-07 에베 그룹 에. 탈너 게엠베하 압력 맵을 결정하기 위한 측정 장치 및 방법
TWI498790B (zh) * 2013-06-13 2015-09-01 Wistron Corp 多點觸控系統與多點觸控訊號處理方法
JP6255321B2 (ja) * 2014-08-20 2017-12-27 アルプス電気株式会社 情報処理装置とその指先操作識別方法並びにプログラム
CN107111442B (zh) 2014-09-02 2021-05-25 贝奇克有限公司 使用光学触敏设备的器械检测
US10108301B2 (en) 2014-09-02 2018-10-23 Rapt Ip Limited Instrument detection with an optical touch sensitive device, with associating contacts with active instruments
US9965101B2 (en) 2014-09-02 2018-05-08 Rapt Ip Limited Instrument detection with an optical touch sensitive device
TWI533181B (zh) * 2014-09-18 2016-05-11 緯創資通股份有限公司 光學式觸控感測裝置及其觸控信號判斷方法
US9791977B2 (en) 2014-12-16 2017-10-17 Rapt Ip Limited Transient deformation detection for a touch-sensitive surface
EP3250993B1 (en) 2015-01-28 2019-09-04 FlatFrog Laboratories AB Dynamic touch quarantine frames
EP3537269A1 (en) 2015-02-09 2019-09-11 FlatFrog Laboratories AB Optical touch system
JP2018536944A (ja) 2015-12-09 2018-12-13 フラットフロッグ ラボラトリーズ アーベーＦｌａｔＦｒｏｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ ＡＢ 改善されたスタイラスの識別
CN109416606A (zh) * 2016-05-23 2019-03-01 拉普特知识产权公司 利用光学触摸感应装置、使接触与有源仪器相关联的仪器检测
CN106231219A (zh) * 2016-07-13 2016-12-14 乐视控股（北京）有限公司 一种电视显示屏及其操作方法，以及电视
WO2018106176A1 (en) 2016-12-07 2018-06-14 Flatfrog Laboratories Ab An improved touch device
EP3458946B1 (en) * 2017-02-06 2020-10-21 FlatFrog Laboratories AB Optical coupling in touch-sensing systems
WO2018174788A1 (en) 2017-03-22 2018-09-27 Flatfrog Laboratories Object characterisation for touch displays
EP3602259A4 (en) 2017-03-28 2021-01-20 FlatFrog Laboratories AB TOUCH DETECTION DEVICE AND ITS ASSEMBLY PROCESS
US11256371B2 (en) 2017-09-01 2022-02-22 Flatfrog Laboratories Ab Optical component
WO2019136759A1 (zh) * 2018-01-15 2019-07-18 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别系统的按压检测方法、装置和终端设备
US11169641B2 (en) * 2018-01-23 2021-11-09 Beechrock Limited Compliant stylus interaction with touch sensitive surface
US11567610B2 (en) 2018-03-05 2023-01-31 Flatfrog Laboratories Ab Detection line broadening
US10983611B2 (en) 2018-06-06 2021-04-20 Beechrock Limited Stylus with a control
WO2020153890A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Flatfrog Laboratories Ab A videoconferencing terminal and method of operating the same
EP3839706B1 (fr) 2019-12-20 2023-07-05 The Swatch Group Research and Development Ltd Procede et dispositif de determination de position d'un objet sur une surface donnee
CN115039063A (zh) 2020-02-10 2022-09-09 平蛙实验室股份公司 改进的触摸感测设备
US11983363B1 (en) * 2023-02-09 2024-05-14 Primax Electronics Ltd. User gesture behavior simulation system and user gesture behavior simulation method applied thereto

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060227120A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Adam Eikman Photonic touch screen apparatus and method of use
WO2010064983A2 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Flatfrog Laboratories Ab A touch sensing apparatus and method of operating the same
US20110163996A1 (en) * 2008-06-23 2011-07-07 Ola Wassvik Determining the location of one or more objects on a touth surface
US20120212457A1 (en) * 2008-08-07 2012-08-23 Rapt Ip Limited Detecting Multitouch Events in an Optical Touch-Sensitive Device Using Line Images

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1907918A2 (en) * 2005-07-05 2008-04-09 O-Pen ApS A touch pad system
AR064377A1 (es) * 2007-12-17 2009-04-01 Rovere Victor Manuel Suarez Dispositivo para sensar multiples areas de contacto contra objetos en forma simultanea
US20090219256A1 (en) * 2008-02-11 2009-09-03 John David Newton Systems and Methods for Resolving Multitouch Scenarios for Optical Touchscreens
TW201005606A (en) * 2008-06-23 2010-02-01 Flatfrog Lab Ab Detecting the locations of a plurality of objects on a touch surface
CN101963867B (zh) * 2009-07-24 2013-06-05 敦南科技股份有限公司 具备多点触控功能的触控输入装置及其方法
SE534244C2 (sv) * 2009-09-02 2011-06-14 Flatfrog Lab Ab Pekkänsligt system och förfarande för funktionsstyrning av detsamma
US20140085241A1 (en) * 2011-05-16 2014-03-27 Flatfrog Laboratories Ab Device and method for determining reduced performance of a touch sensitive apparatus
EP2786233A1 (en) * 2011-11-28 2014-10-08 Corning Incorporated Robust optical touch-screen systems and methods using a planar transparent sheet
EP2795437A4 (en) 2011-12-22 2015-07-15 Flatfrog Lab Ab TOUCH DETERMINATION WITH INTERACTION COMPENSATION
WO2014083437A2 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Julien Piot Optical touch tomography

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060227120A1 (en) * 2005-03-28 2006-10-12 Adam Eikman Photonic touch screen apparatus and method of use
US20110163996A1 (en) * 2008-06-23 2011-07-07 Ola Wassvik Determining the location of one or more objects on a touth surface
US20120212457A1 (en) * 2008-08-07 2012-08-23 Rapt Ip Limited Detecting Multitouch Events in an Optical Touch-Sensitive Device Using Line Images
WO2010064983A2 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Flatfrog Laboratories Ab A touch sensing apparatus and method of operating the same

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