WO2015165186A1 - 基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏 - Google Patents

基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸屏 Download PDF

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WO2015165186A1
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wave
touch
feedback
detection wave
detection
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陈炎顺
王红
李耀辉
许秋实
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京东方科技集团股份有限公司
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
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    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Definitions

  • the present invention relates to the field of touch technologies, and in particular, to a touch recognition device, method and touch screen based on Doppler effect. Background technique
  • Human-computer interaction technology has become one of the most popular research topics, and human-computer interaction technology is gradually shifting from system-centric to user-centric, and the recognition of human finger movements has become an important means of human-computer interaction.
  • the invention provides a touch recognition device, a method and a touch screen based on the Doppler effect, which can accurately judge the touch action of the touch object at the touch point.
  • the present invention also provides a touch recognition device based on the Doppler effect, including:
  • a first transceiver module configured to transmit a first detection wave in a first direction and receive a first feedback wave formed by the first detection wave being reflected by the touch object;
  • a second transceiver module configured to transmit a second detection wave in a second direction and receive a second feedback wave formed by the second detection wave reflected by the touch body, the first direction to the second direction
  • the angle of arrival is a predetermined angle, and the first direction intersects the second direction at a touch point of the touch body
  • a calculation module configured to be connected to the first transceiver module and the second transceiver module, according to the first detection wave, the first feedback wave, the second detection wave, and the second feedback wave Calculating a moving speed and a moving direction of the touch body at the touch point.
  • the first detection wave and the second detection wave are both electromagnetic waves; and the calculation module is according to the following formula: and
  • calculation module determines that the calculated or negative value is calculated, the calculation module determines that the calculated sum is an invalid calculation result, :
  • the frequency of the first detection wave ⁇ is the frequency of the second detection wave
  • ⁇ is the frequency of the second feedback wave
  • c is the transmission speed of the electromagnetic wave, which is not equal to ⁇ .
  • the first detection wave and the second detection wave are both electromagnetic waves; and the calculation module is according to the following formula: and
  • ⁇ ⁇ + ⁇ 2 ⁇ 0 +3 ⁇ 0°
  • calculation module determines that it is greater than 360 degrees, the calculation module determines that the calculated sum is an invalid calculation result, and
  • the frequency of the first detection wave ⁇ is the frequency of the second detection wave
  • ⁇ is the frequency of the second feedback wave
  • c is the transmission speed of the electromagnetic wave, which is not equal to ⁇ .
  • the electromagnetic wave is a microwave or a light wave.
  • the predetermined angle is equal to 90 degrees.
  • the present invention also provides a touch screen including one or more of the above touch recognition devices.
  • the touch screen includes a plurality of the touch recognition devices, each of the touch recognition The device is corresponding to one touch point, and all the touch points are evenly distributed on the touch screen.
  • the present invention also provides a touch recognition method based on Doppler effect, including:
  • Calculating, by the calculation module connected to the first transceiver module and the second transceiver module, according to the first detection wave, the first feedback wave, the second detection wave, and the second feedback wave The moving speed and moving direction of the touch body at the touch point.
  • the first detection wave and the second detection wave are both electromagnetic waves; and the calculation module connected to the first transceiver module and the second transceiver module is configured according to the first detection wave,
  • the step of calculating the moving speed and moving direction of the touch body at the touch point by the first feedback wave, the second detecting wave, and the second feedback wave includes:
  • the frequency of the first detection wave ⁇ is the frequency of the second detection wave
  • ⁇ is the frequency of the second feedback wave
  • c is the transmission speed of the electromagnetic wave, which is not equal to ⁇ .
  • the first detection wave and the second detection wave are both electromagnetic waves; and the calculation module connected to the first transceiver module and the second transceiver module is configured according to the first detection wave,
  • the step of calculating the moving speed and moving direction of the touch body at the touch point by the first feedback wave, the second detecting wave, and the second feedback wave includes:
  • the calculation module is based on
  • the frequency of the first detection wave ⁇ is the frequency of the second detection wave
  • ⁇ is the frequency of the second feedback wave
  • c is the transmission speed of the electromagnetic wave, which is not equal to ⁇ .
  • the electromagnetic wave is a microwave or a light wave.
  • the predetermined angle is equal to 90 degrees.
  • the invention provides a touch recognition device, a method and a touch screen based on a Doppler effect
  • the touch recognition device comprises a first transceiver module, a second transceiver module and a calculation module
  • the first transceiver module is used along the first Transmitting a first detection wave, and receiving a first: a first feedback wave formed by the gold wave reflected by the touch body
  • the second transceiver module is configured to transmit the second detection wave in the second direction, and receive the second detection wave a second feedback wave formed by the touch object
  • the calculation module is configured to calculate a moving speed and a movement of the touch object at the touch point according to the first detection wave, the first feedback wave, the second detection wave, and the second feedback wave Direction
  • the technical solution of the present invention solves by solving a set of (two) transceivers and solving a formula based on Doppler effect
  • the moving speed and moving direction of the touch object of the touch point are realized, thereby realizing accurate judgment of the touch action of the touch
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a touch recognition device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view showing a moving direction of the touch body between a first direction and a second direction; a schematic diagram in which the direction is not between the first direction and the second direction;
  • FIG. 4 is a flow chart of a touch recognition method based on Doppler effect according to the present invention. detailed description
  • the module 1 is configured to transmit a first detection wave in a first direction, and receive a first feedback wave formed by the first detection wave being reflected by the touch object;
  • the calculation module 3 is configured to use the first detection wave, the first feedback wave, The second detection wave and the second feedback wave calculate a moving speed and a moving direction of the touch body at the touch point.
  • the calculation module 3 is connected to the first transceiver module 1 and the second transceiver module 2.
  • the angle from the first direction to the second direction is a predetermined angle, and the first direction and the second direction intersect the touch points of the touch body.
  • the touch recognition device can recognize the touch action of the touch object at the corresponding touch point position.
  • the touch object in the present invention may be a human body finger or a device having a touch function such as a stylus pen.
  • the first detection wave and the second detection wave are electromagnetic waves, which are preferably microwaves or light waves, which will be described in detail below with reference to the drawings in which the first detection wave and the second detection wave are microwaves.
  • the calculation speed calculated by the module 3 The degree is v
  • the calculated moving direction of the calculation module 3 is embodied by the first direction and the second direction. Specifically, the angle or the moving direction rotated by the first direction when rotating counterclockwise to the moving direction is calculated. The angle of the direction of movement can be obtained by turning the angle rotated counterclockwise to the second direction.
  • the first transceiver module 1 transmits a first detection wave having a frequency of 1 in a first direction, and the first detection wave moves to a touch point to form a first feedback wave having a frequency of /3 after being reflected by the touch object.
  • the feedback wave moves in a direction opposite to the first direction, and the first feedback wave is received by the first transceiver module 1.
  • the second transceiver module 2 transmits a second detection wave having a frequency of ⁇ in the second direction, and the second detection wave moves to the touch point and forms a first feedback wave having a frequency of /4 after being reflected by the touch object.
  • the first feedback wave moves in a direction opposite to the second direction, and the first feedback wave is received by the second transceiver module 2.
  • the frequency of the second feedback wave / 4 full is a predetermined angle:
  • FIG. 2 shows the touch Schematic diagram of the movement direction of the body between the first direction and the second direction
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the movement direction of the touch body not between the first direction and the second direction, as shown in FIG. 2 and FIG. 3,
  • first The direction is the direction in which the first transceiver module points to the touch point
  • the second direction is the direction in which the second transceiver module points to the touch point.
  • the calculation module 3 When the calculation module 3 is calculated, the principle is as follows: In the calculation process of the calculation module 3, the calculation module defaults to use the simultaneous equations (1), (2) and (3) for calculation, and then the calculated sum. The positive and negative values of the values are judged. Specifically, if the true moving direction of the touch object is between the first direction and the second direction (the situation shown in FIG. 2), the calculation module 3 is connected to the above equations (1), (2), and (3). The calculated sum must be both positive values, then the calculation module determines that the calculated sum is positive. At this time, the calculation module 3 will output the positive value directly, and no longer use the simultaneous upper formula (1), (2) and (4) perform calculations; if the true moving direction of the touch object is not between the first direction and the second direction (as shown in Fig.
  • the calculation module is in the simultaneous equation (1) , (2) and (3) calculate the sum, one must be a positive value, one is a negative value, the calculation module judges or is a negative value, and calculation module 3 determines the simultaneous equations (1), (2) and (3) The calculated sum is invalid.
  • the calculation module 3 is connected to the above equations (1), (2), and (4) to recalculate and move the velocity V, and the simultaneous equation (1) The calculation results of (2) and (4) are output.
  • the module can also be calculated by using the simultaneous upper formulas (1), (2), and (4) for calculation, and then determining whether the calculated value of the sum is greater than 360 degrees.
  • the specific process is as follows: If the true moving direction of the touch body is between the first direction and the second direction (as shown in FIG. 2), the calculation module 3 is connected to the above formula (1),
  • the predetermined angle is 90 degrees, which facilitates the calculation process of the module 3.
  • the value of the calculated moving speed V is equal to 0, it means that the touch body has no moving speed at the touch point, that is, the touch action of the touch body is a touch; if the calculated moving speed V is not equal to 0,
  • the movement speed of the touch body at the touch point indicates that the touch action of the touch body is a sliding touch, and the moving direction of the sliding touch can be determined by the first direction or the second direction.
  • the first detection wave and the second detection wave may both be light waves, and the touch recognition process is as follows:
  • the frequency of the first feedback wave is /3 full.
  • the angle between the angle rotated by the first direction rotating counterclockwise to the moving direction and the moving direction rotating counterclockwise to the second direction is a predetermined angle:
  • the frequency of the first feedback wave can be detected by the first transceiver module 1, and the frequency /4 of the second feedback wave can be detected by the second transceiver module 2.
  • the transmission speed of the light wave is the frequency of the first detection wave, ⁇ is the frequency of the second detection wave, and ⁇ is not equal.
  • the first detection wave is a microwave and the second detection wave is a light wave
  • the above formulas (1), (6), and (7) or the above formula (1) may be combined.
  • (6) and (8) Solve the angle between the angle that the first direction of the moving speed rotates counterclockwise to the moving direction or the angle that the moving direction rotates counterclockwise to the second direction;
  • the detection wave is a light wave
  • the moving speed v can be solved by combining the above equations (2), (5), and (7) or the above equations (2), (5), and (8).
  • the first embodiment of the present invention solves the moving speed and the moving direction of the touch object at the touch point by setting a set of (two) transceivers and based on the Doppler effect formula, thereby realizing the touch. Accurate judgment of the touch action of the control body.
  • the second embodiment of the present invention provides a touch screen including the touch recognition device of the first embodiment.
  • a touch screen including the touch recognition device of the first embodiment.
  • the touch screen can accurately determine the touch action of the touch object, and enhance the human-computer interaction capability of the touch screen, so that the touch screen is more Intelligent.
  • each of the identification devices corresponds to one touch point. Therefore, in actual production, multiple touch recognition devices can be disposed on the touch screen, thereby realizing a touch body at multiple positions on the touch screen. The judgment of the touch action. As a preferred solution, when the number of the touch recognition devices is plural, all the touch points are evenly distributed on the touch screen.
  • the touch recognition method is based on the touch recognition device in the first embodiment.
  • the method includes:
  • Step 101 The first transceiver module transmits a first detection wave in a first direction, and receives a first feedback wave formed by the first detection wave being reflected by the touch object.
  • the first transceiver module transmits a first detection wave with a frequency in the first direction, and the first detection wave moves to the touch point and then forms a first feedback with a frequency of /3 after being reflected by the touch object.
  • the first feedback wave moves in a direction opposite to the first direction, and the first feedback wave is received by the first transceiver module.
  • Step 102 The second transceiver module transmits a second detection wave in the second direction, and receives a second feedback wave formed by the second detection wave being reflected by the touch object.
  • step 101 and step 102 the angle of the first direction to the second direction is a predetermined angle, and the first direction and the second direction intersect the touch point of the touch body.
  • the second transceiver module transmits a second detection wave having a frequency of ⁇ in the second direction, and the second detection wave moves to the touch point to form a second feedback wave having a frequency of ⁇ after the reflection of the touch object, and the second feedback wave The wave moves in a direction opposite to the second direction, and the second feedback wave is received by the second transceiver module.
  • step 101 and step 102 can be performed simultaneously.
  • the first detection wave in step 101 and the second detection wave in step 102 are electromagnetic waves, which are preferably microwaves or light waves.
  • Step 103 The calculation module calculates a moving speed and a moving direction of the touch object at the touch point according to the first detection wave, the first feedback wave, the second detection wave, and the second feedback wave.
  • the calculation process of the step 103 is the same as that of the touch recognition device of the first embodiment of the present invention, and details are not described herein again.
  • the touch recognition method based on the Doppler effect of the present invention achieves accurate judgment of the touch action of the touch body.

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Abstract

一种基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触控屏。其中触控识别装置包括：第一收发模块（1），用于沿第一方向发射第一检测波，并接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块（2），用于沿第二方向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波；以及计算模块（3），用于根据第一检测波、第一反馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向。通过设置一组（两个）收发装置，并基于多普勒效应的公式求解出触控点的触控体的移动速度和移动方向，从而实现了对触控体的触控动作的精确判断。

Description

基于多普勒效应的触控识别装置、 方法和触摸屏 技术领域
本发明涉及触控技术领域， 特别涉及基于多普勒效应的触控识 别装置、 方法和触摸屏。 背景技术
人机交互技术成为当前最热门的研究课题之一， 并且人机交互 技术正在从以系统为中心逐步转移到以用户为中心，而人体手指动作 的识别已经日渐成为人机交互的重要手段。
目前， 市面上还没有出现相关的对人体手指的触控动作进行识 别的产品。 发明内容
本发明提供一种基于多普勒效应的触控识别装置、 方法和触摸 屏， 可以对触控体在触控点的触控动作进行精准的判断。
为实现上述目的， 本发明还提供一种基于多普勒效应的触控识 别装置， 包括：
第一收发模块， 用于沿第一方向发射第一检测波并接收所述第 一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；
第二收发模块， 用于沿第二方向发射第二检测波并接收所述第 二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波，所述第一方向到所 述第二方向的到角为预定角度，并且所述第一方向与所述第二方向相 交于所述触控体的触控点； 以及
计算模块， 其与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接， 用于根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述 第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向。
可选地， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波； 所述计算模块根据以下公式： 及
Figure imgf000004_0001
Θ1+Θ2=Θ0·,
计算出所述移动速度 v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
若计算模块判断出计算出 或 为负值，则计算模块认定计算出 的 和 为无效计算结果， ：
以及
Figure imgf000004_0002
Θλ+θ2=θΰ+ β0°；
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为所述电磁波的传输速度， 不等于 ^。
可选地， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波； 所述计算模块根据以下公式： 及
Figure imgf000005_0001
Θλ+θ2=θ0+3β0°；
计算出移动速度 v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向 时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时 所转过的夹角 ；
若计算模块判断出 或 大于 360度，则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并
以及
Figure imgf000005_0002
Θ1+Θ2=Θ0·,
计算出所述移动速度 v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为所述电磁波的传输速度， 不等于 ^。
可选地， 所述电磁波为微波或光波。
可选地， 所述预定角度等于 90度。
本发明还提供包括一个或多个上述触控识别装置的触摸屏。 可选地， 触摸屏包含多个所述触控识别装置， 每个所述触控识 别装置对应一个触控点， 全部所述触控点均匀分布在所述触摸屏上。 为实现上述目的， 本发明还提供一种基于多普勒效应的触控识 别方法， 包括：
通过第一收发模块沿第一方向发射第一检测波， 并接收所述第 一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；
通过第二收发模块沿第二方向发射第二检测波， 并接收所述第 二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波，所述第一方向到所 述第二方向的到角为预定角度，并且所述第一方向与所述第二方向相 交于所述触控体的触控点； 以及
通过与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接的计算模块 根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二 反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向。
可选地， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波； 所述通过与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接的计算 模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述 第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的 步骤包括：
所述计算模块根据以下公 f3 =
以及
Figure imgf000006_0001
Θ1 + Θ2 = Θ0 ·,
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
所述计算模块判断 和 是否为负值， 若计算模块判断出 或 为负值， 则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并且根据 以下公式: 3 = Λ V * COS θ、
1 +
f4 = f2 以及
Figure imgf000007_0001
θλ +θ2 = θΰ+ ω°；
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为电磁波的传输速度， 不等于 ^。
可选地， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波； 所述通过与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接的计算 模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述 第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的 步骤包括：
所述计算模块根据以
及
Figure imgf000007_0002
θλ +θ2 = θΰ+ ω°；
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
所述计算模块判断 和 是否大于 360度，若计算模块判断出 或 大于 360度， 则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并且根据以下公式: f3 =
Figure imgf000008_0001
V * cos θ
1 + θ1 + θ2 = θ0 ;
计算出所述移动速度 V、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为电磁波的传输速度， 不等于 Λ。
可选地， 所述电磁波为微波或光波。
可选地， 所述预定角度等于 90度。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种基于多普勒效应的触控识别装置、 方法和触 摸屏， 其中， 触控识别装置包括第一收发模块、 第二收发模块和计算 模块， 第一收发模块用于沿第一方向发射第一检测波， 并接收第一 ：金 测波经触控体反射后形成的第一反馈波；第二收发模块用于沿第二方 向发射第二检测波，并接收第二检测波经触控体反射后形成的第二反 馈波； 计算模块用于根据第一检测波、 第一反馈波、 第二检测波和第 二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向，本发明的技术 方案通过设置一组（两个） 收发装置， 并基于多普勒效应的公式求解 出触控点的触控体的移动速度和移动方向，从而实现了对触控体的触 控动作的精确判断。 附图说明
图 1为根据本发明的第一实施例的触控识别装置的结构示意图； 图 2为触控体的移动方向在第一方向和第二方向之间的示意图； 图 3 为触控体的移动方向不在第一方向和第二方向之间的示意 图；
图 4为根据本发明的基于多普勒效应的触控识别方法的流程图。 具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结 合附图对本发明提供的基于多普勒效应的触控识别装置、方法和触摸 屏进行详细描述。
图 1为本发明的第一实施例提供的触控识别装置的结构示意图， 如图 1所示， 该触控识别装置的识别过程基于多普勒效应， 该触控识 别装置包括： 第一收发模块 1， 用于沿第一方向发射第一检测波， 并 接收第一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波； 第二收发模块
2， 用于沿第二方向发射第二检测波， 并接收第二检测波经触控体反 射后形成的第二反馈波； 计算模块 3， 用于根据第一检测波、 第一反 馈波、第二检测波和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移 动方向。 计算模块 3连接于第一收发模块 1和第二收发模块 2， 第一 方向到第二方向的到角为预定角度，第一方向与第二方向相交于触控 体的触控点。该触控识别装置可以对对应的触控点位置的触控体的触 控动作进行识别。
需要说明的是， 本发明中触控体可以为人体手指或如触控笔一 类的具备触控功能的装置。
在本实施例中， 第一检测波和第二检测波为电磁波， 该电磁波 优选地为微波或光波，下面结合附图以第一检测波和第二检测波为微 波的情况进行详细说明。需要说明的是， 计算模块 3计算出的移动速 度为 v， 计算模块 3计算出的移动方向是通过第一方向和第二方向来 体现的， 具体地， 计算出第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过 的夹角 或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角 即可得出移动方向的指向。
下面结合附图对本发明提供的触控识别装置的识别过程进行详 细的描述， 其过程大致如下：
第一收发模块 1 沿第一方向发射频率为 的第一检测波， 该第 一检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为 /3的第 一反馈波， 第一反馈波沿与第一方向相反的方向运动， 第一反馈波被 第一收发模块 1接收。
第一反馈波的频率
Figure imgf000010_0001
同时， 第二收发模块 2沿第二方向发射频率为 ^的第二检测波， 该第二检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为 /4 的第一反馈波， 第一反馈波沿与第二方向相反的方向运动， 第一反馈 波被第二收发模块 2接收。
第二反馈波的频率 /4满
Figure imgf000010_0002
此外， 第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角 和 移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角 与预定角度 的关系满足：
θλ +θ2 = θ0…… ( 3 )
或者，
+ = +360。 （4 )
下面结合附图对 、 和 的关系进行详细的描述。 图 2为触控 体的移动方向在第一方向和第二方向之间的示意图，图 3为触控体的 移动方向不在第一方向和第二方向之间的示意图，如图 2和图 3所示， 第一方向即为由第一收发模块指向触控点的方向，第二方向即为由第 二收发模块指向触控点的方向。
当移动方向在第一方向和第二方向之间，参考图 2，可以看出 、 和 满足： 当移动方向不在第一方向和第二方向之间， 参考图 3， 可以看出 、 和 满足： + = +360°。
计算模块 3在计算时， 其原理如下： 计算模块 3在计算过程中， 计算模块默认的采用联立上式 （1) 、 （2) 和 （3) 来进行计算， 然 后再对计算出的 和 的值的正负性进行判断。 具体如下， 若此时触 控体的真实的移动方向在第一方向和第二方向之间（图 2所示情况）， 则计算模块 3 联立上式 （1) 、 (2) 和 （3) 计算出的 和 必然均 为正值， 则计算模块判断计算出的 和 均为正值， 此时计算模块 3 将为正值的 和 直接输出， 且不再利用联立上式（1) 、 (2)和（4) 进行计算；若此时触控体的真实的移动方向不在第一方向和第二方向 之间 （图 3所示情况） ， 则计算模块在联立上式 （1) 、 (2) 和 （3) 计算出的 和 中， 必然一个为正值， 一个为负值， 计算模块判断出 或 为负值， 计算模块 3 认定联立上式 （1) 、 (2) 和 （3) 计算 出的 和 为无效结果， 此时计算模块 3联立上式（1) 、 (2)和（4) 重新对 和 以及移动速度 V进行计算， 并将联立上式 （1) 、 (2) 和 （4) 的计算结果进行输出。
当然， 本实施例中也可以计算模块默认的采用联立上式 （1) 、 (2)和（4)来进行计算， 然后再对计算出的 和 的值是否大于 360 度进行判断。具体过程如下： 若此时触控体的真实的移动方向在第一 方向和第二方向之间（图 2所示情况），则计算模块 3联立上式（1)、
(2) 和 （4) 计算出的 和 中， 必然存在一个值是大于 360度， 另 一个值小于 ， 则计算模块判断出 或 大于 360度， 计算模块 3认 定联立上式 （1) 、 (2) 和 （4) 的计算结果无效， 此时计算模块 3 联立上式 （1) 、 (2)和 （3) 重新对 和 以及移动速度 V进行计算， 并将联立上式 （1) 、 (2) 和 （3) 的计算结果进行输出。 若此时触 控体的真实的移动方向不在第一方向和第二方向之间 （图 3 所示情 况） ， 则计算模块 3联立上式 （1) 、 (2) 和 （4) 计算出的 和 均 小于 360度， 此时计算模块 3将值小于 360度的 和 直接输出， 且 不再利用联立上式 （1) 、 (2) 和 （3) 进行计算。
需要说明的是， 在图 2和图 3 中， 优选地， 预定角度 的取值 为 90度， 可便于计算模块 3的计算过程。
若求解出的移动速度 V的值等于 0， 则说明触控体在触控点没有 移动速度， 即触控体的触控动作为点触； 若求解出的移动速度 V的值 不等于 0， 则说明触控体在触控点存在移动速度， 则说明触控体的触 控动作为滑动触， 且滑动触的移动方向可以通过 与第一方向或者 与第二方向来确定。
在本实施例中， 第一检测波和第二检测波还可以都为光波， 其 触控识别过程如下：
当第一收发模块 1接收到第一反馈波时，第一反馈波的频率 /3满
Figure imgf000012_0001
c0 当第二收发模块 2接收到第二反馈波时，第二反馈波的频率 满
Figure imgf000012_0002
同时， 第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角 和 移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角 与预定角度 的关系满足：
θ+θ2=θ0 (7)
或者，
S + = +360。 (8) 其中在联立计算过程中， 可默认选取上式 （5) 、 (6) 和 （7) 进行计算， 或者默认选取上式 （5) 、 (6) 和 （8) 进行计算。 具体 的方式可参见上述对电磁波为微波的情况的描述， 此处不再赘述。
其中， 在式 （5) 和式 （6) 中， 第一反馈波的频率 可以通过 第一收发模块 1检测得到，第二反馈波的频率 /4可以通过第二收发模 块 2检测得到。 e。为光波的传输速度， 为第一检测波的频率， ^为 第二检测波的频率， 且 ^不等于 。
需要说明的是， 在本实施例中， 当第一检测波为微波， 第二检 测波为光波时， 可以通过联合上式（1) 、 (6)和（7)或者上式（1) 、 (6) 和 （8) 求解出移动速度 第一方向沿逆时针旋转至移动方向 时所转过的夹角 或者移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过 的夹角 ； 当第一检测波为光波， 第二检测波为微波时， 可以通过联 合上式 （2) 、 (5) 和 （7) 或者上式 （2) 、 (5) 和 （8) 求解出移 动速度 v、 第一方向沿逆时针旋转至移动方向时所转过的夹角 或者 移动方向沿逆时针旋转至第二方向时所转过的夹角 。
由此， 本发明的第一实施例通过设置一组 （两个） 收发装置， 并基于多普勒效应的公式求解出触控点处触控体的移动速度和移动 方向， 从而实现了对触控体的触控动作的精确判断。
本发明第二实施例提供了一种包括上述第一实施例的触控识别 装置的触摸屏，具体可参见上述第一实施例中的描述，此处不再赘述。
由于触摸屏上设置了上述第一实施例中提供的触控识别装置， 因此该触摸屏可以对触控体的触控动作进行精准的判断，增强了该触 摸屏的人机交互的能力， 使得该触摸屏更加的智能化。
通过第一实施例可知， 每个识别装置均对应一个触控点， 因此 在实际的生产中， 可在触摸屏上设置多个触控识别装置， 从而可实现 对触摸屏上多个位置的触控体的触控动作的判断。 作为一种优选方 案， 当触控识别装置的数量为多个时， 全部触控点均匀分布在触摸屏 上。
图 4为根据本发明的基于多普勒效应的触控识别方法的流程图。 如图 4 所示， 该触控识别方法基于上述第一实施例中的触控识别装 置， 该方法包括：
步骤 101 : 第一收发模块沿第一方向发射第一检测波， 并接收第 一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波。
在步骤 101 中， 第一收发模块沿第一方向发射频率为 的第一 检测波，该第一检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频 率为 /3的第一反馈波， 第一反馈波沿与第一方向相反的方向运动， 第 一反馈波被第一收发模块接收。
步骤 102 : 第二收发模块沿第二方向发射第二检测波， 并接收第 二检测波经触控体反射后形成的第二反馈波。
在步骤 101和步骤 102 中， 第一方向到第二方向的到角为预定 角度， 第一方向与第二方向相交于触控体的触控点。
第二收发模块沿第二方向发射频率为 Λ的第二检测波， 该第二 检测波运动至触控点后经触控体的反射作用后形成频率为 ^的第二 反馈波， 第二反馈波沿与第二方向相反的方向运动， 第二反馈波被第 二收发模块接收。
需要说明的是， 本实施例中， 步骤 101和步骤 102可以同时进 行。 同时， 步骤 101中的第一检测波和步骤 102中的第二检测波均为 电磁波， 该电磁波优选地为微波或光波。
步骤 103 : 计算模块根据第一检测波、 第一反馈波、 第二检测波 和第二反馈波计算触控体在触控点的移动速度和移动方向。步骤 103 的计算过程与本发明的第一实施例的触控识别装置的工作原理相同， 在此不再赘述。
同样， 本发明的基于多普勒效应的触控识别方法实现了对触控 体的触控动作的精确判断。
可以理解的是， 以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而 采用的示例性实施方式， 然而本发明并不局限于此。对于本领域内的 普通技术人员而言， 在不脱离本发明的精神和实质的情况下， 可以做 出各种变型和改进， 这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

权 利 要 求 书
1.一种基于多普勒效应的触控识别装置， 包括：
第一收发模块， 用于沿第一方向发射第一检测波并接收所述第 一检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；
第二收发模块， 用于沿第二方向发射第二检测波并接收所述第 二检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波，所述第一方向到所 述第二方向的到角为预定角度，并且所述第一方向与所述第二方向相 交于所述触控体的触控点； 以及
计算模块， 其与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接， 用于根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述 第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向。
2.根据权利要求 1 所述的基于多普勒效应的触控识别装置， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；
所述计算模块根据以
以及
Figure imgf000015_0001
Θ1 + Θ2 = Θ0 ·,
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
所述计算模块判断 和 是否为负值， 若计算模块判断出 或 为负值， 则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并且根据 以下公式: 及
Figure imgf000016_0001
θλ +θ2 = θ0+360°；
计算出所述移动速度 v、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为所述电磁波的传输速度， 不等于 ^。
3.根据权利要求 1 所述的基于多普勒效应的触控识别装置， 其 中，所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；
所述计算模块根据以下公 f3 =
以及
Figure imgf000016_0002
θλ +θ2 = θΰ+ ω°；
计算出移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动方向 时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方向时 所转过的夹角 ；
所述计算模块判断 和 是否大于 360度，若计算模块判断出 或 大于 360度， 则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并且根据以下公式: f3 =
Figure imgf000017_0001
以及
v * cos ^
1 + θ1 + θ2 = θ0 ;
计算出所述移动速度 V、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， C为所述电磁波的传输速度， 不等于 ^。
4.根据权利要求 2或 3所述的基于多普勒效应的触控识别装置， 其中， 所述电磁波为微波或光波。
5.根据权利要求 1 至 4中任一项所述的基于多普勒效应的触控 识别装置， 其中， 所述预定角度等于 90度。
6.—种触摸屏， 包括一个或多个如权利要求 1 至 5 中任一项所 述的基于多普勒效应的触控识别装置。
7.根据权利要求 6 所述的触摸屏， 包括多个触控识别装置， 每 个所述触控识别装置对应一个触控点，全部所述触控点均匀分布在所 述触摸屏上。
8.—种基于多普勒效应的触控识别方法， 包括: 通过第一收发模块沿第一方向发射第一检测波并接收所述第一 检测波经触控体反射后形成的第一反馈波；
通过第二收发模块沿第二方向发射第二检测波并接收所述第二 检测波经所述触控体反射后形成的第二反馈波，所述第一方向到所述 第二方向的到角为预定角度，并且所述第一方向与所述第二方向相交 于所述触控体的触控点； 以及
通过与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接的计算模块 根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述第二 反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向。
9.根据权利要求 8 所述的基于多普勒效应的触控识别方法， 其 中， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；
所述通过与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接的计算 模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述 第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的 步骤包括：
所述计算模块根据以下公式 3 = Λ
Figure imgf000018_0001
1 +
以及
Figure imgf000018_0002
Θ1 + Θ2 = Θ0 ·,
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
所述计算模块判断 和 是否为负值， 若计算模块判断出 或 为负值， 则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并且根据 以下公式: f3
以及
Figure imgf000019_0001
Θ + θ2 = θ0+3β0°；
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为电磁波的传输速度， 不等于 ^。
10.根据权利要求 8所述的基于多普勒效应的触控识别方法， 其 中， 所述第一检测波和所述第二检测波均为电磁波；
所述通过与所述第一收发模块和所述第二收发模块连接的计算 模块根据所述第一检测波、所述第一反馈波、所述第二检测波和所述 第二反馈波计算所述触控体在所述触控点的移动速度和移动方向的 步骤包括：
所述计算模块根据以
Figure imgf000019_0002
以及
cos ft
1 + θ、 + Θ7 = θ, +3β0°； 计算出所述移动速度 V、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
所述计算模块判断 和 是否大于 360度，若计算模块判断出 或 大于 360度， 则计算模块认定计算出的 和 为无效计算结果， 并且根据以下公式：
及
Figure imgf000020_0001
Θ1 + Θ2 = Θ0 ·,
计算出所述移动速度 ν、所述第一方向沿逆时针旋转至所述移动 方向时所转过的夹角 和所述移动方向沿逆时针旋转至所述第二方 向时所转过的夹角 ；
其中， 为所述第一检测波的频率， Λ为所述第二检测波的频 率， 为所述第一反馈波的频率， ^为所述第二反馈波的频率， θ。为 所述预定角度， c为电磁波的传输速度， 不等于 ^。
1 1.根据权利要求 9或 10所述的基于多普勒效应的触控识别方 法， 其特征在于， 所述电磁波为微波或光波。
12.根据权利要求 8至 1 1 中任一项所述的基于多普勒效应的触 控识别方法， 其特征在于， 所述预定角度等于 90度。
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