专利名称：光学识别用户输入装置和识别用户输入的方法
技术领域：
本发明涉及一种光学识别装置，更具体地涉及当存在多个触摸点时能防止识别错误的光学识别用户输入装置和识别用户输入(触摸点)的方法。
背景技术：
参考图1，多个红外(IR)光发射单元11、13和多个顶光接收单元12、14设置在面板10的周围以在面板10的上边和下边或者左边和右边彼此相对。顶光发射单元11、13 和顶光接收单元12、14按顺序打开/关闭。对应的(面对的HR光发射单元和光接收单元同时打开/关闭。当顶光从某个顶光发射单元发出时，对应的顶光接收单元检测该IR 光，从而确定在该顶光发射单元和该顶光接收单元之间是否有触摸点存在。参考图2，在使用图1中的顶发射和接收单元识别单个触摸点时dR光从沿着χ轴方向设置的顶光发射单元Ila至lit，以及沿着y轴方向设置的顶光发射单元13a至13η 按顺序发出。确定光接收单元1 至12t和1 至Hn是否接收到从对应的顶光发射单元Ila至lit和13a至13η发出的顶光。如果在彼此面对(即，相互对应)的顶光发射单元和顶光接收单元之间存在障碍物(触摸点)，则从光发射单元发出的顶光没有到达对应的光接收单元。例如，如果触摸点TP出现在位于X6和X7上从顶光发射单元Ilf和Ilg 到顶光接收单元12f和12g，和位于y5和y6从顶发光单元1 和13f到顶光接收单元 14e和14f的顶光路径上，则从顶光发射单元llf、llg、i:3e和13f发出的顶光没有被光接收单元12fU2gU4e和14f接收。结果，触摸点TP识别为出现在(x6 x7, y5 y6)。这种红外光识别的传统装置和方法在识别单个触摸点中没有太多困难，但是在识别多个触摸点时会导致错误。例如，非触摸区域被识别为触摸点。如图3和图4所示，假设两个触摸点TPl和TP2在顶触摸屏上，即，触摸点存在于区域(X6 x7，Y5 y6)和另一区域(X15 x16，Y9 y1(1)。然而，当识别这两个触摸点TPl 和TP2时，四个触摸点被识别为出现在四个区域(U6 X7，Y5 y6)、(X6 x7，y9 y1Q)、 (x15 x16，y5 y6)禾Π (χ15 x16，y9 y10))。在这四个区域中，仅两个区域( x7，Y5 y6)和U15 x16，y9 y1(l)有两个实际触摸点TPl和TP2。然而，即使用户没有触摸该区域， 也错误地识别其他区域U6 x7，y9 y1(1)和U15 x16，y5 y6)具有触摸点。如果在顶触摸屏上存在三个实际触摸点，传统装置错误地识别有六个触摸点存在。因此，通过使用在面板的对边彼此面对的顶光发射单元和顶光接收单元来识别接触点存在的传统技术中， 多个接触点的识别并不完全精确。参考图5，在用于识别接触点的另一传统装置中，多个光接收单元同时接收从位于与光接收单元相对的单个顶光发射单元发出的顶光。在每个像素上接触点存在或不存在的信息保存为位信息。该装置存在在各个顶光接收单元的顶光接收强度随着顶光发射单元与各个顶光接收单元之间的距离和角度的不同而变化的问题。参考图6，在图5的装置中，当从某个光发射单元发出的顶光被与该光发射单元相对的顶光接收单元接收时，顶光的强度根据各个顶光接收单元与顶光发射单元之间的相对位置而变化。由于每个光接收单元均具有固定的临界强度，所以仅具有临界强度以上的信号可被检测为接收信号，而小于临界强度的信号不可被检测为接收信号。由于只要顺序改变光发射单元时，就应通过考虑光发射单元的位置变化来设定适于各个光接收单元的新的临界强度，因此难以精确地确定信号是否被光接收单元接收。
发明内容
技术问题构思本发明以解决上述传统技术的问题，本发明的一个方面提供了当多个接触点存在时可阻止识别错误的光学识别用户输入装置和识别用户输入的方法。有益效果根据本发明，通过逐一地启用对应于光学识别用户输入装置的面板的边缘像素的多个光学传输/接收(17 )模块，可避免触摸点(障碍物)的识别错误。每个光学T/R模块均具有沿着上下方向彼此重叠的光发射单元和光接收单元。在识别中，在所有光学T/R 模块完成光发射时，任何被确定为没有被触摸的像素均从关注移除，触摸点的位置可仅通过剩余的像素来确定。
图1是光发射单元和光接收单元具有一一对应关系的传统顶触摸屏的红外(IR) 传输/接收(T/R)模块的布置示意图。图2是利用图1的顶T/R模块的单个触摸点识别的示意图。图3和图4示出利用图1中的顶T/R模块的多触摸点识别的实例。图5是多个光接收单元接收从单个光发射单元发出的光的传统光学识别用户输入装置的示意图。图6是示出信号强度根据光接收单元和光发射单元之间的相对位置变化的示图。图7是示出根据本发明的一个实施方式的集成光学T/R模块的透视图的示意图。图8是示出本发明的光学T/R模块的布置的示意图。图9是示出本发明的光学T/R模块的布置的示意图。图10至图12是示出用户输入识别装置的示意图。图13是多个光学T/R模块的电路图。图14是示出用于控制多个集成光学T/R模块的控制器的信号输入/输出的示意图。图15是示出用于通过电源Vcc生成光发射信号的光发射控制器的部分配置的示意图。图16是光接收信号的运算放大电路图。图17和图18是示出在本发明中识别障碍物的方法的示意图。图19至图21是示出像素触摸信息表的数据更新的示意图。图22是示出使用图21的更新像素触摸信息表的障碍物识别的一个实例的示意图。
图23是示出用于光发射的光学T/R模块和与其对应的用于光接收的光学T/R模块的备选模块的表格。图M是示出了光学识别用户输入装置的示意图。图25是识别用户输入(触摸点)的方法的流程图。图沈是识别用户输入(触摸点)的方法的流程图。
具体实施例方式实施发明的最佳模式根据本发明的一个方面，提供一种光学识别用户输入装置，包括触摸面板，包含多个像素；多个光学传输/接收(T/R)模块，设置在该触摸面板周围，其中每个光学T/R模块包括光发射单元和光接收单元；以及控制器，配置为控制多个光学T/R模块并基于光接收单元接收的光信号计算在触摸面板上的用户触摸位置。按照本发明的另一方面，提供一种光学识别用户输入装置，包括触摸面板，包含多个像素；多个光学传输/接收(T/R)模块，设置在该触摸面板周围，其中每个光学T/R模块包括光发射单元和光接收单元，每个光学T/R模块的光发射单元和光接收单元在上下方向彼此重叠并彼此独立操作。按照本发明的又一方面，提供一种使用包括光发射单元和光接收单元的光学识别装置识别用户输入的方法，该方法包括按顺序或以预定模式控制该光发射单元，并控制与该光发射单元对应的光接收单元的操作；以及基于从光接收单元发送的接收信号计算用户输入位置。按照本发明的再一方面，提供一种包括光发射单元和光接收单元的光学识别装置识别用户输入的方法，该方法包括将接收用户输入的触摸面板的各个像素的信息设置为初始值；基于来自光学识别装置的光接收单元的输入信号改变触摸面板各个像素的信息； 以及基于触摸面板的各个像素的信息计算用户输入位置。发明的实施方式下文将参照附图详细描述本发明的示例性实施方式。在整个附图中具有相同操作和功能的组件将用相同的参考标号来表示。参考图7，根据本发明的一个实施方式的集成光学传输/接收(T/R)模块61包括沿上下方向彼此重叠的光发射单元61a和光接收单元61b。光发射单元61a设置在光接收单元61b上，从而形成层叠结构。光发射单元61a和光接收单元61b彼此独立操作。光发射单元6la具有光发射使能信号和光发射信号分别输入至其的数据线1和2。光发射单元 61a响应于光发射使能信号而启用，并可将光(光信号)输出到外部。光接收单元61b具有光接收使能信号输入至其的数据线3。光接收单元61b可响应于光信号将光接收信号输出到数据线4。在本发明的一个实施方式中，光发射单元61a和光接收单元61b可共享电源线。光发射单元61a可配置有发光二极管(LED)配置，光接收单元61b可配置有光电二极管(PD)。光发射单元61a和光接收单元61b可发射或接收红外波长范围内的光。然而，应注意，光发射单元61a和光接收单元61b并不限于此，二极管的种类和光的波长可根据光学识别用户输入设备的应用来确定。
虽然在图7中光发射单元61a示为设置在光接收单元61b上，但光发射单元61a 可以设置在光接收单元61b的下面。可在注塑壳体内形成彼此重叠的光学T/R模块61的光发射单元61a和光接收单元61b以构成集成和层叠结构。图8示出在根据本发明一个实施方式的触摸面板62周围设置的光学T/R模块的布置。在一个实施方式中，触摸面板62可以是配置为覆盖显示装置(未示出)的透明膜或板。本文中，触摸面板62的像素(未示出)可以是对应于显示装置像素的点阵。例如，触摸面板和显示装置的像素可以具有一一对应关系。像素可以是确定用户触摸点的虚像素或实像素。触摸面板62不受具体形状限制。即，触摸面板62的形状并不取决于光接收和发射单元的位置，因为光学T/R模块61对应于触摸面板62的所有或一些边缘像素设置，每个光学T/R模块61均包括如图7所示的彼此重叠的光发射单元61a和光接收单元61b。此外， 当触摸面板62具有圆形或其他多边形时，并不会限定或限制光学T/R模块61的位置，从而保证光学识别用户输入装置的设计自由度。此外，由于包括光发射单元和光接收单元的光学T/R模块可设置在触摸面板的各边，光可从触摸面板的各边发出并且在触摸面板的各边也可检查光接收，不同于光发射单元或光接收单元设置在触摸面板的一些边的情形。换句话说，根据本发明的一个实施方式，由于使用在触摸面板的各边设置的光发射和光接收单元来识别触摸点，光学识别用户输入装置可以根据光发射和接收单元的位置来补偿接收灵敏度的变化。因此，可以提高识别效率。与单个光发射单元和单个光接收单元独立设置在触摸面板周围，即，单个光发射单元和单个光接收单元彼此不重叠的传统光学识别用户装置相比，本发明实施方式中的光学识别用户输入装置具有较厚的配置有彼此重叠的光发射单元61a和光接收单元61b的光学T/R模块61。即，似乎光学T/R模块61比单个光发射单元或光接收单元厚光接收单元 61b或光发射单元61a的厚度。然而，当光发射单元61a和光接收单元61b在单个壳体内层叠时，可以去除光发射单元61a和光接收单元61b的单独壳体来使高度降低单独壳体的高度，从而减少该厚度差。此外，通过考虑到由于层叠光发射和接收单元61a和61b导致的高度变化，在触摸面板对边彼此面对的光学T/R模块可以具有不同的层叠顺序。更详细地，如图9所示，设置在触摸面板62的XXl和yyl边上的光学T/R模块的光发射单元和光接收单元可以与面对边XXl和yyl的边χχ2和yy2上设置的光学T/R模块的光发射单元和光接收单元相反的顺序层叠。因此，在边xxl和yyl上的光学T/R模块的光发射单元与在边xx2 和yy2上的另一光学T/R模块的光接收单元可设置在同一高度，从而提高了光接收效率。图10至图12是根据本发明的一个实施方式的光学识别用户输入装置的示意图。 光学识别用户输入装置60A、60B或60C的控制器63可输出用于单独启用和控制各个光学 T/R模块61的光发射单元61a和光接收单元61b的光发射使能信号和光接收使能信号。控制器63可基于光接收单元是否接收光信号来计算在触摸面板62上的用户触摸位置。光发射控制器63a输出光发射使能信号，根据预定顺序或以第一模式在第一预设时间内启用所有光学T/R模块61的光发射单元61a。本文中，术语“按顺序”指逐一地按顺序启用光学T/R模块61的光发射单元61a，例如，在图8中所示的位置Sl至S30处的T/R 模块61的光发射单元。第一模式指光发射单元的启用顺序。例如，根据第一模式，光发射控制器63a可以逐一地启用设置在位置S1、S30、S50和S79处的光学T/R模块61的光发射单元，或者可以同时启用设置在位置Sl和S30处的光学T/R模块61的光发射单元。因此， 第一模式可由装置设计者自由确定。当设定第一模式时，可以控制在触摸面板62的对边上彼此面对的光学T/R模块61的光发射单元使其同时启用并同时发光。此外，可以控制位于对边(例如，xxl和xx2)上的两个或多个光学T/R模块61的光发射单元，使其同时启用和同时发光。在两个或多个光学T/R模块61中，一个光学T/R模块可以一个光学T/R模块所在的一边(即xxl)的长度的一半与其他光学T/R模块分离。光发射控制器63a可允许将光发射电压作为光发射信号供给至启用的光发射单元61a，使得从光发射单元61a发出光信号。在光发射控制器的控制下，在第一预设时间内光(例如，顶光)从至少一个启用的光发射单元61a中发出，然后在第一预设时间之后光关闭。光接收控制器6 可在第二预设时间内输出启用所有或一些光学T/R模块61的光接收使能信号。该光接收控制器6 可以按顺序或同时从至少一个启用的光接收单元 61b中接收信号，S卩，用于确定光是否被接收到的光接收信号。当光信号从光学T/R模块61 发出时，光接收控制器6 可按顺序或以第二模式启用除第一光学T/R模块之外的所有或一些光学T/R模块61的光接收单元，并且可以确定各个光学T/R模块61的光接收单元的光接收。本文中，术语“按顺序”指逐一地按顺序启用相邻的光学T/R模块61 (例如，在图 8所示的相邻位置S1、S2和S3处的光学T/R模块)的光接收单元61b。第二模式是该光学 T/R模块的光接收单元61b的启用顺序。根据第二模式，可以逐一或同时启用光接收单元。 例如，光接收控制器6 可逐一地启用设置在相邻位置S67、S68和S69处的光学T/R模块 61的光接收单元61b，或者可以同时启用设置在位置Sl至S4的光学T/R模块61的光接收单元61b。因此，第二模式也可由装置的设计者自由确定。图13示出了沿着触摸面板62的边缘设置的多个光学T/R模块61的光发射单元 61a和光接收单元61b的数据线配置。当多个光学T/R模块61沿着矩形触摸面板62的四边 xxl、yyl、xx2 和 yy2 设置时，光接收使能信号 R_EN_XX1、R_EN_YY1、R_EN_XX2 和 R_EN_ YY2的传输线和光发射使能信号E_EN_XX1、E_EN_YY1、E_EN_XX2和E_EN_YY2的传输线设置在各边XXl、yyl、XX2和yy2。在一个实施方式中，设置在同一边的光学T/R模块61共享用于光接收使能信号和光发射使能信号的相同传输线。 图 14 示出了提供光接收使能信号 R_EN_XX1、R_EN_YY1、R_EN_XX2 和 R_EN_YY2 以及光发射使能信号E_EN_XX1、E_EN_YY1、E_EN_XX2和E_EN_YY2的控制器63的信号输入/输出。在一个实施方式中，从图10至图12中的光发射控制器63a输出的光发射使能信号E_ EN_XX1、E_EN_YY1、E_EN_XX2和E_EN_YY2经由图7的数据线1输入到光发射单元61a。从光发射控制器63a输出的光发射信号可以经由数据线2输入到光发射单元61a。在一个实施方式中，如图15所示，图10至图12的光发射控制器63a可配置有双向缓冲器(74HCM5)、 双P沟道增强型场效应晶体管(CEM4953A)等以从电源Vcc产生光发射信号。
再参考图7至图13，在一个实施方式中，当从光接收控制器6 输出的光接收使能信号R_EN_XX1、R_EN_YY1、R_EN_XX2和R_EN_YY2经由数据线3输入到光接收单元61b，并且启用的光接收单元61b接收到光信号时，光信号可转换成电光接收信号，其反过来经由数据线4输入到光接收控制器63b。在一个实施方式中，光信号可由配置有LM3M等的运算放大器放大，然后到达图16所示的光接收控制器63b。
在本发明的一个实施方式中，对应于触摸面板的边缘像素(例如，一一对应)设置的光学T/R模块的光发射单元和光接收单元可至少逐一地启用。与光发射单元重叠的光接收单元的光接收可至少逐一地检测光接收以确定触摸点的存在。因此，即使在某个光发射单元或光接收单元发生故障时，对触摸点的识别也不会有显著的影响。再参考示出了光学识别用户输入装置60A、60B和60C的图10至图12，控制器63 的像素触摸信息改变单元63c可设置连接第一光学T/R模块(被指定按顺序输出光)和第二光学T/R模块(接收光信号(光))的假想线，光信号并且可以产生在假想线上的像素是否被触摸的信息。假设从第一光学T/R模块发出光并在第二光学T/R模块接收到光信号，可以确定在第一和第二光学T/R模块之间的假想线的像素上没有触摸点(障碍物)。例如，参考图 17，如果从具有多个像素I^x的触摸面板62的位置A处的第一光学T/R模块的光发射单元发出的光被位置B处的第二光学T/R模块的光接收单元所接收，则可以确定在连接位置A 和位置B的假想线上的像素上没有触摸点。在另一个实施方式中，参考图18，如果在位置A 处的第一光学T/R模块发出的光被位置B、C、D、E、F和G处的第二光学T/R模块的光接收单元接收，则可以确定在分别连接A与B、C、D、E、F和G的假想线上的像素上没有触摸点。 以这种方式，当利用沿着触摸面板的所有边缘设置的各个光学T/R模块扫描时，可多次确定关于单个像素的障碍物(触摸点)的存在。因此，即使在接收强度低的情况下，也可以利用其他相邻的光学T/R模块所接收的光精确确定在每个像素上的触摸的存在。图10所示的第一存储单元64可以具有多个对应于像素(一一对应)的存储部来存储各个像素的像素触摸信息。第一存储单元64可以配置有图19所示的像素触摸信息表。在一个实施方式中，初始状态下的所有像素的数据可被设置为初始信息(默认值)T，换句话说，所有像素可初始设置为被触摸。在按顺序(或以第一模式)启用光学T/R 模块61的光发射单元61b并确定光信号是否在各个光学T/R模块61的光学接收单元61b 接收时，第一存储单元64可从像素触摸信息改变单元63c接收在连接第一光学T/R模块和第二光学T/R模块的假想线上的像素的像素非触摸信息U。像素非触摸信息U可反映在图 20所示的像素触摸信息表中。优选地，像素触摸信息改变单元63c可以在假想线上的像素中选择具有初始信息τ的像素，并可以将初始信息T改变为像素非触摸信息U。图21示出了在启用所有的光学T/R模块61的光发射和接收单元61a和61b的过程完成时的第一存储单元64的信息。在一个实施方式中，对于在启用所有光发射和接收单元的过程之后将像素触摸信息保持为初始信息T的像素，确定存在至少一个触摸点。控制器63的触摸点信息生成单元 63d可以在第一存储单元64中从至少一个像素的位置信息生成至少一个用户触摸点信息， 其中，至少一个像素的像素触摸信息没有改变。图22示出了通过生成像素触摸信息没有改变的像素的触摸点信息在触摸面板62 上获得的两个触摸点IPa和IPb的位置。以这种方式，在触摸面板62上可同时计算用户触摸的两个或多个触摸点。在一个实施方式中，触摸点可以是由多个像素表示的各种形状的凸包或者是表示用户触摸轨迹(Α-、-、-、-、-、)的线。构成触摸点的像素可以是被用户同时或顺序触摸的像素。在实施方式中，由于通过基于像素触摸信息表按顺序从关注中移除在发出光的第一光学T/R模块与接收光的第二光学T/R模块之间的假想线上的像素来识别触摸点，所以接收强度的差异基本上不会影响触摸点的识别。换句话说，根据传统技术，如果光接收单元未能接收光，则可确定在相关的光发射单元和光接收单元之间的像素上存在触摸点。因此， 检测能力的可靠性受到接收强度的差异的影响。在本发明的实施方式中，然而，从关注的像素中移除确定为没有被触摸的像素，并且在所有光学T/R模块的光发射完成时通过最终没有被移除的剩余像素确定触摸点的位置。结果，可能避免触摸点的识别错误和提高光学识别用户输入装置的检测能力。当接收到具有临界强度以上的光时，光接收单元可以确定光的接收。因此，期望假设与发出光的第一光学T/R模块相邻的光学T/R模块没有接收到光。例如，再参考图8，当位置Sll处的光学T/R模块被指定为第一光学T/R模块时，光信号从其输出，在位置S8至 S14处的与位置S8处的第一光学T/R模块隔开的光学T/R模块可接收到光信号。然而，更重要的是，在位置S68处和在位置S68的周围的面对从位置S8处的光学T/R模块输出的光信号的光学T/R模块是否接收到光信号以确定在触摸面板62上触摸点(障碍物)的存在。 由于位置S8至S14处的第二光学T/R模块可能会接收到与障碍物存在无关的光，所以期望不考虑在第一光学T/R模块的预定距离范围内的光学T/R模块的光接收。参考图11，光学识别用户输入装置60B可包括图10中的装置60A的所有组件，并且还可包括用于存储第二光学T/R模块的至少一个备选模块的标识信息的第二存储单元 65。“备选模块”指能够接收从被指定为第一光学T/R模块的另一光学T/R模块输出的光信号并且光信号的接收对其是有意义的光学模块光信号。因此，可通过设置在光学T/R模块可接收从光发射控制器63a指定的第一光学T/R模块发出的具有临界强度以上的光的位置处的光学T/R模块预设第二光学T/R模块的备选模块。可基于实验结果或光学T/R模块之间的位置关系预设第二光学T/R模块的备选模块。一个指定的第一光学T/R模块可以具有第二光学T/R模块的至少一个备选模块，其位于触摸面板的对边以面对第一光学T/R模块。第二存储单元65可存储表格，如图23所示，该表格列出用于光发射的光学T/R模块(第一光学T/R模块)和用于光接收的光学T/R模块(第二光学T/R模块)的备选模块的位置。第二光学T/R模块的备选模块的数量可至少是一个。根据一个实施方式，光发射控制器63a可以控制光学T/R模块61的光发射单元61a按顺序或以第一预定模式发光，该第一预定模式可由存储在第二存储单元65中的第一光学T/R模块的顺序确定。此外，在一个实施方式中，当光信号从第一光学T/R模块发出时，光接收控制器6 可单独地或同时按顺序或以第二模式启用除第一光学T/R模块之外的所有或一些光学T/R模块的光接收单元以确定光接收单元的光接收。第二模式可从关于存储在第二存储单元65中的各个第一光学T/R模块的第二光学T/R模块的备选模块的位置信息确定。当重复操作光学识别用户输入装置时，第二光学T/R模块的备选模块也可以通过累加在第二存储单元65中的第二光学 T/R模块的位置信息来更新，第二光学T/R模块从指定的第一光学T/R模块接收光。具有第二存储单元65的光学识别用户输入装置可通过确定仅与第二光学T/R模块相关的光接收而没有确定与除第一光学T/R模块之外的所有光学T/R模块相关的光接收来减少扫描。对于精度是最重要的光学识别用户输入装置，即，对于确定在所有光学T/R模块的各个光接收单元处的光接收的光学识别用户输入装置，第二存储单元可以省略。在具有用于存储第二光学T/R模块的备选模块的第二存储单元65的装置中，可以指定至少两个第一光学T/R模块以进一步减少扫描时间。在这种情况下，期望不同的第一光学T/R模块61可与不同的第二光学T/R模块的备选模块相关。例如，在图8中，彼此面对设置在触摸面板62的对边的在位置Sl和S68处的光学T/R模块61可被指定为光发射的第一光学T/R模块，由于两个第一光学T/R模块具有不同的第二光学T/R模块的备选模块。这样，两个或多个光学T/R模块可同时被指定为第一光学T/R模块，并且可以为相关的第一光学T/R模块确定与第二光学T/R模块的备选模块相关的光接收，从而减少扫描时间。参考图12，根据本发明的又一实施方式，光学识别用户输入装置60C包括图8b所示的装置60B的所有组件，并且还可包括用于存储关于各个光学T/R模块是否发光的信息的第三存储单元66。即，第三存储单元66存储关于某个光学T/R模块是否被指定为第一光学T/R模块的信息。在装置60C中，光发射控制器63a还可具有在第二存储单元65中搜索光学T/R模块的功能(其中，所有第二光学T/R模块都不同)。光发射控制器63a可以参照第三存储单元66在搜索到的光学T/R模块中选择没有预先被指定为第一光学T/R模块的光学T/R模块。至少一些选择的光学T/R模块被指定为第一光学T/R模块，产生第一光学 T/R模块指定信息并将其输入到第三存储单元66和光接收控制器6 。在光发射控制器63 的控制下，第一光学T/R模块的所有光发射单元都同时发光。光接收控制器6 可以接收从光发射控制器63a发送的第一光学T/R模块指定信息，并且可以确定光是否被对应于第一光学T/R模块的第二光学T/R模块的备选模块所接收，以产生第二光学T/R模块的信息。图M示出了根据本发明一个实施方式的连接至个人电脑(PC)的触摸面板62和光学T/R模块61。在该实施方式中，PC的中央处理(CPU)可用作图10至12的控制器63， PC的易失性存储器可用作第一存储单元64。第二存储单元65可配置有装置的易失性存储器以更新第二光学T/R模块的备选模块。在预置用于制造该装置的备选模块的情况下，第二存储单元65可配置有非易失性存储器。参考图25，示出利用根据本发明一个实施方式的光学识别用户输入装置识别触摸点的方法的流程图，在触摸点识别的初始状态，如图19所示，第一存储单元的所有存储部 (像素触摸信息表)被设置为初始信息T(STll)，变量“η”表示初始化光发射顺序(ST12)。 当光学T/R模块被指定为第一光学T/R模块时，变量η增加1 (ST13)。控制第η光学T/R 模块的光发射单元发光(ST14)。然后，除了第η光学T/R模块之外，顺序或同时启用所有光学T/R模块或一些选择的光学T/R模块(第二光学T/R模块的备选模块)的光接收单元 (ST15)，并搜索已接收到从第η光学T/R模块发出的光的启用的光接收单元。设置连接第η 光学T/R模块和搜索的光学T/R模块(第二光学T/R模块)的假想线(ST16)，并在假想线上的像素中选择具有初始信息的像素(ST17)。如图20所示，通过将选择的像素的数据从初始信息改变为像素非触摸信息来更新像素触摸信息表(ST18)。然后，确定是否所有的光学 T/R模块已被指定为第一光学T/R模块(ST19)。在图25中，“K”可表示光学T/R模块的总数。如果所有的光学T/R模块已被指定为第一光学T/R模块，则从图21所示的最后更新的像素触摸信息表中提取维持初始信息T而没有改变为非触摸信息的像素(ST20)。然后，从图22所示的触摸面板上的提取的像素中识别触摸点或配置有多个触摸点的凸包(ST21)。 换句话说，计算触摸点的位置。参考图26，示出了利用图12的光学识别用户输入装置60C识别触摸点的方法的流程图，在触摸点识别的初始状态中，第一存储单元的所有存储部分(像素触摸信息表)被设置为如图19所示的初始信息T (ST31)，在第三存储单元66中搜索不发光的光学T/R模块(即，没有被指定为第一光学T/R模块)(ST32)。然后，从被搜索的光学T/R模块和被指定为第一光学T/R模块中选择至少一个光学T/R模块；生成第一光学T/R模块指定信息并存储在第三存储单元中(ST3!3)。控制第一光学T/R模块发光(ST34)。在搜索对应于指定的第一光学T/R模块的第二光学T/R模块的备选模块之后，备选模块的光接收单元按顺序或同时启用，搜索接收从第一光学T/R模块发出的光的第二光学T/R模块(ST3Q。在至少一个第一光学T/R模块和至少一个第二光学T/R模块之间设置假想线(ST36)，并在假想线上的像素中选择具有初始信息的像素(ST37)。如图20所示，通过将选择的像素的触摸信息从初始信息改变为像素非触摸信息来更新像素触摸信息表(ST38)。然后，参照第三存储单元确定是否所有的光学T/R模块都已被指定为第一光学T/R模块(ST39)。如果是，则从图21所示的最后更新的像素触摸信息表中提取维持初始信息T而没有改变为非触摸信息的任何像素(ST40)。然后，从图22所示的被提取的像素中识别在触摸面板上的至少一个触摸点(ST41)，换句话说，计算触摸点的位置。在本说明书中，“一个实施方式”、“实施方式”、“实例实施方式”等的任何引用指结合该实施方式描述的具体特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施方式中。在说明书的各个位置出现的这些用语并不一定都指相同的实施方式。此外，当结合任何实施方式描述特定特征、结构或特性时，应认为，结合其他实施方式实现这些特征、结构和特性在本领域技术人员的预展范围之内。虽然已参照大量示例性实施方式对实施方式进行了描述，但本领域技术人员应理解，只要落入在本发明精神和原则范围内，可设计大量其它更改和实施方式。更具体地，在本公开、附图和附加权利要求的范围之内可以对组件部分和/或主题组合设置进行大量改变和更改。除了对组件部分和/或设置进行改变和更改之外，可选用途对本领域技术人员也是显而易见的。工业实用性本发明可用于识别一个或多个用户输入。
权利要求
1.一种光学识别用户输入装置，包括触摸面板，包括多个像素；多个光学传输/接收(T/R)模块，设置在所述触摸面板周围，其中，每个所述光学T/R模块均包括光发射单元和光接收单元；以及控制器，被配置为控制所述多个光学T/R模块的操作，并基于所述光接收单元接收的光信号计算在触摸面板上的用户触摸位置。
2.根据权利要求1所述的光学识别用户输入装置，其中，所述控制器包括光发射控制器，被配置为按顺序或以预定模式控制所述多个所述光学T/R模块的所述光发射单元；以及光接收控制器，被配置为控制对应于所述光发射单元的光接收单元从所述光发射单元接收所述光信号。
3.根据权利要求1所述的光学识别用户输入装置，还包括第一存储单元，被配置为存储所述触摸面板的所述多个像素中每个是否被用户触摸的 fn息ο
4.根据权利要求3所述的光学识别用户输入装置，其中，所述控制器还包括像素触摸信息改变单元，被配置为设定所述第一存储单元中的信息的默认值，并改变所述第一存储单元中的在所述光发射单元和所述光接收单元之间的假想线上的像素的信息的默认值，所述光接收单元接收从所述光发射单元发出的所述光信号；以及触摸点信息生成单元，被配置为由所述第一存储单元中的所述像素信息来计算所述用户触摸位置。
5.根据权利要求1所述的光学识别用户输入装置，还包括第二存储单元，被配置为存储用以区别与包含在所述光学T/R模块之一中的光发射单元对应的至少一个光接收单元的信息。
6.根据权利要求5所述的光学识别用户输入装置，其中，所述至少一个光接收单元选自面对所述光发射单元的光接收单元。
7.根据权利要求5所述的光学识别用户输入装置，其中，所述控制器控制所述多个光发射单元中的两个或多个光发射单元同时启用或禁用，并且根据对应于所述两个或多个光发射单元的光接收单元是否接收到光来计算所述用户触摸位置。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学识别用户输入装置，其中，每个所述光学 T/R模块的所述光发射单元和所述光接收单元独立操作。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光学识别用户输入装置，其中，所述光学T/R模块的所述光发射单元和所述光接收单元被设置为沿上下方向彼此重叠。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的光学识别用户输入装置，其中，所述光学T/R 模块的所述光发射单元和所述光接收单元以构成整体结构的方式形成。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的光学识别用户输入装置，其中，每个所述光学 T/R模块对应于所述触摸面板的每个边缘像素而设置。
12.一种光学识别用户输入装置，包括触摸面板，包含多个像素；多个光学T/R模块，设置在所述触摸面板周围，其中，每个所述光学T/R模块均包括光发射单元和光接收单元，每个所述光学T/R模块的所述光发射单元和所述光接收单元沿上下方向彼此重叠且彼此独立操作。
13.根据权利要求12所述的光学识别用户输入装置，其中，所述触摸面板为圆形或多边形。
14.根据权利要求12所述的光学识别用户输入装置，其中，彼此面对的所述光学T/R模块具有所述光发射单元和所述光接收单元的反向设置。
15.根据权利要求12所述的光学识别用户输入装置，其中，操作所述光学T/R模块以允许指定数量的所述光学T/R模块的所述光发射单元同时发光。
16.根据权利要求12所述的光学识别用户输入装置，其中，每个所述光学T/R模块的所述光发射单元和所述光接收单元共享电源线。
17.一种识别用户输入的方法，所述方法使用包括光发射单元和光接收单元的光学识别装置，所述方法包括按顺序或以预定模式控制所述光发射单元，控制对应于所述光发射单元的所述光接收单元的操作；以及基于从所述光接收单元发送的接收信号来计算用户输入位置。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述控制步骤包括按顺序控制所述光发射单元，以及控制所有所述光接收单元接收信号。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述控制步骤包括每次按顺序控制两个或多个所述光发射单元，并且控制对应于所述各个光发射单元的所述光接收单元以接收信号。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，同时发光的两个或多个光发射单元出现在对边，所述两个或多个光发射单元中的一个与其它光发射单元相距预定距离，其中，所述预定距离是所述一个光发射单元所在边的长度的一半。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述两个或多个光发射单元具有不同组的所述光接收单元。
22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述控制步骤包括每次按顺序控制三个或多个所述光发射单元，并且控制不同的光接收从分别对应的光发射单元接收信号。
23.根据权利要求17所述的方法，其中，所述计算步骤包括初始化触摸面板的各个像素的信息；接收所述用户输入；以及基于来自所述光接收单元的所述信号来改变所述各个像素的信息。
24.一种识别用户输入的方法，所述方法使用包括光发射单元和光接收单元的光学识别装置，所述方法包括将接收所述用户输入的触摸面板的各个像素的信息设定为初始值；基于来自所述光学识别装置的所述光接收单元的输入信号改变所述触摸面板的所述各个像素的信息；以及基于所述触摸面板的所述各个像素的信息来计算用户输入位置。
25.根据权利要求M所述的方法，其中，所述初始值是表示所述触摸面板的像素被用户选择的信息。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述改变步骤包括改变在接收光的所述光接收单元与对应于所述光接收单元的所述光发射单元之间的假想线上的像素的信息。
27.根据权利要求M所述的方法，其中，所述计算步骤包括当同时执行两个或多个用户输入时，计算所述触摸面板上的两个或多个用户输入位置。
28.根据权利要求M所述的方法，其中，所述计算步骤包括根据用户在所述触摸面板上的顺序触摸输入来计算用户输入位置，所述顺序输入被识别为具体图形或动作。
全文摘要
本发明公开了一种光学识别用户输入装置和用于识别用户输入的方法，其能够在多个触摸点识别中避免错误。多个光学传输/接收模块(T/R)设置在包括多个像素的触摸面板周围。每个光学T/R模块均包括光发射单元和光接收单元。控制器控制光学T/R模块的操作，并基于光接收单元接收的光信号计算在触摸面板上的用户触摸位置。
文档编号G06F3/03GK102227699SQ200880132174
公开日2011年10月26日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年10月2日
发明者廉基元, 朴智滢, 李仲镐 申请人:韩国科学技术研究院