光束向量b被量化为每元素一比特，在这种情况下，图14中示出的逆操作等同于计数给定触摸区域的有效光束的数目。可以使用确定传递函数Μ的逆过程的各种可替换的方法。可替换地，可以使用诸如Kaczmarz的方法迭代评估逆过程。
[0167]在一些实施例中，参考触摸区域P的数目小于光束测量值B的数目，从而导致超定方程系统。在可替换的实施例中，当光束测量值B的数目小于参考触摸区域P的数目，方程系统欠定。在这种实施例中，可以使用诸如压缩感知的逆方法。
[0168]IV.改进绑定值估计的保真度
[0169]在一些实施例中，降低光束测量值的(例如，由其他驱动电子器件、光转换、玻璃中的光传播、光采集、接收器电子器件、接收器ADC等引进的)噪声和非线性度将改进绑定值估计的保真度。改进给定光束透射系数的保真度可选地以其它光束的保真度为代价而进行。例如，高度定向的发射器以传输到轴偏移(off-axis)检测器的光为代价增加直接面向检测器朝向检测器引导的光。
[0170]因为通过组合来自各种光束测量值的潜在噪声bn值来获得绑定值估计，所以在一些实施例中，噪声和非线性度在光束中均勾分布以便减小或最小化绑定值估计中的全局测量误差。在一些实施例中，这通过尽可能均匀地分布在玻璃中传播的光来实现，例如，通过扩大发射器或接收器的角跨度、基于优化准则朝向预先确定的方向转向发射器和接收器(例如，朝向中心、朝向最接近角点转向光轴)等。这些方法将光转移远离充满光束的区域，从而导致玻璃内的更均衡的光分布。
[0171]在可替换实施例中，发射器和检测器的位置被优化，以改进测量保真度。在一些实施例中，发射器和检测器的位置被抖动使得穿过表面的光束的局部密度保持基本恒定。在与规则间距对齐的恒定距离相比时，通过改变从一个光电子元件(发射器或检测器)到下一个光电子元件的距离来获得抖动。规则位置网格没有从一个光电子元件到下一个光电子元件(在给定阵列或一侧内)的距离变化，并且然后恒定距离等同于网格间距。抖动模式被优化以避免任何特定区域内的光束集中。在一个实施例中，通过将零均值伪随机变化模式添加到规则位置来获得抖动模式，所述零均值伪随机变化模式包括正位置变化和负位置变化(该变化通常应用在一维中，即沿着阵列或触摸区侧方向)。变化的幅度通常小于变化被添加到其的规则网格的间距。在一个实施例中，伪随机模式被构造使得两个连续值仅缓慢变化(模式具有低通频谱)。能够利用其他各种变化模式，诸如正弦或余弦波模式(例如，增加或减小角点附近的发射器-检测器密度)。在一些实施例中，通过搜索过程确定发射器和检测器的位置，该搜索过程优化诸如光束密度均匀性的度量，经受对参数(诸如，发射器-接收器间隔或触摸区的总尺寸)的约束。搜索过程可以测试多组发射器-检测器位置并选择提供最佳优化度量的位置的子集。
[0172]V.应用
[0173]上述触摸敏感设备能够在各种应用中使用。触摸敏感显示器是一类应用。这包括用于平板电脑、膝上计算机、台式计算机、游戏控制器、智能手机和其他类型的计算设备的显示器。其还包括用于电视机、数字标牌、公开信息、白板、电子阅读器的显示器和其他类型的良好分辨率显示器。然而，他们还能够用在较小或较低分辨率显示器上:简单的手机、用户控件(影印机控件、打印机控件、家电控件等)。这些触摸敏感设备还能够用于除显示器外的应用中。在其上检测触摸的“表面”可以是无源元件，诸如打印的图像或一些简单的硬表面。这种应用能够用作类似于跟踪球或鼠标的用户接口。
[0174]V1.附加考虑
[0175]附图仅是为了说明的目的示出本发明的实施例。根据下面讨论，本领域技术人员将容易认识到，在不脱离本文描述的发明的原理的情况下，可以采用本文所示的结构和方法的可替换实施例。
[0176]在阅读本公开后，本领域技术人员将认识到，通过本文公开的原理，仍有附加可替换结构和功能设计。因此，虽然已经示出并描述特定实施例和应用，但应该理解，公开的实施例不限于本文公开的精确结构和部件。可以对本文公开的方法和装置的布置、操作和细节做各种修改、改变和变化，这对本领域技术人员来说是明显的。
【主权项】
1.一种分解在触摸敏感表面上的多个触摸区域处发生的多点触摸事件的方法，所述方法包括计算机处理器执行以下步骤: 接收由所述多点触摸事件产生的多个光束测量值bn，其中不同的光束测量值bn由透射穿过所述触摸敏感表面的不同光束产生，并且所述多点触摸事件干扰所述触摸区域附近的光束； 根据所述光束测量值1^确定绑定值估计P’ i，所述绑定值估计P’ i估计在所述触摸敏感表面的对应位置Li处的光束干扰，其中确定所述绑定值估计P’ ；基于将从绑定值P所述光束测量值bn的传递函数建模为线性传递函数；以及 根据所述绑定值估计P’，确定所述多点触摸事件的所述触摸区域。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述线性传递函数被描述为:b = Mpj 其中: b是所述光束测量值bn的列向量， P是所述绑定值Pi的列向量，以及 M是线性传递函数，并且所述矩阵M的每列η是由位置L1处的参考触摸产生的所述光束测量值bn，所述参考触摸对应于绑定值Pi= I。3.根据权利要求2所述的方法，其中确定绑定值估计P’i包括将逆过程应用到b = Mp。4.根据权利要求2所述的方法，其中确定绑定值估计P’，包括评估 P，= Rb, 其中: P’是所述绑定值估计P’ i的列向量，以及 R是所述线性传递函数M的逆矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其中R是稀疏矩阵。6.根据权利要求4所述的方法，其中R中位置Li处的触摸不干扰所述光束测量值b ?的光束的元素为零。7.根据权利要求2所述的方法，其中b= Mp超定。8.根据权利要求2所述的方法，其中所述光束测量值bn的数目大于位置L i的数目。9.根据权利要求2所述的方法，其中所述矩阵M的每列η至少50%为零。10.根据权利要求2所述的方法，其中所述参考触摸占用小于100平方毫米的有限面积，并且所述矩阵M的每列η包含所述有限面积外的零元素。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述参考触摸占用恒定面积。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述参考触摸占用可变面积。13.根据权利要求2所述的方法，其中邻近位置Li处的参考触摸重叠。14.根据权利要求2所述的方法，其中参考触摸占用至少1000个位置L11315.根据权利要求2所述的方法，其中邻近位置L的参考触摸不重叠。16.根据权利要求2所述的方法，其中所述矩阵M的每列η包括小于零的元素。17.根据权利要求1所述的方法，还包括: 接收从发射器到检测器的光束的光学测量值，其中光学测量值是沿所述光束的触摸事件的非线性函数；以及 通过应用非线性函数根据所述光学测量值计算所述光束测量值bn。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述非线性函数是对数函数。19.根据权利要求17所述的方法，其中所述非线性函数是从发射器到检测器的光束的光学透射比的对数函数。20.根据权利要求17所述的方法，其中所述非线性函数是从发射器到检测器的光束的光学透射比的对数函数的线性化近似，所述线性化近似表示所述光束的光学损失系数。21.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置Li位于矩形网格上。22.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置Li位于规则网格上。23.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置L^皮不规则间隔。24.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置Li彼此至少间隔2mm。25.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多点触摸事件的所述触摸区域包括将阈值应用到所述绑定值估计P’ i，并且基于哪些绑定值估计P’ i超过所述阈值识别候选触摸区域。26.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多点触摸事件的所述触摸区域包括基于所述绑定值估计P’ i将阈值应用到局部特征，并且基于哪些局部特征超过所述阈值识别候选触摸区域。27.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述多点触摸事件的所述触摸区域包括使用不止一个绑定值估计P’ 1来确定每个触摸区域。28.根据权利要求27所述的方法，其中确定所述多点触摸事件的所述触摸区域包括在绑定值估计P’ i之间内插以确定每个触摸区域。29.根据权利要求1所述的方法，其中所述触摸区域能够被确定为小于邻近位置Li之间的所述间隔的精确度。30.根据权利要求1所述的方法，其中所述线性传递函数被先验确定。31.根据权利要求1所述的方法，还包括: 自动校准以补偿所述线性传递函数的变化。32.根据权利要求1所述的方法，其中在发射器和检测器之间传输所述光束，所述发射器和检测器围绕所述触摸敏感表面的外围布置。33.根据权利要求1所述的方法，其中多个光束由检测器同时接收。34.根据权利要求1所述的方法，还包括根据所述绑定值估计P’，确定所述多点触摸事件中的触摸事件的物理属性。35.根据权利要求34所述的方法，其中确定触摸事件的物理属性包括确定下列项中的一个或更多个:与所述触摸事件关联的触摸压力、压力梯度、空间压力分布和光学传输透射性质。36.根据权利要求34所述的方法，还包括基于确定的所述多点触摸事件的所述触摸事件的物理属性识别引起所述多点触摸事件的一个或更多个物体。37.根据权利要求1所述的方法，还包括根据所述绑定值估计P’，确定所述多点触摸事件的所述触摸区域的空间性质。38.根据权利要求37所述的方法，其中确定所述触摸区域的空间性质包括确定下列项中的一个或更多个:与所述触摸区域关联的尺寸、边界、周长、面积和几何形状。39.根据权利要求37所述的方法，还包括基于确定的所述多点触摸事件的所述触摸区域的空间性质识别引起所述多点触摸事件的一个或更多个物体。
【专利摘要】一种光学触摸敏感设备具有确定多个同时触摸事件的触摸位置的能力。触摸事件干扰传播穿过触摸敏感表面的光束。在多点触摸事件的情况下，能够通过不止一个触摸事件干扰单个光束。在一方面，非线性变换被应用于光束的测量，以便线性化多个触摸事件对单个光束的影响。在另一方面，已知触摸事件的影响(例如，参考触摸)被提前模型化，并且然后未知触摸事件的影响相对于参考触摸被确定。
【IPC分类】G06F3/042, G06F3/041
【公开号】CN105247455
【申请号】CN201380069063
【发明人】J·皮奥特, M·柯伦吉亚, D·柯察金, I·多科马尼克, M·沃特利, O·德拉姆
【申请人】拉普特知识产权公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2013年11月27日
【公告号】US9092091, US20140152624, US20160034095, WO2014083437A2, WO2014083437A3