RU2447481C2 - Method for determining position of touching screen of sensor system (versions) and optoelectronic sensor system for realising said method - Google Patents
Method for determining position of touching screen of sensor system (versions) and optoelectronic sensor system for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447481C2 RU2447481C2 RU2007136841/08A RU2007136841A RU2447481C2 RU 2447481 C2 RU2447481 C2 RU 2447481C2 RU 2007136841/08 A RU2007136841/08 A RU 2007136841/08A RU 2007136841 A RU2007136841 A RU 2007136841A RU 2447481 C2 RU2447481 C2 RU 2447481C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- detector
- light
- rays
- sets
- touch
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к системам отображения информации с сенсорным вводом и может быть использовано при проектировании оптоэлектронных сенсорных систем, обеспечивающих распознавание касания экрана сенсорной системы малоразмерным объектом.The present invention relates to systems for displaying information with touch input and can be used in the design of optoelectronic sensor systems that provide recognition of the touch screen of the sensor system by a small object.
Наиболее широко известная схема распознавания касания экрана оптоэлектронной сенсорной системы заключается в формировании двух ортогональных наборов детекторных лучей, то есть по одному набору детекторных лучей по каждой из осей координат. В соответствии с чем принимают, что касание имеет место в том случае, если распознаны блокированными детекторные лучи по каждой из координатных осей. Использование в качестве указателя малоразмерного объекта, то есть объекта, размеры которого меньше шага следования в сенсорной системе излучателей и приемников света, порождает ситуацию, когда по одной из координатных осей может иметь место прерывание, в том числе и частичное, по крайней мере, одного детекторного луча, тогда как по другой координатной оси блокирование детекторных лучей может отсутствовать. Более того, возможна ситуация, когда при касании малоразмерным объектом экрана оптоэлектронной сенсорной системы отсутствует распознавание блокированных детекторных лучей одновременно по обоим координатным осям. Задача распознавания малоразмерного объекта еще более осложняется, когда малоразмерный объект находится в движении.The most widely known pattern of recognition of the touch of the screen of an optoelectronic sensor system is the formation of two orthogonal sets of detector rays, that is, one set of detector rays on each of the coordinate axes. Accordingly, it is assumed that a touch takes place if detector rays are recognized blocked by each of the coordinate axes. The use of a small-sized object as an indicator, that is, an object the size of which is less than the step in the sensor system of emitters and light receivers, creates a situation where interruption, including partial at least one detector, can occur on one of the coordinate axes ray, while blocking of detector rays may be absent on the other coordinate axis. Moreover, a situation is possible when, when a small-sized object touches the screen of an optoelectronic sensor system, recognition of blocked detector rays is simultaneously absent along both coordinate axes. The task of recognizing a small-sized object is even more complicated when the small-sized object is in motion.
Известна оптоэлектронная сенсорная система в соответствии с п.3 формулы патента US 6429857 [1], включающая множество инфракрасных излучателей, расположенных вдоль сторон сенсорной системы, и каждый инфракрасный излучатель из названного множества инфракрасных излучателей управляемо излучает конус инфракрасного света, множество инфракрасных приемников, расположенных вдоль сторон сенсорной системы напротив названного множества инфракрасных излучателей, первый процессор для формирования детекторных лучей активации каждого инфракрасного излучателя и противостоящего инфракрасного приемника и второй процессор, выполненный с возможностью формирования детекторных лучей путем управляемой активации названного множества инфракрасных излучателей и управляемой активации названного множества инфракрасных приемников, вычисления позиции касания, основанного на on-axis (соосной) и off-axis (несоосной) активации инфракрасных излучателей и приемников, причем при вычислении позиции касания сенсорного экрана процессор идентифицирует грубую х-координатную область касания на основе идентификации блокированных детекторных лучей, идентифицируют грубую y-координатную область касания на основе идентификации блокируемых детекторных лучей, вычисляет грубую х-координатную и y-координатную область касания из идентифицированных грубых х-координатной и y-координатной областей касания и уточняет х-координатное и y-координатное местоположение касания на основе систематической активации off-axis пар излучатель - приемник, имеющих детекторные лучи, пересекающие вычисленную грубую область касания.A known optoelectronic sensor system in accordance with
Известен способ для определения местоположения касания экрана сенсорной системы в соответствии с п.11 формулы патента US 6429857 [1], заключающийся в оценивании грубого местоположения касания экрана сенсорной системы на основе формирования детекторных лучей путем последовательной on-axis х-координатной активации каждого излучателя и противостоящего приемника и идентификации грубой х-координатной области касания на основе идентификации блокируемых в результате касания детекторных лучей между активируемыми х-координатными излучателями и приемниками и на основе формирования детекторных лучей путем последовательной on-axis y-координатной активации каждого излучателя и противостоящего приемника и идентификации грубой y-координатной области касания на основе идентификации блокируемых в результате касания детекторных лучей между активируемыми y-координатными излучателями и приемниками с последующим вычислением грубой х-координатной и y-координатной области касания из идентифицированных х-координатной и y-координатной областей касания и уточнением х-координатного и y-координатного местоположения касания на основе последовательной активации off-axis пар излучатель - приемник, имеющих детекторные лучи, пересекающие вычисленную грубую область касания.A known method for determining the location of the touch screen of the sensor system in accordance with
Недостаток данных системы и способа заключается в низкой вероятности распознавания касания экрана сенсорной системы малоразмерным объектом и ограниченной точности определения местоположения касания, обусловленной вычислением местоположения касания экрана сенсорной системы на основе идентификации полностью блокированных детекторных лучей света. Другой недостаток данных технических решений заключается в значительном времени отклика сенсорной системы, который обусловлен двухэтапной схемой определения местоположения касания, включающей в себя предварительное оценивание грубого местоположения касания и последующее уточнение местоположения касания.The disadvantage of the data of the system and method is the low probability of recognition of the touch of the screen of the sensor system by a small object and the limited accuracy of determining the location of the touch due to the calculation of the location of the touch of the screen of the sensor system based on the identification of fully blocked detector light rays. Another drawback of these technical solutions is the significant response time of the sensor system, which is caused by a two-stage scheme for determining the location of the touch, which includes a preliminary assessment of the rough location of the touch and subsequent refinement of the location of the touch.
Известен также вариант реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы в соответствии с пп.4, 5 формулы патента US 6429857 [1], заключающийся в оценивании грубого местоположения касания экрана сенсорной системы на основе формирования детекторных лучей путем систематической on-axis активации каждого излучателя и противостоящего приемника. После чего уточняют местоположение касания на основе формирования детекторных лучей путем систематической off-axis активации выбранных излучателей и приемников. Другой вариант реализации технического решения в соответствии с п.4, 6 патента US 6429857 [1] заключается в оценивании грубого местоположения касания на основе систематической on-axis и систематической off-axis активации каждого излучателя и противостоящего приемника.There is also known an embodiment of a method for determining the location of a touch of a screen of a sensor system in accordance with
Недостаток данного варианта реализации способа заключается в значительном времени отклика сенсорной системы, реализуемой в соответствии с данным способом. Названный недостаток обусловлен двумя причинами. Во-первых, данное техническое решение реализует двухэтапный процесс определения местоположения касания, включающий в себя предварительное оценивание грубого местоположения касания, на основе которого выбирают пары излучатель - приемник, активируемые для формирования детекторных лучей на втором этапе, обеспечивающем уточнение местоположение касания. Во-вторых, реализует жестко определенную схему оценивания грубого местоположения касания, основанную на формировании большого числа детекторных лучей путем последовательной on-axis активации и последовательной off-axis активации каждого излучателя и приемника.The disadvantage of this embodiment of the method is the significant response time of the sensor system, implemented in accordance with this method. The named drawback is due to two reasons. Firstly, this technical solution implements a two-stage process of determining the location of the touch, which includes a preliminary assessment of the rough location of the touch, on the basis of which the emitter-receiver pairs are selected, which are activated to form detector beams in the second stage, which ensures the precise location of the touch. Secondly, it implements a rigidly defined rough touch location estimation scheme based on the formation of a large number of detector beams by sequential on-axis activation and sequential off-axis activation of each emitter and receiver.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является способ определения местоположения объекта на поверхности в соответствии с п.15 формулы патента US 5635724 [2], заключающийся в формировании детекторных лучей путем активации множества излучателей света и множества приемников света, равномерно размещенных по двум сторонам сенсорной панели, и вычислении местоположения касания на основе распознавания интенсивности от, по крайней мере, двух детекторных лучей, облучающих множество приемников света, каждый из которых на отдельном приемнике света активирует аналоговый детекторный сигнал, зависимый от интенсивности данного детекторного луча. Вычисляют местоположение касания путем определения первой конечной точки и второй конечной точки каждой тени в результате касания, отбрасываемой на названное множество детекторов расходящимися детекторными лучами света от, по крайней мере, двух излучателей света, определяют координаты центральной линии, проходящей от излучателя света через точку вблизи центра названного объекта посредством определения точки первой половины пути между названной первой конечной точкой и названной второй конечной точкой каждой тени, отбрасываемой названным объектом на названное множество приемников, и определяют центральную точку названного объекта посредством определения точки пересечения двух центральных линий, проходящих от названных излучателей света через центральную точку названного объекта.The closest set of essential features to the claimed invention is a method for determining the location of an object on the surface in accordance with
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является устройство для определения местоположения объекта на поверхности в соответствии с п.1 формулы патента US 5635724 [2]. Данное устройство включает множество излучателей света, расположенных вдоль одной из своих сторон, причем названный излучатель света излучает расходящиеся детекторные лучи света, воспринимаемые множеством приемников света, размещенных вдоль другой из сторон напротив названных излучателей света, средства активации и вычислительные средства (средства вычисления функционально представляют собой процессор) для вычисления местоположения касания на основе распознавания интенсивности детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания от, по крайней мере, двух излучателей света, то есть детекторных лучей, связывающих соответственно четыре пары излучатель-приемник.The closest set of essential features to the claimed invention is a device for determining the location of an object on the surface in accordance with
Недостаток данных технических решений заключается в значительном времени отклика сенсорной системы, обусловленном определением местоположения касания на основе жесткой схемы формирования большого числа детекторных лучей путем поочередного формирования каждым излучателем света расходящихся детекторных лучей и детектирования каждого из них множеством противостоящих приемников света, а также необходимостью распознавания интенсивности, по крайней мере, четырех, по крайней мере, частично блокируемых детекторных лучей света, формируемых соответственно четырьмя парами излучатель света - приемник света.The disadvantage of these technical solutions is the significant response time of the sensor system, due to the location of the touch based on the rigid scheme for generating a large number of detector rays by alternately generating divergent detector rays by each light emitter and detecting each of them by a multitude of opposing light receivers, as well as the need for intensity recognition, at least four, at least partially blocked detector light rays, forming They are respectively emitted by four pairs of a light emitter — a light receiver.
Несмотря на то что решаемая в патенте US 6429857 [1] задача определение местоположения касания экрана сенсорной системы и решаемая в патенте US 5635724 [2] задача определения местоположения объекта на плоскости в значительной мере схожи между собой, между ними существует принципиальное отличие. Первая из названных задач предполагает наличие в системе человека и может рассматриваться как составная часть проектирования пользовательского интерфейса между человеком и компьютером. Тогда как во втором случае решается задача определения местоположения абстрактного объекта на плоскости.Despite the fact that the problem to determine the location of the touch of the screen of the sensor system solved in the patent US 6429857 [1] and the problem of determining the location of an object on the plane solved in the patent US 5635724 [2] are substantially similar to each other, there is a fundamental difference between them. The first of these tasks assumes the presence of a person in the system and can be considered as an integral part of designing a user interface between a person and a computer. Whereas in the second case, the problem of determining the location of an abstract object on a plane is solved.
При проектировании пользовательского интерфейса, составной частью которого выступает сенсорная система, одной из наиболее важных проблем может рассматриваться синхронизация точки внимания пользователя и точки активности системы [3]. Данная проблема обусловлена одним из основных принципов психологии восприятия, заключающимся в наличии у человека только одной точки активного внимания. Так, например, при активации отображаемой на экране компьютера «клавиши» внимание пользователя направлено на активируемую «клавишу», тогда как курсор пользователь перемещает в точку активного внимания фактически без контроля двигательного процесса. Причем принципиальным является то, что координаты местоположения курсора привязаны к его точке действия, которая первой достигает активируемого объекта. Например, для курсора, реализованного в виде стрелки, направленной влево и вверх, точка действия совмещена с ее острием, то есть с крайней левой верхней точкой курсора. Применительно к сенсорной системе, в которой функцию курсора выполняет указатель, в качестве которого пользователь, как правило, использует указательный палец правой руки, названная точка действия, по аналогии, также должна представлять собой крайнюю левую верхнюю точку указателя. В соответствии с чем можно заключить, что для определения местоположения касания экрана сенсорной системы можно считать достаточным распознавание, по крайней мере, двух блокируемых в результате касания детекторных лучей, местоположение пересечения которых может характеризовать местоположение указателя.When designing the user interface, which is part of the sensor system, one of the most important problems can be considered synchronization of the user's point of interest and the point of activity of the system [3]. This problem is caused by one of the basic principles of perception psychology, which consists in the presence of only one point of active attention in a person. So, for example, when activating the “key” displayed on the computer screen, the user's attention is directed to the activated “key”, while the user moves the cursor to the active attention point without actually controlling the motor process. Moreover, it is fundamental that the coordinates of the cursor’s location are tied to its action point, which first reaches the activated object. For example, for a cursor implemented in the form of an arrow pointing to the left and up, the action point is aligned with its point, that is, with the extreme left upper point of the cursor. As applied to a sensory system in which the cursor performs the cursor function, as a rule the user uses the index finger of the right hand, the named action point, by analogy, should also be the extreme left upper point of the pointer. Accordingly, it can be concluded that, to determine the location of the touch of the screen of the sensor system, it can be considered sufficient to recognize at least two detector rays blocked by touching, the intersection location of which can characterize the location of the pointer.
Целью настоящего изобретения является сокращение времени отклика сенсорной системы при определении местоположения касания экрана сенсорной системы, в том числе и малоразмерным объектом.The aim of the present invention is to reduce the response time of the sensor system when determining the location of the touch screen of the sensor system, including a small object.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения местоположения касания экрана сенсорной системы, заключающемся в вычислении местоположения касания на основе на основе распознавания интенсивности детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания, где каждый из названных детекторных лучей излучает отдельный активируемый излучатель света из множества размещенных по сторонам сенсорной системы излучателей света и принимает отдельный активируемый приемник света из множества размещенных по сторонам сенсорной системы приемников света, формирующий аналоговый детекторный сигнал, зависимый от интенсивности детекторного луча света, активирующего формирование названного аналогового детекторного сигнала,This goal is achieved in that in the method for determining the location of the touch of the screen of the sensor system, which consists in calculating the location of the touch based on the recognition of the intensity of the detector rays of light, at least partially blocked by the touch, where each of these detector rays emits a separate activated emitter light from a plurality of light emitters located on the sides of the sensor system and receives a separate activated light detector from a plurality of light emitters the sides of the sensor system of light receivers, forming an analog detector signal, depending on the intensity of the detector light beam, activating the formation of the named analog detector signal,
- в процессе методического формирования, основанного на распознавании касания, N (N=1, 2, 3, …) первых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, распознают интенсивность Р (Р=1, 2,…) первых детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания и идентифицируют названные первые детекторные лучи света,- in the process of methodical formation based on the recognition of the touch, N (N = 1, 2, 3, ...) of the first connected sets of spatially ordered detector light rays recognize the intensity P (P = 1, 2, ...) of the first detector light rays, at least partially blocked by touch and identify the aforementioned first detector light rays,
- в процессе методического формирования, основанного на распознавании касания, М (М=1, 2, 3, …) вторых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, где пути всех или части детекторных лучей из вторых наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и пути соответственно всех или части детекторных лучей света из первых наборов детекторных лучей взаимно пересекают друг друга, распознают интенсивность R (R=1, 2, …) вторых детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания и идентифицируют названные вторые детекторные лучи света, и- in the process of methodical formation based on the recognition of the touch, M (M = 1, 2, 3, ...) of the second connected sets of spatially ordered detector light rays, where the paths of all or part of the detector rays from the second sets of spatially ordered detector light rays and paths, respectively all or part of the detection light rays from the first sets of detection rays mutually intersect each other, recognize the intensity R (R = 1, 2, ...) of the second detection light rays, at least partially blocked by touching and dentifitsiruyut said second detector light rays and
- вычисляют двухкоординатное местоположение касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного детекторного луча света из каждых названных первых и вторых детекторных лучей света.- compute the two-coordinate location of the touch based on the recognition of the intensity and identification of at least one detector light beam from each of the named first and second detector light rays.
Причем методическое формирование, основанное на распознавании касания, связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света заключается в формировании связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света с обеспечением нарастающей разрешающей способности.Moreover, the methodological formation based on the recognition of touch, connected sets of spatially ordered detector rays of light consists in the formation of connected sets of spatially ordered detector rays of light with increasing resolution.
Кроме того, при методическом формировании, основанном на распознавании касания, связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, в качестве наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света берут наборы параллельных детекторных лучей света.In addition, in a methodical formation based on the recognition of touch, connected sets of spatially ordered detector light rays, sets of parallel detector light rays are taken as sets of spatially ordered detector light rays.
Кроме того, в качестве названного множества излучателей света и названного множества приемников света берут множество излучателей света и множество приемников света, адаптированных друг к другу с возможностью формирования наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и возможностью распознавания интенсивности, в том числе частично блокируемых детекторных лучей света из названных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света.In addition, a plurality of light emitters and a plurality of light detectors adapted to each other with the possibility of forming sets of spatially ordered detector light rays and the ability to recognize intensity, including partially blocked detector light rays from named sets of spatially ordered detector rays of light.
В другом варианте реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы,In another embodiment of the method for determining the location of touching the screen of a sensor system,
- в процессе методического формирования, основанного на распознавании касания, N (N=1, 2, 3, …) первых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света распознают интенсивность Р (Р=1, 2, …) первых детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания, идентифицируют названные первые детекторные лучи света и вычисляют первое однокоординатное местоположение касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного детекторного луча света из названных первых детекторных лучей света,- in the process of methodical formation based on recognition of touch, N (N = 1, 2, 3, ...) of the first connected sets of spatially ordered detector light rays recognize the intensity P (P = 1, 2, ...) of the first detector light rays, at least partially blocked as a result of the touch, the aforementioned first detection light rays are identified and the first one-coordinate touch location is calculated based on recognition of the intensity and identification of at least one detection light beam from the said first children torus rays of light
- в процессе методического формирования, основанного на распознавании касания, М (М=1, 2, 3, …) вторых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, где пути всех или части детекторных лучей света из вторых наборов детекторных лучей света и пути соответственно всех или части детекторных лучей света из первых наборов детекторных лучей света взаимно пересекают друг друга, распознают интенсивность R (R=1, 2, …) вторых детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания, идентифицируют названные вторые детекторные лучи света и вычисляют второе однокоординатное местоположение касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного детекторного луча света из названных вторых детекторных лучей света.- in the process of methodical formation, based on the recognition of touch, M (M = 1, 2, 3, ...) of the second connected sets of spatially ordered detector light rays, where the paths of all or part of the detector light rays from the second sets of detector light rays and the paths respectively or parts of the detector light rays from the first sets of detector light rays mutually intersect each other, recognize the intensity R (R = 1, 2, ...) of the second detector light rays, at least partially blocked by touching, identify the name These second detector light rays and calculate the second one-coordinate touch location based on the recognition of the intensity and identification of at least one detector light ray from said second detector light rays.
Причем методическое формирование, основанное на распознавании касания, связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света заключается в формировании связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света с обеспечением нарастающей разрешающей способности сенсорной системы.Moreover, the methodical formation based on the recognition of touch, connected sets of spatially ordered detector rays of light consists in the formation of connected sets of spatially ordered detector rays of light with providing an increasing resolution of the sensor system.
Кроме того, при методическом формировании, основанном на распознавании касания, связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, в качестве наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света берут наборы параллельных детекторных лучей света.In addition, in a methodical formation based on the recognition of touch, connected sets of spatially ordered detector light rays, sets of parallel detector light rays are taken as sets of spatially ordered detector light rays.
Кроме того, в качестве названного множества излучателей света и названного множества приемников света берут множество излучателей света и множество приемников света, адаптированных друг к другу с возможностью формирования наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и возможностью распознавания интенсивности в том числе, частично блокируемых детекторных лучей света из названных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света.In addition, a plurality of light emitters and a plurality of light detectors adapted to each other with the possibility of forming sets of spatially ordered detector light rays and the possibility of recognizing intensity including partially blocked detector light rays from named sets of spatially ordered detector rays of light.
В следующем варианте выполнения способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы,In a further embodiment of the method for determining the location of touching a screen of a sensor system,
- в процессе методического формирования N (N=1, 2,3, …) первых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания, распознают интенсивность Р (Р=1, 2, …) первых детекторных лучей света, блокируемых в результате касания, идентифицируют названные первые детекторные лучи света,- in the process of methodical formation of N (N = 1, 2,3, ...) first connected sets of spatially ordered detector light rays, configured on the basis of touch recognition, the intensity P (P = 1, 2, ...) of the first detector light rays blocked as a result of a touch, the aforementioned first detection light rays are identified,
- в процессе методического формирования М (М=1, 2, 3, …) вторых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания, где пути всех или части детекторных лучей из вторых наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и пути соответственно всех или части детекторных лучей света из первых наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей взаимно пересекают друг друга, распознают интенсивность Р (Р=1, 2, …) вторых детекторных лучей света, блокируемых в результате касания, идентифицируют названные вторые детекторные лучи света и- during the methodological formation of M (M = 1, 2, 3, ...) second connected sets of spatially ordered detector light rays, configurable based on touch recognition, where the paths of all or part of the detector rays from the second sets of spatially ordered detector light rays and paths, respectively of all or parts of the detector light rays from the first sets of spatially ordered detector rays mutually intersect each other, recognize the intensity P (P = 1, 2, ...) of the second detector light rays blocked by ltate touch identify said second detector and the light beams
- вычисляют двухкоординатное местоположение касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного детекторного луча света из каждых названных первых и вторых детекторных лучей света.- compute the two-coordinate location of the touch based on the recognition of the intensity and identification of at least one detector light beam from each of the named first and second detector light rays.
Причем методическое формирование связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания, заключается в формировании связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света с обеспечением нарастающей разрешающей способности сенсорной системы.Moreover, the methodical formation of connected sets of spatially ordered detector light rays, configurable on the basis of touch recognition, consists in the formation of connected sets of spatially ordered detector light rays with an increasing resolution of the sensor system.
Кроме того, при методическом формировании связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света в качестве наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света берут наборы параллельных детекторных лучей света и следующие за ними наборы расходящихся или сходящихся детекторных лучей.In addition, in the methodical formation of connected sets of spatially ordered detector light rays, sets of parallel detector light rays and subsequent sets of diverging or converging detector rays are taken as sets of spatially ordered detector light rays.
Кроме того, в качестве названного множества излучателей света и названного множества приемников света берут множество излучателей света и множество приемников света, адаптированных друг к другу с возможностью формирования наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и возможностью распознавания интенсивности в том числе, частично блокируемых детекторных лучей света из названных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света.In addition, a plurality of light emitters and a plurality of light detectors adapted to each other with the possibility of forming sets of spatially ordered detector light rays and the possibility of recognizing intensity including partially blocked detector light rays from named sets of spatially ordered detector rays of light.
В следующем варианте выполнения способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы,In a further embodiment of the method for determining the location of touching a screen of a sensor system,
- в процессе методического формирования N (N=1, 2, 3, …) первых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания, распознают интенсивность Р (Р=1, 2, …) первых детекторных лучей света, блокируемых в результате касания, идентифицируют названные первые детекторные лучи света и вычисляют первое однокоординатное местоположение касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного детекторного луча света из названных первых детекторных лучей света,- in the process of methodical formation of N (N = 1, 2, 3, ...) first connected sets of spatially ordered detector light rays configured on the basis of touch recognition, the intensity P (P = 1, 2, ...) of the first detector light rays blocked as a result of the touch, the aforementioned first detection light rays are identified and the first one-coordinate location of the touch is calculated based on recognition of the intensity and identification of at least one light detection beam from the said first detection rays with Veta
- в процессе методического формирования М (М=1, 2, 3, …) вторых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания, где пути всех или части детекторных лучей из вторых наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и пути соответственно всех или части детекторных лучей света из первых наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей взаимно пересекают друг друга, распознают интенсивность Р (Р=1, 2, …) вторых детекторных лучей света, блокируемых в результате касания, идентифицируют названные вторые детекторные лучи света и вычисляют второе однокоординатное местоположение касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного детекторного луча света из вторых детекторных лучей света.- during the methodological formation of M (M = 1, 2, 3, ...) second connected sets of spatially ordered detector light rays, configurable based on touch recognition, where the paths of all or part of the detector rays from the second sets of spatially ordered detector light rays and paths, respectively of all or parts of the detector light rays from the first sets of spatially ordered detector rays mutually intersect each other, recognize the intensity P (P = 1, 2, ...) of the second detector light rays blocked by ltate touch detector identifies said second light beams and computing a second one-coordinate location of the touch based on the intensity of the detection and identification of at least one detection light beam from the second light detector rays.
Причем методическое формирование связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания, заключается в формировании связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света с обеспечением нарастающей разрешающей способности сенсорной системы.Moreover, the methodical formation of connected sets of spatially ordered detector light rays, configurable on the basis of touch recognition, consists in the formation of connected sets of spatially ordered detector light rays with an increasing resolution of the sensor system.
Кроме того, при методическом формировании связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света в качестве наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света берут наборы параллельных детекторных лучей света и следующие за ними наборы расходящихся и сходящихся детекторных лучей света.In addition, in the methodical formation of connected sets of spatially ordered detector light rays, sets of parallel detector light rays and subsequent sets of diverging and converging detector light rays are taken as sets of spatially ordered detector light rays.
Кроме того, в качестве названного множества излучателей света и названного множества приемников света берут множество излучателей света и множество приемников света, адаптированных друг к другу с возможностью формирования наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света и возможностью распознавания интенсивности, в том числе частично блокируемых детекторных лучей света из названных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света.In addition, a plurality of light emitters and a plurality of light detectors adapted to each other with the possibility of forming sets of spatially ordered detector light rays and the ability to recognize intensity, including partially blocked detector light rays from named sets of spatially ordered detector rays of light.
Поставленная цель также достигается тем, что в оптоэлектронной сенсорной системе, включающейThis goal is also achieved by the fact that in the optoelectronic sensor system, including
- множество излучателей света, каждый из которых в отдельный интервал времени формирует отдельный детекторный луч, и множество приемников света, каждый из которых в отдельный интервал времени формирует отдельный детекторный сигнал, зависимый от интенсивности активирующего его детекторного луча света, и- a plurality of light emitters, each of which forms a separate detection beam in a separate time interval, and a plurality of light receivers, each of which forms a separate detection signal in a separate time interval, depending on the intensity of the light beam activating it, and
- процессор для активации множества излучателей света и множества приемников света для формирования детекторных лучей света, распознавания интенсивности детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания экрана сенсорной системы, и для вычисления местоположения касания на основе распознавания интенсивности названных блокируемых детекторных лучей, где,- a processor for activating a plurality of light emitters and a plurality of light detectors for generating detector light rays, recognizing the intensity of detector light rays at least partially blocked by touching the screen of the sensor system, and for calculating the location of the contact based on the recognition of the intensity of said blocked detector rays, Where,
- процессор выполнен с возможностью:- the processor is configured to:
- методического формирования связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, конфигурируемых на основе распознавания касания с обеспечением минимально достаточного числа формируемых детекторных лучей света;- methodical formation of connected sets of spatially ordered detector light rays, configurable on the basis of touch recognition to ensure a minimum sufficient number of generated detector light rays;
- идентификации блокируемых детекторных лучей на основе распознавания интенсивности названных блокируемых детекторных лучей света и- identification of blocked detector rays based on the recognition of the intensity of said blocked detector rays of light and
- вычисления местоположения касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, двух детекторных лучей, блокируемых в результате касания и пути которых взаимно пересекают друг друга.- calculating the location of the touch based on recognition of the intensity and identification of at least two detector rays blocked by the touch and whose paths mutually intersect each other.
Причем методическое формирование связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей с обеспечением минимально достаточного числа формируемых детекторных лучей представляет собой формирование связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света с обеспечением нарастающей разрешающей способности сенсорной системы.Moreover, the methodical formation of connected sets of spatially ordered detector beams with the provision of a minimum sufficient number of generated detector rays is the formation of connected sets of spatially ordered detector beams of light with an increasing resolution of the sensor system.
Кроме того, связные наборы пространственно упорядоченных детекторных лучей представляют собой наборы параллельных детекторных лучей света и следующие за ними наборы расходящихся и/или сходящихся детекторных лучей света.In addition, connected sets of spatially ordered detector rays are sets of parallel detector rays of light and subsequent sets of diverging and / or converging detector rays of light.
Все заявленные варианты реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы и системы для его реализации решают единую задачу - снижение времени отклика при определении местоположения касания экрана сенсорной системы, в том числе и малоразмерным объектом.All declared variants of the method for determining the location of the touch of the screen of the sensor system and the system for its implementation solve a single problem - reducing response time when determining the location of the touch of the screen of the sensor system, including a small object.
Первые известные система и способ [1] решают задачу определения местоположения касания экрана сенсорной системы в два этапа. На первом этапе оценивают грубое местоположение касания на основе жесткой схемы формирования большого числа детекторных лучей путем активации каждого излучателя и приемника. На втором этапе уточняют местоположение касания на основе формирования детекторных лучей, выбираемых по результатам оценивания грубого местоположения касания. Во втором техническом решении [2] задача определения местоположение касания экрана сенсорной системы решается в один прием, однако на основе формирования множества детекторных лучей света, основанного на жесткой схеме, заключающейся в последовательной активации каждого излучателя света для получения расходящихся детекторных лучей света и распознавания каждого из них множеством противостоящих приемников света. В соответствии с чем можно заключить, что все названные технические решения обеспечивают определение местоположение касания экрана сенсорной системы малоразмерным объектом за счет существенного увеличения времени отклика сенсорной системы.The first known system and method [1] solve the problem of determining the location of the touch screen of the sensor system in two stages. At the first stage, a rough touch location is estimated based on a rigid scheme for generating a large number of detector beams by activating each emitter and receiver. At the second stage, the location of the touch is specified based on the formation of detector beams selected from the results of evaluating the rough location of the touch. In the second technical solution [2], the task of determining the location of the touch of the screen of the sensor system is solved in one step, however, based on the formation of a plurality of detector light rays based on a rigid circuit consisting in the sequential activation of each light emitter to obtain divergent detector light rays and recognize each of them with many opposing receivers of light. In accordance with which we can conclude that all of the above technical solutions provide the location of the touch screen of the sensor system by a small object due to a significant increase in the response time of the sensor system.
Заявленный способ и система обеспечивают определение местоположения касания на основе единого непрерывного процесса, заключающегося в методическом формировании, основанном на обеспечении нарастающей разрешающей способности сенсорной системы, связных наборов детекторных лучей, конфигурируемых на основе распознавания касания, причем в качестве пространственно упорядоченных наборов детекторных лучей берут в одном случае наборы параллельных детекторных лучей, в другом случае - наборы параллельных детекторных лучей и следующие за ними наборы сходящихся или расходящихся детекторных лучей, в третьем случае - наборы параллельных детекторных лучей и следующие за ними наборы сходящихся и расходящихся детекторных лучей.The claimed method and system provide the location of the touch on the basis of a single continuous process, which consists in methodological formation, based on providing increasing resolution of the sensor system, connected sets of detector beams, configurable on the basis of touch recognition, and taken as spatially ordered sets of detector beams in one sets of parallel detector beams, in another case, sets of parallel detector beams and subsequent ones and sets of convergent or diverging detector rays, in the third case, sets of parallel detector rays and subsequent sets of convergent and divergent detector rays.
Других технических решений с заявленной совокупностью признаков в патентной и научно-технической литературе не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленных технических решений критерию изобретательский уровень.No other technical solutions with the claimed combination of features were found in the patent and scientific and technical literature, which allows us to conclude that the claimed technical solutions meet the criterion of inventive step.
На фиг.1 представлена схемотехническая реализация оптоэлектронной сенсорной панели;Figure 1 presents the circuit implementation of an optoelectronic touch panel;
На фиг.2 - блок-схема процедуры распознавания касания.Figure 2 is a flowchart of a touch recognition procedure.
на фиг.3 - схема распознавания однокоординатного местоположения касания экрана сенсорной системы на основе формирования связных наборов параллельных детекторных лучей света;figure 3 - pattern recognition single-coordinate location of the touch screen of the sensor system based on the formation of connected sets of parallel detector light rays;
на фиг.4 - схема распознавания однокоординатного местоположения касания экрана сенсорной системы на основе формирования двух групп связных наборов параллельных детекторных лучей света;figure 4 - pattern recognition single-coordinate location of the touch screen of the sensor system based on the formation of two groups of connected sets of parallel detector light rays;
на фиг.5 - схема распознавания однокоординатного местоположения касания экрана сенсорной системы на основе формирования связных наборов параллельных детекторных лучей света и следующих за ними сходящихся детекторных лучей света.figure 5 - pattern recognition single-coordinate location of the touch screen of the sensor system based on the formation of connected sets of parallel detector light rays and subsequent converging detector light rays.
на фиг.6 - схема распознавания однокоординатного местоположения касания экрана сенсорной системы на основе формирования связных наборов параллельных детекторных лучей света и следующих за ними сходящихся и расходящихся детекторных лучей света.FIG. 6 is a recognition diagram of a single-coordinate location of touching a screen of a sensor system based on the formation of connected sets of parallel detector light rays and subsequent converging and diverging detector light rays.
На фиг.1 представлена схемная реализация оптоэлектронной сенсорной системы, включающей сенсорную панель со множеством излучателей света 1, 2, …, 18 и множеством приемников света 19, 20, …, 36, расположенных по краям сенсорной панели, схемой активации 37 и процессор 38 с интегрированным модулем аналого-цифрового преобразователя. Схема активации 37 связана с одной стороны со множеством излучателей света 1, 2, …, 18 и множеством приемников света 19, 20, …, 36 и с другой стороны с процессором 38 и служит для активации в каждый отдельный интервал времени отдельной пары излучатель света - приемник света на основе устанавливаемого процессором 38 позиционного кода активации отдельного излучателя света и позиционного кода активации отдельного приемника света.Figure 1 presents a schematic implementation of an optoelectronic sensor system, including a touch panel with many
Процессор 38 обеспечивает активацию множества излучателей света и множества приемников света для формирования наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, в качестве которых берут параллельные детекторные лучи света и расходящиеся или сходящиеся детекторные лучи света, каждый из которых в отдельный интервал времени активирует формирование приемником света аналогового детекторного сигнала. Кроме того, процессор 38 обеспечивает распознавание интенсивности и идентификацию каждого отдельного формируемого детекторного луча света, по крайней мере, частично блокируемого в результате касания, и вычисление местоположения касания на основе распознавание интенсивности и идентификации формируемого детекторного луча света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания.The
В качестве излучателей света 1, 2, …, 18 и приемников света 19, 20, …, 36 могут быть использованы соответственно инфракрасные светодиоды и инфракрасные фототранзисторы. Схема активации 37 является известной и может быть реализована на основе сдвиговых регистров, например, выполненных с использованием микросхем TPIC6B595 и связываемых посредством SPI интерфейса с процессором 38. В качестве процессора 38 может быть использована микросхема микроконтроллера PIC16F877.As
На фиг.2 представлена блок-схема реализуемой процессором 38 процедуры распознавания касания по одной координатной оси на основе формирования набора пространственно упорядоченных детекторных лучей.Figure 2 presents the flowchart implemented by the
В блоке 39 выполняют вход в процедуру распознавания касания.At block 39, a touch recognition procedure is entered.
В блоке 40 инициализируют позиционные коды первых активируемых излучателя и света и приемника света для формирования первого детекторного луча в наборе детекторных лучей.In block 40, the position codes of the first activated emitter and light and the light receiver are initialized to form the first detector beam in the set of detector rays.
В блоке 41 загружают в схему активации позиционные коды активируемого излучателя света и активируемого приемника света.In block 41, the position codes of the activated light emitter and the activated light receiver are loaded into the activation circuit.
В блоке 42 формируют текущий детекторный луч света путем активации пары излучатель света - приемник света, определенные загруженными в схему активации позиционными кодами.In block 42, the current light detection beam is formed by activating a pair of light emitter - light receiver, determined by positional codes loaded into the activation circuit.
В блоке 43 определяют интенсивность текущего формируемого детекторного луча на основе оценивания уровня аналогового сигнала на выходе текущего активируемого приемника света посредством аналого-цифрового преобразования.In block 43, the intensity of the current generated detector beam is determined based on the evaluation of the level of the analog signal at the output of the current activated light receiver by means of analog-to-digital conversion.
В блоке 44 оценивают уровень интенсивности детекторного луча света относительно ее отсчетного уровня. Если уровень текущего формируемого детекторного луча меньше отсчетного уровня, то есть детекторный луч, по крайней мере, частично блокирован, то управление передают блоку 46. В противном случае управление передают блоку 45 и формирование детекторных лучей в наборе продолжается.In block 44, the intensity level of the detection light beam is estimated relative to its reference level. If the level of the current generated detection beam is less than the reference level, that is, the detection beam is at least partially blocked, then control is transferred to block 46. Otherwise, control is transferred to block 45 and the formation of detector rays in the set continues.
В блоке 45 инкрементируют позиционные коды текущих активируемых излучателя света и приемника света и управление передают блоку 42.In block 45, the position codes of the currently activated light emitter and light receiver are incremented and control is transferred to block 42.
В блоке 46 идентифицируют текущий формируемый детекторный луч путем идентификации активируемых излучателя света и приемника света.In block 46, the current generated detection beam is identified by identifying the activated light emitter and light receiver.
В блоке 47 выполняют выход из процедуры распознавания касания.At a block 47, a touch recognition procedure is exited.
Очевидно, что рассмотренная процедура обнаружения касания может быть основана на формировании как наборов параллельных детекторных лучей света, так и расходящихся или сходящихся детекторных лучей света, то есть в зависимости от того, какая величина 0 или 1 используется для инкрементирования позиционного кода активации излучателей света или приемников света.Obviously, the considered touch detection procedure can be based on the formation of both sets of parallel detector light rays and diverging or converging detector light rays, i.e., depending on which
Необходимо также отметить, что в другом варианте реализации рассмотренной процедуры, требующем незначительной ее доработки, может выполняться процедура обнаружения касания на основе распознавания двух или более следующих друг за другом блокируемых в результате касания, в том числе частично, детекторных лучей.It should also be noted that in another embodiment of the considered procedure, which requires minor refinement, a touch detection procedure can be performed based on the recognition of two or more consecutively blocked detection rays, including partially blocked, by touching.
Первый вариант реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы представлен ниже и иллюстрируется на фиг.3.The first embodiment of the method for determining the location of touching the screen of a sensor system is presented below and is illustrated in FIG.
В процессе интерактивного взаимодействия оператора с сенсорной системой распознают касание 48 экрана сенсорной системы. Для чего методически формируют, основываясь на распознавании касания, N (N=1, 2, 3, …), например, х-координатных первых связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света. В качестве наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей берут наборы параллельных детекторных лучей, иллюстрируемых на фиг.3. Названное методическое формирование связных наборов параллельных детекторных лучей света имеет целью минимизацию времени отклика сенсорной системы и заключается в обеспечении нарастающей разрешающей способности сенсорной системы. Применительно к фиг.3 наборы параллельных детекторных лучей формируют путем активации следующей последовательности наборов пар излучатель - приемник 2-20, 3-21, …, 10-28 и 3-20, 4-21, …, 10-27 и 4-20, 5-21, …, 10-26.During the interactive interaction of the operator with the sensor system, a
Связность наборов параллельных детекторных лучей света друг с другом обеспечивают путем реализации их вложенности друг в друга. Другими словами, нарастающую разрешающую способность реализуют за счет формирования наборов детекторных лучей таким образом, чтобы, как правило, путь каждого отдельного детекторного луча из текущего формируемого набора параллельных детекторных лучей находился приблизительно на равном удалении от путей двух смежных с ним ранее сформированных детекторных лучей из соответственно двух других наборов параллельных детекторных лучей. Например, для детекторного луча, формируемого парой излучатель света - приемник света 4-22, смежными выступают детекторные лучи, формируемые парами излучатель света - приемник света 3-22, 5-22.The connectivity of sets of parallel detector light rays with each other is ensured by realizing their nesting in each other. In other words, increasing resolution is realized by forming sets of detector beams in such a way that, as a rule, the path of each individual detector beam from the current set of parallel detector beams is approximately equidistant from the paths of two previously formed detector beams from respectively two other sets of parallel detector beams. For example, for a detector beam formed by a pair of light emitter - light receiver 4-22, adjacent are detector rays formed by a pair of light emitter - light receiver 3-22, 5-22.
Реализация нарастающей разрешающей способности позволяет сделать сенсорную систему адаптивной по отношению к геометрическим размерам используемого для касания указателя. В соответствии с чем, вне зависимости от размеров указателя, касание экрана сенсорной системы будет распознано, однако для указателя, имеющего относительно меньшие размеры, время его распознавания потребует большего времени, чем при распознавании указателя, имеющего относительно большие размеры. Тем самым обеспечивается минимально возможное для текущего размера указателя время отклика сенсорной системы.The implementation of increasing resolution allows you to make the sensor system adaptive with respect to the geometric dimensions of the pointer used to touch. According to which, regardless of the size of the pointer, the touch of the screen of the sensor system will be recognized, however, for a pointer having a relatively smaller size, the recognition time will require more time than when recognizing a pointer having a relatively large size. This ensures the smallest possible response time of the sensor system for the current pointer size.
В процессе формирования названных х-координатных первых связных наборов параллельных детекторных лучей распознают интенсивность Р (Р=1, 2, …) первых детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания. Идентифицируют названные блокируемые детекторные лучи света путем идентификации активируемых для их формирования излучателей света и приемников света.In the process of forming the aforementioned x-coordinate first connected sets of parallel detector rays, the intensity P (P = 1, 2, ...) of the first detector rays of light is recognized at least partially blocked as a result of contact. The aforementioned blockable detector light rays are identified by identifying the light emitters and light detectors activated for their formation.
Далее, аналогичную процедуру выполняют применительно к y-координатной оси, заключающуюся в методическом формировании, основанном на распознавании касания, соответственно М (М=1, 2, …) y-координатных вторых связных наборов параллельных детекторных лучей, в процессе которого распознают интенсивность и идентифицируют R (R=1, 2, …) вторых детекторных лучей света, по крайней мере, частично блокируемых в результате касания.Further, a similar procedure is performed with respect to the y-coordinate axis, which consists in methodological formation based on the recognition of the touch, respectively, of the M (M = 1, 2, ...) y-coordinate second connected sets of parallel detector beams, during which the intensity is recognized and identified R (R = 1, 2, ...) of the second detector rays of light, at least partially blocked by contact.
После чего вычисляют местоположение касания 48 на основе выполненных ранее распознавания интенсивности и идентификации блокируемых детекторных лучей. Применительно к варианту вычисления местоположения касания на основе распознавания интенсивности и идентификации одного блокируемого детекторного луча света по каждой из координатных осей может быть использована следующая схема.After that, the location of the
Предварительно вычисляют местоположение границы тени на приемнике света, отбрасываемой каждым частично блокируемым детекторным лучем света, формируемым парой излучатель света - приемник света по каждой из координатных осей в соответствии со следующим выражением:Preliminarily calculate the location of the shadow border on the light receiver cast by each partially blocked detector light beam formed by a pair of light emitter - light receiver on each of the coordinate axes in accordance with the following expression:
гдеWhere
Р - координата границ тени, отбрасываемой на приемнике света детекторным лучом, формируемым парой излучатель света - приемник света (применительно к фиг.3, х-координатная пара излучатель света - приемник света представляет собой пару позиций 6-22);P is the coordinate of the boundaries of the shadow cast at the light receiver by a detection beam formed by a pair of light emitter - light receiver (in relation to figure 3, the x-coordinate pair of light emitter - light receiver is a pair of positions 6-22);
РR - позиция приемника света (применительно к фиг.3, приемник света имеет позицию 22);P R is the position of the light receiver (in relation to figure 3, the light receiver has a position of 22);
IR - интенсивность детекторного луча света, формируемого парой излучатель света - приемник света.I R is the intensity of the detection beam of light generated by a pair of light emitter - light receiver.
На основе чего для каждого из названных двух блокируемых детекторных лучей определяют выражение для касательной к границе касания, проходящей через вычисленную границу Р тени от детекторного луча, основываясь на следующем выражении:On the basis of what, for each of the two blocked detector rays, an expression is defined for the tangent to the contact boundary passing through the calculated shadow boundary P from the detection beam, based on the following expression:
гдеWhere
k - угловой коэффициент прямой, определяемой на основе позиции пары излучатель света - приемник света.k is the angular coefficient of the straight line, determined on the basis of the position of the pair of light emitter - light receiver.
После чего, решая выражения для х-координатной и y-координатной касательных поочередно для х- и y-координат, получим соответственно х-координатное и y-координатное местоположение касания.Then, solving the expressions for the x-coordinate and y-coordinate tangents in turn for the x- and y-coordinates, we obtain the x-coordinate and y-coordinate location of the touch, respectively.
В другом варианте реализации технического решения местоположение касания может быть определено на основе распознавания двух или более частично блокируемых детекторных лучей. Данный вариант реализации позволяет обеспечить более достоверное распознавание касания за счет выбора из числа распознанных блокируемых детекторных лучей наиболее представительного детекторного луча, характеризующегося уровнем интенсивности, приближающимся к величине 0.5, как обеспечивающим наибольшую достоверность определения местоположения границы касания.In another embodiment of the technical solution, the location of the touch can be determined based on the recognition of two or more partially blocked detector beams. This implementation option allows for more reliable touch recognition by choosing from the number of recognized blocked detector rays the most representative detection beam, characterized by an intensity level approaching 0.5, which provides the most reliable determination of the location of the touch border.
В еще одном варианте реализации может быть задействовано распознавание как частично блокируемых детекторных лучей на границах касания, так и полностью блокируемых детекторных лучей, что также позволяет повысить достоверность распознавания местоположения касания.In another embodiment, recognition of both partially blocked detector beams at the touch boundaries and fully blocked detector beams can be involved, which also improves the accuracy of recognition of the location of the touch.
Решая задачу обеспечения минимального времени отклика сенсорной системы для распознавания касания, могут быть использованы конфигурируемые наборы параллельных детекторных лучей. Причем конфигурирование названных наборов детекторных лучей может выполняться в процессе их формирования. Например, формирование текущего набора детекторных лучей может завершаться по моменту распознавания, по крайней мере, одного блокируемого детекторного луча, или, например, по моменту окончания распознавания блокируемых в результате касания детекторных лучей света.When solving the problem of providing a minimum response time of the sensor system for touch recognition, configurable sets of parallel detector beams can be used. Moreover, the configuration of these sets of detector beams can be performed in the process of their formation. For example, the formation of the current set of detector rays can be completed at the moment of recognition of at least one blocked detector ray, or, for example, at the moment of recognition recognition of light blocked by touching the detector rays.
Достоверное распознавание уровней частично блокируемых детекторных лучей представляется актуальным, поскольку данная информация характеризует объект, которым выполняют касание как с точки зрения его геометрических размеров, так и с точки зрения местоположения касания. Так, например, распознавание одного, по крайней мере, частично блокируемого детекторного луча позволяет определить однокоординатное местоположение касания, тогда как распознавание двух смежных детекторных лучей позволяет определить однокоординатные местоположение касания и геометрические размеры объекта касания. В связи с чем для достоверного распознавания частичного блокирования детекторных лучей в качестве множества излучателей света и множества приемников света берут адаптированные друг к другу излучатели света и приемники света друг к другу с возможностью формирования наборов параллельных детекторных лучей и расходящихся или сходящихся детекторных лучей, имеющих различную длину.Reliable recognition of the levels of partially blocked detector rays seems relevant, since this information characterizes the object that is touched both in terms of its geometric dimensions and in terms of the location of the touch. Thus, for example, recognition of one at least partially blocked detector beam makes it possible to determine a single-coordinate touch location, while recognition of two adjacent detector beams makes it possible to determine a single-coordinate touch location and geometric dimensions of a touch object. In this connection, for reliable recognition of partial blocking of detector rays, the light emitters and light receivers adapted to each other are used as a plurality of light emitters and a plurality of light detectors with the possibility of forming sets of parallel detector beams and diverging or converging detector beams having different lengths .
Другой вариант реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы представлен ниже и иллюстрируется на фиг.4.Another embodiment of a method for determining the location of a touch of a screen of a sensor system is presented below and is illustrated in FIG. 4.
Данный вариант реализации способа аналогичен предыдущему варианту и отличается тем, что формируемые по каждой из координатных осей наборы параллельных детекторных лучей образуют две группы, детекторные лучи первой из которых представлены на фиг.3. Причем детекторные лучи первой группы наборов параллельных детекторных лучей света, как было рассмотрено выше, и детекторные лучи второй группы наборов параллельных детекторных лучей имеют встречный наклон друг к другу. Применительно к фиг.4 наборы второй группы детекторных лучей формируют путем активации следующих наборов пар излучатель света - приемник света 2-21, 3-22, …, 9-28 и 2-22, 3-23, …, 8-28.This embodiment of the method is similar to the previous embodiment and differs in that the sets of parallel detector beams formed on each of the coordinate axes form two groups, the detector beams of the first of which are shown in FIG. 3. Moreover, the detection beams of the first group of sets of parallel detector light rays, as discussed above, and the detection beams of the second group of sets of parallel detector rays have an opposite inclination to each other. With reference to figure 4, sets of the second group of detector beams are formed by activating the following sets of pairs of the light emitter - light receiver 2-21, 3-22, ..., 9-28 and 2-22, 3-23, ..., 8-28.
В соответствии с чем местоположение касания по х-координатной оси определяют на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного частично блокируемого детекторного луча в процессе формирования каждой из названных выше групп х-координатных связных наборов параллельных детекторных лучей. После чего вычисляют местоположение касания на основе рассмотренной выше схемы, то есть путем вычисления для двух названных блокируемых детекторных лучей граничных точек теней, отбрасываемых ими на соответствующие приемники света. После чего определяют выражения для двух касательных, проходящих через названные вычисленные граничные точки теней, решая которые относительно х-координатной оси вычисляют х-координату касания. Аналогичным образом определяют местоположение касания по y-координатной оси координатной оси.Accordingly, the contact location on the x-coordinate axis is determined based on the recognition of the intensity and identification of at least one partially blocked detector beam during the formation of each of the above groups of x-coordinate connected sets of parallel detector rays. After that, the location of the touch is calculated on the basis of the scheme discussed above, that is, by calculating for the two said blocked detector rays the boundary points of the shadows cast by them on the respective light detectors. After that, expressions are determined for two tangents passing through the named calculated boundary points of the shadows, solving which relative to the x-coordinate axis, calculate the x-coordinate of the touch. Similarly determine the location of the touch on the y-coordinate axis of the coordinate axis.
Частным решением данного варианта реализации способа может рассматриваться способ определение местоположения касания на основе распознавания интенсивности и идентификации, по крайней мере, одного, частично блокируемого детекторного луча в процессе формирования названных выше групп наборов детекторных лучей по х-координатной оси, а именно детекторного луча из набора параллельных детекторных лучей, пути которых совпадают с направлением х-координатной (y-координатной) оси. Применительно к фиг.4 названные х-координатные детекторные лучи света формируют пары излучатель света - приемник света 2-20, 3-21, …, 10-28.A particular solution to this embodiment of the method can be considered a method of determining the location of a touch based on recognition of the intensity and identification of at least one partially blocked detector beam during the formation of the above groups of sets of detector rays along the x-coordinate axis, namely, the detector beam from the set parallel detector rays whose paths coincide with the direction of the x-coordinate (y-coordinate) axis. With reference to figure 4, the above-mentioned x-coordinate detector light rays form pairs of a light emitter - a light receiver 2-20, 3-21, ..., 10-28.
Еще один вариант реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы иллюстрируется на фиг.5.Another embodiment of a method for determining the location of a touch of a screen of a sensor system is illustrated in FIG.
Данный вариант реализации способа обеспечивает определение местоположения касания, основываясь на последовательном формировании по каждой из координатных осей связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей света, в качестве которых выбирают связные наборы параллельных детекторных лучей и следующие за ними связные наборы расходящихся или сходящихся детекторных лучей, конфигурируемых на основе распознавания касания. Связывание наборов параллельных детекторных лучей и наборов расходящихся или сходящихся детекторных лучей обеспечивают, например, на основе распознавания первого детекторного луча, блокируемого, по крайней мере, частично в результате касания, которым завершают формирование текущего набора параллельных детекторных лучей света и начинают формирование, по крайней мере, одного, следующего за ним, набора расходящихся или сходящихся детекторных лучей света. Аналогично рассмотренным выше вариантам реализации способа методическое формирование наборов параллельных детекторных лучей и наборов расходящихся или сходящихся детекторных лучей реализуют с обеспечением нарастающей разрешающей способности сенсорной системы. Причем и наборы параллельных детекторных лучей, и наборы расходящихся или сходящихся детекторных лучей, как показано на фиг.5, конфигурируют на основе распознавания касания. Например, иллюстрируемый на фиг.5 набор сходящихся детекторных лучей конфигурируют на основе распознавания первого частично блокируемого детекторного луча, который определяют в качестве первого детекторного луча в следующем формируемом наборе сходящихся детекторных лучей и задания схемы формирования других детекторных лучей в наборе, то есть направление и шага следования детекторных лучей в наборе. Вычисление местоположения касания для рассматриваемого варианта реализации способа аналогично схеме, изложенной для рассмотренного выше первого варианта реализации технического решения. Последним детекторным лучем в наборе определяют детекторный луч, распознаваемый первым неблокируемым детекторным лучем в наборе сходящихся детекторных лучей.This embodiment of the method provides a touch location based on the sequential formation on each of the coordinate axes of connected sets of spatially ordered detector rays of light, which are selected as connected sets of parallel detector rays and subsequent connected sets of diverging or converging detector rays, configurable based on touch recognition. The coupling of sets of parallel detector beams and sets of diverging or converging detector beams is provided, for example, by recognizing a first detector beam blocked at least partially by touching, which completes the formation of the current set of parallel detector beams of light and starts generating at least , one, following it, a set of diverging or converging detector rays of light. Similarly to the options for the implementation of the method discussed above, the methodological formation of sets of parallel detector beams and sets of diverging or converging detector beams is implemented with increasing resolution of the sensor system. Moreover, both sets of parallel detector beams and sets of diverging or converging detector beams, as shown in FIG. 5, are configured based on touch recognition. For example, the set of convergent detector rays illustrated in FIG. 5 is configured based on the recognition of a first partially blocked detector ray, which is defined as the first detector ray in the next generated set of convergent detector rays and the specification of the pattern of formation of other detector rays in the array, i.e., direction and step following detector beams in a set. The calculation of the location of the touch for the considered embodiment of the method is similar to the scheme described for the first embodiment of the technical solution discussed above. The last detection beam in the set determines the detection beam recognized by the first non-blocking detection beam in the set of converging detection rays.
Несмотря на то что на фиг.5 показан только один набор сходящихся детекторных лучей, в других вариантах реализации их может быть больше, например два. В качестве второго набора сходящихся детекторных лучей, формируемого в случае, если первый распознанный детекторный луч является, например, полностью блокируемым, может быть использован, например, набор детекторных лучей, формируемый парами излучатель света - приемник света 4-22, 5-22.Although FIG. 5 shows only one set of converging detector beams, in other embodiments there may be more, for example, two. As the second set of converging detector beams generated when the first recognized detector beam is, for example, completely blocked, for example, a set of detector beams formed by a pair of light emitter - light receiver 4-22, 5-22 can be used.
Еще один вариант реализации способа определения местоположения касания экрана сенсорной системы представляет собой наиболее универсальный вариант реализации способа и иллюстрируется на фиг.6.Another embodiment of the method for determining the location of touching the screen of the sensor system is the most universal embodiment of the method and is illustrated in Fig.6.
Отличие данного варианта реализации способа от предыдущего заключается в том, что реализуемая в нем схема определения местоположения касания основана на формировании связных наборов параллельных детекторных лучей и следующих за ними связных наборов сходящихся и наборов расходящихся детекторных лучей света, иллюстрируемых на фиг.6. Причем связывание наборов параллельных детекторных лучей и следующих за ними наборов расходящихся и сходящихся детекторных лучей света обеспечивают на основе распознавания первого детекторного луча, блокируемого частично в результате касания, которым завершают формирование текущего набора параллельных детекторных лучей света, и начинают формирование следующего за ним первого набора расходящихся или сходящихся детекторных лучей света. Кроме того, связывание наборов расходящихся детекторных лучей света и наборов сходящихся детекторных лучей света обеспечивают таким образом, что детекторный луч света, которым завершают формирование текущего набора расходящихся или сходящихся детекторных лучей света, является первым детекторным лучем следующего формируемого соответственно набора сходящихся или расходящихся детекторных лучей света. Конфигурирование наборов параллельных детекторных лучей и сходящихся наборов и расходящихся наборов детекторных лучей света выполняют аналогично тому, как это раскрыто в предыдущем рассмотренном варианте технического решения. Соответственно вычисляют местоположение касания аналогично рассмотренному выше второму варианту реализации способа.The difference between this embodiment of the method from the previous one is that the touch location determination scheme implemented in it is based on the formation of connected sets of parallel detector beams and subsequent connected sets of converging and sets of diverging detector light rays, illustrated in FIG. 6. Moreover, the binding of sets of parallel detector beams and subsequent sets of diverging and converging detector light beams is provided based on the recognition of the first detector beam partially blocked by touching, which completes the formation of the current set of parallel detector light beams, and the formation of the next first set of diverging or converging detector rays of light. In addition, linking the sets of divergent detector light rays and the sets of convergent detector light rays ensures that the detector light beam, which completes the formation of the current set of divergent or convergent detector light rays, is the first detector beam of the next set of converging or diverging detector light rays respectively formed . The configuration of sets of parallel detector beams and convergent sets and divergent sets of detector light beams is performed in the same way as disclosed in the previous considered technical solution. Accordingly, the touch location is calculated similarly to the second embodiment of the method described above.
Как следует из представленных выше вариантов реализации технических решений, рассматриваемое изобретение позволяет снизить время реакции оптоэлектронной сенсорной системы при распознавании касания экрана сенсорной системы посредством распознавания местоположения как малоразмерного указателя, так и указателя обычных размеров. Данный технический результат достигается за счет определения местоположения касания на основе формирования с обеспечением нарастающей разрешающей способности сенсорной системы связных наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей, конфигурируемых на основе распознавания касания. Причем в одном случае в качестве наборов пространственно упорядоченных детекторных лучей берут наборы параллельных детекторных лучей, в другом случае берут связные наборы параллельных детекторных лучей и следующие за ними наборы сходящихся или расходящихся детекторных лучей. В третьем случае в качестве пространственно упорядоченных наборов детекторных лучей берут связные наборы параллельных детекторных лучей света и следующие за ними наборы сходящихся и расходящихся детекторных лучей света.As follows from the above options for implementing technical solutions, the present invention allows to reduce the response time of the optoelectronic sensor system when recognizing a touch of the screen of the sensor system by recognizing the location of both a small pointer and a pointer of normal sizes. This technical result is achieved by determining the location of the touch on the basis of the formation with the provision of increasing resolution of the sensor system of connected sets of spatially ordered detector beams configured on the basis of recognition of touch. Moreover, in one case, sets of parallel detector rays are taken as sets of spatially ordered detector beams, in another case, connected sets of parallel detector rays and subsequent sets of converging or diverging detector rays are taken. In the third case, as spatially ordered sets of detector rays, take connected sets of parallel detector rays of light and subsequent sets of converging and diverging detector rays of light.
Список используемой литературыBibliography
1. Патент US 6429857. Система и способ для повышения разрешения оптоэлектронной сенсорной системы, МПК 7 G09G 5/00, опубликован 6.08.03 г.1. Patent US 6429857. The system and method for increasing the resolution of the optoelectronic sensor system,
2. Патент US 5635724. Способ и устройство для распознавания местоположения объекта на поверхности, МПК 6 G01N 21/86, опубликован 03.06.97 г.2. Patent US 5635724. Method and device for recognizing the location of an object on the surface,
3. Донской М. Пользовательский интерфейс.- PC Magazine - Russian Edition CK Пресс, 10/96.3. Donskoy M. User Interface. - PC Magazine - Russian Edition CK Press, 10/96.
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007136841/08A RU2447481C2 (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Method for determining position of touching screen of sensor system (versions) and optoelectronic sensor system for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007136841/08A RU2447481C2 (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Method for determining position of touching screen of sensor system (versions) and optoelectronic sensor system for realising said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007136841A RU2007136841A (en) | 2009-04-10 |
RU2447481C2 true RU2447481C2 (en) | 2012-04-10 |
Family
ID=41014586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007136841/08A RU2447481C2 (en) | 2007-10-04 | 2007-10-04 | Method for determining position of touching screen of sensor system (versions) and optoelectronic sensor system for realising said method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447481C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2766179C1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-02-08 | Валерий Константинович Любезнов | Method for receiving and detecting optical scanning signal (options) and the device for its implementation |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2133537A (en) * | 1982-12-16 | 1984-07-25 | Glyben Automation Limited | Position detector system |
SU1188877A1 (en) * | 1984-03-07 | 1985-10-30 | Предприятие П/Я А-1081 | Optronic sensory selector switch |
EP0601651A1 (en) * | 1992-12-10 | 1994-06-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical touch tablet based on sector cross bearing |
US5635724A (en) * | 1995-06-07 | 1997-06-03 | Intecolor | Method and apparatus for detecting the location of an object on a surface |
US6429857B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-08-06 | Elo Touchsystems, Inc. | Apparatus and method to improve resolution of infrared touch systems |
RU2288512C2 (en) * | 2001-05-16 | 2006-11-27 | Миориго С.а.р.л. | Method and system for viewing information on display |
-
2007
- 2007-10-04 RU RU2007136841/08A patent/RU2447481C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2133537A (en) * | 1982-12-16 | 1984-07-25 | Glyben Automation Limited | Position detector system |
SU1188877A1 (en) * | 1984-03-07 | 1985-10-30 | Предприятие П/Я А-1081 | Optronic sensory selector switch |
EP0601651A1 (en) * | 1992-12-10 | 1994-06-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optical touch tablet based on sector cross bearing |
US5635724A (en) * | 1995-06-07 | 1997-06-03 | Intecolor | Method and apparatus for detecting the location of an object on a surface |
US6429857B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-08-06 | Elo Touchsystems, Inc. | Apparatus and method to improve resolution of infrared touch systems |
RU2288512C2 (en) * | 2001-05-16 | 2006-11-27 | Миориго С.а.р.л. | Method and system for viewing information on display |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2766179C1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-02-08 | Валерий Константинович Любезнов | Method for receiving and detecting optical scanning signal (options) and the device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007136841A (en) | 2009-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11099688B2 (en) | Eraser for touch displays | |
US10496227B2 (en) | Optical touch system comprising means for projecting and detecting light beams above and inside a transmissive panel | |
US20090219256A1 (en) | Systems and Methods for Resolving Multitouch Scenarios for Optical Touchscreens | |
US8810509B2 (en) | Interfacing with a computing application using a multi-digit sensor | |
US11068108B2 (en) | Input device | |
JP2008533581A (en) | System and method for detecting position, size and shape of multiple objects interacting with a touch screen display | |
US20120007804A1 (en) | Interactive input system and method | |
EP2452255A1 (en) | Disambiguating pointers by imaging multiple touch-input zones | |
US10042464B2 (en) | Display apparatus including touchscreen device for detecting proximity touch and method for controlling the same | |
RU2362216C1 (en) | Device for three-dimensional manipulation | |
RU2447481C2 (en) | Method for determining position of touching screen of sensor system (versions) and optoelectronic sensor system for realising said method | |
US10620739B2 (en) | Electrotactile feedback in multitouch systems | |
KR20100040307A (en) | Method of processing data generated by a user input device for indicating positions | |
US9323322B2 (en) | Interactive input system and method of detecting objects | |
US9213418B2 (en) | Computer input device | |
TWI472988B (en) | Optical touch-sensing system and method | |
JP2009301250A (en) | Device, method and recording medium for controlling multiple pointed positions on input device | |
KR20100079790A (en) | Coordinate measuring apparatus and method thereof | |
US20160370880A1 (en) | Optical input method and optical virtual mouse utilizing the same | |
RU2548923C2 (en) | Coordinate measuring device | |
JP6933584B2 (en) | Mapping of position measurement to an object using a movement model | |
JP7256842B2 (en) | contactless input device | |
JP2503012Y2 (en) | Optical coordinate detector | |
JP2655494B2 (en) | Position information input method and device | |
CN113810037A (en) | Non-contact control method and device for keys |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20110317 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20110331 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111129 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20131120 |