触摸屏系统可大致估计跟踪状态和拖动状态而不考虑用户的定向并且不依赖于触摸压力或触摸面积的直接感测。第一探测器产生第一信号，所述第一信号代表与触摸屏交互的对象的第一图像。第二探测器产生第二信号，所述第二信号代表与触摸屏交互的对象的第二图像。信号处理器对所述第一信号进行处理以确定所述对象的第一对外边缘的近似坐标，以及对所述第二信号进行处理以确定所述对象的第二对外边缘的近似坐标。所述信号处理器然后基于所述对象的第一对外边缘的近似坐标和所述第二对外边缘的近似坐标计算近似的触摸面积。如果所近似的触摸面积小于或等于门限触摸面积，所述信号处理器则确定与所述触摸屏交互的对象指示跟踪状态。如果所述近似的触摸面积大于所述门限触摸面积，所述信号处理器则确定与所述触摸屏交互的对象指示选择状态。当已知与所述触摸屏交互的对象指示跟踪状态时，可通过校准所述触摸屏系统来建立所述门限触摸面积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及触摸感应屏，也称作触摸屏。更具体地，本专利技术 涉及利用信号处理对用户与触摸屏的交互进行光学探测的系统和方 法，其中所述交互代表跟踪、选择和拖动操作。
技术介绍
现有技术的触摸屏系统可被分类到以下技术组中电阻性的、表 面电容、凸出电容、表面声波(SAW )、红夕卜(IR )、受抑全内反射(FTIR )、 光学和色散信号(弯曲波)。每一种触摸屏技术都具有各自的特征、优 点和缺点。在全部这些技术中，人类手指的大小和感测精度的缺乏能 够使得难以感测精确的触摸屏交互。大多数传统的触摸屏系统都没有 解决当前用户界面要求具有至少四种不同的交互状态的需要，即(1) 界外状态；(2)跟踪状态(也称作"悬浮"或"接近"状态)；(3)选 择状态(也称作"点击，，状态)以及(4)拖动状态。作为对比，传统的计算机输入设备，例如鼠标、笔和触摸板，允 许用户执行跟踪、拖动和选择操作。鼠标例如允许用户独立于点击按 钮进行选择来跟踪计算显示幕周围的光标，或者允许用户在操纵鼠标 时通过将按钮保持在按下状态而执行拖动操作。笔和触摸板能够直接 测量接触压力，从而利用探测到的压力随时间的变化来区分跟踪、拖 动和选择状态。对光标进行定位以及随后进行光学按压或触发的能力 在许多软件应用中是很重要的，并且允许更加精确的输入模式。因此在触摸屏
中一般需要这种功能。为了探测跟踪和拖动状态，任何触摸屏系统都必须能够连续探测 和报告用户手指或指示笔的位置。然而，大多数传统的触摸屏系统仅 在用户手指或指示笔与触摸屏表面之间的接触产生或消失时记录选择 (即"点击")，因而无法提供独立的跟踪操作和拖动操作。作为一个例夕卜，Benko等人已在其题为 "Precise Selection Techniques for Multi-Touch Screens (用于多触摸屏的精确选择技术)"(Proc. ACM CHI 2006: Human Factors in Computing Systems, pp. 1263-1272)的论文 中论证了 FTIR触摸屏系统，该FTIR触摸屏系统直接感测触摸面积， 可适用于探测触摸面积随时间的变化以大致估计跟踪和拖动状态。 Benko等人所描述的技术被称作SimPress，据说可减少点击过程中的 移动误差并允许模拟在无法感测接近度的设备上的悬浮状态。SimPress技术类似于用于计算机的压力感测触摸板和笔接触面所 使用的技术。所有这些技术都要求具有直接感测触摸的压力或面积(即 手指或指示笔所接触的触摸屏的表面面积)的能力，因而不可用于缺 乏这种能力的触摸屏系统中，包括红外触摸屏系统和光学触摸屏系统。 此外，由于计算触摸面积的变化的方式，SimPress技术仅在用户总是 从同一方向接近桌面触摸屏时才起作用。因此，需要一种不考虑用户 的定向并且不依赖于对触摸压力或面积的直接感测就能够大致估计跟 踪和拖动状态的触摸屏系统。红外触摸屏技术依赖于位于显示屏前方的红外光栅格的中断。 "触摸框架"或"光学矩阵框架"通常包含安装在两个相对侧以产生 不可见的红外光的栅格的一排红外LED和一排光学晶体管。所述框架 组件包括印制线路板，在该印制线路板上安装有光电器件并且这些光 电器件隐藏于红外透明的遮光板之后。所述遮光板使得光电器件不受 操作环境的影响并允许红外光束穿过。红外控制器对LED连续施加脉冲以产生红外光束的栅格。当指示 笔或手指进入栅格时，其阻断一些光束。 一个或多个光电晶体管探测 光的缺少并发送可用于识别触摸的x和y坐标的信号。红外触摸屏系 统经常用于制造和医学应用中，因为其能够利用任意数量的硬的或软的对象来完全密封和操作。红外触摸屏系统的主要问题在于触摸框架 的"定位"略高于屏幕。因此，在手指或指示笔实际触摸屏幕前，触 摸屏易受到"提早启动，，的影响。制造红外遮光板的成本也是非常高 的。光学触摸屏系统依赖于线扫描或面图像照相机、数字信号处理、 正面或背面照明和确定触摸点的算法的组合。许多光学触摸屏系统利 用沿着触摸屏表面定向的线扫描照相机对遮光板进行成像。这样，系 统可通过探测照明源(例如红外光源)所发出的照明光的变化来跟踪靠近触摸屏表面的任何对象的移动。例如，红外发光二极管(IR-LED ) 或特殊的反射表面可穿过触摸屏的表面发射红外光。光学触摸屏技术 具有红外触摸屏技术的一些优点和缺点。其中一个缺点在于触摸通常 在手指或对象正好实际触摸触摸屏表面之前被记录。光学触摸屏技术 的最重要的优点在于，随着尺寸的增大成本提高较少，并且具有实质 上较高的分辨率和数据率，这转变为更好的拖放性能。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种用于辨别用户交互状态的触摸屏系统。本专利技术 的触摸屏系统可大致估计跟踪状态和拖动状态而不考虑用户的定向并 且不依赖于触摸压力或触摸面积的直接感测。所述触摸屏系统包括触 摸屏、至少两个靠近所述触摸屏的探测器和信号处理器。所述探测器 可以为线扫描照相机、面扫描照相机或光电晶体管。所述触摸屏系统将 典型地包括用于照亮对象的光源。所述探测器将探测由与所述触摸屏 交互的对象引起的照明度变化。第一#:测器产生第 一信号，所述第一信号代表与触4M交互的对象 的第一图像。第二探测器产生第二信号，所述第二信号代表与触摸屏交 互的对象的第二图像。所述信号处理器执行计算机可执行指令，所述指 令用于对所述第一信号进行处理以确定所述对象的第一对外边缘的近似 坐标，以及对所述第二信号进行处理以确定所述对象的第二对外边缘的 近似坐标。例如，所述近似坐标可以利用倾斜线计算法来确定。所述信号处理器然后基于所述对象的第一对外边缘的近似坐标和所述第二对外边缘的近似坐标计算近似的触摸面积。如果所述近似的 触摸面积小于或等于门限触摸面积，则所述信号处理器确定与所述触 摸屏交互的对象指示跟踪状态。如果所述近似的触摸面积大于所述门 限触摸面积，则所述信号处理器确定与所述触摸屏交互的对象指示选 择状态。当已知与所述触摸屏交互的对象指示跟踪状态时，可通过校准 所述触4莫屏系统来建立所述门限触^J莫面积。如果与所述触摸屏交互的对象指示选择状态，则所述信号处理器监 控来自所述探测器的后续信号，以确定所述对象是否相对于所述触摸屏 移动。如果所述对象相对于所述触摸屏移动，则所述信号处理器重新计 算所述近似的触4莫面积并确定重新计算的触^J莫面积是否仍大于或等于所 述门限触摸面积。如果所述重新计算的触摸面积大于或等于所述门限触 摸面积，则确定与所述触摸屏交互的对象指示拖动状态。如果所述重新 计算的触摸面积小于所述门限触摸面积，则所述信号处理器确定与所述 触摸屏交互的对象指示跟踪状态。如果与所述触摸屏交互的对象指示选 择状态、拖动状态或跟踪状态，则确定所述对象是否变为无法^^所述第 一探测器和第二探测器探测到。如果所述对象变为无法被所述第 一探测 器和第二探测器探测到，则确定与所述触摸屏交互的对象指示界外状态。与所述触摸屏交互的对象可以为手指、指示笔或其他能够产生第一 触摸面积和相对较大的第二触摸面积的对象。例如，所述对象可包括指 示笔，所述指示笔具有从所述指示笔的尖端突出的弹簧柱塞，所述柱塞 在与所述触摸屏交互时产生相对较小的触摸面积。当向所述弹簧施加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在触摸屏系统中用于辨别用户交互状态的方法，包括： 接收来自所述触摸屏系统的第一探测器的第一信号，所述第一信号代表与触摸屏交互的对象的第一图像； 接收来自所述触摸屏系统的第二探测器的第二信号，所述第二信号代表与所述触摸屏交互的所述对象的第二图像； 对所述第一信号进行处理以确定所述对象的第一对外边缘的近似坐标； 对所述第二信号进行处理以确定所述对象的第二对外边缘的近似坐标； 基于所述对象的第一对外边缘的近似坐标和所述对象的第二对外边缘的近似坐标计算近似的触摸面积； 如果所述近似的触摸面积小于或等于门限触摸面积，则确定与所述触摸屏交互的对象指示跟踪状态； 如果所述近似的触摸面积大于所述门限触摸面积，则确定与所述触摸屏交互的对象指示选择状态。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰牛顿，
申请(专利权)人：奈克斯特控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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