[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2575388C1 - Optical touch-sensitive device with speed measurement - Google Patents

Optical touch-sensitive device with speed measurement Download PDF

Info

Publication number
RU2575388C1
RU2575388C1 RU2014130658/08A RU2014130658A RU2575388C1 RU 2575388 C1 RU2575388 C1 RU 2575388C1 RU 2014130658/08 A RU2014130658/08 A RU 2014130658/08A RU 2014130658 A RU2014130658 A RU 2014130658A RU 2575388 C1 RU2575388 C1 RU 2575388C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitters
radiation
finger
line
calculator
Prior art date
Application number
RU2014130658/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Литманович
Дмитрий Михайлович Литманович
Евгений Владимирович Грошихин
Евгений Сергеевич Пьянков
Original Assignee
Дмитрий Михайлович Литманович
Filing date
Publication date
Application filed by Дмитрий Михайлович Литманович filed Critical Дмитрий Михайлович Литманович
Application granted granted Critical
Publication of RU2575388C1 publication Critical patent/RU2575388C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: device comprises four emitters and two linear photodetectors optically interfaced with the said emitters and consisting of a set of photodiodes or phototransistors. A special-purpose computer controls emitter switching and inputs the state of the linear photodetectors successively for each emitter. When the finger of an operator crosses optical flux generated by the said emitters, shadows appear on the surface of one or both strip radiation detectors. A special-purpose computer then converts coordinates of the formed shadows into coordinates of the finger of the operator. Also, further inclusion into the device of 4 emitters interfaced with and separate from the available strip radiation detectors enables to determine the speed with which the finger touches the touch-sensitive surface.
EFFECT: simple adjustment of a touch-sensitive panel to a required size, including with the capability to increase the size and measure the speed of touching the touch-sensitive surface.
6 cl, 21 dwg

Description

Предлагаемое оптическое сенсорное устройство с измерением скорости относится к технике оптических Touch-панелей, широко применяемых в торговле, электронных платежных системах, в персональных компьютерах.The proposed optical sensor device with speed measurement relates to the technique of optical Touch-panels, widely used in trade, electronic payment systems, in personal computers.

Известен ряд устройств подобного назначения. Например, в патенте США №7006236 B2 от 28.02.2006 г. [1] предлагается устройство, создающее виртуальную сенсорную поверхность, касание которой в определенных местах эквивалентно нажатию кнопок. Данное устройство содержит телевизионную камеру, оптически сопряженный с ней источник структурированного освещения и вычислительное устройство. Введение пальца в создаваемый источником структурированного освещения поток, регистрируется телевизионной камерой. Вычислительное устройство обрабатывает видеоинформацию, поступающую с телевизионной камеры, и определяет координаты точки касания пальца с потоком структурированного излучения. В устройствах, предложенных в патентах США №6480187 от 12.11.2002 г. [2], №6492633 от 10.12.2002 г. [3], №6844539 от 18.01.2005 г. [4], №7522156 от 21.04.2009 г. [5], используются отражатель и два приемопередающих оптических модуля. При появлении на пути потоков, формируемых излучателями, входящими в состав приемо-передающих модулей пальца (стилуса), специализированный вычислитель с помощью фотоприемников, входящих в состав приемо-передающих модулей, регистрирует угловые координаты пальца (стилуса).A number of devices for this purpose are known. For example, US Pat. No. 7,006,236 B2 of February 28, 2006 [1] proposes a device that creates a virtual touch surface, touching it in certain places is equivalent to pressing buttons. This device contains a television camera, an optically coupled source of structured lighting and a computing device. The introduction of a finger into a stream created by a structured lighting source is recorded by a television camera. The computing device processes the video information coming from the television camera and determines the coordinates of the point of touch of the finger with the stream of structured radiation. In the devices proposed in US patent No. 6480187 dated 12/12/2002 [2], No. 6492633 dated 12/10/2002 [3], No. 6844539 dated January 18, 2005 [4], No. 7522156 dated April 21, 2009 . [5], a reflector and two transceiver optical modules are used. When there are streams formed by emitters that are part of the transceiver modules of the finger (stylus), a specialized computer with the help of photodetectors included in the transceiver modules, registers the angular coordinates of the finger (stylus).

Известно устройство для интерактивной локализации объектов [6], содержащее два излучателя и оптически сопряженный с ним приемник излучения, выполненный в виде линейчатого, содержащего множество фоточувствительных элементов, расположенных вдоль линии, охватывающей часть периметра «виртуальной клавиатуры», при этом пересечение потоков, формируемых излучателями на поверхности приемника излучения обеспечивает создание виртуальной клавиатуры, а вычислительное устройство поочередно включает один из двух излучателей и определяет координаты объекта. Это устройство наиболее близко по функциональной схеме к предлагаемому и является его прототипом.A device for interactive localization of objects [6], containing two emitters and an optically coupled radiation receiver, is made in the form of a line, containing many photosensitive elements located along a line covering part of the perimeter of the "virtual keyboard", while the intersection of flows generated by the emitters on the surface of the radiation receiver provides the creation of a virtual keyboard, and the computing device alternately includes one of the two emitters and determines the coordinates Ata object. This device is the closest in functionality to the proposed one and is its prototype.

К его недостаткам можно отнести непрямоугольную форму сенсорной поверхности («виртуальной клавиатуры»), а также неэффективное использование оптических потоков, формируемых обоими излучателями, при котором в создании сенсорной поверхности используется лишь часть их излучений.Its disadvantages include the non-rectangular shape of the touch surface (“virtual keyboard”), as well as the inefficient use of optical flows generated by both emitters, in which only part of their radiation is used to create the touch surface.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение размера сенсорной поверхности, повышение функциональных возможностей, связанных с легкой подгонкой сенсорной поверхности под требуемый размер и возможностью измерения скорости касания с сенсорной поверхностью.The aim of the invention is to increase the size of the touch surface, increase the functionality associated with easily fitting the touch surface to the required size and the ability to measure the speed of contact with the touch surface.

Для этого предлагается оптическое сенсорное устройство с измерением скорости, содержащее два излучателя и оптически сопряженный с ним первый линейчатый приемник излучения, содержащий множество фоточувствительных элементов, выстроенных вдоль одной линии, вычислитель, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму излучателям, а вход к выходу первого линейчатого приемника излучения, отличающееся тем, что в него дополнительно введены третий и четвертый излучатели, подключенные к третьему и четвертому выходам вычислителя и второй линейчатый приемник излучения, оптически сопряженный с третьим и четвертым излучателями, причем третий и четвертый излучатели расположены так, что находятся в непосредственной близости с первым и последним фоточувствительными элементами первого линейчатого приемника излучения, а первый и второй излучатели расположены так, что находятся в непосредственной близости с первым и последним фоточувствительными элементами второго линейчатого приемника излучения. При этом сенсорная поверхность формируется из четырех зон, представленных попарным пересечением оптических потоков четырех излучателей. Таким образом, по сравнению с прототипом, в котором сенсорная поверхность образуется пересечением оптических потоков двух излучателей, имеет место существенное увеличение размера сенсорной поверхности. Кроме того, увеличение расстояния между первым и вторым линейчатыми приемниками не влияет на попарное пересечение оптических потоков излучателей, оптически сопряженных с соответствующими линейчатыми приемниками. Это свойство позволяет осуществлять увеличение размера сенсорной поверхности, раздвигая первый и второй линейчатые приемники относительно друг друга.To this end, an optical sensor device with speed measurement is proposed, comprising two emitters and a first linear radiation detector optically coupled to it, containing a plurality of photosensitive elements aligned along one line, a computer, the first and second outputs of which are connected to the first and second emitters, and the input to the output of the first line receiver of radiation, characterized in that it additionally introduced the third and fourth emitters connected to the third and fourth outputs of the calculator and a second ruled radiation receiver optically coupled to the third and fourth emitters, the third and fourth emitters being arranged so as to be in close proximity to the first and last photosensitive elements of the first ruled radiation receiver, and the first and second emitters being located so as to be in direct proximity to the first and last photosensitive elements of the second line receiver of radiation. In this case, the sensor surface is formed of four zones represented by pairwise intersection of the optical flows of four emitters. Thus, in comparison with the prototype, in which the sensor surface is formed by the intersection of the optical flows of two emitters, there is a significant increase in the size of the sensor surface. In addition, an increase in the distance between the first and second line receivers does not affect the pairwise intersection of the optical fluxes of the emitters that are optically coupled to the corresponding line receivers. This property allows for an increase in the size of the touch surface, pushing the first and second line receivers relative to each other.

Ввод пальца пользователя в одну из четырех зон вызывает появление теней на одном либо на обоих линейчатых приемниках излучения. Вычислитель вводит сигналы с выходов первого и второго линейчатых приемников излучения и определяет по их значениям координаты пальца.Entering the user's finger in one of the four zones causes the appearance of shadows on one or on both ruled radiation receivers. The computer enters signals from the outputs of the first and second ruled radiation receivers and determines the finger coordinates from their values.

Кроме того, для измерения скорости, с которой палец касается сенсорной поверхности, устройство дополнительно содержит четыре излучателя, оптически сопряженных с первым и вторым ленточными приемниками излучения, либо дополнительно содержит третий и четвертый линейчатые приемники излучения, оптически сопряженные с первыми четырьмя излучателями.In addition, to measure the speed at which the finger touches the touch surface, the device further comprises four emitters optically coupled to the first and second tape radiation detectors, or further comprises a third and fourth line emitters optically coupled to the first four emitters.

Для повышения точности измерений третий и четвертый линейчатые приемники излучения могут быть размещены так, что входящие в их состав фотоприемники (фототранзисторы или фотодиоды) сдвинуты относительно фотоприемников, входящих в состав первого и второго линейчатого приемника, на величину, равную половине межцентрового расстояния между фотоприемниками.To increase the accuracy of measurements, the third and fourth line radiation detectors can be placed so that the photodetectors included in them (photo transistors or photo diodes) are shifted relative to the photodetectors included in the first and second line receivers by an amount equal to half the center-to-center distance between the photodetectors.

Дополнительно в состав устройства могут входить наборы последовательно включенных трансимпедансного усилителя, усилителя с регулируемым усилением, полосового фильтра и демодулятора.Additionally, the device may include sets of series-connected transimpedance amplifier, amplifier with adjustable gain, band-pass filter and demodulator.

При этом вход каждого набора подключен к одному из фотоприемников ленточного приемника излучения, а выходы всех наборов образуют шину данных, подключенную к соответствующему входу специализированного вычислителя. Кроме того, специализированный вычислитель на своем первом, втором, третьем и четвертом выходах поочередно формирует пачки импульсов с частотой заполнения, равной центральной частоте полосовых фильтров. Таким образом, достигается значительное повышение помехоустойчивости, т.к. устройство перестает реагировать на засветки и прочие паразитные оптические сигналы.In this case, the input of each set is connected to one of the photodetectors of the tape radiation receiver, and the outputs of all sets form a data bus connected to the corresponding input of a specialized computer. In addition, a specialized computer at its first, second, third and fourth outputs alternately generates pulse packets with a filling frequency equal to the center frequency of the bandpass filters. Thus, a significant increase in noise immunity is achieved, because the device stops responding to flare and other spurious optical signals.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства, где:In FIG. 1 shows a functional diagram of the proposed device, where:

1, 2, 3, 4 - первый, второй, третий, четвертый излучатели соответственно,1, 2, 3, 4 - the first, second, third, fourth radiators, respectively,

5, 6 - первый и второй линейчатые приемники излучения,5, 6 - the first and second ruled radiation receivers,

7 - сенсорная поверхность,7 - touch surface

8 - специализированный вычислитель,8 - specialized calculator,

9 - палец оператора.9 - operator’s finger.

На фиг. 2 приведена схема разбиения сенсорной поверхности 7 на 4 зоны, где: α, β, γ, δ - зоны сенсорной поверхности 7,In FIG. 2 shows a diagram of the partition of the sensor surface 7 into 4 zones, where: α, β, γ, δ are the zones of the sensor surface 7,

9α - палец 9 оператора в зоне α,9 α - finger 9 of the operator in the zone α,

9β - палец 9 оператора в зоне β,9 β - finger 9 of the operator in the zone β,

9γ - палец 9 оператора в зоне γ,9 γ - finger 9 of the operator in the zone γ,

9δ - палец 9 оператора в зоне δ,9 δ - finger 9 of the operator in the zone δ,

ψ1, ψ2, ψ3, ψ4 - оптические потоки 1, 2, 3, 4-го излучателей.ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 , ψ 4 - optical flows of the 1st, 2nd, 3rd, 4th emitters.

На фиг. 3 приведен пример электрической схемы линейного фотоприемника, где:In FIG. 3 shows an example of an electrical circuit of a linear photodetector, where:

P1 … Pn - фототранзисторы,P 1 ... P n - phototransistors,

DBus - шина данных.DBus is a data bus.

На фиг. 4 приведен пример практического исполнения линейчатого приемника излучения, где: РСВ - печатная плата.In FIG. Figure 4 shows an example of a practical implementation of a line radiation receiver, where: PCB is a printed circuit board.

На фиг. 5 приведена оптико-геометрическая схема формирования теневых сегментов, где:In FIG. 5 shows the optical-geometric diagram of the formation of shadow segments, where:

Figure 00000001
- теневые сегменты, образуемые пальцем 9,
Figure 00000001
- shadow segments formed by finger 9,

0XY - система координат,0XY - coordinate system,

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
- координаты центров теней на поверхностях линейчатых приемников излучения,
Figure 00000003
- coordinates of the centers of shadows on the surfaces of the line receivers of radiation,

Figure 00000004
- координаты оптических центров излучателей.
Figure 00000004
- coordinates of the optical centers of the emitters.

На фиг. 6 приведен пример формирования выходных сигналов фотоприемников, где:In FIG. 6 shows an example of the formation of the output signals of photodetectors, where:

u1…un - сигналы фототранзисторов P1…Pn,u 1 ... u n - signals of phototransistors P 1 ... P n ,

m - осевая оптическая линия линейчатого приемника излучения.m is the axial optical line of the line receiver of radiation.

На фиг. 7 приведен алгоритм определения зоны нахождения пальца на поверхности 7.In FIG. 7 shows an algorithm for determining the area of a finger on the surface 7.

На фиг. 8 приведена функциональная схем устройства, соответствующего 2-му пункту формулы изобретения, где:In FIG. 8 shows a functional diagram of a device corresponding to the 2nd claim, where:

20, 21, 22, 23 - пятый, шестой, седьмой и восьмой излучатели.20, 21, 22, 23 - fifth, sixth, seventh and eighth emitters.

На фиг. 9 приведена оптико-геометрическая схема измерения для устройства, выполненного по 2-му пункту формулы изобретения, где:In FIG. 9 shows the optical-geometric measurement scheme for a device made according to the 2nd claim, where:

Ψ5, Ψ6, Ψ7, Ψ8 - оптические потоки пятого, шестого, седьмого и восьмого излучателей,Ψ 5 , Ψ 6 , Ψ 7 , Ψ 8 - optical flows of the fifth, sixth, seventh and eighth emitters,

Figure 00000005
- теневые сегменты, образуемые пальцем 9,
Figure 00000005
- shadow segments formed by finger 9,

l(t) - траектория движения пальца 5,l (t) is the trajectory of the finger 5,

9(t1), 9(t2), 9(t3) - положения пальца 5 в моменты времени t1, t2, t3.9 (t 1 ), 9 (t 2 ), 9 (t 3 ) - the position of the finger 5 at times t 1 , t 2 , t 3 .

ε, τ - вектора сдвига,ε, τ are shear vectors,

h - расстояние между оптическими центрами 1 и 5-го, 2 и 6-го, 3 и 7-го, 4 и 8-го линейчатых приемников излучения.h is the distance between the optical centers of the 1st and 5th, 2nd and 6th, 3rd and 7th, 4th and 8th ruled radiation detectors.

На фиг. 10 приведена геометрическая схема образования «верхней сенсорной поверхности» для устройства, выполненного по 2-му пункту формулы изобретения.In FIG. 10 shows a geometric diagram of the formation of the “upper sensory surface” for a device made according to the 2nd claim.

На фиг. 11 приведена временная диаграмма работы устройства, выполненного по 2-му пункту формулы изобретения.In FIG. 11 shows a timing diagram of the operation of the device made according to the 2nd claim.

На фиг. 12 приведена функциональная схем устройства, соответствующего 3-му пункту формулы изобретения, где:In FIG. 12 is a functional diagram of a device corresponding to the 3rd claim, where:

24, 25 - 3 и 4-й линейчатые приемники излучения.24, 25 - 3rd and 4th line receivers of radiation.

На фиг. 13 приведена оптико-геометрическая схемы измерения для устройства, выполненного по 3-му пункту формулы изобретения, где:In FIG. 13 shows the optical-geometric measuring scheme for a device made according to the 3rd claim, where:

Figure 00000006
, - теневые сегменты, образуемые пальцем 9.
Figure 00000006
, - shadow segments formed by finger 9.

На фиг. 14 приведена геометрическая схема образования «верхней сенсорной поверхности» для устройства, выполненного по 3-му пункту формулы изобретения.In FIG. 14 is a geometric diagram of the formation of the “upper sensory surface” for a device made according to the 3rd claim.

На фиг. 15 приведена временная диаграмма работы устройства, выполненного по 3-му пункту формулы изобретения.In FIG. 15 shows a timing diagram of the operation of a device made according to the 3rd claim.

На фиг. 16 приведена функциональная схем устройства, выполненного по 4-му пункту формулы изобретения.In FIG. 16 shows a functional diagram of a device made according to the 4th claim.

На фиг. 17 приведена оптико-геометрическая схема измерения для устройства, выполненного по 4-му пункту формулы изобретения.In FIG. 17 shows the optical-geometric measurement scheme for a device made according to the 4th claim.

На фиг. 18 приведена геометрическая схема образования «верхней сенсорной поверхности» для устройства, выполненного по 4-му пункту формулы изобретения.In FIG. 18 is a geometric diagram of the formation of the "upper sensory surface" for a device made according to the 4th claim.

На фиг. 19 приведена временная диаграмма работы устройства, выполненного по 4-му пункту формулы изобретения.In FIG. 19 is a timing diagram of the operation of a device made according to the 4th claim.

На фиг. 20 приведена геометрическая схема взаимного расположения линейчатых приемников излучения для устройства, выполненного по 5-му пункту формулы изобретения.In FIG. 20 is a geometric diagram of the mutual arrangement of ruled radiation detectors for a device made according to the 5th claim.

На фиг. 21 приведена функциональная схема обработки сигналов фотоприемников для устройства, выполненного по 6-му пункту формулы изобретения, где:In FIG. 21 is a functional diagram of signal processing of photodetectors for a device made according to the 6th claim, where:

26 - трансимпедансный усилитель,26 - transimpedance amplifier,

27 - усилитель с регулируемым усилением,27 - amplifier with adjustable gain,

28 - полосовой фильтр,28 - band-pass filter,

29 - демодулятор,29 - demodulator

30 - цепь управления.30 - control circuit.

Работа устройства, функциональная схема которого приведена на фиг. 1, осуществляется следующим образом.The operation of the device, a functional diagram of which is shown in FIG. 1 is carried out as follows.

Специализированный вычислитель 7 поочередно включает один из четырех излучателей 1, 2, 3, 4. При этом на их выходах формируются оптические потоки Ψ1, Ψ2, Ψ3, Ψ4, как изображено на фиг. 2. Эти потоки падают на поверхности первого и второго линейчатых приемников излучения 5 и 6 и регистрируются входящими в их состав фототранзисторами или фотодиодами и вводятся в память специализированного вычислителя 8. На фиг. 3 приведена электрическая схема выполнения линейчатых фотоприемников 5 и 6, а на фиг. 4 пример ее конструктивного исполнения. Необходимым условием применяемых там элементов P1…Pn является их достаточно широкий угол обзора в плоскости 7, требуемый для приема излучений от оптически сопряженных к соответствующему линейчатому приемнику излучателей 1, 2, 3, 4. Сигналы, снимаемые с выходов P1…Pn, образуют сигнальную шину данных - DBus, поступающую на соответствующий вход специализированного вычислителя 8.Specialized computer 7 alternately includes one of four emitters 1, 2, 3, 4. In this case, optical flows поток 1 , Ψ 2 , Ψ 3 , Ψ 4 are formed at their outputs, as shown in FIG. 2. These streams fall on the surface of the first and second ruled radiation detectors 5 and 6 and are registered by the phototransistors or photodiodes included in their composition and are entered into the memory of a specialized computer 8. In FIG. 3 shows an electrical diagram of the execution of line photodetectors 5 and 6, and in FIG. 4 example of its design. A necessary condition for the elements P 1 ... P n used there is their wide enough viewing angle in plane 7, which is required for receiving radiation from emitters 1, 2, 3, 4 that are optically coupled to the corresponding line receiver. Signals taken from the outputs P 1 ... P n form a signal data bus - DBus, arriving at the corresponding input of a specialized computer 8.

При формировании оптических потоков Ψ1, Ψ2 специализированный вычислитель 8, вводит состояние 1-го линейчатого приемника излучения 5, а при формировании оптических потоков Ψ3, Ψ4 - состояние 2-го линейчатого приемника излучения 6. Таким образом, если палец 9 коснулся сенсорной поверхности 7, он встает на пути какой-либо пары излучений Ψ1, Ψ2, Ψ3 Ψ4, падающих на поверхности линейчатых приемников излучения. При этом на их поверхностях появляются тени, координаты которых фиксируются специализированным вычислителем 8. Далее по их значениям специализированный вычислитель 8 определяет относительные координаты кончика пальца, контактирующего с сенсорной поверхностью 7. Обозначим:When forming optical flows Ψ 1 , Ψ 2, a specialized computer 8 enters the state of the 1st line radiation receiver 5, and when forming optical flows Ψ 3 , Ψ 4 - the state of the 2nd line radiation receiver 6. Thus, if finger 9 touches sensor surface 7, it gets in the way of any pair of radiation Ψ 1 , Ψ 2 , Ψ 3 Ψ 4 , incident on the surface of the line radiation receivers. In this case, shadows appear on their surfaces, the coordinates of which are fixed by a specialized calculator 8. Next, by their values, a specialized calculator 8 determines the relative coordinates of the fingertip in contact with the touch surface 7. Denote:

P(Ψi) - прямоугольная проекция потока Ψi на сенсорную поверхность 7,P (Ψ i ) is the rectangular projection of the flow Ψ i onto the sensor surface 7,

P(Ψi)∩P(Ψj) - пересечение проекций Р(Ψi) и P(Ψj).P (Ψ i ) ∩ P (Ψ j ) is the intersection of the projections P (Ψ i ) and P (Ψ j ).

Из фиг. 2 видно, что сенсорная поверхность 7 разбивается на четыре зоны - α, β, γ, δ.From FIG. Figure 2 shows that the sensor surface 7 is divided into four zones - α, β, γ, δ.

При этом:Wherein:

Figure 00000007
Figure 00000007

На фиг. 5 показано образование теневых сегментов при касании пальцем 9 сенсорной поверхности 7.In FIG. 5 shows the formation of shadow segments when finger 9 touches the touch surface 7.

Видно, что:It's clear that:

- теневой сегмент

Figure 00000008
образуется пальцем 9, находящимся в зоне α, при действии оптического потока Ψ1,- shadow segment
Figure 00000008
formed by a finger 9, located in the zone α, under the action of the optical flow Ψ 1 ,

- теневой сегмент

Figure 00000009
образуется пальцем 9, находящимся в зоне 8, при действии оптического потока Ψ1,- shadow segment
Figure 00000009
formed by the finger 9, located in zone 8, under the action of the optical flow Ψ 1 ,

- теневой сегмент

Figure 00000010
образуется пальцем 9, находящимся в зоне γ, при действии оптического потока Ψ2,- shadow segment
Figure 00000010
formed by a finger 9, located in the zone γ, under the action of an optical flux Ψ 2 ,

- теневой сегмент

Figure 00000011
образуется пальцем 9, находящимся в зоне δ, при действии оптического потока Ψ2,- shadow segment
Figure 00000011
formed by the finger 9, located in the zone δ, under the action of the optical flow Ψ 2 ,

- теневой сегмент

Figure 00000012
образуется пальцем 9, находящимся в зоне β, при действии оптического потока Ψ3,- shadow segment
Figure 00000012
formed by a finger 9, located in zone β, under the action of an optical flux Ψ 3 ,

- теневой сегмент

Figure 00000013
образуется пальцем 9, находящимся в зоне γ, при действии оптического потока Ψ3,- shadow segment
Figure 00000013
formed by a finger 9, located in the zone γ, under the action of an optical flux Ψ 3 ,

- теневой сегмент

Figure 00000014
образуется пальцем 9, находящимся в зоне β, при действии оптического потока Ψ4,- shadow segment
Figure 00000014
formed by a finger 9, located in zone β, under the action of an optical flow Ψ 4 ,

- теневой сегмент

Figure 00000015
образуется пальцем 9, находящимся в зоне γ, при действии оптического потока Ψ4.- shadow segment
Figure 00000015
formed by the finger 9, located in the zone γ, under the action of an optical flux Ψ 4 .

Координаты центров теней, формируемых теневыми сегментами на поверхностях линейчатых фотоприемников, при касании пальцем сенсорной поверхности 7 в зонах α, β, γ, δ имеют вид:The coordinates of the centers of shadows formed by shadow segments on the surfaces of ruled photodetectors, when a finger touches the sensor surface 7 in the zones α, β, γ, δ, have the form:

Figure 00000016
- координата центра тени, формируемой четвертым излучателем на поверхности второго линейчатого приемника излучения 6,
Figure 00000016
- the coordinate of the center of the shadow formed by the fourth emitter on the surface of the second line receiver 6,

Figure 00000017
- координата центра тени, формируемой третьим излучателем на поверхности второго линейчатого приемника излучения 6,
Figure 00000017
- the coordinate of the center of the shadow formed by the third emitter on the surface of the second line receiver of radiation 6,

Figure 00000018
- координата центра тени, формируемой четвертым излучателем на поверхности второго линейчатого приемника излучения 6,
Figure 00000018
- the coordinate of the center of the shadow formed by the fourth emitter on the surface of the second line receiver 6,

Figure 00000019
- координата центра тени, формируемой третьим излучателем на поверхности второго линейчатого приемника излучения 5,
Figure 00000019
- the coordinate of the center of the shadow formed by the third emitter on the surface of the second line receiver of radiation 5,

Figure 00000020
- координата центра тени, формируемой вторым излучателем на поверхности первого линейчатого приемника излучения 5,
Figure 00000020
- the coordinate of the center of the shadow formed by the second emitter on the surface of the first ruled radiation receiver 5,

Figure 00000021
- координата центра тени, формируемой первым излучателем на поверхности первого линейчатого приемника излучения 6,
Figure 00000021
- the coordinate of the center of the shadow formed by the first emitter on the surface of the first ruled radiation receiver 6,

Figure 00000022
- координата центра тени, формируемой вторым излучателем на поверхности первого линейчатого приемника излучения 6,
Figure 00000022
- the coordinate of the center of the shadow formed by the second emitter on the surface of the first ruled radiation receiver 6,

Figure 00000023
- координата центра тени, формируемой первым излучателем на поверхности первого линейчатого приемника излучения 6.
Figure 00000023
- the coordinate of the center of the shadow formed by the first emitter on the surface of the first ruled radiation receiver 6.

Координаты оптических центров:Coordinates of optical centers:

Figure 00000024
- первого излучателя,
Figure 00000024
- the first emitter,

Figure 00000025
- второго излучателя,
Figure 00000025
- second emitter,

Figure 00000026
- третьего излучателя,
Figure 00000026
- third emitter,

Figure 00000027
- четвертого излучателя.
Figure 00000027
- the fourth emitter.

Фиг. 6 иллюстрирует пример формирования выходных сигналов фототранзисторов P1…Pn при включенном 1-м излучателе и теневом сегменте

Figure 00000028
.FIG. 6 illustrates an example of the formation of the output signals of phototransistors P 1 ... P n when the 1st emitter and the shadow segment are on
Figure 00000028
.

При этом сигналы u1…un имеют значения:In this case, the signals u 1 ... u n have the meanings:

u1=1,…uk-2=1, uk-1=1, uk=0, uk+1=0, uk+2=1, … un=1.u 1 = 1, ... u k-2 = 1, u k-1 = 1, u k = 0, u k + 1 = 0, u k + 2 = 1, ... u n = 1.

На фиг. 7 приведен алгоритм определения того, в какой из зон сенсорного поля 7, находится палец 9. Учитывая, что X - координата центров теней на первом и втором линейчатых приемников излучения, при условии их перпендикулярности оси 0X, имеет фиксированные значения X1 и X2 соответственно, можно записать:In FIG. Figure 7 shows the algorithm for determining which zone of the sensor field 7 contains finger 9. Given that X is the coordinate of the centers of shadows on the first and second ruled radiation detectors, provided that they are perpendicular to the 0X axis, it has fixed values of X 1 and X 2, respectively , you can write:

(X1,Y11) - измеренная специализированным вычислителем 8 координата центра тени от действия первого излучателя на поверхности первого фотоприемника,(X 1 , Y 11 ) - the coordinate of the center of the shadow from the action of the first emitter on the surface of the first photodetector, measured by a specialized calculator 8,

(X1,Y21) - измеренная специализированным вычислителем 8 координата центра тени от действия второго излучателя на поверхности первого фотоприемника,(X 1 , Y 21 ) - measured by a specialized computer 8 coordinate of the center of the shadow from the action of the second emitter on the surface of the first photodetector,

(X2,Y32) - измеренная специализированным вычислителем 8 координата центра тени от действия третьего излучателя на поверхности второго фотоприемника,(X 2 , Y 32 ) - measured by a specialized computer 8 coordinate of the center of the shadow from the action of the third emitter on the surface of the second photodetector,

(X2,Y42) - измеренная специализированным вычислителем 8 координата центра тени от действия четвертого излучателя на поверхности второго фотоприемника.(X 2 , Y 42 ) - the coordinate of the center of the shadow from the action of the fourth emitter on the surface of the second photodetector, measured by a specialized computer 8.

Полагается, что значениям Y11=0, Y21=0, Y32=0, Y42=0 соответствует отсутствие теней на поверхности первого или второго линейчатого приемника излучения. При реализации этого алгоритма в блоке:It is believed that the values of Y 11 = 0, Y 21 = 0, Y 32 = 0, Y 42 = 0 correspond to the absence of shadows on the surface of the first or second ruled radiation receiver. When implementing this algorithm in a block:

10 - начало,10 - beginning

11 - проверяется условие Y11=0,11 - condition Y 11 = 0 is checked,

12 - проверяется условие Y21=0,12 - condition Y 21 = 0 is checked,

13 - проверяется условие Y32=0,13 - condition Y 32 = 0 is checked,

14 - проверяется условие Y42=0,14 - condition Y 42 = 0 is checked,

15 - переменной зоне присваивается значение δ,15 - the variable zone is assigned the value δ,

переменной

Figure 00000029
присваивается значение
Figure 00000030
,variable
Figure 00000029
assigned a value
Figure 00000030
,

переменной

Figure 00000031
присваивается значение
Figure 00000032
,variable
Figure 00000031
assigned a value
Figure 00000032
,

16 - переменной зоне присваивается значение α,16 - the variable zone is assigned the value α,

переменной

Figure 00000033
присваивается значение
Figure 00000034
,variable
Figure 00000033
assigned a value
Figure 00000034
,

переменной

Figure 00000035
присваивается значение
Figure 00000036
,variable
Figure 00000035
assigned a value
Figure 00000036
,

17 - переменной зоне присваивается значение β,17 - the variable zone is assigned the value β,

переменной

Figure 00000037
присваивается значение
Figure 00000038
,variable
Figure 00000037
assigned a value
Figure 00000038
,

переменной

Figure 00000039
присваивается значение
Figure 00000040
,variable
Figure 00000039
assigned a value
Figure 00000040
,

18 - переменной зоне присваивается значение γ,18 - the variable zone is assigned the value of γ,

переменной

Figure 00000041
присваивается значение
Figure 00000042
,variable
Figure 00000041
assigned a value
Figure 00000042
,

переменной

Figure 00000043
присваивается значение
Figure 00000044
,variable
Figure 00000043
assigned a value
Figure 00000044
,

19 - конец.19 - the end.

Расчет координат точки ∏ (положение пальца 9) сводится к нахождению точки (X,Y) пересечения двух прямых, проходящих через точки

Figure 00000045
и
Figure 00000046
и имеет вид:The calculation of the coordinates of the point ∏ (position of finger 9) is reduced to finding the point (X , Y ) of the intersection of two lines passing through the points
Figure 00000045
and
Figure 00000046
and has the form:

Figure 00000047
Figure 00000047

где:

Figure 00000048
Where:
Figure 00000048

причем координаты точек

Figure 00000049
и
Figure 00000050
, в системе координат 0XY (фиг. 5), принадлежат:where the coordinates of the points
Figure 00000049
and
Figure 00000050
, in the coordinate system 0XY (Fig. 5), belong to:

Figure 00000051
Figure 00000051

Figure 00000052
Figure 00000052

Для расчета по формуле 2, в качестве

Figure 00000053
и
Figure 00000054
берется один из элементов, перечисленных в правых скобках 3 с учетом того, в какой зоне (α, β, γ, δ, определенной в алгоритме фиг. 7) находится палец 9 - выбирается пара координат с соответствующим верхним индексом. Аналогично, в качестве
Figure 00000055
и
Figure 00000056
, берется один из элементов, перечисленных в правых скобках 4 с учетом того, какие излучатели участвуют в создании тени на поверхности линейчатых приемников излучений 5 и 6 - выбирается пара координат с соответствующим нижним индексом.For the calculation according to formula 2, as
Figure 00000053
and
Figure 00000054
one of the elements listed in the right brackets 3 is taken into account in which zone (α, β, γ, δ defined in the algorithm of Fig. 7) finger 9 is located - a pair of coordinates with the corresponding superscript is selected. Similarly, as
Figure 00000055
and
Figure 00000056
, one of the elements listed in the right brackets 4 is taken, taking into account which emitters are involved in creating the shadow on the surface of the line receivers of radiation 5 and 6 - a pair of coordinates with the corresponding lower index is selected.

На фиг. 8 приведена функциональная схема устройства по второму пункту формулы изобретения, позволяющему в дополнение к определению координат пальца измерить скорость его касания сенсорной поверхности 7. Для этого устройство дополнительно содержит излучатели 20, 21, 22, 23, подключенные к дополнительным выходам специализированного вычислителя 8, смещенные вдоль линии, перпендикулярной сенсорной поверхности 7, и каждый из которых расположен на фиксированном расстоянии от соответствующего излучателя 1, 2, 3 и 4. Специализированный вычислитель 8, последовательно включая излучатели 20, 21, 22 и 23, вводит состояния линейчатых приемников излучений 5, 6, оптически сопряженных соответствующему излучателю. При пересечении пальцем 9 одного из потоков, формируемых излучателем 20, 21, 22 или 23, и падающего на поверхность соответствующего линейчатого приемника излучения 5 или 6, специализированный вычислитель 8 фиксирует появление тени и начинает отсчет промежутка времени, требуемого для вычисления скорости. Для этого он начинает цикл последовательного включения излучателей 1, 2, 3 и 4, ожидая появления теней, для чего опрашивается состояние линейчатых приемников излучения 5 и 6. Как только происходит пересечение пальцем 9 какого-либо потока, формируемого излучателями 1, 2, 3, 4 при его контакте с сенсорной поверхностью 7, отчет промежутка времени, требуемого для определения скорости, прекращается. Далее по координатам теней, формируемым какой-либо парой потоков от 1, 2, 3 или 4-го излучателей на поверхностях линейчатых фотоприемников 5 и 6, специализированный вычислитель 8 определяет координаты касания пальцем сенсорной поверхности 7. Кроме того, координаты точки касания позволяют уточнить путь, проходимый пальцем за определенный ранее промежуток времени, что повышает точность измерения скорости.In FIG. 8 is a functional diagram of the device according to the second claim, which, in addition to determining the coordinates of a finger, makes it possible to measure the speed at which it touches the touch surface 7. For this, the device further comprises emitters 20, 21, 22, 23 connected to additional outputs of a specialized calculator 8, offset along lines perpendicular to the touch surface 7, and each of which is located at a fixed distance from the respective emitter 1, 2, 3 and 4. Specialized calculator 8, subsequently atelno including emitters 20, 21, 22 and 23, enters the state of line radiation detectors 5, 6 are optically conjugated corresponding emitter. When finger 9 crosses one of the streams generated by the emitter 20, 21, 22 or 23, and the corresponding line receiver of radiation 5 or 6 incident on the surface, a specialized calculator 8 detects the appearance of a shadow and starts counting down the period of time required to calculate the speed. To do this, he starts the cycle of sequentially turning on emitters 1, 2, 3, and 4, waiting for the appearance of shadows, for which the state of line receivers of radiation 5 and 6 is interrogated. As soon as finger 9 intersects any flow generated by emitters 1, 2, 3, 4, when it is in contact with the sensor surface 7, the report of the time period required for determining the speed is stopped. Further, according to the coordinates of the shadows formed by any pair of streams from the 1st, 2nd, 3rd or 4th emitters on the surfaces of the line photodetectors 5 and 6, a specialized calculator 8 determines the coordinates of the touch of the finger on the touch surface 7. In addition, the coordinates of the touch point allow you to specify the path traversed by a finger for a previously defined period of time, which increases the accuracy of measuring speed.

Сказанное иллюстрируется оптико-геометрической схемой, приведенной на фиг. 9. В этой схеме излучатели 20, 21, 22, 23, отстоящие от 1, 2, 3, 4-го излучателей на величину h перпендикулярно сенсорной поверхности 7, создают световые потоки Ψ5, Ψ6, Ψ7, Ψ8, которые совместно с линейчатыми фотоприемниками 5 и 6 формируют так называемую «верхнюю сенсорную поверхность», состоящую из двух плоскостей SH1 и SH1, изображенных на фиг. 10. Аналогично выражению 1 можно записать определения зон, на которые разделяется сенсорная поверхность 7:The foregoing is illustrated by the optical-geometric diagram shown in FIG. 9. In this scheme, the emitters 20, 21, 22, 23, spaced from the 1st, 2nd, 3rd, 4th emitters by the value of h perpendicular to the touch surface 7, create light fluxes Ψ 5 , Ψ 6 , Ψ 7 , Ψ 8 , which Together with the line photodetectors 5 and 6, they form the so-called “upper sensory surface” consisting of two planes S H1 and S H1 shown in FIG. 10. Similarly to expression 1, one can write down the definitions of zones into which the sensor surface 7 is divided:

Figure 00000057
Figure 00000057

Палец 9 в момент времени t1 находится в положении 9(t1) и, перемещаясь по траектории l(t) в момент времени t2, приходит в точку 9(t2), а в момент времени t3 касается сенсорной поверхности 7. При этом от пальца, находящегося в точке 9(t2), формируются теневые сегменты

Figure 00000058
и
Figure 00000059
, а в точке 9(t3) формируются теневые сегменты
Figure 00000060
и
Figure 00000061
.The finger 9 at time t 1 is in position 9 (t 1 ) and, moving along the path l (t) at time t 2 , comes to point 9 (t 2 ), and at time t 3 it touches the touch surface 7. In this case, shadow segments are formed from the finger located at point 9 (t 2 )
Figure 00000058
and
Figure 00000059
, and at point 9 (t 3 ) shadow segments are formed
Figure 00000060
and
Figure 00000061
.

Видно, что при движении пальца из состояния 9(t2) в состояние 9(t3), теневой сегмент

Figure 00000062
перемещается по направлению вектора ε, а теневой сегмент
Figure 00000063
по направлению вектора τ. Измерив промежуток времени между появлением на линейчатых приемниках 5, 6 теневых сегментов
Figure 00000064
,
Figure 00000065
и появлением там же теневых сегментов
Figure 00000066
,
Figure 00000067
, определяем тем самым разность t3-t2, требуемую для измерения скорости движения пальца в момент его касания с поверхностью 7.It is seen that when the finger moves from state 9 (t 2 ) to state 9 (t 3 ), the shadow segment
Figure 00000062
moves in the direction of the vector ε, and the shadow segment
Figure 00000063
in the direction of the vector τ. By measuring the time interval between the appearance of 5, 6 shadow segments on line receivers
Figure 00000064
,
Figure 00000065
and the appearance of shadow segments there
Figure 00000066
,
Figure 00000067
, thereby determining the difference t 3 -t 2 required to measure the speed of the finger at the moment it touches the surface 7.

На геометрической схеме фиг. 10 видно образование 2-х плоскостей SH1 и SH2, образующих «верхнюю сенсорную поверхность». На этой фигуре m1 и m2 - осевые линии первого и второго линейчатых приемников излучения 5 и 6. Кроме того, для упрощения схемы излучатели 1, 2 и 3, 4 размещаются вдоль этих же осевых линий m1 и m2 соответственно.In the geometric diagram of FIG. Figure 10 shows the formation of 2 planes S H1 and S H2 , forming the "upper sensory surface." In this figure, m 1 and m 2 are the axial lines of the first and second ruled radiation receivers 5 and 6. In addition, to simplify the circuit, the emitters 1, 2 and 3, 4 are placed along the same axial lines m 1 and m 2, respectively.

При этом уравнение плоскости SH1 имеет вид:Moreover, the equation of the plane S H1 has the form:

Figure 00000068
Figure 00000068

а плоскости SH2 -and the planes S H2 -

Figure 00000069
Figure 00000069

где:Where:

Figure 00000070
- координаты пятого, шестого, седьмого и восьмого излучателей 20, 21, 22 и 23 соответственно.
Figure 00000070
- the coordinates of the fifth, sixth, seventh and eighth emitters 20, 21, 22 and 23, respectively.

Координаты точки касания (X, Y) сенсорной поверхности 7 определяются по формулам 2, 3, 4. Решения уравнений 6, если:The coordinates of the touch point (X , Y ) of the touch surface 7 are determined by formulas 2, 3, 4. Solutions of equations 6, if:

Figure 00000071
Figure 00000071

или уравнения 7, если:or equation 7 if:

Figure 00000072
Figure 00000072

позволяет определить величину Z. Очевидно, что:allows you to determine the value of Z . It's obvious that:

Figure 00000073
Figure 00000073

Скорость касания пальцем поверхности 7, равна:The speed of a finger touching the surface 7 is equal to:

Figure 00000074
Figure 00000074

На временной диаграмме фиг. 11 иллюстрируется работа системы, соответствующей 2-му пункту формулы изобретения. В фазе Φ1 этой диаграммы производится ожидание пересечения пальцем 9 одной из плоскостей SH1 или SH2, т.е. пересечение «верхней сенсорной плоскости» пальцем 9. Для этого в бесконечном цикле, производится формирование последовательности потоков Ψ5, Ψ6, Ψ7, Ψ8 в апертурном интервале Тар, с чтением состояния линейчатых приемников излучения 5 и 6 - кривые ρ1 и ρ2. Как только это пересечение обнаруживается, специализированный вычислитель 8 фиксирует момент времени t*. После этого начинается фаза Φ2, в которой ожидается касание пальцем 9 плоскости 7, для чего специализированным вычислителем 8 в бесконечном цикле производится формирование последовательности потоков Ψ1, Ψ2, Ψ3, Ψ4 с аналогичным чтением состояния линейчатых приемников. Если касание обнаруживается, специализированный вычислитель 8 фиксирует время t** и далее переходит к фазе Φ3. В этой фазе специализированный вычислитель 8 производит определение координат по формуле 2 с учетом выражений 3 и 4 и вычисление скорости по формуле 11 с учетом выражений 6, 7, 8, 9.In the timing diagram of FIG. 11 illustrates the operation of the system corresponding to the 2nd claim. In phase Φ 1 of this diagram, the finger 9 is expected to intersect one of the planes S H1 or S H2 , i.e. the intersection of the “upper sensory plane” with finger 9. For this, in an infinite loop, a sequence of flows Ψ 5 , Ψ 6 , Ψ 7 , Ψ 8 is formed in the aperture interval T ar , with the reading of the state of the line receivers 5 and 6 - curves ρ 1 and ρ 2 . As soon as this intersection is detected, specialized calculator 8 captures the time t * . After this, the phase Φ 2 begins, in which the finger 9 is expected to touch plane 7, for which purpose a specialized sequence of computers 8 generates a sequence of flows Ψ 1 , Ψ 2 , Ψ 3 , Ψ 4 with a similar reading of the state of the line receivers. If a touch is detected, specialized calculator 8 fixes the time t ** and then proceeds to phase Φ 3 . In this phase, specialized calculator 8 determines the coordinates according to formula 2, taking into account expressions 3 and 4, and calculates the speed according to formula 11, taking into account expressions 6, 7, 8, 9.

На фиг. 12 приведена функциональная схема устройства по третьему пункту формулы изобретения, позволяющему в дополнение к определению координат пальца измерить скорость его касания сенсорной поверхности 7. Устройство дополнительно содержит линейчатые приемники излучения 24 и 25, параллельно смещенные вверх от сенсорной плоскости относительно линейчатых приемников излучения 5 и 6 и подключенные к дополнительным входам специализированного вычислителя 8. Специализированный вычислитель 8 осуществляет управление излучателями 1, 2, 3 и 4, последовательно формируя оптические потоки, сопряженные с линейчатыми приемниками излучения 5 и 6, а также с вновь введенными линейчатыми приемниками излучения 24 и 25. При этом он измеряет промежуток времени между пересечением пальцем какого-либо из потоков, формируемых излучателями 1, 2, 3 и 4, регистрируемых линейчатыми приемниками излучения 24 и 25 и пересечением пальцем этих же потоков, но регистрируемых линейчатыми приемниками излучения 5 и 6. Далее по координатам теней, формируемым какой-либо парой потоков от 1, 2, 3 или 4-го излучателей на поверхностях линейчатых фотоприемников 5 и 6, специализированный вычислитель 8 определяет координаты касания пальцем сенсорной поверхности 7. Затем по значениям этих координат и геометрического расположения излучателей 20, 21, 22, 23 определяется расстояние, проходимое пальцем между пересечением одного из потоков излучателей 20, 21, 22, 23 до его контакта с сенсорной поверхностью 7. Эти данные позволяют далее специализированному вычислителю определить скорость пальца в момент его касания с сенсорной поверхностью 7.In FIG. 12 is a functional diagram of the device according to the third claim, which allows, in addition to determining the coordinates of the finger, to measure the speed at which it touches the touch surface 7. The device further comprises ruled radiation detectors 24 and 25, parallel offset upward from the touch plane relative to the linear radiation receivers 5 and 6, and connected to additional inputs of specialized calculator 8. Specialized calculator 8 controls the emitters 1, 2, 3 and 4, the follower о forming optical streams conjugated with line receivers of radiation 5 and 6, as well as with newly introduced line receivers of radiation 24 and 25. At the same time, it measures the time interval between a finger crossing one of the streams generated by radiators 1, 2, 3 and 4 detected by the line receivers of radiation 24 and 25 and the finger crossing the same streams, but recorded by the line receivers of radiation 5 and 6. Further along the coordinates of the shadows formed by any pair of streams from 1, 2, 3, or 4 emitters on the surfaces of the line photodetectors 5 and 6, a specialized calculator 8 determines the coordinates of the touch of the finger with the finger 7. Then the distance traveled by the finger between the intersection of one of the emitter streams 20, 21, 22 is determined by the values of these coordinates and the geometric location of the emitters 20, 21, 22, 23, 23 to its contact with the touch surface 7. These data further allow the specialized calculator to determine the speed of the finger at the moment it touches the touch surface 7.

На оптико-геометрической схеме фиг. 13 можно видеть, что палец 9, в момент времени t1, находится в положении 9(t1) и, перемещаясь по траектории l(t) в момент времени t2, приходит в точку 9(t2), а в момент времени t3 касается сенсорной поверхности 7. При этом от пальца, находящегося в точке 9(t2), формируются теневые сегменты

Figure 00000075
и
Figure 00000076
, а в точке 9(t3), формируются теневые сегменты
Figure 00000077
и
Figure 00000078
. Видно, что при движении пальца из состояния 9(t2) в состояние 9(t3) теневой сегмент
Figure 00000079
перемещается по направлению вектора ε, а теневой сегмент
Figure 00000080
- по направлению вектора τ. Измерив промежуток времени между появлением теневых сегментов
Figure 00000081
,
Figure 00000082
, на линейчатых приемниках 24 и 25 и появлением теневых сегментов
Figure 00000083
,
Figure 00000084
на линейчатых приемниках 5 и 6, определяем разность t3-t2, требуемую для измерения скорости движения пальца в момент его касания с поверхностью 7.In the optical-geometric diagram of FIG. 13 you can see that finger 9, at time t 1 , is in position 9 (t 1 ) and, moving along the path l (t) at time t 2 , comes to point 9 (t 2 ), and at time t 3 touches the touch surface 7. In this case, shadow segments form from the finger located at point 9 (t 2 )
Figure 00000075
and
Figure 00000076
, and at point 9 (t 3 ), shadow segments are formed
Figure 00000077
and
Figure 00000078
. It is seen that when the finger moves from state 9 (t 2 ) to state 9 (t 3 ), the shadow segment
Figure 00000079
moves in the direction of the vector ε, and the shadow segment
Figure 00000080
- in the direction of the vector τ. By measuring the time interval between the appearance of shadow segments
Figure 00000081
,
Figure 00000082
on line receivers 24 and 25 and the appearance of shadow segments
Figure 00000083
,
Figure 00000084
on line receivers 5 and 6, we determine the difference t 3 -t 2 required to measure the speed of the finger at the moment it touches the surface 7.

На геометрической схеме фиг. 14 видно образование 2-х плоскостей SL1 и SL2, образующих «верхнюю сенсорную поверхность». На этой фигуре m1 и m2 - осевые линии первого и второго линейчатых приемников излучения 5 и 6, а m3 и m4 - осевые линии третьего и четвертого линейчатых приемников излучения 24 и 25. Кроме того, для упрощения схемы излучатели 1, 2 и 3, 4 размещаются вдоль осевых линий m1 и m2 соответственно.In the geometric diagram of FIG. Figure 14 shows the formation of 2 planes S L1 and S L2 , forming the "upper sensory surface." In this figure, m 1 and m 2 are the axial lines of the first and second ruled radiation receivers 5 and 6, and m 3 and m 4 are the axial lines of the third and fourth ruled radiation receivers 24 and 25. In addition, to simplify the scheme, emitters 1, 2 and 3, 4 are arranged along the centerlines m 1 and m 2, respectively.

При этом уравнение плоскости SL1 имеет вид:Moreover, the equation of the plane S L1 has the form:

Figure 00000085
Figure 00000085

а плоскости SL2 -and the planes S L2 -

Figure 00000086
Figure 00000086

где:Where:

Figure 00000087
- координаты положения 3-го и 4-го линейчатых приемников излучения (при условии их параллельности оси Y).
Figure 00000087
- the coordinates of the positions of the 3rd and 4th line radiation receivers (provided that they are parallel to the Y axis).

Координаты точки касания (X, Y) сенсорной поверхности 7 определяются по формулам 2, 3, 4. Решения уравнений 9,The coordinates of the touch point (X , Y ) of the touch surface 7 are determined by formulas 2, 3, 4. Solutions of equations 9,

если:if:

Figure 00000088
Figure 00000088

или уравнения 10, если:or equation 10 if:

Figure 00000089
Figure 00000089

позволяет определить величину Z. Очевидно, что:allows you to determine the value of Z . It's obvious that:

Figure 00000090
Figure 00000090

Скорость касания пальцем поверхности 7, равна:The speed of a finger touching the surface 7 is equal to:

Figure 00000091
Figure 00000091

Для определения момента пересечения пальцем 9 плоскости SL1 или SL2 специализированный вычислитель 8 в фазе Φ1 диаграммы, изображенной на фиг. 15, производит ожидание пересечения пальцем 9 плоскостей SL1 или SL2, т.е. пересечение «верхней сенсорной поверхности» пальцем 9. Для этого он формирует последовательность потоков Ψ1, Ψ2, Ψ3, Ψ4, - и в апертурном интервале Тар вводит состояния 3-го ленточного приемника излучения 24 (для излучений Ψ1, Ψ2) - сигнал ρ3, и 4-го ленточного приемника 25 (для излучений Ψ3, Ψ4) - сигнал ρ4. Как только обнаруживается наличие теневых сегментов, специализированный вычислитель 8 фиксирует момент времени t* и оканчивает фазу Φ1. После этого начинается фаза Φ2, в которой ожидается касание пальцем 9 плоскости 7, для чего продолжая формирование последовательности потоков Ψ1, Ψ2, Ψ3, Ψ4, производится обнаружение теневых сегментов на поверхности линейчатых фотоприемников 5 и 6, т.е. в апертурном интервале Tар вводит состояния 1-го ленточного приемника излучения 5 (для излучений Ψ1, Ψ2) - сигнал ρ1, и 2-го ленточного приемника 6 (для излучений Ψ3, Ψ4) - сигнал ρ2. Если это касание обнаруживается, специализированный вычислитель 8 фиксирует время t** и оканчивает фазу Φ2. В следующей фазе Φ3 производится вычисление скорости и координат касания сенсорной поверхности, представленное сигналом С. Далее последовательность перечисленных фаз повторяется в бесконечном цикле.To determine when the finger 9 intersects the plane S L1 or S L2, specialized calculator 8 in phase Φ 1 of the diagram depicted in FIG. 15, waits for the finger to cross 9 planes S L1 or S L2 , i.e. the intersection of the “upper sensory surface” with finger 9. For this, it forms a sequence of flows Ψ 1 , Ψ 2 , Ψ 3 , Ψ 4 , and in the aperture interval T ar enters the states of the 3rd tape radiation receiver 24 (for emissions излуч 1 , Ψ 2 ) - signal ρ 3 , and the 4th tape receiver 25 (for emissions Ψ 3 , Ψ 4 ) - signal ρ 4 . As soon as the presence of shadow segments is detected, a specialized computer 8 captures the time t * and ends the phase Φ 1 . After this, the phase Φ 2 begins, in which finger 9 is expected to touch plane 7, for which continuing the formation of the sequence of flows Ψ 1 , Ψ 2 , Ψ 3 , Ψ 4 , shadow segments are detected on the surface of the line photodetectors 5 and 6, i.e. in the aperture interval T ar enters the states of the 1st tape radiation detector 5 (for emissions Ψ 1 , Ψ 2 ) - signal ρ 1 , and the 2nd tape receiver 6 (for emissions Ψ 3 , Ψ 4 ) - signal ρ 2 . If this touch is detected, specialized calculator 8 captures the time t ** and ends the phase Φ 2 . In the next phase Φ 3 , the speed and contact coordinates of the touch surface are calculated, represented by signal C. The sequence of these phases is then repeated in an infinite loop.

На фиг. 16 приведена функциональная схема устройства формирования сенсорной поверхности по четвертому пункту формулы изобретения, позволяющему дополнительно к координатам касания пальцем 9 сенсорной поверхности 7 измерять и скорость его касания. Устройство дополнительно содержит линейчатые приемники излучения 24 и 25, параллельно смещенные вверх от сенсорной плоскости относительно линейчатых приемников излучения 5 и 6 и подключенные к дополнительным входам специализированного вычислителя 8, а также излучатели 20 и 22, расположенные на краях линейчатых приемников излучения 24 и 25 и подключенные к дополнительным выходам специализированного вычислителя 8. Циклически формируя потоки излучения с помощью 20 и 22 излучателей, специализированный вычислитель 8 находится в ожидании появления теневого сегмента, вызванного пересечением одного из этих потоков пальцем, на поверхности линейчатых приемников излучения 24 или 25. При обнаружении теневого сегмента специализированный вычислитель 8 фиксирует момент времени t*.In FIG. 16 is a functional diagram of a device for forming a touch surface according to the fourth claim, allowing in addition to the coordinates of touching the finger 9 of the sensor surface 7 to measure the speed of its touch. The device further comprises a line of radiation detectors 24 and 25, parallel offset upward from the touch plane relative to the line of radiation detectors 5 and 6 and connected to additional inputs of a specialized computer 8, as well as emitters 20 and 22 located on the edges of the line of radiation receivers 24 and 25 and connected to additional outputs of a specialized computer 8. Cyclically forming radiation fluxes using 20 and 22 emitters, a specialized computer 8 is waiting for the shadow segment caused by the intersection of one of these flows with a finger on the surface of the line receivers of radiation 24 or 25. When a shadow segment is detected, a specialized calculator 8 captures the time t * .

После того как это пересечение произошло, циклически формируя потоки излучения с помощью 1 и 3 излучателей, специализированный вычислитель 8 находится в ожидании появления теневого сегмента, вызванного пересечением одного из этих потоков пальцем, на поверхности линейчатых приемников излучения 4 или 5. При обнаружении теневого сегмента специализированный вычислитель 8 фиксирует момент времени t**. Далее для вычисления скорости используется значение интервала времени t**-t*.After this intersection has occurred, cyclically forming the radiation fluxes using 1 and 3 emitters, specialized calculator 8 is waiting for the shadow segment to appear, caused by the intersection of one of these flows with a finger, on the surface of line receivers of radiation 4 or 5. When a shadow segment is detected, specialized the transmitter 8 captures the time t ** . Next, to calculate the speed, the value of the time interval t ** -t * is used .

На оптико-геометрической схеме фиг. 17 можно видеть, что палец 9 в момент времени t1 находится в положении 9(t1) и, перемещаясь по траектории l(t) в момент времени t2, приходит в точку 9(t2), а в момент времени t3 касается сенсорной поверхности 7. При этом от пальца, находящегося в точке 9(t2), формируется теневой сегмент

Figure 00000092
, а в точке 9(t3) формируются теневые сегменты
Figure 00000093
и
Figure 00000094
. Измерив промежуток времени между появлением теневого сегмента
Figure 00000095
и появлением теневого сегмента
Figure 00000096
, определяем разность t3-t2, требуемую для измерения скорости движения пальца в момент его касания с поверхностью 7.In the optical-geometric diagram of FIG. 17 it can be seen that finger 9 at time t 1 is in position 9 (t 1 ) and, moving along the path l (t) at time t 2 , comes to point 9 (t 2 ), and at time t 3 touches the touch surface 7. At the same time, a shadow segment is formed from the finger located at point 9 (t 2 )
Figure 00000092
, and at point 9 (t 3 ) shadow segments are formed
Figure 00000093
and
Figure 00000094
. By measuring the time interval between the appearance of the shadow segment
Figure 00000095
and the advent of the shadow segment
Figure 00000096
, we determine the difference t 3 -t 2 required to measure the speed of the finger at the moment it touches the surface 7.

Теневой сегмент

Figure 00000097
позволяет определить координату точки касания пальцем 5, сенсорной поверхности 7 по формуле 2 с учетом условий 3 и 4.Shadow segment
Figure 00000097
allows you to determine the coordinate of the touch point with your finger 5, the touch surface 7 according to formula 2, taking into account conditions 3 and 4.

На фиг. 18 представлена геометрическая схема образования «верхней сенсорной поверхности».In FIG. 18 is a geometric diagram of the formation of the “upper sensory surface”.

Для определения момента ее пересечения пальцем достаточно двух излучателей 24 и 25, а расстояние, которое палец 9 пересекает между моментами времени t2 и t3, постоянно и равно h.To determine the moment of its intersection with a finger, two emitters 24 and 25 are sufficient, and the distance that finger 9 crosses between times t 2 and t 3 is constant and equal to h.

Исходя из вышесказанного, скорость касания в данном случае определяется как:Based on the foregoing, the touch speed in this case is defined as:

Figure 00000098
Figure 00000098

На временной диаграмме фиг. 19 иллюстрируется работа системы, соответствующей 4-му пункту формулы изобретения. В фазе Φ1 этой диаграммы производится ожидание пересечения пальцем 9 плоскости SM, т.е. пересечение «верхней сенсорной поверхности». Для этого в бесконечном цикле производится формирование последовательности потоков Ψ5, Ψ6, в апертурном интервале Тар, с чтением состояния линейчатых приемников излучения 24 и 25 - сигналы ρ3 и ρ4. Как только это пересечение обнаруживается, специализированный вычислитель 8 фиксирует момент времени t*. После этого начинается фаза Φ2, в которой ожидается касание пальцем 9 плоскости 7, для чего специализированным вычислителем 8 в бесконечном цикле производится формирование последовательности потоков Ψ1, Ψ3 с чтением состояния линейчатых приемников излучения 5 и 6 - сигналы ρ1 и ρ2. Если касание обнаруживается, специализированный вычислитель 8 фиксирует время t** и далее переходит к фазе Φ3. В этой фазе специализированный вычислитель 8 производит формирование потоков Ψ2, Ψ4 c фиксацией координат теневых сегментов на поверхностях линейчатых приемников излучений 5 и 6. В фазе Φ4 производится определение координат по формуле 2 с учетом выражений 3 и 4 и вычисление скорости по формуле 12, и изображено сигналом C. Далее последовательность перечисленных фаз повторяется в бесконечном цикле.In the timing diagram of FIG. 19 illustrates the operation of the system corresponding to the 4th claim. In phase Φ 1 of this diagram, the finger intersects the plane S M with finger 9, i.e. the intersection of the "upper sensory surface." For this, in an infinite loop, a sequence of fluxes Ψ 5 , Ψ 6 is formed , in the aperture interval T ar , with the reading of the state of the line radiation receivers 24 and 25, the signals ρ 3 and ρ 4 . As soon as this intersection is detected, specialized calculator 8 captures the time t * . After this, the phase Φ 2 begins, in which finger 9 of the plane 7 is expected to touch, for which purpose a specialized sequence of computers 8 generates a sequence of flows Ψ 1 , Ψ 3 in an infinite loop with the reading of the state of the line receivers 5 and 6 - signals ρ 1 and ρ 2 . If a touch is detected, specialized calculator 8 fixes the time t ** and then proceeds to phase Φ 3 . In this phase, specialized calculator 8 generates flows Ψ 2 , Ψ 4 with fixing the coordinates of the shadow segments on the surfaces of the line receivers of radiation 5 and 6. In phase Φ 4 , the coordinates are determined by formula 2 taking into account expressions 3 and 4 and the speed is calculated by formula 12 , and is depicted by signal C. Next, the sequence of the listed phases is repeated in an infinite loop.

На фиг. 20 приведена геометрическая схема взаимного размещения линейчатых приемников излучения 5, 24 или 6, 25, где:In FIG. 20 shows a geometric diagram of the mutual placement of line receivers of radiation 5, 24 or 6, 25, where:

m, m′ - осевые линии приемников излучения 5 и 24, или 6 и 25.m, m ′ are the axial lines of radiation receivers 5 and 24, or 6 and 25.

d - межцентровое расстояние фотоприемников, входящих в состав линейчатых приемников излучения,d is the center-to-center distance of the photodetectors included in the composition of the line radiation detectors,

T - фрагмент тени, падающей на поверхности линейчатых приемников излучения.T is a fragment of the shadow falling on the surface of the line receivers of radiation.

Для повышения разрешающей способности верхний линейчатый приемник излучения сдвинут относительно нижнего на величину, равную половине межцентрового расстояния d.To increase the resolution, the upper line detector of radiation is shifted relative to the lower one by an amount equal to half the center-to-center distance d.

Для повышения помехоустойчивости работы данного устройства может быть использована амплитудная модуляция оптических потоков Ψ1, Ψ2, Ψ3, Ψ4, Ψ5, Ψ6, Ψ7, Ψ8 излучателей 1, 2, 3, 4, 20, 21, 22, 23. Для этого последовательно на каждом из выходов специализированного вычислителя 8 формируется пачка импульсов с частотой равной центральной частоте полосового фильтра, используемого в рассматриваемой ниже схеме обработки сигнала фотоприемника, в частности фотодиода, приведенной на фиг. 21. Сигналы фотодиодов, входящих в состав линейчатых приемников излучений 5, 6, 24, 25, обрабатываются цепочкой из последовательно включенных трансимпедансного усилителя 26, усилителя с регулируемым усилением 27, полосового фильтра 28 и демодулятора 29. Кроме того, управляющая цепь 30 по сигналу с выхода полосового фильтра 28 формирует сигнал обратной связи, управляющий коэффициентом усиления усилителя 27, и опорный уровень, поступающий в демодулятор 29. Учитывая повышенные требования к быстродействию фотоприемников в данной схеме обработки, в их качестве должны использоваться высокочастотные pin-фотодиоды. Данная схема (фиг. 21) нашла широкое применение в системах дистанционного управления бытовым оборудованием (телевизоры, музыкальные центры и пр.). Производится обширная номенклатура фотоприемников, в которых эта схема интегрирована в одном корпусе с pin-фотодиодом [7, 8], либо выполнена в виде отдельной микросхемы [9], что упрощает их использование в предлагаемом устройстве.To increase the noise immunity of this device, the amplitude modulation of optical fluxes Ψ 1 , Ψ 2 , Ψ 3 , Ψ 4 , Ψ 5 , Ψ 6 , Ψ 7 , Ψ 8 emitters 1, 2, 3, 4, 20, 21, 22 can be used , 23. For this, a pulse train is formed sequentially at each of the outputs of the specialized calculator 8 with a frequency equal to the center frequency of the bandpass filter used in the photodetector signal processing circuit described below, in particular the photodiode shown in FIG. 21. The signals of the photodiodes included in the line receivers of radiation 5, 6, 24, 25, are processed by a chain of sequentially connected transimpedance amplifier 26, an amplifier with adjustable gain 27, a bandpass filter 28 and a demodulator 29. In addition, the control circuit 30 according to the signal the output of the bandpass filter 28 generates a feedback signal that controls the gain of the amplifier 27, and the reference level entering the demodulator 29. Given the increased requirements for the speed of photodetectors in this processing scheme, in their quality ETS high pin-photodiodes are to be used. This scheme (Fig. 21) has been widely used in remote control systems for household equipment (televisions, music centers, etc.). An extensive range of photodetectors is made, in which this circuit is integrated in one housing with a pin photodiode [7, 8], or is made in the form of a separate microcircuit [9], which simplifies their use in the proposed device.

Источники информацииInformation sources

1. Патент США №7006236 B2 от 28.02.2006 г.1. US patent No. 7006236 B2 dated February 28, 2006.

2. Патент США №6480187 от 12.11.2002 г.2. US patent No. 6480187 from 12/12/2002

3. Патент США №6492633 от 10.12.2002 г.3. US Patent No. 6492633 dated December 10, 2002.

4. Патент США №6844539 от 18.01.2005 г.4. US patent No. 6844539 from 01/18/2005

5. Патент США №7522156 от 21.04.2009 г.5. US patent No. 7522156 from 04/21/2009

6. Патент РФ №2278423 от 20.06.2006 г.6. RF patent No. 2278423 dated 06/20/2006.

7. IR-Receiver for Remote Control Systems. Справочный материал фирмы OSRAM, Opto Semiconductors GmbH, Wernerwerkstrasse 2, D-93049 Regensburg. www.osram-os.com.7. IR-Receiver for Remote Control Systems. Reference material from OSRAM, Opto Semiconductors GmbH, Wernerwerkstrasse 2, D-93049 Regensburg. www.osram-os.com.

8. IR Receiver Modules for Remote Control Systems. Справочный материал фирмы Vishay. Document Number: 82177. Rev. 2.3, 04-Feb-11. www.vishay.com.8. IR Receiver Modules for Remote Control Systems. Vishay reference material. Document Number: 82177. Rev. 2.3, 04-Feb-11. www.vishay.com.

9. Preamplifier Circuit for IR Remote Control. Справочный материал фирмы Vishay. Document Number: 82443. Rev. 1.4, 05-Feb-14. http://www.vishay.com/docs/82443/vsop383.pdf.9. Preamplifier Circuit for IR Remote Control. Vishay reference material. Document Number: 82443. Rev. 1.4, 05-Feb-14. http://www.vishay.com/docs/82443/vsop383.pdf.

Claims (6)

1. Оптическое сенсорное устройство с возможностью измерения скорости касания пальцем сенсорной поверхности, содержащее два излучателя и линейчатый приемник излучения, состоящий из набора фотодиодов или фототранзисторов, оптически сопряженный с первым и вторым излучателями, и вычислитель, первый и второй выходы которого подключены к первому и второму излучателям, а первый вход к выходу линейчатого приемника излучения, отличающееся тем, что дополнительно содержит третий и четвертый излучатели, подключенные к третьему и четвертому выходам вычислителя и второй линейчатый приемник излучения, оптически сопряженный с третьим и четвертым излучателями, и подключенный ко второму входу вычислителя, кроме того, третий и четвертый излучатели располагаются на краях первого линейчатого приемника излучения, а первый и второй излучатели располагаются на краях второго линейчатого приемника излучения, а вычислитель управляет состояниями излучателей так, что попарное пересечение оптических потоков, формируемых излучателями на поверхностях линейчатых фотоприемников, образует четыре зоны, определяющие сенсорную поверхность, кроме того, вычислитель вводит сигналы с выходов первого и второго линейчатых приемников излучения и определяет по ним координаты пальца, пересекшего одну из четырех зон.1. An optical sensor device with the ability to measure the speed of a finger touching a sensor surface, containing two emitters and a linear radiation detector, consisting of a set of photodiodes or phototransistors, optically coupled to the first and second emitters, and a computer, the first and second outputs of which are connected to the first and second emitters, and the first input to the output of the line receiver of radiation, characterized in that it further comprises a third and fourth emitters connected to the third and fourth output the transmitter and the second line radiation receiver, optically coupled to the third and fourth emitters, and connected to the second input of the calculator, in addition, the third and fourth emitters are located at the edges of the first line radiation receiver, and the first and second emitters are located at the edges of the second line radiation receiver , and the computer controls the conditions of the emitters so that the pairwise intersection of the optical flows generated by the emitters on the surfaces of the line photodetectors forms four the zones defining the sensory surface; in addition, the calculator inputs signals from the outputs of the first and second ruled radiation receivers and determines the coordinates of the finger crossing one of the four zones from them. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит пятый, шестой, седьмой и восьмой излучатели, оптические центры которых расположены на линиях, проходящих через оптические центры первого, второго, третьего и четвертого излучателей соответственно и перпендикулярных сенсорной поверхности, причем вновь введенные излучатели оптически сопряжены с соответствующими линейчатыми приемниками излучения и подключены к дополнительным выходам вычислителя, при этом вычислитель, управляя состояниями излучателей, фиксирует интервал времени между пересечением объектом потоков пятого, шестого, седьмого или восьмого излучателей, падающих на оптически сопряженные с ними линейчатые приемники излучения, и пересечением пальцем потоков первого, второго, третьего или четвертого излучателей, падающих на оптически сопряженные с ними линейчатые приемники излучения, далее на основании значения этого интервала вычислитель определяет скорость касания пальцем сенсорной поверхности. 2. The device according to p. 1, characterized in that it further comprises a fifth, sixth, seventh and eighth emitters, the optical centers of which are located on lines passing through the optical centers of the first, second, third and fourth emitters, respectively, and perpendicular to the touch surface, and again the introduced emitters are optically coupled to the corresponding line radiation receivers and connected to additional outputs of the calculator, while the calculator, controlling the states of the emitters, fixes the interval the time between the object crossing the flows of the fifth, sixth, seventh or eighth emitters incident on the ruled light receivers optically conjugated with them and the finger crossing the flows of the first, second, third or fourth emitters incident on the rudder optically conjugated with them, further on the basis of the values of this interval, the calculator determines the speed at which the finger touches the touch surface. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит третий и четвертый линейчатые приемники излучения, подключенные к дополнительным входам вычислителя и расположенные над первым и вторым линейчатыми приемниками излучения соответственно, при этом вычислитель фиксирует интервал времени между пересечением пальцем потоков первого, второго, третьего, четвертого излучателей, падающих на соответствующие, оптически сопряженные с ними третий и четвертый линейчатые приемники излучения, и пересечением им потоков первого, второго, третьего или четвертого излучателей, падающих на соответствующие, оптически сопряженные с ними первый и второй линейчатые приемники излучения, далее на основании значения этого интервала вычислитель определяет скорость касания пальцем сенсорной поверхности. 3. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a third and fourth ruled radiation receivers connected to additional inputs of the calculator and located above the first and second ruled radiation receivers, respectively, while the calculator fixes the time interval between the finger crossing the flows of the first, second , third, fourth emitters incident on the corresponding third and fourth line radiation detectors optically coupled to them, and when they intersect the flows of the first, second , Third or fourth radiators incident on the corresponding optically conjugate with them the first and second radiation detectors ruled further based on the value of this interval calculator determines the rate of a finger touch the touch surface. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит пятый и шестой излучатели, оптические центры которых находятся на линии, проходящей через оптические центры первого и третьего излучателя соответственно, перпендикулярной сенсорной поверхности, причем пятый и шестой излучатели подключены к дополнительным выходам вычислителя и оптически сопряжены с третьим и четвертым линейчатыми приемниками излучения соответственно. 4. The device according to p. 3, characterized in that it further comprises a fifth and sixth emitters, the optical centers of which are located on a line passing through the optical centers of the first and third emitters, respectively, perpendicular to the touch surface, the fifth and sixth emitters connected to additional outputs of the calculator and are optically coupled to a third and fourth line receiver of radiation, respectively. 5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что первый, третий и второй, четвертый линейчатые приемники излучения смещены относительно друг друга на величину половины межцентрового расстояния, вдоль горизонтальной оптической оси фотоприемников, входящих в состав линейчатых приемников излучения. 5. The device according to p. 3 or 4, characterized in that the first, third, second, fourth fourth line radiation detectors are offset relative to each other by half the center distance along the horizontal optical axis of the photodetectors included in the line radiation detectors. 6. Устройство для формирования сенсорной поверхности по п. 1, или 2, или 3, или 4, отличающееся тем, что входящие в состав линейчатых приемников излучения фотодиоды подключены к набору последовательно включенных трансимпедансного усилителя, усилителя с регулируемым усилением, полосового фильтра и демодулятора, и выходы которых подключены к входу вычислителя, при этом на своем первом, втором, третьем и четвертом выходах он поочередно формирует пачки импульсов с частотой заполнения, равной центральной частоте полосовых фильтров.  6. A device for forming a touch surface according to claim 1, 2, or 3, or 4, characterized in that the photodiodes included in the line receivers of radiation are connected to a set of series-connected transimpedance amplifier, an amplifier with adjustable gain, a bandpass filter and a demodulator, and the outputs of which are connected to the input of the calculator, while at its first, second, third and fourth outputs, it alternately generates bursts of pulses with a filling frequency equal to the center frequency of the bandpass filters.
RU2014130658/08A 2014-07-24 Optical touch-sensitive device with speed measurement RU2575388C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2575388C1 true RU2575388C1 (en) 2016-02-20

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278423C1 (en) * 2004-10-15 2006-06-20 Михаил Герцевич Литманович Device for interactive localization of objects
RU2353002C2 (en) * 2007-04-02 2009-04-20 Валерий Константинович Любезнов Method for high-resolution optoelectronic touch screen testing (versions) for touch-point and system therefor (versions)
US20100315383A1 (en) * 2008-10-13 2010-12-16 Hogahm Technology Co., Ltd. Touch screen adopting an optical module system using linear infrared emitters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278423C1 (en) * 2004-10-15 2006-06-20 Михаил Герцевич Литманович Device for interactive localization of objects
RU2353002C2 (en) * 2007-04-02 2009-04-20 Валерий Константинович Любезнов Method for high-resolution optoelectronic touch screen testing (versions) for touch-point and system therefor (versions)
US20100315383A1 (en) * 2008-10-13 2010-12-16 Hogahm Technology Co., Ltd. Touch screen adopting an optical module system using linear infrared emitters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160357260A1 (en) Distance independent gesture detection
US20110261016A1 (en) Optical touch screen system and method for recognizing a relative distance of objects
JP5366789B2 (en) Input indication tool, control method therefor, and coordinate input device
US20120194479A1 (en) Input device and associated method
TWI540480B (en) Optical touch apparatus and optical touch method
US20170285773A1 (en) Active pen signal detection
CN101930324B (en) Object detecting system
US9886105B2 (en) Touch sensing systems
RU2575388C1 (en) Optical touch-sensitive device with speed measurement
JP5554689B2 (en) Position and motion determination method and input device
US20150234539A1 (en) Optical imaging system capable of detecting a moving direction of an object and imaging processing method for optical imaging system
KR102278747B1 (en) Contactless Screen Pad for Vehicle
TWI521413B (en) Optical touch screen
RU2566958C1 (en) Optical device for forming touch-sensitive surface
US8872803B2 (en) Optical touch system and touch object separating method thereof
US9535535B2 (en) Touch point sensing method and optical touch system
KR101588021B1 (en) An input device using head movement
TW201447648A (en) Portable optical touch system
TWI419011B (en) Method and system for tracking touch point
Lee et al. A TV pointing device using LED directivity
TW201419087A (en) Micro-somatic detection module and micro-somatic detection method
CN103064560A (en) Multipoint touch screen
TW201342137A (en) Optical operation system
CN112130689B (en) Touch display device, touch pen, touch display system and touch detection method of touch display system
CN103713734A (en) Miniaturized optical system, light source module and portable electronic device