CN102096518A - 电子设备及输入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一电子设备，具有一物理面，包括：第一、第二光源，分别设置在物理面第一边缘的两个顶点处，产生第一光学效果；定向反射部件，设置在与第一边缘相对的第二边缘上，将第一光学效果定向反射到第一、第二图像采集单元；第一、第二图像采集单元分别设置在第一、第二光源附近，用于捕获第一、第二光学效果的图像；第三光源，产生第三光学效果；漫反射部件，位于定向反射部件上，产生第四光学效果，将第四光学效果反射到第一、第二图像采集单元；处理单元，根据第二光学效果图像，确定操作体的位置范围；根据第四光学效果的图像确定操作体的位置。本发明还提供了一种输入方法。通过本发明的技术方案，有效的降低了触摸屏上的假点。

Description

电子设备及输入方法

技术领域

本发明涉及电子领域，更具体地涉及一种电子设备及其输入方法。

背景技术

目前，触摸技术得到了较普遍的应用，例如，采用光源照亮屏幕区域，当触摸物接触到屏幕时，触摸物的反光被摄像头捕捉，可根据该反光的图像来定位手指的位置。

如图1所示，图中示出了现有技术中的一种触摸屏方案，在屏幕108的左、右角安置光源104和摄像头106，屏幕的左右以及下侧设置定向反光条102(其面上设置有棱状结构，用于将光线原路返回)。采用光源104来照射屏幕，当触摸物触摸屏幕表面(例如图中的A)时，触摸物会阻断光线的传递，将光线散射到各个方向。两个摄像头会捕捉到触摸物的反光，这比不存在触摸物时光线要暗，即，探测到阴影。

该方案是通过在屏幕上方的两个摄像头采集的图像中黑暗区域(手指区域为非定向反射，会显得较暗)的位置计算出触摸物所在直线的位置。然后通过求两条直线的交点的方法，计算出手指的点击位置。

现有视觉为基础的触摸屏方案存在以下缺陷：

现有方案通过对单指点击的计算没有任何歧义，但当处理双指点击的时候，就需要面临假点(假像)分辩的问题了。

因为两个手指，与两个摄像头分别形成两条直线，总共四条直线，而这四条直线在屏幕上会有四个交点，如图2所示，无论手指点到A、B一对点的位置，还是C、D一对点的位置，都会形成这四条直线，***就不知道哪对点是正确的点。

当然可以利用运动跟踪，成像大小等算法来辅助识别，但是由于可用信息少而不能根本解决这一问题。

因此，需要一种能够克服上述缺陷的技术方案。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电子设备及输入方法，以克服上述缺陷。

根据本发明的一个方面，提供了一种电子设备，该电子设备具有一物理面，并且包括：第一光源和第二光源，分别设置在物理面的位于第一边缘的两个顶点处，用于产生第一光学效果；定向反射部件，至少设置在物理面的与第一边缘相对的第二边缘上，用于将第一光学效果定向反射到第一图像采集单元和第二图像采集单元；第一图像采集单元设置在第一光源附近，第二图像采集单元设置在第二光源附近，用于捕获第一光学效果的图像、第二光学效果的图像，其中，第二光学效果的图像是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第一光学效果上形成的；第三光源，用于产生第三光学效果；漫反射部件，设置于定向反射部件上，用于产生第四光学效果，并且将第四光学效果反射到第一图像采集单元和第二图像采集单元；其中，第四光学效果是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第三光学效果上形成的；处理单元，与第一图像采集单元和第二图像采集单元连接，用于根据第二光学效果的图像，确定操作体在触摸操作区域的位置范围；进一步根据第四光学效果的图像确定操作体在触摸操作区域的位置。

优选地，第三光源的波长不同于第一和第二光源的波长。

优选地，第三光源发光的时刻不同于第一和第二光源发光的时刻。

其中，第三光源设置于第一边缘上或者第一边缘外侧。

其中，第三光源设置于与第一边缘相邻的边缘上或者相邻的边缘外侧。

其中，第一光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，第一光源和第二光源将光线发射出来的效果；第二光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，操作体进入触摸操作区域后反射或阻挡光线后，从而在图像采集单元中形成图像的效果；第三光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，第三光源将光线发射出来的效果；第四光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，操作体进入触摸操作区域后阻挡第三光源的光线后，从而在第一图像采集单元和第二图像采集单元中形成图像的效果。

根据本发明的另一个方面，提供了一种输入方法，包括以下步骤：利用第一图像采集单元和第二图像采集单元捕获第一光学效果的图像、第二光学效果的图像，其中，第二光学效果的图像是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第一光学效果上形成的；依据第二光学效果的图像，确定操作体在触摸操作区域的位置范围；利用第一图像采集单元和第二图像采集单元采集第四光学效果；其中，第四光学效果是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第三光学效果上形成的；以及根据第四光学效果的图像确定操作体在触摸操作区域的位置。

优选地，第三光源的波长不同于第一和第二光源的波长。

优选地，第三光源发光时刻不同于第一和第二光源发光时刻。

本发明实施例具有以下有益效果：本发明的技术方案通过增加很少的附属设备，提供了足够可靠的信息，从而使触摸屏上的假点概率极大的减小了。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据现有技术的一种触摸屏结构及单点计算示意图；

图2是根据现有技术的触摸屏结构及双点计算示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的电子设备中触摸屏结构及双点计算示意图；以及

图4是根据本发明的一个实施例的输入方法流程图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

本发明中针对上述问题和现有解决方案的缺陷，提出以下方案来解决触摸屏对双指点击识别的问题。

图3是根据本发明的一个实施例的电子设备中光学触摸***结构及双点计算示意图；

该电子设备具有一物理面，并且包括：第一光源和第二光源，分别设置在物理面的位于第一边缘的两个顶点处，用于产生第一光学效果；定向反射部件，至少设置在物理面的与第一边缘相对的第二边缘上，用于将第一光学效果定向反射到第一图像采集单元和第二图像采集单元；第一图像采集单元设置在第一光源附近，第二图像采集单元设置在第二光源附近，用于捕获第一光学效果的图像、第二光学效果的图像，其中，第二光学效果的图像是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第一光学效果上形成的；第三光源，用于产生第三光学效果；漫反射部件，设置于定向反射部件上，用于产生第四光学效果，并且将第四光学效果反射到第一图像采集单元和第二图像采集单元；其中，第四光学效果是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第三光学效果上形成的；处理单元，与第一图像采集单元和第二图像采集单元连接，用于根据第二光学效果的图像，确定操作体在触摸操作区域的位置范围；进一步根据第四光学效果的图像确定操作体在触摸操作区域的位置。

优选地，第三光源的波长不同于第一和第二光源的波长。

优选地，第三光源发光的时刻不同于第一和第二光源发光的时刻。

其中，第三光源设置于第一边缘上或者第一边缘外侧。

其中，第三光源设置于与第一边缘相邻的边缘上或者相邻的边缘外侧。

其中，第一光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，第一光源和第二光源将光线发射出来的效果，具体说，是发射光线并照射物理面以及定向反光条的效果；第二光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，操作体进入触摸操作区域后反射或阻挡光线后，从而在图像采集单元中形成图像的效果，具体说，是操作体阻挡光线照射到定向反光条并将部分光线漫反射到第一图像采集单元和第二图像采集单元的效果；第三光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，第三光源将光线发射出来的效果，具体说，是发射光线并照射物理面以及漫反射条的效果；第四光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，操作体进入触摸操作区域后阻挡第三光源的光线后，从而在第一图像采集单元和第二图像采集单元中形成图像的效果，也就是阻挡第三光源的光线照射到漫反射条，从而在漫反射条上形成阴影的效果。

如图3所示，该光学触摸***包括两个光源304，分别设置于物理面308的左上角和右上角，用于发射光线，照射所述物理面表面；定向反光条302，设置于所述物理面的左、右侧以及下侧边缘，用于反射来自所述光源的光线。两个摄像头306，分别设置在物理面308的左上角和右上角，分别朝向物理面，用于采集进入物理面的触摸操作区域的操作体反射的光线，从而在摄像头中形成操作体的图像；处理器(图中未示出)，与摄像头相连，用于根据两个摄像头中所成的图像，利用三角形定位计算出触摸物的位置范围。

如前所述，对于双手指触摸的情况，现有技术中并不能准确判定触摸的位置，为此，本发明中在原有方案的基础上增加了两个部件：光源310，位于屏幕的上方；漫反射反光条，和原有定向反光条并存，例如可以采用平行粘贴的方式，置于定向反光条之上(图中处于定向反光条302同一位置)，当然也可以采用其他方式。

我们可以看到，光源310由于手指遮挡，在漫反射反光条上会形成阴影区域，而一对A、B位置的手指和一对C、D位置的手指所产生的阴影位置并不相同。这样我们就可以根据阴影区域来区别假点位置。

该***具体工作原理如下：第一、第二光源发出光线照射到物理面，定向反光条分别接收所述第一、第二光源发射的光线，并将光线基本沿着原路分别反射到位于光源附近的第一、第二摄像头中。当操作物体，例如手指，触摸物理面表面时，手指会阻挡光源发射的光线，部分光线会被反射，由于手指的反射是漫反射，这与定向反光条不同，所以手指反射的光线只有少量进入到摄像头中。因此两个摄像头捕捉到的来自手指这一方向的光线比不存在手指的情况下要少，所以，在摄像头看来，此方向光线较暗，即感测到阴影区域。对于每个手指，两个摄像头分别感测到一个光线较暗的方向，处理器根据其交点可确定手指的准确位置。

可是，对于两个手指同时触摸的情况，两个方向的直线会形成四个交点，处理器难以根据这些交点准确判定出哪两个阴影图像是两个手指的真实位置。

如前所述，本发明中，通过在原有方案的基础上增加了两个部件来解决上述问题。即，通过在屏幕的正上方设置第三光源，并且在定向反光条上并排设置漫反射条。

原理如下，第三光源发出光线，照射到物理面上各个区域。当两个操作物体，例如两个手指触摸物理面时，两个手指会阻挡来自第三光源的光线，从而在漫反射条上形成阴影，对于图中的情况，对于A、B两个位置的手指来说，其在漫反射条上所形成的阴影的位置是A’、B’。同理，对于C、D两个位置的手指来说，其在漫反射条上所形成的阴影的位置是C’、D’。由于该阴影形成在漫反射条上，所以摄像头可以采集到漫反射条上的阴影，摄像头与处理器相连，将图像传递给处理器，处理器根据两个摄像头之间的距离以及两个摄像头中分别形成的由于阻挡第一、第二光源所成的两个图像，以及，漫反射条上所形成的由于阻挡并漫反射所述第三光源的光线所形成的阴影图像，计算出手指的真实位置。

可见，通过本发明的上述技术方案能够区分出伪像，极大降低触摸屏上的假点概率。

以上所述仅是本发明实施例的一种方式，显然，该可以进行多种变化，例如，第三光源的位置不仅限于正上方，比如设置在第一和第二光源所在的物理面边缘上，并且位于两个光源之间的任意位置；或者不在该边缘上，而是位于物理面上该边缘上侧的任意位置；此外，还可以将第三光源设置在与第一和第二光源所在的物理面边缘相邻的两个边缘上或者边缘的外侧的预定位置，也可以实现预期的效果。

此外，漫反射条也可以根据需要设置在物理面的一侧或多侧。

此外，为了减小第一、第二光源对光源所产生的阴影的影响，可以采用以下方式：

方式一：采用不同波段的光。

例如，对于第一、第二光源采用波长范围为700-800nm的光，而第三摄像头采用850-950nm的光，二者互不干扰。可以采用对于这两个波段都敏感的摄像头进行采集。

方式二：分时照耀的方式。

即，可以采用同一波段的光，只是需要对第一、二光源或者第三光源要进行调制，使其分别在预定的时间内发光，不互相重叠，从而不会产生干扰。

图4是根据本发明的一个实施例的输入方法流程图。

该方法输入方法，包括以下步骤：利用第一图像采集单元和第二图像采集单元捕获第一光学效果的图像、第二光学效果的图像，其中，第二光学效果的图像是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第一光学效果上形成的；依据第二光学效果的图像，确定操作体在触摸操作区域的位置范围；利用第一图像采集单元和第二图像采集单元采集第四光学效果；其中，第四光学效果是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在第三光学效果上形成的；以及根据第四光学效果的图像确定操作体在触摸操作区域的位置。

优选地，第三光源的波长不同于第一和第二光源的波长。

优选地，第三光源发光时刻不同于第一和第二光源发光时刻。

综上所述，本发明的技术方案通过增加很少的附属设备，提供了足够可靠的信息帮助，从而使触摸屏上的假点概率极大的减小了。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具有一物理面，并且包括：

第一光源和第二光源，分别设置在所述物理面的位于第一边缘的两个顶点处，用于产生第一光学效果；

定向反射部件，至少设置在所述物理面的与所述第一边缘相对的第二边缘上，用于将所述第一光学效果定向反射到第一图像采集单元和第二图像采集单元；

所述第一图像采集单元设置在所述第一光源附近，第二图像采集单元设置在所述第二光源附近，用于捕获第一光学效果的图像、第二光学效果的图像，其中，所述第二光学效果的图像是用于操作所述电子设备的操作体进入所述触摸操作区域后在所述第一光学效果上形成的；

第三光源，用于产生第三光学效果；

漫反射部件，设置于所述定向反射部件上，用于产生第四光学效果，并且将所述第四光学效果反射到所述第一图像采集单元和第二图像采集单元；其中，所述第四光学效果是用于操作所述电子设备的操作体进入所述触摸操作区域后在所述第三光学效果上形成的；

处理单元，与所述第一图像采集单元和第二图像采集单元连接，用于根据所述第二光学效果的图像，确定所述操作体在所述触摸操作区域的位置范围；进一步根据所述第四光学效果的图像确定所述操作体在所述触摸操作区域的位置。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于：

所述第三光源的波长不同于所述第一和第二光源的波长。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于：

所述第三光源发光的时刻不同于所述第一和第二光源发光的时刻。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于：

所述第三光源设置于所述第一边缘上或者所述第一边缘外侧。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于：

所述第三光源设置于与所述第一边缘相邻的边缘上或者所述相邻的边缘外侧。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电子设备，其特征在于：

所述第一光学效果是从所述第一图像采集单元和第二图像采集单元看，所述第一光源和第二光源将光线发射出来的效果；所述第二光学效果是从第一图像采集单元和第二图像采集单元看，所述操作体进入所述触摸操作区域后反射或阻挡所述光线后，从而在所述图像采集单元中形成图像的效果；

所述第三光学效果是从所述第一图像采集单元和第二图像采集单元看，所述第三光源将光线发射出来的效果；

所述第四光学效果是从所述第一图像采集单元和第二图像采集单元看，所述操作体进入所述触摸操作区域后阻挡所述第三光源的光线后，从而在所述第一图像采集单元和第二图像采集单元中形成图像的效果。

7.一种输入方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用第一图像采集单元和第二图像采集单元捕获所述第一光学效果的图像、第二光学效果的图像，其中，所述第二光学效果的图像是用于操作电子设备的操作体进入触摸操作区域后在所述第一光学效果上形成的；

依据所述第二光学效果的图像，确定所述操作体在所述触摸操作区域的位置范围；

利用所述第一图像采集单元和第二图像采集单元采集第四光学效果；其中，所述第四光学效果是用于操作所述电子设备的操作体进入所述触摸操作区域后在所述第三光学效果上形成的；以及

根据所述第四光学效果的图像确定所述操作体在所述触摸操作区域的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述第三光源的波长不同于所述第一和第二光源的波长。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

所述第三光源发光的时刻不同于所述第一和第二光源发光的时刻。

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