CN1774692A - 触摸屏信号处理 - Google Patents

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Abstract

一种触摸屏(1)在所述屏幕(1)的一个或多个边缘处使用光源(4)，所述光源指引光线横跨所述屏幕(1)的表面，以及至少两个具有电子输出的相机(6)，位于所述屏幕(1)的***，接收来自光源(4)的光。接收所述相机(6)输出的处理器，并利用三角测量技术以确定接近所述屏幕(1)的物体的位置。对物体存在的探测包括在相机(6)探测由于物体的直射光的存在或缺失，使用屏幕表面作为镜面并在相机(6)探测由于物体的反射光的存在或缺失。光源(4)可以被调制，以提供相机(6)输出中的频段。

Description

触摸屏信号处理
发明领域
本发明涉及触摸感应屏，尤其涉及通过使用信号处理，光学探测物体的存在。
技术背景
现有技术的触摸屏具有五种主要形式。触摸屏输入器件的这五种形式包括电阻式、电容式、表面声波(SAW)式、红外(IR)式、以及光学式。每一种触摸屏类型都有其自身特性、优势和劣势。
电阻式为触摸屏技术中最常用的类型。它是在许多触摸屏应用中发现的低成本解决方案，其中触摸屏应用包括手持计算机、PDA、消费电子产品、以及零售点应用。电阻式触摸屏使用控制器和显示面上的特定涂附玻璃覆层，形成触摸连接。电阻式覆层的主要类型为4线、5线、以及8线。5线和8线技术对于制造和校准来说是更昂贵的，而四线提供更低的图像清晰度。通常给出两个选择：抛光或防炫光。抛光提供清晰图像，但通常引入炫光。防炫光使炫光最小化，但也将会进一步使光发散，从而降低清晰度。使用电阻式显示器的一个好处是可以通过手指(戴手套或不戴手套)、钢笔、触针、或硬物来使用它。然而，由于电阻膜层造成的图像清晰度的下降，以及其对刮擦的敏感性，电阻式显示器在公共环境中的效率更低。不管在商业上如何(trade-off)，因为相对较低的价格(更小的屏幕尺寸)，以及利用一系列输入装置(手指、手套、硬质和软质触针)的能力，电阻式屏幕是最普及的技术。
电容式触摸屏是全玻璃的，为使用在ATM以及类似书报亭等的类型应用而设计。电路位于屏幕的边角，小电量在屏幕中流转，测量接触覆层的人的电容。对屏幕的接触中断电流，并激活运行书报亭的软件。因为可以密封玻璃和将其装配在监视器上的玻璃框，所以触摸屏是耐用的，而且防水、防土和防尘。这使它通常使用在更苛刻的环境中，像游戏、贩卖零售显示、公共书报亭以及工业应用。然而，只能通过人的手指和戴手套的手指的触摸来激活电容式触摸屏，钢笔、触针或硬物是不起作用的。因此，在许多应用中，包括医疗和食物准备，是不适合使用它的。
表面声波(SAW)式技术提供更好的图像清晰度，因为它使用全玻璃结构。SAW触摸屏使用玻璃显示器覆层。声波在显示表面传播。通过沿覆层边缘的反射器阵列的反射，每一声波传播通过屏幕。两个接收器探测声波。当用户接触玻璃表面时，用户的手指吸收一定能量的声波，控制器电路测量接触位置。SAW触摸屏技术用于ATM、游乐园、银行和金融应用以及书报亭。该技术不能固定密封，并因此不适用于许多工业和商业应用。比较电阻和电容式技术，它提供较高的图像清晰度、分辨率、以及更高的光透射性。
红外式技术依赖于在显示屏前对红外光栅格的中断。触摸框架或光矩阵框架包含一排红外LED和光电晶体管；每个装配在两个相对面上，以生成不可见的红外光栅格。框架组件包括印刷线路板，其中光电器件装配在线路板上，且框架集合隐藏在红外透明玻璃框之后。玻璃框保护光电器件免受操作环境的影响，同时允许红外光束通过。红外控制器连续脉动LED产生红外光束栅格。当触针，例如手指进入栅格时，它就遮挡了光束。一个或多个光电晶体管探测到没有光，并发射识别x和y坐标的信号。红外式触摸屏经常用于制造和医疗应用，因为它们可以完全密封，并使用任何数量的硬质或软质物体来操作。红外式的主要问题是触摸框架是轻微地“坐”在屏幕之上的。因此，在手指或触针实际接触到屏幕之前，它易受“过早激活”的影响。制造红外玻璃框的成本也是相当高的。
触摸屏的光学成像使用线扫描相机、数字信号处理、前向或后向照明以及算法的组合，来确定触点。通过沿显示表面扫描，成像透镜对用户的手指、触针或物体成像。由于移动的阴影和亮光，这种触摸屏类型易受误读取的影响，同时要求在进行读取前触摸屏幕。已经做出尝试去克服这些劣势。使用光学成像技术的触摸屏在以下出版物中公开。
使用数字环境光采样的触摸屏在US4943806中公开，具体地，该专利公开了一种触摸输入器件，可以持续采样和存储环境光读取信息，并与先前进行的读取进行比较。这样使亮光和阴影的效果最小化。
与计算机***共同使用的触摸屏在US5914709中公开。具体地，公开了使用阈值调整处理，对触摸敏感的用户输入器件。读取光强值，并建立“开”阈值，频繁且周期性地执行该阈值测量与调整。
美国专利号5317140专利公开一种方法，用于光学确定触摸屏显示器上物体的位置和方向。具体地，散射体置于光源之上，产生触摸屏上的平均光强。
美国专利号5698845公开一种触摸屏显示器，使用光探测装置，以两倍的商用AC线光源频率，调制光发射器的开/关频率。接收器确定存在的光，并与透射的实际信号比较。
美国专利号4782328公开一种触摸屏，使用光传感器单元，置于触摸屏上方的预定高度处，并且当指示物接近触摸屏时，其反射或遮蔽的环境光束使得其被感知到。
美国专利号4868551公开一种触摸屏，通过探测指示物反射回来的光(反射或散射)，可以探测接近显示器表面的指示物。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种触摸敏感屏幕，用于以某种方式克服所述劣势，或至少向公众提供有益的选择。
依照本发明第一个方面，可以广义地认为本发明在于一种触摸显示器，其中该触摸显示器包括：
让用户在其上或其中触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处的光源，所述光源指引光线横跨所述屏幕的表面；
至少两个具有输出信号的相机，所述每个相机位于所述屏幕的***，对所述屏幕之前的空间成像，所述输出信号包括扫描图像；
处理所述输出信号以探测光的等级的装置，所述光包括：
所述光源发出的直接光，和/或
从所述光源反射的光；
接收所述相机处理过的输出信号的处理器，所述处理器利用三角测量技术以及所述已处理的输出信号，确定已处理的输出信号是否指明接近所述屏幕的物体的存在，而且如果是肯定的话，确定所述物体的位置。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
优选为所述处理器以平面屏幕坐标确定所述物体的位置。
优选为所述光源在所述屏幕之后，被安排用于将光投射通过所述屏幕，而所述显示器包括，在每个边缘具有光源，在所述屏幕之前的光反射器，指引所述光源发射的光通过所述屏幕的表面。
优选为所述相机为线扫描相机，所述相机输出信号包括扫描行上的信息，而所述处理器使用所述信息确定所述物体的位置。
优选为所述触摸显示器包括：
调制所述光源发出的所述光线的装置，提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
优选为所述用于处理所述输出信号的装置包括所述排除所述频带之外的图像数据的装置，而所述排除所述频带之外的图像数据的装置包括滤波功能。
优选为所述滤波功能包括应用从以下集合中选择的滤波器，该集合包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
优选为所述触摸显示器包括：
控制所述光源的装置；以及
获得和处理图像的装置，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测光的等级之前，所述处理所述输出信号的装置从发光状态中减去环境光状态。
优选为所述光源为LED，而所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中光源的该部分独立于所述光源其他部分。
优选为控制所述光源的部分工作的装置包括独立控制所述光源的有效强度的装置。
优选为所述控制所述光源的部分的装置包括对所述部分反相布线，并使用桥式驱动器来驱动。
优选为控制所述光源的部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
优选为控制所述光源的部分的装置包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
优选为所述获得和处理图像的装置包括控制所述光源的部分和所述每个相机，而所述处理所述输出信号的装置包括处理信息，确定所述部分是照亮发光的还是未发光的。
优选为接收图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
依照本发明第二个方面，可以广义地认为本发明在于触摸显示器，其中该触摸显示器包括：
让用户在其上或其中触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处的光源，所述光源指引光线横跨所述屏幕的表面；
至少两个位于所述屏幕***、具有输出信号的相机，定位所述相机，使得其不接收所述光源发出的直接光，所述每个相机对所述屏幕之前的空间成像，所述输出信号包括扫描图像；
处理所述输出信号以探测反射光的等级的装置；以及
接收所述相机处理过的输出信号的处理器，所述处理器利用三角测量技术以及所述已处理的输出信号，确定已处理的输出信号是否指明接近所述屏幕的物体的存在，而且如果是肯定的话，指明所述物体的位置。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
优选为所述处理器以平面屏幕坐标确定所述物体的位置。
优选为所述触摸显示器包括：
调制所述光源发出的所述光线的装置，提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
优选为所述用于处理所述输出信号的装置包括所述排除所述频带之外的图像数据的装置，而所述排除所述频带之外的图像数据的装置包括滤波功能。
优选为所述滤波功能包括应用从以下集合中选择的滤波器，该集合包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
优选为所述触摸显示器包括：
控制所述光源的装置；以及
获得和处理图像的装置，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测光的等级之前，所述处理所述输出信号的装置从发光状态中减去环境光状态。
优选为所述光源为LED，而所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中该部分独立于所述光源其他部分。
优选为控制所述光源的部分工作的装置包括独立控制所述光源的有效强度的装置。
优选为控制所述光源的部分的装置包括对所述部分反相布线，并使用桥式驱动器来驱动。
优选为控制所述光源部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
优选为控制所述光源的部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
优选为控制所述光源的部分的装置包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
优选为所述获得和处理图像的装置包括控制所述光源的部分和所述每个相机，而所述处理所述输出信号的装置包括处理信息，确定所述部分是发光的还是不发光的。
优选为获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
优选为所述屏幕是反射式的，所述相机进一步对所述屏幕成像，而所述处理输出信号的装置从镜像中探测光的等级。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物体相对于所述相机的相对方位以及所述物体与所述屏幕之间的距离。
依照本发明第三个方面，可以广义地认为本发明在于一种接收关于图像的用户输入信号的方法，其中该方法包括以下步骤：
提供让用户在其上或其中触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处提供光源，所述光源指引光线通过所述屏幕的表面；
提供至少两个具有输出信号的相机，所述每个相机位于所述屏幕的***，对所述屏幕之前的空间成像，所述输出信号包括扫描图像；
处理所述输出信号，探测光的等级，所述光包括：
所述光源发出的直接光，和/或
所述光源发出的反射光；
处理所述相机处理过的输出信号，利用三角测量技术获得所述物体的位置。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
优选为所述位置是平面屏幕坐标。
优选为所述光源在所述屏幕之后，被安排用于将光投射通过所述屏幕，而所述显示器包括，在每个边缘具有光源，在所述屏幕之前的光反射器，指引所述光源发射的光横跨所述屏幕的表面。
优选为所述相机为线扫描相机，所述相机输出信号包括扫描行上的信息，而所述处理器使用所述信息确定所述物体的位置。
优选为所述方法包括以下步骤：
调制所述光源发出的所述光线的装置，提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
优选为处理所述输出信号的步骤包括排除所述频带之外的图像数据的步骤，而所述排除所述频带之外的图像数据的步骤包括滤波。
优选为所述滤波包括应用从以下集合中选择的滤波器的步骤，该集合包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
优选为所述方法包括以下步骤：
控制所述光源，以及
获得和处理图像，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测光的等级之前，所述处理所述输出信号的步骤从发光状态中减去环境光状态。
优选为所述光源为LED，而所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中该部分独立于所述光源其他部分。
优选为控制所述光源的部分工作的步骤包括独立控制所述光源的有效强度。
优选为所述控制所述光源的部分的步骤包括对所述部分反相布线，并使用桥式驱动器来驱动。
优选为控制所述光源的部分的步骤包括使用对角桥式驱动器。
优选为控制所述光源的部分的步骤包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
优选为所述接收和处理图像的步骤包括控制所述光源的部分和所述每个相机，而所述处理所述输出信号的步骤包括处理信息，确定所述部分是发光的还是不发光的。
优选为获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
依照本发明第四个方面，可以广义地认为本发明在于一种接收关于图像的用户输入信号的方法，其中该方法包括以下步骤：
提供让用户在其上或其中触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处提供光源，所述光源指引光线通过所述屏幕的表面；
提供至少两个位于所述屏幕***、具有输出信号的相机，定位所述相机，使得其不接收所述光源发出的直接光，对所述屏幕之前的空间成像，所述输出信号包括扫描图像；
处理所述输出信号以探测反射光的等级的装置；以及
处理所述相机处理过的输出信号，利用三角测量技术以及所述已处理的输出信号，确定已处理的输出信号是否指明接近所述屏幕的物体的存在，而且如果是肯定的话，指明所述物体的位置。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
优选为所述处理器以平面屏幕坐标确定所述物体的位置。
优选为所述方法包括：
调制所述光源发出的所述光线的装置，提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
优选为所述用于处理所述输出信号的装置包括所述排除所述频带之外的图像数据的装置，而所述排除所述频带之外的图像数据的装置包括滤波。
优选为所述滤波包括应用从以下集合中选择的滤波器，该集合包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
优选为所述方法包括：
控制所述光源的装置；以及
获得和处理图像的装置，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测光的等级之前，所述处理所述输出信号的装置从发光状态中减去环境光状态。
优选为所述光源为LED，而所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中该部分独立于所述光源其他部分。
优选为控制所述光源的部分工作的装置包括独立控制所述光源的有效强度的装置。
优选为控制所述光源的部分的装置包括对所述部分反相布线，并使用桥式驱动器来驱动。
优选为控制所述光源的部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
优选为控制所述光源的部分的装置包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
优选为所述获得和处理图像的装置包括控制所述光源部分和所述每个相机，而所述处理所述输出信号的装置包括处理信息，确定所述部分是发光的还是不发光的。
优选为获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
优选为所述屏幕是反射式的，所述相机进一步对所述屏幕成像，而所述处理输出信号的装置从镜像中探测光的等级。
优选为所述已处理的输出信号指明假定的物体相对于所述相机的相对方位以及所述物体与所述屏幕之间的距离。
依照本发明第五个方面，可以广义地认为本发明在于一种接收关于图像的用户输入信号的方法：
在所述图像***或附近提供至少一个光源，所述光源指引光线通过所述图像；
在所述图像***或附近的至少两个位置探测光的等级，并提供所述等级作为输出信号；
利用三角测量技术处理所述输出信号，确定所述输出信号是否指明接近所述图像的物体的存在，而且如果是肯定的话，指明所述物体的位置。
优选为所述位置基本上为非相对的，使得当存在物体时，所述输出信号基本上指明所述物体的反射光。
依照本发明第六个方面，可以广义地认为本发明在于一种关于图像的、用于定位物体的用户输入器件，包括：
至少一个光源，位于所述图像***或其附近，所述光源指引光线通过所述图像；
在一个具有输出的探测器处，所述探测器位于所述图像处或其附近，对所述屏幕之前的空间成像，所述输出信号指明光的等级；接收所述输出信号并使用三角测量技术的处理器，而所述输出信号确定所述物体的存在，而且如果存在，指明所述物体的位置。
附图简述
现在将参考附图描述本发明的一个优选形式；
图1为本发明触摸屏的优选实施例的正视图的图形说明，
图1a为沿图1中X-X线剖开的横截面图的图解，
图1b为本发明触摸屏的优选实施例的前向照明的图解，
图2为本发明触摸屏的优选实施例的镜像效果的图解，
图2a为本发明触摸屏的优选实施例的滤波实施的方框图，
图2b为本发明优选实施例中，通过面相机拍摄的、并传输到处理模块的像素的图形说明，
图3为本发明触摸屏的优选实施例的***方框图，
图4为本发明触摸屏的优选实施例中，使用镜像信号确定物***置的侧视图，
图4a为本发明触摸屏的优选实施例中，使用镜像信号确定物***置的顶视图，
图5为本发明触摸屏的优选实施例中的校准方法的图解，
图6为本发明触摸屏的优选实施例中，在频域内，表征处理模块中成像器的输出信号的曲线图，
图6a为本发明触摸屏的优选实施例中，在频域内，表征滤波器响应成像器的输出信号的曲线图，
图6b为本发明触摸屏的优选实施例中，在频域内，经过两种类型的滤波之后，表征物体与背景的分离的曲线图，
图7为本发明触摸屏的可选实施例的正视图的图解，
图7a为本发明触摸屏的可选实施例中沿X-X线剖开的横截面图的图解，
图7b为本发明触摸屏的可选实施例的后向照明的图解，
图7c为控制本发明可选实施例的感应高度的后向照明的图解，
图7d为本发明可选实施例中，通过线扫描相机拍摄的、并传输到处理模块的像素的图形说明，
图8为本发明可选实施例中，表征物体与背景的简单分离的曲线图，
图9示出用于本发明的局部的背向照明中的不同驱动安排，
图9a示出本发明中由两条线路驱动的两段背光，
图9b示出本发明中由四条线路驱动的十二段背光，以及
图9c示出本发明中分布式移位寄存器背光的一个例子。
发明详述
本发明涉及光学成像触摸屏领域内对信号处理的改进。在优选实施例中，光学触摸屏使用前向照明，并且由屏幕、一系列光源、以及至少两个面扫描相机组成，其中相机置于相同平面内，并置于屏幕的边缘。在另一个实施例中，光学触摸屏使用背向照明；屏幕被置于触摸面板之后的光源阵列所环绕，其中改变这些光源的方向，使其横跨屏幕的表面。在相同平面内使用至少两个线扫描相机，作为触摸屏面板。这些实施所产生的对信号处理的改进在于当物体紧密接近触摸屏表面时，可以感知到物体，校准比较简单，而通过改变环境光条件，例如移动光线或阴影，不会影响对物体的感知。
常规触摸屏***1的方框图示于图3。信息从相机6流向视频处理单元以及计算机，共同被称为处理模块10。处理模块10执行许多类型的计算，包括滤波、数据采样、以及三角测量，并控制照明源4的调制。
前向照明触摸屏
本发明触摸屏的优选实施例示于图1。触摸屏***1由监视器2、触摸屏面板3、至少两个光源4、处理模块(未示出)以及至少两个面扫描相机6组成。向用户显示信息的监视器2位于触摸屏面板3之后。在触摸屏面板3和监视器2之下是面扫描相机6和光源4。光源4优选为发光二极管(LED)，但可以是另一种类型的光源，例如，荧光管。因为可以按要求地调制，所以可以理想地使用LED，它们没有内在的转换频率。相机6和LED 4位于与触摸面板3相同的平面上。
参考图1a，面扫描相机6的视场6a以及LED 4的辐射路径4a位于相同平面内，并与触摸面板3平行。当物体7，显示为手指，进入辐射路径4a时，它被辐照。这被典型地认为是前向面板照明或物体照明。在图1b中，再次阐明该原则。一旦手指7进入辐射场4a，信号就反射回相机6。这表明手指7接近或接触到触摸面板3。为了确定手指7是否实际接触到触摸面板3，必须确定触摸面板3的位置。使用另一个信号，镜像信号执行这一步。
镜像信号
当物体7接近触摸面板3时产生镜像信号。优选为触摸面板3由具有反射特性的玻璃制成。如图2所示，手指7以距离8位于触摸面板3以上，而且在触摸面板3中的镜像为7a。相机6(仅示为相机透镜)对手指7及其反射像7a成像。手指7的图像在面板3中反射为7a；这可以通过视场线6b、6c和虚视场线6d观察到。这允许相机6对手指7的反射像7a成像。相机6产生的数据对应于视场线6e、6b进入相机6的位置。该数据随后进入处理模块10用于分析。
处理模块10的一个部分示于图2a。在处理模块10内是一系列以软件实现的扫描成像器13，以及数字滤波器11，以及比较器12。触摸面板上存在固定数量的像素，例如30,000像素。这些可以分解为100列的300个像素。像素数量可以多于或少于使用的数量，该数量仅用于示例。在此情况下，存在30,000个数字滤波器11和比较器12，分到100列的300像素中，这形成一个矩阵，类似于监视器2上的像素形成的矩阵。图2a示出对一列的表示，通过一个图像扫描器13和数字滤波器11和比较器12组成的三个组14a、14b、14c来实现，这允许读取三个像素中的信息。该矩阵的一个更具说明性的实例示于图2b。八个像素3a-3h以列的集群与图像扫描器13相连，随后该图像扫描器与滤波器11和比较器12相连(作为处理模块10的一部分)。图2b中使用的数目仅用于举例说明；像素的准确数量可以大于或小于该数量。图解中示出的像素可以不形成面板3中的形状，它们的形状将由所使用的相机6的位置和类型来规定。
往回参考图2，手指7和镜像手指7a激活至少两个像素；为简便而使用两个像素。这通过进入处理模块10的视场线6e和6b示出。这样激活了软件，因而两个信号通过数字滤波器11和比较器12，并导致形成数字信号输出12a-12e。比较器12将滤波器11的输出信号与预定阈值比较。如果在像素处探测到所讨论的手指7，输出信号将会较高，否则将会较低。
镜像信号也提供手指7关于相机6的位置信息。可以确定面板3上方的手指7的高度8，以及手指7的角度位置。从镜像信号收集到的信息足够确定手指7关于面板3的位置在哪里，而手指7不需要接触到面板3。
图4和4a示出能够从镜像信号处理中获得的位置信息。位置信息在极坐标中给定。位置信息涉及手指7的高度，且手指7的位置在面板3之上。
再次参考图2，在输出12a-12e之间的距离内可以看见手指7位于面板3之上的高度。在此实例中，手指7在面板之上高度8处，输出12b和12e生成高信号。其他输出12a、12d输出低信号。可以发现高输出12b、12e之间的距离9两倍于手指在面板3之上的高度8。
调制
处理模块10调制和校准LED 4，并设定采样率。调制LED 4，在最简单的实施例中，LED 4以预定频率接通和切断。可能有其他类型的调制，例如正弦波调制。以高频调制LED 4导致读取频率(当感知手指7时)明显大于由改变光线和阴影产生的任何其他频率。调制频率大于500Hz但不超过10kHz。
采样
相机6持续生成输出信号，由于数据和时间限制，由处理模块10周期性采样。在优选实施例中，采样率至少为调制频率的两倍；这是为了避免假频。LED和采样频率的调制不需要同步。
滤波
频域内，扫描成像器13的输出信号示于图6。在图6中，存在两种典型曲线，当没有感知到物体时，一种示为21，当感知到手指时，一种示为20。在两种曲线中，在大约5至20Hz处，存在阴影22的移动区域，而在大约50至60Hz处，存在AC主频率区域23。
在优选实施例中，当视场中没有物体时，没有信号传输到面相机，因此在输出信号中也不存在其他峰值。当物***于视场中时，存在对应于LED调制频率，例如500Hz的信号24。通过不同形式的滤波器可以移除更低的不必要的频率22、23。滤波器类型可以包括梳状、高通、陷波、以及带通滤波器。
在图6a中，图像扫描器的输出信号与应用于信号20的一对不同的滤波响应26、27一同示出。在简单实施中，可以执行500Hz的梳状滤波器26(如果使用500Hz的调制频率)。这样仅移除最低频率。更高级的实施涉及使用带通27或陷波滤波器。在此情况下，除了希望获得想得到的频率的区域外，所有的数据被移除。在图6a中示出应用于调制频率为500Hz的信号20的500Hz窄带滤波器27。滤波器26、27的输出信号30、31进一步示于图6b。上方的曲线图示出使用梳状滤波器26时的输出信号30，而下方的曲线图示出使用带通滤波器27时的输出信号31。带通滤波器27移除所有不必要的信号，使其离开受关注的区域。
一旦信号被过滤，且受关注的区域内的信号被识别，得到的信号通过比较器，被转换为数字信号，执行三角测量以确定物体的实际位置。三角测量在现有技术中已知，并公开于US5534917和US4782328，并在这里作为参考引入。
校准
本发明触摸屏的优选实施例使用非常快速而且方便于校准，允许触摸屏应用在任何情况下，并允许其移动到新位置，例如将触摸屏制成手提电脑。校准涉及在三个不同位置31a、31b、31c的接触面板3，如图5所示；这样定义了触摸面板3的触摸平面。这三个接触点31a、31b、31c向处理模块(未示出)提供足够的信息，计算关于触摸面板3的触摸平面的位置和大小。如前所述，每个接触点31a、31b、31c使用镜像信号和直接信号，生成要求的数据。这些接触点31a、31b、31c可以在面板3周围变化，它们不必是示出的实际位置。
后向照明触摸屏
图7示出本发明触摸屏的可选实施例。如同优选实施例中一样，监视器40位于触摸面板41之后，而光源阵列42围绕在面板41的侧面和较低的边缘。这些光线指向外，朝向用户，并被漫射板43改变方向横跨面板41。光源阵列42由许多发光二极管(LED)组成。漫射板43用于改变LED 42发射光线的方向，并使其漫射并横跨面板41。至少两个线扫描相机44位于面板3的上边两个拐角，并能够对物体成像。相机44可选择地位于面板41***周边的任何位置。围绕触摸面板41的***，是玻璃框45或外壳。玻璃框45作为框架防止被照射光透射到外部环境。玻璃框45将光束反射入相机44，使得当没有物体接近触摸面板41时，光信号总能读入相机44。
可选择地，光源阵列42可以被冷阴极管取代。当使用冷阴极管时，不必要将漫射板43作为漫射光线的阴极管的外管。冷阴极管布置在沿面板41的一个侧面的全长上。这提供在面板41的表面上基本均匀的光强。不是优选使用冷阴极管，因为对于对它们进行修改以适应面板41的每个侧面的具体长度，是困难且昂贵的。使用LED允许在面板41的大小和形状上有更大的灵活性。
当光源阵列42由许多LED组成时，使用漫射板43。漫射板43用于漫射LED发射的光线，并改变其方向到面板41的表面上。如图7a所示，LED 42发射的光47在面板41的直角处开始其路径。一旦它照射到漫射板43，就改变方向，平行于面板41。光47在面板41的表面略上方传播，以辐照面板41。如前所述，通过处理模块(未示出)校准和调制光47。
参考图7a，增加玻璃框45的宽度46可以增加或减少。增加玻璃框45的宽度46可以增加物体可以被感知到的距离。类似地，相反的情况就用于减少玻璃框45的宽度10。
线扫描相机44由CCD元件、透镜以及驱动控制电路组成。当相机44拍摄到图像时，就产生相应的输出信号。
参考图7b和7c，当不使用触摸屏时，也就是，当没有用户的交互作用或输入时，光源阵列42发射的所有光线都传输到线扫描相机44。当存在用户输入时，也就是，用户通过用他们的手指接触屏幕，在屏幕上选择某物时；一部分传输到相机44的光就被中断。通过利用三角测量算法对相机44的输出数据进行计算，可以确定激活位置。
线扫描相机44可以读取两个光变量，也就是LED 42透射出来的直接光和反射光。感应和读取直接和镜像光的方法与之前描述的方法类似，但作为线扫描相机更简单，一次可以只读取面板的一列；当使用面扫描相机时，面板不会分解为矩阵。图7d示出面板41被分解为部分14a-14d(线扫描相机可以拍摄)的情况。之前已经描述了处理的其余部分。该图解中示出的像素不可以形成面板41中的形状，它们的形状将由使用的相机44的位置和类型来规定。
在可选实施例中，由于玻璃框包围触摸面板，线扫描相机将会持续读取LED透射出来的调制光。这将导致不管何时没有物体中断光路径时，输出信号中都会出现调制频率。当物体中断光路径时，输出信号中的调制频率将不会出现。这表明物体是接近或者接触到触摸面板。出现在输出信号中的频率高度是优选实施例中的频率高度的两倍(两倍幅值)。这是由于一次出现了两组信号(直接和镜像)。
在另外的可选实施例中，图8所示，当调制LED的接通和切断时，采样相机的输出信号。这提供对环境光加背照明的读取50，以及单独对环境光的读取51。当物体中断LED发出的光时，在输出信号50中存在下陷52。当环境光变化非常大时，难以观察到较小的下陷52。由于这个原因，从环境光和背照明读取50中减去环境光读取51。这导致出现可以观察到下陷52的输出信号54，从而可以使用简单的阈值来识别下陷52。
以与之前描述的相同方式执行可选实施例的校准，但是接触点31a、31b、31c(参考图5)不能在一条线上，它们必须散布在面板3的表面。
在图7中，背照明被分解为许多单独的部分，42a至42f。一个部分或部分的子集在任何时候激活。图像传感器44的像素子集对每个部分成像。对比利用单个背照明控制的***，背照明发射器在更短时间内以更高电流工作。因为限制发射器的平均功率，增加了峰值亮度。增加的峰值亮度改进了环境光的性能。
可以有利地安排背照明的转换，使得当辐照一个部分时，可以通过信号处理器测量另一个部分的环境光等级。通过同时测量环境光和背照明部分，提高了单一的背照明***的速度。
通过控制LED电流或脉冲宽度适应性地调整背照明亮度，激活每个部分，以使在使用最小平均功率的同时，对于查看该部分的像素，保持信号与噪声加环境光的恒定比值。
从多个方法中的一个中实现以最小数量的控制线来控制多个部分。
在两部分背照明的第一实施中，两组二极管44a、44b可以反相布线并被桥式驱动器驱动。
在具有多于两个部分的第二实施中，使用对角桥式驱动器。在图9b中，4线可以选择12个部分中的一个，5线可以驱动20个部分，而6线可以驱动30个部分。
在第三实施9c中，对于大量的部分，移位寄存器60物理分布在背照明的周围，并且只要求两条控制线。
在本领域，X-Y多路排列是众所周知的。例如8+4线用于控制32个LED的4位显示。图9b示出12个LED的4线对角多路排列。控制线A、B、C、D由三态输出信号，例如通常可以在诸如MicrochipPIC系列等微处理器的管脚中获得的信号来驱动。每个三态输出信号具有两个电子开关，通常为场效应管。可以接通一个开关或两个开关都不能接通。为启动LED L1a，只能使用开关A1和B0。为启动L1B，操作A0和B1。为启动L2a，使用开关A1和D0，等等。该排列可以与任何数量的控制线共同使用，但特别有利于4、5、6条控制线的情况，其中可以控制12、20、30个LED，同时保持印刷线路板的轨迹比较简单。在使用更高控制数量的地方，使用退化的形式是比较有利的，其中省略了一些可能存在的LED，减轻实际互联的难度。
对角多路***具有下列特性：
—有利于存在4条或更多控制线的情况
—要求对每条控制线实行三态推挽驱动
—优于在交叉点使用LED控制线的x-y排列，该排列表现为控制线和设置在控制线之间的每一组对角上的一对反相LED组成的环路。可以唯一地选择每个LED，也可以选择特定的组合。
—使用可能的最小线数
—在线上需要使用emc滤波的情况下，明显节省了元件
对于那些涉及本发明领域的技术人员而言，本发明中还有对结构的许多改变、不大相同的实施例以及应用并不背离在附加的权利要求书中定义的发明范围。这里的公开和描述纯粹为说明性的，而且不用于任何对理解的限制。

Claims (71)

1.一种触摸显示器，包括：
让用户在其上或通过其触摸并查看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处的光源，所述光源指引光线横跨所述屏幕的表面；
至少两个具有输出的相机，每个所述相机位于所述屏幕的***，对所述屏幕之前的空间成像，所述输出包括扫描的图像；
处理所述输出的装置，以探测光的等级，所述光包括：
来自所述光源的直接光，和/或
来自所述光源的反射光；
接收所述相机已处理的输出的处理器，所述处理器利用三角测量技术以及所述已处理的输出，以确定该已处理的输出是否表示有接近所述屏幕的物体的存在，而且如果是肯定的话，表示所述物体的位置。
2.根据权利要求1所述的触摸显示器，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
3.根据权利要求1或2所述的触摸显示器，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
4.根据权利要求1至3中任何一个所述的触摸显示器，其中所述处理器以平面屏幕坐标确定所述物体的位置。
5.根据权利要求1至4中任何一个所述的触摸显示器，其中所述光源在所述屏幕之后，设置为将光投射通过所述屏幕，且所述显示器包括，在每个边缘具有的光源，在所述屏幕之前的光反射器，指引所述光源发射的光横跨所述屏幕的表面。
6.根据权利要求1至5中任何一个所述的触摸显示器，其中所述相机为线扫描相机，所述相机输出包括扫描线上的信息，且所述处理器使用所述信息确定所述物体的位置。
7.根据权利要求1至6中任何一个所述的触摸显示器，包括：
调制所述光源发出的所述光线的装置，以提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
8.根据权利要求7所述的触摸显示器，其中所述用于处理所述输出的装置包括所述排除所述频带之外的图像数据的装置，而所述排除所述频带之外的图像数据的装置包括滤波。
9.根据权利要求8所述的触摸显示器，其中滤波包括应用从以下组中选择的滤波器，该组包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
10.根据权利要求1至9中任何一个所述的触摸显示器，包括：
控制所述光源的装置；以及
获得和处理图像的装置，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测所述光的等级之前，所述处理所述输出的装置从该发光状态中减去该环境状态。
11.根据权利要求1至10中任何一个所述的触摸显示器，其中所述光源为LED，而所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中所控制的该部分独立于所述光源其他部分。
12.根据权利要求11所述的触摸显示器，其中控制所述光源的部分工作的装置包括独立控制所述光源的有效强度的装置。
13.根据权利要求11或12所述的触摸显示器，其中所述控制所述光源部分的装置包括对所述部分反向布线，并使用桥式驱动器来驱动。
14.根据权利要求11或权利要求12所述的触摸显示器，其中所述控制所述光源部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
15.根据权利要求11或权利要求12所述的触摸显示器，其中所述控制所述光源部分的装置包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
16.根据权利要求11至15中任何一个所述的触摸显示器，其中所述获得和处理图像的装置包括控制所述光源部分和所述每个相机，且所述处理所述输出的装置包括处理关于所述部分是发光的还是不发光的信息。
17.根据权利要求16所述的触摸显示器，其中在获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
18.一种触摸显示器，包括：
让用户在其上或通过其触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处的光源，所述光源指引光线横跨所述屏幕的表面；
至少两个位于所述屏幕***、具有输出的相机，将所述相机设置为使其不接收所述光源发出的直接光，所述每个相机对所述屏幕之前的空间成像，所述输出包括扫描的图像；
处理所述输出的装置，以探测反射光的等级；以及
接收所述相机已处理的输出的处理器，所述处理器利用三角测量技术以及所述已处理的输出，以确定已处理的输出是否表示有接近所述屏幕的物体的存在，而且如果是肯定的话，表示所述物体的位置。
19.根据权利要求18所述的触摸显示器，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
20.根据权利要求18或19所述的触摸显示器，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
21.根据权利要求18至20中任何一个所述的触摸显示器，其中所述处理器以平面屏幕坐标确定所述物体的位置。
22.根据权利要求18至21中任何一个所述的触摸显示器，包括：
调制所述光源发出的所述光线的装置，以提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
23.根据权利要求22所述的触摸显示器，其中所述用于处理所述输出的装置包括所述排除所述频带之外的图像数据的装置，且所述排除所述频带之外的图像数据的装置包括滤波。
24.根据权利要求23所述的触摸显示器，其中所述滤波包括应用从以下组中选择的滤波器，该组包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
25.根据权利要求18至24中任何一个所述的触摸显示器，包括：
控制所述光源的装置；以及
获得和处理图像的装置，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测该光的等级之前，所述处理所述输出的装置从该发光状态中减去该环境光状态。
26.根据权利要求18至25中任何一个所述的触摸显示器，其中所述光源为LED，而所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中所控制的该部分独立于所述光源其他部分。
27.根据权利要求26所述的触摸显示器，其中控制所述光源的部分工作的装置包括独立控制所述光源的有效强度的装置。
28.根据权利要求26或27所述的触摸显示器，其中控制所述光源的部分的装置包括对所述部分反向布线，并使用桥式驱动器来驱动。
29.根据权利要求26或27所述的触摸显示器，其中控制所述光源的部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
30.根据权利要求26或27所述的触摸显示器，其中所述控制所述光源的部分的装置包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
31.根据权利要求26至30中任何一个所述的触摸显示器，其中所述获得和处理图像的装置包括控制所述光源的部分和所述每个相机，且所述处理所述输出的装置包括处理关于所述部分是发光的还是不发光的信息。
32.根据权利要求31所述的触摸显示器，其中获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
33.根据权利要求18至31中任何一个所述的触摸显示器，其中所述屏幕是反射式的，所述相机进一步对所述屏幕成像，而所述处理输出的装置从镜像中探测该光的等级。
34.根据权利要求33所述的触摸显示器，其中所述已处理的输出表示假定的物体相对于所述相机的相对方位以及所述物体与所述屏幕之间的距离。
35.一种关于图像的接收用户输入的方法，包括以下步骤：
提供让用户在其上或通过其触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处提供光源，所述光源指引光线横跨所述屏幕的表面；
提供至少两个具有输出的相机，所述每个相机位于所述屏幕的***，对所述屏幕之前的空间成像，所述输出包括扫描的图像；
处理所述输出，以探测光的等级，所述光包括：
来自所述光源的直接光，和/或
来自所述光源的反射光；
处理所述相机已处理的输出，利用三角测量技术获得所述物体的位置。
36.根据权利要求35所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
37.根据权利要求35或权利要求36所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
38.根据权利要求35至37中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述位置是平面屏幕坐标。
39.根据权利要求35至38中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述光源在所述屏幕之后，被设置为将光投射通过所述屏幕，而所述显示器包括，在每个边缘具有的光源，在所述屏幕之前的光反射器，指引所述光源发射的光横跨所述屏幕的表面。
40.根据权利要求35至39中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述相机为线扫描相机，所述相机输出包括扫描线上的信息，且所述处理器使用所述信息确定所述物体的位置。
41.根据权利要求35至40中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，包括以下步骤：
调制所述光源发出的所述光线，以提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据。
42.根据权利要求41所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中处理所述输出的步骤包括排除所述频带之外的图像数据的步骤，且所述排除所述频带之外的图像数据的步骤包括滤波。
43.根据权利要求42所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中滤波包括应用从以下组中选择的滤波器的步骤，该组包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
44.根据权利要求35至43中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，包括以下步骤：
控制所述光源；以及
获得和处理图像，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测该光的等级之前，所述处理所述输出的步骤从该发光状态中减去该环境状态。
45.根据权利要求35至44中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述光源为LED，且所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中所控制的该部分独立于所述光源其他部分。
46.根据权利要求45所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中控制所述光源的部分工作的步骤包括独立控制所述光源的有效强度。
47.根据权利要求45或46所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述控制所述光源的部分的步骤包括对所述部分反向布线，并使用桥式驱动器来驱动。
48.根据权利要求45或46所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中控制所述光源的部分的步骤包括使用对角桥式驱动器。
49.根据权利要求45或46所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中控制所述光源的部分的步骤包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
50.根据权利要求45至49中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中获得和处理图像的步骤包括控制所述光源的部分和所述每个相机，且所述处理所述输出的步骤包括处理关于所述部分是发光的还是不发光的信息。
51.根据权利要求50所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
52.一种关于图像的接收用户输入的方法，包括以下步骤：
提供让用户在其上或通过其触摸并观看图像的屏幕；
在所述屏幕的一个或多个边缘处提供光源，所述光源指引光线横跨所述屏幕的表面；
提供至少两个位于所述屏幕***、具有输出的相机，将所述相机设置为使得其不接收所述光源发出的直接光，每个所述相机对所述屏幕之前的空间成像，所述输出包括扫描的图像；
处理所述输出的装置，以探测反射光的等级；以及
处理所述相机已处理的输出，利用三角测量技术以及所述已处理的输出，以确定该已处理的输出是否表示有接近所述屏幕的物体的存在，而且如果是肯定的话，表示所述物体的位置。
53.根据权利要求52所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的相对方位。
54.根据权利要求52或权利要求53所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述已处理的输出表示假定的物***置相对于所述相机的透镜中心的相对方位。
55.根据权利要求52至54中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述处理器以平面屏幕坐标确定所述物体的位置。
56.根据权利要求52至55中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法包括：
调制所述光源发出的所述光线的装置，以提供在所述相机的可成像范围内的频带；
排除所述频带之外的图像数据的装置。
57.根据权利要求56所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述用于处理所述输出的装置包括所述排除所述频带之外的图像数据的装置，且所述排除所述频带之外的图像数据的装置包括滤波。
58.根据权利要求57所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中滤波包括应用从以下组中选择的滤波器，该组包括：
梳状滤波器；
高通滤波器；
陷波滤波器；以及
带通滤波器。
59.根据权利要求52至58中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法包括：
控制所述光源的装置；以及
获得和处理图像的装置，其中该图像在非发光的环境光状态以及发光状态获得；
其中在探测该光的等级之前，所述处理所述输出的装置从该发光状态中减去该环境状态。
60.根据权利要求52至59中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述光源为LED，且所述触摸显示器包括控制所述光源的部分工作的装置，其中所控制的该部分独立于所述光源其他部分。
61.根据权利要求60所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中控制所述光源的部分工作的装置包括独立控制所述光源的有效强度的装置。
62.根据权利要求60或权利要求61所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中控制所述光源的部分的装置包括对所述部分反向布线，并使用桥式驱动器来驱动。
63.根据权利要求60或权利要求61所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中控制所述光源的部分的装置包括使用对角桥式驱动器。
64.根据权利要求60或权利要求61所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述控制所述光源的部分的装置包括为被控制的每个部分使用移位寄存器。
65.根据权利要求60至64中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述获得和处理图像的装置包括控制所述光源的部分和所述每个相机，且所述处理所述输出的装置包括处理关于所述部分是发光的还是不发光的信息。
66.根据权利要求60所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中在获得图像时，某些部分是发光的，而其他是不发光的。
67.根据权利要求52至65中任何一个所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述屏幕是反射式的，所述相机进一步对所述屏幕成像，而所述处理输出的装置从镜像中探测该光的等级。
68.根据权利要求67所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述已处理的输出表示假定的物体相对于所述相机的相对方位以及所述物体与所述屏幕之间的距离。
69.一种关于图像的接收用户输入的方法：
在所述图像***或附近提供至少一个光源，所述光源指引光线横跨所述图像；
在所述图像***或附近的至少两个位置探测该光的等级，并提供所述等级作为输出；
利用三角测量技术处理所述输出，以确定所述输出是否表示接近所述图像的物体的存在，而且如果是肯定的话，表示所述物体的位置。
70.根据权利要求69所述的关于图像的接收用户输入的方法，其中所述位置基本上为非相对的，使得当存在物体时，所述输出基本上表示所述物体的反射光。
71.一种关于图像的、用于定位物体的用户输入设备包括：
至少一个光源，位于所述图像***或其附近，所述光源指引光线横跨所述图像；
在一个具有输出的探测器处，所述探测器位于所述图像处或其附近，以对所述屏幕之前的空间成像，所述输出表示光的等级；
接收所述输出并使用三角测量技术的处理器，且所述输出确定所述物体的存在，而且如果存在，确定所述物体的位置。
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