[發明專利]改進的輸入設備和相關聯的方法

有效

• 申請號: 201110378639.X
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102591488A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: L·斯塔克;W·哈利迪
• 申請（專利權）人: 意法半導體(R&D)有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及改進的輸入設備和相關聯的方法。

背景技術

SPAD基于偏置為超過其擊穿區域的p-n結器件。高的反向偏置電壓生成具有足夠量值的電場，從而使得被引入到該器件的耗盡層中的單個電荷載流子可以引起經由碰撞離子化的自持雪崩。主動或者被動地淬滅該雪崩，以允許該器件“復位”以便檢測進一步的光子。可以借助于照射高電場區域的單個入射光子而光電地生成起始電荷載流子。該特征導致了名字“單光子雪崩二極管”。該單光子檢測操作模式通常稱作“蓋革(Geiger)模式”。

US7,262,402公開了一種使用SPAD陣列的成像設備，以用于當場景由光學脈沖照明時捕獲場景的深度和強度圖。

US2007/0182949公開了用于測量到物體的距離的布置。該布置使用調制的光子波來照亮物體，并且使用SPAD陣列來檢測反射波。公開了各種分析方法來減小反射波中的干擾的影響。

在輸入設備的領域中，存在一種朝向觸摸屏等的推力。觸摸屏技術根本地受限于用戶可以獲得的精確度。例如，用戶的手指、觸筆或者其他觸摸物體將阻擋顯示器的用戶視野，從而減小用戶可以獲得的精確度。此外，觸敏用戶界面與用于直觀的用戶操作的設備顯示器之間的映射要求觸敏用戶界面與設備顯示器之間的1∶1位置映射--該需求可能導致太小以致不能精確操作的用戶界面。

這些問題可以通過將諸如軌跡板之類的觸敏用戶界面定位在不覆蓋屏幕并且因此不意味著1∶1位置映射的位置處。然而，這要求在設備上的附加的面積，從而使得其對于其中空間非常珍貴的移動設備(諸如但是不限于移動電話、膝上式筆記本以及平板PC)而言是不實際的。

附加的問題是觸摸屏和軌跡板的成本與它們的面積成比例增加。這是由于檢測用戶輸入所需的硬件需要跨觸摸屏或者軌跡板的整個面積而存在。

用于解決該問題的一種嘗試已經使用虛擬的投影鍵盤，虛擬的投影鍵盤使用常規的光學器件來投影按鍵的位置并且產生場景的深度圖，以確定用戶是否與投影按鍵交互。然而，由于多種原因，并未證明其是成功的。

具體地，雖然常規的3D照相機能夠產生場景的深度圖，但是它們昂貴、體積巨大、具有高功耗并且要求非常高的數據帶寬以在高幀速率下進行操作，該高幀速率對用戶對系統性能感知所必需的低延遲響應時間而言是所需的。

微軟Kinect^TM系統使用光矩陣散射檢測技術來產生場景的深度圖，但是這需要大量的數據處理、物理上較大并且僅可以獲得30Hz的幀速率，而這損害了物體追蹤的精確度。投影鍵盤利用類似的檢測方法，但是也受限于幀速率，例如Canestra^TM?Electronic?Perception?Technology(EPT)鍵盤可以感測“高達每分鐘400字符”(每秒6.667)。

此外，使用最廣泛的觸摸屏技術要求部件安裝在感測區域的多于一個的側上，或者要求父設備顯示的覆蓋，這排除了它們用在不在固體表面上的區域中感測，并且將它們的感測區域限制到父設備上的區域。

由于這些問題，虛擬的投影鍵盤已非常昂貴，受限于在成像模式中操作，具有高的帶寬和處理需求，并且由于需要投影到硬、非反射性的表面上來進行工作而受到限制。

發明目的

本發明的目的是克服與現有技術相關聯的問題中的至少一些。

本發明的又一目的是提供觸摸屏作為界面機構或者輸入設備的備選。

發明內容

本發明提供了如在所附權利要求中闡述的方法和系統。

根據本發明的一個方面，提供了一種用于設備的輸入設備，該輸入設備包含鄰近檢測器和光源，其中該光源發射光到感測區域，當該感測區域的鄰近區域中存在物體時，該光被反射回到鄰近檢測器，從而使得該鄰近檢測器可以產生指示物體距該鄰近檢測器的距離的輸出，以生成用于控制該設備的控制信號。

可選地，輸入設備包括彼此遠離定位的至少兩個鄰近檢測器，其中：

第一鄰近檢測器產生指示第一距離的輸出，所述第一距離是所述第一鄰近檢測器與所述物體之間的距離；以及

第二鄰近檢測器產生指示第二距離的輸出，所述第二距離是所述第二鄰近檢測器與所述物體之間的距離。

可選地，處理器基于第一距離、第二距離以及第一鄰近檢測器與第二鄰近檢測器之間的距離來計算物體的二維位置。

可選地，處理器將物體的二維位置提供為具有其原點定位在第一鄰近檢測器處的平面的笛卡爾坐標，其中x軸穿過第二鄰近檢測器。