Способ для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением (варианты) и система для его реализации (варианты)

Способ для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением (варианты) и система для его реализации (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к области технологии сенсорного ввода данных и может быть использовано при разработке оптоэлектронных сенсорных систем, характеризующихся повышенным разрешением и малым временем отклика.

Сенсорные системы находят все большее применение в повседневной деятельности. Они широко используются в информационных киосках, автоматизированных системах управления технологическими процессами, медицинском оборудовании, в военной технике, а также в составе развлекательных мультимедийных систем. Причем, важнейшими факторами, определяющими использование сенсорных систем, являются их стоимость, разрешающая способность и время отклика.

Известно устройство ввода с сенсорной панелью в соответствии с патентом US 4689446 [1]. Сенсорная панель включает множество объединенных в пары инфракрасных (ИК) излучателей и приемников, размещенных на взаимно противоположенных сторонах, средства последовательной активации излучателей и приемников по х-координатной и у-координатной осям и процессор. Местоположение касания сенсорной панели оценивают на основе последовательной активации каждого излучателя и противоположного приемника по х-координатной и у-координатной осям.

Недостатком известного способа и устройства является ограниченная разрешающая способность и ее зависимость от числа используемых в устройстве пар излучатель-приемник.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению по совокупности существенных признаков являются система и способ для определения позиции касания сенсорного экрана с повышенным разрешением в соответствии с патентом US 6429857 [2]. Система и способ основаны на предварительном оценивании местоположения касания и последующем уточнении местоположения касания.

Один из вариантов выполнения способа заключается в том, что сенсорный экран имеет множество инфракрасных излучателей, расположенных вдоль первой и второй смежных сторон, и множество инфракрасных приемников, расположенных вдоль третьей и четвертой смежных сторон напротив множества инфракрасных излучателей так, что каждый излучатель выровнен on-axis (соосно) с одним приемником, и способ включает следующие операции:

- оценивают грубое местоположение касания на основе систематической on-axis активации каждого инфракрасного излучателя и противоположного приемника и

- уточняют местоположение касания на основании систематической off-axis (несоосной) активации выбранных инфракрасных излучателей и приемников.

Другой вариант выполнения способа заключается в том, что сенсорный экран имеет множество инфракрасных излучателей, расположенных вдоль первой и второй смежных сторон, и множество инфракрасных приемников, расположенных вдоль третьей и четвертой смежных сторон напротив множества инфракрасных излучателей, так, что каждый излучатель выровнен on-axis с одним приемником, и способ включает следующие операции:

- оценивают грубое местоположение касания на основе систематической on-axis активации каждого инфракрасного излучателя и противостоящего приемника,

- выбирают off-axis пары излучатель-приемник на основе оценивания грубого местоположения касания и

- уточняют местоположение касания на основе систематической активации выбранных off-axis пар излучатель-приемник.

Еще один вариант выполнения способа заключается в том, что сенсорный экран имеет первое множество х-координатных инфракрасных излучателей вдоль х-координатной стороны, второе множество y-координатных инфракрасных излучателей вдоль у-координатной стороны, первое множество инфракрасных приемников вдоль двух сторон напротив инфракрасных излучателей, причем каждый излучатель выровнен on-axis с одним приемником, и способ включает следующие операции:

- оценивают грубое х-координатное и y-координатное местоположение касания сенсорного экрана на основе систематической on-axis активации каждого инфракрасного излучателя и противостоящего приемника,

- выбирают off-axis х-координатные пары излучатель-приемник на основе оценивания грубого у-координатного местоположения касания,

- уточняют х-координатное местоположение касания на основе систематической активации выбранных off-axis х-координатных пар излучатель-приемник;

- выбирают off-axis y-координатные пары излучатель-приемник на основе оценивания грубого х-координатного местоположения касания; и

- уточняют y-координатное местоположение касания на основе систематической активации выбранных off-axis y-координатных пар излучатель-приемник.

Следующий вариант выполнения способа заключается в том, что названный экран имеет первое множество х-координатных инфракрасных излучателей вдоль х-координатной стороны, второе множество y-координатных инфракрасных излучателей вдоль y-координатной стороны, множество инфракрасных приемников вдоль двух сторон, противостоящих множеству инфракрасных излучателей, причем каждый активируемый инфракрасный излучатель формирует инфракрасный луч, воспринимаемый on-axis приемником и по крайней мере одним приемником, смежным с on-axis приемником, и способ включает следующие операции:

- идентифицируют грубые х-координатную и y-координатную области касания на основе идентификации блокируемых детекторных лучей между активируемыми х-координатными и y-координатными излучателями и приемниками на основе последовательной активации соответственно каждого on-axis х-координатного инфракрасного излучателя и противостоящего приемника и каждого on-axis y-координатного инфракрасного излучателя и противостоящего приемника,

- вычисляют грубую х-координатную и y-координатную область касания из идентифицированных грубых х-координатной и y-координатной областей касания и

- уточняют х-координатное и y-координатное местоположение касания на основе систематической активации off-axis пар излучатель-приемник, имеющих инфракрасные лучи, пересекающие вычисленную грубую область касания.

Один из вариантов выполнения системы для определения местоположения касания сенсорного экрана включает:

- первое множество инфракрасных излучателей, расположенное вдоль первой стороны сенсорного экрана, причем каждый инфракрасный излучатель из названного множества инфракрасных излучателей управляемо излучает конус инфракрасного света,

- первое множество инфракрасных приемников, расположенное вдоль второй стороны сенсорного экрана напротив первого множества инфракрасных излучателей, причем каждый приемник из первого множества инфракрасных приемников выровнен on-axis с одним инфракрасным излучателем из первого множества инфракрасных излучателей и off-axis с каждым другим излучателем из первого множества инфракрасных излучателей,

- второе множество инфракрасных излучателей, расположенное вдоль третьей стороны сенсорного экрана, приблизительно перпендикулярной первой стороне сенсорного экрана, причем каждый инфракрасный излучатель из второго множества инфракрасных излучателей управляемо излучает конус инфракрасного света,

- второе множество инфракрасных приемников, расположенное вдоль четвертой стороны сенсорного экрана напротив второго множества излучателей, причем каждый приемник из второго множества инфракрасных приемников выровнен on-axis с одним инфракрасным излучателем из второго множества инфракрасных излучателей и off-axis с каждым другим излучателем из второго множества излучателей,

- процессор, выполненный с возможностью управляемой активации названного множества инфракрасных излучателей и управляемой активации названного множества инфракрасных приемников, вычисления позиции касания сенсорного экрана, основанной на on-axis и off-axis активации инфракрасных излучателей и приемников, причем при вычислении позиции касания сенсорного экрана процессор

- оценивает грубое местоположение касания на основе последовательной on-axis активации каждого инфракрасного излучателя и противоположного приемника;

- выбирает off-axis пары излучатель-приемник на основе оценивания грубого местоположения касания и

- уточняет местоположение касания на основе последовательной активации выбранных off-axis пар излучатель-приемник.

Другой вариант выполнения системы для определения местоположения касания сенсорного экрана включает:

- первое множество инфракрасных излучателей, расположенное вдоль первой стороны сенсорного экрана, причем каждый инфракрасный излучатель из названного множества инфракрасных излучателей управляемо излучает конус инфракрасного света,

- первое множество инфракрасных приемников, расположенное вдоль второй стороны сенсорного экрана напротив первого множества инфракрасных излучателей, причем каждый приемник из первого множества инфракрасных приемников выровнен on-axis с одним инфракрасным излучателем из первого множества инфракрасных излучателей и off-axis с каждым другим излучателем из первого множества инфракрасных излучателей,

- второе множество инфракрасных излучателей, расположенное вдоль третьей стороны сенсорного экрана, приблизительно перпендикулярной первой стороне сенсорного экрана, причем каждый инфракрасный излучатель из второго множества инфракрасных излучателей управляемо излучает конус инфракрасного света,

- второе множество инфракрасных приемников, расположенное вдоль четвертой стороны сенсорного экрана напротив второго множества излучателей, причем каждый приемник из второго множества инфракрасных приемников выровнен on-axis с одним инфракрасным излучателем из второго множества инфракрасных излучателей и off-axis с каждым другим излучателем из второго множества излучателей,

- процессор, выполненный с возможностью управляемой активации названного множества инфракрасных излучателей и управляемой активации названного множества инфракрасных приемников, вычисления позиции касания сенсорного экрана, основанной на on-axis и off-axis активации инфракрасных излучателей и приемников, причем при вычислении позиции касания сенсорного экрана процессор

- оценивает грубое х-координатное и y-координатное местоположение касания сенсорного экрана на основе последовательной on-axis активации каждого инфракрасного излучателя и противоположного приемника,

- выбирает off-axis х-координатные пары излучатель-приемник на основе оценивания грубого y-координатного местоположения касания,

- уточняет х-координатное местоположение касания на основе систематической активации выбранных off-axis х-координатных пар излучатель-приемник,

- выбирает off-axis y-координатные пары излучатель-приемник на основе оценивания грубого х-координатного местоположения касания и

- уточняет y-координатное местоположение касания на основе систематической активации выбранных off-axis y-координатных пар излучатель-приемник.

Еще один вариант выполнения системы для определения местоположения касания сенсорного экрана включает:

- первое множество инфракрасных излучателей, расположенное вдоль первой стороны сенсорного экрана, причем каждый инфракрасный излучатель из первого множества инфракрасных излучателей управляемо излучает инфракрасный свет,

- первое множество инфракрасных приемников, расположенное вдоль второй стороны сенсорного экрана напротив первого множества излучателей, причем каждый приемник из первого множества инфракрасных приемников выровнен on-axis с одним инфракрасным излучателем из первого множества излучателей и off-axis с каждым другим излучателем из первого множества излучателей, и дополнительно инфракрасный луч, излучаемый каждым излучателем из первого множества инфракрасных излучателей воспринимаем по крайней мере двумя инфракрасными приемниками из первого множества инфракрасных приемников,

- второе множество инфракрасных излучателей, расположенное вдоль третьей стороны сенсорного экрана, причем каждый инфракрасный излучатель из второго множества инфракрасных излучателей управляемо излучает инфракрасный свет,

- второе множество инфракрасных приемников, расположенное вдоль четвертой стороны сенсорного экрана напротив второго множества излучателей, причем каждый излучатель из второго множества инфракрасных приемников выровнен on-axis с одним инфракрасным излучателем из второго множества излучателей и off-axis с каждым другим излучателем из второго множества излучателей, и инфракрасный луч, излучаемый каждым излучателем из второго множества инфракрасных излучателей воспринимаем по крайней мере двумя инфракрасными излучателями из второго множества инфракрасных приемников,

- первый процессор для последовательной активации каждого излучателя из первого и второго множеств инфракрасных излучателей и каждого приемника из противоположных первого и второго множеств инфракрасных приемников и

- второй процессор для вычисления позиции касания на сенсорном экране, причем второй процессор:

- идентифицирует грубую х-координатную область касания на основе идентификации блокированных детекторных лучей между активируемыми излучателями и приемниками,

- идентифицируют грубую y-координатную область касания на основе идентификации блокированных детекторных лучей между активируемыми излучателями и приемниками,

- вычисляет грубую х-координатную и y-координатную область касания из идентифицированных грубых х-координатной и y-координатной областей касания и

- уточняет х-координатное и y-координатное местоположение касания на основе систематической активации off-axis пар излучатель-приемник, имеющих детекторные лучи, пересекающие вычисленную грубую область касания.

Недостатком данного способа и системы является значительное время отклика, которое приводит к нарушениям в обратной связи между сенсорной системой и взаимодействующим с ней человеком-оператором, что в конечном итоге приводит к снижению эффективности функционирования всей системы управления в целом.

Значительное время отклика сенсорной системы, реализуемой в соответствии с данным изобретением, обусловлено рядом причин.

Во-первых, повышенное разрешение, обеспечиваемое сенсорной системой, предполагает выполнения операции уточнения местоположения касания на основе формирования дополнительных уточняющих детекторных лучей, что требует значительных вычислительных ресурсов и временных затрат. Как следует из фиг.6 к патенту US 6429857 [2], количество детекторных лучей, формируемых сенсорной системой при уточнении местоположения касания, превышает количество лучей, формируемых при оценивании грубого местоположения касания, более чем в 2,5 раза.

Во-вторых, принципиальным недостатком данного технического решения является использование в качестве единичного элемента сканирования отдельного детекторного луча, формируемого отдельной парой излучатель-приемник. Соответственно, каждой операции активации пары излучатель-приемник предшествует операция выбора данной пары из общего числа пар излучатель-приемник, руководствуясь определенным критерием. Причем непроизводительные траты времени, расходуемые сенсорной системой на выбор детекторных лучей, формируемых при уточнении местоположения касания, находятся в прямой зависимости от числа уточняющих детекторных лучей и тем самым напрямую влияют на длительность процедуры уточнения местоположения касания в целом. Кроме того, в реальной сенсорной системе, процессу активации каждой отдельной пары излучатель-приемник предшествует процедура ее инициализации. Как правило, внутренний интерфейс малогабаритных электронных средств, к которым может быть отнесена и сенсорная система, представляет собой интерфейс последовательного типа, например, SPI или I2C. Использование подобного интерфейса делает время инициализации пары излучатель-приемник практически сопоставимым со временем собственно формирования детекторного луча. Отсюда следует, что, чем большее число детекторных лучей задействовано при уточняющем сканировании, тем большее время затрачивается на выбор и инициализацию активируемых пар излучатель-приемник и, соответственно, на определение местоположения касания сенсорного экрана.

В-третьих, рассматриваемое техническое решение характеризуется избыточностью числа детекторных лучей, задействованных при определении местоположения касания, что обусловлено неадекватностью используемого критерия выбора уточняющих детекторных лучей решаемой задаче. Например, несмотря на то, что уточнение местоположения касания производят посредством устранения неопределенности местоположения границ касания, в рассматриваемом техническом решении для уточнения местоположения касания используют детекторные лучи, которые сканируют всю предварительно определенную грубую область касания. По этой причине часть формируемых при уточнении местоположения касания детекторных лучей оказываются неинформативными и не обеспечивают получение дополнительной информации по отношению к информации, полученной на этапе оценивания грубого местоположения касания.

Одним из вариантов решения проблемы сокращения времени отклика в данном патенте рассматривается увеличение вычислительных ресурсов сенсорной системы за счет использования в ее составе двух процессоров и, тем самым, разделения между ними реализуемых системных функций. Однако данный технический прием решает рассматриваемую задачу с определенными издержками. Очевидно, что использование дополнительного процессора в безусловном порядке ведет к существенному удорожанию сенсорной системы.

Другим вариантом решения названной проблемы предлагается использовать табличный метод при реализации процедуры выбора уточняющих детекторных лучей, который позволяет исключить ресурсоемкие вычислительные операции и, тем самым, снизить время отклика сенсорной системы. Данный метод предполагает предварительное определение уточняющих детекторных лучей как функции сетки ИК-лучей, формируемой при грубом сканировании, сведение полученных данных в таблицу и сохранение ее в ROM памяти процессора, с последующей выборкой при уточняющем сканировании. Однако рассмотренный технический прием также имеет свои недостатки. Так время доступа к ROM (EEPROM) памяти микроконтроллеров общего применения (например, микроконтроллеры серии PIC16Fxxx), как правило, более чем на порядок превышает длительность цикла выполнения операции микроконтроллером и остается сравнимо с длительностью цикла активации пары излучатель-приемник.

Целью заявляемых вариантов способа для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением и вариантов системы для его реализации является обеспечение снижения времени отклика сенсорной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением, заключающемся в предварительном оценивании грубого местоположения касания и последующем уточнении местоположения касания, основанных на формировании детекторных лучей посредством управляемой активации множества инфракрасных излучателей, размещенных вдоль сторон сенсорного экрана, и управляемой активации множества инфракрасных приемников, размещенных вдоль сторон сенсорного экрана напротив инфракрасных излучателей,

- названные инфракрасные излучатели и названные инфракрасные приемники адаптируют друг к другу с возможностью формирования множества наборов параллельных детекторных лучей, причем детекторные лучи каждого отдельного набора из названного множества наборов параллельных детекторных лучей имеют наклон относительно детекторных лучей других наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей;

- оценивают грубое местоположение касания на основе формирования N (N=1, 2, …) первых наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей и

- уточняют местоположение касания на основе формирования N (N=1, 2, …) вторых наборов детекторных лучей, конфигурированных из детекторных лучей Р (Р=1, 2, 3,…) третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей.

Причем формирование N (N=1, 2, …) первых наборов детекторных лучей может быть выполнено путем формирования набора детекторных лучей, конфигурированного из детекторных лучей М (М=1, 2, …) первых наборов детекторных лучей.

В другом варианте выполнения способа для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением, при уточнении местоположения касания,

- конфигурируют N (N=1, 2, …) вторых наборов детекторных лучей из детекторных лучей Р (Р=1, 2, 3, …) третьих наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей на основе оценивания грубого местоположения касания и

- уточняют местоположение касания на основе формирования конфигурированных вторых наборов детекторных лучей.

В следующем варианте выполнения способа для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением

- оценивают грубое х-координатное и y-координатное местоположение касания сенсорного экрана на основе формирования М (М=1, 2, …) х-координатных и у-координатных первых наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей;

- конфигурируют N_x (N_x=1, 2, …) х-координатных вторых наборов детекторных лучей из детекторных лучей Р_х (Р_х=1, 2, 3…) х-координатных третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей на основе оценивания грубого у-координатного местоположения касания;

- уточняют х-координатное местоположение касания на основе формирования конфигурированных х-координатных вторых наборов детекторных лучей;

- конфигурируют N_y (N_y=1, 2, …) y-координатных вторых наборов детекторных лучей из детекторных лучей P_y (P_y=1, 2, 3 …) у-координатных третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей на основе оценивания грубого х-координатного местоположения касания и

- уточняют y-координатное местоположение касания на основе формирования конфигурированных y-координатных вторых наборов детекторных лучей.

В еще одном варианте реализации способа для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением

- идентифицируют грубые х-координатную и y-координатную области касания сенсорного экрана на основе идентификации блокируемых детекторных лучей при формировании M (M=1, 2, …) х-координатных и y-координатных первых наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей;

- вычисляют грубую х-координатную и y-координатную приграничную область касания из идентифицированных грубых х-координатной и y-координатной областей касания и

- уточняют х-координатное и y-координатное местоположение касания на основе формирования N (N=1, 2, …) вторых наборов детекторных лучей, конфигурируемых из детекторных лучей Р (Р=1, 2, 3, …) третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, пересекающих вычисленную грубую приграничную область касания.

Причем уточнение х-координатного и y-координатного местоположения касания может быть выполнено на основе формирования вторых наборов детекторных лучей, конфигурируемых из детекторных лучей Р (Р=1, 2, 3, …) третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, пересекающих вычисленную приграничную область касания и область, ограничиваемую вычисленной грубой приграничной областью касания.

Поставленная цель также достигается тем, что в системе для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением, включающей множество инфракрасных излучателей, размещенных вдоль сторон сенсорного экрана, множество инфракрасных приемников, размещенных вдоль сторон сенсорного экрана напротив инфракрасных излучателей, и процессор для вычисления позиции касания сенсорного экрана посредством предварительного оценивания грубого местоположения касания и последующего уточнения местоположения касания на основе формирования детекторных лучей посредством активации названного множества инфракрасных излучателей и активации названного множества инфракрасных приемников,

- названные инфракрасные приемники и названные инфракрасные излучатели адаптированы друг к другу с возможностью формирования множества наборов параллельных детекторных лучей, причем детекторные лучи каждого отдельного набора из названного множества наборов параллельных детекторных лучей имеют наклон относительно детекторных лучей других наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, а

- процессор выполнен с возможностью конфигурирования наборов детекторных лучей из детекторных лучей наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей и возможностью формирования конфигурированных наборов детекторных лучей и наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей посредством управляемой активации наборов инфракрасных излучателей из названного множества инфракрасных излучателей и управляемой активации наборов инфракрасных приемников из названного множества инфракрасных приемников при вычислении позиции касания, причем при вычислении позиции касания на основе формирования конфигурированных наборов детекторных лучей и наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, процессор

- оценивает грубое местоположение касания на основе формирования M (M=1, 2, …) первых наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей;

- конфигурирует N (N=1, 2, …) вторых наборов детекторных лучей из детекторных лучей Р (Р=1, 2, …) вторых наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей на основе оценивания грубого местоположении касания и

- уточняет местоположение касания на основе формирования конфигурированных вторых наборов детекторных лучей.

В другом варианте выполнения системы для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением, при вычислении позиции касания на основе формирования конфигурированных наборов детекторных лучей из детекторных лучей наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей и наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, процессор

- оценивает грубое х-координатное и y-координатное местоположение касания сенсорного экрана на основе формирования M (M=1, 2, …) х-координатных и y-координатных первых наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей;

- конфигурирует N_x (N_x=1, 2, …) х-координатных вторых наборов детекторных лучей из детекторных лучей Р_х (Р_х=1, 2, …) х-координатных третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей на основе оценивания грубого y-координатного местоположения касания;

- уточняет х-координатное местоположение касания на основе формирования конфигурированных х-координатных вторых наборов детекторных лучей;

- конфигурирует N_y (N_y=1, 2, …) y-координатных вторых наборов детекторных лучей из детекторных лучей Р_y (Р_y=1, 2, …) третьих y-координатных наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей на основе оценивания грубого х-координатного местоположения касания и

- уточняет y-координатное местоположение касания на основе формирования конфигурированных y-координатных вторых наборов детекторных лучей.

В следующем варианте выполнения системы для определения местоположения касания оптоэлектронного сенсорного экрана с повышенным разрешением, при вычислении позиции касания на основе формирования конфигурированных наборов детекторных лучей из детекторных лучей наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей и наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, процессор

- идентифицирует грубые х-координатную и y-координатную области касания сенсорного экрана на основе идентификации блокируемых детекторных лучей из формируемых М (М=1, 2 …) х-координатных и y-координатных первых наборов детекторных лучей из названного множества наборов параллельных детекторных лучей;

- вычисляет грубую х-координатную и у-координатную приграничную область касания на основе идентифицированных грубых х-координатной и y-координатной областей касания и

- уточняет х-координатное и y-координатное местоположение касания на основе формирования N (N=1, 2, …) вторых наборов детекторных лучей, конфигурируемых из детекторных лучей Р (Р=1, 2, 3) третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, пересекающих вычисленную грубую приграничную область касания.

Причем процессор может уточнять х-координатное и y-координатное местоположение касания на основе формирования вторых наборов детекторных лучей, конфигурируемых из детекторных лучей Р (Р=1, 2, 3, …) третьих наборов из названного множества наборов параллельных детекторных лучей, пересекающих вычисленную приграничную область касания и область, ограничиваемую вычисленной грубой приграничной областью касания.

Все заявленные варианты выполнения способа для определения местоположения касания оптоэлектронной сенсорной системы с повышенным разрешением и варианты выполнения системы для его реализации решают единую задачу - снижение времени отклика сенсорной системы.

Все известные системы и способы определения местоположения касания сенсорной системы [1, 2] решают задачу определения позиции касания на основе поочередного формирования большого числа отдельных детекторных лучей и поочередной обработки результатов их формирования. Кроме того, известные способы и системы характеризуются избыточным числом задействованных при определении местоположения касания детекторных лучей, обусловленном неадекватностью используемого критерия выбора детекторных лучей решаемой сенсорной системой задаче. Как результат - увеличение времени отклика сенсорной системы и снижение эффективности функционирования всей системы управления, составной частью которой выступает названная сенсорная система.

Заявленные технические решения обеспечивают формирование и обработку результатов формирования только тех детекторных лучей, которые необходимы и достаточны для определения местоположения касания. Кроме того, названные технические решения обеспечивают уточнение местоположение касания сенсорного экрана на основе предварительного конфигурирования наборов детекторных лучей из детекторных лучей наборов из множества наборов параллельных детекторных лучей, выполняемого одномоментно, и последующего формирования названных конфигурированных наборов детекторных лучей за один прием. В соответствии с чем заявленные технические решения способствуют минимизации времени, затрачиваемого на определении позиции касания, и тем самым обеспечивают снижение времени отклика системы в целом.

Технических решений с заявленной совокупностью признаков, позволяющих значительно снизить время отклика оптоэлектронной сенсорной системы без увеличения ее вычислительных ресурсов в патентной и научно-технической литературе, не обнаружено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленных технических решений критерию изобретательский уровень.

На фиг.1 представлена схемная реализация оптоэлектронной сенсорной системы с повышенным разрешением;

на фиг.2 - функциональная схема процессора;

на фиг.3 - функциональная реализация схемы регулирования чувствительности пар излучатель-приемник;

на фиг.4 - пример диаграммы направленности оптоэлектронного компонента;

на фиг.5 - пример формирования парой излучатель-приемник детекторного луча;

на фиг.6 - блок-схема процедуры формирования набора параллельных детекторных лучей;

на фиг.7 - пример реализации множества наборов параллельных детекторных лучей;

на фиг.8 - схема оценивания грубого местоположения касания;

на фиг.9 - схема уточнения х-координатного местоположения касания;

на фиг.10 - схема уточнения y-координатного местоположения касания;

на фиг.11 - блок-схема процедуры формирования конфигурируемого набора детекторных лучей;

на фиг.12 - схема оценивания грубого местоположения касания, основанного на формировании трех наборов детекторных лучей;

на фиг.13 - схема оценивания грубого местоположения касания, основанного на формировании одного набора детекторных лучей;

на фиг.14 - схема уточнения местоположения касания, основанного на формировании конфигурированных х-координатных наборов детекторных лучей;

на фиг.15 - схема уточнения местоположения касания, основанного на формировании конфигурированных y-координатных наборов детекторных лучей;

на фиг.16 - схема уточнения местоположения касания, основанного на вычислении грубой приграничной области касания.

Отдельные элементы данных иллюстраций, в соответствии с существующей практикой, не подлежат масштабированию, форма одних графических объектов идеализирована, тогда как размеры других сознательно произвольно увеличены или уменьшены.

На фиг.1 представлена схемная реализация оптоэлектронной сенсорной системы 1, включающая сенсорный экран 2 и процессор 3 со схемой активации 4. Сенсорный экран 2 включает множество ИК-излучателей 5, 6, …13, 14, 15 …, 19, размещенных вдоль сторон сенсорного экрана и множество ИК-приемников 20, 21, …, 27, 28, 28, …, 34, размещенных вдоль сторон сенсорного экрана напротив названных ИК-излучателей, которые формируют сетку 35 детекторных лучей.

На фиг.2 представлена функциональная схема процессора 3, которая включает схему 4 активации и микроконтроллер 36 с памятью 37. В свою очередь схема 4 активации включает схему 38 активации излучателей, схему 39 активации приемников, ограничительный резистор 40 и схему 41 коррекции чувствительности пар излучатель-приемник. Группа интерфейсных выходов SDO, SCK, STB, CS микроконтроллера 36 посредством интерфейсной шины 42, основанной на последовательном интерфейсе (в рассматриваемом примере SPI интерфейс), связана с группой интерфейсных входов схемы 4 активации. Сигнальный вход AN микроконтроллера 3 посредством сигнальной шины 43 связан с сигнальным выходом схемы 4 активации.

Схема 38 активации излучателей и схема 39 активации приемников имеют последовательный интерфейс и соединены последовательно для обеспечения сквозного сдвига данных. Сигнал данных SDO передается от микроконтроллера 36 в последовательном коде по интерфейсной шине 42 в сопровождении синхросигнала SCK, сигнала фиксации данных STB и сигнала выборки CS. Выходы схемы 38 активации излучателей и выходы схемы 39 активации приемников связаны соответственно с катодами ИК-излучателей 5, …, 19 и эмиттерами ИК-приемников 20, …, 34. Аноды ИК-излучателей 5, …, 19 в свою очередь соединены с одним выводом ограничивающего резистора 40, другой вывод которого соединен с шиной напряжения Vcc активации излучателей. Коллекторы ИК-приемников 20, …, 34 соединены с аналоговым выходом СОМ схемы 41 коррекции чувствительности пар излучатель-приемник и сигнальной шиной 43.

Схема 41 коррекции чувствительности пар излучатель-приемник, функциональная схема которой представлена на фиг.3, включает аналоговый мультиплексор 44 с последовательным интерфейсом и набор 45 нагрузочных резисторов. Интерфейсные входы SDI, SCK, CS и аналоговый выход СОМ аналогового мультиплексора 44 связаны посредством соответственно интерфейсной шины 42 с интерфейсными выходами SDO, SCK, CS и сигнальной шины 43 с сигнальным входом AN микроконтроллера 36. Аналоговые входы аналогового мультиплексора 44 связаны с первыми выводами нагрузочных резисторов из набора 45 нагрузочных резисторов, вторые выводы которых подключены к шине напряжения Vdd активации ИК-приемников.

Представленная схемная реализация заявляемой оптоэлектронной сенсорной системы работает следующим образом. В начале каждого цикла формирования детекторного луча микроконтроллер 36