專利名稱：使用光學(xué)部件在圖像傳感器上成像多個(gè)視場(chǎng)的觸摸系統(tǒng)的制作方法
使用光學(xué)部件在圖像傳感器上成像多個(gè)視場(chǎng)的觸摸系統(tǒng)
背景技術(shù)：
使用兩個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)組件的觸摸屏系統(tǒng)是可用的，兩個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)組件位于觸摸屏不同角處。每個(gè)攝像機(jī)組件包括一個(gè)線性光傳感器和檢測(cè)單視場(chǎng)內(nèi)的光的簡(jiǎn)單光學(xué)器件(例如，透鏡)?？梢栽谕哥R的附近或者觸摸屏的其它區(qū)域的附近安裝一個(gè)或多個(gè)紅外光源。使用在觸摸屏的一個(gè)角安裝的一個(gè)這種攝像機(jī)組件和在觸摸屏的相鄰角安裝的第二個(gè)這種攝像機(jī)組件的觸摸屏系統(tǒng)使用三角測(cè)量來(lái)提供觸摸屏上單觸摸的可靠檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)觸控筆或手指所反射的紅外光，或者通過(guò)檢測(cè)由于相對(duì)缺少?gòu)挠|摸屏的玻璃框(bezel)反射的光而引起的觸控筆或手指的陰影，來(lái)進(jìn)行觸摸屏上對(duì)手指或觸控筆的檢測(cè)。然而，在不可以確定觸摸位置的每個(gè)攝像機(jī)組件附近會(huì)出現(xiàn)一些盲點(diǎn)。期望能夠檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)觸摸的觸摸屏系統(tǒng)期增加針對(duì)用戶的功能。需要具 有位于觸摸屏其它角的線性圖像傳感器的附加攝像機(jī)組件來(lái)消除前述盲點(diǎn)，并且檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)觸摸。需要多個(gè)分離攝像機(jī)組件的精確機(jī)械定位，這增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施例，一種觸摸系統(tǒng)包括觸摸感測(cè)平面和位于觸摸感測(cè)平面附近的攝像機(jī)組件。攝像機(jī)組件包括圖像傳感器和具有與觸摸感測(cè)平面相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)視場(chǎng)的至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)。至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)包括光學(xué)部件，沿著至少一條光路導(dǎo)引鄰近觸摸感測(cè)平面的光。光學(xué)部件將光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的不同區(qū)域上。根據(jù)實(shí)施例，一種觸摸系統(tǒng)包括觸摸感測(cè)平面和位于觸摸感測(cè)平面附近的攝像機(jī)組件。攝像機(jī)組件包括圖像傳感器，用于檢測(cè)與觸摸感測(cè)平面內(nèi)的光相關(guān)聯(lián)的光級(jí)。光級(jí)被配置為用于確定觸摸感測(cè)平面內(nèi)的一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的至少二維的坐標(biāo)位置。根據(jù)實(shí)施例，一種用于檢測(cè)一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的攝像機(jī)組件包括圖像傳感器和光學(xué)部件，其中，光學(xué)部件沿著至少一條光學(xué)路徑導(dǎo)引與至少兩個(gè)視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光。光學(xué)部件將與視場(chǎng)之一相關(guān)聯(lián)的光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的一個(gè)區(qū)域上，并且將與另一視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的不同區(qū)域上。與光相關(guān)聯(lián)的光級(jí)被配置為用于確定至少兩個(gè)視場(chǎng)中的至少一個(gè)內(nèi)的一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的坐標(biāo)位置。


圖IA示出了根據(jù)使用圖像傳感器的本發(fā)明實(shí)施例形成的觸摸系統(tǒng)；圖IB示出了根據(jù)位于圖IA的系統(tǒng)的觸摸表面附近的本發(fā)明實(shí)施例形成的觸摸感測(cè)平面。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖IA中顯示屏的角中安裝的的攝像機(jī)組件。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖IA的攝像機(jī)組件的虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)的一部分。圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可以在攝像機(jī)組件中使用的二維圖像傳感器的傳感器表面。圖4B和4C示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的能夠在攝像機(jī)組件中使用的兩個(gè)不同線性傳感器的傳感器表面。圖5A和5B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的攝像機(jī)組件的模型的兩個(gè)不同視圖。圖6示出了曲線，其指示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的傳感器表面上的像素所檢測(cè)的光級(jí)。 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所形成的觸摸系統(tǒng)，該觸摸系統(tǒng)包括在觸摸表面或觸摸感測(cè)平面的不同角附近安裝的兩個(gè)攝像機(jī)組件。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸系統(tǒng)，該觸摸系統(tǒng)具有多個(gè)攝像機(jī)組件和在觸摸屏附近安裝的具有視頻能力的攝像機(jī)。
具體實(shí)施例方式當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，將更好地理解上述概要以及本公開(kāi)特定實(shí)施例的以下詳細(xì)描述。在這個(gè)意義上，

各個(gè)實(shí)施例的功能塊，功能塊并不指示硬件電路之間的分開(kāi)。因而，例如，可以以單塊硬件(例如，通用信號(hào)處理器或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、硬盤等等)實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)功能塊(例如，處理器或存儲(chǔ)器)。類似地，程序可以是獨(dú)立程序，可以合并為操作系統(tǒng)中的子例程，可以是安裝軟件包的中的功能，等等。應(yīng)該理解，各種實(shí)施例不限于附圖所示的布置和手段。圖IA示出了觸摸系統(tǒng)100。觸摸系統(tǒng)100可以具有觸摸表面102，觸摸表面102可以是一片玻璃、塑料、平板顯示器、窗口或另一顯示屏幕或在感興趣的對(duì)象前方放置的其它透明材料，等等。觸摸表面102，或觸摸表面102后面的其它顯示器可以顯示具有虛擬按鈕和圖標(biāo)或其它圖形表示法的圖形用戶接口(GUI)。因此，在一些實(shí)施例中，觸摸表面102可以是顯示屏幕，但是并非限于此。在其它實(shí)施例中，觸摸表面102可以與顯示的圖形在物理上遠(yuǎn)離，以用作跟蹤板。盡管所示觸摸表面102為矩形，但是應(yīng)該理解，可以使用其它形狀。圖IB示出了位于觸摸表面102附近的觸摸感測(cè)平面170。在其它實(shí)施例中，可以不使用觸摸表面102。觸摸感測(cè)平面170可以是由一束光照射的空氣空間，具有能夠從觸摸表面102向外測(cè)量的深度D。光束可以是紅外，因而對(duì)于用戶是不可見(jiàn)的?？梢允褂貌煌疃取＠?，在一些應(yīng)用中，可以希望檢測(cè)在指示器移動(dòng)通過(guò)觸摸感測(cè)平面170的深度時(shí)指示器到觸摸表面102的距離。在一些實(shí)施例中，可以在指示器接觸觸摸表面102之前檢測(cè)觸摸。在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以在指示器距離觸摸表面102的預(yù)定距離內(nèi)時(shí)或者當(dāng)指示器位于觸摸感測(cè)平面170內(nèi)時(shí)檢測(cè)“觸摸”。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以基于指示器到觸摸表面102的距離或者指示器相對(duì)于厚度D的位置來(lái)發(fā)起不同響應(yīng)。參考圖IA和1B，在觸摸表面102或觸摸感測(cè)平面170的一個(gè)角144附近安裝攝像機(jī)組件104。在其它實(shí)施例中，可以在觸摸感測(cè)平面170或觸摸表面102的不同角附近或者沿著觸摸感測(cè)平面170或觸摸表面102的側(cè)邊(例如，兩個(gè)角之間的中間位置)安裝攝像機(jī)組件104。然而，攝像機(jī)組件沿著觸摸表面102或觸摸感測(cè)平面170的側(cè)邊的位置不限于中間位置。一般而言，攝像機(jī)組件104檢測(cè)觸摸表面102或觸摸感測(cè)平面170附近的光，且在電纜106上向觸摸屏控制器108發(fā)送關(guān)于檢測(cè)到的光的信息，例如光級(jí)。觸摸屏幕控制器108可以經(jīng)由電纜106向攝像機(jī)組件104提供一些控制信號(hào)和/或功率。在另一實(shí)施例中，可以無(wú)線地向觸摸屏控制器108發(fā)送由攝像機(jī)組件104檢測(cè)的信息。攝像機(jī)組件104包括圖像傳感器130和至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)。虛擬攝像機(jī)也可以稱作有效攝像機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像傳感器130可以是二維(2D)圖像傳感器，可以是數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中使用的傳感器類型。在另一實(shí)施例中，圖像傳感器130可以是線性傳感器。在一些實(shí)施例中，線性傳感器的長(zhǎng)度可以使得不同區(qū)域能夠用于檢測(cè)與不同視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光級(jí)，這將在下文進(jìn)一步討論。在圖IA的實(shí)施例中，四個(gè)虛擬攝像機(jī)132、134、136和138用于檢測(cè)至少四個(gè)不同視場(chǎng)。沿著觸摸表面102和/或觸摸感測(cè)平面170的一邊140鄰近角144放置虛擬攝像機(jī)132和134位于，并且沿著觸摸表面102和/或觸摸感測(cè)平面170的另一邊142鄰近角144放置虛擬攝像機(jī)136和138。虛擬攝像機(jī)132-138具有彼此互相可替換的光學(xué)軸。虛擬攝像機(jī)包括光學(xué)部件，光學(xué)部件將觸摸表面102附近與觸摸表面102或觸摸感測(cè)平面170的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的的光導(dǎo)引到圖像傳感器130的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定區(qū)域上。虛擬攝像機(jī)包括具有不同視場(chǎng)但光學(xué)軸彼此相鄰的光學(xué)部件。每個(gè)虛擬攝像機(jī)可以具有一個(gè)視場(chǎng)或者形成一個(gè)有效視場(chǎng)的多于一個(gè)的視場(chǎng)。如果多個(gè)視場(chǎng)形成一個(gè)有效視場(chǎng)，則多個(gè)視場(chǎng)的光學(xué)軸可以彼此靠近。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)引光可以包括聚焦、反射和折射光部件中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。例如，虛擬攝像機(jī)132具有光學(xué)部件160、162、164和166。沿著延伸至圖像傳感器130的光路通過(guò)至少一個(gè)光學(xué)部件(例如，部件160)，以及通過(guò)光學(xué)部件(例如，部件162、164和166)光路來(lái)導(dǎo)引觸摸表面102附近的光。于是，光被導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器130的預(yù)定區(qū)域上。因此，每個(gè)虛擬攝像機(jī)132-138具有沿著與虛擬攝像機(jī)相關(guān)聯(lián)的光路導(dǎo)引來(lái)自觸摸表面102的預(yù)定視場(chǎng)光路的光的光學(xué)部件。來(lái)每條光路的光被導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器130的不同預(yù)定區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，可以結(jié)合結(jié)構(gòu)部件的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)而非通過(guò)結(jié)構(gòu)部件的機(jī)械對(duì)準(zhǔn)，來(lái)由軟件完成所導(dǎo)引和聚焦的光相對(duì)于圖像傳感器130的區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)組件104可以包括光源146,光源146利用光束照射觸摸感測(cè)平面170。觸摸感測(cè)平面170可以實(shí)質(zhì)上平行于觸摸表面102。光源146可以是紅外光源，然而也可以使用其它頻率的光。因此，光源146可以是可見(jiàn)光源。在另一實(shí)施例中，光源146可以是諸如垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)等激光二極管，與備選紅外光源相比，其可以提供更精細(xì)的扇形波束。光源146可以在系統(tǒng)100是激活時(shí)提供恒定照射，或者可以以普通間隔提供光脈沖。光源146可以照射整個(gè)觸摸感測(cè)平面170或者觸摸感測(cè)平面170的一部分。在另一實(shí)施例中，可以在不同角的附近或者沿著觸摸表面102或觸摸感測(cè)平面170的側(cè)邊安裝第二光源156。因此，在一些實(shí)施例中，可以使用多于一個(gè)光源，并且在其它實(shí)施例中，光源可以遠(yuǎn)離攝像機(jī)組件104。在一些實(shí)施例中，在觸摸表面102的側(cè)邊140、142、152和154的附近安裝反射器148。反射器148可以包括回射材料或其它反射材料，并且可以向著攝像機(jī)組件104反射來(lái)自光源146的光。可以在觸摸表面102周圍的玻璃框(bezel) 150或框架的內(nèi)邊緣上安裝反射器148,或者反射器148可以與觸摸表面102周圍的玻璃框150或框架的內(nèi)邊緣成為一體。例如，反射器148可以是施加于玻璃框150的一個(gè)或多個(gè)表面的帶子、涂料或者其它涂覆物質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，反射器148可以繞著觸摸表面102的所有側(cè)邊完全延伸,在另一實(shí)施例中，反射器148可以沿著一些側(cè)邊(例如沿著與攝像機(jī)組件104相對(duì)的側(cè)邊152和154)完全延伸，而沿著側(cè)邊140和142部分地延伸，以不緊鄰攝像機(jī)組件104附近延伸。處理器模塊110可以經(jīng)由電纜106接收向觸摸屏控制器108發(fā)送的信號(hào)。盡管分離地示出，但是觸摸屏控制器108和圖像傳感器130可以位于同一單元內(nèi)。三角測(cè)量模塊112可以處理信號(hào)，以確定信號(hào)是否指示觸摸表面102上的無(wú)觸摸、一個(gè)觸摸、還是觸兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)觸摸。例如，當(dāng)不存在觸摸時(shí)，光級(jí)可以處于基線曲線(baseline profle)。系統(tǒng)100可以基于環(huán)境光周期性地更新基線曲線，以對(duì)日光和室內(nèi)照明的變化加以考慮。在一個(gè)實(shí)施例中，如果存在一個(gè)或多個(gè)觸摸，則可以檢測(cè)到傳感器130的至少一個(gè)區(qū)域上光的減少。在另一實(shí)施例中，可以通過(guò)傳感器130的至少一個(gè)區(qū)域上光的增加來(lái)指示一個(gè)或多個(gè)觸摸的存在。在一個(gè)實(shí)施例中，三角測(cè)量模塊112還可以識(shí)別任何檢測(cè)到的觸摸的關(guān)聯(lián)坐標(biāo)。在一些實(shí)施例中，處理器模塊110還可以訪問(wèn)查找表116或者存儲(chǔ)器114中能夠存儲(chǔ)的其它存儲(chǔ)格式?？梢允褂貌檎冶?16來(lái)存儲(chǔ)用于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)觸摸的位置的坐標(biāo)信息。例如，可以識(shí)別(X，Y)坐標(biāo)。在另一實(shí)施例中，可以識(shí)別(Χ，Υ，Ζ)坐標(biāo)，其中，Z軸提供諸如手指或觸控筆之類的對(duì)象距離觸摸表面102有多近的指示或者對(duì)象在觸摸感測(cè)平面170的深度內(nèi)的位置的指示。還可以確定與物體移動(dòng)有多快相關(guān)的信息。因此，三角測(cè) 量模塊112可以識(shí)別距離觸摸表面102的預(yù)定距離內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)觸摸。因此，可以在觸摸與觸摸表面102相接觸時(shí)和/或在觸摸緊鄰觸摸表面102而沒(méi)有與其相接觸時(shí),檢測(cè)觸摸。在一些實(shí)施例中，用于識(shí)別一個(gè)或多個(gè)觸摸的存在和坐標(biāo)的信號(hào)處理可以以不在觸摸屏控制器108內(nèi)的硬件、軟件和/或固件來(lái)完成。例如，處理器模塊110和/或三角測(cè)量模塊112和/或其處理功能可以在主計(jì)算機(jī)126或其它計(jì)算機(jī)或處理器內(nèi)，或者在攝像機(jī)組件104內(nèi)。如本文所使用的，“同時(shí)觸摸”指的是，在同一持續(xù)時(shí)間期間位于觸摸感測(cè)平面170內(nèi)的兩個(gè)或多個(gè)觸摸和/或與觸摸表面相接觸的兩個(gè)或多個(gè)觸摸，而非必須是同一時(shí)刻。因此，一個(gè)觸摸可以具有在另一觸摸(例如第二觸摸)的持續(xù)時(shí)間開(kāi)始之前開(kāi)始的持續(xù)時(shí)間，并且第一觸摸和第二觸摸的至少一部分持續(xù)時(shí)間將在時(shí)間上彼此交疊。例如，當(dāng)諸如手指或觸控筆等對(duì)象在同一持續(xù)時(shí)間內(nèi)接觸觸摸表面102的兩個(gè)或多個(gè)不同位置(例如，位置118、120和122中的兩個(gè)或多個(gè))時(shí)，發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)觸摸。類似地，當(dāng)物體在同一持續(xù)時(shí)間內(nèi)在距離觸摸表面102預(yù)定距離內(nèi)而沒(méi)有接觸觸摸表面102的兩個(gè)或多個(gè)不同位置時(shí)，發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)觸摸。在一些實(shí)施例中，一個(gè)觸摸可以接觸觸摸表面102，而另一同時(shí)觸摸在觸摸表面102附近但未接觸觸摸表面102。當(dāng)識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)觸摸時(shí)，處理器模塊110可以向能夠在固件或硬件的一個(gè)或多個(gè)模塊內(nèi)存儲(chǔ)的顯示模塊124傳送(Χ，Υ)坐標(biāo)(或(Χ，Υ，Ζ)坐標(biāo))。顯示模塊124可以是圖形用戶界面(⑶I)模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示模塊124在主計(jì)算機(jī)126上運(yùn)行，此外，主計(jì)算機(jī)126還運(yùn)行用戶感興趣的應(yīng)用程序代碼。顯示模塊124確定坐標(biāo)是否指示觸摸表面102上顯示的按鈕或圖標(biāo)的選擇。如果選擇了按鈕，則主計(jì)算機(jī)126或其它部件(未示出)可以采取基于與特定按鈕相關(guān)聯(lián)的功能的進(jìn)一步動(dòng)作。顯示模塊124還可以確定一個(gè)或多個(gè)觸摸是否與諸如縮放或旋轉(zhuǎn)等手勢(shì)相關(guān)聯(lián)。一個(gè)或多個(gè)觸摸還可以用于替代鼠標(biāo)和/或其它光標(biāo)輸入。圖2示出了在觸摸表面102的角114中安裝的圖IA的攝像機(jī)組件104。圖像傳感器130可以是線性傳感器或二維(2D)圖像傳感器。在虛擬攝像機(jī)內(nèi)，光學(xué)部件形成了一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)部件可以具有一個(gè)光學(xué)表面或者多個(gè)光學(xué)表面。每個(gè)光學(xué)部件可以由(例如通過(guò)注塑成型的)單片材料形成，或者由已經(jīng)結(jié)合、融合或以其他方式連接在一起形成單片的多于一片的材料形成。舉例而言，一些光學(xué)表面可以是反射器表面，而一些光學(xué)表面可以是折射器表面。因此，光學(xué)部件可以類似于透鏡或棱鏡進(jìn)行工作，因而可以折射光，和/或可以類似于反射鏡進(jìn)行工作，從而反射光。例如，對(duì)于虛擬攝像機(jī)132，與透鏡的功能類似，光學(xué)部件200可以導(dǎo)引光，其中，用箭頭202、204和206指示光。應(yīng)該理解，光學(xué)部件200導(dǎo)引連續(xù)角視場(chǎng)(FOV)的光而非限于所示箭頭202-206。光學(xué)部件200沿著光路214將光導(dǎo)向下個(gè)光學(xué)部件208。類似地，光學(xué)部件208將光導(dǎo)向光學(xué)部件210，光學(xué)部件210將光導(dǎo)向光學(xué)部件212。然后，光學(xué)部件212將光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器130的預(yù)定區(qū)域上。因此，在一些實(shí)施例中，導(dǎo)引光可以包括折射、反射和聚焦中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。光學(xué)部件200、208、210和212可以分別包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)表面。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)部件200,208,210和212中的一個(gè)或多個(gè)可以是反射鏡，因而具有單光學(xué)表面。在一些實(shí)施例中，光路214也可以稱作通道或光學(xué)中繼。在其它實(shí)施例中，可以將光學(xué)路徑214或通道拆分成兩個(gè)或多個(gè)光路或子通道，這將在下文進(jìn)一步討論。應(yīng)該理解，可以使用分別具有一個(gè)或多個(gè)光學(xué)表面的更多或更少的光學(xué)部件。
所導(dǎo)引的光被聚焦和/或?qū)б綀D像傳感器130的傳感器表面216的區(qū)域(區(qū)域218、220、222或224)上。在一個(gè)實(shí)施例中，圖像傳感器130可以是2D圖像傳感器，并且傳感器表面216可以具有如圖2所示的感測(cè)光級(jí)的多條感測(cè)線。感測(cè)線可以從傳感器表面216的一側(cè)延伸至相對(duì)側(cè)，并且可以彼此平行。僅舉例而言，感測(cè)線的寬度可以是一個(gè)像素，而長(zhǎng)度是多個(gè)像素，例如至少700個(gè)像素。2D圖像傳感器可以具有VGA格式的多條感測(cè)線，例如480條。因此，區(qū)域218-224可以分別代表一條感測(cè)線，其中在一些實(shí)施例中，光學(xué)部件可以將光導(dǎo)引和聚焦到四條不同感測(cè)線，而在其它實(shí)施例中，可以將光導(dǎo)引和聚焦到多條相鄰感測(cè)線上，這將在下文進(jìn)一步討論。在另一實(shí)施例中，2D圖像傳感器可以提供分組為結(jié)構(gòu)而非線條的一組像素。在另一實(shí)施例中，如果圖像傳感器130是線性傳感器，則傳感器表面216可以具有如下文的圖4B所示的沿著線性傳感器的長(zhǎng)度延伸的單感測(cè)線。感測(cè)線的長(zhǎng)度可以是多個(gè)像素。在又一實(shí)施例中，線性傳感器可以具有如下文圖4C所示的沿著線性傳感器的長(zhǎng)度延伸的多條感測(cè)線。于是，區(qū)域218-224可以表示設(shè)定或預(yù)定數(shù)目的像素。光學(xué)部件可以沿著單感測(cè)線將光導(dǎo)引和聚焦到像素組上或者沿著多條感測(cè)線將光導(dǎo)引和聚焦到像素組上。參考圖2所示的虛擬攝像機(jī)136，光學(xué)部件包括光學(xué)部件226，導(dǎo)引箭頭228、230和232所指示的光。光學(xué)部件226沿著光路236將光導(dǎo)向光學(xué)部件234。光學(xué)部件226和234可以分別具有一個(gè)或多個(gè)折射器表面和/或一個(gè)或多個(gè)反射器表面。光路236可以短于光路214，因而可以使用更少的光學(xué)部件。光被導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器130的傳感器表面216的不同區(qū)域上。在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬攝像機(jī)132、134、136和138可以將光導(dǎo)引和聚焦到傳感器表面216的彼此分離的區(qū)域和/或感測(cè)線上。圖3示出了虛擬攝像機(jī)132-138的視場(chǎng)的一部分，其能夠組合地檢測(cè)觸摸表面102上的一個(gè)觸摸或多個(gè)同時(shí)觸摸的至少2維的坐標(biāo)位置。例如，虛擬攝像機(jī)132具有FOV300，虛擬攝像機(jī)134具有FOV 302，虛擬攝像機(jī)136具有FOV 304,以及虛擬攝像機(jī)138具有FOV 306。F0V300-306可以在觸摸表面102上延伸到相對(duì)側(cè)上的玻璃框150。在一個(gè)實(shí)施例中，F(xiàn)OV 300-306可以提供約90度的角覆蓋(angular coverage),然而也可以設(shè)想其它角覆蓋。FOV 300-306也可以稱作角區(qū)段(angular segments),并且可以被劃分成更小的角區(qū)段。FOV 300-306可以認(rèn)為是有效視場(chǎng)，其中，可以由多于一個(gè)的基本FOV構(gòu)成FOV300-306中的一個(gè)或多個(gè)。FOV 300與視場(chǎng)302、304和306的至少一部分相交疊。在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬攝像機(jī)的FOV可以與另一虛擬攝像機(jī)的FOV完全交疊。在另一實(shí)施例中，第一虛擬攝像機(jī)的FOV可以與多個(gè)其它虛擬攝像機(jī)的一些視場(chǎng)相交疊，但不與第二虛擬攝像機(jī)的另一 FOV的任何部分相交疊。在再一實(shí)施例中，至少一些虛擬攝像機(jī)的FOV可以彼此相對(duì)鄰近。在圖3所示的實(shí)施例中，虛擬攝像機(jī)132-138可以具有位于觸摸表面102附近的兩個(gè)光學(xué)表面，用于導(dǎo)引觸摸表面102和/或觸摸感測(cè)平面170附近的光，其中每個(gè)光學(xué)表面導(dǎo)引與關(guān)聯(lián)的虛擬攝像機(jī)132-138的FOV的至少一部分相關(guān)聯(lián)的光。例如，虛擬攝像機(jī) 132具有光學(xué)部件200內(nèi)的兩個(gè)光學(xué)表面308和310。在另一實(shí)施例中，可以在分離的光學(xué)部件內(nèi)形成光學(xué)表面308和310。光學(xué)表面308可以具有FOV 312，以及光學(xué)表面310可以具有FOV 314。在一個(gè)實(shí)施例中，視場(chǎng)312和314可以導(dǎo)引約45度的角覆蓋。然而，應(yīng)該理解，一個(gè)光學(xué)表面可以檢測(cè)比整個(gè)FOV 300的二分之一要大的部分。此外，可以在虛擬攝像機(jī)中使用位于觸摸表面102附近的多于兩個(gè)的光學(xué)表面，用于導(dǎo)引整個(gè)FOV內(nèi)來(lái)自相等數(shù)目視場(chǎng)的光。在一個(gè)實(shí)施例中，視場(chǎng)312和314可以至少部分交疊。在另一實(shí)施例中,視場(chǎng)312和314可以檢測(cè)觸摸表面102或觸摸感測(cè)平面170的不交疊區(qū)域。虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)可以彼此相鄰或者至少一些視場(chǎng)可以略微交疊。在一些實(shí)施例中，與單視場(chǎng)相比，在虛擬攝像機(jī)內(nèi)具有多于一個(gè)基本視場(chǎng)可以提供更寬的角覆蓋。虛擬攝像機(jī)132的兩個(gè)光學(xué)表面308和310導(dǎo)引觸摸表面102附近的光和/或觸摸感測(cè)平面170內(nèi)的光。光學(xué)表面308與一個(gè)光路320相關(guān)聯(lián)，以及光學(xué)表面310與另一光路322相關(guān)聯(lián)。然而，可以通過(guò)使用虛擬攝像機(jī)132內(nèi)的同組光學(xué)部件(例如，圖2所示的光部件200、208、210和212)形成光路320和322。光路320和322可以彼此分離。在一些實(shí)施例中，光路320和322可以彼此共面?？梢詫?dǎo)引和聚焦光路320和322，以照射傳感器表面216上彼此不同卻都與虛擬攝像機(jī)132相關(guān)聯(lián)的區(qū)域和/或線條，或者光路可以照射與虛擬攝像機(jī)132相關(guān)聯(lián)的一個(gè)公共區(qū)域。盡管在圖3中，每個(gè)虛擬攝像機(jī)132-138示為具有兩條光路，但是應(yīng)該理解，虛擬攝像機(jī)132-138中的一個(gè)或多個(gè)可以具有一條光路，或者具有附加光學(xué)部件以形成多于兩條光路。觸摸表面102的外部邊緣上緊鄰攝像機(jī)組件104可能出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)小死區(qū)，例如死區(qū)316和318。在一些實(shí)施例中，玻璃框150 (如圖IA所示)可以在觸摸表面上延伸到覆蓋死區(qū)316和318的程度。在另一實(shí)施例中，可以阻止⑶I在死區(qū)316和318中放置任何可選圖標(biāo)。在又一實(shí)施例中，可以在不同角中或者沿著觸摸表面102的邊緣使用第二攝像機(jī)組件，以覆蓋攝像機(jī)組件104所經(jīng)歷的死區(qū)316、318以及觸摸表面102的其它區(qū)域。圖4A示出了 2D圖像傳感器450的傳感器表面216。盡管沒(méi)有為所有感測(cè)線分配項(xiàng)編號(hào)，但是示出了傳感器表面216上的多條感測(cè)線。在一個(gè)實(shí)施例中，可以提供480條或更多條感測(cè)線。如前所述，感測(cè)線可以包括感測(cè)所檢測(cè)光的多個(gè)像素。在圖2中，與光路相關(guān)聯(lián)的光示為被導(dǎo)引和聚焦到單感測(cè)線上。然而，在一些實(shí)施例中，光路的光可以被導(dǎo)引和聚焦到多條鄰近或相鄰線上，這可以提高分辨率。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，光可以被導(dǎo)引和聚焦到四條相鄰線上，而在另一實(shí)施例中，光可以被導(dǎo)引和聚焦到六條或八條相鄰線上。應(yīng)該理解，可以使用更多或更少的相鄰線，并且與不同視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光可以被聚焦到不同數(shù)目的相鄰線上。參考圖3和4A，與虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面308和FOV 312相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)引光可以被導(dǎo)引和聚焦到2D圖像傳感器450中包括感測(cè)線340、341、342、343、344和345的區(qū)域上。感測(cè)線340和341是相鄰線，感測(cè)線341和342是相鄰線，依此類推。與虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面310和FOV 314相關(guān)聯(lián)的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到2D圖像傳感器450中包括感測(cè)線350、351、352、353、354和355的區(qū)域上。同樣，感測(cè)線350和351是相鄰線，感測(cè)線351和352是相鄰線，依此類推。因此，感測(cè)線340-34 5形成相鄰線集合396，而感測(cè)線350-355形成分離的另一相鄰線集合398。然而，感測(cè)線345和350不是相鄰線。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一條感測(cè)線將兩個(gè)相鄰線集合396與398相分離。在所示實(shí)施例中，線346、347、348和349將兩個(gè)相鄰線集合396與相鄰線集合398相分離。在一些實(shí)施例中，可以通過(guò)將來(lái)自一個(gè)虛擬攝像機(jī)的光導(dǎo)引和聚焦到多于一個(gè)的感測(cè)線集合上，來(lái)實(shí)現(xiàn)分辨率的提高，例如通過(guò)將與虛擬攝像機(jī)132的FOV 312和314相關(guān)聯(lián)的光導(dǎo)引和聚焦到2D圖像傳感器450的不同區(qū)域上。轉(zhuǎn)到虛擬攝像機(jī)134，兩個(gè)光學(xué)部件324和326導(dǎo)引與FOV 302相關(guān)聯(lián)的光。與兩個(gè)光學(xué)部件324和326相關(guān)聯(lián)的光路可以被導(dǎo)引和聚焦到一個(gè)感測(cè)線集合上。例如，與光學(xué)部件324和326相關(guān)聯(lián)的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到包括感測(cè)線360、361、362、363、364和365的區(qū)域上。再次，感測(cè)線360-365的集合可以與其它感測(cè)線集合相分離。類似地，虛擬攝像機(jī)136可以具有兩個(gè)光學(xué)部件328和330，用于導(dǎo)引與FOV 304相關(guān)聯(lián)的光。所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到相鄰感測(cè)線370、371、372、373、374和375上。虛擬攝像機(jī)138可以具有兩個(gè)光學(xué)部件332和334，用于導(dǎo)引與FOV 306相關(guān)聯(lián)的光。來(lái)自光學(xué)部件332的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到相鄰感測(cè)線380、381、382、383、384和385上，而來(lái)自光學(xué)部件334的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到相鄰感測(cè)線390、391、392、393、394 和 395 上。可以相對(duì)于其它虛擬攝像機(jī)132、136和138的光學(xué)部件或表面移動(dòng)一個(gè)虛擬攝像機(jī)(例如，虛擬攝像機(jī)134)的光學(xué)部件或光學(xué)表面，以提供雙眼視覺(jué)。相反，可以認(rèn)為彼此鄰近的光學(xué)部件或光學(xué)表面(例如，光學(xué)表面308和310)處于同一虛擬攝像機(jī)內(nèi)，原因在于這些光學(xué)表面增大了同一虛擬攝像機(jī)的有效角F0V。圖4B和4C分別示出了線性傳感器452和454的傳感器表面216。線性傳感器452具有一條感測(cè)線456，而線性傳感器454具有多條感測(cè)線458、460、462、464、466、468和470。線性傳感器454也可以稱作定制2D傳感器。與圖4A類似，與不同視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光可以被聚焦到傳感器表面216的不同區(qū)域上。參見(jiàn)圖4B的線性傳感器452，與虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面308和FOV 312相關(guān)聯(lián)的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到感測(cè)線456中例如可以包括預(yù)定數(shù)目的像素的區(qū)域472上。與虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面310和FOV 314相關(guān)聯(lián)的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到感測(cè)線456的區(qū)域474上。參見(jiàn)圖4C的線性傳感器454,與虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面308和FOV 312相關(guān)聯(lián)的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到感測(cè)線458-470中的一條或多條的區(qū)域476上，其中區(qū)域476因而包括預(yù)定數(shù)目的像素和預(yù)定數(shù)目的感測(cè)線。與虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面310和FOV 314相關(guān)聯(lián)的所導(dǎo)引的光可以被導(dǎo)引和聚焦到感測(cè)線458-470中的一條或多條的區(qū)域478上。應(yīng)該理解，可以使用其它傳感器結(jié)構(gòu)。因此，可以使用不同感測(cè)線和像素布置，同時(shí)仍然提供將與不同視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光聚焦到圖像傳感器的不同區(qū)域的能力。圖5A和5B示出了攝像機(jī)組件104的模型。圖5A示出了當(dāng)向光源146的里面看時(shí)攝像機(jī)組件104的視圖。圖5B示出了注視圖像傳感器130的一部分時(shí)攝像機(jī)組件104的對(duì)側(cè)的視圖。底座400可以用于放置光學(xué)部件。在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)部件可以由單片材料形成，例如模制塑料。在另一實(shí)施例中，可以分離地形成光學(xué)部件的部分，然后將其結(jié)合在一起。光學(xué)部件可以至少部分地由至少一種透明材料形成。盡管未示出，但是遮光板和/或其它不透明材料可以用于覆蓋光學(xué)部件和圖像傳感器130的至少一部分。因此，與一個(gè)虛擬攝像機(jī)相關(guān)聯(lián)的光學(xué)部件可以遮擋由環(huán)境光和/或其它虛擬攝像機(jī)產(chǎn)生的光污染。結(jié)構(gòu)402和404可以具有一個(gè)或多個(gè)通孔406、408和410，用于將攝像機(jī)組件104與關(guān)聯(lián)于觸摸表面102的其它結(jié)構(gòu)相連。結(jié)構(gòu)402和404可以延伸到光學(xué)部件的下方?？?以設(shè)想其它結(jié)構(gòu)上的附屬的配置。光學(xué)表面418和419與虛擬攝像機(jī)132相關(guān)聯(lián)，光學(xué)表面420和421與虛擬攝像機(jī)134相關(guān)聯(lián)，光學(xué)表面422和423與虛擬攝像機(jī)136相關(guān)聯(lián)，以及光學(xué)表面424和425與虛擬攝像機(jī)138相關(guān)聯(lián)。僅作為示例，光學(xué)表面418和419可以分別與不同光學(xué)部件相關(guān)聯(lián)，或者可以與單個(gè)光學(xué)部件形成整體。在一個(gè)實(shí)施例中，與虛擬攝像機(jī)132、134、136和138相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)部件可以具有多于一個(gè)的光學(xué)表面。如上所述，一些表面可以由光學(xué)上黑的或亮的遮蔽材料形成，或者可以用遮光材料來(lái)覆蓋。例如，參見(jiàn)虛擬攝像機(jī)138和光學(xué)表面424和425，可以利用遮光材料覆蓋或者涂覆表面430、432、434、436和438 (距離觸摸表面102和/或觸摸感測(cè)平面170最近的實(shí)質(zhì)上與其平行的表面)。類似地，可以利用遮光材料覆蓋形成了將光路導(dǎo)引至圖像傳感器130的光學(xué)部件的材料的外表面?？梢圆挥谜诠獠牧蟻?lái)覆蓋不會(huì)因其光干涉的表面。參見(jiàn)圖5B,虛擬攝像機(jī)132的光學(xué)表面418將光導(dǎo)引至形成光路的光學(xué)部件412。光被導(dǎo)向可以在印刷電路板428上安裝的圖像傳感器130。當(dāng)光接近傳感器130時(shí)，光學(xué)部件將光向下導(dǎo)引和聚焦到傳感器表面216上。應(yīng)該理解，可以在不同位置定向傳感器130 ；因此，傳感器表面216不限于與觸摸表面102實(shí)質(zhì)上共面。盡管未示出，但是可以在印刷電路板428上包括其它部件，例如而不限于復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD)和微處理器。圖6示出了曲線614的圖600，在垂直軸602指示圖像傳感器130的傳感器表面216上檢測(cè)到的光級(jí)，而水平軸604上指示圖像傳感器130的給定感測(cè)線的對(duì)應(yīng)像素?cái)?shù)目。舉例而言，水平軸604從零像素延長(zhǎng)至720像素，但是可以使用其它范圍?？梢源_定基線曲線606，其指示在沒(méi)有觸摸時(shí)檢測(cè)到的光級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，基線曲線606可以是一個(gè)范圍。此外，可以經(jīng)常地或者以預(yù)定間隔更新基線曲線606，以適應(yīng)環(huán)境光級(jí)的變化。例如，基線曲線可以隨諸如日光和室內(nèi)照明等環(huán)境變化而改變。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)光路中的光被導(dǎo)引和聚焦到多于一條相鄰感測(cè)線上時(shí)，每條相鄰感測(cè)線將具有與同一 FOV相關(guān)聯(lián)的曲線。因此，如果與FOV 312相關(guān)聯(lián)的光被導(dǎo)引和聚焦到感測(cè)線340-345上，則每條感測(cè)線可以具有與FOV 312相關(guān)聯(lián)的曲線。當(dāng)存在觸摸時(shí)，可以在圖600中示出下凹(dip)。當(dāng)在關(guān)聯(lián)的FOV內(nèi)存在多于一個(gè)觸摸時(shí)，示出多于一個(gè)的下凹608和610。發(fā)生上述的原因在于手指、觸控筆或其它選擇物品可以阻止反射光回到虛擬攝像機(jī)。在所檢測(cè)的光的增加用于檢測(cè)觸摸的其它實(shí)施例中，在圖600中的基線曲線606的上方，將出現(xiàn)上突而非下凹。因此，可以基于所檢測(cè)的光的增加來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)觸摸的檢測(cè)。這可以發(fā)生在不使用圖IA的系統(tǒng)中所示的反射器148的觸摸系統(tǒng)中。在多條相鄰感測(cè)線與FOV相關(guān)聯(lián)的一些實(shí)施例中，相對(duì)于基線曲線606位移最大的下凹或者預(yù)定期望形狀的下凹或者相對(duì)于基線曲線606位移最小的下凹可以用于識(shí)別觸摸的坐標(biāo)。圖像傳感器130中的一部分像素可以單獨(dú)地或者成組地與相對(duì)于特定虛擬相機(jī)的光學(xué)部件和/或特定虛擬相機(jī)的光學(xué)部件的光學(xué)表面的角度相關(guān)聯(lián)。為了檢測(cè)單觸摸，可以通過(guò)以特定角度從光學(xué)表面畫線且對(duì)線通過(guò)的觸摸位置加以指示來(lái) 完成三角測(cè)量。更嚴(yán)密的檢測(cè)算法可以用于檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)同時(shí)觸摸。在一些實(shí)施例中，查找表116可以單獨(dú)用于識(shí)別觸摸位置，或者查找表116可以加上其它算法用于識(shí)別觸摸位置。在一些實(shí)施例中，可以確定觸摸的重心。例如，反射器148的使用可以改善重心確定，原因在于反射器148創(chuàng)建從光源146強(qiáng)烈返回，進(jìn)而創(chuàng)建亮視頻背景，在亮視頻背景內(nèi)，觸摸看起來(lái)就如同界限分明的陰影一樣。換句話說(shuō)，當(dāng)不存在觸摸時(shí)，檢測(cè)到強(qiáng)正返回信號(hào)，以及當(dāng)存在觸摸時(shí)，檢測(cè)到返回信號(hào)的減少。在一些實(shí)施例中，用于選擇觸摸位置的指示器可以對(duì)正信號(hào)做貢獻(xiàn)，并且可能更加難以根據(jù)其關(guān)聯(lián)重心進(jìn)行限定，其中，所述正信號(hào)在某種程度上根據(jù)指示器顏色、反射率、紋理、形狀等可變。在具有光源146和反射器148的觸摸系統(tǒng)中，指示器阻擋來(lái)自反射器148的強(qiáng)正返回信號(hào)。與來(lái)自指示器的正信號(hào)相反，返回信號(hào)的下降可以非常大，從而將指示器的反射效果表現(xiàn)為信號(hào)的凈減少量，這不會(huì)對(duì)系統(tǒng)100檢測(cè)觸摸坐標(biāo)的能力產(chǎn)生負(fù)面影響。圖7示出了觸摸系統(tǒng)700，觸摸系統(tǒng)700包括如圖IA所示的在角144附近安裝的攝像機(jī)組件104和在觸摸表面102和/或觸摸感測(cè)平面170的角704附近安裝的第二攝像機(jī)組件702。第二攝像機(jī)組件702包括另一圖像傳感器706 (其可以是2D圖像傳感器或線性傳感器)和如前所述的光學(xué)部件。角144和704可以彼此相鄰，盡管不限于此。附加攝像機(jī)組件702可以用于更魯棒的觸摸檢測(cè)和/或識(shí)別增大數(shù)目的同時(shí)觸摸。例如，當(dāng)兩個(gè)同時(shí)觸摸彼此接近且遠(yuǎn)離攝像機(jī)組件時(shí)，或者當(dāng)攝像機(jī)組件和這兩個(gè)觸摸相對(duì)于彼此基本上位于一條線上時(shí)，單攝像機(jī)組件不能夠檢測(cè)這兩個(gè)同時(shí)觸摸。參見(jiàn)圖7，檢測(cè)位置708處的觸摸可以由攝像機(jī)組件104進(jìn)行檢測(cè)，但是也可能遮擋位置710處的觸摸。然而，攝像機(jī)組件702可以精確地檢測(cè)位置708處的觸摸和位置710處的觸摸二者。如果觸摸表面102和/或觸摸感測(cè)平面170相對(duì)較大和/或多于一個(gè)的用戶可以同時(shí)與觸摸表面102相交互，則也可以使用附加攝像機(jī)組件702。攝像機(jī)組件104和702檢測(cè)到的信息可以相結(jié)合并且一起用于識(shí)別觸摸位置，或者可以分開(kāi)用于識(shí)別觸摸位置。攝像機(jī)組件702內(nèi)的虛擬攝像機(jī)的視場(chǎng)可以至少部分地與圖3中關(guān)于攝像機(jī)組件104來(lái)討論的至少一些視場(chǎng)相交疊。然而，在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)組件104和702中的至少一個(gè)可以具有不與另一個(gè)攝像機(jī)組件共享的至少一個(gè)F0V。圖8示出了觸摸系統(tǒng)800，觸摸系統(tǒng)800具有在觸摸屏810的一個(gè)角808的附近安裝的攝像機(jī)組件804、在觸摸屏810的不同角812的附近安裝的攝像機(jī)組件802、和在觸摸屏810的一側(cè)814的附近安裝的攝像機(jī)組件806。盡管在攝像機(jī)組件802與804之間的近似中心處示出了攝像機(jī)組件806，但是可以在沿著側(cè)邊814的任何位置或者在觸摸屏810的另一側(cè)邊828、830或832的附近安裝攝像機(jī)組件806。攝像機(jī)組件802、804和806都可以具有2D圖像傳感器。所示攝像機(jī)組件802-806分別具有兩個(gè)光學(xué)部件，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，示出攝像機(jī)組件802-806分別包括兩個(gè)虛擬攝像機(jī)。然而，應(yīng)該理解，攝像機(jī)組件可以具有更多或更少的虛擬攝像機(jī)。在一些實(shí)施例中，攝像機(jī)組件806可以具有光源(與光源146類似)，其沿著Z軸增大照度?！癦軸”指的是與X和Y坐標(biāo)相垂直的3-D坐標(biāo)，其中，能夠沿著所述X和Y坐標(biāo)指示距離。這可以改善沿著Z軸的一個(gè)或多個(gè)觸摸的檢測(cè)，進(jìn)而改善可以基于指示器到觸摸表面102的距離而改變的手勢(shì)的使用。可以確定指示器的速度和指示器到觸摸表面102的距離這二者。備選地，攝像機(jī)組件802、804和806中的一個(gè)或兩個(gè)可以使用線性傳感器和/或簡(jiǎn)單光學(xué)器件。參見(jiàn)攝像機(jī)組件806，虛擬攝像機(jī)834和836中的一個(gè)或者二者可以具有比關(guān)聯(lián)于攝像機(jī)組件802和804的虛擬攝像機(jī)的FOV大的FOV。例如，虛擬攝像機(jī)834和836可以分別具有高達(dá)180度的F0V。如前所述，例如圖3所示的在顯示屏的角附近安裝的攝像機(jī)組件的虛擬攝像機(jī)可以具有近似90度的視場(chǎng)。增大相對(duì)于觸摸屏810不同區(qū)域中所處的攝像機(jī)組件的數(shù)目能夠允許檢測(cè)更多的同時(shí)觸摸。如所示，存在位置816、818、820、822和824處的五個(gè)同時(shí)觸摸。對(duì)于攝像機(jī)組件802，位置816處的觸摸可以至少部分地遮擋位置820和824處的觸摸。對(duì)于攝像機(jī)組件804，位置818處的觸摸可以至少部分地遮掩位置820和822處的觸摸。因此，攝像機(jī)組件802和804中的任何一個(gè)都檢測(cè)不到位置820處的分離觸摸。然而，通過(guò)添加攝像機(jī)組件806，檢測(cè)到位置820處的觸摸。類似地，對(duì)于攝像機(jī)組件806，位置816處的觸摸可以至少部分地遮擋位置822處的觸摸，而位置818處的觸摸可以分別至少部分地遮擋位置824處的觸摸。然而，在該配置中，攝像機(jī)組件802將檢測(cè)位置822處的觸摸，而攝像機(jī)組件804將檢測(cè)位置824處的觸摸。為了檢測(cè)增大數(shù)目的同時(shí)觸摸和/或減少由觸摸形成的盲點(diǎn)，可以在另外兩個(gè)角838和840中的至少一個(gè)的附近或者在觸摸屏810的側(cè)邊828、830和832的附近安裝一個(gè)或多個(gè)附加攝像機(jī)組件(未示出)。在一些實(shí)施例中，可以利用攝像頭(例如，標(biāo)準(zhǔn)視頻攝像機(jī))或能夠工作在可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的其它視覺(jué)檢測(cè)裝置來(lái)替代攝像機(jī)組件之一，例如攝像機(jī)組件806。例如，如果一些視頻色彩攝像機(jī)上的濾色器在不與附加IR阻擋濾波器相結(jié)合的情況下可以具有IR響應(yīng)。因此，定制光學(xué)器件可以在攝像頭通道中包括IR阻擋濾波器，并且在光感測(cè)通道中仍然具有IR響應(yīng)。攝像頭可以與系統(tǒng)800分離，或者可以與系統(tǒng)800成一體?？梢允褂脭z像頭的FOV的一部分來(lái)檢測(cè)用于確定觸摸感測(cè)平面170內(nèi)(和/或觸摸表面102上)的一個(gè)或多個(gè)觸摸的坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)和/或Z軸檢測(cè)，同時(shí)還提供遠(yuǎn)程觀看能力，例如系統(tǒng)800的用戶的視頻圖像數(shù)據(jù)，和可能地，周圍區(qū)域的用戶的視頻圖像數(shù)據(jù)。舉例而言，可以使用分視場(chǎng)光學(xué)器件，其中，攝像頭的光學(xué)器件的一個(gè)或多個(gè)部分或區(qū)域用于觸摸檢測(cè)和/或Z軸檢測(cè)，而攝像頭的光學(xué)器件的其它部分用于獲取視頻信息。在一些實(shí)施例中，攝像頭可以包括與先前關(guān)于攝像機(jī)組件討論的那些部件相似的光學(xué)部件，并且還可以包括光源。在一些實(shí)施例中，可以基于確定多個(gè)觸摸和手勢(shì)所需的分辨率來(lái)選擇攝像機(jī)的分辨率和幀速。、
在一些實(shí)施例中，圖像傳感器130可以與單透鏡、棱鏡和/或反射鏡一同使用，以形成用于檢測(cè)一個(gè)FOV的攝像機(jī)組件。在其它實(shí)施例中，圖像傳感器130可以與多于一個(gè)單透鏡或棱鏡一同使用，以形成用于檢測(cè)多于一個(gè)FOV的攝像機(jī)組件。此外，在同一觸摸系統(tǒng)中，使用單透鏡或棱鏡的攝像機(jī)組件可以一起用作使用更復(fù)雜配置的攝像機(jī)組件，其中，所述更復(fù)雜配置使用多個(gè)光學(xué)部件和/或多個(gè)光學(xué)表面來(lái)檢測(cè)多個(gè)視場(chǎng)。應(yīng)該理解，以上描述旨在說(shuō)明，而非限制。例如，可以彼此結(jié)合地使用上述實(shí)施例(和/或上述實(shí)施例的多個(gè)方面)。此外，可以在不背離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行許多修改，以使特定情況或材料適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo)。這個(gè)書面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明(包括最佳模式)，且還使能本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員實(shí)踐本發(fā)明，包括制造和使用任何設(shè)備或以及執(zhí)行任何合并方法。盡管本文描述的材料的尺寸和類型旨在定義本發(fā)明的參數(shù)，但是其不意味著限制，且其是示例性實(shí)施例。通過(guò)回顧以上描述，許多其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的。因此，應(yīng)該參考所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求有權(quán)享有的等價(jià)物的全范圍來(lái)確定本發(fā)明的范圍。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”的簡(jiǎn)明英語(yǔ)的等價(jià)物。此外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“ 第二”和“第三”等僅用作標(biāo)記，而并非旨在將數(shù)字要求強(qiáng)加到其對(duì)象上。
權(quán)利要求
1.一種觸摸系統(tǒng)，包括 觸摸感測(cè)平面；以及 攝像機(jī)組件，位于觸摸感測(cè)平 面附近，所述攝像機(jī)組件包括 圖像傳感器；以及 至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)，包括與觸摸感測(cè)平面相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)視場(chǎng)，所述至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)包括光學(xué)部件，所述光學(xué)部件被配置為沿著至少一條光路導(dǎo)引觸摸感測(cè)平面附近的光，并且將光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的不同區(qū)域上。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括光源，被配置為照射觸摸感測(cè)平面。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，至少一個(gè)光學(xué)部件包括折射表面和反射表面中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括觸摸表面，觸摸感測(cè)平面置于觸摸表面附近。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，圖像傳感器包括二維圖像傳感器，其中，所述二維圖像傳感器包括具有多條感測(cè)線的傳感器表面，并且至少一個(gè)光學(xué)部件被配置為將所述至少一條光路中的光導(dǎo)引和聚焦到一條感測(cè)線上或者相鄰感測(cè)線集合上。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，圖像傳感器包括二維圖像傳感器，其中，所述二維圖像傳感器包括具有多條感測(cè)線的傳感器表面，并且所述至少一條光路還包括至少兩條光路，其中光學(xué)部件還被配置為將所述至少兩條光路中的光導(dǎo)引和聚焦到二維圖像傳感器上的不同感測(cè)線上或者不同相鄰感測(cè)線集合上。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)還包括四個(gè)虛擬攝像機(jī)，所述四個(gè)虛擬攝像機(jī)檢測(cè)與觸摸感測(cè)平面相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)視場(chǎng)。
8.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括 光源，被配置為照射觸摸感測(cè)平面；以及 反射器，安裝在觸摸感測(cè)平面的至少一側(cè)附近，且被配置為向攝像機(jī)組件反射來(lái)自光源的光。
9.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)包括至少兩個(gè)虛擬攝像機(jī)，其中，所述至少兩個(gè)虛擬攝像機(jī)之一的光學(xué)部件位于觸摸感測(cè)平面的一側(cè)附近，以及所述至少兩個(gè)虛擬攝像機(jī)中的另一個(gè)的光學(xué)部件位于觸摸感測(cè)平面的另一側(cè)附近。
10.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，還包括處理器模塊，被配置為基于與圖像傳感器的不同區(qū)域上聚焦的光相關(guān)聯(lián)的光級(jí)，來(lái)確定觸摸感測(cè)平面內(nèi)的一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的坐標(biāo)位置。
11.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，攝像機(jī)組件置于觸摸感測(cè)平面的角附近，所述系統(tǒng)還包括置于觸摸感測(cè)平面的側(cè)邊附近或者另一角附近的另一攝像機(jī)組件。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)附加攝像機(jī)組件，置于觸摸感測(cè)平面的另外的角附近，或者置于觸摸感測(cè)平面的另一側(cè)附近。
13.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，攝像機(jī)組件置于觸摸感測(cè)平面的角附近，所述系統(tǒng)還包括置于觸摸感測(cè)平面的另一角附近或者置于觸摸感測(cè)平面的側(cè)邊附近的攝像機(jī)，其中，所述攝像機(jī)被配置為獲取至少視頻圖像數(shù)據(jù)、配置為用于確定一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的坐標(biāo)位置的數(shù)據(jù)、以及與所述一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸相關(guān)聯(lián)的Z軸數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，圖像傳感器是線性傳感器或二維圖像傳感器。
15.—種觸摸系統(tǒng),包括 觸摸感測(cè)平面；以及 攝像機(jī)組件，置于觸摸感測(cè)平面附近，所述攝像機(jī)組件包括被配置為檢測(cè)與觸摸感測(cè)平面內(nèi)的光相關(guān)聯(lián)的光級(jí)的圖像傳感器，所述光級(jí)被配置為用于確定觸摸感測(cè)平面內(nèi)一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的至少二維的坐標(biāo)位置。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)附加攝像機(jī)組件，置于觸摸感測(cè)平面附近，且包括被配置為檢測(cè)與觸摸感測(cè)平面內(nèi)的光相關(guān)聯(lián)的光級(jí)的另一圖像傳感器，所述光級(jí)用于進(jìn)一步確定觸摸感測(cè)平面內(nèi)所述一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的至少二維的坐標(biāo)位置。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括處理器模塊，被配置為確定觸摸感測(cè)平面內(nèi)所述 一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的坐標(biāo)位置。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，圖像傳感器包括線性傳感器和二維圖像傳感器之一 O
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，攝像機(jī)組件還包括光學(xué)部件，被配置為將包括觸摸感測(cè)平面的至少一部分的視場(chǎng)內(nèi)檢測(cè)到的光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的區(qū)域上，所述光學(xué)部件還被配置為將包括觸摸感測(cè)平面的至少一部分的另一視場(chǎng)內(nèi)檢測(cè)到的光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的另一區(qū)域上。
20.一種攝像機(jī)組件，用于檢測(cè)一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸，所述攝像機(jī)組件包括 圖像傳感器；以及 光學(xué)部件，被配置為沿著至少一條光學(xué)路徑導(dǎo)引與至少兩個(gè)視場(chǎng)相關(guān)聯(lián)的光，將與視場(chǎng)之一相關(guān)聯(lián)的光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的一個(gè)區(qū)域上并且將與視場(chǎng)中另一個(gè)相關(guān)聯(lián)的光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的另一區(qū)域上，與光相關(guān)聯(lián)的光級(jí)被配置為用于確定所述至少兩個(gè)視場(chǎng)中的至少一個(gè)內(nèi)的一個(gè)觸摸或同時(shí)觸摸的坐標(biāo)位置。
全文摘要
一種觸摸系統(tǒng)，包括觸摸感測(cè)平面和置于觸摸感測(cè)平面附近的攝像機(jī)組件。攝像機(jī)組件包括圖像傳感器和具有與觸摸感測(cè)平面相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)視場(chǎng)的至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)。至少一個(gè)虛擬攝像機(jī)包括光學(xué)部件，其沿著至少一條光路導(dǎo)引觸摸感測(cè)平面附近的光。光學(xué)部件將光導(dǎo)引和聚焦到圖像傳感器的不同區(qū)域上。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102792249SQ201180011765
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者里卡多·R·沙拉沃瑞, 雷蒙德·T·赫伯特 申請(qǐng)人:電子觸控產(chǎn)品解決方案公司