[发明专利]确定对象的取向

说明书

发明背景 

技术领域

本发明涉及使用光以便确定置于表面上的对象(object)的特性的系统，例如触摸屏系统。 

本发明还涉及用于这种系统中的设备、对象和方法。 

相关技术描述 

利用当前的红外触摸屏，不可能一次检测不止一个位置，因为它们使用扫描由LED和光传感器构成的栅格的方法。通过在水平和竖直方向中断光束，选择栅格中的位置。多个点的检测不是对于所有位置都可行，因为一个点的选择可能遮挡其他点的正确检测。因此，这种技术对于多点检测不是那么有用。此外，利用当前的技术不能检测形状；原则上在LED和传感器的栅格中只能检测某种形式的“限界”盒。 

为了克服这些问题，2005年3月10日提交的Sander B.F.van deWijdeven和Tatiana A.Lashina的美国序列号为60/660366(代理人卷号US050077)的共同待决临时申请SYSTEM AND METHOD FORDETECTING THE LOCATION，SIZE AND SHAPE OF MULTIPLEOBJECTS THAT INTERACT WITH A TOUCH SCREEN DISPLAY提出了一种系统，该系统在屏幕的边沿上具有若干光发射器(例如红外LED)和若干光传感器，该文献在本申请提交的时候没有公布。屏幕的这些发光体起初关闭，然后一个接一个地打开。发光体(灯或LED)发出光束，该光束由屏幕的对侧上的传感器检测。当发光体和屏幕的对侧之间存在对象时，该对象投射出阴影。该阴影由于光的不存在而被传感器检测到。有关什么发光体打开以及什么传感器检测到或未检测到光的知识的组合(相比于校准状态)允许计算出对象必定处于其中的区域。如果进行了一个完整的循环，其中所有的光发射器都打开，那么可以确定对象的位置、形状和尺寸。 

发明内容

依照本发明，提供了依照独立权利要求1的系统、依照独立权利要求11的设备、依照独立权利要求12、13、15和16的对象以及依照独立权利要求19的方法。从属权利要求2-10、14、17和18限定了有利的实施例。 

依照本发明的一个方面，提供了包括多个围绕表面外围设置的光发射器和光检测器的系统。该系统包括置于所述表面上的至少一个对象。该对象包括至少具有第一类型的光学特性的第一部分以及具有第二类型的光学特性的第二部分，所述第二类型对于光发射器所用的光而言不同于第一类型。所述系统被设置成通过使用检测到的由对象的第二部分产生的光现象来确定对象的取向和/或识别和/或标识(identify)对象。 

所述系统可以是特别用于棋盘游戏(board game)的具有或没有显示器的触摸屏，但是它也可以是图形输入板或者其中有用的是检测置于表面上的对象的特性的任何其他系统。 

依照本发明的系统对于确定对象的取向是特别有用的，所述对象具有(点)对称的形状，比如圆形、椭圆形、三角形、正方形和矩形。这些是用于与触摸屏交互的最常出现的对象。向形状检测添加对象取向检测的可能性更加丰富了所述系统的输入，因而可以检测/解释来自用户的更加复杂的动作。在一些棋盘游戏(例如脑力挑战赛(Stratego))中，对象的取向是重要的。只有一个参与者被允许看见仅处于卒(pawn)的一侧的图像，并且当卒的取向使得其他参与者也可以看见该图像时，通过检测其取向可以提供警告信号。对象取向的精确知识对于其他特定的应用也是非常重要的，所述应用比如其中士兵或坦克向其他位置开火的战略游戏。另一个实例是有效的移动的卒，其表示计时器(timer)。 

依照本发明的系统也可以与非对称对象一起使用。检测这种对象的形状当然包括其取向，但是该取向相当粗糙，并且对于某些应用而言，需要更加精确的取向检测。 

此外，依照本发明的系统允许在不改变对象的外观的情况下识别或标识对象。这避免了必须使用用于标识的不同形状的对象。这样的不同的形状一般不是优选的，因为创建对象的设计者出于审美的原因或者制作成本的原因希望具有均匀形状的对象。此外，为了区分若干不同的形状，有必要选择一些机械不稳定且容易跌倒的形状。 

依照本发明的另外的方面，提供了设备、对象和方法。