[发明专利]二维位置感测系统及其传感器

说明书

本申请是申请号为201080036257.2、申请日为2010年6月16日、发明名称为“二维位置感测系统及其传感器”的PCT国际发明专利申请的分案申请。

技术领域

所述的实施例涉及用于感测二维中的辐射源或辐射阻挡对象的位置的系统和方法。实施例也涉及用于这样的系统和方法中的传感器。

发明内容

本发明的一些实施例提供了传感器，所述传感器用于估计对象相对于所述传感器的方向。辐射源朝着所述传感器发射生成的或反射的辐射。所述传感器具有在孔板之后的线性光学传感器阵列。所述传感器阵列具有线性布置的多个传感器元件。所述孔板具有孔，从而当所述系统在使用时允许来自所述辐射源的辐射仅仅到达所述传感器元件中的一些。来自所述传感器的强度信号耦合到处理器，所述处理器被配置成识别所述辐射入射在其上的传感器元件。中心传感器元件从被照射的传感器元件当中选择并且用于估计所述辐射源相对于所述传感器的方向。

其它实施例提供了一种具有线性阵列传感器的传感器。提供多个辐射源以照射线性阵列传感器中的传感器元件的范围。来自每个辐射源的辐射通过孔板中的孔并且仅仅照射传感器元件中的一些。辐射阻挡元件用于阻挡来自辐射源中的一些的辐射到达传感器元件中的一些。到达传感器元件的辐射的缺失被测量并且用于估计辐射阻挡元件相对于传感器的方向。

在另一个方面中，提供了一对传感器。所述传感器相对于彼此以已知间隔定位。每个传感器确定辐射源(在一些实施例中)或辐射阻挡对象(在其它实施例中)相对于传感器的方向。基于源或对象相对于每个传感器的方向和传感器的已知相对定位估计辐射源或辐射阻挡对象的位置。

另一个方面提供了一种估计定位在感测区域中的辐射源的方向的方法，所述方法包括：提供辐射传感器，所述辐射传感器包括：具有多个传感器元件的线性阵列传感器，所述传感器元件面对所述感测区域；孔板，所述孔板定位在所述线性阵列传感器和所述感测区域之间以阻挡来自所述感测区域的辐射到达所述线性阵列传感器；以及孔，所述孔形成于所述孔板中以允许来自所述辐射源的辐射到达所述传感器元件中的一些；接收来自所述线性阵列传感器的强度信号，其中所述强度信号包括对应于通过所述孔入射在所述传感器元件上的辐射的强度值；以及基于所述强度信号确定所述方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号包括超过阈值的至少一个高强度值，并且其中基于所述至少一个高强度值确定所述方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号包括超过阈值的高强度值的范围，并且其中确定所述方向包括：基于所述高强度值的范围选择中心传感器元件；以及基于所述中心传感器元件确定方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号包括低于阈值的至少一个低强度值，并且其中基于所述至少一个低强度值确定所述方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号包括低于阈值的低强度值的范围，并且其中确定所述方向包括：基于所述低强度值的范围选择中心传感器元件；以及基于所述中心传感器元件确定方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号是模拟信号并且其中确定所述方向包括：将所述模拟辐射强度信号转换成相应的最终辐射强度；以及基于所述最终辐射强度信号确定方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号是数字信号，所述数字信号具有分别对应于所述传感器元件的每一个的高值或低值，并且其中确定所述方向包括：基于高强度值的范围选择中心传感器元件；以及基于所述中心传感器元件确定方向。

在一些实施例中，所述辐射强度信号是数字信号，所述数字信号具有分别对应于所述传感器元件的每一个的高值或低值，并且其中确定所述方向包括：基于低强度值的范围选择中心传感器元件；以及基于所述中心传感器元件确定方向。

在一些实施例中，可以在确定所述方向之前滤波所述辐射强度信号以去除虚假值。

在一些实施例中，确定所述方向包括在查找表中查找角。

在一些实施例中，确定所述方向包括计算角。

另一个方面提供了一种估计辐射源相对于感测区域的位置的方法，所述方法包括：相对于所述感测区域将第一位置传感器定位在第一位置；相对于平面将第二位置传感器定位在第二位置，其中所述第一和第二位置传感器分离一定距离；相对于所述第一位置传感器确定第一线；相对于所述第二位置传感器确定第二线；以及估计所述辐射源的位置在所述第一和第二线的交叉点。

在一些实施例中，所述感测区域是显示屏的表面。

在一些实施例中，所述感测区域是书写表面的表面。

在一些实施例中，所述辐射源是发射所述第一和第二位置传感器可检测的辐射的有源辐射源。