用于模位置感测系统的安装系统

申请号 CN201280039985.8 申请日 2012-06-15 公开(公告)号 CN103975344B 公开(公告)日 2017-09-26
申请人 百安托国际有限公司; 发明人 A·尤图库里; J·克拉克;
摘要 本 发明 提供用于围绕感测区域安装 位置 感测系统的各种安装系统和方法。安装系统包括用于安装系统模 块 的安装托架。系统模块包括用于估计围绕感测区域的 辐射 阻挡物体的位置的辐射源和 传感器 。安装系统可以是模块化的并且其尺寸可以被设置成匹配显示模块的尺寸,所述显示模块以矩阵的形式组装以形成具有显示表面的显示屏。在这样的 实施例 中显示表面的全部或部分限定感测区域。
权利要求

1.一种位置感测系统,其包括:
显示模的矩阵,该显示模块的矩阵形成具有显示表面的显示屏;
安装到所述显示模块的多个安装托架;
安装到所述安装托架的多个系统模块,其中所述系统模块中的至少一些包括辐射传感器,并且其中所述系统模块中的至少一些包括辐射源,
其中所述安装托架中的至少一些包括对应于所述系统模块的对准元件,并且其中所述系统模块环绕所述显示表面并且保持与所述显示模块对准。
2.根据权利要求1所述的系统,其还包括连接到所述辐射传感器和所述辐射源的系统控制器
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述控制器配置成操作所述辐射源和所述辐射传感器以估计所述显示表面上的一个或多个辐射阻挡物体的位置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中至少两个系统模块安装到所述安装托架中的至少一些上。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述安装托架中的一些安装到所述显示模块中的两个上,并且至少两个系统模块安装到这样的安装托架上。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述系统模块中的至少一些包括模块连接器,并且其中连接到相同安装托架的相邻系统模块的模块连接器连接在一起以允许这样的系统模块之间的通信。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其包括配置成接收两个边缘系统模块的边缘安装模块。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其包括配置成接收至少一个部系统模块和至少一个边缘模块的角部安装模块。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其包括配置成接收至少一个角部系统模块和至少两个边缘模块的角部安装模块。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述系统模块围绕所述显示表面安装。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述系统模块邻近所述显示表面安装。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述显示模块中的至少一些具有沟缘并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述沟缘上。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述显示模块中的至少一些具有框架,并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述框架上。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,其中所述安装托架中的至少一些通过法兰安装到所述显示模块上。
16.一种位置感测系统,其包括:
显示模块的矩阵,该显示模块的矩阵形成具有显示表面的显示屏;
安装到所述显示模块的多个安装托架;
连接到所述安装托架的多个模块外壳;以及
安装在所述模块外壳中的多个系统模块,其中所述系统模块中的至少一些包括辐射传感器,并且其中所述系统模块中的至少一些包括辐射源,
其中所述安装托架中的至少一些包括对应于所述系统模块的对准元件,并且其中所述系统模块环绕所述显示表面并且保持与所述显示模块对准。
17.根据权利要求16所述的系统,其还包括连接到所述辐射传感器和所述辐射源的系统控制器。
18.根据权利要求17所述的系统,其中所述控制器配置成操作所述辐射源和所述辐射传感器以估计所述显示表面上的一个或多个辐射阻挡物体的位置。
19.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其还包括在所述安装托架的至少一些中的多个模块连接器,并且其中所述系统模块中的至少一些包括连接到所述模块连接器以形成系统通信总线的模块间连接器。
20.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
21.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中至少两个系统模块安装到所述安装托架中的至少一些上。
22.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述安装托架中的一些安装到所述显示模块中的两个上,并且至少两个模块外壳安装到这样的安装托架上。
23.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其包括配置成接收两个边缘系统模块的边缘安装模块。
24.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其包括配置成接收至少一个角部系统模块和至少一个边缘模块的角部安装模块。
25.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其包括配置成接收至少一个角部系统模块和至少两个边缘模块的角部安装模块。
26.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述系统模块围绕所述显示表面安装。
27.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述系统模块邻近所述显示表面安装。
28.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述显示模块中的至少一些具有沟缘,并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述沟缘上。
29.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述显示模块中的至少一些具有框架,并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述框架上。
30.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述安装托架中的至少一些通过法兰安装到所述显示模块上。
31.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述模块外壳中的至少一些包括用于保持系统模块的对准导轨
32.根据权利要求16至18中任一项所述的系统,其中所述模块外壳中的至少一些包括漫射器。
33.根据权利要求32所述的系统,其中所述漫射器是双凸透镜漫射器。
34.根据权利要求32所述的系统,其中所述漫射器被加工到所述模块外壳中。
35.根据权利要求32所述的系统,其中所述漫射器定位成与所述辐射源中的至少一些对准。
36.根据权利要求32所述的系统,其中所述系统模块包括辐射源模块,并且其中所述漫射器设在模块外壳中,在所述模块外壳中安装有辐射源模块。
37.一种组装触敏显示系统的方法,所述方法包括:
组装显示模块的矩阵以形成具有显示表面的显示屏;
将多个安装托架安装到所述显示模块;
将多个系统模块安装到所述安装托架,其中所述系统模块中的至少一些包括辐射传感器并且所述系统模块中的至少一些包括辐射源;以及
连接所述系统模块以形成用于感测定位在所述显示表面上的辐射阻挡物体的模块化位置感测系统,
其中所述安装托架中的至少一些包括对准元件以相对于所述显示屏对准所述系统模块,并且其中所述系统模块环绕所述显示表面。
38.根据权利要求37所述的方法,其中所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
39.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述安装托架中的至少一些安装到两个显示模块上,并且至少两个系统模块安装到这样的安装托架上。
40.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述系统模块中的至少一些成形为与所述对准元件相配合。
41.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述系统模块包括模块连接器,并且其中将这样的系统模块安装到所述安装托架上的步骤连接相邻系统模块的模块连接器以允许相邻系统模块之间的通信。
42.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述显示模块中的至少一些包括框架,并且所述方法包括将所述安装托架安装到这样的显示模块的所述框架上。
43.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述显示模块中的至少一些包括沟缘,并且所述方法包括将所述安装托架安装到这样的显示模块的所述沟缘上。
44.根据权利要求37或38所述的方法,其包括使用安装法兰将所述安装托架安装到所述显示模块中的一些上。
45.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述安装托架包括角部安装托架和边缘安装托架,并且所述方法包括将角部系统模块安装到所述角部安装托架上以及将边缘系统模块安装到所述边缘安装托架上。
46.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述系统模块围绕所述显示表面安装。
47.根据权利要求37或38所述的方法,其中所述系统模块邻近所述显示表面安装。
48.一种组装触敏显示系统的方法,所述方法包括:
组装显示模块的矩阵以形成具有显示表面的显示屏;
将多个安装托架安装到所述显示模块;
将系统模块定位在多个模块外壳中;以及
将所述模块外壳安装到所述安装托架从而连接所述系统模块以形成用于感测定位在所述显示表面上的辐射阻挡物体的模块化位置感测系统,
其中所述安装托架中的至少一些包括对准元件以相对于所述显示屏对准所述系统模块,并且其中所述系统模块环绕所述显示表面。
49.根据权利要求48所述的方法,其中所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
50.根据权利要求48或49所述的方法,其中所述模块外壳中的至少两个安装到至少一些安装托架上。
51.根据权利要求48或49所述的方法,其中所述模块外壳中的至少一些成形为与所述对准元件相配合。
52.根据权利要求48或49所述的方法,其中所述显示模块中的至少一些包括框架,并且所述方法包括将所述安装托架安装到这样的显示模块的所述框架上。
53.根据权利要求48或49所述的方法,其中所述显示模块中的至少一些包括沟缘,并且所述方法包括将所述安装托架安装到这样的显示模块的所述沟缘上。
54.根据权利要求48或49所述的方法,其包括使用安装法兰将所述安装托架安装到所述显示模块中的一些上。
55.根据权利要求48或49所述的方法,其中所述系统模块围绕所述显示表面安装。
56.根据权利要求48或49所述的方法,其中所述系统模块邻近所述显示表面安装。
57.根据权利要求48或49所述的方法,其包括将所述系统模块中的至少一些定位在形成于相应模块外壳中的对准导轨内。
58.根据权利要求48或49所述的方法,其包括在所述模块外壳的至少一些中提供漫射器。
59.根据权利要求58所述的方法,其中所述漫射器是双凸透镜漫射器。
60.根据权利要求58所述的方法,其中所述漫射器被加工到所述模块外壳中。
61.根据权利要求58所述的方法,其中所述漫射器定位成与设在所述系统模块的至少一些上的辐射源对准。
62.根据权利要求58所述的方法,其中所述系统模块包括辐射源模块,并且其中所述漫射器设在模块外壳中,在所述模块外壳中安装有辐射源模块。
63.根据权利要求48或49所述的方法,其包括将模块连接器安装在所述安装托架的至少一些中,其中所述模块连接器连接相邻系统模块以允许这样的系统模块之间的通信。
64.根据权利要求63所述的方法,其中所述系统模块中的至少一些包括模块间连接器,并且其中所述模块连接器包括用于与所述模块间连接器配合的连接点,并且其中将所述模块外壳安装到所述安装托架的步骤连接至少两个系统模块的模块间连接器,允许这样的系统模块之间的通信。

说明书全文

用于模位置感测系统的安装系统

技术领域

[0001] 所述的实施例涉及用于模块化显示面板的位置感测系统。更特别地,它们涉及用于围绕感测区域安装这样的位置感测系统的系统。发明内容
[0002] 本文中所述的示例性实施例提供与用于围绕感测区域,例如由多个显示模块形成的显示屏,安装位置感测系统的系统和方法相关的细节。本文中所述的实施例仅仅是示例性的并且其它实现方式和配置也是可能的。
[0003] 在一方面,提供了一种位置感测系统,其包括:形成具有显示表面的显示屏的显示模块的矩阵;安装到所述显示模块的多个安装托架;安装到所述安装托架的多个系统模块,其中所述系统模块中的至少一些包括辐射传感器并且其中所述系统模块中的至少一些包括辐射源。
[0004] 在一些实施例中,所述系统包括连接到所述辐射传感器和所述辐射源的系统控制器
[0005] 在一些实施例中,所述控制器配置成操作所述辐射源和所述辐射传感器以估计所述显示表面上的一个或多个辐射阻挡物体的位置。
[0006] 在一些实施例中,所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
[0007] 在一些实施例中,至少两个系统模块安装到所述安装托架中的至少一些上。
[0008] 在一些实施例中,所述安装托架中的一些安装到所述显示模块中的两个上,并且至少两个系统模块安装到这样的安装托架上。
[0009] 在一些实施例中,所述安装托架中的一些包括对应于所述系统模块的对准元件,并且其中所述系统模块保持与所述显示模块对准。
[0010] 在一些实施例中,所述系统模块中的一些包括模块连接器,并且其中连接到相同安装托架的相邻系统模块的模块连接器连接在一起以允许这样的系统模块之间的通信。
[0011] 在一些实施例中,所述系统包括配置成接收两个边缘系统模块的边缘安装模块。
[0012] 在一些实施例中,所述系统包括配置成接收至少一个部系统模块和至少一个边缘模块的角部安装模块。
[0013] 在一些实施例中,所述系统包括配置成接收至少一个角部系统模块和至少两个边缘模块的角部安装模块。
[0014] 在一些实施例中,所述系统模块围绕(about)所述显示表面安装。
[0015] 在一些实施例中,所述系统模块环绕(surround)所述显示表面。
[0016] 在一些实施例中,所述系统模块邻近所述显示表面安装。
[0017] 在一些实施例中,所述系统模块环绕所述显示表面。
[0018] 在一些实施例中,所述显示模块中的一些具有沟缘(bezel),并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述沟缘上。
[0019] 在一些实施例中,所述显示模块中的一些具有框架,并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述框架上。
[0020] 在一些实施例中,所述安装托架中的一些通过法兰安装到所述显示模块上。
[0021] 在另一方面,提供一种位置感测系统,其包括:形成具有显示表面的显示屏的显示模块的矩阵;安装到所述显示模块的多个安装托架;连接到所述安装托架的多个模块外壳;以及安装在所述模块外壳中的多个系统模块,其中所述系统模块中的至少一些包括辐射传感器并且其中所述系统模块中的至少一些包括辐射源。
[0022] 在一些实施例中,所述系统包括连接到所述辐射传感器和所述辐射源的系统控制器。
[0023] 在一些实施例中,所述控制器配置成操作所述辐射源和所述辐射传感器以估计所述显示表面上的一个或多个辐射阻挡物体的位置。
[0024] 在一些实施例中,所述系统包括在所述安装托架的至少一些中的多个模块连接器,并且其中所述系统模块中的至少一些包括连接到所述模块连接器以形成系统通信总线的模块间连接器。
[0025] 在一些实施例中,所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
[0026] 在一些实施例中,至少两个系统模块安装到所述安装托架中的至少一些上。
[0027] 在一些实施例中,所述安装托架中的一些安装到所述显示模块中的两个上,并且至少两个模块外壳安装到这样的安装托架上。
[0028] 在一些实施例中,所述安装托架中的一些包括对应于所述模块外壳的对准元件,并且其中所述系统模块通过所述对准元件保持与所述显示模块对准。
[0029] 在一些实施例中,所述系统包括配置成接收两个边缘系统模块的边缘安装模块。
[0030] 在一些实施例中,所述系统包括配置成接收至少一个角部系统模块和至少一个边缘模块的角部安装模块。
[0031] 在一些实施例中,所述系统包括配置成接收至少一个角部系统模块和至少两个边缘模块的角部安装模块。
[0032] 在一些实施例中,所述系统模块围绕所述显示表面安装。
[0033] 在一些实施例中,所述系统模块环绕所述显示表面。
[0034] 在一些实施例中,所述系统模块邻近所述显示表面安装。
[0035] 在一些实施例中,所述系统模块环绕所述显示表面。
[0036] 在一些实施例中,所述显示模块中的一些具有沟缘,并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述沟缘上。
[0037] 在一些实施例中,所述显示模块中的一些具有框架,并且所述安装托架中的至少一些安装到所述显示模块的所述框架上。
[0038] 在一些实施例中,所述安装托架中的一些通过法兰安装到所述显示模块上。
[0039] 在一些实施例中,所述模块外壳中的一些包括用于保持系统模块的对准导轨
[0040] 在一些实施例中,所述模块外壳中的一些包括漫射器。
[0041] 在一些实施例中,所述漫射器是双凸透镜漫射器。
[0042] 在一些实施例中,所述漫射器被加工到所述模块外壳中。
[0043] 在一些实施例中,所述漫射器定位成与所述辐射源中的至少一些对准。
[0044] 在一些实施例中,所述系统模块包括辐射源模块,并且其中所述漫射器设在模块外壳中,在所述模块外壳中安装有辐射源模块。
[0045] 在另一方面,提供一种组装触敏显示系统的方法,所述方法包括:组装显示模块的矩阵以形成具有显示表面的显示屏;将多个安装托架安装到所述显示模块;将多个系统模块安装到所述安装托架,其中所述系统模块中的至少一些包括辐射传感器并且所述系统模块中的至少一些包括辐射源;以及连接所述系统模块以形成用于感测定位在所述显示表面上的辐射阻挡物体的模块化位置感测系统。
[0046] 在一些实施例中,所述系统模块的尺寸对应于所述显示模块的尺寸。
[0047] 在一些实施例中,所述安装托架中的至少一些安装到两个显示模块上,并且至少两个系统模块安装到这样的安装托架上。
[0048] 在一些实施例中,所述安装托架中的至少一些包括对准元件以相对于所述显示屏对准所述系统模块。
[0049] 在一些实施例中,所述系统模块中的至少一些成形为与所述对准元件相配合。
[0050] 在一些实施例中,所述系统模块包括模块连接器,并且其中将这样的系统模块安装到所述安装托架上的步骤连接相邻系统模块的模块连接器以允许所述相邻系统模块之间的通信。
[0051] 在一些实施例中,所述显示模块中的一些包括框架,并且所述方法包括将所述安装托架安装到这样的显示模块的所述框架上。
[0052] 在一些实施例中,所述显示模块中的一些包括沟缘,并且所述方法包括将所述安装托架安装到这样的显示模块的所述沟缘上。
[0053] 在一些实施例中,所述方法包括使用安装法兰将所述安装托架安装到所述显示模块中的一些上。
[0054] 在一些实施例中,所述安装托架包括角部安装托架和边缘安装托架,并且所述方法包括将角部系统模块安装到所述角部安装托架上以及将边缘系统模块安装到所述边缘安装托架上。
[0055] 在一些实施例中,所述系统模块围绕所述显示表面安装。
[0056] 在一些实施例中,所述系统模块环绕所述显示表面。
[0057] 在一些实施例中,所述系统模块邻近所述显示表面安装。
[0058] 在一些实施例中,所述系统模块环绕所述显示表面。
[0059] 在另一方面,提供另一种组装触敏显示系统的方法,所述方法包括:组装显示模块的矩阵以形成具有显示表面的显示屏;将多个安装托架安装到所述显示模块;将系统模块定位在多个模块外壳中;以及将所述模块外壳安装到所述安装托架从而连接所述系统模块以形成用于感测定位在所述显示表面上的辐射阻挡物体的模块化位置感测系统。
[0060] 在一些实施例中,所述安装托架中的至少一些包括对准元件以相对于所述显示屏对准所述系统模块。
[0061] 在一些实施例中,所述模块外壳中的至少一些成形为与所述对准元件相配合。
[0062] 在一些实施例中,将所述系统模块中的一些定位在形成于相应模块外壳中的对准导轨内。
[0063] 在一些实施例中,所述方法包括在所述模块外壳的至少一些中提供漫射器。
[0064] 在一些实施例中,所述漫射器是双凸透镜漫射器。
[0065] 在一些实施例中,加工(tool)到所述模块外壳中。
[0066] 在一些实施例中,所述漫射器定位成与设在所述系统模块的至少一些上的辐射源对准。
[0067] 在一些实施例中,所述系统模块包括辐射源模块,并且其中所述漫射器设在模块外壳中,在所述模块外壳中安装有辐射源模块。
[0068] 在一些实施例中,所述方法包括将模块连接器安装在所述安装托架的至少一些中,其中所述模块连接器连接相邻系统模块以允许这样的系统模块之间的通信。
[0069] 在一些实施例中,所述系统模块中的一些包括模块间连接器,并且其中所述模块连接器包括用于与所述模块间连接器配合的连接点,并且其中将所述模块外壳安装到所述模块托架的步骤连接至少两个系统模块的模块间连接器,允许这样的系统模块之间的通信。
[0070] 下面进一步详细地描述本发明的附加方面和实施例。附图说明
[0071] 在附图中:
[0072] 图1示出第一示例性模块化位置感测系统;
[0073] 图2示出图1的系统的一些部件;
[0074] 图3示出图1的系统的辐射源和模块控制器;
[0075] 图4示出图1的系统的一些部件;
[0076] 图5示出图1的系统的边缘传感器模块;
[0077] 图6示出在图1的系统中确定模块的布置和确定几何关系的方法;
[0078] 图7示出在图1的系统中识别辐射阻挡物体的位置的方法;
[0079] 图8示出另一示例性模块化位置感测系统;
[0080] 图9示出图8的系统的外部角部辐射源模块;
[0081] 图10示出图8的系统的边缘辐射源/传感器模块;
[0082] 图11示出另一示例性模块化位置感测系统;
[0083] 图12示出又一示例性模块化位置感测系统;
[0084] 图13和14示出图12的系统的辐射传感器模块;
[0085] 图15和16示出用于安装模块化位置感测系统的系统;以及
[0086] 图17至20示出另一用于安装模块化位置感测系统的系统。
[0087] 附图仅仅是下面所示和所述的实施例的举例说明。它们不是限制性的并且未按比例绘制。

具体实施方式

[0088] 首先参考示出第一模块化位置感测系统100的图1。系统100包括多个系统模块101,所述系统模块包括角部模块102和边缘模块104。系统200还包括系统控制器106。边缘和角部模块组装在一起以围绕感测区域108。典型地,感测区域108将覆盖表面110。
[0089] 系统控制器106控制系统100的操作。系统控制器106包括处理器120,所述处理器可以是能够操作系统100的任何类型的装置或部件,例如硬件部件、软件部件或包括硬件和软件或固件或两者的部件。例如,处理器120可以是微处理器微控制器阵列或任何类型的数据处理或计算装置。处理器可以编程或配置成操作系统100及其部件并且与外部设备通信。系统控制器106也可以包括可以由处理器120访问存储器122。处理器120控制系统控制器106和系统100的操作。指令可以记录在存储器122中,并且可以装载到处理器中以将处理器配置成执行控制、数据处理、数据转换和通信操作以便控制系统控制器106和系统100的操作,如下所述。除了指令以外,数据可以记录在存储器122中。
[0090] 系统控制器106包括接口124,所述接口在该实施例中是通用串行总线端口。处理器120连接到接口124。外部设备(未显示)可以通过接口124连接到处理器120,允许处理器将辐射阻挡物体在感测区域108中的位置报告给外部设备并且接收来自外部设备的控制指令和数据。在其它实施例中,接口可以是任何类型的通信接口。例如,接口124可以是模拟接口或数字数据接口,例如串行数据端口或并行数据端口。
[0091] 根据本发明的系统可以包括各种类型的模块,包括辐射源模块、传感器模块和混合型模块。
[0092] 系统100包括角部辐射源模块102r和角部传感器模块102s、边缘辐射源模块104r、边缘传感器模块104s以及边缘间隔器(spacer)模块104o。每个模块电气地和机械地连接到一个或多个相邻模块。
[0093] 在系统100中,按照从系统模块101a开始并且逆时针移动的顺序组装以下模块以环绕感测区域108:
[0094]模块 模块类型
101a 内部角部传感器模块102is
101b 边缘辐射源模块104r
101c 边缘辐射源模块104r
101d 边缘辐射源模块104r
101e 内部角部辐射源模块102ir
101f 边缘辐射源模块104r
101g 边缘辐射源模块104r
101h 边缘辐射源模块104r
101i 边缘辐射源模块104r
101j 边缘辐射源模块104r
101k 内部角部辐射源模块102ir
101l 边缘辐射源模块104r
101m 边缘辐射源模块104r
101n 边缘辐射源模块104r
101o 内部角部传感器模块102is
[0095]101p 边缘间隔器模块104o
101q 边缘间隔器模块104o
101r 边缘传感器模块104s
101s 边缘间隔器模块104o
101t 边缘间隔器模块104o
[0096] 表1
[0097] 系统模块101形成具有顶侧162、左侧164、右侧166和底侧168的框架160。
[0098] 参考图2,示出系统模块101a、101b和101t。
[0099] 系统100中的每个系统模块101包括上游模块间连接器116和下游模块间连接器117。每个模块的下游连接器117连接到相邻系统模块101的上游连接器116。
[0100] 每个系统模块101还具有连接到系统模块101的模块间连接器116、117中的每一个的模块控制器112。系统模块的模块控制器112通过模块间连接器连接在一起,形成系统通信总线。
[0101] 系统控制器106也连接到系统通信总线,并且可以独立地与每个模块控制器112通信。
[0102] 系统模块101a是角部传感器模块102is。每个角部传感器模块102is包括模块控制器112a、辐射传感器114a、上游模块间连接器116和下游模块间连接器117。模块控制器112a连接到系统控制器106、辐射传感器114a和模块间连接器116、117。在该实施例中,每个角部传感器模块102is连接两个彼此呈直角定位的相邻模块。连接到系统模块101a的上游连接器116的上游系统模块101t与连接到系统模块101a的下游连接器117的下游系统模块101b成90°定向(orient)。传感器114a定位成与角部传感器模块102a的边缘140、142相距1cm。
[0103] 在系统100中,系统模块101a的模块控制器112a连接到系统控制器106,并且通过模块控制器112a连接到系统通信总线。每个模块控制器112响应于从系统控制器接收的指令控制它的系统模块101的操作。
[0104] 系统模块101b是边缘辐射源模块104r。每个边缘辐射源模块104r包括模块控制器112b、多个辐射源126、上游模块间连接器116、下游模块间连接器117以及漫射器130。模块控制器112b连接到辐射源源126中的每一个和模块间连接器116、117中的每一个。在系统
100中,每个边缘辐射源模块104r具有30cm的长度并且具有20个辐射源126。辐射源定位成间隔1.5cm,第一辐射源126定位成与上游系统模块101a相距0.75cm并且最后辐射源126定位成与下游系统模块101c相距0.75cm(图1)。简单地参考图1,系统模块101c是另一边缘辐射源模块104r并且类似于系统模块101b。辐射源126在边缘辐射源模块104r中的定位导致辐射源相等地间隔开1.5cm,其中相邻的边缘辐射源模块104r定位成肩并肩地接触
[0105] 参考示出了辐射源126的图3。系统100中的每个辐射源126设在系统模块101中并且连接到该系统模块101的模块控制器112。每个辐射源126包括辐射源驱动器或辐射源驱动电路134和辐射发射器136。辐射源驱动器134连接到模块控制器112以接收发射器启动信号138。辐射源驱动器134启动辐射发射器136,当启动时,所述辐射发射器发射越过感测区域108的至少一部分的辐射(图1)。可以独立地致动系统100中的每个辐射源126。在该实施例中每个辐射源126是在红外光谱中发射辐射的LED。在其它实施例中,辐射源可以是在包括可见光谱和紫外光谱的其它光谱中发射辐射的各种类型的源。
[0106] 再次参考图2,边缘辐射源模块104r包括漫射器130。辐射源模块104r和102ir的漫射器130安装在模块的辐射源126和感测区域108之间。
[0107] 漫射器130漫射由辐射源发射的辐射,由此平滑沿着框架160的左侧、底侧和右侧由辐射源表观地发射的辐射的量,如同从辐射传感器114观察的那样。在该实施例中,如上面关于系统100所述的那样估计辐射阻挡物体150相对于框架的左侧和右侧以及辐射传感器的角位置。发明人已发现漫射由辐射源126发射的辐射可以提供对辐射阻挡物体的位置的更精确估计。
[0108] 各种材料适合用作漫射器130,包括稍稍模糊或半透明的塑料或其它材料,其漫射、但不过度散射来自辐射源的辐射使得它不能由辐射传感器114精确地测量。在一些实施例中,可以有效地被使用漫射、但基本上不阻挡辐射穿过漫射器的光学级漫射器,包括衍射光栅,双凸透镜漫射器和双凸透镜衍射光栅可以用于漫射器。这样的光栅的例子在通过引用被合并于本文中的美国专利申请第61/320,334号中示出和描述。图2中所示的漫射器沿着模块的长度连续。在其它实施例中,单独的漫射器可以被提供用于辐射源中的一些或全部。
[0109] 系统模块101t是边缘间隔器模块104o。边缘间隔器模块具有模块控制器112t以及上游模块间连接器116和下游模块间连接器117。在该实施例中,边缘间隔器模块104o不具有任何辐射源或传感器。
[0110] 每个模块控制器112在系统控制器106的控制下操作它的相应系统模块101的部件。每个模块控制器通过其它系统模块101的模块控制器112直接地或间接地通过系统通信总线与系统控制器106通信。在系统100中,模块控制器112a连接到系统控制器106。模块控制器112a接收来自系统控制器106的控制指令和数据并且将数据提供给系统控制器106。模块控制器112a通过它们的相应模块间连接器116连接到系统模块101b(辐射源模块104r)的模块控制器112b,如图2中所示。模块间连接器116、117提供模块之间的双向数据通信,允许每个系统模块101中的模块控制器与系统控制器106并且可选地与其它模块控制器112通信。下面更详细地描述系统100的操作和模块控制器116的作用。
[0111] 接着参考示出系统模块101d-101f的图4。系统模块101d是边缘辐射源模块104r并且具有与上述的系统模块101b相同的结构。类似地101f也是边缘辐射源模块104r并且也具有与系统模块101b相同的结构。
[0112] 系统模块101e是角部辐射源模块102ir。角部辐射源模块102ir包括模块控制器112e、多个辐射源126、一对模块间连接器116和漫射器130。模块控制器112e连接到辐射源
126中的每一个和模块间连接器116、117。系统模块101e的辐射源126类似于边缘辐射源模块101b的辐射源126,并且在上面关于图3进行了描述。系统模块101e的辐射源126中的每一个可以由模块控制器112e独立地启动。
[0113] 辐射源126x定位成与系统模块101的边缘144相距1cm并且与边缘146相距2cm。辐射源126y定位成与边缘144相距2cm并且与边缘146相距1cm。
[0114] 接着参考图5,该图示出作为边缘传感器模块104s的系统模块101r。每个传感器模块101r具有模块控制器112r、辐射传感器114b和一对模块间连接器116、117。模块控制器112r连接到并且在系统控制器106(图1和2)的控制下控制辐射传感器114b的操作。辐射传感器114s定位在模块的中央,与邻近感测区域108(图1)的内部边缘148间隔1cm。
[0115] 再次参考图1,系统模块101a和101t连接在一起使得它们的相应模块控制器112通过它们的相应模块间连接器116、117连接在一起。
[0116] 再次参考图1。关于每种类型的系统模块101的各种细节记录在存储器122中并且因此可由系统处理器120访问。在系统100中,关于每种类型的系统模块记录以下信息:
[0117]
[0118]
[0119] 仍然参考图1,系统100包括在系统模块101b-n中的多个辐射源。系统100还包括三个辐射传感器114a-c。辐射传感器的每一个对辐射源所发射的辐射敏感。每个辐射传感器将对应于入射在传感器上的辐射的强度的强度平报告给它的相应模块控制器。系统控制器106可以与模块控制器通信以获得由辐射传感器提供的强度水平,如下面进一步所述。
[0120] 接着参考示出方法600的图6,系统控制器106通过所述方法确定包括系统100的系统模块的布置并且确定辐射源和辐射传感器之间的几何关系。在系统100的启动阶段,在系统控制器106的控制下执行方法600。使用方法600,系统控制器确定系统100中的系统模块101的布置。
[0121] 方法600在步骤602中开始,其中100被初始化。这可以在系统100上电时或响应“复位”或在系统通信总线上传输的其它命令而发生。
[0122] 在各实施例中,主控制器106可以以各种方式寻址并且与模块控制器112通信。例如,每个模块控制器可以被分配或者可以具有特定地址并且主控制器可以使用相应地址识别每个模块控制器。例如,主控制器可以将模块控制器的地址与控制指令一起传输,例如启动辐射源的指令。
[0123] 在系统100中,每个模块控制器112保持可以被称为模块地址移位寄存器的一位移位寄存器以允许系统控制器106寻址模块控制器112。在初始化期间,除了模块控制器112a以外,每个模块控制器112将它的模块地址移位寄存器设置为“0”。模块控制器112a将它的模块地址移位寄存器设置为“1”。模块控制器112a可以配置成确定模块101a直接连接到主控制器,并且可以响应这样的连接将它的模块地址移位寄存器设置为“1”。作为选择,主控制器可以传输指向模块控制器112a的控制以将它的模块地址移位寄存器设置为“1”。在系统100中,仅仅一个系统模块101将在它的模块地址移位寄存器中具有“1”值。该模块可以被称为活动模块。
[0124] 如上所述,每个模块控制器112连接到系统通信总线。主控制器106可以在系统通信总线上传输“移位地址位”指令,所述指令由所有模块控制器112接收。当该指令被接收时,每个模块控制器接收先前记录在直接(immediately)上游系统模块的地址位中的值。当主控制器106传输移位地址位指令时,由模块控制器101a存储的“1”值移位到模块控制器101b。由模块控制器101b至101t存储的“0”值也向下游移位一个系统模块使得系统模块
101c至101a(在图1中逆时针或向下游移动)在它们的相应模块地址移位寄存器中具有“0”值。随着系统控制器106传输连续移位地址位指令时,每个连续下游系统模块101变为活动模块,直到模块101t是活动模块。当发送下一个移位地址位指令时,模块101a再次变为活动模块。
[0125] 系统控制器106可以在系统通信总线上传输各种控制指令、数据请求和其它命令。一些命令,例如移位地址位指令,由所有模块控制器112接收并且响应。一些命令可以仅仅由活动模块的模块控制器响应。
[0126] 方法600然后移动到步骤604,其中系统控制器106询问它直接连接到的系统模块101以确定它是哪种类型的系统模块。如上所述,用于模块101a的模块地址移位寄存器初始设置为“1”,所有其它系统模块101的模块地址移位寄存器设置为“0”。
[0127] 系统控制器106传输仅仅由活动模块响应的“传输模块信息”命令。模块101a通过将自身识别为角部传感器模块102is而响应。模块101a还可以提供关于模块的其它信息。例如,模块101a可以传输将模块与系统100中的所有其它模块区分开的唯一模块标识符。唯一模块标识随后可以由系统控制器106使用以具体地寻址模块101a。一些系统模块可以包括允许模块识别模块的竖直取向的取向传感器。如果模块101a包括这样的传感器,则模块101a可以将对应于它的竖直旋转的角提供给主控制器106。主控制器106记录由模块101a提供的模块信息。
[0128] 方法600然后进入步骤606,其中系统控制器106传输移位地址位指令,使系统模块101b成为活动模块。
[0129] 方法600然后进入决策步骤608。如果目前活动的系统模块已经由系统控制器识别,表示所有系统模块已被识别,则方法600进入步骤612。否则,方法600进入步骤610。
[0130] 在步骤610中,系统控制器106传输“传输模块信息”命令。活动模块控制器112通过识别模块的类型而响应并且也可以提供其它信息,如上所述。
[0131] 控制器106在步骤604中以及然后重复地在步骤610中接收关于连续系统模块的信息。
[0132] 在系统100中,步骤606-610的重复继续直到在步骤610中系统模块101b-t中的每一个已由系统控制器106询问。在步骤606的下一次重复时,系统模块101a变为活动模块并且方法600从步骤606进入步骤612。
[0133] 在步骤612中,控制器106基于每个连续模块的类型和在存储器122中记录的、关于模块的每个类型的信息建立系统布局。再次参考图1,辐射传感器114a被认为在x-y平面上位于点0,0处。控制器106能够使用连续下游模块的顺序和存储器122中记录的信息确定每个辐射传感器114和辐射源126相对于x-y平面的位置。
[0134] 辐射源126中的一些或全部可以从辐射源中的每一个可见。例如,辐射源126a-c对于辐射传感器114a不可见,但是辐射源126d-f和126k-m对于辐射传感器114a可见。对于每个辐射传感器114,控制器106针对对于辐射传感器可见的每个辐射源126确定并且记录一角。在系统101中,针对每个辐射源相对于辐射传感器114a记录角θ,针对每个辐射源相对于辐射传感器114b记录角 并且针对每个辐射源相对于辐射传感器114c记录角α。
[0135] 方法600然后结束。
[0136] 除了寻址活动模块以外,在系统100中,系统控制器106也可以直接地寻址系统模块中的一些或全部并且传输控制指令和接收来自特定模块的数据,即使它不是活动模块。当每个模块初始在步骤604或610中被询问时,系统控制器106可以将唯一模块地址分配给每个模块。随后,系统控制器106可以通过它的相应模块地址寻址每个系统模块。
[0137] 接着参考图1和7。在方法600之后,系统100切换到操作阶段,其中使用方法700来识别辐射阻挡物体在感测区域108中的位置。
[0138] 方法700在步骤702中开始,其中控制器106顺序地启动每个辐射源,从辐射源126a开始到辐射源126z。在系统100中,控制器106通过使每个连续辐射源模块101a至101n成为活动模块而这样做。当每个辐射源模块是活动模块时,活动模块的模块控制器顺序地暂时启动每个辐射源。当每个辐射源被启动时,系统控制器采样入射在辐射传感器114中的一个或多个上的辐射的强度。为了获得来自每个传感器的辐射强度水平,系统控制器106寻址相应系统模块的模块控制器并且请求由辐射传感器114报告的辐射强度水平。模块控制器采样辐射传感器114并且将辐射强度水平传输到系统控制器106。当每个连续辐射源被启动时系统控制器106产生对应于由辐射传感器报告的辐射强度水平的每个辐射传感器114的辐射强度信号。在通过引用被合并于本文中的美国专利申请第61/320,334号中进一步解释辐射传感器114的操作、辐射强度水平和辐射强度信号。
[0139] 当辐射阻挡物体150存在于感测区域108中时,辐射阻挡物体将衰减从辐射源126中的一些到达辐射传感器114中的一些或全部的辐射的强度。辐射强度信号将包括与被辐射阻挡物体阻挡的辐射源相对应的衰减的辐射强度水平。在图1中,辐射阻挡物体150衰减从辐射源126b-c到达辐射传感器114b的辐射、从辐射源126d-e到达辐射传感器114c的辐射和从辐射源126g-h到达辐射传感器114a的辐射。
[0140] 当针对辐射强度信号中的每一个已获得辐射强度信号时,方法700进入步骤704。
[0141] 在步骤704中,系统控制器106计算辐射阻挡物体150的估计位置。系统控制器106计算辐射阻挡物体150相对于辐射传感器中的至少两个的角。例如,对于包含衰减辐射强度水平的每个辐射强度信号,系统控制器106确定与辐射强度水平被衰减的辐射源的位置相对应的角。如果对应于一组相邻辐射源的一组相邻辐射源强度水平被衰减,则系统控制器可以基于被衰减的辐射源的位置计算对应于平均或加权平均角位置的角。系统控制器可以配置成忽略辐射强度信号中的伪(spurious)衰减辐射强度水平。
[0142] 每个角限定源自它的相应传感器的线。系统控制器106然后组合经过计算的角以估计相对于x-y平面的位置(x150,y150)。
[0143] 例如,如果对应于两个辐射传感器的角和线由系统控制器识别,则辐射阻挡物体150的位置可以被估计为两条线之间的交点。如果对应于三个辐射传感器的线由系统控制器识别,例如分别源自辐射传感器114a、114b和114c并且穿过或靠近辐射阻挡物体150的位置的线174、176和178,则三条线将典型地限定三角形。可以基于三角形估计辐射阻挡物体
150的位置。例如,辐射阻挡物体150的位置可以被估计为三角形内的点,例如三角形的形心、三角形内的内切圆的中心、从点到三角形的边的距离之和最小的点、从点到三角形的边的距离的平方和最小的点、三角形的外切圆的中心。各种其它几何技术可以用于估计辐射阻挡物体150的位置。用于计算这样的角并且用于组合一对这样的角的各种方法在美国专利申请第61/320,334号中被描述。系统控制器106根据这些技术中的一种或另一技术计算辐射阻挡物体的估计位置(x150,y150)。
[0144] 方法700然后移动到步骤706。在步骤706中,系统控制器106在接口124处报告估计位置(x150,y150)。
[0145] 方法700然后返回步骤702。
[0146] 重复地执行方法702-706。通过每次重复,对应于辐射阻挡物体150的位置的更新位置(x150,y150)在接口124处被报告。连接到接口124的外部设备,例如计算机,可以接收连续的位置。系统100用作这样的外部设备的输入装置。
[0147] 感测区域108可以覆盖下层表面,如上所述。在一些实施例中,感测区域可以覆盖用显示屏的矩阵形成的显示系统。在这样的实施例中,用于系统的水平和竖直侧的边缘模块104可以具有不同长度。例如,在一些实施例中,显示系统由具有40cm宽×30cm高的尺寸的显示屏的矩阵形成。边缘模块104的尺寸可以设置成对应于边缘长度。沿着每个显示屏的宽度使用的边缘模块可以为40cm长,而沿着每个显示屏的高度使用的边缘模块可以为30cm长。
[0148] 在系统100中,感测区域108由系统模块101围绕。处理器120可以从记录在存储器122中的信息获取每个系统模块101中的每个辐射源或辐射传感器的尺寸和位置。当系统控制器106获得系统模块101的序列时,处理器120可以使用记录的信息确定每个辐射源126和辐射传感器114的位置。在其它实施例中,每个辐射源和辐射传感器的位置可以手动地记录在存储器122中。另外,系统模块的尺寸、顺序和相互连接可以手动地记录在存储器122中。
[0149] 在系统100中,边缘间隔器模块104o用于完成其它系统模块101之间的系统通信总线,并且也用于保证其它系统模块中的辐射传感器和辐射源的位置可以由处理器120精确地计算。在其它实施例中,模块可以用电缆或其它装置互连,没有系统模块被设置在不提供辐射源或辐射传感器的地方。
[0150] 在一些实施例中,感测区域可以仅仅由系统模块部分地围绕。
[0151] 接着参考示出另一模块化位置感测系统800的图8。系统800类似于系统100并且相应部件由相似的附图标记识别。
[0152] 系统800包括如上面关于系统100所述连接在一起的多个系统模块801a-801x。系统800包括未在系统100(图1)中示出的两种类型的模块:外部角部辐射源模块802or和边缘辐射源/传感器模块804rs。
[0153] 参考图8和9,系统模块801f和801n是外部角部辐射源模块802or。每个外部角部辐射源模块802or允许在由系统模块801形成的框架860中的270°转动。每个外部角部辐射源模块802or包括模块控制器812f、多个辐射源826、上游模块间连接器816、下游模块间连接器817和漫射器830。
[0154] 模块控制器812f连接到并且操作辐射源826的每一个,如上所述。模块间连接器816和817将模块控制器812连接到相邻系统模块801,如上所述。
[0155] 模块802or具有面对感测区域808的两个侧870和872。辐射源826布置成穿过漫射器830发射越过侧870和872以及这些侧之间的角部的辐射。
[0156] 感测区域808为大体“T”形。感测区域808的一些区域对于角部辐射传感器模块801a和801s的每一个中的辐射传感器814a和814c可见。例如,辐射阻挡物体850从角部辐射传感器模块801s不可见。
[0157] 参考示出边缘辐射源/传感器模块804rs的图10。边缘辐射源/传感器模块804rs类似于边缘辐射源模块804r并且附加地包括辐射传感器814d。辐射传感器814d连接到模块控制器812j,所述模块控制器操作边缘辐射源/传感器模块804rs中的辐射源826,如上面关于边缘辐射源模块101b(图2)所述,并且操作辐射传感器814d,如上面关于边缘传感器模块101r(图5)所述。边缘辐射源/传感器模块804rs组合了辐射源模块和辐射传感器模块的操作。辐射传感器814d定位在若干辐射源826之上。在组合的辐射源/传感器模块的其它实施例中,辐射传感器可以定位在与辐射源相同的平面中、或在辐射源的平面之上或之下。
[0158] 参考图8,系统800包括不同尺寸的边缘辐射源模块804r。模块801i和801k是具有比其它边缘辐射源模块,例如边缘辐射源模块801b,短的长度的边缘辐射源模块。在任何特定实施例中,可以使用各种边缘和角部模块。每个边缘或角部模块可以包含可以以任何布置间隔开的一个或多个辐射源、一个或多个辐射传感器。每种类型的模块的结构记录在存储器822中,包括每个模块的物理尺寸和模块内的每个辐射源和辐射传感器的位置。对于每个角部模块,记录的数据包括上游的和下游的模块间连接器之间的角。例如,外部角部辐射源模块802or具有相邻上游模块和相邻下游模块(即,在外部角部辐射源模块801f的情况下,为模块801e和801g)之间的270°角(在顺时针方向上)。
[0159] 在其它实施例中,角部模块可以具有它们的上游和下游侧之间的任何角的其它角关系,包括不是直角或90°的倍数的角。在一些实施例中,角部模块可以具有可变角,所述可变角可以由内置到模块中的传感器测量,并且然后报告给系统控制器806。在一些实施例中,角部模块的内部拐角(即,指向感测区域808中的拐角)可以被圆化。
[0160] 当系统800被初始化时,系统控制器806使用方法600(图6)来确定系统800中的系统模块801的布置。系统控制器806询问每个系统模块801以获得各种类型的模块的布置并且使用模块的布置以及记录在存储器822中的关于每种类型的模块的信息来建立系统的几何系统布局。对于每个辐射传感器814,系统控制器806确定并且记录对于辐射传感器814可见的每个辐射源826的角(或某些相应数据)。
[0161] 系统控制器806使用方法700(图7)来估计感测区域808中的辐射阻挡物体的位置。取决于辐射阻挡物体的位置,它可以阻挡辐射源126和辐射传感器814的不同组合之间的辐射的路径。系统控制器806重复地执行步骤702-706以采集对应于每个辐射传感器的辐射强度信号,识别在辐射强度信号中的每一个中被衰减的辐射源,并且估计对应于被衰减的辐射源的位置的一个或多个辐射阻挡物体的位置。用于估计特定辐射阻挡物体的位置的特定辐射强度信号可以取决于感测区域808中的辐射阻挡物体的位置。例如,可以通过识别线
874、876和878的交点处或附近的点来估计辐射阻挡物体850的位置。线874对应于辐射源
826a和辐射传感器814a之间的辐射的路径。线876对应于辐射源826b和辐射传感器814b之间的辐射的路径。线878对应于辐射源826c和辐射传感器814d之间的辐射的路径。没有穿过辐射阻挡物体850的任何辐射源和辐射传感器814c之间的无障碍线性路径。例如,模块801k中的辐射源826和辐射传感器814c之间的线性路径由模块801n阻碍。当辐射阻挡物体850围绕感测区域808移动时它将阻挡辐射源和辐射传感器的不同组合之间的辐射路径。例如,如果辐射阻挡物体850移动到位置851,则它将对于辐射传感器814d不可见(也就是说,将没有辐射源和辐射传感器814d之间的、也穿过位置851的无障碍线性路径)。
[0162] 系统控制器806基于各辐射源和两个或更多个辐射传感器之间的阻挡路径估计感测区域808中的辐射阻挡物体相对于两个或更多个辐射传感器的位置,如上面关于方法700的步骤704所述。
[0163] 参考示出另一模块化位置感测系统1100的图11。系统1100类似于系统100并且相应的部件用相应的附图标记识别。
[0164] 感测区域1108覆盖由一起形成显示屏1182的显示模块1180的阵列组成的表面。模块化位置感测系统1100和显示屏1182一起形成可以用于检测显示屏1182的显示表面上的辐射阻挡物体的位置的触敏显示系统。显示屏1182可以连接到外部设备,例如计算机。典型地,模块化位置感测系统1100和显示屏1182两者将连接到相同的外部设备(未显示),例如计算机或计算设备。外部设备可以接收与感测区域1108中(和显示屏1182的表面上)的辐射阻挡物体的位置相关的输入信息。外部设备可以控制显示屏使得对应于输入信息的信息显示在显示屏上。在一些实施例中,显示在显示屏上的信息可以与从模块化位置感测系统接收的输入配准(registered)(即,在位置上同步或对准)。
[0165] 如图11中所示,不同的边缘模块104的长度可以匹配显示模块1180的尺寸。边缘模块1104ra比边缘模块1104rb和边缘模块1104o、1104sa、1104sb短。在其它实施例中,显示模块的长度可以是不同于显示模块的尺寸的长度。
[0166] 在系统中,角部传感器模块1102is以及边缘模块1104sa和1104sb包括总共四个辐射传感器1114。取决于感测区域1108中的辐射阻挡物体的位置,来自不同辐射传感器的辐射强度信号可以由系统控制器1106使用以估计辐射阻挡物体的位置。
[0167] 接着参考示出另一模块化位置感测系统1200的图12。类似于上述的系统的部件的系统1200的部件由相似的附图标记识别。系统1200包括多个辐射源模块1202、多个反射器模块1204和一对辐射传感器模块1214。在该实施例中,模块安装在感测区域1208的边缘处,所述感测区域覆盖由显示模块1280的阵列形成的显示屏1282。
[0168] 反射器模块1204a和1204b的长度被分别设置为其尺寸对应于显示模块1280的相邻长度。
[0169] 每个辐射源模块1202包括发射越过感测区域1208的辐射的辐射源1226。每个反射器模块1204具有内表面1205,所述内表面朝着辐射传感器模块1214中的至少一个反射从辐射源发射的辐射。内表面实质上变为可以由辐射传感器模块1214感测的辐射的源。辐射传感器模块1214感测反射辐射。每个辐射源1226和每个辐射传感器连接到控制它们的操作的系统控制器1206。
[0170] 在该实施例中,辐射源模块1214a与辐射传感器模块1214a配对并且辐射源模块1214b与辐射传感器模块1214b配对。系统控制器1206交替地启动辐射源1226a和1226b。
[0171] 当辐射源1226被启动时,它发射越过感测区域的辐射使得辐射到达反射器模块的内表面1205中的一些。辐射从内表面朝着对应于活动辐射源1226的辐射传感器模块1214反射。
[0172] 辐射在从产生辐射的方向上向回的该反射可以被称为“回射”。具有该特性的表面可以被称为是回射的。许多表面至少稍稍是回射的并且只要足够的辐射从内表面1205反射以允许反射的辐射由辐射传感器模块1214感测,就不需要对内表面的特殊处理。在一些实施例中,反射器模块1204的内表面1205可以成形、涂覆或以其它方式改造以增强内表面的回射性。例如,内表面可以具有回射轮廓(profile)或涂层。在一些实施例中,内表面可以具有增强在辐射入射在内表面的方向上的辐射的反射的三角形、弧形或其它轮廓。在一些实施例中,内表面可以涂覆有高反射的或回射的膜或涂料。在一些实施例中,光学元件,例如透镜(选择成反射由辐射源发射的辐射),可以用于增强内表面的反射性。
[0173] 当每个辐射源被启动时,系统控制器接收来自相应辐射传感器模块1214的辐射强度信号。如果辐射阻挡物体,例如辐射阻挡物体1250,存在于感测区域中,则从内表面1205的某些部分反射的辐射将被阻止到达辐射传感器模块1214。
[0174] 参考图13和14,示出示例性辐射传感器模块1214a。适合用于系统1200中的其它辐射传感器在通过引用被合并于本文中的共同未决的PCT专利申请第PCT/CA2010/000884号被描述。
[0175] 模块1214a包括线性阵列传感器1282和孔板1284。线性阵列传感器连接到处理器1206。线性传感器阵列1282安装在传感器支座1286上,所述传感器支座又安装在基板1280上。孔板1284也安装在基板1280上。
[0176] 阵列传感器1282具有线性地布置、大体平行于反射器模块1204的多个传感器元件1283。传感器元件1283中的每一个对从反射器模块1204的内表面1205反射的辐射敏感。传感器阵列1282将对应于入射在每个传感器元件1283上的辐射的强度的辐射强度信号提供给处理器1206。
[0177] 孔板1284具有形成于其中的孔径1285使得从内表面1205反射的辐射必须穿过孔径1285到达传感器元件1283。在该实施例中,孔径1285是狭缝。在其它实施例中,孔径可以是孔或者可以具有另一形状。在一些实施例中,可以基于传感器元件1283的灵敏度、形状和间隔选择孔径的形状(包括尺寸)。
[0178] 随着辐射阻挡物体1250在感测区域1208中相对于传感器模块1214a在x或y维度上移动,从内表面1205的不同部分反射的辐射被阻止到达传感器元件1283中的一些。在图13中,1283b处范围内的传感器元件完全或部分地在辐射阻挡物体1250的阴影中。这些传感器元件对应于从线1288和1290之间的内表面1205以及内表面1205的部分1292反射的辐射。由对应于传感器元件1283b的传感器阵列1282提供的辐射强度信号的各个部分反应了入射在那些传感器元件上的减小的辐射水平。
[0179] 再次参考图12,系统1200的部件的尺寸记录在存储器1222中并且可由处理器1120访问。例如,系统1200自身的尺寸、每个反射器模块1204的位置和取向以及辐射传感器模块1214的位置和取向被记录在存储器1222中。
[0180] 处理器1220将来自辐射传感器模块1214a中的传感器阵列1282的辐射强度信号和这些被记录的尺寸、位置和取向组合以估计辐射阻挡物体1250相对于辐射传感器模块1214a的方向。处理器1220在辐射强度信号中识别辐射被辐射阻挡物体1250阻断的一个或多个传感器元件1283,并且识别对应于该范围的传感器元件的方向。例如,处理器可以计算在线1288和1290之间延伸的源自辐射传感器模块1204的辐射线。类似地,处理器1220组合来自辐射传感器模块1204b的辐射强度信号和被记录的数据以相对于模块1204b估计对应于辐射阻挡物体1250的辐射线。处理器1220估计辐射阻挡物体1250的位置在两个辐射线的交点处或附近。估计的位置可以在接口1224处报告给外部设备。
[0181] 根据本发明的其它模块化位置感测系统可以包括各种其它类型的模块。例如,其它系统可以包括弯曲模块,或可以被调节以呈现不同形状的模块,包含任何数量的辐射源或辐射传感器或两者的模块,间隔开任何距离或变化距离的辐射源或辐射传感器。在任何特定实施例中感测区域可以具有任何形状。
[0182] 在一些实施例,例如系统100和800中,辐射源和辐射传感器可以定位成使得感测区域基本上包括被围在系统的框架内的区域的全部或大部分。在其它实施例中,辐射源和辐射传感器可以定位在框架中使得其中辐射阻挡物体的位置可以被感测的感测区域延伸过被围在框架内的区域的仅仅一部分。
[0183] 在一些实施例中,在模块之间可以有间隙使得环绕感测区域(以及可能不是感测区域的一部分的区域)的框架不是连续的。
[0184] 在上述的系统中,系统控制器以菊花链(daisy-chain)顺序方式连接到每个模块。在其它实施例中,系统控制器可以直接连接到模块中的一些或全部并且可以直接地而不是通过其它模块控制器或通过系统通信总线与各自的模块控制器通信。在一些实施例中,系统控制器可以通过无线通信而不是通过有线通信系统与模块中的一些或全部通信。
[0185] 接着参考图15和16,示出用于围绕显示屏1182安装模块化位置感测系统1100的安装系统1500。在图15中,仅仅示出对应于图11的右上角的安装系统1500、位置感测系统110和显示屏1182的一部分。图16以分解形式示出来自图15的若干部件以显示附加细节。安装系统1500包括多个模块安装托架1501,所述模块安装托架包括角部安装托架1502和边缘安装托架1504。
[0186] 显示屏1182包括布置在矩阵中的多个显示模块1180。每个显示模块1180具有围绕模块的显示表面1188的边缘沟缘1184。
[0187] 每个安装托架1501用紧固件1506,例如螺钉,安装到一个或多个显示模块1180。在该实施例中,显示模块的边缘沟缘1184是可接近的,以便在将显示模块的显示表面1188安装到安装托架中之前允许通过边缘沟缘安装紧固件。在各实施例中,可以使用任何类型的紧固件,包括机械紧固件、粘合剂磁性紧固件或其它紧固件或紧固件的任何组合。在其它实施例中,安装托架可以在显示模块的框架或其它部件处被安装到显示模块。
[0188] 在显示模块的沟缘或框架不可接近或以其它方式不适合安装安装托架的其它系统中,安装法兰可以用于将安装托架安装到显示模块,安装托架和显示模块可以安装到共同支座或者安装托架和显示模块可以以其它方式连接使得安装托架(和安装在安装托架上的系统模块)位于相对于显示模块的固定位置。
[0189] 两个或更多个系统模块1101安装到每个安装托架1501。在系统1500中,安装托架包括可选的对准元件,例如突起或销1510,其接合系统模块1101的后表面中的凹陷1512以帮助系统模块与安装托架和显示模块1180对准。
[0190] 每个系统模块1101包括模块连接器1116和1117。在图16中示出系统模块1101p的上游模块连接器1116p。模块连接器1116p包括若干连接点或垫1514。相应的下游模块连接器1117o(图15)具有相应的连接垫,当两个模块安装到安装托架1504a上并且它们的相应连接垫被连接在一起时,所述连接垫接触模块连接器1116p的连接垫1514,形成系统通信总线。
[0191] 角部安装托架1502接收三个系统模块1101m、1101n和1101o,允许邻近显示模块1180d的三个模块彼此连接。典型地,系统模块用可以是任何类型的紧固件的紧固件1507安装到安装托架。
[0192] 接着参考图17和18,示出另一用于围绕显示屏1182安装类似于系统1100的模块化位置感测系统的系统1700。系统1700包括多个安装托架1710、模块外壳1722和模块连接器1728。
[0193] 安装托架1701包括角部安装托架1702和边缘安装托架1740。每个安装托架1701接收两个或更多个模块外壳1722。安装托架可以包括对准突起、销或凹陷以对准安装托架上的模块外壳。安装托架如上面关于系统1500所述用将安装托架紧固到显示模块1180的边缘沟缘的紧固件1706或以上述的其它方式安装到显示模块。
[0194] 每个安装托架包括凹陷1732,模块连接器1728可以使用任何类型的紧固件安装在所述凹陷中,如上所述。每个模块连接器提供相邻的系统模块1101之间的电连接,如下所述。
[0195] 模块外壳1722o用如上所述可以是任何类型的紧固件的紧固件安装到安装托架1702a和1704b。
[0196] 参考图19,更详细地显示了模块外壳1722m。每个模块外壳1722沿着它的长度保持系统模块1101。系统模块定位在由位于模块外壳的感测区域侧1724和外侧1726的一对对准导轨1738所形成的轨道中。模块外壳1722m保持边缘辐射源模块1104m。
[0197] 漫射器1730安装在模块外壳1722中使得由辐射源1126发射的辐射由漫射器1730漫射。因此不必将漫射器直接设在辐射源模块1104m上。用于保持辐射传感器模块的模块外壳将典型地不带有漫射器。用于混合的辐射源/辐射传感器模块的模块外壳可以带有与辐射源对准的漫射器。
[0198] 在图20中示出模块外壳1722m的后侧1734。辐射源模块1104m具有形成于模块的后侧上的它的下游模块间连接器1117m。模块间连接器1117m具有可以通过模块外壳的后侧1734接近的多个连接垫1714。连接垫1714与模块连接器1728a上的连接点1736连接。每个模块连接器1728具有在它的相对端部的两组连接点1736,在所述端部处不同的系统模块被连接。每组中的相应连接点1736彼此电连接,提供从一个系统模块的下游模块间连接器到另一系统模块的上游模块间连接器的直通(through)连接。在该实施例中,每个连接点是接触模块间连接器上的连接垫中的一个的片簧连接器。
[0199] 模块安装系统可以用于围绕任何类型的感测区域安装系统模块。另外,模块安装系统可以用于彼此连接系统模块的模块间连接器以允许系统模块提供系统通信总线。
[0200] 在各实施例中,模块外壳可以由可以紧固在一起的一个或多个部件形成。在一些实施例中,模块外壳可以以一个或多个部分的形式挤压成形。漫射器可以由与模块外壳的剩余部分相同或不同的材料制造。例如,在一些实施例中,模块外壳不同于漫射器由不透明或半透明塑料材料形成。漫射器由具有足以漫射由辐射源发射的辐射的光学性质的材料形成使得辐射可以由系统中的辐射传感器检测。例如,双凸透镜漫射器可以被加工到模块外壳中。
[0201] 在这里仅仅通过例子描述本发明的各种示例性实施例。可以对这些示例性实施例进行各种修改和变化而不脱离本发明的精神和范围。
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