光学触摸技术详述

2、新型光学触摸系统
新元件技术和关键器件的成本降低使得大量崭新的光学触摸系统得以产生。便宜和更尖端的光学系统设计工具的结合,为现有光学触摸系统的设计和制造的再次提出创造了完善的条件。
现有两大类新的光学触摸系统：一类是取决于光源的,通过阻断来检测触摸的；还有一类是利用环境光,而与光源无关的。另外,这些新系统还可以根据规定光束的遮断,以及通过复杂的信号处理来确定显示器上方图像的触摸点来分类。本文回顾了这些新型的光学触摸系统。
3、neonode
neonode采用了传统的ir触摸技术,led以及光敏二极管,关键在于将其微型化以用于手持设备。除了将该技术用于其n2手机,neonode还将它销售给其他的设备制造商。但是还不清楚该技术是否被其他的手机销售商采纳。该项技术的关键挑战在于斜面的高度。很多手机制造商不断地尝试制造能在顶面齐平或者接近齐平的新元件,他们希望显示器尽量延伸,尽量靠近设备的边缘(使得显示器的尺寸和对多媒体功能的体验都尽可能的大)。参考图2中给出的neonoden2和苹果iphone,可以立刻明显发现iphone屏幕的表面是平滑的,而n2手机屏的表面是凹的。通过对样品的检测,n2的斜高约为1.6mm(包括包装材料的厚度)；而iphone的斜高为0(平滑)。其它妨碍neonode触摸屏技术在手机市场使用的问题有成本和功耗,都是因为设备中大量的采用光电子元件(led和光敏二极管)造成的。
对于这项技术及苹果iphone的另外一个潜在的挑战是只能用手指触摸的限制。亚洲智能手机制造商更希望能够采用触摸笔输入,以支持字符识别。neonoden2上的光束间隔比较宽,大约每厘米2.5个光束,手指大约能够覆盖9个光束交叉点。这能节约能量,但是使得触摸笔在触摸屏上无法使用。即使使用大的触摸笔,由于分辨率不够,手写识别还是无法实现。相比较而言,用于iphone的导电轨迹间隔相对比较窄,大概每厘米25个轨迹交叉点。但是,即便是投射式电容性技术的分辨率更高,它只能支持手指触摸,限制了触摸笔或是戴手套时的使用。所以这个比较结论有待讨论。
4、nextwindow、smart以及其它技术
nextwindow和smart技术实现了基于照相机的光学触摸,至少有一个新的开始。
nextwindow的光学触摸屏技术采用了两个放置在显示器相邻边角上的线扫描照相机(图3)。照相机根据红外光源的截断来检测任何靠近表面物体的移动。由屏表面的一个平面产生光,并由屏三个边上的定向反射条(定向反射镜使得光从入射角沿着平行但相反的路径反射回来)反射回相机。当手指(或任何物体)触摸屏幕时,控制器就分析了相机中的图像,触摸物体位置的三角关系。smart光学触摸屏技术使用的是相同的原理,区别在于它用了四个面扫描照相机。
即使技术上允许光学触摸技术不需要玻璃触摸表面,供应商也不会这样做,因为需要保护lcd的软(2h)表面。这些技术比传统技术先进在它们的有源器件更少,因此可以减少成本,具有更长的平均失误间隔时间(mtbf)。nextwindow销售的触摸屏的尺寸在12～120in范围之间,到目前为止大多数应用于监视器尺寸的显示屏(例如hptouchsmart家用电脑),以及用于交互数字签名的大尺寸显示[1]。尽管这项技术具有很高的分辨率和数据传输率,能够支持触摸笔的手写识别；但是,对于小于10in,由于边界宽度、成本、功耗的考虑不采用掌上反射显示屏的还无法应用。总的来说,基于相机的光学触摸技术在近期内还无法应用于移动设备。
5、perceptivepixel
纽约大学的研究者最新研制了一种可以同时用10个、20个,甚至更多手指触摸的大型多处触摸屏。perceptivepixel公司的成立,旨在将该项技术商业化——尽管这项技术已经应用于交互性白板、触摸屏桌、数字墙等领域,所有的这些设备都可以由多人同时操作。
perceptivepixel技术原理是将红外led光引入玻璃或塑料的背投屏上。该技术应用非全内反射(ftir),即当手指触摸玻璃表面时,光从手指处散射出去,被垂直于普通玻璃表面的光学传感器检测到[2]。在perceptivepixel应用中,光传感器是投影机旁边的一个摄像机(见图4)。因为该技术是为背投显示屏设计的,它不能应用在移动设备中。