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2.7.3.1 光电二极管光学技术

《实感交互:人工智能下的人机交互技术》第2章触觉感知,本章试图为应用于人机交互界面的触控技术提供一个明确的定义。本节为大家介绍光电二极管光学技术。

作者:温秀颖 译来源:机械工业出版社|2019-02-03 21:02

2.7.3.1 光电二极管光学技术

光电二极管光学技术是摄像光学技术的一个分支,由于知识产权的考虑,目前仅在Baanto公司可以找到。该光学触控技术使用光电二极管(p-i-n半导体结构的二极管) 作为光传感器,而不是前面描述的CMOS相机。光电二极管具有以下可以简化光学触摸屏结构的特征:

光电二极管直接读取光强度并在高达10000帧/s的速度下运行,支持了高性能的触碰系统。

光电二极管无需透镜,而且可装配接近180°的视场(FOV)(见图230),因此可以无需依靠装置在触摸屏角落的传感器并消除需要电脑计算纠正的光学像差。

光电二极管无需曝光控制,因为传感器性能不会因为接触物体的距离或速度而受到光照变化影响。

光电二极管的场深无限,意味着位置探测算法不会随着接触物体的位移而发生改变。光电二极管完全在模拟领域运行,比起更为数码导向的图像处理技术,它更能让触摸屏控制器以不同的方式使用接触物体的阴影信息(Baanto的技术被称为“阴影感知”)。它包含的一些在其他种类的摄像光学触摸屏中不多见的性能包括以下方面:

可选择的接触面积(提供防误触,忽略雨滴到屏幕上,或设置要求的最小手指接触压力)。

可选择的“驻留时间” (在报告有效触碰之前,一个触碰物体必须停留在屏幕的最少帧值,这能实现排除短暂的意外触碰)。

可选择的阴影密度(使接触物体的红外穿透性成为判断有效碰触的标准)。

更好地排除高度的环境红外干扰(达100klx)。

更容易上调尺寸(Baanto至今的最大触摸屏是在一面266in的视频墙上)。

Baanto的光电二极管光学触屏的背光是主动的,它使用了940nm的红外LED,相互间隔5mm并环绕在触屏的边缘。触摸屏使用完全照明、部分遮挡、完全遮挡的触摸事件之间的比例使屏幕能够耐受周边变化的LED功率值,从而无需使用分档的(匹配的) LED。另外,因为控制器算法使用读数之间的比例,传感器接收到的总功率变化不会影响对触碰位置的计算。


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