PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE DETECCIÓN ÓPTICA DE LA POSICIÓN DE UN OBJETO POR MEDICIÓN DE LA LUZ REFLEJADA POR ESTE OBJETO.

Procedimiento de detección óptica para determinar la posición de un objeto (5) en una zona determinada de detección (3) de una superficie (1),

comprendiendo este procedimiento: - una etapa preliminar de disposición, en la proximidad de dicha zona de detección (3), y a un mismo lado con respecto al objeto (5), de una pluralidad de emisores (Ei) y de receptores (Ri) de luz para cubrir la zona de detección (3), estando adaptado cada emisor (E1, E2) para emitir la luz de manera que ésta no incida contra dicha superficie (1) en la zona de detección (3); comprendiendo el procedimiento: - una etapa (E30) en el transcurso de la cual se efectúa, para por lo menos dos parejas de emisor (Ei) - receptor (Ri) distintas, una medición, por parte de dicho receptor (Ri), de la cantidad de luz reflejada por el objeto (5) cuando el objeto (5) es iluminado por dicho emisor (Ei); - una etapa (E100) de cálculo de por lo menos dos valores característicos (K1, K2) a partir de los valores medidos durante la etapa (E30) anterior de medición; estando caracterizado el procedimiento porque, en el transcurso de dicha etapa preliminar de disposición, se dispone alternativa y regularmente la pluralidad de emisores (Ei) y de receptores (Ri), porque se calcula (etapa E100) un valor característico (Ki) por un emisor (Ei) realizando la media de los valores medidos por los receptores (Ri, Ri+1) situados a cada lado de dicho emisor (Ei) cuando sólo se enciende dicho emisor (Ei); y porque comprende además: - una etapa (E120) de determinación de por lo menos una posición (x) del objeto (5), mediante la lectura directa en una tabla (Tx) indexada por dichos por lo menos dos valores característicos (K1, K2), estando predeterminado y fijado el contenido de dicha tabla (Tx) antes de dicha etapa (E30) de medición

Procedimiento y dispositivo de detección óptica de la posición de un objeto por medición de la luz reflejada por este objeto.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para determinar la posición de un objeto en una zona determinada de una superficie, en particular, aunque no exclusivamente, para permitir la entrada de datos.

Un campo técnico de la invención es la fabricación de teclados y de dispositivos similares que permitan una entrada manual de datos para ordenadores, teléfonos fijos o móviles, PDA, o cualquier otro aparato electrónico.

Existen numerosos sistemas ópticos utilizados para detectar la posición de un elemento u objeto con vistas a la entrada de datos, en particular datos alfanuméricos.

La patente FR 2 443 173 describe un teclado de teclas móviles que comprende una pluralidad de emisores de luz y una pluralidad de receptores de luz que permiten detectar el hundimiento de las teclas; este teclado es costoso, ya que requiere un gran número de componentes mecánicos y optoelectrónicos; también es complejo debido a la diseminación de emisores y receptores de luz en toda la zona en la que están situadas las teclas.

Más recientemente, se han desarrollado dispositivos estáticos de entrada de datos.

La patente US-A-4.986.662 describe un sistema similar al anterior en el que las fuentes se sitúan en el núcleo de un reflector parabólico, con el fin de disminuir el número de componentes optoelectrónicos.

Un inconveniente de estos dispositivos resulta del hecho de que requieran disponer los componentes ópticos de manera sensiblemente distribuida por todo el contorno de la zona de entrada, y con una precisión geométrica suficiente para no falsear los cálculos efectuados a partir de los datos representativos de las señales emitidas por los receptores de luz, para determinar la posición, en la zona de entrada, del objeto (dedo u otro) que sirve para determinar el dato elegido por el usuario. De ello se desprende que estos dispositivos siguen siendo relativamente costosos.

Además, un dispositivo diseñado para una superficie de tamaño dado, no se adaptará fácilmente a una superficie de tamaño diferente.

El documento EP 1 039 365 describe un teclado virtual que comprende transductores de luz infrarroja adaptados para determinar la distancia de un objeto (dedo, lápiz) mediante medición de la atenuación de una luz reflejada sobre este objeto.

De manera más precisa, este procedimiento se basa en el tratamiento de la señal recibida por el transductor con la máxima energía (sin que se traten las señales recibidas por los otros transductores) según una ley inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa el objeto de este receptor.

Este valor se divide a continuación en intervalos y después se discretiza, correspondiendo cada uno de estos intervalos a una línea del teclado virtual.

Este procedimiento presenta un primer inconveniente al no permitir detectar con precisión la posición de un objeto si éste no está perfectamente alineado con el receptor infrarrojo.

También presenta un segundo inconveniente al no permitir obtener la posición precisa de un objeto de forma irregular (como un dedo por ejemplo), incluso aunque éste esté alineado con un detector, especialmente debido a que la señal recibida, tras la reflexión sobre una forma de este tipo, estaría lejos de ser lineal.

Naturalmente, una solución a este problema consiste en aumentar el número de transductores, en detrimento del coste y la complejidad del dispositivo.

El documento EP 1 168 233 describe un dispositivo de detección óptica que analiza la señal reflejada gracias a una red neuronal.

Este procedimiento presenta un primer inconveniente al requerir un gran número de muestras para entrenar a la red neuronal.

En efecto, si la red neuronal se entrena con un número relativamente bajo de muestras (con respecto al número de neuronas), el resultado de la interpolación realizada por esta red neuronal sólo será fiable para detectar objetos en las condiciones de las muestras anteriormente citadas, pero será difícilmente previsible y muy incierto desde el momento en que las condiciones de medición se alejen de las condiciones de entrenamiento.

Además, la ejecución de la red neuronal en un sistema integrado requiere un consumo de recursos de cálculo perjudicial.

La invención permite resolver los problemas anteriormente mencionados. Para ello, y según un primer aspecto, la invención se refiere a un procedimiento de detección óptica para determinar la posición de un objeto en una zona determinada de detección de una superficie, comprendiendo este procedimiento:

- una etapa preliminar de disposición, en la proximidad de dicha zona de detección, y a un mismo lado con respecto al objeto, de una pluralidad de emisores (Ei) y de receptores (Ri) de luz para cubrir la zona de detección, estando adaptado cada emisor para emitir la luz de manera que ésta no incida contra la superficie en la zona de detección; comprendiendo el procedimiento:

- una etapa en el transcurso de la cual se efectúa, para por lo menos dos parejas de emisor-receptor, una medición, por parte de ese receptor, de la cantidad de luz reflejada por el objeto cuando éste se ilumina por el emisor;

- una etapa de cálculo de por lo menos dos valores característicos a partir de estos valores medidos; y

- una etapa de determinación de por lo menos una posición del objeto, mediante lectura directa en una tabla indexada por estos valores característicos, estando el contenido de dicha tabla predeterminado y fijado antes de la etapa de mediciones,

siendo el procedimiento de tal manera que, en el transcurso de dicha etapa preliminar de disposición, se dispone alternativa y regularmente la pluralidad de emisores y de receptores, y se calcula un valor característico por emisor sacando la media de los valores medidos por los dos receptores situados a cada lado de este emisor cuando sólo se enciende este emisor. Se dirá que, en este caso, un emisor está asociado a dos receptores de luz.

De este modo, la detección de una posición del objeto se determina utilizando por lo menos dos mediciones realizadas por dos parejas de emisor-receptor diferentes.

Este procedimiento permite obtener una detección mucho más fiable que cuando se analiza únicamente la señal recibida por el transductor con el máximo de energía, especialmente cuando el objeto que va a detectarse no está alineado con un transductor.

Este procedimiento evita así multiplicar el número de emisores y receptores.

Además, el solicitante se ha dado cuenta de que esta doble medición permite prescindir del carácter no lineal de la señal reflejada, y mejora considerablemente la detección de un objeto de forma irregular.

Por otro lado, la utilización de valores característicos para indexar la tabla de posiciones, permite reducir considerablemente el tamaño de la memoria necesario para el almacenamiento de esta tabla, y el número de mediciones necesarias para la construcción de esta tabla.

A este respecto, el solicitante se ha dado cuenta del hecho de que, en la práctica, dos o tres valores característicos eran suficientes para detectar la posición de una pulsación sobre una tecla de teclado, cuando un emisor (o respectivamente receptor) está asociado a dos receptores (o respectivamente emisores).

Por otro lado, la posición del objeto en la zona de detección se obtiene directamente mediante lectura de la tabla de posiciones a partir de los valores característicos.

El procedimiento de detección según la invención es, por tanto, mucho más sencillo que un procedimiento basado en la utilización de una red neuronal.

En una variante de realización, se calcula un valor característico por receptor sacando la media de los valores medidos por este receptor, cuando los emisores situados a cada lado del receptor se encienden sucesivamente. Se dirá que, en este caso, un receptor está asociado a varios emisores de luz.

Las dos variantes de realización presentadas son ventajosas, por un lado, porque estos valores característicos son poco sensibles al ruido ambiente y, por otro lado, porque permiten la detección de la posición de un objeto de forma irregular.

En otro modo de realización,...

1. Procedimiento de detección óptica para determinar la posición de un objeto (5) en una zona determinada de detección (3) de una superficie (1), comprendiendo este procedimiento: