[發(fā)明專利]具有改進照明的光學觸摸屏

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200880105040.5
• 申請日: 2008-08-29
• 公開（公告）號: CN101802760A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·牛頓
• 申請（專利權(quán)）人: 奈克斯特控股公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11204
• 代理人: 余朦;王艷春

優(yōu)先權(quán)要求

本申請要求在2007年8月30日提交的561,037號新西蘭臨時專 利的優(yōu)先權(quán)，其題名為OPTICAL?TOUCHSCREEN?WITH?IMPROVED ILLUMINATION(具有改進照明的光學觸摸屏)，在此其全文通過引 用并入本文作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的主題一般地涉及觸摸顯示系統(tǒng)，其允許用戶通過在表面 之上或其附近的觸摸與一個或多個處理設(shè)備進行互動。

背景技術(shù)

數(shù)字轉(zhuǎn)換器和輸入板可作為處理單元中的坐標輸入設(shè)備引入。例 如，數(shù)字轉(zhuǎn)換器或輸入板可在觸摸生效顯示系統(tǒng)中的一個或多個顯示 設(shè)備(例如CRT，LCD或其他顯示技術(shù))旁邊使用。通常來說，可以使 用用于檢測物體相對于顯示區(qū)域的角度(方向)或者位置的多種系統(tǒng)， 例如，壓力敏感電阻薄膜系統(tǒng)、電容系統(tǒng)、電磁感應(yīng)系統(tǒng)等等。作為 另一個例子，可以使用能夠檢測物體的角度或者位置的光學系統(tǒng)。更 具體地，觸摸屏輸入設(shè)備包括電阻式、表面電容式、表面聲波(SAW) 式、紅外線(IR)式、受抑全內(nèi)反射(FTIR)式、投射電容式、光學 和彎曲波式。通常，前述觸摸屏設(shè)備(除了某些光學和紅外技術(shù)以外) 需要使用觸摸生效的透明覆蓋層，生效觸摸的透明覆蓋層增加了顯示 組件的高度。

某些光學和紅外系統(tǒng)依賴于在光學路徑中傳播的光的檢測，光學 路徑位于觸摸表面之上的區(qū)域中的一個或多個檢測平面內(nèi)。例如，用 于觸摸屏的光學成像可以使用以下技術(shù)的組合以確定觸摸的點或者區(qū) 域，包括：行掃描照相機或者區(qū)域圖像照相機、數(shù)字信號處理、前照 明或者后照明以及算法。用來在檢測平面內(nèi)發(fā)射和檢測光的部件可以 沿著觸摸屏區(qū)域的一個或多個邊緣放置，作為圍繞觸摸屏區(qū)域的部分 邊框。

光學觸摸技術(shù)經(jīng)常使用沿著觸摸表面的一個或多個邊緣定向的行 掃描照相機或者區(qū)域照相機，以對邊框成像，并且通過檢測紅外線光 源的中斷，跟蹤靠近觸摸屏表面的任何物體的運動。例如，可由沿著 照相機的光軸排列的IR-LED發(fā)射器橫跨觸摸屏的表面發(fā)射光，以檢 測由逆反射邊界反射的光強度。可以從兩個光學元件中的每一個中投 射出在觸摸表面上方呈扇形的光，在每個光學單元中的線性感光傳感 器測量所述光學單元所檢測到的光的強度。如果手指、筆、或其他物 體中斷光的一部分，所述系統(tǒng)可以檢測出陰影的方向。由于光學單元 在已知位置，所以手指或筆的坐標可以基于三角測量原理計算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主題的目的和優(yōu)勢對本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，如 果仔細審閱本發(fā)明所公開的內(nèi)容和/或本申請主題的一個或多個實施 方式中的做法。

根據(jù)本發(fā)明主題的一個或更多方面，光學觸摸顯示系統(tǒng)的性能可 以通過改進所發(fā)出的穿越以觸摸區(qū)域為邊界的觸摸表面的光而提高。 在基于從主光源回射到檢測系統(tǒng)的光強來檢測物體的系統(tǒng)中，通過調(diào) 整檢測光以消除代表從物體直接到達檢測器的光成分，可提高檢測接 近檢測系統(tǒng)的物體的精度。通過使用基于根本源于相對于檢測系統(tǒng)離 軸設(shè)置的次級光源的檢測光所產(chǎn)生的誤差信號，在一些實施方式中可 做到這一點。

例如，在一些實施方式中，觸摸檢測系統(tǒng)包括具有光學中心的光 檢測系統(tǒng)，沿觸摸區(qū)域至少一邊緣設(shè)置的回射鏡，主照明系統(tǒng)，和次 級照明系統(tǒng)。所述主照明系統(tǒng)可以遠離回射鏡設(shè)置，例如位于所述觸 摸區(qū)域的不同邊緣。所述主照明系統(tǒng)可被配置為發(fā)出穿過所述觸摸區(qū) 域的光，以便在所述觸摸區(qū)域沒有物體存在的情況下，至少一些源于 所述主照明系統(tǒng)的光，被回射到檢測系統(tǒng)。例如，所發(fā)出的光可為具 有頂點的扇形圖案，從所述主照明系統(tǒng)的扇形的頂點與所述檢測系統(tǒng) 的光學中心對準。精確對準是所期望的，但通常所述對準應(yīng)盡可能的 接近所述檢測系統(tǒng)的所述光學中心。

在缺乏所述觸摸區(qū)域的物體(即物體在觸摸表面上或附近)的情 況下，光傳播穿過觸摸表面并由回射鏡返回到光檢測系統(tǒng)。如果存在 一個物體，物體的投影可以檢測到，這是由于檢測光的圖案的差異。

所述次級照明系統(tǒng)也可以遠離回射鏡設(shè)置，也配置為發(fā)射出具有 頂點的扇形圖案的光穿過觸摸表面。所述次級照明系統(tǒng)配置為，相對 于主照明系統(tǒng)，源于所述次級照明系統(tǒng)的較少的光(或甚至沒有)在 缺乏物體的情況下到達了檢測系統(tǒng)。例如，在一些實施方式中，來自 次級照明系統(tǒng)的扇形頂點沒有與檢測系統(tǒng)的所述光學中心對準。