[發明專利]用于感測觸摸屏位移的觸摸屏系統和方法

在審

• 申請號: 201380051685.6
• 申請日: 2013-10-02
• 公開（公告）號: CN105103092A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: O·D·戴希曼;W·J·米勒;D·A·諾蘭;L·W·耶爾瑞
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/042
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 李玲

相關申請的交叉參照

本申請根據35U.S.C.§119要求于2012年10月4日提交的、申請號為61/744,831的美國臨時申請的優先權，此其內容整體作為引用被依賴和包含。

技術領域

本發明關于觸敏設備，尤其是用于感測觸摸屏位移的觸摸屏系統和方法。

背景技術

對顯示器和其它設備(例如鍵盤)來說，具有非機械觸摸功能的市場快速增長。結果是，使顯示器和其它設備能具有觸摸功能的觸摸感測技術得到發展。觸摸感測功能在移動設備應用中獲得了廣泛的適用，移動設備諸如智能電話、電子書閱讀器、筆記本電腦和平板電腦。

響應于多種類型的觸摸，例如單點觸摸、多點觸摸和重擊，觸摸屏形式的觸摸系統得到發展。基于與觸摸表面形成光學接觸，某些系統依靠光散射和/或光衰減，其相對于支架保持固定。公開號為2011/0122091的美國專利申請中描述了一個這樣的觸摸屏系統的示例。

有效的同時，對觸摸感測來說仍然需要可替代的基于光學的方法，其可以對感測一個觸摸事件提供所需的靈敏度，該觸摸事件利用足夠的力度來位移觸摸屏。可以使用這樣的觸摸事件來增加觸摸屏另一個方面的功能。

發明內容

本發明的一個方面的一種觸摸屏系統，其被配置為當向蓋板上表面施加壓力或力時檢測蓋板的位移。光源和光檢測器被配置成通過從蓋板下表面反射來自光源的光而進行光學通信。蓋板的位移改變了落在檢測器上的反射光的量?？梢允褂脵z測器信號來測量位移的量和位移的時間演化。觸摸屏系統可以與觸敏顯示單元相連接，來形成應用了壓力感測和觸摸感測雙重功能的顯示系統。

隨后的詳細描述將闡述本發明的附加功能和優勢，并且某種程度上該描述對本領域技術人員來說是顯而易見的，或者是通過實現此處所描述的公開被認可，包括隨后的詳細描述、權利要求和附圖。

權利要求和摘要被并入且構成下面闡述的詳細描述。

此處引用的所有出版物、論文、專利、已發布的專利申請等作為引用被整體并入進來。

附圖說明

圖1A和1B是根據本發明的示例觸摸屏系統的俯視圖；

圖2A是抬高的部件分解圖，圖2B是示例觸摸屏系統的蓋板、托腳(stand-off)構件和框架的組裝圖；

圖2C是抬高的部件分解圖，圖2D是另一個示例觸摸屏系統的蓋板、托腳構件和框架的組裝圖；

圖3A是觸摸屏系統的邊部分的特寫橫截面視圖，它示出了如何通過來自蓋板的下表面的反射將光源和光檢測器進行光學耦合；

圖3B和圖3C是光源和光檢測器的俯視圖，沿著光檢測器平面反射的光的周邊，示出了沒有觸摸事件時的光檢測器上的反射的光的第一區域；

圖4A與圖3A類似，其顯示了在觸摸位置上施加一個手指按壓(力)，該壓力促使將蓋板向支架位移，并且使得反射到光檢測器上的光的量得到減少；

圖4B、圖4C分別與圖3B、圖3C類似，顯示了光檢測器上反射的光的減少的區域；

圖5A是檢測器信號SD對蓋板在Z方向的位移的關系圖，示出了反射到光檢測器的光的量的變化是如何導致檢測器信號的改變；

圖5B是檢測器信號SD對多個觸摸事件TE1、TE2和TE3的時間的關系圖，在它們之間觸摸事件的按壓被釋放，因而蓋板返回到其原始位置；

圖6A與圖3A類似，它描述了一個示例實施例，其中光檢測器和蓋板的下表面定義了一個Fabry-Perot(法布里-波羅)腔；

圖6B和圖6A類似，但是它沒有傾斜的光源，而是使用光學組件來將光束指向一個與蓋板下表面相關的角度；

圖6C與圖6A類似，不同之處在于：在觸摸位置施加一個力，該力使得蓋板朝著支架位移，并且該力改變了Fabry-Perot腔的距離δz以及腔傳輸；

圖7A到圖7C是示例實施例的橫截面圖，其中蓋板的位移改變了光在光源和光檢測器之間的傳送；并且

圖8是示例顯示系統的一個原理圖，該顯示系統包括一個觸敏顯示單元，它與此處所公開的觸摸屏系統相連接。

圖中的某些地方所顯示的笛卡爾坐標是用于參考的目的，而不應看作是對方位或方向的限制。

詳細描述