專(zhuān)利名稱(chēng)：用于感測(cè)顯示器上觸摸事件的方法和裝置的制作方法
用于感測(cè)顯示器上觸摸事件的方法和裝置相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2009年11月25日提交的美國(guó)申請(qǐng)第12/625882的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及感測(cè)觸敏顯示器上觸摸事件的方法和裝置，觸敏顯示器諸如液晶顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器等。顯示器市場(chǎng)主要是提供觸敏功能的顯示器一且預(yù)期具有觸摸功能顯示器的市場(chǎng)份額在未來(lái)幾年會(huì)極速增加。于是，多家公司已經(jīng)研究各種感測(cè)技術(shù)，包括電阻感測(cè)、投射式電容感測(cè)、紅外感測(cè)等。盡管這些技術(shù)中的多種技術(shù)產(chǎn)生合理的觸摸功能，但每種技術(shù) 對(duì)于特定應(yīng)用都存在某些性能缺點(diǎn)，且?guī)缀醵荚斐芍圃烀糠N顯示器的顯著成本增加?？紤]到性能，觸敏顯示器的基本衡量標(biāo)準(zhǔn)是觸摸事件的精確感測(cè)以及觸摸事件在觸摸/顯示窗上的精確位置的確定。許多次要特性對(duì)于增加的功能變得越來(lái)越重要，包括感測(cè)諸如筆、觸針的除了人手指之外的各種觸摸實(shí)施體的靈活性、感測(cè)多個(gè)同時(shí)觸摸事件的能力、位置分辨率以及區(qū)分假觸摸(懸?；颦h(huán)境干擾)的能力。觸敏顯示器在移動(dòng)裝置應(yīng)用中使用日益廣泛，諸如iPhone 、iPOD 等，觸敏顯示器等總厚度和重量對(duì)于商業(yè)生存力越來(lái)越成為重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)考慮這些附加標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，只有寥寥傳感器技術(shù)脫穎而出。目前，電阻式觸摸屏由于其延展性且相對(duì)低的成本而在市場(chǎng)中占有重要地位。電阻式觸摸屏的常見(jiàn)類(lèi)型是4-線型，其中兩個(gè)無(wú)圖案的透明導(dǎo)體(通常是銦錫氧化物，ITO的涂層)彼此面對(duì)，一個(gè)在塑料膜的下側(cè)上，而另一個(gè)在玻璃基底的頂部上。電壓在相對(duì)邊緣上交替施加至每個(gè)導(dǎo)體。由于導(dǎo)體內(nèi)的電阻，電壓跨越片降低。當(dāng)電壓未施加至給定片時(shí)，該片用作傳感器。當(dāng)塑料膜由于觸摸事件移位時(shí)，兩個(gè)導(dǎo)體片彼此接觸，且電流從供能片流向未供能片。接觸點(diǎn)處的電壓取決于到輸入源的距離，這允許沿一個(gè)維度確定接觸位置。通過(guò)將源反向并感測(cè)兩個(gè)片的功能，可類(lèi)似的沿另一維度確定該位置。有多種關(guān)于電阻式觸摸屏的缺點(diǎn)，諸如塑料膜相對(duì)易于損壞、ITO涂層易于碎裂(因?yàn)檫@種涂層相當(dāng)脆)以及ITO涂層既不理想地透明也不導(dǎo)電。電阻式觸摸屏也不能支持iPhone (使用電容式觸摸屏)中最流行的多點(diǎn)觸摸功能。iPhone上可能的非常輕的觸摸在電阻式觸摸屏上也不能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楸仨毷鼓の锢硪莆灰允箖蒊TO涂層接觸。盡管比電阻式類(lèi)型成本高，但電容式觸摸屏變得越發(fā)流行。電容式觸摸屏包括觸 摸玻璃層和覆蓋玻璃層。觸摸玻璃層在相反側(cè)上承載電跡線(通常是IT0)，通常成交叉網(wǎng)格圖案，其間有絕緣體(玻璃)。當(dāng)人體作為導(dǎo)體時(shí)，觸摸覆蓋玻璃致使局部靜電場(chǎng)變形，可作為電容變化測(cè)量。方波沿給定方向相繼輸入每個(gè)電跡線，并感測(cè)每個(gè)線沿另一方向的互電容耦合。如果手指觸摸覆蓋玻璃，互電容將在多于一個(gè)單元格(網(wǎng)格的相應(yīng)跡線的交點(diǎn))處降低。電容式觸摸屏之所以理想是由于能夠提供多點(diǎn)觸摸靈敏度、其能夠感測(cè)甚至非常輕的觸摸事件、其穩(wěn)健性(不需要彎曲)以及其透明特性。電容式觸摸屏技術(shù)的缺點(diǎn)包括不能感測(cè)觸針的觸摸，難以擴(kuò)展到較大尺寸，且制造成本聞。因而，在本領(lǐng)域需要發(fā)展觸摸屏技術(shù)的新方法和裝置，以包括良好的擴(kuò)展性、低成本、對(duì)觸針的靈敏性、穩(wěn)健性、良好透明度、對(duì)多點(diǎn)觸摸事件的靈敏性以及對(duì)輕觸摸事件的靈敏性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文所述的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，提供用于觸敏顯示器的方法和裝置，其可包括顯示層；透明層，該透明層設(shè)置在顯示層上方；至少一個(gè)光源，該至少一個(gè)光源發(fā)出光以傳播到透明層內(nèi)和/或穿過(guò)透明層；至少一個(gè)光感元件，該至少一個(gè)光感元件與透明層連通并操作以響應(yīng)于物體觸摸透明層的表面并干擾光穿過(guò)透明層的傳播而接收散射光；以及控制電路，該控制電路包括處理器，該處理器從至少一個(gè)光感元件接收指示散射光的信號(hào)，并計(jì)算物體觸摸透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。根據(jù)本文所述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法可包括將透明層設(shè)置在顯示層上方；發(fā)出光以傳播到透明層內(nèi)和/或穿過(guò)透明層；響應(yīng)于物體觸摸透明層的表面并干擾光穿過(guò)透明層的傳播而測(cè)量散射光；以及基于測(cè)量散射光的步驟得到的信號(hào)計(jì)算物體觸摸透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。結(jié)合附圖從本文的說(shuō)明，本文實(shí)施例的其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。


為了說(shuō)明目的，附圖中示出目前較佳的形式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本文所述實(shí)施例并不限于所示的精確布置和方法。圖I是具有本文一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中可采用的某些特征的觸敏顯示器的側(cè)視圖；圖2A-2B是根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例采用減少反光機(jī)構(gòu)的觸敏顯示器的側(cè)視圖；圖3是根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例的觸敏顯示器的替代實(shí)施方式的示意圖；圖4是根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例采用另一減少反光機(jī)構(gòu)的觸敏顯示器的側(cè)視圖；圖5是示出用在圖5的減少反光機(jī)構(gòu)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器的某些傳遞特性的圖表;圖6是根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)另外的實(shí)施例的觸敏顯示器的又一替代實(shí)施方式的示意圖；圖7是可根據(jù)本文的一個(gè)或多個(gè)另外的實(shí)施例可使用的有效觸針的示意圖；圖8是根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例的替代觸敏顯示器的側(cè)視圖；以及圖9是適用于本文的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的代碼調(diào)制器和解調(diào)器電路的框圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示相同的構(gòu)件，圖I中示出根據(jù)本文所述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例和各方面的觸敏顯示器100A。觸敏顯示器100A可用在各種消費(fèi)電子商品，例、如蜂窩電話和能夠無(wú)線通信的其它電子裝置、音樂(lè)播放器、筆記本電腦、移動(dòng)裝置、游戲控制器、計(jì)算機(jī)“鼠標(biāo)”、電子書(shū)閱讀器和其它裝置。觸敏顯示器100A包括顯示層102和觸摸屏層104(也可作為保護(hù)覆蓋層使用)。觸敏顯示器100A可包括顯示層102與觸摸玻璃104之間的空氣間隙。觸摸屏層104包括表面106,表面106可由使用者用于通過(guò)觸摸事件與觸敏顯不器100A交互?？稍诒砻?06上或通過(guò)表面106將各種標(biāo)記呈現(xiàn)給使用者，從而在這種交互作用中引導(dǎo)使用者。例如，標(biāo)記可包括屏104的表面106上設(shè)置在旁以指示用戶選擇、軟件執(zhí)行等(這里僅列舉了幾個(gè))的區(qū)域。如該說(shuō)明書(shū)中稍后將更詳細(xì)描述的，觸敏顯示器100A可包括從屏104接收信號(hào)來(lái)檢測(cè)觸摸事件的電子電路，包括表面106上事件的具體位置。觸摸屏層104可由任何合適的透明材料、諸如玻璃、塑料等制成。盡管塑料較為廉價(jià)，但認(rèn)為玻璃產(chǎn)生更好的性能。因此，本說(shuō)明書(shū)的其余部分假設(shè)使用玻璃材料來(lái)形成觸摸屏層104。例如，玻璃可以是化學(xué)加固玻璃、諸如鈉鈣型玻璃。一種這樣的玻璃是通過(guò)離子 交換硬化的堿性硅酸鋁玻璃。這些類(lèi)型玻璃的通常成分不僅由Na2O (蘇打)、CaO (石灰)以及SiO2 (二氧化硅)而且由諸如MgO、Li2O, K2O, ZnO、以及ZrO2的幾種其它氧化物組成。一旦通過(guò)離子交換硬化，這些類(lèi)型的玻璃呈現(xiàn)使得它們不僅對(duì)于觸摸屏應(yīng)用而且對(duì)于覆蓋玻璃(保護(hù))應(yīng)用來(lái)說(shuō)都理想的某些特性。關(guān)于適于用作觸摸屏104的鈉鈣型玻璃的形成和/或生產(chǎn)細(xì)節(jié)的其它細(xì)節(jié)可在以下申請(qǐng)中的一篇或多篇中找到2007年7月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第11/888，213號(hào)、2009年8月7日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第12/537，393號(hào)、2009年8月21日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第12/545，475號(hào)以及2009年2月25日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第12/392，577號(hào)，這些申請(qǐng)的全文以參見(jiàn)的方式納入本文?？墒褂萌魏我阎碾娮语@示技術(shù)，諸如IXD顯示技術(shù)等來(lái)實(shí)施顯示層102。該顯示器可包括背光機(jī)構(gòu)(未示出)，該背光機(jī)構(gòu)產(chǎn)生并透射光線穿過(guò)觸摸玻璃層104，如虛線箭頭所示大致垂直穿過(guò)表面106。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可借助于穿過(guò)觸摸屏層104透射光線的顯示層102來(lái)將上述標(biāo)記呈現(xiàn)給使用者。無(wú)論經(jīng)由背光機(jī)構(gòu)還是其它光源110，觸敏顯示器100A包括引導(dǎo)光傳播到玻璃層內(nèi)和/或穿過(guò)玻璃層的至少一個(gè)源。在顯示層102的背光機(jī)構(gòu)的情況下，來(lái)自背光機(jī)構(gòu)的光會(huì)(大致垂直地)傳播穿過(guò)觸摸玻璃層104。在光源110的情況下，來(lái)自光源的光會(huì)通過(guò)觸摸玻璃層104的邊緣耦合到觸摸玻璃層104內(nèi)并以引導(dǎo)模式112在玻璃內(nèi)傳播。例如，光源110可包括一個(gè)或多個(gè)LED，諸如發(fā)射波長(zhǎng)范圍為400nm至約650nm的光的可見(jiàn)光LED或者發(fā)出波長(zhǎng)超過(guò)約700nm的光的紅外LED。當(dāng)諸如使用者手指的物體觸摸到觸摸玻璃層104的表面106時(shí)，干擾光穿過(guò)觸摸玻璃層104的傳播，由此形成散射光能量114。觸敏顯示器100A包括至少一個(gè)光感元件116，該至少一個(gè)光感元件116與玻璃層104連通，并操作以響應(yīng)于物體觸摸表面106而接收或感測(cè)散射光能量114。至少一個(gè)光感元件116 (諸如光電二極管、成像器或類(lèi)似裝置)可產(chǎn)生指示足以計(jì)算物體觸摸玻璃層104的一個(gè)或多個(gè)位置的散射光能量114的信號(hào)。在該說(shuō)明書(shū)中稍后將更詳細(xì)討論計(jì)算觸摸事件位置的方法。為了保持良好的信噪比以通過(guò)光感元件116精確感測(cè)散射光114，理想的是使耦合進(jìn)入的光112的反射和/或離開(kāi)觸摸玻璃層104的邊緣表面的散射光114最少。在這點(diǎn)上，且參照?qǐng)D2A和2B，觸敏顯示器100A (和或本文的任何其它實(shí)施例)還可包括一個(gè)或多個(gè)抑光機(jī)構(gòu)120A和/或120B，抑光機(jī)構(gòu)操作以減少這種光反射。抑光機(jī)構(gòu)120A包括沿玻璃層104的至少一個(gè)邊緣設(shè)置的低反射系數(shù)顏料(諸如黑漆或吸光材料)。當(dāng)采用至少一個(gè)源110來(lái)耦合入光112時(shí)，則理想的是在與源110相對(duì)的邊緣上設(shè)置有抑光機(jī)構(gòu)120A的低反射系數(shù)顏料。當(dāng)僅施加至邊緣表面本身時(shí)低反射系數(shù)顏料可很好地起作用；但是，相信當(dāng)該顏料設(shè)置在邊緣表面以及玻璃104的與該邊緣相鄰的上部和下部表面的至少一部分時(shí)會(huì)得到有利結(jié)果。最好是在玻璃層104的所有邊緣表面上以及相鄰表面的相關(guān)部分上包括該顏料。抑光機(jī)構(gòu)120B包括玻璃層104在一個(gè)或多個(gè)邊緣處的漸薄厚度。同樣，當(dāng)采用至少一個(gè)源110來(lái)耦合入光112時(shí)，則理想的是在與源110相對(duì)的邊緣上設(shè)置有抑光機(jī)構(gòu)120B的漸薄邊緣。此外，可能同樣理想的是在玻璃層104的所有邊緣上采用抑光機(jī)構(gòu)120B。抑光機(jī)構(gòu)120B的錐度賦予觸摸玻璃層104以“泄漏-波導(dǎo)”特性，從而抑制光反射回玻璃內(nèi)。實(shí)質(zhì)上，抑光機(jī)構(gòu)120B的漸薄通過(guò)允許到達(dá)玻璃層104的邊緣的光漏出而減少向后散 射。為了說(shuō)明泄漏-波導(dǎo)特性的功能，圖2B示出觸摸玻璃層104內(nèi)的兩個(gè)引導(dǎo)射線。第一射線122相對(duì)于表面106的法線約為40度，對(duì)于折射率約I. 572的玻璃來(lái)說(shuō)接近約39. 5度的臨界角。第二射線124在撞擊到減薄區(qū)域之前沿觸摸玻璃層104的中心傳播。這兩個(gè)射線122、124代表導(dǎo)波射線角的極端范圍。當(dāng)射線122、124撞擊、反射并再撞擊抑光機(jī)構(gòu)120B的漸薄部分時(shí)，入射角變化，直到它們低于臨界角入射并開(kāi)始泄漏出觸摸玻璃層104。這樣，使回到觸摸玻璃層104的反射減少和/或最少。抑制向后散射的質(zhì)量(例如反彈次數(shù)和回程損耗)將取決于觸摸玻璃層104的幾何形狀和折射率。通過(guò)計(jì)算估計(jì)到對(duì)于折射率約I. 572、厚度為I個(gè)單位且錐度為10度(例如在約5. 59單位上漸薄)的玻璃，射線122、124將經(jīng)歷約7次泄漏反彈。盡管考慮和公開(kāi)了10度的錐度，但也可采用其它錐度。通常，錐度越淺，射線122、124在反射回接觸玻璃層104之前會(huì)遇到的泄漏反彈越多。關(guān)于射線122的其它計(jì)算揭示了對(duì)于P-偏振光約6. 65E-13而對(duì)于S-偏振3.01E-9的回程損失(由于七次泄漏反彈)。反射光是強(qiáng)S-偏振的。由于LED源110是隨機(jī)偏振的，平均邊緣反射約為I. 5E-9?？赏ㄟ^(guò)在光感元件116前面放置P-透射偏振器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)反射的進(jìn)一步抑制(兩個(gè)或三個(gè)數(shù)量級(jí))。此外，在錐體上采用上述顏料(諸如黑漆或吸光材料)也可減少邊緣反射?，F(xiàn)參照?qǐng)D3，該圖示出根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例的觸敏顯示器100B的替代頭施方式。觸敏顯不器100B包括顯不層(未不出)和觸摸玻璃層104，該觸摸玻璃層104不出為俯視圖，且同樣也可用作保護(hù)覆蓋玻璃層。在該實(shí)施例中，觸敏顯示器100B包括多個(gè)光源110A、110B、110C和110D，其中每個(gè)光源110與屏104的相應(yīng)邊緣130A、130B、130C和130D連通。如下文將更詳細(xì)討論的，在屏104的每個(gè)邊緣130處采用至少一個(gè)光源110與較少數(shù)量的光源110相比提供有利的功能。但，盡管示出四個(gè)這種光源110，但可使用任何合理的數(shù)量。例如，可采用兩個(gè)、三個(gè)或更多這種光源110。觸敏顯示器100B包括各圍繞屏周界有策略布置的多個(gè)光感元件116A、116B、116C和116D。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)光感元件116中的相應(yīng)光感元件位于屏104的每個(gè)角部時(shí)可實(shí)現(xiàn)有利的作用。但應(yīng)當(dāng)理解，可采用任何數(shù)量的光感元件116，且可使用其任何位置，只要實(shí)現(xiàn)足夠的感測(cè)能力即可。
觸敏顯示器IIOB還包括或聯(lián)接至控制電路140?？刂齐娐?40提供必要的功能來(lái)對(duì)光源110通電、從光感元件116接收信號(hào)以及處理這些信號(hào)來(lái)確定物體觸摸到觸摸玻璃層104的表面106的一個(gè)或多個(gè)位置。具體來(lái)說(shuō)，控制電路包括微處理器142、驅(qū)動(dòng)電路144和接口電路146。微處理器142經(jīng)由信號(hào)線、總線等聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)電路144和接口電路146。微處理器142執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀代碼(軟件程序)，計(jì)算機(jī)可讀代碼控制和協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)電路144和接口電路146的活動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)前述功能。例如，微處理器142可向驅(qū)動(dòng)電路144提供控制信號(hào)，指示何時(shí)接通和切斷相應(yīng)電源110。如本文稍后將更詳細(xì)討論的，微處理器142也可提供附加信息以使驅(qū)動(dòng)電路144調(diào)制從光源110發(fā)出的光。接口電路146從光感元件116接收信號(hào)并處理這些信號(hào)，從而可將這些信號(hào)輸入微處理器142。例如，當(dāng)光感元件116是光電二極管時(shí)，接口電路146可為光電二極管提供適當(dāng)?shù)钠脳l件，使得光電二極管能夠 正確地感測(cè)光能。在這方面，接口電路146可在特定時(shí)段內(nèi)使某些光感元件116啟用而其它光感元件不啟用。接口電路146還可處理從光電二極管接收的模擬信號(hào)并將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換從用于微處理器142的數(shù)字格式。微處理器142可利用適當(dāng)?shù)挠布?lái)實(shí)施，諸如標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電路、可運(yùn)行以執(zhí)行軟件和/或固件程序的任何已知處理器、一個(gè)或多個(gè)可編程數(shù)字裝置或系統(tǒng)，諸如可編程只讀存儲(chǔ)器(PR0M)、可編程陣列邏輯裝置(PAL)等。此外，盡管示出控制電路140劃分成某些功能塊(微處理器142、驅(qū)動(dòng)器144和接口 146)，但這些功能塊可實(shí)施為分開(kāi)電路和/或組合到一個(gè)或多個(gè)功能單元內(nèi)。微處理器142可執(zhí)行不同的軟件程序以實(shí)施不同的技術(shù)來(lái)計(jì)算物體觸摸到觸摸玻璃層104的表面106的一個(gè)或多個(gè)位置。一個(gè)這種技術(shù)是三角測(cè)量法，這是通過(guò)測(cè)量從已知點(diǎn)到變量點(diǎn)的角度來(lái)確定變量點(diǎn)(在該情況下是物體觸摸到屏104的點(diǎn))位置的公知方法。然后可用一個(gè)已知邊和兩個(gè)已知角計(jì)算作為三角形第三點(diǎn)的變量點(diǎn)。在觸敏顯示器100B中，任何兩個(gè)光感元件116可在三角測(cè)量法算法中提供固定點(diǎn)。為了改進(jìn)位置計(jì)算的精度，可能理想的是使用多對(duì)光感元件116來(lái)多次計(jì)算觸摸點(diǎn)并然后使用數(shù)據(jù)計(jì)算來(lái)得到最終觸摸位置。在某些實(shí)施例中，光感元件116的運(yùn)行特性會(huì)使三角測(cè)量法的使用有問(wèn)題。例如，如果光感元件116是僅測(cè)量光強(qiáng)的光電二極管，則三角測(cè)量法可能難以或不可能使用。計(jì)算觸摸事件位置的替代方法是比較由光感元件116感測(cè)的相應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度。例如，如果元件116A和116D測(cè)得相同的信號(hào)強(qiáng)度,則可確定觸摸事件的位置位于到兩兀件116A和116D的等距線上。但如果信號(hào)不相等，則觸摸事件的位置可確定為更靠近一個(gè)光感元件而不是另一個(gè)。實(shí)際上，觸摸事件的位置不會(huì)在一條線上而是在弧上。通過(guò)感測(cè)第三元件116B的信號(hào)強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)觸摸位置的確定。為了說(shuō)明而非限制目的，在本說(shuō)明書(shū)中稍后會(huì)以“實(shí)例-位置感測(cè)算法”為標(biāo)題討論基于從光感元件116接收的幅值數(shù)據(jù)計(jì)算屏104上觸摸事件位置的示例算法。影響用于計(jì)算觸摸位置的數(shù)學(xué)方法精度因素之一是微處理器142在從光感元件116接收的信號(hào)中區(qū)分出是由來(lái)自特定光源110還是成組光源110的光能產(chǎn)生的能力。在這方面，控制電路140可操作以使從至少兩個(gè)(且較佳地所有)光源發(fā)出的光包括至少兩個(gè)區(qū)別特征。這樣，微處理器142可從由光感元件116產(chǎn)生的信號(hào)提取這種特征的指示，并因此區(qū)分那個(gè)信號(hào)是來(lái)自響應(yīng)于特定光源110產(chǎn)生的散射光。
這些區(qū)別特征可包括以下中的至少一個(gè)(i)從兩個(gè)或多個(gè)光源110發(fā)出的光的不同波長(zhǎng)；(ii)調(diào)制部件，由此從兩個(gè)或多個(gè)光源發(fā)出的光用相應(yīng)的不同編碼進(jìn)行調(diào)制；以及(iii)頻率調(diào)制部件，由此從兩個(gè)或多個(gè)光源發(fā)出的光用相應(yīng)的不同頻率進(jìn)行調(diào)制，以及(iv)時(shí)間部件(或時(shí)間復(fù)用)，由此在不同時(shí)間從兩個(gè)或多個(gè)光源發(fā)出光。再看每個(gè)上述區(qū)別特征，每個(gè)光源110可用具有不同光波長(zhǎng)的相應(yīng)LED來(lái)實(shí)施。例如，光源IlOA可發(fā)射第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)，諸如約430nm至約470nm (大致是藍(lán)光光譜)之間的光。光源IlOB可發(fā)射第二波長(zhǎng)范圍內(nèi)，諸如約 490nm至約550nm (大致是綠光光譜)之間的光。光源IlOC可發(fā)射第三波長(zhǎng)范圍內(nèi)，諸如約615nm至約650nm (大致是紅光光譜)之間的光。這些可見(jiàn)藍(lán)、綠、紅波長(zhǎng)范圍僅用于說(shuō)明目的。實(shí)際上，也可能有其它范圍(包括復(fù)合藍(lán)-綠、綠-紅等)。此外，也可采用不可見(jiàn)波長(zhǎng)，諸如紅外波長(zhǎng)。因此，例如光源IlOD可發(fā)射第四波長(zhǎng)范圍內(nèi)，諸如約820nm至約880nm之間的光。假如兩個(gè)或多個(gè)光源110可發(fā)生不同波長(zhǎng)的光，則可在屏104本身和/或控制電路140內(nèi)采取步驟來(lái)在從光感元件116接收的信號(hào)之間作出區(qū)分。例如，光感元件116可定位成趨于使僅僅某些元件116感測(cè)源自某些光源110的散射光。具體來(lái)說(shuō)，給定光感元件116的定向，每個(gè)光源的光投射場(chǎng)可排除某些光感兀件116。例如,光源IlOA的光透射場(chǎng)可包括屏104的僅虛線134A前部的各部分。假設(shè)使屏104的邊緣130處的光反射減小或最小，僅光感元件116A和116D (沿與光源IlOA相同的邊緣130A)會(huì)由于觸摸事件從光源IIOA接收散射光能量(且沒(méi)有從光源110直接入射的光能)?？蓪?duì)其它光源110和光感元件116進(jìn)行類(lèi)似分析。光感元件116本身可如本領(lǐng)域已知的以不同方式響應(yīng)于光能的波長(zhǎng)。例如，給定的光感元件116可包括響應(yīng)于某些波長(zhǎng)而不響應(yīng)其它波長(zhǎng)的傳感器，由此提供不僅接收的光能的幅值而且關(guān)于其波長(zhǎng)的輸出指示?？刂齐娐?40，且具體是微處理器142可在從相應(yīng)光感元件116接收的信號(hào)之間區(qū)分出與來(lái)自光源110的入射光不同的光散射事件。此外，這些信號(hào)可用在適于計(jì)算屏104上觸摸事件的一個(gè)或多個(gè)位置的數(shù)學(xué)算法中。如上文討論的，使用波長(zhǎng)區(qū)別特征(以及將在下文討論的一個(gè)或多個(gè)其它特征)的觸摸位置計(jì)算精度受到屏104的邊緣130處光反射的程度和特征的影響。最理想的是，使這種邊緣反射減少或最少。在這方面，除了或附加于先前參照?qǐng)D2A-2B討論的特征，觸敏顯示器100B還可包括其它特征來(lái)減少這種邊緣反射。在這點(diǎn)上，參照?qǐng)D4，該圖示出采用另一反光減少機(jī)構(gòu)的觸摸玻璃層104的側(cè)視圖。具體來(lái)說(shuō)，低反射系數(shù)顏料120A可沿玻璃層104的邊緣130 (較佳地所有邊緣)設(shè)置。低反射系數(shù)顏料120A可包括穿過(guò)其中與相應(yīng)光源110相鄰的相應(yīng)窗口，從而來(lái)自光源的光可不受阻地耦合到玻璃層104內(nèi)。為了減少來(lái)自窗口和/或光源110本身的反射(由于從另一光源入射的光能或散射事件產(chǎn)生)，可在光源110與玻璃層104的邊緣130之間設(shè)置至少一個(gè)過(guò)濾器126。過(guò)濾器126運(yùn)行以顯著削弱由相應(yīng)光源110產(chǎn)生的波長(zhǎng)范圍外的光。這樣，窗口和光源110本身對(duì)于該波長(zhǎng)范圍外的光會(huì)呈“暗的”(即不反射)。在可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍的情況下，根據(jù)其特定過(guò)濾特性可能采用單個(gè)過(guò)濾器126。但是，在某些情況下，可能需要第一和第二過(guò)濾器126A、126B來(lái)過(guò)濾整個(gè)關(guān)注范圍。例如,一個(gè)過(guò)濾器126A可削弱第一可見(jiàn)波長(zhǎng)范圍外的光(諸如前述藍(lán)光范圍)，而另一過(guò)濾器126B可削弱另一這種范圍外的光、諸如紅外波長(zhǎng)范圍。圖5是示出一個(gè)或多個(gè)過(guò)濾器126的某些透射特性的圖表。具體來(lái)說(shuō)，示出入射光波長(zhǎng)(例如藍(lán)128A、綠128B、紅128C、紅外128D)與相應(yīng)過(guò)濾器特性129A、129B、129C、129D之間的關(guān)系。該圖表的豎直軸線視情況為光源110或穿過(guò)過(guò)濾器126的透射百分比，而水平軸線是以nm為單位的光波長(zhǎng)。如果確定前述顏料、錐度和/過(guò)濾器126未充分削弱邊緣反射，則用某些附加信息調(diào)制由光源110產(chǎn)生的光可進(jìn)行來(lái)自光感元件116的理想信號(hào)與不理想信號(hào)的進(jìn)一步區(qū)分。例如，驅(qū)動(dòng)電路144可調(diào)制一個(gè)或多個(gè)光源110，使得來(lái)自光源的相應(yīng)光包括一定編碼或多個(gè)編碼，諸如正交碼，像公知的沃爾什碼。例如，由特定光源110產(chǎn)生的光可包括特定比特率(諸如IKHz)的調(diào)制的20比特沃爾什碼。接口電路146可包括接收器，該接收器可 解調(diào)特定沃爾什碼并拒絕不包括這種碼的信號(hào)。該調(diào)制/解調(diào)過(guò)程確保僅響應(yīng)于由于觸摸事件(與相對(duì)或相鄰邊緣上其它光源110直接發(fā)出的光不同)的散射光產(chǎn)生的信號(hào)被處理，以計(jì)算觸摸位置。應(yīng)當(dāng)指出，調(diào)制和解調(diào)電路(諸如用于正交碼方案)是信號(hào)處理領(lǐng)域公知的。為了討論目的，在本說(shuō)明書(shū)中稍后將以“實(shí)例-編碼調(diào)制實(shí)施方式”為標(biāo)題呈現(xiàn)這種調(diào)制和解調(diào)電路的實(shí)施方式的更詳細(xì)說(shuō)明。上述編碼調(diào)制的一變型是使用頻率調(diào)制。在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路144可調(diào)制一個(gè)或多個(gè)光源110，使得來(lái)自光源的相應(yīng)光包括一定的頻率或多個(gè)頻率(可由調(diào)諧接收器區(qū)分)。接口電路146可包括適當(dāng)?shù)慕邮掌鳎摻邮掌骺山庹{(diào)特定頻率并拒絕不包括這種頻率的信號(hào)。與編碼調(diào)制一樣，該調(diào)制/解調(diào)過(guò)程確保僅響應(yīng)于由于觸摸事件(與相對(duì)或相鄰邊緣上光源110直接發(fā)出的光不同)的散射光產(chǎn)生的信號(hào)被處理，以計(jì)算觸摸位置。應(yīng)當(dāng)指出，頻率調(diào)制和解調(diào)電路在信號(hào)處理領(lǐng)域是公知的，且因此，在本說(shuō)明書(shū)中省略對(duì)其實(shí)施方式的詳細(xì)描述。接著看可用于輔助將承載關(guān)于特定散射事件信息和特定光感元件116的信號(hào)隔離的區(qū)別特征，每個(gè)光源110以時(shí)間復(fù)用方式被供能。例如，控制電路140 (例如驅(qū)動(dòng)電路144)可在特定時(shí)段內(nèi)使僅一個(gè)(或特定幾個(gè))光源110發(fā)光。同時(shí)，控制電路140 (例如接口電路146)可在該時(shí)段內(nèi)允許僅光感元件116中的某些啟用。為了說(shuō)明以上內(nèi)各，當(dāng)光源IIOA啟用時(shí)，控制電路140可僅啟用光感兀件116A和116D。在這些情況下，且由于呈現(xiàn)有限的邊緣反射，僅光感元件116A和116D(沿與光源IIOA相同的邊緣130A)會(huì)由于觸摸事件接收來(lái)自光源IlOA的散射光能量(沒(méi)有來(lái)自光源IlOA的直接入射光能量)。在其它時(shí)段可對(duì)其它光源110和光感元件116進(jìn)行類(lèi)似分析。應(yīng)當(dāng)指出，可通過(guò)同時(shí)對(duì)一個(gè)以上的光源110供能來(lái)采用這種時(shí)間復(fù)用方法，但必須注意在觸摸位置計(jì)算時(shí)考慮多個(gè)光源。此外，可對(duì)相同波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光源110采用時(shí)間復(fù)用方法，因?yàn)橥瑫r(shí)啟用的光源110和光感元件116的數(shù)量有限。因此，為了降低觸摸屏104的表面106上污垢的影響，和/或允許標(biāo)記實(shí)際涂在或以其它方式妨礙該表面106，光源可以都是紅外型的。使用時(shí)間復(fù)用方法，控制電路140在從相應(yīng)光感元件116接收的信號(hào)之間區(qū)分出與來(lái)自光源110的入射光不同的光散射事件。這允許這些信號(hào)可用在例如計(jì)算屏104上觸摸事件的一個(gè)或多個(gè)位置的算法中。同樣，以“實(shí)例-位置感測(cè)算法”為標(biāo)題討論的示例算法可用來(lái)計(jì)算觸摸時(shí)間的位置。
現(xiàn)參照?qǐng)D6，該圖示出根據(jù)本文一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例的觸敏顯示器100C的替代實(shí)施方式。觸敏顯示器100C還包括顯示層(未示出)和觸摸玻璃層104，示出為俯視圖。在該實(shí)施例中，觸敏顯示器100C包括沿一邊緣130A的多個(gè)光源IIOA (諸如四個(gè))和沿另一邊緣130B的多個(gè)光源IlOB等。類(lèi)似地，觸敏顯示器100C包括沿邊緣130A的多個(gè)光感元件(諸如四個(gè))、沿另一邊緣130B的多個(gè)光感元件等。與本文其它實(shí)施例一樣，觸敏顯示器IlOC還包括或聯(lián)接至控制電路140。觸敏顯示器100C可用與前述實(shí)施例的觸敏顯示器100B類(lèi)似的方式運(yùn)行，但在波分復(fù)用的情況下，沿屏104的給定邊緣130的所有光源可具有相同波長(zhǎng)(或波長(zhǎng)范圍)，和/或在時(shí)分復(fù)用的情 況下同時(shí)啟用/不啟用。對(duì)于沿每個(gè)相應(yīng)邊緣130的光感元件116也是一樣。根據(jù)觸敏顯示器的又一實(shí)施方式，圖1、3和6中所示的任何前述實(shí)施方式可基于熒光原理運(yùn)行。在物體(諸如手指)響應(yīng)于由于觸摸玻璃層104的表面106產(chǎn)生的入射光而發(fā)熒光的情況下，來(lái)自物體的熒光可耦合到玻璃層104內(nèi)。由于熒光(通過(guò)光源的精心選擇)可具有與入射光不同且更高的波長(zhǎng)，可方便地檢測(cè)散射光，且入射光的檢測(cè)由控制電路140拒絕。如當(dāng)前撰寫(xiě)中所描述的，手指可將光向后散射，允許檢測(cè)觸摸事件?？深?lèi)似地將光散射的無(wú)源觸針也是同樣情況。但可能提供有源觸針。不同于在覆蓋玻璃內(nèi)或通過(guò)覆蓋玻璃提供的反射光，有源觸針會(huì)是光源?，F(xiàn)參照?qǐng)D7，該圖是可與本文所披露的一個(gè)或多個(gè)觸敏顯示器100組合使用的有源觸針200的示意圖。一般而言，有源觸針200的方法是將用于觸摸位置感測(cè)的光源210放置在實(shí)施體的殼體202內(nèi)，使用者使用該實(shí)施體來(lái)觸摸到觸摸屏104而不是依賴(lài)光散射。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于穩(wěn)健性，因?yàn)楣庠?10遠(yuǎn)比任何向后散射光強(qiáng)烈，如此強(qiáng)烈使得使用者可在用觸針200書(shū)寫(xiě)的同時(shí)能夠?qū)⑵涫终茢R在屏104上而不會(huì)削弱這些光以妨礙位置檢測(cè)。當(dāng)使用有源觸針200時(shí)，在觸摸屏104內(nèi)或通過(guò)觸摸屏104提供光的光源110就不需要了，所以它們可完全消失或暫時(shí)切斷。暫時(shí)切斷光源110會(huì)提供雙操作模式使用光源110的一種觸敏模式；使用有源觸針200的另一觸敏模式。光源210可以是LED，諸如IR LED，在該情況下光感元件116會(huì)適于感測(cè)IR光。如果光被如上所述進(jìn)行調(diào)制，則會(huì)采用用于將光源210的光發(fā)射和光感元件116處檢測(cè)的信號(hào)同步的裝置。給出上述討論和本文稍后參照?qǐng)D9所示和描述的系統(tǒng)，這種裝置對(duì)于技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的。來(lái)自光源的光照射到殼體202遠(yuǎn)端的珠體204內(nèi)，該珠體204漫射和隨機(jī)化從觸針200發(fā)出的光。這種散射消除了觸針200的姿勢(shì)對(duì)從光感元件116的視點(diǎn)的光檢測(cè)的影響。珠體204可由任何適當(dāng)材料制成，諸如填充有例如約1% 二氧化鈦以用作散射劑的塑料。當(dāng)不與觸摸屏104接觸時(shí)由電池206對(duì)電源210供能是不理想的。有各種可能的機(jī)械構(gòu)造允許觸針200僅在與屏104接觸時(shí)接通。例如，珠體204可通過(guò)彈簧環(huán)208朝向殼體202的遠(yuǎn)端向前偏置。彈簧環(huán)208可由某些彈性材料制成，某些彈性材料可用相對(duì)小的力壓縮但當(dāng)壓力釋放時(shí)反彈回其正常較大形狀。當(dāng)對(duì)珠體204施加壓力且彈簧環(huán)108被壓縮時(shí)，導(dǎo)電觸板212將兩個(gè)開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)214連結(jié)，允許電流從電池206流到電源210。附加地或替代地，電池206可省略，且觸針200可能夠通過(guò)觸感顯示器100內(nèi)的主機(jī)提取功率輸出。
圖8示出又一替代的觸感顯示器110D。該觸感顯示器100D包括顯示層102、玻璃層104 (可設(shè)置在顯示層102上方)以及玻璃層104上方的彈性觸摸層105。經(jīng)由間隔件等在彈性觸摸層105與玻璃層104之間形成間隙。觸摸層105由合適的聚合物制成，合適的聚合物可響應(yīng)于觸摸事件撓曲并與玻璃層104接觸。此外，觸摸層105由具有良好波導(dǎo)性質(zhì)的材料制成。光源110產(chǎn)生耦合到玻璃層104內(nèi)并以引導(dǎo)模式在玻璃層104內(nèi)傳播的光。由于玻璃層104內(nèi)的全內(nèi)反射，沒(méi)有觸摸事件就沒(méi)有光耦合到觸摸層105內(nèi)，且因此光感元件116不會(huì)感測(cè)到散射光。在發(fā)生觸摸事件時(shí)，在玻璃層104內(nèi)傳播的光的引導(dǎo)模式被打擾，且某些光耦合到觸摸層105內(nèi)。光感元件116可因此測(cè)量這種光并提供指示這種光的信號(hào)給控制電路(未示出)。這樣，控制電路可使用上述類(lèi)似技術(shù)和裝置來(lái)計(jì)算觸摸事件的位置。實(shí)例-位置感測(cè)算法該部分描述可在以上所披露和討論的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中用來(lái)計(jì)算觸摸事件的位置檢測(cè)算法。在該部分中，我們描述位置檢測(cè)算法以及關(guān)于其在程序中實(shí)施的考慮，該程 序管理觸感顯示器的運(yùn)行。作為背景知識(shí)，在日常生活中，我們通常需要估計(jì)隨機(jī)事件的概率。實(shí)例包括擲骰子、從撲克中抽牌或估計(jì)測(cè)量?jī)x器的噪聲。在這些情況下，使用描述實(shí)體系統(tǒng)的模型知識(shí)(概率分布)來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)建模時(shí)，我們想要做的剛好相反給出已知經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們想要找到提供良好描述的模型。實(shí)現(xiàn)這種方式的方法可參照貝葉斯定理，其表達(dá)為
_7] ^⑴應(yīng)用到給出經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)尋找模型的本問(wèn)題，貝葉斯定理變?yōu)?br> 順型模型)(2)
P(數(shù)據(jù))概率P (模型)稱(chēng)為先驗(yàn)值；如果不假設(shè)哪個(gè)模型有效則可認(rèn)為該先驗(yàn)值是常數(shù)。分母僅是確保所有模型的概率等于I的標(biāo)準(zhǔn)化常數(shù)。因此，我們發(fā)現(xiàn)P (模型I數(shù)據(jù))Oc p (數(shù)據(jù)I模型)(3)這意味著給定支持?jǐn)?shù)據(jù)模型有效的概率與給定特定模型觀察數(shù)據(jù)的概率成比例。該結(jié)果是本文所討論的參數(shù)擬合方法的基礎(chǔ)。實(shí)際配置提供給我們N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)(由檢測(cè)器116測(cè)得的信號(hào))，表示力^ i =
1，. . .，N，我們想要擬合到模型fi (B1,. . .，aM)，其中a」，j=l, . . . , M,是未知參數(shù)。該模型是通常使用關(guān)于隨機(jī)過(guò)程的特性的某些物理角度建立的函數(shù)。如果每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的試驗(yàn)誤差以標(biāo)準(zhǔn)偏差O i正態(tài)分布，如果模型預(yù)測(cè)這些&值由
尸(數(shù)據(jù) I 模型/)00 I^Jexp —丄—— Af.(4)
^ L 2I % J給出，則測(cè)量數(shù)據(jù)的概率經(jīng)驗(yàn)地設(shè)定又
O
我們知道，根據(jù)我們對(duì)貝葉斯定理的討論，方程(4)也是給定觀察數(shù)據(jù)時(shí)模型有效的概率。因此，最可能的模型是使方程(4)最大或等同于使其對(duì)數(shù)的負(fù)數(shù)最小的模型。
權(quán)利要求
1.一種觸敏顯不器，包括 顯示層； 透明層，所述透明層設(shè)置在所述顯示層上方； 至少一個(gè)光源，所述至少一個(gè)光源引導(dǎo)光傳播到所述透明層內(nèi)和/或傳播穿過(guò)所述透明層； 至少一個(gè)光感元件，所述至少一個(gè)光感元件與所述透明層連通，并操作以響應(yīng)于物體觸摸所述透明層的表面并干擾所述光穿過(guò)所述透明層的傳播而接收散射光；以及 控制電路，所述控制電路包括處理器，所述處理器接收來(lái)自所述至少一個(gè)光感元件的指示所述散射光的信號(hào)并計(jì)算所述物體觸摸所述透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
2.如權(quán)利要求I所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述至少一個(gè)光源與所述透明層連通，使得所述光耦合到所述透明層內(nèi)并以引導(dǎo)模式傳播；以及 所述物體觸摸所述透明層引起中斷并干擾所述光的所述引導(dǎo)模式，由此產(chǎn)生所述散射光。
3.如權(quán)利要求I所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述至少一個(gè)光源包括至少第一和第二光源，所述至少第一和第二光源與所述透明層的一個(gè)或多個(gè)邊緣連通；以及 從所述相應(yīng)第一和第二光源發(fā)出的光包括至少一個(gè)區(qū)別特征，使得所述處理器能操作以區(qū)分某些信號(hào)為響應(yīng)于所述第一光源產(chǎn)生的散射光，而某些其它信號(hào)為來(lái)自響應(yīng)于所述第二光源產(chǎn)生的散射光。
4.如權(quán)利要求3所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述至少一個(gè)區(qū)別特征包括以下中的至少一個(gè) 從所述第一光源發(fā)出的光與從所述第二光源發(fā)出的光相比所具有的不同波長(zhǎng)； 時(shí)間部件，由此與從所述第二光源發(fā)出的光相比在不同時(shí)間從所述第一光源發(fā)出光；調(diào)制部件，由此從所述第一光源發(fā)出的光用第一編碼進(jìn)行調(diào)制，且從所述第二光源發(fā)出的光用第二編碼進(jìn)行調(diào)制；以及 另一調(diào)制部件，由此從所述第一光源發(fā)出的光用第一頻率進(jìn)行調(diào)制，且從所述第二光源發(fā)出的光用第二頻率進(jìn)行調(diào)制。
5.如權(quán)利要求4所述的觸敏顯示器，其特征在于，還包括 至少第一光源，所述至少第一光源與所述透明層的第一邊緣連通，并產(chǎn)生第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光；以及 至少第二光源，所述至少第二光源與所述透明層的第二邊緣連通，并產(chǎn)生在所述第一波長(zhǎng)范圍外的不同的第二波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光， 其中，所述處理器部分地基于區(qū)分某些信號(hào)是響應(yīng)于所述第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光從特定的一個(gè)或多個(gè)所述光感元件產(chǎn)生的，而另外某些信號(hào)是響應(yīng)于所述第二波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光從特定的一個(gè)或多個(gè)其它所述光感元件產(chǎn)生的，來(lái)計(jì)算所述物體觸摸所述透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
6.如權(quán)利要求5所述的觸敏顯示器，其特征在于，還包括低反射系數(shù)顏料，所述低反射系數(shù)顏料沿所述透明層的與所述第一邊緣相對(duì)的邊緣、并沿所述透明層的與所述第二邊緣相對(duì)的邊緣設(shè)置，由此降低所述透明層的一個(gè)或多個(gè)邊緣處的光反射。
7.如權(quán)利要求6所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述第一邊緣和第二邊緣彼此相對(duì)，使得每個(gè)這種邊緣上包括低反射系數(shù)顏料；以及 穿過(guò)所述低反射系數(shù)顏料的相應(yīng)窗口與所述至少第一光源和第二光源相鄰設(shè)置，使得來(lái)自所述至少第一光源和第二光源的光耦合到所述透明層內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的觸敏顯示器，其特征在于，還包括 至少一個(gè)第一過(guò)濾器，所述至少一個(gè)第一過(guò)濾器設(shè)置在所述至少第一光源和所述透明層之間，并操作以削弱基本上在所述第一波長(zhǎng)范圍外的光；以及 至少一個(gè)第二過(guò)濾器，所述至少一個(gè)第二過(guò)濾器設(shè)置在所述至少第二光源和所述透明層之間，并操作以削弱基本上在所述第二波長(zhǎng)范圍外的光。
9.如權(quán)利要求9所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述第一過(guò)濾器和第二過(guò)濾器中的至少一個(gè)過(guò)濾器包括紅外過(guò)濾器，所述紅外過(guò)濾器操作以削弱紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光。
10.如權(quán)利要求4所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述控制電路包括光源驅(qū)動(dòng)電路，所述光源驅(qū)動(dòng)電路操作以按時(shí)間序列對(duì)所述至少第一光源和第二光源供能；以及 其中，所述處理器部分地基于區(qū)分某些信號(hào)是在某些時(shí)間響應(yīng)于光從特定的一個(gè)或多個(gè)所述光感元件產(chǎn)生的，而另外某些信號(hào)是在另外某些時(shí)間響應(yīng)于光從特定的一個(gè)或多個(gè)其它所述光感元件產(chǎn)生的，來(lái)計(jì)算所述物體觸摸所述透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
11.如權(quán)利要求10所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述至少第一光源和第二光源產(chǎn)生僅在紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光。
12.如權(quán)利要求4所述的觸敏顯示器，其特征在于，以下中的至少一種 所述控制電路包括調(diào)制電路，所述調(diào)制電路操作以調(diào)制所述第一光源和第二光源，使得來(lái)自所述第一光源和第二光源的相應(yīng)光包括所述第一編碼和第二編碼； 所述第一編碼和第二編碼是正交碼； 所述正交碼是沃爾什碼；以及 所述處理器部分地基于區(qū)分某些信號(hào)包括所述第一編碼且因此是響應(yīng)于光從特定的一個(gè)或多個(gè)所述光感元件產(chǎn)生的，而另外某些信號(hào)包括所述第二編碼且因此是響應(yīng)于光從特定的一個(gè)或多個(gè)其它所述光感元件產(chǎn)生的，來(lái)計(jì)算所述物體觸摸所述透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
13.如權(quán)利要求4所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述控制電路包括調(diào)制電路，所述調(diào)制電路操作以調(diào)制所述第一光源和第二光源，使得來(lái)自所述第一光源和第二光源的相應(yīng)光包括所述第一頻率和第二頻率；以及 所述處理器部分地基于區(qū)分某些信號(hào)包括所述第一頻率且因此是響應(yīng)于光從特定的一個(gè)或多個(gè)所述光感元件產(chǎn)生的，而另外某些信號(hào)包括所述第二頻率且因此是響應(yīng)于光從特定的一個(gè)或多個(gè)其它所述光感元件產(chǎn)生的，來(lái)計(jì)算所述物體觸摸所述透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
14.如權(quán)利要求I所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述至少一個(gè)光源是所述顯示層的背光元件，并與所述透明層連通，使得所述光沿垂直于所述透明層表面的方向傳播穿過(guò)所述透明層；以及所述物體觸摸所述透明層引起中斷并致使所述光中的一些耦合到所述透明層內(nèi)，由此產(chǎn)生所述散射光。
15.如權(quán)利要求I所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述物體響應(yīng)于來(lái)自觸摸所述透明層的所述表面的入射光而發(fā)熒光；以及 來(lái)自所述物體的熒光耦合到所述透明層內(nèi)，由此產(chǎn)生所述散射光。
16.如權(quán)利要求15所述的觸敏顯示器，其特征在于 所述至少一個(gè)光源產(chǎn)生第一波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光； 來(lái)自所述物體的所述熒光具有基本上在所述第一波長(zhǎng)范圍外的一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)；以及 所述控制電路運(yùn)行以至少部分地通過(guò)確定響應(yīng)于所述熒光產(chǎn)生的信號(hào)是由所述第一波長(zhǎng)范圍外的光能量造成的而在所述熒光與從所述至少一個(gè)光源傳播的光之間進(jìn)行區(qū)分。
17.如權(quán)利要求I所述的觸敏顯示器，其特征在于，還包括抑光機(jī)構(gòu)，所述抑光機(jī)構(gòu)運(yùn)行以降低所述透明層的一個(gè)或多個(gè)邊緣處的光反射。
18.如權(quán)利要求17所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述抑光機(jī)構(gòu)包括沿所述透明層的與所述至少一個(gè)光源相對(duì)的至少一個(gè)邊緣設(shè)置的低反射系數(shù)顏料。
19.如權(quán)利要求17所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述抑光機(jī)構(gòu)包括所述透明層在所述透明層的與所述至少一個(gè)光源相對(duì)的邊緣處的漸薄厚度。
20.如權(quán)利要求I所述的觸敏顯示器，其特征在于，還包括有源觸針，所述有源觸針包含所述至少一個(gè)光源。
21.如權(quán)利要求20所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述有源觸針還包括光擴(kuò)散元件以在所述光傳播到所述透明層內(nèi)和/或傳播穿過(guò)所述透明層之前擴(kuò)散來(lái)自所述至少一個(gè)光源的光。
22.如權(quán)利要求20所述的觸敏顯示器，其特征在于，所述有源觸針還包括開(kāi)關(guān)電路，所述開(kāi)關(guān)電路操作以?xún)H在所述觸針與所述透明層接觸時(shí)啟用所述至少一個(gè)光源。
23.—種方法,包括 在顯示層上設(shè)置透明層； 引導(dǎo)光傳播到所述透明層內(nèi)和/或傳播穿過(guò)所述透明層； 響應(yīng)于物體觸摸所述透明層的表面并干擾所述光穿過(guò)所述透明層的傳播來(lái)測(cè)量散射光；以及 基于由測(cè)量所述散射光的步驟得到的信號(hào)，計(jì)算所述物體觸摸所述透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 將所述光耦合到所述透明層內(nèi)，使得所述光以引導(dǎo)模式在所述透明層內(nèi)傳播；以及 通過(guò)觸摸所述透明層的所述表面干擾所述光的所述弓丨導(dǎo)模式。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 通過(guò)與所述透明層的一個(gè)或多個(gè)邊緣連通的至少第一光源和第二光源引導(dǎo)所述光進(jìn)入所述透明層； 在從相應(yīng)第一光源和第二光源發(fā)出的光內(nèi)包括至少一個(gè)區(qū)別特征；以及 基于所述至少一個(gè)區(qū)別特征，區(qū)分某些信號(hào)來(lái)自響應(yīng)于所述第一光源產(chǎn)生并在所述透明層的特定的一個(gè)或多個(gè)位置測(cè)得的散射光，且某些其它信號(hào)來(lái)自響應(yīng)于所述第二光源產(chǎn)生并從所述透明層的特定的一個(gè)或多個(gè)位置接收到的散射光。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)區(qū)別特征包括以下中的至少一個(gè) 從所述第一光源發(fā)出的光與從所述第二光源發(fā)出的光相比所具有的不同波長(zhǎng)； 時(shí)間部件，由此與從所述第二光源發(fā)出的光相比在不同時(shí)間從所述第一光源發(fā)出光；調(diào)制部件，由此從所述第一光源發(fā)出的光用第一編碼進(jìn)行調(diào)制，且從所述第二光源發(fā)出的光用第二編碼進(jìn)行調(diào)制；以及 另一調(diào)制部件，由此從所述第一光源發(fā)出的光用第一頻率進(jìn)行調(diào)制，且從所述第二光源發(fā)出的光用第二頻率進(jìn)行調(diào)制。
全文摘要
提供用于觸敏顯示器的方法和裝置，其中透明層設(shè)置在顯示層上方；引導(dǎo)光傳播到透明層內(nèi)和/或穿過(guò)透明層；響應(yīng)于物體觸摸透明層的表面并干擾光穿過(guò)透明層的傳播來(lái)測(cè)量散射光；以及基于通過(guò)測(cè)量散射光的步驟得到的信號(hào)計(jì)算物體觸摸透明層的一個(gè)或多個(gè)位置。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102754056SQ201080053255
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
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