具有交替的反射透鏡晶面的光學元件的制作方法
【專利摘要】用于基于光的觸摸表面的光學元件，所述光學元件包括：相接連的多個分段，其中，每個分段與相應的光發(fā)射器配對，每個分段包括波狀的一系列成對的反射或折射晶面，其中，每一對晶面中的第一晶面被取向成準直由與該分段相關聯(lián)的第一光發(fā)射器發(fā)出的光，并且每一對晶面中的第二晶面被取向成準直由與該分段相關聯(lián)的第二光發(fā)射器發(fā)出的光，并且其中與該分段相關聯(lián)的所述第一光發(fā)射器是與該分段配對的光發(fā)射器，而與該分段相關聯(lián)的所述第二光發(fā)射器是與相鄰分段配對的光發(fā)射器。
【專利說明】具有交替的反射透鏡晶面的光學元件

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明的領域為基于光的觸摸屏。

【背景技術】
[0002] 許多消費電子設備現(xiàn)在都構建有觸敏屏，以供手指或觸筆觸摸進行用戶輸入。這 些設備從諸如移動電話和車載娛樂系統(tǒng)之類的小屏幕設備到諸如筆記本計算機之類的中 型屏幕設備再到諸如機場登記站之類的大屏幕設備。
[0003] 大多數(shù)傳統(tǒng)的觸摸屏系統(tǒng)都是基于電阻層或電容層的。這種系統(tǒng)并不足夠通用而 提供包含一切的解決方案，因為它們不容易進行擴展。
[0004] 參照圖1，圖1是傳統(tǒng)的觸摸屏系統(tǒng)的現(xiàn)有技術圖示。這種系統(tǒng)包括IXD顯示器表 面606、放置在LCD表面上的電阻覆層或電容覆層801、以及控制器集成電路（1C) 701，該控 制器集成電路701連接至該覆層并將來自該覆層的輸入轉(zhuǎn)換為有意義的信號。諸如計算機 之類的主設備（未示出）從控制器IC701接收信號，設備驅(qū)動器或其他這種程序解析這些 信號，以檢測基于觸摸的輸入，諸如按鍵按壓或滾動運動。
[0005] 參照圖2,圖2是傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏的現(xiàn)有技術圖示。圖2中所示的是通過薄 的空間分開的導電和電阻層802。PET膜803覆蓋頂部電路層804,頂部電路層804覆蓋導 電涂層806。類似地，具有間隔圓點808的導電涂層807覆蓋底部電路層805,底部電路層 805覆罩玻璃層607。當諸如手指或觸筆之類的指示器900接觸該屏幕時，在電阻層之間產(chǎn) 生接觸，從而將開關閉合。控制器701確定層之間的電流以推導出觸摸點的位置。
[0006] 電阻式觸摸屏的優(yōu)點在于它們的低成本、低功耗和支持觸筆。
[0007] 電阻式觸摸屏的缺點是由于覆層而使得屏幕不是完全透明的。另一個缺點是觸摸 檢測需要壓力，即檢測不到?jīng)]有以足夠壓力觸摸屏幕的指示器。結果，電阻式觸摸屏也檢測 不到手指觸摸。另一個缺點是電阻式觸摸屏在直射陽光下通常難以辨認。另一個缺點是電 阻式觸摸屏對于刮擦敏感。又一個缺點是電阻式觸摸屏無法辨別同時觸摸屏幕的兩個或更 多個指示器（稱為"多點觸摸"）。
[0008] 參照圖3,圖3是傳統(tǒng)的表面電容式觸摸屏的現(xiàn)有技術圖示。圖3中所示的是覆 蓋被涂覆的玻璃基板810的觸摸表面809。玻璃811的兩側涂覆有均勻的導電銦錫氧化物 (ΙΤ0)涂層812。另外，二氧化硅硬涂層813涂覆在其中一個ΙΤ0涂層812的前側上。電極 814附裝在玻璃的四個角部處，用于產(chǎn)生電流。諸如手指或觸筆之類的指示器900觸摸屏幕 并將少量電流吸引到接觸點。控制器701然后基于流過四個電極的電流的比例來確定觸摸 點的位置。
[0009] 表面電容式觸摸屏的優(yōu)點是支持手指觸摸并且表面耐用。
[0010] 表面電容式觸摸屏的缺點是由于覆層而使得屏幕不是完全透明的。另一個缺點是 操作溫度范圍有限。另一個缺點是由于觸摸屏的電容特性而使得指示器運動的捕獲速度有 限。另一個缺點是表面電容式觸摸屏容易受到射頻（RF)干擾和電磁（EM)干擾。另一個缺 點是觸摸位置確定精度取決于電容。另一個缺點是表面電容式觸摸屏無法戴手套使用。另 一個缺點是表面電容式觸摸屏需要大屏幕邊界。結果，表面電容式觸摸屏無法供小型屏幕 設備使用。又一個缺點是表面電容式觸摸屏無法辨別多點觸摸。
[0011] 參照圖4,圖4是傳統(tǒng)的投射電容式觸摸屏的現(xiàn)有技術圖示。圖4中所示的是蝕刻 ΙΤ0層815,該蝕刻ΙΤ0層815形成多個水平（X軸）和堅直（y軸）電極。蝕刻層815包括 外部硬涂覆層816和817、x軸電極圖案818、y軸電極圖案819和位于中間的ΙΤ0玻璃820。 AC信號702驅(qū)動一個軸上的電極，通過屏幕的響應借助于另一個軸上的電極回送。觸摸屏 幕的指示器900的位置根據(jù)水平電極和堅直電極之間的信號水平變化703來確定。
[0012] 投射電容式觸摸屏的優(yōu)點是手指多點觸摸檢測和耐用表面。
[0013] 投射電容式觸摸屏的缺點是由于覆層而使得屏幕不是完全透明的。另一個缺點是 它們的成本高。另一個缺點是操作溫度范圍有限。另一個缺點是由于觸摸屏的電容特性而 使得捕獲速度有限。另一個缺點是屏幕尺寸有限，通常小于5英寸。另一個缺點是表面電 容式觸摸屏容易受到RF干擾和EM干擾。又一個缺點是觸摸位置確定精度取決于電容。
[0014] 因此，應當理解到的是，傳統(tǒng)觸摸屏對于小型移動設備和帶有大型屏幕的設備的 常規(guī)使用是不理想的。因而，提供能夠克服上述傳統(tǒng)電阻式和電容式觸摸屏的缺點的觸摸 屏幕是有益的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的多個方面提供了基于光的觸摸屏，為此可以確定地推斷出同時觸摸屏幕 的兩個或更多個指示器的位置。
[0016] 本發(fā)明的另外一些方面提供了沿著顯示屏的一個邊緣的發(fā)射器，所述發(fā)射器通過 利用專門構造的透鏡將光向沿著顯示屏的另外三個邊緣的接收器引導，所述透鏡在它們的 表面內(nèi)具有三個方向的微透鏡。
[0017] 因而，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式提供了一種用于基于光的觸摸表面的光學兀 件，所述光學元件包括相接連的多個分段，其中，每個分段與相應的光發(fā)射器配對，每個分 段包括波狀的一系列成對的反射或折射晶面，其中，每一對晶面中的第一晶面被取向成對 由與該分段相關聯(lián)的第一光發(fā)射器發(fā)出的光進行準直，并且每一對晶面中的第二晶面被取 向成對由與該分段相關聯(lián)的第二光發(fā)射器發(fā)出的光進行準直，并且其中與該分段相關聯(lián)的 所述第一光發(fā)射器是與該分段配對的光發(fā)射器，而與該分段相關聯(lián)的所述第二光發(fā)射器是 與相鄰分段配對的光發(fā)射器。
[0018] 另外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式還提供了一種用于基于光的觸摸表面的光學元 件，所述光學元件包括相接連的多個分段，其中，所述分段中的交替的分段分別與交替的光 發(fā)射器和光接收器配對，每個分段包括波狀的一系列成對的反射或折射晶面，其中，每一對 晶面中的第一晶面被取向成對由與該分段相關聯(lián)的光發(fā)射器發(fā)出的光進行準直，并且每一 對晶面中的第二晶面被取向成將經(jīng)準直的光線引導到與該分段相關聯(lián)的光接收器上，并且 其中與該分段相關聯(lián)的光接收器是和與該分段相關聯(lián)的光發(fā)射器相鄰的光接收器中的一 個光接收器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 從如下結合附圖給出的詳細描述將更完全地理解和認識本發(fā)明，在附圖中：
[0020] 圖1是傳統(tǒng)的觸摸屏系統(tǒng)的現(xiàn)有技術圖示；
[0021] 圖2是傳統(tǒng)的電阻式觸摸屏的現(xiàn)有技術圖示；
[0022] 圖3是傳統(tǒng)的表面電容式觸摸屏的現(xiàn)有技術圖示；
[0023] 圖4是傳統(tǒng)的投射電容式觸摸屏的現(xiàn)有技術圖示；
[0024] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏的一部分的圖示，該觸摸屏包括靠近 在一起定位的多個發(fā)射器，其中光由光纖光導引導到沿著第一屏幕邊緣的位置；
[0025] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有16個發(fā)射器和16個接收器的觸摸屏的 圖；
[0026] 圖7至9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖6的觸摸屏的圖，示出了同時觸摸屏 幕的兩個指示器的檢測；
[0027] 圖10和11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的檢測兩個手指滑移運動的觸摸屏的 圖；
[0028] 圖12是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖6的觸摸屏的電路圖；
[0029] 圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的基于光的觸摸屏系統(tǒng)的簡化圖；
[0030] 圖14是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖13的觸摸屏系統(tǒng)的簡化剖視圖；
[0031] 圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的使得觸摸屏系統(tǒng)能夠讀取比傳感器元件小 的指示器的光學元件、發(fā)射器和接收器的布置的簡化圖示；
[0032] 圖16是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的使得觸摸屏系統(tǒng)能夠檢測到比傳感器元件 小的指示器（其中包括觸筆）的光學元件、發(fā)射器和接收器的布置的簡化圖示；
[0033] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的利用寬光束覆蓋屏幕的觸摸屏的簡化圖；
[0034] 圖18是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的準直透鏡的簡化圖示；
[0035] 圖19是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的與光接收器協(xié)作的準直透鏡的簡化圖示；
[0036] 圖20是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有面對發(fā)射器的微透鏡表面的準直透鏡 的簡化圖示；
[0037] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有面對接收器的微透鏡表面的準直透鏡 的簡化圖示；
[0038] 圖22是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有寬光束觸摸屏的電子設備的簡化圖 示；
[0039] 圖23是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖22的電子設備的圖，描繪了由兩個接收 器檢測到的來自一個發(fā)射器的重疊光束；
[0040] 圖24是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖22的電子設備的圖，描繪了由一個接收 器檢測到的來自兩個發(fā)射器的重疊光束；
[0041] 圖25是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖22的電子設備的圖，示出了屏幕上的點 由至少兩個發(fā)射器一接收器對檢測；
[0042] 圖26是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的寬光束觸摸屏的簡化圖，示出了光信號的 強度分布；
[0043] 圖27是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的寬光束觸摸屏的簡化圖，示出了來自兩個 發(fā)射器的重疊光信號的強度分布；
[0044] 圖28是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的寬光束觸摸屏的簡化圖，示出了來自一個 發(fā)射器的兩組重疊光信號的強度分布；
[0045] 圖29是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有發(fā)射器和接收器透鏡的寬光束觸摸屏 的簡化圖，該發(fā)射器和接收器透鏡不具有微透鏡圖案；
[0046] 圖30和31是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有發(fā)射器和接收器透鏡的寬光束觸 摸屏的簡化圖，該發(fā)射器和接收器透鏡具有微透鏡圖案；
[0047] 圖32是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有發(fā)射器和接收器透鏡的寬光束觸摸屏 的簡化圖，該發(fā)射器和接收器透鏡不具有微透鏡圖案；
[0048] 圖33是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有發(fā)射器和接收器透鏡的寬光束觸摸屏 的簡化圖，該發(fā)射器和接收器透鏡具有微透鏡圖案；
[0049] 圖34是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的兩個具有透鏡的發(fā)射器的簡化圖，該透鏡 具有集成于其中的微透鏡圖案；
[0050] 圖35是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的兩個具有透鏡的接收器的簡化圖，該透鏡 具有集成于其中的微透鏡圖案；
[0051] 圖36是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在具有顯示器和外殼的電子設備的情況下 的單個單元光導的側視圖的簡化圖；
[0052] 圖37是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在表面上施加有羽毛圖案的透鏡的從兩個 不同角度的側視圖的簡化圖；
[0053] 圖38是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的寬光束觸摸屏的一部分的簡化圖；
[0054] 圖39是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的進入和退出蝕刻在透鏡上的微透鏡的光束 的簡化圖的俯視圖；
[0055] 圖40是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在具有顯示器和外殼的設備的情況下的雙 單元光導的側視圖的簡化圖；
[0056] 圖41是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在具有PCB和外殼的設備的情況下的光導 單元的圖片；
[0057] 圖42是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖41的光導單元的俯視圖；
[0058] 圖43是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的電子設備內(nèi)的光導的側剖面圖的簡化圖；
[0059] 圖44是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的電子設備的一部分和光導的上部的側剖面 圖的簡化圖，該光導具有至少兩個用于折疊光束的作用表面；
[0060] 圖45是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的透明光學觸摸光導的一部分的簡化圖，該 透明光學觸摸光導形成為覆蓋顯示器的防護玻璃的一體部分。
[0061] 圖46是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖44的電子設備和光導的簡化圖示，該電 子設備和光導適合于隱藏屏幕的邊緣；
[0062] 圖47是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的從發(fā)射器對面延伸到顯示器上方的作為單 個單元的光導的簡化圖；
[0063] 圖48是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的雙單元光導的簡化圖；
[0064] 圖49是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的由用戶保持的觸摸屏設備的簡化圖；
[0065]圖50是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的其中寬光束覆蓋屏幕的觸摸屏的簡化圖； [0066] 圖51至53是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在設備的情況下的光導的立體簡化側 視圖、俯視圖和仰視圖；
[0067] 圖54是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被發(fā)射器和接收器包圍的觸摸屏的簡化圖 示；
[0068] 圖55是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的從三個角度示出的光學元件的簡化圖示， 該光學元件具有波狀角度圖案的反射晶面；
[0069] 圖56是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的光學元件的簡化圖示，該光學元件將來自 兩個鄰近發(fā)射器的光反射、準直并使其交織。
[0070] 圖57是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的多晶面光學元件的簡化圖；
[0071] 圖58是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的簡化曲線圖，示出了對于九個晶面來說各 種反射晶面參數(shù)對光分布的作用；
[0072] 圖59是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的其中寬光束橫跨屏幕的觸摸屏的簡化圖 示；
[0073] 圖60是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的其中兩個寬光束橫跨屏幕的觸摸屏的簡化 圖示；
[0074] 圖61是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的其中三個寬光束橫跨屏幕的觸摸屏的簡化 圖示；
[0075] 圖62是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏中的寬光束的光分布的簡化曲線 圖；
[0076] 圖63是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當指尖橫跨屏幕運動時來自三個寬光束的 檢測信號的簡化圖示；
[0077] 圖64至66是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏中的重疊寬光束的光分布的簡 化曲線圖；
[0078] 圖67是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當指尖在三個不同位置橫跨屏幕運動時來 自寬光束的檢測信號的簡化曲線圖；
[0079] 圖68是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的四個光學元件和四個鄰近發(fā)射器的簡化圖 示；
[0080] 圖69是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的衍射表面的簡化圖，該衍射表面沿著公共 路徑引導來自兩個發(fā)射器的光束；
[0081] 圖70是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸屏的 簡化圖；
[0082] 圖71是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸屏和 橫跨觸摸屏的寬光束的簡化圖；
[0083] 圖72是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸屏和 橫跨觸摸屏的兩個寬光束的簡化圖示；
[0084] 圖73是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸屏和 橫跨觸摸屏的三個寬光束的簡化圖示；
[0085] 圖74是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的使用于發(fā)射器和鄰近接收器的光反射和交 織的準直光學元件的簡化圖示；
[0086] 圖75至78是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的相對于光發(fā)射器的第一取向不確定的 多個觸摸位置的圖示；
[0087] 圖79至81是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的相對于光發(fā)射器的第二取向確定的圖 75至77的多個觸摸位置的圖示；
[0088] 圖82是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏的簡化圖示，該觸摸屏的光束沿著 四個軸線被引導；
[0089] 圖83是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有兩個柵格取向的光發(fā)射器和光接收器 的替代構造的簡化圖示；
[0090] 圖84是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的交替的光發(fā)射器和光接收器的構造的簡化 圖示；
[0091] 圖85是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的由兩個接收器檢測的來自發(fā)射器的兩個寬 光束的簡化圖示；
[0092] 圖86是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的兩個寬光束和這兩個寬光束之間的重疊區(qū) 域的簡化圖示；
[0093] 圖87是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的位于檢測光束的邊緣的觸摸點的簡化圖 示；
[0094] 圖88是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的沿著顯示屏幕的一個邊緣的發(fā)射器的簡化 圖示，該發(fā)射器將光引導到沿著顯示屏幕的兩個邊緣的接收器；
[0095] 圖89和90分別是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的沿著三個方向折射光的透鏡的簡 化圖示，該透鏡具有透鏡表面，該透鏡表面具有基本平坦的雙邊和三邊凹腔的重復圖案； [0096] 圖91至93是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸 屏和橫跨觸摸屏的對角寬光束的簡化圖示；
[0097] 圖94是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏中的橫跨對角寬光束的光分布的簡 化曲線圖；
[0098] 圖95是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏中的橫跨三個重疊對角寬光束的光 分布的簡化曲線圖；
[0099] 圖96是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏中的在手指橫跨三個重疊對角寬光 束滑移時的觸摸檢測的簡化曲線圖；
[0100] 圖97是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當指尖在三個不同位置橫跨屏幕移動時來 自對角寬光束的檢測信號的簡化曲線圖；
[0101] 圖98是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸 屏的第一實施方式的簡化圖示，由此由一個接收器檢測橫跨屏幕的對角和正交寬光束；
[0102] 圖99是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于被交替的發(fā)射器和接收器包圍的觸摸 屏的第二實施方式的簡化圖示，由此由一個接收器檢測橫跨屏幕的對角和正交寬光束；
[0103] 圖100是用戶利用觸筆在現(xiàn)有技術的觸摸屏上進行書寫的簡化圖示；
[0104] 圖101是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當用戶的手掌擱在觸摸屏上時檢測觸筆 的位置的光束的簡化圖示；
[0105] 圖102是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的包圍觸摸屏的框架的簡化圖示；
[0106] 圖103是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于觸摸屏的角部的發(fā)射器、接收器和光 學元件的第一實施方式的簡化圖示；
[0107] 圖104是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于觸摸屏的角部的發(fā)射器、接收器和光 學元件的第二實施方式的簡化圖示；
[0108] 圖105是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的由對于紅外光來說透明的塑料材料制成 的光學部件的圖示；
[0109] 圖106是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有光導的觸摸屏的側視圖的簡化圖；
[0110] 圖107是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏的圖示，在每側上有一組三個光學 部件；
[0111] 圖108是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖107的發(fā)射器組中的一個發(fā)射器的放大 圖示；
[0112] 圖109是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏的圖示，該觸摸屏具有用于在屏幕 上引導光的沿著屏幕的第一邊緣的長薄光導，并且具有用于檢測被引導光的沿著屏幕的相 對邊緣布置的一組光接收器；
[0113] 圖110是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏的圖示，該觸摸屏具有用于在屏幕 上引導光束的沿著屏幕的第一邊緣的一組光發(fā)射器，并且具有用于接收被引導的光束并用 于進一步將光束引導到位于光導的兩端的光接收器的長薄光導；
[0114] 圖111是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的兩個光發(fā)射器的圖示，每個發(fā)射器都連接 至長薄光導的每端；
[0115] 圖112至115是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的檢測硬按壓的發(fā)生的觸摸屏的圖 示；
[0116] 圖116和117是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的條形圖，示出了當向剛性安裝的7 英寸LCD屏施加壓力時檢測到的光的增加；
[0117] 圖118是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖像傳感器的簡化圖，所述圖像傳感器位 于屏幕玻璃顯示器的下方，以捕獲屏幕玻璃下側的圖像和在其上面進行的觸摸的圖像；
[0118] 圖119是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被劃分成像素的顯示器和三個觸摸檢測 的簡化圖；
[0119] 圖120是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的照相機傳感器的簡化圖，所述照相機傳感 器定位在膝上型計算機的鉸鏈上并且指向屏幕；
[0120] 圖121是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的簡化側視圖，示出了檢查觸摸區(qū)域的照相 機；
[0121] 圖122是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的簡化俯視圖，示出了視野覆蓋（view)觸摸 區(qū)域的照相機；
[0122] 圖123是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的照相機和兩個圖像軸線的簡化圖，所述照 相機視野覆蓋觸摸區(qū)域，所述兩個圖像軸線為圖像X軸線和圖像y軸線，用于根據(jù)由照相機 捕獲的圖像來定位觸摸指示器；
[0123] 圖124是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的照相機和兩個屏幕軸線的簡化圖，所述照 相機視野覆蓋觸摸區(qū)域，所述兩個屏幕軸線為屏幕X軸線和屏幕y軸線，用于根據(jù)由照相機 捕獲的圖像來定位被指示的觸摸；
[0124] 圖125和126是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的兩個照相機的簡化圖，每個照相機 從不同的角度捕獲觸摸區(qū)域；
[0125] 圖127是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的四個照相機的簡化圖，每個照相機從不同 的角度捕獲觸摸區(qū)域；
[0126] 圖128是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的照相機的從照相機視點的簡化圖，所述照 相機視野覆蓋完全的觸摸區(qū)域；
[0127] 圖129是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸區(qū)域的一部分的簡化圖，示出了彼此 接觸（tangent)的觸筆和觸筆的鏡像圖像。
[0128] 圖130是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的簡化圖，示出了相對著靠近觸摸區(qū)域的中 央移動的觸筆和觸筆的鏡像圖像；
[0129] 圖131是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的簡化圖，示出了相對于圖129靠近觸摸區(qū) 域的底部移動的觸筆和觸筆的鏡像圖像；
[0130] 圖132是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的的簡化圖，示出了彼此間隔開的觸筆和觸 筆的鏡像圖像；
[0131] 圖133是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于確定三維指示位置的方法的簡化流 程圖；
[0132] 圖134是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸區(qū)域的簡化圖，所述觸摸區(qū)域顯示用 于確定照相機取向的六個觸摸圖標；
[0133] 圖135和136是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸摸屏系統(tǒng)中的相對行的發(fā)射器和 接收器透鏡的圖示；
[0134] 圖137是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于通過觸摸屏系統(tǒng)中的多個發(fā)射器-接 收器對確定觸摸位置的技術的簡化圖示；
[0135] 圖138是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于圖135和136的構造的光導框架的圖 示；
[0136] 圖139是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于基于光的觸摸屏的觸摸檢測方法的 簡化流程圖；
[0137] 圖140至142是旋轉(zhuǎn)姿勢的圖示，其中用戶將兩個手指放置在屏幕上并圍繞軸線 旋轉(zhuǎn)這兩個手指；
[0138] 圖143至146是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在觸摸屏上的各種位置的觸摸事件 的圖示；
[0139] 圖147至150是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在圖143至146中所示的觸摸期間 過程中光飽和度的相應條形圖；
[0140] 圖151是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于確定同時對角相對觸摸的位置的方 法的簡化流程圖；
[0141] 圖152是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于區(qū)分順時針和逆時針姿勢的方法簡 化流程圖；
[0142] 圖153是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于基于光的觸摸屏的校準和觸摸檢測 方法的簡化流程圖；
[0143] 圖154是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的在由觸摸產(chǎn)生的信號和由機械作 用產(chǎn)生的信號之間的差別的圖片；
[0144] 圖155是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于在校準基于光的觸摸屏時設定脈沖 強度的控制電路的簡化圖；
[0145] 圖156是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于校準基于光的觸摸屏的校準脈沖的 圖表，該校準脈沖用于從最小電流到最大電流的范圍的脈沖強度；
[0146] 圖157是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于校準基于光的觸摸屏的簡化脈沖圖 和對應的輸出信號曲線圖；
[0147] 圖158是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的圖示，該圖示示出了如何使用毛細作用增 加定位印刷電路板上的諸如發(fā)射器或接收器之類的部件的精度；
[0148] 圖159是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的已經(jīng)經(jīng)過熱爐的圖159的印刷電路 板的圖不；
[0149] 圖160是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的基于光的觸摸屏和用于該觸摸屏的ASIC 控制器的簡化圖示；
[0150] 圖161是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于基于光的觸摸屏的控制器的芯片封 裝的電路圖；
[0151] 圖162是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于連接至圖161的芯片封裝的電路圖， 該電路圖用于其中每行具有4或5個光電發(fā)射器的六行光電發(fā)射器；
[0152] 圖163是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的被發(fā)射器和接收器包圍的觸摸屏的簡化 圖示；
[0153] 圖164是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的簡化應用圖，該簡化應用圖示出了構造有 兩個控制器的觸摸屏；
[0154] 圖165是顯示使用傳統(tǒng)芯片的掃描順序性能和使用本發(fā)明的專用控制器的掃描 性能的曲線圖；
[0155] 圖166是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的發(fā)射器和接收器錯位對齊布置的觸摸屏 的簡化圖示；和
[0156] 圖167是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有沿著每個屏幕邊緣的交替的發(fā)射器 和接收器的觸摸屏的簡化圖示。
[0157] 為了參照附圖，提供了如下的元件索引及其標號。以100' s標號的元件通常涉及 光束，以200 ' s標號的元件通常涉及光源，以300 ' s標號的元件通常涉及光接收器，以400 ' s 和500' s標號的元件通常涉及光導，以600' s標號的元件通常涉及顯示器，以700' s標號 的元件通常涉及電路元件，以800' s標號的元件通常涉及電子設備，而以900' s標號的元 件通常涉及用戶接口。以1000' s標號的元件是流程圖的操作。
[0158] 類似地標號的元件代表同一類型的元件，但是它們無需是相同元件。
[0159]

【權利要求】
1. 一種用于基于光的觸摸表面的光學元件，所述光學元件包括：相接連的多個分段， 其中，每個分段與相應的光發(fā)射器配對，每個分段包括波狀的一系列成對的反射或折射晶 面，其中，每一對晶面中的第一晶面被取向成對從與該分段相關聯(lián)的第一光發(fā)射器發(fā)出的 光進行準直，并且每一對晶面中的第二晶面被取向成對從與該分段相關聯(lián)的第二光發(fā)射器 發(fā)出的光進行準直，并且其中與該分段相關聯(lián)的所述第一光發(fā)射器是與該分段配對的光發(fā) 射器，而與該分段相關聯(lián)的所述第二光發(fā)射器是與相鄰分段配對的光發(fā)射器。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光學兀件，其中，對于所述多個分段中的每一個分段，從與該 分段相關聯(lián)的所述第一光發(fā)射器發(fā)出的光由該分段引導以產(chǎn)生準直光束的橫跨觸摸表面 的區(qū)域的第一局部空間光強度分布，并且從與該分段相關聯(lián)的所述第二光發(fā)射器發(fā)出的光 被該分段引導以產(chǎn)生準直光束的橫跨所述觸摸表面的所述區(qū)域的第二局部空間光強度分 布，并且其中所述第一局部空間光強分布和所述第二局部空間光強分布是不同的分布。
3. 根據(jù)權利要求2所述的光學兀件，其中，對于所述多個分段中的每一個分段，靠近與 該分段相關聯(lián)的所述第一光發(fā)射器的該分段的一系列晶面對中的第一多個第一晶面具有 作為所述第一晶面與所述第一光發(fā)射器的距離的函數(shù)而降低的尺寸，并且距離所述第一光 發(fā)射器更遠的第二多個第一晶面具有作為所述第一晶面與所述第一光發(fā)射器的距離的函 數(shù)而升高的尺寸，使得所述第一局部空間光強度分布作為空間位置的函數(shù)基本是線性的。
4. 一種用于基于光的觸摸表面組件的模塊化部件，所述模塊化部件包括： 權利要求1的所述光學元件的所述多個分段中的至少一個分段和在單個單元中與所 述至少一個分段配對的光發(fā)射器；和 兩個相對的成型成型外邊緣，用于通過與相似的相鄰模塊化部件的相對的成型成型外 邊緣并排地定位所述模塊化部件的相對的成型成型外邊緣中的一個外邊緣，促進所述模塊 化部件和所述相似的相鄰模塊化部件之間的配合，所述相似的相鄰模塊化部件含有與包含 在所述模塊化部件中的分段中的一個分段相鄰的分段。
5. -種光學觸摸檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 外殼； 安裝在所述外殼內(nèi)的表面； 一組第一光學元件，所述第一光學元件為根據(jù)權利要求1所述的光學元件，所述一組 第一光學元件沿著所述表面的一個邊緣定位； 與所述一組第一光學元件的分段配對的安裝在所述外殼內(nèi)的光發(fā)射器； 一組第二光學元件，所述一組第二光學元件沿著所述表面的與所述一個邊緣相對的邊 緣定位，包括相接連的多個相似分段，其中，每個分段與相應的光接收器配對，每個分段包 括波狀的一系列成對的反射或折射晶面，其中，每一對晶面中的第一晶面將準直光線引導 至與該分段相關聯(lián)的第一光接收器，并且每一對晶面中的第二晶面將準直光線引導至與該 分段相關聯(lián)的第二光接收器，并且其中與該分段相關聯(lián)的所述第一光接收器是與該分段配 對的光接收器，而與該分段相關聯(lián)的所述第二光接收器是與相鄰分段配對的光接收器。 與所述一組第二光學元件的分段配對的光接收器，所述光接收器安裝在所述外殼中； 以及 計算單元，所述計算單元安裝在所述外殼中，并且被連接至所述光接收器，用于根據(jù)從 所述光發(fā)射器發(fā)出的被指示器阻擋的、由所述光接收器的輸出進行確定的光量，確定觸摸 所述表面的指示器的位置。
6. 根據(jù)權利要求5所述的光學觸摸屏，其中，對于所述一組第一光學元件的所述多個 分段中的每一個分段，由該分段的一系列晶面對中的每一對晶面中的所述第一晶面引導的 所述準直光線至少部分地與由所述第二晶面引導的準直光線重疊，并且其中所述計算單元 根據(jù)接收由三個相鄰的光發(fā)射器發(fā)出的光的至少三個光接收器的輸出來確定觸摸所述表 面的所述指示器的位置。
7. 根據(jù)權利要求5所述的光學觸摸屏，其中，所述一組第一光學元件的分段不是全都 具有相同的長度，并且所述一組第二光學元件的分段不是全部都具有相同的長度。
8. 根據(jù)權利要求5所述的光學觸摸屏，所述光學觸摸屏進一步包括一組第三光學元 件，所述第三光學元件為根據(jù)權利要求1所述的光學元件，所述一組第三光學元件沿著所 述表面的與所述一個邊緣相鄰的邊緣布置，其中，所述一組第一光學元件中的一個光學元 件的分段中的一個分段和所述一組第三光學元件中的一個光學元件的分段中的一個分段 與同一發(fā)射器配對。
9. 一種用于基于光的觸摸表面的光學元件，所述光學元件包括：相接連的多個分段， 其中，所述分段中的交替的分段分別與交替的光發(fā)射器和光接收器配對，每個分段包括波 狀的一系列成對反射或折射晶面，其中，每一對晶面中的第一晶面被取向成對從與該分段 相關聯(lián)的光發(fā)射器發(fā)出的光進行準直，并且每一對晶面中的第二晶面被取向成將準直光線 引導至與該分段相關聯(lián)的光接收器，并且其中與該分段相關聯(lián)的光接收器是鄰近與該分段 相關聯(lián)的光發(fā)射器的光接收器中的一個光接收器。
10. 根據(jù)權利要求9所述的光學兀件，其中，對于所述多個分段中的每一個分段，從與 該分段相關聯(lián)的光發(fā)射器發(fā)出的光由該分段引導以產(chǎn)生準直光束的橫跨觸摸表面的區(qū)域 的局部空間光強度分布，其中，靠近與該分段相關聯(lián)的所述光發(fā)射器，該分段的一系列晶面 對中的第一多個第一晶面具有作為所述第一晶面與所述光發(fā)射器的距離的函數(shù)而降低的 尺寸，并且距離所述光發(fā)射器更遠的第二多個第一晶面具有作為所述第一晶面與所述光發(fā) 射器的距離的函數(shù)而升高的尺寸，并且其中所述局部空間光強度分布作為空間位置的函數(shù) 基本是線性的。
11. 一種用于基于光的觸摸表面組件的模塊化部件，所述模塊化部件包括： 權利要求9的所述光學元件的所述多個分段中的至少一個分段和在單個單元中與所 述至少一個分段配對的光發(fā)射器和光接收器；和 兩個相對的成型外邊緣，用于通過與相似的相鄰模塊化部件的相對的成型外邊緣并排 地定位所述模塊化部件的相對的成型外邊緣中的一個外邊緣，促進所述模塊化部件和所述 相似的相鄰模塊化部件之間的配合，所述相似的相鄰模塊化部件含有與包含在所述模塊化 部件中的分段中的一個分段相鄰的分段。
12. -種光學觸摸檢測系統(tǒng)，所述光學觸摸檢測系統(tǒng)包括； 外殼； 安裝在所述外殼內(nèi)的表面； 根據(jù)權利要求9所述的光學元件的框架，該框架圍繞所述表面； 交替的多個光發(fā)射器和光接收器，所述交替的多個光發(fā)射器和光接收器與所述框架的 所述光學元件中的分段配對，并且安裝在所述外殼中； 計算單元，所述計算單元安裝在所述外殼中，并且被連接至所述所述光接收器，用于根 據(jù)從所述光發(fā)射器發(fā)出的被指示器阻擋的、由所述光接收器的輸出進行確定的光量，確定 所述表面上的物體的位置。
13. 根據(jù)權利要求12所述的光學觸摸檢測系統(tǒng)，所述光學觸摸檢測系統(tǒng)進一步包括位 于光學元件的所述框架內(nèi)部的透鏡的框架，每個所述透鏡包括由三個基本平坦的晶面的重 復圖案形成的凹入空腔圖案，用于在三個方向上折射由所述發(fā)射器發(fā)出的準直光線，并且 用于從三個方向?qū)手惫馐龑е了鼋邮掌鳌?br> 14. 根據(jù)權利要求13所述的光學觸摸檢測系統(tǒng)，其中，所述計算單元確定同時處在所 述表面上的至少兩個物體的位置。
15. 根據(jù)權利要求13所述的光學觸摸檢測系統(tǒng)，其中，所述計算單元確定同時處在所 述表面上的至少三個非對齊物體的位置。
16. 根據(jù)權利要求13所述的光學觸摸檢測系統(tǒng)，其中，所述計算單元確定同時處在所 述表面上的至少四個非對齊物體的位置。
17. 根據(jù)權利要求13所述的光學觸摸檢測系統(tǒng)，其中，所述計算單元確定當用戶手掌 阻擋從所述發(fā)射器發(fā)出的一些光到達正在由所述用戶握持的觸筆時所述觸筆在所述表面 上的位置。
18. -種用于在三個方向上折射光的透鏡，所述透鏡包括透鏡表面，所述透鏡表面具由 三個基本平坦的晶面的重復圖案形成的有凹入空腔的重復圖案。
19. 一種用于觸摸屏的光學裝置，所述光學裝置包括： 發(fā)射器或接收器； 準直光學元件，所述準直光學元件與所述發(fā)射器或接收器協(xié)作；和 權利要求18所述的透鏡，所述透鏡與所述準直光學元件協(xié)作。
20. 根據(jù)權利要求19所述的光學裝置，其中，所述準直光學元件包括反射器。
21. 根據(jù)權利要求19所述的光學裝置，其中，所述準直光學元件包括折射透鏡。
22. 根據(jù)權利要求19所述的光學裝置，其中，所述準直光學元件包括針對兩個焦點對 光線進行準直的一系列交替晶面
23. 根據(jù)權利要求22所述的光學裝置，其中，所述空腔的間距小于所述交替晶面的間 距的一半。
24. 根據(jù)權利要求18所述的透鏡，其中，所述空腔是三面的，并且其中每個空腔的左側 平面和右側平面以約122度的二面角位于所述空腔的中間平面的側面。
25. 根據(jù)權利要求24所述的透鏡，所述透鏡包括塑料表面，所述塑料表面具有約1. 6的 折射系數(shù)。
26. 根據(jù)權利要求18所述的透鏡，其中，所述空腔是兩面的，并且其中每個空腔的左側 平面和右側平面形成約64度的二面角。
27. -種光學觸摸屏，所述光學觸摸屏包括： 外殼； 顯示器，所述顯示器安裝在所述外殼內(nèi)； 多個根據(jù)權利要求18所述的透鏡，所述透鏡沿著所述顯示器的邊緣安裝在所述外殼 內(nèi)。 多個光發(fā)射器，所述多個光發(fā)射器安裝在所述外殼內(nèi)，用于穿過所述透鏡中的至少一 個透鏡傳輸光脈沖，所述光脈沖在所述顯示器之上沿著三個方向折射； 多個光接收器，所述多個光接收器安裝在所述外殼內(nèi)，用于接收穿過所述透鏡中的至 少一個透鏡折射的光脈沖；和 計算單元，所述計算單元安裝在所述外殼內(nèi)，并且連接至所述接收器，用于根據(jù)所述接 收器的輸出確定部分阻擋由所述發(fā)射器發(fā)出的所述光脈沖的指示器在所述顯示器上的位 置， 其中，所述發(fā)射器和所述接收器沿著所述顯示器的邊緣以交替方式布置。
28. 根據(jù)權利要求27所述的光學觸摸屏，其中，所述指示器與用戶的手的阻擋多個所 述光脈沖的部分對齊。
29. 根據(jù)權利要求27所述的光學觸摸屏，其中，所述計算單元根據(jù)所述接收器的輸出 確定部分阻擋由所述發(fā)射器發(fā)出的所述光脈沖的兩個指示器在所述顯示器上的位置。
30. 根據(jù)權利要求27所述的光學觸摸屏，其中，所述計算單元根據(jù)所述接收器的輸出 確定部分阻擋由所述發(fā)射器發(fā)出的所述光脈沖的三個指示器在所述顯示器上的位置。
31. 根據(jù)權利要求27所述的光學觸摸屏，其中，所述發(fā)射器和所述接收器沿著所述顯 示器的邊緣以固定間距定位，并且其中所述折射的光脈沖形成正交光脈沖的兩個格柵。
32. 根據(jù)權利要求27所述的光學觸摸屏，其中，所述發(fā)射器和所述接收器沿著較短的 屏幕邊緣以第一間距定位并沿著較長的屏幕邊緣以第二間距定位，并且其中所述折射的光 脈沖形成正交光脈沖的一個格柵和非正交光脈沖的另一個格柵。
33. -種識別同時觸摸顯示屏的兩個或者更多個指示器的位置的方法，所述方法包 括： 控制多個光發(fā)射器以在顯示屏之上沿著平行于兩個軸線的方向發(fā)射光線，其中，所發(fā) 射的光線中的一部分光線被同時觸摸所述顯示屏的兩個或者更多個指示器阻擋； 測量由多個光接收器所檢測到的光量； 進一步控制所述多個光發(fā)射器以在所述顯示屏之上沿著平行于兩個不同軸線的方向 發(fā)射光線，其中，所發(fā)射的光線中的一部分光線被同時觸摸所述顯示屏的所述兩個或者更 多個指示器阻擋； 進一步測量由所述多個光接收器所檢測到的光量；并且 處理所述測量和所述進一步測量的結果以推斷所述兩個或者更多個指示器在所述顯 示屏上的位置。
34. 根據(jù)權利要求33所述的方法，其中，所述進一步控制和所述進一步測量僅在當不 能只由所述測量的結果明確推斷所述兩個或者更多個指示器在所述顯示屏上的位置時才 進行。
35. -種用于基于光的觸摸屏的控制器，所述控制器包括： 芯片封裝，所述芯片封裝與基于光的觸摸屏聯(lián)接； 發(fā)射器驅(qū)動電路，所述發(fā)射器驅(qū)動電路位于所述芯片封裝內(nèi)，用于選擇性地啟動處在 所述芯片封裝外部的多個光發(fā)射器； 檢測器驅(qū)動電路，所述檢測器驅(qū)動電路位于所述芯片封裝內(nèi)，用于選擇性地啟動位于 所述芯片封裝外部的多個光檢測器； 檢測器信號處理電路，所述檢測器信號處理電路用于產(chǎn)生表示在所述多個光檢測器上 檢測到的光的測得量的檢測信號； 第一多個信號傳導引腳，所述第一多個信號傳導引腳用于將處在所述芯片封裝外的所 述多個光發(fā)射器連接至位于所述芯片封裝內(nèi)的所述發(fā)射器驅(qū)動電路； 第二多個信號傳導引腳，所述第二多個信號傳導引腳用于將處在所述芯片封裝外的所 述多個光檢測器連接至位于所述芯片封裝內(nèi)的所述檢測器信號處理電路和所述檢測器驅(qū) 動電路； 控制器電路，所述控制器電路處在所述芯片封裝內(nèi)，用于控制所述發(fā)射器驅(qū)動電路和 所述檢測器驅(qū)動電路；和 至少一個輸入/輸出引腳，所述至少一個輸入/輸出引腳用于與主處理器進行通信，并 且用于將由所述檢測器信號處理電路產(chǎn)生的所述檢測信號輸出至所述主處理器，以供所述 主處理器識別正被接觸的觸摸屏上的一個或者多個位置。
36. 根據(jù)權利要求35所述的控制器，其中，所述控制器電路包括用于配置掃描模式的 可編程寄存器，由此使所述多個光發(fā)射器中的每一個光發(fā)射器都與所述多個光檢測器中的 一個或多個光檢測器配對，并且所述多個光檢測器中的每一個光檢測器與所述多個光發(fā)射 器中的一個或多個光發(fā)射器配對。
37. 根據(jù)權利要求36所述的控制器，其中，所述多個光發(fā)射器和光檢測器被布置成各 自發(fā)射和檢測兩組重疊寬光束，并且其中所述控制器電路能夠被配置成產(chǎn)生一組寬光束掃 描序列以檢測初始觸摸，并在檢測到初始觸摸之后產(chǎn)生兩組寬光束掃描序列。
38. 根據(jù)權利要求37所述的控制器，其中，啟動所述光發(fā)射器和光檢測器以在1毫秒或 更短的時間內(nèi)分別發(fā)射和檢測兩組重疊寬光束，以沿著水平和堅直觸摸屏軸線提供基本上 同時發(fā)生的檢測。
39. 根據(jù)權利要求38所述的控制器，其中，啟動所述光發(fā)射器和光檢測器以以至少50 赫茲的頻率分別發(fā)射和檢測兩組重疊寬光束，以在用戶將兩個手指放在觸摸屏上時檢測所 述兩個手指中的第一手指的初始觸摸位置，并且其中所述主處理器基于所述初始觸摸位置 識別所述兩個手指的第二觸摸位置。
40. 根據(jù)權利要求38所述的控制器，所述控制器進一步包括： 模擬-數(shù)字控制器（ADC); 放大器；和 數(shù)字控制器核心， 其中，啟動所述光發(fā)射器和光檢測器以以至少1〇〇赫茲的頻率分別發(fā)射和檢測兩組重 疊寬光束，并且其中所述控制器通過選擇性地啟動所述ADC、所述放大器以及僅在需要時啟 動的所述數(shù)字控制器核心而消耗小于2毫瓦的功率。
41. 根據(jù)權利要求38所述的控制器，其中，啟動所述光發(fā)射器和光檢測器以以至少500 赫茲的頻率分別發(fā)射和檢測兩組重疊寬光束，其中所述主處理器以100赫茲或者更低的頻 率更新所識別的觸摸位置，并且其中所述主處理器基于每個所識別的觸摸位置的多個啟動 的統(tǒng)計來增強信噪比。
42. 根據(jù)權利要求41所述的控制器，其中，所述控制器消耗小于20毫瓦的功率。
43. 根據(jù)權利要求36所述的控制器，其中，所述多個光發(fā)射器和光檢測器被布置成分 別發(fā)射和檢測兩組重疊寬光束，并且其中所述控制器電路能夠配置成產(chǎn)生兩組寬光束的交 替掃描序列以檢測初始觸摸。
44. 根據(jù)權利要求36所述的控制器，其中，所述多個光發(fā)射器和光檢測器被布置成沿 著四個軸線中的每一個軸線分別發(fā)射和檢測兩組重疊寬光束，并且其中所述控制器電路能 夠配置成在所述四個軸線上產(chǎn)生兩組寬光束的掃描序列。
45. 根據(jù)權利要求36所述的控制器，其中，所述發(fā)射器驅(qū)動電路包括： 多個寄存器，所述多個寄存器用于存儲對應的多個發(fā)射器-檢測器對的各個光發(fā)射器 脈沖時長值；和 電路，所述電路用于根據(jù)所存儲的脈沖時長值產(chǎn)生所述光發(fā)射器脈沖。
46. 根據(jù)權利要求36所述的控制器，其中，所述發(fā)射器驅(qū)動電路包括： 多個寄存器，所述多個寄存器用于存儲對應的多個發(fā)射器-檢測器對的各個光發(fā)射器 脈沖電流值；和 電路，所述電路用于根據(jù)所存儲的脈沖電流值產(chǎn)生所述光發(fā)射器脈沖。
47. 根據(jù)權利要求46所述的控制器，其中，用于產(chǎn)生所述光發(fā)射器脈沖的所述電路包 括可編程電流源，所述可編程電流源用于驅(qū)動所述光發(fā)射器。
48. 根據(jù)權利要求35所述的控制器，其中，所述檢測器信號處理電路包括用于對從所 述光檢測器接收的電流進行濾波的電路。
49. 根據(jù)權利要求48所述的控制器，其中，用于對電流進行濾波的所述電路包括用于 執(zhí)行連續(xù)反饋帶通濾波的電路。
50. 根據(jù)權利要求49所述的控制器，其中，所述檢測器信號處理電路包括用于對帶通 濾波電流進行數(shù)字化的電路。
51. 根據(jù)權利要求50所述的控制器，其中，所述控制器電路從代表光發(fā)射器啟動期間 檢測到的光的第二數(shù)字化電流值減去代表環(huán)境光值的第一數(shù)字化電流值。
52. 根據(jù)權利要求35所述的控制器，其中，所述控制器電路包括用于根據(jù)用戶定義的 順序順次地啟動所述光發(fā)射器和光檢測器的電路。
53. 根據(jù)權利要求35所述的控制器，其中，所述控制器電路包括用于選擇所述多個光 發(fā)射器的用戶定義亞組和所述多個光檢測器的用戶定義亞組并用于根據(jù)用戶定義的順序 順次地啟動所選擇的光發(fā)射器和所選擇的光檢測器的電路。
54. -種觸摸屏系統(tǒng)，包括： 外殼； 安裝在所述外殼上的表面； 安裝所述外殼內(nèi)的主處理器，所述主處理器用于確定所述表面上的觸摸位置； 多個光發(fā)射器，所述多個光發(fā)射器用于發(fā)射在所述表面之上傳輸?shù)墓猓? 多個光接收器，所述多個光接收器用于根據(jù)所檢測到的由所述發(fā)射器所發(fā)出的光而產(chǎn) 生輸出值；和 連接到所述主處理器、所述發(fā)射器和所述接收器的第一控制器和第二控制器，所述第 一控制器和第二控制器為根據(jù)權利要求35所述的控制器，用于從所述主處理器接收掃描 配置設置，用于根據(jù)掃描配置設置以基本不間斷的掃描順序啟動所述發(fā)射器，以及用于存 儲來自所述接收器的輸出值， 其中，所述光發(fā)射器和所述光接收器的數(shù)量大于由所述第一控制器和所述第二控制器 中的每一個控制器的信號傳導引腳支持的光發(fā)射器和光接收器的相應數(shù)量。
55.根據(jù)權利要求54所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中，第一發(fā)射器連接至所述第一控制器，并 且第二發(fā)射器連接至所述第二控制器，其中，來自所述第一發(fā)射器的光和來自所述第二發(fā) 射器的光由連接至兩個所述控制器兩者的接收器檢測，并且其中所檢測到的由所述第一發(fā) 射器發(fā)出的光的接收器輸出值由所述第一控制器存儲，并且所檢測到的由所述第二發(fā)射器 發(fā)出的光的接收器輸出值由所述第二控制器存儲。
【文檔編號】G06F3/042GK104094204SQ201280068194
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權日:2011年11月28日
【發(fā)明者】斯特凡·霍姆格倫, 拉爾斯·斯帕爾夫, 芒努斯·格爾茨, 托馬斯·埃里克松, 約瑟夫·沙因, 安德斯·楊松, 尼克拉斯·奎斯特, 約翰·卡爾松 申請人:內(nèi)奧諾德公司