[发明专利]低剖面触摸面板系统

说明书

优先权要求

本申请要求于2007年8月30日提交的、标题为“OPTICALTOUCHSCREEN ENABLING THIN CROSS SECTION(能够具有较薄剖面的光学触摸屏)”的第561,038号新西兰临时专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

概括地说，本主题涉及触摸显示系统，该触摸显示系统允许使用者通过在表面上触摸或者靠近表面触摸与一个或多个处理设备交互。

背景技术

在处理单元中，数字转换器和图形输入板可以合并为坐标输入装置。例如，在触摸生效的显示组件中，数字转换器或图形输入板可以与一个或多个显示设备(例如，CRT、LCD或者其它显示技术)一起使用。通常来说，可以使用用于检测物体相对于显示区域的角度(方向)或者位置的多种系统，例如，压力敏感电阻薄膜系统、电容系统、电磁感应系统等等。作为另一个例子，可以使用能够检测物体的角度或者位置的光学系统。

更具体地，触摸屏输入设备包括电阻式、表面电容式、表面声波(SAW)式、红外线(IR)式、受抑全内反射(FTIR)式、投射电容式、光学和弯曲波式。通常，前述触摸屏设备(除了某些光学和红外技术以外)需要使用触摸生效的透明覆盖层，生效触摸的透明覆盖层增加了显示组件的高度。

某些光学和红外系统依赖于在光学路径中传播的光的检测，光学路径位于触摸表面之上的区域(这里称为“触摸区域”)中的一个或多个检测平面内。例如，用于触摸屏的光学成像可以使用以下技术的组合以确定触摸的点或者区域，包括：行扫描照相机或者区域图像照相机、数字信号处理、前照明或者后照明以及算法。用来在检测平面内发射和检测光的部件可以沿着触摸屏区域的一个或多个边缘放置，作为围绕触摸屏区域的部分边框。光学触摸技术经常使用沿着触摸表面的一个或多个边缘定向的行扫描照相机或者区域照相机，以对边框成像，并且通过检测红外线光源的中断，跟踪靠近触摸屏表面的任何物体的运动。

在一些系统中，可由沿着照相机的光轴排列的IR-LED发射器横跨触摸屏的表面发射光，以检测由回射边界反射的光存在还是不存在。如果物体阻断检测平面内的光线，则物体将在回射的光线中投下阴影。根据如朝着多个检测器投下的阴影的方向和检测器的空间排列，可以对检测区域内物体的位置进行三角测量。作为另一个例子，可以以网格构图横跨触摸区域发射光，根据网格被阻断的位置确定物体的位置。

例如，图1是示例性触摸检测系统10的横截面视图，其中，光学检测和照明系统12和照明边框14都在触摸表面18上面延伸。在这个特定的例子中，如本领域公知的，光学检测系统和照明系统合并成单个单元。在这个例子中，触摸表面18的平面与显示屏16的顶部或者放置在显示屏上面的保护层对应。光从照明源20发射出并且指向沿着出口光学路径20的方向。然后光沿着返回光学路径24回射，进入光学器件28(在这个例子中是透镜)和检测器26。在这个例子中，触摸检测系统的剖面是3.2mm。

如本领域的技术人员公知的，可以使用三角测量原理，以通过来自两个或者多个检测系统的测量，计算物体碰撞检测平面的位置。图2提供了示例性触摸检测系统29的俯视图，该触摸检测系统可以识别检测平面31内的坐标。在这个例子中，提供了两个光学检测和照明系统30，各自的示例性路径34和36示出了从照明/检测系统30发射并通过沿着边缘32放置的反射部件返回照明/检测系统30的光线的路线。例如，可以沿着由边框覆盖的或者边框内包括的边缘32放置回射部件。

当物体阻断如在33处表示的光束时，可以根据横跨检测平面31的光学路径中的变化对阻断的位置进行三角测量。例如，物体可以投下由照明/检测系统30检测到的阴影，根据阴影的方向和照明/检测系统30之间已知的空间关系对位置33进行三角测量。

图3示出了另一个示例性触摸检测系统40的侧视图。在这个例子中，使用照明触针42与检测平面44相交。在检测平面44内传播的光线可以通过光学器件46收集并且通过反射器48指向到检测器50。在这个例子中，检测器50连接有在触摸表面上安装的检测器电子器件52。例如，检测器50、电子器件52、透镜46和反射器58都可以构造在环绕屏幕58的边框内。

用来发射和检测光的光学部件的相对复杂度会导致边框的剖面高度不适合于所有应用。例如，对于在手持计算设备中的使用，例如，移动电话或者个人数字助理(PDA)，这种边框高度可能太高了。