[发明专利]利用反射光的光学触摸屏幕系统

说明书

本申请为发明人为“内奥诺德公司”、发明名称为“利用反射光的光学触摸屏幕系统”的中国专利申请No.201080015160.3(国际申请号为PCT/US2010/031248，国际申请日为2010年4月15日)的分案申请。

技术领域

本发明的领域是基于光的触摸屏幕。

背景技术

许多消费电子装置如今都构建有触敏屏幕，供手指或触针触摸而进行用户输入。这些装置从诸如移动电话和车载娱乐系统之类的小型屏幕装置到诸如笔记本计算机之类的中型尺寸的屏幕装置再到诸如机场的登记站之类的大型屏幕装置。

大多数传统的触摸屏幕系统基于电阻层或电容层。这种系统并不足够通用而提供涵盖所有的解决方案，因为它们的规格不容易改变。

参照图1，图1是传统的触摸屏幕系统的现有技术图示。这种系统包括LCD显示器表面、放置在LCD显示表面之上的电阻或电容覆层、以及控制器集成电路(IC)，所述控制器集成电路连接至所述覆层并且将来自所述覆层的输入转换成有意义的信号。诸如计算机之类的主装置(未示出)从控制器IC接收信号，并且设备驱动器或其他这种程序解释所述信号以检测基于触摸的输入，诸如键按压或滚动运动。

参照图2，图2是传统的电阻式触摸屏幕的现有技术图示。图2中所示的是通过薄空间分离开的导电和电阻层1。当诸如手指或触针之类的指示器2触摸屏幕时，在电阻层之间形成接触，从而将开关闭合。控制器3确定层之间的电流以得到触摸点的位置。

电阻式触摸屏幕的优点在于其低成本、低功耗并且支持触针。

电阻式触摸屏幕的缺点在于，由于覆层而使得屏幕并不是完全透明的。另一个缺点是屏幕需要周期性再校准。另一个缺点是需要压力进行接触检测，即没有用足够压力触摸屏幕的指示器不会被检测到。结果，电阻式触摸屏幕不能利用手指来很好地使用。另一个缺点是电阻式触摸屏幕在阳光直射下无法阅读。另一个缺点是电阻式触摸屏幕对刮擦敏感。又一个缺点是电阻式触摸屏幕不能够辨别同时触摸屏幕的两个或更多个指示器(称为“多重触摸”)。

参照图3，图3是传统的表面电容式触摸屏幕的现有技术图示。如图3中所示，玻璃基板1的两侧涂覆有均匀的导电铟锡氧化物(ITO)涂层。另外，在ITO涂层中的一个涂层上涂覆有二氧化硅硬涂层。电极2附装至玻璃的四个角部处，用于产生电流。诸如手指或触针之类的指示器3触摸所述屏幕，并且将少量电流拉向接触点。控制器4然后基于流过四个电极的电流的比例确定触摸点的位置。

表面电容式触摸屏幕的优点是支持手指触摸并且表面耐用。

表面电容式触摸屏幕的缺点在于，由于所述覆层而使得屏幕并不是完全透明的。另一个缺点是用于操作的温度范围有限。另一个缺点是由于触摸屏幕的电容特性而导致指示器运动的捕获速度有限。另一缺点是表面电容式接触屏幕容易受到射频(RF)干扰和电磁(EM)干扰。另一个缺点是触摸位置确定精度取决于电容量。另一个缺点是表面电容式触摸屏幕不能戴手套使用。另一个缺点是表面电容式触摸屏幕需要周期性再校准。另一个缺点是表面电容式触摸屏幕需要大屏幕边框。结果，表面电容式触摸屏幕不能供小型屏幕装置使用。又一个缺点是表面电容式触摸屏幕无法辨别多重触摸。

参照图4，图4是传统的投射型电容式触摸屏幕的现有技术图示。图4中所示的是形成多个水平(X轴)电极和竖直(Y轴)电极的蚀刻的ITO层1。交流信号2驱动一个轴，并且通过屏幕的响应借助于其他电极回送。触摸屏幕的指示器的位置基于在水平电极和竖直电极之间的信号水平变化3来确定。

投射型电容式触摸屏幕的优点是可以检测到手指多重触摸并且表面耐用。

投射型电容式触摸屏幕的缺点是由于覆层而使得屏幕并不是完全透明的。另一个缺点是它们的成本很高。另一个缺点是操作温度范围有限。另一个缺点是由于触摸屏幕的电容特性而导致捕获速度有限。另一个缺点是屏幕尺寸有限，通常小于5英寸。另一个缺点是表面电容式触摸屏幕容易受到RF干扰和EM干扰。又一个缺点是触摸位置确定的精度取决于电容量。

因而应认识到传统的触摸屏幕并不适用于小型移动装置和具有大屏幕的装置的普遍使用。

发明内容

本发明提供了一种克服了传统的电阻式和电容式触摸屏幕的缺点的触摸屏幕。