[发明专利]触敏装置的传感系统

说明书

技术领域

本发明涉及用来在触敏装置上感应触摸输入的传感系统，涉及但不局 限于红外线扫描触摸屏。

本发明主要开发用于一种红外线扫描触摸屏显示器，以便能够感应到 用户在所述红外线触摸屏显示器上的触摸输入。尽管本发明将参照此特定 应用进行描述，但本发明并不仅限于这种应用。

发明背景

现有技术的传感系统通常包括多个发射机和多个接收机，分别用来发 射和接收越过触摸屏的光线。当用户在触摸屏的触摸位置处阻碍一个或多 个光线时，相应的接收机停止接收到光线，从而能够确定触摸位置的方位。

这种传感系统包括沿着一个矩形平面触摸屏的两个相邻边缘安置的 多个红外线(IR)发射机。相应的多个IR接收机沿着此矩形平面触摸屏的 另外两个边缘安置，使得每个IR发射机是在一个相应IR接收机的对面， 从而形成多对发射机和接收机。

IR发射机发射红外光线到各自对应的IR接收机，从而在触摸屏上方 形成一个IR矩阵。当用户触摸到触摸屏上的一个触摸位置时，会阻碍一个 或多个光线到达各自对应的IR接收机。如果阻碍了两个交叉的光线，那么 就可以确定触摸位置的两个平面坐标，从而确定在触摸屏上触摸位置的方 位。

此类型的传感系统有许多缺点。其中一个缺点是传感系统需要大量的 IR发射机和IR接收机，特别是如果期望在探测触摸屏上的触摸时获得更 大的分辨率或准确性。结果，这将导致大量的部件，增加了制造成本。同 时也增加了发生故障的风险，以及更高的维护和维修成本。

另一种现有技术的IR传感系统包括两个IR扫描激光器，它们被安置 在一个矩形触摸屏的对角上。每个IR扫描激光器产生多个分散的红外光 线，其成扇形展开越过或横过触摸屏，形成一个不规则的矩阵。沿着触摸 屏的边缘安置有回射器(Retro-reflector)，以将每个光线反射回到产生光线 的IR扫描激光器，由靠近IR扫描激光器的一个传感器探测到。当用户触 摸到触摸屏上的一个触摸位置时，会阻碍一个或多个光线到达各自的传感 器，从而将能够确定触摸位置。

这种现有技术的传感系统同样有许多缺点，传感系统需要至少两个IR 扫描激光，其是相对比较昂贵的部件。由传感系统形成的不规则矩阵在触 摸屏上产生不同分辨率和精确度的区域。特别地，由于激光光线是由激光 发散器产生，越靠近IR扫描激光器的光线就越密集。

此外，当IR扫描激光器产生的光线是直接相互瞄准时，光线是在同 一条直线上，形成一个所谓的“死线”或“公共线”。这些“死线”或“公 共线”是不希望有的，因为如果用户在“死线”或“公共线”上，就只能 确定一个位置坐标，因此，不能确定触摸位置的方位。

另一个现有技术的IR传感系统包括一个IR激光器，其被安置在一个 矩形触摸屏的下方并靠近其一个拐角。IR激光器发出光线穿过导光板(light guide)到达一个旋转镜(rotating mirror)，旋转镜位于触摸屏下方并靠近 另一个激光器的对角，从而产生多个发散的光线，发散光线入射到抛物面 镜(parabolic mirrors)，抛物面镜位于触摸屏与激光器相邻、而与旋转镜不 相邻的一个边缘。抛物面镜将光线转换成平行的光线，光线在触摸屏下方 传播，形成一个光线网格(light grid)。接着，光线通过垂直光管被转置到 触摸屏上方的另一个平面，垂直光管位于触摸屏上抛物面镜的对边。

这个现有技术的传感系统也有许多缺点。此系统需要大量的部件，包 括多个反射镜以重新指示光线到多个不同的方向。这样增加了系统的复杂 性，需要较复杂的制造和组装，导致更高的制造成本。随后也增加了系统 的维护，导致更高的维护成本。

由于光线被多次重新改变方向来来回回地越过导光板，光线也经历相 当长的路径。这会导致更高的光损失和更大的激光光斑尺寸(laser spot size)，其会降低传感的分辨率和精确度。再者，传感系统利用抛物面镜， 其具有较大面积，从而增加了系统尺寸和放弃了小型化。

本发明的一个目的是克服或改进现有技术的至少一个缺点，或者提供 一个有用替代方案供公众选择。

发明概述