[发明专利]使用平面透明薄板的稳固的光学触摸屏系统和方法

说明书

本申请根据美国法典第35卷第119条要求2011年11月28日提交的美国临时申请61/564024的优先权的权益，且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。

领域

本公开涉及一种光学触摸屏，并且具体涉及使用平面透明薄板并且可检测多个触摸事件的稳固的触摸屏系统和方法。

背景技术

具有触摸屏功能的显示器的市场快速发展。因此，已开发多种传感技术来实现具有触摸屏功能的显示器。然而，现有的技术对于具体应用各具有导致显示器的制造的显著增加的成本的性能缺点。

触摸屏功能在移动设备应用中获得广泛应用，诸如智能电话、电子书阅读器、膝上型计算机和平板计算机。此外，诸如用于台式计算机和壁装式屏幕的更大的显示器甚至变得更大。当使用传统触摸屏技术(诸如，投射电容式触摸(PCAP)技术)时，显示器尺寸的这种增加伴随着显示器成本的增加。

因此，需要使触摸屏的总体厚度和重量最小以供从最小的手持设备到最大的显示器的广泛范围的应用。此外，触摸屏还需要具有更稳固的功能，诸如，改进的触摸定位精度、免除指纹和多点触控功能。

发明内容

本公开的一个方面为确定在透明薄片上的触摸事件的位置的方法，该透明薄片具有周界，并且光源元件和感光元件可操作地毗邻该周界设置。该方法包括使用感光元件来测量来自光源元件的光的强度值，其中光在光源元件和感光元件之间的视线上在透明薄片中内部地传播。该方法还包括：基于与衰减阈值相比的强度值，确定每个感光元件的有限的视线。该方法还包括使通过每个感光元件的有限的视线限定的三角形重叠以确定一个或多个多边形。该方法附加地包括确定一个或多个多边形的中心以确定触摸事件位置。

在一些实施例中，每个多边形具有基于测得的强度值的相关联的衰减，并且进一步包括：消除其相关联的衰减低于衰减阈值的任何多边形。在一些实施例中，该方法进一步包括基于检测器信号强度与信号阈值的比较来确定触摸事件的强度。在一些实施例中，透明薄片对红外(IR)光基本透明，并且其中来自光源元件的光包括IR波长。在其他实施例中，采用毗邻感光元件设置的带通滤波器过滤IR光，带通滤波器配置成对可见光基本不透明，并且IR光具有与由光源元件发射的IR光不同的IR波长。在一些实施例中，该周界包括多个转角，并且包括使感光元件每一个毗邻多个转角的每一个设置。

在一些实施例中，该方法进一步包括从感光元件产生代表通过感官元件检测到的强度值的各自的检测器信号，并且处理该检测器信号以确定有限的视线。在其他实施例中，产生检测器信号包括：在光源元件关闭时采用感光元件中的一个进行第一光电流测量；在光源打开时采用感光元件中的同一个进行第二光电流测量；以及从第二光电流减去第一光电流。

在一些实施例中，产生检测器信号包括采用具有放大器的电路处理检测器信号，并且其中该方法进一步包括：进行积分光电流测量一段固定的总时间ΔT；将该固定的总时间ΔT分成N个间隔以限定具有对应的时间间隔ΔT/N的N个子测量；将N个子测量一起相加以模拟单个积分；以及动态地选择N以避免使放大器过载。

在一些实施例中，存在n个感光元件，并且进一步包括：确定感光元件中的第一个感光元件的第一组三角形；确定感光元件中的第二个感光元件的第二组三角形；从第一和第二组三角形确定第一组多边形；确定感光元件中的第三个感光元件的第三组三角形并且确定第三组三角形与第一组多边形的交叉点以形成第二组多边形；以及重复以上步骤直到第n个感光元件得出在动作d)中所使用的最后一组多边形以确定触摸事件位置。在一些实施例中，确定一个或多个多边形的中心包括针对每个多边形：确定多边形中的衰减值；并且基于多边形中的衰减值计算多边形的质心并且将质心标识为多边形中心。

在一些实施例中，确定一个或多个多边形的中心包括针对每个多边形：将多边形中的衰减假设为恒定值；以及计算多边形的几何中心作为多边形中心。在一些实施例中，测得的强度值通过感光元件转化为检测器信号强度，并且进一步包括：确定沿着视线传播的光的基线测量；基于基线测量限定阈值检测器信号强度；并且将和经衰减的视线相关联的检测器信号强度与阈值信号强度相比较以确定是否发生触摸事件。在其他实施例中，该方法进一步包括：基于检测器信号强度的变化调节基线测量；以及基于经调节的基线测量调节阈值信号强度。