CN101689087A - 具有近红外触摸输入显示器的便携式通信装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式通信装置配备有触摸输入显示器，该触摸输入显示器包括集成在触摸输入显示器内的不可见光光源和集成在该触摸输入显示器内的多个光检测器，其中，所述多个光检测器被构成为检测不可见光。所述便携式通信装置被构成为在不需要在所述显示器上设置附加的触敏层的情况下检测对显示器的触摸，并且检测在暗环境下和/或用显示器上的暗图像或背景的触摸。

Description

具有近红外触摸输入显示器的便携式通信装置

相关申请

本申请要求2007年8月31日提交的美国临时申请No.60/969324的权益，该公开的全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本发明总体上涉及便携式通信装置，并且更具体地说，涉及具有近红外单元内触摸输入显示器的便携式通信装置。

背景技术

近年来，诸如移动电话、个人数字助理、移动终端等的便携式通信装置在普及性方面继续增长。随着便携式通信装置的普及性的继续增长，用于便携式通信装置的应用程序和便携式通信装置的功能也继续扩展。便携式通信装置因为它们能够用作强有力的通信、数据业务和娱乐工具而吸引用户的兴趣。

无线产业正在经历移动数据业务和增强功能的快速扩展。另外，与特定类型的便携式通信装置相关联的功能也已经变得越来越多样化。举例来说，许多便携式通信装置具有文本消息收发功能、因特网浏览功能、电子邮件功能、视频回放功能、音频回放功能、图像显示功能以及免提头戴式耳机接口。

为了适应与现今的移动电话相关联的信息显示需求，大多数移动电话包括在其上显示信息的液晶显示器(LCD)。另外，许多移动电话现在包括诸如触摸屏或触摸板的触摸输入装置，用户可以通过该触摸输入装置提供用户输入。许多常规触摸屏本质上是电阻性或电容性的，并且包括附加组件或层，例如显示器顶部上的层，这可能增加成本并降低显示器的光学性能。

发明内容

鉴于前述情况，需要具有改进触摸屏的便携式通信装置。

本发明提供了一种具有触摸输入显示器的便携式通信装置。所述触摸输入显示器被构成为包括集成在该显示器内的不可见光光源、以及集成在该显示器内并被构成为检测不可见光的多个光检测器。所述触摸输入装置消除了对于顶部触敏层的需要，并且能够以改进的信噪比在暗环境下提供触摸输入操作。

本发明的一个方面涉及一种便携式通信装置，该便携式通信装置包括外壳和设置在该外壳内的触摸输入显示器。所述触摸输入显示器包括：被设置成接收用户的触摸的顶基板，集成在所述触摸输入显示器内的不可见光光源，以及集成在所述触摸输入显示器内的多个光检测器，其中，所述多个光检测器被构成为检测不可见光。

根据另一方面，所述不可见光光源被构成为发射预定波长范围内的光，并且所述多个光检测器被构成为检测所述预定波长范围内的不可见光。

根据另一方面，所述预定波长范围包括大约700纳米到大约1000纳米。

根据另一方面，所述不可见光光源被构成为发射红外光或近红外光。

根据另一方面，所述多个光检测器被构成为检测红外光或近红外光。

根据另一方面，所述触摸输入显示器被构成为使得所述不可见光光源发射的不可见光穿过所述触摸输入显示器而到达所述触摸输入显示器的所述顶基板。

根据另一方面，所述触摸输入显示器包括处于所述不可见光光源与所述顶基板之间的多个材料层，并且其中，所述多个材料层中的至少一些材料层被构成为允许来自所述不可见光光源的不可见光透射。

根据另一方面，所述触摸输入显示器具有显示区，并且所述不可见光光源包括靠近所述显示区的边缘设置的多个发光二极管，以将不可见光导向所述顶基板。

根据另一方面，所述多个光检测器被构成为检测由与所述顶基板相接触的物体反射的不可见光。

根据另一方面，所述便携式通信装置包括控制电路，该控制电路被构成为基于由所述多个光检测器检测到的所反射的不可见光来确定用户在所述触摸输入显示器上接触的位置。

根据另一方面，所述不可见光光源被构成为按预定频率对不可见光的发射进行调制。

根据另一方面，所述多个光检测器被构成为检测按所述预定频率调制的不可见光。

根据另一方面，所述不可见光光源被构成为按预定脉冲率对不可见光进行脉冲发射，并且所述多个光检测器被构成为根据所述预定脉冲率来检测不可见光。

根据另一方面，所述不可见光光源包括一个或更多个发光二极管。

根据另一方面，所述多个光检测器包括光敏薄膜晶体管(TFT)，所述光敏薄膜晶体管被调整成检测具有与所述发光二极管的波长基本匹配的波长的不可见光。

根据另一方面，所述触摸输入显示器是液晶显示器。

根据另一方面，所述便携式通信装置是移动电话。

本发明的另一方面涉及一种触摸输入显示装置，该触摸输入显示装置包括被设置为接收用户的触摸的顶基板、集成在所述显示装置内的不可见光光源、以及集成在所述显示装置内的光检测器，所述光检测器被构成为检测不可见光。

根据另一方面，所述触摸输入显示器被构成为使得由所述不可见光光源发射的不可见光穿过所述触摸输入显示器而到达所述触摸输入显示器的所述顶基板。

根据另一方面，所述光检测器被构成为检测由与所述顶基板相接触的物体反射的不可见光。

根据另一方面，所述不可见光光源被构成为发射预定波长范围内的红外光或近红外光，并且其中，所述光检测器被构成为检测所述预定波长范围内的红外光或近红外光。

根据另一方面，所述不可见光光源被构成为按预定频率对不可见光的发射进行调制，并且所述光检测器被构成为检测按所述预定频率调制的不可见光。

参考下面的说明和附图，本发明的这些和其他特征将显现。在这些说明和附图中，详细地公开了本发明的特定实施方式，这些特定实施方式指示了可以采用本发明的原理的某些方式，但是应当理解，本发明在范围方面并不受到对应限制。相反，本发明包括落入所附权利要求的精神和术语范围内的所有的变化、修改和等价物。

针对一个实施方式描述和/或例示的特征可以按相同或相似的方式用在一个或更多个其他实施方式中和/或与其他实施方式的特征相组合或代替其他实施方式的特征。

应当强调，当在本说明书中使用时，术语“包括”用于指定所述的特征、组件、步骤或部件的存在，但是不排除一个或更多个其他特征、组件、步骤或部件或其组合的存在或添加。

附图说明

参考下面的附图可以更好地理解本发明的很多方面。附图中的部件未必按比例绘制，相反，重点在于清晰地说明本发明的原理。同样，一幅附图中绘出的元件和特征可以与其他附图中绘出的元件和特征相组合。而且，在附图中，在几幅图中都用相同标号表示对应部件。

图1是作为根据本发明的具有触摸输入显示器的示例性便携式通信装置的移动电话的示意图；

图2是具有触摸输入装置的便携式通信装置的示意图；

图3是示例性触摸输入装置的顶视图的示意图；

图4是根据一个实施方式的示例性触摸输入显示器的剖面图；

图5是根据另一实施方式的示例性触摸输入显示器的剖面图；

图6是根据另一实施方式的示例性触摸输入显示器的剖面图；以及

图7是根据另一实施方式的示例性触摸输入显示器的剖面图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，对相同部件给出相同的标号，而不管它们是否在本发明的不同实施方式中示出。为了以清晰和简洁的方式说明本发明，附图不必按比例绘制，特定特征可以以某种示意的形式示出。

触摸输入显示器在美学上和功能上都有好处。一些触摸输入显示器在该显示器的顶部包括附加的电阻性或电容性触敏层。这些额外层可能降低光学性能。触摸输入显示器可以被构成为检测穿过显示器的可见光、以及与显示器相接触的物体的投影。虽然对具有附加触敏层的显示器进行改进，但是于暗环境下和/或与显示器上的较暗图像有关的光学性能相比，对可见光和相关联阴影的检测可能提供较低的光学性能。

本公开描述了配备有触摸输入显示器的便携式通信装置，该触摸输入显示器被构成为接收经由用户触摸显示表面(例如，通过手指触摸或通过针笔触摸)的用户输入。触摸输入显示器被构成为包括不可见光的光源、以及被构成为检测不可见光(例如，红外光或近红外光)的一个或更多个光检测器。不可见光光源可以被构成为使不可见光穿过显示器而到达显示器的顶基板。可以通过光检测器来检测由与显示器的一部分相接触的物体反射的不可见光，以确定显示器上的触摸位置。这种结构使得可以在没有在显示器的顶部上采用附加层的情况下实现触摸输入功能，并且可以实现暗环境下的操作以及改进的信噪比。

当在此使用时，术语“便携式通信装置”包括便携式无线电通信设备。术语“便携式无线电通信设备”此后可以指移动电话、移动装置、移动无线电终端或移动终端，它包括所有的电子设备，包括但不限于移动电话、寻呼机、发报机、即电子组织器、智能电话、个人数字助理(PDA)等。尽管针对便携式通信装置讨论本发明，但是应当意识到本发明不限于便携式通信装置，并且可以应用于配备有触摸输入显示器的任意类型的电子设备。

首先，参照图1，示出了根据本发明的便携式通信装置10。在此处描述的示例性实施方式中，便携式通信装置是移动电话10。当然，应当清楚，本发明可应用于其它便携式通信装置。移动电话10被示出为具有“块”型外壳12，但应当清楚，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用诸如翻盖式或滑盖式外壳的其它外壳类型。

移动电话10包括触摸输入显示器14、数字字母小键盘16、一个或更多个功能键18(例如，操纵杆或摇杆键)、扬声器20以及麦克风22。数字字母小键盘16和功能键18通过允许输入数字字母信息(如电话号码、电话列表、联系人信息、备忘录等)而便于控制移动电话10的操作。功能键18通常便于通过各种用户菜单来导航，包括启动和进行电话呼叫和其它通信。

触摸输入显示器14向用户显示信息，如记录的数字媒体(例如，记录的照片和视频)、操作状态、时间、电话号码、联系人信息以及各种导航菜单，其使得用户能够利用移动电话10的各种功能。另外，触摸输入显示器14被构成为通过检测用户对显示器的触摸(例如，通过手指或通过针笔触摸)来接收用户输入。如下面更详细讨论地，触摸输入显示器被构成为包括集成的不可见光光源和被构成为检测不可见光的光检测器。技术人员应当清楚，移动电话10还包括用于执行各种功能的适当电路和软件。移动电话的电路和软件连接有诸如数字字母小键盘16、功能键18和麦克风22的输入装置、以及包括触摸输入显示器14和扬声器20的输入/输出装置。应当清楚，在不脱离本发明的范围的情况下，触摸输入显示器可以具有任何适当尺寸、形状以及定位。而且，虽然示例性移动电话10被描述为具有小键盘16、功能键以及触摸输入显示器14，但应当清楚，移动电话可以仅包括触摸输入显示器14，作为用于接收数字字母用户输入和/或导航命令的主要装置。

图2表示便携式通信装置10(例如，移动电话)的功能框图。便携式通信装置10包括控制该便携式通信装置的总体操作的控制器30。控制器30可以包括任何市场上可买到或定制的微处理器或微控制器。存储器32可操作地连接至控制器30，用于存储该便携式通信装置所使用的控制程序和数据。存储器32代表包含用于实施根据在此描述的一个或更多个方面的便携式通信装置的功能的软件和数据的存储装置的全部层次。存储器32例如可以包括RAM或其他易失性固态存储器、闪速存储器或其他非易失性固态存储器、诸如硬盘驱动器的磁存储介质、可移除存储介质或其他适当的存储装置。除了处理语音通信以外，便携式通信装置10还可以被设置成发送、接收并处理数据，如文本消息(还已知为短消息业务或SMS)、电子邮件消息、多媒体消息(还已知为MMS)、图像文件、视频文件、音频文件、响铃音调、流音频、流视频、数据馈送(data feed)(例如，播客(podcast))等。

在例示的实施方式中，存储器32存储有驱动程序34(例如，I/O装置驱动程序)、应用程序36以及应用程序数据38。I/O装置驱动程序包括由应用程序36通过控制器30(或通过存储在存储器32中的操作系统(未示出))访问以与诸如触摸输入显示器14、小键盘16(例如，标准小键盘、QWERTY小键盘或触摸屏小键盘)的装置以及其它输入/输出端口通信的软件例程。如以下更全面描述的，触摸输入显示器可操作地连接至显示控制器40(例如，适当的微控制器或微处理器)并由显示控制器40控制，并且被构成为在功能上实现触摸输入(检测用户对显示器的触摸并且基于对显示器的触摸来识别希望的用户输入)。如下更全面描述地，触摸输入显示器包括一个或更多个不可见光光源42和被构成为检测不可见光的一个或更多个光检测器44。显示控制器40与触摸输入显示器14协作以检测用户对触摸输入显示器的触摸或操纵，并且基于检测到的用户对触摸输入显示器14的操纵而向控制器发送“事件”(例如，按键事件)。

应用程序36包括实现便携式通信装置10的各种功能(如话音呼叫、电子邮件、因特网接入、多媒体消息收发、联系人管理器等)的程序。

继续参照图2，控制器30与前述触摸输入显示器14、小键盘16(和任何其它用户接口装置)、发送器/接收器46(通常称为收发器)、音频处理电路(如音频处理器48)以及位置确定元件或位置接收器50(如全球定位系统(GPS)接收器)相连接。便携式通信装置10可以包括捕捉数字图片、音频和/或视频的媒体记录器(例如，静态摄像机、视频摄像机、音频记录器等)。可以将与图片、歌曲和/或视频相对应的图像、音频和/或视频文件存储在存储器32中。

如常规情况那样，天线52连接至发送器/接收器46，以使发送器/接收器46经由天线52发送和接收信号。便携式通信装置包括用于处理发送器/接收器发送和接收的音频信号的音频处理器48。连接至音频处理器48的是扬声器20和麦克风22，其使得用户能够经由便携式通信装置收听和讲话。可以将音频数据传递到音频处理器44以回放给用户。音频数据例如可以包括来自存储在存储器32中并且通过控制器30检索到的音频文件的音频数据，或者与生成的或接收到的增强媒体文本消息相关联的音频数据。音频处理器45可以包括任何适当的缓冲器、解码器、放大器等。

便携式通信装置还可以包括一个或更多个本地无线接口(总体表示为无线接口54)，如红外线收发器和/或RF适配器，例如Bluetooth适配器、WLAN适配器、超宽带(UWB)适配器等，用于与附件、免提式适配器(例如，可以可听见地输出与从便携式通信装置10向适配器传递来的音频数据相对应的声音的头戴式耳机)、另一移动无线电终端、计算机或任何其他电子装置建立通信。而且，无线接口54可以表示适用于蜂窝网络或其他无线广域网(WWAN)内的通信的接口。

现在参照图3，示出了示例性触摸输入显示器14的一部分的顶视图。在优选实施方式中，触摸输入显示器是液晶显示器(LCD)，例如背光LCD，然而，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其它显示器类型。触摸输入显示器14包括多个像素60。如下更全面描述地，应当清楚，在彩色LCD显示器的情况下，例如，每一个像素60都可以由一个或更多个与适当滤色器(例如，红色滤色器、绿色滤色器以及蓝色滤色器)相连接的像素电极组成，以提供适当的彩色显示。

触摸输入显示器被构成如下：一个或更多个不可见光光源42集成在显示器内。在一个实施方式中，不可见光光源包括红外光或近红外光(例如，波长处于大约700纳米到大约1000纳米的范围内的光)的一个或更多个光源。在一个实施方式中，不可见光光源包括设置在触摸输入显示器内的一个或更多个发光二极管，以使得来自发光二极管的不可见光朝向顶基板(例如，顶玻璃或塑料盖板)地穿过显示器。如下更全面描述地，不可见光光源可以设置在触摸输入显示器内的多种位置，如靠近显示器的背光或与显示器的背光集成。

如图3所示，触摸输入显示器14还设置有一个或更多个光检测器44，光检测器44被构成为或以其他方式调整为检测不可见光，例如，具有与不可见光光源42发射的不可见光的波长匹配或基本匹配的波长的光。在一个实施方式中，光检测器44可以包括光敏薄膜晶体管(光TFT)，所述光敏薄膜晶体管被构成为检测具有与红外发光二极管或近红外发光二极管的波长匹配或基本匹配的波长的红外光或近红外光。另选的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其它类型的光检测器。而且，应当清楚，在不脱离本发明的范围的情况下，可以提供光检测器44的多种结构。

例如，触摸输入显示器可以被构成为使得该显示器包括：每四个像素(其中，一个像素可以由多个像素电极和滤色器组成)的一个光检测器、每八个像素的一个光检测器、每十六个像素的一个光检测器等。可以基于许多因素(包括但不限于显示器的尺寸和形状、显示器的总体分辨率、单个光检测器的灵敏度等)来调节被调整为检测不可见光的光检测器的数量和结构。

如下更全面讨论地，提供具有不可见光光源和被构成为或以其他方式调整为检测不可见光的适当的对应光检测器的触摸输入显示器可以提供具有触摸输入功能而不需要设置在显示器的顶基板上的附加层(例如，电阻性层或电容性层)的显示器。而且，使用不可见光来检测用户对显示器的触摸还允许光源的调制和光检测器的对应调整，而不需要中断用户观看和/或使用显示器。如下更全面描述地，不可见光光源42和光检测器44被构成为使得不可见光朝向显示器的顶基板地穿过显示器，并且光检测器接收从与顶基板相接触的物体(例如，用户的手指或针笔)反射的不可见光，以确定通过与触摸输入显示器的接触而提供的用户的希望输入。

现在转至图4-7，呈现了触摸输入显示器14的各种实施方式的剖面图。应当清楚，在图4-6描绘的各种实施方式中，用相同标号来表示相同部件。现在，参照图4，提供了根据一个实施方式的示例性触摸输入显示器14的剖面图。在这个示例性实施方式中，触摸输入显示器14是LCD型显示器，例如有源矩阵LCD(AMLCD)。显示器14包括背光62，例如发光二极管(LED)、荧光管、氙平灯(xenon flat lamp)等的阵列，其提供透出显示器以用于在显示器上形成图像的光。在显示器内设置有或以其他方式集成有多个不可见光光源42。在优选实施方式中，不可见光光源42包括多个发光二极管，这些发光二极管被构成为发射具有不可见区域内的波长的光。在一个实施方式中，光源42被构成为发射红外光或近红外光(例如，具有大约700纳米到大约1000纳米的波长的光)。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，该光源可以被构成为发射具有除了上述公开的波长以外的其它波长的不可见光。

在图4所示的实施方式中，不可见光光源42靠近背光62或者以其他方式与背光62集成。在这个实施方式中，设置在不可见光光源42上或上方的层被构成为透射具有与不可见光光源发射的光的波长相对应的波长的光。在例示的实施方式中，显示器包括多个滤色器64(例如，红色滤色器、绿色滤色器以及蓝色滤色器)，其用于提供具有全彩色功能的显示器。

在显示器内设置有多个像素电极66。在例示的实施方式中，像素电极66设置在相应滤色器上，然而，应当清楚，还可以将像素电极设置在其它位置，例如设置在相应滤色器下方，而不脱离本发明的范围。在例示的实施方式中，通过黑底部分68来分隔滤色器，通常采用黑底部分68来保护可以设置在黑底部分68下方的光敏半导体部件。这种部件可以包括被构成为选择性地对不同像素电极进行加电或以其他方式寻址的薄膜晶体管(TFT)。在图4所示的实施方式中，像素电极可以由导电且透明的材料组成，以使得来自不可见光光源42的光穿过像素电极。

该显示器还包括液晶材料层70，液晶材料层70通常设置在一对取向膜(未示出)之间。取向膜可以包括玻璃基板或其它材料的基板，所述基板的表面被摩擦(buffed)以产生极小的槽，以对紧邻基板壁的液晶材料的分子进行物理配向。例如，在扭曲向列液晶显示器的情况下，分子力可能导致相邻的晶体分子试图与邻近分子对准，结果是横跨液晶单元间隙的给定分子列中的分子的取向在该列的长度上发生扭曲。通常，液晶显示器包括一对偏光器(未示出)，这一对偏光器与液晶显示器协作，以根据液晶单元的结构以及施加至像素电极66与顶(通常是连续的)电极72的相应电压而选择性地产生亮区和暗区。液晶显示器的一般工作是本领域技术人员所熟知的，因此，不提供对液晶单元的一般操作的详细讨论。触摸输入显示器14还包括顶基板74，该顶基板是暴露的或以其他方式设置成接收来自设置有触摸输入显示器的装置的用户的触摸输入。触摸可以包括用户手指的触摸和/或用户利用针笔或其他适当操纵工具的触摸。

在图4所示的实施方式中，触摸输入显示器被构成如下：设置在不可见光光源42上方的层和部件可以透射来自不可见光光源42的光。因此，不可见光可以透过显示器的各层而到达顶基板74(以由接触顶基板的物体最终反射)，而不会不利地影响用户欣赏显示。反射离开接触顶基板74的物体(例如，用户的手指或针笔)的不可见光可以穿过显示器的各层，以由光检测器44进行检测。如上所述，光检测器可以包括被构成为检测具有与光源42发射的不可见光的波长匹配或基本匹配的波长的不可见光的任何适当光敏元件，例如光敏薄膜晶体管(TFT)。

在这种结构中，显示器能够定位用户对触摸输入显示器进行触摸(利用用户的手指或者利用针笔)的接触。在优选实施方式中，显示器按“反射模式”操作，在该反射模式中，不可见光光源42发射的光发射除了在用户触摸显示器(利用手指或针笔)时之外通常可以穿过顶基板的光，在用户触摸显示器(利用手指或针笔)时，不可见光被反射离开触摸显示器的物体，最终由光检测器44检测。光检测器可以与适当的控制器协作，以确定屏幕上的用户接触该屏幕的点的位置。应当清楚，显示器的操作可以不限于“反射模式”操作。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，显示器还可以按透射模式操作。

在优选实施方式中，控制电路与不可见光光源42协作，以调制或以其他方式可控制地从不可见光光源发光。例如，不可见光光源42可以被构成为使得不可见光按预定频率(例如，1千赫兹等)闪烁。另选的是，不可见光光源可以被构成如下：提供不可见光的短脉冲，接着是不发射不可见光的时段，例如，1毫秒的光脉冲，接着是20毫秒的不发光时段。不可见光光源的调制和/或脉冲化可以提供许多优点，包括但不限于在光检测器检测红外光或近红外光时可以实现功率节省和更好的信噪比。例如，光检测器可以设置有适当的锁定放大器，以锁定到不可见光的调制频率，由此去除噪声并且改进信噪比。当然，因为使用了不可见光，所以所有这种不可见光调制和/或脉冲化都可以在用户觉察不到的情况下执行。

虽然图4从多个LED或LED阵列和不可见光光源42沿显示器的“长边”设置的方面讨论了背光62，但应当清楚，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其它结构。例如，图5例示了其中从背光的“短边”透射光的另一示例性实施方式。如图5所示，可以被构成为发射预定波长的可见光和不可见光的光源43可以设置在背光62的侧部附近。来自光源43的光可以照射背光(由此照射显示器)，如图5所示。

现在，转至图6，提供了触摸输入显示器14的另选实施方式。如上参照图4讨论的，显示器14包括：适当的背光62、设置在背光上或附近的不可见光光源42、被黑底部68隔开的多个滤色器64、以及被调整为检测不可见光的光检测器44。液晶材料层70通常设置在像素电极66与顶部的(通常为连续的)顶电极72之间。如上所述，如常规液晶显示器一样，该显示器可以包括适当的取向膜、偏光层、偏光器等。顶基板74设置在显示器的顶部，并且定位成接收经由用户触摸的输入。

图6所示实施方式与图4所示实施方式的不同之处在于，设置在不可见光光源42上方的一个或更多个层被分段，或者以其他方式改变成包括开口67，该开口67允许不可见光透过否则对于不可见光来说可能不透明的层。应当清楚，在此描述的发明不限于各种有源矩阵层内的任何特定结构的开口，而是可以应用于本领域普通技术人员开发的任何适当结构的开口。如参照图4讨论地，显示器被构成为允许不可见光透过显示器的各层，并且通常透出或透过顶基板74。在反射模式下，不可见光可以被与顶基板74的一部分(或多个部分)相接触的物体反射。于是各光检测器44可以检测到反射光，并使用反射光来确定用户触摸的位置，由此确定希望的用户输入。

现在转至图7，提供了触摸输入显示器14的另选实施方式。与参照图4和图6描述的实施方式类似，图7所示实施方式包括背光62、被黑底部68隔开的多个滤色器64、多个像素电极66以及包围液晶材料层70的顶电极72。如上所述，显示器14被构成为包括一个或更多个不可见光光源42(例如，被构成为发射不可见光的多个发光二极管)、以及被构成为检测具有与不可见光光源发射的一个或多个波长匹配或基本匹配的一个或多个波长的不可见光的多个光检测器44。在这个实施方式中，不可见光光源42定位或以其他方式设置在显示器的侧部或边缘上或者显示器的显示区的边缘上(通常向上朝向顶基板74形成角度)。在这种结构中，显示器的各有源矩阵层对于不可见光来说可以是不透明的，然而，该显示器可以构成为使得不可见光穿过顶基板，从而最终被与顶面相接触的物体反射并由光检测器检测反射光。

与上述讨论相类似，在这个实施方式中，显示器也可以按反射模式操作，在该反射模式中，不可见光反射离开与显示器的顶基板的一部分相接触的用户手指或针笔，由此反射光被光检测器中的一个或更多个检测到，以确定用户的触摸相对于显示器的位置，并由此确定用户的希望动作。另选的是，显示器可以按透射模式操作。

应当清楚，图4-6描述的各个实施方式都允许调制或以其他方式控制不可见光的发射，并结合在光检测器部件上的频率锁定。对不可见光的这种调制或控制发射对用户欣赏显示没有影响，因为仅调制或脉冲化不可见光。

提供设置有不可见光光源和被构成为检测不可见光的对应光检测器的触摸输入显示器在移动电话(或其它电子设备)的操作方面可以提供一个或更多个优点。例如，通常在顶基板的顶部上不需要额外的触摸板(例如，电阻性或电容性触摸板或层)，这将改进显示器的光学性能、总体尺寸以及成本。而且，可以用上述显示器接收并处理双输入，例如，用户同时接触显示器的两个部分的输入。而且，上述触摸输入显示器通常不会受到周围光条件或用户接口的亮度或显示器上所示图像的影响。这些益处继而可以带来更好的智能手机、更有吸引力的显示器、以及对于其中可能希望双重输入的游戏和其它应用的双重输入。

使用不可见光还改进了移动电话处于暗环境时的性能(因为不需要依靠环境光来进行触摸检测)。而且，提供对不可见光光源进行调制以及将光检测器调整或以其他方式锁定到调制光的处理可以增加信噪比。

尽管已经针对特定的优选实施方式示出并描述了本发明，但是很明显，根据对本说明书和附图的阅读与理解，本领域其他技术人员将容易想到等效的变化与修改。具体地说，对于由上面描述的元件(部件、组件、器件、构件等)执行的各种功能，除非另行指出，否则用来描述这些元素的术语(包括提到“装置”)旨在对应于执行所描述的元件的指定功能(即功能上等同)的任何元素(即使结构上与执行在这里说明的本发明示例性实施方式的功能的所公开结构不同)。此外，虽然以上仅针对几个示出实施方式中的仅仅一个或更多个描述了本发明的具体特征，但是所述特征可以与其他实施方式中的一个或更多个其他特征进行组合，这对于任意给定的或具体应用来说可能是理想的并是有利的。

Claims (15)

1、一种便携式通信装置(10)，该便携式通信装置(10)包括：

外壳(12)；

设置在所述外壳(12)内的触摸输入显示器(14)，其中，所述触摸输入显示器(14)包括：

被设置成接收用户的触摸的顶基板(74)；

集成在所述触摸输入显示器(14)内的不可见光光源(42；43)；以及

集成在所述触摸输入显示器(14)内的多个光检测器(44)，所述多个光检测器(44)被构成为检测不可见光。

2、根据权利要求1所述的便携式通信装置，

其中，所述不可见光光源被构成为发射预定波长范围内的光，并且所述多个光检测器被构成为检测所述预定波长范围内的不可见光。

3、根据权利要求2所述的便携式通信装置，其中，所述预定波长范围包括大约700内米到大约1000纳米。

4、根据权利要求1或权利要求2所述的便携式通信装置，其中，所述不可见光光源被构成为发射红外光或近红外光，并且所述多个光检测器被构成为检测红外光或近红外光。

5、根据权利要求1-4中的任一项所述的便携式通信装置，其中，所述触摸输入显示器被构成为使得所述不可见光光源发射的不可见光穿过所述触摸输入显示器而到达所述触摸输入显示器的所述顶基板。

6、根据权利要求5所述的便携式通信装置，其中，所述触摸输入显示器具有显示区，并且所述不可见光光源包括多个发光二极管，所述多个发光二极管设置在所述显示区的边缘附近，以将不可见光引向所述顶基板。

7、根据权利要求5所述的便携式通信装置，其中，所述多个光检测器被构成为检测被与所述顶基板相接触的物体反射的不可见光；并且所述便携式通信装置还包括控制电路，该控制电路被构成为基于由所述多个光检测器检测到的被反射不可见光来确定用户在所述触摸输入显示器上接触的位置。

8、根据权利要求1-7中的任一项所述的便携式通信装置，其中，所述不可见光光源被构成为按预定频率对不可见光的发射进行调制，并且所述多个光检测器被构成为检测按所述预定频率调制的不可见光。

9、根据权利要求1-8中的任一项所述的便携式通信装置，其中，所述不可见光光源被构成为按预定脉冲率对不可见光进行脉冲发射，并且所述多个光检测器被构成为根据所述预定脉冲率来检测不可见光。

10、根据权利要求1-9中的任一项所述的便携式通信装置，其中，所述不可见光光源包括一个或更多个发光二极管，并且所述多个光检测器包括光敏薄膜晶体管(TFT)，所述光敏薄膜晶体管被调整成检测具有与所述发光二极管的波长基本匹配的波长的不可见光。

11、根据权利要求1-10中的任一项所述的便携式通信装置，其中，所述便携式通信装置是移动电话。

12、一种触摸输入显示器(14)，该触摸输入显示器(14)包括：

被设置为接收用户的触摸的顶基板(74)；

集成在所述显示器内的不可见光光源(42；43)；以及

集成在所述显示器(14)内的光检测器(44)，所述光检测器(44)被构成为检测不可见光。

13、根据权利要求12所述的触摸输入显示器，其中，所述光检测器被构成为检测被与所述顶基板相接触的物体反射的不可见光。

14、根据权利要求12或权利要求13所述的触摸输入显示器，其中，所述不可见光光源被构成为发射预定波长范围内的红外光或近红外光，并且其中，所述光检测器被构成为检测所述预定波长范围内的红外光或近红外光。

15、根据权利要求12-14中的任一项所述的触摸输入显示器，其中，所述不可见光光源被构成为按预定频率对不可见光的发射进行调制，并且所述光检测器被构成为检测按所述预定频率调制的不可见光。

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