CN110119228A - 触摸感测设备及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸感测设备及其组装方法。该触摸感测设备包括限定触摸表面的面板。多个光发射器和探测器沿着面板的周界布置，并且该光发射器被布置成在触摸表面上方发射相应的所发射的光的束。光发射器被布置成接收来自所发射的光的探测光。触摸感测设备还包括壳体，多个光发射器和探测器可安装在该壳体上。至少一个间隔件安装在面板和壳体之间，以限制该面板相对于多个光发射器和探测器的移动。

Description

触摸感测设备及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种触摸感测设备及其组装方法。

背景技术

一些触摸敏感设备被称为“表面上方光学触摸系统”。这些触摸敏感设备具有一组光学发射器，该光学发射器围绕触摸表面的周界布置，以发射被反射以行进并在触摸表面上方行进的光。一组光探测器也围绕触摸表面的周界布置，以从触摸表面上方接收来自该组发射器的光。接触触摸表面的物体将使在光的一个或多个传播路径上的光衰减，并且致使由一个或多个探测器接收的光发生变化。物体的位置(坐标)、形状或面积可以通过分析在探测器处所接收的光来确定。

一些触摸敏感设备的问题在于，各种内部部件是易碎的且容易损坏的。在一些布置中，组装需要诸如大玻璃面板的笨重部件之间的对准，这可能是困难且昂贵的。

不正确的组装会导致不对准，从而导致信号丢失，或者甚至是损坏部件。在批量生产中可能难以实现这种精确对准。准直光或者通过镜面反射方式反射的光的使用也增加了这种复杂性，这进而导致更昂贵的且不太紧凑的系统。另外，为了降低系统成本，所期望的是最小化电光部件的数量。

发明内容

本发明的实施例的目的在于解决上述问题。

根据第一方面，提供了一种触摸感测设备，包括：面板，该面板限定触摸表面；多个光发射器和探测器，该多个光发射器和探测器沿着面板的周界布置，并且该光发射器被布置成在触摸表面上方发射相应的所发射的光的束，并且该光发射器被布置成接收来自所发射的光的探测光；壳体，多个光发射器和探测器安装在该壳体上；和至少一个间隔件，该间隔件安装在面板和壳体之间，以限制该面板相对于多个光发射器和探测器的移动。

这意味着触摸感测设备的内部部件不太可能由于面板相对于壳体和该内部部件移动而被损坏。

优选地，至少一个间隔件在壳体和面板之间进行机械接合。这样，力从面板直接通过间隔件传递到壳体。内部部件不太可能受到来自面板的损坏力。

优选地，至少一个间隔件是弹性变形的，以用于吸收冲击。这意味着间隔件会使面板受到的振动减弱。因此，内部部件将不太可能因振动而损坏。

优选地，至少一个间隔件邻接面板的边缘表面。这意味着面板在该面板平面中的侧向移动减小。

优选地，至少一个间隔件邻接面板的多个表面。这意味着间隔件可以在多于一个的方向上限制面板的移动。因此，可以进一步使内部部件免受面板相对于壳体和该内部部件的相对移动的影响。

优选地，至少一个间隔件在壳体和面板之间安装在面板的每个侧边缘上。这意味着面板在该面板的每个边缘上的移动被限制。因此，面板在该面板的平面中的移动被限制。

优选地，多个光发射器和探测器安装在基板上，并且该基板安装到壳体。优选地，基板在与间隔件在壳体和面板之间延伸的方向大致相垂直的平面中延伸。优选地，基板包括从基板穿过的用于接纳间隔件的孔。这意味着可以最小化触摸感测设备的尺寸。

优选地，间隔件包括在面板和基板之间的凸缘部分，并且该凸缘部分与该基板叠覆。这意味着如果在间隔件和面板之间存在一些受限制的移动，则该面板将仍然与该间隔件接触。

优选地，基板安装到间隔件。优选地，基板安装到间隔件，使得在壳体的内表面和该基板之间存在间隙。这意味着基板与间隔件一起移动，并且该基板不与壳体碰撞。

优选地，间隔件包括热塑性弹性体材料。

优选地，壳体包括用于接纳间隔件的凹部。这使得壳体和面板之间的间隔件更容易对准。

优选地，间隔件紧固到壳体。这意味着壳体和面板之间的机械接合更牢固。

在本发明的第二方面中，提供了一种组装触摸感测设备的方法，该方法包括：将多个光发射器和探测器安装到壳体；围绕面板的周界附接壳体，其中，该面板限定触摸表面；和将至少一个间隔件安装到面板和壳体之间，以限制该面板相对于多个光发射器和探测器的移动。

附图说明

参考附图，在以下详细描述和所附权利要求中还描述了各种其他方面和进一步的实施例，在附图中：

图1示出了触摸感测设备的示意性透视分解图；

图2示出了触摸感测设备的示意性横截面；

图3和图4示出了触摸感测设备的放大的横截面侧视图；

图5还示出了触摸感测设备的平面图示意图；

图6示出了触摸感测设备的特写示意图；

图7是根据一些实施例的方法的流程图；

图8示出了根据一个实施例的流程图；和

图9是根据一些实施例的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了触摸感测设备100的示意性透视分解图。为了清楚起见，图1中的分解透视图并排示出了单独的部件，但是法向轴线N-N的虚线表示部件如何叠置在一起的顺序。在图1中仅示出了关于壳体118、透光面板102和显示器130的主要部件。

转向图2，现将根据一些实施例更深入地讨论触摸感测设备100的其他部件。图2示出了沿着如图1所示的平面P_C-P_C截取的触摸感测设备100的示意性横截面。

触摸感测设备100包括限定触摸表面104的透光面板102。在一些实施例中，透光面板102位于显示器130上方，并且允许由显示器130产生的光穿过该透光面板102传播。然而，在其他实施例中，透光面板102可以包括挡光材料，并且不允许光投射穿过该透光面板。例如，触摸感测设备100可以是远离显示单元130的轨迹板或其他触摸界面。在下文中，术语“面板”102将用于描述透光面板102或实心不透明的面板102。

多个光发射器106a和探测器106b沿着面板102的周界108布置。图5还示出了触摸感测设备100的平面图示意图。图5示出了围绕面板102的周界108分布的光发射器106a和探测器106b。光发射器106a被布置成在触摸表面104上方发射相应的所发射的光的束L_E。类似地，光探测器106b被布置成在触摸表面104上方探测相应的所探测的光的束L_D。所发射的光束L_E和所探测的光束L_D示意性地表示为双向粗体箭头。如图2中所示，触摸表面104沿着平面P_A-P_A延伸，该平面P_A-P_A仅从触摸感测设备100的侧面示出。P_A-P_A也在图1中示出。触摸表面104具有被定向成朝向在该触摸表面104上执行触摸操作的用户的法向轴线N-N，发射光L_E沿着平面P_A-P_A但在沿法向轴线N-N方向与该触摸表面104相距一定距离处行进，如在图2中关于光束L_E、L_D示意性地示出的。如图2中所示，相应的光束L_E、L_D在面板102上方一高度处被传输。传输高度由光发射器106a和相关光学器件各自的与面板102的相对高度确定。

因此，光L_E、L_D可以跨越触摸表面104在其相对侧之间行进，而不会在面板102自身内部被反射(假设面板102是透光面板)。光探测器106b被布置成接收来自所发射的光L_E的探测光L_D。图2示出了触摸感测设备100的与透光面板102的周界108邻近的部段。在这部段中，为了图示的清晰性，发射器106a和探测器106b在同一视图中示出，以及所发射的光L_E和所探测的光L_D在同一视图中示出。在一些实施例中，多个光发射器106a和探测器106b布置在触摸表面104的上方，并且连接到基板110，该基板110在与平面P_A-P_A的法向轴线N-N平行的平面P_B-P_B中延伸，透光面板在该平面P_A-P_A中延伸。在其他实施例中，多个光发射器106a和探测器106b位于触摸表面104和/或面板102下方，并且光学元件用于围绕该面板102引导光束L_E、L_D。例如，图4示出了这样的结构：在该结构中，光发射器106a和探测器106b安装在面板102下方。下面将更深入地讨论图4。平面P_B-P_B也在图1中示出。在一些实施例中，基板110是用于将部件安装到其上的印刷电路板(PCB)。

提供了通过使基板110与法向轴线N-N平行地延伸而在触摸表面104的上方或下方方便地布置多个发射器106a和探测器106b，以围绕周界108沿触摸感测设备100的平面P_A-P_A和/或P_B-P_B的方向实现紧凑的覆盖面积，同时在触摸表面104上方和跨越触摸表面104实现所发射的光L_E或所探测的光L_D的直射光路径。因此，可选地，所发射的光L_E并非必须被反射以在触摸表面104上方和跨越触摸表面104扩散地传播，并且探测器106b可以通过相应地定位于触摸表面104上方且定位于在围绕周界108的任何地方的相对位置处而直接接收探测光L_D。替代地，所发射的光L_E被反射以便在触摸表面104上方和跨越触摸表面104被引导，并且探测器106b可以类似地接收被反射的探测光L_D。

因此，可以使可用于探测和表征接触触摸表面104的物体的可用光的量最大化，并且可以改善信噪比。触摸感测设备100可以包括如图2所示的密封窗116，该密封窗116将发射器106a和探测器106b与外部屏蔽。因此，所发射的光L_E和所探测的光L_D可以仅须沿着发射器106a和探测器106b之间的光路径穿过密封窗116传播。密封窗116围绕透光面板102的周界108提供密封，并且保护发射器106a和探测器106b以及显示器。

如上文所述，基板110在与法向轴线N-N平行的平面P_B-P_B中延伸，并且发射器106a和探测器106b被布置在触摸表面104上方或下方。这提供了不太复杂的对准以最大化触摸感测设备100的探测性能。可以精确地改变基板110沿法向轴线N-N的方向的位置，以实现关于发射器106a和探测器106b的光学对准。实现基板110的精确定位的能力并因此实现附接到该基板110的发射器106a和探测器106b的精确定位的能力也是由于提高的精确度，通过该提高的精确度沿着该基板110的与图2中的法向轴线N-N对准的方向可以限定该基板110的尺寸。在一些实施例中，基板110是细长的，并且围绕透光面板102的周界108在纵向方向上延伸(例如，如图1和图5所示)，并且该基板110具有与法向轴线N-N平行延伸的短侧边。

在一些实施例中，在图2的横截面视图中示出的基板110的短侧边可以制造到更小的公差。这可以通过将短侧边与法向轴线N-N对准来实现，并且可以改善发射器106a和探测器106b沿着法向轴线N-N的对准的公差。如上文所讨论的，因此可以改善和便于基板110和多个光发射器106a和探测器106b的对准。后一个优点还提供了触摸感测设备100和在其中可以实施触摸感测设备的各种触摸基础显示系统的便利的且较低成本的大批量生产。

在一些实施例中，基板110可以至少部分地安装在触摸表面104上方，由此多个光发射器106a和探测器106b连接到基板的在该触摸表面104上方延伸的部分114。该基板110的上部分114进一步提供了发射器106a和探测器106b(通过直接连接到基板110从而同时布置在触摸表面104上方)相对于透光面板102的更稳健的对准。替代地或者另外，在一些实施例中，发射器106a和探测器106b可以通过在基板110和触摸表面104上方的一位置之间延伸的连接元件(未示出)连接到该基板110。

如图1至图5示意性所示的，基板110可以固定到围绕面板102的周界108安装的壳体118。通过将基板110直接连接到围绕周界108设置的壳体118，可以进一步便于触摸感测设备100的组装，因为可以将部件的量保持在最小。

例如，如上文所讨论的，由于沿基板110的与图1中的法向轴线N-N平行对准的方向的可能的小公差，基板110可以相对于壳体118精确地固定。壳体118例如可以包括如下文进一步讨论的腔室120，该腔室120的尺寸被精确地设置成适应基板110的沿着平面P_B-P_B的宽度，即，基板110的短侧边。然后，当壳体118围绕透光面板102的周界108安装时，发射器106a和探测器106b相对于该透光面板102的精确定位是可能的。与基板110一样，壳体118可以大致在与法向轴线N-N平行的平面P_B-P_B中延伸，以实现围绕周界108的紧凑安装。

图2仅示出了在如图1所示的平面P_C中的触摸感测设备100。在一些实施例中，壳体118在围绕透光面板102的周界108的所有侧边上包围该透光面板102。

使基板110固定到壳体118还允许将该壳体118布线为该基板110的电接地参考层。如图1的示例中所示，壳体118可以被布置成至少部分地包围透光面板102的边缘122。这提供了进一步增加触摸感测设备100的稳健性，并且提高发射器106a和探测器106b相对于透光面板102的对准的精确度，因为固定有发射器106a和探测器106b的壳体118还可以围绕周界108直接支撑透光面板102。

壳体118可以包括围绕周界108的槽(未示出)，透光面板102固定在该槽中。

壳体118可以包括被构造成将该壳体118附接到显示单元130的固定元件124。显示单元130可以包括显示器支撑部126和显示器面板128，其在本公开中统称为显示单元130。通过固定元件124使壳体118附接到显示单元130有利地提供了进一步便于将触摸感测设备100组装到显示单元130，因为该壳体118可以直接连接到该显示单元130。由于需要这种彼此对准的部件的最小量，因此便于对准。

如果触摸感测设备100是大尺寸的，则面板102可以是大且重的部件。应注意的是，面板102相对于诸如壳体118或基板110的其他部件的移动会不利地影响触摸感测设备100的性能和寿命。特别地，面板102会邻接抵靠基板110并向基板110施加力。这会使安装在基板110上的诸如光发射器106a和探测器106b的光学部件不对准。此外，如果触摸感测设备受到很大的力，则面板102可能损坏和/或破坏基板110或其他部件。

现将参考限制面板102与光发射器106a和探测器106b之间的相对移动的实施例来讨论图3和图4。

图3和图4示出了如图2所示的设备100的放大的横截面侧视图。图3与图2相同，除了在壳体118和面板102之间示出了间隔件300之外。图3中的结构，特别是间隔件300，是参考图2所示的实施例的一部分。然而，为了清楚起见，间隔件300未在图2中示出。现将更详细地讨论间隔件300。

间隔件300安装在壳体118和面板102之间，并且在面板102和壳体118之间进行机械接合。这样，由面板102施加的力通过间隔件300传递到壳体118。这意味着面板102不与基板110或触摸感测设备100的其他部件接合。因此，间隔件300使基板110和其他部件免受面板102的移动和物理冲击的影响。间隔件300使得面板102受到的被传递到壳体118和包括基板110的内部部件的振动减弱。

面板102的边缘122邻接间隔件300的第一表面302。面板102如图3中所示，该面板102抵靠间隔件300。第一表面302和边缘122之间的摩擦足以防止第一表面302和边缘122之间的相对移动。如图5所示，存在围绕面板102的周界108定位的多个间隔件300。间隔件300被安装成使得部件在触摸感测设备100的正常操作期间不阻挡光束L_E、L_D。间隔件300被定向成使在平面P_A-P_A中侧向地阻挡并且在平面P_B-P_B中竖直地阻挡光束L_E、L_D最小化。因此，在组装期间，面板102滑动就位。在该过程期间，面板102可以楔入间隔件300之间以提供摩擦配合。在一些实施例中，沿着面板102的每个侧边存在至少一个间隔件300。这意味着在壳体118和面板102之间总是存在间隔件300，该间隔件300限制在沿着平面P_A-P_A的每个方向上的移动。在其他实施例中，存在较少的间隔件300。例如，在较不优选的实施例中，存在单个间隔件300以限制面板102的移动。在另一个实施例中，存在位于面板102的每个拐角处的四个间隔件300。

在其他实施例中，间隔件300通过紧固件(未示出)联接到面板102。在面板102在组装期间滑动就位之前，间隔件300可以预先安装到面板102。将间隔件300预先安装到边缘122可有助于在组装期间部件的对准。间隔件300可以通过诸如螺钉、夹子、闩锁、钩子和/或胶黏剂等任何合适的紧固件安装到面板102。另外或替代地，间隔件300可以沿着面板的边缘122挤出。将间隔件300物理地固定到边缘122可能不雅观，然而在正常操作中或者对可操作的接触表面104进行撞击时可能看不到固定件和间隔件300。壳体118包括叠覆部分304，以保护部件，例如，光发射器106a和探测器106b。叠覆部分304覆盖面板102的边缘122和间隔件300。

为了协助面板102和间隔件300之间的接合，在一些实施例中，间隔件300包括凸缘314。凸缘314覆盖基板110延伸并突出。这样，面板102受到的振动不会使该面板102损坏基板110。凸缘314和/或第一表面302可以包括用于接纳面板102的凹部。间隔件300的在第一表面302中的凹部(未示出)可以接合面板102的边缘122、触摸表面104和/或底部表面320。

类似地，间隔件300安装到壳体118。在一些实施例中，间隔件300的第二表面308邻接抵靠壳体118的内表面306。间隔件300还借助第二表面308和内表面306之间的摩擦配合而保持就位。例如，面板102楔入壳体118和一个或多个间隔件300之间。替代地或者另外，间隔件300以其他方式安装到壳体118。

壳体118包括用于接纳间隔件300的凹部310。凹部310是与间隔件300对应的形状。在一些实施例中，凹部310略大于间隔件300的尺寸。这样，间隔件300贴合地安装在凹部310中，并且通过摩擦配合保持就位。替代地，凹部310可以更大并且间隔件300靠置在突出的肩部部分(未示出)上。

另外或替代地，间隔件300通过诸如螺钉312的固定件安装到壳体118。螺钉312可以拧入壳体118中的孔和间隔件300中的盲孔中。间隔件300可以通过诸如夹子、闩锁、钩子等任何其他合适的紧固件安装到壳体118。在又一个实施例中，间隔件包括开孔，并且紧固件312穿过间隔件300的开孔拧入面板102中的对应的盲孔(未示出)中。

图3示出了间隔件300的横截面。间隔件300可以呈大致圆柱形的形状。替代地，间隔件300呈长方体的形状，并且沿着平面P_B-P_B纵向地延伸，以增加边缘122和该间隔件300的第一表面302之间的机械接合。

图3示出了基板110定位在间隔件300的上方和下方。这样，基板110包括用于接纳间隔件300的对应的孔316。间隔件300穿过基板的孔316突出，并且不会将力从面板102传递到基板110。孔316可以大到足以使得间隔件300在该间隔件300之间不具有任何机械接合。在此情况下，尽管未示出，但是基板110可以直接相邻于并邻接壳体118的内表面306。

在一些实施例中，基板110的孔316是穿过该基板110钻出的开孔。在其他实施例中，孔316是槽(未示出)，其中，该槽延伸到基板110的边缘。这样，基板在组装期间可以围绕间隔件300滑动。

在其他实施例中，基板110联接到间隔件300，使得在该间隔件300和该基板110之间不发生相对移动。这样，如果间隔件300受到移动，则基板110将移动。然而，基板与壳体118的内表面306相距一距离安装在间隔件300上。在一些实施例中，基板110直接安装在凸缘314下方。相应地，间隔件300和基板110固定在一起并一起移动。基板110和壳体118的内表面306之间的间隙318意味着，当间隔件300和基板110朝向壳体118移动时，基板110与壳体118不发生物理接合。

在一些实施例中，如图3中所示的间隔件300安装在光发射器106a和探测器106b下方。

转向图4，将不再讨论另一个实施例。图4是沿着平面P_C截取的触摸感测设备的横截面示意侧视图。除了改变了触摸感测设备100的一些部件的取向、形状和位置之外，图4与图3相同。相同的附图标记将用于相同的特征。参考图3中所示的实施例所讨论的所有特征也适用于参考图4所示的实施例。

多个光发射器106a和探测器106b定位在面板102下方。这意味着必须围绕面板102引导光束L_E、L_D。这通过安装在壳体118的内表面306上的反射器400来实现。

类似于先前的实施例，间隔件300机械地联接在面板102和壳体118之间。间隔件300包括唇缘402，该唇缘402邻接面板102的底部表面320。唇缘402意味着面板102的至少两个垂直的表面与间隔件300机械接合。这意味着间隔件300限制面板相对于光发射器106a和探测器106b在两个不同方向上的移动。实际上，如图4所示，间隔件300限制面板102沿着平面P_A-P_A在侧向方向上的并且在平面P_B-P_B中向下的移动。间隔件300可以包括与触摸表面104接合的另一个类似的唇缘(未示出)。这样，间隔件300将限制面板102在平面P_B-P_B中向上和向下的移动。这样，间隔件300将基板110纵向地定位在平面P_A-P_A中的适当水平处。另外，在一些实施例中，间隔件300将基板110相对于面板和壳体118定位在适当的高度处，这改善了光发射器106a和探测器106b的对准。

在图4中，间隔件300邻接抵靠壳体118的内表面306，并且没有对应的凹部。作为替代，使用摩擦或上述的紧固选项来保持间隔件300相对于壳体118固定。

正如可以从图4中看到的，光束L_E、L_D穿过间隔件300。间隔件300由挡光材料制成，并且定位成使得在正常操作期间光束L_E、L_D不被阻挡。间隔件300可以定位在光束L_E、L_D的前面或后面，使得该间隔件300不阻挡光。替代地，间隔件300可以包括用于允许光束穿过该间隔件300的中部的孔或透明元件。

在一些实施例中，间隔件300可以安装到壳体118的多个内表面。例如，间隔件300可以安装到叠覆部分304的下侧表面404和竖直内表面306。替代地，多个间隔件300各自可以用于限制面板102在特定方向上的移动。

间隔件300可以是弹性变形的。这样，间隔件300具有冲击吸收特性以使振动减弱。在一些实施例中，间隔件300由弹性材料制成，诸如橡胶、热聚合物弹性体(TPE)、泡沫、硅树脂或任何其他合适的材料。间隔件300由挡光材料制成，并且可以是黑色的以吸收所发射的光。

在一些实施例中，间隔件300与壳体118成一体。这样，间隔件300是与壳体成同一结构的一部分。在一些实施例中，壳体118包括突出部分，该突出部分延伸穿过基板110，并且机械地接合面板102。突出可以从壳体118模制、冲压、弯曲、变形、挤出。在一个优选的实施例中，在挤出壳体118的同时挤出纵向突脊(未示出)。选择性地移除纵向突脊(例如通过铣削或任何其他合适的制造还原技术，诸如通过CNC机器)以留下多个一体的间隔件部分300。

现将参考图8描述制造触摸感测设备100的方法。图8示出了根据一个实施例的流程图。

根据以下步骤组装触摸感测设备100。如步骤800所示，将多个光发射器106a和探测器106b安装到壳体118。如步骤802所示，围绕面板102的周界108附接壳体118，其中，该面板限定触摸表面104。如步骤804所示，将至少一个间隔件300安装在面板102和壳体118之间，以限制该面板102相对于多个光发射器106a和探测器106b的移动。在一些实施例中，可以以不同的顺序采用如图8中所示的步骤。例如，可选择地，可以在将壳体118附接到面板102之前将间隔件300安装到该壳体118或该面板102。

触摸感测设备100的部件的组装中存在的问题之一在于，可能遗漏或不正确地安装一个或多个部件。一些诸如上述间隔件的部件不是光发射部件或光探测部件。这意味着如果在组装期间遗漏这些部件，触摸感测设备虽然在质量控制期间进行测试时可以运作，但是因为部件的丢失该触摸感测设备可能被退回以便后期维修。在非发光部件的组装流水线上进行目检可能无法识别丢失的或不正确地安装的部件。

在一些实施例中，提供了操作触摸感测设备100的方法，以用于检查如先前关于上述实施例所描述的诸如间隔件300的挡光部件的安装。

可以使用光发射器106a和探测器106b来检查位于面板102的周界108上的挡光部件的安装。图5示出了围绕面板102的周界108定位的多个间隔件300的示意性平面图。图5是围绕面板102的周界108的间隔件300的预定图案的示例。间隔件300的预定图案是根据触摸感测设备100的尺寸、重量、取向确定的。间隔件300的预定图案可以根据触摸感测设备100的不同型号的参数而改变。

这样，间隔件300的每个预定图案是掩模，该掩模可被用于在制造中的质量控制阶段期间检查每个触摸感测设备的间隔件300的取向的正确安装。尽管参照图5至图7描述的实施例适用于间隔件300，但可以应用该方法来检查围绕面板102的周界108可安装的任何挡光部件的正确安装。例如，其他挡光部件可以是密封件、垫圈、紧固件、或任何其他挡光部件。

图5示出了不正确地安装在面板102的周界108上的间隔件500。例如，间隔件500已经被遗漏或安装在距离预期安装位置几毫米处。这意味着围绕面板102的周界108的间隔件300的图案不同于间隔件300的预定图案。

现将参考图6描述用于检查挡光部件的安装的触摸感测设备100。图6示出了如由图5中的虚线所示的触摸感测设备100的特写示意图。面板102、壳体118和基板110的结构围绕触摸感测设备100的整个周界108延伸。图6还示出了操作触摸感测设备100的处理器和控制器的示意图。

图6示出了一对示例性的光发射器106a和光探测器106b。光发射器106a和探测器106b安装在基板110上，该基板110安装在壳体118上并与壳体118邻接。与光发射器106a和探测器106b相邻的是第一间隔件300和第二间隔件500。

图6示出了第一感兴趣区域600。第一感兴趣区域限定为角度范围，角度范围在θ(theta)(θ为光与面板102的平面P_A-P_A的法线N-N之间的角度)和(phi)(为光与面板102的边缘122的并且在面板102的平面P_A-P_A中的法线之间的角度)中。

对θ和两者的选择用于在面板102中或在面板102顶部行进的所发射的光L_E和所探测的光L_D，系统被构造成根据该选择导出触摸信号。该范围可被选择成获得最佳触摸分辨率，并排除污染噪声。在一些实施例中，触摸感测系统在正常操作中可以使用0在40°至90°之间但优选地在50°至75°之间且在+75°的范围的光的第一感兴趣区域600。这样，如图6中所示，对于第一感兴趣区域600，的总角度为150°。

图6还示出了较大的第二感兴趣区域606，其包括附加的感兴趣区域602、604和第一感兴趣区域600。第二感兴趣区域606表示与第一感兴趣区域600中角度相比在更大的角度上发射和探测光。这意味着第二感兴趣区域606大于第一感兴趣区域600。特别地，第二感兴趣区域606的处于±80°的范围。这样，如图6中所示，对于第二感兴趣区域606，的总角度为160°。有利地，第二感兴趣区域606使用略大的值来对诸如间隔件300的挡光部件的安装进行检查。在触摸感测设备100的正常操作期间，由于探测到的信号中的错误而不使用75°至80°之间的值。然而，在组装和质量控制期间，使用75°至80°之间的范围是可接受的，以用于检查沿着面板102的周界108的可安装的挡光部件300的存在。

可选地，触摸感测系统610可以在两种模式之一下操作：使用第一感兴趣区域600的第一模式；以及使用第二感兴趣区域606的第二模式。然而，在一些实施例中，触摸感测系统610总是在使用第二感兴趣区域606的模式下操作，在使用第二感兴趣区域606的模式中，总是可探测到围绕面板102的周界108可安装的挡光部件300。

如图6中所示，触摸感测系统610可以包括激活控制器608，该激活控制器608被连接以选择性地控制或调制光发射器106a的激活；并且可能还包括触摸控制器612，以选择性地探测来自探测器106b的数据或提供来自探测器106b的数据的读出。触摸感测系统610包括触摸感测设备100和显示单元130。激活控制器608和触摸控制器612还可以实现为用于控制触摸-感测系统610的单个控制器614。根据实现方式，可以按顺序或同时激活发射器106a和/或探测器106b，例如，如WO2010/064983中所公开的。触摸控制器612和激活控制器608中的一个或两个可以至少部分地由存储在存储器单元616中的软件实现并由处理单元执行。

触摸感测系统610包括主控制器618。主控制器618可以可选地连接到显示控制器620，该显示控制器620被构造成基于来自该主控制器618的控制信号在显示单元130上生成用户界面。因此，主控制器618是可操作的以使显示装置130上的用户界面与来自触摸探测系统的数据(例如，来自触摸控制器612的触摸数据)相协调。

如在本文中所使用的，“光发射器”或“发射器”可以是能够发射所需波长范围内的辐射的任何类型的光电装置，例如，二极管激光器、垂直腔表面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)、发光二极管(light-emitting diode，LED)、电子或光学发光OLED、显示器像素、量子点等。光发射器也可以由光纤的末端形成。

主控制器618可以被构造成处理投影信号，以便确定触摸物体的特性，诸如位置(例如，在x、y坐标系中)、形状或面积。该确定可以包括基于衰减的探测线的直接三角测量，例如，如US7432893和WO2010/015408中所公开的，或者包括更高级的处理以重建衰减值分布。例如通过基于投影信号值的任何可用的图像重建算法来生成衰减图案，该图像重建算法包括诸如滤波反投影法、基于FTT的算法、代数重建法(Algebraic ReconstructionTechnique，ART)、联合代数重建法(Simultaneous Algebraic ReconstructionTechnique，SART)等的层析成像重建方法。替代地，可以通过调整一个或多个基函数和/或通过诸如贝叶斯(Bayesian)反演的统计方法来生成衰减图案。设计成在触摸确定中使用的这种重建函数的示例在WO2009/077962、WO2011/049511、WO2011/139213、WO2012/050510和WO2013/062471中能够找到，所有的这些文献都通过引用并入本文中。

现将参考图9讨论根据一个实施例的触摸感测设备100的操作。图9是根据一些实施例的方法的流程图。

如步骤700所示，主控制器618控制激活控制器608向至少一个光发射器106a发送信号以发射光。

如步骤702所示，主控制器618控制触摸控制器612向一个或多个探测器106b发送信号以探测由光发射器106a所发射的光。

然后，主控制器618基于在一个或多个探测器106b处所探测的光从触摸控制器612接收信号。光发射器106a和探测器106b具有足够大的感兴趣区域606，使得可以探测到安装在面板102的周界108处的挡光部件300。

由挡光材料制成的诸如间隔件300的挡光部件300将阻止从光发射器106a发射的光束L_E到达光探测器106b。这是因为挡光部件300的一部分在感兴趣区域606内。因此，可以由主控制器618确定被阻挡的光的探测图案。该图案用于检查间隔件300在触摸感测设备100上的安装。然后，如步骤704所示，主控制器618确定至少一个可安装的挡光部件阻挡的光的分布。

步骤704可以由触摸感测系统610的主控制器618执行。然而，在其他实施例中，步骤704在单独的用户终端(未示出)上的另一个处理器上(未示出)执行。在一些实施例中，用户终端是计算机、智能手机、平板电脑或其他便携式装置。用户终端可以用于质量控制和测试触摸感测设备100。用户终端可以通过有线连接或无线连接而连接地联接到触摸感测设备100。用户终端被构造成从主控制器618、触摸控制器612和/或激活控制器608接收信号。这样，用户终端可以是用于触摸感测设备100的测试设备。在其他实施例中，触摸感测设备100可以自测试和自诊断，并且该触摸感测设备是用于其自身的测试设备。尽管该方法可以在主控制器618、用户终端或其组合上执行，但为了简洁起见，将参考主控制器618来描述该方法。

现将参考图7描述操作方法的另一个实施例。图9和图7中所示的方法之间的相同步骤具有相同的附图标记。

如步骤704所示的，一旦主控制器618确定了由挡光部件阻挡的光的分布，如步骤706所示，主控制器618可选地将所确定的被阻挡的光的分布与预定的部件挡光图案进行比较。预定的部件挡光图案是围绕面板102的周界108的探测到的挡光部件的期望分布。预定的挡光图案可以存储在触摸感测系统610的存储器616中。替代地，预定的挡光图案可以被远程地存储，例如存储在用户终端上。预定的部件挡光图案将取决于要安装的期望部件的数量、尺寸、分布和取向。图5示出了预定的挡光图案的示例，因为将在第二感兴趣区域606中探测每个间隔件300。

可选地，该方法包括如步骤708所示的生成预定的部件挡光图案。主控制器618可以记录针对不同的所需的部件分布的挡光图案。挡光图案根据触摸感测设备100的型号和尺寸可以不同。步骤708可以在步骤700、702、704、706之前发生。

然后，如步骤710所示，主控制器618确定预定的部件挡光图案与所确定的被阻挡的光的分布之间的差异。如果在光探测器106b处探测到与预定的部件挡光图案相比附加的光L_D，则主控制器618可以确定从触摸感测设备100丢失了挡光部件500。这是因为挡光部件500将阻挡第二感兴趣区域606中的光束L_E、L_D，但在组装期间实际上不存在。

替代地，如果在光探测器106b处探测到与预定的部件挡光图案相比减少的光L_D挡光，则主控制器618可以确定附加的非期望的挡光部件500被添加到触摸感测设备100。

替代地，如果在光探测器106b处探测到与预定的部件挡光图案相比减弱的或增强的光L_D，则主控制器618可以确定挡光部件500在触摸感测设备100上未对准。未对准的部件500可以导致探测到的光L_D的增强或减弱。然而，主控制器618可以计算从附加的或丢失的部件500探测到的光L_D与从未对准的部件500探测到的光L_D之间的差异。这是因为当部件500丢失或添加时在探测到的光L_D中可探测到的差异大于如果部件500被不正确地定向时在探测到的光L_D中可探测到的差异。

可选地，如果在探测到的被阻挡光的分布和预定的部件挡光图案之间没有探测到差异，则主控制器618确定安装没有错误，如步骤712所示。如果触摸感测设备100的组装中没有探测到错误，则在一些实施例中不采取行动并且不执行步骤712。换句话说，错误的不存在(步骤712)向用户指示触摸感测设备的组装一切都良好。替代地，主控制器618可以向用户生成“解除警报”消息。如步骤714所示，消息可以显示在显示单元130上。另外或替代地，如步骤716所示，消息可以显示在用户终端上。

在步骤710中，主控制器618可以确定预定的挡光图案和探测到的挡光图案之间存在差异。在此情况下，如步骤718所示，主控制器618可以可选地生成部件安装错误信息。部件安装错误信息可以包括安装错误的位置。错误信息还可以包括诸如部件的遗漏、非期望的部件的添加和/或部件的未对准的错误类型。

如步骤718和步骤720之间的箭头所示，可以将部件安装错误信息发送回组装流水线。例如，如果组装流水线包括自动机器人元件，则机器人组装流水线可以接收带有错误信息的触摸感测设备100，然后重新安装/安装/移除间隔件300或其他挡光部件。该步骤在步骤720中示出。步骤720是可选的，因为其可能无法修复触摸感测设备100的安装错误。作为替代，部件安装错误信息用于分配触摸感测设备100以进行回收或处理。

在其他实施例中，如步骤722所示，主控制器618使用部件安装错误信息来向用户生成警报。警报是对用户的视觉指示、听觉指示或其他指示，以指示针对特定触摸感测设备100存在组装错误。警报可以提示用户手动检查触摸感测设备100，然后根据需要如步骤720所示重新安装/安装/移除间隔件300或其他挡光部件。

然后，错误警报可以由主控制器618显示在显示单元130上(如步骤714所示)和/或在用户终端上(如步骤716所示)。

在一些实施例中，触摸感测设备100可选地被构造成在使用第一感兴趣区域600的第一模式下工作，以及在使用第二感兴趣区域606的第二模式下工作。第一感兴趣区域600小于第二感兴趣区域606。

如步骤724所示，主控制器618可以接收信号以指示正在组装触摸感测设备。组装信号是可以使用诸如用户终端的专用工具发送到主控制器的信号。如果主控制器618确定组装信号已经被致动，则该主控制器618在使用第二感兴趣区域606的第二模式下操作触摸感测设备100，如步骤726所示。如果主控制器618没有探测到组装信号，则该主控制器在使用第一感兴趣区域600的第一模式下操作触摸感测设备100，如步骤728所示。例如，一旦触摸感测设备离开工厂，触摸感测设备100可以在第一模式下工作。

然而，在一些实施例中，触摸感测系统610总是在使用第二感兴趣区域606的模式下操作，在该模式中，总是可探测到围绕面板102的周界108可安装的挡光部件300。在此情况下，主控制器618可以使用信号处理来排除由于第二感兴趣区域606的区域602、604中的挡光部件300引起的探测事件。

在另一个实施例中，组合了两个或多个实施例。一个实施例的特征可以与其他实施例的特征组合。

已经特别参考所示的示例讨论了本发明的实施例。然而，应当明白，可以对在本发明的范围内描述的示例作出变化和修改。

Claims (16)

1.一种触摸感测设备，包括：

面板，所述面板限定触摸表面；

多个光发射器和探测器，所述多个光发射器和探测器沿着所述面板的周界布置，所述光发射器被布置成在所述触摸表面上方发射相应的所发射的光的束，并且所述光发射器被布置成接收来自所述所发射的光的探测光；

壳体，所述多个光发射器和探测器安装在所述壳体上；和

至少一个间隔件，所述间隔件安装在所述面板和所述壳体之间，以限制所述面板相对于所述多个光发射器和探测器的移动。

2.根据权利要求1所述的触摸感测设备，其中，所述至少一个间隔件在所述壳体和所述面板之间进行机械接合。

3.根据权利要求1或2所述的触摸感测设备，其中，所述至少一个间隔件是弹性变形的，以用于吸收冲击。

4.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述至少一个间隔件邻接所述面板的边缘表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述至少一个间隔件邻接所述面板的多个表面。

6.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述至少一个间隔件在所述壳体和所述面板之间安装在所述面板的每个侧边缘上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述多个光发射器和探测器安装在基板上，并且所述基板安装到所述壳体。

8.根据权利要求7所述的触摸感测设备，其中，所述基板在与所述间隔件在所述壳体和所述面板之间延伸的方向大致相垂直的平面中延伸。

9.根据权利要求7或8所述的触摸感测设备，其中，所述基板包括穿过所述基板的用于接纳所述间隔件的孔。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述间隔件包括在所述面板和所述基板之间的凸缘部分，并且所述凸缘部分与所述基板叠覆。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述基板安装到所述间隔件。

12.根据权利要求11所述的触摸感测设备，其中，所述基板安装到所述间隔件，使得在所述壳体的内表面和所述基板之间存在间隙。

13.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述间隔件包括热塑性弹性体材料。

14.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述壳体包括用于接纳所述间隔件的凹部。

15.根据前述权利要求中任一项所述的触摸感测设备，其中，所述间隔件紧固到所述壳体。

16.一种组装触摸感测设备的方法，包括：

将多个光发射器和探测器安装到壳体；

围绕面板的周界附接所述壳体，其中，所述面板限定触摸表面；和

将至少一个间隔件安装到所述面板和所述壳体之间，以限制所述面板相对于所述多个光发射器和探测器的移动。