CN110119229A - 触摸感测设备及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种触摸感测设备及其组装方法。本发明还提供了操作触摸感测设备的方法。该触摸感测设备包括限定触摸表面的面板、沿面板的周界布置的多个光发射器和探测器，光发射器布置成在触摸表面上方发射相应的所发射的光的束，并且光发射器被布置成接收来自所发射的光的探测光。该方法进一步包括由至少一个光发射器发射光束。本方法的另一个步骤是在一个或多个探测器处探测所发射的光。本方法的又一个步骤是确定在至少一个光发射器与一个或多个探测器之间被至少一个安装在触摸感测设备上的挡光部件阻挡的光的分布。本发明还提供了一种非暂时性的计算机可读存储介质和用于检查触摸感测设备的部件组装的测试设备。

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作“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，该组光学发射器围绕触摸表面的周界布置，以发射被反射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这组发射器的光。接触触摸表面的物体会使光在一个或多个光的传播路径上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。在一些布置中，组装要求笨重部件(诸如大型玻璃面板)之间对准，这是困难且昂贵的。

不正确的组装会导致未对准和因此导致信号丢失甚至导致损坏部件。在批量生产中可能难以实现这种精确对准。准直光或通过镜面反射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和不太紧凑的系统。此外，为了降低系统成本，可能希望最小化电光部件的数量。

发明内容

本发明的实施例旨在解决前述问题。

在第一方面，提供了一种操作触摸感测设备的方法，该触摸感测设备包括限定触摸表面的面板、沿面板的周界布置的多个光发射器和探测器，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，并且光发射器被布置成接收来自所发射的光的探测光，该方法包括：由至少一个光发射器发射光束；在一个或多个探测器处探测所发射的光；并且确定在至少一个光发射器和一个或多个探测器之间被至少一个安装在触摸感测设备上的挡光部件阻挡的光的分布。

这意味着触摸感测设备的至少一部分可用于自我诊断是否已正确安装了挡光部件。

优选地，至少一个挡光部件是至少一个间隔件，该至少一个间隔件安装在面板和壳体之间以限制面板相对于多个光发射器和探测器的移动。间隔件可围绕面板的周界安装，并且可以检查间隔件的位置和取向。

优选地，该方法包括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。优选地，该方法包括根据挡光部件在触摸感测设备上的预定分布生成被阻挡的光的预定分布。优选地，该方法包括确定所确定的被阻挡的光的分布与预定的部件挡光图案之间的差异。优选地，该方法包括基于所确定的差异生成部件安装错误信息。这意味着可以阻挡和检查挡光部件的安装。如果安装不正确，则生成可以在制造期间查看的错误信息。

优选地，该方法包括基于部件安装错误信息生成警报。优选地，该方法包括将警报显示在连接性地联接到触摸感测设备的显示单元上。优选地，该方法包括将警报显示在连接性地联接到触摸感测设备的终端上。这意味着用户可以识别错误发生的位置。如果错误被显示在与触摸感测设备相关联的显示单元上，则显示单元可以在显示单元上可视地指示出部件的与错误信息相关联的位置。

优选地，该方法包括根据警报而围绕面板的周界安装附加的挡光部件。优选地，该方法包括围绕面板的周界安装多个挡光部件。这意味着可以在制造中采取补救措施来改正挡光部件的组装错误。

优选地，该方法包括在第一模式下操作，在该第一模式下，由至少一个光发射器发射光束并在一个或多个探测器处探测所发射的光的步骤使用第一感兴趣区域；和在第二模式下操作，在该第二模式下，由至少一个光发射器发射光束并在一个或多个探测器处探测所发射的光的步骤使用第二感兴趣区域，并且第一感兴趣区域小于第二感兴趣区域。优选地，第一模式的操作是正常操作模式，并且第二模式的操作是针对触摸感测设备的组装的检查模式。优选地，根据安装信号对使第二操作模式工作进行激活。这意味着可以在组装期间在测试模式下操作触摸感测设备，该测试模式可以用于检查挡光部件的安装。一旦触摸感测设备通过质量控制检查，则可以停用测试模式。这意味着对探测信号的处理将更少，因为在正常操作模式期间的第一感兴趣区域将小于测试模式下使用的第二感兴趣区域。

在第二方面，提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，该存储介质用于存储指令，如果指令由控制器的处理器执行，则该指令使处理器执行前述方法。

在第三方面，提供了一种触摸感测设备，该触摸感测设备包括：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面板的周界布置，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，并且光发射器被布置成接收来自所发射的光的探测光；控制器，该控制器被配置成在第一模式下操作，在第一模式下，多个光发射器和探测器使用第一感兴趣区域，并且该控制器被配置成在第二模式下操作，在第二模式下，多个光发射器和探测器使用第二感兴趣区域，其中，第一感兴趣区域小于第二感兴趣区域；其中，可以在第二模式下而不是在第一模式下探测到围绕面板的周界的至少一个可安装的挡光部件位置。

在第四方面，提供了一种用于检查触摸感测设备的部件组装的测试设备，该触摸感测设备包括限定触摸表面的面板、沿面板的周界布置的多个光发射器和探测器以及壳体，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，并且光发射器被布置成接收来自所发射的光的探测光，多个光发射器和探测器可安装在壳体上；测试设备包括：界面，该界面用于从触摸感测设备接收关于在一个或多个探测器处探测所发射的光的信息；以及处理器，该处理器用于确定在至少一个光发射器和一个或多个探测器之间被至少一个挡光部件阻挡的光的分布。

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个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视图；

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示出了根据实施例的流程图；以及

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的示意性透视分解视图。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，而法向轴线的虚线N-N表示部件如何叠置在一起的顺序。图1中仅示出了关于壳体118、透光面板102以及显示器130的主要部件。

转到图2，根据一些实施例，现在将更深入地讨论触摸感测设备100的其他部件。图2示出了沿图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包括透光面板102，该透光面板限定触摸表面104。在一些实施例中，透光面板102位于显示器130的上方并且允许由显示器130产生的光穿过透光面板传播。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透射穿过该透光面板。例如，触摸感测设备100可以是远离显示单元130的轨迹板或另一种触摸界面。在下文中，术语“面板”102将用于描述透光面板102或实心的不透明的面板102。

沿面板102的周界108布置了多个光发射器106a和探测器106b。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。相似地，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所示，触摸表面104沿平面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。平面P_A-P_A也在图1中示出。触摸表面104具有法向轴线N-N，该法向轴线被定向成朝向在触摸表面104上执行触摸操作的用户，发射光L_E沿平面P_A-P_A但是在沿法向轴线N-N的方向距离触摸表面104一定距离处行进，如例如图2中关于光束L_E、L_D示意性地所示的那样。如图2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与面板102的相对高度确定。

因此，光L_E、L_D可以在触摸表面的相对侧之间跨越触摸表面104行进，而不会在面板102本身内部被反射(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相邻的部段。在该部段中，为了表示清楚，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上方，并且连接到基板110，该基板在与平面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的下方，并且光学元件用于围绕面板102引导光束L_E、L_D。例如，图4示出了这种布置，在该布置中，光发射器106a和探测器106b安装在面板102的下方。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基板上的印刷电路板(PCB)。

提供了通过使基板110与法向轴线N-N平行地延伸而方便地将多个发射器106a和探测器106b布置在触摸表面104的上方或下方，以围绕周界108沿触摸感测设备100的平面P_A-P_A和/或平面P_B-P_B的方向实现紧凑的覆盖面积，同时在触摸表面104上方并跨越触摸表面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上方并跨越触摸表面104扩散地传播，并且探测器106b可以通过对应地定位在触摸表面104上方且定位于在围绕周界108的任何地方的相对位置处来直接接收探测光L_D。替代地，所发射的光L_E被反射以便在触摸表面104上方或跨越触摸表面104被引导，并且探测器106b可以相似地接收被反射的探测光L_D。

因此，可以使可以用于探测并表征接触触摸表面104的物体的可用光的数量最大化，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可以只需要沿发射器106a和探测器106b之间的光路径穿过密封窗116传播。密封窗126提供围绕透光面板102的周界108的密封，并且保护发射器106a和探测器106b以及显示器。

如上所述，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布置在触摸表面104的上方或下方。这提供了不太复杂的对准以使触摸感测设备100的探测性能最大化。可以精确地改变基板110在法向轴线N-N方向上的位置，以实现关于发射器106a和探测器106b的光学对准。实现基板110的精确定位并因此实现附接到基板的发射器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与图2中的法向轴线N-N对准的基板110的方向可以限定基板110的尺寸。在一些实施例中，基板110是细长的并围绕透光面板102的周界108沿纵向方向(例如如图1和图5所示)延伸，并且基板具有与法向轴线N-N平行延伸的短侧边。

在一些实施例中，图2的横截面视图中示出的基板110的短侧边可以制造成更小的公差。这可以通过使短侧边与法向轴线N-N对准来实现，并且可以改善发射器106a和探测器106b沿法向轴线N-N的对准的公差。因此，如上所述，可以改善并便于基板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和其中可以实施该触摸感测设备的各种触摸基础显示系统的便利的且成本较低的大批量生产。

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，因而，多个光发射器106a和探测器1106b连接到基板的在触摸表面104上方延伸的部分114。基板110的上部分114进一步提供了发射器106a和探测器106b(通过被直接连接到基板110从而同时布置在触摸表面104的上方)相对于透光面板102的更稳健的对准。替代地或另外，在一些实施例中，发射器106a和探测器106b可以经由连接元件(未示出)连接到基板110，该连接元件在基板110与触摸表面104上方的一位置之间延伸。

基板110可以固定到围绕面板102的周界108安装的壳体118，如图1至图5示意性所示。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，因为可以将部件的数量保持在最小。

例如，如上文所讨论的，由于可能在基板110的与图1中的法向轴线N-N平行对准的方向上的小公差，基板110可以相对于壳体118被精确地固定。壳体118例如可以包括如下文进一步讨论的腔室120，该腔室的尺寸被精确地设置成适应基板110的沿平面P_B-P_B的宽度，即基板110的短侧边。然后，当壳体118围绕透光面板的周界108安装时，发射器106a和探测器106b相对于透光面板102的精确定位是可能的。与基板110一样，壳体118可以大致在平行于法向轴线N-N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的所有侧面上包围透光面板102。

使基板110固定到壳体118还允许使壳体118布线为基板110的电接地参考层。

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，如图1的示例所示。这提供了进一步增加触摸感测设备100的稳健性，并且改善发射器106a和探测器106b相对于透光面板102的对准精确度，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安装在该槽中。

壳体118可以包括固定元件124，该固定元件被构造成将壳体118附接到显示单元130。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，因为壳体118可以直接连接到显示单元。由于需要这种彼此对准的部件的最小数量，因此便于对准。

如果触摸感测设备100的尺寸较大，那么面板102可以是大且重的部件。已经注意到，面板102相对于诸如壳体118或基板110的其他部件的移动可以不利地影响触摸感测设备100的性能和寿命。特别地，面板102可以邻接抵靠基板110并对基板110施加力。这可以使安装在基板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，如果触摸感测设备经受很大的力，则面板102可以损坏和/或破坏基板110或其他部件。

现在将参考限制面板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，并且特别地是间隔件300是参考图2所示的实施例的一部分。然而，为了清楚起见，图2中未示出间隔件300。现在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使由面板102经受的被转移到壳体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。如图3所示的面板102，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和边缘之间的相对移动。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被定向成使得在平面P_A-P_A中侧向地并且在平面P_B-P_B中竖直地对光束L_E、L_D进行阻挡最小化。因此，在组装期间，面板102滑动就位。在此过程中，面板102可以楔入到间隔件300之间以提供摩擦配合。在一些实施例中，沿面板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，该间隔件限制沿平面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使部件对准。间隔件300可以通过诸如螺钉、夹子、闩锁、钩子和/或胶黏剂的任何合适的紧固件安装到面板102。另外或替代地，间隔件300可以沿面板的边缘122被挤出。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触摸表面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以保护例如光发射器106a和探测器106b的部件。叠覆部分304覆盖面板102的边缘122和间隔件300。

为了帮助面板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在基板110上方延伸并突出。这样，由面板102经受的振动不会致使面板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。

相似地，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还借助于第二表面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置靠在突出的肩部部分(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可以旋拧到壳体118中的孔中以及间隔件300中的盲孔中。间隔件300可以通过诸如夹子、闩锁、钩子的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旋拧穿过间隔件300的开孔并进入面板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，并且沿平面P_B-P_B纵向地延伸，以增加边缘122和间隔件300的第一表面302之间的机械接合。

图3示出了基板110被定位在间隔件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在间隔件300之间不具有任何机械接合。在这种情况下，虽然未示出，但是基板110可以直接与壳体118的内表面306相邻并邻接壳体118的内表面306。

在一些实施例中，基板110的孔316是穿过基板110钻出的开孔。在其他实施例中，孔316是槽(未示出)，其中，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，使得在间隔件300和基板110之间不发生相对移动。这样，如果间隔件300经受移动，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。因此，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所示的间隔件300安装在光发射器106a和探测器106b下方。

转到图4，将不讨论另一实施例。图4是沿平面P_C截取的触摸感测设备的横截面示意侧视图。除了触摸感测设备100的一些部件的取向、形状和位置已经改变之外，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中示出的实施例所讨论的所有特征也可适用于参考图4示出的实施例。

多个光发射器106a和探测器106b定位于面板102的下方。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。

与先前的实施例相似，间隔件300被机械地联接在面板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在两个不同的方向上的移动。实际上，如图4所示，间隔件300限制面板102沿平面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可包括与触摸表面104接合的另一个相似的唇缘(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。

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，摩擦或前述紧固件选项用于使间隔件300相对于壳体118保持固定。

从图4中可以看出，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，使得间隔件300不阻挡光。替代地，间隔件300可包括孔或透明元件，以允许光束穿过间隔件300的中部。

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可以是可弹性变形的。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，例如橡胶、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。

现在将参考图8描述触摸感测设备100的制造方法。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，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图8所示的步骤。例如，可选地，可以在将壳体118附接到面板102之前将间隔件300安装到壳体118或面板102。

触摸感测设备100的部件的组装中存在的问题之一是可能遗漏或不正确地安装一个或多个部件。诸如前述间隔件的一些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，但由于部件丢失，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或未正确安装的部件。

在一些实施例中，提供了操作触摸感测设备100的方法，以用于检查如先前相对于上述实施例所述的诸如间隔件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、取向而确定的。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，该掩模可以在制造中的质量控制阶段期间用于检查每个触摸感测设备的间隔件300的取向的正确安装。虽然参考图5至图7描述的实施例可适用于间隔件300，但该方法可用于检查可围绕面板102的周界108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、垫片、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的安装位置几毫米处。这意味着围绕面板102的周界108的间隔件300的图案与间隔件300的预定图案不同。

现在将参考图6描述用于检查挡光部件的安装的触摸感测设备100。图6示出了如图5中由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，该基板安装在壳体118上并邻接壳体118。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。第一感兴趣区域被限定为角度范围，该角度范围在θ(theta)(θ是光与面板102的平面P_A-P_A的法线N-N之间的角度)知(是光与面板102的边缘122的且在面板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的顶部行进的所发射的光L_E和所探测的光L_D，系统被配置成根据该选择导出触摸信号。该范围可以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θ在40°到90°之间但优选地在50°到75°之间、并且在±75°的范围内的光的第一感兴趣区域600。这样，如图6所示，第一个感兴趣区域600的的总角度为150°。

图6还示出了较大的第二感兴趣区域606，该第二感兴趣区域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表示在与第一感兴趣区域600中的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的的范围是±80°。这样，如图6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，由于探测的信号中的错误，不使用75°至80°之间的直。然而，在组装和质量控制期间使用75°至80°之间的的范围是可接受的，以用于检查沿面板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可以在两种模式中的一种模式下操作：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总是在一种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的模式中，总是可以探测到围绕面板102的周界108可安装的挡光部件300。

如图6所示，触摸感测系统610可以包括被连接成选择性地控制或调制光发射器106a的激活的激活控制器608，并且可能包括触摸控制器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还可以被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，发射器106a和/或探测器106b可以按顺序或同时被激活，例如，如WO2010/064983中所公开的那样。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中的软件实现并且由处理单元执行。

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，该显示控制器被配置成基于来自主控制器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。

如本文所用，“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-cavitysurface-emitting laser，VCSEL)、发光二极管(1ight-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可以被配置成处理投影信号，以便确定触摸物体的特性，诸如位置(例如在x、y坐标系中)、形状或区域。该确定可以包含例如如US7432893和WO2010/015408所公开的基于衰减探测线的直接三角测量或包括更高级的处理以重建衰减值的分布。可以例如通过基于投影信号值的任何图像重建算法来生产衰减图案，该图像重建算法包括诸如滤波反投影、基于FFT的算法、代数重建法(Algebraic Reconstruction Technique，ART)、联合代数重建法(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique，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/或通过诸如贝叶斯反演的统计方法生成衰减图案。在WO2009/077962、WO2011/049511、WO2011/139213、WO2012/050510以及WO2013/062471中发现了被设计成在触摸确定中使用的这种重建函数的示例，所有这些文献都通过引用并入本文。

现在将参考图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处所探测的光接收来自触摸控制器612的信号。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将防止由光发射器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所阻挡的光的分布。

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(未示出)上被执行。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并测试触摸感测设备100。用户终端可以经由有线或无线连接连接性地联接到触摸感测设备100。用户终端被配置成接收来自主控制器618、触摸控制器612和/或激活控制器608的信号。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可以自我测试和自我诊断，并且触摸感测设备是用于其自身的测试设备。虽然可以在主控制器618、用户终端或主控制器与用户终端的组合上执行该方法，但是为了简便起见，将参考主控制器618描述该方法。

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

一旦如步骤704所示主控制器618已经确定由挡光部件阻挡的光的分布，则如步骤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的被探测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远程存储在例如用户终端上。预定的部件挡光图案将取决于待安装的期望部件的数量、尺寸、分布以及取向。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中探测到每个间隔件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。挡光图案可以根据触摸感测设备100的型号和尺寸而不同。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，但该挡光部件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，则主控制器618可以确定附加的不期望的挡光部件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可以导致所探测的光L_D的减弱或增强。然而，主控制器618可以计算从附加或丢失的部件500和未对准的部件500探测到的光L_D之间的差异。这是因为，当部件500丢失或被添加时在所探测的光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所探测的光L_D中可探测到的差异。

可选地，如果在探测到的被阻挡的光的分布与预定的部件挡光图案之间没有探测到差异，则如步骤712所示的主控制器618确定安装没有错误。如果在触摸感测设备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，该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，该消息可以显示在用户终端上。

在步骤710中，主控制器618可以确定在预定的挡光图案和探测到的挡光图案之间存在差异。在这种情况下，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错误的类型，诸如部件的遗漏、不期望的部件的添加和/或部件的未对准。

如由步骤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化机器人元件，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。该警报是对用户的视觉指示、听觉指示或其他指示，以指示特定的触摸感测设备100存在组装错误。该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/或显示在用户终端上(如步骤716所示)。

在一些实施例中，触摸感测设备100可以可选地被配置成在使用第一感兴趣区域600的第一模式和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被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，则如步骤726所示主控制器618在具有第二感兴趣区域606的第二模式下操作触摸感应设备100。如果主控制器618没有探测到组装信号，则如步骤728所示主控制器在具有第一感兴趣区域600的第一模式下操作触摸感应设备100。例如，一旦触摸感测设备离开工厂，则触摸感测设备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总是在一种使用第二感兴趣区域606的模式下操作，在该使用第二感兴趣区域的模式下总是可以探测到可围绕面板102的周界108安装的挡光部件300。在这种情况下，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中的区域602、604中的挡光部件300引起的探测事件。

在另一实施例中，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。

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

Claims (17)

1.一种操作触摸感测设备的方法，所述触摸感测设备包括限定触摸表面的面板、沿所述面板的周界布置的多个光发射器和探测器，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，所述方法包括：

由至少一个光发射器发射光束；

在一个或多个探测器处探测所发射的光；以及

确定在所述至少一个光发射器和所述一个或多个探测器之间被至少一个安装在所述触摸感测设备上的挡光部件阻挡的光的分布。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个挡光部件是至少一个间隔件，所述至少一个间隔件安装在所述面板和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。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法包括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。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括根据挡光部件在所述触摸感测设备上的预定分布生成被阻挡的光的预定分布。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法包括确定所确定的被阻挡的光的分布与预定的部件挡光图案之间的差异。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法包括基于所确定的差异生成部件安装错误信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法包括基于所述部件安装错误信息生成警报。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法包括将所述警报显示在连接性地联接到所述触摸感测设备的显示单元上。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述方法包括将所述警报显示在连接性地联接到所述触摸感测设备的终端上。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述方法包括根据所述警报而围绕所述面板的周界安装附加的挡光部件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括围绕所述面板的周界安装多个挡光部件。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括

在第一模式下操作，在所述第一模式下，由至少一个光发射器发射光束并在一个或多个探测器处探测所发射的光的步骤使用第一感兴趣区域，和

在第二模式下操作，在所述第二模式下，由至少一个光发射器发射光束并在一个或多个探测器处探测所发射的光的步骤使用第二感兴趣区域，并且

所述第一感兴趣区域小于所述第二感兴趣区域。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一模式的操作是正常操作模式，并且所述第二模式的操作是针对所述触摸感测设备的组装的检查模式。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，根据安装信号对使第二操作模式工作进行激活。

15.一种非暂时性计算机可读存储介质，所述存储介质用于存储指令，如果所述指令由控制器的处理器执行，则所述指令使所述处理器执行权利要求1至14中任一项所述的方法。

16.一种触摸感测设备，所述触摸感测设备包括：

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；以及

控制器，所述控制器被配置成在第一模式下操作，在所述第一模式下，所述多个光发射器和探测器使用第一感兴趣区域，并且所述控制器被配置成在第二模式下操作，在所述第二模式下，所述多个光发射器和探测器使用第二感兴趣区域，其中，所述第一感兴趣区域小于所述第二个感兴趣区域；

其中，在所述第二模式下而不是在所述第一模式下能够探测到围绕所述面板的周界的至少一个可安装的挡光部件位置。

17.一种用于检查触摸感测设备的部件组装的测试设备，所述触摸感测设备包括限定触摸表面的面板、沿所述面板的周界布置的多个光发射器和探测器、以及壳体，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，所述多个光发射器和探测器安装在所述壳体上；所述测试设备包括：

界面，所述界面用于从所述触摸感测设备接收关于在一个或多个探测器处探测所发射的光的信息；和

处理器，所述处理器用于确定在至少一个光发射器和一个或多个探测器之间被至少一个挡光部件阻挡的光的分布。