CN1599895A - 基底上形成或搁置的显示装置 - Google Patents

Abstract

一种装配到移动电话装置(T)和安装或搁置在基底(2)上的触摸屏装置(1)。触摸屏包括显示单元(3)和多个光脉冲发射单元(4L)及多个光脉冲接收单元(5P)，上述各单元与上述显示单元(3)的边缘有关。光脉冲发射单元(4L)和光脉冲接收单元(5P)邻近上述显示单元(3)定向，上述发射的和接收的光脉冲(40a，40b)的方向与显示单元(3)的平面表面(3a)成直角或至少大体上成直角。触摸屏还包括4个靠近显示表面(3)设置的光脉冲偏转装置(7，8；7′，8′)。

Description

基底上形成或搁置的显示装置

技术领域

本发明一般涉及一种显示装置，该显示装置形成到基底上或由基底支承，而更具体地说，涉及一种适用于移动电话的触摸屏装置，上述触摸屏装置与显示单元一起并围绕该显示单元构建，其外部尺寸与适用于移动电话装置或手机的那些尺寸一致。

下面把触摸屏装置简称之为“触摸屏”。

背景技术

移动电话显示器一般包括LCD单元和有关的键盘，在键盘上按压键激活一个或多个电话功能。

在已知技术方面可以提到的是，在手携式计算机终端方面已经建议使用触摸屏，目的是减小显示器表面的尺寸，其中各选定的功能可以通过借助于指示器将压力施加在相应于所涉及符号的表面部分的表面部分上，经由可见数字或其它符号的媒介来激活。

这种类型的触摸屏或触摸板已经以两个相互平行的塑料板的形式生产了，其中在选定的表面部分内最上面的板的机械驱动产生用于垂直于上述表面部分的电阻测量的条件，其中上述表面部分在触摸屏上的几何位置可以由计算电路借助于所确定的电阻值确定，并以此产生用于与被触摸的符号有关的功能的有效信号。

在这种情况下，采用了一种手持式和手操纵式细长指示器，上述指示器具有可与铅笔或钢笔尖不相上下的尖端，上述细长指示器需要在显示单元选定的表面部分上的物理驱动和加压。

本技术领域还已知的是具有比较大外部尺寸的触摸屏，其中所选定的尺寸和选定的屏幕厚度不太重要且对所选定的应用不构成限制。

例如，在这种应用方面已知，能使触摸屏包括显示单元，所述显示单元采用LCD单元形式，具有在边缘定向和彼此相对的发光单元和光接收单元。

更具体地说，在这种应用情况下，若干发光单元和光接收单元是在显示单元上表面上以两行和两列定向，在上述单元彼此直接相对的情况下，光射线的发射和接收方向在显示单元的上表面的正上方定向和对准

发光电路和光接收电路在这种情况下还相互定坐标并连接到计算单元上，以便根据一个或多个坐标定向的光接收单元的位置估计和计算代表在显示单元上表面上的几何位置的位置，其中相互交叉的光射线被用作指示器的物体遮蔽，上述光接收单元具有旨在指示光存在的有关电路。

已知在后面这种应用情况下是利用食指尖作为指示器，并且在这种特定技术中不要求在上述显示表面部分上的物理驱动或加压，即使这种情况是常见的。

下面所列举的专利公开内容也属于有关使用触摸屏的技术的较早观点，其中发光和光接收单元及食指尖等的作用是激活信号，上述信号相应于在显示表面表面部分上显示的选定的符号。

US-A-4,847,606

该公开示出和介绍了一种控制系统(10)，上述控制系统(10)除了包括液晶的显示板(22)之外，还包括光源(20)和光检测器(36)。

更具体地说，该公开涉及让来自光源的光通过至少一部分液晶显示板并照射到光检测器上。

该系统(10)包括外壳(12)，上述外壳(12)被形成以装配到汽车的仪表板上，上述仪表板包括凹下去的表面部分(14)，并用一种透明材料制成。

外壳部分(18)适合于封装与控制系统(10)有关的元件。

光源(20)以荧光灯的形式示出，并适合于跨过外壳的整个宽度延伸。

光能通过板(22)中的多个“窗口”(24)，并由镜面(26)反射90°。

光然后将通过透明的外壳壁部分(28)，和然后穿过凹下去的表面部分(14)，并在此之后穿过对面的壁部分(32)，以便由镜面(34)反射到光检测器或光接收器(36)上。

该专利公开的图1显示，当指尖(49)放在凹下去的表面(14)内时，多个光射线在限定的区域(48a)内被遮蔽，使得能检测这个区域。

图8示出一种系统，其中各光源和光检测器或光接收器以垂直坐标定向。

US-A-4,880,969

该专利公开介绍和显示一种可编程的触摸屏。

图3和4尤其示出一种光学键盘(12)，上述光学键盘(12)包括适用于IR的光源(32)，光接收器(34)和光学“棱镜”或镜面(36，38)。

在这方面，图3显示，这些镜面(36，38)与窗口表面(22)彼此相对的边缘部分有关。

EP-A1-0 330 767

该公开示出并介绍了一种触摸屏，上述触摸屏适合于产生控制信号，利用上述控制信号可以响应操作者指尖相对于屏幕(1)的移动和位移选定一种功能。

更具体地说，该公开涉及一旦手指或指尖触摸触摸屏立即激活时间电路，其中检测特定的移动方向和特定的移动距离，并响应这些参数激活电子单元等。

触摸屏或触摸板(1)沿着其四边提供有发光二极管(LED)(101-114)和采用光敏晶体管或光电二极管形式的光接收装置(201-214)，如图2所示。

手指或指尖遮蔽在直角坐标系统中定向的一个或多个光束，其中被遮蔽的光接收装置和检测到的遮蔽装置中的变化构成由其估计和起动所希望功能的量。

发明内容

技术问题

当考虑到本特定领域技术人员为了对他/她遇到的一个或多个技术问题提供解决方案所必须作出的技术思考时，可以看出，一方面，需要一开始认识到测量和/或为此必需进行的测量顺序，和另一方面，需要认识到需要什么手段来解决上述问题中的一个或多个。在此基础上，很显然，下面所列举的技术问题与本发明的开发高度相关。

当考虑如上面所提到的较早的技术观点时，可以看出，技术问题在于产生条件的能力，上述条件使移动电话装置或手机能装备触摸屏，上述触摸屏包括与边缘有关的发光单元和相对设置的与边缘有关的光接收单元，加上相关电路，而同时保持上述装置的小外部尺寸，以便当某些光脉冲接收单元不指示接收到所期望的光脉冲时，可以通过计算单元媒介确定几何表面部分和对应于上述表面部分的功能。

另一个技术问题在于产生构造指令的能力，上述构造指令将为以下事实提供条件：减少这种触摸屏所需的空间，和上述屏在移动电话外边界内调整的规划和位移。

另一个技术问题在于借助于简单的手段产生条件的能力，上述条件使得能够在移动电话是电池供电的情况下，通过产生短的光脉冲和通过使得各单元按选定的次序依次激活，能量消耗和功率需求保持很低。

在后面这种应用的情况下，可以看出，技术问题在于允许利用多个脉冲发生电路和多个光脉冲接收单元，上述脉冲发生电路每个都连接到各自的光脉冲发射单元上，而上述光脉冲接收单元每个都连接到各自的脉冲接收电路上，该技术问题还在于通过计算单元确定用户指尖或拇指尖在前表面部分上的几何位置的能力，上述指尖或拇指尖定位，以便遮蔽一个或多个平行的有关光脉冲，并以此指示在一个或多个光脉冲接收单元和与单元有关的脉冲接收电路中没有光脉冲。

当考虑如上所述较早的技术观点时，还可以看出，技术问题在于提供触摸屏中的结构变化，以便能使屏幕比现有技术的屏幕薄得多，以便将上述屏幕直接装配到移动电话上。

另一个技术问题在于提供触摸屏的能力，以此，在上述屏幕的其它外部尺寸方面，有可能产生条件，上述条件使得能够减少移动电话机的外部测量，而不过同时能将显示单元的显示表面的宽度制得比已知移动电话机的显示表面更大。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：允许利用本发明的触摸屏作为不仅是对典型的键盘的替代，而且还是对移动电话的标准显示表面的替代。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：利用采用LCD单元形式的显示单元，以便使每个“键”都能以图形的形式包括在屏幕上，从而当把钢笔，铅笔，手指或指尖放在键显示的同一位置或表面部分上时，激活和产生与上述图形相对应的选定功能和/或应用。

又一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：利用LCD单元，上述LCD单元的上表面可以对于信息传送模式内的不同顺序按照选定的菜单被分配不同的信息承载结构。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：把上述光脉冲发射单元和上述光脉冲接收单元靠近所述显示单元定向，光脉冲的发送和接收方向垂直于，或至少大体上垂直于显示单元的平的上表面。

又一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：将至少2个，通常是4个脉冲偏转装置靠近显示单元和靠近其彼此相对的边缘部分安置。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：利用移动电话印刷电路板作为支承基底，上述移动电话印刷电路板能承载LCD单元等。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性的能力：使基底不仅能支承上述显示单元而且还能支承上述光脉冲发射和光脉冲接收单元，其中上述光脉冲具有的频率是在红外范围(IR范围)内。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：通过连接线等媒介，使上述光脉冲发射单元和上述光脉冲接收单元能连接到包括在上述基底中的相应的脉冲发生电路和脉冲接收电路。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：使得光偏转装置或光脉冲偏转装置包括多个镜单元，上述多个镜单元与移动电话机的外壳配合。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：使得所述光脉冲偏转装置包括4个镜单元，它们的镜面相对于光脉冲从上述有角度的光脉冲发生单元到上述有角度的光脉冲接收单元的传播方向成45°定向。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：使得上述光脉冲偏转装置包括单独的直角等边三侧面和直角棱镜单元，上述棱镜单元具有光脉冲偏转镜面或相应的装置。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：使电路板或印刷电路板能承载电子电路和元件，上述电子电路和元件适合于实施与移动电话机和/或有关的移动电话网络有关的功能。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：使得上述光脉冲发射单元和上述光脉冲接收单元以各行和各列定向，各行和各列相互垂直定向，所述行或列之间的距离只稍微超出对于上述显示单元所选定的尺寸。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和与下列事实相关的优点的能力：使得上述电路板适合于固定到移动电话机整个外壳的一部分上，上述电路板尤其承载上述显示单元，上述光脉冲发射单元，上述光脉冲接收单元和移动电话机功能所必需的固定元件。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：沿着外壳部分中凹进处的隆起的边沿部分固定上述光脉冲偏转装置的边缘，上述外壳部分采用可替换的盖的形式，其中上述边沿和上述边沿部分与透明的保护装置如塑料板配合。

关于多个与侧边有关的光脉冲接收单元及它们有关的脉冲接收电路也指示没有光脉冲的某些情况，另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：使计算单元适合于借助于内部计算电路将该信息解释为意思是指所要找的几何位置将被认为位于代表指示没有光脉冲的上述脉冲接收电路的外部点之间。

关于多个有角度的和与侧边有关的光脉冲接收单元和有关的脉冲接收电路同时指示没有光脉冲的某些情况，另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：使计算单元适合于借助于内部计算电路将该信息解释为意思是指所要找的几何位置将被认为位于代表指示没有光脉冲的上述脉冲接收电路的各外部点之间。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：使得上述光脉冲发射单元经由有关脉冲发生电路媒介，顺序地或者按以预定次序的选定位置激活，以及使得相应的光脉冲接收单元和它们的脉冲接收电路也按上述预定的次序激活。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：使多个光脉冲发射单元适合于在选定的时间间隔内连续地发射光脉冲，以及使一个光脉冲接收单元适合于通过它的脉冲接收电路激活，以便在上述选定的时间间隔内接收预期的光脉冲，并以此允许登记发生的光脉冲和/或遮蔽的光脉冲或没有光脉冲。

另一个技术问题在于认识到下列事实的重要性和通过下列事实提供的优点的能力：调整多个光脉冲接收电路，以便在上述时间间隔内可以连续地接收从一个光脉冲发射单元所发射的光脉冲，以及调整光脉冲接收单元，以便在上述选定的时间间隔内通过脉冲接收电路所述单元将工作，用于接收预期的光脉冲，并以此允许登记发生的光脉冲和/或遮蔽的光脉冲或没有光脉冲。

解决方案

本发明采用如上所述的已知技术作为它的起点，并以触摸屏装置为基础，上述触摸屏装置构建在或搁置在支承的基底上，并且适合用于移动电话装置或移动电话机，并借助已知显示单元包括在装置内。

为了解决直接与移动电话装置或移动电话机有关的上述技术问题的一个或多个，本发明提出利用一种装置，所述装置原则上按照其它技术领域内所用的和所提出的来构建，上述装置包括多个光脉冲发射单元，加上多个相对设置的光脉冲接收单元，上述两种单元都与上述移动电话显示单元的边缘有关。

各光脉冲发射单元适合于通过有关的脉冲发生电路，在显示单元的上表面上，将各光脉冲顺序地短距离发送，上述上表面显示图形，如成行的和成列的用几何学方法设置的符号，如字母，数字和/或相应的图形。

光脉冲接收单元适合于顺序地接收光脉冲，并且脉冲接收电路和脉冲发射电路的每一个都是定坐标的并且连接到计算单元上。

计算单元将包括计算电路，其作用是根据应该指示光脉冲存在的一个或多个坐标定向的光脉冲接收单元及它们有关的脉冲接收电路的位置，估计代表显示单元上表面上光射线如交叉的光射线被指示器如用户拇指的前表面部分遮蔽的几何位置的位置。

通过所提出的都在本发明的范围之内的实施例，尤其是建议，上述光脉冲发射单元和上述光脉冲接收单元都邻近上述显示单元定向，光脉冲发射方向和光脉冲接收方向都与显示单元的平面上表面成直角或至少大体上成直角。

另外提出的是利用多个光脉冲偏转装置如4个装置，上述多个光脉冲偏转装置靠近显示单元定向，并且作用是使相互交叉的光脉冲平行横跨显示单元的上表面通过。

通过所提出的都在本发明的构思范围之内的实施例，还建议，支承的基底包括移动电话机的电路板或印刷电路板。

除了承载显示单元之外，基底还适合于承载上述光脉冲发射单元和光脉冲接收单元。

各光脉冲发射单元和光脉冲接收单元都通过连接线等连接到在支承的基底上定坐标的上述脉冲发生电路和上述脉冲接收电路上。

每个光脉冲偏转装置都可以包括由外壳承载的镜单元或镜部分，以便提供相应的效果。

各光脉冲偏转装置可以包括镜单元，上述镜单元都具有镜面或外壳承载的镜面，上述镜面或外壳承载的镜面相对于由上述光脉冲发射单元向上述光脉冲接收单元发射的光脉冲的传播方向成45°定向。

光脉冲偏转装置还可以包括直角等边、三个侧面的和直角式棱镜单元。

用作基底的电路板或印刷电路板，还可以支承适合于实施与移动电话机有关的功能的电子电路和元件。

光脉冲发射单元和光脉冲接收单元成两行和两列定向，两行和两列相互垂直定向，所述各行和各列之间的距离只稍微超过上述显示单元的相应尺寸。

还建议，电路板或印刷电路板适合于使其能固定到移动电话机的外壳部分上，上述电路板或印刷电路板尤其包括显示单元，光脉冲发射单元，光脉冲接收单元，及实施移动电话机正常功能所必需的固定元件。

各光脉冲偏转装置沿着可替换的盖或罩的隆起边沿固定，边缘定向，上述边沿或上述边沿的一些部分，与透明保护装置如塑料或玻璃板配合，并支承上述透明保护装置。

按照本发明还建议提供条件，由此当多个与侧边有关的光脉冲接收单元及它们有关的脉冲接收电路同时指示没有光脉冲时，计算单元将借助于内部计算电路，把这个信息解释为指示所要找的几何位置将被认为位于代表作为没有光脉冲的指示的所述光脉冲接收单元的点处或之间。

关于多个有角度的和与侧边有关的光脉冲接收单元及它们有关的脉冲接收电路同时指示没有光脉冲的情况，计算单元借助于内部计算电路起作用以把这个信息解释成意思是指所要找的几何位置将被认为位于代表指示没有光脉冲的所述光脉冲接收单元的一点处或多点之间。

还建议，当上述各光脉冲发射单元通过有关的脉冲发生电路，顺序地或者按预定的次序选择性地定位来激活时，相应的各脉冲接收电路也将能按同样的预定次序激活。

多个光脉冲发射单元可以适合于在选定的时间间隔内借助于上述脉冲发生电路连续地发射光脉冲，其中一个光脉冲接收单元适合于激活，以便在上述选定的时间间隔内接收预料的光脉冲，并以此允许通过有关的脉冲接收电路媒介登记发生的光脉冲和/或遮蔽的光脉冲或没有光脉冲。

多个光脉冲接收单元可以适合于在选定的时间周期内连续地接收从一个光脉冲发射单元发射的光脉冲，其中每个光脉冲接收单元都适合于通过有关的脉冲接收电路激活，以便在上述选定的时间间隔内接收光脉冲，并以此允许登记发生的光脉冲和遮蔽的光脉冲和/或没有光脉冲。

优点

主要是本发明特点的和所述本发明特别重要特点的那些优点，在于产生条件，上述条件使得能够在引言中所述技术的基础上形成一种用于移动电话装置或移动电话机的触摸屏装置，其中靠近有关光脉冲偏转装置的与边缘有关的光脉冲反射单元和光脉冲接收单元，可以邻近显示单元或LCD单元的边缘表面安装，以及而且，触摸屏可以由此给出一种特别薄的设计，同时具有低的能量消耗和有限的功率输入。

更具体地说，本发明使得有可能清楚地估计借助于拇指的前表面部分在小显示表面的小的选定表面部分，上述表面部分覆盖大大超过小的选定表面部分的表面部分。

本发明的主要特征在所附权利要求1的特征部分中陈述。

附图说明

现在将通过实例和参照附图更详细说明目前优选并包括本发明重要特征的实施例，其中：

图1是按照本发明构建并安放在移动电话机中的触摸屏的分解立体图；

图2用侧视图和沿图1中线II-II所作的剖视图示出移动电话机和触摸屏装置；

图3是按照图2的剖视图，并示出搁置在显示单元上表面上的、用于遮蔽光脉冲的窄指示器；

图4示出所用的光脉冲发射和光脉冲接收单元，通过属于上述单元的脉冲发生电路和脉冲接收电路的媒介脉冲形激活的实例；

图5是利用按照本发明所述的触摸屏的移动电话机的水平视图，并示出定位成搁置在显示单元表面部分上的窄指示器，上述相应于图形符号的部分采用数字“3”形式；

图6是平面显示单元的示意图，上述平面显示单元被设置在直角坐标中的多个光脉冲发射和光脉冲接收单元包围，其中示出规定好的几何点，以便对于两个相互垂直的光脉冲接收单元给出明显的脉冲遮蔽或没有光脉冲；

图7示出一个实施例，其中大的和分散的几何点对至少两个成直角和成对定向的光脉冲接收单元产生脉冲遮蔽；

图8示出用于估计适用于几何点的几何位置的可选实施例；

图9示出图6中所表示的原理用于激活“键”或“按钮”的实际应用；及

图10示出图6中所表示的原理用于激活另一个键或按钮以激活移动电话功能的另一种实际应用。

具体实施方式

一开始指出，在下面目前优选的实施例的、包括本发明的重要特征的并在附图中示出的说明中，为了更清楚地说明本发明的观点，采用专用的术语。

然而，应该注意，此处选定的表达法不应看作是仅限于说明中所用的选定术语，而应把每个选定的术语解释为还包括以相同或至少基本上相同的方式起作用，以便达到相同或基本上相同的目的和/或技术效果的所有技术等效物。

因此图1示意示出本发明的一个实施例和一个应用，上述图总体上体现了下面更详细说明的实施例的重要特性。

因此，图1是移动电话装置T的立体分解图，移动电话装置T的外壳部分10，11封装触摸屏装置1，触摸屏装置1搁置在支承的“基底”2上，等等。

所示实施例的支承的基底2具有已知设计的印刷电路板或电路板2′的形式。

图1是移动电话装置T的分解图，上述移动电话装置T包括显示单元3和边缘定向的光脉冲发射单元4和相对设置的边缘定向的光脉冲接收单元5，它们沿着上述显示单元3的各个侧边延伸。

尽管未示出，但“基底”2可以包括从显示单元3隆起的边缘，上述显示单元3采用已知LCD单元的形式。

很显然，本发明的基本原理只能至少在激活某些功能方面利用成行的或成列的光脉冲发射单元4和相对设置的成行的或成列的光脉冲接收单元5实施，上述光脉冲发射单元4和光脉冲接收单元5具有各自的有关电路4a和5a。

从下面所示实施例的说明应该理解，属于移动电话T的触摸屏1围绕显示单元3制造，多个光脉冲发射单元4，4′成直角定向，多个光脉冲接收单元5，5′成直角定向，上述各单元与边缘有关，并围绕上述搁置在基底2上的显示单元3。

为了简化起见，用于以已知方式驱动LCD单元3的所需的装置和与基底2的连接及所必需的功能都未示出。

发射相互交叉的光脉冲对的单元4，4′适合于通过脉冲发生电路4a，4a′的媒介发射短IR光脉冲。一种这样的IR光脉冲在图2中用标号40标出，此处示出在显示单元3的上表面3a上方很小距离处定向。

图2示出三个光脉冲路径40，41，42，不过为了简化起见，在下面说明中将只说明光脉冲路径40。

上表面3a将能以已知方式显示多个图形符号。

在所示的实施例中，选定这种图形显示以遵循移动电话装置T的选定的菜单。

尽管这些图形符号在所示实施例情况下示出包括成行和成列定向的数字(图5)，但应该理解，可能使得采用LCD单元形式的显示单元3显示多个其它的符号，如数字/字母，词，句子或相应的图形符号，这取决于所选定的菜单。

图6示意示出多个以直角定向定坐标的脉冲接收电路5a，5a′，上述电路适合于接收来自由光脉冲接收单元5，5′所检测的光脉冲的信号，上述各单元在一列中标示为5S，5R，5Q......5J，5I，而在一行中标示为5′A，5′B，......5′G，5′H。

多个以直角定向的脉冲发射单元4，4′适合于通过控制从定坐标的脉冲发生电路4a，4a′发射光脉冲，上述与列有关的脉冲发射单元4标示为4I，4J，4K......4R，4S，而与行有关的单元4′标示为4′H，4′G，4′F......4′B，4′A。

脉冲接收电路5a，5a′属于已知种类，并且每个电路都适合于产生与光脉冲相对应的电流脉冲或电压脉冲，上述光脉冲被相应的光脉冲接收单元5，5′接收，并且将这些脉冲转变成发送到计算单元6的信号信息。

更具体地说，图4中所示的计算单元6作用是按选定的次序激活每个成行定向的单元4′H-4′A和每个成列定向的单元4I-4S，而同时打开相对设置的脉冲接收电路5a′和5a。

这意味着当计算单元6在时隙内激活光脉冲发射单元4P时，计算单元6将期望上述光脉冲在同一时隙内被光脉冲接收单元5L检测。

在这种情况下，计算单元6使得有关的计算电路如电路6a采取不工作状态。

另一方面，如果所期望的光脉冲未能到达，比如被指示器9遮蔽，则计算电路6a激活。

因此计算单元6包括多个计算电路，其中计算电路6a适合于使得能够根据一个或多个坐标定向的与光脉冲接收列有关的单元5S-5I的位置和行(或列)，估计点P1及其有关行的几何位置，上述单元5S-5I的其中之一在图6中标示为5P，所述单元5P与电路5a有关，并以其通过在导线6d上产生的与功能有关的输出信号，激活对应于选定菜单中这个位置的功能。

当然，这种输出信号比仅仅一个输出信号更复杂。尽管这样，为了简化起见，输出信号未示出。

在计算电路6a中所实施的计算可以更精确地实施，以便能够确定点P1选定几何位置的两个坐标。这种计算通过还考虑到光脉冲接收单元5′C，以光脉冲接收单元5′C的定向及其与电路5a′C的连接为基础，上述光脉冲接收单元5′C不接收光脉冲，或者指示光脉冲不足，实际上意味着单元5′C和5P二者都被一个指示器9所遮蔽，上述指示器9安放在点或表面部分P1处。

计算单元6包括另一个计算电路6b，上述计算电路6b保持考虑分别对坐标4a和4a′内的各个电路的激活和分配的顺序，和分别来自与列有关的单元4I-4S和与行有关的单元4′H-4′A的每一个的光脉冲发射，及分别在坐标5a和5a′内各个电路与发射有关的激活和分别在它们规定时隙内单元5S-5I和5′A-5′H中的每一个的光脉冲的预期接收。

根据有关各单元5S-5I和各单元5′A-5′H其中哪个应该指示在其时隙内存在光脉冲但没有指示出的信息，有可能估计位置，上述位置代表显示单元3的上表面3a上的两维几何位置P1，此处通过各自的电路4aL和4a′F，相互交叉的一方面来自光脉冲发射单元4L的光射线和另一方面来自光脉冲发射单元4′F的光脉冲，被点P1处的狭窄指示器9遮蔽，因而只有与上述电路5aP和5a′C有关的那些光脉冲接收单元5P和5′C被遮蔽，因此它在计算电路6中读出，并引起计算电路6a的激活。

返回到图2，可以看出，光脉冲发射单元如单元4L和光脉冲接收单元如单元5P，将靠近上述显示单元3定向，来自脉冲发射单元和脉冲接收单元的各自光脉冲40a和40b的方向与平面3a′成直角或至少大体上成直角，上述平面3a′定向成与显示单元3的平面上表面3a一致。

本发明还涉及利用至少两对彼此相对的光脉冲偏转装置7，8和7′，8′，实际上是利用4对这种装置，上述各装置按照图2的表示很靠近显示单元3并围绕上述单元的边缘设置。

还可以看出，支承基底2不仅支承显示单元3，而且还支承串联定向的光脉冲发射单元4，4′和串联定向的光脉冲接收单元5，5′，上述串联定向的光脉冲发射单元4，4′和串联定向的光脉冲接收单元5，5′采用多个与行有关的光脉冲发射和相互等同的单元4，4′，和多个行定向的光脉冲接收和相互等同的单元5，5′，该多个与行有关的光脉冲发射和相互等同的单元4，4′，和多个行定向的光脉冲接收和相互等同的单元5，5′采取在显示单元3的两侧相互相等数目的形式，用于直接相互对应。

支承基底2可以包括承载若干分立元件(未示出)的电话电路板2′。

因此基底2不仅适合于在其上集中式支承显示单元3，而且还适合于支承围绕基底所有4个边缘设置的与边缘有关的光脉冲发射单元4，4′和相对设置的光脉冲接收单元5，5′，及还分别支承4个彼此相对的装置7，8和7′，8′。

发射上述相互交叉光脉冲的单元4，4′和上述接收上述相互交叉光脉冲的单元5，5′，可以通过连接线等(未示出)很方便地连接到上述脉冲发生电路4a，4a′和上述脉冲接收电路5a，5a′上，上述各电路可以很方便地固定到电路板2′或者作为元件包括在电路板2′中。

正如从图2可以具体看出的，光脉冲偏转装置7，8每个可包括镜面单元，上述镜面单元具有倾斜的镜面，此处，在这种情况下，上述镜面单元的镜面7″，8″优选的是与分配到光脉冲40a，40b上的垂直传播方向，及与显示单元3上表面3a上的水平传播40方向都成45°角定向。

然而，图2显示，每个光脉冲偏转装置7，8将包括直角等边和三侧面及直角棱镜形单元，此处上述棱镜单元的各自镜面7″和8″将得到在引言部分中所公开的定向，并沿着单元4，4′和5，5′的两个行和两个列延伸。

电路板2′还可以承载适合于实施与移动电话机和电话网络有关的功能的电子电路和元件，上述移动电话机连接到上述电话网络上。

图1和6显示，上述光脉冲发射单元4是列定向的和上述各光脉冲接收单元5也是列定向的，及各光脉冲发射单元4′和各光脉冲接收单元5′是行定向的并与上述各列成直角延伸。

因此，上述单元直接以具有其间直角定向的相对的列和行，以在上述各行和列之间的只稍微超出显示单元3的尺寸的距离定向，如在图2中显而易见的。

如图2所示，各光脉冲发射单元如单元4L和各光脉冲接收单元如单元5P都设置在显示单元3的两侧上，并十分靠近上述显示单元彼此相对的边缘，以便提供一种紧凑的构造。

正如从图1所看到的，基底2适合于固定到电话机T的第一外壳部分10上，上述第一外壳部分10用于与第二外壳部分11配合，上述基底2采用电路板2′的形式，电路板2′尤其承载显示单元3，光脉冲发射单元4，4′，光脉冲接收单元5，5′，及移动电话机T的功能所必需的固定元件。上述外壳部分的共同配合状态在图2中示出。

具有其各自镜面7″，8″的光脉冲偏转装置7，8，和具有其镜面的光脉冲偏转装置7′，8′，沿着矩形隆起的边缘或边沿11a设置，上述隆起的边缘或边沿11a包括在作为可替换的盖或罩的第二外壳部分11中，此处上述边沿11a能与透明的保护元件11b如塑料板或玻璃板配合，并完全盖住开口，上述透明的保护元件11b设置在显示表面3a的紧上方。

图3更具体地示出本发明所提出的应用，此处假定使指示器9，铅笔，钢笔或食指尖到达位置(P1)，上述位置(P1)相当于按照图6的显示单元3上的位置P1，及由光脉冲发射单元4L所发射的光脉冲40a被指示器的尖端9a遮蔽(40)，因而光脉冲接收单元5P将接收不到任何光脉冲(40b)，并且将通过脉冲接收电路5aP向计算单元6指示在它的分配时隙内没有光脉冲，并使得计算电路6a激活。

按照图6所示，计算单元6因而能确定在一个和相同的时隙内各光脉冲不仅由单元4L发射，而且还由单元4′F发射，及在上述时隙内无论是单元5P还是单元5′C中都没有接收到光脉冲，因而使得能够计算和估计P1的几何二维位置，并因此使得能够通过导线6d将相应的信息发送到电路板2′。

图5是示出图3所示功能的示意平面图，并且还示出用与上面参照狭窄指示器9及其尖端9a所述的相同的方式激活表面部分12。

表面部分12用数字3表示，而显示单元3被分配第一显示表面部分31和第二显示表面部分32，上述第一显示表面部分31用移动电话装置T的键盘表示，上述键盘具有它的键或按钮的行和列，而上述第二显示表面部分32用上述移动电话装置T的显示表面表示。

因此，在一个和同一显示单元3内给第一显示表面部分31和第二显示表面部分32二者定坐标的可能性属于本发明的构思之内。

应该注意，在这方面，参见图7，加有标记的表面部分，如数字表示的表面部分12′，可以滞止并盖住两个或多个光脉冲接收单元，例如单元5′B，5′C，5′D和5′E，和4个光脉冲接收单元5Q，5P，5O和5N分别对着相对的光脉冲发射单元4′G，4′F，4′E，4′D和4K，4L，4M，4N当前工作，及即使所有上述接收器指示在它们各自的时隙内没有与光脉冲有关的信号或遮蔽，也可以得到正确的指示。

在这种情况下，计算单元6能够借助计算电路6C，将周围各单元选出，上述各单元在目前情况下分别是单元5Q，5N和5′B，5′E，并以此按照图7中的黑点标记，通过单元5P，5O和5′C，5′D提供位置P1的更清楚的估计。

图4示出可适用于光脉冲的时间方式分布的脉冲平面图，上述平面图适合于节约能量和增加密度和光强度。

由于这种脉冲结构的结果，光脉冲发射和有角度的单元4和4′其中每一个都将分别仅驱动短的时间期间并在分配的时隙内驱动。

在其中驱动光脉冲发射单元如单元4L的短时隙t0-t1内，计算单元6通过有关的脉冲接收电路5aP，确定光脉冲是否已在相对设置的接收器5P上被接收。用于上述估计的时间点标为t1。

紧接着已读出接收器5P的状态之后，所涉及的光脉冲发射单元4L在时隙t0-t1的结束处消除。

通过瞬时增加每个所选定的光脉冲发射单元4，4′的亮度，可以抑制可能由环境光所产生的干扰。

因此，如由图6结合图7所看到的，就两个或多个与侧边有关的光脉冲接收单元5Q，5P，5O，5N和有关的脉冲接收电路同时指示没有光脉冲的情况而论，计算单元6借助于内部计算电路如电路6C起作用，以便把这个信息解释成意思是指所要找的几何位置P1将被认为设置在各点之间，或者包括最合适的点，上述最合适的点通过上述相应的脉冲接收电路表示。

因此，图4显示，每个光脉冲发射单元将只在短时隙或脉冲时间比如10μs之内点火，电流高于1A，随后停歇到时间点t2，上述时间点t2可以被采用为选定的脉冲时间t0-t1的100倍以上。

在图4中还示出，用于单元4L的发射时间或时隙t0-t1稍微在单元5P的激活的接收时间(t1)之前一点点开始(t0)，和使空闲时间t1-t3在其时隙内激活相邻单元4K之前过去，激活相邻单元4K后单元5Q立即被激活。

以上所述也适用于单元4J和单元5R及还有其余的单元，后面的这些单元在图4未示出。

为了节约能量，可以选择较低的空闲时间频率(t0-t2)，并且只用一个单元4L。当光脉冲中断时，显示单元3通过电路62按照图4的脉冲平面图被激活。

各光脉冲发射单元通过有关的脉冲发生电路4a，4a′，依次按连续的次序激活，或者按预定的次序选择性地定位，并且相应的光脉冲检测单元5，5′也可以通过电路5a，5a′按上述预定的次序激活。

图8显示，标有4J，4K和4L的多个光脉冲发射单元，适合于在选定的时间间隔内和各自的时隙内发送光脉冲，并且只有一个光脉冲接收单元5R适合于在这方面被激活，以便使预料或预期的光脉冲能在上述选定的时间间隔内及上述时隙内被接收，并以此允许登记发生的光脉冲和遮蔽的光脉冲，以便使得能够估计更分散的点如点P1的几何位置。

尽管未示出，但是很显然，多个光脉冲接收单元5P，5Q，5R可以适合于在选定的时间间隔内连续地接收在各时隙中从仅仅一个光脉冲发射单元例如单元4L发射的多个光脉冲，并使各光脉冲接收单元适合被激活，以便在上述选定的时间间隔内接收预料的光脉冲，并因此使得能够登记发生的光脉冲和遮蔽的光脉冲。

图9示出一种用于激活图6所示的“键”或“按钮”的原理的更现实和实际的应用。

图10示出图6中所示的原理的另一种实际应用，用于激活另一个键或按钮以驱动另一个移动电话功能。

在这种情况下，带有其上表面3a的显示单元3由用户拇指的表面部分，即向内面向用户手掌的拇指表面驱动，上述表面因此盖住上表面3a的大部分表面部分。

在这方面，图9显示拇指90的表面部分将遮蔽与列有关的单元5R，5Q，5P和5O及另外与行有关的单元5′C，5′E，5′G，并且计算电路6C起作用以从这种遮蔽的光脉冲模式确定已经驱动的键或按钮(8)。

在这方面，图10显示，拇指90的表面部分将遮蔽与列有关的单元5S，5R和5Q及另外与行有关的单元5′D--5′H，并且计算电路6e适合于从遮蔽的光脉冲模式确定哪个按钮或键(6)已经被驱动。

本发明参照发送IR范围内的短波长光脉冲作了说明。

脉冲技术使得能够借助于计算电路6f产生较强或较弱的信号，以便使能量消耗和功率输出能适合特定的周围环境，如日光或暗的周围环境。

由于光脉冲发射单元4，4′在短期时隙内点火，所以这些单元可以对较高的光亮度过载而不被破坏。

在按照本发明所述构造的触摸屏1情况下，仅测量光学定位P1(没有压力要求)，因而使得能够在计算电路6g中确定拇指沿着显示单元3上表面3a的移动，如确定符号或激活一种电话功能。

例如，拇指90可以朝从右向左方向移动，以便激活“结束/关闭”功能。

所提出的技术提供绝对定位。这排除了校准单元的需要。

通过设置将被估计为测得的位置P1的条件，该技术可以很容易在小显示器(限于上述表面)作为键盘的情况下应用。

由于在显示单元3上不需要功能元件，所以可以使用一种常规的塑料盖，上述塑料盖当划伤时可以更换。

计算单元6C不需要一定适合于计算指示器如拇指90的中心。它可以随时便于允许读出覆盖的表面部分最外面边缘。

正如从图9可明显看出的，位置P1的定向可以由指示光脉冲的单元5′B和5′H得到，因而在这方面最可能考虑单元5′E。

位置P1可以由下述事实得到，即单元5O不指示光脉冲，但单元5N指示光脉冲。

这解释为意思是指位于一相应高度处的键或按钮(8)将激活。

相应地，图10显示，位置P1的定向可以通过确定与行有关的单元5′D--5′H和与列有关的单元5S，5R和5Q消失来确定。

这可以由计算单元6c解释为意思是指位于一行上或一高度下的键或按钮(6)将被激活。

计算单元6还提供在不工作状态和工作状态之间的切换，其中不工作状态提供约10Hz的光脉冲频率，而工作状态提供5-20μs的时隙。

时间电路6h在这些状态或功能之间提供自动切换，以便在工作状态之后等待时间为2-5sec的情况下和没有任何驱动时实施到不工作状态的切换。

应该理解，本发明不限于其上述示例性实施例，并且在所附权利要求书所说明的发明构思的范围内可以进行修改。

Claims (17)

1.一种触摸屏，所述触摸屏构建到或搁置在基底上，并适用于包括显示单元(3)的移动电话装置或移动电话机，其特征在于：多个光脉冲发射单元(4L)和多个光脉冲接收单元(5P)与上述显示单元(3)的边缘有关，其中上述光脉冲发射单元(4L)适合于通过脉冲发生电路媒介，连续地或者成组地通过上述显示单元上表面(3a)上的一段距离发送光脉冲(40)，其中上述上表面能以成行和成列的图形符号如字母、数字和/或相应图形显示；以及上述光脉冲接收单元(5P)适合于通过脉冲接收电路，连续地或者成组地接收上述光脉冲，其中脉冲发生电路和脉冲接收电路中的每一个都以一种定坐标的方式连接到计算单元(6)上，其中上述计算单元分配有计算电路(6a)，上述计算电路起作用以根据一个或多个光脉冲接收单元(5P)的位置，估计代表显示单元上表面(3a)上的几何位置的位置，光脉冲接收单元(5P)包括有关的脉冲接收电路(5aP)，并且坐标定向，其中上述脉冲接收电路被预期指示光脉冲的存在但没有指示，以此使得位置能够代表在显示单元的上表面(3a)上光脉冲被指示器(9)遮蔽的几何位置并产生相应的信号(6d)。

2.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：各光脉冲发射单元(4L)和光脉冲接收单元(5P)邻近上述显示单元(3)定向，以便在垂直于或至少大体上垂直于显示单元(3)的平面表面(3a)的方向上发送和接收光脉冲(40a，40b)；以及彼此相对的光脉冲偏转装置(7，8)靠近显示单元(3)安放。

3.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：上述基底包括适合于移动电话装置的电路板或印刷电路板。

4.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：上述基底适合于除了承载上述显示单元之外，还承载上述光脉冲发射和光脉冲接收单元。

5.按照权利要求3所述的触摸屏，其特征在于：上述光脉冲发射单元和上述光脉冲接收单元通过连接线或相应装置连接到脉冲发生电路和连接到脉冲接收电路。

6.按照权利要求2所述的触摸屏，其特征在于：上述光脉冲偏转装置包括多个镜单元或多个镜面。

7.按照权利要求2或6所述的触摸屏，其特征在于：上述光脉冲偏转装置包括4个镜单元，上述镜单元具有与来自上述光脉冲发射单元的光脉冲传播方向成45°定向的镜面。

8.按照权利要求2所述的触摸屏，其特征在于：上述光脉冲偏转装置包括至少一个直角等边的三个侧面的和直角棱镜形单元。

9.按照权利要求3所述的触摸屏，其特征在于：上述电路板或印刷电路板还包括适合于实施与移动电话装置有关的功能的电子电路和元件。

10.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：上述光脉冲发射单元和上述光脉冲接收单元以相对的行和列及成相互垂直的方向定向，其中上述各单元之间的距离仅稍微超过分配给上述显示单元的尺寸。

11.按照权利要求3所述的触摸屏，其特征在于：尤其包括上述显示单元，光脉冲发射单元，光脉冲接收单元和上述移动电话装置所需的固定元件的上述电路板或印刷电路板，适合于固定到电话外壳部分上。

12.按照权利要求2所述的触摸屏，其特征在于：4个光脉冲偏转装置沿着隆起的边沿边缘设置，用于与可替换的盖或罩配合，其中上述隆起的边沿与透明的保护元件配合，该透明的保护元件如塑料或玻璃板。

13.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：在两个或多个与侧边有关的光脉冲接收单元及其有关的脉冲接收电路同时指示没有预期光脉冲的条件情况下，计算单元起作用以借助于内部计算电路，把该信息解释为意思是指所要找的几何位置将被认为是位于代表上述脉冲接收电路的点等之间。

14.按照权利要求13所述的触摸屏，其特征在于：当两个或多个有角度的并与侧边有关的具有其有关的脉冲接收电路的光脉冲接收单元，同时指示没有光脉冲时，计算单元起作用以借助于内部计算电路，把该信息解释为意思是指所要找的二维几何位置将被认为是位于代表上述脉冲接收电路的点等之间。

15.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：上述光脉冲发射单元是通过有关的脉冲发生电路顺序地激活的，或者是按预定的次序并在选定时隙中选择性地定位的，以及相应的脉冲检测电路也可按上述预定的次序并在上述选定的时隙内激活。

16.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：多个光脉冲发射单元适合于在选定的时间间隔内并借助于上述脉冲发生电路连续地发送光脉冲；以及一个光脉冲接收单元适合于在上述选定的时间间隔内激活，以便接收预期的光脉冲，并以此允许通过有关的脉冲接收电路登记发生光脉冲和/或没有光脉冲。

17.按照权利要求1所述的触摸屏，其特征在于：多个光脉冲接收单元起作用以在选定的时间间隔内连续地接收从光脉冲发射单元发射的光脉冲；以及上述光脉冲接收单元的每一个适合于通过有关的接收电路激活，以便在上述选定的时间间隔内接收预期的光脉冲，并以此允许登记发生光脉冲和/或没有光脉冲。

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