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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2007-0124168, eingereicht am 3. Dezember 2007, welche durch Bezugnahme vollinhaltlich hierin aufgenommen wird.
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Die Erfindung betrifft eine Berührungspaneel(touch panel)-Anzeigeeinrichtung und insbesondere eine Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung, die in der Lage ist, Stromverbrauch und Herstellungskosten durch Reduzieren der Anzahl von Bildsensoren und Infrarotlicht emittierenden Dioden zu verringern, und in der Lage ist, die Berührungsempfindlichkeit zu verbessern, sogar wenn eine Anzeigeenrichtung eine große Baugröße aufweist.
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Mit der weitverbreiteten Nutzung von Computern zur Datenverarbeitung müssen Benutzer zunehmend mehr Daten in Datenverarbeitungseinheiten, wie beispielsweise Arbeitsstationen (Work stations), Personalcomputer (Personal Computer), usw. eingeben, oder benötigen Datenverarbeitung (zum Beispiel Datenkonvertierung) bei der Benutzung von Datenverarbeitungseinheiten. Diverse Anwendungsprogramme können in den jüngst entwickelten Datenverarbeitungseinheiten eingesetzt werden und komplexe Datenverarbeitung kann durch Kombinieren der Anwendungsprogramme erreicht werden.
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Es ist allerdings sehr schwierig, die Datenverarbeitungseinheiten zu bedienen. Speziell Personen, die wenig Wissen über Computer aufweisen, haben beträchtliche Schwierigkeiten beim Umgang mit Daten, die auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt werden. In diesem Zusammenhang hat sich der Bedarf nach einem verbesserten Gerät, welches sogar Personen, die wenig Wissen über Computer aufweisen, einen leichten Umgang mit den angezeigten Daten ermöglicht, erhöht.
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Im Allgemeinen muss ein Bediener, um die auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Daten zu bearbeiten, einen Befehl zum Verarbeiten der Daten unter Verwendung einer Tastatur oder einer Maus eingeben, oder der Bediener muss einen Befehl zum Auswählen eines auf der Anzeigeeinrichtung angezeigten Symbols (Icon; Darstellung eines Programms, einer Datei, eines Verzeichnisses oder eines Geräts) unter Verwendung einer Tastatur oder einer Maus eingeben, um eine gewünschte Funktion auszuführen. Da es allerdings mühevoll ist, einen gewünschten Befehl unter Verwendung einer Tastatur oder einer Maus und eines Symbols einzugeben, kann ein Benutzer, der wenig Wissen über Computer hat, sogar beim Verwenden von einer Tastatur oder einer Maus Schwierigkeiten haben.
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In diesem Zusammenhang war es damit notwendig geworden, sogar für einen Benutzer, der wenig Wissen über Computer aufweist und mühelos mit einer Einrichtung, wie beispielsweise einer Datenverarbeitungseinheit umgehen möchte, eine Anzeigeeinrichtung, die ein Berührungspaneel aufweist, welches in der Lage ist, Daten mittels nur einer Fingerberührung zu verarbeiten, zu entwickeln.
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Im Allgemeinen ist ein Berührungspaneel einer von verschiedenen Typen des Bildens einer Schnittstelle zwischen Informations- und Kommunikationsgeräten, die eine Anzeigeeinrichtung verwenden, und einem Benutzer. Das Berührungspaneel dient als eine Eingabeeinrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, eine gewünschte Information in die Eingabeeinrichtung durch direktes Berühren eines Bildschirms mit einem Finger oder einem Berührungsstift einzugeben.
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Es gibt zwei repräsentative Typen von Berührungspaneelen, von denen einer eine Berührungspaneel vom resistiven Typ und der andere ein Infrarot-Berührungspaneel ist.
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Ein Berührungspaneel vom resistiven Typ verwendet eine leitfähige Folie und ist derart eingerichtet, dass Chemikalien schichtförmig zwischen einem Glas und einer Dünnschicht angeordnet sind und dass eine dünne Metallplatte an den Seitenflächen in X-Richtung und in Y-Richtung angebracht ist. Wenn elektrischer Strom in solch ein Paneel eingespeist wird, wird ein vorbestimmter elektrischer Widerstand erzeugt. Wenn ein bestimmter Teilbereich des Paneels mit einem Finger oder anderen Objekten berührt wird, reagieren die Chemikalien auf die Berührung und der elektrische Widerstand wird sofort geändert. In der auf den Seitenflächen vorgesehenen Metallplatte werden Positionskoordinaten des mit dem Objekt berührten Teilbereichs aus der Widerstandsänderung gewonnen.
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Ein Infrarot-Berührungspaneel weist eine Infrarot-Erzeugungseinheit zum Ausstrahlen von Infrarotlicht in einer Querstreifen-Form auf ein Bildschirmpaneel und eine Sensoreinheit zum Wahrnehmen des von der Infrarot-Erzeugungseinheit erzeugten Infrarot-Lichts auf. In solch einem Infrarot-Berührungspaneel wird, wenn ein bestimmter Teilbereich des Bildschirmpaneels mit einem Finger oder mit anderen Objekten berührt wird, das den Teilbereich passierende Infrarotlicht unterbrochen. Die Sensoreinheit, beispielsweise ein Bildsensor, erfasst die Unterbrechung des Infrarotlichts und dadurch wird die Positionsinformation des berührten Teilbereichs gewonnen.
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Ein Benutzer berührt nicht unbedingt nur den mittleren Teil des Berührungspaneels, sondern berührt irgendeinen beliebigen Teil des Berührungspaneels. Um die Genauigkeit des Bestimmens einer berührten Position in dem gesamten Bereich des Berührungspaneels zu erhöhen, werden eine Mehrzahl von Infrarot-Erzeugungseinheiten benötigt und demgemäß werden auch eine Mehrzahl von Infrarot-Sensoreinheiten benötigt.
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Ein Beispiel solch einer herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung ist in dem
U.S.-Patent Nr. 6972401 (erteilt am 6. Dezember 2005) offenbart.
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1 ist eine Draufsicht, die eine herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung darstellt, und 2 ist eine Perspektivansicht, die Infrarotlicht emittierende Dioden der herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung darstellt.
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Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. Eine herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1 weist ein Flüssigkristall-Bildschirmmodul, das eine Hintergrundbeleuchtungseinheit (nicht gezeigt) und ein Bildschirmpaneel 58 aufweist, und Berührungssensor-Bauteile 68, die über dem Flüssigkristall-Bildschirmmodul vorgesehen sind, auf.
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Das Bildschirmpaneel 58 des Flüssigkristall-Bildschirmmoduls zeigt ein Bild an und die Hintergrundbeleuchtungseinheit des Flüssigkristall-Bildschirmmoduls liefert Licht zu dem Bildschirmpaneel 58. Die Darstellung der Hintergrundbeleuchtungseinheit ist in den 1 und 2 weggelassen.
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Die Hintergrundbeleuchtungseinheit kann aufweisen eine Mehrzahl von Lichtquellen (nicht gezeigt), so dass Licht zu dem Bildschirmpaneel 58 ausgestrahlt wird, ein Bodengehäuse (nicht gezeigt), mit welchem die Lichtquellen und ein optisches Bauelement zum Leiten des von den Lichtquellen emittierten Lichts zu dem Bildschirmpaneel 58 montiert sind, eine Streuplatte (nicht gezeigt), so dass das von den Lichtquellen emittierte Licht auf die gesamte Oberfläche des Bildschirmpaneels 58 gestreut wird, und eine Mehrzahl über der Streuplatte vorgesehener optischer Folien (nicht gezeigt), um das von der Streuplatte ausgestrahlte Streulicht in eine Richtung senkrecht zu dem Bildschirmpaneel 58 zu leiten.
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In Abhängigkeit von dem Anordnungsaufbau der Lichtquellen zum Liefern von Licht zu dem Bildschirmpaneel 58 wird die Hintergrundbeleuchtungseinheit als ein Kantenlichttyp und ein Direkttyp klassifiziert. Die Hintergrundbeleuchtungseinheit, wie oben beschrieben, ist eine Hintergrundbeleuchtungseinheit vom Direkttyp. Eine Hintergrundbeleuchtungseinheit vom Kantenlichttyp ist derart aufgebaut, dass die Lichtquellen an der Seite der Unterseite des Bildschirmpaneels 58 angeordnet sind. Deshalb wird die Hintergrundbeleuchtungseinheit vom Kantenlichttyp mit einer Lichtleitplatte bereitgestellt, so dass das von den Lichtquellen emittierte Licht zu dem Bildschirmpaneel 58 geleitet wird.
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In der herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1 sind die Berührungssensor-Bauteile 68 zum Erfassen des Infrarotlichts an oberen Ecken des Bildschirmpaneels 58 angeordnet, Rahmen 64 sind so vorgesehen, dass sie entlang der Kanten des Bildschirmpaneels 58 verlaufen, und eine Mehrzahl von Infrarotlicht emittierenden Dioden (IR-LEDs) 66a sind in den Rahmen 64 vorgesehen. Die IR-LEDs 66a emittieren Infrarotlicht zu einer Oberfläche 60 des Bildschirmpaneels 58. Insbesondere sind die IR-LEDs 66a auf einem Substrat 66b angeordnet und in den Rahmen 64 montiert.
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Die herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1 ist so eingerichtet, dass ein Benutzer ein auf dem Bildschirmpaneel 58 angezeigtes Bild betrachten kann und einen vom Benutzer gewünschten Teilbereich des Paneels berühren kann, so dass dadurch Information eingegeben wird. Um dies zu erreichen, sind die Berührungssensor-Bauteile 68 zum Bestimmen der durch einen Benutzer berührten Position an den oberen Ecken des Bildschirmpaneels 58 vorgesehen.
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Das von den in 2 gezeigten IR-LEDs 66a erzeugte Infrarotlicht wird zu der Oberfläche 60 des Bildschirmpaneels 58 über eine Lichtleitplatte 66c, die an der Lichtaustrittsfläche des Rahmens 64 vorgesehen ist, ausgestrahlt. Die Lichtleitplatte 66c dient zum Ausweiten eines Ausstrahlungsbereichs des von den IR-LEDs 66a emittierten Lichts. Die Lichtleitplatte 66c kann im Allgemeinen als eine Folie oder eine Zinse eingerichtet sein.
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Wie in den 2 und 3 gezeigt ist, durchdringt das von den IR-LEDs 66a emittierte Infrarotlicht die Lichtleitplatte 66c, so dass der Ausstrahlungsbereich des Infrarotlichts ausgeweitet wird. Dann wird das Infrarotlicht zu der Oberfläche 60 des Bildschirmpaneels 58 ausgestrahlt. Ein Bezugszeichen 72 in 3 zeigt an, dass der Ausstrahlungsbereich des Infrarotlichts durch die Lichtleitplatte 66c ausgeweitet wird.
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Durch die obige Einrichtung wird das von den IR-LEDs 66a erzeugte Infrarotlicht zu der Oberfläche 60 des Bildschirmpaneels 58 ausgestrahlt. Wenn ein Benutzer ein auf dem Bildschirmpaneel 58 angezeigtes Bild betrachtet und einen bestimmten Teilbereich berührt, auf welchem die gewünschte Information des Benutzers angezeigt wird, wird das auf die mit Bildsensoren ausgestatteten Berührungssensor-Bauteile 68 fallende Infrarotlicht unterbrochen.
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Die in den Berührungssensor-Bauteilen 68 befindlichen Bildsensoren sind mit Infrarot-Passierfiltern (IR-Passierfiltern) versehen, so dass sichtbares Licht blockiert und Infrarotlicht wahrgenommen wird. Wie in 4 gezeigt, wird, wenn ein Benutzer das Paneel nicht berührt, weil das Infrarotlicht auf die Bildsensoren fällt, ein Weißbild eingelesen.
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Wenn ein Benutzer das Berührungspaneel berührt, wird das Infrarotlicht durch einen Finger des Benutzers unterbrochen und dadurch ein Schwarzbild in die Bildsensoren eingelesen.
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Das Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1 analysiert unter Verwendung von Infrarotlicht ein Bild des Objekts, welches das Paneel berührt, üblicherweise unter Verwendung von zwei oder mehr Bildsensoren. Danach werden ein Winkel des Bildes und Koordinaten unter Verwendung eines Triangulationsverfahrens gewonnen und ein den Koordinaten zugeordneter Teilbereich des Bildschirmpaneels 58, das heißt, ein von einem Benutzer berührter Teilbereich des Bildschirmpaneels 58 wird detektiert. Infolgedessen wird eine berührte Position bestimmt.
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Die herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1, die wie oben eingerichtet ist, weist eine Mehrzahl von IR-LEDs 66a auf, um die von einem Benutzer berührte Position genau zu detektieren und die Berührungsempfindlichkeit zu verbessern.
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Deshalb hat die oben genannte herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1 Probleme mit hohem Stromverbrauch und hohen Herstellungskosten. Außerdem wird die Anzahl von IR-LEDs 66a umso mehr erhöht, je größer die Baugröße des hergestellten Bildschirmpaneels wird. Demzufolge werden der Stromverbrauch und die Herstellungskosten beträchtlich erhöht.
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Weil die herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 1 eine Mehrzahl von Infrarotlampen aufweist, die an der Rückseite des Flüssigkristallpaneels vorgesehen sind, um eine von einem Benutzer berührte Position genau zu detektieren, hat die herkömmliche Einrichtung Probleme mit hohem Stromverbrauch und hohen Herstellungskosten. Da außerdem die Anzahl von Infrarotlampen umso mehr erhöht wird, je größer die Baugröße des hergestellten Bildschirmpaneels wird, werden die Herstellungskosten beträchtlich erhöht.
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US 2005/0007758 A1 beschreibt eine flache Lichtquellenvorrichtung, die eine Lichtquellenvorrichtung und eine Lichtleiterplatte aufweist, für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wobei die Lichtquellenvorrichtung ein lichtemittierendes Element und ein optisch leitendes Bauteil mit einer reflektierenden Oberfläche aufweist. Die reflektierende Oberfläche empfängt von dem lichtemittierenden Element abgestrahltes Licht und leitet die Lichtstrahlen mittels einer Mehrzahl von aufgereihten Löchern, die in einer vorderen lichtemittierenden Oberfläche des optisch leitenden Bauteils angeordnet sind, nach außen. Die Lichtleiterplatte weist eine Lichteinfalls-Oberfläche auf, die benachbart zu der Lichtquellenvorrichtung angeordnet ist.
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Demgemäß ist die Erfindung auf eine Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gerichtet, die ein oder mehr Probleme, die aufgrund der Einschränkungen und Nachteile des Standes der Technik bestehen, im Wesentlichen vermeidet.
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Ein Ziel der Erfindung ist das Bereitstellen einer Berührungspaneel-Anzeigeeorrichtung, die in der Lage ist, Stromverbrauch und Herstellungskosten durch Reduzieren der Anzahl von Bildsensoren und Infrarotlampen zu senken, und in der Lage ist, die Berührungsempfindlichkeit zu verbessern, sogar wenn ein Bildschirm eine große Baugröße aufweist.
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Weitere Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung dargelegt und werden zum Teil für Fachleute aus der Betrachtung des Folgenden ersichtlich oder können aus der Implementierung und Nutzung der Erfindung entnommen werden. Die Ziele und die sonstigen Vorteile der Erfindung können durch die Anordnung realisiert und erreicht werden, welche insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und in den Ansprüchen hierzu, genauso wie in den beigefügten Zeichnungen, dargelegt ist, Zum Erreichen des Ziels und sonstiger Vorteile und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie hierin enthalten und allgemein beschrieben, wird eine Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 bereitgestellt.
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Zu bemerken ist, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und zum Bereitstellen einer weiteren Erläuterung der beanspruchten Erfindung dienen sollen.
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Die beiliegenden Zeichnungen, welche für ein tieferes Verständnis der Erfindung beigefügt sind und in diese Anmeldung aufgenommen sind und einen Teil dieser Anmeldung bilden, stellen (eine) Ausführungsform(en) der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Erfindung zum Erläutern des Prinzips der Erfindung.
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1 ist eine Draufsicht, die eine herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung darstellt;
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2 ist eine Perspektivansicht, die Infrarotlicht emittierende Dioden der herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung darstellt;
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3 ist eine Ansicht, die Bereiche von Infrarotlicht darstellt, das von den in 2 gezeigten Infrarotlicht emittierenden Diadem emittiert wird;
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4 ist eine Ansicht, die ein Verfahren zum Erfassen einer Berührung auf einem Berührungspaneel unter Verwendung von Bildsensoren erläutert;
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5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
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6 ist eine Perspektivansicht, die ein Berührungssensor-Bauteil der Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel darstellt;
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Die 7 bis 9 sind Ansichten, die eine Infrarotlicht reflektierende Röhre der Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen;
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10 ist eine Ansicht, die eine Intensität von Infrarotlicht darstellt, das von Infrarotlampen emittiert wird, in Abhängigkeit von einer Entfernung;
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11 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von Infrarotlampen und Bildsensoren darstellt, welche für einen großflächigen Bildschirm ausreichend ist; und
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12 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von Infrarotlampen und Bildsensoren darstellt, welche für einen kleinflächigen Bildschirm ausreichend ist.
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Nun wird im Einzelnen auf die mit einer Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung verbundenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, Bezug genommen. Wo immer es möglich ist, werden in den Zeichnungen durchgängig die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf die selben oder gleichartige Bauelemente zu verweisen.
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5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt, und 6 ist eine Perspektivansicht, die ein Berührungssensor-Bauteil der Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt.
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Bezugnehmend auf die 5 und 6 weist eine Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 100 auf eine Hintergrundbeleuchtungseinheit, ein Flüssigkristallpaneel 118, welches das von der Hintergrundbeleuchtungseinheit gelieferte Licht empfängt und mittels Regelns von Lichttransmission ein Bild anzeigt, und ein Berührungssensor-Bauteil 130, das über einem Flüssigkristall-Bildschirmmodul vorgesehen ist, welches die Hintergrundbeleuchtungseinheit und das Flüssigkristallpaneel 118 aufweist.
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Die Hintergrundbeleuchtungseinheit weist auf eine Mehrzahl von Lampen 110 (Lichtquellen), so dass Licht zu dem Flüssigkristallpaneel 118 ausgestrahlt wird, ein unteres Gehäuse 102, mit welchem die Lampen 110 und ein optisches Bauelement zum Leiten des von den Lampen 110 emittierten Lichts zu dem Flüssigkristallpaneel 118 montiert sind, mit dem unteren Gehäuse 102 gekoppelte Lampenhalter 112, so dass die Lampen 110 gehalten werden. In dieser Ausführungsform weist das optische Bauelement auf eine Streuplatte 104, so dass das von den Lampen 110 emittierte Licht auf die gesamte Oberfläche des Flüssigkristallpaneels 118 gestreut wird, und eine Mehrzahl von über der Streuplatte 104 vorgesehenen optischen Folien 106, so dass das von der Streuplatte 104 ausgestrahlte Licht in eine Richtung senkrecht zu dem Flüssigkristallpaneel 118 geleitet wird. Zusätzlich trägt eine über einem Seitenrahmen 108 vorgesehene transparente Platte 122 das Flüssigkristallpaneel 118.
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Jede der Lampen 110 zum Liefern von Licht zu dem Flüssigkristallpaneel 118 ist vorwiegend als eine Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe eingerichtet, welche aufweist eine Glasröhre, im Inneren der Glasröhre vorgesehene Edelgase und eine Kathode bzw. eine Anode, die jeweils an einem der beiden Endbereiche der Glasröhre vorgesehen sind. Die Edelgase sind in die Glasröhre gefüllt und die Innenwand der Glasröhre ist mit einer fluoreszierenden Substanz beschichtet. Die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe ist als die Lichtquelle zum Liefern von Licht zu dem Flüssigkristallpaneel 118 beschrieben worden, allerdings ist die Lichtquelle nicht auf die Kaltkathoden-Fluoreszenzlampe beschränkt. Eine lichtemittierende Diode (LED) oder andere Typen von Lichtquellen, die in Flach-Anzeigeeinrichtungen (auch bezeichnet als Flachbildschirme) verwendet werden, können ebenso in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung eingesetzt sein.
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Wie in 5 gezeigt, ist das Berührungssensor-Bauteil 130 an den Oberkanten des Flüssigkristallpaneels 118 vorgesehen, um eine Berührung eines Benutzers oder eines Objekts auf dem Paneel zu erfassen.
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Das Flüssigkristallpaneel 118 ist über der transparenten Platte 122 angeordnet. Das Flüssigkristallpaneel 118 zeigt ein Bild durch Regeln der Transmission des Lichts von der Hintergrundbeleuchtungseinheit an. Das Flüssigkristallpaneel 118 weist ein oberes Substrat 116 und ein unteres Substrat 114 auf. Ein Flüssigkristall ist zwischen dem oberen Substrat 116 und dem unteren Substrat 114 vorgesehen und ein Abstandshalter (nicht gezeigt) ist ebenso zwischen dem oberen Substrat 116 und dem unteren Substrat 114 vorgesehen, um einen konstanten Abstand zwischen den Substraten 116 und 114 aufrechtzuerhalten.
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Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, sind Farbfilter, Bezugselektroden und Schwarz-Matrizen auf dem oberen Substrat 116 des Flüssigkristallpaneels 118 gebildet. Obwohl ebenfalls in den Zeichnungen nicht dargestellt, sind Signalleitungen, wie beispielsweise Datenleitungen und Gate-Leitungen, auf dem unteren Substrat 114 des Flüssigkristallpaneels 118 gebildet. Dünnfilmtransistoren (TFTs, nicht gezeigt) sind an Kreuzungspunkten der Datenleitungen und der Gate-Leitungen gebildet. Die TFTs reagieren auf Abtastsignale (Gate-Treibersignale) von den Gate-Leitungen und liefern analoge Videosignale von den Datenleitungen zu den Flüssigkristallzellen. Eine obere Polarisationsfolie ist an dem oberen Substrat 116 des Flüssigkristallpaneels 118 angebracht und eine untere Polarisationsfolie ist an der Rückseite des unteren Substrats 114 angebracht.
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Obwohl beschrieben worden ist, dass in der Bildanzeige-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Flüssigkristallpaneel vom TFT-Typ verwendet wird, können auch eine OLED(organische lichtemittierende Diode)-Anzeigeeinrichtung, ein Plasma-Bildschirmpaneel (PDP), eine oberflächenleitende Elektroden-Emitter-Anzeigeeinrichtung (SED), eine Feldemissions-Anzeigeeinrichtung (FED) oder eine Kathodenstrahlröhre (CRT) in dem Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eingesetzt werden.
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Die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist so eingerichtet, dass ein Benutzer ein Bild auf dem Flüssigkristallpaneel 118 betrachten kann und einen von dem Benutzer gewünschten Teilbereich des Paneels 118 berühren kann, um dadurch Information einzugeben. Damit das erreicht wird, ist das Berührungssensor-Bauteil 130 zum Detektieren der von einem Benutzer oder von einem Objekt berührten Position an den Oberkanten des Flüssigkristallpaneels 118 vorgesehen, über einem Abstandhalter 124.
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Wie in den 5 und 6 gezeigt, weist das Berührungssensor-Bauteil 130 auf eine Mehrzahl von Infrarotlampen 132, so dass Infrarotlicht erzeugt und emittiert wird, Infrarotlicht reflektierende Röhren 150, welche mit den Infrarotlampen 132 montiert sind und zum gleichmäßigen Ausstrahlen des Infrarotlichts von den Infrarotlampen 132 auf die Oberseite des Flüssigkristallpaneels 118 dienen, und eine Mehrzahl von Bildsensoren 160, so dass das von den Infrarotlampen 132 emittierte Infrarotlicht erfasst wird. In einer Ausführungsform können die Infrarotlampen 132 lichtemittierende Dioden sein, sie sind aber nicht darauf beschränkt.
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Die Infrarotlampen 132 sind im Inneren der Infrarotlicht reflektierenden Röhren 150 installiert.
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Jede der Infrarotlicht reflektierenden Röhren 150, welche die Mehrzahl von Infrarotlampen 132 aufweisen, wie in 6 gezeigt, ist in einer langen rechteckförmigen Parallelepiped-Form gebildet und weist eine Breite von 2 mm bis 10 mm und eine Höhe von 2 mm bis 10 mm auf. Eine Länge von jeder Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 kann in Abhängigkeit von einer Größe des Flüssigkristallpaneels 118 verändert werden.
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Außerdem können die Breite und die Höhe jeder Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 in Abhängigkeit von einer Größe der im Inneren der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 vorgesehenen Infrarotlampen 132 verändert werden.
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Die Infrarotlicht reflektierende Röhre 150 ist aus einem Material hergestellt, das in der Lage ist, Infrarotlicht zu reflektieren, um den Verlust des von den Infrarotlampen 132 erzeugten Infrarotlichts zu vermindern. Die gesamte Oberfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 kann aus einem Material hergestellt sein, das in der Lage ist, Infrarotlicht zu reflektieren, oder es kann nur eine Innenfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150, zu welcher das Infrarotlicht ausgestrahlt wird, mit einer reflektierenden Folie oder einem reflektierenden Material beschichtet sein.
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Eine Oberfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 weist eine Mehrzahl von Schlitzen auf, durch welche das von den Infrarotlampen 132 erzeugte Infrarotlicht nach außen ausgestrahlt werden kann. Im Einzelnen wird das in die Infrarotlicht reflektierende Röhre 150 ausgestrahlte Infrarotlicht von der reflektierenden Folie oder dem auf der Innenfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 vorgesehenen reflektierenden Material vollständig reflektiert.
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Damit das von der Innenfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 reflektierte Infrarotlicht nach außen ausgestrahlt wird, sind eine Mehrzahl von Schlitzen an der Oberfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150, welche der Oberseite des Flüssigkristallpaneels 118 zugewandt ist, gebildet, und Lichtaustrittsbereiche 154 sind durch die Schlitze definiert, so dass das Infrarotlicht durch die Lichtaustrittsbereiche 154 nach außen ausgestrahlt werden kann. Wenn das in die Infrarotlicht reflektierende Röhre ausgestrahlte Infrarotlicht auf Nicht-Austrittsbereiche 152 fällt, die aus einem reflektierenden Material hergestellt sind, wird das Infrarotlicht sukzessiv reflektiert. Wenn das Infrarotlicht auf die durch die Schlitze definierten Lichtaustrittsbereiche 154 fällt, wird das Infrarotlicht nach außen ausgegeben (ausgestrahlt), das heißt, zu der oberen Oberfläche des Flüssigkristallpaneels 118.
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In 6 ist dargestellt, dass jeder der in der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 gebildeten Schlitze, in einer langen viereckigen Form gebildet ist, die in einer vertikalen Richtung verläuft, allerdings können, wie in 8 gezeigt, die Lichtaustrittsbereiche 154 durch quadratisch geformte Schlitze definiert sein, welche gleichmäßig an der gesamten Oberfläche der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 angeordnet sind. Alternativ können, wie in 9 gezeigt, die Lichtaustrittsbereiche 154 und die Nicht-Austrittsbereiche 152 durch Schlitze definiert sein, welche analog wie in einer Ziegelbauweise geformt sind.
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Wie in 7 gezeigt, sind die Infrarotlicht reflektierenden Röhren 150, von denen jede die Schlitze aufweist, die an der Oberfläche gebildet sind, welche der Oberseite des Flüssigkristallpaneels 118 zugewandt ist, in einer ”U”-Form entlang der Oberkanten des Flüssigkristallpaneels 118 angeordnet, abgesehen von der Oberkante, mit welcher die Bildsensoren 160 montiert sind, um das Infrarotlicht gleichmäßig zu der Oberseite des Flüssigkristallpaneels 118 auszustrahlen.
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Wie oben beschrieben, weist das Berührungspaneel Anzeigeeinrichtung 100 die Infrarotlicht reflektierenden Röhren 150 auf, von denen jede die Lichtaustrittsbereiche und die Nicht-Austrittsbereiche aufweist, welche durch die Schlitze definiert sind, die an der Oberfläche 118, die der Oberseite des Flüssigkristallpaneels zugewandt ist, gebildet sind. Demgemäß kann das Infrarotlicht gleichmäßig zu der Oberseite des Flüssigkristallpaneels 118 ausgestrahlt werden, unter Verwendung der kleineren Anzahl von Infrarotlampen 132, als eine herkömmliche Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung. Ferner kann das Infrarotlicht gleichmäßig zu der Oberseite des Flüssigkristallpaneels 118 ausgestrahlt werden, ohne eine Lichtleitplatte, die in einer herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung verwendet wird.
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In der Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die wie oben beschrieben eingerichtet ist, wird, wenn ein Benutzer ein auf des Flüssigkristallpaneels 118 angezeigtes Bild betrachtet und einen Teilbereich des Paneels berührt, auf welchem die gewünschte Information des Benutzers angezeigt wird, die Berührung des Benutzers auf dem Paneel durch die Bildsensoren 160 erfasst.
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Die Bildsensoren 160 sind mit Infrarot-Passierfiltern (IR-Passierfiltern) ausgestattet. Wenn ein Benutzer oder ein Objekt das Flüssigkristallpaneel 118 nicht berührt, fällt das von den Infrarotlampen 132 emittierte Infrarotlicht durch die IR-Passierfilter auf die Bildsensoren und ein Weißbild wird in die Bildsensoren 160 eingelesen.
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Wenn andererseits ein Benutzer oder ein Objekt das Flüssigkristallpaneel 118 berührt, wird das Infrarotlicht durch einen Finger des Benutzers oder ein Objekt unterbrochen und kann nicht auf die Bildsensoren 160 fallen, und ein Schwarzbild wird in die Bildsensoren 160 eingelesen.
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Die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung analysiert unter Verwendung von Infrarotlicht ein Bild des Objekts, welches das Paneel berührt, unter Verwendung von zwei oder mehr Bildsensoren 160. Danach werden ein Winkel des Bildes und Koordinaten unter Verwendung eines Triangulationsverfahrens gewonnen und ein den Koordinaten zugeordneter Teilbereich des Flüssigkristallpaneels, das heißt, ein durch einen Benutzer oder ein Objekt berührter Teilbereich des Flüssigkristallpaneels 118, wird detektiert. Infolgedessen wird eine berührte Position bestimmt.
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Die oben beschriebene Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vermeidet Nachteile (hoher Stromverbrauch und hohe Herstellungskosten) einer herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung, in welcher eine Mehrzahl von Infrarotlampen zusammen mit Lichtquellen einer Hintergrundbeleuchtungseinheit angeordnet sind, so dass eine präzise Berührungsempfindlichkeit erzielt wird, und, ob ein Benutzer oder ein Objekt das Paneel berührt, oder nicht, oder eine berührte Position, unter Verwendung einer Lichtleitplatte detektiert wird. Mit anderen Worten kann die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung eine präzise Berührungsempfindlichkeit erreichen, während Stromverbrauch und Herstellungskosten durch Verwenden der kleineren Anzahl von Infrarotlampen und Weglassen einer Lichtleitplatte reduziert werden.
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Das Flüssigkristallpaneel 118 ist in einer rechteckigen Form gebildet, die vier Seiten aufweist. Die an den Oberkanten des Flüssigkristallpaneels 118 vorgesehenen Bildsensoren 160 können an irgendeiner beliebigen der vier Seiten des Flüssigkristallpaneels 118 positioniert sein oder können an Ecken positioniert sein, an denen die benachbarten Seiten des Flüssigkristallpaneels 118 aufeinander treffen.
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10 ist eine Ansicht, die eine Intensität des von den Infrarotlampen emittierten Infrarotlichts in Abhängigkeit von einem Abstand darstellt, und 11 ist eine Ansicht, die eine Anordnung der Infrarotlampen und der Bildsensoren darstellt, welche für einen großflächigen Bildschirm ausreichend ist.
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Wie oben beschrieben, gibt es einen wachsenden Trend zum Herstellen einer großflächigen Anzeigeeinrichtung, und dementsprechend ist auch eine großflächige Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung entwickelt worden. Durch die Entwicklung des großflächigen Bildschirmpaneels kann ein Benutzer oder ein Objekt einen Teilbereich des Paneels, auf welchem gewünschte Information des Benutzers angezeigt wird, bequemer berühren. Allerdings kann, wie in 10 gezeigt, das großflächige Berührungspaneel ein derartiges Problem aufweisen, dass eine Intensität des von den Infrarotlampen emittierten Infrarotlichts in Abhängigkeit von einem Abstand geschwächt wird und die Empfindlichkeit gegenüber der Berührung des Benutzers oder des Objekts verschlechtert wird.
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Zum Lösen solch eines Problems ist, wie in 11 gezeigt, die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung derart aufgebaut, dass die Infrarotlampen 132 zusätzlich an Positionen vorgesehen sind, an welchen die Intensität des von den Infrarotlampen 132 emittierten Infrarotlichts unter eine Schwelle absinkt, über welcher die Bildsensoren 160 eine Berührung des Benutzers oder des Objekts erfassen können. Infolgedessen kann sogar ein großflächiges Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung (zum Beispiel 42 Zoll) eine hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Berührung des Benutzers oder des Objekts aufweisen.
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Wie in 12 gezeigt, kann in einer kleinflächigen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung (zum Beispiel 7 Zoll) die Anordnung von nur einer oder zwei Infrarotlampen 132 am Endbereich jeder Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 die Schwellenbedingung erfüllen, unter welcher die Bildsensoren 160 eine Berührung des Benutzers oder des Objekts erfassen können. Allerdings kann die hohe Berührungsempfindlichkeit nicht durch nur eine oder zwei Infrarotlampen 132 in dem großflächigen Bildschirmpaneel aufrechterhalten werden. Das liegt daran, dass die Intensität des von den Infrarotlampen 132 emittierten Infrarotlichts im umgekehrten Verhältnis zu der Erhöhung des Abstands vermindert wird (siehe 10).
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Die Kurve von 10, welche ein Verhältnis zwischen der Infrarotlicht-Intensität und dem Abstand zeigt, wurde aus einer Testmessung unter Verwendung einer Infrarotlicht emittierenden Diode mit einer Leistung von 160 mW bis 200 mW gewonnen. Basierend auf den Testergebnissen ist die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung so aufgebaut, dass die Infrarotlampen 132 in einem regelmäßigen Abstand von 150 mm voneinander in einer Längsrichtung der Infrarotlicht reflektierenden Röhre 150 angeordnet sind. Um ferner die höhere Empfindlichkeit gegenüber einer Berührung des Benutzers oder des Objekts aufrechtzuerhalten, sind die Bildsensoren 160 zusätzlich an einem mittleren Bereich in einer Breiten- oder Längsrichtung, ebenso wie an den Ecken der Anzeigeeinrichtung, vorgesehen.
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Obwohl unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben worden ist, dass die Infrarotlampen 132 in einem Abstand von 150 mm voneinander angeordnet sind, kann der Abstand zwischen den Infrarotlampen in Abhängigkeit von der Leistung der Infrarotlampen 132 verändert werden. Wenn zum Beispiel die Leistung jeder Infrarotlicht emittierenden Diode 132 niedriger als die Leistung von 160 mW bis 200 mW der in der vorgenannten Testmessung verwendeten Infrarotlicht emittierenden Diode ist, wird der Abstand zwischen den Infrarotlampen 132 kleiner als 150 mm. Wenn andererseits die Leistung jeder Infrarotlicht emittierenden Diode 132 höher als die Leistung von 160 mW bis 200 mW ist, wird der Abstand größer als 150 mm.
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Wie oben beschrieben, ist die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung derart aufgebaut, das die Infrarotlampen 132 zusätzlich an den Positionen vorgesehen sind, an welchen die Intensität des von den Infrarotlampen 132 emittierten Infrarotlichts unter eine Schwelle abfällt, über welcher die Bildsensoren 160 eine Berührung des Benutzers oder des Objekts erfassen können. Infolgedessen kann sogar eine großflächige Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung eine hohe Empfindlichkeit gegenüber einer Berührung des Benutzers oder des Objekts aufweisen.
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Außerdem kann die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Anzahl von Infrarotlampen 132 und Bildsensoren 160, die für die Größe des Berührungspaneels ausreichen, optimieren und kann das von der optimalen Anzahl der Infrarotlampen 132 erzeugte Licht zu der gesamten Oberseite des Flüssigkristallpaneel 118 gleichmäßig ausstrahlen, sogar wenn das Flüssigkristallpaneel 118 eine große Baugröße hat. Infolgedessen kann sogar eine großflächige Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung eine präzise Berührungsempfindlichkeit erreichen, während Stromverbrauch und Herstellungskosten durch Verwenden der relativ kleinen Anzahl von Infrarotlampen 132 und Weglassen einer Lichtleitplatte reduziert werden.
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Die Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie oben beschrieben, weist die folgenden Effekte auf.
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Erstens können Stromverbrauch und Produktpreis durch ein beträchtliches Reduzieren der Anzahl von Infrarotlampen im Vergleich zu einer herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung, in welcher Infrarotlampen in einer Hintergrundbeleuchtungseinheit montiert sind, verringert werden.
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Zweitens kann sogar ein großflächiges Paneel eine hohe Berührungsempfindlichkeit mit der reduzierten Anzahl von Bildsensoren aufweisen.
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Drittens kann ein Produktpreis durch Weglassen einer teuren Lichtleitplatte, die in einer herkömmlichen Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtung verwendet wird, verringert werden.
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Viertens wird ein Produkt kompakt und eine Herstellungseffizienz wird verbessert durch Reduzieren der Anzahl von Infrarotlampen und Bildsensoren und Weglassen einer Lichtleitplatte, die in anderen Typen von Berührungspaneel-Anzeigeeinrichtungen verwendet wird.
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Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Variationen in der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von der Idee oder dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Deshalb soll die Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung umfassen, soweit sie innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen.
