DE102012222014A1 - Berührungsempfindlicher Bildschirm, der einen Infrarotstrahl einsetzt und Vorrichtung für die Berührungserkennung und Verfahren für die Berührungserkennung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm - Google Patents

Berührungsempfindlicher Bildschirm, der einen Infrarotstrahl einsetzt und Vorrichtung für die Berührungserkennung und Verfahren für die Berührungserkennung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm Download PDF

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Abstract

Hierin offenbart ist eine Erkennungsvorrichtung eines berührungsempfindlichen Bildschirms, welche eine nachgiebige Schicht (12) aufweist, welche auf einer Oberfläche von einem Substrat (10) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit demjenigen Druck zu formen, welcher auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, und um sich zu einer ursprünglichen Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird. Eine Infrarotmusterschicht (14) mit einem Infrarotstrahlmuster ist auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht (12) angeordnet. Eine Rückprojektionsschicht (16), welche auf einer gegenüber liegenden Oberfläche von dem Substrat (10) angeordnet ist, streut Licht.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Technologie eines berührungsempfindlichen Bildschirms (touch screen), und genauer eine Erkennungsvorrichtung eines berührungsempfindlichen Bildschirms und ein Verfahren unter Verwendung eines Infrarotstrahls, welches eine gekrümmte Berührung an einer krummen oder biegsamen Anzeige erkennen kann und die Genauigkeit und Zuverlässigkeit von einer Berührungserkennung erhöhen kann.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Zurzeit werden für gewöhnlich resistive, kapazitive und optische Verfahren bei der Technologie des Berührungserkennens eingesetzt. Ein Bespiel für solch ein Verfahren ist eines, welches auf einer LCD-Anzeige basiert, die einen Sensor für die Berührungserkennung verwendet, welcher auf einem LCD oder einer Elektrode für die Berührungserkennung montiert ist.
  • Die derzeitigen Verfahren zur Berührungserkennung sind jedoch dazu konzipiert, um auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche eines berührungsempfindlichen Bildschirms zu laufen, und können nicht auf einer gekrümmten Oberflächenform arbeiten, wie zum Beispiel einem Innenraumbauteil von einem Fahrzeug. Obwohl eine gekrümmte Anzeige für einen berührungsempfindlichen Bildschirm in jüngster Zeit entwickelt wurde, wird diese Anzeige in einem im Wesentlichen ebenen Oberflächenprozess hergestellt. Zusätzlich dazu verbleiben physikalische Einschränkungen beim Entwickeln einer gekrümmten Oberfläche an einer biegsamen Struktur. Es wurde sowohl für ein Multi-Touch als auch ein Verfahren für die Berührungserkennung die Verwendung von einer Infrarotkamera vorgeschlagen, aber bestehende Verfahren, welche einen Infrarotstrahl einsetzen, sind anfällig gegenüber äußeren Störungen durch Lichtstreuung, was Fehler bei der Berührungserkennung verursacht.
  • Das vorstehende soll lediglich zu dem Verstehen des Hintergrunds der Erfindung unterstützen und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Erfindung in den Bereich des Standes der Technik fällt, welcher dem Fachmann bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demzufolge wurde die vorliegende Erfindung in einem Bemühen gemacht, die oben stehend beschriebenen Probleme zu lösen, welche mit dem Stand der Technik verbunden sind. Die vorliegende Erfindung schlägt eine Erkennungsvorrichtung eines berührungsempfindlichen Bildschirms und ein Verfahren vor, welches einen Infrarotstrahl einsetzt, welches auf einer gekrümmten oder biegsamen Oberfläche arbeiten kann, eine gekrümmte Berührung erkennen kann und sowohl die Zuverlässigkeit als auch die Genauigkeit von einer Berührungserkennung verbessern kann.
  • In einem Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung einen berührungsempfindlichen Bildschirm, welcher einen Infrarotstrahl zum Erkennen von Druck einsetzt, welcher auf eine Anzeige ausgeübt wird. Der berührungsempfindliche Bildschirm weist eine nachgiebige Schicht auf, welche auf einer Oberfläche von einem Substrat angeordnet ist, und ist dazu eingerichtet, um sich in Übereinstimmung mit dem ausgeübten Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm zu formen, und um sich zu einer ursprünglichen Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird. Die nachgiebige Schicht kann aus einem transparenten Material ausgebildet sein. Die Erfindung weist des Weiteren eine Infrarotmusterschicht auf, welche ein Infrarotstrahlmuster besitzt, welches auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht angeordnet ist. Das Infrarotmuster kann derart ausgebildet sein, dass es optisch nicht erkannt wird. Eine Rückprojektionsschicht ist auf einer gegenüber liegenden Oberfläche von dem Substrat angeordnet, und ist dazu eingerichtet, um Licht zu streuen, was ein klareres Bild von dem Infrarotmuster bewirkt.
  • In einem anderen Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung eine Erkennungsvorrichtung eines berührungsempfindlichen Bildschirms, welche eine nachgiebige Schicht aufweist, welche an einer Oberfläche von einem Substrat angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit demjenigen Druck, welcher auf die Anzeige von der Vorrichtung ausgeübt wird, zu formen, und um sich in eine ursprüngliche Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird. Die Erfindung offenbart des Weiteren eine Infrarotmusterschicht, welche ein Infrarotstrahlmuster aufweist, welches auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht angeordnet ist. Zusätzlich dazu ist eine Rückprojektionsschicht auf einer gegenüber liegenden Oberfläche von dem Substrat angeordnet, und ist dazu eingerichtet, um Licht zu streuen, was ein klareres Bild von dem Infrarotmuster bewirkt. Das Bild von dem Infrarotmuster wird mit Hilfe einer Infrarotstrahlkamera aufgenommen, welche an einer Seite von der Rückprojektionsschicht angeordnet ist. Das aufgenommene Bild zeigt eine Deutlichkeitsveränderung bei dem Infrarotmuster, während Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, wenn er berührt wird. Während des Schritts des Aufnehmens strahlt eine Infrarotstrahlbeleuchtung, welche an einer zweiten Seite von der Rückprojektionsschicht angeordnet ist, einen Infrarotstrahl auf das Infrarotmuster aus, was ein klareres Bild von dem Infrarotmuster bewirkt.
  • In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung für die Berührungserkennung des Weiteren eine Einheit zur Berührungserkennung auf, welche mit der Infrarotstrahlkamera verbunden ist. Die Einheit zur Berührungserkennung analysiert eine Deutlichkeitsveränderung bei dem Infrarotmuster, um festzustellen, ob der berührungsempfindliche Bildschirm berührt wird, und den Ort von der Berührung.
  • In einer anderen Ausführungsform weist die Einheit zur Berührungserkennung eine Einheit zur Berührungserkennung auf, welche dazu eingerichtet ist, um einen Referenzwert für die Deutlichkeit von dem Muster festzulegen. Ein Abstand zwischen dem Infrarotmuster und der Rückprojektionsschicht verringert sich, sobald die nachgiebige Schicht niedergedrückt wird, wenn Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird. Des Weiteren wird eine Berührungsmanipulation erkannt, wenn die nachgiebige Schicht deutlich von der Rückprojektionsschicht betrachtet wird, aufgrund des Drucks, welcher auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird. Auf diese Weise ist ein Deutlichkeitswert an dem berührten Bereich von dem Infrarotmuster größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit von dem unberührten Bereich. Zusätzlich analysiert eine Einheit zur Ortsbestimmung eine Ortskoordinate von dem hohen Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster, um den Berührungsort zu bestimmen.
  • In noch einer anderen Ausführungsform speichert die Einheit zur Ortsbestimmung eine Form von dem Muster und die Ortsinformation von der Musterform, um eine Ortskoordinate zu analysieren, wo ein Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster verbessert ist. Der Deutlichkeitswert ist verbessert, wenn der Wert größer ist als der Referenzwert für die Deutlichkeit, was ein klareres Bild von dem Infrarotmuster bewirkt. Zusätzlich dazu weist die Vorrichtung für die Berührungserkennung des Weiteren einen Projektor auf, welcher im Wesentlichen in Richtung zu der Rückprojektionsschicht installiert ist.
  • In einem anderen Aspekt offenbart die vorliegende Erfindung ein Erkennungsverfahren für einen berührungsempfindlichen Bildschirm, aufweisend das Aufnehmen eines Infrarotmusters, welches auf einer Oberfläche von einer nachgiebigen Schicht angeordnet ist, mit Hilfe einer Infrarotstrahlkamera, welche auf einer hinteren Oberfläche von einer Rückprojektionsschicht angeordnet ist. Zusätzlich dazu, das Festsetzen eines Referenzmusters für die Deutlichkeit von dem Infrarotmuster und das Messen eines Abstands zwischen dem Muster und der Rückprojektionsschicht. Sobald der Abstand geringer wird, wenn die nachgiebige Schicht aufgrund von einer Berührung niedergedrückt wird, wird ein Deutlichkeitswert von dem berührten Infrarotmuster größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit, wodurch eine Berührungsmanipulation erkannt wird. Des Weiteren, das Analysieren einer Ortskoordinate, wo der Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit ist, um einen Berührungsort zu bestimmen.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, während sich ein Objekt näher zu der Rückprojektionsschicht hin bewegt, nimmt eine Deutlichkeit von einem Infrarotmuster in der Infrarotstrahlmusterschicht zu, wodurch ein Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm durch das Aufnehmen und Analysieren der Deutlichkeitsveränderung bestimmt wird. Deshalb kann eine Berührung auf einer gekrümmten Oberfläche erkannt werden, während sich ein Objekt einer Anzeige nähert, wie zum Beispiel ein Anzeigegerät für Multimedia und ein Manipulationssystem. Auf diese Weise können Anzeigegeräte für Multimedia in Übereinstimmung mit dem Ort von der Anzeige in dem Fahrzeug ergonomisch entworfen werden, und dadurch die Optionen für die Platzierung des Geräts erhöhen.
  • Zusätzlich durch das Verwenden eines resistiven Berührungsverfahrens, kann eine Berührung durch unterschiedliche Objekte, wie zum Beispiel einem Kugelschreiber, einer behandschuhten Hand und dergleichen sowie einen Finger erkannt werden. Des Weiteren kann eine Berührung trotz einer bestehenden äußeren optischen Störung erkannt werden, was die Zuverlässigkeit von dem Gerät wesentlich erhöht.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
  • 1 ist eine beispielhafte Ansicht, welche eine Konfiguration von einem berührungsempfindlichen Bildschirm mit einer Schichttrennstruktur von selbigem in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 2 ist eine beispielhafte Ansicht, welche eine Deutlichkeitsveränderung von einem Infrarotmuster entsprechend einer Berührungsmanipulation von dem berührungsempfindlichen Bildschirm in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 3 ist eine beispielhafte Ansicht, welche ein Prinzip der Deutlichkeitsveränderung entsprechend einem Inkrement von Intervall in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
  • 4 ist eine beispielhafte Ansicht, welche ein Beispiel von einer Musterform, welche in einer Infrarotmusterschicht ausgebildet ist, in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Es versteht sich, dass die angefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgerecht sind, und eine irgendwie vereinfachte Repräsentation von unterschiedlichen bevorzugten Merkmalen, welche für die grundsätzlichen Prinzipien der Erfindung veranschaulicht sind, darstellen. Die speziellen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung wie hierin offenbart, einschließlich, zum Beispiel bestimmter Abmaße, Orientierungen, Stellen und Formen, werden zum Teil von der bestimmten beabsichtigten Anwendung und der Verwendungsumgebung bestimmt.
  • In den Figuren beziehen sich Bezugszeichen auf dieselben oder äquivalente Bauteile der vorliegenden Erfindung über die mehreren Figuren der Zeichnungen hinweg.
  • BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Zwecke des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen ”ein”, ”eine” und ”der, die, das” ebenfalls die Pluralformen umfassen, es sei denn, dass der Kontext ganz klar etwas anderes anzeigt. Es versteht sich zudem, dass die Ausdrücke ”aufweist” und/oder ”aufweisend”, wenn in dieser Patentschrift verwendet, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elemente, und/oder Komponenten spezifizieren, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten, und/oder von deren Gruppen nicht ausschließt. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der damit verknüpften aufgelisteten Begriffe.
  • Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
  • Ein berührungsempfindlicher Bildschirm, welcher einen Infrarotstrahl einsetzt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, welche mit Bezugnahme auf 1 bis 4 veranschaulicht ist, weist eine nachgiebige Schicht 12 auf, welche auf einer Oberfläche von einem Substrat 10 angeordnet ist, und ist dazu eingerichtet, um sich zu formen, wenn ein Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, und um sich zu einer ursprünglichen Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird. Ein Infrarotmuster ist auf einer Infrarotmusterschicht 14 ausgebildet, welche auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht 12 angeordnet ist. Des Weiteren ist eine Rückprojektionsschicht 16 auf einer gegenüberliegenden Oberfläche von dem Substrat 10 angeordnet, und ist dazu eingerichtet, um Licht zu streuen. Hier kann die nachgiebige Schicht 12 aus einem transparenten Material ausgebildet sein, und wenn Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, dann kann das Infrarotmuster, welches in der Infrarotstrahlmusterschicht 14 ausgebildet ist, unter Verwendung einer Infrarotstrahlkamera 20 aufgenommen werden. Zusätzlich können die Infrarotstrahlmusterschicht 14, die nachgiebige Schicht 12 und die Rückprojektionsschicht 16 die Form von einem Film annehmen.
  • Wie in 4 veranschaulicht, kann insbesondere das Infrarotmuster, welches zum Erkennen einer Berührung verwendet wird, in unterschiedlichen Gestalten ausgebildet sein, wie zum Beispiel einer Linie, einem Punkt und ein Barcode. Zusätzlich ist das Muster, welches in der Infrarotmusterschicht 14 ausgebildet ist, optisch nicht erkennbar, was eine Störung in dem Musterbild verringert, welche in dem Substrat 10 angezeigt werden kann.
  • Des Weiteren besitzt die Rückprojektionsschicht 16 eine Eigenschaft zur Lichtstreuung in seiner Materialbeschaffenheit, und erlaubt es einem Bild, welches von einem Projektor 24 projiziert wird, von der Außenseite betrachtet zu werden, welche den berührungsempfindlichen Bildschirm umgibt. Zusätzlich dazu erlaubt es die Eigenschaft zur Lichtstreuung, dass Deutlichkeitsunterschiede zwischen einem berührten Bereich und einem unberührten Bereich von dem Infrarotmuster mit Hilfe der Infrarotstrahlkamera 20 betrachtet werden können. Das heißt, wie in 3 veranschaulicht, während sich das Muster näher an die Rückprojektionsschicht 16 bewegt, wird das Musterbild klarer auf einer hinteren Oberfläche von der Rückprojektionsschicht 16. Im Gegensatz dazu, während sich das Muster mehr von der Rückprojektionsschicht 16 entfernt, wird das Musterbild unklarer, wodurch sich der Deutlichkeitswert von dem Muster verändert.
  • Wie in 1 veranschaulicht, weist derweil eine Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm der vorliegenden Erfindung eine nachgiebige Schicht 12 auf, welche auf einer Oberfläche von einem Substrat 10 angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit demjenigen Druck, welcher auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, zu formen, und um sich zu einer ursprünglichen Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird. Zusätzlich ist eine Infrarotmusterschicht 14 mit einem Infrarotstrahlmuster auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht 12 angeordnet. Eine Rückprojektionsschicht 16 ist auf einer gegenüber liegenden Oberfläche von dem Substrat 10 angeordnet, und ist dazu eingerichtet, um Licht zu streuen. Des Weiteren nimmt eine Infrarotstrahlkamera 20, welche auf einer Seite von der Rückprojektionsschicht 16 angeordnet ist, eine Änderung des Deutlichkeitswerts von dem Infrarotmuster auf, welche in der Infrarotstrahlmusterschicht 14 ausgebildet ist, wenn der berührungsempfindliche Bildschirm berührt wird. Eine Infrarotstrahlbeleuchtung 22 ist an einer zweiten Seite von der Rückprojektionsschicht 16 angeordnet, und strahlt einen Infrarotstrahl aus, um das Infrarotmuster von der Infrarotstrahlkamera 20 aufzunehmen. Hier kann die Infrarotstrahlbeleuchtung 22 eine Leuchtdiode (LED) mit einem Infrarotstrahl sein.
  • Des Weiteren kann ein Projektor 24 im Wesentlichen in Richtung zu der Rückprojektionsschicht 16 installiert sein, und der Projektor 24 projiziert ein Bild auf die Rückprojektionsschicht 16, welches von der äußeren Umgebung von dem berührungsempfindlichen Bildschirm betrachtbar ist. Das heißt, wenn ein Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, dann wird die Infrarotstrahlmusterschicht 14 näher zu der Rückprojektionsschicht 16 niedergedrückt, was die nachgiebige Schicht 12 in Richtung zu der Rückprojektionsschicht 16 drückt. Ein Infrarotmuster tritt durch die Rückprojektionsschicht 16 hindurch und bildet sich auf der Infrarotmusterschicht 14 ab. Dann nimmt die Infrarotstrahlkamera 20 das Infrarotmuster auf, während sich das Muster der Rückprojektionsschicht 16 nähert, was eine Veränderung des Deutlichkeitswerts verursacht. Des Weiteren, während die Infrarotstrahlbeleuchtung 22 einen Infrarotstrahl zu der Infrarotstrahlmusterschicht 14 durch die Rückprojektionsschicht 16 ausstrahlt, kann eine Deutlichkeitsveränderung von dem Infrarotmuster mit Hilfe der Infrarotstrahlkamera 20 aufgenommen werden.
  • Eine Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm kann des Weiteren eine Einheit zur Berührungserkennung 30 aufweisen, welche mit der Infrarotstrahlkamera 20 verbunden ist, und ist dazu eingerichtet, um eine Deutlichkeitsveränderung von dem Infrarotmuster zu analysieren, um eine Berührung und den Ort der Berührung zu bestimmen. Im Detail kann die Einheit zur Berührungserkennung 30 eine Einheit zur Berührungserkennung 32 aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, um einen Referenzwert für die Deutlichkeit von dem Infrarotmuster festzusetzen. Für das Erkennen einer Berührungsmanipulation wird ein Abstand zwischen dem Muster und der Rückprojektionsschicht 16 gemessen. Eine Berührung wird festgestellt, wenn sich der Abstand verringert, während die nachgiebige Schicht 12 niedergedrückt wird und das Infrarotmuster 12 von der Rückprojektionsschicht 16 klar betrachtet wird. Auf diese Weise ist ein Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster an dem berührten Bereich größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit von dem unberührten Bereich. Des Weiteren ist eine Einheit zur Ortsbestimmung 34 dazu eingerichtet, um eine Ortskoordinate zu analysieren, wo der Deutlichkeitswert des Infrarotmusters erheblich groß wird, um einen berührten Ort zu bestimmen.
  • Das heißt, wie in 2 und 3 veranschaulicht, wenn sich die Infrarotstrahlmusterschicht 14 aufgrund eines Drucks auf den berührungsempfindlichen Bildschirm näher an die Rückprojektionsschicht 16 bewegt, dann wird ein Bild des Infrarotmusters von dem berührten Bereich klarer aufgenommen als die unberührten Bereiche. Auf diese Weise wird ein Druck, welcher auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, erkannt, wenn ein Infrarotmuster einen größeren Deutlichkeitswert als den Referenzwert für die Deutlichkeit besitzt. Des Weiteren kann ein Ort der Berührungsmanipulation durch das Analysieren einer Ortskoordinate von dem Infrarotmuster bestimmt werden, wo der Deutlichkeitswert verbessert wurde, wobei ein verbesserter Deutlichkeitswert ein klareres Bild des Infrarotmusters erzeugt. Zusätzlich dazu kann die Einheit zur Ortsbestimmung 34 eine Form von einem Muster speichern und die Ortsinformation für die Form des Musters, um eine Ortskoordinate zu analysieren, wo ein Deutlichkeitswert von dem Muster verbessert wurde.
  • Insbesondere, wie oben stehend beschrieben, kann das Infrarotmuster in der Infrarotstrahlmusterschicht 14 in unterschiedlichen Gestalten ausgebildet sein, und eine Ortsinformation für jeden Bereich von der Form des Musters wird in der Einheit zur Ortsbestimmung 34 gespeichert. Auf diese Weise, wenn ein Deutlichkeitswert von zumindest einem Bereich von dem Muster verbessert ist, kann ein Ort von dem berührten Bereich durch das Analysieren einer Ortskoordinate von dem Infrarotmusterbereich erkannt werden, welcher einen verbesserten Deutlichkeitswert besitzt.
  • Des Weiteren weist ein Verfahren für die Berührungserkennung der vorliegenden Erfindung das Aufnehmen eines Infrarotmusters, welches auf einer Oberfläche von einer nachgiebigen Schicht 12 angeordnet ist, mit Hilfe einer Infrarotstrahlkamera 20 auf, welche auf einer hinteren Oberfläche von einer Rückprojektionsschicht 16 angeordnet ist. Zusätzlich dazu weist die Erfindung das Festsetzen eines Referenzwerts für die Deutlichkeit von dem Infrarotmuster auf. Eine Berührungsmanipulation wird bestimmt, wenn ein Abstand zwischen dem Infrarotmuster und der Rückprojektionsschicht 16 abnimmt, sobald ein Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird. Der kürzere Abstand erlaubt es dem berührten Bereich von dem Infrarotmuster klarer von der Rückprojektionsschicht 16 betrachtet zu werden. Auf diese Weise wird ein Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster an dem berührten Bereich größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit. Des Weiteren wird ein Ort von dem berührten Bereich durch das Analysieren einer Ortskoordinate von demjenigen Bereich bestimmt, wo sich der Deutlichkeitswert von dem Muster wesentlich erhöht hat.
  • Demzufolge, wenn ein Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, dann wird eine Berührung durch das Bestimmen einer Deutlichkeit von einem Infrarotmuster erkannt, welche stärker als der Referenzwert für die Deutlichkeit zunimmt.
  • Diese Änderung in dem Deutlichkeitswert tritt auf, sobald ein Abstand zwischen dem Infrarotmuster und der Rückprojektionsschicht 16 abnimmt. Auf diese Weise können ein Anzeigegerät für Multimedia sowie ein Manipulationssystem konstruiert werden und als eine gekrümmt Anzeige hergestellt werden, in Abhängigkeit von einer Benutzerfreundlichkeit. Die Vorderseite der Anzeige kann ergonomisch entworfen werden, was die Optionen für die Platzierung des Geräts in einem Fahrzeug erhöht.
  • Zusätzlich dazu, durch das Verwenden eines resistiven Berührungsverfahrens für das Erkennen eines Drucks auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm, kann eine Berührungsmanipulation durch unterschiedliche Objekte, wie zum Beispiel einem Kugelschreiber, einer behandschuhten Hand, einem Finger und dergleichen erkannt werden. Des Weiteren kann eine Berührung trotz einer bestehenden äußeren optischen Störung erkannt werden, was die Zuverlässigkeit von dem Gerät wesentlich erhöht.
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für veranschaulichende Zwecke offenbart wurden, wird der Fachmann jedoch erkennen, dass unterschiedliche Veränderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dabei von dem Schutzumfang und dem Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen, wie sie in den angehängten Patentansprüchen offenbart sind.

Claims (9)

  1. Berührungsempfindlicher Bildschirm, aufweisend: eine nachgiebige Schicht (12), welche auf einer Oberfläche von einem Substrat (10) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit einem Druck, welcher auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, zu formen, und um sich zu einer ursprünglichen Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird; eine Infrarotmusterschicht (14), welche auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht (12) angeordnet ist, wobei die Infrarotmusterschicht (14) ein Infrarotstrahlmuster aufweist; und eine Rückprojektionsschicht (16), welche auf einer gegenüber liegenden Oberfläche von dem Substrat (10) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um Licht zu streuen.
  2. Berührungsempfindlicher Bildschirm nach Anspruch 1, wobei die nachgiebige Schicht (12) aus einem transparenten Material ausgebildet ist.
  3. Berührungsempfindlicher Bildschirm nach Anspruch 1, wobei das Infrarotstrahlmuster, welches in der Infrarotmusterschicht (14) ausgebildet ist, optisch nicht erkennbar ist.
  4. Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm, aufweisend: eine nachgiebige Schicht (12), welche auf einer Oberfläche von einem Substrat (10) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit einem Druck, welcher auf den berührungsempfindlichen Bildschirm ausgeübt wird, zu formen, und um sich zu einer ursprünglichen Form umzugestalten, wenn der Druck gelockert wird; eine Infrarotmusterschicht (14), welche auf einer Oberfläche von der nachgiebigen Schicht (12) angeordnet ist, und wobei die Infrarotmusterschicht (14) ein Infrarotstrahlmuster aufweist; eine Rückprojektionsschicht (16), welche auf einer gegenüber liegenden Oberfläche vom dem Substrat (10) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um Licht zu streuen; eine Infrarotstrahlbeleuchtung (22), welche an einer ersten Seite von der Rückprojektionsschicht (16) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um einen Infrarotstrahl auf das Infrarotmuster auszustrahlen; und eine Infrarotstrahlkamera (20), welche an einer zweiten Seite von der Rückprojektionsschicht (16) angeordnet ist, und dazu eingerichtet ist, um eine Deutlichkeitsveränderung von dem Infrarotmuster aufzunehmen, welche ausgebildet wird, wenn der berührungsempfindlichen Bildschirm berührt wird.
  5. Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm nach Anspruch 4, des Weiteren aufweisend: eine Einheit zur Berührungserkennung (30), welche mit der Infrarotstrahlkamera (20) verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, um die Deutlichkeitsveränderung von dem Infrarotmuster zu analysieren, um den Druck auf den berührungsempfindlichen Bildschirm zu bestimmen; eine Einheit zur Ortsbestimmung (34), welche mit der Einheit zur Berührungserkennung (30) verbunden ist, und dazu eingerichtet ist, um den Ort des Drucks auf den berührungsempfindlichen Bildschirm zu analysieren.
  6. Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm nach Anspruch 5, wobei die Einheit zur Berührungserkennung (30) aufweist: Festsetzen, durch die Einheit zur Berührungserkennung (30), eines Referenzwerts für die Deutlichkeit von dem Infrarotmuster; Messen eines Abstands zwischen dem Infrarotmuster und der Rückprojektionsschicht (16), wobei ein kürzerer Abstand einen Druck auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm kennzeichnet; und Feststellen einer Berührungsmanipulation durch das Erkennen der Deutlichkeitsveränderung von dem Referenzwert für die Deutlichkeit, wobei ein Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit ist.
  7. Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm nach Anspruch 5, wobei die Einheit zur Ortsbestimmung (34) eine Form von dem Infrarotmuster und eine Ortsinformation von der Form des Infrarotmusters speichert, um eine Ortskoordinate zu analysieren, wo der Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster verbessert ist.
  8. Erkennungsvorrichtung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm nach Anspruch 4, des Weiteren aufweisend: einen Projektor (24) , welcher im Wesentlichen in Richtung zu der Rückprojektionsschicht (16) angeordnet ist.
  9. Erkennungsverfahren für einen berührungsempfindlichen Bildschirm, aufweisend: Aufnehmen, von einer Infrarotstrahlkamera (20), eines Infrarotmusters, welches auf einer Oberfläche von einer nachgiebigen Schicht (12) angeordnet ist; Festsetzen eines Referenzmusters für die Deutlichkeit von dem Infrarotmuster; Erkennen einer Berührungsmanipulation, wenn ein Abstand zwischen dem Muster und der Rückprojektionsschicht (16) geringer wird, wobei ein Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit ist; und Analysieren einer Ortskoordinate von demjenigen Bereich, wo der Deutlichkeitswert von dem Infrarotmuster größer als der Referenzwert für die Deutlichkeit ist, welcher dazu eingerichtet ist, um einen Ort der Berührung zu bestimmen.
DE102012222014.3A 2012-08-22 2012-11-30 Berührungsempfindlicher Bildschirm, der einen Infrarotstrahl einsetzt und Vorrichtung für die Berührungserkennung und Verfahren für die Berührungserkennung für einen berührungsempfindlichen Bildschirm Withdrawn DE102012222014A1 (de)

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