TW201337688A - 使用透明平板的強健性的光學觸控螢幕系統和方法 - Google Patents

使用透明平板的強健性的光學觸控螢幕系統和方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201337688A
TW201337688A TW101144178A TW101144178A TW201337688A TW 201337688 A TW201337688 A TW 201337688A TW 101144178 A TW101144178 A TW 101144178A TW 101144178 A TW101144178 A TW 101144178A TW 201337688 A TW201337688 A TW 201337688A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
light source
touch
elements
photosensitive
Prior art date
Application number
TW101144178A
Other languages
English (en)
Inventor
Jeffrey Stapleton King
Dragan Pikula
Richard Clayton Walker
Original Assignee
Corning Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of TW201337688A publication Critical patent/TW201337688A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0421—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by interrupting or reflecting a light beam, e.g. optical touch-screen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04109—FTIR in optical digitiser, i.e. touch detection by frustrating the total internal reflection within an optical waveguide due to changes of optical properties or deformation at the touch location

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本發明揭示了一種光學觸控螢幕，該光學觸控螢幕利用透明平板且經設置以決定該透明平板上之觸控事件之位置。光源元件及感光元件經可操作地安置在該透明平板周邊。在光源元件與感光元件之間的視線上偵測光。決定歸因於觸控事件之經衰減視線。藉由重疊由每一感光元件之限制視線界定之三角形來建立多邊形。消除具有低於衰減閾值之衰減的多邊形。然後，決定其餘多邊形之中心以確定觸控事件之位置。系統及方法提供多個觸控事件之強健性偵測。

Description

使用透明平板的強健性的光學觸控螢幕系統和方法 【相關申請案之交互參照】
本申請案根據專利法主張於2011年11月28日申請之美國臨時申請案第61/564024號之優先權的權益，本案依賴於該申請案之內容且該申請案之內容全文以引用之方式全部併入本文中。
本揭示案係關於光學觸控螢幕，且特定言之係關於使用透明平板且可偵測多個觸控事件之強健性光學觸控螢幕系統及方法。
具有觸控螢幕功能之顯示器的市場正在迅速增長。因此，已開發各種感測技術來使顯示器具有觸控螢幕功能。然而，現有技術中之每一者具有對於特定應用之某一類型的效能缺點，如此產生對於製造顯示器之顯著增加的成本。
觸控螢幕功能正在行動裝置應用(諸如智慧型電話、電子書閱讀器、膝上型電腦及平板電腦)中獲得更廣泛的使用。此外，諸如對於桌上型電腦及牆裝式螢幕之較大顯 示器正在變得更大。當使用諸如投射式電容式觸控(projected capacitive touch；PCAP)技術之習知觸控螢幕技術時，此顯示器大小之增加將伴隨著顯示器成本之增加。
因此，存在最小化用於廣泛應用之觸控螢幕之整體厚度及重量的需要，該等廣泛應用自最小的手持式裝置至最大的顯示器。此外，觸控螢幕亦需要具有更加強健的功能，諸如改良的觸控位置精確度、指紋抗擾性及多點觸控能力。
本揭示案之一態樣為在具有周邊之透明平板上確定觸控事件之位置的方法，其中光源元件及感光元件相鄰於該周邊可操作地安置。該方法包括以下步驟：使用感光元件量測來自光源元件之光的強度值，其中光在光源元件與感光元件之間的視線上於透明平板內部之內傳播。該方法亦包括以下步驟：基於與衰減閾值相比之強度值決定每一感光元件之限制視線。該方法亦包括以下步驟：重疊由每一感光元件之限制視線界定之三角形以建立一或更多個多邊形。該方法另外包括以下步驟：決定一或更多個多邊形之中心以確定觸控事件位置。
在一些實施例中，每一多邊形具有基於量測強度值之相關聯衰減，且該方法進一步包含以下步驟：消除相關聯衰減低於衰減閾值之任何多邊形。在一些實施例中，該方法進一步包含以下步驟：基於偵測器訊號強度與訊號閾值之比較，決定觸控事件之強度。在一些實施例中，透明平板係實質上對紅外線(IR)光透明，且其中來自光源元件之光包含IR 波長。在其他實施例中，IR光具有相鄰感光元件安置之帶通濾波器，該帶通濾波器經設置以實質上對可見光及IR光不透明，該IR光具有一IR波長，該IR波長不同於由光源元件發射之IR光之IR波長。在一些實施例中，該周邊包括複數個轉角，且該方法包括以下步驟：將感光元件相鄰複數個轉角中之每一轉角佈置。
在一些實施例中，該方法進一步包含以下步驟：自感光元件產生表示由感光元件偵測之強度值之個別偵測器訊號；及處理偵測器訊號以決定限制視線。在其他實施例中，產生偵測器訊號之步驟包括以下步驟：當光源元件關閉時，使用該等感光元件中之一個感光元件進行第一光電流量測；當光源元件開啟時，使用該等感光元件中之同一個感光元件進行第二光電流量測；及自第二光電流減去第一光電流。
在一些實施例中，產生偵測器訊號之步驟包括以下步驟：使用具有放大器之電路處理偵測器訊號，且其中該方法進一步包括以下步驟：進行整合光電流量測達固定總時間△T；將固定總時間△T分成N個間隔以界定具有相應時間間隔△T/N之N個子量測；將N個子量測相加在一起以模擬單個積分；及動態地選擇N以避免放大器過載。
在一些實施例中，存在n個感光元件，且該方法進一步包括以下步驟：決定該等感光元件中之第一個感光元件之第一組三角形；決定該等感光元件中之第二個感光元件之第二組三角形；自該第一組三角形及該第二組三角形決定第一組多邊形；決定該等感光元件中之第三個感光元件之第 三組三角形，且建立第三組三角形與第一組多邊形之相交以形成第二組多邊形；及重複先前步驟直至第n個感光元件到達用於動作d)中之最終組多邊形以確定觸控事件位置。在一些實施例中，決定一或更多個多邊形之中心之步驟包含對於每一多邊形的以下步驟：決定多邊形內之衰減值；及基於該多邊形內之衰減值計算多邊形之質量中心，且將該質量中心識別為多邊形中心。
在一些實施例中，決定一或更多個多邊形之中心之步驟包含對於每一多邊形的以下步驟：假設多邊形內之衰減的常數值；及將多邊形之幾何中心作為多邊形中心計算。在一些實施例中，量測強度值係由感光元件轉換成偵測器訊號強度，且該方法進一步包含以下步驟：建立在視線之上傳播之光的基線量測；基於該基線量測界定閾值偵測器訊號強度；及將與衰減視線相關聯之偵測器訊號強度與閾值訊號強度比較以決定是否發生了觸控事件。在其他實施例中，該方法進一步包含以下步驟：基於偵測器訊號強度中之變化調整基線量測；及基於該經調整基線量測調整閾值訊號強度。
本揭示案之另一態樣為用於感測一或更多個觸控事件之位置的觸控螢幕系統。該系統具有透明平板，該透明平板具有周邊及頂表面，在該頂表面中發生一或更多個觸控事件。該系統亦具有複數個光源元件，該複數個光源元件發光且經可操作地相鄰於周邊安置以將光耦接至透明平板中，以經由全內反射在該透明平板中傳播。該系統進一步包括複數個感光元件，該複數個感光元件相鄰於周邊可操作地 安置以偵測來自感光元件之光，且回應於該光，產生具有表示經偵測光強度之訊號強度的偵測器訊號。一或更多個觸控事件引起光強度沿著對應於所選感光元件之至少一個視線之衰減。該系統亦包括控制器，該控制器可操作地耦接至光源元件及感光元件。控制器經設置以控制來自光源元件之光的發射且處理偵測器訊號以：1)比較每一感光元件中之偵測器訊號強度與衰減閾值以建立一或更多個三角形，該一或更多個三角形由給定感光元件之衰減視線中之限制視線界定；2)確定由一或更多個三角形之至少一個相交形成之至少一個多邊形的位置，及3)計算至少一個多邊形之中心以界定相應一或更多個觸控事件之位置。
應理解，前述一般描述及以下【實施方式】表示本揭示案之實施例，並且意欲提供用於理解本揭示案主張之本揭示案之本質及特性的概述或框架。包括附圖以提供對本揭示案之進一步理解，並且附圖併入且構成本說明書之一部分。該等附圖圖示本揭示案之各種實施例且與本描述一起用於解釋本揭示案之原理及操作。
在一些實施例中，控制器係進一步經設置以：基於偵測器訊號強度與訊號閾值之比較，決定觸控事件之強度。在一些實施例中，透明平板係實質上對紅外線(IR)光透明，其中來自光源之發射光包含IR光，且其中感光元件經設置以偵測IR光。在一些實施例中，周邊包括複數個轉角，且其中感光元件係相鄰該複數個轉角中之每一個轉角安置。在一些實施例中，系統進一步包含相鄰該等感光元件中之每一 個感光元件安置之帶通濾波器，該等帶通濾波器中之每一者經設置以實質上對可見光及IR光不透明，該IR光具有一IR波長，該IR波長不同於由光源元件發射之IR光之IR波長。在一些實施例中，系統進一步包含一電路，該電路可操作地耦接至該等感光元件中之一個感光元件，該電路經設置以提供補償電流，該補償電流減少或消除歸因於干擾照明出現的干擾電流。在一些實施例中，電路包括可操作地連接至處理器之數位類比轉換器，該處理器向該數位類比轉換器提供反饋控制訊號以改變補償電流。
本揭示案之附加特徵及優點在隨後之詳細描述中闡述，且部分地將自本描述對熟習此項技術者顯而易見或藉由實踐如本文所述之本揭示內容而識別，該內容包括隨後的詳細描述、申請專利範圍及附圖。申請專利範圍併入且構成下文所述之【實施方式】的一部分。
10‧‧‧觸控螢幕系統
20‧‧‧透明平板
21‧‧‧大塊部分/主體
22‧‧‧頂表面
24‧‧‧底表面
26‧‧‧邊緣
27‧‧‧周邊
28‧‧‧轉角
40‧‧‧遮光屏
41‧‧‧吸收層
100‧‧‧光源
102‧‧‧光源元件
103‧‧‧膠/黏合劑
104‧‧‧光
105‧‧‧視線
107‧‧‧三角形
109‧‧‧像素
110‧‧‧撓曲電路板
111‧‧‧多邊形
112‧‧‧印刷電路板
145‧‧‧窗口
200‧‧‧感光元件
300‧‧‧控制器
301‧‧‧匯流排
302‧‧‧處理器
304‧‧‧裝置驅動器
306‧‧‧介面電路
400‧‧‧觸控感應顯示器
410‧‧‧習知顯示單元
414‧‧‧背光單元
416‧‧‧光
420‧‧‧薄膜電晶體玻璃層
430‧‧‧液晶層
450‧‧‧濾色玻璃層
452‧‧‧頂表面
460‧‧‧頂部偏光層
462‧‧‧頂表面
470‧‧‧框架
472‧‧‧框架上表面
474‧‧‧空氣隙
476‧‧‧側面
480‧‧‧整合顯示組件
482‧‧‧上側
500‧‧‧使用者
520‧‧‧條形波導
521‧‧‧格層
522‧‧‧頂表面
524‧‧‧底表面
525‧‧‧平面
540‧‧‧反射層
541‧‧‧光吸收層
550‧‧‧間距構件
600‧‧‧環境光線
700‧‧‧電路
710‧‧‧放大器
714‧‧‧電容器
716‧‧‧重設開關
720‧‧‧數位類比轉換器
104-1‧‧‧限制光束
104-2‧‧‧限制光束
104-3‧‧‧限制光束
104-4‧‧‧限制光束
104-B1‧‧‧「斷開」光束
104-B2‧‧‧「斷開」光束
104-B3‧‧‧「斷開」光束
104-B4‧‧‧「斷開」光束
104C‧‧‧中心線
104-C1‧‧‧中心線
104-C2‧‧‧中心線
104-C3‧‧‧中心線
104-C4‧‧‧中心線
104S‧‧‧散射光
105-1‧‧‧視線
105-2‧‧‧視線
105-3‧‧‧視線
105-4‧‧‧視線
200-1‧‧‧感光元件
200-2‧‧‧感光元件
200-3‧‧‧感光元件
200-4‧‧‧感光元件
A‧‧‧訊號振幅
A0‧‧‧基線估計
B2‧‧‧框
F‧‧‧手指
LX‧‧‧長度
LY‧‧‧長度
SD‧‧‧電偵測器訊號
T‧‧‧偵測閾值
TE‧‧‧觸控事件
TE1‧‧‧觸控事件
TE2‧‧‧觸控事件
TE3‧‧‧觸控事件
TE4‧‧‧觸控事件
TE5‧‧‧觸控事件
TH‧‧‧厚度
α‧‧‧入射角
θ‧‧‧內部反射角
θc‧‧‧臨界內部反射角
ψ‧‧‧偵測器角度
第1圖為根據本揭示案之示例性觸控螢幕系統之正面視圖；第2圖為觸控螢幕系統之透明平板之剖視圖；第3圖為透明平板之轉角的放大俯視圖，且第3圖包括一放大插圖，該放大插圖圖示其中轉角經斜截且其中感光元件(以虛線圖示)相鄰於斜截轉角安置的實例；第4圖為第1圖之示例性觸控螢幕系統之更詳細正面視圖，且第4圖圖示與該等感光元件中之一個感光元件相關聯之示例性視線； 第5圖為在邊緣26處之透明平板之放大剖視圖，圖示光源元件如何邊緣耦接至透明平板之實例；第6A圖類似於第5圖且圖示其中光源元件在底表面面耦接至透明平板之實例，並且亦圖示安置於頂表面上之遮光屏以阻擋自上方看見光源元件；第6B圖類似於第6A圖，且圖示其中遮光屏對紅外線(IR)輻射透明但對可見光輻射不透明的實例，其中遮光屏安置於光源元件與透明平板之底部之間；第7圖為觸控螢幕系統之透明平板、光源元件及感光元件的正面視圖，圖示藉由量測由感光元件量測之光線扇面之衰減(阻擋)來決定觸控事件的位置之方法中之步驟；第8圖類似於第7圖且圖示藉由形成與光線扇面(亦即，視線)相關聯之中心線且決定該等中心線之相交來決定觸控事件之位置的方法中之步驟；第9圖類似於第7圖且圖示由兩個觸控事件組成之情況；第10圖類似於第9圖且圖示與對於兩個觸控事件之第9圖之光線扇面(視線)相關聯的各個中心線；第11圖為對於量測訊號A(實線)、基線訊號A 0 (點線)及閾值T(虛線)，基於自在示例性觸控螢幕系統中進行之量測獲得之資料的(經處理之)偵測器訊號(相對單位)之訊號強度對比時間(微秒)之代表圖；第12圖為藉由將觸控螢幕系統可操作地佈置於習知顯示單元頂部上形成之示例性觸控感應顯示器之示意概 視圖(elevated view)；第13圖為比第12圖圖示更多細節之示例性觸控感應顯示器之分解概視圖；第14A圖為圖示如何將觸控螢幕系統與習知顯示單元整合之實例之示例性觸控感應顯示器的示意截面、部分分解視圖；第14B圖類似於第14A圖且圖示可操作地安置於習知顯示單元之整合顯示組件之頂部上的觸控螢幕系統；第15A圖為用於降低環境光線之負面作用之觸控感應顯示器的示例性設置之放大部分剖視圖；第15B圖類似於第15A圖且圖示具有比第15A圖之配置較薄配置之示例性觸控感應顯示器；第15C圖類似於第15B圖且圖示其中安置感光元件200以便感光元件200上下顛倒之示例性實施例；第15D圖類似於第15C圖且圖示其中感光元件200以相對於水平之偵測器角度ψ相鄰於條形波導520的斜角端面527安置的示例性實施例；第16A圖類似於第9圖且突出顯示(使用較更深色的線)藉由限制視線形成之一示例性三角形；第16B圖類似於第16A圖，但其中移除大部分非觸控多邊形；第17A圖圖示具有六個感光元件之示例性觸控螢幕系統之多邊形，其中僅剩餘表示錯誤觸控之一個較小多邊形(點線卵形)； 第17B圖類似於第17A圖，不同之處在於已經基於非觸控多邊形之較小衰減值將在第17A圖中經由點線卵形識別為非觸控多邊形之一較小多邊形除去；第18圖為圖示經由由感光元件及光源元件界定之所有視線形成之網孔的示意圖，其中放大插圖圖示如何在網孔內部界定像素；第19A圖為圖示基於原始量測資料由SART演算法決定之多邊形之位置的透明螢幕之電腦影像；第19B圖類似於第19A圖且圖示該方法之定界多邊形實施例之SART結果；以及第20圖為經設置以藉由使用電流注入降低干擾照明之負面作用之示例性電路的示意圖。
本揭示案之附加特徵及優點在隨後之【實施方式】中闡述，且將自本描述對熟習該項技術者顯而易見或藉由實踐如本文所述之本揭示內容，以及申請專利範圍及附圖而識別。
為了參考之目的在某些圖中圖示了笛卡兒坐標，且該笛卡兒坐標不意欲作為相對於方向或定向之限制。
第1圖為根據本揭示案之示例性觸控螢幕系統10之示意圖。觸控螢幕系統10可用於各種消費者電子製品，例如結合顯示器用於能夠無線通訊之行動電話及其他電子裝置、音樂播放器、筆記型電腦、行動裝置、遊戲控制器、電腦「滑鼠」、電子書閱讀器等等。
觸控螢幕系統10包括透明平板20，其中光源100及感光元件200相鄰於透明平板周邊安置，如下文論述。可選遮光屏40用來覆蓋光源100及感光元件200，以便光源100及感光元件200無法自上方經由觀察者看見。在本文中廣泛使用術語「遮光屏」以意謂用來至少阻擋可見光且經設置以防止觸控螢幕系統10之一些部分由使用者500(參見第14B圖)看見之任何光阻擋構件、薄膜、組件等等。因此，如本文中所使用之術語「遮光屏」不限於為類似用於手錶等之習知機械遮光屏之位於透明平板邊緣的構件。
觸控螢幕系統10包括控制器300，該控制器300可操作地(例如，經由匯流排301)連接至光源100及感光元件200，且經設置以控制觸控螢幕系統10之操作。控制器300包括處理器302、裝置驅動器304及介面電路306，如下文中更加詳細描述。在實例中，感光元件200包含光電二極體。
第2圖為透明平板20之剖視圖，且第3圖為透明平板之轉角之放大俯視圖。透明平板20包括大塊部分或主體21、頂表面22、底表面24及界定周邊27之至少一個邊緣26。示例性透明平板20為大體矩形且包括界定四個轉角28之四個邊緣26，且透明平板之此實例係經由說明之方式用於下文之論述中。可以使用透明平板20之其他形狀，諸如圓形形狀。
第3圖中之放大插圖圖示其中斜截該等轉角28中之一個轉角28之示例性實施例，且該放大插圖以虛線圖示相鄰於斜截轉角可操作地安置之該等感光元件200中之一個 感光元件200。亦在放大插圖中以虛線圖示了在視線105上傳播之光104，如下文論述。
透明平板20具有厚度TH，該厚度TH實質上均勻(亦即，頂表面22與底表面24實質上平行)。在實例中，透明平板20為矩形且具有X方向為長度LX且Y方向為長度LY之尺寸，且因此透明平板20具有藉由四個邊緣26界定之四個轉角28。大體上，透明平板20可具有其中邊緣26界定多個轉角28(例如，對於六邊形形狀為六個轉角)之形狀。
透明平板20可大體由可形成為薄平面平板之任何適當透明材料製成，該材料諸如塑膠、丙烯酸、玻璃等；且該材料支持在該材料主體21之內的光透射而無歸因於散射或吸收之實質損失。在實施例中，透明平板20可為化學強化玻璃，諸如鹼石灰型玻璃。用於透明平板20之示例性玻璃為經由離子交換硬化之鹼鋁矽酸鹽玻璃。該等類型之玻璃可包含Na2O(蘇打)、CaO(石灰)及SiO2(矽石)，該等類型之玻璃亦可包括諸如MgO、Li2O、K2O、ZnO及ZrO2之氧化物。一旦經由離子交換硬化，該等類型之玻璃展現使該等類型之玻璃適宜用於觸控螢幕應用，以及其他應用(例如，作為蓋玻璃)之某些特性。關於適合用作透明平板20之鹼石灰型玻璃之組成或生產，或者組成或生產兩者之進一步細節可見於申請於2007年7月31日之美國專利申請案第11/888,213號、申請於2009年8月7日之美國專利申請案第12/537,393號、申請於2009年8月21日之美國專利申請案第12/545,475號及申請於2009年2月25日之美國專利申請案第12/392,577 號中之一或更多者中，該等專利申請案以引用之方式併入本文中。透明平板20之示例性玻璃為來自Corning,NY之Corning,Inc.的Gorilla®玻璃。此外，諸如低鐵Gorilla®玻璃或其他低鐵離子交換玻璃之示例性玻璃對於IR波長光104透明。
第4圖為類似於第1圖之觸控螢幕系統之觸控螢幕系統10的示意圖，但第4圖圖示系統之更多細節且為了便於圖示而忽略了遮光屏40。光源100實際上為包括光源元件102之光源陣列，該等光源元件102圖示為相鄰於透明平板20之周邊27可操作地安置。示例性光源元件102為發光二極體(light-emitting diode；LED)。亦在實施例中，光源元件102各自在諸如於850 nm與950 nm之間的IR波長下發射光104。在下文之論述中，光104在適當情況下亦可稱為「光線(light ray)」104或「多個光線(light rays)」104或「光束(light beam)」104或「多個光束(light beams)」104。
第4圖圖示在該等光源元件102中之一個光源元件102與相應示例性感光元件200之間的示例性視線105。應注意，在矩形透明平板20之實例中，每一光源元件102具有視線105，其中兩個感光元件200在相對邊緣26之轉角28上。因此，對於透明平板20之矩形設置，來自每一光源元件102之光104沿著個別視線105入射至兩個感光元件200上。
在實例中，光源元件102經可操作地安裝於撓曲電路板(「撓曲電路」)110上，撓曲電路板110又經安裝至與透明平板20之每一邊緣26相關聯之印刷電路板(printed circuit boards；PCB)112。在實施例中，光源元件102在邊緣26處經邊緣耦接至透明平板20，如下文更詳細描述。撓曲電路110及PCB 112在第4圖中圖示為例如以平行於透明平板20之平面定向。撓曲電路110及PCB 112亦可以垂直於透明平板20之平面定向。
在觸控螢幕系統10之一般操作中，處理器302驅動光源元件102之順序啟動且亦控制對於每一光源啟動之在感光元件200處之光104的偵測。感光元件200回應於偵測光104產生電偵測器訊號SD，其中偵測器訊號之強度表示對於光在其上傳播之特定視線105之經偵測光的強度。因此，每一視線105可視為具有與該視線105關聯之某一光強度的光學路徑。可將部分介面電路306置放在感光元件200附近。例如，可將前置放大器及類比數位轉換器置放在感光元件200附近以消除雜訊，該雜訊可尤其當將處理器中心安置時在處理器302與感光元件200之間的長線中引入。
在實例中，處理器302例如藉由提供特性(例如，調制)至來自光源元件102之光104，或藉由閘控感光元件200以減少雜訊等或兩者來控制光發射及偵測程序以最佳化光104之偵測。
第5圖為在該等邊緣26中之一個邊緣26處的透明平板20之放大剖視圖，圖示光源元件102係如何光學耦接至透明平板之實例。在第5圖之實例中，光源元件102係使用例如膠或黏合劑103邊緣耦接至透明平板20之邊緣26。亦應注意，第5圖圖示其中撓曲電路110及PCB 112係垂直於 透明平板20之平面佈置之示例性實施例。在實例中，膠或黏合劑103的折射率匹配透明平板20之折射率。
當啟動給定光源元件102時，該給定光源元件102發射光104(光線)，該光104傳播至透明平板20之主體21中。具有超過透明平板20之臨界內部反射角θC(見第5圖)之角度的部分光104經由全內反射保持截留於透明平板主體21中且在透明平板主體21中傳播。若內部反射光104之傳播保持連續，則內部反射光104將在該內部反射光104之視線105的長度上傳播且到達相應感光元件200。感光元件200經設置以在上述電偵測器訊號SD中轉換經偵測光104，該電偵測器訊號SD在實例中為光電流。然後將電偵測器訊號SD發送至處理器302用於處理，如下文所述。因此，透明平板20充當支持大量波導模式之光波導，該大量波導模式亦即，光線104在透明平板內部超過臨界內部反射角θC於寬範圍之內部反射角θ上傳播。
第6A圖類似於第5圖，且第6A圖圖示其中光源元件102相鄰透明平板20之底表面24安置且光源元件102與底表面24光學耦接之替代實施例。此面耦接設置提供優於邊緣耦接設置之若干優點，包括製造更簡單、不需要遮光屏且增加觸控敏感性。當將光104發射至透明平板20中時，多個模式如上文結合邊緣耦接設置所論述以不同跳動角度傳播。邊緣耦接設置很可能以低跳動角度產生模式，而表面耦接設置以較高跳動角度產生模式。具有較高跳動角度之光線104提供增加之觸控敏感性，因為該等光線104更頻繁地觸擊 頂表面22，從而提供與觸控事件(touch event；TE)交互作用的更大機會。
為了防止光源元件102由使用者500經由透明平板20看見，可使用遮光屏40。在實例中，遮光屏40為薄膜之形式，該薄膜至少在可見光波長下不透明且視情況地在IR波長下透射。遮光屏40之示例性薄膜包含黑漆，該黑漆在包括可見光波長及IR波長之寬範圍之波長上吸收光。在圖示於第6B圖中之另一實例中，遮光屏40可經安置於光源元件102與透明平板20之底表面24之間，在此情況下，遮光屏需要實質上對發光元件之波長透明。在此情況下，方便光波長104為IR波長。
模擬試驗指示，與使用第5圖之邊緣耦接設置之經由光源元件102輸出的約80%之光104可截留在透明平板20內部相比，使用第6圖之面耦接設置可將由光源元件102輸出的約28%之光104截留在透明平板20內部。
繼續參看第5圖及第6A圖及第6B圖，當觸控事件TE發生時，諸如當一人的手指F觸碰透明平板20之頂表面22時，該觸控事件TE改變全內反射條件。此舉引起光104得以在觸碰頂表面22之點(或更準確地，在較小區域上)處自透明平板主體21散射出作為散射光104S，從而使光束104衰減。到達相應視線105之相應感光元件200之光104之強度的減小，引起電偵測器訊號SD(與比如基線光電流量測相比)之訊號強度降低(例如，光電流減少)，且指示已發生觸控事件TE。經量測電偵測器訊號SD之閾值T可用於決 定是否已發生觸控事件TE，如在下文中更加詳細論述。
第7圖為透明平板20、光源元件102及感光元件200之正面視圖，圖示如何決定觸控事件TE之發生及位置。如上文所論述，來自給定光源元件102之光104具有至感光元件200之視線105，感光元件200相對光源元件(亦即，不與具有相同邊緣26之轉角28相關聯)安置。第7圖圖示基於示例性觸控事件TE，界定感光元件200-1、感光元件200-2、感光元件200-3及感光元件200-4之個別視線105-1、視線105-2、視線105-3及視線105-4的限制光束104-1、限制光束104-2、限制光束104-3及限制光束104-4及相應衰減或「斷開」光束104-B1、104-B2、104-B3及104-B4。觸控事件TE之精確位置係使用如下所述之演算法決定。
觸控事件TE之位置解析度由在透明平板20之邊緣26處之光源元件102的密度決定，該密度又界定視線105之密度。考慮觸控螢幕系統10之示例性設置，其中透明平板20具有長度LX=432 mm及長度LY=254 mm，該透明平板20具有圍繞邊緣26分佈之252個光源元件102，其中80個光源元件沿著長邊緣分佈且46個光源元件沿著短邊緣分佈。對於具有直徑為10 mm之圓周大小(該大小約為手指觸碰之大小)的觸控事件TE，光源元件102的5.25 mm之間距確保觸控事件TE將斷開至少一個光束104，亦即將中斷至少一個視線105。
控制器300經設置以提供啟動光源元件102所必需之功能，以便光源元件102以選擇之方式發射光104。控制 器300亦可經設置以接收且處理來自感光元件200之電偵測器訊號SD，以決定發生觸控事件TE之透明平板20之頂表面22上的一或更多個位置。
特定言之，再次參考第4圖，控制器300包括上述處理器302(例如，微處理器)、上述裝置驅動器(驅動電路)304及上述介面電路306。處理器302經由訊號線、匯流排等耦接至驅動電路304及介面電路306。處理器302經設置以執行電腦可讀取代碼(軟體程式)，該電腦可讀取代碼(軟體程式)控制且安排驅動電路304及介面電路306之活動以達成上述功能及操作，及執行本文所述之方法的各種計算。例如，處理器302可提供控制訊號(未圖示)至驅動電路304，指示何時啟動且停用(亦即，開啟及關閉)個別光源元件102以及感光元件200。
介面電路306自感光元件200接收電偵測器訊號SD並且處理該等訊號，以便該等訊號可輸入至處理器302中。例如，當感光元件200包含光電二極體時，介面電路306可提供適當偏置條件至光電二極體，以使得該等光電二極體能夠適當地感測光104。就此而言，介面電路306可經設置以在特定時間間隔期間引起某些感光元件200活動，而引起其他感光元件200不活動。
介面電路306亦可經設置(例如，具有整合及速放電路，未圖示)以處理來自光電二極體之類比電偵測器訊號SD(例如，類比光電流)，並且將該等類比電偵測器訊號SD轉換為用於處理器302之數位格式。此設置改良訊雜比。 用於將光源元件102及感光元件200電連接至控制器300之兩個示例性選項為使用諸如I2C(二線介面)之匯流排的菊鏈，或自控制器行進至每一各個感光元件之發散排線(home run)。前一種選項簡化了線路，而後一種選項改良效能。
控制器300經由適當電連接而電氣連接至光源元件102及感光元件200，該電連接諸如上述匯流排301或類似電纜。在實例中，控制器300之一些部分常駐於PCB 112上。
處理器302可利用適當硬體實施，諸如標準數位電路、可操作用於執行軟體及/或韌體程式之任何已知處理器，或一或更多個可程式化數位裝置或系統，諸如可程式化唯讀記憶體(programmable read only memories；PROM)、可程式化陣列邏輯(programmable array logic；PAL)裝置，等等。示例性處理器302為可自Chandler,Arizona之Microchip Technology,Inc.獲得的PIC微處理器。
此外，雖然控制器300圖示為被分割成某些功能塊(即，處理器302、驅動器304及介面306)，但是該等功能塊可藉由獨立電路實施及/或結合成一或更多個功能單元。處理器302可基於如下所述之方法執行不同軟體程式，來進行用於計算一或更多個觸控事件TE之一或更多個位置的不同技術。
如上文所論述，控制器300經設置以藉由選擇感光元件200來協調光源元件102之啟動及光104之偵測。啟動光源元件102之示例性方法為追蹤法，在該追蹤法中，將光源元件圍繞周邊以給定方向順序地啟動。然而，可使用啟 動光源元件102之不同方法及順序。例如，若在選擇的時間量之後尚未感測到觸控事件TE，則該序列可進入低功率狀態，在低功率狀態中，光源元件102較不頻繁地或以不同次序啟動(比如，僅奇數光源元件)。例如，當首先偵測到觸控事件T時，光源元件102亦可在一些情況下以較高頻率啟動，以改良決定觸控事件之位置的解析度。
單觸控事件方法
本揭示案之一態樣包括一種決定觸控螢幕系統10上之單觸控事件TE的位置之方法。該方法中之第一步驟包括以下步驟：啟動每一光源元件102以產生相應光束104。此第一步驟亦包括以下步驟：量測在相應感光元件200處之光束強度以獲得相應感光元件之所有光束強度的基線量測。基線量測強度係由電偵測器訊號SD之基線訊號強度表示。此基線量測允許光束104之基線強度與觸控事件光束強度之比較，以確定是否已發生觸控事件TE及在何處發生觸控事件TE。執行此基線量測步驟之示例性方法在下文中論述。
最簡單的觸控位置感測方法係基於歸因於觸控事件TE之中斷(亦即，衰減)光束104之三角量測。在此方法中，若沿著給定光源元件102與給定感光元件200之間的視線105歸因於觸控事件TE之衰減超出預定閾值，則該光束(或，等同於該視線)被稱為衰減、中斷或「斷開」，如在第7圖中由斷開光束104-B所指示，即光束104-B1、光束104-B2、光束104-B3及光束104-B4。在第7圖中，為了便於圖示，僅圖示了有限數目之斷開光束104-B。
該方法中之第二步驟為將斷開光束104-B之扇面替換為沿斷開光束之每一扇面之中心獲取的單個中心線104C。因為存在四個感光元件200，故存在四個中心線104C(即中心線104-C1至中心線104-C4)，如第8圖所示。
第三步驟包括以下步驟：計算中心線104C之相交處109之位置。為了便於說明，僅標記了一些相交處109。歸因於有限的角解析度，中心線104C將不在單個點處全部相交。取而代之的是，四個中心線104C大體產生高達六個相交處109之叢集，該叢集具有接近觸控事件TE之實際中心的(x,y)位置。因此，第四步驟包括以下步驟：將中心線相交109之(x,y)坐標平均化，以給出觸控事件TE之位置的最終估計(x',y')。
大體而言，若t為觸控事件TE之數目且p為感光元件200之數目，則t個觸控事件之中心線相交處之最大數目NM為NM=t2p(p-1)/2。對於單觸控事件TE，t=1且NM=t2p(p-1)/2。應注意，在考慮中的觸控螢幕系統10之特定實例具有單觸控事件TE及四個感光元件200，該實例產生六個中心線相交之最大值。因此，若中心線相交之實際數目NA超出最大數目NM，則如此指示存在除了假定之t個觸控事件之外的多個觸控事件。
例如，對於單個觸控事件(t=1)及四個感光元件(p=4)，若NA>6，則已發生多個觸控事件TE。因此，本文中揭示之方法的一態樣包括以下步驟：計算t個觸控事件之中心線相交之最大數目NM；量測中心線觸控事件之實際數目NA；及比較NM值與NA值，其中NA>NM指示多於t個觸控事件。
此方法在辨別觸控事件TE之數目為一或大於一之情況下尤其有用，亦即，藉由量測實際中心線相交之數目NA且將NA和與單個觸控事件相關聯之NM的值比較，以決定觸控事件TE之實際數目s是否大於一。
進行模擬以將實際觸控位置與經計算觸控位置(x',y')比較以決定上文闡述之示例性觸控螢幕參數之誤差量。該等模擬指示誤差為約0.98 mm，該誤差比光源元件102之示例性5.25 mm之間距小得多。藉由測試大量隨機點，發現最壞情況位置誤差為約3 mm，其中典型誤差係小於1 mm。
兩個觸控事件之方法
上述方法非常適用於單觸控事件TE且可延伸至應用於兩個觸控事件。現描述此兩個觸控事件方法。
第9圖類似於第7圖且圖示與兩個觸控事件TE1及TE2相關聯之光線104的扇面，其中為了便於圖示，僅圖示了限制光線104-1至104-4。第10圖類似於第9圖，且第10圖圖示基於第9圖之光線104的扇面的中心線104C。如第10圖中可見，其中具有兩個觸控事件TE1及TE2，中心線104C之多個相交109並不接近真實觸控事件位置。然而，亦可注意到，中心線相交109趨向於在觸控事件TE1及觸控事件TE2的位置附近叢集。利用中心線104C之軌跡的特性計算兩個觸控事件TE1及TE2之位置(x'1，y'1)及位置(x'2，y'2)。
因此，在一個實施例中，所有中心線相交109之相交坐標(x1,y1)、(x2，y2)等係以與涉及單觸控事件TE之情況幾乎相同的方式計算。若使用四個感光元件200，則對於給定 觸控事件之光束相交的最大數目NB為6(見上文對於NB之公式)。因此，若所量測之光束相交之數目大於六，則斷定存在至少兩個觸控事件TE1及TE2。
對於多個觸控事件，該方法中之下一步驟包括以下步驟：尋找中心線相交109之叢集，因為偽相交趨向於位於相距觸控事件之實際位置的相對較大距離。又，歸因於觸控螢幕系統10之不連續角解析度，預期在與相應觸控事件TE1及TE2相關聯之中心線相交109中將存在一些散佈。增加對觸控事件之靈敏度的一種方式為增加感光元件200之數目。在實例中，將至少一個感光元件在相鄰轉角28之中間位置沿著邊緣26佈置，以增加可沿著透明平板20之對角線發生之多個觸控事件的量測靈敏度。
在實例中，將用於決定有效觸控事件TE已發生之要求界定為中心線相交109之最小數目M全部在某一距離公差D之內。示例性要求可為在具有半徑D=4 mm之圓形內部存在至少M=3個的相交109。可選擇相交109之距離公差D及最小數目M來最佳化用於確定觸控事件TE之有效性的結果。在實例中，在距離公差D之內可能存在Q個相交109，其中Q≧M。
在下一步驟中，該方法包括以下步驟：將Q≧M相交叢集之(x1,y1)、(x2,y2)等坐標平均化，以分別到達觸控事件TE1及TE2之計算位置(x'1,y'1)及(x'2,y'2)。如在單個觸控方法中，在實例中，觸控事件TE1或TE2之位置的計算精確度可為幾毫米(mm)數量級。
多個觸控事件TE之上述演算法大體適用於兩個觸控，但該演算法易感於對於某些觸控事件位置之偽觸控結果，尤其當觸控事件位於螢幕對角線附近時如此。此缺點藉由使上述中心線相交要求更加嚴格來減輕，例如，對於給定距離公差D需要中心線相交109的更大數目M。
示例性基線量測方法
如上文論述，決定觸控事件TE之位置(或兩個觸控事件TE1及TE2之位置)的方法中之一個步驟包括以下步驟：當無觸控事件時首先執行偵測器訊號強度之基線量測。現論述進行基線量測之示例性方法。
示例性基線量測方法使用感光元件200提供對來自觸控螢幕系統10中之每一光源元件102之每一光束104的非衰減強度之估計。若與使用感光元件200來偵測非衰減光束104相關聯之經估計偵測器訊號強度具有以任意單位之強度(例如，單位為mA之光電流)的振幅A 0 (t)，則可在運作中校正一般化電流量測A(t)以提供對於每一光束自0至1變化之經估計的光束透射函數G(t)。對於所有p個光元件，G(t)→G(p,t)。
假定關於使用感光元件200之強度量測之平均雜訊的一些知識，可以界定合理的偵測閾值T。例如，若NB光束104係每隔一秒量測，且錯誤觸控事件之偵測無法以每K秒多於一次之頻率發生，則錯誤觸控事件之機率可經由1/(NBK)給定。若每一透射量測G(p,t)具有方差σ2，則可將偵測閾值T設定為T=G(p,t)=1-zσ，其中z為由反覆關係 erf(z/2)=(NK-1)/NK界定之標準差之數目，其中「erf」為誤差函數且「2」為2的平方根。
下表1展示作為示例性觸控螢幕系統10之平均時間與錯誤觸控(mean time to false touch；MTFT)偵測之函數的z的示例性值，示例性觸控螢幕系統10具有在50Hz之頻率下傳播之256個光束104，如此提供NBK=(256)(50Hz)=12,800。由發明者製造以展示原理證明之示例性觸控螢幕系統10使用切換積分器且具有約為100之訊雜比(SNR)，產生z=5之偵測閾值，及具有5%之觸控螢幕敏感性。此偵測閾值可藉由將觸控事件TE界定為需要同時斷開兩個或兩個以上光束之觸控事件TE而減輕。
一旦建立了一般化透射G(t)，則該方法包括以下步驟：界定兩個偵測狀態，亦即，界定為G(t)≧T=1-σz之閒置狀態(「IDLE」)及界定為G(t)<T=1-σz之觸控狀態(「TOUCHED」)。在IDLE時間期間，累積來自G(t)之新取樣之偏差且以直接之方式計算標準差σ。此經計算之標準差σ隨後用於在變化的照明位準及各種光束強度及SNR下改良偵測閾值。
可使用以下示例性演算法在觸控螢幕系統10中 執行基線量測方法，在該示例性演算法中，使用平均偏差s而非使用均方根(root mean square；RMS)偏差σ。此外，經驗地選擇雜訊乘數來降低對於可接受值之錯誤觸發。演算法在每一光束104上獨立地且平行地操作。在下文描述之演算法中，追蹤步驟△為基線估計基於實際量測訊號改變之量。可使用平滑因數ε來平滑訊號變化(見下文步驟7)。
1.開始時追蹤步驟為△，平滑因數為ε，雜訊乘數因數為z，基線振幅之合理開始估計為A 0 及平均通道雜訊為s。
2.量測對於給定視線105之給定光束104之訊號振幅A。
3.若經量測之訊號振幅A高於基線估計A 0 ，則設定基線估計為電流輸入訊號，引起A 0 追蹤兩側雜訊分佈之上端。
4.若量測訊號振幅A低於基線估計A 0 ，則降低基線估計A 0 =A 0 -△。
5.設定正規化訊號振幅G=A/A 0 。
6.若T=(A 0 -A)>zs，則指示TOUCHED狀態。
7.否則，若T=(A 0 -A)≦zs，則指示IDLE狀態。視情況地，s之估計可藉由設定s=(1-ε)s+ε(A 0 -A))在此處改良。
8.自步驟2對剩餘光束104重複。
第11圖為對於由A(實線)表示之經量測電偵測器訊號SD、基線訊號A 0 (點線)及訊號閾值T(虛線)，基於自在示例性觸控螢幕系統10中進行之量測獲得之資料的訊號強度(相對單位)對比時間(微秒)之代表圖。該圖圖示訊號閾值T如何使用基線訊號A 0 追蹤，且亦圖示分別大約 在125 ms、145 ms、157 ms及185 ms之不同時間發生之四個不同觸控事件TE(即，觸控事件TE1至TE4)。
當選擇常數△、ε、z及s時，要進行之一些取捨。在實例中，需要將追蹤步驟△設定足夠大以考慮基線估計中之變化，但不需要將該追蹤步驟△設定的過大，否則會使得藉由改變基線至模糊了觸控事件之發生的程度而模糊觸控事件TE。在實例中，界定最大訊號「衰減」，在該最大訊號「衰減」之下基線不會調整△。在實例中，可選擇z值為剛好足夠高以消除錯誤光束斷開事件。可能需要一些經驗資料來建立適當z值。
可將演算法以對熟習此項技術者已知之各種方式微調(tweaked)以在給定組條件下獲得最佳效能。例如，可使演算法對脈衝雜訊較不敏感，該脈衝雜訊可引起不合理之高基線值A 0 。此舉可藉由追蹤平均基線訊號且創建平均基線訊號來完成，以便消除量測訊號中之任何尖峰。
此外，可調諧基線訊號值A 0 中之調整以處理且區分多種觸控事件TE，諸如在透明平板20之頂表面22上的指紋、頂表面之清潔、螢幕上壓感黏合劑標記之置放，等等。
另外，系統能夠利用此方法決定觸控事件TE之強度。如此尤其有利於其中可基於觸控事件TE之強度而選擇不同可能的電腦處理的一些實施例。例如，強觸控事件TE可對應於電腦程式之選擇或啟動，而輕觸控事件將對應於交替的動作。
本文中揭示之基線追蹤方法具有許多優點。第一 優點為非線性濾波允許在觸控事件期間之快速峰值追蹤及保持基線之能力。第二優點為可自動地對於動態環境條件調整觸控閾值，從而使系統更加強健以偵測觸控事件且避免錯誤觸控事件。第三優點為該等方法可容納不返回至先前建立之基線的觸控事件，諸如停留於透明平板20之頂表面22上的蒸汽或殘餘物。第四優點為該等方法可抑制脈衝雜訊，該脈衝雜訊可重新設定基線至極值。第五優點為該等方法可過濾出作為觸控事件之持久的污漬。
觸控感應顯示器
第12圖為示例性觸控感應顯示器400之示意概視圖，該示例性觸控感應顯示器400係藉由將觸控螢幕系統10相鄰於習知顯示單元410且在習知顯示單元410之上(例如，在習知顯示單元410頂上)可操作地佈置而形成，該習知顯示單元410諸如液晶顯示器。第13圖為比第12圖圖示更多細節之示例性觸控感應顯示器400之分解概視圖。觸控感應顯示器400包括遮光屏40，該遮光屏40在一個實例中位於相鄰於邊緣26之透明平板20之表面22的頂上。觸控螢幕系統10經可操作地佈置於顯示器410之頂上，且觸控螢幕系統10在一實例中包括底盤12，該底盤12支撐構成觸控螢幕系統之各種組件。
第14A圖為圖示如何將觸控螢幕系統10與習知顯示單元410整合之實例之示例性觸控感應顯示器400之示意截面、部分分解視圖。習知顯示單元410係以液晶顯示器之形式圖示，該液晶顯示器包括發出光416之背光單元414、 薄膜電晶體(thin-film transistor；TFT)玻璃層420、液晶層430、具有頂表面452之濾色玻璃層450及具有頂表面462之頂部偏光層460，上述所有各者如圖所示佈置。框架470經安置在濾色玻璃層450之邊緣周圍。光源元件102經可操作地支撐於框架470內部，其中撓曲電路110支撐於濾色玻璃層450之頂表面452上且在框架內部。如此形成具有頂側482之整合顯示組件480。
現參考第14B圖，為了形成最終觸控感應顯示器400，藉由將透明平板20可操作地安置於習知顯示單元410之整合顯示組件480之頂側482，來將透明平板20添加至該組件480。透明平板20包括IR透明但可見光不透明層之形式的上述遮光屏40。亦可在透明平板20之邊緣26處包括吸收層41以防止光104自透明平板之邊緣反射離開。
在第14A圖及第14B圖之觸控感應顯示器400之實施例中，光源元件102係經由IR透明遮光屏40面耦接至透明平板20之底部24。亦存在形成於透明平板20與頂部偏光層460之間的可選空氣隙474。在實例中，可在透明平板20上或經由透明平板20向使用者500呈現各種標誌或指示牌(未圖示)，以指導使用者與觸控螢幕系統10交互作用。例如，指示可包括在透明平板20之頂表面22上留出用於指示使用者選擇、軟體執行等的區域。
進一步感光元件佈置
在第6A圖及第6B圖中所示之觸控螢幕系統10的示例性實施例中，將光源元件102安裝於周邊27處或附近 之透明平板20之底表面24上。在此設置中，差不多一半光104直接地經由透明平板20照射且照射至使用者500所在的空間中。若物件(諸如使用者的手(未圖示))剛好靠近透明平板20之頂表面22，則該物件可反射一部分光104，且一些經反射之光可找到該光至感光元件200中之一個感光元件200的路徑。若物件移開，則偵測到來自物件之反射光的同一感光元件現將停止感測該光。此舉甚至將被表示在偵測器訊號中且可模仿觸控事件TE。此模仿的觸控事件訊號亦可稱為「懸停訊號」，因為該訊號由懸停於透明平板20之頂表面22之上方的物件引起。
為了確保僅實際觸控事件係由觸控螢幕系統10偵測，僅經由全內反射行進於透明平板20之主體21中之經導引的光104可由感光元件200偵測到。諸如在第6A圖及第6B圖中圖示之彼等上文論述之某些實施例解決了抑制環境光線的問題。
第15A圖為觸控感應顯示器400之示例性設置之放大部分剖視圖，該觸控感應顯示器400之示例性設置用於減少環境光線600(且特定言之，日光)對來自光源元件102之光104的偵測之負面作用。示例性設置包括條形波導520，條形波導520具有頂表面522及底表面524。安置條形波導520，使條形波導520之頂表面522相鄰透明平板20之底表面24。條形波導520相鄰於透明平板20之邊緣26安置且向內延伸一短距離，以便條形波導520至少覆蓋感光元件200。該等感光元件200中之一個感光元件200以剖視圖圖示。
條形波導520係經由間距構件550自框架上表面472偏離，該間距構件550安置在框架上表面與條形波導之底表面524之間。安置在透明平板20之底表面24上之IR透明遮光屏40充當濾光器，該濾光器阻擋可見光但透射IR光104。反射層540經安置於條形波導520之頂表面522的一部分上，且用於幫助朝向感光元件200反射IR光104，該感光元件200相鄰條形波導之底表面524之一部分安置。在實例中，框架上表面472包括光吸收層541。
藉由將遮光屏40用作IR濾光片，感光元件200可偵測來自環境光線無實質干擾的光104，該IR濾光片使得具有約950 nm之IR波長的光104通過但阻擋包括環境光線600之彼等光線的其他光的波長，該等光諸如日光、室內光或並非光104之任何其他光。反射層540充當屏蔽以防止環境光線600直接入射至感光元件200上，同時亦幫助朝向感光元件反射光104。此時，該反射幫助可包括反射光104，該光104可能未在透明平板20之主體21內部經由全內反射反射。
繼續參看第15A圖，考慮經由全內反射在透明平板20之主體21內部行進的光104。當給定光線104朝向感光元件200橫貫透明平板20時，給定光線104有機會於窗口145處進入條形波導520，該窗口145由迷你波導之開始處與反射層540之前緣界定。未進入此窗口145之光線104繼續在透明平板主體21中行進且最終在邊緣26處由安置於該邊緣26上之吸收層41吸收。
進入窗口145之光線104有機會入射至感光構件 200上。為此，光線104必須在迷你波導520內部於該迷你波導520之下表面524處經歷內部反射，且自反射層540反射以朝向感光元件200傳播。應注意，反射層540防止光線104重新進入透明平板20且反射層540大體在光線觸擊感光元件200之前不提供光線逸散之機會。
現考慮環境光(亦即，環境光線)600。環境光線600之行為部分地取決於入射角α，該入射角α為環境光線與透明平板20之頂表面22所成的角度。若入射角α非常淺(亦即，α接近90度，或切線入射)，則環境光線600將自頂表面22反射而非進入透明平板主體21。具有較小入射角α之環境光線600將直接地經由透明平板20傳播。若該等環境光線600係入射至反射層540上，則該等環境光線600將被透明平板20之頂表面22反射出。
若環境光線600通過透明平板20且亦通過窗口145且進入條形波導520中，則可見光波長將由IR透明遮光屏40吸收。環境光線600之IR部分將繼續傳播，但將離開條形波導520之底表面524，通過在框架上表面472與條形波導之底表面之間的空氣隙525。環境光線600之IR組件係由框架470之框架上表面472上的吸收層541吸收。
因此，第15A圖之設置增強了在環境光線600存在的情況下之感光元件200中的光104之偵測，實質上防止環境光線到達感光元件。如此有利於可在尤其日光之直接環境光線600中於戶外使用之任何觸控螢幕系統10。
第15B圖類似於第15A圖，且第15B圖圖示其 中觸控感應顯示器400具有比第15A圖之設置較薄之設置的示例性實施例。在第15B圖之設置中，條形波導520現相鄰於框架470之側面476定位，而非位於框架之上表面472的頂部上。在此實施例中，IR透明遮光屏40係經由框架470之寬度延伸。
第15C圖類似於第15B圖且圖示其中安置感光元件200以便感光元件200上下顛倒之示例性實施例。在此設置中，光104進入條形波導520，該條形波導520相對於透明平板10設置以便光朝向感光元件200向上全內反射。條形波導520包括格層521，該格層521經設置以容納感光元件200。該設置之有利之處在於光偵測元件200避開環境光線500之一般方向。此設置亦消除對IR透明遮光屏40之需要。
第15D圖類似於第15C圖，且第15D圖圖示其中感光元件200以相對於水平線的偵測器角度ψ相鄰於條形波導520之角度刻面527安置的示例性實施例。在實例中，「水平線」係相對於平面525界定，該平面525經由條形波導520之平面底表面524界定。在實例中，偵測器角度ψ可在0度與90度之間，而在另一實例中，偵測器角度ψ可在0度與135度之間。在環境光線600可入射至光源元件200上之情況下，IR透明遮光屏40可經安置於條形波導520與透明平板20之間以覆蓋光源元件。
多個觸控事件之強健性偵測
本案之一態樣包括用於多個觸控事件之強健性偵測方法。強健性觸控事件方法利用基於層析成像的演算 法，該演算法可處理多個觸控事件且尤其適合於相對高數目之同時觸控事件，諸如五個或五個以上同時觸控事件。
本方法使用其中將透明平板20作為成像平面處理之層析成像技術，而非使用如上文論述之光束斷開方法及中心線相交。與上文所述之彼等觸控螢幕系統及方法相比，在本節中揭示之觸控螢幕系統及方法之原理差異在於，本發明之系統及方法受益於具有強健性處理器302(諸如用於處理電偵測器訊號SD之FPGA、ASIC)之觸控螢幕系統，以及使用了用於偵測多個觸控事件TE之更複雜層析成像演算法。
發現多個觸控事件TE之位置的層析成像方法之實例包括執行與以下各者相關聯之步驟：進行在與每一感光元件相關聯之個別視線105上傳播的光104之強度的量測，包括建立如上所述之基線量測。
然後，在下一步驟中，分析每一感光元件200之該組強度量測以找到「間隙」，亦即，其中衰減高於衰減閾值TA之彼等強度值。典型觸控事件需要大約1%的功率解析度以達到可靠偵測。與光源元件102相關聯之間隙的兩端之坐標與給定感光元件200之坐標界定兩個限制視線105，該兩個限制視線105與特定感光元件及光源元件形成三角形。在實例中，儲存與三角形內部的每一視線105相關聯之強度，以便稍後可基於衰減值執行加權平均(亦即，質量中心)計算，如下所述。
第16A圖類似於第9圖，且第16A圖(使用更深色的線)突出由光束104-1形成之一個示例性三角形107， 該等光束104-1界定限制視線105-1。僅藉由說明之方式，第16A圖之觸控螢幕系統10具有分別在左上轉角及右上轉角中的兩個感光元件200，如虛線所示。
在處理第一感光元件200之所有經量測強度之後，產生一列三角形107。對於下一感光元件產生一類似列的三角形。在第16A圖中總共存在七個三角形107。
然後，檢查第一感光元件及第二感光元件之三角形107之間的所有可能重疊。所得重疊三角形界定一列四邊形，該等四邊形現為界定潛在觸控位置TE1、TE2、TE3及TE4之多邊形111，如第16A圖所示。對於下一感光元件200重複此過程，藉以檢查該感光元件200之一列三角形107是否與之前產生之多邊形111重疊。對所有g個感光元件200重複此過程。
在產生一列可能的觸控多邊形111之後，決定與每一多邊形111相關聯之強度衰減(亦即，電偵測器訊號SD之強度)。因為多邊形111之數目相對較小(例如，10個至20個)，若假定均勻的衰減，則吾人可解出n×m之系統，其中n為多邊形111之數目且m為量測值超過(亦即，大於)衰減閾值TA之數目，亦即，在由三角形界定之區域內部。參看第16B圖，該圖表示具有三個感光元件200(但具有觸控事件TE1至觸控事件TE4之相同設置)之觸控螢幕系統，保留的m個多邊形隨後界定觸控事件TE1至觸控事件TE4。應注意，保留不與觸控事件TE相關聯的一個多邊形111。此多邊形111表示錯誤觸控事件，且因此將多邊形111消除。
可用更數學的方式敍述此方法。首先，對於每一感光元件102k，檢查連續正規化強度量測Mi之集合或陣列，且發現其中Mi<TA(i1≦i≦i2)之間隔。光源元件102-i1及光源元件102-i2之坐標與偵測器102k之坐標形成三角形。
一旦完成了所有感光元件200之三角形107的列表，就決定第一偵測器及第二偵測器之三角形107的相交，其中兩個三角形之相交將建立該等多邊形111中之一個多邊形111。所有多邊形之清單被稱為「第2代」。
其次，識別該等第2代多邊形111中之任一個多邊形111與來自第三感光元件200之三角形107的相交以創建「第3代」之多邊形111。重複此過程以獲得最多第g代多邊形111，其中g為感光元件200之數目。
然後，對於低於衰減閾值T之每一量測M i ，求解以下等式：
其中w ij 表示通過多邊形j之自給定感光元件200至給定光源元件102之視線105的長度。參數X j 為多邊形j之每單位長度之衰減。
其次，因為可對於許多量測表示上述等式(1)，所以等式之總數m超出多邊形111之數目p。因此，可將等式(1)以矩陣形式寫為：WX=M. (2)
在等式兩側乘以W之轉置，亦即，轉置WT，得出： (WTW)X=WT M, (3) 上式允許X得以表達為：X=(WTW)-1 WT M (4)
矩陣(WTW)具有維度pxp。現在使用等式(4)決定與每一多邊形111相關聯之衰減。若任何多邊形的衰減少於(亦即，低於)衰減閾值T，則將該衰減作為表示觸控事件TE而消除。然後，將其餘多邊形111視為表示觸控事件TE。
其次，計算每一其餘多邊形111之質量中心坐標(x',y')(例如，幾何中心)且將該等質量中心坐標(x',y')視為經量測觸控事件坐標。將每一多邊形111之區域及該多邊形111之相應衰減值提供給處理器302。
在實例中，假設給定多邊形111之衰減值為常數，例如，在與多邊形相關聯之衰減值上的平均值。在下文更加詳細論述之另一實例中，衰減值為基於與給定多邊形111相關聯之衰減值中之變化的加權平均或質量中心。
第17A圖圖示用於具有六個感光元件200之觸控螢幕系統10的多邊形111，其中僅一個較小多邊形111(點線卵形)表示錯誤觸控。第17B圖類似於第17A圖，不同之處在於已經基於一個較小多邊形111之較小衰減值將在第17A圖中經由點線卵形識別之該較小多邊形111除去。所得多邊形111全部與實際觸控事件TE1至觸控事件TE5之位置緊密相關聯。
多邊形定界的SART方法
第18圖圖示經由視線105界定之網孔111，該等 視線105由上述示例性觸控螢幕設置之光源元件102及感光元件200之集合形成，該示例性觸控螢幕設置具有四個轉角感光元件200，以及沿著長邊緣的八十個光源元件200及沿著短邊緣的四十六個光源元件。沿著邊緣26圖示之尺寸以毫米為單位。參看第18圖中之放大圖，網孔111界定像素109，該等像素109為藉由網孔界定之最小區域。在實例中，像素109係藉由將透明平板20之頂表面22劃分成等於或小於所選觸控事件解析度之較小區域來界定。像素109可具有正方形或圓形形狀，且在某些情況下，像素可以重疊。
因此，每一多邊形111包括一或更多個像素109，且每一像素具有與該像素相關聯之衰減值。
因此，在示例性實施例中，與在給定多邊形111內部之像素109相關聯的衰減值係使用同時代數重建技術(simultaneous algebraic reconstruction technique；SART)演算法決定。在本方法之此態樣中，可使用像素109之子集以便可藉由使用比對整個像素集使用整個SART演算法快得多的速度決定解決方案。
SART演算法係基於關係
對於每一量測點i，吾人可寫下等式：
其中b i =-ln(Mi)，其中Mi為經量測光強度，x j 為像素j 之單位衰減，且w ij 為對量測i有貢獻之權重(亦即，部分像素面積)。b i 亦可為給定像素內部之線長度。
因此，項(以矩陣形式寫為B-WX)表示滿足等式(5)之誤差。SART演算法調整x j 之值，該x j 之值與來自涉及給定像素之所有等式的誤差組合成比例。適當的誤差組合係由係數W ij 決定。最後，經由係數λ縮放整個調整，該調整為決定收斂速度之調整步驟。若λ過大，則迭代過程可能發散。若λ過小，則將採用更多迭代來收斂。
在實例中，整體衰減係經由以下關係最小化(而不是試圖求解矩陣方程WX=B)：
同時仍然滿足經由矩陣關係WX B給定之約束。根據演算法之本質，非零衰減像素109之數目無法超過量測之數目(亦即，等式之數目)。
若線性成本函數係由次線性之非線性函數替代，則具有較少非零衰減像素之解較佳。一個該函數為：
其中約束為WX B。
第19A圖為相對於透明平板20基於原始量測資料由SART演算法決定的多邊形之電腦螢幕影像。第19B圖類似於第19A圖且圖示該方法之定界多邊形實施例之SART結果。
經由兩步量測過程降低照明干擾
考慮到為來自該等光源元件102中之一個光源元件102之光電流i d 及來自外來(亦即，外部或環境)光源之干擾光電流i e 形式之偵測器訊號SD，抑制訊號干擾之一種方法將為進行兩個量測。第一量測將為關閉光源元件102時的光電流以決定平均干擾功率。第二量測將為開啟光源元件102時的光電流。該兩個量測之相減將抵消來自量測之外來光電流之直流干擾。然而，干擾光通常具有無法抵消之隨機射雜訊項。因此，經校正之偵測器訊號SD部分地被雜訊污染，儘管經校正之偵測器訊號與未經校正之偵測器訊號相比得以改良(亦即，具有較好SNR)。
對於緩慢變化之干擾訊號，其中感光元件102關閉之量測週期可使用較長時間常數濾波以抑制射雜訊污染。然後，其中感光元件開啟時所進行之量測可藉由減去干擾訊號之平均值校正。
對於快速變化之干擾源，可使用示例性兩步方法，該方法包括以下步驟：進行其中光源元件102開啟之光電流量測，及隨後減去其中光源元件102關閉之相同光電流量測。與上述濾波方法相比，此舉導致來自干擾功率之3dB更差的射雜訊貢獻，但此舉提供對干擾改變之最快追蹤。若設計了定製積分器，則吾人可當光源元件102開啟時向上積分，且隨後當光源元件關閉時同時向下積分。如此等同於進行量測且減去兩個量測。
改良偵測器訊號SD之SNR的上述示例性兩步量測方法之更詳細描述如下文。恆定光電流i d 具有其中RMS電 流波動之相關聯隨機射雜訊電流，其中q為電子之基本電荷，且△f為以Hz為單位之訊號頻率頻寬。具有積分時間△t之切換積分器具有1/△t之有效雜訊頻寬。在循環結束時整合至電容C上的訊號為，使得。
本揭示案之實例為暗電流之兩步量測，以減少或消除干擾光電流之負面作用。在第一量測步驟中，將干擾光電流i e 整合以產生來自干擾訊號之電荷估計，即i e △t，其中。第二量測步驟量測偵測器訊號光電流i d 加上干擾光電流訊號，且產生淨電荷(i e +i d )△t，其中。減去兩個量測導致對偵測器訊號光電流i d △t之估計，其中。然後，電荷SNR為：
SNR之上述等式指示干擾光電流i e 貢獻該干擾光電流i e 之公平分享的兩倍，因為該干擾光電流i e 整合兩次，而所要偵測器光電流i d 僅整合一次。對SNR之改良可藉由減去干擾光電流i e 之低通濾波版本達成。可實施非線性數位濾波器，該數位濾波器具有時間常數，該時間常數參數地取決於量測值與濾波值之間的誤差。此策略將允許對背景光之改變的快速調節，且將在若干取樣循環之後漸進地獲得量測值之方差。移除背景估計之方差給定以下電荷SNR
當i e >>i d 時，此SNR比等式1之SNR更好約3dB。
經由電流注入之干擾照明的降低
第20A圖為經設置以藉由使用電流注入降低干擾照明之負面作用之電路700的示意圖。電路700包括光電二極體形式之感光元件200。光電二極體200接收光104，且回應於接收光104，光電二極體200產生光電流i d +i e ，如上所述。光電二極體與數位類比轉換器(digital-to-analog converter；DAC)720平行佈置且驅動放大器710。放大器710可為跨阻抗放大器或積分放大器。
電路700之跨阻抗放大器設置在第20圖中以虛線框B1圖示且包括界定反饋電阻(跨阻抗值)R F 之反饋電阻器712。跨阻抗放大器設置調整輸出電壓V 輸出 以使兩個輸入電壓匹配。因為正輸入接地，故電路亦迫使負輸入至零伏特。若輸入電流i in=i d 流入，則輸出電壓必須經由反饋電阻器712拉起電流i x =i d ，從而將V 輸出 定義為-RF．i d 。
電路700之相關部分之切換積分器設置以框B2圖示，且該切換積分器設置以具有反饋電容CF之電容器714替代框B1之電阻器712，該反饋電容CF與重設開關716平行地佈置。重設開關716係自時間t=T 0 打開，直至時間t=T 0 +△T為止關閉。將光電流i d 轉換為如以下式定義之電壓V 輸出 ：
在電路700之任一設置中，放大器710對輸入電流i in敏感且產生與i in成比例之輸出電壓V 輸出 。
DAC 720在該DAC 720之輸入端連接至處理器302，且DAC 720在該DAC 720之輸出端連接至放大器710之輸入電流求和節點。電流之極性係使得該電流自二極體光 電流中減去。DAC 720自光電二極體200拉起固定但可程式化量之電流，且DAC 720防止該電流將放大器710過載。處理器302包括軟體，該軟體伺服DAC電流以保持放大器710於線性區域中。此舉可以若干方式完成。一種方式涉及進行光電流之週期量測，其中光源元件102關閉(亦即，無光104撞擊光偵測器200)。
然後，軟體回饋迴路經由回饋訊號V 輸出 調整DAC輸出，以提供為零的平均量測電流。當已達成零條件時，DAC輸出將為補償電流i cc ，在一個實施例中，該補償電流i cc 剛好抵消與干擾照明相關聯之干擾光電流i e 。軟體回饋迴路基於系統10之工作條件的變化改變補償電流，例如，產生更多或更少干擾光之更多或更少環境光線。
通常，可採用在任何條件下來自光電二極體200之總光電流的估計為DAC補償電流加上放大器光電流。藉由使用DAC 720處理最大部分光電流，且隨後僅量測歸因於使用放大器710之觸控事件TE的波動，系統10可容忍比可能僅使用單獨放大器更大的光電流位準。無論DAC 720是否用以藉由補償電流i cc 準確抵消干擾光電流i e ，DAC減法及剩餘(干擾)光電流量測之組合可延伸可量測光電流之範圍。
因此，藉由補償電流i cc 之干擾光電流i e 的歸零或補償(或減少)可藉由增加第二輸入至放大器710之求和節點來完成。在此節點處之負電流係經由DAC 720供應，DAC 720係經由處理器302伺服以當光源元件102關閉時創建零光電流讀數(亦即，光104未入射至光偵測器200上)。可完成 此歸零，同時將經由抵消電流引入之熱雜訊及射雜訊兩者最小化。
因此，本揭示案之示例性方法包括以下步驟：藉由當關閉光源元件102以決定補償光電流時，使用該等感光元件200中之一個感光元件200進行第一光電流量測來產生偵測器訊號SD。隨後，該方法包括以下步驟：光源元件102開啟時，使用該等感光元件200中之相同一個感光元件200進行第二光電流量測。該方法然後包括以下步驟：自第二光電流量測減去第一光電流量測。
防止放大器飽和
除僅消除歸因於干擾直流照明之偏移量之外，防止放大器710自該照明飽和是有用的。過載可藉由以下方式防止：降低輸入處理通道之增益、經由合成負光電流將額外訊號電流歸零，或藉由改變系統之積分時間。
增益降低可藉由減少跨阻抗值R F 在跨阻抗放大器中實施。然而，此舉具有增加系統雜訊之缺點。對於通常積分達固定時間△T之切換積分器，積分電容器714上之dV/dt隨著額外光電流之上升而上升，所以積分電壓可在固定積分時間期間超出線性範圍。避免過載積分器之動態範圍之一種方式為更加頻繁地讀取且重設積分電容器以避免飽和。若將積分分成N個較短積分，每個積分具有時間△T/N，則可採用時間△T之總光電流作為N個子量測之每一者的結果之總和。此技術允許任意基線電流藉由彼此增加多個較短時間量測得以調節。
因此，本揭示案之示例性方法包括以下步驟：藉由進行積分光電流量測達固定總時間△T來產生偵測器訊號SD。該方法亦包括以下步驟：將固定總時間△T分成N個間隔，以界定具有相應時間間隔△T/N之N個子量測。該方法進一步包括以下步驟：將N個子量測相加在一起以模擬單個積分，及然後動態地選擇N以避免過載放大器710。
藉由軟體中之減法降低干擾照明
若DAC 720在過載之後乾淨地飽和，則DAC之輸出可用以自適應地設定積分時間。若單個量測超出DAC 720之線性範圍，則對於連續n之積分時間可降低至1/(nT)，直至量測後退至線性範圍中為止。
為了達成偵測器訊號SD之所要SNR，可進行n個量測且將該n個量測相加在一起以完成一個量測循環。然後，數位地減去經濾波之直流干擾，僅留下經校正之偵測器訊號SD，該偵測器訊號SD包括干擾訊號之不可避免的射雜訊貢獻。
儘管本文之實施例已參照特定態樣及特徵進行描述，但應瞭解，該等實施例僅為所要原理及應用之說明。因此，應瞭解，可對說明性實施例進行許多修改，且可在不背離附加申請專利範圍之精神及範疇的情況下設計其他佈置。
10‧‧‧觸控螢幕系統
20‧‧‧透明平板
26‧‧‧邊緣
27‧‧‧周邊
100‧‧‧光源
102‧‧‧光源元件
105‧‧‧視線
110‧‧‧撓曲電路板
112‧‧‧印刷電路板
200‧‧‧感光元件
300‧‧‧控制器
301‧‧‧匯流排
302‧‧‧處理器
304‧‧‧裝置驅動器
306‧‧‧介面電路
SD‧‧‧電偵測器訊號

Claims (20)

  1. 一種在具有一周邊之一透明平板上確定觸控事件之位置的方法，其中光源元件及感光元件相鄰於該周邊可操作地安置，該方法包含以下步驟：a)使用該等感光元件，量測來自該等光源元件之光的強度值，該光在該等光源元件與該等感光元件之間的視線上於該透明平板內部之內傳播；b)與一衰減閾值相比，基於該等強度值決定每一感光元件之限制視線；c)重疊由每一感光元件之該等限制視線界定之三角形以建立一或更多個多邊形；及d)決定該一或更多個多邊形之中心以確定該等觸控事件位置。
  2. 如請求項1所述之方法，其中每一多邊形具有基於該等量測強度值之一相關聯衰減，且該方法進一步包含以下步驟：消除相關聯衰減低於該衰減閾值之任何多邊形。
  3. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：基於該偵測器訊號強度與一訊號閾值之一比較，決定該觸控事件之該強度。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該透明平板係實質上對紅外線(IR)光透明，且其中來自該等光源元件之光包含一IR波長。
  5. 如請求項4所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：使用相鄰於該等感光元件安置之一帶通濾波器濾波該IR光，該帶通濾波器經設置以實質上對可見光及紅外線光不透明，且該IR光具有一IR波長，該IR波長不同於由該等光源元件發射之IR光之IR波長。
  6. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：自該等感光元件產生各個偵測器訊號，該個別偵測器訊號表示如由該等感光元件偵測之該等強度值；以及處理該等偵測器訊號以決定該等限制視線。
  7. 如請求項6所述之方法，其中產生該偵測器訊號之步驟包括以下步驟：當該等光源元件關閉時，使用該等感光元件中之一個感光元件進行一第一光電流量測；當該等光源元件開啟時，使用該等感光元件中之同一感光元件進行一第二光電流量測；以及自該第二光電流減去該第一光電流。
  8. 如請求項6所述之方法，其中產生該偵測器訊號之步驟 包括以下步驟：以具有一放大器之一電路處理該偵測器訊號，且其中該方法進一步包括以下步驟：進行整合光電流量測達一固定總時間△T；將該固定總時間△T分成N個間隔，以界定具有相應時間間隔△T/N之N個子量測；將該N個子量測相加在一起以模擬一單個積分；以及動態地選擇N以避免該放大器過載。
  9. 如請求項1所述之方法，其中存在n個感光元件，且該方法進一步包含以下步驟：決定該等感光元件中之一第一個感光元件之一第一組該等三角形；決定該等感光元件中之一第二個感光元件之一第二組該等三角形；自該第一組三角形及該第二組三角形決定一第一組該等多邊形；決定該等感光元件之一第三個感光元件之一第三組該等三角形，且建立該第三組三角形與該第一組多邊形之相交以形成一第二組該等多邊形；以及重複上述步驟，直至該第n個感光元件到達在動作d)中使用之一最終組多邊形以確定該等觸控事件位置。
  10. 如請求項1所述之方法，其中決定一或更多個多邊形之該等中心之步驟包含對於每一多邊形之以下步驟： 決定該多邊形內部之衰減值；以及基於該多邊形內部之該等衰減值計算該多邊形之一質量中心，且將該質量中心識別為多邊形中心。
  11. 如請求項1所述之方法，其中決定一或更多個多邊形之該等中心之步驟包含對於每一多邊形之以下步驟：假設該多邊形內部之該衰減之一常數值；以及將該多邊形之該幾何中心作為該多邊形中心計算。
  12. 如請求項1所述之方法，其中該等經量測強度值經由該等感光元件轉換為偵測器訊號強度，且該方法進一步包含以下步驟：建立在該等視線上傳播之光之一基線量測；基於該基線量測界定一閾值偵測器訊號強度；以及將與該等經衰減視線相關聯之該等偵測器訊號強度與該閾值訊號強度相比以決定是否發生了該觸控事件。
  13. 如請求項12所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：基於該偵測器訊號強度中之變化調整該基線量測；以及基於該經調整基線量測調整該閾值訊號強度。
  14. 一種用於感測一或更多個觸控事件之一位置的觸控螢幕系統，該觸控螢幕系統包含：一透明平板，該透明平板具有一周邊及一頂表面，在該頂表面中發生該一或更多 個觸控事件；複數個光源元件，該複數個光源元件發光且經可操作地相鄰於該周邊安置以將該光耦接至該透明平板中，以經由全內反射在該透明平板中傳播；複數個感光元件，該複數個感光元件可操作地相鄰於該周邊安置以偵測來自該等感光元件之該光，且回應於該光產生具有一訊號強度之偵測器訊號，該訊號強度表示一經偵測光強度，其中該一或更多個觸控事件引起該光強度沿著對應於該所選感光元件之該等視線中之至少一個視線之衰減；以及一控制器，該控制器可操作地耦接至該等光源元件及該等感光元件，且該控制器經設置以控制自該等光源元件之該光的該發射且處理該等偵測器訊號以：I.將每一感光元件中之該偵測器訊號強度與一衰減閾值相比，以建立如由該給定感光元件之該等衰減視線中之限制視線所界定的一或更多個三角形；II.確定由該一或更多個三角形之至少一個相交形成之至少一個多邊形的位置；以及III.計算該至少一個多邊形之一中心以界定相應一或更多個觸控事件之位置。
  15. 如請求項14所述之系統，其中該控制器經進一步設置以基於該偵測器訊號強度與一訊號閾值之一比較，決定該觸控事件之該強度。
  16. 如請求項14所述之系統，其中該透明平板係實質上對紅外線(IR)光透明，其中來自該等光源之該發射光包含IR光，且其中該等感光元件經設置以偵測該IR光。
  17. 如請求項14所述之系統，該系統進一步包含相鄰該透明平板之該底表面安置之一顯示單元，以便一使用者經由該透明平板查看該顯示單元。
  18. 如請求項14所述之系統，該系統進一步包含相鄰該等感光元件中之每一感光元件安置之帶通濾波器，該等帶通濾波器中之每一者經設置以實質上對可見光及IR光不透明，該IR光具有一IR波長，該IR波長不同於由該等光源元件發射之IR光之IR波長。
  19. 如請求項14所述之系統，該系統進一步包含一電路，該電路可操作地耦接至該等感光元件中之一個感光元件，該電路經設置以提供一補償電流，該補償電流減少或消除歸因於干擾照明出現的一干擾電流。
  20. 如請求項19所述之系統，其中該電路包括可操作地連接至一處理器之一數位類比轉換器，該處理器向該數位類比轉換器提供一反饋控制訊號以改變該補償電流。
TW101144178A 2011-11-28 2012-11-26 使用透明平板的強健性的光學觸控螢幕系統和方法 TW201337688A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161564024P 2011-11-28 2011-11-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201337688A true TW201337688A (zh) 2013-09-16

Family

ID=47459103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101144178A TW201337688A (zh) 2011-11-28 2012-11-26 使用透明平板的強健性的光學觸控螢幕系統和方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9046961B2 (zh)
EP (1) EP2786233A1 (zh)
JP (1) JP2015503159A (zh)
KR (1) KR20140097380A (zh)
CN (1) CN104160366A (zh)
TW (1) TW201337688A (zh)
WO (1) WO2013081896A1 (zh)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE533704C2 (sv) 2008-12-05 2010-12-07 Flatfrog Lab Ab Pekkänslig apparat och förfarande för drivning av densamma
US9063614B2 (en) 2009-02-15 2015-06-23 Neonode Inc. Optical touch screens
CN104203256B (zh) * 2012-03-26 2017-11-24 迪乐方有限责任公司 用于引产的包含硫酸化的葡糖胺聚糖的联合治疗
US9880653B2 (en) 2012-04-30 2018-01-30 Corning Incorporated Pressure-sensing touch system utilizing total-internal reflection
US10168835B2 (en) 2012-05-23 2019-01-01 Flatfrog Laboratories Ab Spatial resolution in touch displays
US9857916B2 (en) 2012-07-24 2018-01-02 Flatfrog Laboratories Ab Optical coupling in touch-sensing systems using diffusively transmitting element
US9557846B2 (en) 2012-10-04 2017-01-31 Corning Incorporated Pressure-sensing touch system utilizing optical and capacitive systems
US20140210770A1 (en) 2012-10-04 2014-07-31 Corning Incorporated Pressure sensing touch systems and methods
US9489085B2 (en) * 2012-10-08 2016-11-08 PixArt Imaging Incorporation, R.O.C. Optical touch panel system and positioning method thereof
US9164625B2 (en) 2012-10-14 2015-10-20 Neonode Inc. Proximity sensor for determining two-dimensional coordinates of a proximal object
US9207800B1 (en) 2014-09-23 2015-12-08 Neonode Inc. Integrated light guide and touch screen frame and multi-touch determination method
US9921661B2 (en) 2012-10-14 2018-03-20 Neonode Inc. Optical proximity sensor and associated user interface
US10282034B2 (en) 2012-10-14 2019-05-07 Neonode Inc. Touch sensitive curved and flexible displays
US9092091B2 (en) * 2012-11-30 2015-07-28 Rapt Ip Limited Optical touch tomography
WO2014098740A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-26 Flatfrog Laboratories Ab Optical coupling of light into touch-sensing systems
WO2014098743A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-26 Flatfrog Laboratories Ab Optical coupling in touch-sensing systems
TWI478027B (zh) * 2012-12-28 2015-03-21 Egalax Empia Technology Inc 光學觸控系統的處理裝置及其操作方法
CN103152484B (zh) * 2013-03-06 2015-06-17 Tcl通讯（宁波）有限公司 一种移动终端闹铃关闭的方法和系统
US20160070416A1 (en) * 2013-04-11 2016-03-10 Flatfrog Laboratories Ab A Coupling Arrangement, A Panel and a Touch Sensitive System
WO2014168567A1 (en) * 2013-04-11 2014-10-16 Flatfrog Laboratories Ab Tomographic processing for touch detection
EP3005048B1 (en) * 2013-06-04 2019-11-06 Neonode Inc. Optical touch screens
WO2015005847A1 (en) 2013-07-12 2015-01-15 Flatfrog Laboratories Ab Partial detect mode
US9454265B2 (en) 2013-09-23 2016-09-27 Qualcomm Incorporated Integration of a light collection light-guide with a field sequential color display
KR102315659B1 (ko) * 2013-11-27 2021-10-20 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치
US10126882B2 (en) 2014-01-16 2018-11-13 Flatfrog Laboratories Ab TIR-based optical touch systems of projection-type
US10146376B2 (en) 2014-01-16 2018-12-04 Flatfrog Laboratories Ab Light coupling in TIR-based optical touch systems
TWI534686B (zh) * 2014-01-22 2016-05-21 廣達電腦股份有限公司 光學式觸控裝置
KR102338749B1 (ko) * 2014-05-07 2021-12-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US9851827B2 (en) 2014-05-28 2017-12-26 Corning Incorporated Touch-screen assembly with rigid interface between cover sheet and frame
CN107506094B (zh) * 2014-05-30 2020-05-19 佳格科技(浙江)股份有限公司 一种触摸屏触摸区域定位方法
EP3161594A4 (en) 2014-06-27 2018-01-17 FlatFrog Laboratories AB Detection of surface contamination
CN107077259B (zh) 2014-11-24 2021-04-30 惠普发展公司，有限责任合伙企业 触摸屏
WO2016122385A1 (en) 2015-01-28 2016-08-04 Flatfrog Laboratories Ab Dynamic touch quarantine frames
US10318074B2 (en) 2015-01-30 2019-06-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch-sensing OLED display with tilted emitters
EP3537269A1 (en) 2015-02-09 2019-09-11 FlatFrog Laboratories AB Optical touch system
US9811711B2 (en) * 2015-02-22 2017-11-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Fingerprint detection with transparent cover
EP3265855A4 (en) 2015-03-02 2018-10-31 FlatFrog Laboratories AB Optical component for light coupling
US10290267B2 (en) 2015-04-15 2019-05-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Fabrication of a display comprising autonomous pixels
US20160307520A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Display comprising autonomous pixels
US10698536B2 (en) 2015-07-08 2020-06-30 Wistron Corporation Method of detecting touch position and touch apparatus thereof
TWI562038B (en) * 2015-07-08 2016-12-11 Wistron Corp Method of detecting touch position and touch apparatus thereof
US20170068392A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 Ceebus Technologies, Llc Touchscreen system usable in a variety of media
WO2017044316A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-16 Neonode Inc Optical multi-touch sensor
EP3387516B1 (en) 2015-12-09 2022-04-20 FlatFrog Laboratories AB Improved stylus identification
US10115000B2 (en) 2015-12-11 2018-10-30 Synaptics Incorporated Method and system for optical imaging using patterned illumination
US10387711B2 (en) 2016-03-07 2019-08-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Pixel having a photoemitter and a photodetector triggered by a pixel selector signal bus
CN107306422B (zh) * 2016-04-25 2021-06-25 西门子公司 一种用于拥挤检测的方法和装置
JP7022907B2 (ja) * 2016-05-13 2022-02-21 フィンガープリント カーズ アナカタム アイピー アクティエボラーグ 光をカバーガラスに注入するシステム及び方法
TWI653559B (zh) * 2016-11-03 2019-03-11 禾瑞亞科技股份有限公司 觸控處理裝置、方法與電子系統
WO2018096430A1 (en) 2016-11-24 2018-05-31 Flatfrog Laboratories Ab Automatic optimisation of touch signal
PL3667475T3 (pl) 2016-12-07 2022-11-21 Flatfrog Laboratories Ab Zakrzywione urządzenie dotykowe
EP3458946B1 (en) 2017-02-06 2020-10-21 FlatFrog Laboratories AB Optical coupling in touch-sensing systems
EP3602258B1 (en) 2017-03-22 2024-05-08 FlatFrog Laboratories AB Pen differentiation for touch displays
CN110663015A (zh) 2017-03-28 2020-01-07 平蛙实验室股份公司 触摸感应装置和用于组装的方法
KR102199101B1 (ko) * 2017-05-18 2021-01-06 아크소프트 코포레이션 리미티드 지문센서 패키지 및 지문인식 기능을 구비한 전자장치
US11256371B2 (en) 2017-09-01 2022-02-22 Flatfrog Laboratories Ab Optical component
WO2019071155A1 (en) 2017-10-05 2019-04-11 University Of Utah Research Foundation TRANSLUCENT IMAGING SYSTEM AND ASSOCIATED METHODS
US11567610B2 (en) 2018-03-05 2023-01-31 Flatfrog Laboratories Ab Detection line broadening
MY197078A (en) * 2018-08-30 2023-05-24 Mi Equipment M Sdn Bhd An apparatus for infrared inspection of an electronic component and method thereof
KR102578706B1 (ko) * 2018-12-21 2023-09-15 엘지디스플레이 주식회사 센싱 회로, 데이터 드라이브 ic, 표시장치 및 이의 구동방법
US10649585B1 (en) * 2019-01-08 2020-05-12 Nxp B.V. Electric field sensor
WO2020153890A1 (en) 2019-01-25 2020-07-30 Flatfrog Laboratories Ab A videoconferencing terminal and method of operating the same
TWI713987B (zh) * 2019-02-01 2020-12-21 緯創資通股份有限公司 光學觸控面板及其壓力測量方法
WO2021138516A1 (en) 2019-12-31 2021-07-08 Neonode Inc. Contactless touch input system
JP2023512682A (ja) 2020-02-10 2023-03-28 フラットフロッグ ラボラトリーズ アーベー 改良型タッチ検知装置
WO2021221669A1 (en) 2020-04-30 2021-11-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Digital pen sensor surface
KR20230074269A (ko) 2020-09-30 2023-05-26 네오노드, 인크. 광학 터치 센서
CN112486352B (zh) 2020-11-27 2022-07-12 Tcl华星光电技术有限公司 触控显示面板

Family Cites Families (133)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4254333A (en) 1978-05-31 1981-03-03 Bergstroem Arne Optoelectronic circuit element
US4346376A (en) 1980-04-16 1982-08-24 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Touch position sensitive surface
US4484179A (en) 1980-04-16 1984-11-20 At&T Bell Laboratories Touch position sensitive surface
US4542375A (en) 1982-02-11 1985-09-17 At&T Bell Laboratories Deformable touch sensitive surface
US4511760A (en) 1983-05-23 1985-04-16 International Business Machines Corporation Force sensing data input device responding to the release of pressure force
US4725978A (en) 1983-05-30 1988-02-16 Ichiro Fujioka Graphic pattern inputting apparatus
US4703316A (en) 1984-10-18 1987-10-27 Tektronix, Inc. Touch panel input apparatus
US4673918A (en) 1984-11-29 1987-06-16 Zenith Electronics Corporation Light guide having focusing element and internal reflector on same face
US4687885A (en) 1985-03-11 1987-08-18 Elographics, Inc. Electrographic touch sensor with Z-axis capability
US5222400A (en) 1985-12-18 1993-06-29 Spaceball Technologies Incorporated Force and torque converter
JPH0377222A (ja) 1989-08-17 1991-04-02 Sony Corp 入力装置
US5610629A (en) 1991-12-06 1997-03-11 Ncr Corporation Pen input to liquid crystal display
US5764223A (en) 1995-06-07 1998-06-09 International Business Machines Corporation Touch-screen input device using the monitor as a light source operating at an intermediate frequency
GB2313195A (en) 1996-05-02 1997-11-19 Univ Bristol Data entry device
JPH10207616A (ja) 1997-01-20 1998-08-07 Sharp Corp 入力装置
US6031520A (en) 1997-04-04 2000-02-29 De Gotari; Sergio Salinas Substantially stationary pressure sensitive system for providing input to an electrical device, particularly a computer
GB2329020B (en) 1997-09-04 2003-04-23 Delco Electronics Europ Gmbh Electrically operable device operation
US6556149B1 (en) 1999-03-01 2003-04-29 Canpolar East Inc. Switches and joysticks using a non-electrical deformable pressure sensor
US7707082B1 (en) 1999-05-25 2010-04-27 Silverbrook Research Pty Ltd Method and system for bill management
CA2273113A1 (en) 1999-05-26 2000-11-26 Tactex Controls Inc. Touch pad using a non-electrical deformable pressure sensor
US6504530B1 (en) 1999-09-07 2003-01-07 Elo Touchsystems, Inc. Touch confirming touchscreen utilizing plural touch sensors
US7157649B2 (en) 1999-12-23 2007-01-02 New Transducers Limited Contact sensitive device
EP1330777A1 (en) 2000-10-27 2003-07-30 Elo Touchsystems, Inc. Touch confirming touchscreen utilizing plural touch sensors
AU2002307121A1 (en) 2001-04-04 2002-10-21 Elo Touchsystems, Inc. A touch input system
CA2353697A1 (en) 2001-07-24 2003-01-24 Tactex Controls Inc. Touch sensitive membrane
US6927384B2 (en) 2001-08-13 2005-08-09 Nokia Mobile Phones Ltd. Method and device for detecting touch pad unit
EP1438648A2 (en) 2001-10-09 2004-07-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Device having touch sensitivity functionality
US8339379B2 (en) 2004-04-29 2012-12-25 Neonode Inc. Light-based touch screen
DE10158775B4 (de) 2001-11-30 2004-05-06 3Dconnexion Gmbh Anordnung zum Erfassen von Relativbewegungen oder Relativpositionen zweier Objekte
US6900795B1 (en) 2002-02-27 2005-05-31 Knight, Iii Jack Unitary molded lens filter for touch screen interface
JP2005535004A (ja) 2002-03-27 2005-11-17 ネルコアー ピューリタン ベネット インコーポレイテッド 赤外線タッチフレームシステム
US7643755B2 (en) 2003-10-13 2010-01-05 Noble Peak Vision Corp. Optical receiver comprising a receiver photodetector integrated with an imaging array
US7042444B2 (en) 2003-01-17 2006-05-09 Eastman Kodak Company OLED display and touch screen
US7685538B2 (en) 2003-01-31 2010-03-23 Wacom Co., Ltd. Method of triggering functions in a computer application using a digitizer having a stylus and a digitizer system
KR20060012276A (ko) * 2003-04-25 2006-02-07 비저니어드 이미지 시스템스 인코포레이티드 개별적인 ｌｅｄ 휘도 감시 능력을 갖는 ｌｅｄ조명소스/디스플레이 및 교정 방법
US7432893B2 (en) * 2003-06-14 2008-10-07 Massachusetts Institute Of Technology Input device based on frustrated total internal reflection
WO2005026930A2 (en) 2003-09-12 2005-03-24 O-Pen Aps A system and method of determining a position of a radiation emitting element
WO2005026938A2 (en) 2003-09-12 2005-03-24 O-Pen Aps A system and method of determining a position of a radiation scattering/reflecting element
WO2005029172A2 (en) 2003-09-22 2005-03-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Touch input screen using a light guide
US7298367B2 (en) 2003-11-25 2007-11-20 3M Innovative Properties Company Light emitting stylus and user input device using same
JP2005173881A (ja) 2003-12-10 2005-06-30 Sanyo Electric Co Ltd Ｅｌ表示装置
KR101098635B1 (ko) 2004-02-13 2011-12-23 큐알쥐 리미티드 정전용량 센서
US7538759B2 (en) 2004-05-07 2009-05-26 Next Holdings Limited Touch panel display system with illumination and detection provided from a single edge
US7158054B2 (en) 2004-09-21 2007-01-02 Nokia Corporation General purpose input board for a touch actuation
US7417627B2 (en) 2004-10-27 2008-08-26 Eastman Kodak Company Sensing display
US8130210B2 (en) 2004-11-30 2012-03-06 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Touch input system using light guides
US20060158437A1 (en) 2005-01-20 2006-07-20 Blythe Michael M Display device
US7705835B2 (en) 2005-03-28 2010-04-27 Adam Eikman Photonic touch screen apparatus and method of use
US7903090B2 (en) 2005-06-10 2011-03-08 Qsi Corporation Force-based input device
CN101000529B (zh) 2006-01-13 2011-09-14 北京汇冠新技术股份有限公司 一种用于红外触摸屏的触摸力检测装置
US8144271B2 (en) 2006-08-03 2012-03-27 Perceptive Pixel Inc. Multi-touch sensing through frustrated total internal reflection
US7920124B2 (en) 2006-08-29 2011-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Force sense presentation device, mixed reality system, information processing method, and information processing apparatus
TWI355631B (en) 2006-08-31 2012-01-01 Au Optronics Corp Liquid crystal display with a liquid crystal touch
JP4294668B2 (ja) 2006-09-14 2009-07-15 株式会社日立製作所 点図ディスプレイ装置
US20080088600A1 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Apple Inc. Method and apparatus for implementing multiple push buttons in a user input device
US20080088597A1 (en) 2006-10-11 2008-04-17 Apple Inc. Sensor configurations in a user input device
US8711129B2 (en) * 2007-01-03 2014-04-29 Apple Inc. Minimizing mismatch during compensation
KR101385969B1 (ko) 2007-03-21 2014-04-17 삼성전자주식회사 화상형성장치
FR2914756B1 (fr) 2007-04-05 2012-09-21 Jazzmutant Capteur multi-tactile transparent.
US7666511B2 (en) 2007-05-18 2010-02-23 Corning Incorporated Down-drawable, chemically strengthened glass for cover plate
WO2008147929A1 (en) 2007-05-22 2008-12-04 Qsi Corporation Touch-based input device providing a reconfigurable user interface
US8917244B2 (en) 2007-06-11 2014-12-23 Honeywell Internation Inc. Stimuli sensitive display screen with multiple detect modes
US8730167B2 (en) * 2007-06-28 2014-05-20 Microsoft Corporation Pointing device with optical positioning on low-diffusive surfaces
WO2009004543A1 (en) 2007-07-02 2009-01-08 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of processing data generated by a user input device for indicating positions
EP2034287A1 (en) 2007-09-10 2009-03-11 Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Optical sensor for measuring a force distribution
US8395588B2 (en) 2007-09-19 2013-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Touch panel
WO2009076503A1 (en) 2007-12-11 2009-06-18 Firstpaper Llc Touch-sensitive illuminated display apparatus and method of operation thereof
AR064377A1 (es) 2007-12-17 2009-04-01 Rovere Victor Manuel Suarez Dispositivo para sensar multiples areas de contacto contra objetos en forma simultanea
TWI380196B (en) 2007-12-25 2012-12-21 Pixart Imaging Inc Method for detecting users' pressing action and optical operating unit
US8179375B2 (en) 2008-01-04 2012-05-15 Tactus Technology User interface system and method
US8947383B2 (en) 2008-01-04 2015-02-03 Tactus Technology, Inc. User interface system and method
EP3138822B1 (en) 2008-02-26 2023-07-26 Corning Incorporated Fining agents for silicate glasses
US20090219253A1 (en) 2008-02-29 2009-09-03 Microsoft Corporation Interactive Surface Computer with Switchable Diffuser
US8553014B2 (en) 2008-06-19 2013-10-08 Neonode Inc. Optical touch screen systems using total internal reflection
US20100001978A1 (en) 2008-07-02 2010-01-07 Stephen Brian Lynch Ambient light interference reduction for optical input devices
KR20180015272A (ko) 2008-08-08 2018-02-12 코닝 인코포레이티드 강화 유리 제품 및 제조방법
EP2334613A1 (en) 2008-08-21 2011-06-22 Corning Inc. Durable glass housings/enclosures for electronic devices
US8777099B2 (en) 2008-08-29 2014-07-15 The Invention Science Fund I, Llc Bendable electronic device status information system and method
KR101482125B1 (ko) 2008-09-09 2015-01-13 엘지전자 주식회사 휴대 단말기 및 그 동작방법
US9317159B2 (en) 2008-09-26 2016-04-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Identifying actual touch points using spatial dimension information obtained from light transceivers
TW201015404A (en) 2008-10-03 2010-04-16 Univ Nat Chiao Tung Optical touch display device, optical touch sensing device and touch sensing method
CN101727246B (zh) 2008-10-13 2012-08-29 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 具有红外触摸功能的电子装置及其控制方法
FI121862B (fi) 2008-10-24 2011-05-13 Valtion Teknillinen Järjestely kosketusnäyttöä varten ja vastaava valmistusmenetelmä
US20100103140A1 (en) 2008-10-27 2010-04-29 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch sensitive device using optical gratings
CN101739170A (zh) 2008-11-12 2010-06-16 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 触控面板组件及触控面板系统
EP2374051A1 (en) 2008-12-03 2011-10-12 AGC Glass Europe Panel of glass comprising at least a sheet of glass, an exciter and a touch sensing device
SE533704C2 (sv) 2008-12-05 2010-12-07 Flatfrog Lab Ab Pekkänslig apparat och förfarande för drivning av densamma
KR101521096B1 (ko) 2008-12-19 2015-05-18 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
JP5239835B2 (ja) 2008-12-24 2013-07-17 富士ゼロックス株式会社 光導波路及び光導波路型タッチパネル
CN102388354A (zh) 2009-02-17 2012-03-21 诺亚·安格林 漂浮平面触摸检测系统
CN101539815A (zh) 2009-02-25 2009-09-23 韩鼎楠 多点触摸屏操作工具
KR20100102774A (ko) 2009-03-12 2010-09-27 삼성전자주식회사 터치 감지 시스템 및 이를 채용한 디스플레이 장치
US20100245288A1 (en) 2009-03-29 2010-09-30 Harris Technology, Llc Touch Tunnels
FI124221B (fi) 2009-04-24 2014-05-15 Valtion Teknillinen Käyttäjäsyötejärjestely ja siihen liittyvä valmistusmenetelmä
US8253712B2 (en) 2009-05-01 2012-08-28 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Methods of operating electronic devices including touch sensitive interfaces using force/deflection sensing and related devices and computer program products
US20100295821A1 (en) 2009-05-20 2010-11-25 Tom Chang Optical touch panel
US8358901B2 (en) 2009-05-28 2013-01-22 Microsoft Corporation Optic having a cladding
US20120092250A1 (en) 2009-06-14 2012-04-19 Micropointing Ltd. Finger-operated input device
KR101071672B1 (ko) 2009-06-23 2011-10-11 한국표준과학연구원 접촉힘 세기 또는 압력 세기를 감지하는 촉각센서가 구비된 조도 조절 가능한 전계 발광 소자, 이를 포함하는 평판표시장치, 이를 포함하는 휴대기기 키패드
US8390481B2 (en) 2009-08-17 2013-03-05 Apple Inc. Sensing capacitance changes of a housing of an electronic device
SE534244C2 (sv) 2009-09-02 2011-06-14 Flatfrog Lab Ab Pekkänsligt system och förfarande för funktionsstyrning av detsamma
CN102597936B (zh) 2009-09-02 2015-01-07 平蛙实验室股份公司 具备补偿信号轮廓的触摸表面
JP2013506213A (ja) 2009-09-30 2013-02-21 ベイジン アイルタッチ システムズ カンパニー，リミティド タッチスクリーン、タッチシステム及びタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法
CN102648445A (zh) 2009-10-19 2012-08-22 平蛙实验室股份公司 提取代表触摸表面上一个或多个物体的触摸数据
AU2010308596A1 (en) * 2009-10-19 2012-06-07 Flatfrog Laboratories Ab Determining touch data for one or more objects on a touch surface
JP4932895B2 (ja) 2009-11-12 2012-05-16 奇美電子股▲ふん▼有限公司 ディスプレイ装置及び電子機器
US8570297B2 (en) 2009-12-14 2013-10-29 Synaptics Incorporated System and method for measuring individual force in multi-object sensing
US8659561B2 (en) 2009-12-18 2014-02-25 Lg Display Co., Ltd. Display device including optical sensing frame and method of sensing touch
US20120256882A1 (en) * 2009-12-21 2012-10-11 Flatfrog Laboratories Ab Touch surface with identification of reduced performance
CN101751186B (zh) 2009-12-30 2011-12-21 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 触摸电子装置及其控制方法
KR101579091B1 (ko) 2010-01-07 2015-12-22 삼성디스플레이 주식회사 터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치
US9098143B2 (en) 2010-02-08 2015-08-04 O-Net Wavetouch Limited Optical touch-sensitive device and method of detection of touch
KR101704695B1 (ko) 2010-03-09 2017-02-09 삼성디스플레이 주식회사 터치 위치 검출 방법, 이를 수행하기 위한 터치 위치 검출 장치 및 터치 위치 검출 장치를 포함하는 표시 장치
KR101749266B1 (ko) 2010-03-24 2017-07-04 삼성디스플레이 주식회사 터치감지 표시 장치 및 컴퓨터용 기록매체
KR101346456B1 (ko) 2010-03-31 2014-01-02 가시오게산키 가부시키가이샤 광센서 장치, 표시장치 및 광센서 장치의 구동 방법
US20120326981A1 (en) 2010-05-12 2012-12-27 Nec Corporation Information processing terminal, terminal operation method and computer-readable medium
IT1400420B1 (it) 2010-06-04 2013-05-31 Maria De Sensore per la misura di una forza esterna applicata a detto sensore.
FR2963839B1 (fr) 2010-08-13 2012-08-17 Delphi Tech Inc Panneau de commande comportant une touche resistive
KR101607419B1 (ko) 2010-08-27 2016-03-29 인텔 코포레이션 원격 제어 장치
EP2439620B1 (en) 2010-09-17 2018-04-11 BlackBerry Limited Touch-sensitive display with depression detection and method
EP2439619B1 (en) 2010-09-17 2019-07-17 BlackBerry Limited Touch-sensitive display with optical sensor and method
US9223431B2 (en) 2010-09-17 2015-12-29 Blackberry Limited Touch-sensitive display with depression detection and method
EP2437144B1 (en) 2010-09-17 2018-08-29 BlackBerry Limited Touch-sensitive display with optical sensor and method
US20120068939A1 (en) 2010-09-17 2012-03-22 Nigel Patrick Pemberton-Pigott Touch-sensitive display with depression detection and method
US9513737B2 (en) 2010-09-17 2016-12-06 Blackberry Limited Touch-sensitive display with optical sensor and method
US20120071206A1 (en) 2010-09-17 2012-03-22 Nigel Patrick Pemberton-Pigott Touch-sensitive display with optical sensor and method
EP2437145A1 (en) 2010-09-17 2012-04-04 Research In Motion Limited Touch-sensitive display with depression detection and method
WO2012087286A1 (en) 2010-12-20 2012-06-28 Intel Corporation Micro deflectors on touch sensor
US8665244B2 (en) 2011-02-22 2014-03-04 Microsoft Corporation Optical touch detection
US9052765B2 (en) 2011-08-31 2015-06-09 Sony Corporation Method for operating a touch sensitive user interface
US9417141B2 (en) 2011-09-16 2016-08-16 Sony Corporation Force sensitive touch sensor
WO2013068651A2 (en) 2011-11-11 2013-05-16 Qitec Ltd A touch sensitive operation interface
US8994694B2 (en) 2011-11-30 2015-03-31 Blackberry Limited Optical interference based user input device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140097380A (ko) 2014-08-06
US20130135259A1 (en) 2013-05-30
US9046961B2 (en) 2015-06-02
EP2786233A1 (en) 2014-10-08
JP2015503159A (ja) 2015-01-29
CN104160366A (zh) 2014-11-19
WO2013081896A1 (en) 2013-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201337688A (zh) 使用透明平板的強健性的光學觸控螢幕系統和方法
US9213445B2 (en) Optical touch-screen systems and methods using a planar transparent sheet
TWI512573B (zh) 在顯示器上感測觸控事件之方法及裝置
US8823685B2 (en) Acoustic touch apparatus
US10627973B2 (en) Systems and sensors for sensing and tracking radiation blocking objects on a surface
US9557846B2 (en) Pressure-sensing touch system utilizing optical and capacitive systems
JP5582622B2 (ja) 補償信号プロファイルを有する接触面
EP2845079B1 (en) Pressure-sensing touch system utilizing total-internal reflection
KR100942293B1 (ko) 광을 이용한 터치 센싱 방법 및 그에 따른 터치패널 장치와시스템
CN110287908B (zh) 校准方法、电子设备及非易失性计算机可读存储介质
US9582116B2 (en) Systems and methods for sensing and tracking radiation blocking objects on a surface