TWI417765B - 用於檢測多個觸碰之觸碰式螢幕 - Google Patents

用於檢測多個觸碰之觸碰式螢幕 Download PDF

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Description

用於檢測多個觸碰之觸碰式螢幕
本發明係有關於一種觸碰式螢幕,特別是,有關於使用於檢測多個觸碰之觸碰式螢幕。
用以感應多個觸碰之需要與要求的應用變的越來越流行。例如,例如在螢幕上展示標準鍵盤之使用圖形介面輸入資訊的應用,可能與使用者在同時間選擇兩鍵有關,例如以變換(shift)鍵產生大寫字元。同樣的,當螢幕變小時,也需要同時間選擇多數圖形以提供使用者在較小螢幕軌跡之中輸入的功能。遊戲與其他的多使用者應用,也提高從二或多個使用者在同時間以同一觸碰式螢幕進行互動的觸碰檢測需求。
某些觸碰技術,例如大多數的電阻與電容觸碰式螢幕,在承受同時間多個觸碰時,可能產生單一錯誤觸碰座標。相比之下,表面聲波(SAW,”surface acoustic wave”)觸碰式螢幕與紅外線(IR,“infrared”)觸碰式螢幕係分別觀察SAW與IR陰影,並對於多數同時觸碰的每一個觸碰產生一明顯的陰影。SAW與IR觸碰式螢幕因此便允許多個觸碰的應用,然而,在目前的SAW與IR觸碰技術中仍存在某些模稜兩可之處。一種以陰影為基礎的觸碰式螢幕可能對兩個觸碰接收兩個X座標與兩個Y座標,但可能無法自動知道此兩個X座標如何跟此兩個Y座標配對。該處理器可以根據該時間展示的圖形,或是利用例如掀舉(lift-off)事件之時間的其他因子等,嘗試決定座標應該如何配對,但不幸的是這些方法並非總是產生可靠的結果。
目前的某些技術,例如利用些微非平行IR光束的一些IR觸碰式螢幕設計,能夠分辨出彼此距離較遠的多個觸碰,但無法分辨彼此靠近發生的多個觸碰。回到SAW觸碰式螢幕,X與Y座標的配對問題已經以測量第三座標U的方式加以處理。這種觸碰式螢幕也可以稱為「XYU觸碰式螢幕」。U座標可以視作為一旋轉或對角座標,其與X及Y之間具有式1的線性關係,其中A、B與C為幾何常數。
U=A*X+B*Y+C 式1 如果X的測量數值是正確的與Y測量數值配對,則根據X與Y測量數值所計算的U數值,將與U的測量數值對應。相反的,如果測量的X與Y數值並未正確配對,則U的計算數值便無法與任何U測量數值對應。
不幸的是,已知的XYU觸碰式螢幕技術也具有其限制。迄今,XYU觸碰式螢幕技術已經不在IR觸碰式螢幕設計中應用,因為該狹窄的發光二極體(LED,”light emitting diode”)放射圓錐角度及該狹窄的光電晶體接收圓錐角度,係無法與一般用於X/Y兩者與U光束的光電組件所相容。由於具有用來致能多個同時觸碰檢測的額外反射器陣列,已知對於XYU SAW觸碰式螢幕的設計可能需要較大的傳輸器與接收器,以傳送及接收聲音訊號。同樣的,額外的傳輸與接收U陣列需要由U陣列反射器在明顯大於90度的角度處在進行散射,而SAW散射可能是無效率的。這造成訊號與聲音寄生微弱。此外,SAW觸碰式螢幕係被密封以避免液體或其他的產品與該觸碰式螢幕接觸。此密封墊可能吸收部分聲音能量,而其不允許設置一密封墊在一陣列項端。該密封墊 因此可能增加該觸碰式螢幕的整體尺寸,或使該觸碰式螢幕的可使用觸碰區域最小化,這兩種都是不希望發生的情況。
因此,存在一種改善XYU觸碰式螢幕設計,以檢測多個觸碰的需要。本發明的一些實施例則預期滿足這些需要,而從以下所設定的敘述與圖式,本發明的其他目標也顯得明確。
在一實施例中,一種觸碰式螢幕系統包括一觸碰區域。至少一個傳輸器係設置靠近於該觸碰區域之外側邊緣,用以在第一方向中傳輸第一光束。至少一個分光器係設置靠近於該觸碰區域之外側邊緣,用以將該第一光束分為分別在至少第二與第三方向中,行進通過該觸碰區域的至少第二與第三光束。該至少一個分光器包括複數個偏斜元件。接收器係設置靠近於該觸碰區域之外側邊緣,用以接收該至少第二與第三光束。
在另一實施例中,一種觸碰式螢幕系統包括基板,其包括具有X與Y維度之觸碰區域。第一X陣列與第一Y陣列,其係製成於該基板上靠近該觸碰區域之外側邊緣。傳輸換能器,用以傳輸光束通過該第一X陣列與第一Y陣列,而該第一X陣列與第一Y陣列使該光束偏斜朝向該觸碰區域。第一分光器與第二分光器,其係製成於該基板上,分別介於該第一X陣列與第一Y陣列與該觸碰區域之間。該第一分光器與第二分光器的每一個都將該光束分裂成為至少兩光束,其在關於彼此為不同的方向中行進通過該觸碰區域。接收換能器則用以接收該至少兩光束。
而在另一實施例中,一種用來檢測於觸碰式螢幕系統上之多個觸碰的方法,包括傳輸靠近該觸碰區域外側邊緣之該第一光束。分裂該第一光束,以形成在關於彼此為不同方向中行進通過該觸碰區域之至少第二與第三光束。分裂在不同方向中行進之該至少第二與第三光束,以形成接收光束。接收該接收光束,並且根據該接收光束,檢測在該觸碰區域之中至少一個外部產生觸碰的位置。
當與所附圖式一起閱讀時,將可對前述發明內容與本發明特定實施例的後續敘述得到較佳瞭解。就某程度而言,該圖式說明不同實施例之功能區塊圖,該功能區塊並不需為硬體電路之間的指定領域。因此,例如,一或多個功能區塊(例如處理器或記憶體)可以實施於單一硬體之中(例如一泛用的訊號處理器或隨機存取記憶體、硬碟或等等之類)。同樣的,該程式也可以是單獨存在的程式,可以整合在一作業系統中成為副程式,可以是一安裝軟體套件之中的功能及等等之類。應該瞭解的是不同的實施例並不侷限於圖中所顯示的配置與機構。
第一圖說明根據本發明實施例之觸碰式顯示器100。應該瞭解觸碰式顯示器100可以係其他尺寸與形狀。觸碰式顯示器100可以設置在例如桌面、牆壁上或是小亭(kiosk)中,或是同樣的結構也可用來形成例如個人數位助理(PDA)的手持裝置。
觸碰式顯示器100包括觸碰式螢幕102與顯示器外殼104。觸碰式螢幕102則設置覆蓋顯示器螢幕(圖未顯示)。顯示器外殼104可以延伸超過觸碰式螢幕102與該 顯示器螢幕的外側邊緣。
第二圖說明觸碰式顯示系統110的方塊圖,該觸碰式顯示系統具有與電腦112互連之觸碰式顯示器114。電腦112可以執行一或多個應用,例如遊戲與娛樂、家庭式居家計算系統、醫療影像的視覺化與操作、零售店家與餐廳收銀機及等等之類。除了觸碰式顯示器114以外,電腦112也可包括替代的使用者輸入116,例如鍵盤及/或滑鼠。雖然分別指明,觸碰式顯示系統110的組件也可以在單一單元之中,例如PDA或是其他可攜式裝置。
觸碰式顯示器114包括用於在顯示器螢幕118上顯示資料的組件。顯示器螢幕118可以是一種液晶顯示器(LCD,”liquid crystal diode”)、陰極射線管(CRT,“cathode ray tube”)、電漿、有機發光二極體(OLED,”organic light-emitting diode”)顯示器、照片影像及等等之類。觸碰式螢幕120則設置覆蓋於顯示器螢幕118。觸碰式螢幕120接收來自使用者的輸入。例如,如果根據表面聲波(SAW)技術,觸碰式螢幕120便具有基板,其由使用者透過指尖、尖筆及等等之類的觸碰所接觸。如果係根據紅外線(IR)技術,觸碰式螢幕120可以不具有覆蓋於觸碰式顯示器114上的分離基板。然而,其可能需要提供基板用來例如保護顯示器螢幕118的表面。
顯示器電纜122連接觸碰式顯示器114與顯示器控制器124。顯示器控制器124透過視訊電纜126從電腦112接收影像資訊。該影像資訊係由顯示器控制器124所接收與處理,接著透過顯示器電纜122傳送至觸碰式顯示器114,以在顯示器螢幕118上顯示。應該瞭解觸 碰式顯示器114與顯示器控制器124可以以硬接線連接在一起或是彼此互連,因此便無需顯示器電纜122。顯示器控制器124包括例如中央處理單元(CPU)128與記憶體130的組件。
觸碰式螢幕電纜132將觸碰式螢幕120與觸碰式螢幕控制器134互連。觸碰式螢幕控制器134透過觸碰資料電纜136從電腦112接收並傳送資訊至電腦112。觸碰資訊係由觸碰式螢幕120所接收,透過觸碰式螢幕電纜132傳送至觸碰式螢幕控制器134,並接著透過觸碰資料電纜136傳送至電腦112。觸碰式螢幕控制器134包括例如CPU 138與記憶體140的組件。
顯示器外殼(圖未顯示)可以密封觸碰式顯示器114、顯示器與觸碰式螢幕電纜122與132,及顯示器與觸碰式螢幕控制器124及134。如在第一圖中所討論,該顯示器外殼可以密封觸碰式螢幕120的外側邊緣,關緊觸碰式螢幕120及/或覆蓋將觸碰式螢幕120緊牢固至顯示器螢幕118的扣件。視訊與觸碰資料電纜126及136可以是分離的電纜或封裝在一起。視訊與觸碰資料電纜126及136可以從該顯示器外殼延伸至電腦112的位置。視需要地,該顯示器外殼可以是一種用於PDA或其他小型手持或可攜式裝置的外蓋,其中可以或可以不包含電腦112。同樣的,觸碰資料電纜136與視訊電纜126可以以無線技術所取代。
觸碰檢測模組142檢測在觸碰式螢幕120上的一或多個觸碰。每一觸碰產生一對應X座標、Y座標與U座標。當同時檢測多個觸碰時,觸碰檢測模組142檢測到多個X、Y與U座標,其係由觸碰點識別模組144將X 與Y座標適當地成對。同時觸碰檢測模組142與觸碰點識別模組144係常駐於電腦112之中,這些模組可以同樣地位於觸碰式螢幕控制器134之中,或是在觸碰式顯示系統110之中。因此,應該瞭解第二圖中的實施例係僅為說明而非限制。
第三圖說明紅外線(IR)觸碰式螢幕150,其具有具備沿著X(水平)與Y(垂直)側外側邊緣的觸碰區域156。LED或其他的傳輸器152與154係靠近於觸碰區域156的外側邊緣157。傳輸器152與154傳輸IR波能量,其分別由接收器158與160所接收。接收器158與160可以是光接收電晶體。接收器158係位靠近於觸碰區域156之水平側,其面對於傳輸器152,而接收器160係靠近於觸碰區域156之垂直側,其面對於傳輸器154。接收器158與160與傳輸器152與154可以被集合稱做為光電裝置。為了簡化,並非所有的接收器158與160與傳輸器152與154都以一則數字所標示。同樣的,在觸碰式螢幕150之中可以使用更多的傳輸器152與154與接收器158與160,以形成更多不同於圖中所指明的IR光束或IR光束路徑。應該瞭解在第三圖且在後續圖式中,一般以箭頭概要表示IR光束,其對應於從該IR傳輸器至IR接收器的選擇射線。不在IR接收器處終止的光學路徑並不對於觸碰檢測有所貢獻,因此在此並不顯示或討論。
觸碰區域156可以定義為介於傳輸器152與154與接收器158與160,及在外側邊緣157之中的區域,其中該使用者選擇則根據顯示器螢幕118上所顯示的圖形(如第二圖中所顯示)。替代地,觸碰區域156可以由位 在顯示器螢幕118上的分離基板所定義。
分光器162與164係分別位於與傳輸器152及154與觸碰區域156之間。分光器166與168係分別位於與接收器158及160與觸碰區域156之間。分光器162與164使用複數個偏斜元件169以將一進入光束分為至少兩不同光束成分,其在之後將詳細討論。例如,一光束成分可以繼續在該入射方向,或是該原始IR傳輸方向不偏斜地前進,及一偏斜進入對角U方向的不同光束成分。換句話說,由傳輸器152與154放射的IR光束係被分為未偏斜部分(例如在X(水平)或Y(垂直)方向中前進)與在特定角度的偏斜部分,及在對角路徑(例如該U方向)上送出的偏斜光束。分光器166與168接收該未偏斜與對角IR光束部分,形成一反向分裂功能。該對角IR光束係由在接收分光器166或168中的偏斜元件169重新導向,以與該未偏斜垂直或水平IR光束平行前進。
藉由範例而並非限制,傳輸器152與154係概要地說明,當具有一聚焦凹透鏡的LED套件以表現該放射IR光束的向前強對焦。傳輸器152與154的每一個都分別瞄準在觸碰區域156另一側上的接收器158及160其中之一。在一實施例中,傳輸器152放射與分光器162交接的IR光束(圖未顯示)。分光器162將該IR光束分為未偏斜光束170與偏斜光束172。未偏斜光束170前進跨越觸碰區域156,進入分光器166,並由放在相關傳輸器152對面處的接收器158所檢測。偏斜光束172則對角移動跨越觸碰區域156,並進入分光器166及168其中之一。如果進入分光器166,偏斜光束172便由分光器166之中的偏斜元件偏斜一角度,因此該偏斜光束 現在便平行於由接收器158所接收之未偏斜光束170所前進。在另一實施例中,偏斜光束174進入並由分光器168之中的偏斜元件偏斜一角度,因此該偏斜光束現在便平行於由傳輸器154所放射之未偏斜光束176所前進。
分光器162至168可利用一或多個繞射、折射與反射方式將該IR光束分裂。如以下進一步討論,該分光器功能也可以利用一固定至傳輸器152與154及接收器158與160的透鏡完成。使用分光器162至168而在IR觸碰式螢幕150中提供U光束,避免了提供額外傳輸器與接收器(圖未顯示)以產生跟檢測U光束的需要、費用及複雜設計。然而,設計上也可以選擇取消分光器162至168之一、二或三個。也可在從該設計移除分光器的側邊處加上專用的U光束光電元件。
第四圖說明表面聲波(SAW)觸碰式螢幕450,其類比於第三圖的IR觸碰式螢幕150。基板452支援表面聲波或光束的傳播,可以係一種玻璃、金屬、低聲能損失的聚合物系統,或是其他的材料。SAW可以用來指示雷利波、準雷利波、蘭姆或剪力波,或是其他形式對基板452表面上之觸碰敏感的聲波。傳輸器454與456在基板452中激起表面聲波,並可以是楔形換能器、光柵換能器、數位間換能器,或是任何其他形式的換能器。在此,該被激起的表面聲波也同時參照為該傳輸光束或傳輸SAW光束。分光器458、460、462與464利用偏斜元件465在該U方向中偏斜該入射SAW光束的一部分,同時保持另一部分為未偏斜。分光器458、460、462與464也可以製成在基板452上,例如利用玻璃介質網 印或是複合聚合材料墨水,或是利用蝕槽的替代方式。偏斜與未偏斜光束前進通過一般可由外側邊緣484所定義的觸碰區域482。接收器466與468完成SAW聲波路徑,並產生由控制器電子零件所處理的類比訊號。接收器466與468可以是以上討論的任一種換能器形式。
在一範例中,說明在觸碰區域482之中同時產生的第一觸碰470與第二觸碰472。應該注意雖然產生了許多SAW路徑,但第四圖中只顯示由該第一觸碰470與第二觸碰472所減弱的那些SAW路徑。只有該實際第一觸碰470與第二觸碰472位實分別對應於以SAW路徑478與480所指明的該遮蔽的U路徑。在沒有該U路徑資料情況下,錯誤的位置474與476將對應至成為第一觸碰470與第二觸碰472,在X與Y方向中的相同陰影,並因此可能無法正確識別該觸碰位置。
第五圖說明SAW觸碰式螢幕180,其與第四圖的SAW觸碰式螢幕450相比之下需要較少的換能器。SAW觸碰式螢幕180具有觸碰區域183,其位於基板182之中央部分。X與Y傳輸換能器184與186及Y與X接收換能器188與190係固定在該基板182上。第一X陣列192與第二X陣列194及第一Y陣列196與第二Y陣列198係固定及/或製成於基板182上,靠近觸碰區域183之外側邊緣181處。X陣列192與Y陣列196例如以90的角度將傳輸光束或波偏斜朝向觸碰區域183。X陣列194與Y陣列198例如以90的角度將來自觸碰區域183的光束偏斜。X傳輸換能器184與第一X陣列192可以一起考量成第一傳輸器185,而Y傳輸換能器186與第一Y陣列196可以一起考量成第二傳輸器187。X 接收換能器190與第二X陣列194可以一起考量成第一接收器189,而Y接收換能器188與第二Y陣列198可以一起考量成第二接收器191。第一、第二、第三與第四分光器200、202、204與206係製造(蝕刻或沈積)於基板182上,分別介於第一X陣列192與第二X陣列194和第一Y陣列196與第二Y陣列198,及觸碰式螢幕180的觸碰區域183之間。第一、第二、第三與第四分光器200、202、204與206具有複數個偏斜元件199。
例如,傳輸換能器184沿著第一X陣列192傳輸SAW光束208。第一X陣列192以90度角度偏斜部分的SAW光束208,例如以偏斜光束210所說明。偏斜光束210進入第一分光器200並由偏斜元件199分為至少兩不同光束,例如未偏斜光束212與U偏斜光束214。(替代地,第一X陣列192可以以143度角度偏斜部分的SAW光束208,如此偏斜光束210進入第一分光器200,並平行於描繪的U偏斜光束214。在此範例中,當第一分光器200偏斜未偏斜光束212的同時將通過偏斜光束210的未偏斜部分,就像偏斜光束210與U偏斜光束214一樣。)應該瞭解的是有大量的偏斜光束210沿著該第一X陣列192形成,其造成大量的未偏斜光束212及U偏斜光束214,以感應在觸碰式螢幕180之觸碰區域183中的觸碰事件。
未偏斜光束212繼續沿著與偏斜光束210的相同路徑與方向前進,而U偏斜光束214則沿著該U或對角方向傳輸,例如以關於未偏斜光束212為大概53度的角度178。在此範例中,對於一3:4長寬比的觸碰/顯示器系統而言,該大約53度的偏斜角度係根據該觸碰式 螢幕寬度除長度的反正切角度。例如,第一分光器200的偏斜元件199也可以係平行的反射器片段,其對於該垂直軸旋轉26.5度,並沿著第一分光器200的軸,利用由53度正弦值除該SAW波長的中心對中心間隔方式所間隔。
同樣的,Y傳輸換能器186傳輸由第一Y陣列以90度角度偏斜的SAW光束220部分,作為偏斜光束222。偏斜光束222進入第二分光器202,並被分為未偏斜光束224與偏斜U光束226。當偏斜U光束226對於未偏斜光束224或波以角度179,例如大約37度的角度所偏斜時,未偏斜光束224繼續在偏斜光束222的原始路徑上前進。在此範例中,對於一3:4長寬比的觸碰/顯示器系統而言,該大約37度的偏斜角度179係根據該觸碰式螢幕寬度除長度的反正切角度。藉由範例,第二分光器202的偏斜元件199常常可以形成微米厚度玻璃介質網印反射器行列,其對於水平軸旋轉18.5度,並由37度正弦值除該SAW波長的方式所間隔。
未偏斜光束212前進跨過觸碰區域183,並通過第三分光器204。第二X陣列194以90度偏斜未偏斜光束212,以形成由X接收換能器190所接收的折返光束216。U偏斜光束214係以對角跨過觸碰式螢幕180的觸碰區域183,並與第四分光器206相會。在此情況中,第四分光器206並不分裂該進入光束,而僅分裂被使用的該偏斜光束。第四分光器206接收多個已被分裂光束,並接著以關於彼此為不同的角度進入第四分光器206。第四分光器206如之前討論以大約37度偏斜U偏斜光束214。偏斜U光束進入第二Y陣列198,並以90 度朝向Y接收換能器188所偏斜,作為折返光束218。
第一、第二、第三與第四分光器200、202、204與206可以是能夠提供所需分光功能性的任何結構。在一實施例中,分光器200、202、204與206可以利用相同的材料與程序,與反射陣列192、194、196與198同時製成。替代地,分光器200、202、204與206的偏斜元件199可以包括以沈積材料或蝕刻玻璃所構成的反射線片段201。偏斜元件199的方向選擇係產生未偏斜與偏斜光束的相同角度,也就是滿足基本「入射角等於反射角」的反射定律。偏斜元件199的間隔可以利用布拉格定律最佳選擇,以確保來自鄰近偏斜元件199的偏斜光束額外密合。利用調整的間隔與方向,可利用反射與繞射兩項效果。
如前所討論,先前的XYU陣列設計沿著該觸碰式螢幕的每一傳輸側都具有直接由傳輸換能器所照射的分離傳輸U陣列,及直接照射接收換能器的接收U陣列。在該先前設計中,並不允許在該傳輸與接收U陣列頂部設置一密封墊。相比之下,每一個分光器200、202、204與206的聲能路徑較短。例如,每一個分光器200、202、204與206都可以視為具有一底部側與一頂部側。該底部側與基板182交接,而一密封墊207可以沿著該頂部側設置。為了簡化,密封墊207係說明第三與第四分光器204與206部分。然而,應該瞭解密封墊207係沿著第一至第四分光器200、202、204與206的完整長度延伸,以形成一阻隔濕氣與灰塵之屏障。例如,密封墊207可以具有1mm寬度,並具有平行於該相關分光器之軸所延伸的長度。因此,該光束便僅受到密封墊207 距離為1mm的聲能衰減。
第六圖說明SAW觸碰式螢幕490,其使用X、Y與U光束及另一組對角光束,在此以「V」光束所指明。因此,觸碰式螢幕490也可以稱為XYUV觸碰式螢幕。第六圖中主要說明由觸碰點576所衰減的X、Y、U與V聲能路徑,而可瞭解有更多的X、Y、U與V聲能路徑被使用。
換能器係用來傳輸並接收,並可以與第五圖的傳輸與接收換能器一樣所定位。然而,在第六圖的觸碰式螢幕490中,該換能器之二個便完成傳輸與接收兩項功能。SAW觸碰式螢幕490具有一基板500,其上固定有傳輸換能器494、接收換能器498及傳輸/接收換能器492與496。X陣列502與504及Y陣列506與508係製成於該基板500上,並以90度偏斜傳輸與接收SAW光束。如同之前對第五圖所討論,傳輸換能器494、接收換能器498,與個別的Y陣列508與Y陣列506一起分別被參照為一傳輸器與一接收器。傳輸/接收換能器492與496與個別X陣列502與Y陣列504一起則參照為一傳輸器/接收器。分光器510、512、514與516係製成於該基板500上,介於該與Y陣列502、504、506、508與觸碰區域518的外側邊緣之間。如所說明,分光器510至516包含一反射行列元件的疊加,其指示為一偏斜元件517,具有兩個方向性以產生偏斜U與V光束兩者。替代地,分光器510至516也可以形成為分離的陣列,以支援U與V路徑兩者,然而,與該疊加配置相比,此實施例在基板500上可能需要額外的空間。
傳輸器/接收器492沿著X陣列502傳輸SAW光束 550。X陣列502以90度角度偏斜SAW光束550的部分,描繪為偏斜光束552(沿著X陣列502於兩方向中顯示)。偏斜光束552進入分光器510,並被分為至少三個不同光束,例如未偏斜光束554、U偏斜光束556與V偏斜光束558。未偏斜光束554繼續沿著如偏斜光束552的相同路徑與方向前進,U偏斜光束556係沿著該U或對角方向傳輸,例如以關於未偏斜光束554為大約53度的角度,而V偏斜光束558則沿著V或對角方向傳輸,其具有關於該未偏斜光束554為大約53度的角度。如同之前所討論,沿著該陣列502的長度形成大量的偏斜光束552,造成大量的未偏斜光束554、偏斜光束556及V偏斜光束558。在此範例中,V偏斜光束558並不用來檢測在觸碰區域518中的觸碰。
Y傳輸換能器494傳輸由Y陣列508以90度所偏斜的SAW光束560部分,並成為偏斜光束562。偏斜光束562進入分光器516,並分為至少未偏斜光束564、U偏斜光束566與V偏斜光束568,其中未偏斜光束564繼續在偏斜光束562的原始路徑上前進,而該U偏斜光束係以關於未偏斜光束564例如37度的角度所偏斜。在此範例中,對於一3:4長寬比的觸碰/顯示器系統而言,該大約37度的偏斜角度係根據該觸碰式螢幕寬度除長度的反正切角度。V偏斜光束568則以關於未偏斜光束564為大概37度的角度所偏斜。
此外,傳輸器/接收器496傳輸由X陣列504以90度所偏斜的SAW光束570部分,並成為偏斜光束572。偏斜光束572進入分光器512,並被分為至少如先前所討論的三光束。然而,只對V偏斜光束感到興趣。
該接收操作將以在觸碰區域518之中,使用者觸碰點576的方式討論。未偏斜光束554前進跨過觸碰區域518,並通過分光器512。X陣列504以90度偏斜該未偏斜光束554,以形成由傳輸器/接收器496接收的折返光束575。U偏斜光束556與V偏斜光束574係以對角傳輸跨過觸碰式螢幕490的觸碰區域518,並進入分光器514。分光器514接收多個已被分裂並因此以關於彼此為不同角度所進入分光器514的光束。如先前所討論,分光器514以大約37度偏斜U偏斜光束556,並以大約-37度偏斜V偏斜光束574。該U與V偏斜光束進入Y陣列506,並以90度朝向接收換能器498所偏斜。
傳輸器/接收器492接收訊號,但在未接收訊號時並不加以討論,其與以上範例中的觸碰點576有關。該傳輸換能器494並不尋找也不處理任何朝向傳輸換能器494所偏斜的訊號。因此,由傳輸器/接收器496所傳輸的該U光束(圖未顯示)便被忽視。
應該瞭解XYUV觸碰式螢幕490可以被修正,因此該U與V光束係被傳輸並檢測,同時至少X與Y光束其中之一則被忽視。在此情況中,單一觸碰點576可以僅利用該U與V光束所檢測。為了明確地檢測多個觸碰,可以使用該X、Y、U與V光束三者。傳輸器/接收器492將傳輸U1並接收V2,傳輸換能器494將傳輸U2與V2,傳輸器/接收器496將接收U2並傳輸V1,而接收換能器498則接收U1與V1。
現在從SAW分光器回到IR分光器,可以使用光學繞射光柵的原則建構一IR分光器,例如為了與第三圖之IR觸碰式螢幕150一起使用。例如,第七圖說明一 IR繞射光柵522,其可以形成於例如一清潔塑膠或玻璃的透明分光器基板520上,在其上具有一光柵週期530之條型或偏斜元件524的圖形則塗敷於一側。光係正向入射至繞射光柵522,例如進入第七圖的紙面,並接著傳輸由繞射光柵522進行繞射的光。在繞射光柵522的一輸出側上,例如於第七圖的紙面背面,一些光束或繞射階浮現出零階光束(m=0)將向前直進,而第一階光束(m=±1)則在角度0j處繞射等等。該繞射光束的角度可以整理為式2: mλ=d sinθm 式2 其中λ為該入射光的波長,d為該光柵週期。例如,如在第七圖中所示,為了得到45度光束,對於950 nm波長而言,光柵週期530為1.343微米。
第八圖說明繞射光柵522與用於45度散射的情況。在此範例中,繞射光柵522係配置為d=(√2).λ,也就是光柵週期530或間隔為根號2與入射光束532波長相乘。入射光束532進入繞射光柵522的輸入側534。在此情況中,該X與Y光束則由未偏斜光束536(或零階光束)與分別由偏斜光束538與540所代表之該U及/或V光束(或第一繞射峰)所表示。在一XYUV感應器中,未偏斜光束536與偏斜光束538及540都可以被使用。
第九圖說明調整繞射光柵522之可透光與不可透光間隔比率的範例。繞射光柵522的偏斜元件524(同樣可見於第七圖)指明為不透光區域544,介於之間的則為透光區域542。藉由調整透光與不透光區域542與544,將可以在未偏斜與偏斜光束536、538與540之間獲得 不同的強度比率。如果想要避免這種微米解析度圖形,下述的該折射與反射為主的IR分光器設計將更吸引人。
以折射與反射為主的IR分光器可以利用在一預定IR波長下,具有適當IR傳輸程度與折射指數的材料所形成。僅藉由範例,該材料可以具有折射數值N=1.55的材料,或是對應一工程塑膠,具有其他N數值的材料。同樣的,例如稜柱、小面或是刻痕的偏斜元件則形成於該分光器中,以提供實際的分光功能。每一偏斜元件都可以具有多個表面,而每一表面都可以是未塗敷、塗敷、鏡射或是其他修正方式,以提供所需的折射或反射功能。同樣的,該多個表面也可以關於彼此所定位,以將不想要的反射最小化,或達成所需要的輸出光束傳輸角度。
第十圖與第十一圖分別說明折射分光器230的二維(2D)與等角視圖。LEDs或傳輸器232與234分別朝向折射分光器230傳輸IR光束236與238。傳輸器232與234係概要說明為圓形來源,而IR光束236與238則關於彼此平行傳輸。折射分光器230將IR光束236與238的每一個分為兩部分:一部分是指向關於該傳輸IR光束之傳輸方向為零度的方向,而另一部分則指向(折射至)關於該傳輸IR光束之傳輸方向為45度的方向。例如,IR光束236被分為指向零度方向的第一部分244與指向45度方向的第二部分246。第一部分244與第二部分246兩者都傳輸至觸碰區域241之中。雖然該第一部分244與第二部分246在第十圖中係說明於該線段231及第十一圖中的平面233處交叉或中斷,應該瞭解在一觸碰式螢幕中,第一部分244與第二部分246係在觸碰區域241 中前進,並繼續前進至該觸碰式螢幕另一邊緣上的IR接收器(圖未顯示)。
折射分光器230可以利用具有沿著壁243之複數或陣列形式之刻痕、稜柱或偏斜元件240與242的聚合物材料的平板所形成。在此範例中,偏斜元件240與242的內部表面並未被塗敷。每一IR傳輸器232與234係關於對應偏斜元件240與242所對齊。藉由範例,偏斜元件240接收IR光束236。與傾斜面247交接的IR光束236的部分則在第一時間所折射。該折射光束接著以不是90度的角度與折射分光器230後壁249交接。該折射光束被進行第二次的折射,產生第二部分246。該離開折射角度(在該第二部分246離開該後壁249之後)關於第一部分244為45度,其與IR光束236的傳輸方向平行。
藉由範例,IR傳輸器232與234可以根據觸碰式螢幕150(如在第三圖中所顯示)的要求解析度,精確位於相離彼此為D1的距離。偏斜元件240與242係精確相離彼此為D2的距離。該距離D1與D2可以與彼此相關,以沿著觸碰式螢幕150的每一側,提供傳輸器與偏斜元件的均一對齊。
該IR傳輸器與偏斜元件關於彼此的位置可以被微調,以調整該第一與第二部分對於彼此的相對強度與百分比。如所說明,傳輸器232係對齊於偏斜元件240,因此大概有半數的IR光束236被以45角折射。藉由調整對齊情況,可以折射較多或較少的IR光束236比率。
同樣的,第一部分244與第二部分246的相對強度與百分比可以藉由增加或減少該偏斜元件開口狹縫 248(第十一圖)的尺寸所調整。視需要地,偏斜元件240與242可以具有不同的開口狹縫248尺寸,允許不同的IR光束236與238百分比被折射。視需要地,介於該偏斜元件之間的距離(例如距離D2)可以改變以調整該百分比。視需要地,每一IR傳輸器可以不具有對應的偏斜元件,允許對應IR光束通過折射分光器230,而不產生折射部分。
傳輸器232與234與折射分光器230說明該傳輸與分光功能性。並未說明的是該接收與光結合功能性,其可以利用傳輸功能的相反所表示。亦即,傳輸器232與234可以取代為接收器。在此範例中,折射分光器230接收至少兩光束,一為0度的IR光束,而另一為45度的IR光束。取代分光功能,折射分光器230折射該45度光束與該0度光束平行,其便結合該兩光束成為單一光束。
例如第十圖與第十一圖中的IR分光器可以以不同的技術製成,包括射出成形,及發展用於LCD結構內部所使用之增亮薄膜製成的已知光學薄膜製造技術。例如,可以在一塑膠薄膜上凝結一寡聚樹脂合成物,並利用主要負模成形。此外,在某些情況中,使用於LCD組件中所發展的光學薄膜也可以具有想要的分光性質,並可以用於IR XYU觸碰式螢幕設計中。
第十二圖以平面圖說明光學薄膜600,其具有先前敘述位靠近於IR傳輸器602的偏斜元件結構。IR光束606進入薄膜600,並以第一角度進行第一次偏斜,接著在離開該薄膜600後以第二角度進行第二次偏斜。如果對於一般入射的總偏斜係小於45度,該薄膜600可 以如說明旋轉,以產生關於IR光束606為45度偏斜的偏斜光束604。然而,在此範例中,這種如薄膜600的市面上販售的光學薄膜一般來說偏斜所有的入射光。
第十三圖說明在一實施例之中,光學薄膜600被定位以攔截出一部分IR光束606。薄膜600可以沿著箭頭608關於IR傳輸器602所定位,例如大概攔截IR光束606之一半。在此實施例中,IR光束606之部分或大概一半將接著被傳輸成為未偏斜X或Y光束610,而IR光束606之剩餘一半將被傳輸成為偏斜光束604。偏斜光束604的方向係由該薄膜的性質決定,並可以以-45度的偏斜所取代。
第十四圖與第十五圖分別說明折射分光器250的2D與等角視圖。IR傳輸器232與234係沿著個別的IR光束236與238所描繪。如同以第十圖的折射分光器230一樣,折射分光器250也將IR光束236與238分為指向零度的第一部分244與指向45度的第二部分246。
在此範例中,第十圖的偏斜元件240與242部分也可以保留在折射分光器250的複數或陣列之偏斜元件252之中,而其尺寸與間隔可以變化。折射分光器250具有大量偏斜元件252,其係較小且關於彼此的間隔較細微。換言之,第十圖的折射分光器230可以以較高密度的小型折射面所修改,以形成第十四圖的折射分光器250。
當偏斜元件252係緊密設置時,IR傳輸器232與234便不需要與偏斜元件252對齊。同樣的,折射分光器250可以沿著維度D3(第十五圖)被形成為任意薄,或可以形成為薄於具有較大及/或較深偏斜元件240與242 之折射分光器230。
第一部分244與第二部分246的相對強度可以利用增加或減少傾斜狹縫面254與小面間隔256的比率予以調整。可以被修改的元件為傾斜面258的傾斜狹縫面254、傾斜狹縫面254對於小面間隔256的比率、偏斜元件252的數量、折射分光器250的高度、長度、寬度與折射指數,及該最終的折射光束(該第二部分)方向。
第十六圖與第十七圖分別說明反射(或折射)分光器260的2D與等角視圖。與第十圖之折射分光器230相比之下,反射分光器260具有鏡射傾斜面262,以取代未塗敷傾斜面247。同樣的,偏斜元件268陣列係形成在m形後壁266中,而不是於前壁264中。
IR光束236通過前壁264進入反射分光器260。IR光束236與鏡射傾斜面262交接的部份便被反射。當該反射光束與後壁266以不為90度的角度相會時,該反射光束便接著被折射。該反射與折射光束為第二部分246,其以關於IR光束236為45度的角度傳輸。IR光束236與後壁266以90度交接的部份,將通過反射分光器260而不被偏斜,以形成關於IR光束236為零度的第一部份244。
該0度與45度光束(第一部分244與第二部分246)的相對強度可以利用增加或減少鏡射狹縫面263及/或調整傳輸器232與234關於鏡射傾斜面262的對齊位置所調整。換言之,傳輸器232與234係被小心地與反射分光器260的鏡射傾斜面262對齊,以將IR光束236分為如先前第十圖中討論的所需0度與45度角度光束百分比。同樣可以被修改的元件為例如鏡射傾斜面262 的高度(或鏡射狹縫面263)、該直接位在鏡射傾斜面262上方之乾淨或非鏡射小面267的高度265、該偏斜元件268的數量、該反射分光器260的高度、長度與寬度、包括反射分光器260可用來改變折射指數的材料,及該最終的折射光束(第二部分246)方向,其可能不同於45度。
第十八圖說明反射分光器270的等角視圖,其具有大量小型鏡射表面。如之前所討論,可以保留該偏斜元件,例如第十圖之偏斜元件240與242的幾何,同時改變該縮放以形成具有該較靠近之較小偏斜元件252的分光器(如第十四圖與第十五圖中顯示)。利用第十八圖中之高密度的較小偏斜元件268,傳輸器232與234便不需要與第十六圖中顯示之各自偏斜元件或鏡射傾斜面262對齊。反射分光器270將IR光束236分為在0度的第一部分244與在45度的第二部分。同樣的,該0度與45度光束的相對強度可如先前第十六圖與第十七圖中所討論的方式調整。
第十九圖說明折射分光器280,其將一入射IR光束分為多於兩個光束。折射分光器280具有沿著前壁272偏斜元件281陣列。該偏斜元件281的每一個都具有第一傾斜面276與第二傾斜面278,其關於彼此以相反方向傾斜。IR光束236與第一傾斜面276與第二傾斜面278交接的部分係被進行第一次折射,並接著在該折射光束與後壁274交接時進行第二次折射。IR光束236與前壁與後壁272與274以90度交接的部分則不被偏斜。折射分光器280因此將IR光束236分為指向-45度的第一光束282、指向+45度的第二光束284,及指向0度的 第三光束286,該角度都是關於IR光束236而言。在一些實施例中,例如具有X、U與V光束,但不具有Y光束的感應器,折射分光器280可以設計為不存在未偏斜光束(或第三光束286),而入射IR光束236係被完全地由第一傾斜面276與第二傾斜面278所攔截。
如說明的折射分光器280之偏斜元件281係與IR傳輸器232與234對齊。然而,如同之前討論,偏斜元件281可以製作為較小且彼此較為靠近,允許該觸碰式螢幕可以整合,而不需要使該傳輸器與接收器與偏斜元件281對齊。
第二十圖說明傾斜折射分光器290,其具有之偏斜元件係形成以產生關於該IR光束為不同於垂直之傾斜的進入與離開表面。使該進入與離開表面傾斜可以散射該觸碰系統平面外側任何反射,改進背景的移除。第二十一圖說明傾斜折射分光器290,為了簡潔起見並未描繪IR光束。在第二十圖與第二十一圖中,顯示介於想像水平平面301與303之間的週期分光器結構之一部分。
第一偏斜元件296與第二偏斜元件298係形成前壁320,及第一側壁292與第二側壁294,其參照為垂直所述的表面。前壁320與第一側壁292的交叉具有第一部分300、第二部分302與第三部分304,而前壁320與第二側壁294的交叉具有第一部分306、第二部分308與第三部分310。第一偏斜元件296係形成於第一側壁292的第一部分300與第二部分302及第二側壁294的第一部分306與第二部分308之間。第二偏斜元件298係形成於第一側壁292的第二部分302與第三部分304 及第二側壁294的第二部分308與第三部分310之間。
第一側壁292的第一部分300底部與第二側壁294的第一部分306底部都開始於想像水平平面303。第一側壁292的第一部分300係短於第二側壁294的第一部分306。第一偏斜元件296的進入表面312便因此從該垂直方向所傾斜或偏斜。狹縫面318沿著第一偏斜元件296的寬度並無變化,但關於該水平傾斜。水平入射IR光束238被分為0度光束314與45度光束316。
同樣的,第一側壁292的第三部分304頂部與第二側壁294的第三部分310頂部都開始於想像水平平面301。第一側壁292的第三部分304係長於第二側壁294的第三部分310。分別為第一與第二側壁292與294的第二部分302與308則等長。第二偏斜元件298的進入表面324便因此傾斜,而狹縫面326並不跨及第二偏斜元件298的寬度。
0度與45度光束314與316的相對強度可利用增加或減少折射狹縫面318及/或傳輸器234與232分別關於第一偏斜元件296與第二偏斜元件298的對齊方式所調整。前壁320或後壁322的傾斜或偏斜角度、該折射面的一或多個狹縫、直接位於該折射面上方的該乾淨面高度、偏斜元件的數量與間隔、該分光器材料區塊的高度、長度、寬度與折射指數,及該折射光束的最終方向,其在此範例中為45度光束316也可被修改。
因此,IR光束238沿著前壁320進入傾斜折射分光器290的部分,將以0度離開後壁322。雖然0度光束314係在前壁與後壁320與322兩處折射,只要前壁320與後壁322關於彼此為平行,其便不存在淨偏斜。因此, 如果前壁320與後壁322係平行的,一離開光束將以該入射光束的相同方向離開後壁322。
IR光束238沿著第一偏斜元件296之折射表面進入傾斜折射分光器290的部分,將以第一角度進行第一次偏斜。當該折射IR光束通過平行於前壁320之後壁322,離開傾斜折射分光器290時,該入射IR光束便進行第二次折射,以達到需要的整體折射角度,在此範例中為45度。因此,需考量有兩個由該傾斜交接的分離折射。
第二十二圖與第二十三圖分別說明傾斜折射分光器330的2D與等角視圖,其具有高密度的小型折射面。傾斜折射分光器330也具有與第二十圖之傾斜折射分光器290中相同幾何的偏斜元件,但該傾斜元件的尺寸較小,並關於彼此更緊密設置。因此,不需要關於該各自偏斜元件對齊傳輸器232與234。傾斜折射分光器330也將平行IR光束236分為指向0度的第一部分244與指向45度的第二部分246。該0度與45度光束的相對強度可利用增加或減少該折射狹縫面與其他狹縫面的比率所調整。
如先前所敘述的分光器,也可使用反射而非折射。第二十四圖說明反射傾斜分光器340的2D圖,其將該平行入射光束(IR光束236)分為0度光束342與45度光束344。0度與45度光束342與344的相對強度可利用增加或減少該鏡射狹縫面及/或傳輸器232與234分別關於各自偏斜元件346與348的對齊方式所調整。也可以調整其他方面,包含該前壁與後壁的傾斜或偏斜角度、該鏡射的狹縫面、直接位於該鏡射小面上方的該乾淨面 高度、偏斜元件的數量與間隔、該分光器材料的高度、長度、寬度與折射指數,及該折射光束的最終方向,其在此範例中為45度。
第二十五圖說明反射傾斜分光器350,其具有高密度的小型鏡射小面。如先前所討論的其他分光器,反射傾斜分光器350也將該平行入射光束(IR光束236)分為0度光束342與45度光束344。0度與45度光束342與344的相對強度可利用增加或減少該鏡射狹縫面對於剩餘小面的狹縫比例所調整。其他的相對幾何則維持為如第二十四圖中反射傾斜分光器340所討論。
前述IR傳輸器的每一個都具有一透鏡,其一般是用來將該IR光束聚焦成為一狹窄前向圓錐,以減少當該光束傳播通過一大觸碰區域時的IR光束功率分散。與這種IR傳輸器一起使用的每一個IR接收器都具有一透鏡,其一般是用來將一近似平行及向前入射的IR光束聚焦成為該主動檢測表面光電晶體上的一小聚焦點。在一實施例中,該透鏡可以以一分光透鏡所取代,以達成該分光功能。在此配置中,一分光透鏡係附加至該IR傳輸器與IR接收器的每一個上。該透鏡在該IRXYU觸碰式螢幕操作中用於分裂並結合IR光束。因此不需要一分離的分光器,也不需要將IR傳輸器與接收器對齊於該分光器。
為了簡化,以下假設這該內部LED光來源(或光電晶體部分)係為點源(或點檢測器),而當該光束從該分光透鏡輸出時,其想要產生以45度偏離的平行光束。為了盡可能的保持透鏡對稱,該透鏡可以將來自點源的光分為+/-22.5度光束,而不是產生如先前討論分光器所完 成的零度與45度光束。因此,計算一連續透鏡表面以將來自點源的IR光束折是成為不交叉的+/-22.5度光束。
做為進一步的簡化,假設該透鏡的背面為平坦,並僅有該透鏡的前面彎曲,其形狀可以是凸面或凹面其中之一。雖然可以設計成能夠維持固定最小與最大厚度剖面的夫涅爾形式透鏡,但之後將假設為不具有厚度限制的連續彎曲透鏡表面。
第二十六圖與第二十七圖說明一無聚焦凹透鏡360,其可以利用標準解析設計方法所決定。無聚焦凹透鏡360的一前表面374係使用大量的小型平坦面362所模化。在第二十七圖中,IR點源364產生IR光束366,其透過後表面376進入無聚焦凹透鏡360。無聚焦凹透鏡360將IR光束366分為第一與第二光束368與370。
第二十八圖說明在IR觸碰式螢幕380中使用雙重光束透鏡的一般概念。該雙重光束透鏡可以是無聚焦凹透鏡360(如第二十七圖中所示),或是聚焦凹透鏡或凸透鏡,這兩者將在之後討論。IR傳輸器382與384係沿著觸碰式螢幕380的兩側所定位,而IR接收器386與388則沿著觸碰式螢幕380的另外兩側所定位。為了清楚起見,僅說明少數的IR傳輸器382與384及IR接收器386與388,但一般來說是使用大量的傳輸器與接收器以對觸碰式螢幕380的完整觸碰區域提供均勻覆蓋。
因為該雙重光束透鏡在47至22.5度形成光束,而非在0度與45度,IR傳輸器382與384及IR接收器386與388便關於觸碰式螢幕380的X與Y平面旋轉定位,以形成並接收X、Y與U光束。該角度是決定為可沿著該X或Y方向其中之一傳輸光束。例如,傳輸器 382是被傾斜以沿著X軸傳輸IR光束390,並沿著該U傳輸IR光束392。傳輸器384是被傾斜以沿著該Y軸傳輸IR光束394,並沿著該U傳輸IR光束396。接收器386是被傾斜以檢測該光束390與396,而接收器388是被傾斜以檢測光束392與394。因為該等U光束是位於45度,而該觸碰區域的對角線在一些情況中並非45度,U光束便從IR傳輸器384前進至IR接收器388。
第二十九圖說明聚焦凹透鏡400,其在該聚焦凹透鏡400上的每一表面點定義一折射方向,因此第一光束402與第二光束404便分別聚焦至第一聚焦點406與第二聚焦點408。在此範例中,第一聚焦點406與第二聚焦點408係定義在該檢測器平面409上,其代表該IR接收器,例如第二十八圖的接收器386。第一聚焦點406與第二聚焦點408也可以移動至前向(Z)方向中的任意位置。
第三十圖說明無聚焦凸透鏡410。第三十一圖說明無聚焦凸透鏡410將進入IR光束412分為第一光束414與第二光束416。第一光束414與第二光束416係如前述位於47至22.5度。為了圖式清楚起見,在此範例中同樣假設使用產生IR光束412的點源418。
此外,也可以使用聚焦凸透鏡(圖未顯示)。該聚焦凸透鏡將進入IR光束分為第一光束與第二光束,其如先前對第二十九圖所討論聚焦於該檢測器平面上的第一聚焦點與第二聚焦點。要注意也可以設計為一種三重光束透鏡,以將進入IR光束分為三個光束,以支援IRXYUV設計,同樣類比於第六圖該SAWXYUV觸碰式螢幕的需求。
應瞭解以上敘述僅適用於說明而非限制。例如,以上敘述的實施例(及/或其態樣)都可以彼此結合。此外,在不悖離本發明教導與其範疇,也可以進行多種修改以適應於一特定材料或情況。同時在此敘述的材料尺寸與形式適用於定義本發明的特徵,並不是用於限制,而其為示範實施例。在檢視以上敘述之後,熟習此項技術者可明顯感知多種其他的的實施例。因此,本發明的範疇應該參考所附申請專利範圍,及這些申請申請專利範圍之完整等價的範疇所決定。在所附申請專利範圍中,該等術語「包含」與「其中」是與個別的術語「包括」與「在其中」的直述英文相同。此外,在後述申請專利範圍中,該等術語「第一」、「第二」與「第三」等等只是用於標註,而並非對其物件引入順序的要求。此外,後述申請專利範圍的限制並不寫於裝置附加功能格式之中,也不以法條35 U.S.C.§112第六段加以解釋,除非及直到這些申請專利範圍限制的說明係在「用於...的裝置」片語之後,聲明缺乏其他結構之功能。
100‧‧‧觸碰式顯示器
102‧‧‧觸碰式螢幕
104‧‧‧顯示器外殼
110‧‧‧觸碰式顯示系統
112‧‧‧電腦
114‧‧‧觸碰式顯示器
116‧‧‧使用者輸入
118‧‧‧顯示器螢幕
120‧‧‧觸碰式螢幕
122‧‧‧顯示器電纜
124‧‧‧顯示器控制器
126‧‧‧視訊電纜
128‧‧‧中央處理單元
130‧‧‧記憶體
132‧‧‧觸碰式螢幕電纜
134‧‧‧觸碰式螢幕控制器
136‧‧‧觸碰資料電纜
138‧‧‧中央處理單元
140‧‧‧記憶體
142‧‧‧觸碰檢測模組
144‧‧‧觸碰點識別模組
150‧‧‧紅外線觸碰式螢幕
152‧‧‧傳輸器
154‧‧‧傳輸器
156‧‧‧觸碰區域
158‧‧‧接收器
160‧‧‧接收器
162‧‧‧分光器
16A‧‧‧分光器
166‧‧‧分光器
168‧‧‧分光器
169‧‧‧偏斜元件
170‧‧‧未偏斜光束
172‧‧‧偏斜光束
174‧‧‧偏斜光束
176‧‧‧未偏斜光束
178‧‧‧角度
180‧‧‧表面聲波觸碰式螢幕
181‧‧‧外側邊緣
182‧‧‧基板
183‧‧‧觸碰區域
184‧‧‧X傳輸換能器
185‧‧‧第一傳輸器
186‧‧‧Y傳輸換能器
187‧‧‧第二傳輸器
188‧‧‧Y接收換能器
189‧‧‧第一接收器
190‧‧‧X接收換能器
191‧‧‧第二接收器
192‧‧‧第一X陣列
194‧‧‧第二X陣列
196‧‧‧第一Y陣列
198‧‧‧第二Y陣列
199‧‧‧偏斜元件
201‧‧‧反射線片段
200‧‧‧第一分光器
202‧‧‧第二分光器
204‧‧‧第三分光器
206‧‧‧第四分光器
207‧‧‧密封墊
208‧‧‧SAW光束
210‧‧‧偏斜光束
212‧‧‧未偏斜光束
214‧‧‧U偏斜光束
216‧‧‧折返光束
218‧‧‧折返光束
219‧‧‧基板
220‧‧‧SAW光束
222‧‧‧偏斜光束
224‧‧‧未偏斜光束
226‧‧‧U偏斜光束
230‧‧‧折射分光器
231‧‧‧線段
233‧‧‧平面
232‧‧‧傳輸器
234‧‧‧傳輸器
236‧‧‧IR光束
238‧‧‧IR光束
240‧‧‧偏斜元件
241‧‧‧觸碰區域
242‧‧‧偏斜元件
243‧‧‧前壁
244‧‧‧第一部分
246‧‧‧第二部分
247‧‧‧傾斜面
248‧‧‧開口狹縫
249‧‧‧後壁
250‧‧‧折射分光器
252‧‧‧偏斜元件
254‧‧‧傾斜狹縫面
256‧‧‧小面間隔
258‧‧‧傾斜面
260‧‧‧反射分光器
262‧‧‧鏡射傾斜面
263‧‧‧鏡射狹縫面
264‧‧‧前壁
266‧‧‧後壁
267‧‧‧非鏡射小面
268‧‧‧偏斜元件
270‧‧‧反射分光器
272‧‧‧前壁
274‧‧‧後壁
276‧‧‧第一傾斜面
278‧‧‧第二傾斜面
280‧‧‧折射分光器
281‧‧‧偏斜元件
282‧‧‧第一光束
284‧‧‧第二光束
286‧‧‧第三光束
290‧‧‧傾斜折射分光器
292‧‧‧第一側壁
294‧‧‧第二側壁
296‧‧‧第一偏斜元件
298‧‧‧第二偏斜元件
300‧‧‧第一部分
301‧‧‧水平平面
302‧‧‧第二部分
303‧‧‧水平平面
304‧‧‧第三部分
306‧‧‧第一部分
308‧‧‧第二部分
310‧‧‧第三部分
312‧‧‧進入表面
314‧‧‧零度光束
316‧‧‧45度光束
318‧‧‧折射狹縫面
320‧‧‧前壁
322‧‧‧後壁
324‧‧‧進入表面
326‧‧‧狹縫面
330‧‧‧傾斜折射分光器
340‧‧‧反射傾斜分光器
342‧‧‧零度光束
344‧‧‧45度光束
346‧‧‧偏斜元件
348‧‧‧偏斜元件
350‧‧‧反射傾斜分光器
360‧‧‧無聚焦凹透鏡
362‧‧‧小型平坦面
364‧‧‧IR點源
366‧‧‧IR光束
368‧‧‧第一光束
370‧‧‧第二光束
374‧‧‧前表面
376‧‧‧後表面
380‧‧‧IR觸碰式螢幕
382‧‧‧IR傳輸器
384‧‧‧IR傳輸器
386‧‧‧IR接收器
388‧‧‧IR接收器
390‧‧‧IR光束
392‧‧‧IR光束
394‧‧‧IR光束
396‧‧‧IR光束
400‧‧‧聚焦凹透鏡
402‧‧‧第一光束
404‧‧‧第二光束
406‧‧‧第一聚焦點
408‧‧‧第二聚焦點
409‧‧‧偵測器平面
410‧‧‧無聚焦凸透鏡
412‧‧‧IR光束
414‧‧‧第一光束
416‧‧‧第二光束
418‧‧‧點源
450‧‧‧表面聲波觸碰式螢幕
452‧‧‧基板
454‧‧‧傳輸器
456‧‧‧傳輸器
458‧‧‧分光器
460‧‧‧分光器
462‧‧‧分光器
464‧‧‧分光器
A65‧‧‧偏斜元件
466‧‧‧接收器
468‧‧‧接收器
470‧‧‧第一碰觸
472‧‧‧第二碰觸
474‧‧‧錯誤位置
476‧‧‧錯誤位置
478‧‧‧SAW路徑
480‧‧‧SAW路徑
482‧‧‧觸碰區域
484‧‧‧外側邊緣
490‧‧‧SAW觸碰式螢幕
492‧‧‧傳輸/接收換能器
494‧‧‧傳輸換能器
496‧‧‧傳輸/接收換能器
498‧‧‧接收換能器
500‧‧‧基板
502‧‧‧X陣列
504‧‧‧X陣列
506‧‧‧Y陣列
508‧‧‧Y陣列
510‧‧‧分光器
512‧‧‧分光器
514‧‧‧分光器
516‧‧‧分光器
517‧‧‧偏斜元件
518‧‧‧觸碰區域
520‧‧‧透明分光器基板
522‧‧‧IR繞射光柵
524‧‧‧偏斜元件
530‧‧‧光柵週期
532‧‧‧入射光束
534‧‧‧輸入側
536‧‧‧未偏斜光束
538‧‧‧偏斜光束
540‧‧‧偏斜光束
542‧‧‧透光區域
544‧‧‧不透光區域
550‧‧‧SAW光束
552‧‧‧偏斜光束
554‧‧‧未偏斜光束
556‧‧‧U偏斜光束
558‧‧‧V偏斜光束
560‧‧‧SAW光束
562‧‧‧偏斜光束
564‧‧‧未偏斜光束
566‧‧‧U偏斜光束
568‧‧‧V偏斜光束
570‧‧‧SAW光束
572‧‧‧偏斜光束
574‧‧‧V偏斜光束
575‧‧‧折返光束
576‧‧‧觸碰點
600‧‧‧光學薄膜
602‧‧‧IR傳輸器
604‧‧‧偏斜光束
606‧‧‧IR光束
608‧‧‧箭頭
610‧‧‧未偏斜X或Y光束
第一圖說明根據本發明實施例之觸碰式顯示器。
第二圖說明根據本發明實施例之觸碰式顯示系統方塊圖,該觸碰式顯示系統具有與電腦互連之觸碰式顯示器。
第三圖說明根據本發明實施例之紅外線(IR)觸碰式螢幕。
第四圖說明根據本發明實施例之表面聲波(SAW)觸碰式螢幕。
第五圖說明根據本發明實施例之另一SAW觸碰式螢幕。
第六圖說明根據本發明實施例之SAW XYUV觸碰式螢幕。
第七圖說明根據本發明實施例之IR繞射光柵,該IR繞射光柵可以形成於一透明分光器基板上。
第八圖說明第七圖中根據本發明實施例之繞射光柵,及用於45度散射的情況。
第九圖說明根據本發明實施例,調整第七圖繞射光柵之可透光與不可透光間隔比率的範例,以獲得在未偏斜與偏斜光束之間的不同強度比率。
第十圖說明根據本發明實施例之折射分光器的二維(2D)圖。
第十一圖說明根據本發明實施例之折射分光器的等角視圖。
第十二圖以平面圖說明根據本發明實施例之光學薄膜範例,該光學薄膜可用於形成一IR分光器。
第十三圖以側視圖說明第十二圖中根據本發明實施例之該光學薄膜,以攔截一部分IR光束。
第十四圖說明根據本發明實施例之折射分光器的2D圖。
第十五圖說明根據本發明實施例之折射分光器的等角視圖。
第十六圖說明根據本發明實施例之反射分光器的2D圖。
第十七圖說明第十六圖中根據本發明實施例之該折射分光器的等角視圖。
第十八圖說明根據本發明實施例之反射分光器的等角視圖,該反射分光器具有大量的小型偏斜元件。
第十九圖說明根據本發明實施例之折射分光器,該折射分光器將一入射IR光束分為多於兩光束。
第二十圖說明根據本發明實施例之傾斜折射分光器,該傾斜折射分光器具有形成用於產生關於該進入IR光束為並不垂直之傾斜進入與外出表面的偏斜元件。
第二十一圖說明第二十圖中根據本發明實施例之該傾斜折射分光器。
第二十二圖說明根據本發明實施例之傾斜折射分光器的2D圖,該傾斜折射分光器具有高密度之小型折射面。
第二十三圖說明根據本發明實施例之傾斜折射分光器的等角視圖,該傾斜折射分光器具有高密度之小型折射面。
第二十四圖說明根據本發明實施例之反射傾斜分光器的2D圖,該反射傾斜分光器將一平行入射光束分為0度與45度的光束。
第二十五圖說明根據本發明實施例之反射傾斜分光器,該反射傾斜分光器具有高密度之小型鏡射小面。
第二十六圖說明根據本發明實施例所形成之無聚焦凹透鏡。
第二十七圖說明第二十六圖中根據本發明實施例之該無聚焦凹透鏡。
第二十八圖說明根據本發明實施例,在IR觸碰式螢幕中使用一雙重光束透鏡的一般概念。
第二十九圖說明根據本發明實施例所形成之聚焦 凹透鏡。
第三十圖說明根據本發明實施例所形成之無聚焦凸透鏡。
第三十一圖說明第三十圖中根據本發明實施例之該無聚焦凸透鏡,該無聚焦凸透鏡將進入IR光束分為第一與第二光束。
110‧‧‧觸碰式顯示系統
112‧‧‧電腦
114‧‧‧觸碰式顯示器
116‧‧‧使用者輸入
118‧‧‧顯示器螢幕
120‧‧‧觸碰式螢幕
122‧‧‧顯示器電纜
124‧‧‧顯示器控制器
126‧‧‧視訊電纜
128‧‧‧中央處理單元
130‧‧‧記憶體
132‧‧‧觸碰式螢幕電纜
134‧‧‧觸碰式螢幕控制器
136‧‧‧觸碰資料電纜
138‧‧‧中央處理單元
140‧‧‧記憶體
142‧‧‧觸碰檢測模組
144‧‧‧觸碰點識別模組

Claims (8)

  1. 一種觸碰式螢幕系統,包括:觸碰區域;至少一個傳輸器,其係設置靠近於該觸碰區域之外側邊緣,用以在第一方向中傳輸第一光束;至少一個分光器,其係設置靠近於該觸碰區域之外側邊緣,用以將該第一光束分裂為分別在至少第二方向與第三方向中,行進通過該觸碰區域之至少第二光束與第三光束,該至少一個分光器包括複數偏斜元件;及接收器,其係設置靠近於該觸碰區域之外側邊緣,用以接收該至少第二光束與第三光束;其中,該至少一個傳輸器係為表面聲波(SAW)傳輸器,而該等接收器係為SAW接收器。
  2. 如申請專利範圍第1項之觸碰式螢幕系統,其中該至少第二方向與第三方向其中之一係與該第一方向相同。
  3. 如申請專利範圍第1項之觸碰式螢幕系統,其中該至少第二方向與第三方向及該第一方向關於彼此為不同。
  4. 如申請專利範圍第2項之觸碰式螢幕系統,進一步包括接收分光器,其係設置靠近於該等接收器,用以關於該等接收器偏斜該至少第二光束與第三光束。
  5. 如申請專利範圍第1項之觸碰式螢幕系統,其中該至少一個分光器包括至少一個透鏡,該至少一個傳輸器係與該至少一個透鏡關連,較佳的是其中該觸碰區域包括關於彼此為90度差異的X方向與Y方向,該至 少一個傳輸器係進一步地設置對齊於具有該X方向與Y方向其中之一及該至少第二方向與第三方向其其中之一。
  6. 如申請專利範圍第1項之觸碰式螢幕系統,其中該至少一個傳輸器係與該複數偏斜元件之一個偏斜元件關連,該至少一個傳輸器係關於該關連偏斜元件對齊。
  7. 如申請專利範圍第1項之觸碰式螢幕系統,其中該複數偏斜元件的目的係反射及折射光束其中之一。
  8. 如申請專利範圍第1項之觸碰式螢幕系統,其中在該複數偏斜元件中之每一偏斜元件係包括至少一個小斜面,其利用反射性材料塗敷,該至少一個小斜面使該光束之至少一個部分朝向不同於該第一方向之方向。
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