使用平面透明薄板的稳固的光学触摸屏系统和方法技术方案

公开了一种光学触摸屏，该光学触摸屏利用平面透明薄片并且被配制成确定在透明薄片上的触摸事件的位置。光源元件和感光元件可操作地设置在透明薄片周界处。在光源元件和感光元件之间的视线上，检测光。确定由于触摸事件引起的经衰减的视线。通过使通过每个感光元件的有限的视线限定的三角形重叠来确定多边形。消除具有低于衰减阈值的衰减的多边形。然后，确定剩余的多边形的中心以确定触摸事件的位置。该系统和方法提供对多个触摸事件的稳固的检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】公开了一种光学触摸屏，该光学触摸屏利用平面透明薄片并且被配制成确定在透明薄片上的触摸事件的位置。光源元件和感光元件可操作地设置在透明薄片周界处。在光源元件和感光元件之间的视线上，检测光。确定由于触摸事件引起的经衰减的视线。通过使通过每个感光元件的有限的视线限定的三角形重叠来确定多边形。消除具有低于衰减阈值的衰减的多边形。然后，确定剩余的多边形的中心以确定触摸事件的位置。该系统和方法提供对多个触摸事件的稳固的检测。【专利说明】 本申请根据美国法典第35卷第119条要求2011年11月28日提交的美国临时申 请61/564024的优先权的权益，且基于其内容并通过引用将其内容整体结合于此。 领域 本公开涉及一种光学触摸屏，并且具体涉及使用平面透明薄板并且可检测多个触 摸事件的稳固的触摸屏系统和方法。
技术介绍
具有触摸屏功能的显示器的市场快速发展。因此，已开发多种传感技术来实现具 有触摸屏功能的显示器。然而，现有的技术对于具体应用各具有导致显示器的制造的显著 增加的成本的性能缺点。 触摸屏功能在移动设备应用中获得广泛应用，诸如智能电话、电子书阅读器、膝上 型计算机和平板计算机。此外，诸如用于台式计算机和壁装式屏幕的更大的显示器甚至变 得更大。当使用传统触摸屏技术（诸如，投射电容式触摸（PCAP)技术）时，显示器尺寸的 这种增加伴随着显示器成本的增加。 因此，需要使触摸屏的总体厚度和重量最小以供从最小的手持设备到最大的显示 器的广泛范围的应用。此外，触摸屏还需要具有更稳固的功能，诸如，改进的触摸定位精度、 免除指纹和多点触控功能。 【
技术实现思路
】 本公开的一个方面为确定在透明薄片上的触摸事件的位置的方法，该透明薄片具 有周界，并且光源元件和感光元件可操作地毗邻该周界设置。该方法包括使用感光元件来 测量来自光源元件的光的强度值，其中光在光源元件和感光元件之间的视线上在透明薄片 中内部地传播。该方法还包括：基于与衰减阈值相比的强度值，确定每个感光元件的有限的 视线。该方法还包括使通过每个感光元件的有限的视线限定的三角形重叠以确定一个或多 个多边形。该方法附加地包括确定一个或多个多边形的中心以确定触摸事件位置。 在一些实施例中，每个多边形具有基于测得的强度值的相关联的衰减，并且进一 步包括：消除其相关联的衰减低于衰减阈值的任何多边形。在一些实施例中，该方法进一步 包括基于检测器信号强度与信号阈值的比较来确定触摸事件的强度。在一些实施例中，透 明薄片对红外（IR)光基本透明，并且其中来自光源元件的光包括IR波长。在其他实施例 中，采用毗邻感光元件设置的带通滤波器过滤IR光，带通滤波器配置成对可见光基本不透 明，并且IR光具有与由光源元件发射的IR光不同的IR波长。在一些实施例中，该周界包 括多个转角，并且包括使感光元件每一个毗邻多个转角的每一个设置。 在一些实施例中，该方法进一步包括从感光元件产生代表通过感官元件检测到的 强度值的各自的检测器信号，并且处理该检测器信号以确定有限的视线。在其他实施例中， 产生检测器信号包括：在光源元件关闭时采用感光元件中的一个进行第一光电流测量；在 光源打开时采用感光元件中的同一个进行第二光电流测量；以及从第二光电流减去第一光 电流。 在一些实施例中，产生检测器信号包括采用具有放大器的电路处理检测器信号， 并且其中该方法进一步包括：进行积分光电流测量一段固定的总时间ΛΤ ;将该固定的总 时间ΛΤ分成N个间隔以限定具有对应的时间间隔ΛΤ/Ν的N个子测量；将N个子测量一 起相加以模拟单个积分；以及动态地选择N以避免使放大器过载。 在一些实施例中，存在η个感光元件，并且进一步包括：确定感光元件中的第一个 感光元件的第一组三角形；确定感光元件中的第二个感光元件的第二组三角形；从第一和 第二组三角形确定第一组多边形；确定感光元件中的第三个感光元件的第三组三角形并且 确定第三组三角形与第一组多边形的交叉点以形成第二组多边形；以及重复以上步骤直到 第η个感光元件得出在动作d)中所使用的最后一组多边形以确定触摸事件位置。在一些 实施例中，确定一个或多个多边形的中心包括针对每个多边形：确定多边形中的衰减值； 并且基于多边形中的衰减值计算多边形的质心并且将质心标识为多边形中心。 在一些实施例中，确定一个或多个多边形的中心包括针对每个多边形：将多边形 中的衰减假设为恒定值；以及计算多边形的几何中心作为多边形中心。在一些实施例中，测 得的强度值通过感光元件转化为检测器信号强度，并且进一步包括：确定沿着视线传播的 光的基线测量；基于基线测量限定阈值检测器信号强度；并且将和经衰减的视线相关联的 检测器信号强度与阈值信号强度相比较以确定是否发生触摸事件。在其他实施例中，该方 法进一步包括：基于检测器信号强度的变化调节基线测量；以及基于经调节的基线测量调 节阈值信号强度。 本公开的另一方面是用于感测一个或多个触摸事件的触摸屏系统。该系统具有透 明薄片，该透明薄片具有周界和发生一个或多个触摸事件的顶部表面。该系统还具有多个 光源元件，多个光源元件发射光并且可操作地毗邻周界设置以将光耦合到透明薄片中从而 经由全内反射在其中传播。该系统进一步包括多个感光元件，多个感光元件可操作地毗邻 周界设置以检测来自感光元件的光并且响应于其产生具有代表检测到的光强度的信号强 度的检测器信号。一个或多个触摸事件导致沿着对应于选择感光元件的视线中的至少一个 的光强度的衰减。该系统还包括可操作地耦合至光源元件和感光元件的控制器。该控制器 被配置成控制光从光源元件的发射并且处理检测器信号以1)将每个感光元件中的检测器 信号强度与衰减阈值相比较以确定通过限制给定感光元件的经衰减的视线中的多个限定 的一个或多个三角形，2)确定通过一个或多个三角形中的至少一个交叉点形成的至少一个 多边形的位置，以及3)计算该至少一个多边形的中心以限定对应的一个或多个触摸事件 的位置。 应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者表示本公开的实施例，并且它 们旨在提供用于理解所要求保护的本公开的本质和特性的概观或框架。所包括的附图用于 提供对本公开的进一步理解，且被结合到本说明书中并构成其一部分。附图示出本公开的 各个实施例，并与本描述一起用于说明本公开的原理和操作。 在一些实施例中，控制器进一步被配置成基于检测器信号强度与信号阈值的比较 确定触摸事件的强度。在一些实施例中，透明薄片对红外（IR)光基本透明，其中从光源发 射的光包括IR光，并且其中感光元件被配置成检测IR光。在一些实施例中，该周界包括多 个转角，并且其中感光元件中的每一个毗邻多个转角的每一个而设置。在一些实施例中，该 系统进一步包括每一个毗邻感光元件的每一个设置的带通滤波器，带通滤波器每一个配置 成对可见光基本不透明，并且IR光具有与由光源元件发射的IR光不同的IR波长。在一些 实施例中，该系统进一步包括可操作地耦合至感光元件之一的电路，该电路被配置成提供 降低或消除由于干扰照明而引起的干扰电流的补偿电流。在一些实施例中，电路包括可操 作地连接至处理器的数模转换器，该处理器将反馈控制信号提供至数模转换器以改变补偿 电流。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定在透明薄片上的触摸事件的位置的方法，所述透明薄片具有周界，并且光源元件和感光元件可操作地毗邻所述周界而设置，所述方法包括：a)使用感光元件来测量来自光源元件的光的强度值，所述光在所述光源元件和所述感光元件之间的视线上在透明薄片中内部地传播；b)基于与衰减阈值相比的强度值来确定每个感光元件的有限的视线；c)使通过每个感光元件的有限的视线所限定的三角形重叠，以确定一个或多个多边形；以及d)确定一个或多个多边形的中心以确定触摸事件位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·S·金，D·皮库拉，R·C·沃克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US