光扫描型触摸屏制造技术

在四边形状的显示画面的至少３个边的外侧设置再现性反射片，在显示画面的外侧上配置２个光发射接收单元，且该光发射接收单元具有：在和显示画面实际平行的面内有角度地扫描光的光扫描元件、及接收由该再现性反射片反射的反射光的接收光元件。根据在接收光元件的接收光电平的上升沿和下降沿的定时处的扫描光的角度，求出由作为指示物的手指形成的遮断范围，并对应所求得的遮断范围，计算出指示物的位置。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用指示物在作为触摸对象区域规定的、如计算机的显示画面等平面上触摸从而输入信息的光扫描型触摸屏。在用触摸方式对显示在个人用计算机等画面上的信息进行输入操作时，需要高精度地检测出在其显示画面上的接触位置(指示位置)。作为检测显示画面上的指示位置的方法“加洛尔(Carol)方式”(美国专利4267443号)已众所周知。该方法通过在显示画面前面的框架上相对配置发光元件和接收光元件，在显示画面的前面构成光的矩阵，检测出利用手指或笔的接触而造成的光的遮断位置。用该方法可以获得高的S/N，故也可以扩展用于大型的显示装置，但因检测的分辨能力正比于发光元件及接收光元件的配置间隔，所以，要提高检测的分辨能力，必须使其配置间隔变窄。因此，要在用象笔尖之类的细小物体接触大画面时也能够精度良好地检测出其接触位置，必须增大应该配置的发光元件及接收光元件的数量，从而，在存在构成庞大的问题的同时，还存在信号处理复杂的问题。此外，公开专利昭57-211637号公报还开示有其他的光学的位置检测方法。该方法由显示画面外侧有角度地扫描象激光线那样的变细的光线，根据来自具有反射体的专用笔的反射光中的2个定时分别求专用笔存在的角度，把求得的角度应用于三角测量原理，通过计算检测出座标位置。用该方法可以大幅度地削减部件个数，此外，还可以具有高的分辨能力。但是，该方法必须使用专用的反射笔等，在操作性上存在问题，此外，还不能检测出手指、任意的笔等的位置。在公开专利昭62-5428号公开专利中曾提案有另外的光学的位置检测方法。该方法是在显示画面的两侧框上配置光再现性反射体，检测有角度地扫描的光线从该光再现性反射体返回的光，根据利用手指或笔遮断光线的定时求出手指或笔的存在角度，用三角测量原理由所求得的角度检测出座标位置。用该方法可以用较少的部件个数维持检测精度，也能够检测出手指、任意的笔等的位置。但是，公开专利昭62-5428号公开专利所开示的方式有时受指示物的大小或位置的影响，所检测出的位置会偏离开实际接触的位置。另外，还存在在检测手指的接触位置时，对手指以外的手掌或肘突入的情况，会把该手或肘的位置误检测为接触位置，不能特定手指的位置的问题。另外，在过去的方法中，多数情况是发出扫描光的发光元件被配置成其所发出的光的光轴平行于扫描面的状态，此外，接收反射回来的扫描光的接收光元件大多也是被配置成其接收的光的指向方向与扫描面成平行的状态。因此，因光的发射接收元件较大型化而妨碍装置整体的小型化的情况很多。还有，显示画面一般都是矩形(长方形)的，扫描区域多数情况也是配合显示画面而设计的，因此，在该情况下大多是通过采用在显示画面的边缘平行地排列有发光元件、接收光元件、光扫描元件等的配置来谋求装置的小型化。但是，在采用这样的配置时，会出现光扫描元件所形成的扫描光因被发光元件、接收光元件等遮挡而不能获得足够的扫描角的问题。在过去的方法中，存在因接收光元件的温度变化等对灵敏度的影响导致偏置电压变化而不能进行准确的测定的可能性。再有，在过去的方法中，一次扫描中的接收光元件接收反射光的时间对应各个装置的多面体反射镜的旋转速度的偏差而各不相同，对制造者而言对各个装置进行调整的工作十分烦琐，且也无法对应出厂后的变动。此外，在过去的方法中，还存在有在扫描面上存在2个或2个以上的指示物时不能进行准确的位置检测的问题。本专利技术的目的之一在于提供了一种通过判定指示物的大小，能够准确地检测出在作为触摸对象而规定的平面(下面只称为座标面)上进行过指示的指示物的位置的光扫描型触摸屏或者光扫描型输入装置。本专利技术的另一个目的在于提供在使用手指或笔指示位置时，对手掌或肘突入的情况，通过确定其检测出的位置无效而能检测出使用手指或笔的正确的指示位置的光扫描型触摸屏。本专利技术的再一个目的在于提供在一般的情况下通过采取接收光元件及光扫描元件比发光元件更远离矩形座标面的边缘的配置来防止光扫描元件的扫描光被发光元件、接收光元件等遮挡，而能够获得足够的扫描角的光扫描型触摸屏。本专利技术的又一个目的在于提供通过把发射扫描光的发光元件配置成其所发出的光的光轴与扫描面交叉的状态，及把接收反射回来的扫描光的接收光元件也配置成其所接收的光的指向方向与扫描面交叉的状态，来小型化光发射接收部件、以及相关的小型化整体的光扫描型触摸屏。本专利技术的再一个目的在于提供排除了使用半反射镜时的光分离器的缺点的光扫描型触摸屏。本专利技术的又一个目的在于提供排除受接收光元件的温度变化等造成的灵敏度变化的影响并可进行准确的检测的光扫描型触摸屏。本专利技术的另一个目的在于提供可自动地校正一次扫描中接收光元件接收反射光的时间在各个装置上的偏差，以及也能简单地对应出厂后的变动的光扫描型触摸屏。本专利技术的再一个目的在于提供了一种因在扫描面内存在2个或2个以上指示物时，不能进行正确的位置检测的状态较多情况下只是临时的状态，故可确定在该种情况下不进行位置检测而避免无用的混乱的光扫描型触摸屏。本专利技术之光扫描型触摸屏在矩形状座标面的至少3个边上设置光再现性反射部件，在座标面的外侧至少设置2个在与座标面实际平行的平面内有角度地扫描光的光扫描元件，以及2个具有检测利用光的光再现性反射元件反射的来自该光扫描元件的反射光的接收光元件的光发射接收单元，根据用接收光元件检测到的接收光量检测出指示物的存在和此时的扫描角度，对应该检测结果，测量被指示物遮断的光扫描的遮断范围，同时，计算出该指示物的位置，即指示位置。另外，在扫描光的角速度恒定时，可以根据扫描时间的信息获得扫描角度的信息。另外，还可以根据测量出来的遮断范围和计算出来的指示位置，计算出指示物的截面长度，同时，也可以对应该计算出来的截面长度求出指示物的尺寸信息。这样，在本专利技术中，可以获得指示物的位置和大小的信息。如果触摸座标面预先保存想定的各种物体的尺寸信息，便可以对实际求得的指示物的尺寸信息和该预先保存的尺寸信息进行比较，对应其比较的结果可判定现在的指示物的种类。进而，可判断该指示物是否是用于进行实际位置指定的指示物，且仅在该指示物确实是用于进行位置指定的指示物时，才确定其遮断范围的测量结果及指示位置的计算结果有效。因而，可以防止误检测错误的指示物给出的指示位置，并保证总是能够检测出利用正确的指示物所做的位置指示。如果接近座标面的检测区域的两端部，在各个光发射接收单元上进一步各配置2个接收由光的光再现性反射部件反射的来自该光扫描元件的反射光的接收光元件，则可以把这些接收光元件的接收光信号作为扫描开始/结束的定时信号进行利用。此外，如果接近座标面的检测区域的两端部，在各个光发射接收单元上进一步各配置2个反射发光元件发出的光并使之入射到接收光元件的反射元件，则可以把由这些反射元件的反射光得到的接收光信号作为扫描开始/结束的定时信号进行利用。如果在座标面和光再现性反射部件之间设置不放入指示物的区域，则无论指示物处于座标面上的任何位置，都可以准确地得到扫描开始/结束的定时并能准确地检测出指示位置。还有，利用发光元件的扫描光是脉冲光，并控制该脉冲发光。例如，如果是足够短周期的脉冲光，则脉冲数和扫描角度可以一一对应。另外，通过或缩短每次的发光时间，或减小每次的发光强度，或加长发光周期等，可以降低发光元件发出的平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用指示物在被作为触摸对象的规定的平面范围内进行触摸从而进行信息输入的光扫描型触摸屏，其特征在于具有： 在上述平面的外侧上设置的光再现性反射装置； 至少２组具有下述装置的光发射接收装置：即具有在和上述平面实际平行的面内有角度地扫描光的光扫描装置、以及接收被上述光再现性反射装置反射装置反射的由上述光扫描装置扫描的光的反射光的接收光装置； 根据上述光扫描装置的扫描角度及上述接收光装置的接收光结果，测量在上述平面内由上述指示物形成的扫描光的遮断范围的测量装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佐野聪，中沢文彦，饭田安津夫，山口伸康，安部文隆，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]