专利名称：低剖面触摸面板系统的制作方法
技术领域：
概括地说，本主题涉及触摸显示系统，该触摸显示系统允许使用者通过在表面上触摸或者靠近表面触摸与一个或多个处理设备交互。
背景技术：
在处理单元中，数字转换器和图形输入板可以合并为坐标输入装置。例如，在触摸 生效的显示组件中，数字转换器或图形输入板可以与一个或多个显示设备(例如，CRT、IXD 或者其它显示技术)一起使用。通常来说，可以使用用于检测物体相对于显示区域的角度 (方向)或者位置的多种系统，例如，压力敏感电阻薄膜系统、电容系统、电磁感应系统等 等。作为另一个例子，可以使用能够检测物体的角度或者位置的光学系统。更具体地，触摸屏输入设备包括电阻式、表面电容式、表面声波(SAW)式、红外线 (IR)式、受抑全内反射(FTIR)式、投射电容式、光学和弯曲波式。通常，前述触摸屏设备(除 了某些光学和红外技术以外)需要使用触摸生效的透明覆盖层，生效触摸的透明覆盖层增 加了显示组件的高度。某些光学和红外系统依赖于在光学路径中传播的光的检测，光学路径位于触摸表 面之上的区域(这里称为“触摸区域”)中的一个或多个检测平面内。例如，用于触摸屏的 光学成像可以使用以下技术的组合以确定触摸的点或者区域，包括行扫描照相机或者区 域图像照相机、数字信号处理、前照明或者后照明以及算法。用来在检测平面内发射和检测 光的部件可以沿着触摸屏区域的一个或多个边缘放置，作为围绕触摸屏区域的部分边框。 光学触摸技术经常使用沿着触摸表面的一个或多个边缘定向的行扫描照相机或者区域照 相机，以对边框成像，并且通过检测红外线光源的中断，跟踪靠近触摸屏表面的任何物体的 运动。在一些系统中，可由沿着照相机的光轴排列的IR-LED发射器横跨触摸屏的表面 发射光，以检测由回射边界反射的光存在还是不存在。如果物体阻断检测平面内的光线，则 物体将在回射的光线中投下阴影。根据如朝着多个检测器投下的阴影的方向和检测器的空 间排列，可以对检测区域内物体的位置进行三角测量。作为另一个例子，可以以网格构图横 跨触摸区域发射光，根据网格被阻断的位置确定物体的位置。例如，
图1是示例性触摸检测系统10的横截面视图，其中，光学检测和照明系统12 和照明边框14都在触摸表面18上面延伸。在这个特定的例子中，如本领域公知的，光学检 测系统和照明系统合并成单个单元。在这个例子中，触摸表面18的平面与显示屏16的顶 部或者放置在显示屏上面的保护层对应。光从照明源20发射出并且指向沿着出口光学路径20的方向。然后光沿着返回光学路径24回射，进入光学器件28 (在这个例子中是透镜)和检测器26。在这个例子中，触摸检测系统的剖面是3. 2mm。如本领域的技术人员公知的，可以使用三角测量原理，以通过来自两个或者多个 检测系统的测量，计算物体碰撞检测平面的位置。图2提供了示例性触摸检测系统29的俯 视图，该触摸检测系统可以识别检测平面31内的坐标。在这个例子中，提供了两个光学检 测和照明系统30，各自的示例性路径34和36示出了从照明/检测系统30发射并通过沿着 边缘32放置的反射部件返回照明/检测系统30的光线的路线。例如，可以沿着由边框覆 盖的或者边框内包括的边缘32放置回射部件。当物体阻断如在33处表示的光束时，可以根据横跨检测平面31的光学路径中的 变化对阻断的位置进行三角测量。例如，物体可以投下由照明/检测系统30检测到的阴影， 根据阴影的方向和照明/检测系统30之间已知的空间关系对位置33进行三角测量。图3示出了另一个示例性触摸检测系统40的侧视图。在这个例子中，使用照明触 针42与检测平面44相交。在检测平面44内传播的光线可以通过光学器件46收集并且通 过反射器48指向到检测器50。在这个例子中，检测器50连接有在触摸表面上安装的检测 器电子器件52。例如，检测器50、电子器件52、透镜46和反射器58都可以构造在环绕屏幕 58的边框内。用来发射和检测光的光学部件的相对复杂度会导致边框的剖面高度不适合于所 有应用。例如，对于在手持计算设备中的使用，例如，移动电话或者个人数字助理(PDA)，这 种边框高度可能太高了。澳大利亚的RPO Pty有限公司通过使红外发射器和接收器由波导管光学地连接起 来，以尝试提供低剖面。在图4的例子中，触摸生效的显示屏60包括由多个发送侧波导管 64和接收侧波导管66环绕的IXD显示屏62。发送侧波导管提供来自光源68的光学路径， 而接收侧波导管提供到检测电子器件(ASIC) 70的光学路径。来自发送侧波导管64的光形 成可以由电子器件70检测的横跨显示屏62的网格构图。根据预期的网格构图中的阻断或 者其它中断，可以确定检测平面上物体的位置。例如，源68可以发射红外线或者其它光，网 格的阻断可以导致阴影，阴影使在一个或者多个接收侧波导管66处接收的光变少。虽然波导管64和66允许将源68和电子器件70放置在屏幕表面下面，但是波导管 增加了触摸生效的显示屏的成本和复杂度。例如，波导管是易损坏的，需要小心的处理。作 为另一个例子，几个波导管中的每一个必须一端连接到触摸屏，另一端连接到电子器件70。 总之，使用波导管会使组装和维修复杂化，并且会导致产品不耐用。
发明内容
当本领域的技术人员仔细审阅请求保护主题的一个或者多个实施方式的本公开 内容和/或实践时，本主题的目标和优势将对本领域的技术人员清晰可见。依照本主题的一个或多个方面，低剖面触摸显示器可以与显示器的外表面或者显 示器上的保护层相对应的触摸表面为特征。触摸表面的一个或者多个边缘处的反射或者折 射部件可以使在触摸表面上的一个或者多个检测平面内传播的光通过一个或者多个小孔 孔径导向触摸显示器的检测光学器件。光学检测系统的大部分电子器件和光学器件部分地 或者全部地放置在触摸表面的平面之下，仅有折射或反射部件和光的出入孔径在触摸表面之上延伸。结果，触摸显示系统可以具有薄的横截面，薄的横截面非常适合于例如移动电话、PDA和其它便携计算设备的设备，对于这些设备，最小的设备厚度是优先考虑的。例如，触摸检测系统可以包括照明边框，照明边框放置在触摸表面的边缘处，并且 配置为沿着位于触摸表面的平面上的检测平面(或多个检测平面)内的一条或者多条光学 路径引导光线。照明边框可以反射、折射、或者散射来自一个或者多个源的光，以便将光线 引向光学检测系统。如上面提到的，例如，触摸表面可以与显示设备或者位于显示设备上面 的保护面(例如，透明的或者半透明的玻璃、塑料或者其它材料)的表面对应。触摸检测系统可以进一步包括光学检测系统，光学检测系统放置在触摸表面的边 缘处，并且部分地或者全部地在触摸表面的平面之下。术语“之下”意味着光学检测系统相 对于触摸表面的平面的竖直放置，并且(不是必须地)意味着其相对于触摸表面的边缘的 横向位置。在触摸表面的一个或者多个边缘处，所述系统可以包括光学组件，光学组件延伸 高出触摸表面的平面，以便与检测平面相交，将光学组件配置为将来自于位于检测平面内 的光学路径(或多个光学路径)的光线通过小孔孔径导向检测系统内。在一些实施方式中，照明边框由至少部分地放置在触摸表面的平面之下的照明源 照亮。可以将照明源配置为使光线通过小孔孔径导向光学组件，并进入位于检测平面内的 光学路径中。照明源在一些实施中可以放置在光学检测系统的检测部件旁边，并通过相同的光 学组件提供照明，该光学组件接收从触摸区域返回的光线，该相同的光学组件从照明源将 光线中继到检测平面。在这样的实施方式中，照明边框可以朝着检测部件反射、折射或者散 射光线。但是，在其它实施方式中，照明源可以位于触摸表面的边缘上的不同位置，并且引 导光线通过具有与第一小孔孔径相同尺寸的小孔孔径。所述小孔孔径可以通向第二光学组 件，第二光学组件放置在触摸表面的边缘处，并且延伸高出触摸表面的平面，以便与检测平 面相交。光线可以向上导向第二光学组件内，横跨触摸区域，进入第一光学组件内，然后进 入光学检测系统中。在某些实施方式中，光学组件(或多个光学组件)延伸高出触摸表面的平面的高 度近似等于小孔孔径的直径。例如，如果小孔孔径是圆形的，上述直径可以指该圆形的直 径，或者如果孔径是方形的，该直径可以指方形的对角线。更一般地，直径可以指沿着穿过 开口的线测量的横跨开口的最大距离。在一些实施方式中，小孔孔径直径可以等于或者近 似等于0. 5mm，虽然视情况而定可以使用其它直径。如本发明使用的，“近似”意味着表达该 值在声明值的士 20%内，因而“近似” 0.5mm包括0.5mm 士 0. 1mm。在其它实施方式中，小孔 孔径可以具有其它形状。“触摸表面的平面”通常用来指穿过空间延伸的平面，此空间在触摸区域内与触摸 表面的顶部相对应。例如，在一些实施方式中，触摸表面的顶部可以与显示屏的顶部或者放 置在显示屏上面的保护层相对应。在一些实施方式中可以使用多个检测系统。例如，第二检测系统可以放置在触摸 表面的边缘处，并且配置为通过第二小孔孔径接收导向第二检测系统的光线。依赖于触摸 检测系统的配置，可以使用具有适合特性的单个光学组件来将光线选路到各自的检测系统，或者每个检测系统可以以在触摸表面上延伸的单独的相应光学组件为特征。一些实施方式可以包括至少一个计算设备，所述至少一个计算设备与检测系统(或多个检测系统)连接，并且配置为根据从检测系统收集的数据确定物体与检测平面相 交的位置。例如，根据在检测平面内物体干扰光线的传播确定位置，例如，通过检测发光强 度的变化(例如，发光强度增加和/或变暗)。作为一个特定的例子，“三角测量原理”可以 用来确定相对于触摸表面区域的物体位置。可以包括一个或者多个显示系统，所述显示系统具有与接触表面平行放置的或者 与接触表面对应放置的表面。例如，LCD或者其它类型的显示屏可以包括触摸表面。在一 些实施方式中，显示系统可以连接有至少一个计算设备。因此，计算设备结合触摸检测系统 和显示屏可以提供用于在操作计算设备时使用的触摸生效的显示屏。附图描述在说明书的其余部分中更具体地阐述全面的、有效的公开，公开包括实施权利要 求的最佳模式并且是叙述给本领域技术人员的。说明书参照下面附图，在附图中，不同特征 中类似标号的使用旨在说明相像的或者类似的组件。图1是示出放置在触摸表面上的示例性现有技术照明和检测系统的示意图；图2是概括示出在各种现有技术系统中使用的三角测量原理的示意图；图3是示出在另一个示例性现有技术系统中包括在检测平面上的检测部件的光 学触摸系统的示意图；图4概括示出一个现有技术方案，其中通过波导管结构的使用将照明和检测部件 放置在触摸表面后面；图5是示出根据本主题的一些方面的示例性低剖面触摸检测系统的示意图；图6更详细示出图5中示出的示例性低剖面触摸检测系统的一部分；图7根据本主题的一些方面示出另一个示例性低剖面触摸检测系统的一部分；以 及图8是根据本主题的一些方面示出如连接有示例性计算设备的示例性触摸面板 显示系统的框图。
具体实施例方式现在将详细地参考多个可选的示例性实施方式和附图，类似的标号代表基本上相 同的结构元素。通过说明提供每个实施例，实施例不是作为限制。本领域的技术人员将明 白，在没有背离公开和权利要求的范围或者精神的条件下，可以进行修改和变化。例如，作 为一个实施方式的一部分说明或者描述的特征可以使用在另一个实施方式上，以产生更进 一步的实施方式。因而，希望的是随后的公开内容包括如在权利要求和权利要求的等同物 范围内发生的修改和变化。现在转向图5，示出了依照本主题的一个或者多个方面配置的示例性触摸检测系 统80。在这个实施例中，照明边框82从源86沿着位于触摸表面84上的检测平面内的光学 路径88和90引导光线。如下面将要注释的，可以以任何适合的方式照亮边框82。如示出 的，触摸表面84与显示屏85的表面相交，显示屏85的表面是液晶显示器(IXD)面板。应 当理解，在一些实施方式中，触摸表面84可以在显示屏的实际表面之上，例如，当在显示屏的表面上包括覆盖物时。光学检测系统92操作为检测在例如88和90的光学路径内传播的光线。在这个实施例中的光学检测系统92包括透镜98、检测器99和相关的电子器件。例如，检测器99 可以包括CMOS或者其它适合的光检测器，该CMOS或者其它适合的光检测器连接有ASIC或 者其它适合的电路，以过滤或者反之处理检测器99的输出。当然，可以使用适合于检测来 自源86的光线的任何适合的检测技术。此外，虽然为了清晰，在这个实施例中示出透镜98， 但是可以使用更复杂的光学器件，包括附加的透镜、滤波器和/或其它适合的组件。沿着光学路径88和90传播的光线通过具有直径d的小孔孔径96指向检测系统 92内，在图6中可以更详细地看到。虽然在这个实施例中，小孔孔径96是圆形的，其大小表 达为传统意义下的直径，但是可以理解，小孔孔径可以具有其它形状，在这种情况下，小孔 孔径的直径或者大小指穿过中央从孔径的一侧到另一侧的长度。光学组件94放置在触摸表面84的边缘处，用来将光线从一个或者多个检测平面 引向小孔孔径96。光学部件94延伸高出触摸表面84到剖面高度P，剖面高度P等于或者 近似等于小孔孔径96的直径d。例如，在一些实施方式中，直径d(因而光学组件94的剖面 高度)可以近似为0. 5mm。在图5和图6的实施例中，将光学组件94配置为使用折射引导光线。也就是，组 件94的第一小平面Fl朝着触摸检测区域面向外侧，而第二小平面F2不面向外侧。进入小 平面F2的光线进入组件，并且从小平面Fl引出。由于折射，从小平面F2到Fl传播的光线 的方向或者相反从小平面Fl到F2传播的光线的方向发生改变。因而，光学检测系统92可 至少部分地放置在触摸表面84的平面之下。在图5中，光学检测系统92放置在触摸表面84的边缘外侧，并且部分地处于触摸 表面84的平面之下，而图6中，将检测系统92描绘为完全在触摸表面84的平面之下。小 孔孔径96和光学组件94之间的相对距离可以变化，在一些实施方式中，孔径与光学组件94 以最小间隔间隔开。图7是当在横截面中观看时另一个示例性触摸检测系统180的图示。在这个实施 例中，光学检测系统192完全放置在触摸表面184的下面。与图5和图6的实施例中的系 统92类似，光学检测系统192包括透镜(198)和检测器(199)。在这个实施例中，光学组件 194包括朝向检测区域的第一小平面Fl和部分地朝向远离检测区域的第二小平面F2。在 这个实施例中，小平面F2配置为将在光学路径88和90中传播的光线反射向下穿过小孔孔 径196。这有助于光学检测器组件192完全放置在触摸表面184下面。光学组件194延伸 高出触摸表面184到剖面高度P，剖面高度P等于或者近似等于小孔孔径196的直径d。如 上面所注释的，在一些实施方式中，d等于或者近似等于0. 5mm。在任何情况下，光学组件82、94和194可以包括任何适合的一种或多种材料。例 如，在一些实施方式中，聚碳酸酯或者丙烯酸塑料可以具有适合的成本、耐用性和清晰特 性。图8是依照本主题的某些方面如连接到示例性显示屏250和计算设备201的示例 性触摸检测系统280的框图。通过硬线(hardwire)连接和/或无线连接，计算设备201可 以从功能上耦接到触摸屏系统200。计算设备201可以是任何适合的计算设备，包括但是不 限于处理器驱动设备，例如，个人计算机、膝上型计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、数字和/或蜂窝电话、寻呼机和视频游戏设备等等。这些类型和其它类型的处理器驱动设 备将对本领域的技术人员是显而易见的。如在本讨论中使用的，术语“处理器”可以指任何 类型的可编程逻辑设备，包括微处理器或者任何其它类型的类似设备。计算设备201可以包括，例如，处理器202、系统存储器204和多个系统接口部件 206。处理器202、系统存储器204、数字信号处理(DSP)单元205和系统接口部件206可以 通过系统总线208在功能上连接起来。系统接口部件206可使处理器202能够与外围设备 通信。例如，存储设备接口 210可以提供处理器202和存储设备211 (可移动的和/或不可 移动的，例如磁盘驱动)之间的接口。还可以提供网络接口 212作为处理器202和网络通 信设备(没有示出)之间的接口，使得计算设备201可以连接到网络。
显示屏接口 214可以提供处理器202和显示设备250之间的接口。例如，接口 214 可以提供用于由显示设备250表现的、适合格式的数据。虽然没有示出，计算设备201可以 包括由计算设备的预期功能命令的附加的部件。例如，如果计算设备201包括移动电话，那 么可以包括适合的发送和接收部件。作为另一个实施例，计算设备201可以包括如上面注 释的网络部件，例如无线发射机/接收机，用于使用例如那些由IEEE 802. 11规定的一个或 多个无线标准进行通信。在这个实施例中，触摸屏250由边缘251、252、253和254界定。例如，边框可以用 来保护屏幕250的边缘。此外，触摸表面284的边缘与边缘251、252、253和254对应。如 上面所注释的，触摸表面284可以与显示屏250的外部表面对应或者可以与放置在显示屏 250上的保护性材料的外部表面对应。虽然在这个实施例中，触摸屏能够检测相对于整个显 示区域的物体位置，在其它实施方式中，系统可以操作为检测相对于仅一部分显示区域的 物体位置。在任何情况下，图8进一步示出了放置在边缘252处的多个光源282A、282B和沿 着边缘254放置的光学检测组件292A、292B。因为源282和组件292至少部分地处于触摸 表面284的下面，所以用虚线表示源282和组件292。在这个实施例中，将光学组件286A和 286B沿着边缘252示出，用于将光线从源282中继到触摸表面284上面的一个或多个检测 平面内的光学路径，而将光学组件294A和294B沿着边缘254示出，用于将光线从检测平面 中继到检测组件292。可以提供一个或者多个输入/输入(“I/O”)端口接口 216，作为处理器202和各 种输入和/或输出设备之间的接口。例如，检测组件292或者触摸屏系统的其它适合部件 可以通过输入端口连接到计算设备201，并且可以通过输入端口接口 216向处理器202提 供输入信号。类似地，触摸屏系统的光源282可以通过输出端口连接到计算设备201，并且 可以通过输出端口接口 216接收来自处理器202的输出信号(例如，照明时间和照明度控 制)。多个程序模块可以存储在系统存储器204中和/或存储在与存储设备211 (例如， 硬盘驱动器)相关联的或者反之可以由计算设备201访问的任何其它计算机可读介质中。 程序模块可以包括操作系统217。程序模块还可以包括信息显示程序模块219，信息显示程 序模块219包括用于在显示屏250上显示图像或者其它信息的计算机可执行指令。本发明 的示例性实施方式的其它方面可以体现在触摸屏控制程序模块221中，触摸屏控制程序模 块221用于控制能量源282和/或检测器组件292和/或用于根据从检测器组件接收的信号计算触摸位置并辨别相对于触摸屏250的交互状态。在一些实施方式中，包括DSP单元，DSP单元用于执行归属于触摸面板控制(Touch Panel Control)程序模块221的一些功能或者全部功能。如本领域公知的，可以将DSP单 元205配置为执行包括滤波、数据采样、三角测量和其它计算的多种类型的计算，并且配置 为控制光源282的调制和/或其它特性。DSP单元205可以包括一系列在软件中实现的扫描成像仪、数字滤波器和比较器。因此可以对DSP单元205编程，用于计算触摸位置并辨别 如本领域公知的其它交互特性。可以由操作系统217控制的处理器202可以配置为执行各种程序模块的计算机可 执行指令。由于执行这些指令，可以执行依照本主题的一个或者多个方面的方法。此外，由 信息显示程序模块219显示的图像或者其它信息可以存储在一个或者多个信息数据文件 223中，一个或者多个信息数据文件223可以存储在与计算设备201相关联的任何计算机可 读介质上。如上面所讨论的，当使用者在触摸屏250上触摸或者靠近触摸屏250时，横跨一个 或者多个检测平面内的触摸屏表面导向的能量束的强度将发生变化。检测器组件292配置 为检测横跨触摸屏250表面反射的或者反之散射的能量束的强度，并且应当足够灵敏，以 检测该强度的变化。计算设备201可以使用检测器组件292和/或触摸屏显示系统的其它部件产生的信息信号，以确定相对于触摸屏250的触摸位置。计算设备201还可以确定对 于在触摸屏250上的或者靠近触摸屏250的触摸的适合响应。依照一些实施，当没有触摸存在时，来自检测器组件的数据可以周期性地由计算 设备201处理，以监控沿着检测平面导向的能量束的典型强度水平。这允许系统解释周围 亮度水平和其它周围条件的变化，并且由此降低变化的影响。计算设备201可以可选地按 需要增加或者降低光源282发射的能量束的强度。随后，如果检测器组件检测到能量束强 度的变化，则计算设备201可以处理这项信息，以确定在触摸屏250上或者靠近触摸屏250 已经发生触摸。例如，通过处理从每个检测器组件292接收的信息并执行一个或者多个众所周知 的三角测量计算，可以确定相对于触摸屏250的区域的触摸位置。通过说明，计算设备201 可以从每个检测器组件292接收信息，每个检测器组件292均可以用来识别相对于每个检 测器组件增加的或者降低的能量束强度的区域的位置。相对于每个检测器组件降低的能量 束强度的区域的位置可以关于屏幕250的一个或者多个像素(或者虚拟像素)的坐标进行 确定。然后根据检测器组件292之间的几何关系，可以对相对于每个检测器增加的或者降 低的能量束强度的区域的位置进行三角测量，以确定触摸相对于触摸屏250的实际位置。如所适用的，任何这种确定触摸位置和/或交互状态的计算可以包括补偿偏差 (例如，透镜畸变、周围条件、触摸屏100或者其它触摸表面上的损坏或者障碍等等)的算 法。图8中，照明源282、光学组件286和294以及检测器组件292的位置和数量仅为 了范例用途。例如，可以使用更多的或者更少的照明源282和相应的光学组件286。类似 地，可以使用更多的或者更少的检测器组件292和相应的光学组件294。例如，不是使用三角测量，而是使用多个照明小孔孔径和配置为使光线向下指向 光学检测组件的相应的接收小孔孔径，系统可以横跨显示平面建立网格。为了获得良好的分辨率，可以使用几个照明源和相应的检测组件。在一些实施方式中，不是使用分离的光学组件294A和294B，而是可以沿着边缘提 供连续的光学组件，检测器组件292和相应的小孔孔径位于沿着边缘的不同位置处。类似 地，结合多个源282可以使用连续光学组件286。在某些实施方式中，使用包括检测器组件和照明源的光学单元。例如，检测器组 件可以包括照明源，照明源照亮使光线返回至其出发点的回射镜。例如，参见美国专利 No. 6，362，468。在这样的实施方式中，可以使用相同的光学组件和小孔孔径，以从照明源横 跨检测平面传送光线并且还返回回射的光线。上面的实施例提及各种照明源，应当理解可以使用任何适合的辐射源。例如，可以 使用发光二极管(LED)来产生在检测平面内在一条或者多条光学路径上指向的红外线辐 射。但是，如适用，电磁(EM)谱的其它部分或者甚至其它类型的能量可以与适合的源、检测 系统和光学(或者其它)单元一起使用，光学(或者其它)单元将能量重导向至检测平面 和并将来自于检测平面的能量重导向。在触摸生效的显示屏的背景下给出上面实施例中的几个实施例。但是，应当理解， 当要跟踪物体相对于区域的位置时，甚至在没有显示屏存在的情况下也可以应用本发明公 开的原理。本发明讨论的各种系统没有局限于任何特定的硬件结构或者配置。如上面所注释 的，计算设备可以包括任何适合的部件排列，任何适合的部件排列提供以一种或者多种输 入为条件的结果。适合的计算设备包括访问存储的软件的、基于多用途微处理器的计算机 系统，还包括专用集成电路、其它可编程逻辑集成电路及其组合。任何适合的编程、脚本、或 者其它类型的语言或者语言的组合可以用于在软件中实现本发明包含的启示内容。一个或多个适合的计算设备可以执行本发明公开方法的实施方式。这种系统可以 包括适合于执行本发明公开方法的一个或者多个实施方式的一个或者多个计算设备。如上 面所注释的，这种设备可以访问包含计算机可读指令的一个或多个计算机可读介质，当计 算机可读指令由至少一个计算机执行时，计算机可读指令使该至少一个计算机实现本主题 的方法的一个或者多个实施方式。当利用软件时，软件可以包括一个或者多个组件、过程和 /或应用。除了软件之外或者可选的是，计算设备可以包括使设备操作为实现本主题的一种 或者多种方法的电路。可以使用任何适合的计算机可读介质来实现或者实践本发明公开的主题，包括但是不限制于磁盘、驱动、基于磁的存储介质、光存储介质，包括光盘(包括CD-ROM、DVD-ROM 以及CD-ROM和DVD-ROM的变型)、闪存、RAM、ROM和其它存储设备等等。尽管已经关于本主题的特定实施方式详细地描述了本主题，应理解，本领域的技 术人员在理解了前述内容之后，可以容易地对这样的实施方式进行替换、变化或者等价。因 此，应当理解，为了范例而不是限制给出本公开，如对本领域技术人员显而易见的，本公开 没有将对本主题的这样修改、变化和/或添加排除在外。
权利要求
一种触摸检测系统，包括光学检测系统，位于触摸表面的边缘处，并且至少部分地位于所述触摸表面的平面之下，所述触摸表面的平面与所述触摸表面的顶部对应；以及光学组件，位于所述触摸表面的边缘处，并且在所述触摸表面的平面之上延伸，从而与所述触摸表面的平面之上的检测平面相交，所述光学组件配置为使光线从所述检测平面内的光学路径通过小孔孔径折射进入所述光学检测系统内；其中，所述光学组件限定了所述触摸表面的平面之上的剖面高度，所述剖面高度近似等于所述小孔孔径的直径。
2.如权利要求1所述的触摸检测系统，其中，所述剖面高度等于所述小孔孔径的直径。
3.如权利要求1所述的触摸检测系统，其中，所述剖面高度小于1mm。
4.如权利要求3所述的触摸检测系统，其中，所述小孔孔径的直径小于或者等于 0. 5mmο
5.如权利要求1所述的触摸检测系统，进一步包括照明源，至少部分地位于所述触摸表面的平面之下，并且配置为使光线通过所述小孔 孔径导向所述光学组件；以及照明边框，处于所述触摸表面的边缘处，所述照明边框包括使在所述检测平面内朝着 所述边框传播的光线反射回所述检测平面内的表面。
6.如权利要求1所述的触摸检测系统，进一步包括照明源，至少部分地位于所述触摸表面的平面之下；以及照明边框，处于所述触摸表面的边缘处，所述照明边框包括第二光学组件，所述第二光 学组件位于所述触摸表面的边缘处，并且在所述触摸表面的平面之上延伸，从而与所述检 测平面相交；其中，将所述照明源配置为使光线导向所述第二光学组件，将所述第二光学组件配置 为使从所述照明源接收的光线折射至位于所述检测平面内的所述光学路径中。
7.如权利要求6所述的触摸检测系统，其中，所述第二光学组件限定了近似等于所述 小孔孔径的尺寸的剖面高度。
8.如权利要求1所述的触摸检测系统，进一步包括至少一个第二光学检测系统，所述第二光学检测系统位于所述触摸表面的边缘处，并 且配置为接收通过小孔孔径导向所述第二检测系统的光线；以及至少一个计算设备，与所述第一光学检测系统和所述第二光学检测系统连接，并且配 置为基于从所述第一光学检测系统和所述第二光学检测系统收集的数据确定物体与所述 检测平面相交的位置。
9.如权利要求1所述的触摸检测系统，进一步包括显示系统，具有与所述触摸表面平行放置或与所述触摸表面对应放置的上表面。
10.如权利要求1所述的触摸检测系统，其中，所述检测系统完全位于所述触摸表面的 平面之下。
11.一种触摸检测系统，包括照明边框，位于触摸表面的边缘处，并且配置为沿着位于所述触摸表面的平面上的检 测平面内的光学路径引导光线，所述触摸表面的平面与所述触摸表面的顶部相对应；多个检测系统，沿着所述触摸表面的边缘放置，并且至少部分地位于所述触摸表面的 平面之下；以及至少一个光学组件，位于所述触摸表面的边缘处，并且在所述触摸表面的平面之上延 伸，从而与所述检测平面相交，所述光学组件配置为使光线从位于所述检测平面内的光学 路径通过与每个检测系统对应的小孔孔径导向各自的检测系统内；其中，所述光学组件延伸高出所述触摸表面的高度近似等于所述小孔孔径的直径。
12.如权利要求11所述的触摸检测系统，进一步包括照明源，至少部分地位于所述触摸表面之下，并且配置为使光线通过所述小孔孔径导 向所述光学组件；其中，所述照明边框包括使在所述检测平面内朝着所述边框传播的光线反射回所述检 测平面内的表面。
13.如权利要求11所述的触摸检测系统，进一步包括 照明源，至少部分地位于所述触摸表面的平面之下；其中，所述照明边框包括第二光学组件，所述第二光学组件位于所述触摸表面的边缘 处，并且在所述触摸表面的平面之上延伸，从而与所述检测平面相交；并且其中，所述照明源配置为使光线导向所述第二光学组件，所述第二光学组件配置为使 从所述照明源接收的光线导向位于所述检测平面内的所述光学路径中。
14.如权利要求11所述的触摸检测系统，其中，每个小孔孔径的直径均小于或者等于 0. 5mmο
15.如权利要求11所述的触摸检测系统，进一步包括至少一个计算设备，与所述检测系统连接，并且配置为基于从所述检测系统搜集的数 据确定物体与所述检测平面相交的位置。
16.如权利要求15所述的触摸检测系统，进一步包括显示系统，具有与所述触摸表面平行放置或者与所述触摸表面对应放置的表面，所述 显示系统与所述至少一个计算设备连接。
17.一种触摸生效的显示设备，包括 显示屏，具有表面和区域；检测系统，将所述检测系统的至少一部分竖直放置在所述显示屏的表面之下； 照明系统，将所述照明系统的至少一部分竖直放置在所述显示屏的表面之下； 计算设备，配置为确定物体改变了越过触摸区域的光线的传输的位置，所述触摸区域 与所述显示屏的所述区域的至少一部分共同延伸；以及至少一个光学组件，沿着所述屏的至少一个边缘放置，所述光学组件包括朝向所述触 摸区域内部的第一小平面和不朝向所述触摸区域内部的第二小平面；其中，将所述至少一个光学组件配置为使得将在所述第一小平面处进入所述组件的光 线导向为在所述第二小平面处离开所述光学组件，并且将在所述第二小平面处进入所述光 学组件的光线导向为在所述第一小平面处离开所述光学组件；并且其中，将所述显示设备配置为使得光线从所述照明系统发出，并且在穿越所述触摸区 域之前导向所述光学组件的所述第二小平面中。
18.如权利要求17所述的触摸生效的显示设备，其中，将所述显示设备配置为使得所述照明系统和所述检测系统彼此分离；以及光线从所述照明系统发出，进入第一光学组件，越过所述触摸区域，进入第二光学组 件，所述第二光学组件使所述光线通过小孔孔径导向所述检测系统内。
19.如权利要求17所述的触摸生效的显示设备，其中，将所述光学组件配置为通过反 射引导光线。
20.如权利要求17所述的触摸生效的显示设备，其中，将所述光学组件配置为通过在 所述第一小平面处折射光线来弓I导光线。
21.如权利要求17所述的触摸生效的显示设备，其中，将所述光学组件配置为使得 在与所述触摸表面的平面平行的、并且与所述第一小平面相交的平面内的光学路径中传播的光线由所述光学组件导向，以在不与所述触摸表面的平面平行的、并且与所述第二 小平面相交的平面内的光学路径中传播。
全文摘要
提供了一种低剖面触摸显示屏，即，包括光学检测系统的低剖面触摸显示屏，大部分的电子器件和光学器件部分或者全部放置在检测平面表面下面。可以配置光源和光学检测系统部件，使得用于将光线引导到检测平面和/或从检测平面接收光线的出入孔径是触摸表面上面的唯一部件。例如，在触摸表面的边缘处的反射或折射部件可以使光线通过小孔孔径导向检测光学器件和/或引导来自于照明源的光线，光线在触摸表面上的一个或者多个检测平面内的检测光学器件和照明源间移动。结果，触摸屏可具有薄的横截面，薄的横截面更适合于例如移动电话、PDA和其它便携计算设备的设备，对于这些设备，最小的设备厚度是优先考虑的。
文档编号G06F3/042GK101802759SQ200880105036
公开日2010年8月11日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月30日
发明者约翰·牛顿 申请人:奈克斯特控股公司