专利名称：触摸面板及触摸面板的触摸位置检测方法
技术领域：
本发明涉及一种触摸面板及触摸面板的触摸位置检测方法。
背景技术：
诸如液晶显示器和有机发光显示器的显示装置以及各种便携式传输装置和其他信息处理装置使用各种用于从用户接收输入的输入装置。通常，输入装置为设置在诸如屏的输出装置附近的一些类型的键盘或小键盘。近年来，允许用户通过触摸在屏上的图像来输入命令或数据的触摸面板作为结合型的输出_输入装置已变得越来越流行。触摸面板装置通过将手指或触摸笔(例如，触针)放置到触摸面板的屏幕上来写或画字符或执行图标来使诸如计算机等的机器执行期望的命令。结合到触摸面板的显示装置确定用户的手指或触摸笔是否接触到了屏幕。显示装置响应于基于触摸位置处显示的信息的触摸来显示合适的图像。根据使用的触摸检测方法，触摸面板可主要分为电阻式、电容式、电磁式(EM)和光学式。在这些类型的触摸面板中，光学式触摸面板使用诸如红外线等的光，并通过在触摸面板的附近设置光源和感测单元，当进行触摸时通过使用感测单元识别光的改变来检测触摸位置的坐标。在该背景部分中公开的上述信息仅为了加强对本发明背景的理解，因此，其可包含未构成对本领域的普通技术人员来说在本国内已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明提供了一种触摸面板，该触摸面板包括触摸单元，接收触摸；光源单元阵列，沿触摸单元的第一边缘设置，并包括第一光源和第二光源；检测单元阵列，沿触摸单元的面对第一边缘的第二边缘设置，并包括通过检测来自光源单元阵列的光产生检测信号的检测单元。第一光源向触摸单元照射具有第一光轴的光，第一光轴沿相对于参考方向成第一角的第一方向延伸，第二光源向触摸单元照射具有第二光轴的光，第二光轴沿相对于参考方向成第一角的第二方向延伸。第一方向和第二方向相对于参考方向彼此相反，参考方向垂直于第二边缘延伸。从第一光源发射的50%或更多的光量可沿第一光轴的方向集中，且从第二光源发射的50%或更多的光量可沿第二光轴的方向集中。第一光源和第二光源可被交替地驱动。检测单元可在第一光源被驱动时检测来自第一光源的光的改变以产生第一检测信号，并可在第二光源被驱动时检测来自第二光源的光的改变以产生第二检测信号。第一光源和第二光源中的至少一个可包括沿光源单元阵列延伸的基本上线性的光源。第一光源和第二光源中的至少一个设置为多个，且该多个光源可在光源单元阵列中设置成行。触摸单元可包含折射率为1或更高的材料。由第一光源发射的光可在具有从第一光轴的方向至相对于第一光轴的方向成第二角的方向的范围内的方向上照射，由第二光源发射的光可在具有从第二光轴的方向至相对于第二光轴的方向成第二角的方向的范围内的方向上照射。触摸单元的第一边缘可沿第一光源和第二光源的表面弯曲。第一角可等于零，从而由第一光源发射的光的第一光轴的方向和由第二光源发射的光的第二光轴的方向可为参考方向。光源单元阵列还可包括在第一光源与触摸单元及第二光源与触摸单元之间的棱镜，棱镜可使来自第一光源的光在触摸单元中指向第一方向并使来自第二光源的光在触摸单元中指向第二方向。另一方面，本发明提供一种上述触摸面板的触摸位置检测方法，该方法包括以下步骤感测在触摸点处的触摸；通过驱动第一光源产生与触摸点对应的第一检测信号；通过驱动第二光源产生与触摸点对应的第二检测信号；通过第一检测信号和第二检测信号的峰的位置计算触摸点的坐标。由第一光源发射的50%或更多的光量可沿第一光轴的方向集中，由第二光源发射的50%或更多的光量可沿第二光轴的方向集中。在计算至少一个触摸点的坐标的步骤中，来自第一光源和第二光源的通过至少一个触摸点的光的照射方向可相对于参考方向成第一角。两个或更多的触摸点可位于由第一光源和第二光源中的至少一个光源发射的光的同一光轴上，该方法还可包括通过分析第一检测信号的峰的高度和第二检测信号的峰的高度来检测触摸点的位置。由第一光源发射的光可散布在相对于第一光轴在第一光轴的任一侧的第二角的范围内，由第二光源发射的光散布在相对于第二光轴在第二光轴的任一侧的第二角的范围内。第一光源和第二光源的每个可设置为多个光源，该多个第一光源和多个第二光源可交替地设置。可从光源单元阵列的一端到另一端顺序地驱动多个第一光源和多个第二光源。计算至少一个触摸点的坐标的步骤可需要使用发射通过触摸点的光的第一光源和第二光源的位置。
图1为根据本发明示例性实施例的触摸面板的平面图；图2中的(a)为示出来自根据本发明示例性实施例的触摸面板的光源的光的方向的平面图；图2中的(b)为示出根据本发明示例性实施例的触摸面板的光源的另一示例性实施例的平面图；图3和图4为示出根据本发明示例性实施例当触摸面板的一部分被触摸时获得检测信号的方法的平面图5为示出由图3和图4中示出的方法计算触摸位置的坐标的方法的平面图；图6和图7为示出根据本发明另一实施例当触摸面板的一部分被触摸时获得检测信号的方法的平面图；图8为示出通过图6和图7中示出的方法计算触摸点的位置的坐标的方法的平面图；图9为示出根据本发明示例性实施例当触摸面板的两个点被触摸时通过获得检测信号来计算坐标的方法的平面图；图10为示出根据本发明示例性实施例当触摸面板的两个点或更多点被触摸时获得检测信号的方法的平面图；图11为示出通过图10的方法获得的各种形式的检测信号的图；图12为示出通过图10中示出的方法计算触摸点位置的坐标的方法的平面图；图13为示出根据本发明示例性实施例当触摸面板的五个点被触摸时获得检测信号的方法的平面图；图14为示出通过图13中示出的方法计算每个触摸点的位置的坐标的方法的平面图；图15至图17为根据本发明另一示例性实施例的触摸面板的平面图。标号的描述20 光源单元阵列22、24、洸光源25:光轴30:检测单元阵列32 检测单元42、44、46 棱镜47、48 棱镜表面50 触摸单元55a,55b 触摸单元和光源单元阵列之间的界面56a 触摸单元和检测单元阵列之间的界面
具体实施例方式在下文中，将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。如本领域的技术人员将认识到的，在不脱离本发明的精神或范围的全部情况下，可以以各种不同方式修改描述的实施例。在附图中，为了清楚起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的标号代表相同的元件。将理解的是，当诸如层、膜、区域或基底的元件被称作“在”另一元件“上”时，它可以直接在该另一元件上，或也可存在中间元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。首先，将参照图1和图2详细地描述根据本发明示例性实施例的触摸面板。图1为根据本发明示例性实施例的触摸面板的平面图，图2中的(a)为示出来自触摸面板的光源的光的传播的平面图，图2中的(b)为示出触摸面板的光源的另一示例的平面图。参照图1，触摸面板包括用户可触摸的触摸单元50、光源单元阵列20和检测单元阵列30，光源单元阵列20沿作为触摸单元50的一个边缘的第一边缘5 设置，检测单元阵列30沿作为触摸单元50的与第一边缘5 相对的另一边缘的第二边缘56a设置。
触摸单元50可为包含空气或折射率大于1的材料的空间。折射率大于1的材料的示例为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或亚克力(acryl)。在触摸单元50的介质为空气的情况下，触摸单元50和光源单元阵列20之间的边界或触摸单元50和检测单元阵列30之间的边界(如图1中所示)可不存在。代替的是， 光源单元阵列20和检测单元阵列30可由空气包围。如果触摸单元50由诸如PMMA的固体材料制成，则触摸单元50的边界(包括第一边缘5 和第二边缘56a)将为固体材料的边缘。如这里所使用的，连接触摸单元50的第二边缘56a (其上设置有检测单元阵列30) 和第一边缘55a(其上设置有光源单元阵列20)的最短线沿“参考方向”延伸。如这里所使用的，所述参考方向将与第二边缘56a垂直。光源单元阵列20包括第一光源22和第二光源对。参照图2中的(a)，第一光源22以参考方向偏右的预选的第一角θ照射光，第二光源M以参考方向偏左的第一角θ照射光。即使在触摸单元50由折射率大于1的材料制成的情况下，由第一光源22和第二光源M的每个照射的光也可瞄准相对于参考方向成第一角θ的方向。有时由第一光源22和第二光源M的每个发射的50%或更多的光可沿相对于参考方向成第一角θ的“光轴”方向集中。其余的光量可沿偏离光轴的方向传播。 即使在这种情况下，由于光轴方向为光源瞄准的方向，所以来自第一光源22和第二光源M 的每个的光也可被认为沿光轴方向传播。由第一光源22和第二光源M的每个发射的光可为红外线。如图1中所示，第一光源22和第二光源M可交替地布置。第一光源22的相邻光束之间的间隔或第二光源M的相邻光束之间的间隔可根据触摸单元50的分辨率设定，并可以小于将被区别地感测的两个触摸点之间的期望间隔。多个第一光源22可被顺序地驱动或同时驱动。相似地，多个第二光源M也可被顺序地驱动或同时驱动。第一光源22和第二光源M以交替的方式驱动，使得两组光源中的一组同时照射光。可选择地，如图2中的(b)中所示，图2中的(a)的第一光源22可沿光源单元阵列20以一体延伸以形成基本线性的光源22a，图2中的(a)的第二光源M也可沿光源单元阵列20以一体延伸以形成基本线性的光源Ma。线光源2 和2 可通过使用高于触摸单元50的分辨率的第一光源22或第二光源M来实现。检测单元阵列30包括位于来自光源单元阵列20的第一光源22和第二光源M的光瞄准的点处的检测单元32。在第一光源22和第二光源M交替地布置的情况下，检测单元32可设置为使来自第一光源22和第二光源M的光束一对一地达到每个检测单元32。 可选择地，在当第一光源22和第二光源M分别形成基本线性的光源时的情况下，检测单元 32也可为线性的以检测来自线光源的光。检测单元32检测来自第一光源22和第二光源 24的光，且在沿来自第一光源22和第二光源M的光的传播方向发生触摸的情况下，检测单元32可以检测光的改变(例如，强度或分布的改变)。在下文中，除了参照图1和图2之外还参照图3、图4和图5来描述当存在单一触摸点时检测触摸位置的方法。图3和图4为示出根据本发明示例性实施例在单一触摸点情况下获得检测信号的方法的平面图。图5为示出根据图3和图4中示出的方法计算触摸位置的坐标的方法的平面图。参照图3，当触摸单元50的点Pl被触摸且从光源单元阵列20照射以参考方向偏右的第一角θ瞄准的光时，设置为接收通过触摸点Pl的光的检测单元32检测相对于不存在触摸时光的改变。检测单元32响应于所述改变产生检测信号。在光源单元阵列20包括多个第一光源22的情况下，多个第一光源22可顺序地或同时照射光束。在第一光源22被顺序地驱动的情况下，仅有检测来自产生通过点Pl的光的特定的第一光源22的光的检测单元32可运行。可选择地，诸如检测来自第一光源22的光的检测单元32和一些相邻的检测单元的若干检测单元32的组可运行。在一些实施例中，全部的检测单元32可运行。在本实施例中，产生检测信号的检测单元32位于与y轴线相距第一距离DL的位置。在图3和图4中，触摸单元50的左侧竖直边缘线与y轴线相对应。如图5中所示，触摸单元50的水平边缘线可形成χ轴线。参照图4，从光源单元阵列20照射以参考方向偏左的第一角θ瞄准的光。设置为接收通过触摸点Pl的光的检测单元32检测相对于不存在触摸时光的改变，并产生与所述改变对应的检测信号。如果光源单元阵列20包括多个第二光源Μ，则多个第二光源M可顺序地或同时照射光束。在第二光源M被顺序地驱动的情况下，仅有设置为检测来自产生通过点Pl的光的第二光源M的光的检测单元32可运行。可选择地，诸如检测来自第二光源M的光的检测单元32和一些相邻的检测单元的若干检测单元32的组可运行。在一些实施例中，全部的检测单元32可运行。在本实施例中，产生检测信号的检测单元32位于与y轴线相距第二距离DR的位置。图3和图4中示出的运行顺序可颠倒。也就是说，可首先驱动第一光源22，同时检测单元32检测来自第一光源22的光，然后可驱动第二光源M。由检测单元32产生的检测信号可仅构成一个脉冲。另外，在触摸点Pl落在两个或更多个光束的通路上的情况下，两个或更多个对应的检测单元32可产生检测信号。参照图5，检测单元50沿y方向的长度由DA表示，触摸点Pl的坐标(xl，yl)可由式1获得。(式1)xl = (DR+DL)/2 yl = DA- (DR-DL) /2tan ( π /2- θ )如此，当在光束沿不同方向以交替的方式照射的同时进行触摸时，检测信号由不同的检测单元产生，从而准确地计算触摸点的坐标。接下来，将参照图6、图7和图8描述根据本发明另一实施例的触摸面板和触摸位置检测方法。在实施例中，相同的标号代表相同的元件，且将省略相同的描述。图6和图7为示出根据本发明另一实施例在存在一个触摸点时获得检测信号的方法的平面图，图8为示出基于图6和图7中示出的方法计算触摸点的位置的方法的平面图。根据本实施例的触摸面板几乎与上述实施例相同，其不同点在于来自第一光源 22和第二光源M的每个光源的光不沿一个方向照射，而是在光轴25两侧的预定角Φ内散布。第一光源22的光轴25以第一角Φ向参考方向的右侧倾斜，且第二光源M的光轴25 以相同的角Φ向参考方向的左侧倾斜。可选择地，来自第一光源22和第二光源M的每个的光可以具有基本形成相对于光轴25的高斯分布的强度分布。参照图6，当触摸单元50的一个点Pl被触摸且第一光源22顺序地或同时照射光束时，接收通过触摸点Pl的光束的多个检测单元32产生检测信号。在第一光源22被顺序地驱动的情况下，仅有设置为检测来自产生通过点Pl的光的第一光源22的光的检测单元 32可运行。可选择地，诸如检测来自第一光源22的光的检测单元32和一些相邻的检测单元的若干检测单元32的组可运行。在一些实施例中，全部的检测单元32可运行。如图6中所示，检测信号的图示出了来自检测单元32的信号的峰值，该检测单元 32设置为接收以参考线偏右的第一角Φ传播的光束，所述光束直接地落在触摸点Pl上。 检测信号的峰位于与y轴线相距第一距离DL的位置。检测信号的图的y轴可表示检测信号的大小，检测信号的大小与光相对于不存在触摸时的改变有关。参照图7，当从第二光源M顺序地或同时照射光束时，与通过触摸点Pl的光束对应的多个检测单元32产生检测信号。在第二光源M被顺序地驱动的情况下，仅有设置为检测来自产生通过点Pl的光的第二光源对的光的检测单元32可运行。可选择地，诸如检测来自第二光源M的光的检测单元32和一些相邻的检测单元的若干检测单元32的组可运行。在一些实施例中，全部的检测单元32可运行。如图7中所示，检测信号的图示出了来自检测单元32的信号的峰值，该检测单元 32设置为接收以参考线偏左的第一角Φ传播的光束，所述光束直接地落在触摸点Pl上。 检测信号的峰位于与参考轴线相距第二距离DR的位置。由检测单元32产生的检测信号可只包括一个脉冲。另外，在触摸点Pl在两个或更多个光束的通路上的情况下，两个或更多个对应的检测单元32可产生检测信号。参照图8，触摸单元50沿y方向的长度由DA表示，触摸点Pl的坐标(xl，yl)可由上面提供的式1获得。上面描述的在图1至图5中示出的触摸面板的各种特征适用于图6、图7和图8的实施例。接下来，将参照图9来描述在存在两个触摸点P1、P2时计算坐标的方法。图9为示出在存在两个触摸点时通过获得检测信号来计算坐标的方法的平面图。根据本发明本实施例的触摸面板与图1至图5中示出的触摸面板或图6至图8中示出的触摸面板基本上相同。然而，在当前情况下存在两个触摸点Pl和P2。具体地讲，两个触摸点Pl和P2位于来自第一光源22的光束的光学通路上。在来自第一光源22的光散布在一定角度的分布范围内(例如，如图6中所示)的情况下，两个触摸点Pl和P2可位于同一第一光源22的光轴上。当光源单元阵列20的第一光源22和第二光源M交替地照射光时，通过检测通过两个触摸点Pl和P2的光的改变来产生图9中示出的检测信号。由来自第一光源22的光的改变产生的检测信号在距离1轴线第一距离DLC的位置产生一个峰。由来自第二光源M 的光的改变产生的两个检测信号的每个具有一个峰，且检测信号的峰距y轴线的距离分别为第二距离DRl和第三距离DR2。因此，触摸点Pl的坐标(xl，yl)和触摸点P2的坐标(x2，y2)可通过下面的式2 以与上述的图5和图8相同的方式获得。(式2)
xl = (DRl+DLC)/2yl = DA- (DRl-DLC) /2tan ( π /2- θ )χ2 = (DR2+DLC) /2y2 = DA- (DR2—DLC) /2tan ( π /2- θ )上述实施例的各种特征适用于图9的实施例。另外，本发明不限于存在两个触摸点的情况。接下来，将参照图10、图11和图12来描述检测多个触摸点的位置的方法。图10为示出在触摸板的两个或更多点被触摸时获得检测信号的方法的平面图， 图11为示出通过图10的方法获得的检测信号的各种形式的图表，图12为示出通过图10 中示出的方法计算触摸点的位置的坐标的方法的平面图。根据本发明本实施例的触摸面板与图1至图5中示出的触摸面板或图6至图8中示出的触摸面板基本相同。然而，在当前情况下两个至最多四个触摸点P1、P2、P3和？4被触摸。具体地讲，当四个触摸点P1、P2、P3和P4被触摸时，两个触摸点Pl和P2及两个触摸点P3和P4分别位于来自第一光源22的同一光学通路上或在同一第一光源22的光轴上。 相似地，触摸点Pl和P3及触摸点P2和P4分别位于来自第二光源M的同一光学通路上或同一第二光源M的光轴上。因此，乍一看，检测信号可能像是表示两个触摸点而不是四个触摸点的存在。当光源单元阵列20的第一光源22和第二光源M交替地照射光时，因通过四个触摸点P1、P2、P3和P4的光的特性的改变而产生如图11中示出的检测信号。在本实施例中，由来自第一光源22的光的改变产生的检测信号包括均具有一个峰的两个检测信号，由来自第二光源M的光的改变产生的检测信号也包括均具有一个峰的两个检测信号。在图11中，用于代表列的标号‘L’和‘R’为用于区别在第一光源22照射光时的检测信号和在第二光源M照射光时的检测信号的标号。另外，在图11中，当一个触摸点存在于来自第一光源22或第二光源M的光的通路上时，检测信号的峰根据触摸点的位置具有等于一个刻度或两个刻度的高度，当两个触摸点存在于光路上时，检测信号的峰具有等于三个刻度的高度。检测信号的纵轴可表示例如检测信号的大小，检测信号的大小与光相对不存在触摸时的改变有关。图11中的(a)示出图10中的触摸点Pl和触摸点P4被触摸的情况。设置在L列上的左侧检测信号和设置在R列中的右侧检测信号分别具有比静止检测信号相对高的峰， 所述静止检测信号是不存在任何触摸时产生的信号。具有相对低的峰的检测信号对应于触摸点距离检测单元32相对远的情况，例如触摸点P4。图11中的(b)示出图10中触摸点P2和触摸点P3被触摸的情况。由于点P2和 P3在y轴上为大约相同的距离，所以L列的两个检测信号和R列的全部检测信号具有基本相同的峰。图11中的(C)示出图10中的触摸点P1、触摸点P2和触摸点P3被触摸的情况。L 列的左侧检测信号和R列的右侧检测信号具有比静止检测信号相对高的峰。具有相对高的峰的检测信号的峰具有等于三个刻度的高度。在这种情况下，两个触摸点存在于来自第一光源22或第二光源M的光的通路上。因此，L列的左侧检测信号由与触摸点Pl和P2重叠的通路上的光产生，R列的右侧检测信号由与触摸点Pl和P3重叠的通路上的光产生。
图11中的(d)示出图10中触摸点P2、触摸点P3和触摸点P4被触摸的情况。在这种情况下，L列的右侧检测信号和R列的左侧检测信号具有比静止检测信号相对高的峰。 这里，具有相对高的峰的检测信号的峰具有等于三个刻度的高度。在这种情况下，两个触摸点存在于来自第一光源22或第二光源M的光的通路上。因此，L列的右侧检测信号由在与触摸点P3和P4重叠的通路上的光产生，R列的左侧检测信号由与触摸点P2和P4重叠的通路上的光产生。图11中的(e)示出图10中的全部触摸点P1、P2、P3和P4被触摸的情况。全部的检测信号具有大约三个刻度的高度的峰。L列的左侧检测信号由与触摸点Pl和P2重叠的通路上的光产生，L列的右侧检测信号由与触摸点P3和P4重叠的通路上的光产生。R列的左侧检测信号由在与触摸点P2和P4重叠的通路上的光产生，R列的右侧检测信号由与触摸点Pl和P3重叠的通路上的光产生。参照图12，通过四个检测信号中的峰的位置能够获得触摸位置的坐标。当第一光源22被驱动且检测信号的两个峰的位置由距离DLl和距离DL2表示时，与上述实施例相似，通过式3可计算全部的触摸点Pl、P2、P3和P4的坐标(xl，yl)、(x2, y2)、(x3, y3)和 (x4, y4)。相似地，当第二光源M被驱动且检测信号的两个峰的位置分别由第二距离DRl 和第二距离DR2表示时，通过式3可计算全部触摸点P1、P2、P3和P4的坐标(xl,yl)、(x2, y2)、(x3, y3)和(x4，y4)。式3xl = (DR2+DL1) /2, yl = DA- (DR2-DL1) /2tan ( π /2- θ )x2 = (DR1+DL1) /2, y2 = DA- (DRl-DLl) /2tan ( π /2- θ )x3 = (DR2+DL2) /2, y3 = DA- (DR2-DL2) /2tan ( π /2- θ )x4 = (DR1+DL2) /2, y4 = DA- (DR1-DL2) /2tan ( π /2- θ )如此，通过分析检测单元32的检测信号的峰的位置和高度，即使两个或更多个触摸点存在于同一光学通路上或同一光轴上，也能够准确地检测触摸位置的数量和触摸位置的坐标。这里提出的检测信号的分析和检测触摸位置的坐标的方法不限于存在四个触摸点的情况。上述实施例的各种特征适用于图12的实施例。图13和图14示出多个触摸点未处于同一光学通路上或同一光轴上的情况。图13为示出根据本发明示例性实施例在触摸面板的五个点被触摸时获得检测信号的方法的平面图，图14为示出通过图13中示出的方法计算每个触摸点的位置的坐标的方法的平面图。在本实施例中，将上面提到的在图6至图8中示出的触摸面板作为示例来进行描述。也就是说，光源单元阵列20包括交替地布置的第一光源22和第二光源对。第一光源 22和第二光源M的每个照射基于光轴25的一定角度内散布的光。参照图13，例如，五个触摸点存在于触摸单元50中，从光源单元阵列20的一端至另一端顺序地驱动光源单元阵列20的第一光源22和第二光源M。参照图13中的(a)和图13中的(b)，触摸点Pl位于来自彼此邻近的第一光源22 和第二光源M的光的通路上，从而对应的检测单元32产生具有两个峰的检测信号。
参照图13中的(a)和图13中的(c)，触摸点P2位于来自彼此邻近的两个第一光源22的光的通路上，从而对应的检测单元32产生具有两个峰的检测信号。参照图13中的(c)和图13中的(d)，触摸点P3位于来自彼此邻近的第一光源22 和第二光源M的光的通路上，从而对应的检测单元32产生具有两个峰的检测信号。参照图13中的(c)和图13中的(e)，触摸点P4位于来自彼此邻近的两个第一光源22的光的通路上，从而对应的检测单元32产生具有两个峰的检测信号。参照图13中的(g)和图13中的(h)，触摸点P5位于彼此邻近的第一光源22和第二光源M的光的通路上，从而对应的检测单元32产生具有两个峰的检测信号。参照图14，触摸点PI、P2、P3、P4和P5中的每个触摸点的两个检测信号的峰可在距离y轴线距离dl_n和d2_n处得到。另外，照射用于确定检测信号的峰的光的第一光源 22或第二光源M位于距离y轴线距离si和s2的位置，距离si和s2通过光源单元阵列20 的顺序驱动获得。相似地，光与第一边缘5 形成的角α和β可通过顺序驱动光源单元阵列20获得。通过这样获得的信息，可通过下面的式4获得每个触摸点(Pn) (n = 1、2、...) 的坐标(xn，yn) (η = 1、2、· ·.)。(式4)xn = sl+(s2_sl)tan3 /(tan3 +tana )yn = (s2-sl) tan α *tan β / (tan β +tan α )tana = DA/(d2_n_sl)，tan β = DA/(S2_dl_n)这里，DA表示触摸单元50沿y轴方向的长度。在本实施例中的检测触摸点的坐标的方法不限于触摸点的数量是5的情况。除此之外，上述的实施例的各种特征可以以相同的方式应用到本实施例。接下来，将参照图15、图16和图17来描述根据本发明另一实施例的触摸面板。在实施例中，相同的标号代表相同的元件，并将省略冗余的描述。图15至图17为根据本发明另一实施例的触摸面板的平面图。首先，参照图15，除了主要区别，即触摸单元50和发光单元阵列20之间的界面 55b弯曲之外，根据本发明该实施例的触摸面板与图1至图5中示出的触摸面板或图6至图8中示出的触摸面板相同。更具体地讲，界面5 弯曲成保持与相对于χ轴线倾斜布置的第一光源22和第二光源M的光照射表面基本恒定的距离。在这种情况下，“参考方向” 可指与检测单元阵列30和触摸单元50之间的界面垂直的方向。与界面5 垂直的线形成相对于参考方向的第一角θ。通过这样的构造，在形成触摸单元50的介质由折射率大于1 的材料制成的情况下，能够防止光的照射方向在界面5 处因来自第一光源22和第二光源 24的每个光源的光的折射而改变。参照图16，除光源单元阵列20包括多个第三光源沈及分别布置成行的多个第一棱镜42和多个第二棱镜44之外，根据本实施例的触摸面板与图1至图5中示出的触摸面板或图6至图8中示出的触摸面板相同。不同于前面的实施例，从第三光源沈发射的光未以相对于参考方向的角瞄准。然而，光沿参考方向照射。用于改变光传播方向的第一棱镜42和第二棱镜44位于每个第三光源沈的光照射表面的前面。第一棱镜42和第二棱镜44具有相对于光源沈成角度的表面。更具体地讲，第一
12棱镜42具有以预定角ε向参考方向的左侧倾斜的表面，第二棱镜44具有以预定角ε向参考方向的右侧倾斜的表面。至少在实施例中示出的倾斜的表面为距离光源沈最远的表面。第一棱镜42沿相对于参考方向偏右的方向引导来自第三光源沈的光，第二棱镜44沿相对于参考方向偏左的方向引导来自第三光源26的光。通过控制角ε，来自第三光源沈的光可以沿相对于参考方向成第一角θ的方向被引导。最后，参照图17，根据本实施例的触摸面板与上面提到的在图16中示出的触摸面板基本相同，除了光源单元阵列20包括位于第三光源沈和触摸单元50之间的第三棱镜 46(代替如在图16的实施例中的多个棱镜)。第三棱镜46的面对第三光源沈的表面在与相邻的第三光源沈之间的边界对应的位置处弯曲。这里将第三棱镜46的面对第三光源沈的表面称作表面47和48。第三棱镜46的与第三光源沈对应的表面47和48是平的，与平的表面47和48垂直的线相对于来自第三光源26的光的照射方向形成角ω。第三棱镜46的平的表面47将来自第三光源沈的光引导成沿相对于参考方向偏右的方向照射，第三棱镜46的平的表面48使来自第三光源沈的光沿相对于参考方向偏左的方向照射。通过控制与第三棱镜46的平的表面47和48垂直的线相对于参考方向倾斜的角ω，来自第三光源沈的光可在触摸单元50中沿相对于参考方向以第一角θ倾斜的方向照射。根据上面提到的实施例的触摸面板的特征适用于图15至图17的实施例。在本发明的几个实施例中，虽然主要描述了一般的光学式触摸面板，但实施例还可应用到使用受抑全内反射(FTIR)模式的触摸面板。如在本发明的实施例中所描述的，通过沿不同方向交替地照射光束，能够产生两个或更多个具有峰的检测信号。通过这样做，可以通过检测信号的峰的位置来准确地计算触摸点的坐标。另外，即使在触摸面板的触摸单元中产生两个或更多个触摸点的情况下，即使两个或更多个触摸点存在于同一光学通路上或同一光轴上，通过分析检测信号的峰的位置和检测信号的峰的高度，也能够准确地计算触摸点的数量和触摸点的坐标。可以通过结合到触摸面板装置中的处理器和存储器来执行上述方法需要的计算。虽然已结合当前被认为是可行的示例性实施例的内容描述了本发明，但应该理解，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意图覆盖包括在权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
权利要求
1.一种触摸面板，所述触摸面板包括触摸单元，接收触摸；光源单元阵列，沿触摸单元的第一边缘设置，并包括第一光源和第二光源；检测单元阵列，沿触摸单元的面对第一边缘的第二边缘设置，并包括通过检测来自光源单元阵列的光产生检测信号的检测单元，其中，第一光源向触摸单元照射具有第一光轴的光，第一光轴沿着相对于参考方向成第一角的第一方向延伸，第二光源向触摸单元照射具有第二光轴的光，第二光轴沿着相对于参考方向成第一角的第二方向延伸，第一方向和第二方向相对于参考方向彼此相反，参考方向在光源单元阵列和检测单元阵列之间垂直于第二边缘延伸。
2.如权利要求1所述的触摸面板，其中，从第一光源发射的50%或更多的光沿第一光轴的方向集中，且从第二光源发射的50%或更多的光沿第二光轴的方向集中。
3.如权利要求2所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源被交替地驱动。
4.如权利要求3所述的触摸面板，其中，检测单元在第一光源被驱动时检测来自第一光源的光的改变以产生第一检测信号，并在第二光源被驱动时检测来自第二光源的光的改变以产生第二检测信号。
5.如权利要求4所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源中的至少一个包括沿光源单元阵列延伸的线光源。
6.如权利要求4所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源中的至少一个设置为多个光源，且所述多个光源在光源单元阵列中设置成行。
7.如权利要求2所述的触摸面板，其中，检测单元在第一光源被驱动时检测来自第一光源的光的改变以产生第一检测信号，并在第二光源被驱动时检测来自第二光源的光的改变以产生第二检测信号。
8.如权利要求2所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源中的至少一个包括沿光源单元阵列延伸的线光源。
9.如权利要求2所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源中的至少一个设置为多个光源，所述多个光源在光源单元阵列中设置成行。
10.如权利要求2所述的触摸面板，其中，触摸单元包含折射率为1或更高的材料。
11.如权利要求1所述的触摸面板，其中，由第一光源发射的光在具有从第一光轴的方向至相对于第一光轴的方向成第二角的方向的范围内的方向上照射，由第二光源发射的光在具有从第二光轴的方向至相对于第二光轴的方向成第二角的方向的范围内的方向上照射。
12.如权利要求11所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源被交替地驱动。
13.如权利要求12所述的触摸面板，其中，检测单元在第一光源被驱动时检测来自第一光源的光的改变以产生第一检测信号，并在第二光源被驱动时检测来自第二光源的光的改变以产生第二检测信号。
14.如权利要求13所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源中的至少一个设置为多个光源，所述多个光源在光源单元阵列中设置成行。
15.如权利要求11所述的触摸面板，其中，检测单元在第一光源被驱动时检测来自第一光源的光的改变以产生第一检测信号，并在第二光源被驱动时检测来自第二光源的光的改变以产生第二检测信号。
16.如权利要求11所述的触摸面板，其中，第一光源和第二光源中的至少一个设置为多个光源，所述多个光源在光源单元阵列中设置成行。
17.如权利要求11所述的触摸面板，其中，触摸单元包含折射率为1或更高的材料。
18.如权利要求1所述的触摸面板，其中，触摸单元的第一边缘沿第一光源和第二光源的表面弯曲。
19.如权利要求1所述的触摸面板，其中，第一角等于零，从而由第一光源发射的光的第一光轴的方向和由第二光源发射的光的第二光轴的方向为参考方向。
20.如权利要求19所述的触摸面板，其中，光源单元阵列还包括在第一光源与触摸单元及第二光源与触摸单元之间的棱镜，棱镜使来自第一光源的光在触摸单元中指向第一方向并使来自第二光源的光在触摸单元中指向第二方向。
21.一种权利要求1的触摸面板的触摸位置检测方法，所述方法包括以下步骤感测在触摸点处的至少一个触摸；通过驱动第一光源产生与触摸点对应的第一检测信号；通过驱动第二光源产生与触摸点对应的第二检测信号；由第一检测信号和第二检测信号的峰的位置计算触摸点的坐标。
22.如权利要求21所述的方法，其中，由第一光源发射的50%或更多的光沿第一光轴的方向集中，由第二光源发射的50%或更多的光沿第二光轴的方向集中。
23.如权利要求22所述的方法，其中，在计算触摸点的坐标的步骤中，来自第一光源和第二光源的通过触摸点的光的照射方向相对于参考方向成第一角。
24.如权利要求22所述的方法，其中，两个或更多的触摸点位于由第一光源和第二光源中的至少一个光源发射的光的同一光轴上，通过分析第一检测信号的峰的高度和第二检测信号的峰的高度来检测触摸点的位置。
25.如权利要求21所述的方法，其中，由第一光源发射的光散布在相对于第一光轴在第一光轴的任一侧的第二角的范围内，由第二光源发射的光散布在相对于第二光轴在第二光轴的任一侧的第二角的范围内。
26.如权利要求25所述的方法，其中，在计算触摸点的坐标的步骤中，来自第一光源和第二光源的通过触摸点的光的照射方向相对于参考方向成第一角。
27.如权利要求25所述的方法，所述方法还包括通过分析第一检测信号的峰的高度和第二检测信号的峰的高度来检测至少一个触摸点的位置。
28.如权利要求25所述的方法，其中，第一光源和第二光源的每个设置为多个光源，多个第一光源和多个第二光源交替地设置，所述方法还包括从光源单元阵列的一端到另一端顺序地驱动多个第一光源和多个第二光源。
29.如权利要求28所述的方法，其中，计算触摸点的坐标的步骤包括使用发射通过触摸点的光的第一光源和第二光源的位置。
全文摘要
本发明提供了一种触摸面板和触摸面板的触摸位置检测方法。该触摸面板包括触摸单元；光源单元阵列，沿触摸单元的第一边缘设置，并包括第一光源和第二光源；检测单元阵列，沿触摸单元的面对第一边缘的第二边缘设置，并包括通过检测来自光源单元阵列的光产生检测信号的检测单元。第一光源照射具有第一光轴的光，第一光轴沿相对于参考方向成第一角的第一方向延伸，第二光源照射具有第二光轴的光，第二光轴沿相对于参考方向成第一角的第二方向延伸。参考方向垂直于第二边缘。
文档编号G06F3/042GK102193684SQ201110047448
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年3月2日
发明者朴哉柄, 李瑟, 赵敦瓒, 赵贤敏, 金局炫, 金成镇, 金猷官, 金钟熙, 金镇焕 申请人:三星电子株式会社