专利名称：光触摸屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光触摸屏，更具体地讲，涉及一种使用红外发射材料来 被红外线触摸而没有物理接触的光触摸屏，所述的红外发射材料发射红外光 i普内的光。
背景技术：
近年来，随着软件和半导体技术及数据处理技术的显著发展，各种数据 装置，如移动电话和个人数字助理(PDA)，正日益变得多功能化。此外，在 数据装置中，通过输入数据的数据存储和通信正变得更加重要。
传统地，数据装置中数据的输入是通过按压输入键来实现的。但最近， 数据的输入越来越多地利用数据装置中的触摸屏来完成。
一般来说，触摸屏是一种代替输入键、键盘和鼠标的输入装置。触摸屏 被安装在屏幕上，随后通过手或者触摸笔直接触摸触摸屏来输入数据。触摸 屏在图形用户界面(GUI)环境中使功能直观化，因此适用于便携式输入装 置。此外，触摸屏可以广泛地应用于计算机模拟应用、办公自动化应用及教 育应用和游戏应用中。
使用该触摸屏的输入装置主要包括附于监视器上的触摸面板、控制器、 装置驱动器和应用程序。触摸面板由多层形成，所述多层包括经特殊处理用 来感测用户输入的信号的ITO玻璃和ITO膜。当触摸面板的表面被手或触摸 笔触摸时，显示器的位置识别传感器感测触摸面板上的触摸位置。
在利用这种触摸面板的触摸屏中，手或触摸笔应直接触摸触摸面板，从 而在触摸面板的表面留下指紋或导致划痕。而且，当应用于大尺寸显示器时， 这种触摸屏不能进行远距离操作。
发明内容
本发明的 一个方面提供了 一种不用物理接触就能够远距离执行光触摸的 光触摸屏。
根据本发明的一个方面，提供了一种光触摸屏，该光触摸屏包括光触 摸面板，所述光触摸面板含有当暴露在红外光时发光的红外磷光体材料；传 感器部件，设置在光触摸面板的侧部，用于检测从光触摸面板发射的光。
光触摸屏还可包括估计器，所述估计器响应于传感器部件检测到的信号 来估计光触摸面板上的发光位置。
红外磷光体材料在暴露于红外光时可以发射可见光或红外光。
红外磷光体材料可以与波长为大约900nm的光起作用并发射波长为大约 800nm的光。
光触摸面板可以包括片，所述片具有混合在一起的红外磷光体材料和透 明材料。
光触摸屏可以包括透明片和设置于透明片上的红外磷光体片。所述光触 摸面板还可以包含设置于红外磷光体片上的另 一透明片。 所述透明片可以包含玻璃或亚克力材料之一。
所述传感器部件可以包括至少两个按照发光位置被三角测量的方式布置 的传感器。
所述传感器部件可以包括图像传感器，所述图像传感器具有多个线性排 列的像素，所述多个像素检测所发射的光。
通过下文中结合附图的具体描述，本发明的上述及其它方面、特征和其 它优点将会被更加清楚地理解，其中
图1是示出根据本发明示例性实施例的光触摸屏的构造图2A到图2C是示出光触摸屏中使用的光触摸面板的各种示例的剖视图。
图3是示出根据本发明示例性实施例的应用光触摸屏的电视机的构造图。
具体实》fe方式
4现在将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的光触摸屏的构造图。
参考图1，本实施例的光触摸屏100包括光触摸面板110、传感器部件和
估计器部件(estimator part) 150。
光触摸面板110可以含有当暴露于红外光时能够发光的红外磷光体材 料。当暴露于红外光时，这种红外磷光体材料能够发射红外光或可见光。在 本实施例中，这种红外磷光体材料可以利用当暴露于波长为大约900nm的光 时发射波长为大约850nm的光的磷光体材料。
这种红外磷光体材料可以和透明材料(如玻璃或亚克力材料)混合来形 成光触摸面板110。
用于检测光触摸面板110上的发光位置的传感器部件形成于光触摸面板 110的侧部。在本实施例中，传感器部件包括两个传感器120和130。
传感器120和130均可包括能够检测发射的光的像素。依靠像素检测的 光，可以得到相对于光触摸面板上发光位置的角度的信息。每个传感器可以 有多个线性排列的像素。
在本实施例中，传感器部件包括设置在光触摸面板的角落处的两个传感 器120和130。如本实施例中使用两个传感器的情况，光触摸面板110上的 发光位置可以通过三角测量来检测，从而确保发光位置的检测更为精确。
在本实施例中，传感器120和130均可具有红外线检测像素或可见光检 测像素。
传感器可以使用其中布置有多个像素的图像传感器，如互*卜金属氧化物 半导体(CMOS)和电荷耦合器件(CCD)。从发光位置发射的光可以被在特 定位置的像素检测到。
估计器部件150与传感器部件相连，并根据传感器120和130检测的发 光位置的信息估计发光位置的坐标。估计器部件150利用传感器120和130 检测到的光到达传感器部件所需的延迟时间、被检测图像的尺寸及相位的延 迟来估计光触摸面板110上的发光位置的作标。
估计器部件150可以通过多种方法来估计发光位置的坐标。估计器部件 150被连接到使用光触摸屏的应用装置的中央处理器，并且将光触摸屏的工 作状态传输到该装置。
下面将对光触摸屏100的操作进行描述。光触摸面板110可以附于显示装置，如电视机(TV)。显示装置可以连
接到应用程序，所述应用程序指示用于形成触摸屏的触摸区域。
触摸区域可以通过应用程序显示在显示装置上。当利用指示器从外部将 红外线照射在指示在显示器上的触摸区域时，红外线可以照射在与显示器上
被指示区域相对应的光触摸面板110的区域上。分布在光触摸面板110上被 红外线照射的一块区域中的红外磷光体材料发光。这里，所发射的光的波长 根据红外磷光体材料的种类而变化。在本实施例中，红外磷光体材料可以采 用对波长为大约900nm的光起作用并发射波长为大约800nm的光的磷光体材料。
当光触摸面板110上被红外线照射的区域发光时，所发射的光穿过光触 摸面板传播到光触摸面板的侧部。光触摸面板可以作为所发射的光的波导体 (waveguide)。设置在光触摸面板110侧部的传感器部件的传感器120和130 接收所发射的光。
估计器部件150通过传感器120和130接收到的光的波长和入射角来估 计发光区域的位置。当光触摸面板中的发光位置被估计时，连接到估计器部 件150的显示装置的中央处理器识别出与光触摸面板上发光位置相对应的指 示在显示器上的触摸区域被触摸。然后进行下面的处理。
在本实施例中，光触摸屏附于显示装置，采用红外线而没有物理接触。 这避免了在显示装置的表面上出现不必要的划痕。此外，触摸屏便于在远距 离处执行功能。
图2A至图2C是示出应用在光触摸屏中的触摸面板的各种示例的剖视图。
参考图2A，本实施例的光触摸面板210可以构造成片211，片211具有 混合在 一起的红外磷光体材料和透明材料。
透明材料可以包括玻璃或亚克力材料。在本实施例中，红外磷光体材料 和透明材料以适当的比例混合以制备片形式的光触摸面板。
光触摸面板片211中包含的红外磷光体材料在暴露于红外光时可以发射 红外光或可见光。当光触摸面板片中的红外磷光体材料的量较大时，光触摸 面板的灵敏度可以被精密地调节。红外磷光体材料和透明材料之间的比率可 以根据要制造的触摸屏的用途而变化。
透明材料透射可见光并且红外磷光体材料不与可见光起作用。这样，即使光触摸面板片211附于显示装置，使用者仍可以看到屏幕，而不会发生屏 幕被光触摸面板片阻挡的问题。
参考图2B，本实施例的光触摸面板310可以这样构造，即，红外磷光体 材料片311设置在透明片312上。
透明片312的透明材料可以包括玻璃或亚克力材料。在本实施例中，透 明片32可以由玻璃形成。形成在透明片312上的红外磷光体材料片311可 以是在暴露于红外光时发射红外光或可见光的磷光体材料。
在光触摸面板310中，当红外磷光体材料片311中的红外磷光体材料的 量较大时，光触摸面板的灵敏度可以精密调节。红外磷光体片311中红外磷 光体材料的比率可以根据要制造的触摸屏的用途而变化。
在本实施例中，当将光触摸面板310安装在显示装置上时，红外磷光体 材料片31可以接触显示装置并且透明片312可以露在外面。透明片312透 射可见光但不与红外线起作用。这样，红外线能穿过透明片312并入射到红 外磷光体材料片311上，而不存在任何问题。
参考图2C，本实施例的光触摸面板410可以这样构造，即，红外磷光体 材料片411设置在透明片412和413之间。
透明片412和413的透明材料可以包括玻璃或亚克力材料。在本实施例 中，透明片412和413可以由玻璃形成。形成在两个透明片412和413之间 的红外磷光体材料片411可以是当暴露于红外光时发射红外光或可见光的磷 光体材料。
在光触摸面板410中，当红外磷光体材料片411中的红外磷光体材料的 量较大时，光触摸面板的灵敏度可以被精密地调节。红外磷光体材料片411 中的红外磷光体材料的比率可以根据要制造的触摸屏的用途而变化。
在本实施例中，当将光触摸面板410安装在显示装置中时，红外磷光体 材料片411不能与显示装置接触也不能露在外面。在以这种方式构造的光触 摸面板中，作为光触摸面板的主要组件的红外磷光体材料片411可以被保护 起来以延长光触摸面板410的寿命。
透明片412和413透射可见光并且不与红外线起作用。这样，红外线可 以穿过透明片412和413入射到红外磷光体材料片411上，而不存在任何问 题。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的采用光触摸屏的电视机的构造图。
本实施例的电视机500包括电视机主体570、光触摸面板510、包括两个 传感器520和530的传感器部件以及估计器部件550。
近来，家用电视机使观看者能够通过交互式通信有选择地进行观看。这 样，用户可以在家中通过电视机选择节目或搜索想要的信息。为了实现这样 的交互式通信，触摸屏方法可以应用于家用电视机。当传统的触摸屏方法被 应用于家用电视机时，应使用手或笔来直接触摸监视器。这会在电视机屏幕 上留下指紋或导致划痕。此外，用户一般在离电视机监视器一定距离之外观 看电视，因此需要频繁地移动才能直接触摸电视机监视器。
在采用本实施例的光触摸屏的电视机500中，光触摸面板510可以被安 装在电视机主体的监视器上，而包括传感器520和530的传感器部件和估计 器部件550可以嵌入电一见才几主体570中。
在采用本实施例的光触摸屏的电视机500中，安装在电视机监视器上的 光触摸面板510可以用红外线指示器(pointer) 560来触摸。红外线指示器560 发射红外线。红外线不能被人眼看到，因此为了方便用户，红外线指示器560 可以制造成既发射红外光又发射可见光。即，当指示器560被构造成向同一 位置既发射红外光又发射可见光时，用户可以依靠对人眼可见的可见光的指 向位置估计出对人眼不可见的红外光的指向位置。
入射有红外光的光触摸面板510可以包含发射红外光的红外磷光体材 料。该红外磷光体材料可以通过红外线发射红外光或可见光。
置于光触摸面板510侧部的传感器520和530检测发自光触摸面板510 的光。传感器520和530都包括能够检测发射的光的像素。从像素检测到的 光，可以得到光触摸面板上发光位置的角度信息。每个传感器都可以有多个 线性排列的像素。
估计器部件550可以利用传感器520和530检测到的光来估计光触摸面 板510上的发光位置。估计器部件估计出的发光位置的信息被传输到操作电 视机监视器的中央处理器。然后，基于该信息，确定电视机监视器上的触摸 区域是否被触摸以进行下面的处理。
如上所述，在采用光触摸屏的电视机中，电视机监视器可以避免不必要 的指紋或划痕。此外，这种触摸屏方法可以远距离使用，从而确保用户友好 性。
8如上所述，根据本发明的示例性实施例，光触摸屏能够通过远距离的红 外线进行光触摸，而无需物理触摸。
虽然已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人 员应该清楚的是，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下， 可以做出^^改和变化。
权利要求
1、一种光触摸屏，包括光触摸面板，所述光触摸面板含有当暴露于红外光时发光的红外磷光体材料；传感器部件，设置在光触摸面板的侧部，用于检测从光触摸面板发射的光。
2、 如权利要求1所述的光触摸屏，所述光触摸屏还包括估计器，所述估计器响应于传感器部件检测到的光来估计光触摸面板上的发光位置。
3、 如权利要求1所述的光触摸屏，其中，红外磷光体材料当暴露于红外光时发射可见光或红外光。
4、 如权利要求1所述的光触摸屏，其中，红外磷光体材料与波长为900nm的光起作用并发射波长为800nm的光。
5、 如权利要求1所述的光触摸屏，其中，光触摸面板包括片，所述片具有混合在 一起的红外磷光体材料和透明材料。
6、 如权利要求1所述的光触摸屏，所述光触摸面板包括透明片；设置在所述透明片上的红外磷光体片。
7、 如权利要求6所述的光触摸屏，其中，所述光触摸面板还包括设置于红外磷光体片上的另 一透明片。
8、 如权利要求5所述的光触摸屏，其中，所述透明片包含玻璃或亚克力材料之一。
9、 如权利要求1所述的光触摸屏，其中，所述传感器部件包括至少两个按照发光位置被三角测量的方式布置的传感器。
10、 如权利要求1所述的光触摸屏，其中，所述传感器部件包括图像传感器，所述图像传感器具有多个线性排列的像素，所述多个像素检测所发射的光。全文摘要
本发明提供了一种光触摸屏，该触摸屏包括光触摸面板，含有当暴露于红外光时发光的红外磷光体材料；传感器部件，设置在光触摸面板的侧部，用于检测从光触摸面板发射的光。
文档编号H01L31/02GK101673159SQ20091012891
公开日2010年3月17日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年9月9日
发明者全相烈, 郑一权, 韩承宪 申请人:三星电机株式会社