專利名稱：觸敏裝置的傳感系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來(lái)在觸敏裝置上感應(yīng)觸摸輸入的傳感系統(tǒng)，涉及但不局 限于紅外線掃描觸摸屏。
本發(fā)明主要開(kāi)發(fā)用于一種紅外線掃描觸摸屏顯示器，以便能夠感應(yīng)到 用戶在所述紅外線觸摸屏顯示器上的觸摸輸入。盡管本發(fā)明將參照此特定 應(yīng)用進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不僅限于這種應(yīng)用。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的傳感系統(tǒng)通常包括多個(gè)發(fā)射機(jī)和多個(gè)接收機(jī)，分別用來(lái)發(fā) 射和接收越過(guò)觸摸屏的光線。當(dāng)用戶在觸摸屏的觸摸位置處阻礙一個(gè)或多 個(gè)光線時(shí)，相應(yīng)的接收機(jī)停止接收到光線，從而能夠確定觸摸位置的方位。
這種傳感系統(tǒng)包括沿著一個(gè)矩形平面觸摸屏的兩個(gè)相鄰邊緣安置的
多個(gè)紅外線(IR)發(fā)射機(jī)。相應(yīng)的多個(gè)IR接收機(jī)沿著此矩形平面觸摸屏的 另外兩個(gè)邊緣安置，使得每個(gè)IR發(fā)射機(jī)是在一個(gè)相應(yīng)IR接收機(jī)的對(duì)面， 從而形成多對(duì)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。
IR發(fā)射機(jī)發(fā)射紅外光線到各自對(duì)應(yīng)的IR接收機(jī)，從而在觸摸屏上方 形成一個(gè)IR矩陣。當(dāng)用戶觸摸到觸摸屏上的一個(gè)觸摸位置時(shí)，會(huì)阻礙一個(gè) 或多個(gè)光線到達(dá)各自對(duì)應(yīng)的IR接收機(jī)。如果阻礙了兩個(gè)交叉的光線，那么 就可以確定觸摸位置的兩個(gè)平面坐標(biāo)，從而確定在觸摸屏上觸摸位置的方 位。
此類型的傳感系統(tǒng)有許多缺點(diǎn)。其中一個(gè)缺點(diǎn)是傳感系統(tǒng)需要大量的 IR發(fā)射機(jī)和IR接收機(jī)，特別是如果期望在探測(cè)觸摸屏上的觸摸時(shí)獲得更 大的分辨率或準(zhǔn)確性。結(jié)果，這將導(dǎo)致大量的部件，增加了制造成本。同 時(shí)也增加了發(fā)生敵障的風(fēng)險(xiǎn)，以及更高的維護(hù)和維修成本。'另一種現(xiàn)有技術(shù)的IR傳感系統(tǒng)包括兩個(gè)IR掃描激光器，它們被安置 在一個(gè)矩形觸摸屏的對(duì)角上。每個(gè)IR掃描激光器產(chǎn)生多個(gè)分散的紅外光 線，其成扇形展開(kāi)越過(guò)或橫過(guò)觸摸屏，形成一個(gè)不規(guī)則的矩陣。沿著觸摸 屏的邊緣安置有回射器(Retro-reflector),以將每個(gè)光線反射回到產(chǎn)生光線 的IR掃描激光器，由靠近IR掃描激光器的一個(gè)傳感器探測(cè)到。當(dāng)用戶觸 摸到觸摸屏上的一個(gè)觸摸位置時(shí)，會(huì)阻礙一個(gè)或多個(gè)光線到達(dá)各自的傳感 器，從而將能夠確定觸摸位置。
這種現(xiàn)有技術(shù)的傳感系統(tǒng)同樣有許多缺點(diǎn)，傳感系統(tǒng)需要至少兩個(gè)IR 掃描激光，其是相對(duì)比較昂貴的部件。由傳感系統(tǒng)形成的不規(guī)則矩陣在觸 摸屏上產(chǎn)生不同分辨率和精確度的區(qū)域。特別地，由于激光光線是由激光 發(fā)散器產(chǎn)生，越靠近IR掃描激光器的光線就越密集。
此外，當(dāng)IR掃描激光器產(chǎn)生的光線是直接相互瞄準(zhǔn)時(shí)，光線是在同 一條直線上，形成一個(gè)所謂的"死線"或"公共線"。這些"死線"或"公 共線"是不希望有的，因?yàn)槿绻脩粼?死線"或"公共線"上，就只能 確定一個(gè)位置坐標(biāo)，因此，不能確定觸摸位置的方位。
另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的IR傳感系統(tǒng)包括一個(gè)IR激光器，其被安置在一個(gè) 矩形觸摸屏的下方并靠近其一個(gè)拐角。IR激光器發(fā)出光線穿過(guò)導(dǎo)光板(light guide)到達(dá)一個(gè)旋轉(zhuǎn)鏡(rotating mirror),旋轉(zhuǎn)鏡位于觸摸屏下方并靠近 另一個(gè)激光器的對(duì)角，從而產(chǎn)生多個(gè)發(fā)散的光線，發(fā)散光線入射到拋物面 鏡(parabolic mirrors),拋物面鏡位于觸摸屏與激光器相鄰、而與旋轉(zhuǎn)鏡不 相鄰的一個(gè)邊緣。拋物面鏡將光線轉(zhuǎn)換成平行的光線，光線在觸摸屏下方 傳播，形成一個(gè)光線網(wǎng)格(light grid)。接著，光線通過(guò)垂直光管被轉(zhuǎn)置到 觸摸屏上方的另一個(gè)平面，垂直光管位于觸摸屏上拋物面鏡的對(duì)邊。
這個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的傳感系統(tǒng)也有許多缺點(diǎn)。此系統(tǒng)需要大量的部件，包 括多個(gè)反射鏡以重新指示光線到多個(gè)不同的方向。這樣增加了系統(tǒng)的復(fù)雜 性，需要較復(fù)雜的制造和組裝，導(dǎo)致更高的制造成本。隨后也增加了系統(tǒng) 的維護(hù)，導(dǎo)致更高的維護(hù)成本。
由于光線被多次重新改變方向來(lái)來(lái)回回地越過(guò)導(dǎo)光板，光線也經(jīng)歷相當(dāng)長(zhǎng)的路徑。這會(huì)導(dǎo)致更高的光損失和更大的激光光斑尺寸(laser spot size),其會(huì)降低傳感的分辨率和精確度。再者，傳感系統(tǒng)利用拋物面鏡， 其具有較大面積，從而增加了系統(tǒng)尺寸和放棄了小型化。
本發(fā)明的一個(gè)目的是克服或改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的至少一個(gè)缺點(diǎn)，或者提供 一個(gè)有用替代方案供公眾選擇。
發(fā)明概述
在第一方面，本發(fā)明提供了一個(gè)傳感系統(tǒng)，用來(lái)在觸敏裝置上感應(yīng)觸 摸輸入，本系統(tǒng)包括一個(gè)感應(yīng)平面，和一個(gè)準(zhǔn)直光源，用來(lái)產(chǎn)生多個(gè)光線， 光線沿著不同于感應(yīng)平面的一個(gè)或多個(gè)平面。本傳感系統(tǒng)還包括一個(gè)靠近 感應(yīng)平面一個(gè)邊緣的反射裝置，用來(lái)將至少一個(gè)光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線， 并重新引導(dǎo)光線子集，使其沿著感應(yīng)平面，沿著感應(yīng)平面的光線中的至少 一個(gè)光線被觸摸輸入阻斷，從而使傳感系統(tǒng)能夠確定觸摸輸入的一個(gè)位置 坐標(biāo)。
在第二方面，本發(fā)明提供了一種在觸敏裝置上感應(yīng)觸摸輸入的方法， 本方法包括產(chǎn)生多個(gè)準(zhǔn)直光線，光線沿著不同于感應(yīng)平面的一個(gè)或多個(gè)平 面。本方法還包括，靠近感應(yīng)平面的一個(gè)邊緣，將至少一個(gè)光線子集轉(zhuǎn)換 成平行光線，并重新引導(dǎo)光線子集，使其沿著感應(yīng)平面，沿著感應(yīng)平面的 光線中的至少一個(gè)光線被觸摸輸入阻斷，從而能夠確定觸摸輸入的一個(gè)位 置坐標(biāo)。
在所附權(quán)利要求里披露了本發(fā)明的優(yōu)選特征，其構(gòu)成本發(fā)明的概述部分。


現(xiàn)將通過(guò)示例并結(jié)合附圖描述本發(fā)明最佳模式的優(yōu)選實(shí)施例，其中 圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)傳感系統(tǒng)的透視示意圖； 圖2是圖1傳感系統(tǒng)的第一變體的透視示意11圖3(a)是圖1傳感系統(tǒng)的第一變體的部分透視示意圖3(b)是圖1傳感系統(tǒng)的第二變體的部分透視示意圖4是圖1傳感系統(tǒng)的平面示意圖，實(shí)線顯示在觸摸板下方的光線路 徑，虛線顯示在觸摸板上方沿著感應(yīng)平面的所述光線的路徑。
圖5是圖1傳感系統(tǒng)的第一變體的平面示意圖，實(shí)線顯示兩種光線路 徑，其中返回路徑平行于相應(yīng)的外出路徑；
圖6是圖1傳感系統(tǒng)的第二變體的平面示意圖，實(shí)線顯示兩種光線路 徑，其中返回路徑平行于相應(yīng)的外出路徑；
圖7是圖1傳感系統(tǒng)的平面示意圖，虛線顯示在觸摸板上方沿著感應(yīng) 平面的光線路徑，以及一個(gè)在觸摸觸摸板并阻斷兩個(gè)所述光線之前的物體；
圖8是圖1傳感系統(tǒng)的平面示意圖，實(shí)線顯示兩種光線路徑，以及一 個(gè)觸摸觸摸板并阻斷所述兩條光線的物體；
圖9是圖l傳感系統(tǒng)的側(cè)視示意圖，實(shí)線顯示一個(gè)光線路徑，其中返 回路徑平行于外出路徑；
圖10是圖1傳感系統(tǒng)的側(cè)視示意圖，實(shí)線顯示一個(gè)光線路徑，以及 一個(gè)觸摸觸摸板并阻斷所述光線的物體；
圖11是圖1傳感系統(tǒng)的第三變體的側(cè)視示意圖，實(shí)線顯示一個(gè)光線 路徑，其中返回路徑平行于外出路徑；
圖12是圖1傳感系統(tǒng)的第三變體的側(cè)視示意圖，實(shí)線顯示一個(gè)光線 路徑，以及一個(gè)在觸摸板上阻斷所述光線的觸摸；
圖13(a)是圖1傳感系統(tǒng)的第二變體的掃描和傳感模塊的示意圖，實(shí) 線顯示一個(gè)光線的部分路徑，其中所述光線在外出路徑上穿過(guò)傳感器的孔，但在返回路徑上入射到所述傳感器，返回路徑與外出路徑平行并偏移。
圖13(b)是圖l傳感系統(tǒng)的第二變體的掃描和傳感模塊的示意圖，實(shí) 線顯示一個(gè)光線的部分路徑，其中所述光線在外出路徑上穿過(guò)傳感器的孔， 但在返回路徑上入射到所述傳感器，返回路徑與外出路徑接近平行，但稍
微偏離；
圖14是圖1傳感系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)反射器的平面示意圖，顯示一個(gè)旋轉(zhuǎn)多 角反射器的外形，實(shí)線顯示一個(gè)被反射器反射的光線；和
圖15是圖1傳感系統(tǒng)的變體里使用的回復(fù)反射器的一部分的示意圖，
以便使光線的返回路徑平行或基本平行于但稍微偏離所述光線相應(yīng)的外出 路徑。
發(fā)明詳述
參照附圖，提供一個(gè)傳感系統(tǒng)l，用來(lái)感應(yīng)在觸敏裝置3上的觸摸輸 入2。傳感系統(tǒng)1包括一個(gè)感應(yīng)平面4和一個(gè)準(zhǔn)直光源5，準(zhǔn)直光源5用來(lái) 產(chǎn)生多個(gè)沿著一個(gè)或多個(gè)平面7的光線6，平面7不同于感應(yīng)平面4。反射 裝置8靠近感應(yīng)平面的一個(gè)邊緣9，用來(lái)將光線6的至少一個(gè)子集10轉(zhuǎn)換 成平行光線，并重新引導(dǎo)光線子集，使其沿著感應(yīng)平面4。沿著感應(yīng)平面4 的光線10中的至少一個(gè)光線被觸摸輸入2阻斷，從而使傳感系統(tǒng)1確定觸 摸輸入的一個(gè)位置坐標(biāo)。
同樣包括第二所述感應(yīng)平面11，其也不同于一個(gè)或多個(gè)平面7，多個(gè) 光線6是沿著一個(gè)或多個(gè)平面7產(chǎn)生的。第二所述反射裝置12靠近第二感 應(yīng)平面11的一個(gè)邊緣13，用來(lái)將光線6的第二子集14轉(zhuǎn)換成平行光線， 并在一個(gè)不同于第一光線子集IO方向的方向上重新引導(dǎo)第二光線子集14， 使其沿著第二感應(yīng)平面11。從而，第一和第二光線子集10和14形成一個(gè) 光線網(wǎng)格，沿著第二感應(yīng)平面11的第二子集14的光線中的至少一個(gè)光線 被觸摸輸入2阻斷，從而使傳感系統(tǒng)1確定觸摸輸入的第二位置坐標(biāo)。
第一和第二光線子集10和14互相垂直并被均勻隔開(kāi)，所以，光線網(wǎng)格是一個(gè)均勻正交的光線網(wǎng)格，如圖4、 5、 6和7所示。第一和第二感應(yīng) 平面4和11也是共面的，所以第一和第二光線子集10和14實(shí)也是共面的。 特別地，共面感應(yīng)平面4和11設(shè)定了一個(gè)公共矩形平面，邊緣9和13是 公共矩形平面的兩個(gè)鄰接邊緣，第一和第二反射裝置8和12分別靠近邊緣 9和13。
但是，在其它實(shí)施例里，第一和第二感應(yīng)平面4和11不是共面的。在 某些實(shí)施例里，第一和第二感應(yīng)平面4和11是互相平行且偏移的，所以除 了可以確定觸摸輸入2的位置坐標(biāo)外還能確定其速度。更具體地，將平行 的第一和第二感應(yīng)平面4禾Q 11之間的距離除以光線子集10的光線被觸摸 輸入2阻斷和光線子集14的光線被觸摸輸入2阻斷之間的時(shí)間量，可以計(jì) 算出速度。同樣，可以理解，除矩形形狀外，感應(yīng)平面4和11還可以是任 何其他的形狀和尺寸。
準(zhǔn)直光源5包括一個(gè)產(chǎn)生紅外光的激光器。傳感系統(tǒng)1還包括一個(gè)旋 轉(zhuǎn)反射器15，而準(zhǔn)直光源5產(chǎn)生至少一個(gè)光線入射到旋轉(zhuǎn)反射器15，從而 產(chǎn)生多條光線6，如圖4、 5和6所示，這些光線方向各不相同，因而形成 一個(gè)發(fā)散的形狀。在本實(shí)施例里，多個(gè)發(fā)散的光線6是共面的。光源5可 以發(fā)出一個(gè)單連續(xù)的光線或多個(gè)光線到旋轉(zhuǎn)反射器15。
在多個(gè)光線的例子里，多個(gè)光線經(jīng)歷相同的路徑到達(dá)旋轉(zhuǎn)反射器15， 但從旋轉(zhuǎn)反射器散開(kāi)而產(chǎn)生多個(gè)發(fā)散的光線6。多個(gè)光線可以是時(shí)間順序 的，從而按規(guī)則的時(shí)間間隔產(chǎn)生多個(gè)光線6。
在單連續(xù)光線的例子里，旋轉(zhuǎn)反射器15可以旋轉(zhuǎn)，使得單連續(xù)光線在 規(guī)則的時(shí)間間隔從旋轉(zhuǎn)反射器15產(chǎn)生散開(kāi)的多個(gè)光線。可以理解，多個(gè)光 線6中的每個(gè)光線可以被看作是從光源5開(kāi)始，即光線共享了光源5和旋 轉(zhuǎn)反射器15之間的公共部分。
在其它實(shí)施例里，光源5本身可以旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生多個(gè)光線6。在另一個(gè) 實(shí)施例里，使用多個(gè)光源5可以產(chǎn)生多個(gè)光線6。同樣，盡管木實(shí)施例使 用一個(gè)紅外線激光，但也可以使用其它類型的準(zhǔn)直光源。例如，其它實(shí)施
14例使用單個(gè)或多個(gè)LED或多個(gè)激光。如紅外線一樣，可以使用其它波長(zhǎng)的 光。再者，其它實(shí)施例的光源產(chǎn)生的光線可以從光源以許多其它方式散開(kāi)， 如平行或隨機(jī)朝向的光線，而不是發(fā)散的。旋轉(zhuǎn)反射器15可以包括一個(gè)旋 轉(zhuǎn)多角鏡、 一個(gè)MEMS掃描鏡或一個(gè)振動(dòng)反射器。圖14顯示一個(gè)旋轉(zhuǎn)多 角鏡。
第一和第二反射裝置8和12各自分別包括第一反射器16和17以及第 二反射器18和19，如圖l、 2、 3(a)、 3(b)、 9、 10、 11和12所示。每個(gè)第 一反射器16和17各自重新引導(dǎo)來(lái)自光源5的第一光線子集10和14到各 自的感應(yīng)平面4和11，而每個(gè)第二反射器18和19各自重新引導(dǎo)來(lái)自第一 反射器16和17的各自光線子集10和14，使得各自的光線子集10和14 沿著各自的感應(yīng)平面4和ll傳播。
換言之，第一反射裝置8的第一反射器16重新引導(dǎo)來(lái)自光源5的光線 子集10到第一感應(yīng)平面4，而第一反射裝置8的第二反射器18重新引導(dǎo) 來(lái)自第一反射器16的光線子集10，使得光線子集10沿著第一感應(yīng)平面4 傳播。類似地，第二反射裝置12的第一反射器17重新引導(dǎo)來(lái)自光源5的 第二光線子集14到第二感應(yīng)平面ll，而第二反射裝置12的第二反射器19 重新引導(dǎo)來(lái)自第一反射器17的光線子集14，使得第二光線子集14沿著第 二感應(yīng)平面11傳播。
由于第一反射裝置8靠近第一感應(yīng)平面4的一個(gè)邊緣9，第一反射裝 置的第一和第二反射器16和18也靠近此邊緣9。類似地，由于第二反射 裝置12靠近第二感應(yīng)平面11的一個(gè)邊緣13，第二反射裝置的第一和第二 反射器17和19也靠近此邊緣13。
為便于描述，從此處起，提及多個(gè)數(shù)目的一個(gè)特征將被看作提及該特 征的每個(gè)示例，除非特別說(shuō)明。具體地，提及光線子集將被看作提及第一 和第二光線子集10和14中的每個(gè)光線子集，提及感應(yīng)平面將被看作提及 第一和第二感應(yīng)平面4和11中的每個(gè)感應(yīng)平面，提及反射裝置將被看作提 及第一和第二反射裝置8和12中的每個(gè)反射裝置，提及第一反射器將被看 作提及第一反射裝置8的第一反射器16和第二反射裝置12的第一反射器17中的每個(gè)反射器，而提及第二反射器將被看作提及第一反射裝置8的第 二反射器18和第二反射裝置12的第二反射器19中的每個(gè)反射器。
從上所述，將會(huì)理解，當(dāng)提及多個(gè)數(shù)目的第二特征來(lái)描述多個(gè)數(shù)目的 第一特征時(shí)，將被看作僅提及第二特征的相應(yīng)示例來(lái)描述第一特征的每個(gè) 示例。例如，"光線子集10和14沿著感應(yīng)平面4和11傳播"將被看作"第 一光線子集10和14沿著第一感應(yīng)平面4傳播"以及"第二光線子集10 和14沿著第二感應(yīng)平面11傳播"。
要么第一反射器16和17要么第二反射器18和19將光線子集10和 14轉(zhuǎn)換成平行光線。在本實(shí)施例里，第一反射器16和17將光線子集10 和14轉(zhuǎn)換成平行光線，而第二反射器18和19是一個(gè)平面反射器，而重新 引導(dǎo)平行光線沿著感應(yīng)平面4和11。因此，第一反射器16和17都重新引 導(dǎo)來(lái)自光源5的光線子集10和14到感應(yīng)平面4和11，并將光線子集10 和14轉(zhuǎn)換成平行光線。
在其它實(shí)施例里，第二反射器18和19將光線子集10和14轉(zhuǎn)換成平 行光線，因此除了重新引導(dǎo)來(lái)自第一反射器16和17的光線子集10和14 外，還使得光線子集沿著感應(yīng)平面4和ll傳播。因此，第一反射器16和 17以及第二反射器18和19的功能性可以交換的。
回到本實(shí)施例，第一反射器16和17包括多個(gè)反射小平面20，每個(gè)小 平面都對(duì)應(yīng)于一個(gè)垂直于光線子集10和14中相應(yīng)光線的平面而傾斜，以 在平行于光線子集其它光線的方向上重新引導(dǎo)光線到感應(yīng)平面。具體地， 每個(gè)反射小平面20關(guān)于兩個(gè)軸傾斜，這兩個(gè)軸與相應(yīng)光線形成三個(gè)垂直正 交軸。更具體地，反射小平面20傾斜，使得光線子集10和14 (光線子集 10和14在到達(dá)反射小平面20之前是共面的)被重新引導(dǎo)而垂直于感應(yīng)平 面4和11。然后第二反射器18和19 (它們是一個(gè)平面反射器)重新引導(dǎo) 光線子集10和14，使其相互垂直，沿著感應(yīng)T面4和11。
在一個(gè)實(shí)施例里，第一反射器16和17是一個(gè)反射鏡陣列，其中每個(gè) 反射鏡形成一個(gè)反射小平面20。在其它實(shí)施例里，第一反射器16和17是一個(gè)集成多個(gè)小平面20的階梯式反射鏡。因此，第一反射器16和17可以 一體成型。例如，第 一反射器可以由塑料材料以階梯式輪廓方式一體成型 制成，并在階梯式小平面上涂敷上一反射涂層，從而形成多個(gè)反射小平面 20。
在本實(shí)施例里，第一和第二反射裝置8和12的第一反射器16和17 分別靠近由第一和第二感應(yīng)平面4和11設(shè)定的公共矩形平面的鄰接邊緣9 和13。類似地，第一和第二反射裝置8和12的第二反射器18和19分別 靠近公共矩形平面的鄰接邊緣9和13，盡管與相應(yīng)的第一反射器16和17 間隔分開(kāi)。
第一反射器16和17能夠一體成型為一個(gè)部件。第二反射器18和19 也可以一體成型為一個(gè)部件。第一反射裝置8的第一反射器16和第二反射 器18可以一體成型為一個(gè)部件。第二反射裝置12的第一反射器17和第二 反射器19也可以一體成型為一個(gè)部件。此外，第一反射器16和17以及第 二反射器18和19都可以一體成型為一個(gè)部件。
這樣可以簡(jiǎn)化第一和第二反射裝置8和12的裝配，因?yàn)榈谝环瓷淦?16和17以及第二反射器18和19或者其組合不一定是被獨(dú)立安裝。這樣 也能夠最小化對(duì)裝配時(shí)分別校準(zhǔn)第一反射器16和17以及第二反射器18 和19或其組合的要求，因?yàn)樗鼈兪窃谝惑w成型時(shí)就被預(yù)先校準(zhǔn)了。
第一和第二反射器16、 17、 18和19可以是由金屬、玻璃、塑料、合 成物、任何組合物、或任何其它合適材料制成，其有一個(gè)反射面、 一個(gè)反 射涂層、或其他能反射光的。
在本實(shí)施例里，觸敏裝置3包括一個(gè)觸摸板21，并且光線子集10和 14在到達(dá)反射裝置8和12之前是在觸摸板的第一側(cè)面22。
'在一個(gè)變體里，如圖9和10所示，感應(yīng)平面4和11是在觸摸板21 的第二側(cè)面23，第二側(cè)面與第一側(cè)面22相對(duì)，使得沿著感應(yīng)平面4和11 的光線10和14中的至少一個(gè)光線被施加在或靠近觸摸板21的觸摸輸入2阻斷，從而使傳感系統(tǒng)1能夠確定觸摸輸入在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。
更具體地，沿著感應(yīng)平面4和11的光線被觸摸輸入2阻斷，在觸摸輸入2 的位置上阻礙了沿著感應(yīng)平面4和11的光線。
在另一個(gè)變體里，如圖11和12所示，感應(yīng)平面4和11穿過(guò)觸摸板 21，使得沿著感應(yīng)平面4和11的光線10和14中的至少一個(gè)光線被施加在 或靠近觸摸板21上的觸摸2阻斷，從而使傳感系統(tǒng)1能夠確定觸摸輸入在 觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。更具體地，沿著感應(yīng)平面4和11的光線被施加 在或靠近觸摸板21上的觸摸輸入2引起的一個(gè)或多個(gè)反射、折射和散射阻 斷。這樣就在觸摸輸入2的位置上破壞了沿著感應(yīng)平面4和11的光線的全 反射。
在觸摸板21上方包括一個(gè)柔性接觸層37。柔性層37保護(hù)觸摸板21 ， 并且更柔軟且更有觸感。層37也確保在觸摸輸入位置處的光線子集10和 14僅當(dāng)故意觸摸而按壓觸摸板21時(shí)而不是當(dāng)諸如灰塵之類的細(xì)小物體落 在觸摸板上時(shí)而被阻斷。
在第二變體的一個(gè)實(shí)施例里，觸摸板21包括至少一個(gè)反射邊緣24， 其形成至少一部分反射裝置8和12，反射邊緣24重新引導(dǎo)光線子集10和 14沿著感應(yīng)平面4和11穿過(guò)觸摸板21。
在本實(shí)施例里，光線子集10和14形成一個(gè)沿著感應(yīng)平面4和11的正 交光線網(wǎng)格。所以，如果阻斷了至少兩個(gè)沿著感應(yīng)平面4和11的光線，其 中一個(gè)光線來(lái)自光線子集10和14，且至少兩個(gè)光線相交，那么，傳感系 統(tǒng)1能夠確定觸摸輸入2在觸摸板21上的兩個(gè)位置坐標(biāo)，從而定位觸摸板 l上的觸摸輸入2。
本實(shí)施例的觸摸板21是一個(gè)透明的有機(jī)玻璃板，透過(guò)玻璃板，可以顯 示可視信息。在第一反射器16和17以及第二反射器18和19之間行進(jìn)的 光線子集10和14可以經(jīng)過(guò)觸摸板的一個(gè)邊緣或穿過(guò)透明的觸摸板21。在 其它實(shí)施例里，觸摸板21有一個(gè)透明部分，是沿著觸摸板的一個(gè)或多個(gè)邊 緣有一個(gè)外圍帶狀的形狀，以允許光線子集10和14能夠穿過(guò)觸摸板21。透明部分可以是由諸如玻璃或有機(jī)玻璃的材料制成。
為便于描述，觸摸板21呈水平方向。但是，可以理解，觸摸板21可 以呈現(xiàn)許多其它方向。因此，第一側(cè)面22是在觸摸板21下方的區(qū)域，而 第二側(cè)面23是在觸摸板21上方的區(qū)域。觸摸板21也可以是由其它材料或 復(fù)合材料制成。
光線子集10和14中的每個(gè)光線都經(jīng)歷一個(gè)從光源5到反射裝置8和 12并沿著感應(yīng)平面4和11的外出路徑25。傳感系統(tǒng)1還包括一個(gè)傳感裝 置26和一個(gè)回復(fù)反射器27a和27b，如圖1、 2、 9、 19、 11和12所示。 回復(fù)反射器27a和27b靠近感應(yīng)平面4和11的第二邊緣28a和28b，第二 邊緣28a和28b是在第一邊緣9和13的對(duì)面，以重新引導(dǎo)光線子集10和 14中的每個(gè)光線沿著一個(gè)平行于外出路徑25的返回路徑返回到傳感裝置 26?？梢岳斫猓诒緦?shí)施例里，有兩個(gè)回復(fù)反射器27a和27b，各自靠近 第二邊緣28a和28b，第二邊緣28a和28b是在一個(gè)相應(yīng)第一邊緣9和13 的對(duì)面。
在一個(gè)變體里，如圖3(b)和5所示，傳感系統(tǒng)包括一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)反射 器15和光源5之間的分束器30。分束器30反射一部分入射光，并傳送另 一部分入射光。因此，每個(gè)光線的外出部分31穿過(guò)分束器30后并沿著各 自外出路徑25繼續(xù)行進(jìn)。接著，外出部分31沿著各自返回路徑29返回， 由此外出部分31的返回部分32被分束器30重新引導(dǎo)到傳感裝置26。
在另一個(gè)變體里，如圖3(a)和6所示，回復(fù)反射器27a和27b是一個(gè) 回射器，使得各個(gè)返回路徑29與各個(gè)外出路徑25有偏移。傳感裝置26 包括一個(gè)感應(yīng)平面33和一個(gè)穿過(guò)感應(yīng)平面的孔34。傳感裝置26被安置在 旋轉(zhuǎn)反射器15和光源5之間，使得每個(gè)光線在各自外出路徑25上穿過(guò)孔 34，并在各自返回路徑29上入射到感應(yīng)平面33。
可以理解，各個(gè)返回路徑29不一定精確地平行于各個(gè)外出路徑25， 但可以稍微與各個(gè)外出路徑25偏離一個(gè)小角度，如圖13(b)所示。這樣的 情況(即偏離一個(gè)小角度)可以適用于兩種情況，即各個(gè)返回路徑29與各回路徑29與各個(gè)外出路徑25有偏移。
如第一和第二反射器16、 17、 18和19，回復(fù)反射器27a和27b可以 一體成型成一個(gè)部件，可以由金屬、玻璃、塑料、合成物、任何化合物或 任何其它合適的材料制成，其有一個(gè)反射面、 一個(gè)反射涂層、或其他合適 的能反射光的。在本實(shí)施例里，傳感裝置26包括一個(gè)光學(xué)傳感器，其優(yōu)選 地包括一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。
具有一個(gè)或多個(gè)回復(fù)反射器27a和27b有明顯的優(yōu)勢(shì)，即一個(gè)相應(yīng)的 傳感裝置26可以被安置靠近每個(gè)準(zhǔn)直光源5。在有一個(gè)單光源5的實(shí)施例 里，如在本實(shí)施例里，有一個(gè)特別的優(yōu)勢(shì)，即傳感裝置26可以是一個(gè)單獨(dú) 的傳感裝置26，其被安置靠近單獨(dú)的光源5，單獨(dú)的傳感裝置用來(lái)感應(yīng)沿 著各自返回路徑29被反射返回的光線子集10和14。有利地，光源5、旋 轉(zhuǎn)反射器15、傳感裝置26以及分束器30 (取決于哪種變體)，可以一起形 成一個(gè)單獨(dú)的集成掃描和傳感模塊35的一部分。
本發(fā)明還提供了一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)傳感器36，每一個(gè)都位于一個(gè)相應(yīng)的 預(yù)設(shè)位置上。多個(gè)光線6中的一個(gè)相應(yīng)光線入射到校準(zhǔn)傳感器36中的一個(gè) 相應(yīng)傳感器，從而能夠確定多個(gè)光線的時(shí)間順序，因此將能夠識(shí)別每個(gè)光 線。在本實(shí)施例里， 一個(gè)校準(zhǔn)傳感器36被安置在第一反射器16和17中一 個(gè)反射器的末端處。傳感系統(tǒng)記錄多個(gè)光線6中一個(gè)光線入射到校準(zhǔn)傳感 器36的時(shí)間。這樣就記錄了一個(gè)掃描循環(huán)的起始時(shí)間。所以，能夠計(jì)算出 一個(gè)掃描循環(huán)的長(zhǎng)度，即掃描周期，即相繼入射到校準(zhǔn)傳感器36之間的時(shí) 間間隔。
在使用旋轉(zhuǎn)多角鏡的實(shí)施例里，旋轉(zhuǎn)速度通常是常數(shù)。所以，通過(guò)一 個(gè)掃描周期的簡(jiǎn)單線性函數(shù)，能夠計(jì)算出發(fā)出多個(gè)光線6中一個(gè)特定光線 的時(shí)間。在使用校準(zhǔn)或校正鏡如MEMS鏡的實(shí)施例里，速度是時(shí)間的正弦 函數(shù)。所以，通過(guò)一個(gè)掃描周期的逆三角函數(shù)，能夠計(jì)算出發(fā)出多個(gè)光線 6中一個(gè)特定光線的時(shí)間。因此， 一個(gè)特定位置坐標(biāo)被掃描的時(shí)間也是已 知的，因?yàn)樗鼘?duì)應(yīng)著特定的光線。這就允許傳感系統(tǒng)1能夠識(shí)別沿著感應(yīng)平面4和11的哪些光線被觸摸輸入2阻斷，接著傳感系統(tǒng)1能夠確定觸摸 輸入的位置坐標(biāo)。
可以理解，有其它實(shí)施例僅擁有反射裝置8和12中的一個(gè)反射裝置。 在這些實(shí)施例里，僅能夠確定觸摸輸入2的一個(gè)位置坐標(biāo)，因?yàn)閮H有一個(gè) 方向的沿著各自感應(yīng)平面4和11傳播的一個(gè)光線子集10和14。但是，可 以理解，可以產(chǎn)生穿過(guò)觸摸板的其它方向上的光線，并使用其它裝置進(jìn)行 感應(yīng)。例如，可以提供多個(gè)準(zhǔn)直光源在靠近各自感應(yīng)平面4和11的另一個(gè) 邊緣，以產(chǎn)生在第二方向上的光線。也可以在一個(gè)對(duì)面邊緣上提供多個(gè)傳 感器，用來(lái)感應(yīng)第二方向上的這些光線。從而能夠確定觸摸輸入2的兩個(gè) 位置坐標(biāo)，因此能夠確定觸摸方位。
同樣有實(shí)施例擁有不止兩個(gè)反射裝置。在一些實(shí)施例里，擁有不止兩 個(gè)反射裝置提高了傳感系統(tǒng)1的精確性和準(zhǔn)確性，因?yàn)榭梢栽诟喾较蛏?產(chǎn)生更多光線。在其它實(shí)施例里，擁有不止兩個(gè)反射裝置使傳感系統(tǒng)1能 夠確定觸摸輸入2的不止兩個(gè)位置坐標(biāo)。例如，如果能夠確定三個(gè)位置坐 標(biāo)，那么就能夠計(jì)算出觸摸輸入的一個(gè)三維位置。在這些實(shí)施例里，對(duì)應(yīng) 多個(gè)反射裝置的多個(gè)感應(yīng)平面可以是共面的、或堆疊的、或其組合。
本發(fā)明的傳感系統(tǒng)1允許沿著感應(yīng)平面4和11傳播的光線子集10和 14被緊密間隔開(kāi)，從而在感應(yīng)觸摸輸入2時(shí)提供一個(gè)更高的分辨率。沿著 感應(yīng)平面4和11的平行光線10和14之間的間隔可以達(dá)到大約lmm的量 級(jí)。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種在觸敏裝置上感應(yīng)一個(gè)觸摸輸入的 方法。本發(fā)明這方面的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是一種包括上述傳感系統(tǒng)1一些特
征的方法。
所以，本方法的優(yōu)選實(shí)施例包括產(chǎn)生多個(gè)沿著不同于感應(yīng)平面4的 一個(gè)或多個(gè)平面7的準(zhǔn)直光線6;靠近感應(yīng)平面4的一個(gè)邊緣9，將至少光 線6的子集10轉(zhuǎn)換成平行光線，并重新引導(dǎo)該光線子集沿著感應(yīng)平面4。 沿著感應(yīng)平面4的光線10中的至少一個(gè)光線被觸摸輸入2阻斷，從而能夠確定觸摸輸入的 一個(gè)位置坐標(biāo)。
如上所述，產(chǎn)生的多個(gè)光線6沿著的一個(gè)或多個(gè)平面7也不同于第二 感應(yīng)平面ll。本實(shí)施例還包括，靠近第二感應(yīng)平面11的一個(gè)邊緣13，將 光線6的第二子集14轉(zhuǎn)換成平行光線，并在不同于光線第一子集10的方 向上重新引導(dǎo)光線第二子集14沿著第二感應(yīng)平面11。從而光線的第一和 第二子集形成一個(gè)光線網(wǎng)格。至少一個(gè)來(lái)自沿著第二感應(yīng)平面11的第二子 集14的光線被觸摸輸入2阻斷，從而能夠確定觸摸輸入的第二位置坐標(biāo)。 產(chǎn)生的第一和第二光線子集10和14，使得它們互相垂直正交，并被均勻 隔開(kāi)，從而光線網(wǎng)格是一個(gè)均勻正交的光線網(wǎng)格。
本實(shí)施例還包括重新引導(dǎo)光線子集10和14到感應(yīng)平面4和11的第一 歩驟，以及重新引導(dǎo)光線子集沿著感應(yīng)平面的第二步驟。要么第一步驟要 么第二步驟包括將光線子集10和14轉(zhuǎn)換成平行光線。在本實(shí)施例里，第 一步驟包括將光線子集10和14轉(zhuǎn)換成平行光線。
本實(shí)施例包括使用第一反射器16和17的相應(yīng)反射小平面20以在平行 于光線子集的其它光線的方向上重新引導(dǎo)光線子集10和14的每個(gè)光線到 感應(yīng)平面4和11。如上所述，每個(gè)反射小平面20關(guān)于一個(gè)垂直于相應(yīng)光 線的平面而傾斜。
如上所述，觸敏裝置3包括觸摸板21，光線子集10和14在被重新引 導(dǎo)到感應(yīng)平面4和11之前是在觸摸板的第一側(cè)面22。
在一個(gè)變體里，感應(yīng)平面4和11是在觸摸板21的第二側(cè)面23，第二 側(cè)面是在第一側(cè)面22的對(duì)面，使得至少一個(gè)沿著感應(yīng)平面4和11的光線 10和14被施加在或靠近觸摸板21上的觸摸輸入2阻斷，從而能夠確定觸 摸輸入在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。
在第二變體里，感應(yīng)平面4和11'穿過(guò)觸摸板21，使得至少一個(gè)沿著 感應(yīng)平面4和11的光線10和14被施加在或靠近觸摸板21上的觸摸輸入 2阻斷，從而能夠確定觸摸輸入在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。如上所述，觸摸板21包括至少一個(gè)反射邊緣24。本實(shí)施例還包括使 用觸摸板21的反射邊緣24來(lái)重新引導(dǎo)沿著感應(yīng)平面4和11的光線子集 10和14穿過(guò)觸摸板21。
通過(guò)從準(zhǔn)直光源5發(fā)出至少一個(gè)光線射向旋轉(zhuǎn)反射器15，從而以發(fā)散 光線形式而產(chǎn)生多個(gè)光線。
如上所述，光線子集10和14的每個(gè)光線經(jīng)過(guò)從光源5到感應(yīng)平面4 和11并沿著感應(yīng)平面的各個(gè)外出路徑25。本方法的實(shí)施例還包括，靠近 感應(yīng)平面4和11的第二邊緣28a和28b(它們?cè)诘谝贿吘?和13的對(duì)面)， 重新引導(dǎo)光線子集10和14的每個(gè)光線沿著平行于各個(gè)外出路徑25的各個(gè) 返回路徑29，回到光源5。本實(shí)施例還包括感應(yīng)各個(gè)返回路徑29上的光線 子集io和14的每個(gè)光線。
在一個(gè)變體里，本實(shí)施例包括使用位于旋轉(zhuǎn)反射器15和光源5之間的 分束器30，使得每個(gè)光線的外出部分31穿過(guò)分束器30后沿著各自外出路 徑25繼續(xù)行進(jìn)。然后，外出部分31沿著各自的返回路徑29返回，從而外 出部分31的返回部分32被分束器30重新引導(dǎo)用于進(jìn)行感應(yīng)。
在另一個(gè)變體里，光線子集10和14的每個(gè)光線被重新引導(dǎo)沿著各個(gè) 返回路徑29返回，各個(gè)返回路徑與各個(gè)外出路徑25有偏移。本實(shí)施例還 包括使用傳感裝置26，它具有感應(yīng)面33和穿過(guò)感應(yīng)面的孔34。如上所述， 傳感裝置26位于旋轉(zhuǎn)反射器15和光源5之間，使得在各自外出路徑25 上的每個(gè)光線穿過(guò)孔34，并在各自返回路徑29上入射到感應(yīng)面33。
如上所述，可以理解，各個(gè)返回路徑29不一定精確平行于各個(gè)外出路 徑25，可以稍微與各個(gè)外出路徑25偏離一個(gè)小角度，如圖13(b)所示。
本方法的實(shí)施例還包括使用一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)傳感器36來(lái)確定多個(gè)光 線的時(shí)間順序，從而能夠識(shí)別每個(gè)光線。本發(fā)明提供許多優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)。可以產(chǎn)生任何形式的光線， 因?yàn)榉瓷溲b置被設(shè)置成將光線反射成沿著每個(gè)感應(yīng)平面的平行、均勻間隔 的光線。其中一個(gè)特別優(yōu)點(diǎn)是光線可以是從一個(gè)單光源產(chǎn)生的發(fā)散光線。 這樣可以極大降低所需組件的數(shù)目，特別是相對(duì)昂貴的準(zhǔn)直光源，如激光。
另一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是來(lái)自光源的光線被轉(zhuǎn)換成平行光線，并僅靠近感應(yīng) 平面一個(gè)邊緣被重新引導(dǎo)沿著每個(gè)感應(yīng)平面。這樣可以最小化光線的路徑 長(zhǎng)度，其在光線傳播時(shí)可以最小化光損失和激光光斑尺寸增長(zhǎng)。隨后能夠 改善傳感分辨率和準(zhǔn)確性而優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)。每個(gè)第一反射器提供明顯的優(yōu) 勢(shì)，即將光線轉(zhuǎn)換成平行光線并僅利用一個(gè)反射器重新引導(dǎo)光線到各自的 感應(yīng)平面。由于有多個(gè)反射小平面，可以最小化每個(gè)第一反射器的面積， 從而最小化整個(gè)系統(tǒng)尺寸并改善緊密性。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是一個(gè)正交均勻的光線網(wǎng)格可以在感應(yīng)平面上產(chǎn) 生。這樣在探測(cè)觸摸輸入時(shí)產(chǎn)生更好且更一致的分辨率和準(zhǔn)確性。
包括回復(fù)反射器同樣降低了部件數(shù)目，特別是所需的傳感裝置的數(shù)目。 由于光線被反射返回每個(gè)相應(yīng)光源，所需的傳感裝置數(shù)目對(duì)應(yīng)光源數(shù)目。 在僅有一個(gè)單光源的實(shí)施例里，僅需要一個(gè)單傳感器，此外，每個(gè)傳感器 可被安置靠近對(duì)應(yīng)的光源，由于它們被安置在一起，這便于安裝和維護(hù)這 些部件。在優(yōu)選實(shí)施例里，每個(gè)光源和相應(yīng)傳感器能夠形成一個(gè)單獨(dú)的掃 描和傳感模塊，進(jìn)一步便于安裝和維護(hù)。
在觸摸板的實(shí)施例里，其它的優(yōu)點(diǎn)還包括更好地保護(hù)部件，如光源和 傳感器，由于這些部件被安置在觸摸板的下方，因此與用戶和外部環(huán)境隔 離。在一個(gè)或多個(gè)第二反射器是觸摸板的一個(gè)反射邊緣的實(shí)施例里，此優(yōu) 點(diǎn)得到增強(qiáng)，因?yàn)槊總€(gè)第二反射器也與用戶和外部環(huán)境隔離。在光線是在 觸摸板的上方或穿過(guò)觸摸板而被反射的實(shí)施例里，同樣解決了由外來(lái)物如 落在觸摸板上的粉塵或污垢阻礙光線而弓1起的錯(cuò)誤探測(cè)的問(wèn)題。
盡管已經(jīng)參照具體示例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，本 發(fā)明能夠有許多其它形式的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將會(huì)理解，所述的各種示例的特征能夠以任何方式進(jìn)行組合。
權(quán)利要求
1.一種在觸敏裝置上感應(yīng)一個(gè)觸摸輸入的傳感系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括一個(gè)感應(yīng)平面；一個(gè)準(zhǔn)直光源，用來(lái)產(chǎn)生沿著一個(gè)或多個(gè)平面的多個(gè)光線，所述一個(gè)或多個(gè)平面不同于感應(yīng)平面；和一個(gè)反射裝置，靠近感應(yīng)平面的一個(gè)邊緣，用來(lái)將至少一個(gè)光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線，并重新引導(dǎo)該光線子集，使其沿著感應(yīng)平面，沿著感應(yīng)平面的光線中的至少一個(gè)光線被觸摸輸入阻斷，從而使傳感系統(tǒng)能夠確定觸摸輸入的一個(gè)位置坐標(biāo)。
2. 依照權(quán)利要求1所述的傳感系統(tǒng)，包括第二所述感應(yīng)平面，其也不同于準(zhǔn)直光源產(chǎn)生的多個(gè)光線沿著的一個(gè) 或多個(gè)平面；和第二所述反射裝置，靠近第二感應(yīng)平面的一個(gè)邊緣，用來(lái)將第二光線 子集轉(zhuǎn)換成平行光線，并在一個(gè)不同于第一光線子集方向的方向上重新引 導(dǎo)第二光線子集，使其沿著第二感應(yīng)平面，從而第一和第二光線子集形成 一個(gè)光線網(wǎng)格，沿著第二感應(yīng)平面的第二子集的光線中的至少一個(gè)光線被 觸摸輸入阻斷，從而使本傳感系統(tǒng)能夠確定觸摸輸入的第二位置坐標(biāo)。
3. 依照權(quán)利要求2所述的傳感系統(tǒng)，其中第一和第二光線子集是互相 垂直正交的，從而光線網(wǎng)格是一個(gè)正交光線網(wǎng)格。
4. 依照權(quán)利要求1所述的傳感系統(tǒng)，其中反射裝置包括第一反射器和第二反射器，第一反射器將來(lái)自光源的光線子集反射到到感應(yīng)平面，而第 二反射器反射來(lái)自第一反射器的光線子集，使得光線子集沿著感應(yīng)平面?zhèn)?播。
5. 依照權(quán)利要求4所述的傳感系統(tǒng)，其中第一和第二反射器中的一個(gè)反射器將光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線。
6. 依照權(quán)利要求5所述的傳感系統(tǒng)，其中第一反射器將光線子集轉(zhuǎn)換 成平行光線，而第二反射器是一個(gè)平面反射器，重新引導(dǎo)平行光線沿著感 應(yīng)平面。
7. 依照權(quán)利要求6所述的傳感系統(tǒng)，其中第一反射器包括多個(gè)反射小 平面(reflecting facet),每個(gè)反射小平面對(duì)應(yīng)于一個(gè)垂直于光線子集的相 應(yīng)光線的平面而傾斜，以在平行于光線子集的其它光線的方向上重新引導(dǎo) 各個(gè)光線到感應(yīng)平面。
8. 依照權(quán)利要求1所述的傳感系統(tǒng)，其中觸敏裝置包括一個(gè)觸摸板， 其中光線子集在到達(dá)反射裝置之前是在觸摸板的第一側(cè)面。
9. 依照權(quán)利要求8所述的傳感系統(tǒng)，其中感應(yīng)平面是在觸摸板的第二 側(cè)面，第二側(cè)面是在第一側(cè)面的對(duì)面，使得沿著感應(yīng)平面的光線中的至少 一個(gè)光線被施加在或靠近觸摸板的觸摸輸入阻斷，從而使傳感系統(tǒng)能夠確 定觸摸輸入在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。
10. 依照權(quán)利要求8所述的傳感系統(tǒng)，其中感應(yīng)平面穿過(guò)觸摸板，使 得沿著感應(yīng)平面的光線中的至少一個(gè)光線被施加在或靠近觸摸板上的觸摸 輸入阻斷，從而使傳感系統(tǒng)能夠確定觸摸輸入在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。
11. 依照權(quán)利要求10所述的傳感系統(tǒng)，其中觸摸板包括一個(gè)反射邊緣， 其形成至少一部分反射裝置，反射邊緣重新引導(dǎo)光線子集沿著感應(yīng)平面， 在觸摸板中穿行。
12. 依照權(quán)利要求1所述的傳感系統(tǒng)，包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)反射器，其中準(zhǔn) 直光源產(chǎn)生至少一個(gè)光線入射到旋轉(zhuǎn)反射器，從而產(chǎn)生多條光線，其中多 條光線的方向互不相同，因而呈一個(gè)發(fā)散的形狀。
13. 依照權(quán)利要求12所述的傳感系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)反射器包括一個(gè)旋轉(zhuǎn) 多角鏡。
14. 依照權(quán)利要求12所述的傳感系統(tǒng)，其中旋轉(zhuǎn)反射器包括一個(gè) MEMS掃描鏡。
15. 依照權(quán)利要求12所述的傳感系統(tǒng)，其中光線子集的每個(gè)光線經(jīng)歷 一個(gè)從光源到反射裝置并沿著感應(yīng)平面的外出路徑，傳感系統(tǒng)還包括一個(gè) 傳感裝置和一個(gè)回復(fù)反射器，回復(fù)反射器靠近感應(yīng)平面的第二邊緣，第二 邊緣是在第一邊緣的對(duì)面，用來(lái)重新引導(dǎo)光線子集的每個(gè)光線沿著返回路 徑而返回到傳感裝置，返回路徑平行于外出路徑。
16. 依照權(quán)利要求15所述的傳感系統(tǒng)，包括一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)反射器和光 源之間的分束器(beam splitter),使得每個(gè)光線的外出部分穿過(guò)分束器而 沿著外出路徑繼續(xù)行進(jìn)，然后，部分外出光線沿著返回路徑返回，而外出 部分的返回部分被分束器重新引導(dǎo)到傳感裝置。
17. 依照權(quán)利要求15所述的傳感系統(tǒng)，其中回復(fù)反射器是一個(gè)回射器， 返回路徑與外出路徑有偏移，其中傳感裝置包括一個(gè)感應(yīng)面和一個(gè)穿過(guò)感 應(yīng)面的孔，傳感裝置被安置在旋轉(zhuǎn)反射器和光源之間，使得每個(gè)光線在外 出路徑上穿過(guò)孔，而在返回路徑上入射到感應(yīng)面。
18. 依照權(quán)利要求15所述的傳感系統(tǒng)，其中傳感裝置包括一個(gè)光學(xué)傳 感器。
19. 依照權(quán)利要求18所述的傳感系統(tǒng)，其中光學(xué)傳感器包括一個(gè)半導(dǎo) 體光電二極管。
20. 依照權(quán)利要求12所述的傳感系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)傳感器，每個(gè)都位于一個(gè)相應(yīng)的預(yù)設(shè)位置上，多個(gè)光線中的相應(yīng)一個(gè)光線入射到一 個(gè)相應(yīng)的校準(zhǔn)傳感器，因此能夠確定多個(gè)光線的時(shí)間順序，從而能夠識(shí)別 每個(gè)光線。
21. 依照權(quán)利要求1所述的傳感系統(tǒng)，其中準(zhǔn)直光源產(chǎn)生紅外光線。
22. 依照權(quán)利要求1所述的傳感系統(tǒng)，其中準(zhǔn)直光源包括一個(gè)激光或 一個(gè)LED。
23. —種在觸敏裝置上感應(yīng)一個(gè)觸摸輸入的方法，本方法包括產(chǎn)生多個(gè)沿著一個(gè)或多個(gè)平面的準(zhǔn)直光線，這一個(gè)或多個(gè)平面不同于感應(yīng)平面；禾口靠近感應(yīng)平面的一個(gè)邊緣，將至少一個(gè)光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線，并 重新引導(dǎo)光線子集，使其沿著感應(yīng)平面，沿著感應(yīng)平面的光線中的至少一 個(gè)光線被觸摸輸入阻斷，從而能夠確定觸摸輸入的一個(gè)位置坐標(biāo)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中產(chǎn)生的多個(gè)光線沿著的一個(gè)或 多個(gè)平面也不同于第二所述感應(yīng)平面，本方法包括靠近第二感應(yīng)平面的一個(gè)邊緣，將第二光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線，并 在不同于第一光線子集方向的方向上重新引導(dǎo)第二光線子集，使其沿著第 二感應(yīng)平面，從而第一和第二光線子集形成一個(gè)光線網(wǎng)格，來(lái)自沿著第二 感應(yīng)平面的第二光線子集中的至少一個(gè)光線被觸摸輸入阻斷，從而能夠確 定觸摸輸入的第二位置坐標(biāo)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中第一和第二光線子集是互相垂 直正交的，從而光線網(wǎng)格是一個(gè)正交光線網(wǎng)格。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，包括重新引導(dǎo)光線子集到感應(yīng)平面 的第一步驟，以及重新引導(dǎo)光線子集沿著感應(yīng)平面的第二步驟。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中第一和第二步驟中的一個(gè)歩驟包括將光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中第一步驟包括將光線子集轉(zhuǎn)換 成平行光線。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，包括使用一個(gè)反射器的一個(gè)反射小 平面以在一個(gè)平行于光線子集中其它光線的方向上重新引導(dǎo)光線子集的每 個(gè)光線到感應(yīng)平面，每個(gè)反射小平面關(guān)于一個(gè)垂直于相應(yīng)光線的平面而傾 斜。
30. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中觸敏裝置包括一個(gè)觸摸板，其 中光線子集在被重新引導(dǎo)到感應(yīng)平面之前是在觸摸板的第一側(cè)面。
31. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中感應(yīng)平面是在觸摸板的第二側(cè) 面，第二側(cè)面是在第一側(cè)面的對(duì)面，使得沿著感應(yīng)平面的光線中的至少一 個(gè)光線被施加在或靠近觸摸板上的觸摸輸入阻斷，從而能夠確定觸摸輸入 在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中感應(yīng)平面穿過(guò)觸摸板，使得沿 著感應(yīng)平面的光線中的至少一個(gè)光線被施加在或靠近觸摸板上的觸摸輸入 阻斷，從而能夠確定觸摸輸入在觸摸板上的一個(gè)位置坐標(biāo)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中觸摸板包括一個(gè)反射邊緣，本 方法包括使用觸摸板的反射邊緣來(lái)重新引導(dǎo)光線子集沿著感應(yīng)平面穿過(guò)觸 摸板。
34. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中通過(guò)從準(zhǔn)直光源發(fā)出至少一個(gè) 光線射向旋轉(zhuǎn)反射器，而產(chǎn)生多條光線，其中此多條光線的方向互不相同，因而呈一個(gè)發(fā)散的形狀。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)反射器包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)多角
36. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)反射器包括一個(gè)MEMS 掃描鏡。
37. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中光線子集中的每個(gè)光線經(jīng)歷一 個(gè)從光源到感應(yīng)平面并沿著感應(yīng)平面的外出路徑，本方法還包括靠近感應(yīng)平面的第二邊緣，第二邊緣是在第一邊緣的對(duì)面，重新引導(dǎo) 光線子集的每個(gè)光線沿著平行于外出路徑的返回路徑回到光源；和感應(yīng)在返回路徑上光線子集的每個(gè)光線。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，包括使用一個(gè)位于旋轉(zhuǎn)反射器和光 源之間的分束器，每個(gè)光線的外出部分能夠穿過(guò)分束器而沿著外出路徑繼 續(xù)行進(jìn)，然后外出部分沿著返回路徑返回，外出部分的返回部分被分束器 重新引導(dǎo)用于進(jìn)行感應(yīng)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其中每個(gè)光線被重新引導(dǎo)而沿著返 回路徑返回，返回路徑與外出路徑有偏移，本方法包括使用一個(gè)傳感裝置， 其具有一個(gè)感應(yīng)面和一個(gè)穿過(guò)感應(yīng)面的孔，傳感裝置被安置在旋轉(zhuǎn)反射器 和光源之間，使得每個(gè)光線外出路徑上穿過(guò)孔并在返回路徑上入射到感應(yīng) 面。
40. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，包括使用一個(gè)光學(xué)傳感器來(lái)感應(yīng)返 回路徑上的每個(gè)光線。
41. 根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中光學(xué)傳感器包括一個(gè)半導(dǎo)體光電二極管。
42. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，包括使用一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)傳感器來(lái) 確定多個(gè)光線的時(shí)序，從而能夠識(shí)別每個(gè)光線，每個(gè)校準(zhǔn)傳感器被安置在 一個(gè)相應(yīng)的預(yù)設(shè)位置上，多個(gè)光線中的每個(gè)相應(yīng)光線入射到一個(gè)相應(yīng)的校 準(zhǔn)傳感器。
43. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中多個(gè)光線是紅外光線。
44. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中多個(gè)光線是通過(guò)激光器或LED產(chǎn)生。
全文摘要
一種用來(lái)在觸敏裝置上感應(yīng)一個(gè)觸摸輸入的傳感系統(tǒng)，本系統(tǒng)包括一個(gè)感應(yīng)平面；一個(gè)準(zhǔn)直光源，用來(lái)產(chǎn)生多個(gè)光線沿著不同于感應(yīng)平面的一個(gè)或多個(gè)平面；以及一個(gè)靠近感應(yīng)平面一個(gè)邊緣的反射裝置，用來(lái)將至少一個(gè)光線子集轉(zhuǎn)換成平行光線，并重新引導(dǎo)光線子集，使其沿著感應(yīng)平面，沿著感應(yīng)平面的光線中的至少一個(gè)光線被觸摸輸入阻斷，從而使傳感系統(tǒng)能夠確定觸摸輸入的一個(gè)位置坐標(biāo)。本發(fā)明也提供了一種在觸敏裝置上感應(yīng)一個(gè)觸摸輸入的相關(guān)方法。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101593063SQ200910141870
公開(kāi)日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者馮耀軍, 穎 劉, 蔡振榮, 陳守龍 申請(qǐng)人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司