專利名稱：結(jié)合筆跟蹤的多點(diǎn)觸摸觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多點(diǎn)觸摸觸摸屏，更具體地，涉及將筆跟蹤與多點(diǎn)觸摸觸摸屏系統(tǒng)相結(jié)合。
背景技術(shù)：
觸摸屏是特別配置的顯示裝置，其通常能夠檢測(cè)顯示面板何時(shí)被觸摸以及顯示面 板內(nèi)的觸摸位置。該觸摸可以通過觸筆、人的手指等來提供。觸摸屏為大量電子設(shè)備提供 了對(duì)小鍵盤、鍵盤或鼠標(biāo)的附加或替代性輸入設(shè)備，所述電子設(shè)備例如為銷售點(diǎn)(point of sale)設(shè)備、手持電子裝置、交互顯示裝置、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、自動(dòng)取款機(jī)等。歷史上，這 些觸摸屏系統(tǒng)采用不同類型的技術(shù)來感測(cè)觸摸位置，但被局限于僅能夠在任何給定時(shí)間檢 測(cè)單個(gè)觸摸的位置。近年來，開發(fā)了多點(diǎn)觸摸觸摸屏，其能夠同時(shí)感測(cè)多點(diǎn)觸摸。觸摸屏檢測(cè)和跟蹤多 點(diǎn)觸摸的能力代表了接口技術(shù)的革命性進(jìn)步。能夠容易地想象，這種技術(shù)的自由可賦予專 業(yè)用戶，例如圖形設(shè)計(jì)員、主持人、攝影師和建筑師，以及賦予給普通的計(jì)算機(jī)用戶。利用多 點(diǎn)觸摸觸摸屏，一個(gè)或多個(gè)用戶能夠同時(shí)使用多個(gè)手指來選擇、操作和拖拽所顯示的對(duì)象。 這種應(yīng)用的潛能是巨大的，特別是隨著多點(diǎn)觸摸觸摸屏的尺寸增大。迄今為止，商業(yè)上最著名的多點(diǎn)觸摸觸摸屏是初級(jí)接口，并顯示在蘋果 iPhone 上。iPhone允許用戶同時(shí)使用兩個(gè)手指通過觸摸屏來執(zhí)行各種功能，包括通過分別沿觸摸 屏的表面使手指滑動(dòng)分開或者使手指滑向彼此來放大或縮小正被顯示的對(duì)象。iWione觸摸 屏依靠電容柵來檢測(cè)不同觸摸的坐標(biāo)和移動(dòng)；然而，使用電容柵意味著觸摸屏不能通過不 導(dǎo)電的手套檢測(cè)觸筆的觸摸或人的觸摸。此外，使用電容柵基本上限制了觸摸屏的可擴(kuò)展 性和能夠在任何給定時(shí)間跟蹤的觸摸的數(shù)量。對(duì)于iPhone，通常在任何給定時(shí)間僅僅使用 兩個(gè)觸摸。因此，只有相對(duì)小的顯示器能夠結(jié)合iPhone的觸摸屏技術(shù)。當(dāng)前的許多其他的 觸摸屏技術(shù)也存在相同的操作和尺寸方面的限制。諸如 Perceptive Pixel 公司(www.perceptivepixel.com)禾口微軟公司(www. microsoft, com/surface)等企業(yè)正在針對(duì)大顯示面板開發(fā)具有前景的新的多點(diǎn)觸摸技術(shù)。 這些技術(shù)采用背投(rear projection)技術(shù)，以將顯示內(nèi)容投影到大顯示面板的背部，使得 從顯示面板的前部能夠看到顯示內(nèi)容。該觸摸檢測(cè)依賴對(duì)響應(yīng)于顯示面板的前部被觸摸而 從顯示面板的背部發(fā)出或反射的紅外(IR)光進(jìn)行感測(cè)。頂光通常僅從被觸摸的點(diǎn)發(fā)出，并 且頂傳感器能夠檢測(cè)與觸摸相關(guān)的強(qiáng)度、位置和任何移動(dòng)。相關(guān)的處理器接收來自頂傳 感器的相應(yīng)的觸摸信息，并處理觸摸信息作為用戶輸入。處理器被配置以基于從被觸摸的 顯示面板得到的用戶輸入來控制顯示內(nèi)容。盡管這些技術(shù)提供了卓越的多點(diǎn)觸摸互動(dòng)性能，但該技術(shù)基本上被限制于人的觸 摸，并且通常不能跟蹤較小的、非人體的物體(例如，來自筆類設(shè)備的觸筆或類似物)的接 觸和移動(dòng)。顯示面板和頂傳感器的有效觸摸靈敏度相對(duì)低些，因此將用戶可操作處的分辨 率限制于其手指的大小。因此，多點(diǎn)觸摸應(yīng)用被限制于相對(duì)較高等級(jí)的選擇、移動(dòng)和輪廓圈定(outlining)功能。需要在較高分辨率下操作的小范圍的手寫、繪圖、選擇等當(dāng)前是不可 行的。此外，當(dāng)多個(gè)用戶與顯示面板互動(dòng)時(shí)，這些技術(shù)不能在觸摸顯示面板的不同用戶之間 進(jìn)行區(qū)分。此外，這些技術(shù)的其他缺點(diǎn)在于環(huán)境光對(duì)檢測(cè)從顯示面板的背部發(fā)出或反射的頂 光的影響。環(huán)境光通常是白熾光或自然光，其具有相對(duì)高的頂光內(nèi)容。環(huán)境頂光干擾響 應(yīng)于觸摸而從顯示面板的背部發(fā)出或反射的頂光，并有效地降低頂傳感器檢測(cè)顯示面板 何時(shí)被觸摸以及如何被觸摸的能力。例如，確定與觸摸相關(guān)的相對(duì)強(qiáng)度或力的能力通常與 環(huán)境頂光的量成反比，并且在環(huán)境光改變時(shí)是困難的。因此，存在對(duì)于大規(guī)模的多點(diǎn)觸摸觸摸屏系統(tǒng)的需求，該多點(diǎn)觸摸觸摸屏系統(tǒng)能 夠檢測(cè)來自觸筆或其他非人體的物體的觸摸以及與觸摸相關(guān)的移動(dòng)。還存在對(duì)于能夠區(qū)分 來自不同用戶的觸摸的多點(diǎn)觸摸屏系統(tǒng)的需求。進(jìn)一步，還需要能夠在白熾光和自然光環(huán) 境下以更高效的方式工作的多點(diǎn)觸摸屏系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其支持多點(diǎn)觸摸人體輸入以及來自數(shù)字筆的 輸入。該顯示系統(tǒng)具有顯示面板，該顯示面板被配置為允許檢測(cè)和跟蹤沿著前表面的人體 觸摸(human touch) 0這些人體觸摸被用作到整個(gè)顯示系統(tǒng)的輸入。顯示面板還包括位置 圖案，該位置圖案優(yōu)選地覆蓋顯示面板的可見區(qū)域。位置圖案被配置成允許通過分析顯示 圖案的與特定位置相關(guān)的一部分來檢測(cè)位置圖案內(nèi)的任何位置。數(shù)字筆被用來在顯示面板 上“寫”，其中，這種寫功能包含檢測(cè)寫發(fā)生的位置以及控制顯示在顯示面板上以反映寫了 什么的顯示內(nèi)容。為了有助于這樣的寫，在任何給定時(shí)間數(shù)字筆正在寫的地方的位置圖案 部分被分析，以確定寫發(fā)生在顯示面板上的什么位置。該顯示內(nèi)容被操作，以包括被寫的寫 入內(nèi)容以及被寫的地方所在的位置。這樣，顯示內(nèi)容反映了數(shù)字筆將什么寫在了顯示面板 上。在一個(gè)實(shí)施例中，位置圖案為由Anoto公司開發(fā)的Anoto圖案。諸如Anoto圖案 的位置圖案使用點(diǎn)、標(biāo)記、或其他圖形來創(chuàng)建連續(xù)可變的圖案，其中，位置圖案的每個(gè)獨(dú)特 (unique)部分提供了足以識(shí)別該部分位置圖案的位置的信息。位置圖案還可以被編碼以識(shí) 別在其上提供位置圖案的特定顯示面板。這樣，可以從位置圖案識(shí)別不同的顯示面板。數(shù)字筆代表了任意類型的數(shù)字寫裝置，并且可以采用多種形式。通常，數(shù)字筆能夠 檢測(cè)位置圖案并通過有線或者優(yōu)選為無線的通信將相應(yīng)的信息提供給顯示系統(tǒng)的中央處 理系統(tǒng)。顯示面板可以是集成顯示面板，其中，顯示技術(shù)被集成到面板中，例如用于LCD或 基于等離子的顯示器的面板。在優(yōu)選的實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)采用背投技術(shù)，其中，投影儀被 用來將顯示內(nèi)容的圖像投影到顯示面板的背部，并且圖像從顯示面板的前部是可見的。用 于感測(cè)人體觸摸的多點(diǎn)觸摸技術(shù)可包括能夠與所采用的顯示技術(shù)兼容的任何已知的技術(shù)。 然而，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例采用背投顯示技術(shù)和多點(diǎn)觸摸技術(shù)，其依賴于對(duì)與人體觸摸對(duì) 應(yīng)的紅外反射的感測(cè)。在閱讀了與附圖相結(jié)合的優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)描述之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清 楚本發(fā)明的范圍并實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的其他方面。


結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的幾個(gè)方面，并與說 明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)的框圖表示。圖2示出了在現(xiàn)有技術(shù)的顯示面板中的全內(nèi)反射。圖3示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的顯示面板中的受抑全內(nèi)反射(frustrated total internal reflection)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)的框圖表示。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字筆。圖6A和圖6B示出了用在本發(fā)明的某些實(shí)施例中的Anoto圖案。圖7示出了在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示面板中的全內(nèi)反射。圖8示出了在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的顯示面板中的受抑全內(nèi)反射。圖9A和圖9B示出了在現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例之間漸逝場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)別。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的擋板框架的使用。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的顯示面板構(gòu)成。圖12示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的顯示面板構(gòu)成。圖13示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的顯示面板構(gòu)成。
具體實(shí)施例方式下述實(shí)施例呈現(xiàn)了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的必要信息，并示出了實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式。在參照附圖閱讀以下描述之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解本發(fā)明的概 念，并將認(rèn)識(shí)到未在文中特別指出的這些概念的應(yīng)用。應(yīng)當(dāng)理解，這些概念和應(yīng)用落在本公 開和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其支持多點(diǎn)觸摸人體輸入以及來自數(shù)字筆的 輸入。顯示系統(tǒng)具有顯示面板，該顯示面板被配置為允許檢測(cè)和跟蹤沿著前表面的人體觸 摸。這些人體觸摸被用作對(duì)整個(gè)顯示系統(tǒng)的輸入。顯示面板還包括位置圖案，該位置圖案 優(yōu)選地覆蓋顯示面板的可見區(qū)域。位置圖案被配置成允許通過分析顯示圖案的與特定位置 相關(guān)的一部分來檢測(cè)位置圖案內(nèi)的任何位置。數(shù)字筆被用來在顯示面板上“寫”，其中，這種 寫功能包含檢測(cè)寫發(fā)生的位置以及控制顯示在顯示面板上以反映寫了什么的顯示內(nèi)容。為 了方便這種寫，在任何給定時(shí)間數(shù)字筆正在寫的地方的部分位置圖案被分析，以確定寫正 發(fā)生在顯示面板上的什么位置。該顯示內(nèi)容被操作，以包括在其被寫時(shí)的寫入內(nèi)容以及其 被寫得所在位置。這樣，顯示內(nèi)容反映了數(shù)字筆將什么寫在了顯示面板上。在一個(gè)實(shí)施例中，位置圖案為由Anoto公司開發(fā)的Anoto圖案。諸如Anoto圖案 的位置圖案使用點(diǎn)、標(biāo)記、或其他圖形來創(chuàng)建連續(xù)可變的圖案，其中，位置圖案的每個(gè)獨(dú)特 部分提供了足以識(shí)別位置圖案的該部分的位置的信息。位置圖案還可以被編碼以識(shí)別在其 上提供有位置圖案的特定顯示面板。這樣，可以從位置圖案識(shí)別不同的顯示面板。數(shù)字筆代表了任意類型的數(shù)字寫裝置，并且可采用多種形式。通常，數(shù)字筆能夠檢 測(cè)位置圖案并通過有線或者優(yōu)選為無線的通信將相應(yīng)的信息提供給顯示系統(tǒng)的中央處理 系統(tǒng)。顯示面板可以是集成顯示面板，其中，顯示技術(shù)被集成到面板中，例如用于LCD或基于等離子的顯示器的面板。在優(yōu)選的實(shí)施例中，顯示系統(tǒng)采用背投技術(shù)，其中，投影儀被用 來將顯示內(nèi)容的圖像投影到顯示面板的背部，并且圖像從顯示面板的前部可見。用于感測(cè) 人體觸摸的多點(diǎn)觸摸技術(shù)可包括能夠與正在使用的顯示技術(shù)兼容的任何已知的技術(shù)。然 而，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例采用背投顯示技術(shù)和多點(diǎn)觸摸技術(shù)，其依賴于對(duì)與人體觸摸對(duì)應(yīng) 的紅外反射的感測(cè)。在深入研究本發(fā)明的細(xì)節(jié)之前，提供用于較大顯示面板的具有前景的多點(diǎn)觸 摸的觸摸屏技術(shù)的概述，該技術(shù)由Perceptive Pixel公司的Jeff Han開發(fā)?？梢栽?perc印tiv印ixel. com獲得其他信息。本發(fā)明的實(shí)施例可以結(jié)合Perceptive Pixel技術(shù) 使用；然而，本發(fā)明并不局限于與Perceptive Pixel技術(shù)相結(jié)合地來實(shí)現(xiàn)。具體參照?qǐng)D1， 諸如由Jeff Han開發(fā)的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10著重于特別配置的顯示面板12，顯示面板12 兼用作背投屏和多點(diǎn)觸摸觸摸屏面板。從顯示面板12的背部所投影的圖像從顯示面板12 的前部可見，并且顯示面板12的前部提供了觸覺或觸摸表面，以供用戶在對(duì)多點(diǎn)觸摸顯示 系統(tǒng)10提供輸入時(shí)觸摸。多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10依賴于全內(nèi)反射(TIR)和受抑全內(nèi)反射(frustrated total internal reflection, FTIR)的光學(xué)現(xiàn)象來檢測(cè)顯示面板12被觸摸的時(shí)間、位置和方式。 在多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10的各個(gè)部件的概述之后，對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行更詳細(xì)的描述。通常，當(dāng) 在顯示面板12內(nèi)行進(jìn)的光線保持在顯示面板12內(nèi)并且沒有光線部分有效地逸出并傳播到 顯示面板12外時(shí)，出現(xiàn)IlR狀態(tài)。對(duì)于多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10，顯示面板12的至少一部分用 作紅外(IR)光的波導(dǎo)，該頂光通過頂發(fā)光二極管(LED) 14的陣列射入到顯示面板12中。 IR LED 14沿顯示面板12的周圍邊緣間隔布置，并且被設(shè)置成發(fā)射頂光到顯示面板12中， 使得頂光通常被保持在顯示面板12中，以促進(jìn)顯示面板12不被觸摸時(shí)的IlR狀態(tài)。當(dāng)IlR狀態(tài)被干擾或受抑時(shí)，出現(xiàn)FIlR狀態(tài)。這種干擾可以由觸摸顯示面板12 引起。顯示面板12被觸摸的點(diǎn)被稱作觸摸點(diǎn)16。當(dāng)在觸摸點(diǎn)16處觸摸顯示面板12的前 表面時(shí)，IlR狀態(tài)被干擾。結(jié)果，否則將保持在顯示面板12內(nèi)的某些頂光被散射并作為 FTIR18離開顯示面板12的背部。多個(gè)FIlR傳感器20被定位在顯示面板12的后面，并被配置為檢測(cè)和監(jiān)控來自顯 示面板12的背部的FIlR 18的相對(duì)位置和強(qiáng)度。由于逸出顯示面板12的光為頂光，因此 FTIR傳感器20為頂光檢測(cè)器。盡管本文描述的是頂光，但也可以采樣其他類型的可見 或不可見光。FIlR傳感器20確定與FIlR 18相關(guān)的度量，并向處理器22提供相應(yīng)的FIlR 信息，該處理器22可以取個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、控制系統(tǒng)等形式。該處理器能夠處理FIlR 信息并確定顯示面板12如何被觸摸。利用該系統(tǒng)，能夠在任何給定時(shí)間檢測(cè)和跟蹤多點(diǎn)觸 摸。觸摸的范圍可以從簡(jiǎn)單的輕點(diǎn)到觸摸的精確路徑被監(jiān)測(cè)的復(fù)雜觸摸和拖拽移動(dòng)。還可 以監(jiān)測(cè)觸摸的強(qiáng)度，這是因?yàn)镕IlR 18的強(qiáng)度通常與和每個(gè)觸摸相關(guān)的壓力成比例。因此， 可以在任何給定時(shí)間由處理器22來跟蹤顯示面板12的多點(diǎn)觸摸的各個(gè)方面。觸摸和觸摸 的屬性被處理，作為對(duì)多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10的觸摸輸入。觸摸輸入被用來控制多點(diǎn)觸摸顯 示系統(tǒng)10的操作。多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10還包括能夠?qū)㈧o態(tài)或視頻內(nèi)容投影到顯示面板12的背部的 投影儀M。如注意到的，顯示面板12被配置成使得投影到顯示面板背部上的圖像以傳統(tǒng) 的背影的方式從顯示面板12的前部可見。被投影的內(nèi)容是多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10的顯示內(nèi)容。顯示內(nèi)容可以全部或部分地由處理器22生成，并提供至投影儀M，該投影儀將把顯示 內(nèi)容投影到顯示面板12的背部。處理器22可以包括任意數(shù)量的媒體設(shè)備或播放器，或與 它們相結(jié)合，所有或部分顯示內(nèi)容可以從所述媒體設(shè)備或播放器訪問或得到。至少部分地， 處理器22將響應(yīng)于觸摸輸入來控制呈送給投影儀M并因此被投影儀M投影的顯示內(nèi)容， 以提供互動(dòng)系統(tǒng)。值得注意的是，整個(gè)多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10可以被設(shè)置在單個(gè)外殼中，其 中，至少顯示面板12被聯(lián)接到鉸接構(gòu)件，該鉸接構(gòu)件允許顯示面板12在水平和豎直方向之 間旋轉(zhuǎn)。以下提供了與前述顯示面板12相關(guān)聯(lián)的IlR和FIlR的概念的概述。參照?qǐng)D2， 示出了顯示面板12，其中，電源沈驅(qū)動(dòng)圍繞在顯示面板12的周圍邊緣的頂LED 14。為了 清楚起見，僅示出了多個(gè)頂LED 14中的一個(gè)。顯示面板12被示出為包括波導(dǎo)面板28和 表面層結(jié)構(gòu)30，該表面層結(jié)構(gòu)30位于波導(dǎo)面板觀的頂面上并且可以包括一個(gè)或多個(gè)層。 波導(dǎo)面板觀通常為透明的丙烯酸或類似聚合物(clear acrylic or like polymer)。表 面層結(jié)構(gòu)30表示顯示面板12的前部，并提供被觸摸的表面。表面層結(jié)構(gòu)30優(yōu)選地為柔性 (compliant)的，并且提供了顯示內(nèi)容被投影于其上的半透明表面，因?yàn)椴▽?dǎo)面板觀由透 明的材料形成。波導(dǎo)面板觀的底面表示顯示面板12的面向投影儀M的背部。在波導(dǎo)面板觀的頂面與表面層結(jié)構(gòu)30的底面之間形成有邊界。假設(shè)波導(dǎo)面板觀 的丙烯酸具有與表面層結(jié)構(gòu)30的底層不同的折射率。通常，當(dāng)頂光線在波導(dǎo)面板觀中行 進(jìn)經(jīng)過所述邊界并進(jìn)入表面層結(jié)構(gòu)30時(shí)，頂光線被部分地折射以及部分地反射。折射的 頂光線在邊界處改變方向，并行進(jìn)到表面層結(jié)構(gòu)30中及穿過表面層結(jié)構(gòu)30。反射的頂光 線被反射回第一材料中，并繼續(xù)行進(jìn)穿過波導(dǎo)面板觀。對(duì)于在波導(dǎo)面板觀的底面與空氣之 間形成的邊界，情況相同。當(dāng)在波導(dǎo)面板觀中行進(jìn)的幾乎所有頂光線在到達(dá)邊界之后全部被反射回波導(dǎo)面 板觀中，并且因此沒有頂光線有效地在波導(dǎo)面板觀的任一側(cè)上折射到表面層結(jié)構(gòu)30或 空氣中時(shí)，實(shí)現(xiàn)了 IlR的狀態(tài)。這樣，IR光線停留在波導(dǎo)面板觀中。這些停留在波導(dǎo)面板 觀內(nèi)的頂光線被稱作內(nèi)部反射32。IlR通常需要特定的條件。首先，波導(dǎo)面板觀的折射 率必須大于表面層結(jié)構(gòu)30的底層以及波導(dǎo)面板觀的另一側(cè)上的空氣的折射率。其次，IR 光線的入射角必須大于與波導(dǎo)面板觀相關(guān)的臨界角。入射角是光線相對(duì)于正交或垂直于 波導(dǎo)面板觀的頂面或底面的線行進(jìn)的角度的度量。臨界角通常取決于波導(dǎo)面板觀的構(gòu)成 并且對(duì)應(yīng)于在其以上TIR出現(xiàn)在波導(dǎo)面板觀中的入射角。參照?qǐng)D3，當(dāng)IlR狀態(tài)被干擾，并且通常反射回第一材料中的頂光線被散射并作為 FTIR 18行進(jìn)到波導(dǎo)面板觀外時(shí)，出現(xiàn)示例的FIlR狀態(tài)。如所示出的，F(xiàn)TIR 18可以由人在 觸摸點(diǎn)16處觸摸表面層結(jié)構(gòu)30而引起。這種觸摸使得柔性的表面層結(jié)構(gòu)30壓縮，造成沿 邊界的干擾，其中，頂光線以具有小于與TIR的狀態(tài)相關(guān)的臨界角的入射角的方式反射回 波導(dǎo)面板觀中。這樣，這些頂光線作為FIlR 18離開波導(dǎo)面板觀的底面，并能夠由FIlR 傳感器20檢測(cè)。FTIR 18在與觸摸點(diǎn)16基本相對(duì)的點(diǎn)處離開波導(dǎo)面板觀的底面。此外， 觸摸點(diǎn)16處的觸摸力通?？刂艶IlR 18的強(qiáng)度。取決于環(huán)境光的量，F(xiàn)TIR傳感器20能夠 確定觸摸的持續(xù)時(shí)間、位置和相對(duì)強(qiáng)度，并且跟蹤觸摸點(diǎn)16的任何后續(xù)移動(dòng)。任何數(shù)量的 觸摸都能夠被跟蹤并用作到處理器22的輸入。在某些實(shí)施例中，可以在任何給定時(shí)間跟蹤 10個(gè)或更多個(gè)觸摸。
如上所述，這些多點(diǎn)觸摸觸摸屏技術(shù)提供了卓越的多點(diǎn)觸摸交互性。然而，該技術(shù) 基本上限制于人體觸摸，并且通常不能跟蹤較小的、非人體的物體(例如，來自筆類設(shè)備的 觸筆或類似物)的接觸和移動(dòng)?，F(xiàn)有技術(shù)的顯示面板12和頂傳感器20的有效觸摸靈敏 度相對(duì)較低，因此將用戶可以其操作的分辨率限制于其手指的大小。因此，多點(diǎn)觸摸應(yīng)用被 限制于相對(duì)較高等級(jí)的選擇、移動(dòng)和輪廓圈定功能。需要以較高分辨率操作的小范圍的手 寫、繪圖、選擇等是不可行的。此外，這些技術(shù)不能在觸摸顯示面板12的不同用戶之間進(jìn)行 區(qū)分。本發(fā)明向這些多點(diǎn)觸摸觸摸屏技術(shù)提供了檢測(cè)觸筆接觸及其相關(guān)強(qiáng)度以及跟蹤 觸筆橫跨顯示面板12的后續(xù)移動(dòng)的能力。為了描述的目的，觸筆被定義為非人體裝置(例 如，筆裝置)的用來與顯示面板12互動(dòng)的一部分。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10被修改，如圖4所示。具體 地，無線訪問點(diǎn)36與處理器22相關(guān)聯(lián)地設(shè)置，并被配置為支持與數(shù)字筆38的無線通信。如 將在以下進(jìn)一步詳細(xì)描述的，數(shù)字筆38能夠收集寫信息，該寫信息足以確定數(shù)字筆38什么 時(shí)候被用于在顯示面板12上進(jìn)行“寫”、在顯示面板12上寫什么、以及在顯示面板12上的 什么位置寫。此外，寫信息識(shí)別在每次筆對(duì)著顯示面板12劃線期間數(shù)字筆38的位置。術(shù) 語“寫”、“進(jìn)行寫”和“被寫”被定義為涉及文本(包括數(shù)字、字母和符號(hào))、繪制對(duì)象、符號(hào)、 涂鴉等。因此，這些術(shù)語不僅限于文本。數(shù)字筆38可以處理寫信息，以生成筆數(shù)據(jù)，并將該 筆數(shù)據(jù)無線地傳送到無線訪問點(diǎn)36?？商娲?，可以從數(shù)字筆38將經(jīng)過很少處理或者未經(jīng) 處理的寫信息作為筆數(shù)據(jù)發(fā)送到無線訪問點(diǎn)36。值得注意的是，數(shù)字筆38可以具有或沒有 墨水盒。無論墨水盒是否存在，數(shù)字筆38都被配置為允許在顯示面板12上進(jìn)行寫，而不將 墨水涂覆到顯示面板12上。任何出現(xiàn)在顯示面板12上的寫通過處理器22被表現(xiàn)為顯示 內(nèi)容。筆數(shù)據(jù)被傳送到處理器22并被處理作為用戶輸入，該用戶輸入可以與從FIlR傳 感器20提供的其他觸摸信息一起使用，以控制投影在顯示面板12上的顯示內(nèi)容。優(yōu)選地， 實(shí)際的或處理的寫信息經(jīng)由無線訪問點(diǎn)36實(shí)時(shí)地提供給處理器22。處理器22將立即處理 筆數(shù)據(jù)，以確定寫的內(nèi)容以及該內(nèi)容被寫在顯示面板12上的什么位置。處理器22還可以 處理顯示內(nèi)容，以在寫入內(nèi)容被寫時(shí)將所寫的內(nèi)容包括在顯示內(nèi)容中。優(yōu)選地，在內(nèi)容正被 寫在顯示面板12上時(shí)，利用所寫內(nèi)容的實(shí)質(zhì)復(fù)制對(duì)顯示內(nèi)容實(shí)時(shí)地連續(xù)更新。這樣，手寫 實(shí)時(shí)地表現(xiàn)為實(shí)際的手寫，并且素描實(shí)時(shí)地表現(xiàn)為實(shí)際的素描。除了實(shí)時(shí)地捕捉和顯示所 寫內(nèi)容之外，筆劃或類似的互動(dòng)可以被用作任何其他的觸摸輸入，以進(jìn)行選擇、拖拽等。這 些控制互動(dòng)還可以以被處理或未處理的形式作為筆數(shù)據(jù)傳送到處理器22。每個(gè)數(shù)字筆38將優(yōu)選地具有隨筆數(shù)據(jù)一起傳輸?shù)莫?dú)特標(biāo)識(shí)。處理器22能夠識(shí)別 任何給定的所寫內(nèi)容由其創(chuàng)建的特定數(shù)字筆38并對(duì)其進(jìn)行處理。多個(gè)數(shù)字筆38可以被用 來同時(shí)在顯示面板12上寫。處理器22可以根據(jù)支持的應(yīng)用，以相同或不同的方式同時(shí)處 理來自不同的數(shù)字筆38中的多個(gè)的寫信息。因此，提供了一種大型多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10， 其能夠同時(shí)處理多個(gè)人體觸摸以及多個(gè)數(shù)字筆互動(dòng)。此外，來自不同數(shù)字筆38的互動(dòng)可以 被彼此區(qū)分，使得能夠區(qū)分來自不同用戶的輸入。參照?qǐng)D5，示出了示例性數(shù)字筆38與顯示面板12的表面接合。在該實(shí)施例中，顯 示面板12包括波導(dǎo)面板28和位于波導(dǎo)面板28上的表面層40。具體地，表面層40包括柔性層42，柔性層42具有比波導(dǎo)面板觀的折射率低的折射率。優(yōu)選地，柔性層42是相對(duì)透 明的，并且允許穿過波導(dǎo)面板觀的投影圖像呈現(xiàn)在位于柔性層42上的投影層44上。優(yōu)選 地，投影層44有效地提供了在其上顯示被投影的顯示內(nèi)容的屏幕。再次，被投影的顯示內(nèi) 容從顯示面板12的前部或頂部可見。如所示出的，位置圖案46被印在表面層40上或表面層40中，優(yōu)選地印在投影層 44上。位置圖案46優(yōu)選地提供遍布顯示面板12的整個(gè)可見區(qū)域的獨(dú)特圖案。數(shù)字筆38 能夠基于位置圖案46收集寫信息，并處理位置圖案46以確定數(shù)字筆38的精確位置，或者 將位置信息作為筆數(shù)據(jù)傳輸?shù)教幚砥?2，處理器22可以處理位置圖案46以確定數(shù)字筆38 的位置。通常，位置信息被連續(xù)地更新，并被用來跟蹤與使用數(shù)字筆38在顯示面板12上寫 信息相關(guān)的移動(dòng)，并因此跟蹤筆劃。優(yōu)選地，位置圖案46被配置成使得在顯示面板12的整個(gè)表面區(qū)域上的任何位置 處的圖案都是獨(dú)特的，并且能夠通過分析位置圖案46的一小部分來檢測(cè)精確位置。這樣， 可以在任何給定時(shí)間跟蹤和處理對(duì)于任何數(shù)量的數(shù)字筆38寫發(fā)生的位置。在優(yōu)選實(shí)施例 中，位置圖案46與Anoto圖案相同或類似。Anoto圖案被與能夠讀取其上由Anoto公司印 有Anoto圖案的紙上的Anoto圖案的數(shù)字筆相關(guān)聯(lián)地開發(fā)。關(guān)于Anoto圖案的進(jìn)一步信息 可在Anoto. com獲得。Anoto圖案包括大量的非常小的點(diǎn)，這些點(diǎn)具有0. 3mm的標(biāo)定間距。 盡管點(diǎn)具有0. 3mm的標(biāo)定間距，但這些點(diǎn)創(chuàng)建了唯一地識(shí)別顯示面板12的表面上的任何位 置的圖案。在圖6A中提供了放大的Anoto圖案的示例部分，其中，圖6B中示出了從0. 3mm 柵格的點(diǎn)的連續(xù)可變偏差。除了能夠唯一地識(shí)別顯示面板12上的任何位置之外，Anoto圖 案還可以被配置為唯一地識(shí)別顯示面板12，使得不同的顯示面板12將具有唯一的簽名。數(shù) 字筆38可以能夠與任意數(shù)量的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10進(jìn)行互動(dòng)，這些多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)10 均在彼此的無線通信范圍內(nèi)，其中，數(shù)字筆38和處理器22將能夠識(shí)別正在其上進(jìn)行寫的特 定顯示面板12?；氐綀D5，數(shù)字筆38通常將包括主體48，觸筆50附接至該主體48。觸筆50表示 數(shù)字筆38到顯示面板12的寫尖端，因此表示了接觸點(diǎn)。數(shù)字筆38的核心為控制系統(tǒng)52， 其與壓力傳感器討、諸如頂發(fā)光二極管(LED)的頂光源(LS)56、圖像傳感器(IS)58、收發(fā) 器電路60以及存儲(chǔ)器62相關(guān)聯(lián)。優(yōu)選地，由電池64通過適當(dāng)?shù)墓╇婋娐?未示出)為這 些組件供電。值得注意的是，收發(fā)器電路60與控制系統(tǒng)52以及一個(gè)或多個(gè)天線66相關(guān)聯(lián)， 以促進(jìn)與無線訪問點(diǎn)36的雙向無線通信。這些通信可以基于任何無線通信標(biāo)準(zhǔn)，如IEEE 的802. 11無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以及個(gè)人域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，如藍(lán)牙或無線通用串行總線(USB)。盡管 文中描寫和描述了無線配置，但數(shù)字筆38可以通過有線接口與處理器22進(jìn)行通信，這種情 況未被示出。壓力傳感器M被耦接到觸筆50，并被配置為當(dāng)觸筆50壓靠在顯示面板12上時(shí)進(jìn) 行檢測(cè)，并且優(yōu)選地監(jiān)測(cè)與接觸相關(guān)的相對(duì)力。這樣，壓力傳感器M可以將相關(guān)的力信息 發(fā)送到控制系統(tǒng)52，以進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、或其結(jié)合。這些力信息被認(rèn)為是寫信息，并可以被用 來確定數(shù)字筆38何時(shí)被用來在數(shù)字面板12上進(jìn)行寫，以及或許可以確定與該寫相關(guān)的強(qiáng) 度。這樣，最終可將所寫內(nèi)容以表示與將內(nèi)容寫在顯示面板12上相關(guān)的有效權(quán)重的方式顯 示在顯示內(nèi)容中。壓力傳感器M至少允許控制系統(tǒng)52確定寫正發(fā)生的時(shí)間。檢測(cè)寫本身涉及頂光源56和圖像傳感器58。優(yōu)選地，位置圖案46和投影層44被配置成使得位置圖案46的點(diǎn)或其他圖案標(biāo)記吸收從頂光源56所發(fā)射的頂光，并將未 被位置圖案46吸收的光反射回圖像傳感器58。圖像傳感器58和控制系統(tǒng)52彼此相配合， 以有效地提供頂照相機(jī)。該頂照相機(jī)可以在觸筆50與顯示面板12接觸時(shí)，每秒鐘獲得 多張位置圖案46的照片。每個(gè)照片均捕捉到未被位置圖案46吸收并接近或圍繞顯示面板 12上的與觸筆50接觸的點(diǎn)的反射頂光。該照片信息可以被認(rèn)為是寫信息，并由控制系統(tǒng) 52進(jìn)行處理，或傳送到處理器22進(jìn)行處理。與處理的位置無關(guān)地，每個(gè)圖像被處理以識(shí)別 其被捕獲的時(shí)間、以及捕獲圖像時(shí)觸筆50的位置。該位置可以被識(shí)別作為坐標(biāo)等。在處理 圖像序列時(shí)，能夠計(jì)算與數(shù)字筆38的給定筆劃相關(guān)的任何移動(dòng)的位置、方向和距離。在檢 測(cè)筆劃時(shí)，能夠確定寫入內(nèi)容。因此，數(shù)字筆38將有助于對(duì)數(shù)字筆38對(duì)著顯示面板12的 每次筆劃的精確位置和屬性的檢測(cè)?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，示出了顯示面板12的橫截面，其中，數(shù)字筆38與投影層44接觸。 值得注意地，TIR效應(yīng)優(yōu)選地不受數(shù)字筆38的觸筆50與表面層40接觸的影響。一般地， 當(dāng)與人類手指相比時(shí)的觸筆50的點(diǎn)的相對(duì)較小的尺寸使得由觸筆50導(dǎo)致的任何表面干擾 不足以觸發(fā)FIlR效應(yīng)?？商娲?，處理器22可以減除由數(shù)字筆38導(dǎo)致的任何FIlR 18的 輸入，因?yàn)閿?shù)字筆38的位置是已知的。如圖7所示，波導(dǎo)面板觀的周圍邊緣(左側(cè))是斜切的，而不是如圖2和3的現(xiàn) 有技術(shù)實(shí)施例中示出的那樣，與顯示面板12的表面垂直。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，形成具有斜面的周 圍邊緣以及聯(lián)接IRLED 14使其垂直于該周圍邊緣的斜面大大提高了多點(diǎn)觸摸的性能。如 果斜面在大約30到60度之間并且優(yōu)選地與波導(dǎo)面板觀的頂面或底面成大約45度，則IlR 和FIlR效應(yīng)被增強(qiáng)并提供了對(duì)人體觸摸的較大靈敏度。如圖8所示，與圖2和圖3中所示 的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例相比，當(dāng)數(shù)字筆38與顯示面板12接觸時(shí)仍然保持了 IlR效應(yīng)，并且響應(yīng) 于人體觸摸仍提供了明顯更強(qiáng)的FIlR 18。此外，斜切的周圍邊緣的使用顯著提高了對(duì)人體 觸摸的靈敏度以及在不同強(qiáng)度的人體觸摸之間進(jìn)行區(qū)分的能力。性能提高主要是由于在波導(dǎo)面板觀的表面外形成的漸逝場(chǎng)的顯著增大。漸逝場(chǎng) 是在IlR狀態(tài)期間延伸通過波導(dǎo)面板觀的表面的光場(chǎng)。當(dāng)漸逝場(chǎng)被干擾時(shí)，可以觸發(fā)FIlR 效應(yīng)。漸逝場(chǎng)越大，對(duì)漸逝場(chǎng)干擾的靈敏度就越大，并且產(chǎn)生的FIlR 18的強(qiáng)度就越大。圖 9A和圖9B示出了與垂直的周圍邊緣和斜切的周圍邊緣相關(guān)的相對(duì)漸逝場(chǎng)強(qiáng)度的比較。如 圖清楚所示，在波導(dǎo)面板觀的表面處漸逝場(chǎng)強(qiáng)度顯著較高，并在波導(dǎo)面板觀外的所有距離 處都保持顯著較高。如圖10所示，可以作為顯示面板12的框架的一部分的擋板67的使用 可以被用來保留捕集在波導(dǎo)面板觀中的頂光，直至達(dá)到顯示面板12的可用部分。較高的 漸逝場(chǎng)強(qiáng)度的另一優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)環(huán)境光照(特別是具有高頂內(nèi)容的環(huán)境光照)的影響的抗 擾度增強(qiáng)。如下面將進(jìn)一步描述的，本發(fā)明的其他實(shí)施例提供對(duì)環(huán)境光照的更進(jìn)一步的抗 擾度。參照?qǐng)D11至圖13，示出了本發(fā)明的三個(gè)不同實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，為顯示面 板12提供了獨(dú)特的構(gòu)成。對(duì)于這三個(gè)實(shí)施例中的每一個(gè)，標(biāo)識(shí)各個(gè)層并描述了每個(gè)層的示 例性材料。具體地參照?qǐng)D11，顯示面板12包括波導(dǎo)面板觀、在波導(dǎo)面板觀上方的柔性層 42、在柔性層42上方的投影層44、以及在投影層44上方的保護(hù)層68?？梢栽谶@些被標(biāo)識(shí) 的層之間或者之內(nèi)形成附加層。值得注意地，柔性層42、投影層44和保護(hù)層68被認(rèn)為是表 面層40的一部分。這對(duì)于配置顯示面板12使得位置圖案46能夠以有助于數(shù)字筆38操作的方式印在顯示面板12上是有益的。顯示面板12應(yīng)當(dāng)適用于背投，并且位置圖案46應(yīng)當(dāng) 以不明顯干擾投影圖像的觀看的方式印在顯示面板12上。最后，顯示面板12應(yīng)當(dāng)具有可 接受的FIlR效應(yīng)，并且應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地能夠在環(huán)境光照下良好地工作并提供高度靈敏的FIlR 效應(yīng)。對(duì)于圖11的實(shí)施例，諸如Anoto圖案的位置圖案46被印在投影層44上。優(yōu)選地， 投影層44提供了半透明屏幕以及用于數(shù)字筆38的反射背景，投影圖像對(duì)照半透明屏幕可 見。具體地，對(duì)于不包括與位置圖案46相關(guān)的點(diǎn)或其他圖案標(biāo)記的區(qū)域，從頂光源56發(fā) 射的頂光應(yīng)當(dāng)被朝著數(shù)字筆38的圖像傳感器58反射回去。進(jìn)一步，投影層44應(yīng)當(dāng)被配 置為使其不粘著于柔性層42。白色的R0sc0屏幕或類似的背投屏幕滿足投影層44的期望 要求。用于投影層44的其他材料可以包括HP Backlit UV或Backlit剛性PVC層。柔性 層42優(yōu)選地由硅樹脂或其他適當(dāng)?shù)娜嵝圆牧闲纬?。?yōu)選的硅樹脂包括SORTA-ClearTM 40 和Elastocil RT 601。用于柔性層42的其他材料可以包括Supatex或其他適當(dāng)?shù)娜槟z 薄層。波導(dǎo)面板觀優(yōu)選地為丙烯酸或類似聚碳酸酯板(acrylic or like polycarbonate plate)，例如Lexan 9030。用于波導(dǎo)面板28的其他材料包括樹脂玻璃。保護(hù)層68可由 透明且優(yōu)選為非常薄的塑料薄膜(plastic foil)形成，并且僅被提供以減小對(duì)投影層44 的損壞、磨損和磨蝕。保護(hù)層68可由諸如用于玻璃、公交車站或陳列櫥的透明的抗劃薄膜 (foil)形成。值得注意的是，可以在投影層44上設(shè)置任意數(shù)量的層；然而，層的添加最終 將使投影圖像彎曲，以及可能阻礙數(shù)字筆38讀取位置圖案46的能力。參照?qǐng)D12，顯示面板12的總的構(gòu)成與圖11中所示出的類似。主要的不同之處在 于投影層44由包括屏幕層70和圖案層72的兩個(gè)單獨(dú)的層形成。在這種情況下，圖案層72 是其上印有位置圖案46的透明的塑料層。值得注意的是，圖案層72將不按照數(shù)字筆38的 操作要求反射頂光。然而，屏幕層70將為頂光提供反射背景，并使數(shù)字筆38能夠如上所 述地工作。除了為圖案層72提供無光澤(matte)的頂光反射背景之外，屏幕層70還將提 供在其上投影圖像可見的介質(zhì)。再次，白色R0SC0屏幕等滿足屏幕層70的所有要求。保護(hù) 層68、柔性層42和波導(dǎo)面板觀可以被如上所述地配置?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖13，示出了顯示面板12的第三實(shí)施例。該實(shí)施例提供了對(duì)具有高頂 內(nèi)容的環(huán)境光的最大抗擾度。該實(shí)施例示出為與圖12的實(shí)施例相同，其中不同之處在于在 投影層44和柔性層42之間設(shè)有過濾器層74。此外，過濾器層74被分成包括頂過濾層76 和抗粘層78的兩個(gè)層。頂過濾層76優(yōu)選地為能夠過濾環(huán)境光、并具體地能夠過濾環(huán)境光 的頂內(nèi)容的薄箔片(foil)。用于頂過濾層76的材料可以包括透明防曬箔片(foil)和 熱反射箔片(foil)。這樣JR過濾層76將至少減少來自環(huán)境光的將達(dá)到柔性層42和波導(dǎo) 面板觀的頂內(nèi)容的量。設(shè)有抗粘層78以防止頂過濾層76在觸摸事件之后粘著到柔性 層42。當(dāng)人將在保護(hù)層68上按壓時(shí)，如果沒有抗粘層78，頂過濾層76的箔片(foil)有 粘著到柔性層42的硅樹脂上的趨勢(shì)。在觸摸事件移除之后，這種粘著可能觸發(fā)連續(xù)且延續(xù) 的FIlR效應(yīng)。優(yōu)選地，抗粘層78是透明的。描圖紙(tracing paper)被證明是用于該層 的適當(dāng)材料。其他用于抗粘層78的材料可以包括Teflon噴霧或透明涂層(clear coat) 的薄層。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠認(rèn)識(shí)到本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的改進(jìn)和更改。所有這種改進(jìn)和更 改均被認(rèn)為落入文中公開的概念以及下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，包括顯示面板，其包括接收人體觸摸的前表面以及與所述前表面相關(guān)聯(lián)地提供的位置圖 案，所述位置圖案由數(shù)字筆從所述前表面可讀并為所述前表面提供獨(dú)特的位置標(biāo)記，其中， 所述位置圖案中的獨(dú)特位置從所述獨(dú)特的位置標(biāo)記的相應(yīng)部分是可識(shí)別的；觸摸感測(cè)電路，其適于檢測(cè)在所述顯示面板的所述前表面上的人體觸摸，并提供相應(yīng) 的觸摸輸入；通信接口，其適于接收與寫信息有關(guān)的筆數(shù)據(jù)，所述寫信息響應(yīng)于所述數(shù)字筆捕捉所 述獨(dú)特的位置標(biāo)記的所述數(shù)字筆正被用于在其處寫的那些部分的圖像而得到；以及處理電路，其與所述觸摸感測(cè)電路和所述通信接口相關(guān)聯(lián)，并適于響應(yīng)于所述觸摸輸 入和所述筆數(shù)據(jù)而控制被顯示在所述顯示面板上的顯示內(nèi)容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述位置圖案的位置標(biāo)記橫跨所 述顯示面板的整個(gè)前表面是連續(xù)可變的，使得所述位置標(biāo)記在所述位置圖案內(nèi)的任何點(diǎn)處 都是獨(dú)特的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述位置標(biāo)記包括多個(gè)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述位置圖案是Anoto圖案。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述位置圖案內(nèi)的任何點(diǎn)處的所 述位置標(biāo)記對(duì)應(yīng)于所述點(diǎn)相對(duì)于所述顯示面板的所述前表面的獨(dú)特位置坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述顯示面板的獨(dú)特的標(biāo)識(shí)符被 編碼在所述位置圖案內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述處理電路適于通過包括基本 上直接地與所述數(shù)字筆正在所述顯示面板上寫的內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的寫來控制所述顯示內(nèi)容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述顯示面板包括后表面，該后表 面進(jìn)一步包括投影儀，所述投影儀與所述處理電路相關(guān)聯(lián)并被配置為在所述處理電路的控 制下將所述顯示內(nèi)容向所述顯示面板的所述后表面投影，所述顯示面板被配置為使得正被 向所述后表面投影的所述顯示內(nèi)容在所述前表面上可見。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，為了檢測(cè)在所述顯示面板的所述 前表面上的人體觸摸，所述觸摸感測(cè)電路適于檢測(cè)響應(yīng)于所述人體觸摸而從所述顯示面板 的后表面反射的反射光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所反射的光為紅外光。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述顯示面板包括波導(dǎo)面板和適 于將光射入到所述波導(dǎo)面板中的光源，使得當(dāng)所述顯示面板的所述前表面不被人觸摸時(shí)， 在所述波導(dǎo)面板內(nèi)實(shí)現(xiàn)全內(nèi)反射的狀態(tài)，以及當(dāng)所述顯示面板的所述前表面接收到人的觸 摸時(shí)，發(fā)生受抑全內(nèi)反射，所述受抑全內(nèi)反射中的一些是由所述觸摸感測(cè)電路可檢測(cè)的反 射光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述波導(dǎo)面板包括斜切的周圍 邊緣，所述周圍邊緣具有基本平坦的邊緣表面，所述光源安裝在所述邊緣表面上，所述光源 通過所述基本平坦的邊緣表面將光射入到所述波導(dǎo)面板中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述光源包括多個(gè)發(fā)光二極管， 所述發(fā)光二極管沿所斜切的周圍邊緣的所述基本平坦的邊緣表面安裝。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在所述基本平坦的邊緣表面與 所述前表面之間形成的角在大約30度和60度之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在所述基本平坦的邊緣表面與 所述前表面之間形成的角為大約45度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述通信接口為適于經(jīng)由無線通 信接收所述筆數(shù)據(jù)的無線通信接口。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述無線通信接口適于與所述 數(shù)字筆直接通信。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述通信接口適于與能夠與所述 數(shù)字筆進(jìn)行通信的裝置或系統(tǒng)進(jìn)行通信。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述顯示面板包括波導(dǎo)面板、鄰 近所述波導(dǎo)面板的柔性層、以及在所述柔性層上方的投影層，所述投影層包括所述位置圖 案并提供投影表面，所述顯示內(nèi)容的圖像被投影在所述投影表面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述投影層包括半透明屏幕層 和在所述半透明屏幕層上方的圖案層，其中，所述半透明屏幕層提供所述投影表面，并且所 述圖案層包括所述位置圖案。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述顯示面板進(jìn)一步包括過濾 器層，所述過濾器層適于過濾至少某些波長(zhǎng)的環(huán)境光。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述過濾器層被提供在所述柔 性層與所述投影層之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述過濾器層包括過濾層，其過濾至少某些波長(zhǎng)的環(huán)境光；以及抗粘層，其位于所述過濾層與所述柔性層之間，并被配置為防止所述過濾層響應(yīng)于人 體觸摸而粘著到所述柔性層。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述波導(dǎo)面板包括斜切的周圍 邊緣，所述周圍邊緣具有基本平坦的邊緣表面，光源安裝在所述基本平坦的邊緣表面上，所 述光源通過所述基本平坦的邊緣表面將光射入到所述波導(dǎo)面板中。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在所述基本平坦的邊緣表面與 所述前表面之間形成的角在大約30度和60度之間。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，在所述基本平坦的邊緣表面與 所述前表面之間形成的角為大約45度。
27.根據(jù)權(quán)利要求19所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述投影層進(jìn)一步提供反射表 面，從所述數(shù)字筆的光源提供的并且沒有被所述位置圖案吸收的光從所述反射表面往回反 射向所述數(shù)字筆的光傳感器。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其中，所述觸摸感測(cè)電路適于檢測(cè)受抑 全內(nèi)反射。
29.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，還包括所述數(shù)字筆，所述數(shù)字筆包括主 體、在所述主體的一端的觸筆、與所述觸筆相關(guān)聯(lián)的壓力傳感器、圖像傳感器、光源、以及與 所述壓力傳感器和所述圖像傳感器相關(guān)聯(lián)的處理器，其中，所述處理器適于響應(yīng)于所述壓力傳感器指示所述觸筆與所述顯示面板的所述前表面相接觸而捕捉所述獨(dú)特的位置標(biāo)記 的在其處所述數(shù)字筆正被用來進(jìn)行寫的那些部分的連續(xù)圖像，所述光源照亮所述獨(dú)特的位 置標(biāo)記的那些部分，以有助于圖像捕捉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)觸摸顯示系統(tǒng)，其支持多點(diǎn)觸摸人體輸入以及來自數(shù)字筆的輸入。該顯示系統(tǒng)具有顯示面板，該顯示面板被配置為允許檢測(cè)和跟蹤沿前表面的人體觸摸。該顯示面板還包括位置圖案，該位置圖案優(yōu)選地覆蓋顯示面板的可見區(qū)域。位置圖案被配置為允許通過分析顯示圖案的與特定位置相關(guān)的一部分來檢測(cè)位置圖案內(nèi)的任何位置。數(shù)字筆被用來在顯示面板上進(jìn)行“寫”，其中，這種寫功能涉及檢測(cè)寫發(fā)生的位置以及控制在顯示面板上被顯示以反映正被寫的顯示內(nèi)容。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102144208SQ200980135801
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者B·多雷, J·R·鮑威爾, J·萊特納, M·T-L·馬, M·哈勒, P·布蘭德爾, P·陶, T·J·塞弗里德 申請(qǐng)人:北方電訊網(wǎng)絡(luò)有限公司