[发明专利]基于光的触摸屏幕

说明书

技术领域

本发明的领域为用于计算机的触摸屏幕。

背景技术

传统的触摸屏幕是基于电容或电阻的。这些触摸屏幕向用户提供界面，通过这些界面，用户通过利用触笔或利用其手指在选定位置触摸屏幕而将输入信息输入到计算装置中。

传统的触摸屏幕通常较大。当空间非常宝贵时，例如对于小型手持电子装置，传统的触摸屏幕仅仅限于用户输入少许信息。而且，当用户不使用触笔时，这些输入信息很难被精确地解析。

传统的触摸屏幕还受限于它们能够识别的用户输入的类型。例如，传统的触摸屏幕不能区分轻敲击和重按压。传统的触摸屏幕不能识别在同一屏幕位置快速重复的敲击。传统的触摸屏幕不能识别连续跨越触摸屏幕的手指或触笔形成的姿势。

因而，生产对于大屏幕和小屏幕来说都能够识别单次轻敲击、重复轻敲击、按压和姿势的触摸屏幕将会是有利的。

发明内容

本发明的各个方面涉及触摸屏幕，该触摸屏幕通过测量由红外发光二极管(LED)发出的光强度来操作。与基于电阻或电容的现有技术触摸屏幕不同，本发明的各个实施方式利用光束。

LED和光电二极管(PD)接收器围绕触摸屏幕的周边分布。所述LED由微处理器控制以选择性地发光，所述PD接收器由所述微处理器控制以选择性地测量光强度。由所述LED发出的光通过透镜组件投射在所述触摸屏幕之上。穿入投射光中的物体阻碍一些光到达所述PD接收器。由所述PD接收器测量到的光强度的相应下降使得能够确定所述物体的位置。

根据本发明的实施方式，所述透镜组件将光投射到位于所述触摸屏幕之上的多个高度的平行平面上。转而，由所述PD接收器测量到的光强度使得能够检测到触摸所述屏幕的物体以及在所述屏幕上方几乎触摸所述屏幕的物体。通过随着时间测量光强度，还能够确定几乎触摸所述屏幕的物体随着时间的运动。而且，确定随着时间的运动使得能够推导出物体的速度向量。

本发明的触摸屏幕能够识别和区分通过用户手指进行的静止用户输入和基于运动的用户输入，其中包括在屏幕上的单次轻敲击、在屏幕上的多次轻敲击、在屏幕上的重按压、在屏幕上的多次重按压、方向姿势(例如在屏幕上向右的运动挥击)以及图形姿势(例如在以“s”或星号“*”形状在屏幕之上滑动手指)。本发明的触摸屏幕还能够识别同时地触摸屏幕的多于一个的物体的位置和运动。

本发明的触摸屏幕既可以用作输入装置又可以用作输出显示装置。在本发明的一些实施方式中，由物体在触摸屏幕上形成的运动路径被转换成鼠标的相应运动并同样地输入到计算机。

基于用户触摸的输入信息可以被记录在日志中并由数据处理器进行后处理。这种触摸屏幕的一个应用是基于触摸的临街窗户，其中来自过往行人的基于触摸的输入信息被记录在日志中并被分析以得出关于对临街陈列橱窗展示感兴趣的消费者的信息。

在本发明的一些实施方式中，LED沿着所述触摸屏幕的两个相邻边缘布置，PD接收器沿着另两个相邻边缘布置。在本发明的其他实施方式中，在所述触摸屏幕的角部处布置四个LED，并且沿着所述边缘布置PD接收器。

在本发明的一些实施方式中，所述LED作为矩阵连接至选择行的LED行驱动器和选择列的LED列驱动器。这样，指定的LED通过适当地设置其相应的行和列驱动器而被启动。这种连接显著地降低了所需的IO连接器的数量，由此降低了用于触摸屏幕的材料成本。类似地，所述PD接收器可以作为矩阵连接至PD行选择器和PD列选择器。

因而，本发明提供了既适合于小型电子装置又适合于大型电子装置的触摸屏幕。使用本发明的触摸屏幕的装置(诸如移动电话)不需要键盘，因为触摸屏幕本身可以用作键盘。