[发明专利]用在触屏中的位置检测系统和在此使用的棱镜薄膜

说明书

相关申请的交叉参考

本申请主张2009年12月11日提交的美国临时申请号61/285,684和2010年10月26日提交的61/406,644的优先权，其两者结合于此供参考。

技术领域

本发明总的涉及用于检测触屏或位置检测系统内的物体的位置的系统和方法以及用于其中的反向反射的（回射的）薄膜或棱镜薄膜。特别是，本发明涉及用在触屏或位置检测系统中的低轮廓位置（low profile position）检测系统，以及以较大的观察角并且在入射角的大范围内明亮地反向反射的棱镜薄膜。

背景技术

一些与触屏有关的位置检测系统检测由放入的不透明的物体（例如手指、笔尖等）引起的辐射（例如，光）的中断。这种系统一般利用安装在该触屏同一侧的相对的角中的诸如LED或红外发射器的辐射发射器。每个LED或红外发射器光源在触屏的范围内发射平行于视场表面的90°扇形图案的光。

正如美国专利4,507,557号所公开的，反向反射的片材可以围绕该触屏的有效（实际）范围的周边设置。反向反射的片材一般设置成向后朝着原始源（originating source）反射从LED光源所接收的光。入射在该片材上的前表面上的光照射在反向反射的（反光的）元件上，并且沿着与入射方向名义上/标称180度的方向通过该前表面往回反射。数字摄像机设置在LED光源安装同样的相对的角，以检测通过该触屏的范围反向反射的光，并且感测在这个辐射中的由不透明的物体引起的任何中断的存在。

关于在触屏应用和/或位置检测系统中利用某些常规的反向反射的片材的一个问题是脏物和/或潮气（水分）可能穿过该结构并不利地影响反向反射的片材的反向反射性。关于在触屏应用和/或位置检测系统中利用某些常规的反向反射的片材的另一个问题是在感兴趣的整个区域（例如，检测区域）中难以获得一致的背景，不透明的物体在该背景上被对比。许多常规的反向反射的片材结构提供不一致的背景并且有许多检测信号很弱的部分，特别是在角区或角区附近。这使得在这些区域很难检测不透明物体的运动。

在工作中，放入/插入的物体的位置通常用三角测量确定。当诸如手指末端的放入/插入物体中断从LED光源或红外发射器辐射的光束的图案时，在被两个数字摄像机接收的反向反射的光的图案中沿着水平轴线形成不连续的阴影。每个数字摄像机沿着摄像机的视场的水平轴线的点（point）产生不连续的阴影自动记录为光强度中的倾斜/下降（dip）的信号。数字控制电路接收这些数字摄像机的信号并且将该阴影的水平位置转换成角度θ₁、θ₂，该角度的顶点源于该数字摄像机。由于数字摄像机在触屏的同一侧的相对两端分开已知的距离D，放入的物体的Y坐标可以利用公式y=D(1/tanθ₁+1/tanθ₂)由数字控制电路计算，而X坐标可以用x=y(1/tanθ₁)来计算。

发明内容

下面描述的本发明的实施例意图不是排他的或将本发明限制在下面详细描述的准确的形式。而是，这些实施例选择并描述成以便本领域的其他技术人员可以明白和理解本发明的原理和实践。

虽然这种现有的触屏结构一般适用于它们预定的目的，但是本申请人已经观察到这种触屏结构一次只能够可靠地检测单个触摸。两个触摸在每个摄像机信号中产生两个倾斜/眼高差（dip），一个用于每个物体。由于在第二个摄像机信号中那个倾斜对应第一个摄像机信号中给定的倾斜是不清楚的，因此得到的信号数据可能是不明确的，使得不能确定两个放入的物体的坐标位置的确定性。

本发明的第一方面是在触屏的平面内布置（配置，排列collocation）源和检测器两者。这使垂直于该触屏的平面的摄像机尺寸能够最小化。源沿着摄像机的水平轴线的定位也使视差效果最大化。