專利名稱：光掃描型觸摸面板的制作方法
技術領域：
所描述的技術總地涉及光掃描型觸摸面板。
背景技術：
觸摸面板安裝在顯示裝置的屏幕上以計算用戶觸摸的特定位置的坐標。作為觸摸面板識別觸摸點的方法，已經發展了使用電阻膜的方法、使用檢測電容變化的方法、使用電波的方法、使用光阻擋的方法以及各種其它的方法。使用光阻擋的方法包括光掃描型觸摸面板。光掃描型觸摸面板具有如下結構其中至少兩個光掃描單元位于顯示裝置的一端(或一側)的外側，每個光掃描單元由光發射元件和掃描驅動單元形成，并且光導單元和光接收元件位于顯示裝置的其它端(或其它側)。光接收元件電連接信號處理器。當光掃描單元在顯示裝置的屏幕上方的位置沿平行于屏幕的方向掃描光時，光傳輸到光導單元，并且光導單元將光傳輸到光接收單元。當用戶使用障礙物(例如，手指或記錄筆)觸摸屏幕上的特定點時，在觸摸點處的光被阻擋，從而光接收元件和信號處理器通過一系列操作過程來計算由障礙物引起的黑區的坐標。在本背景技術部分公開的以上信息僅是為了增強對所描述技術的背景的理解，因此它可以包含并不形成在該國中已經為本領域普通技術人員知曉的現有技術的信息。

發明內容
所描述的技術提供了能夠通過增大光導單元的光傳輸效率來改善光接收元件的光接收效率的光掃描型觸摸面板。所描述的技術還提供了能夠通過簡化信號處理來減少或抑制坐標失真及降低制造成本的光掃描型觸摸面板。根據本發明示范性實施例的光掃描型觸摸面板包括至少兩個光掃描單元，位于顯示屏外部的一側；多個光導單元，位于顯示屏的其它側；以及光接收單元，位于多個光導單元中的每個的至少一端。每個光導單元包括光引導構件，具有光入射面和光出射面；擴散片，位于光入射面處；多個反射片，位于光引導構件的除光入射面和光出射面之外的各面處；以及漫反射引發單元，位于光引導構件的一側，面對多個反射片之一。漫反射引發單元可以與所述反射片之一相鄰設置并面對擴散片。漫反射引發單元可以包括形成在光引導構件處的凹槽。每個凹槽可以具有棱錐形狀。漫反射引發單元可以布置為沿光引導構件的長度方向彼此間隔開。光接收單元可以位于光導單元的一端，漫反射引發單元可以沿光引導構件的長度方向彼此不規則地間隔開。漫反射引發單元的相鄰兩個之間的距離可以從光接收單元所在的一端朝向光引導構件的相反端逐漸減小。
反射片之一可以附接到光引導構件的沒有設置光接收單元的相反端。至少一個反射片可以與擴散片形成傾斜角，光接收單元可以位于光導單元的一端。漫反射引發單元可以沿光引導構件的長度方向彼此規則地間隔開。隨著漫反射引發單元設置得遠離光接收單元，漫反射引發單元的相鄰兩個之間的距離可以逐漸減小。漫反射引發單元可以沿光引導構件的長度方向彼此接觸。光掃描單元的數目可以為三以用于多點觸摸識別(multi-touch recognition), 三個光掃描單元的每個可以包括光發射元件和掃描驅動單元，掃描驅動單元轉動掃描從光發射元件發射的光。所發射的光可以是激光束。掃描驅動單元可以包括電機以及安裝在電機上的反射鏡，三個掃描驅動單元可以通過時分法驅動。三個光掃描單元可以包括設置在光發射元件與掃描驅動單元之間的三種調制過
1 ' O光接收單元可以包括對應于三種調制過濾器的三種濾光器。根據本發明的示范性實施例，光接收單元的光接收效率可以通過增大光導單元的光傳輸效率而改善。因此，可以實現具有高分辨率和低坐標識別錯誤的高質量觸摸面板。此外，制造成本可以通過減少觸摸面板的部件的數目來降低。


圖1是根據本發明第一示范性實施例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖。圖2是圖1的光掃描型觸摸面板的掃描驅動器的示意圖。圖3是圖1的光掃描型觸摸面板的一個光導單元和兩個光接收單元的截面圖。圖4是沿圖3的IV-IV線取得的剖開透視圖。圖5是用于描述多點觸摸識別的示例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖。圖6是光接收信號的波形。圖7是根據本發明第二示范性實施例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖。圖8是圖7的光掃描型觸摸面板的光導單元的截面圖。圖9是根據本發明第三示范性實施例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖。圖10A、圖IOB和圖IOC是圖9的光掃描型觸摸面板的光導單元的截面圖。一些附圖標記的說明100，110，120 觸摸面板101，102，103 光掃描單元11:光發射元件 12:掃描驅動單元131，132，133 調制過濾器 201-209 光導單元21 光入射面22 光出射面23，231:光引導構件 24 擴散片25 反射片26J61J62 漫反射引發單元
30 光接收單元31 光接收元件32 會聚透鏡40 信號處理器
具體實施例方式在下文將參照附圖更充分地描述本發明，本發明的示范性實施例在附圖中示出。 如本領域技術人員將理解的，所描述的實施例可以以各種不同的方式修改，而都不背離本發明的精神或范圍。圖1是根據本發明第一示范性實施例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖。參照圖1，第一示范性實施例的光掃描型觸摸面板100安裝在顯示裝置上，并包括光掃描單元101、102和103、光導單元201、202和203、光接收單元30以及信號處理器40。 光掃描單元101、102和103位于顯示裝置屏AlO外部的一端(例如，一側)，光導單元201、 202和203分別位于顯示裝置屏AlO的除設置光掃描單元101、102和103的端部之外的端部(例如，側)。圖1示范性地示出了光掃描單元101、102和103位于顯示裝置屏AlO外部的下端 (例如，下側)，三個光導單元201、202和203分別位于顯示裝置屏AlO的上端、右端和左端 (例如，上側、右側和左側)。然而，光掃描單元101、102和103以及光導單元201、202和 203的位置可以被不同地修改。光掃描型觸摸面板100包括至少兩個光掃描單元，并可以包括三個光掃描單元 101、102和103以用于多點觸摸識別。這里，多點觸摸表示兩個或更多的障礙物同時觸摸顯示裝置屏A10。三個光掃描單元101、102和103彼此平行地位于顯示裝置屏AlO外部的一端(例如，一側)，且它們之間分別具有間隙。換句話說，圖1的三個光掃描單元101、102 和103布置在相同行上并彼此間隔開。圖2是圖1的光掃描型觸摸面板的掃描驅動單元(也就是，掃描驅動器)的示意圖。參照圖2，每個光掃描單元101、102和103包括光發射元件11和掃描驅動單元12， 掃描驅動單元12轉動地掃描從光發射元件11發射的光(例如，激光束)。在一個實施例中，光發射元件11由發射非可見光譜的激光束的激光發射元件形成。掃描驅動單元12可以由電機121和安裝在電機121上的反射鏡(例如，多角境)122 形成。掃描驅動單元12通過電機121轉動反射鏡122從而轉動地掃描從光發射元件11發射的平行于顯示裝置的屏幕的激光束。在一個實施例中，掃描驅動單元12掃描從三個光發射元件11發射的激光束使得相應的激光束能夠有時間差地到達光導單元201、202和203。也就是，三個掃描驅動器101、 102和103將相應激光束的掃描起始時間設定為彼此不同并使用時分法。通過時分法，信號處理器40能夠分開三個光掃描單元101、102和103的信號。此外，光掃描單元101、102和103具有設置在光發射元件11與掃描驅動單元12 之間的不同類型的調制過濾器131、132和133從而以不同的頻率調制從三個光發射元件11 發射的激光束。在此情形下，能夠減少或有效抑制由于外部光噪聲導致的錯誤操作。在其它的實施例中，可以省略掃描驅動單元12，光掃描單元可以由光發射元件11和調制過濾器 131,132 和 133 形成。
掃描驅動單元12不限于圖2中公開的實施例，可以使用諸如壓電致動器的其它器件(例如，機械器件)。此外，當光掃描單元101、102和103具有調制過濾器131、132和133 時，光接收單元30具有使特定波長的激光束通過的三種類型的濾光器。信號處理器40能夠使用濾光器分開三個光掃描單元101、102和103的信號。返回參照圖1，光導單元201、202和203位于顯示裝置屏AlO的沒有設置光掃描單元101、102和103的其它端(例如，其它側)，以接收從光發射元件11發射的激光束。此外，光接收單元30位于光導單元201、202和203的每個的兩端。光導單元201、202和203 將從光發射元件11發射的激光束傳輸到各自的光接收單元30。圖3是圖1的光掃描型觸摸面板的一個光導單元(例如，一個光導)和兩個光接收單元(例如，兩個光接收器)的截面圖，圖4是沿圖3的IV-IV線取得的剖開透視圖。參照圖3和圖4，光導單元201具有長條形，并包括面對光掃描單元101、102和 103且接收激光束(L/B)的光入射面21以及面對兩個光接收單元30以發射光的光出射面 22。光接收單元30可以由光接收元件31和位于光接收元件31前面的透鏡(例如，會聚透 11)32形成。光導單元201包括形成為長條形的透明光導構件(或光引導構件)23;位于光導構件23的光入射面21處的擴散片M ；以及位于光導構件23的除光入射面21和光出射面22之外的其它三個面的反射片25。光導構件23可以由透明的丙烯酸類材料(acryl material)制成。光導單元202和203可以具有與光導單元201基本相同的構造。此外，光導單元201包括形成在光導構件23的一側且面對反射片25之一的漫反射引發單元沈。漫反射引發單元沈是形成在光導構件23的一側的凹槽，例如，每個凹槽具有棱錐形狀。漫反射引發單元沈位于光導構件23的與擴散片M相反的一側，也就是與擴散片 24相對的一側，漫反射引發單元沈和擴散片M彼此間隔開(例如，以預定的距離設置)。 漫反射引發單元26不限于棱錐形狀。也就是，漫反射引發單元沈的凹槽形狀可以被不同地修改。從光掃描單元101、102和103掃描的激光束L/B通過光導單元201的擴散片M 傳輸到光導構件23中，并通過位于光導構件23的三個面處的反射片25進行反復的光反射到達光出射面22。因此，光導單元201通過光出射面22發射被傳輸的激光束L/B，所發射的激光束L/B通過透鏡(例如，會聚透鏡)32傳輸到光接收元件31。在此情形下，由于漫反射引發單元沈位于光導構件23的一側，與反射片25相對， 所以在光導構件23與反射片25之間進行有效的漫反射，從而可以提高從光入射面21到光出射面22的光傳輸效率。也就是，如果沒有提供漫反射引發單元，大部分激光束將會被反射片朝向擴散片反射。然而，被反射片25反射的激光束是這樣的，即相對大量的激光束發射到光出射面22。 因此，根據一個示范性實施例的光掃描型觸摸面板100可以增大光接收單元30的光接收效率并改善觸摸識別靈敏度。在圖3和圖4中未示出的光導單元202和203可以具有與光導單元201基本相同的形狀和構造。返回參照圖1，信號處理器40電連接到光接收單元30。當用戶使用障礙物觸摸屏幕上的特定點時，觸摸點處的光被阻擋，這被光接收單元30識別。然后，信號處理器40通過一系列操作過程計算由障礙物引起的黑區(black area)的坐標。圖5是用于描述多點觸摸識別的示例的光掃描型觸摸面板100的示意性俯視平面圖，圖6示出光接收信號的波形。參照圖5和圖6，三個光掃描單元101、102和103以0°至180°之間的轉動掃描角度來掃描激光束Li、L2和L3且同時激光束之間具有時間差。當兩個障礙物Bl和B2存在于顯示裝置屏AlO的特定點時，從三個光掃描單元101、102和103發射的激光束Li、L2 和L3不能傳輸到光導單元201、202和203的相應位置，因為它們被兩個障礙物Bl和B2阻擋。返回參照圖1，信號處理器40計算激光束Li、L2和L3被阻擋的時間以及障礙物 Bl和B2相對于光掃描單元101、102和103的角度，使得信號處理器40能夠使用三角測量來計算第一障礙物Bl的坐標(xl，yl)和第二障礙物B2的坐標(x2，y2)。在圖5中，第一障礙物Bl相對于第一光掃描單元101、第二光掃描單元102和第三光掃描單元103的角度分別標記為α 1、β 1和Y 1，第二障礙物Β2相對于第一光掃描單元 101、第二光掃描單元102和第三光掃描單元103的角度分別標記為α2、β2*γ2。信號處理器40的操作過程為本領域技術人員所知曉，因此將不提供進一步的描述。圖7是根據本發明第二示范性實施例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖， 圖8是圖7的光掃描型觸摸面板的光導單元的截面圖。與第一示范性實施例相同的構成元件將具有相同的附圖標記，將描述不同的部件。參照圖7和圖8，根據第二示范性實施例的光掃描型觸摸面板110的漫反射引發單元布置為沿光導構件23的長度方向在漫反射引發單元之間具有非均勻間隙，光接收單元30分別位于光導單元204、205和206的僅一端。漫反射引發單元261之間的間隙從光導構件23的設置光接收單元30的一側端到相反側端逐漸減小，從而隨著漫反射引發單元261位于距離光接收單元30更遠的位置，漫反射引發單元261更密集地布置。由于隨著漫反射引發單元261之間的間隙減小，光導單元204的光傳輸效率能夠提高，所以能夠減少光接收單元30的數目。也就是說，相對于一個光導單元204提供一個光接收單元30，從而能夠減少部件的數目。在此情形下，反射片25可以附接到光導構件23 的沒有提供光接收單元30的相反側端。圖9是根據本發明第三示范性實施例的光掃描型觸摸面板的示意性俯視平面圖， 圖IOA至圖IOC是圖9的光掃描型觸摸面板的截面圖。與第一示范性實施例相同的構成元件將具有相同的附圖標記，將描述不同的部件。參照圖9和圖IOA至圖10C，在根據第三示范性實施例的光掃描型觸摸面板120 中，反射片251相對于擴散片M以傾斜角度(例如，預定傾斜角)設置，光接收單元30位于每個光導單元207、208和209的一側端。如圖IOA所示，漫反射引發單元沈可以沿光導構件(或光引導構件)231的長度方向布置為其間具有恒定的間隙。或者，如圖IOB所示，漫反射引發單元261可以隨著它們位于距離光接收單元30更遠的位置而布置得更密集。或者，如圖IOC所示，漫反射引發單元262可以在光導構件231的長度方向彼此相鄰地布置而其間沒有間隙(或者基本沒有間隙)。
光導構件231從光接收單元30所在的一側端朝向相反側端在寬度上逐漸減小， 因此，隨著遠離光接收單元30，擴散片M與反射片251之間的間隙減小。在三個光導單元 207、208和209中，三個擴散片M設置為分別平行于顯示裝置屏AlO的三側，面對三個擴散片M的三個反射片251相對于顯示裝置屏AlO的三側分別具有斜度(例如，預定斜度)。如上所述，由于反射片251相對于擴散片M傾斜，所以從反射片251反射的激光束基本上朝向光接收單元30的方向。因此，通過漫反射引發單元沈、261和沈2以及傾斜的反射片251，第三示范性實施例的光掃描型觸摸面板120能夠進一步改善光導單元207、 208和209的光傳輸效率。盡管已經結合目前認為是實際的示范性實施例描述了本公開，但是應理解，本發明不限于所公開的實施例，而是相反地，本發明旨在涵蓋包括在權利要求書及其等同物的精神和范圍內的各種修改和等同布置。
權利要求
1.一種光掃描型觸摸面板，包括至少兩個光掃描單元，位于顯示屏外部的一側；多個光導單元，位于所述顯示屏的其它側；以及光接收單元，位于所述多個光導單元的每個的至少一端，其中所述多個光導單元中的每個包括光引導構件，具有光入射面和光出射面；擴散片，位于所述光入射面處；多個反射片，位于所述光引導構件的除光入射面和光出射面之外的各面處；以及漫反射引發單元，位于所述光引導構件的一側，并面對所述多個反射片之一。
2.如權利要求1所述的光掃描型觸摸面板，其中所述漫反射引發單元與所述多個反射片之一相鄰設置并與所述擴散片相對。
3.如權利要求2所述的光掃描型觸摸面板，其中所述漫反射引發單元包括形成于所述光引導構件的凹槽。
4.如權利要求3所述的光掃描型觸摸面板，其中每個所述凹槽具有棱錐形狀。
5.如權利要求3所述的光掃描型觸摸面板，其中所述漫反射引發單元布置為沿所述光引導構件的長度方向彼此間隔開。
6.如權利要求3所述的光掃描型觸摸面板，其中所述光接收單元位于所述多個光導單元的每個的一端，所述漫反射引發單元沿所述光引導構件的長度方向彼此不規則地間隔開。
7.如權利要求6所述的光掃描型觸摸面板，其中所述漫反射引發單元的相鄰兩個之間的距離從所述光接收單元所在的一端朝向所述光引導構件的相反端逐漸減小。
8.如權利要求7所述的光掃描型觸摸面板，其中所述多個反射片之一附接到所述光引導構件的沒有設置所述光接收單元的相反端。
9.如權利要求3所述的光掃描型觸摸面板，其中所述多個反射片中的至少一個與所述擴散片形成傾斜角，所述光接收單元位于所述多個光導單元的每個的一端。
10.如權利要求9所述的光掃描型觸摸面板，其中所述漫反射引發單元沿所述光引導構件的長度方向彼此規則地間隔開。
11.如權利要求9所述的光掃描型觸摸面板，其中隨著所述漫反射引發單元位于距離所述光接收單元更遠的位置，所述漫反射引發單元的相鄰兩個之間的距離逐漸減小。
12.如權利要求9所述的光掃描型觸摸面板，其中所述漫反射引發單元沿所述光引導構件的長度方向彼此接觸。
13.如權利要求1所述的光掃描型觸摸面板，其中所述至少兩個光掃描單元包括三個光掃描單元以用于多點觸摸識別，所述三個光掃描單元的每個包括光發射元件和掃描驅動單元，所述掃描驅動單元轉動掃描從所述光發射元件發射的光。
14.如權利要求13所述的光掃描型觸摸面板，其中所述掃描驅動單元包括電機以及安裝在所述電機上的反射鏡，且所述三個掃描驅動單元通過時分法驅動。
15.如權利要求13所述的光掃描型觸摸面板，其中所述三個光掃描單元分別包括設置在所述光發射元件與所述掃描驅動單元之間的不同類型的調制過濾器。
16.如權利要求15所述的光掃描型觸摸面板，其中所述光接收單元包括對應于三種所述調制過濾器的三種濾光器。
全文摘要
本發明提供了一種光掃描型觸摸面板。該光掃描型觸摸面板包括至少兩個光掃描單元，位于顯示屏外部的一側；多個光導單元，位于顯示屏的其它側；以及光接收單元，位于多個光導單元的每個的至少一端。每個光導單元包括光引導構件，具有光入射面和光出射面；擴散片，位于光入射面處；多個反射片，位于光引導構件的除光入射面和光出射面之外的各面處；以及漫反射引發單元，位于光引導構件的一側，并面對多個反射片之一。
文檔編號G06F3/042GK102346600SQ20111012685
公開日2012年2月8日 申請日期2011年5月17日 優先權日2010年7月23日
發明者崔任秀, 都鉉喆, 金榮善 申請人:三星Sdi株式會社