ИНФРАКРАСНАЯ СЕНСОРНАЯ ПАНЕЛЬ, ПОДДЕРЖИВАЮЩАЯ ФУНКЦИЮ МУЛЬТИТАЧ Российский патент 2014 года по МПК G06F3/42 

ОТСЫЛКА К ПРИОРИТЕТНОЙ ЗАЯВКЕ

Данной заявкой испрашивается приоритет корейской заявки на изобретение No.10-2011-0047676, поданной 20.05.2011, в Ведомство по интеллектуальной собственности Кореи.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к инфракрасным сенсорным панелям, и, в частности, оно относится к инфракрасным сенсорным панелям, способным эффективно считывать координаты точки касания одновременно для нескольких точек касания и регистрировать эти точки касания в момент их одновременной инициации (нажатия), т.е. поддерживать функцию мультитач.

Описание известного уровня техники

Известна сенсорная панель, которая считывает координаты символов (знаков) или специфических иконок (пиктограмм), отображаемых на поле экрана при касании их, например, пальцами руки человека или ручкой (световым пером), или подобными предметами, без использования устройств ввода данных, например, мыши рассчитывает входной сигнал и выполняет определенную функцию.

Такие сенсорные панели обычно делятся на категории резистивных (на основе сформированных резистивных пленок), емкостных, ультразвуковых и инфракрасных в зависимости от способа определения положения участка экрана дисплея, касание в котором произведено, среди которых преимущественное распространение получили сенсорные панели резистивного типа и емкостного типа.

Среди имеющихся способов определения положения (координат точки касания) в данном изобретении выбран инфракрасный способ, описание которого приводится далее.

Как показано на фиг.1, первый и второй светоизлучающие участки 13, 14, предусмотренные соответственно с одной из сторон, верхней или нижней, и с одной из сторон, левой или правой, сенсорной панели инфракрасного типа, располагаются в инфракрасной сенсорной панели, к которой подведен инфракрасный (ИК) канал, в котором первый и второй светоизлучающие участки содержат несколько инфракрасных (ИК) излучающих элементов 12 для светоизлучающего (в инфракрасном (ИК) диапазоне) лазера по контуру экрана 10.

Кроме того, первый и второй участки-приемники излучения 17, 18, содержащие несколько элементов-приемников излучения 16, располагаются соответственно с одной из сторон, левой или правой, и с одной из сторон, верхней или нижней, контура экрана дисплея 10, где не располагаются первый и второй светоизлучающие участки 17, 18.

В результате лучи лазера образуют матричную форму между первым и вторым светоизлучающими участками 13, 14 и первым и вторым участками-приемниками излучения 17, 18 на экране дисплея 10. Соответственно, когда палец пользователя, или ручка (перо), или аналогичный предмет касается определенного участка экрана дисплея 10, световой поток в месте касания пальца, ручки (пера) или подобного предмета будет перекрыт.

В результате, свет не падает на первый или второй участки 17, 18, принимающие световое излучение, в местах касания участка экрана дисплея 10.

Сенсорная панель распознает положение точки касания, считывая координаты места, из которого свет не попадает на первый и второй участки, принимающие излучение, 17, 18, и передает принятые сигналы на X/Y декодер 19.

Однако сенсорные панели ИК-типа, характеризующиеся известным уровнем техники, обладают ограниченными возможностями одновременного определения нескольких точек касания, несмотря на то, что в них применяется несколько светоизлучающих элементов и элементов-приемников излучения.

Кроме того, поверхность экрана может повреждаться при касании ее пальцем, или пером (ручкой), или подобным предметом.

В дополнение к вышеперечисленной информации, поскольку разрешающая способность при определении положения касания на экране сенсорной панели зависит от количества ИК-излучающих элементов и элементов-приемников ИК-излучения, необходимо постоянно увеличивать количество светоизлучающих элементов и элементов-приемников излучения с целью повышения разрешающей способности, за счет чего повышается себестоимость сенсорных панелей.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С целью устранения вышеперечисленных недостатков предлагается инфракрасная сенсорная панель, обеспечивающая точное определение координаты соответствующей точки касания и одновременное восприятие нескольких точек касания в момент, когда на экране инициировано несколько точек касания.

В предложенной инфракрасной сенсорной панели, обеспечивающей одновременное восприятие нескольких точек касания, предусматривается также защита от повреждения поверхности экрана, обусловленного касанием предметами участков экрана панели.

Еще одной особенностью настоящего изобретения является то, что в предложенной инфракрасной сенсорной панели, обеспечивающей одновременное восприятие нескольких точек касания, предусмотрена связь с точками касания вращающегося инфракрасного сканера, что позволяет уменьшить число инфракрасных (ИК) излучающих элементов и элементов-приемников ИК-излучения при одновременном сохранении точности обнаружения в момент определения координат точек касания, инициированных на экране панели.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, инфракрасная сенсорная панель, обеспечивающая одновременное восприятие нескольких точек касания, функционирует таким образом, что инфракрасный излучающий элемент генерирует луч, используя ток самоиндукции, без подключения внешних источников питания.

Инфракрасная сенсорная панель, воспринимающая одновременно несколько точек касания, выполненная в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, с целью достижения указанных целей содержит:

экран, снабженный дисплейной панелью, на которую проецируется изображение, и пластиной из армированного стекла, сформированной на фронтальной (лицевой) поверхности дисплейной панели, которая защищает дисплейную панель и которая непосредственно воспринимает касание; оптический сканер, сформированный на одной стороне экрана, который сканирует поверхность экрана инфракрасным лучом; линейку волоконно-оптического световода, сформированную по краю пластины из армированного стекла, отражающую часть ИК-луча, который проецируется, поступая с оптического сканера, проходит через пластину из армированного стекла, и направляющую остальную неотраженную часть ИК-падающего излучения внутрь пластины из армированного стекла, и передает ее на один конец (линейки световода); блок приемника излучения, предусмотренный на другом (дистальном) (дальнем) торце линейки световода, который принимает ИК-луч, передаваемый через линейку световода; и датчик положения для считывания координаты точки касания по углу сканирования оптического сканера в момент, когда количество поступившего света в блок-приемник ИК-излучения мало, и в котором ИК-луч, отраженный от линейки световода и преобразующийся в падающий луч для других линеек световода, сформирован в точном соответствии с линейками световода, отражающего ИК-луч.

Оптическое сканирующее устройство состоит из ИК-излучающего элемента для излучения ИК-луча, вращающейся части для поворота ИК-луча, излучаемого ИК-излучающим элементом, и сканирования всей поверхности экрана, приводной части для приложения вращающего усилия (силы вращения) к вращающейся части и блока измерения угла, предусмотренного на одной стороне приводной части, для измерения угла вращения (поворота) вращающейся части.

Приводная часть содержит вращающийся магнит, формируемый вращением круглой пластины (диска) и образующий вращающуюся часть, которая вращается в одном направлении с приводной частью, и приводной электромагнит, расположенный с одной стороны вращающегося магнита и получающий электроэнергию для создания магнитного поля и вращения вращающейся части.

В светоизлучающий ИК-элемент поступает индуцированный ток, создаваемый в стационарном (неподвижном) магните, который требуется для генерирования инфракрасного луча.

Оптический сканер содержит ИК-излучающий элемент для излучения ИК-луча, вращающуюся часть с возможностью вращения в обоих направлениях, чтобы испускаемый ИК-излучающим элементом ИК-луч мог сканировать всю поверхность экрана, приводную часть для обеспечения вращения вращающейся части в обоих направлениях и блок измерения угла, расположенный с одной стороны приводной части для измерения угла поворота вращающейся части.

Приводная часть содержит вращающийся электромагнит, расположенный внутри вращающейся части и получающий электроэнергию, требуемую для создания напряженности магнитного поля, и неподвижный магнит, расположенный на задней стороне вращающейся части, в соответствии с расположением вращающегося электромагнита, и получающий электроэнергию, необходимую для создания магнитного поля определенной напряженности.

Приводная часть может быть выполнена в виде электродвигателя.

Линейка световода содержит поверхность проекции, на которую проецируется ИК-луч, излучаемый оптическим сканером, и рассеивающую поверхность, сформированную в виде зубьев пилы на задней поверхности, соответствующую плоскости проекции и рассеивающую падающее ИК-излучение (луч) внутри линейки световода, в которой верхняя поверхность и рассеивающая поверхность, за исключением плоскости проекции, как символ "", окружены отражающей пластиной, которая не позволяет падающему ИК-лучу, проходящему внутрь линейки световода, выходить наружу за пределы линейки световода через любые другие участки, кроме плоскости проекции 210.

Поверхность проекции содержит поверхность падения, на которую проецируется ИК-луч из оптического сканера, и отражающую поверхность, которая неразрывно связана с поверхностью падения, на которую падает ИК-луч, и имеет выпуклую форму, отражающую ИК-луч, в которой поверхность падения ИК-луча и отражающая поверхность располагаются поочередно в продольном направлении линейки волоконно-оптического световода.

Поверхность проекции содержит поверхность падения, на которую падает ИК-луч, проецируемый из оптического сканирующего устройства, и поверхность отражения, которая непрерывно связана с поверхностью падения и имеет выпуклую форму для отражения ИК-луча, при этом поверхность, на которую падает ИК-луч, и поверхность отражения располагаются попеременно (поочередно) в продольном направлении линейки волоконно-оптического световода.

Из всех имеющихся линеек световодов, внутри линеек световодов, обращенных друг к другу, формируются падающая поверхность на поверхности проекции линейки световода одной стороны (панели) и поверхность отражения в линейке световода другой стороны, которые соответствующим образом обращены друг к другу.

Пучок (луч) инфракрасного излучения, испускаемый оптическим сканером, пропускают через пластину из армированного стекла или между пластиной из армированного стекла и дисплейной панелью.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Уже указанные и другие особенности, признаки и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из приведенного ниже описания конкретных примеров его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид в перспективе, демонстрирующий конфигурацию инфракрасной сенсорной панели, характеризующую известный уровень техники;

Фиг.2 - общий вид, на котором представлена инфракрасная сенсорная панель, обеспечивающая восприятие (считывание) одновременно нескольких точек касания, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 - поперечный разрез, демонстрирующий инфракрасную сенсорную панель, обеспечивающую восприятие (считывание) одновременно нескольких точек касания, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.4 - вид в перспективе, на котором представлен оптический сканер в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.5 - вид в перспективе, демонстрирующий приводную часть оптического сканера в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.6 - частичный вид в перспективе, изображающий линейку световода в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.7 - вид в перспективе, демонстрирующий инфракрасный пучок (луч), являющийся падающим или отраженным по отношению к линейке световода, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.8 - частичный вид в перспективе, демонстрирующий линейку световода в соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.9 - общий вид, демонстрирующий инфракрасную сенсорную панель, обеспечивающую восприятие (считывание) одновременно нескольких точек касания, в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения;

Фиг.10 - вид в перспективе, демонстрирующий оптический сканер в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения; и

Фиг.11-13 - общие виды, демонстрирующие эксплуатацию (работу) инфракрасных сенсорных панелей, обеспечивающих восприятие (считывание) одновременно нескольких точек касания, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НА ПРИМЕРАХ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже приводится детальное описание примеров осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. По возможности, одинаковые элементы на протяжении всего описания обозначены одними и теми же позициями, причем описание повторяющихся элементов не приводится. Хотя в описании приводятся выражения "первый", "второй" и так далее для описания различных элементов, понятно, что эти элементы не ограничиваются этими выражениями. Упомянутые выражения приводятся исключительно с той целью, чтобы отличить один элемент от другого.

На Фиг.2 приведен общий вид, демонстрирующий инфракрасную сенсорную панель, обеспечивающую восприятие (регистрацию) одновременно нескольких точек касания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, а на Фиг.3 показано поперечное сечение (поперечный разрез), демонстрирующее инфракрасную сенсорную панель, обеспечивающую восприятие одновременно нескольких точек касания согласно примеру осуществления настоящего изобретения.

Как показано на Фиг.2 и 3, инфракрасная сенсорная панель, обеспечивающая восприятие нескольких точек касания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, может содержать экран 1, который сконфигурирован в виде дисплейной панели 3, на которую проецируется изображение, и пластины из армированного стекла 2, размещенной поверх фронтальной (лицевой) поверхности дисплейной панели 3 с целью ее защиты, к которой производится непосредственное касание.

Кроме того, инфракрасная сенсорная панель может содержать оптический сканер 100, который размещен с одной стороны экрана 10 и сканирует экран 10 инфракрасным лучом, а линейка световода 200, сформированная по краю пластины из армированного стекла 2, отражает часть ИК-луча, который проецируется оптическим сканером 100 и пропускается через пластину из армированного стекла 2, и направляет остальную, неотраженную часть ИК-луча, в виде падающего луча внутрь для перемещения его к одному торцу экрана.

Также инфракрасная сенсорная панель может содержать блок, принимающий излучение, 300, который расположен на дистальном (дальнем) торце линейки световода 200 и принимает инфракрасный луч, прошедший (переданный) через линейку световода 200, и датчик положения 400, который регистрирует координату точки касания по углу сканирования оптического сканера 100, когда количество света, принимаемое блоком-приемником света 300, мало.

В соответствии с данным примером осуществления настоящего изобретения, инфракрасный луч, отраженный от линейки световода 200, является падающим для соответствующей поверхности линейки световода 200.

Как указано выше, оптический сканер 100 расположен с одной стороны углов экрана 1.

В соответствии с одним примером осуществления настоящего изобретения, даже если оптический сканер 100 выполнен как единичный элемент в одном верхнем углу экрана 1, расположение оптического сканера не ограничивается этим, и оптический сканер 100 может быть расположен в четырех углах или в средней части верхней и нижней сторон или левой и правой сторон экрана.

Кроме того, оптический сканер 100 может быть конфигурирован таким образом, что в нем будет предусмотрен канал таким образом, чтобы инфракрасный луч проецировался на торцевую поверхность пластины из армированного стекла 2 и проходил через пластину из армированного стекла 2 в продольном направлении.

В то же время, для данного примера осуществления изобретения, несмотря на то что оптический сканер сконфигурирован таким образом, что ИК-луч проецируется с одной стороны оптического сканера для прохождения через пластину из армированного стекла 2, расположение оптического сканера этим не ограничивается, и оптический сканер может быть сконфигурирован так, что ИК-луч будет проецироваться в промежуток (пространство) между пластиной из армированного стекла 2 и дисплейной панелью 3.

На Фиг.4 представлен вид в перспективе, демонстрирующий оптический сканер в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, а на фиг.5 показан перспективный вид, демонстрирующий приводную часть оптического сканера в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

Как видно из Фиг.4, оптический сканер 100 может содержать инфракрасный излучающий элемент 110, получающий электроэнергию и излучающий ИК-луч, причем с одной стороны инфракрасного излучающего элемента 110 размещена вращающаяся часть (тело вращения) 120, которая позволяет вращать ИК-луч, излучаемый ИК-излучающим элементом 110 с целью сканирования всей поверхности экрана 1, приводную часть 130 для приведения во вращательное движение вращающей части 120 и блок для измерения угла 140, предусмотренный с одной стороны приводной части 130 для измерения угла поворота вращающейся части 120.

Как упоминалось выше, инфракрасный излучающий элемент 110 может быть выполнен в виде инфракрасного светоизлучающего диода (LED), потребляющего меньшее количество электроэнергии, а роль приводной части 130 может выполнять электродвигатель, создающий момент вращения за счет мощности потребляемой электроэнергии.

Вращающаяся часть 120 может быть связана посредством шпинделя (вала) с возможностью вращения с вращательной частью 130, в которой вращающаяся часть 120 вращается за счет момента вращения, создаваемого в приводной части 130.

При этом вращающаяся часть 120, как показано на фиг.2, должна вращаться в одном направлении, в котором вращающаяся часть вращается обычно и обратно, чтобы инфракрасный луч проецировался и сканировал всю поверхность экрана 1.

То есть когда вращающаяся часть 120 вращается, получая вращающее усилие от приводной части 130, ИК-луч, излучаемый инфракрасным излучающим элементом 110, расположенным во вращающейся части 120, проецируется на экран и сканирует всю поверхность экрана 1.

Что касается конфигурации вращающейся части 120 и приводной части 130, могут использоваться любые конфигурации, в зависимости от выбора пользователя, при которых направление вращения, обусловленное вращающим моментом, создаваемым в приводной части 130, совпадает с направлением вращения вращающейся части 120.

Приводная часть 130 может быть представлена электродвигателем, как показано на Фиг.5, или магнитом, приводящим во вращение вращающуюся часть 120.

При этом приводная часть 130 может быть выполнена в виде круглой пластины (диска) и может содержать вращающийся магнит 132, обеспечивающий вращение вращающейся части 120 в том же направлении, и электромагнит 131, предусмотренный на одной стороне вращающегося магнита 132 для получения электроэнергии, необходимой для создания магнитного поля, обеспечивающего вращение вращающегося магнита 132.

При этом вращающийся магнит 132 может быть выполнен в виде диска, в котором полюс N и полюс S в веерной секционной форме размещаются рядом и попеременно, а дополнительная обмотка С может быть навита на ее наружную периферийную поверхность с целью получения индуцированного (наведенного) тока, в зависимости от вращения вращающегося магнита 132.

Кроме того, обмотка С, навитая на вращающийся магнит 132, электрически соединена с инфракрасным излучающим элементом 110 для подведения индуцированного тока, создаваемого в обмотке катушки, к ИК-излучающему элементу 110.

Таким образом, индуцированный ток, создаваемый в катушке С, используется в качестве источника питания инфракрасного светоизлучающего элемента 110.

Следовательно, сенсорная панель в соответствии с настоящим примером осуществления изобретения не требует применения отдельного внешнего источника питания в качестве источника питания инфракрасного излучающего элемента.

Кроме того, может быть предусмотрен один приводной электромагнит 131 с одной стороны вращающегося магнита 132 или несколько приводных электромагнитов с двух сторон вращающегося магнита, которые расположены в соответствии друг с другом.

Таким образом, когда подается электропитание на приводной электромагнит 131, в нем создается мощное магнитное поле.

В результате вращающийся магнит 132 вращается под действием этого магнитного поля, создаваемого в приводном электромагните 131, и создает индуцированный ток в катушке (обмотке) С, навитой на внешнюю периферийную поверхность вращающегося магнита 132.

В это время индуцированный (наведенный) ток, создаваемый в катушке С, может использоваться в качестве источника питания инфракрасного излучающего элемента 110.

Таким образом, не требуется отдельный внешний источник питания для работы инфракрасного излучающего элемента 110, что позволяет уменьшить потребление энергии, и, кроме того, не требуются также дополнительные устройств, которые должны использоваться совместно с внешним источником питания, что позволяет, следовательно, сократить производственную себестоимость и расходы на техническое обслуживание.

Кроме того, экран 1 сканируется ИК-лучом все время, пока вращается вращающаяся часть 120, и, таким образом, ИК-луч стабильно сканирует поверхность экрана даже в том случае, когда наблюдается перекос вращающейся части 120.

На фиг.6 представлен частичный вид в перспективе, демонстрирующий линейку световода в соответствии с примером осуществления данного изобретения, а на фиг.7 представлен вид в перспективе, демонстрирующий ИК-луч, который является падающим или отраженным по отношению к линейке световода в соответствии с примером осуществления данного изобретения.

Как видно из Фиг.6 и 7, линейка световода 200 может содержать поверхность проекции 210, на которую проецируется ИК-луч, излучаемый сканером 100, и рассеивающую поверхность 213, которая формируется в виде зубьев пилы на задней поверхности линейки световода, на которой ИК-луч рассеивается.

Более того, линейка световода 200 может дополнительно содержать отражающую пластину 220, которая окружает верхнюю поверхность и рассеивающую поверхность 213, как показано в виде символа "", за исключением плоскости проекции 210, за счет чего ИК-луч, попадающий (падающий) в линейку световода 200, не может выйти наружу через другие участки экрана, кроме как через поверхность проекции 210.

Линейка световода 200 может быть расположена по краю экрана 1.

Вследствие этого инфракрасный луч, проецируемый оптическим сканером 100, проходит через пластину из армированного стекла 2 и сканирует экран 1, на который он проецируется.

В этом месте линейка световода 200 может направлять падающий ИК-луч внутрь световода, не давая ему выйти за пределы (наружу), и передает ИК-луч на блоки-приемники излучения 300, сформированные на одном торце линейки световода 200.

Линейка световода 200 может иметь цилиндрический вид или вид бруска (стержня, прутка), содержащего форму в виде произвольного угла из полиметилметакрилата (РММА) или аналогичного материала, обладающего достаточным полным внутренним отражением для волн инфракрасного диапазона излучения, и который в дальнейшем может быть легко обработан и установлен с учетом размера (диагонали) экрана 1.

Более того, поверхность проекции 210 линейки световода 200 может располагаться примыкая к пластине из армированного стекла 2.

Поверхность проекции 210 может состоять из поверхности падения (луча) 211, на которую падает проецируемый оптическим сканером 100 инфракрасный луч, и поверхности отражения 212, которая формируется таким образом, что она неразрывно связана и выступает за пределы плоскости 211 падения ИК-луча, от которой отражается ИК-луч, проходящий через пластину из армированного стекла 2.

Поверхность падения 211 может быть сформирована в виде плоской формы, прозрачной для падающего инфракрасного излучения, и, кроме того, отражающая поверхность 212 может быть выполнена из материала, отражающего инфракрасное излучение.

К тому же, поверхность падения 211 и поверхность отражения 212 могут располагаться поочередно в продольном направлении плоскости проекции 210 линейки световода 200.

Из всех линеек световода 200, линейки световода, обращенные друг к другу, как указано выше, сконфигурированы таким образом, что поверхность падения 211, созданная (сформированная) на поверхности проекции 211 линейки световода 200, расположенной с одной стороны, и поверхность отражения 212 линейки световода 212, расположенная с другой стороны (сенсорной панели), обращены соответствующим образом друг к другу.

Таким образом, когда инфракрасный луч, проецируемый оптическим сканером 100, проходит через пластину из армированного стекла 2 и сканирует поверхность экрана 1, падая на поверхность проекции 210, инфракрасный луч, проецируемый на поверхность падения 211, попадает внутрь линейки световода 200.

Далее инфракрасный луч, достигнув поверхности отражения 212, отражается на экран 1 и становится падающим лучом по отношению к поверхности падения 211 линейки световода 200, которая сформирована на обращенной к ней стороне.

Соответственно, инфракрасный луч, отраженный от поверхности отражения 212, во второй раз сканирует поверхность экрана 1 как матричную форму.

Кроме того, поверхность рассеяния 213 может быть сформирована в виде зубьев пилы на задней поверхности линейки световода 200, которая соответствует плоскости проекции 210, где инфракрасный луч, попадающий внутрь линейки световода 200 через поверхность падения 211, отражается путем рассеяния и распространяется к обоим концам (торцам) линейки световода 200.

При этом, когда инфракрасный луч, проецируемый оптическим сканером 100, сканирует поверхность экрана 1 и попадает внутрь линейки световода 200 через поверхность падения 211, предупреждается его (ИК-луча) выход за пределы линейки световода через верхнюю и нижнюю поверхности задней стенки линейки световода 2, и ИК-луч поступает в блок-приемник ИК-излучения 300 через отражающую пластину 220, что повышает эффективность приема ИК-излучения блоком-приемником излучения 300.

При этом отражающая пластина 220 располагается на одном торце линейки световода 200 (из двух имеющихся торцов линейки) для отражения инфракрасного луча, а блок, принимающий ИК-излучение, 300, размещается на другом конце линейки световода 200 для приема инфракрасного луча, переданного через линейку световода 200, и измерения полученного количества света.

Кроме того, между линейкой световода 200 и блоком-приемником света 300 может быть расположена (свето)собирающая линза (не показана) для повышения эффективности приема ИК-излучения блоком-приемником ИК-излучения 300.

В примерах осуществления настоящего изобретения, даже при том, что блок-приемник ИК-излучения 300 может быть расположен на одном торце линейки светодиода 200, линейки-приемники света 300 могут быть, соответственно, сформированы на обоих концах линейки световода 200 для приема инфракрасного луча.

Кроме того, линейка световода 200 может быть выполнена в другой измененной форме, как показано в других примерах осуществления изобретения на фиг.8.

Как видно из Фиг.8, поверхность проекции 230 линейки световода 200 может содержать поверхность падения 231, на которую падает инфракрасный луч, и поверхность отражения 232, которая неразрывно связана с поверхностью падения 231 и имеет выпуклую форму, предназначенную для отражения инфракрасного луча, в которой поверхность падения 231 и поверхность отражения 232 размещаются поочередно в продольном направлении.

На Фиг.9 представлен общий вид, демонстрирующий инфракрасную сенсорную панель, обеспечивающую регистрацию (считывание) нескольких точек касания в соответствии со вторым примером осуществления настоящего изобретения, а на Фиг.10 представлен вид в перспективе, изображающий оптический сканер согласно второму варианту осуществления изобретения.

Оптический сканер 100, как упоминалось выше, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, вращается в одном направлении, или стандартном направлении, или в обратном направлении, чтобы сканировать поверхность экрана 1, однако оптический сканер 1000 в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения вращается в обоих направлениях с целью сканирования поверхности экрана 1.

Из Фиг.9 видно, что оптический сканер 1000 может содержать инфракрасный излучающий элемент 1100 для излучения инфракрасного луча, вращающуюся часть 1200, которая вращается в обоих направлениях с тем, чтобы инфракрасный луч, генерируемый инфракрасным излучающим элементом 1100, мог сканировать всю поверхность экрана 1, приводную часть 1300, обеспечивающую вращение вращающейся части 1200 в обоих направлениях, и блок измерения угла 1400, который размещен с одной стороны приводной части 1300 и измеряет угол поворота вращающейся части 1200.

Инфракрасный излучающий элемент 1100 может быть расположен с одной стороны вращающейся части 1200, а приводная часть 1300 может соединяться с задней стенкой вращающейся части 1200. При этом приводная часть 1300 может быть выполнена в виде двигателя. Когда двигатель вращается в обоих направлениях, вращающаяся часть 1200 также вращается в обоих направлениях с предварительно заданным углом (поворота).

Таким образом, при вращении вращающейся части 1200 в обоих направлениях при помощи приводной части 1300 инфракрасный луч, испускаемый инфракрасным излучающим элементом 1100, расположенным на одной стороне вращающейся части 1200, сканирует в обоих направлениях поверхность экрана 1 в соответствии с направлением вращения вращающейся части 1200, обеспечивая полное сканирование поверхности экрана 1.

При этом, как показано на Фиг.10, приводная часть 1300 может вращать вращающуюся часть 1200 в обоих направлениях, используя электромагнит вместо двигателя.

Кроме того, приводная часть 1300 может содержать вращающийся электромагнит 1210, размещенный внутри вращательной части 1200, и неподвижный (стационарный) электромагнит 1220, который размещен на задней стенке вращающейся части 1200, соответствует вращающемуся электромагниту 1210 и получает энергию, необходимую для создания магнитного поля.

Также вращающийся электромагнит 1210 и неподвижный электромагнит 1220 могут состоять из нескольких электромагнитов, как показано на Фиг.10.

Неподвижным электромагнитом 1220 может управлять контроллер (не показан), который попеременно подает электрический ток, необходимый для создания сильного магнитного поля.

В результате вращающийся электромагнит 1210 может взаимодействовать с неподвижным электромагнитом 1220, обладающим магнитным полем противоположной полярности, и, следовательно, вращающаяся часть будет вращаться в обоих направлениях.

При этом, когда в неподвижном электромагните 1220 попеременно создается магнитное поле, которое индуцирует ток, индуцированный ток поступает во вращающийся электромагнит 1210, который используется в качестве источника питания инфракрасного излучающего элемента 110, когда вращающийся электромагнит 1210 вступает во взаимодействие с неподвижным электромагнитом 1220.

Таким образом, инфракрасный излучающий элемент 1100 работает на индуцированном токе, создаваемом при альтернативном движении стационарного электромагнита 1220 и вращающегося электромагнита 1210, при этом не требуется применение отдельного внешнего источника питания, в результате чего снижаются расходы на энергопотребление, кроме того, исключаются дополнительные устройства, необходимые для совместной работы с внешними источниками питания, что позволяет снизить стоимость изготовления и стоимость технического обслуживания.

Ниже приводится описание функционирования инфракрасной сенсорной панели, обеспечивающей одновременное восприятие нескольких точек касания, в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения, которое поясняется прилагаемыми чертежами.

На Фиг.11-13 представлены общие виды, демонстрирующие работу инфракрасных сенсорных панелей, обеспечивающих восприятие (считывание) сразу нескольких точек касания в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

Как видно из Фиг.11, при вращении вращающейся части 120 в одном направлении, которое обеспечивается приводной частью 130, оптический сканер 100 сканирует всю поверхность экрана 1 таким образом, что инфракрасный луч, генерируемый инфракрасным излучающим элементом 110, расположенным с одной стороны вращающейся части 120, проецируется в том же направлении, что и направление вращения вращающейся части 120, проходя через пластину из армированного стекла 2.

Затем, когда инфракрасный луч, который просканировал поверхность экрана 1, попадает на поверхность проекции 210 линейки световода 200, инфракрасный луч, падающий на поверхность падения 211, попадает внутрь линейки световода 200 и рассеивается поверхностью рассеяния 213, выполненной на задней поверхности линейки световода 200, и распространяется к обоим торцам линейки световода 200 посредством диффузного отражения, чтобы затем его зарегистрировал блок-приемник излучения 300, расположенный на одном торце линейки световода 200.

Тем временем, инфракрасный луч, проецируемый на поверхность отражения 212, снова отражается и попадает на поверхность экрана 1, затем на поверхность падения 211 линейки световода 200, расположенную на фронтальной поверхности, и, таким образом, инфракрасный луч, отраженный на поверхности отражения 212, сканирует во второй раз поверхность экрана 1 как матричную форму.

В момент времени, как показано на Фиг.12, когда касаются одной точки пластины из армированного стекла 2 при помощи какого-либо предмета, например пальца человека или светового пера (ручки) для сенсорного экрана, перекрывая инфракрасный луч, инфракрасный луч, проходящий через область касания и пластину из армированного стекла 2 и излучаемый оптическим сканером 100, не может нормально пройти через область касания из-за тени или по причине того, что пучок ИК-света, принимаемый приемником, перекрывается коснувшимся экрана предметом, в результате чего приемник принимает малое количество света.

Далее инфракрасный луч, который отражается от поверхности отражения 212 линейки световода 200 и сканирует во второй раз экран как матричную форму, также не может пройти нормально, вследствие чего блок приема излучения принимает малое количество света.

Таким образом, когда точка касания инициируется предметом, принимается малое количество света в момент непрерывного приема инфракрасного пучка блоком-приемником излучения 300, и в это время точка касания регистрируется по углу вращения (поворота) оптического сканера 100, который (угол) измеряется измерительным прибором 130 для измерения углов.

Кроме того, как видно из Фиг.13, даже при инициировании сразу трех точек касания на пластине из армированного стекла 2, эти точки касания определяются способом, описанным выше.

Как уже упоминалось ранее, в предложенной инфракрасной сенсорной панели, обеспечивающей одновременное восприятие нескольких точек касания, поверхность экрана сканируется второй раз инфракрасным лучом, отраженным от плоскости падения линейки световода другой стороны, которая обращена к поверхности отражения линейки световода первой стороны, и, таким образом, даже в случае инициирования (формирования) сразу нескольких точек касания, координаты точек касания могут быть точно определены.

Более того, пластина из армированного стекла покрывает всю поверхность экрана, соответственно, при этом не допускается повреждение экрана, поскольку в этом случае предмет, которым служит палец пользователя или ручка (перо), касается поверхности пластины из армированного стекла, а не экрана.

Кроме того, координата точки касания может быть точно определена с помощью вращающегося инфракрасного сканера и использованием подходов на основе фиксирования малых количеств света, которые излучаются инфракрасным излучающим элементом или принимаются элементом-приемником излучения.

В дополнение к вышесказанному, индуцированный (наведенный) ток, создаваемый в электромагните, используется в качестве источника питания инфракрасного излучающего элемента, и поэтому не требуется использование отдельного внешнего источника питания, что снижает энергопотребление устройства.

Кроме того, исключаются дополнительные устройства, необходимые для работы с внешними источниками питания, что позволяет снизить стоимость изготовления и стоимость технического обслуживания.

Выше приведено описание настоящего изобретения, проиллюстрированное примерами его осуществления, допускающими различные изменения и дополнения, которые очевидны специалистам в данной области техники. Следует понимать, что изобретение не ограничивается этими описанными примерами или отдельными элементами, и в него могут быть внесены изменения и дополнения, касающиеся формы и других деталей, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, определенные в прилагаемой формуле изобретения. Следовательно, объем настоящего изобретения определяется не подробным описанием изобретения, а прилагаемой формулой изобретения, и все модификации в пределах объема данного изобретения будут рассматриваться в качестве неотъемлемых частей настоящего изобретения.

Изобретение относится к инфракрасным сенсорным панелям. Технический результат заключается в повышении точности определения точки касания. Устройство содержит оптический сканер, сформированный на одной стороне экрана и сканирующий поверхность экрана инфракрасным лучом, линейку световода, сформированную по краю пластины из армированного стекла и отражающую часть инфракрасного луча, который проецируется оптическим сканером и пропускается через пластину из армированного стекла, и направляющую остальную часть неотраженного падающего инфракрасного луча внутрь пластины из армированного стекла, отсылая ее на один торец световода, блок-приемник инфракрасного излучения, предусмотренный на дистальном конце линейки световода и принимающий инфракрасный луч, который передается через линейку световода и датчик положения для определения координаты точки касания по углу сканирования оптического сканера в момент, когда количество света, полученное блоком-приемником излучения, мало, при этом отраженный инфракрасный луч от линейки световода будет являться падающим лучом для других линеек световода. 11 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Инфракрасная сенсорная панель, поддерживающая функцию мультитач, содержащая:
экран с дисплейной панелью, на которую проецируется изображение, и с пластиной из армированного стекла, установленной на фронтальной поверхности дисплейной панели;
оптический сканер, размещенный на одной стороне экрана с возможностью сканирования инфракрасным лучом поверхности экрана со стороны пластины из армированного стекла;
линейку световода, выполненную из материала, обладающего внутренним отражением волн инфракрасного диапазона излучения, и имеющую поверхность проекции, на которую проецируется инфракрасный луч, излучаемый оптическим сканером, участки отражения и участки падения, поочередно расположенные по поверхности проекции линейки световода вдоль края пластины из армированного стекла, причем участки отражения размещены с возможностью отражения части инфракрасного луча оптического сканера на участки падения с другой стороны указанной пластины, а участки падения выполнены с возможностью направления неотраженной части инфракрасного луча внутрь линейки световода;
блок-приемник инфракрасного излучения, размещенный на конце линейки световода, для приема инфракрасного излучения, передаваемого через линейку световода; и
датчик положения, выполненный с возможностью определения координаты точки касания экрана по углу сканирования оптического сканера в момент получения блоком-приемником малого количества инфракрасного излучения, передаваемого через линейку световода.

2. Инфракрасная сенсорная панель по п.1, отличающаяся тем, что оптический сканер содержит:
излучающий элемент, который излучает инфракрасный луч;
вращающуюся часть для обеспечения поворота инфракрасного луча, излучаемого инфракрасным излучающим элементом, и сканирования всей поверхности экрана;
приводную часть для приложения вращательного усилия к вращающейся части; и
блок измерения угла, предусмотренный с одной стороны приводной части для измерения угла поворота вращающейся части.

3. Инфракрасная сенсорная панель по п.2, отличающаяся тем, что приводная часть содержит:
вращающийся магнит, вращающуюся круглую пластину, образующие вращающуюся часть, которая вращается в том же направлении, что и приводная часть; и
приводной электромагнит, предусмотренный на одной стороне вращающегося магнита с возможностью получения электроэнергии для создания магнитного поля и вращения вращающейся части.

4. Инфракрасная сенсорная панель по п.1, отличающаяся тем, что оптический сканер содержит:
инфракрасный излучающий элемент, который излучает инфракрасный луч;
вращающуюся часть с возможностью вращения в обоих направлениях для сканирования излучающим инфракрасным элементом всей поверхности экрана;
приводную часть для вращения вращающейся части в обоих направлениях; и
блок измерения угла, предусмотренный с одной стороны приводной части для измерения угла поворота вращающейся части.

5. Инфракрасная сенсорная панель по п.4, отличающаяся тем, что приводная часть содержит:
вращающийся электромагнит, расположенный внутри вращающейся части с возможностью получения электроэнергии для создания напряженности магнитного поля; и
неподвижный магнит, размещенный на задней стороне вращающейся части в соответствии с вращающимся электромагнитом, получающим электроэнергию для создания напряженности магнитного поля.

6. Инфракрасная сенсорная панель по любому из пп.2 или 4, отличающаяся тем, что приводная часть выполнена в виде двигателя.

7. Инфракрасная сенсорная панель по п.1, отличающаяся тем, что линейка световода, содержащая поверхность проекции, на которую проецируется инфракрасный луч, излучаемый оптическим сканером, снабжена рассеивающей поверхностью, сформированной в виде пилообразных зубьев на задней, относительно плоскости проекции, поверхности линейки световода, при этом рассеивающая поверхность выполнена с возможностью рассеивания инфракрасного излучения внутри линейки световода, поверхности которой, за исключением плоскости проекции инфракрасного луча, охвачены дополнительно установленной отражающей пластиной для не допущения выхода инфракрасного луча, проходящего внутри линейки световода, за ее пределы.

8. Инфракрасная сенсорная панель по п.7, отличающаяся тем, что поверхность проекции линейки световода содержит:
участки падения, для которых проецируемый оптическим сканером инфракрасный луч является падающим; и
участки отражения, неразрывно связанные с участками падения, выполнены выпуклой формы для отражения инфракрасного луча, при этом участки падения и участки отражения располагаются попеременно вдоль линейки световода.

9. Инфракрасная сенсорная панель по п.8, отличающаяся тем, что участки падения линейки световода с одной стороны экрана и участки отражения линейки световода с противоположной стороны экрана расположены напротив друг друга.

10. Инфракрасная сенсорная панель по п.1, отличающаяся тем, что экран выполнен с возможностью пропускания инфракрасного луча сквозь пластину из армированного стекла или между пластиной из армированного стекла и дисплейной панелью.

11. Инфракрасная сенсорная панель по п.3, отличающаяся тем, что инфракрасный излучающий элемент выполнен с возможностью питания током, индуцированным во вращающемся магните, для генерирования инфракрасного луча.

12. Инфракрасная сенсорная панель по п.5, отличающаяся тем, что инфракрасный излучающий элемент выполнен с возможностью питания током, индуцированным с помощью неподвижного магнита, для генерирования инфракрасного луча.