JP5273676B2

JP5273676B2 - Wide-area infrared light source multi-touch screen

Info

Publication number: JP5273676B2
Application number: JP2009185632A
Authority: JP
Inventors: ウーシン−ミン; リージアン−グオ; マーシャオ−キアン; グオキン
Original assignee: ヌライテントレーディング（シャンハイ）カンパニー
Priority date: 2009-08-10
Filing date: 2009-08-10
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-08-10
Also published as: JP2011039726A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide-area infrared light source multi-touch screen allowing multi-point touch. <P>SOLUTION: The wide-area infrared light source multi-touch screen is provided with: a display module 5; at least one infrared (IR) light source 3 set as a light source of a multi-touch screen adjacent to the display module; at least one beam expander optical device forming an IR flat field line pattern 4 in response to at least one IR light source; at least one IR receiver 1 set for at least one beam expander optical device, and configured to, when the display module is touched, receive an IR light emitted by at least one IR light source, and to receive the IR light from the object; and a positioning module for detecting the touch operation by at least one IR receiver in response to at least one IR receiver, and to process coordinate positioning. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明の実施態様は、一般にタッチスクリーンの分野に関する。より詳しくは、本発明は広域赤外線光源マルチタッチスクリーンの分野に関する。 Embodiments of the present invention generally relate to the field of touch screens. More particularly, the present invention relates to the field of wide-area infrared light source multi-touch screens.

最近、特に携帯可能なエレクトロニクス製品に関しては、いろいろなエレクトロニクス製品が使い勝手が良い操作、ごく小さい寸法および大規模なスクリーンに向けた方向に進展しており、それは、スクリーンの寸法およびスケールのために全く要求が多い。したがって、タッチパネルはしばしば、キーボードまたは制御ボタンのスペースを確保するために多くのエレクトロニクス製品の中で液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と一体化し、それから、スクリーンの寸法が拡大されることを可能にする。 Recently, especially with regard to portable electronic products, various electronic products have evolved in the direction towards convenient operation, very small dimensions and large screens, which is entirely due to the size and scale of the screen. There are many requests. Thus, touch panels often integrate with liquid crystal displays (LCDs) in many electronic products to make room for keyboards or control buttons, and then allow the screen dimensions to be expanded.

今日まで、マルチタッチスクリーンの技術は主に容量性タッチスクリーン、抵抗性タッチスクリーン、光学（イメージ形成）タッチスクリーン、などを含む。それらの中で、より一般のタイプの光学（イメージ形成）タッチスクリーンは、以下のような２つのタイプを含む。（１）赤外線（ＩＲ）アレイタッチスクリーン：スクリーンフレームの２つの側面に垂直に、および、水平に配置される不可視線ＩＲエミッタ／トランスミッタ（例えば赤外発光ダイオード、ＩＲＬＥＤ）と共に他の２つの側面に配置される不可視線ＩＲレシーバ（例えば赤外線センサ、ＩＲセンサ）。ＩＲタッチスクリーンは「単一ポイントタッチ」を実現するのにより適切であるが、しかし、それらが「マルチポイントタッチ」（３タッチポイント以上）を実現することはより困難である。その上、それはより多くの電力消費に結びつく多数のＩＲＬＥＤを必要とし、かつ、環境によってより容易に干渉される可能性があり、かつ分解能がＩＲＬＥＤの配置によって制限される。（２）漏れ全反射タッチスクリーン：屈折媒体、例えばフラット有機ガラスに連結される赤外発光ダイオードの不可視線および不可視線によってこの屈折媒体を満たす全反射。この種の漏れ全反射タッチスクリーンは、過酷な要求で有機ガラスの表面の清浄性を必要とし、何かほこりまたは油汚れが実使用中の表面にある場合、その時それは内面反射の光路をさえぎって干渉信号を形成するかもしれない。さらに、スクリーンの縁部およびスクリーンの中心部は、信号の強度が均一でないことに従って、光の強度が異なる可能性がある。それが大規模タッチスクリーンに適用される場合、有効性はさらにより悪い。 To date, multi-touch screen technologies mainly include capacitive touch screens, resistive touch screens, optical (image forming) touch screens, and the like. Among them, the more common types of optical (image forming) touch screens include two types: (1) Infrared (IR) array touch screen: on the other two sides perpendicular to the two sides of the screen frame and with invisible IR emitter / transmitters (eg infrared light emitting diodes, IRLEDs) arranged horizontally An invisible IR receiver (eg, infrared sensor, IR sensor) to be placed. IR touch screens are more appropriate to achieve “single point touch”, but they are more difficult to achieve “multipoint touch” (more than 3 touch points). Moreover, it requires a large number of IRLEDs that lead to more power consumption, can be more easily interfered with by the environment, and the resolution is limited by the placement of the IRLEDs. (2) Leaky total reflection touch screen: total reflection that fills this refractive medium with invisible and invisible lines of infrared light emitting diodes connected to a refractive medium, for example flat organic glass. This kind of leaky total reflection touch screen requires cleanliness of the surface of the organic glass with strict requirements, and if there is any dust or oil stains on the surface in use, then it will block the internal reflection light path May form an interference signal. In addition, the light intensity at the edge of the screen and the center of the screen can vary according to the non-uniform signal intensity. If it is applied to a large touch screen, the effectiveness is even worse.

市場で利用可能な相当な数のタイプのタッチパネルがあるにもかかわらず、それらの多くは「マルチタッチ」技術を実施することが可能でない。マルチタッチスクリーンを実行するのに赤外線感知機構を用いることは、いっそうより少ない。しかしながら、ＩＲモジュールは高効率、高耐久性、大規模で活用される能力、などの利点を有する。したがって、ＩＲタッチスクリーンがマルチポイントタッチを実現することが可能な場合、それは大いに産業およびユーザのためになる。 Despite the considerable number of types of touch panels available on the market, many of them are not capable of implementing “multi-touch” technology. Even less is to use an infrared sensing mechanism to implement a multi-touch screen. However, the IR module has advantages such as high efficiency, high durability, and ability to be utilized on a large scale. Thus, if the IR touch screen is capable of realizing multipoint touch, it will be greatly for industry and users.

ＩＲタッチスクリーンの高適用性および利点に基づいて、本発明はさまざまなエレクトロニクス製品に適用される広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンを提供し、および、高コスト、低精度および適切にマルチタッチを実施する能力のなさのような、容量性、抵抗性および一般の赤外線タイプのタッチスクリーンにおけるいくつかの欠陥が、改善されることができる。さらに、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンは漏れ全反射タッチスクリーンの非常に厳しい清浄性問題を克服することが可能である。このように、タッチスクリーンの応用の有用性および広がりが、向上されることができる。 Based on the high applicability and advantages of IR touch screens, the present invention provides a wide range IR light source multi-touch screen that is applied to various electronic products, and the ability to perform multi-touch with high cost, low accuracy and adequately Some deficiencies in capacitive, resistive and common infrared type touch screens, such as lack of, can be improved. Furthermore, the wide-area IR light source multi-touch screen can overcome the very severe cleanability problems of leaky total reflection touch screens. In this way, the utility and spread of touch screen applications can be improved.

広域赤外線光源マルチタッチシステムであって、表示モジュールに隣接してセットされ広域赤外線光源マルチタッチシステムの光源を作動させる少なくとも一つの赤外線光源と、この少なくとも一つの赤外線光源に応答してＩＲフラットフィールドラインパターンを形成する少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置と、前記少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置に対応してセットされ、前記表示モジュールがタッチされると、この少なくとも一つの赤外線光源によって放射される赤外光を受光し、かつ対象物からの赤外光を受光する少なくとも一つの赤外線レシーバと、前記少なくとも一つの赤外線レシーバに応答して、タッチ動作がこの少なくとも一つの赤外線レシーバによって検出された後に、座標位置決めを処理する位置決めモジュールと、を備えたシステムを提供することが、本発明の１つの目的である。 A wide-area infrared light source multi-touch system that is set adjacent to a display module and activates a light source of the wide-area infrared light source multi-touch system, and an IR flat field line in response to the at least one infrared light source At least one beam expander optical device for forming a pattern and a red light emitted by the at least one infrared light source when set in correspondence with the at least one beam expander optical device and touching the display module At least one infrared receiver for receiving external light and receiving infrared light from the object, and in response to the at least one infrared receiver, after a touch motion is detected by the at least one infrared receiver, Position to process coordinate positioning It is an object of the present invention to provide a module determined, the system comprising a.

広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンであって、表示モジュールと、表示モジュールに隣接してセットされ広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの光源を作動させる少なくとも一つの赤外線（ＩＲ）光源と、この少なくとも一つの赤外線光源に応答して赤外線フラットフィールドラインパターンを形成する少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置と、前記少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置に対応してセットされ、前記表示モジュールがタッチされると、この少なくとも一つの赤外線光源によって放射される赤外光を受光し、かつ対象物からの赤外光を受光する少なくとも一つの赤外線レシーバと、前記少なくとも一つの赤外線レシーバに応答して、タッチ動作が検出された後に、座標位置決めを処理する位置決めモジュールと、を備えるスクリーンを開示することが、本発明の別の目的である。 A wide-area IR light source multi-touch screen, comprising: a display module; at least one infrared (IR) light source set adjacent to the display module to operate the light source of the wide-area IR light source multi-touch screen; and the at least one infrared light source At least one beam expander optical device that responds to form an infrared flat field line pattern, and is set corresponding to the at least one beam expander optical device, and when the display module is touched, the at least one beam expander optical device is set. In response to detecting at least one infrared receiver for receiving infrared light emitted by an infrared light source and receiving infrared light from an object, and in response to the at least one infrared receiver, Positioning module that handles coordinate positioning Disclose a screen with a and is another object of the present invention.

本発明内に開示される広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンは、種々の視認可能な寸法（例えば約３−２００インチ）のタッチスクリーン、特に大規模スクリーンとして機能することが可能である。加えて、上述した広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの利点は低コスト、高精度および／または精密さ（途切れのない）、などを含む。 The wide-area IR light source multi-touch screen disclosed within the present invention can function as a touch screen of various visible dimensions (eg, about 3-200 inches), particularly a large screen. In addition, the advantages of the wide-area IR light source multi-touch screen described above include low cost, high accuracy and / or precision (no breaks), and the like.

詳細な説明が、添付の図面を参照して以下の実施態様において与えられる。本発明の他の特徴および効果は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、理解されなければならないことは、本発明の好適な実施態様を例示しているとはいえ、本発明の趣旨および範囲内でさまざまな変更と修正が、この詳細な説明から当業者に明らかになるので、詳細な説明および具体例は、例証としてだけ与えられる、ということである。 A detailed description is given in the following embodiments with reference to the accompanying drawings. Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art from this detailed description, even though it illustrates preferred embodiments of the invention. Thus, the detailed description and specific examples are given by way of illustration only.

本発明の実施態様は、限定するためにではなく、一例として例示され、および、以下の図は特に本発明の好適な実施態様に関連し、同様な参照番号は、図面のいくつかの表示の全体にわたって対応する部分を指す。 Embodiments of the present invention are illustrated by way of example and not by way of limitation, and the following figures are particularly relevant to preferred embodiments of the present invention, and like reference numerals may be used to identify It refers to the corresponding part throughout.

本発明の好ましい一実施態様に従う広域赤外線光源マルチタッチスクリーンの模式図を示す。1 shows a schematic diagram of a wide infrared light source multi-touch screen according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施態様に従う赤外線光源、ビームエキスパンダ光学装置および得られる赤外線フラットフィールドラインパターンの模式図を示す。および1 shows a schematic diagram of an infrared light source, a beam expander optical device and the resulting infrared flat field line pattern according to one embodiment of the present invention. FIG. and 本発明の一実施態様に従う赤外線光源およびこのビームエキスパンダ光学装置経由で形成される赤外線フラットフィールドラインパターンの模式図を示す。1 shows a schematic diagram of an infrared light source and an infrared flat field line pattern formed via this beam expander optical device according to one embodiment of the present invention. FIG.

本発明に従って上に記述された詳細および他の効果および目的が得られる方法を完全に理解するために、本発明のより詳細な説明が最もよく考察されたモードおよびその特定の実施態様を参照することで示される。本発明の以下の記述は、本発明の汎用原則を例示するためになされており、かつ限定する意味で取り入れられるべきでなく、それは、本発明のさまざまな実施態様を例示することを目的とする。このように、論じられる特定の変形例は本発明の有効範囲に対する限定として解釈されるべきでない。さまざまな等価物、変更および修正が本発明の有効範囲から逸脱することなく、なされることができることが当業者にとって明らかであり、および、この種の等価な実施態様が本願明細書に含まれるべきであることが理解される。 For a full understanding of the manner in which the above-described details and other advantages and objectives are obtained in accordance with the present invention, a more detailed description of the invention refers to the mode most closely discussed and its specific embodiments. It is indicated by that. The following description of the present invention has been made in order to illustrate the general principles of the present invention and should not be taken in a limiting sense, but is intended to illustrate various embodiments of the present invention. . As such, the specific variations discussed should not be construed as limitations on the scope of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various equivalents, changes, and modifications can be made without departing from the scope of the invention, and equivalent embodiments of this type should be included herein. It is understood that

以下に提示される記述内に使用される用語は、たとえそれが本発明のある特定の実施態様の詳細な説明と連動して使われるとしても、その最も幅広い合理的な方法で解釈されることを目的とする。特定の用語は、下記で強調されさえすることができるが、しかしながら、任意の制限された方法で解釈されることを目的とする任意の用語は、この詳細な説明部分においてそのようなものとして明白にかつ詳細に規定される。 Terms used in the description presented below are to be interpreted in their broadest reasonable manner, even if they are used in conjunction with a detailed description of a particular embodiment of the present invention. With the goal. Certain terms may even be emphasized below, however, any term intended to be construed in any limited manner is manifested as such in this detailed description. Specified in detail.

文脈が許すところでは、単一のまたは複数の用語はまた、それぞれ、複数または単一の用語を含むことができる。さらに、単語「または」が２つ以上の項目のリストにおいて他の項目から排他的な単一の項目だけを意味するために明示的に限定されない限り、その時、この種のリスト内の「または」の使用は、（ａ）リスト内の任意の単一の項目、（ｂ）リスト内の項目の全て、または、（ｃ）リスト内の項目の任意の組合せ、を含むとして解釈されるべきである。 Where the context permits, single or multiple terms may also include multiple or single terms, respectively. Further, unless the word “or” is explicitly limited to mean only a single item exclusive from other items in a list of two or more items, then “or” in such a list Should be interpreted as including (a) any single item in the list, (b) all of the items in the list, or (c) any combination of items in the list. .

図１および図２に示したように、本発明の１つの好ましい実施態様は表示モジュール５と一体化されて広域赤外線光源マルチタッチスクリーンを形成する広域赤外線光源マルチタッチシステム１００を示し、そこにおいて広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００が、表示モジュールに隣接してセットされ、広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００の光源を作動させる少なくとも一つの赤外線（ＩＲ）光源３と、この少なくとも一つの赤外線光源３に応答して赤外線フラットフィールドラインパターン４を形成する少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６と、前記少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６に対応してセットされ、表示モジュールがタッチされると、少なくとも一つの赤外線光源３によって放射されるＩＲ光を受光して、対象物からのＩＲ光を受光する少なくとも一つの赤外線レシーバ１と、この少なくとも一つの赤外線レシーバ１に応答して、タッチ動作がこの少なくとも一つのＩＲレシーバ１によって検出された後で、座標位置決めを処理する一つの位置決めモジュール（図示せず）と、を備える。１つの好ましい実施態様において、マルチタッチ座標位置決めを実施するための方法は、この少なくとも一つのＩＲレシーバ１が、指（複数指）２によるタッチの後で形成されるイメージを受信し、そして次に、位置決めモジュールがマルチタッチアルゴリズム経由でこのイメージに関する情報を計算し、タッチされた各ポイントの位置を正確におよび／または精密に算出する、ことであることができる。使用中に、この少なくとも一つのＩＲレシーバ１は、タッチの後形成されるイメージを常に受信しており、続いて位置決めモジュールがマルチタッチアルゴリズム経由でタッチされた各ポイントの位置を常に計算しており、したがってマルチポイントタッチを作動させる。タッチスクリーンにタッチするのに用いられる対象物は指２に限られず、しかし、それは体の任意の部分、スタイラスペン、ペンのような物体、タッチスクリーンに使われるのに適切な任意の物体、またはＩＲ光を反射することが可能な任意の物体を含むことができる。 As shown in FIGS. 1 and 2, one preferred embodiment of the present invention shows a wide-area infrared light source multi-touch system 100 that is integrated with the display module 5 to form a wide-area infrared light source multi-touch screen, where the wide-area infrared light source multi-touch system 100 is formed. An IR light source multi-touch system 100 is set adjacent to the display module and is responsive to at least one infrared (IR) light source 3 for operating the light source of the wide-area IR light source multi-touch system 100 and the at least one infrared light source 3. And at least one beam expander optical device 6 for forming the infrared flat field line pattern 4 and the at least one beam expander optical device 6, and when the display module is touched, at least one infrared ray IR light emitted by the light source 3 At least one infrared receiver 1 that receives and receives IR light from the object, and in response to the at least one infrared receiver 1, after a touch motion is detected by the at least one IR receiver 1, One positioning module (not shown) for processing the coordinate positioning. In one preferred embodiment, the method for performing multi-touch coordinate positioning is such that the at least one IR receiver 1 receives an image formed after a touch with a finger (s) 2 and then The positioning module can calculate information about this image via a multi-touch algorithm and accurately and / or precisely calculate the position of each touched point. In use, this at least one IR receiver 1 always receives the image formed after the touch, and then the positioning module always calculates the position of each point touched via the multi-touch algorithm. And thus actuate a multipoint touch. The object used to touch the touch screen is not limited to the finger 2, but it can be any part of the body, a stylus pen, an object such as a pen, any object suitable for use on a touch screen, or Any object capable of reflecting IR light can be included.

本発明の一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００は、任意の表示モジュール５と一体化されて広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンを形成することができ、そこにおいて表示モジュール５は、液晶表示（ＬＣＤ）モジュール、透過型ＬＣＤモジュール、反射型ＬＣＤモジュール、半透過型／半反射型ＬＣＤモジュール、プラズマディスプレイモジュール、フラットパネル表示モジュール、エレクトロルミネセンス表示モジュール、有機エレクトロルミネセンス表示モジュール、陰極線管（ＣＲＴ）表示モジュール、等を含むことができるが、これに限定されるものではない。１つの好ましい実施態様において、表示モジュール５は液晶表示（ＬＣＤ）モジュールである。さらに、広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００と一体化される表示モジュール５はさまざまな寸法または厚さのタッチスクリーンを形成することができ、それは約３−２００インチの得られるタッチスクリーンを含むことができるが、これに限定されるものではない。広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００は、単一ポイントタッチまたはマルチポイントタッチを実施するために適切な広域赤外線光源マルチタッチスクリーンを形成するディスプレイの寸法または厚さに対応して構成されることが可能である。 In one embodiment of the present invention, the wide area IR light source multi-touch system 100 can be integrated with an arbitrary display module 5 to form a wide area IR light source multi touch screen, in which the display module 5 is a liquid crystal display ( LCD) module, transmissive LCD module, reflective LCD module, transflective / semi-reflective LCD module, plasma display module, flat panel display module, electroluminescence display module, organic electroluminescence display module, cathode ray tube (CRT) ) Display module, etc., but is not limited thereto. In one preferred embodiment, the display module 5 is a liquid crystal display (LCD) module. Further, the display module 5 integrated with the wide area IR light source multi-touch system 100 can form touch screens of various sizes or thicknesses, which can include the resulting touch screen of about 3-200 inches. However, the present invention is not limited to this. The wide area IR light source multi-touch system 100 can be configured for the dimensions or thickness of the display forming a wide area infrared light source multi-touch screen suitable for performing a single point touch or a multi-point touch. is there.

一実施態様において、広域赤外線光源マルチタッチシステム１００に含まれる少なくとも一つの赤外線光源３は、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの縁部またはコーナのまわりの任意の一つ以上の位置に設置され、そこにおいて赤外線光源３は、赤外線線光源、赤外線レーザ、赤外線レーザダイオード、赤外線レーザ発光素子、赤外線発光ダイオード（ＩＲＬＥＤまたはＩＲＥＤ）、赤外線発光素子、等を含むことができるが、これに限定されるものではない。本発明の１つの好ましい実施態様において、赤外線光源３は赤外線発光ダイオード（ＩＲＬＥＤもしくはＩＲＥＤ）または赤外線レーザダイオードである。 In one embodiment, the at least one infrared light source 3 included in the wide-area infrared light source multi-touch system 100 is installed at any one or more locations around the edge or corner of the wide-area IR light source multi-touch screen. The infrared light source 3 can include, but is not limited to, an infrared ray light source, an infrared laser, an infrared laser diode, an infrared laser light emitting element, an infrared light emitting diode (IRLED or IRED), an infrared light emitting element, and the like. . In one preferred embodiment of the invention, the infrared light source 3 is an infrared light emitting diode (IRLED or IRED) or an infrared laser diode.

本発明の一実施態様に従って図２および３を参照して、広域赤外線光源マルチタッチシステム１００内に使われる少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６は、ＩＲフラットフィールドラインパターンを形成するＩＲ光源３のビームエキスパンダ光学装置（またはシステム）とすることができる。この少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６は、パウエルレンズ、円柱レンズ、ライン発生プリズムまたはレンズ、ライン発生器光学装置、等を含むことができるが、これに限定されるものではない。例えば、レーザビーム（例えば１ｍｍ）がその非球面レンズを通過したあと、均一な密度、高安定性および良い直線性のフラットフィールドラインパターンを最適に生成することができる、任意のビームエキスパンダ光学装置、例えばプリズムまたはレンズが、ここで活用されるべき要求にかなう。１つの好ましい実施態様において、この少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６はパウエルレンズである。パウエルレンズのライン発生能力が円柱レンズのそれより良いものであることができるので、パウエルレンズは、それらが明るい中心および弱まっている末端を有するという点を特徴とする光のガウスラインのいくつかの欠点を回避することが可能である。換言すれば、光のガウスラインの強度は、ラインの端に向かって弱まる。 2 and 3, according to one embodiment of the present invention, at least one beam expander optical device 6 used in the wide-area infrared light source multi-touch system 100 includes an IR light source 3 that forms an IR flat field line pattern. It can be a beam expander optical device (or system). The at least one beam expander optical device 6 may include, but is not limited to, a Powell lens, a cylindrical lens, a line generating prism or lens, a line generator optical device, and the like. For example, any beam expander optical device that can optimally generate a flat field line pattern of uniform density, high stability and good linearity after a laser beam (eg 1 mm) has passed through its aspheric lens For example, prisms or lenses meet the requirements to be utilized here. In one preferred embodiment, the at least one beam expander optical device 6 is a Powell lens. Since the line generation capability of Powell lenses can be better than that of cylindrical lenses, Powell lenses are some of the light Gaussian lines characterized in that they have a bright center and a weakened end. It is possible to avoid drawbacks. In other words, the intensity of the Gaussian line of light decreases toward the end of the line.

好ましい一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００内に含まれるこの少なくとも一つの赤外線レシーバ１は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、等を含むが、これに限られない。ＩＲ光源３として機能するＩＲＬＥＤまたはＩＲレーザ発光素子によって放射される光の波長に基づいて、ＩＲレシーバ１、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳはその波長に対応するカラーフィルタを更に備えることができる。表面に対して接近するかまたはそれを圧迫するＩＲを反射することが可能な指２またはその他の物体がある間、ＩＲ光が反射され、および、したがって、反射されたＩＲは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳのような、ＩＲレシーバ１によって受光される。ＩＲレシーバ１によって受信されるイメージは、マルチタッチシステム１００内に含まれる位置決めモジュールによって処理され、位置決めモジュールのコントローラは、マルチタッチアルゴリズムおよび／またはソフトウェア経由でイメージを処理することができ、指（複数指）２の座標（複数座標）（ｘ，ｙ）を算出することができる。従って、１本の指２の１つの座標（ｘ，ｙ）が、広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００を備えたタッチスクリーンによって位置決めをされることができるだけでなく、しかし、また、複数指２の、複数の座標（ｘ１，ｙ１）（ｘ２，ｙ２）（ｘ３，ｙ３）、…もタッチスクリーンによって位置決めをされることができ、したがって単一ポイントタッチまたはマルチポイントタッチを、実施することができる。 In a preferred embodiment, the at least one infrared receiver 1 included in the wide area IR light source multi-touch system 100 includes, but is not limited to, a charge coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and the like. I can't. Based on the wavelength of light emitted by the IRLED or IR laser light emitting element that functions as the IR light source 3, the IR receiver 1, for example, a CCD or CMOS, can further comprise a color filter corresponding to that wavelength. While there is a finger 2 or other object capable of reflecting IR approaching or squeezing against the surface, IR light is reflected and, therefore, the reflected IR is either CCD or CMOS The IR receiver 1 receives the light. The image received by the IR receiver 1 is processed by a positioning module included in the multi-touch system 100, and the controller of the positioning module can process the image via a multi-touch algorithm and / or software, The coordinate (plural coordinates) (x, y) of (finger) 2 can be calculated. Thus, not only one coordinate (x, y) of one finger 2 can be positioned by a touch screen equipped with a wide area IR light source multi-touch system 100, but also the multiple fingers 2, A plurality of coordinates (x1, y1) (x2, y2) (x3, y3),... Can also be positioned by the touch screen, and thus a single point touch or a multipoint touch can be performed.

一実施態様において、マルチタッチシステム１００の少なくとも一つの赤外線レシーバ１および少なくとも一つの赤外線光源３は、同じ平面に配置される。もう一つの実施態様では、マルチタッチシステム１００の少なくとも一つの赤外線レシーバ１および少なくとも一つの赤外線光源３は、異なる平面に配置される。 In one embodiment, the at least one infrared receiver 1 and the at least one infrared light source 3 of the multi-touch system 100 are arranged in the same plane. In another embodiment, the at least one infrared receiver 1 and the at least one infrared light source 3 of the multi-touch system 100 are arranged in different planes.

一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチシステム１００の少なくとも一つのＩＲ光源３によって生成される光は、約７００−１２５０ナノメートル（ｎｍ）の波長である。 In one embodiment, the light generated by the at least one IR light source 3 of the global IR light source multi-touch system 100 has a wavelength of about 700-1250 nanometers (nm).

好ましい一実施態様において、図１にて図示するように、本発明は広域赤外線光源マルチタッチスクリーンであって、表示モジュール５と、表示モジュール５に隣接して、例えば１−１０ｍｍにセットされ、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの光源となるべき少なくとも一つの赤外線光源３と、この少なくとも一つのＩＲ光源３に応答して赤外線フラットフィールドラインパターン４を形成する少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６と、前記少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置に対応してセットされ、前記表示モジュールがタッチされると、少なくとも一つのＩＲ光源３によって放射される赤外線光を受光して、対象物からのＩＲ光を受光する少なくとも一つの赤外線レシーバ１と、前記少なくとも一つの赤外線レシーバに応答して、動作がこの少なくとも一つのＩＲレシーバ１によって検出された後で、座標位置決めを処理する一つの位置決めモジュール（図示せず）と、を備えるスクリーンを提供する。好ましい一実施態様において、マルチタッチ座標位置決めを実施するための方法は、ＩＲレシーバ１が、指（複数指）２によるタッチの後で形成されるイメージを受信し、そして次に、位置決めモジュールがマルチタッチアルゴリズム経由でこのイメージに関する情報を計算し、タッチされた各ポイントの位置を正確におよび／または精密に算出する、ことであることができる。使用中に、ＩＲレシーバ１は、タッチの後、形成されるイメージを常に受信しており、続いて位置決めモジュールがマルチタッチアルゴリズム経由でタッチされる各ポイントの位置を常に計算しており、したがってマルチポイントタッチを作動させる。タッチスクリーンにタッチするのに用いられる対象物は指２に限られず、しかし、それは体の任意の部分、スタイラスペン、ペンのような物体、タッチスクリーンに使われるのに適切な任意の物体、または赤外線光を反射することが可能な任意の物体を含むことができる。 In a preferred embodiment, as illustrated in FIG. 1, the present invention is a wide-area infrared light source multi-touch screen, which is set adjacent to the display module 5 and adjacent to the display module 5, for example, 1-10 mm. At least one infrared light source 3 to be a light source of an IR light source multi-touch screen; at least one beam expander optical device 6 for forming an infrared flat field line pattern 4 in response to the at least one IR light source 3; When set in correspondence with at least one beam expander optical device and touches the display module, it receives infrared light emitted by at least one IR light source 3 and receives IR light from the object. At least one infrared receiver 1 and the at least one infrared receiver; In response to the over server, operation after being detected by the at least one IR receiver 1, to provide a screen with one of the positioning module (not shown), a for processing coordinate positioning. In a preferred embodiment, the method for performing multi-touch coordinate positioning is such that the IR receiver 1 receives an image formed after a touch with a finger (multiple fingers) 2 and then the positioning module is multi- It is possible to calculate information about this image via a touch algorithm and to calculate the position of each touched point accurately and / or precisely. In use, the IR receiver 1 always receives the image to be formed after touching, and the positioning module is always calculating the position of each point touched via the multi-touch algorithm, so Activate point touch. The object used to touch the touch screen is not limited to the finger 2, but it can be any part of the body, a stylus pen, an object such as a pen, any object suitable for use on a touch screen, or Any object capable of reflecting infrared light can be included.

本発明の一実施態様において、前述の広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの表示モジュール５は、液晶表示（ＬＣＤ）モジュール、透過型ＬＣＤモジュール、反射型ＬＣＤモジュール、半透過型／半反射型ＬＣＤモジュール、プラズマディスプレイモジュール、フラットパネル表示モジュール、エレクトロルミネセンス表示モジュール、有機エレクトロルミネセンス表示モジュール、陰極線管（ＣＲＴ）表示モジュール、等を含むことができるが、これに限定されるものではない。１つの好ましい実施態様において、表示モジュール５は液晶表示（ＬＣＤ）モジュールである。その上、表示モジュール５を備えた広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンはさまざまな寸法または厚さのマルチタッチスクリーンになることができ、それは約３−２００インチの得られるマルチタッチスクリーンを含むことができるが、これに限定されるものではない。 In one embodiment of the present invention, the wide-area IR light source multi-touch screen display module 5 includes a liquid crystal display (LCD) module, a transmissive LCD module, a reflective LCD module, a transflective / semireflective LCD module, a plasma. A display module, a flat panel display module, an electroluminescence display module, an organic electroluminescence display module, a cathode ray tube (CRT) display module, and the like can be included, but is not limited thereto. In one preferred embodiment, the display module 5 is a liquid crystal display (LCD) module. Moreover, the wide area IR light source multi-touch screen with the display module 5 can be a multi-touch screen of various dimensions or thickness, although it can include the resulting multi-touch screen of about 3-200 inches. However, the present invention is not limited to this.

一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンに含まれる少なくとも一つの赤外線光源３は、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの縁部またはコーナのまわりの任意の一つ以上の位置に設置され、そこにおいて赤外線光源３は、赤外線線光源、赤外線レーザ、赤外線レーザダイオード、赤外線レーザ発光素子、赤外線発光ダイオード（ＩＲＬＥＤまたはＩＲＥＤ）、赤外線発光素子、等を含むことができるが、これに限定されるものではない。本発明の１つの好ましい実施態様において、ＩＲ光源３は赤外線発光ダイオード（ＩＲＬＥＤもしくはＩＲＥＤ）またはＩＲレーザダイオードである。 In one embodiment, the at least one infrared light source 3 included in the wide-area IR light source multi-touch screen is installed at any one or more locations around the edge or corner of the wide-area IR light source multi-touch screen, where the infrared light source 3 The light source 3 can include, but is not limited to, an infrared ray light source, an infrared laser, an infrared laser diode, an infrared laser light emitting element, an infrared light emitting diode (IRLED or IRED), an infrared light emitting element, and the like. In one preferred embodiment of the invention, the IR light source 3 is an infrared light emitting diode (IRLED or IRED) or an IR laser diode.

本発明の一実施態様に従って図２および３を参照して、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンに適用される少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６は、ＩＲフラットフィールドラインパターンを形成する赤外線光源３のビームエキスパンダ光学装置（またはシステム）とすることができる。この少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６は、パウエルレンズ、円柱レンズ、ライン発生プリズムまたはレンズ、ライン発生器光学装置、等を含むことができるが、これに限定されるものではない。例えば、レーザビーム（例えば１ｍｍ）がその非球面レンズを通過したあと、均一な密度、高安定性および良い直線性のフラットフィールドラインパターンを最適に生成することができる、任意のビームエキスパンダ光学装置、例えばプリズムまたはレンズが、ここで活用されるべき要求にかなう。１つの好ましい実施態様において、この少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置６はパウエルレンズである。パウエルレンズのライン発生能力が円柱レンズのそれより良いものであることができるので、パウエルレンズは、それらが明るい中心および弱まっている末端を有するという点を特徴とする光のガウスラインのいくつかの短所を回避することが可能である。換言すれば、光のガウスラインの強度は、ラインの端に向かって弱まる。 2 and 3, in accordance with one embodiment of the present invention, at least one beam expander optical device 6 applied to a wide-area IR light source multi-touch screen includes a beam of an infrared light source 3 that forms an IR flat field line pattern. It can be an expander optical device (or system). The at least one beam expander optical device 6 may include, but is not limited to, a Powell lens, a cylindrical lens, a line generating prism or lens, a line generator optical device, and the like. For example, any beam expander optical device that can optimally generate a flat field line pattern of uniform density, high stability and good linearity after a laser beam (eg 1 mm) has passed through its aspheric lens For example, prisms or lenses meet the requirements to be utilized here. In one preferred embodiment, the at least one beam expander optical device 6 is a Powell lens. Since the line generation capability of Powell lenses can be better than that of cylindrical lenses, Powell lenses are some of the light Gaussian lines characterized in that they have a bright center and a weakened end. Disadvantages can be avoided. In other words, the intensity of the Gaussian line of light decreases toward the end of the line.

好ましい一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーン内に含まれるこの少なくとも一つの赤外線レシーバ１は、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）、等を含むが、これに限られない。ＩＲ光源３として機能するＩＲＬＥＤまたはＩＲレーザ発光素子によって放射される光の波長に基づいて、ＩＲレシーバ１、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳはその波長に対応するカラーフィルタを更に備えることができる。表面に対して接近するかまたはそれを圧迫するＩＲを反射することが可能な指２またはその他の物体がある間、ＩＲ光が反射され、および、したがって、反射されたＩＲは、ＣＣＤまたはＣＭＯＳのような、ＩＲレシーバ１によって受光される。ＩＲレシーバ１によって受信されるイメージは、マルチタッチスクリーン内に含まれる位置決めモジュールによって処理され、位置決めモジュールのコントローラは、マルチタッチアルゴリズムおよび／またはソフトウェア経由でイメージを処理することができ、指（複数指）２の座標（複数座標）（ｘ，ｙ）を算出することができる。その結果、１本の指２の１つの座標（ｘ，ｙ）が、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンによって位置決めをされることができるだけでなく、しかし、また、指２の、複数の座標（ｘ１，ｙ１）（ｘ２，ｙ２）（ｘ３，ｙ３）、…もマルチタッチスクリーンによって位置決めをされることができ、したがって単一ポイントタッチまたはマルチポイントタッチを、実施することができる。 In a preferred embodiment, the at least one infrared receiver 1 included in the wide area IR light source multi-touch screen includes, but is not limited to, a charge coupled device (CCD), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), and the like. Absent. Based on the wavelength of light emitted by the IRLED or IR laser light emitting element that functions as the IR light source 3, the IR receiver 1, for example, a CCD or CMOS, can further comprise a color filter corresponding to that wavelength. While there is a finger 2 or other object capable of reflecting IR approaching or squeezing against the surface, IR light is reflected and, therefore, the reflected IR is either CCD or CMOS The IR receiver 1 receives the light. The image received by the IR receiver 1 is processed by a positioning module included in the multi-touch screen, and the controller of the positioning module can process the image via a multi-touch algorithm and / or software, ) 2 coordinates (plural coordinates) (x, y) can be calculated. As a result, not only one coordinate (x, y) of one finger 2 can be positioned by the wide-area IR light source multi-touch screen, but also a plurality of coordinates (x1, x1) of the finger 2 y1) (x2, y2) (x3, y3),... can also be positioned by a multi-touch screen, so a single point touch or a multipoint touch can be performed.

一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの少なくとも一つの赤外線レシーバ１および少なくとも一つの赤外線光源３は、同じ平面に配置される。もう一つの実施態様では、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの少なくとも一つの赤外線レシーバ１および少なくとも一つの赤外線光源３は、異なる平面に配置される。 In one embodiment, the at least one infrared receiver 1 and the at least one infrared light source 3 of the wide-area IR light source multi-touch screen are arranged in the same plane. In another embodiment, the at least one infrared receiver 1 and the at least one infrared light source 3 of the wide-area IR light source multi-touch screen are arranged in different planes.

一実施態様において、広域ＩＲ光源マルチタッチスクリーンの少なくとも一つの赤外線光源３によって生成される光は、約７００−１２５０ｎｍの波長である。 In one embodiment, the light produced by the at least one infrared light source 3 of the wide-area IR light source multi-touch screen has a wavelength of about 700-1250 nm.

要約すれば、上記の記述に関して、理解されるべきことは、数、寸法、形状、形態、配置、材料の変形を含む、本発明の部分に対する最適寸法仕様および製造と組立の方法は、上記の記述を読み取ると即座に、当業者に直ちに明らかであるとみなされ、および図面内に例示されて、明細書内に詳述されるそれらに対する全ての等価な仕様は、本発明によって包含されることを目的とする、ということである。 In summary, with regard to the above description, it should be understood that optimal dimensional specifications and methods of manufacture and assembly for parts of the present invention, including number, size, shape, form, configuration, material deformation, are as described above. Upon reading the description, all equivalent specifications thereto, which are considered immediately obvious to those skilled in the art and are exemplified in the drawings and detailed in the specification, are encompassed by the present invention. It is to aim.

上記の記述は、説明のために、本発明の完全な理解を与えるために好適な実施態様の具体的な詳細で記載された。しかしながら、具体的な詳細が本発明を実施するために必要でないことは、当業者にとって明らかである。したがって、本発明の特定の実施態様の上記の記述は図例および説明の目的だけのために提示されており、本発明の有効範囲を限定するいかなる方法でも解釈されてはならない。それらは、本発明を網羅的であるかまたは開示される厳密な形式に限定することを目的とせず、明らかに、多くの修正および変更が、上記の教示からみて可能である。実施態様は、本発明の原理およびその実用的用途を最もよく説明するために選択されて、記載されたものであり、それによって、他の当業者が、考察される特定の使用に適するように、本発明およびさまざまな修正を伴うさまざまな実施態様を最もよく活用することを可能にする。以下の特許請求の範囲およびそれらの等価物が本発明の有効範囲を規定することを意図される。 The foregoing description has been set forth with specific details for the preferred embodiment in order to provide a thorough understanding of the present invention for purposes of illustration. However, it will be apparent to one skilled in the art that the specific details are not required in order to practice the invention. Accordingly, the foregoing description of specific embodiments of the invention has been presented for purposes of illustration and description only, and should not be construed in any way as to limit the scope of the invention. They are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed, and obviously many modifications and variations are possible in view of the above teachings. The embodiments have been chosen and described to best explain the principles of the invention and its practical application, so that others skilled in the art will be suitable for the particular use discussed. The invention and the various embodiments with various modifications are best utilized. It is intended that the following claims and their equivalents define the scope of the invention.

１赤外線レシーバ
２指
３赤外線光源
４フラットフィールドラインパターン
５表示モジュール
６ビームエキスパンダ光学装置
１００マルチタッチシステム 1 Infrared receiver 2 Finger 3 Infrared light source 4 Flat field line pattern 5 Display module 6 Beam expander optical device 100 Multi-touch system

Claims

広域赤外線光源マルチタッチシステムであって、
表示モジュールに隣接してセットされ、前記広域赤外線光源マルチタッチシステムの光源を作動させる、少なくとも一つの赤外線光源と、
前記少なくとも一つの赤外線光源に応答してビームを拡げ、赤外線フラットフィールドラインパターンを形成する、少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置と、
前記表示モジュールの真下に設けられ、前記少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置に対応してセットされ、前記表示モジュールがタッチされると、前記少なくとも一つの赤外線光源によって放射される赤外線光を受光し、かつ前記赤外線フラットフィールドラインパターンの全面における対象物からの赤外線光を受光する、赤外線レシーバと、
前記赤外線レシーバに応答して、前記タッチ動作が前記赤外線レシーバによって検出された後で、座標位置決めを処理する、一つの位置決めモジュールと、を備えるシステム。 A wide-area infrared light source multi-touch system,
At least one infrared light source set adjacent to the display module and activating a light source of the wide-area infrared light source multi-touch system;
At least one beam expander optical device that expands a beam in response to the at least one infrared light source to form an infrared flat field line pattern;
Provided directly below the display module, set corresponding to the at least one beam expander optical device, and when the display module is touched, receives infrared light emitted by the at least one infrared light source; And the infrared receiver that receives infrared light from the object on the entire surface of the infrared flat field line pattern, and
A positioning module that processes coordinate positioning after the touch motion is detected by the infrared receiver in response to the infrared receiver.

請求項１の広域赤外線光源マルチタッチシステムであって、さらに、前記広域赤外線光源マルチタッチシステムと一体化されて広域赤外線光源マルチタッチスクリーンを形成する表示モジュールを備え、前記表示モジュールが、液晶表示（ＬＣＤ）モジュール、透過型ＬＣＤモジュール、反射型ＬＣＤモジュール、半透過型／半反射型ＬＣＤモジュール、プラズマディスプレイモジュール、フラットパネル表示モジュール、エレクトロルミネセンス表示モジュール、有機エレクトロルミネセンス表示モジュール、陰極線管（ＣＲＴ）表示モジュールを含む、ことを特徴とするシステム。 The wide-area infrared light source multi-touch system according to claim 1, further comprising a display module integrated with the wide-area infrared light source multi-touch system to form a wide-area infrared light source multi-touch screen, wherein the display module is a liquid crystal display ( LCD) module, transmissive LCD module, reflective LCD module, transflective / semi-reflective LCD module, plasma display module, flat panel display module, electroluminescence display module, organic electroluminescence display module, cathode ray tube (CRT) A system comprising a display module.

請求項２の広域赤外線光源マルチタッチシステムであって、前記少なくとも一つの赤外線光源が、前記広域赤外線光源マルチタッチスクリーンの縁部またはコーナのまわりの任意の一つ以上の位置に設置される、ことを特徴とするシステム。 The wide-area infrared light source multi-touch system according to claim 2, wherein the at least one infrared light source is installed at any one or more positions around an edge or corner of the wide-area infrared light source multi-touch screen. A system characterized by

請求項１の広域赤外線光源マルチタッチシステムであって、前記少なくとも一つの赤外線光源が、赤外線線光源、赤外線レーザ、赤外線レーザダイオード、赤外線レーザ発光素子、赤外線発光ダイオード、赤外線発光素子を含み、前記少なくとも一つのビームエキスパンダ光学装置が、パウエルレンズ、円柱レンズ、ライン発生プリズムまたはレンズ、ライン発生器光学装置を含み、および前記赤外線レシーバが、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）、相補金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を含む、ことを特徴とするシステム。 2. The wide-area infrared light source multi-touch system according to claim 1, wherein the at least one infrared light source includes an infrared ray light source, an infrared laser, an infrared laser diode, an infrared laser light emitting element, an infrared light emitting diode, and an infrared light emitting element. One beam expander optical device includes a Powell lens, a cylindrical lens, a line generating prism or lens, a line generator optical device, and the infrared receiver is a charge coupled device (CCD), complementary metal oxide semiconductor (CMOS) A system characterized by comprising.

請求項１の広域赤外線光源マルチタッチシステムであって、前記赤外線レシーバが、カラーフィルタを更に備え、および前記赤外線レシーバと前記少なくとも一つの赤外線光源とが、同じ平面または異なる平面に配置されている、ことを特徴とするシステム。 The wide-area infrared light source multi-touch system according to claim 1, wherein the infrared receiver further includes a color filter, and the infrared receiver and the at least one infrared light source are arranged on the same plane or different planes. A system characterized by that.