(57)【要約】【課題】赤外線発光ダイオード、タッチスクリーン、タッチ・システム、および、対話型ディスプレイ。【解決手段】本願発明の赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためのコアであって、コアの数が１である、コアと、そのコアの外部のパッケージ・ボディであって、そのパッケージ・ボディは、少なくとも第１の表面と第２の表面を備え、第１の表面は凸面であり、コアの前面にあり、第２の表面は平面であり、コアの１つの側面にある、パッケージ・ボディと、コアに接続し、パッケージ・ボディの外側に延びているリードと、を備える。ここで、少なくとも第１の表面と第２の表面を通してパッケージ・ボディから出光された後に、コアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の少なくとも２つのビームを形成し、本願発明で提供されるこの赤外線発光ダイオード、および、この赤外線発光ダイオードに基づいて提供されるタッチスクリーンとタッチ・システムと対話型ディスプレイとは、異なる方向の赤外光の少なくとも２つのビームを、１つのコアだけを必要として出光することができることを可能にする。【選択図】図１
2013529392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を出光するためのコアであって、コアの数が１である、コアと、
該コアの外部のパッケージ・ボディであって、該パッケージ・ボディは、少なくとも第１の表面と第２の表面を備え、該第１の表面は凸面であり、該コアの前面にあり、該第２の表面は平面であり、前記コアの１つの側面にある、パッケージ・ボディと、
前記コア接続し、前記パッケージ・ボディの外側に延びているリードと、
を備えることを特徴とする赤外線発光ダイオードであって、
少なくとも前記第１の表面と前記第２の表面を通して前記パッケージ・ボディから出光された後に、前記コアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の少なくとも２つのビームを形成する、赤外線発光ダイオード。
【請求項２】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光と第２の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項３】
前記パッケージ・ボディは、平面である第３の表面をさらに有し、
該第３の表面と前記第２の表面は、それぞれ、前記コアの２つの側面にある
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項４】
前記パッケージ・ボディは、前記第１の表面と前記第２の表面との間、または、前記第１の表面と前記第３の表面との間に位置する第４の表面をさらに有し、
前記第２の表面または前記第３の表面に入射し、全反射した赤外光は、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記パッケージ・ボディから出光される
ことを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項５】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと、第２の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射されて、前記第４の表面の方に出光され、前記第４の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の前記赤外光のもう一つのビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射されて、前記第１の表面の方に出光され、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第３の方向の赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項６】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと、第３の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射されて、前記第４の表面の方に出光され、前記第４の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の前記赤外光のもう一つのビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第３の方向の赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項７】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項８】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と、第２の方向の赤外光と、第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射されて、前記第１の表面の方に出光され、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項９】
前記第１の方向の赤外光と前記第３の方向の赤外光との間の角度が、前記第２の方向の赤外光と前記第３の方向の赤外光との間の角度に等しい
ことを特徴とする請求項８に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１０】
反射型層及び／又は光吸収層が、前記第２の表面及び／又は前記第３の表面の外側に設定されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１１】
前記コアの光軸は、第２の表面や第３の表面と平行でない
ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１２】
赤外線発光ダイオードと、赤外線受光ダイオードと、タッチ検出領域と、処理回路と、を備えるタッチスクリーンにおいて、
前記赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためのコアであって、コアの数が１である、コアと、
該コアの外部のパッケージ・ボディであって、該パッケージ・ボディは、少なくとも第１の表面と第２の表面を備え、該第１の表面は凸面であり、該コアの前面にあり、該第２の表面は平面であり、前記コアの１つの側面にある、パッケージ・ボディと、
前記コア接続し、前記パッケージ・ボディの外側に延びているリードと、
を備えることを特徴とするタッチスクリーンであって、
少なくとも前記第１の表面と前記第２の表面を通して前記パッケージ・ボディから出光された後に、前記コアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の少なくとも２つのビームを形成し、
また、異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、前記タッチ検出領域を通過した後に前記赤外線受光ダイオードによって受光される、タッチスクリーン。
【請求項１３】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第２の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のタッチスクリーン。
【請求項１４】
前記パッケージ・ボディは、平面である第３の表面をさらに有し、前記第３の表面と前記第２の表面は、前記コアの２つの側面の上に位置することを特徴とする請求項１２に記載のタッチスクリーン。
【請求項１５】
前記パッケージ・ボディは、前記第１の表面と前記第２の表面との間、または、前記第１の表面と前記第３の表面との間に位置する第４の表面をさらに有し、
前記第２の表面または前記第３の表面に入射し、全反射した赤外光は、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記パッケージ・ボディから出光される
ことを特徴とする請求項１４に記載のタッチスクリーン。
【請求項１６】
異なる方向の赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと第２の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第４の表面の方へ出光し、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光の別のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のタッチスクリーン。
【請求項１７】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと、第３の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第４の表面の方へ出光し、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光の別のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１５に記載のタッチスクリーン。
【請求項１８】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のタッチスクリーン。
【請求項１９】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と、第２の方向の赤外光と、第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のタッチスクリーン。
【請求項２０】
前記第１の方向の赤外光と前記第３の方向の赤外光との間の角度が、前記第２の方向の赤外光と前記第３の方向の赤外光との間の角度に等しい
ことを特徴とする請求項１９に記載のタッチスクリーン。
【請求項２１】
反射層及び／又は光吸収層は、前記第２の表面及び／又は前記第３の表面の前記外側の上に設定される
ことを特徴とする請求項１２ないし２０のいずれか１項に記載のタッチスクリーン。
【請求項２２】
前記コアの光軸は、第２の表面や第３の表面と平行でない、請求項１２ないし２０のいずれか１項に記載のタッチスクリーン。
【請求項２３】
前記タッチスクリーンは、前記タッチ検出領域が中に位置するフレームを更に含み、
前記赤外線発光ダイオードと前記赤外線受光ダイオードとが、該フレームのフレーム端にインストールされ、
前記タッチスクリーンは、赤外線発光ダイオードのセットと赤外線受光ダイオードのセットとを含み、
該赤外線発光ダイオードのセットと該赤外線受光ダイオードのセットは、それぞれ、前記フレームの２つの対向するフレーム端の上にインストールされる
ことを特徴とする請求項１２ないし２０のいずれか１項に記載のタッチスクリーン。
【請求項２４】
前記タッチスクリーンは、前記タッチ検出領域が中に位置するフレームを更に含み、
前記赤外線発光ダイオードと前記赤外線受光ダイオードとが、該フレームのフレーム端にインストールされ、
前記タッチスクリーンは、赤外線発光ダイオードの２つのセットと、赤外線受光ダイオードの２つのセットを含み、
赤外線発光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線発光ダイオードの１つのセットと、赤外線受光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線受光ダイオードの１つのセットと、が、それぞれ、前記フレームの２つの対向するフレーム端の上にインストールされ、
一方、赤外線発光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線発光ダイオードの他のセットと、赤外線受光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線受光ダイオードの他セットとが、それぞれ、前記フレームの他の２つの対向するフレーム端の上にインストールされる、
ことを特徴とする請求項１２ないし２０のいずれか１項に記載のタッチスクリーン。
【請求項２５】
タッチスクリーンを備えるタッチ・システムであって、前記タッチスクリーンは、請求項１２ないし２４の１項に記載のタッチスクリーンである
ことを特徴とする、タッチ・システム。
【請求項２６】
タッチスクリーンを備える対話型ディスプレイであって、前記タッチスクリーンは、請求項１２ないし２４の１項に記載のタッチスクリーンである
ことを特徴とする、タッチスクリーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光電子技術の分野に関するものであり、特に、赤外線発光ダイオードと、それに基づくタッチスクリーンに関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外線発光ダイオードは、一般の赤外線素子であり、位置決め装置または光源としてタッチスクリーンの分野で広く使われている。既存の赤外線発光ダイオードは、一般に、赤外光の１つのビームを出光し、赤外光の２つのビームを出光する赤外線発光ダイオードに対しては、通常、２つのコアが使用され、それは高いコストとなる。したがって、この産業では、１つのコアだけを必要として、少なくとも２つの赤外光ビームを出光することができる赤外線発光ダイオードを必要としている。
【発明の概要】
【０００３】
先行技術に存在しているこの問題のために、本願発明は、１つのコアだけを必要として、異なる方向の、少なくとも２つの赤外光ビームを出光することができる赤外線発光ダイオードを提供する。本願発明は、赤外線発光ダイオードが、１つのコアだけを必要として、異なる方向の、赤外光の少なくとも２つのビームを出光することができるタッチスクリーンを提供する。本願発明は、タッチスクリーン内の赤外線発光ダイオードが、１つのコアだけを必要として、異なる方向の、赤外光の少なくとも２つのビームを出光することができるタッチ・システムを提供する。本願発明は、また、タッチスクリーン内の赤外線発光ダイオードが、１つのコアだけを必要として、異なる方向の、赤外光の少なくとも２つのビームを出光することができる対話型ディスプレイを提供する。
【０００４】
赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためのコアであって、コアの数が１である、コアと、そのコアの外部のパッケージ・ボディであって、そのパッケージ・ボディは、少なくとも第１の表面と第２の表面を備え、第１の表面は凸面であり、コアの前面にあり、第２の表面は平面であり、コアの１つの側面にある、パッケージ・ボディと、コアに接続し、パッケージ・ボディの外側に延びているリードと、を含む。ここで、少なくとも第１の表面と第２の表面を通してパッケージ・ボディから出光された後に、コアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の少なくとも２つのビームを形成する。
【０００５】
代替的に、異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光と第２の方向の赤外光とを含み、このコアによって出光される赤外光の一部は、第１の表面を通して屈折した後に、第１の方向の赤外光を形成し、このコアによって出光される赤外光の一部は、第２の表面で全反射して、第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成する。
【０００６】
代替的に、パッケージ・ボディは、平面である第３の表面をさらに有し、第３の表面と第２の表面は、コアの２つの側面の上に位置する。
【０００７】
代替的に、パッケージ・ボディは、第１の表面と第２の表面との間、または、第１の表面と第３の表面との間に位置する第４の表面をさらに有し、第２の表面または第３の表面に入射し、そこで全反射した赤外光は、第４の表面を通して屈折した後に、パッケージ・ボディから出光される。
【０００８】
代替的に、異なる方向における赤外光の少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと第２の方向の赤外光の１つのビームとを含み、コアによって出光される赤外光の一部は、第１の表面を通して屈折した後に第１の方向の赤外光のビームを形成し、コアによって出光される前記赤外光の一部は、第３の表面で全反射して、第４の表面の方へ出光し、第４の表面を通して屈折した後に第１の方向の前記赤外光のもう一つのビームを形成し、コアによって出光される赤外光の一部は、第２の表面で全反射されて、第１の表面の方に出光され、また、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する。
【０００９】
代替的に、異なる方向における赤外光の少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと第３の方向の赤外光の１つのビームとを含み、コアによって出光される赤外光の一部は、第１の表面を通して屈折した後に第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、コアによって出光される赤外光の一部は、第２の表面で全反射して、第４の表面の方へ出光し、第４の表面を通して屈折した後に第１の方向の赤外光のもう一つのビームを形成し、コアによって出光される赤外光の一部は、第３の表面で全反射して、第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する。
【００１０】
代替的に、異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光とを含み、コアによって出光される赤外光の一部は、第１の表面を通して屈折した後に、第１の方向の前記赤外光を形成し、コアによって出光される赤外光の一部は、第３の表面で全反射して、第１の表面の方へ出光し、前記第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向の赤外光を形成する。
【００１１】
代替的に、異なる方向における赤外光の少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と、第２の方向の赤外光と、第３の方向の赤外光とを含み、コアによって出光される赤外光の一部は、第１の表面を通して屈折した後に、第１の方向の赤外光を形成する。コアによって出光される赤外光の一部は、第２の表面で全反射して、第１の表面の方へ出光し、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第２の方向の赤外光を形成する。コアによって出光される赤外光の一部は、第３の表面で全反射して、第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向の赤外光を形成する。
【００１２】
代替的に、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光との間の角度が、第２の方向の赤外光と第３の方向の赤外光との間の角度に等しい。
【００１３】
代替的に、反射層及び／又は光吸収層は、第２の表面及び／又は前記第３の表面の前記外側の上に設定される。
【００１４】
代替的に、前記コアの光軸は、第２の表面や第３の表面と平行ではない。
【００１５】
タッチスクリーンは、上記のように、赤外線受光ダイオード、タッチ検出領域、処理回路、および、赤外線発光ダイオードを備える。ここで、赤外線発光ダイオードによる異なる方向の、赤外光の少なくとも２つのビームが、タッチ検出領域を通過した後に、赤外線受光ダイオードによって受光される。
【００１６】
代替的に、タッチスクリーンは、タッチ検出領域が中に位置するフレームを更に含み、赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードとが、フレームのフレーム端にインストールされ、タッチスクリーンは、赤外線発光ダイオードのセットと赤外線受光ダイオードのセットとを含み、赤外線発光ダイオードのセットと赤外線受光ダイオードのセットは、それぞれ、フレームの２つの対向するフレーム端の上にインストールされる。
【００１７】
代替的に、タッチスクリーンは、タッチ検出領域が中に位置するフレームを更に含み、赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードとが、フレームのフレーム端にインストールされ、タッチスクリーンは、赤外線発光ダイオードの２つのセットと、赤外線受光ダイオードの２つのセットを含み、赤外線発光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線発光ダイオードの１つのセットと、また、赤外線受光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線受光ダイオードの１つのセットとは、それぞれ、前記フレームの２つの対向するフレーム端の上にインストールされる。一方、赤外線発光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線発光ダイオードの他のセットと、また、赤外線受光ダイオードの該２つのセットのうちの赤外線受光ダイオードの他セットとは、それぞれ、フレームの他の２つの対向するフレーム端の上にインストールされる。
【００１８】
本願発明は、上記のようにタッチスクリーンを備えるタッチ・システムを提供する。
【００１９】
本願発明は、上記のようにタッチスクリーンを備える対話型ディスプレイを提供する。
【００２０】
先行技術と比較すると、本願発明で提供される赤外線発光ダイオード、および、この赤外線発光ダイオードに基づいて提供されるタッチスクリーンとタッチ・システムと対話型ディスプレイとは、以下の利点を有する。
【００２１】
本願発明は、赤外線発光ダイオードの中で、第１の表面と第２の表面を含む複数の表面を持つように、パッケージ・ボディの構造を改善する。第１の表面は凸面であり、コアの前面にあり、第２の表面は平面であり、コアの１つの側面にある。コアによって出光される赤外光の一部は、第１の表面を通して屈折した後に第１の方向の赤外光を形成し、また、コアによって出光される赤外光の一部は、第２の表面で全反射されて、第１の表面の方に出光され、また、前記第１の表面を通して屈折した後に第２の方向の赤外光を形成する。これにより、１つのコアだけを必要として、異なる方向の、赤外光の少なくとも２つのビームを出光することを可能とする。
【００２２】
本願発明の他の態様や有利な面が、以下の説明において部分的に記載される。また、その部分は、説明で明らかであるか、あるいは、本願発明の実施において学ばれることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本願発明は、以下の図面を用いた詳しい説明を読むことによって、よりよく理解できる。それぞれの詳細は相似的に比例した描き方をしていないことに留意する。それとは反対に、それぞれの詳細は、それらを明確にするために、任意に拡大、縮小している。
【図１】本願発明による赤外線発光ダイオードの第１の実施例の構造線図である。
【図２】本願発明による赤外線発光ダイオードの第２の実施例の構造線図である。
【図３】本願発明による赤外線発光ダイオードの第３の実施例の構造線図である。
【図４】本願発明によるタッチスクリーンの実施例の構造線図である。
【図５】図４に示される赤外線のタッチスクリーンの赤外光のセッティング方法を表している図である。
【図６】図４に示される赤外線のタッチスクリーンの赤外光のもう一つのセッティング方法を表している図である。
【図７】本願発明の実施形態にしたがう、赤外線のタッチスクリーンの改善された計画の構造線図である。
【図８】本願発明の実施形態にしたがう、赤外線のタッチスクリーンのもう一つの改善された計画の構造線図である。
【図９】本願発明の実施形態にしたがう、赤外線のタッチスクリーンのためのタッチ・ポジショニング方法のフローチャートである。
【図１０】図９に示されるタッチ・ポジショニング方法で、タッチ・オブジェクトの位置を計算する式の参照図である。
【図１１】本願発明による、赤外線のタッチスクリーンのもう一つの実施例の構造線図である。
【図１２】図１１に示される赤外線のタッチスクリーンのマルチ・タッチを実行するための図である。
【図１３】本願発明のタッチ・システムの図である。
【図１４】本願発明の対話型ディスプレイの立体的な図である。
【図１５】図１４に示される対話型ディスプレイの簡単なプロフィールである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本願発明の実施例を、対応する添付の図面によって、詳述する。ここで、テキスト全体において、同じ参照符号は、同じ要素を示す。本願発明は、あとに続く添付の図面とともに例として記述される。
【００２５】
図１に示すように、本願発明による、赤外線発光ダイオードの最初の実施例において、赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためのコア１００１と、コア１００１の外部のパッケージ・ボディ１０００とを備える。ここで、コア１００１の数１である。パッケージ・ボディ１０００は、少なくとも第１の表面１１と第２の表面１２を含む。これは、パッケージ・ボディ１０００が、少なくとも、第１の表面１１と第２の表面１２を含む複数の表面を持つことを意味する。第１の表面１１は凸面で、コア１００１の前にあり、第２の表面１２は平面で、コア１００１の一方の側面にある（図１において、第２の表面１２はコア１００１の右側に位置し、他の実施例においては、それは、左側（上側）（紙面に対して垂直な方向で外へ）にあってもよい、または、コア１００１の下側（紙面に対して垂直な方向で内へ）であってもよい。）。また、パッケージ・ボディ１０００は、また、コア１００１に接続されて、パッケージ・ボディ１０００の外側に延びているリード１００２を含む。ここで、コア１００１の正と負のポールに接続される２つのリード１００２がある（図１において、「＋」と「−」として示される）。パッケージ・ボディから出光された後に、コア１００１によって出光される赤外光は、異なる方向の赤外光の少なくとも２つのビームを形成する。赤外光の１つのビームは、第１の方向の赤外光ＩＲ１であり、赤外光の他のビームは、第２の方向の赤外光ＩＲ２である。（図１に示される光１のような）第１の表面１１の方へ直接コア１００１から出光される赤外光の一部は、第１の表面１１を通して屈折した後に、第１の方向の赤外光ＩＲ１を形成する（第１の表面１１が凸面であるから、それは凸レンズとしての役割を演ずる）。コア１００１から第２の表面１２の方へ出光される赤外光において、（図１に示される光２のような）赤外光の一部は、第２の表面１２を通して屈折した後に、パッケージ・ボディの外側の方へ出光される。また、（図１に示される光３のような）赤外光の一部は、第２の表面１２の上への赤外光入射の最大入射角度（すなわちθ２）が、式θ２＞ａｒｃｓｉｎ１／ｎを満たす場合には（ｎは赤外光に対するパッケージ・ボディ１０００の屈折率を示す）、第２の表面１２で全反射される。そして、第１の表面１１の方へ出光され、第１の表面１１（第１の表面１１が凸面であるから、それは凸レンズとしての役割を演ずる）を通して屈折した後に、第２の方向で赤外光ＩＲ２を形成する。
【００２６】
コア１００１は、ＬＥＤチップでありえ、パッケージ・ボディ１０００は、例えば、ガラスやエポキシ樹脂その他の少なくとも、赤外光が通過するのを許容する固体媒体でありえる。好適には、パッケージ・ボディ１０００の第１の表面１１の焦点Ｏは、コア１００１の光軸の直線Ｌにある。
【００２７】
さらにいえば、第２の表面１２の上への赤外光入射の最大入射角度θ２は、パッケージ・ボディ１０００を製造するために、赤外光に対する異なる屈折率を有する光学的に透明媒質を選ぶこと、第２の表面１２とコア１００１の発光表面Ｘの間で角度δを調節すること（それはコアの光軸Ｌと第２の表面１２の間の角度を調節することを意味し、ここで、光軸は、第２の表面１２と平行であっても、平行でなくても良い）によって達成することができる。また、それは、反射鏡、金属層、電気鍍金金属層、および、ミラーコーティングとしてインプリメントすることができる反射層を第２の表面１２の部分領域にセットすることによっても、達成することができる。一方、黒いコーティングである場合がある光吸収層は、光がその領域で反射も屈折することもできないように第２の表面の部分領域でセットすることができる。
【００２８】
本願発明による、赤外線発光ダイオードの第１の実施例は、パッケージ・ボディ１０００は、凸面の第１の表面１１と平面である第２の表面１２を有することを詳細に記述するのみであることに留意する。これは、異なる方向の赤外光の少なくとも２つのビームを、本願発明による、赤外線発光ダイオードの第１の実施例における、１つのコアだけで出光することができるという効果が、パッケージ・ボディ１０００には、第１の表面１１と第２の表面１２の２つの基本的な構造特徴があるソリューションに基づかなければならないことを意味する。しかしながら、本願発明による、赤外線発光ダイオードの第１の実施例のパッケージ・ボディは、当業者が本願発明に基づいて導き出すことができる他の形で一つ以上の表面をさらに有することができる。
【００２９】
図２に示すように、本願発明による、赤外線発光ダイオードの第２の実施例において、赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためのコア１００１と、コア１００１の外部のパッケージ・ボディ１０００と、少なくとも、第１の表面１１、第２の表面１２、第３の表面１３を含む複数の表面を有しているパッケージ・ボディ１０００と、を含む。ここで、コア１００１の数１であり、第１の表面１１は凸面で、コア１００１の前にあり、第２の表面１２と第３の表面１３とは、平面で、コア１００１の２つの側面にある。（図２において、第２の表面１２はコア１００１の右側に位置し、第３の表面１３は、コア１００１の左側にある。他の実施例においては、第２の表面１２と第３の表面１３は、上側（紙面に対して垂直な方向で外へ）にあってもよい、または、コア１００１の下側（紙面に対して垂直な方向で内へ）にあってもよい。）。また、この赤外線発光ダイオードは、パッケージ・ボディ１０００は、また、コア１００１に接続されて、パッケージ・ボディ１０００の外側に延びているリード１００２を含む。ここで、コア１００１の正と負のポールに接続される２つのリード１００２がある（図２において、「＋」と「−」として示される）。パッケージ・ボディから出光された後に、少なくとも、第１の方向の赤外光ＩＲ１と、第２の方向の赤外光ＩＲ２と、第３の方向の赤外光ＩＲ３とを含み、（図２に示される光１のような）コア１００１から直接第１の表面１１の方へ放射された赤外光の一部は、第１の表面１１を通して屈折した後に第１の方向の赤外光ＩＲ１を形成するコアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の３つのビームを形成し、（第１の表面１１が凸面であるから、それは凸レンズとしての役割を演ずる）。第２の表面１２の方へコア１００１から出光される赤外光において、（図２に示される光２のような）赤外光の一部は、第２の表面１２を通して屈折した後に、パッケージ・ボディの外側の方へ出光される。また、（図２に示される光３のような）赤外光の一部は、第２の表面１２の上への赤外光入射の最大入射角度（すなわちθ２）が、式θ２＞ａｒｃｓｉｎ１／ｎを満たす場合には（ｎは赤外光に対するパッケージ・ボディ１０００の屈折率を示す）、第２の表面１２で全反射される。そして、第１の表面１１の方へ出光され、第１の表面１１を通して屈折した後に第２の方向の赤外光ＩＲ２を形成する（第１の表面１１が凸面であるから、それは、凸レンズとしての役割を演ずる）。コア１００１から第３の表面１３の方へ出光される赤外光において、（図２に示される光４のような）赤外光の一部は、第３の表面１３を通して屈折した後に、パッケージ・ボディの外側の方へ出光される。そして、（図２に示される光５のような）前記赤外光の一部は、第３の表面１３の上への赤外光入射の最大入射角度（すなわちθ３）が、式θ３＞ａｒｃｓｉｎ１／ｎを満たす場合には（ｎは赤外光に対するパッケージ・ボディ１０００の屈折率を示す）、第３の表面１３で全反射する。そして、第１の表面１１の方へ出光され、第１の表面１１を通して屈折した後に前記第３の方向の赤外光ＩＲ３を形成する（第１の表面１１が凸面であるから、それは凸レンズとしての���割を演ずる）。
【００３０】
コア１００１は、ＬＥＤチップでありえ、また、パッケージ・ボディ１０００は、例えば、ガラスやエポキシ樹脂その他の少なくとも、赤外光が通過するのを許容する固体媒体でありえる。好適には、パッケージ・ボディ１０００の第１の表面１１の焦点Ｏは、コア１００１の光軸の直線Ｌにある。
【００３１】
さらにいえば、第２の表面１２の上の赤外光入射の最大入射角度θ２と、第３の表面１３の上の赤外光入射の最大入射角度θ３とは、パッケージ・ボディ１０００を製造するために、赤外光に対する異なる屈折率を有する光学的に透明媒質を選ぶこと、第２の表面１２とコア１００１の発光表面Ｘの間で角度δを調節すること（それはコアの光軸Ｌと第２の表面１２の間の角度を調節することを意味し、ここで、光軸は、第２の表面１２と平行であっても、平行でなくても良い）と、第３の表面１３とコア１００１の発光表面Ｘの間で角度δを調節すること（それはコアの光軸Ｌと第３の表面１３の間の角度を調節することを意味し、ここで、光軸は、第３の表面１３と平行であっても、平行でなくても良い）とによって達成することができる。また、それは、反射鏡、金属層、電気鍍金金属層、および、ミラーコーティングとしてインプリメントすることができる反射層を第２の表面１２の部分領域にセットすることによっても、達成することができる。一方、黒いコーティングである場合がある光吸収層は、光がその領域で反射も屈折することもできないように第２の表面の部分領域でセットすることができる。反射層と光吸収層の適用とともに、θ２、θ３、δとγの調整によって、本願発明の第２の実施例による赤外線発光ダイオードは、第１の方向の赤外光と第２の方向の赤外光のみを出光する、あるいは、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光のみを出光するようにセットすることができる。本願発明による、赤外線発光ダイオードの第２の実施例は、パッケージ・ボディ１０００は、凸面の第１の表面１１と、平面である第２の表面１２および第３の表面１２を有することを詳細に記述するのみであることに留意する。これは、異なる方向の赤外光の少なくとも３つのビームを、本願発明による、赤外線発光ダイオードの第第２の実施例の１つのコアだけで出光することができるという効果が、パッケージ・ボディ１０００には、第１の表面１１と第２の表面１２と第３の表面１３との３つの基本的な構造特徴があるソリューションに基づかなければならないことを意味する。しかしながら、本願発明による、赤外線発光ダイオードの第２の実施例のパッケージ・ボディは、当業者が本願発明に基づいて導き出すことができる他の形で一つ以上の表面をさらに有することができる。
【００３２】
図３に示すように、本願発明による、赤外線発光ダイオードの第３の実施例において、赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためにコア１００１を含み、そのコア１００１の数が１である。赤外線発光ダイオードは、さらに、コア１００１の外部のパッケージ・ボディ１０００と、少なくとも、第１の表面１１と、第２の表面１２と、第３の表面１３と、第４の表面１４との複数の表面を含むパッケージ・ボディ１０００と、を含む。ここで、第１の表面１１は凸面で、コア１００１の前にあり、第２の表面１２と第３の表面１３とは、平面で、コア１００１の２つの側面にあり（図３において、第２の表面１２はコア１００１の右側に位置し、第３の表面１３は、コア１００１の左側にある。他の実施例においては、第２の表面１２と第３の表面１３とは、上側（紙面に対して垂直な方向で外へ）またはコア１００１の下側（紙面に対して垂直な方向で内へ）にあることができ、第４の表面１４は平面であり（他の実施例においては、曲面であってもよい）、第１の表面１１と第２の表面１２の間に位置する（他の実施例においては、第４の表面１４は、第１の表面１１と第３の表面１３の間に位置することもできる。）。また、パッケージ・ボディ１０００は、また、コア１００１に接続されて、パッケージ・ボディ１０００の外側に延びているリード１００２を含む。ここで、コア１００１の正と負のポールに接続される２つのリード１００２がある（図３において、「＋」と「−」として示される）。（図３に示される光１のような）赤外光の一部は、コア１００１から直接第１の表面１１の方へ出光され、第１の表面１１を通して屈折した後に、第１の方向で赤外光ＩＲ１を形成する（第１の表面１１が凸面であるから、それは凸レンズとしての役割を演ずる）。コア１００１から第３の表面１３の方へ出光される赤外光において、（図３に示される光４のような）赤外光の一部は、第３の表面１３で屈折した後に、パッケージ・ボディの外側の方へ出光される。また、（図３に示される光５のような）赤外光の一部は、第３の表面１３で十分に反映された後に、第１の表面１１の方へ出光され、第１の表面１１を通して屈折した後に第３の方向に赤外光ＩＲ３を形成する（第１の表面１１が凸面であるから、それは凸レンズとしての役割を演ずる）。第２の表面１２の方へコア１００１から出光される赤外光において、（図３に示される光２のような）前記赤外光の一部は、第２の表面１２を通して、屈折した後に、パッケージ・ボディの外側の方へ出光され、（図３に示される光６のような）前記赤外光の一部は、第２の表面１２で全反射し、そして、第４の表面１４の方へ出光され、第４の表面１４で屈折した後に赤外光ＩＲ４を形成する（第４の表面１４は平面、または、凸面でありえる）。赤外光ＩＲ４は、第１の方向の赤外光ＩＲ１の光の強度を増やすのを助ける。この実施例から、第１の方向の赤外光ＩＲ１と第３の方向の赤外光ＩＲ３とは、図３に示される赤外線発光ダイオードのコアによって出光される赤外光が、パッケージ・ボディを通過した後に得ることができ、他の方向の赤外光の光の強度が、第１の方向の赤外光ＩＲ１の強度より非常に弱く、第３の方向の赤外光ＩＲ３が、図３に示される赤外線発光ダイオードのコアによって出光される赤外光の後に、パッケージ・ボディを通過することが分かる。
【００３３】
図４は、本願発明によるタッチスクリーンの実施例の構造線図を表す。タッチスクリーンは、赤外線発光ダイオード１０１のセットと、赤外線受光ダイオードのセット１０２と、タッチ検出領域１０３と長方形のフレーム１０４とを含む。赤外線発光ダイオード１０１のセットは、長方形のフレーム１０４のフレーム端にインストールされ、赤外線受光ダイオードのセット１０２は、長方形のフレーム１０４のもう一つのフレーム端にインストールされる。赤外線発光ダイオード１０１がインストールされるフレーム端は、赤外線受光ダイオード１０２がインストールされるフレーム端に対向している。赤外線発光ダイオード１０１のうちの少なくとも１つは、本願発明による、赤外線発光ダイオードの実施例で記述される赤外線発光ダイオードである。赤外線発光ダイオード１０１は、異なる方向の赤外光１０５の少なくとも２つのビームを出光する。赤外光１０５は、少なくとも２つの方向においてタッチ検出領域１０３を通過した後に赤外線受光ダイオード１０２によって受光される。これは、赤外線発光ダイオード１０１が赤外光１０５の少なくとも２つのビームを出光したあとに、少なくとも２つの方向においてタッチ検出領域１０３を通過する異なる方向に、各々の方向の赤外光が、赤外線受光ダイオード１０２によって受光される（言い換えると、赤外線発光ダイオードのセット１０１において、赤外光のビームを１つだけ出光することができる赤外線発光ダイオードもあるかもしれない。）ことを意味する。すべての赤外光１０５は、タッチ検出領域１０３で交差する赤外光グリッドを形成する。オブジェクト１００（例えばユーザーの指、手書きペンその他）が、タッチ検出領域１０３をたたく場合には、赤外光１０５の少なくとも２つのビームがブロックされる。赤外光１０５の各々のビームに対応する赤外線発光ダイオード１０１と赤外線受光ダイオード１０２の位置が、相似三角形の法則に従って、固定されるので、異なるスロープを有する赤外光１０５のどんな２つのブロックされたビームの交差点の位置でも容易に計算することができる。交差点の位置は、ちょうどタッチ・オブジェクト１００の位置である。そのような構造のタッチスクリーンは、１つの赤外線発光ダイオードのセットだけを必要とするタッチ・ポジショニングを実行することができ、電子素子の数を大きく減らす、１つの赤外線受光ダイオードのセットは、構造を単純化して、生産コストを下げる。そのようなタッチスクリーンの赤外光１０５は、タッチ検出領域１０３の中に十分な交差点を持つ交差赤外光配列を構成することを要求されるだけである。この赤外光１０５は、図５に詳細に示すような、無秩序の交差赤外線の配列を構成するようになっていることがあり得る。赤外光１０５の分布は、順序立って設定されることもでき、たとえば、赤外光１０５は、互いに交差する平行した赤外光１０５の２セットのとして設定することができる。図４におけるタッチスクリーンの赤外光１０５は、そのような設定方法の状況を示す。本願発明の実施において、この設計が、大規模アセンブリ製造に便利であり、赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードとの間での角度偏差組み込みから生じる検知精度の減少を減らすので、そのような設定方法は、多く、採用される。さらに設定方法を改善するために、平行した赤外光１０５の２つのセットと、同じフレーム端とで形成される角度は、互いに等しいように設定することができる。それは、図６に示すことができる。図６に示すように、第１の平行した赤外光４０１と第１のフレーム端１０４１との間の角度は、αであり、第２の平行した赤外光４０２と第１のフレーム端１０４１との間の角度は、βである。そして、∠α＝∠βである。この対称構造は、インストールに便利であり、タッチスクリーンの検出精度を改善する。同様に、赤外線発光ダイオード１０１の各々は、より大きい数の赤外線受光ダイオードによって受光される赤外光のより多くのビームを出光するように構成されることができる。これは、詳細には例示されていない。本願発明の実施において、タッチスクリーンがかなり大きなサイズのタッチスクリーンであるならば、赤外線発光ダイオード１０１と赤外線受光ダイオード１０２は、通常、より長い長さを持つ２つのフレーム端にインストールされる。タッチスクリーンが小さいサイズ・タッチスクリーンである場合には、赤外線発光ダイオード１０１と赤外線受光ダイオード１０２は、通常、より短い長さを持つ２つのフレーム端にインストールされる。２つのインストール方法は、検出精度を確実にすることで、できる限りコストを下げる。インストール方法は単純であるので、さらに例示することはしない。本願発明の実施において、長方形のフレーム１０４が、必ずしも必要であるというわけではなく、ある場合には、非長方形のフレームまたはフレームでないところにインストールされることがあり得る。
【００３４】
図７は、本願発明の実施形態にしたがうタッチスクリーンの改善されたスキーマの構造線図を表す。改善されたスキーマにおいて、フレームの端部の赤外線発光ダイオード１０１２によって出光される赤外光１０５は、赤外線受光ダイオード１０２４と、赤外線受光ダイオード１０２５と赤外線受光ダイオード１０２６によって受光することができる。改善されたスキーマによる改善されたタッチスクリーンは、図４に示されるタッチスクリーンより、フレームの端領域５０１（ドットの領域として示される）に、より多くの赤外光１０５を有する。フレームの端領域５０１の赤外線グリッドも、より密度が濃い。これは、フレーム端部領域５０１において、検出精度を改善する。
【００３５】
図８は、本願発明の実施形態にしたがうタッチスクリーンのもう一つの改善されたスキーマの構造線図を表す。フレーム１０４の４つのフレーム端は、それぞれ、第１のフレーム端１０４１と、第２のフレーム端１０４２と、第３のフレームの端１０４３と、第４のフレームの端１０４４である。赤外線発光ダイオード１０１と赤外線受光ダイオード１０２は、第１のフレーム端１０４１と、第３のフレームの端１０４３の中に、それぞれインストールされる（赤外線発光ダイオード１０１と、赤外線受光ダイオード１０２とは、第２のフレーム端１０４２と第４のフレームの端１０４４の中にそれぞれインストールすることができる。）。フレームの端領域５０１で、さらに検出精度を改善するために、赤外線発光ダイオード１０１のセットの２つの端部における赤外線発光ダイオード１０１と、赤外線受光ダイオード１０２のセットの２つの端部における赤外線受光ダイオード１０２は、タッチ検出領域１０３の外側にインストールすることができる。言い換えると、２つの端部における赤外線発光ダイオード１０１３と赤外線受光ダイオード１０２７とは、第２のフレーム端１０４２の中にインストールされ、赤外線発光ダイオード１０１４と赤外線受光ダイオード１０２８とは、第４のフレームの端１０４４の中にインストールされる。構造調整により、低い検出精度の当初のフレームの端領域５０１を、第２のフレーム端１０４２と、第４のフレームの端１０４４との中の領域に動かし、それはタッチ検出領域１０３での検知精度を改善する。
【００３６】
図９は、本願発明の実施形態にしたがうタッチスクリーンのためのタッチ・ポジショニング方法のフローチャートを表す。タッチ・ポジショニング方法は、ステップ１１０１に入ること、タッチスクリーンをスタートさせること、順番にすべての予め定められた赤外光を点灯することのステップから成る。
【００３７】
ステップ１１０１において、すべての赤外線発光ダイオードと、対応する赤外線受光ダイオードの間の赤外光は、順番に点灯され、交差赤外光配列（赤外光グリッドとしても呼ばれる）は、このようにタッチ検出領域に形成される。
【００３８】
このステップは、図４で示すようにタッチスクリーンによって実行することができる。ここで、赤外線発光ダイオード１０１は、ｉ１、ｉ２、ｉ３  ．．．ｉｎと番号付けされ、また、赤外線受光ダイオード１０２は、ｒ１、ｒ２、ｒ３  ．．．  ｒｎと番号付けされる。赤外光ｉ１ｒｐ、ｉ２ｒｐ＋１、ｉ３ｒｐ＋２  ．．．ｉｎ＋１−ｐｒｎ、ｉｑｒ１、ｉｑ＋１ｒ２、ｉｑ＋２ｒ３  ．．．ｉｎｒｎ＋１−ｑは、順番に点灯され、タッチ検出領域での交差赤外光配列を形成する。ここで、ｎ、ｐ、ｑは自然数であり、ｐ＜ｎ、ｑ＜ｎである。
【００３９】
プロセスが、ブロックされた赤外光があるかどうか決定するステップ１１０２を始める。ブロックされた赤外光がないならば、ステップ１１０１に戻る。ブロックされる赤外光があるならば、ブロックされた赤外光を記録する。
【００４０】
ステップ１１０２において、ブロックされた赤外光がないならば、タッチ・オブジェクトが、タッチ検出領域にないことを意味する。プロセスは、ステップ１１０１に戻り、順番にすべての赤外光を点灯し、タッチ検出領域全体を検出する。ブロックされる赤外光があるならば、タッチ・オブジェクトが、タッチ検出領域にあることを意味する。ブロックされた赤外光に対応する赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードとの座標を記録する。
【００４１】
このステップは、図４で示すようにタッチスクリーンによって実行することができる。タッチスクリーンが、順番に、赤外光ｉ１ｒｐ、ｉ２ｒｐ＋１、ｉ３ｒｐ＋２、．．．ｉｎ＋１−ｐｒｎ、ｉｑｒ１、ｉｑ＋１ｒ２、ｉｑ＋２ｒ３、．．．ｉｎｒｎ＋１−ｑを点灯するとき、ブロックされた赤外光がないならば、ステップ１１０１に戻る。ブロックされた赤外光ビームｉ３ｒｐ＋２、ｉｑ＋４ｒ５があるならば、それは、赤外線発光ダイオードｉ３、ｉｑ＋４と、ブロックされた赤外光ビームｉ３ｒｐ＋２、ｉｑ＋４ｒ５に対応する赤外線受光ダイオードｒｐ＋２、ｒ５との座標を記録する。
【００４２】
プロセスが、ブロックされた赤外光の交差点のコーディネートを計算するステップ１１０３を始める。それは、まさにタッチ・オブジェクトの座標であり、処理のために座標データをコンピュータに送る。
【００４３】
図１０を参照して、ステップ１１０３において、任意の２つのブロックされた赤外光ビームＡＣ、ＢＤが、ステップ１１０１で得られたブロックされた赤外光ビームから選ばれる。ここで、ブロックされた赤外光ＡＣに対応する赤外線発光ダイオードＡの内部座標は、（ｍ、ａ）であり、それに対応する赤外線受光ダイオードＣの内部座標は、（ｎ、ｃ）であり、ブロックされた赤外光ＢＤに対応する赤外線発光ダイオードＢの内部座標は、（ｍ、ｂ）であり、それに対応する赤外線受光ダイオードＤの内部座標は、（ｎ、ｄ）である。ここで、ｃ−ａ≠ｄ−ｂである。これは、ＡＣとＢＤが交差することを意味する。上記ステップで得られたブロックされた赤外光に対応する赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードの座標Ａ（ｍ，ａ）、Ｃ（ｎ，ｃ）、Ｂ（ｍ，ｂ）、Ｄ（ｎ，ｄ）を次の式に代入することによって、
【数１】
2013529392.tif 000003
ブロックされた赤外光の交差点の内部座標ＡＣおよびＢＤを計算することができる。計算量を減らして、応答速度を改善するために、ｍは０にセットされる。これは、直線を意味する。ここで、赤外線発光ダイオードが位置するのは、ｙ軸として設定される。一方、ｎ＝ｈと設定され、ここで、ｈは、赤外線発光ダイオードの直線と赤外線受光ダイオードの直線の間のスペースである。このように、上記の手法は、以下のように単純化することができる。
【数２】
2013529392.tif 000004
【００４４】
そして、計算された交差点Ｏ（すなわちタッチ・オブジェクトの座標データ）の座標データが、処理のためにコンピュータに送られ、そして、タッチ操作への応答がつくられる。
【００４５】
図４で示すようにタッチスクリーンによってステップを実行するときに、赤外線発光ダイオードｉ３（０，３）、ｉｑ＋４（０，ｑ＋４）と赤外線受光ダイオードｒｐ＋２（ｈ，ｐ＋２）（ｒ５（ｈ，５））の座標が、次の式に代入される。
【数３】
2013529392.tif 000005
【数４】
2013529392.tif 000006
を計算するために、そして、次に、座標値
【数５】
2013529392.tif 000007
が処理のためにコンピュータに送られ、そして、タッチ操作への応答がつくられる。
【００４６】
図１１は、本願発明によってタッチスクリーンの別の実施例の構造線図を表す。タッチスクリーンは、赤外線発光ダイオード１０１に２セットと、赤外線受光ダイオード１０２の２セットのと、タッチ検出領域１０３と、長方形のフレーム１０４と、を含む。赤外線発光ダイオード１０１の２セットは、互いに隣接し、それぞれ長方形のフレーム１０４の第２のフレーム端１０４２と第３のフレームの端１０４３にインストールされる。赤外線受光ダイオード１０２の２セットは、互いに隣接し、それぞれ長方形のフレーム１０４の第１のフレーム端１０４１と第４のフレームの端１０４４にインストールされる。第２のフレーム端１０４２にインストールされた少なくとも１つの赤外線発光ダイオード１０１は、異なる方向の赤外光の２つのビーム、第１の方向の赤外光１０５ａと第２の方向の赤外光１０５ｂを出光することができる。ここで、第１の方向の赤外光１０５ａは、第１のフレーム端１０４１と第３のフレーム端１０４３に対して平行であり、第２の方向の赤外光１０５ｂは、４つのフレーム端の各々にたいして、４５°の角度を持つ。第３のフレームの端１０４３でインストールされた少なくとも１つの赤外線発光ダイオード１０１は、異なる方向の赤外光の２つのビーム、第３の方向の赤外光１０５ｃと第２の方向の赤外光１０５ｂと、を出光することができる。ここで、第３の方向の赤外光１０５ｃは、第２のフレーム端１０４２と平行であり、第４のフレームの端１０４４と第２の方向の赤外光１０５ｂとは、４つのフレーム端の各々に対して、４５°の角度を持つ。第１の方向の赤外光１０５ａと、第２の方向で赤外光１０５ｂと、そして、第３の方向の赤外光１０５ｃとは、タッチ検出領域１０３を通過した後に、第１のフレーム端１０４１と第４のフレームの端１０４４にインストールされた赤外線受光ダイオード１０２によって受光される。すべての赤外線は、タッチ検出領域の中で交差している赤外光グリッドを形成し、この構造のタッチスクリーンは、マルチ・タッチ検出を実行することができる。図１２で示すように、タッチ・オブジェクトＥ、Ｆが、図１１に示すように、タッチスクリーンのタッチ検出領域１０３にあるとき、第１の方向の赤外光１０５ａと第３の方向の赤外光１０５ｃとは、順番に点灯され、４つのタッチ・ポイントＥ、ｅ、Ｆおよびｆが得られる。次に、マルチ・タッチを実行するのに本当のタッチ・ポイントＥとＦとの座標を得るように、間違ったタッチ・ポイントｅ、ｆを除外するために、第２の方向の赤外光１０５ｂが、順番に点灯される。図１１に示すタッチスクリーンは、好適な実施例を示すだけである。しかしながら、赤外光の複数のビームを出光する赤外線発光ダイオードは、１つのフレーム端だけにインストールすることもでき、赤外光の１つのビームだけを出光する通常の赤外線発光ダイオードが、隣接したフレーム端にインストールされる。タッチ検出領域の中のすべての有効な位置が、少なくとも３つの方向の赤外光によってスキャンできる限り、マルチ・タッチ検出を実行することができる。
【００４７】
赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードの方法をインストールすることに関して、実施例と改善されたスキーマの説明と数字は、本願発明による赤外線のタッチスクリーンの一般のインストール方法を示しているだけであり、本願発明の保護の範囲は、これに限られていないことに留意する。実際に、異なる方向の赤外光の少なくとも２つのビームが１つのコアだけを必要として出光することができることを可能とする本願発明において提案された設計ソリューションは、赤外線発光ダイオードでパッケージ・ボディの構造を改善することによって、実行することができるか、赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオード、ミックス・タッチスクリーン（例えば、赤外線発光ダイオードと赤外線受光ダイオードを有する光学タッチスクリーンのようなタッチスクリーン、容量タッチスクリーン、抵抗タッチスクリーン）や、あるいは、赤外線のタッチスクリーンと上の入り混じったタッチスクリーンに基づく他のタイプの人間コンピュータ対話型装置（例えば、ＡＴＭや対話型ディスプレイ）を用いてオブジェクト・ポジショニングを助けることができる他の構造の赤外線のタッチスクリーンに適用されることもできる。
【００４８】
本願発明は、上記のタッチスクリーンを含むタッチ・システムをさらに提供する。図１３は、タッチ・システムの実施例の図を表す。タッチ・システムは、少なくとも、それに接続されるタッチスクリーン１６００とコンピュータ１８００を含む。タッチスクリーン１６００のタッチ検出領域１０３の中で、タッチ操作を実行することによって、ユーザーは、一つ以上のアプリケーションを実行するために、コンピュータ１８００を制御することができる。タッチ・システムは、例えば、ＡＴＭや地下鉄セルフサービスその他、人間とコンピュータとの対話型装置に適用することができる。
【００４９】
本願発明は、画像を表示するために、上記の赤外線のタッチスクリーンと表示パネルを備える対話型ディスプレイをさらに提供する。図１４および図１５は、対話型ディスプレイの実施例の単純な図を表す。対話型ディスプレイは、タッチスクリーン１６００、表示パネル１９００と、通常のビルトインＰＣ２０００の形での一般的なコンピュータを備える。タッチスクリーン１６００は、（ユーザーの方向を向いて）表示パネル１９００の前にある。ＰＣ２０００は、タッチスクリーン１６００と表示パネル１９００のそれぞれに接続され、ＰＣ２０００は、また、他のコンピュータ、（ＶＣＤ、ＤＶＤその他のような）ビデオ入力デバイス）、あるいは、（例えば拡声器、プリンターその他のような）周辺機器に接続することもできる。対話型ディスプレイには、ビデオ出力と光学入力の機能がある。表示パネル１９００は、情報入力とソフトウェアプログラムのコントロールに関して、ユーザーと対話するために、種々のディスプレイを提供するのに用いることができる。表示パネル１９００は、液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）または有機光学表示パネルとしてインプリメントすることができ、タッチスクリーン１６００のタッチ検出領域１０３は、透明な材料、例えば、ガラスとアクリルでできている。
【００５０】
本願発明の実施例が、詳細に説明、記述されたが、当業者は、特許請求の範囲に規定された本願発明の要旨、原則および本願発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施例を変化させることができることを認識する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月15日(2013.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を出光するためのコアであって、コアの数が１である、コアと、
該コアの外部のパッケージ・ボディであって、該パッケージ・ボディは、少なくとも第１の表面と第２の表面を備え、該第１の表面は凸面であり、該コアの前面にあり、該第２の表面は平面であり、前記コアの１つの側面にある、パッケージ・ボディと、
前記コアに接続し、前記パッケージ・ボディの外側に延びているリードと、
を備えることを特徴とする赤外線発光ダイオードであって、
少なくとも第１の表面と第２の表面を通してパッケージ・ボディから出光された後に、前記コアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の少なくとも２つのビームを形成する、赤外線発光ダイオード。
【請求項２】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光と第２の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、第２の表面で全反射して、第１の表面の方へ出光し、
第１の表面を通して屈折した後に、前記第２の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項３】
前記パッケージ・ボディは、平面である第３の表面をさらに有し、前記第３の表面と前記第２の表面は、前記コアの２つの側面の上に位置することを特徴とする請求項１に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項４】
前記パッケージ・ボディは、前記第１の表面と第２の表面との間、または、前記第１の表面と前記第３の表面との間に位置する第４の表面をさらに有し、
前記第２の表面または前記第３の表面に入射し、全反射した赤外光は、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記パッケージ・ボディから出光されることを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項５】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと、第２の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射されて、前記第４の表面の方に出光され、前記第４の表面を通して屈折した後に第１の方向の赤外光のもう一つのビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射されて、前記第１の表面の方に出光され、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第２の方向の赤外光を形成する、ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項６】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと、
第３の方向の赤外光の１つのビームと、を含み、
前記コアによって出光される赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射されて、前記第４の表面の方に出光され、前記第４の表面を通して屈折した後に第１の方向の赤外光のもう一つのビームを形成し、
前記コアによって出光される赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第３の方向の赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項４に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項７】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項８】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と、第２の方向の赤外光と、第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射されて、前記第１の表面の方に出光され、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項９】
前記第１の方向の赤外光と前記第３の方向の赤外光との間の角度が、前記第２の方向の赤外光と前記第３の方向の赤外光との間の角度に等しいことを特徴とする請求項８に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１０】
反射型層及び／又は光吸収層が、前記第２の表面及び／又は前記第３の表面の外側に設定されることを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１１】
反射層及び／又は光吸収層は、前記第２の表面及び／又は前記第３の表面の前記外側の上に設定されることを特徴とする請求項４に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１２】
前記コアの光軸は、第２の表面や第３の表面と平行でないことを特徴とする請求項３に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１３】
前記コアの光軸は、第２の表面や第３の表面と平行でないことを特徴とする請求項４に記載の赤外線発光ダイオード。
【請求項１４】
赤外線発光ダイオードと、赤外線受光ダイオードと、タッチ検出領域と、処理回路と、を備えるタッチスクリーンにおいて、
前記赤外線発光ダイオードは、赤外光を出光するためのコアであって、コアの数が１である、コアと、
該コアの外部のパッケージ・ボディであって、該パッケージ・ボディは、少なくとも第１の表面と第２の表面を備え、該第１の表面は凸面であり、該コアの前面にあり、該第２の表面は平面であり、前記コアの１つの側面にある、パッケージ・ボディと、
前記コアに接続し、前記パッケージ・ボディの外側に延びているリードと、
を備えることを特徴とするタッチスクリーンであって、
少なくとも前記第１の表面と前記第２の表面を通して前記パッケージ・ボディから出光された後に、前記コアによって出光される赤外光が、異なる方向において赤外光の少なくとも２つのビームを形成し、
また、異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、前記タッチ検出領域を通過した後に前記赤外線受光ダイオードによって受光される、タッチスクリーン。
【請求項１５】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第２の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１４に記載のタッチスクリーン。
【請求項１６】
前記パッケージ・ボディは、平面である第３の表面をさらに有し、前記第３の表面と前記第２の表面は、前記コアの２つの側面の上に位置することを特徴とする請求項１４に記載のタッチスクリーン。
【請求項１７】
前記パッケージ・ボディは、前記第１の表面と前記第２の表面との間、または、前記第１の表面と前記第３の表面との間に位置する第４の表面をさらに有し、
前記第２の表面または前記第３の表面に入射し、全反射した赤外光は、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記パッケージ・ボディから出光される
ことを特徴とする請求項１６に記載のタッチスクリーン。
【請求項１８】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと第２の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第４の表面の方へ出光し、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光の別のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第２の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１７に記載のタッチスクリーン。
【請求項１９】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、第１の方向の赤外光の２つのビームと、第３の方向の赤外光の１つのビームとを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第４の表面の方へ出光し、前記第４の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の前記赤外光の別のビームを形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１７に記載のタッチスクリーン。
【請求項２０】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のタッチスクリーン。
【請求項２１】
異なる方向における赤外光の前記少なくとも２つのビームは、少なくとも、第１の方向の赤外光と、第２の方向の赤外光と、第３の方向の赤外光とを含み、
前記コアによって出光される赤外光の一部は、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第１の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第２の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、前記第１の表面を通して屈折した後に、前記第２の方向の赤外光を形成し、
前記コアによって出光される前記赤外光の一部は、前記第３の表面で全反射して、前記第１の表面の方へ出光し、第１の表面を通して屈折した後に、第３の方向における赤外光を形成する、
ことを特徴とする請求項１６に記載のタッチスクリーン。
【国際調査報告】
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