光束覆盖的 等参曲线327左侧的区域从Q去除，假定物体从光束的右侧边缘进入该光束。此外，因为该 方法寻求物体的中心的坐标，可以将等参曲线327的右侧的宽度为d的空白从区域Q去除。 在Q中剩余的区域是区域328。
[0147] 图25示出了与图24中一样的光束的中心326,但是示出了当物体从左侧插入该宽 光束时Q如何减小。示出了对应的等参曲线330,物体不可能位于该等参曲线330的右侧。 示出了沿着等参曲线330的具有宽度d的附加空白，物体的中心不可能位于该空白内。在 Q中剩余的该区域因而是阴影区域331。
[0148] 图26示出了根据该部分检测到的宽光束在Q中（在屏802中）剩余的区域328 和331。因而，由于宽光束的大于50%被检测到，换言之，光束的少于50%被阻挡，因此区域 331和328是凸的。当小于50%的宽光束被检测到时，如下说明的那样，在Q中得到的区域 是凹的。
[0149] 图27示出了被部分地阻挡的水平宽光束的中心335。在这种情况下，该光束的大 于50%被阻挡，即该光束的期望光的小于50%被检测到。如上所述，物体从光束的那一侧 进入该光束是未知的。图27示出了如果物体从下方插入光束时作为剩余区域Q的阴影区 域337。在这种情况下，等参曲线336是一曲线，物体的外边缘可能沿着该曲线定位。需要 注意的是，因为假定物体已经从光束的底部插入，并且阻挡宽光束的多于50%的光，因此认 为该物体覆盖该光束的中心335,因此等参曲线336位于中心335上方。该物体不可能从等 参曲线336向上延伸，因此将该宽光束内的该区域从Q去除。此外，因为该方法搜索物体的 中心，还可以将位于等参曲线336下方的宽度为d(物体的假定半径）的空白去除。因而， 在Q中剩余的区域为阴影区域337。
[0150] 图28示出了当假定物体从上方进入光束时在Q中剩余多少区域。图28示出了光 束的中心335、位于中心335下方的等参曲线338和Q中剩余的阴影区域339。区域339的 边界从等参曲线338偏移空白d。
[0151] 图29示出了通过组合图27和图28的结果而在对大部分被阻挡的该水平光束进 行分析之后在Q中剩余的区域。Q中剩余的区域337和339是凹的。
[0152] 图30示出了在组合图26和图29中的光束的分析之后剩余区域Q的图。Q现在由 四个分开的区域316至319组成。
[0153] 尽管所例示的宽光束横跨屏802的相对侧之间的区域，但是该方法同样适合于横 跨屏的相邻边缘之间的区域的光束。参照图31，图31是根据本发明的一个实施方式的在两 个相邻的屏边缘之间延伸的被部分地阻挡的宽光束的简化图示。图31示出了从屏的底部 边缘延伸到右侧边缘的对角光束。该宽光束由LED 106产生，并且发射器透镜404终止于 接收器透镜403处，该接收器透镜403将光束引导到接收器206。物体905阻挡该光束的一 部分。示出了与图21和图22中的点源光束类似的两个模拟点源光束323和324。基于以 上描述的计算，针对该光束计算一组等参曲线，以根据被阻挡的光束量来测绘物体的可能 边缘。
[0154] 参照图32至图34,图32至图34是根据本发明的另一个方法的利用宽光束检 测物体的简化图。在本发明的一些实施方式中，使用了相对的发射器行和接收器行，每个 发射器与相应的接收器相对，而在本发明的其它实施方式中，发射器与接收器错位对齐 (shift-align)。例如，各个发射器可以与两个相对的接收器之间的中间点相对地定位，或 者各个发射器可以与相对的接收器离轴（off-axis)对齐，但是不与两个接收器之间的中 间点相对。另外，一些实施方式采用与微透镜的表面联接的准直透镜，所述微透镜对光进 行折射而形成多个发散的宽光束。在共同未决的美国专利No. 8, 674, 966 (名称为"ASIC CONTROLLER FOR LIGHT-BASED TOUCH SCREEN(用于基于光的触摸屏的 ASIC 控制器）"） 中包括了这些不同实施方式的讨论，通过参考将该专利结合在上文中。一旦使用美国专利 No. 8, 674, 966中描述的系统和方法中的任一种系统和方法确定了触摸位置，本申请则教导 如何解决可能的假性触摸（或鬼影触摸）。
[0155] 图32示出了触摸位置616,基于两个检测信号的加权和来确定该触摸位置616在 屏802的水平轴上的初始位置：从发射器101到接收器201的被部分地阻挡的光束；和从 发射器101到接收器202的被部分地阻挡的光束。也就是说，从发射器101到接收器201 的光束和从发射器101到接收器202的光束是宽光束，并且各个光束具有沿着屏802的水 平轴的相应坐标值：XJP X b。与各个光束相关联的坐标值被赋予权重W，该权重W与在位置 616处被物体从该光束阻挡的光量对应。因而，使用加权平均来确定位置：
[0157] 其中权重1和W b是用于这两个光束的归一化信号差。
[0158] 如果通过多于两个的发射器-接收器对检测到指示器，则以上加权平均可以被归 纳为：
[0160] 其中权重^是归一化信号差，并且Xn是加权位置。在美国专利No. 8, 674, 966中 参照其中的图137和图143至150基于触摸的初始假定Y轴坐标描述了这些计算。因此， 初始确定X坐标和Y坐标。为了便于说明，将在竖直方向上横跨屏802的光束，例如，光束 101-201和101-202,称为竖直宽光束，而将在水平方向上横跨屏802的光束，例如，沿着屏 802的左侧和右侧在发射器和接收器之间的光束，称为水平宽光束。
[0161] 为了进一步细化触摸坐标，并且解决这样确定的位置实际上是否为假性触摸点的 可能，进行第二组计算。该第二过程中的第一步骤是集合有助于X坐标计算的所有竖直宽 光束（例如，在图32的实施例中，光束101-201和101-202)的列表。对于该列表中的每个 竖直宽光束，编制从位于屏的右侧的任何发射器横跨所确定的位置到位于屏的左侧的任何 接收器的所有宽光束的二次列表。图33示出了两个相交的宽光束：竖直宽光束101-201和 水平宽光束102-203。横穿光束101-201并且还覆盖坐标616的宽光束的二次列表在图34 中示出。针对横穿光束101-202并且也覆盖坐标616的宽光束编制类似的二次列表。
[0162] 因而，识别出了多对相交光束，其中相交（或交集）覆盖所确定的位置。两个宽光 束之间的各个这种相交形成了二维形状，例如图33中的菱形。使用各个菱形的重心作为计 算加权和时的坐标，以细分触摸位置。然而，如果在二次列表中的相交光束中的任一个光束 完全未被阻挡，则显然当前的触摸位置是假性触摸，而不是真实的触摸。
[0163] 当二次列表中的所有相交光束都至少被部分阻挡时，通过利用各个菱形相交区域 的重心乘以与该菱形的相交水平光束被阻挡的程度对应的权重计算加权和来细分触摸位 置。在一些实施方式中，该权重对应于该菱形的相交光束两者即竖直光束和水平光束的被 阻挡程度。
[0164] 使用有助于初始Y坐标计算的水平光束针对Y坐标计算重复该过程。在这种情况 下，用于各个水平宽光束的二次列表包括从沿着屏的顶部边缘的任何发射器到沿着屏的底 部边缘的任何接收器的、覆盖初始触摸位置的宽光束。
[0165] 参照图35,图35是根据本发明的一个实施方式的消除假性触摸的方法的流程图。 在步骤664,仅仅使用竖直和水平光束而不使用对角光束来计算初始的一组可能触摸坐标。 在其中发射器与接收器错位对齐的系统中，仅仅使用错位对齐的发射器-接收器对。这包 括从一个发射器到两个接收器的发散的光束对。
[0166] 步骤665是在步骤664中计算的各个触摸候选者上进行迭代的循环。步骤666是 在各个触摸候选者的X和y坐标上进行迭代的循环。该内部循环的主体是步骤667至671。
[0167] 在步骤667,该系统编制穿过在步骤664中使用的光束中的一个光束并且还横穿 在步骤664中计算的坐标的所有光束的列表。在一些实施方式中，这是通过查询查找表进 行的。在其它实施方式中，使用计算来编制该列表。
[0168] 在步骤668，该系统检查这些入射光束中的任何一个是否完全未被阻挡。如果这些 光束中的任何一个完全未被阻挡，则将候选触摸位置确定为假性点（步骤669)，并且该系 统前进至下一个触摸候选者。
[0169] 如果在步骤668处所有光束都被部分地阻挡，则该系统通过计算穿过该触摸位置 的所有入射光束的加权和来细化触摸坐标。在步骤670计算在步骤664中使用的各个宽光 束和在步骤667中识别出的各个宽光束之间的菱形重叠区域。然后，计算该区域的重心，并 且在加权和中使用沿着期望轴线的重心坐标。根据入射光束被阻挡的程度将相应的权重赋 予各个重心。细化的触摸坐标是在步骤670中计算的沿着期望轴线的所有重心坐标的加权 和。该家里和是在步骤671计算的。
[0170] 透镜
[0171] 在本发明的一些实施方式中，各个LED和各个与透镜相联接。这部分说明使触 摸检测所用的光量最大化的若干个透镜结构替换方案。
[0172] 第一透镜是圆筒状的，具有渐进式焦距，以便对于所有角度都能够在相关的LED 或ro芯片上保持良好的聚焦。现在参照图36,图36是根据本发明的一个实施方式的横跨 许多角度分布光束的透镜的简化图。图36是俯视图，示出了 LED芯片104,该LED芯片104 穿过其塑料壳105将光束发射到本发明的透镜400内。透镜40具有弯曲进入表面401和 平坦退出表面402。示出了以0°到60°的角度退出透镜的四个光束。然而，连续的光束 阵列沿着透镜退出表面402退出，并且它们的角度沿着退出表面402逐渐增加。进入表面 401的曲率针对该退出角度的渐进而被最优化。进入表面401仅仅在垂直于屏的平面上弯 曲，因而在屏的平面上没有光学放大率。
[0173] 参照图37,图37是根据本发明的一个实施方式的都聚焦在单个二极管上的四个 不同视场的简化图。图37由四个准直光束的侧面视场构成，每个准直光束以不同角度即以 图36的俯视图中所示的相同角度进入光导。尽管示出了这些不同的角度，但是图37还示 出了所有四个视场如何都被聚焦在二极管芯片上，尽管这四个视场的有效焦距大不相同。
[0174] 参照图38,图38是根据本发明的一个实施方式的从上方观看时图37的四个视场 的简化图示。图38示出了用于0°的短焦距f0和用于60°的长焦距f60。在图36和38 中，相同编号的元件代表相同的对象。尽管参照LED 104描述了透镜400,但是也使用相同 的透镜用于ro。
[0175] 参照图39和图40,图39和图40是根据本发明的一个实施方式的从一个发射器到 两个相应的的两个光束的简化图示。图39示出了来自一个LED 106的光束如何因为透 镜405-407而到达两个TO 205和206。图39中所示的是从LED 106到TO 205的光束320 和从LED 106到PD 206的光束321。图40示出了位于由LED 102-103和PD 202-203包围 的整个光导框架410内的光束320和321。
[0176] 参照图41至图43,图41至图43是根据本发明的一个实施方式的设备中的部件、 光导、PCB和屏的布置的简化图示。图41示出了根据本发明的触摸屏组件的一部分。两个 光导411和412沿着屏802的两个垂直边缘放置。LED 103的阵列在光导411后面布置在 PCB 652 上。
[0177] 图42示出了图41中所示的布置的一部分的仰视图。图42示出了面对光导411 的一个LED 103、PCB 652和屏802。弯曲内透镜表面401面向LED 103。
[0178] 图43示出了图41中所示的布置的一部分的侧剖视图，不过LED 103被替换为封 装在TO壳211中的TO 210。图43还示出了具有内表面401的光导411、PCB 652和屏802。 在图43所示的剖视图中，内表面401沿着其高度弯曲，以便沿着透镜411的高度即垂直于 屏将光准直。该横截面穿过作为201的中心的光轴，并且所看到的弯曲用于图36至图 38中所示的前向0°视场。如果在另一个平面中完成该横截面，则曲率将不同以适合于对 应的场角。
[0179] 第二选项是以折射元件和反射元件为特征的光导。这种光导能够以比仅使用折射 的透镜更极端（extreme)角度利用从LED发射的光，由此聚集所发射的LED光中的更多光。 这种光导允许在光方向上在有限空间内具有更宽间距，例如，从芯片到光导端部在间距和 深度/长度之间具有更极端比率。
[0180] 参照图44和图45,图44和图45是根据本发明的一个实施方式的光导的简化图 示。图44示出了光导416、三个光发射器107至109以及以上提及的"间距"和"深度"。图 45示出了复合透镜实施方式，其包括光导416和三个LED 107至109。光导416具有三个 相同的区段，一个区段与一个LED相对。使用类似的复合透镜用于H)。光导416由于折射 表面420和反射表面421而具有格外宽的视角419。从发射器向前引导的光没有被反射，而 是被准直光学表面422准直。
[0181] 因而，输出光场343的三个部分为：中央准直部分344和左右准直部分345和341。 还示出了输出光场343中的两个间隙342。这些间隙是由于将折射表面420分别连接至折 射表面422和反射表面421的半径417引起的。提供了若干方法来覆盖间隙342,或者使用 微结构、光导中的空气间隙或上述这二者的组合。空气间隙方案将间隙342关闭，而微结构 构造降低了间隙342的严重性，但是没有将它们完全消除。
[0182] 参照图46,图46是根据本发明的一个实施方式的在图44和图45的光导中微结构 如何减轻光场中的间隙问题的简化图示。图46示出了施加至外透镜表面423的光散射微 结构的作用。图45中所示的光场314中的间隙342现在被散射光束346覆盖。
[0183] 该间隙342的另一个方法使用光导中的空气间隙。提供了两个变型。参照图47 至图49,图47至图49是根据本发明的一个实施方式的光导的简化图示。图47示出了被空 气间隙432从透镜433分离开的光导429。透镜433可以是用来给触摸区域提供笔直边界 的平坦透明片材。光导429与光导416的不同主要在于其中央准直部分。在光导416中， 向前指向的光在进入表面422处通过单个折射而被准直，而在光导429中，该光通过两个折 射而被准直：在进入表面420处和在退出表面431处。进入表面430处的折射将光引导成 使得当该光退出表面431时，该光如图所示那样通过光场347覆盖光场中的间隙。
[0184] 图48不出了另选的光导440,该光导440通过在光导440的左部分和右部分中引 导光而不是在中央部分中引导而覆盖间隙432。光导440通过空气间隙443从透镜444分 离开。透镜