一种光学触敏装置能够确定多个同时触摸事件的位置。该光学触敏装置包括通过在光学触敏装置上的表面上的波导而与光学耦合器组件耦合在一起的多个发射器和检测器。耦合器可以侧面耦合或边缘耦合到波导。对于侧面耦合或边缘耦合两种情况，耦合器还可以被配置为将束重新取向以相对于波导而适应发射器和检测器的任何取向。耦合器还可以被配置为将束横向或纵向转换以适应发射器和检测器的任何位置。更一般地，耦合器和触敏装置还被配置为防止进入波导的环境光入射发射器和检测器。每一个发射器产生由检测器接收的光束。触摸事件干扰光束。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在光学触敏装置中使用的光学耦合器相关申请的交叉引用本申请要求2011年7月22日提交的美国临时专利申请61／510，989的权益，其整体内容通过引用合并于此。
本专利技术总体上涉及光学耦合器，特别是在触敏装置中使用的光学耦合器。
技术介绍
用于与计算装置交互的触敏显示器变得越来越常见。存在用于实现触敏显示器和其它触敏装置的若干不同的技术。这些技术的示例包括例如电阻式触摸屏、表面声波式触摸屏、电容触摸屏和某些类型的光学触摸屏。然而，许多这些方法目前受制于缺点。例如，一些技术可能对于小尺寸显示器运作良好，如在许多现代移动电话中所使用的，但是对于更大的屏幕尺寸不能很好地按比例，如在与笔记本或甚至台式计算机一起使用的显示器中。对于需要特殊处理表面或在表面中使用特殊元件的技术，以线性因子N增加表面尺寸意味着特殊处理必须按比例调整以处理N2的更大面积的屏幕，或者需要N2倍的许多特殊元件。这可能导致不可接受的低收益率或过高的成本。对于某些技术的另一个缺点是它们无法或难以处理多点触摸事件。当多个触摸事件同时发生时多点触摸事件发生。这可在原始检测信号中引入歧义，其然后必须解决。重要的是，歧义必须以迅速和在计算上高效的方式解决。如果太慢，则该技术将不能提供系统所需的触摸采样率。如果计算量太大，则这将抬高该技术的成本和功率消耗。另一个缺点是这些技术可能不能满足增加的分辨率要求。假设触敏表面是具有长度和宽度尺寸LxW的矩形，进一步假设应用要求触摸点分别以δl和δw的准确性定位，则所要求的有效分辨率是R=LW／(δlδw)。我们将R表示为触摸点的有效数量。随着技术进步，R中的分子通常将增加，并且分母通常将减小，因此导致对于所需触摸分辨率R的总体增加趋势。因此，存在对改进的触敏系统的需求。
技术实现思路
一种光学触敏装置能够确定多个同时触摸事件的位置。该光学触敏装置包括通过在光学触敏装置上的表面上的波导而与光学耦合器组件耦合在一起的多个发射器和检测器。耦合器可侧面耦合或边缘耦合到波导。对于侧面耦合或边缘耦合两种情况，耦合器还可被配置为对束进行重新取向以相对于波导而适应发射器和检测器的任何取向。耦合器还可被配置为将束横向或纵向转换以适应发射器和检测器的任何位置。更一般地，耦合器和触敏装置还被配置为防止或者约束进入波导的环境光入射发射器和检测器。每一个发射器产生由检测器接收的光束。触摸事件干扰光束。附图说明现在将以示例的方式参照附图描述本专利技术的实施例，在附图中：图1是根据一个实施例的光学触敏装置的示图。图2是根据一个实施例用于确定触摸事件位置的流程图。图3A-3B示出对于与光束交互的触摸的受抑TIR机制。图3C示出与光束增强透射的触摸交互。图4A-4C是不同形状束占用空间(footprint)的顶视图。图5A-5B是示出由发射器和检测器覆盖的有源区域的顶视图。图6A-6B是包括侧面耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的侧视图。图6C-6D是包括侧面耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的顶视图。图7A-7B是包括侧面耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的侧视图，所述侧面耦合光学耦合器组件被配置为将光重新定向到发射器中，并且检测器垂直于光学波导而取向。图8A-8B是包括侧面耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的侧视图，所述侧面耦合光学耦合器组件被配置为通过垂直光管将光重新定向到发射器中，并且检测器在与光学波导相对的方向中取向。图9A-9B是包括边缘耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的侧视图。图9C-9D是包括边缘耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的顶视图。图10A-10B、11A-B和12是包括边缘耦合光学耦合器组件的光学触敏装置的各种实施方式的侧视图，所述边缘耦合光学耦合器组件被配置为将光重新定向到发射器中，并且检测器在与光学波导相对的方向中取向。图13A-13B、14是包括光学耦合器组件的光学触敏装置的侧视图，所述光学耦合器组件被侧面耦合到光学波导，并且包括一起边缘耦合的多个部分。具体实施方式I.引言A.装置概述图1是根据一个实施例的光学触敏装置100的示图。光学触敏装置100包括控制器110、发射器／检测器驱动电路120和触敏表面组件130。该触敏表面组件130包括有源区域131，触敏事件在该有源区域131上方被检测。为方便起见，因为有源区域本身可以是诸如光学波导的完全被动结构，所以有源区域131有时可被称为有源表面或表面。组件130还包括沿着有源区域131的外围设置的发射器和检测器。在该示例中，存在标记为Ea-EJ的J个发射器和标记为D1-DK的K个检测器。该装置还包括触摸事件处理器140，其可被实施为控制器110的一部分，或如在图1所示的被分离实施。标准化的API可被用于与触摸事件处理器140的通信，例如在触摸事件处理器140和控制器110之间，或在触摸事件处理器140和连接到触摸事件处理器的其它装置之间的通信。发射器／检测器驱动电路120用作在控制器110和发射器Ej和检测器Dk之间的接口。发射器产生由检测器接收的光“束”。优选地，由一个发射器产生的光由多于一个的检测器接收，并且每一个检测器接收来自多于一个发射器的光。为方便起见，“束”将指代从一个发射器到一个检测器的光，即使它可能是进入许多检测器的光的大扇形的一部分而不是单个束。从发射器Ej到检测器Dk的束将被称为束jk。图1明确地标记束a1、a2、a3、e1和eK作为示例。在有源区域131内的触摸将干扰某些束，因此改变在检测器Dk处接收的束。关于这些变化的数据被传送到触摸事件处理器140，触摸事件处理器分析数据以确定在表面131上的触摸事件的位置(和时间)。B.过程概述图2是根据一个实施例用于确定触摸事件的位置的流程图。将使用图1的装置来描述该过程。过程200被粗略地分成两个阶段，这两个阶段将被称为物理阶段210和处理阶段220。从概念上说，在两个阶段之间的分界线是一组透射系数Tjk。与如果不存在与光束交互的触摸事件时将被透射的光束相比，透射系数Tjk是从发射器j到检测器k的光束的透射率。该特定测量的使用纯属示例。其它测量可被使用。具体地，因为我们最关注中断的束，所以诸如(1-Tjk)的逆测量可被使用，因为其通常为0。其它示例包括吸收、衰减、反射或散射的测量。此外，虽然图2被解释为使用Tjk作为物理阶段210和处理阶段220之间的分界线，但是不需要明确地计算Tjk，也不需要在物理阶段210和处理阶段220之间的清楚分界。返回图2，物理阶段210是根据物理设置确定Tjk的过程。处理阶段220根据Tjk确定触摸事件。在图2中示出的模型在概念上是有用的，因为其将物理设置和底层的物理机制与随后的处理稍微分开。例如，物理阶段210产生透射系数Tjk。用于触敏表面组件130的许多不同的物理设计是可能的，并且根据最终应用，不同的设计权衡将被考虑。例如，发射器和检测器可更窄或更宽，具有更窄的角度或更宽的角度、各种波长、各种功率、相干与否等。作为另一个示例，不同类型的多路复用可被用于允许来自多个发射器的束由每一个检测器接收。方框210的内部示出过程210的一个可能实施方式。在该示例中，发射器发射212束到多个检测器。穿过触敏表面的一些束被触敏事件干扰。检测器以多路复用的光学形式接收214来自发射器的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于与显示器一起使用的光学触敏装置，所述触敏装置包括：平面光学波导，其在所述显示器的表面上方延伸，所述波导具有顶表面和底表面；发射器和检测器，其沿着所述显示器的外围并且在所述波导的所述底表面下方设置；光学耦合器组件，其沿着所述显示器的所述外围定位，所述光学耦合器组件将由所述发射器产生的光束耦合到所述波导中并且离开所述波导到所述检测器，所述光束经由全内反射即TIR传播经过所述波导，其中在所述波导的所述顶表面上的触摸干扰所述光束，所述触敏装置基于该干扰而确定触摸事件。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.07.22 US 61/510,9891.一种光学触敏装置，所述光学触敏装置包括：平面光学波导，其在显示器的表面上方延伸，所述波导具有顶表面和底表面；发射器和检测器，其沿着所述显示器的外围并且在所述波导的所述底表面下方设置；光学耦合器组件，其沿着所述显示器的所述外围定位并且在所述波导的所述底表面下方耦合，所述光学耦合器组件将由所述发射器产生的光束耦合到所述波导中并且离开所述波导到所述检测器，所述光束经由全内反射即TIR传播经过所述波导，离开所述波导的所述顶表面和所述底表面，其中在所述波导的所述顶表面上的触摸干扰所述光束，所述触敏装置基于该干扰而确定触摸事件，所述光学耦合器组件包含：上表面和下表面，两者均平行于所述波导的所述底表面形成，所述上表面形成界面，在该界面处光从所述波导进入或退出至所述波导；第三表面，所述第三表面结合所述上表面和所述下表面两者，并且在所述光学耦合器组件内测量与所述下表面成锐角和与所述上表面成钝角地形成，以及其中所述第三表面和所述下表面中的一者形成界面，在该界面处光从发射器或检测器进入或者退出至发射器或检测器，所述第三表面和所述下表面中的另一者是在其上在所述光学耦合器组件内发生光的TIR的表面。2.根据权利要求1所述的光学触敏装置，其中所述光学耦合器组件包括第一部分和第二部分，所述第一部分侧面光学地耦合到所述波导，所述第二部分粗端耦合到所述第一部分，所述第二部分光学地耦合到所述发射器和检测器。3.根据权利要求1所述的光学触敏装置，其中所述发射器和检测器取向为在与所述波导的平面基本上垂直的方向中分别发射和接收光束。4.根据权利要求1所述的光学触敏装置，其中所述光学耦合器组件被配置使得穿过所述光学耦合器的光束在从它们进入所述光学耦合器的方向旋转大约90度的方向中退出。5.根据权利要求1所述的光学触敏装置，其中所述发射器和检测器取向为在与所述波导的平面基本上平行的方向中分别发射和接收光束。...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·德拉姆，
申请(专利权)人：O·德拉姆，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE
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