本发明专利技术涉及一种光学控制系统，该光学控制系统提供光学装置的更有效的运行。该系统是可操作的以提供来自检测系统的积分（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）输出。因此，通过控制光学装置的检测系统的运行时间，可以将积分输出的动态范围与ＡＤＣ装置的工作输入范围匹配，以提供数字输出值，因而使ＡＤＣ装置的量化噪声最小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学控制装置，例如，用于显示的触摸覆层/表层。
技术介绍
用于显示的触摸覆层可以用诸如丙烯酸或玻璃的光学透明板材构造，该透明板材放置在显示屏前面并平行于该显示屏。光发射器和光检测器沿着板的边设置，使得光能通过发射器耦合于板的边并且经由多个相交的光路传输经过该板到检测器。在波导内经过显示屏的光与来自显示屏的光成直角，来自显示屏的光通过该板的厚度。来自发射器的能量通过全内反射(TIR)在板里面被截获，因此该板用作平面波导。但是，当使用诸如丙烯酸的材料作为波导时，在波导表面被手指触摸时IlR被干扰，并且光能在触摸点由于从波导“泄漏”而损失。这是因为皮肤的折射率比空气的折射率大得多，并且在发生IlR处的最小入射角被增大。皮肤接触的面积越大，光损失越多。不同于皮肤的其他材料，也在不同程度上影响TIR，因此合适物体的接触可以被检测。通过精确地测量通过波导的光的量，这种损失可以被检测，以指示触摸已经发生。通过分析发射器和检测器之间的哪个光传输路径已经被影响，可以确定触摸点的位置。触摸点的位置可以与潜在显示屏上的当前显示的图像有关系，以控制当前显示的图像，这对于本领域的技术人员来说是已知的。触摸覆层也可以通过将发射器和检测器之间的光路设置成靠近可触摸表面通过来构造，使得触摸物体通过一个或多于一个光路使得沿着受影响的光路的光传输减少。这种类型的常规触摸面板的结构和运行原理示于图1-3。图1示出设置在矩形平面波导14的相对边上的一般的LED发射器10和光探测器12。这种波导通常是塑料材料， 选择成使得其折射率足够高，以对于合理的折射角支持在具有空气的边界处的全内反射。 还选择成使得手指触摸干扰这个全内反射，使得经过该波导的传输减少。光线16被示出以全反射从发射器10传输到检测器12。当然，实际上沿着波导的边有多个发射器10和检测器12，其中为了简化，在图2和3中每边只有4个被示出，以便使来自发射器的光经由大量相交光路18在检测器处被接收。图2和3示出常规的布置，其中相应的组发射器10沿着波导14两个相邻的边设置，而相应的组检测器12沿着另外两个相邻的边设置，使得每组检测器面向在波导相对边上的相应的一组发射器。在这种布置中，每个检测器12设置成只接收来自与其直接相对的发射器10的光，并且对应地，每个发射器10设置成只将光传输给其直接相对的检测器12。 因此光路18形成相交的正交栅格，并且影响光路之间的相交的任何给定触摸点的X-Y坐标可以通过受影响光路的特定组合来确定。发射器10和检测器12分别经由驱动电路22和采集电路28由CPU20驱动，CPU也用来处理接收的光学数据，以在模数转换之后确定触摸点的位置。使用沿着波导边设置的多个发射器和检测器，具有许多其传输损失可以被测量的相交光路。这意味着在光路相交处的触摸点可以被相当精确地确定，因为如果光路的密度足够高的话，触摸点将影响一个5以上的光路。插值法可以应用于光传输数据以确定光束(从发射器到检测器的直接光路) 之间的触摸点的位置，给出该触摸区的总覆盖。光束数据可以进一步被处理，以估算触摸的面积，该触摸的面积可以用来补充触摸位置数据，例如，以确定该触摸是否将触发一个事件。系统的分辨率和检测小触摸区的能力主要通过波导的尺寸、厚度、检测器的数目和供给A/D转换器的发射器信号的信噪比来确定。由于在波导中有许多光路，可以一次检测一个以上的触摸点。这可以具有例如提供字母数字触摸键盘上的“SHFIT”功能的一些应用。这种光路经过的面板，除了检测触摸事件之外，还可以检测沿着光路设置的机械控制装置的运行。例如，机械按钮控制器可以沿着光路嵌入，因而当按钮致动器在其停止位置时，按钮控制器给光能带来最小的衰减，但是当按钮致动器被按压时，引起显著的光学衰减。这可以通过当按钮被按压时将不透明的叶片引入光束路径中实现。用于控制装置的各种机械设计可以用来调制沿着光路通过的光能，使得这种控制装置的状态可以通过处理来自光检测器的信号被检测。在使用多个发射器和多个检测器以在宽区域上提供感测的这种面板中，在工作时发射器需要相当大的电流，并且被构造成用于快速响应的检测器中流动的光电流也可以是相当大的。这与其他的感测方法相反，诸如电阻性触摸感测的其他感测方法消耗很小的电力。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种光学控制系统，其包括多个光发射器和包括多个光检测器的检测系统，该多个光发射器和多个光检测器在其之间限定光路区，因而在发射器和检测器之间的能量传输可以通过在所述区域附近发生的光学相互作用被调制，其中该检测系统是可操作的以提供一个或多于一个所述光检测器随/对时间的积分输出；开关装置，其用于控制所述检测系统运行；模数转换(ADC)装置，其用来接收所述检测系统的输出并将该输出转换成数字值；以及反馈机构，其用于接收来自所述ADC装置的所述数字值并且用于响应该数字值以控制开关装置，从而相对于所述ADC装置的工作输入范围调节该积分输出的动态范围。优选地，该检测系统包括用于接收一个或多于一个所述检测器的输出并将该输出对时间积分的积分器，并且其中所述开关装置切换是可操作的，以控制所述积分器和/或其相关的检测器的运行。附加地或选择地，一个或多于一个所述光检测器被配置有比较长的响应时间，使得所述一个或多于一个所述光检测器用作积分器。反馈机构的目的是通过匹配积分输出的动态范围与所述ADC装置的工作输入范围可以使ADC装置的量化噪声最小。可选地，反馈机构的目的是实现所述ADC装置的输出(或来自所述ADC装置的测量值的处理中的后续点)的信噪比大于需要的最小值。这通常得到最小的功率消耗(因为，对于适当的/足够的噪声性能所需要的积分时间将最短，并且仅仅在积分时间需要发射器是有效的)，但是信噪比将是足够的而不是优化的。在本说明书中，术语“光”包括红外(IR)和紫外(UV)辐射，并且术语“光学”也相应地解释。优选地，该系统还包括补偿电路，其用于在所述积分器运行周期之前或运行周期期间向所述积分器提供补偿充电/电荷(charge)，因而所述补偿充电运行以补偿背景信号，该背景信号是从所述一个或多于一个所述光检测器接收的但是其与所述光发射器的运行无关。而且，优选地，当传输被所述一个或多于一个与积分器相关的检测器接收的能量的发射器是无效的时，所述补偿充电从来自被测量的ADC装置的数字输出值推导出。选择地，当发射器用调制信号驱动时，所述补偿充电从来自被测量的ADC装置的最小数字输出值推导出。该系统还可以包括控制器，其用于控制所述积分器和所述ADC装置的运行，以可控制地放电和充电该积分器，并将积分输出转换成数字形式。优选地，所述积分器包括电容器，并且还包括换能器/接收器(sink)，在所述控制器的控制下所述电容器可以选择地被连接到换能器，以可控制地放电所述电容器。而且，优选地，通过重新配置将所述电容器、所述ADC装置和所述转发器之间到下述三种状态之一的连接，所述控制器运行以控制所述积分器和所述ADC装置，所述三种状态选自(i)充电状态，其中所述电容器与所述换能器隔离；(ii)测量状态，其中所述电容器连接到所速ADC装置；和(iii)放电状态，其中所述电容器连接到所述换能器。选择地，所述ADC装置被集成在具有模拟输入针/引线(pin)的装置中本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光学控制系统，其包括：多个光发射器和包括多个光检测器的检测系统，所述多个光发射器和多个光检测器在其之间限定光路区，因而在所述发射器和检测器之间的能量传输可以通过在所述区域附近发生的光学相互作用被调制，其中所述检测系统是可操作的以提供一个或多于一个所述光检测器对时间的积分输出；开关装置，其用于控制所述检测系统的运行；模数转换装置，即ＡＤＣ装置，其用来接收所述检测系统的输出并将该输出转换成数字值；以及反馈机构，其用于接收来自所述ＡＤＣ装置的所述数字值并且用于响应所述数字值控制所述开关装置，因而相对于所述ＡＤＣ装置的工作输入范围调节所述积分输出的动态范围。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【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：IE
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