光学元件和触摸传感器制造技术

提供了一种用于触摸显示器的触摸传感器，其包括：包括至少一个导电层的光学元件，所述至少一个导电层对于入射光是部分反射并且部分透射的；以及感测电路，其电连接到所述至少一个导电层以确定手指、手或其它类型的指点装置相对于光学元件的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光学元件。这样的元件可以同时充当半透反射镜和触摸传感器。 本专利技术还涉及一种包括这样的元件的显示系统。这样的显示器可以用于例如提供深度或变化的深度的印象。这样的显示器可以例如应用于包括计算机辅助设计、游戏和电视在内的信息显示应用场合以及需要从背景中突出警告或其它消息的应用场合。所述光学元件可以有利地应用于需要用户触摸输入的任何这样的系统，以提供与显示系统集成的附加触摸功能。
技术介绍
在用于需要用户交互的显示器的显示系统中，例如在控制系统、诸如电话和PDA 等移动装置中，加入附加的透明触摸传感器是已知的。然而，这样的装置通常具有平坦表面并且并不向用户提供传感器已被成功触摸的反馈。还已知的是，存在着能够通过同时在多个深度平面中产生图像来提供增加的真实感的显示器。这些显示器可以通过在各平面之间移动图像来提供明显的触摸反馈。在多个图像平面中生成图像以及在各平面之间移动图像产生了“深度效果”，如2006年6月7日公开的Evans等人的英国专利申请第0608360. 4号中所述。附图的图1示出2007年10月31日公开的Evans等人的英国专利公开M37553 中所述的、用不同的图像深度来显示背景和前景图像的显示器类型。可以看出，添加到显示器中的半透反射镜和其它额外光学元件的组合产生了两个不同的图像平面。图2示出这样的显示器的一种应用，其中按钮的图像看起来向下移动到不同的图像平面中，从而给人以物理按钮发生移动的印象并因此向用户触摸提供反馈。然而，这样的显示器将需要在顶部添加附加的触摸传感器，从而增加成本和厚度并降低光学性能。附图的图3示出用于在TFT IXD显示器中提供触摸功能的、在2008年3月13日公开的Hotelling等人的美国专利公开2008/62148中公开的类型的显示器。尽管它使用现有的导电层来提供触摸功能，但是必须添加另一附加导电层。这增加了成本以及LCD控制电子线路的设计的复杂度。附图的图4示出2004年7月20日公开的Jeong等人的美国专利6765629中公开的类型的显示器部件。触摸面板被集成到LCD显示器的顶部起偏器中。然而，这仅是两个功能上分立的部件的机械集成，并且象这样并没有对分立触摸面板提供实质的改进。附图的图5示出2005年10月20日公开的Ming的美国专利公开2005/0231487 中公开的类型的显示器。其示出与LCD集成的触摸面板。典型地，LCD将包括两个玻璃基板并且触摸面板也将包括两个玻璃基板，从而总共给出四个基板。该参考文献描述了通过使用为两个部件所共用的一个层来消除一个基板。然而，与基底显示器相比，这仍然增大了尺寸和重量。此外，IXD典型地是通过在单个大型“母玻璃”基板上形成许多单元，然后将多个大型基板组装起来并最后将组装起来的基板切割成分立单元，来制造的。如果三个基板同时以这样的方式组装，那么在将其切割成分立单元的过程中会有相当大的困难，因为中央的基板不能够容易地进行划线和切割。附图的图6示出2008年5月14日公开的Smith等人的英国专利公开2443650中所述的、采用半透反射镜作为附加部件来提供添加的功能的显示器类型。在这种情况下，它提供了可在显示器模式和反射镜模式之间切换的装置，其中在显示器模式中，位于下面的 LCD是可见的，并且在反射镜模式中，反射环境光并且该装置充当平面镜。然而，这样的装置不具有任何触摸功能。附图的图7示出2007年7月11日公开的Gay等人的英国专利申请第0710407. 8 号中所述的、用于产生具有弯曲外观的图像以便例如用于广告或娱乐目的的显示器类型。 它在功能上与图1中所示的显示器的相似之处在于，图像平面移动到不同的表观位置，从而产生“深度效果”。然而，在这种情况下，至少一个半透反射镜是非平面的(即弯曲的)。 这可以导致图像平面看起来是弯曲的，而不会有制造弯曲的LCD的复杂性。然而，这样的装置既不具有任何触摸功能，也没有描述与形成弯曲触摸屏有关的问题。对利用半透反射镜的各种显示系统而言，存在着具有触摸功能从而提供附加可用性的需求。上述方法都未能以集成的方式提供这样的显示系统，从而增加了成本、厚度/重量和复杂性。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种光学元件，其具有充当半透反射镜和触摸传感器的组合功能。这样的传感器将确定贴近的手指或其它指点装置的空间位置。所述元件可以包括一个或更多空间图案化的导电层。导电层可以是金属的，例如铝或银。所述元件的透射率和反射率可以主要由覆盖有这样的导电层的表面面积的比例来确定。所述元件的透射率⑴和反射率(R)可以都处于0. 2-0. 8的范围内，服从下面的等式，其中A是吸收率R+T+A = 1所述导电层可以包括导电区域和非导电区域的随机图案。这样的图案可以布置成避免任何不希望有的光学假象(诸如莫尔条纹或衍射效应)。所述导电层可以包括导电线条和非导电线条的规则阵列。这样的阵列可以具有小于1微米的间距。这样的导电层可以反射偏振轴平行于这样的阵列的平面偏振光，并且透射与这样的阵列垂直偏振的光。象这样，它可以充当反射起偏器。这样的元件因此构成组合式反射起偏器和触摸传感器。传感器的整个区域可以是电连续的或者它可以细分为彼此电绝缘的多个区域。这些区域可以以规则阵列布置或者可以包括彼此电绝缘的平行平面中的多个层上的多个阵列。触摸感测可以通过手指或手的存在，或者通过与手指/手接触的材料(诸如手套或记录笔或者任何类似指点装置)来促动。可以使用电容感测方法来确定指点装置的位置。这可以包括测量从手指流到传感5器的四个角中的各个角的电流来确定位置的“表面电容”方法。这还可以包括“投射电容”方法，其中监测一系列分立导电元件的电容，该电容将通过手指的存在而被变更。这样的方法可能是有利的，因为它对贴近敏感而不要求相对紧密的接触来获得良好的运转。可以使用电阻方法，其中传感器包括两个间隔开的导电层，该导电层通常包括分立导体的阵列。监测电阻的变化以检测通过从指点装置施加的压力而变得更靠近的导电层的位置。触摸传感器可以提供分立“按钮”，或者可以提供一维或二维的连续感测(“滑块” 或“触摸板”)。第三维中的某种感测(与传感器平面的距离)也是可能的。根据本专利技术的第二方面，提供了一种包括这样的光学元件的显示系统，其中能够看到多个图像平面。因此，与分立部件相比，可以以减小的成本和厚度来实现具有集成的触摸功能的多深度显示器。根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括这样的光学元件的显示系统，其中图像平面看起来是非平面的。根据本专利技术的第四方面，提供了一种包括这样的光学元件的显示系统，其中该系统可以可切换地充当图像显示器或反射镜。根据本专利技术的第五方面，提供了一种包括这样的光学元件的反射或透射显示系统，其中所述显示器具有集成的触摸传感器。提供了一种用于触摸显示器的触摸传感器，其包括包括至少一个导电层的光学元件，所述至少一个导电层对于入射光是部分反射并且部分透射的；以及感测电路，其电连接到所述至少一个导电层以确定手指、手或其它类型的指点装置相对于光学元件的位置。所述至少一个导电层可以包括导电区域和非导电区域的随机图案。所述至少一个导电层可以包括导电线条和非导电线条的规则阵列。所述阵列可以具有小于1微米的间距。所述光学元件可以反射具本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于触摸显示器的触摸传感器，包括：包括至少一个导电层的光学元件，所述至少一个导电层对于入射光是部分反射并且部分透射的；和感测电路，其电连接到所述至少一个导电层以确定手指、手或其它类型的指点装置相对于所述光学元件的位置。

【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：A·M·S·雅各布斯，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP