[发明专利]用于在光学触敏装置中使用的光学耦合器

说明书

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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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=L W／(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。

发明内容

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发明的实施例，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