包括衍射光柵的光導(dǎo)面板的制作方法
【專利說明】包括衍射光柵的光導(dǎo)面板
【背景技術(shù)】
[0001] 觸摸顯示器可被W各種方式實(shí)現(xiàn)。一些顯示器獲得電容式或電阻式觸摸傳感器的 支持，在電容式或電阻式觸摸傳感器中針對顯示器的觸摸事件引起指示該觸摸的電氣變 化。其它顯示器可使用利用圖像處理來確定觸摸事件位置的光學(xué)方案，諸如例如受抑全內(nèi) 反射(FTIR)。
[0002] 利用FTIR，光按照臨界角穿過光導(dǎo)面板傳播，并且當(dāng)用戶利用手指觸摸該面板時(shí)， 由于手指具有比面板高的折射率，光漏出并且在接觸點(diǎn)反射。當(dāng)光漏出或者散射時(shí)，照相機(jī) 可記錄該反射，或者光檢測器可替代地檢測傳播的光的衰減W確定已發(fā)生觸摸事件。
【附圖說明】
[0003] "【具體實(shí)施方式】"部分參考附圖，其中： 圖1是包括具有衍射光柵的光導(dǎo)面板的示例性設(shè)備的方框圖； 圖2A和圖2B圖示由包括具有衍射光柵的光導(dǎo)面板的另一示例性設(shè)備執(zhí)行的光傳播的 例子； 圖3圖示由包括具有衍射光柵的光導(dǎo)面板的另一示例性設(shè)備執(zhí)行的光傳播的另一例 子； 圖4-8圖示包括具有衍射光柵的光導(dǎo)面板的各種其它示例性設(shè)備； 圖9是包括具有衍射光柵的光導(dǎo)面板的示例性系統(tǒng)的方框圖；和 圖10是實(shí)現(xiàn)包括具有衍射光柵的光導(dǎo)面板的設(shè)備的示例性方法的流程圖； 在所有附圖中可實(shí)現(xiàn)各種實(shí)施例。
[0004] 在上述附圖中示出并且在W下詳細(xì)地描述某些例子。附圖不一定按比例，并且附 圖的各種特征和視圖可W為了清楚和/或簡潔而在比例上或在示意方面被夸大示出。
【具體實(shí)施方式】
[0005] 使用受抑全內(nèi)反射(FTIR)實(shí)現(xiàn)的基于光學(xué)的觸摸顯示器有時(shí)包括許多光發(fā)射器， 所述許多光發(fā)射器通過至少一個(gè)光禪合器W光學(xué)方式禪合到光導(dǎo)面板。為了觸摸檢測的目 的，光禪合器使來自光發(fā)射器的光定向到合適角度（臨界角），W使得該光在光導(dǎo)面板的內(nèi) 部反射和傳播，而非使該光的某個(gè)部分沿垂直方向穿過光導(dǎo)面板而丟失。
[0006] 盡管把光定向到臨界角是有益的，但光禪合器可能有時(shí)顯著增加顯示器的尺寸， 至少因?yàn)楣舛U合器被布置在光發(fā)射器和光導(dǎo)面板之間。盡管對于一些應(yīng)用而言運(yùn)種尺寸的 增加可能是可接受的，但其它應(yīng)用可能在減小尺寸時(shí)有益處。
[0007] 圖1圖示示例性設(shè)備100，示例性設(shè)備100包括:光導(dǎo)面板102;光發(fā)射器104，與光導(dǎo) 面板102相鄰W將光傳送給光導(dǎo)面板102;和光檢測器106,與光導(dǎo)面板102相鄰W檢測由光 導(dǎo)面板102傳播的光。光導(dǎo)面板102可包括多個(gè)衍射光柵108,并且可包括用于接收觸摸輸入 的觸摸區(qū)域110。在各種實(shí)現(xiàn)方式中，觸摸區(qū)域110可由第一主表面的外圍定義，并且光發(fā)射 器104和光檢測器106可被布置為與第二主表面相鄰，第二主表面與第一主表面相對，如圖 示的。如運(yùn)里所使用的，術(shù)語"主表面"可被用于定義光導(dǎo)面板102的較大區(qū)域表面，光導(dǎo)面 板102可具有兩個(gè)相對的主表面，該主表面的長度和寬度大于光導(dǎo)面板102的厚度（即，主表 面之間的距離）。同樣地，"次表面"可表示運(yùn)兩個(gè)相對的主表面之間的（一個(gè)或多個(gè))表面。 [000引光發(fā)射器104可按照至少一個(gè)光束的形式產(chǎn)生光。光發(fā)射器104可包括例如一個(gè)或 多個(gè)激光器、一個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管（"LE護(hù)）等等。
[0009] 來自光發(fā)射器104的光可由光導(dǎo)面板102經(jīng)光導(dǎo)面板102的多個(gè)衍射光柵108直接 接收，而不使用光禪合器。所述多個(gè)衍射光柵108可將來自光發(fā)射器104的光散射為按照一 定角度進(jìn)入光導(dǎo)面板102中的對應(yīng)多個(gè)定向光束W在光導(dǎo)面板102內(nèi)通過全內(nèi)反射來傳播 該光。與光導(dǎo)面板102的觸摸區(qū)域110相鄰的物體的存在(在運(yùn)里被稱為"觸摸事件"）可使傳 播的光根據(jù)FTIR散射，導(dǎo)致到達(dá)光檢測器106的光的量的對應(yīng)變化。檢測到的變化可允許確 定觸摸事件的位置，如運(yùn)里更充分描述的。
[0010] 因?yàn)檠苌涔鈻?08允許使光定向?yàn)檫m合FTIR的臨界角，所W與包括沒有衍射光柵 的光導(dǎo)面板的設(shè)備相比，設(shè)備100可被構(gòu)造為具有較低的復(fù)雜性。例如，運(yùn)里描述的光導(dǎo)面 板可允許避免使用龐大的光禪合器來把光束定向?yàn)橛糜谌珒?nèi)反射的合適角度。如此，光發(fā) 射器104和光檢測器106可被布置為與光導(dǎo)面板102相鄰，運(yùn)可允許更緊湊的設(shè)計(jì)。在一些實(shí) 現(xiàn)方式中，光發(fā)射器104和/或光檢測器106可事實(shí)上緊靠著光導(dǎo)面板102。
[0011] 在各種實(shí)現(xiàn)方式中，設(shè)備100包括多個(gè)光發(fā)射器104和/或多個(gè)光檢測器106。在運(yùn) 些實(shí)現(xiàn)方式中的各種實(shí)現(xiàn)方式中，由一個(gè)光發(fā)射器104發(fā)射的光可由一個(gè)光檢測器106或多 個(gè)光檢測器106檢測，從而使得設(shè)備100包括每個(gè)光發(fā)射器104-個(gè)光檢測器106、每個(gè)光發(fā) 射器104超過一個(gè)光檢測器106或者每個(gè)光檢測器106超過一個(gè)光發(fā)射器104。在各種實(shí)現(xiàn)方 式中，光發(fā)射器104和/或光檢測器106可通過光學(xué)透射粘合劑、環(huán)氧樹脂或膠合劑或者另一 禪合器(諸如，例如邊緣緊固件等)禪合到光導(dǎo)面板102,或者可通過氣隙傳送光。
[0012] 雖然圖示的實(shí)現(xiàn)方式包括位于光發(fā)射器104和光導(dǎo)面板102之間并且也位于光檢 測器106和光導(dǎo)面板102之間的衍射光柵108,但可采用其它配置。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可在 光檢測器106和光導(dǎo)面板102之間省略衍射光柵108(在別處圖示）。
[0013] 根據(jù)運(yùn)里描述的各種實(shí)現(xiàn)方式，由光導(dǎo)面板執(zhí)行的光傳播的例子由圖2A和圖2B圖 示。在圖2A中，光發(fā)射器204經(jīng)衍射光柵208將光214傳送給光導(dǎo)面板202, W使光214按照一 定角度被傳送到光導(dǎo)面板202中從而在光導(dǎo)面板202內(nèi)通過全內(nèi)反射來傳播光214。觸摸事 件饋如，例如與光導(dǎo)面板202相鄰的物體212(例如，手指）的存在何使光214散射，如圖2B 中所示。由物體212導(dǎo)致的光214的散射可引起繼續(xù)傳播穿過光導(dǎo)面板202的光214的量的衰 減，并且因此，被光檢測器206檢測到。由光檢測器206檢測到的光214的量的運(yùn)種變化可向 設(shè)備200指示:已沿著光214的路徑發(fā)生針對光導(dǎo)面板202的觸摸區(qū)域210的觸摸。
[0014] 圖3圖示由光導(dǎo)面板302執(zhí)行的光傳播的另一例子，其中示例性衍射光柵308、光發(fā) 射器(視野在運(yùn)里受到衍射光柵308的阻礙）、位于光導(dǎo)面板302的相對側(cè)(在運(yùn)種情況下，下 偵U)的光檢測器306和觸摸區(qū)域310全都被利用散列線示出。
[0015] 也利用散列線還圖示了來自幾組316衍射光柵308的光束314的路徑的示例性表 示。個(gè)體散列線箭頭未必代表個(gè)體的單獨(dú)的光束314,而是可W替代地代表光束314路徑的 角分布。要注意的是，光束314可具有與圖示的角分布、形狀和覆蓋區(qū)不同的角分布、形狀和 覆蓋區(qū)。
[0016] 如圖示的，所述多個(gè)衍射光柵308可包括多組316基本上平行的凹槽，所述多組316 基本上平行的凹槽被圖案化為將光散射為進(jìn)入光導(dǎo)面板302的對應(yīng)多個(gè)定向光束314。各組 316衍射光柵318可由光柵長度U光柵寬度W、凹槽定向0和間距A指定。每組316衍射光柵 308可按照由凹槽定向和光柵間距控制的方向并且按照可由光柵長度和寬度如下控制的角 分布A 0發(fā)射定向光束314:
其中人是定向光束314的波長。由光柵定向角0指定的凹槽定向和由A指定的光柵間距 或周期可控制定向光束314的方向。如此，各組316衍射光柵308可被配置為:通過有效地將 光引導(dǎo)到觸摸區(qū)域310中來使由光發(fā)射器304發(fā)射的跨觸摸區(qū)域310傳播的光的量最大化并 且使在觸摸區(qū)域310的周界外部的光的損失最小化，而在觸摸區(qū)域310的角落中沒有死點(diǎn)并 且具有觸摸覆蓋。
[0017] 為了確定觸摸事件的位置，各個(gè)光檢測器306可確定預(yù)期的光的量的變化，并且來 自光檢測器306的數(shù)據(jù)的組合可提供關(guān)于觸摸事件的位置的信息。例如，對于圖3中圖示的 設(shè)備300,沿著水平邊緣之一 (X軸）的光檢測器306和沿著垂直邊緣之一 (Y軸）的光檢測器 306可確定預(yù)期的光的量的衰減。組合X位置和y位置可提供觸摸事件的坐標(biāo)。
[0018] 如前面的例子中所示，光發(fā)射器和光檢測器沿著與光導(dǎo)面板的主表面相鄰的光導(dǎo) 面板的外圍交錯(cuò)。在各種其它實(shí)現(xiàn)方式中，光發(fā)射器和光檢測器可具有不同的布置。例如， 如圖4中所示，（一個(gè)或多個(gè))光發(fā)射器(視野受到衍射光柵408的阻礙)可被沿著光導(dǎo)面板 402的兩個(gè)相鄰周圍邊緣布置，并且(一個(gè)或多個(gè))光檢測器306可被沿著光導(dǎo)面板402的相 對的周圍邊緣布置。在其它未圖示的實(shí)現(xiàn)方式中，（一個(gè)或多個(gè))光發(fā)射器可被沿著第一周 圍邊緣布置，并且(一個(gè)或多個(gè))光檢測器被沿著相對的第二周圍邊緣布置。在其它未圖示 的實(shí)現(xiàn)方式中，光發(fā)射器和光檢測器306可按照與圖3中圖示的模式不同的某種其它模式交 錯(cuò)。在本公開的范圍內(nèi)，可采用各種其它配置。
[0019] 在各種實(shí)現(xiàn)方式中，（一個(gè)或多個(gè))光發(fā)射器和/或(一個(gè)或多個(gè))光檢測器可被沿 著光導(dǎo)面板的次表面布置，如圖5和圖6中所示。如圖5中所示，光導(dǎo)面板502包括沿著光導(dǎo)面 板502的次表面的衍射光柵508,其中光發(fā)射器504與光導(dǎo)面板502的次表面相鄰，從而衍射 光柵508位于光發(fā)射器504和光導(dǎo)面板502之間。同樣地，光檢測器506被布置為與光導(dǎo)面板 502的相對的次表面相鄰。在其它實(shí)現(xiàn)方式(諸如，圖6中圖示的實(shí)現(xiàn)方式）中，光檢測器606 可被布置為與光導(dǎo)面板602的主表面相鄰，而衍射光柵608和光發(fā)射器604被沿著光導(dǎo)面板 602的次表面布置。在本公開的范圍內(nèi)，可采用各種其它配置。