包括衍射光柵的光導面板的制作方法
【專利說明】包括衍射光柵的光導面板
【背景技術】
[0001] 觸摸顯示器可被W各種方式實現。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方案，諸如例如受抑全內 反射(FTIR)。
[0002] 利用FTIR，光按照臨界角穿過光導面板傳播，并且當用戶利用手指觸摸該面板時， 由于手指具有比面板高的折射率，光漏出并且在接觸點反射。當光漏出或者散射時，照相機 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確定已發生觸摸事件。
【附圖說明】
[0003] "【具體實施方式】"部分參考附圖，其中： 圖1是包括具有衍射光柵的光導面板的示例性設備的方框圖； 圖2A和圖2B圖示由包括具有衍射光柵的光導面板的另一示例性設備執行的光傳播的 例子； 圖3圖示由包括具有衍射光柵的光導面板的另一示例性設備執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面板的各種其它示例性設備； 圖9是包括具有衍射光柵的光導面板的示例性系統的方框圖；和 圖10是實現包括具有衍射光柵的光導面板的設備的示例性方法的流程圖； 在所有附圖中可實現各種實施例。
[0004] 在上述附圖中示出并且在W下詳細地描述某些例子。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。
【具體實施方式】
[0005] 使用受抑全內反射(FTIR)實現的基于光學的觸摸顯示器有時包括許多光發射器， 所述許多光發射器通過至少一個光禪合器W光學方式禪合到光導面板。為了觸摸檢測的目 的，光禪合器使來自光發射器的光定向到合適角度（臨界角），W使得該光在光導面板的內 部反射和傳播，而非使該光的某個部分沿垂直方向穿過光導面板而丟失。
[0006] 盡管把光定向到臨界角是有益的，但光禪合器可能有時顯著增加顯示器的尺寸， 至少因為光禪合器被布置在光發射器和光導面板之間。盡管對于一些應用而言運種尺寸的 增加可能是可接受的，但其它應用可能在減小尺寸時有益處。
[0007] 圖1圖示示例性設備100，示例性設備100包括:光導面板102;光發射器104，與光導 面板102相鄰W將光傳送給光導面板102;和光檢測器106,與光導面板102相鄰W檢測由光 導面板102傳播的光。光導面板102可包括多個衍射光柵108,并且可包括用于接收觸摸輸入 的觸摸區域110。在各種實現方式中，觸摸區域110可由第一主表面的外圍定義，并且光發射 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。如運里所使用的，術語"主表面"可被用于定義光導面板102的較大區域表面，光導面 板102可具有兩個相對的主表面，該主表面的長度和寬度大于光導面板102的厚度（即，主表 面之間的距離）。同樣地，"次表面"可表示運兩個相對的主表面之間的（一個或多個)表面。 [000引光發射器104可按照至少一個光束的形式產生光。光發射器104可包括例如一個或 多個激光器、一個或多個發光二極管（"LE護）等等。
[0009] 來自光發射器104的光可由光導面板102經光導面板102的多個衍射光柵108直接 接收，而不使用光禪合器。所述多個衍射光柵108可將來自光發射器104的光散射為按照一 定角度進入光導面板102中的對應多個定向光束W在光導面板102內通過全內反射來傳播 該光。與光導面板102的觸摸區域110相鄰的物體的存在(在運里被稱為"觸摸事件"）可使傳 播的光根據FTIR散射，導致到達光檢測器106的光的量的對應變化。檢測到的變化可允許確 定觸摸事件的位置，如運里更充分描述的。
[0010] 因為衍射光柵108允許使光定向為適合FTIR的臨界角，所W與包括沒有衍射光柵 的光導面板的設備相比，設備100可被構造為具有較低的復雜性。例如，運里描述的光導面 板可允許避免使用龐大的光禪合器來把光束定向為用于全內反射的合適角度。如此，光發 射器104和光檢測器106可被布置為與光導面板102相鄰，運可允許更緊湊的設計。在一些實 現方式中，光發射器104和/或光檢測器106可事實上緊靠著光導面板102。
[0011] 在各種實現方式中，設備100包括多個光發射器104和/或多個光檢測器106。在運 些實現方式中的各種實現方式中，由一個光發射器104發射的光可由一個光檢測器106或多 個光檢測器106檢測，從而使得設備100包括每個光發射器104-個光檢測器106、每個光發 射器104超過一個光檢測器106或者每個光檢測器106超過一個光發射器104。在各種實現方 式中，光發射器104和/或光檢測器106可通過光學透射粘合劑、環氧樹脂或膠合劑或者另一 禪合器(諸如，例如邊緣緊固件等)禪合到光導面板102,或者可通過氣隙傳送光。
[0012] 雖然圖示的實現方式包括位于光發射器104和光導面板102之間并且也位于光檢 測器106和光導面板102之間的衍射光柵108,但可采用其它配置。在一些實現方式中，可在 光檢測器106和光導面板102之間省略衍射光柵108(在別處圖示）。
[0013] 根據運里描述的各種實現方式，由光導面板執行的光傳播的例子由圖2A和圖2B圖 示。在圖2A中，光發射器204經衍射光柵208將光214傳送給光導面板202, W使光214按照一 定角度被傳送到光導面板202中從而在光導面板202內通過全內反射來傳播光214。觸摸事 件饋如，例如與光導面板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導致的光214的散射可引起繼續傳播穿過光導面板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的量的運種變化可向 設備200指示:已沿著光214的路徑發生針對光導面板202的觸摸區域210的觸摸。
[0014] 圖3圖示由光導面板302執行的光傳播的另一例子，其中示例性衍射光柵308、光發 射器(視野在運里受到衍射光柵308的阻礙）、位于光導面板302的相對側(在運種情況下，下 偵U)的光檢測器306和觸摸區域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。個體散列線箭頭未必代表個體的單獨的光束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、形狀和覆蓋區不同的角分布、形狀和 覆蓋區。
[0016] 如圖示的，所述多個衍射光柵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入光導面板302的對應多個定向光束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 光引導到觸摸區域310中來使由光發射器304發射的跨觸摸區域310傳播的光的量最大化并 且使在觸摸區域310的周界外部的光的損失最小化，而在觸摸區域310的角落中沒有死點并 且具有觸摸覆蓋。
[0017] 為了確定觸摸事件的位置，各個光檢測器306可確定預期的光的量的變化，并且來 自光檢測器306的數據的組合可提供關于觸摸事件的位置的信息。例如，對于圖3中圖示的 設備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。
[0018] 如前面的例子中所示，光發射器和光檢測器沿著與光導面板的主表面相鄰的光導 面板的外圍交錯。在各種其它實現方式中，光發射器和光檢測器可具有不同的布置。例如， 如圖4中所示，（一個或多個)光發射器(視野受到衍射光柵408的阻礙)可被沿著光導面板 402的兩個相鄰周圍邊緣布置，并且(一個或多個)光檢測器306可被沿著光導面板402的相 對的周圍邊緣布置。在其它未圖示的實現方式中，（一個或多個)光發射器可被沿著第一周 圍邊緣布置，并且(一個或多個)光檢測器被沿著相對的第二周圍邊緣布置。在其它未圖示 的實現方式中，光發射器和光檢測器306可按照與圖3中圖示的模式不同的某種其它模式交 錯。在本公開的范圍內，可采用各種其它配置。
[0019] 在各種實現方式中，（一個或多個)光發射器和/或(一個或多個)光檢測器可被沿 著光導面板的次表面布置，如圖5和圖6中所示。如圖5中所示，光導面板502包括沿著光導面 板502的次表面的衍射光柵508,其中光發射器504與光導面板502的次表面相鄰，從而衍射 光柵508位于光發射器504和光導面板502之間。同樣地，光檢測器506被布置為與光導面板 502的相對的次表面相鄰。在其它實現方式(諸如，圖6中圖示的實現方式）中，光檢測器606 可被布置為與光導面板602的主表面相鄰，而衍射光柵608和光發射器604被沿著光導面板 602的次表面布置。在本公開的范圍內，可采用各種其它配置。