一种触敏设备包括一个透光面板（1）、一个照明安排和一个检测安排。该照明安排被配置成通过一个入耦合点（5B）将光耦合进该面板（1）内，从而使得该光通过全内反射（TIR）在该面板的相对顶表面和底表面（4，5）内传播，并使得触摸该顶表面或底表面（4，5）的对象引起该传播光的变化。该检测安排包括一个被安排成检测传播光的变化的光检测器。紧凑且稳健的入耦合点（5B）由一个片状微结构表面部分（22）定义，该微结构表面部分固定地安排在该顶表面和底表面（4，5）之一上并被配置成透射具有能够使光通过TIR在该面板（1）内传播的入射角的光。该表面部分（22）可以整合到该面板内或通过透光塑料材料的薄并且柔韧的膜（20）实现，用该微结构表面部分形成并被适配成附装到该顶表面或底表面（4，5）上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种触敏设备包括一个透光面板（1）、一个照明安排和一个检测安排。该照明安排被配置成通过一个入耦合点（5B）将光耦合进该面板（1）内，从而使得该光通过全内反射（TIR）在该面板的相对顶表面和底表面（4，5）内传播，并使得触摸该顶表面或底表面（4，5）的对象引起该传播光的变化。该检测安排包括一个被安排成检测传播光的变化的光检测器。紧凑且稳健的入耦合点（5B）由一个片状微结构表面部分（22）定义，该微结构表面部分固定地安排在该顶表面和底表面（4，5）之一上并被配置成透射具有能够使光通过TIR在该面板（1）内传播的入射角的光。该表面部分（22）可以整合到该面板内或通过透光塑料材料的薄并且柔韧的膜（20）实现，用该微结构表面部分形成并被适配成附装到该顶表面或底表面（4，5）上。【专利说明】用于触敏系统的光入耦合相关申请的交叉引用本申请要求于2011年2月2日提交的第1150071-7号瑞典专利申请以及于2011年2月2日提交的第61/438675号美国临时申请的权益，这两项申请通过引用结合在此。
本专利技术涉及通过光透射穿过透光面板操作的触敏系统，并且具体地涉及用于将光耦合进这种面板的光学解决方案。
技术介绍
现有技术包括不同类型的通过在固体透光面板内透射光而操作的触敏系统，通过两个被外围边缘表面连接起来的平行边界表面定义该透光面板。具体地，将光注射到该面板内，以便通过全内反射(TIR)在这些边界表面之间传播。触摸这些边界表面之一(“触摸表面”)的对象引起被一个或多个光传感器检测的传播光的变化。在一个实现方式中，例如，如在W02008/017077、US2009/267919和W02010/056177中所披露的，光传感器被安排在该面板后面以检测散射离开触摸对象并通过与该触摸表面相对的边界表面逃离该面板的光。在另一个实现方式中，例如，如在US7435940所披露的,光传感器被安排在该面板的外围以检测散射离开触摸对象并通过全内反射限制在该面板内的光。在又另一个实现方式中，例如，如在W02010/006882和W02010/134865中所披露的，光传感器被安排该面板的外围以感测透射穿过该面板的光的衰减。为了从该面板内部实现该触摸表面的均匀照明，该入耦合点经常是狭长的并沿该面板的很大一部分延伸。在没有任何专用耦合元件的情况下，大多数现有技术文件建议将光注射穿过该外围边缘表面的狭长部分。由于光可以以相对陡的角度注射到该边缘表面上，在该边缘表面上引起比较小的反射损失，所以这种方法是可能的。而且，这种入耦合点不显著增加触摸系统的厚度。然而，通过该边缘表面的入耦合需要该边缘表面高度平坦并且没有缺陷。实现这种情况可能是困难和/或昂贵的，尤其是如果该面板是薄的和/或由如玻璃的比较易碎的材料制造而成。通过该边缘表面的入耦合还可能增加该触摸系统的足迹(footprint)。此外,如果该面板附装到安装结构上(如框架或支架)上,则可能难于光学地进入该边缘表面，并且该安装结构还很可能在该边缘表面内造成应力。这种应力会影响该边缘表面的光学质量并导致降低入耦合性能。上述W02010/006882和W02010/134865建议通过附装和光学地耦合(胶合)到该顶表面或底表面的狭长楔形部分入耦合光。这种方法可以减轻对该边缘表面的表面特性的任何严格要求和/或便于安装该面板。然而，为了通过传播沿该面板的深度方向准直的光来实现该触摸表面的均匀照明，该入耦合点需要容许沿该面板的深度方向达到如下程度的光束进入:该触摸表面上的光束的足迹在该触摸表面内的连续反射之间基本上重叠。反过来，这种情况是指该楔形部分需要具有相应尺寸的光接收表面，从而产生一个可能需要从该顶表面或底表面突出至少15至20_的楔形部分。这种楔形部分会显著增加该系统的厚度和重量。为了降低重量和成本，该楔形部分可以由塑料材料制成。另一方面，例如，为了达到所要求的大部分材料特性(例如，折射率、透射率、同质性、各向同性、耐用性、稳定性等)和该顶表面和底表面的表面平整度，该面板经常是由玻璃制成。本 申请人:已经发现，由于在该触摸系统的操作过程中的温度变化，塑料材料和玻璃之间的热膨胀差异会引起该楔形部分从该面板上变得松动。即使该楔形部分的微小或局部脱离也会导致该系统的性能显著下降。本 申请人:已经试图通过并列附装若干个更短的楔形部分以便形成狭长的入耦合点来克服此问题。然而，如果该触摸系统要求不只一个光片通过该入耦合点被注射，从而使得通过该入耦合点透射的光在该面板的平面内不只具有一个主方向(即，如在该触摸系统的平面图中看到的)，则这些楔形部分之间的接合处会干扰(例如，反射)该入射光并导致该系统的性能显著降低。例如，W02010/006882和W02010/134865披露了用于通过将多个具有不同主方向的光片注射通过该入耦合点使能够具有多点触摸灵敏度的技术。现有技术还包括US2004/0252091，其披露了一种光学触摸系统，在该光学触摸系统中，发散光束被耦合进用于通过TIR传播通过旋转棱柱形式的大楔形部分的透光面板，这些大楔形部分被安排在该面板的顶表面或底表面上。在用于触摸系统的光学耦合元件的领域以外，众所周知，提供了带有所谓亮度增强膜(BEF)的平板显示器，该亮度增强膜是一个被设计成通过改进的光管理增加显示器亮度的透明光学膜，见例如US2005/248848以及US2010/259939。具体地，该BEF为一张带有多个棱柱形和/或透镜状元件的微结构薄片并且可以粘着到该显示器内的透光基底上。这些微结构被设计成在法线(垂直)观看方向周围的某一角度范围内增加显示器的空间平均亮度。US6972753披露了一种光学触摸面板，在该光学触摸面板中，BEF式兀件(“棱柱透镜薄片”)附装到沿导光面板安排的光源上，以便在光被引导到该导光面板的边缘表面上前增强所发射光的方向性。该棱柱透镜薄片不是耦合元件，而是保证所有光沿该面板的平面内的单条以及定义的主方向注射的上游准直器。US6803900披露了一种用于IXD显不器的照明系统。该照明系统包括一个在其顶表面上具有微光学结构的侧受照平导光管，该导光管提供光的优先出耦合。与该导光管平行安置一个光管以便通过其外围边缘表面将光耦合到该导光管内。该光管设置有多个微光学表面结构，这些光学表面结构弓I起光(该光在该光管内从一端被导向另一端)重定向朝向该导光管的外围边缘表面。W02007/112742披露了一种光学触摸板,在该光学触摸板内，光束扩展器被安排在准直光发射器和透光面板的边缘表面中间。以多个棱柱形式的光束分离器形成在该边缘表面上，以接收扩展光束并在该面板内以准直入射角将其分成两条扩展的准直光束。该光束分离器只在该边缘表面上有用，这是因为该光束分离器被设计成沿该面板的深度方向产生两条不同方向的光束。专利技术概沭本专利技术的目的是至少部分地克服以上所确认的现有技术的一个或多个局限性。因此，一个目标是提供一种高效且稳健的光耦合进光学触摸系统的透光面板，这种耦合减少了对边缘表面的质量的依赖并且允许光通过全内反射在面板内传播。而另一个目标是提供一种给触摸系统增加很小重量和尺寸的入耦合点。进一步的目标是允许通过入耦合点透射的光在面板的平面内具有不只一个主方向。在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：托马斯·克雷文巴特尔，哈坎·贝里斯特姆，
申请(专利权)人：平蛙实验室股份公司，
类型：
国别省市：
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