[发明专利]具有多层波导的光触摸板

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年12月30日提交的美国专利申请序列号No. 11/320,742的优先权，其通过参考在此整个并入本申请中。

技术领域

本发明涉及光触摸板，其使用全内反射从而指引电磁辐射从对象 返回到光触摸板从而确定与所述对象相关的位置信息和/或其他信 息。

背景技术

已知触摸板系统，其使得用户能够通过相对于触摸板表面移动对 象而输入信息到处理器中。通常地，触摸板可以在计算应用(诸如 PDA和计算机)中实施，并且还可以在广泛的多种应用中的电子显 示屏中找到，所述应用诸如取款机、游戏机、汽车导航系统、饭店 管理系统、便利店结账处、气体泵、信息亭以及手持数据组织器。

然而，传统触摸板系统可能体积较大，并且可能增加其可能连接 到的设备的整体尺寸。额外地，传统触摸板不能提供足够的强度从 而保证在一些设备中的标准使用条件，所述设备诸如个人移动设备 (如无线电话、PDA)和/或其他个人移动设备。例如，移动设备可 能经历化学曝露、潮湿、机械压力诸如震动撞击、和/或其他压力或 者曝露。

通常，典型触摸板到传统平板显示屏、和/或其他传统显示屏的 添加还可能导致显示屏性能的降低。例如传统显示屏的功率消耗、 分辨率、对比度、视角、色域、灰度和/或亮度可能通过典型触摸板 的添加而降低。

例如，这些和其他缺点可能与以下光触摸板相关联，即实施发光 触笔的光触摸板，实施通过专用光源供应到光触摸板的令人沮丧的 内阻的光触摸板，实施与CRT显示屏的光栅化协作从而确定与对象 相关的位置信息的光触摸板，以及利用对光触摸板的表面成像的成 像设备的光触摸板。

因此，存在针对解决与传统触摸板系统相关联的这些和其他缺点 的触摸板的需求。

发明内容

本发明的一个方面涉及解决与传统触摸板系统相关联的这些和 其他缺点。

本发明的另一方面涉及一种光触摸板，其包括光耦合到至少一个 电磁辐射检测器的多层波导。基于通过多层波导从对象引导至检测 器的电磁辐射，可以确定与贴近于(例如悬浮于其上方)和/或接触 光触摸板的对象相关的信息。例如，与对象相关的信息可以包括位 置信息、对象类型信息和/或其他与所述对象相关的信息。

多层波导可以包括具有不同折射率的多个波导层，并且可以通过 在一个或者多个波导层内的全内反射引导电磁辐射到至少一个检测 器。多层波导层可以引导来自于贴近于或者与光触摸板的表面相接 触的对象的电磁辐射。

多个波导层可以包括具有向两个折射率之间的边界渐进降低的 折射率的两个或者多个层，其形成全内反射镜，所述全内反射镜限 制光触摸板受到通过显示屏和/或光触摸板下其他表面引起的光干 扰。在一些实例中，可以选择至少一个或者多个折射率从而大大减 小表面污染所引起的多层波导内的光噪声。

根据本发明的各种实施，当对象贴近于和/或与光触摸板相接触 时，对象可以被光触摸板下显示屏发出的电磁辐射、或者连接到波 导的发射器横向发射的电磁辐射照明。对象根据其自身光学特性和 其相对于光触摸板的位置可以吸收、反射、散射、和/或与电磁辐射 发生相互作用。基于对象与电磁辐射的相互作用，电磁辐射的部分 可以返回到光触摸板。被对象返回到光触摸板的电磁辐射可以在多 层波导内通过全内反射导向到至少一个检测器。

在一些实施中，多层波导内的波导层的折射率可以选为使得具有 可指示与所述对象相关的信息的一个或者多个属性的电磁辐射可以 被引导到至少一个检测器。例如，反弹角、强度、和/或电磁辐射的 其他属性可以指示与对象相关的信息。基于通过至少一个检测器的 电磁辐射的检测，可以确定与所述对象相关的信息。与所述对象相 关的信息可以包括位置信息、对象类型信息和/或其他信息。

根据一些实施，多层波导可以包括具有第一折射率的第一波导 层，和具有第二折射率的第二波导层。第一和第二折射率可以选择 为使得可以在与第二波导层相对的第一波导层的表面上形成第一全 内反射镜(“TIR镜”)，可以在第一波导层和第二波导层之间形成 第二TIR镜，以及可以在与第一波导层相对的第二波导层的表面上 形成第三TIR镜。