[发明专利]压力感测触摸系统和方法

说明书

公开了压力感测触摸系统和方法，以用于基于在触摸位置处所施加的压力来感测触摸事件的发生。该触摸系统包括可操作地毗邻以透明片为形式或如形成在透明片中的波导的相应的输入和输出边缘进行设置的光源系统和检测器系统。引起触摸事件的在波导上的触摸位置处的压力使该波导弯曲或挠曲。波导弯曲引起通过波导中的FTIR行进的光的光路的改变。这又使输出光中的光分布改变。光分布中的改变被检测并被用于确定触摸事件是否发生，以及触摸事件的时间演化。输出光中的这些变化可包括由双折射所引起的偏振变化，该双折射由在触摸位置处所施加的压力在波导中引起。公开了各种检测器配置，以用于感测触摸事件的位置和压力。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求2012年10月4日提交的美国临时申请S/N 61/744,877的优先权益，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体结合于此。

领域

本公开涉及触敏设备，且尤其涉及能够基于在触摸位置处所施加的压力来感测在触摸位置处的触摸事件的触摸系统和方法。

背景技术

具有非机械触摸功能的显示器和其它设备(例如，键盘)的市场正迅速增长。作为结果，已开发触摸感测技术以使得显示器和其它设备能够具有触摸功能。触摸感测功能在诸如智能电话、电子书阅读器、膝上型计算机、平板计算机和类似设备之类的移动设备应用中正获得更广泛使用。

已开发触摸屏形式的触摸系统，其响应于各种类型的触摸，诸如单点触摸、多点触摸、刷扫、手指触摸和指示笔触摸。这些系统中的一些依赖于光散射和/或光衰减。尽管有效，但仍然需要用于触摸感测的替代的基于光学的方法，其可基于施加在触摸位置处的压力来感测触摸事件。

概述

本公开涉及触敏设备，且尤其涉及基于在触摸事件的触摸位置处所施加的压力来检测触摸事件的触摸系统。系统和方法的各方面利用当压力被施加于波导时在波导内行进的光的偏转、转向或其它交替(alternation)。光束的交替包括改变光束路径、将光束分成多个光束、在多个光束之间创建干涉、创建多个输出光束、以及改变输入光束的偏振状态。

本公开的各方面包括采用屈光(light-bending)效应和光偏振效应的触摸系统。该触摸系统包括可操作地毗邻以透明片为形式的波导的相应的输入和输出边缘而设置的光源系统和检测器系统。该波导还可包括透明片的仅一部分，例如，毗邻该透明片的上表面的离子交换的或薄的波导层。引起触摸事件的在波导上的触摸位置处的压力使该波导弯曲或挠曲。波导弯曲引起在该波导中行进的FTIR光的光路的改变。这又使输出光中的光分布改变。光分布中的改变被检测并被用于确定触摸事件是否发生以及触摸事件的时间演化。这些变化可包括由双折射所引起的偏振变化，该双折射是由在触摸位置处所施加的压力在波导中引起的。

本公开的各方面包括各种检测器配置，所述配置被公开以用于诸如通过检测越过检测器的条纹的运动来感测触摸事件的位置和压力。而且，在不同检测器处检测所输出的光可被用于测量对于给定的触摸事件的检测器信号之间的时间差，并接着使用该时间差以确定该触摸事件的触摸位置。公开了确定在触摸事件处的压力的量以及所施加的压力的时间演化的各种检测器配置和检测器信号处理技术。

将在以下详细描述中阐述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点在某种程度上对于本领域的技术人员来说根据该描述将是显而易见的，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图的本文所述的实施例可认识到。

权利要求书以及摘要纳入并作为下面阐述的详细说明的组成部分。

本文中所引用的所有出版物、文章、专利、已公开专利申请等通过引用整体结合于此，包括美国专利申请公开No.2011/0122091以及美国临时专利申请No.61/564,003、61/564,024和61/640,605。

附图说明

图1A是根据本公开的示例触摸系统的正视图；