[发明专利]触摸感测系统中的光学耦合

说明书

公开了一种触摸感测装置，包括透光面板，透光面板限定触摸表面、相对的后表面和在触摸表面和后表面之间延伸的面板侧。面板侧限定了透光面板的外围。触摸感测装置包括：多个光发射器和多个光探测器，多个光发射器和多个光探测器沿着外围并且邻近面板侧设置；光导，光导被沿着外围设置并且具有第一反射表面，第一反射表面包括漫射光散射元件。光发射器被设置为将相应的光束发射到漫射光散射元件上，以产生在触摸表面上方漫射传播的传播光，其中，光探测器被设置为接收当传播光入射到漫射光散射元件时所产生的检测光，并且其中，漫射光散射元件至少部分地设置在面板侧的外侧且至少部分地在触摸表面上方延伸。

技术领域

本发明涉及触摸感测装置，其工作原理是通过薄透光面板上方的漫射光散射来传播光。本发明尤其涉及用于限定光路的位置的光学解决方案。

背景技术

在被称为“表面上方光学触摸系统”的一类触敏面板中，沿触摸表面外围设置的一组光学发射器，以发射被反射以在触摸面上方行进且传播的光。还沿触摸面的外围设置一组光探测器，以从触摸表面上方接收来自一组发射器的光。对触摸表面进行触摸的对象会使光在光的一个或多个传播路径上衰减，并导致由一个或多个探测器接收到的光发生变化。对象的位置(坐标)、形状或面积可以通过分析在探测器处所接收到的光来确定。

如图1所示，在这种“表面上方光学触摸系统”的变体中，来自发射器109的光经由在边缘反射器或漫射器130上的反射或散射而在面板的触摸表面102上方传播。该光将继续传播，直到在透光面板的相对边缘处被相应的边缘反射器偏转，在该边缘处，光将返回向下散射通过透光面板并且到探测器上。因此，不考虑传播路径时，通过FTIR或在表面上方反射，光最初经由其后表面106耦合到透光面板101中。由于所述边缘位于上述部件和光路的外围，因此该解决方案可容许面板边缘的特性的较大变化。然而，由于该光也是被耦合通过面板，因此，光的散射到触摸表面上方行进的一部分会有一些信号损失。此外，这种设置需要漫射器130覆盖触摸表面102的边缘131，从而减小触摸表面的可用面积，并增加沿面板边缘的高度。在透光面板的顶部添加部件也可能损害系统的鲁棒性。例如，这些部件和透光面板的热膨胀系数可能不同，导致在触摸系统工作时，由于温度变化所导致的部件从透光面板上松脱。即使是很小的或局部的脱离也可能导致系统性能的显著降低。

一些相关技术的系统依靠准直光耦合和传播穿过透光面板。然而，由于关于这些系统的部件对准的小的容差，因此，这些系统难以可靠地实现。例如，光发射器和光探测器需要与各种透镜精确对齐，通过凹面和/或凸面反射和/或折射以获得所需的准直。在批量生产中，这种精确的对准可能很难实现。对准直光或借助于镜面反射所反射的光的使用，也增加了其复杂性，从而导致更昂贵和紧凑性较差的系统。此外，为了降低系统成本，可能需要最小化光电部件的数量。

发明内容

目的是为了至少部分地克服相关技术的上述所确定的限制中的一个或多个限制。

一个目的是为了提供鲁棒且紧凑的基于“表面上方”光传播的触敏装置。

另一个目的是为了提供有效利用光的基于“表面上方”的触敏装置。

借助于根据独立权利要求、及由从属权利要求所限定的实施例的触敏装置来至少部分地实现这些目的中的一个或多个目的以及从下述描述中可能出现的其他目的。

根据第一方面，提供了触摸感测装置，触摸感测装置包括透光面板，透光面板限定触摸表面、相对的后表面和在触摸表面和后表面之间延伸的面板侧。面板侧限定了透光面板的外围。触摸感测装置包括：多个光发射器和多个光探测器，多个光发射器和多个光探测器沿着外围并且邻近面板侧设置；光导，光导被沿着外围设置并且具有第一反射表面，第一反射表面包括漫射光散射元件。光发射器被设置为将相应的光束发射到漫射光散射元件上，以产生在触摸表面上方漫射传播的传播光，其中，光探测器被设置为接收当传播光入射到漫射光散射元件时所产生的检测光，并且其中，漫射光散射元件至少部分地设置在面板侧的外侧且至少部分地在触摸表面上方延伸。

本公开内容的一些示例提供了更鲁棒的触摸感测装置。