專利名稱：使用光柵的觸敏裝置的制作方法
背景技術(shù)：
觸摸板、觸摸屏、鍵區(qū)和鍵盤可以用在諸如蜂窩電話、計算機(jī)、個人數(shù)字助理 (PDA)、智能電話、便攜式游戲裝置、媒體播放設(shè)備、照相機(jī)裝置等很多電子設(shè)備中。另外，很多手持電子設(shè)備包括某種類型的顯示器以向用戶提供視覺信息。這些設(shè)備還可以包括諸如鍵區(qū)、觸摸屏和/或一個或更多個按鈕的輸入裝置以允許用戶鍵入某種形式的輸入。用于諸如手持電子設(shè)備的電子設(shè)備的不斷增長的各式各樣的應(yīng)用和功能繼續(xù)驅(qū)動著對改善的用戶輸入技術(shù)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在一個示例性實施方式中，觸敏裝置可以包括嵌有多個光柵的可變形材料和向該可變形材料發(fā)送光以使光反射離開或透射通過所述多個光柵中的一個或更多個光柵的光源。該觸敏裝置還可以包括處理單元，該處理單元基于光反射離開所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵或者基于光透射通過所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵，確定在所述可變形材料上是否發(fā)生觸摸。
另外，所述處理單元還可以基于光反射離開所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵，來檢測所述可變形材料上的觸摸的位置。
另外，所述觸敏裝置還可以包括光檢測器，該光檢測器用于檢測從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射的部分光，其中從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射的所述部分光依賴于所述可變形材料的變形。
另外，所述觸敏裝置還可以包括光檢測器，該光檢測器用于檢測透射通過所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵的部分光，其中透射通過所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵的所述部分光依賴于所述可變形材料的變形。
另外，所述光柵可以包括將來自所述光源的光反射向所述光檢測器的拋物線形光柵。
另外，所述光可以包括第一波長，并且，所述可變形材料在所述多個光柵中的一個光柵附近的變形導(dǎo)致從所述多個光柵中的所述一個光柵反射的光從所述第一波長改變?yōu)榈诙ㄩL，該第二波長不同于所述第一波長。
另外，所述可變形材料可以包括可變形材料薄膜。
另外，所述可變形材料薄膜可以包括嵌有所述多個光柵的塑料、玻璃或玻璃狀材料。
另外，所述光柵可以通過局部改變所述可變形材料的折射率而嵌入在所述可變形材料中。
另外，所述光柵可以利用掩模、離子擴(kuò)散/交換或紫外(UV)曝光而嵌入在所述可變形材料中。
另外，所述觸摸可以使所述可變形材料變形且可以改變所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵的光程長度。
另外，改變所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵的光程長度可以將從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射的光的光譜改變?yōu)檩^長的波長。
在另一示例性實施方式中，一種方法可以包括檢測從設(shè)置在與觸摸板相關(guān)聯(lián)的可變形材料中的光柵反射或者通過該光柵透射的光。該方法還可以包括基于檢測到的從所述光柵反射或透射通過所述光柵的光，確定是否發(fā)生針對所述觸摸板的使所述可變形材料變形的觸摸。
另外，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形還可以包括基于檢測到的從所述光柵反射的光的波長，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形。
另外，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形還可以包括基于檢測到的通過所述光柵透射的光中的一波長的存在與否，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形。
另外，所述可變形材料可以包括薄膜。
另外，所述薄膜可以包括塑料、玻璃或玻璃狀材料。
另外，所述可變形材料可以包括可變形光學(xué)波導(dǎo)，并且所述光柵可以設(shè)置在所述光學(xué)波導(dǎo)的內(nèi)部。
另外，所述光學(xué)波導(dǎo)可以包括光纖。
在又一示例性實施方式中，一種方法可以包括檢測從設(shè)置在可變形材料內(nèi)的多個光柵中的一個或更多個光柵反射或者透射通過所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵的光。該方法還可以包括基于檢測到的從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射或者透射通過所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵的光，檢測所述可變形材料上的觸摸的位置。
另外，該方法還可以包括使光透射通過所述可變形材料以從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射，其中，在所述可變形材料上的所述位置處的觸摸導(dǎo)致位于該位置處或附近的第一光柵改變從該第一光柵反射的光的波長。
另外，所述可變形材料可以包括塑料、玻璃或玻璃狀材料。
另外，所述可變形材料可以包括可變形光學(xué)波導(dǎo)，并且所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵可以設(shè)置在所述光學(xué)波導(dǎo)的內(nèi)部。
另外，所述光學(xué)波導(dǎo)可以包括光纖。


附圖被結(jié)合到本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分，附圖例示了本文描述的一個或更多個實施方式，并與文字說明一起來解釋這些實施方式。附圖中 圖1是例示本文描述的示例性實施方式的概貌的圖； 圖2是例示根據(jù)一個示例性實施方式的電子設(shè)備的各個組件的框圖； 圖3是例示圖2的電子設(shè)備的一個示例性實施例的圖，其中電子設(shè)備包括蜂窩無線電話； 圖4是示意了根據(jù)一個示例性實施方式的其中設(shè)置有光柵的可變形材料的操作原理的圖； 圖5A是以“反射”操作模式示意了施加于圖4的可變形材料的觸摸的圖； 圖5B是以“透射”操作模式示意了施加于圖4的可變形材料的觸摸的圖； 圖6是示意了根據(jù)一個示例性“反射”模式實施例的透射式光柵的使用的圖； 圖7是示意了使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的示例性實施例的圖； 圖8A和8B是示意了使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的另一示例性實施例的圖； 圖9是示意了使用設(shè)置在可變形材料中的多個拋物線形光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的又一示例性實施例的圖； 圖10是示意了使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的附加示例性實施例的圖； 圖IlA和IlB是示意了使用設(shè)置在光學(xué)波導(dǎo)中的多個光柵來檢測光學(xué)波導(dǎo)上的觸摸位置的附加示例性實施例的圖；以及 圖12是例示用于確定在嵌有光柵的可變形材料上是否發(fā)生觸摸且用于識別觸摸位置的示例性處理的流程圖。
具體實施例方式下面的詳細(xì)描述參考了附圖。在不同的附圖中，相同的附圖標(biāo)記可以表示相同或相似的要素。而且，下面的詳細(xì)描述不限制本發(fā)明。
概況 圖1例示了使用其中設(shè)置有反射式光柵的可變形材料來檢測施加于該材料的觸摸且用于識別觸摸在可變形材料上的位置的概況。如圖1的分解圖所示，觸敏裝置100可以具有觸摸表面110，該觸摸表面110可以包括觸摸板、觸摸屏、鍵區(qū)或鍵盤。觸敏裝置100 可以包括可具有觸摸板、觸摸屏、鍵區(qū)或鍵盤的任意類型的裝置，包括但不限于蜂窩電話、 計算機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)、智能手機(jī)、便攜式游戲裝置、媒體播放設(shè)備、照相機(jī)裝置等。
如圖1進(jìn)一步所示，可變形材料120可以被設(shè)置為與觸摸表面110相接觸，使得施加于觸摸表面110的壓力可以被傳輸?shù)娇勺冃尾牧?20，導(dǎo)致材料120在壓力點130附近變形。圖1示意了“觸摸” 130被施加于觸摸表面110。當(dāng)在此使用時，術(shù)語“觸摸”可以表示諸如身體部位(例如，手指)或指點裝置(例如，手寫筆、筆等)的物體的觸摸。
可變形材料110可以具有設(shè)置在材料120內(nèi)的多個反射式光柵140?？梢允褂酶鞣N技術(shù)將光柵140設(shè)置在可變形材料120內(nèi)，這些技術(shù)包括通過使用不同類型的掩模、離子擴(kuò)散/交換、紫外(UV)曝光或局部改變材料120的折射率的其他技術(shù)。光柵140還可以經(jīng)由兩個UV束之間的干涉產(chǎn)生?？勺冃尾牧?20可以包括可基于物理壓力臨時變形且透光(例如，對于在觸敏裝置100中使用的光的波長范圍是透射性的)的任意類型材料?？勺冃尾牧?10的材料例如可以包括薄的、清澈的塑料膜、玻璃或玻璃狀材料。在一些實施例中，可變形材料120和觸摸表面110可以是一體。在這些實施例中，光柵140可以設(shè)置在觸摸表面110的玻璃或塑料內(nèi)。在某些實施例中，如下面參考圖IlA和IlB所述，可變形材料 120可以包括光學(xué)波導(dǎo)，其中光柵可以設(shè)置在該光學(xué)波導(dǎo)內(nèi)。
隨著材料120在施加于觸摸表面110的觸摸130附近變形，位于觸摸130附近的光柵140也會變形，從而影響這些光柵140的反射特性。光柵140因施加于觸摸表面110 的觸摸130而發(fā)生的變形所導(dǎo)致的光柵140的反射特性的變化可以影響從光柵140反射的光的波長。
圖1還例示了通過可變形材料120透射光的光源150。來自光源150的光可以反射離開一個或更多個光柵140，并且反射光或者通過所述一個或更多個光柵透射的光可以被一個或更多個檢測器(未示出)檢測。如下面進(jìn)一步描述，材料120在一個或更多個光柵140附近的變形可以影響反射光的波長，從而使能能夠?qū)κ┘拥接|摸表面110的觸摸進(jìn)行檢測。在下面更詳細(xì)描述的一些實施例中，可以基于檢測的反射光或透射光來識別可變形材料120上的觸摸的位置。光源150可以包括連續(xù)光源或脈沖光源。脈沖光源可以節(jié)省功率，并且還可以使觸摸檢測相對于諸如日光這樣的外部影響更加魯棒。
示例性設(shè)備 圖2是可以實現(xiàn)本文描述的方法和系統(tǒng)的電子設(shè)備200的圖。電子設(shè)備200可以結(jié)合有上面參考圖1描述的觸敏裝置100。這里就具有鍵區(qū)、觸摸屏、鍵盤或觸摸板的設(shè)備描述了實施例。當(dāng)在本文使用時，術(shù)語“電子設(shè)備”可以包括蜂窩無線電話；智能電話， 可以將蜂窩無線電話與數(shù)據(jù)處理、傳真和數(shù)字通信能力組合起來的個人通信系統(tǒng)(PCS)終端；可以包括無線電話、尋呼機(jī)、因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)接入、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、記事本、日歷和/或全球定位系統(tǒng)(GPQ接收器的個人數(shù)字助理(PDA)；游戲裝置；媒體播放裝置；數(shù)字照相機(jī)；或者可以使用觸摸輸入的任意其他類型的設(shè)備。
圖2是示意了電子設(shè)備200的各個示例性組件的框圖。如圖所示，設(shè)備200可以包括總線210、處理單元220、主存儲器230、只讀存儲器(ROM) MO、存儲裝置250、(多個) 輸入裝置沈0、(多個)輸出裝置270和(多個)通信接口觀0。總線210可以包括允許設(shè)備200的各元件之間進(jìn)行通信的路徑。
處理單元220可以包括常規(guī)處理器、微處理器或者可以解釋和執(zhí)行指令的處理邏輯。主存儲器230可以包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)或者可以存儲信息和供處理器220執(zhí)行的指令的其他類型的動態(tài)存儲裝置。ROM 240可以包括常規(guī)ROM裝置或者可以存儲靜態(tài)信息和供處理單元220使用的指令的其他類型的靜態(tài)存儲裝置。存儲裝置250可以包括磁性和/或光學(xué)記錄介質(zhì)及其相應(yīng)驅(qū)動器。
輸入裝置260可以包括允許操作員向客戶機(jī)/服務(wù)器實體輸入信息的機(jī)構(gòu)，如鼠標(biāo)、筆、語音識別和/或生物特征識別機(jī)構(gòu)等。輸入裝置260還可以包括上面參考圖1描述的觸敏裝置110。輸出裝置270可以包括向操作員輸出信息的機(jī)構(gòu)，包括顯示器、打印機(jī)、揚(yáng)聲器等。通信接口 280可以包括使得設(shè)備200能夠與其他設(shè)備和/或系統(tǒng)通信的任意收發(fā)器類機(jī)構(gòu)。
設(shè)備200可以執(zhí)行本文描述的某些操作或處理。設(shè)備200可以響應(yīng)于處理單元 220執(zhí)行在計算機(jī)可讀介質(zhì)(如存儲器230)中包含的軟件指令而執(zhí)行這些操作。計算機(jī)可讀介質(zhì)可以被限定為物理或邏輯存儲器裝置。主存儲器230、R0M 240和存儲裝置250中的每一個均可以包括計算機(jī)可讀介質(zhì)。存儲裝置250的磁性和/或光學(xué)記錄介質(zhì)(例如，可讀CD或DVD)也可以包括計算機(jī)可讀介質(zhì)。
軟件指令可以從諸如數(shù)據(jù)存儲裝置250的另一計算機(jī)可讀介質(zhì)或經(jīng)由通信接口 280從另一設(shè)備讀取到存儲器230中。包含在存儲器230中的軟件指令可以使處理單元220 執(zhí)行本文描述的操作或處理。另選地，硬布線電路可以代替軟件指令或者與軟件指令組合使用以實現(xiàn)本文描述的處理。因而，本文描述的實施例不限于硬件電路和軟件的任意特定組合。
圖3示意了電子設(shè)備200包括蜂窩無線電話的示例性實施例。如圖所示，蜂窩無線電話220可以包括顯示觸摸板310、外殼320、鍵區(qū)330、麥克風(fēng)340和揚(yáng)聲器350。顯示觸摸板310和/或鍵區(qū)330可以對應(yīng)于上述觸敏裝置100。下面參考電子設(shè)備200描述的組件不限于這里描述的組件。諸如照相機(jī)、連接端口、存儲器槽和/或附加揚(yáng)聲器等其他組件也可以設(shè)置在無線電話300上。
顯示觸摸板310可以包括可將電子設(shè)備200產(chǎn)生的信號顯示為屏幕(例如，液晶顯示器(IXD)、陰極射線管(CRT)顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器、表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器(SED)、等離子體顯示器、場發(fā)射顯示器(FED)、雙穩(wěn)態(tài)顯示器等)上的文本或圖像的裝置。顯示觸摸板310可以對應(yīng)于圖1中的觸摸表面110。
外殼320可以保護(hù)電子設(shè)備200的組件免受外部元件影響。鍵區(qū)330可以向電子設(shè)備200提供輸入。鍵區(qū)330可以包括標(biāo)準(zhǔn)電話鍵區(qū)。鍵區(qū)300上的鍵可以根據(jù)用戶選擇的特定應(yīng)用執(zhí)行多種功能。在一個實施方式中，鍵區(qū)330的各個鍵例如可以是按鈕。用戶可以利用鍵區(qū)330來鍵入諸如文本或電話號碼的信息，或者激活特殊功能。另選地，鍵區(qū)330 可以采用便于鍵入字母數(shù)字文本的鍵盤的形式。
麥克風(fēng)340可以從用戶接收可聽信息。麥克風(fēng)340可以包括能夠?qū)⒖諝鈮毫ΣㄞD(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號的任意組件。揚(yáng)聲器340可以向電子設(shè)備200的用戶提供可聽信息。揚(yáng)聲器350可以包括能夠?qū)㈦娦盘栟D(zhuǎn)換成相應(yīng)聲波的任意組件。例如，用戶可以通過揚(yáng)聲器340 聽音樂。
圖4是示意了根據(jù)一個示例性實施方式的其中設(shè)置有光柵的可變形材料的操作原理的圖。如圖4所示，可變形材料400可以被配置為其中可以設(shè)置有一個或更多個光柵的薄膜(例如，塑料、玻璃或玻璃狀材料)。圖4中以舉例的方式示出了單個光柵410。在操作中，來自光源的、具有包括波長A1的光譜的光420可以在正(+)方向上透射經(jīng)過材料 400，從而遇到反射式光柵410。如圖4進(jìn)一步示出，除了波長A1,入射光420的光譜還可以包括多個波長，其中該多個波長中的每一個波長可以對應(yīng)于設(shè)置在可變形材料400中的附加光柵(未示出)。當(dāng)遇到反射式光柵410時，入射到光柵410上的光可以反射為具有波長A1W光且可以在負(fù)(-)方向上傳播通過材料400，使得反射光430可以被檢測器(未示出)檢測到。
圖5A是示意了在使用“反射”操作模式的示例性實施方式中施加到圖4的可變形材料的觸摸的圖。在圖5A中所示的反射操作模式中，可以利用從光柵反射的光來確定在該光柵附近是否發(fā)生觸摸。如圖5A所示，觸摸500可以施加在材料400上對應(yīng)于在材料400 中設(shè)置了光柵的位置處。觸摸500施加給材料400的壓力導(dǎo)致材料400變形，進(jìn)而導(dǎo)致光柵410變形。光柵410的變形(例如，伸展)增加了光柵410的光程長度，因而，改變了光柵的周期。由于光柵周期的變化，入射光在被從光柵410反射時可以反射為具有較長波長 λ 2的反射光。檢測到較長波長的光，或者檢測到缺少原始波長的光，可以提供在光柵410 附近發(fā)生了觸摸的指示。
圖5Β是示意在使用“透射”操作模式的示例性實施方式中施加到圖4的可變形材料的觸摸的圖。在圖5Β示意的透射操作模式中，可以利用透射通過光柵的光來確定在光柵附近是否發(fā)生了觸摸。如圖5Β所示，當(dāng)在光柵410附近沒有發(fā)生觸摸時，光柵410可以反射具有波長λ工的光，并且光柵410可以透射入射光420的剩余光譜，該剩余光譜包括入射光420的除反射光430的波長λ工之外的光譜。當(dāng)觸摸500被施加在材料400上對應(yīng)于在材料400中設(shè)置了光柵410的位置處時，入射光可以從光柵410反射為具有較長波長λ 2的反射光510。光柵410可以透射入射光420的剩余光譜，該剩余光譜包括入射光420的除波長λ 2之外的光譜(包括波長λ》。因而，檢測到透射光530中缺少波長λ 2或者檢測到存在波長λ 可以用于確定在光柵410附近發(fā)生了觸摸。
圖6是示意其中光柵可以在光傳感器附近設(shè)置在可變形材料中從而僅向光傳感器傳輸某些波長的光的示例性“反射”模式實施方式的圖。如圖6所示，透射式光柵600可以在光源和傳感器610附近設(shè)置在可變形材料400中。光柵600可以被配置成使得光柵600 僅傳輸某一波長的光，而阻隔其他波長的光。例如，光柵600可以被配置成使得光柵600傳輸光源610發(fā)射的波長λ工的光，但是不傳輸波長比波長λ工大的光。
當(dāng)來自光源610的波長X1的入射光遇到非變形狀態(tài)的反射式光柵410時，相同波長X1的反射光430可以反向透射回光源和傳感器610。波長X1W反射光430可以傳輸通過透射式光柵600，以被光傳感器610檢測。然而，如果反射式光柵410變形，如上面參考圖5A所示，光柵410可以以波長入2將入射光反射為反射光430，其中λ2> λ10透射式光柵600可以不傳輸波長λ 2的反射光430，因而，防止在光傳感器610處檢測到反射光 430。光傳感器610處缺少檢測光可以用作在光學(xué)反射式光柵410處存在觸摸的指示。盡管圖6示意了針對圖5Α的反射模式在光傳感器附近在可變形材料中設(shè)置光柵，但光柵也可以類似地設(shè)置在圖5Β示意的透射模式中。
圖7是示意使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的示例性實施方式的圖。在圖7的示例性實施方式中，反射式光柵710可以以行720和列730的形式設(shè)置在可變形材料700中。各行720可以包括沿單一軸線彼此分隔開的一系列反射式光柵710。各行720可以進(jìn)一步包括用于沿行720向可變形材料700發(fā)射光的光源740和用于檢測從位于行720中的光柵反射回來的光的光學(xué)檢測器750。各列730也可以包括沿可能與各行720的軸線垂直的單一軸線彼此分隔開的一系列反射式光柵710。各列730還可以包括用于沿列730向可變形材料700發(fā)射光的光源740以及用于檢測從位于列730中的光柵反射回來的光的光學(xué)檢測器750。光柵710的尺寸以及行720和列730中彼此的間距可以被選擇為使得在任意地點施加于材料700的表面的壓力可以導(dǎo)致行720光柵和列730光柵變形。因而，施加于材料700的任意觸摸可以產(chǎn)生檢測器750的行和列檢測，這可以實現(xiàn)對材料700上是否發(fā)生觸摸的確定。
圖8Α和8Β是示意使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的另一示例性實施方式的圖。在圖8Α的示例性實施方式中，反射式光柵810可以以列820的形式設(shè)置在可變形材料800中。各列820可以包括沿軸線彼此分隔開的一系列反射式光柵810。在給定列820中，各反射式光柵810可以被配置成使得其基于波長λ的光源反射不同的波長。例如，在給定列中，光柵1可以被配置成反射波長X1，光柵2可以被配置成反射波長λ 2，光柵3可以被配置成反射波長λ 3，光柵4可以被配置成反射波長入4。 各列820還可以包括用于沿列820向材料700發(fā)射光的光源830以及用于檢測從列820中的光柵反射的多種不同波長的光的多波長光學(xué)檢測器840。
當(dāng)在任一光柵810附近對材料800施加壓力時，針對該光柵的反射波長可以改變?yōu)椴荒鼙幌鄳?yīng)多波長檢測器830檢測到的波長。圖8B示意了多波長檢測器830的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。檢測器830可以包括多個不同的濾光器(例如，對于列820中的各個反射式光柵都有一個濾光器)，用于檢測不同反射波長(例如，入工、λ2、λ3、λ4)的光中的每一個。圖 8Β示意了檢測器830的一個示例性實施方式，其中檢測器830包括用于檢測相應(yīng)波長λ ” λ 2、λ 3、λ 4的4個不同濾光器850-1、850-2、850-3和850-4。因此，當(dāng)材料800的相應(yīng)光柵820變形時，可以導(dǎo)致該光柵的反射波長變化，多波長檢測器830可能不再能夠檢測到來自該光柵的反射(即，指示該光柵處的觸摸)。例如，如果通常將來自光源830的光反射為具有λ工波長的光的列820中的光柵1變形，則來自光柵1的反射光的波長可以增加到波長 λ ^ Δ，該波長不等于波長λ^ λ2、入3或λ 4中任意一個。多波長檢測器830則不能檢測到來自光柵1的反射波長λ 1+Δ，因而指示在列820中的光柵1處的觸摸。
圖9例示了使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的另一示例性實施方式，其中光柵包括拋物線形反射式光柵。如圖9所示，多個拋物線形反射式光柵910可以設(shè)置在可變形材料900中。每個光柵的拋物線形狀以及每個光柵相對于光學(xué)檢測器930和光源920的取向可以被配置成使得從光源920發(fā)射的光可以從各個光柵910反射且反射光可以聚焦在光學(xué)檢測器930上。用于檢測材料900上的觸摸的光柵的操作可以類似于上面參考另一示例性實施方式描述的操作。在圖9的示例性實施方式中， 使用拋物線形光柵允許用于檢測可變形材料900上的觸摸位置所需的光源和檢測器的數(shù)目的減少。
圖10是示意了使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的附加示例性實施例的圖，其中可以使用較少的光源。在圖10的示例性實施例中，反射式光柵1010可以以類似于圖7的行和列的形式設(shè)置在可變形材料1000中。在圖10的示例性實施例中，類似于圖7的示例性實施例，對于各行和各列都可以使用光學(xué)檢測器1020。 然而，可以使用較少的光源來向可變形材料1000發(fā)射光。圖10示意了使用一個光源1030 來通過設(shè)置在材料1000中的所有行的光柵發(fā)射光，且使用另一個光源1040(可能與光學(xué)檢測器1020相組合)來通過設(shè)置在材料1000中的所有列的光柵發(fā)射光。圖10的示例性實施例允許用于檢測可變形材料100上的觸摸位置所需的光源的數(shù)目的減小。
圖IlA示意了使用設(shè)置在可變形材料中的多個光柵來檢測可變形材料上的觸摸位置的又一個示例性實施例，其中(多個)光學(xué)波導(dǎo)可以設(shè)置在可變形材料中。在圖11的示例性實施例中，光學(xué)波導(dǎo)1110可以設(shè)置在可變形材料1100中，其中光學(xué)波導(dǎo)1110本身能基于施加的物理壓力(例如觸摸)變形。在一個示例性實施例中，光學(xué)波導(dǎo)1110可以包括光纖。反射式光柵1120可以設(shè)置在光學(xué)波導(dǎo)1110內(nèi)的選定位置處。光源1130可以向光學(xué)波導(dǎo)1110發(fā)射光且光學(xué)檢測器1140可以檢測從光柵1120反射的光。圖IlA的示例性實施例因此類似于上述其他實施例(例如，上面參考圖5A描述的反射操作模式)操作， 以檢測直接設(shè)置在可變形材料中的光柵處的觸摸。不過，在圖IlA的示例性實施例中，光柵設(shè)置在柔性的可變形光學(xué)波導(dǎo)中。
圖IlB中示意了圖IlA的示例性實施例的變型例，其中類似于參考圖5B描述的操作，可以基于透射操作模式檢測施加于光學(xué)波導(dǎo)1110的觸摸。在該示例性實施例中，檢測器1140檢測從光源1130透過透射式光柵1110的光，并且可以確定透射光中去除了哪個波長(例如，從光柵1110反射因而被從透射光譜去除)或透射光中包括哪個波長(例如，不
1被光柵1110反射)，以確定哪個光柵1110被施加了物理壓力。
示例性處理 圖12是例示用于確定在嵌有光柵的可變形材料上是否發(fā)生觸摸且用于識別觸摸的位置的示例性處理1200。圖12的示例性處理可以通過處理單元220、可能地還與設(shè)備 200的其他組件相結(jié)合地執(zhí)行。下面參考圖8A的示例性實施例描述圖12的示例性處理。 然而，圖12的示例性處理可以應(yīng)用于本文描述的其他示例性實施例(例如，圖5A、5B、7、9、 10、11A、11B)。
示例性處理可以開始于光透射通過其中設(shè)置有光柵的可變形材料(框1210)。例如，參考圖8A的示例性實施例，光源830可以通過光柵810的各列向可變形材料800發(fā)射光。
可以檢測從設(shè)置在可變形材料內(nèi)的光柵中的一個或更多個光柵反射或透射通過該一個或更多個光柵的光(框1210)。例如，參考圖8A的示例性實施例，從設(shè)置在材料800 內(nèi)的光柵810反射的光可以被相應(yīng)檢測器840檢測。
可以基于從所述一個或更多個光柵反射或透射通過所述一個或更多個光柵的光， 來確定是否發(fā)生使可變形材料變形的觸摸(框1220)。例如，參考圖8A的示例性實施例，針對給定列820的多波長檢測器840可以檢測到波長λ工的反射光未再被接收到，因而指示在列810內(nèi)發(fā)生了觸摸。
可以基于檢測光的存在與否來識別觸摸的位置(框1230)。再次參考圖8A的示例性實施例，多波長檢測器840可以檢測波長λ工的反射光未再被接收到。處理單元220可以將未檢測到波長λ工識別為在列820的光柵1處發(fā)生了觸摸。
結(jié)論 本文描述的實施例提供了使用設(shè)置在可變形材料(例如薄塑料膜)內(nèi)的反射式光柵來檢測可變形材料上觸摸的觸敏系統(tǒng)。設(shè)置在可變形材料內(nèi)的光柵因施加物理壓力而變形可以將從光柵反射的光的光譜改變?yōu)檩^長的波長。檢測到從光柵反射或透射通過光柵的光的波長變化可以用于識別因物理壓力而變形的光柵，因而實現(xiàn)了基于變形光柵的已知位置檢測觸摸的位置。
本文描述的實施方式的上述描述提供了例示和描述，但并不旨在窮盡或限制本發(fā)明為公開的精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，修改和變形是可行的且可以從本發(fā)明的實踐獲知。
而且，盡管參考圖12描述了一系列框，在其他實施例中，框的順序可以改變。此外，不相關(guān)框可以并行地執(zhí)行。
本文描述的方面可以實現(xiàn)為方法和/或計算機(jī)程序產(chǎn)品。相應(yīng)地，各方面可以實現(xiàn)為硬件和/或軟件(包括固件、常駐軟件、微代碼等)。再者，本文描述的各個方面可以具有計算機(jī)可用或計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計算機(jī)可用或計算機(jī)可讀介質(zhì)具有在介質(zhì)中實現(xiàn)的供指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或與之一起使用的計算機(jī)可用或計算機(jī)可讀程序代碼。用于實現(xiàn)這些方面的實際的軟件代碼或?qū)Ｓ每刂朴布⒉皇窍拗菩缘摹?因而，沒有參考特定軟件代碼描述各方面的操作和行為——應(yīng)當(dāng)理解，軟件和控制硬件應(yīng)設(shè)計為基于此處的描述實現(xiàn)這些方面。
而且，本文描述的某些方面可以實現(xiàn)為執(zhí)行一個或更多功能的“邏輯”。該邏輯可以包括固件、硬件——諸如處理器、微處理器、專用集成電路或現(xiàn)場可編程門陣列——或者軟件和硬件的組合。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”及其動名詞形式用于指定陳述的特征、整體、步驟或組件的存在，但是不排除一個或更多其他特征、整體、步驟、組件或組合的存在或添加。
即使在權(quán)利要求中聲明和/或在說明書中公開了特征的特定組合，這些組合并不旨在限制本發(fā)明。實際上，很多這些特征可以以說明書中未特別聲明和/或說明書中未特別公開的方式組合。
除非明確說明，在本申請的說明書中使用的元件、行為或指令不應(yīng)被視為是本發(fā)明的關(guān)鍵或要點。而且，當(dāng)在此使用時，冠詞“一”旨在包括一個或更多個項目。在僅表示一個項目的情形中，使用詞語“一個”或類似的語言。而且，當(dāng)在此使用時，除非明確聲明， 短語“基于”旨在表示“至少部分地基于”。
權(quán)利要求
1.一種觸敏裝置，該觸敏裝置包括嵌有多個光柵的可變形材料；光源，該光源向所述可變形材料發(fā)送光，以使光反射離開或透射通過所述多個光柵中的一個或更多個光柵；處理單元，該處理單元基于光反射離開所述一個或更多個光柵或者基于光透射通過所述一個或更多個光柵，來確定在所述可變形材料上是否發(fā)生觸摸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中，所述處理單元還基于光反射離開所述一個或更多個光柵，來檢測所述可變形材料上的觸摸的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，該觸敏裝置還包括光檢測器，該光檢測器用于檢測從所述一個或更多個光柵反射的部分光，其中從所述一個或更多個光柵反射的所述部分光依賴于所述可變形材料的變形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，該觸敏裝置還包括光檢測器，該光檢測器用于檢測透射通過所述一個或更多個光柵的部分光，其中透射通過所述一個或更多個光柵的所述部分光依賴于所述可變形材料的變形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸敏裝置，其中，所述光柵包括將來自所述光源的光反射向所述光檢測器的拋物線形光柵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中，所述光包括第一波長，并且其中，所述可變形材料在所述多個光柵中的一個光柵附近的變形導(dǎo)致從所述多個光柵中的所述一個光柵反射的光從所述第一波長變化為第二波長，該第二波長不同于所述第一波長。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中，所述可變形材料包括可變形材料薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸敏裝置，其中，所述可變形材料薄膜包括嵌有所述多個光柵的塑料、玻璃或玻璃狀材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸敏裝置，其中，所述光柵是通過局部改變所述可變形材料的折射率而嵌入在所述可變形材料中的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸敏裝置，其中，所述光柵是利用掩模、離子擴(kuò)散/交換或紫外曝光而嵌入在所述可變形材料中的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中，所述觸摸使所述可變形材料變形且改變所述一個或更多個光柵的光程長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸敏裝置，其中，改變所述一個或更多個光柵的光程長度將從所述一個或更多個光柵反射的光的光譜改變到較長的波長。
13.一種方法，該方法包括檢測從設(shè)置在與觸摸板相關(guān)聯(lián)的可變形材料中的光柵反射或透射通過該光柵的光；和基于檢測到的從所述光柵反射或透射通過所述光柵的光，確定是否發(fā)生針對所述觸摸板的使所述可變形材料變形的觸摸。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形還包括基于檢測到的從所述光柵反射的光的波長，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形還包括基于檢測到的透射通過所述光柵的光中的一波長的存在與否，確定所述可變形材料是否發(fā)生變形。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述可變形材料包括薄膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述薄膜包括塑料、玻璃或玻璃狀材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述可變形材料包括可變形光學(xué)波導(dǎo)，并且其中，所述光柵設(shè)置在所述光學(xué)波導(dǎo)的內(nèi)部。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述光學(xué)波導(dǎo)包括光纖。
20.一種方法，該方法包括檢測從設(shè)置在可變形材料內(nèi)的多個光柵中的一個或更多個光柵反射或透射通過所述一個或更多個光柵的光；和基于檢測到的從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射或透射通過所述一個或更多個光柵的光，檢測所述可變形材料上的觸摸的位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括使光透射通過所述可變形材料以從所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵反射，其中，在所述可變形材料上的所述位置處的觸摸導(dǎo)致位于該位置處或附近的第一光柵改變從該第一光柵反射的光的波長。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述可變形材料包括塑料、玻璃或玻璃狀材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述可變形材料包括可變形光學(xué)波導(dǎo)，并且其中，所述多個光柵中的所述一個或更多個光柵設(shè)置在所述光學(xué)波導(dǎo)的內(nèi)部。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述光學(xué)波導(dǎo)包括光纖。
全文摘要
一種觸敏裝置包括嵌有多個光柵的可變形材料和向可變形材料發(fā)送光以使光反射離開或透射通過所述多個光柵中的一個或更多個光柵的光源。該觸敏裝置還包括處理單元，該處理單元基于光反射離開所述一個或更多個光柵或者基于光透射通過所述一個或更多個光柵，來確定在所述可變形材料上是否發(fā)生觸摸。
文檔編號G06F3/042GK102187306SQ200980141482
公開日2011年9月14日 申請日期2009年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者比約恩·漢森 申請人:索尼愛立信移動通訊有限公司