光學感應(yīng)鍵、觸摸屏、指紋采集設(shè)備、電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種光學感應(yīng)鍵、觸摸屏、指紋采集設(shè)備以及電子設(shè)備，本發(fā)明光學感應(yīng)鍵，至少包括導光板，所述導光板上有一個傳播區(qū)，所述傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，其中，所述光發(fā)射器輸出至少能在所述傳播區(qū)傳輸?shù)墓饩€，所述光接收器接收由所述傳播區(qū)輸出的光線。本發(fā)明，結(jié)構(gòu)超薄，實現(xiàn)方便，電能節(jié)省。
【專利說明】光學感應(yīng)鍵、觸摸屏、指紋采集設(shè)備、電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學感應(yīng)鍵、觸摸屏、指紋采集設(shè)備、電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]觸摸鍵技術(shù)作為觸摸技術(shù)的一個分支，其目的在于解決傳統(tǒng)機械式按鍵輸入方式存在的易磨損、壽命短等問題?，F(xiàn)有的觸摸按鍵技術(shù)具體通過檢測電荷等信號的微小變化來確定手指的觸摸位置?，F(xiàn)有的觸摸式按鍵分為四大類:電阻式，電容式，紅外式以及表面聲波感應(yīng)按鍵。
[0003]上述的各種觸摸按鍵各有其缺點，例如電阻式、電容式等因為是對弱信號的測量，存在靈敏度及偽響應(yīng)問題，紅外式則太厚。由觸摸鍵延伸得到的觸摸屏技術(shù)，也有同樣缺陷。
[0004]另外，現(xiàn)有技術(shù)中的光學指紋采集設(shè)備，由于采用棱鏡作為承載指紋的光學器件，在棱鏡后設(shè)置復雜的圖像采集裝置，采集最終形成的指紋采集設(shè)備，一方面棱鏡成本較高，導致光學指紋采集設(shè)備整體的成本相應(yīng)的也較高，另一方面棱鏡的體積較大，自身的厚度較厚，很難滿足現(xiàn)有光學指紋采集設(shè)備超薄化發(fā)展趨勢的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供一種成本低、超薄化、低功耗，壽命長的光學感應(yīng)鍵、觸摸屏、指紋采集設(shè)備、電子設(shè)備，能準確響應(yīng)手指的觸摸或采集指紋圖像。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明光學感應(yīng)鍵，至少包括導光板，所述導光板上有一個傳播區(qū)，所述傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，其中，所述光發(fā)射器輸出至少能在所述傳播區(qū)傳輸?shù)墓饩€，所述光接收器接收由所述傳播區(qū)輸出的光線。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明光學感應(yīng)鍵，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在一對中的光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明光學感應(yīng)鍵，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上涂有阻光涂層，其中各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
[0009]為達到上述目的，本發(fā)明光學感應(yīng)鍵，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上設(shè)有阻光刻槽或阻光擋板，其中各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
[0010]進一步地，所述光發(fā)射器和所述光感應(yīng)器均設(shè)置在所述導光板下方；或所述光發(fā)射器設(shè)置在所述導光板端部一側(cè)，所述光接收器設(shè)置在所述導光板下方；或所述光發(fā)射器設(shè)置在所述導光板端部一側(cè)，所述光接收器設(shè)置在所述導光板端部另一側(cè)。
[0011]優(yōu)選地，所述光發(fā)射器輸出的光線入射于所述傳播區(qū)的角度為42度至62度。
[0012]優(yōu)選地，所述光發(fā)射器輸出的光線為可見光或不可見光中的近紅外光、紅外光。
[0013]為達到上述目的，本發(fā)明觸摸屏，至少包括導光板，所述導光板劃分為多個傳播區(qū)，每個傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，在各傳播區(qū)的橫向側(cè)或縱向側(cè)設(shè)有一對中的光發(fā)射器，在所述傳播區(qū)與所述的橫向側(cè)或縱向側(cè)相對應(yīng)的另一橫向側(cè)或另一縱向側(cè)設(shè)有一對中的光接收器，所述光發(fā)射器和所述光接收器分別呈線性陣列排布，每對中的光發(fā)射器輸出的光線在對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接收對應(yīng)的傳播區(qū)輸出的光線。
[0014]為達到上述目的，本發(fā)明觸摸屏，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于2mm*2mm。
[0015]為達到上述目的，本發(fā)明觸摸屏，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上涂有阻光涂層，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像兀，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于2mm*2mm。
[0016]特別地，所述感應(yīng)像元和所述阻光涂層為透明材質(zhì)。
[0017]為達到上述目的，本發(fā)明觸摸屏，至少包括多個導光板以及光發(fā)射器和光接收器，所述導光板上部分或全部為傳播區(qū)，每個傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光接收器和光接收器，所述光發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)全反射傳輸，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于2mm*2mm。
[0018]為達到上述目的，本發(fā)明指紋采集器，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于50.8um*50.8um。
[0019]為達到上述目的，本發(fā)明指紋采集器，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上涂有阻光涂層，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像兀，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于50.8um*50.8um。
[0020]為達到上述目的，本發(fā)明觸摸屏，至少包括多個導光板以及光發(fā)射器和光接收器，所述導光板上部分或全部為傳播區(qū)，每個傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光接收器和光接收器，所述光發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)全反射傳輸，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于50.8um*50.8um。
[0021]進一步地，所述感應(yīng)像元還包括控制器，所述控制器控制每對光發(fā)射器和光接收器依次開啟。
[0022]為達到上述目的，本發(fā)明電子設(shè)備，其特征在于:所述電子設(shè)備至少包括光學按鍵，其中所述光學按鍵為上述的光學按鍵。
[0023]為達到上述目的，本發(fā)明顯示設(shè)備，所述顯示設(shè)備至少包括觸摸屏，其中所述觸摸屏為上述的觸摸屏。
[0024]為達到上述目的，本發(fā)明電子設(shè)備，所述電子設(shè)備上設(shè)有指紋采集裝置，所述指紋采集裝置為上述述的指紋采集裝置。
[0025]本發(fā)明光學感應(yīng)鍵、觸摸屏、指紋采集設(shè)備，
[0026]1、無機械部件，壽命長；
[0027]2、表面整體性好，易與其他設(shè)備，如智能手機、平板電腦等集成；
[0028]3、表面可以是整體的光潔的透明面板，極易維護和清潔；
[0029]4、可以做到低功耗運行，可實現(xiàn)休眠設(shè)備的喚醒；
[0030]5、準確響應(yīng)手指的按上與否，不易產(chǎn)生偽響應(yīng)。不破壞光全反射的接觸(例如，干燥的布、金屬等碰觸)，不會引發(fā)響應(yīng)；
[0031]6、同時兼有觸摸屏和指紋采集功能的設(shè)備將減少現(xiàn)有智能手機等移動電子的部件數(shù)目，降低成本，對智能手機等移動電子設(shè)備的超薄化和廉價化具有重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明實施例1所述的光學感應(yīng)鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明實施例1所述的光學感應(yīng)鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明實施例2所述的光學感應(yīng)鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明實施例3所述的光學感應(yīng)鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5是本發(fā)明實施例3所述的光學感應(yīng)鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6是本發(fā)明實施例6所述的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖7是本發(fā)明實施例6所述的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖8是本發(fā)明實施例6所述的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖9是本發(fā)明實施例7所述的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖10是本發(fā)明實施例9所述的觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖11是本發(fā)明實施例10所述的指紋采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖12是本發(fā)明實施例11所述的指紋采集設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖13是本發(fā)明所述的導光板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖14本發(fā)明實施例12所述的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖15本發(fā)明實施例13所述的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0047]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做進一步的描述。
[0048]說明:
[0049]1、本發(fā)明所述的指紋可以是手指上的指紋、手掌上的掌紋或者整個手部(含手指與手掌)的紋線。對于具體應(yīng)用，例如采集單個手指的指紋，可以根據(jù)需要調(diào)整傳播區(qū)的面積大小，以適應(yīng)采集對象的尺寸。
[0050]2、如圖13所示，本發(fā)明中定義了導光板的上表面a和下表面b以及端面C，僅僅是為了方便說明，并非對導光板的結(jié)構(gòu)進行的具體限定，只要是用于按壓側(cè)也即導光板的上表面，與上表面相對的一面為下表面。本發(fā)明中所述的傳播區(qū)的大小規(guī)格指的是用于光線傳播的導光板的上表面的長*寬的規(guī)格大小。
[0051]3、本發(fā)明中所稱的導光板與液晶顯示裝置中應(yīng)用的導光板不是完全等同的，僅僅是本發(fā)明中所稱的導光板能夠?qū)崿F(xiàn)液晶顯示裝置中的導光板同樣的功能，也即對在其內(nèi)進行傳輸?shù)墓饩€進行傳播或者全反射式傳播。
[0052]實施例1
[0053]如圖1至2所示，本實施例光學感應(yīng)鍵，包括導光板1，所述導光板的整個板面部分為傳播區(qū)，在所述導光板的下方分別設(shè)有光發(fā)射器2和光接收器3，所述光發(fā)射器和所述光接收器之間有一定的間距，傳播區(qū)、光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)鍵，在本實施例中對光發(fā)射器基于其發(fā)射的光線的入射角度能在傳播區(qū)內(nèi)進行全反射傳輸設(shè)置，發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)進行全反射傳輸，所述光接收器緊密貼合導光板設(shè)置。
[0054]本實施例所述的光學感應(yīng)鍵的工作原理:光發(fā)射器開啟輸出光線，光線在傳播區(qū)內(nèi)進行全反射傳輸直至達到光接收器和導光板的貼合位置處，光接收器將破壞在傳播區(qū)內(nèi)傳播的光線的全反射傳播，光接收器將吸收的光線轉(zhuǎn)化為第一電信號輸出，當有手指按壓在導光板上表面對應(yīng)傳播區(qū)位置時，因為手指的表面有汗液等，其光的折射率比空氣的折射率高，將破壞光的全反射條件，使得光線穿過對應(yīng)傳播區(qū)的導光板，光線照射到手指上，手指將吸收一部分光線或者向各方向進行散射，總之手指使得在傳播區(qū)內(nèi)傳播的光傳播到光接器位置處的光能量劇烈下降，此時光線傳播到光接收器所在位置處輸出光線，光接收器將吸收的光線轉(zhuǎn)化為第二電信號輸出，輸出的第二電信號一定相對于第一電信號發(fā)生了變化，則可以得知該感應(yīng)鍵有手指按壓在其上，也即該感應(yīng)鍵得到了一個操作指令的輸入。
[0055]本實施例中所述的光學感應(yīng)鍵，利用了光波導原理，也即在手指沒有按壓在按鍵上時，或者說在沒有對按鍵進行操作時，光發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)進行全發(fā)射傳播，當對按鍵進行操作時，在傳播區(qū)內(nèi)進行全發(fā)射傳播的光線必然發(fā)生變化，光線的變化導致最終光接收器接收的光線發(fā)生變化，也即基于光線變化的采集得到感應(yīng)鍵被按壓的操作結(jié)果O
[0056]本實施例中的導光板可以為透明玻璃，樹脂板等任意滿足光線在其內(nèi)能夠進行全反射傳播的透明材質(zhì)。在成本上來說,作為導光板的材質(zhì)簡單、成本低、生產(chǎn)方便。就本實施例中整個案件的結(jié)構(gòu)來說光發(fā)射器和光接收器部件成本低，且電路結(jié)構(gòu)簡單。也即整個按鍵結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)簡單、成本低、實現(xiàn)方便、且可以做的很薄。
[0057]實施例2
[0058]如圖3所示，本實施例光學感應(yīng)鍵，包括導光板1，所述導光板的整個板面均為傳播區(qū)，在所述導光板的端面一側(cè)設(shè)有光發(fā)射器2,同時在導光板設(shè)置光發(fā)射器端面一側(cè)相對應(yīng)的另一側(cè)設(shè)有光線接收器3，傳播區(qū)、光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)鍵。在本實施例中對光發(fā)射器發(fā)射的光線的入射角度基于其能夠在導光板內(nèi)進行全發(fā)射設(shè)置，發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)進行全反射傳輸，所述光接收器緊密貼合導光板設(shè)置。
[0059]本實施例和實施例1的不同之處在于，光發(fā)射器和光接收器的設(shè)置位置不同與實施例I中的設(shè)置位置。本實施例光學感應(yīng)鍵的工作原理和實施例1的工作原理相同，在此不再贅述，實際上本發(fā)明的光學感應(yīng)鍵的工作原理都與實施例1中所述的光學感應(yīng)鍵的工作原理相同。
[0060]對應(yīng)上述實施例1和實施例2的進一步拓展，本發(fā)明光學感應(yīng)鍵的實施例中對于光發(fā)射器和光接收器相對于導光板的設(shè)置位置不限于上述實施例1或者實施2的設(shè)置，在實施例1或?qū)嵤├?的基礎(chǔ)上進行的變化，只要滿足光發(fā)射器發(fā)射的光線在導光板的傳播區(qū)內(nèi)能進行全部或部分全反射，光接收器能夠接受由傳播區(qū)輸出的光線即可，一般光發(fā)射器發(fā)射的光線的入射角度為42度至62度為佳。
[0061]本實施例具備實施例1全部優(yōu)點，在此不再贅述，但是本實施例由于將光發(fā)射器和光接收器設(shè)置在了導光板的端部一側(cè)，可以使得感應(yīng)鍵在厚度上較實施例1中的感應(yīng)鍵的厚度更薄。
[0062]實施例3
[0063]如圖4至5所示，本實施例光學感應(yīng)鍵，至少包括導光板I,所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器2和光接收器3，各傳播區(qū)對應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器設(shè)置在所述傳播區(qū)下方，傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)鍵I la、I lb、11c，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
[0064]本實施例中由于每一個傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，每對光發(fā)射器和光接收器以及對應(yīng)的傳播區(qū)的工作原理與實施例1中所述的工作原理相同，在此不再贅述。
[0065]本實施例中要解決的問題是如何使各對中的光發(fā)射器發(fā)射的光線傳輸僅且在其對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，不對其他的傳播區(qū)影響。本實施例為了解決這一問題采取的手段是，在相鄰的傳播區(qū)之間的導光板上涂上阻光涂層4，阻光涂層可以阻止光線的全反射傳播，也即可以使得各鍵互相不受干擾。本實施例中的阻光涂層可以為漫反射涂層、吸光涂層或者其他類型的涂層，也可以是透明的涂層，只要是本【技術(shù)領(lǐng)域】人員能夠輕易想到的阻光涂層均可以應(yīng)用。
[0066]本實施例不同于實施例1和實施例2之處在于，在本實施例中是一個裝置中需要多個感應(yīng)鍵的實施例，針對多個按鍵的實施例，可以由實施例1或?qū)嵤├?以及其他一個按鍵的形式進行復制，得到多個按鍵，也即在一個裝置上根據(jù)需要設(shè)置多個實施例1或?qū)嵤├?中記載的光學感應(yīng)鍵。
[0067]實施例4
[0068]本實施例光學感應(yīng)鍵，是在實施例3的基礎(chǔ)上進行的一種改變實施例，本實施例不同實施例3的地方在于:本實施例中各個傳播區(qū)之間的導光板上設(shè)有阻光刻槽。
[0069]同樣的，實施例3和實施例4的基礎(chǔ)上還有拓展實施例也即相鄰傳播區(qū)之間的導光板內(nèi)設(shè)置阻光擋板，使得各傳播區(qū)對應(yīng)的光發(fā)射器發(fā)射的光線能且僅能在其對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播。
[0070]實施例5
[0071]本實施例光學感應(yīng)鍵，同樣是在實施例3的基礎(chǔ)上進行的一種改變實施例，本實施例不同實施例3和實施例4的地方在于:本實施例中各個傳播區(qū)之間的導光板上設(shè)有阻光擋板，所述的阻光擋板設(shè)置在導光板內(nèi)部。
[0072]實施例6
[0073]如圖6至8所示，本實施例觸摸屏，至少包括導光板1，所述導光板劃分為多個傳播區(qū)，每個傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器2和光接收器3,在各傳播區(qū)的橫向側(cè)或縱向側(cè)設(shè)有每對中的光發(fā)射器，在所述傳播區(qū)與所述的橫向側(cè)或縱向側(cè)相對應(yīng)的另一橫向側(cè)或另一縱向側(cè)設(shè)有每對中的光接收器，所述光發(fā)射器和所述光接收器分別呈線性陣列排布，每對中的光發(fā)射器輸出的光線在對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接收對應(yīng)的傳播區(qū)輸出的光線。
[0074]本實施例中，每一個光發(fā)線發(fā)射器與其對面的光接收器組成一個觸摸探測器，光發(fā)射器具有較窄的發(fā)射角，使得光發(fā)射器發(fā)射的光線僅能在對應(yīng)其發(fā)射角范圍內(nèi)的導光板中進行傳輸，同時在所述光發(fā)射器對面設(shè)置的光接收器也具有較窄的光接收角，使得光接收器僅僅接收其對面的光發(fā)射器發(fā)射的光線，也即對應(yīng)光發(fā)射器的發(fā)射角范圍內(nèi)的導光板為一個傳播區(qū)，也即將一個導光板分為了橫縱多個傳播區(qū)。當有手指按壓在導光板上時，通過橫、縱兩個傳播區(qū)的交叉可以判定手指在觸摸屏上的觸摸位置。如圖7所示，對于傳播區(qū)的劃分并不是說有具體分區(qū)結(jié)構(gòu)，傳播區(qū)是根據(jù)光發(fā)射器發(fā)射的光線在導光板中的傳播區(qū)域而定的，在導光板的一橫向上設(shè)有一行陣列排布的光發(fā)射器(圖中用一排矩形標示光發(fā)射器)，在導光板排布一排光發(fā)射器的橫向的對面排布有一排與光發(fā)射器 對應(yīng)的光接收器(圖中用一排圓形標不光接收器)，同樣在導光板的左側(cè)的縱向上排布有一排光發(fā)射器，在導光板的右側(cè)的縱向上排布有一排光接收器。橫排的光發(fā)射器發(fā)射光線在導光板內(nèi)傳輸?shù)竭_對面橫排的光接收器，左側(cè)縱排的光發(fā)射器發(fā)射光線在導光板內(nèi)傳輸?shù)竭_對面右側(cè)縱排的光接收器，橫排光發(fā)射器發(fā)射的光線在導光板的傳輸區(qū)域和縱排光發(fā)射器發(fā)射的光線在導光板內(nèi)有交叉?zhèn)鬏攨^(qū)域，當觸摸屏上有操作時，橫排和縱排的光接收器同時接收到變化的光信號，如此就可以交叉定位觸摸屏上的被觸摸位置，得到準確的被操作位置。
[0075]如圖8所示，本實施例并不限定光發(fā)射器或光接收器的設(shè)置位置，只要光發(fā)射器和光接收器能夠?qū)?yīng)同一傳播區(qū)即可，在圖8中在右側(cè)縱排上的前4個排布的是光發(fā)射器，左側(cè)縱排對應(yīng)排布有與其一一對應(yīng)的四個光接收器。
[0076]實施例7
[0077]如圖9所示，本實施例觸摸屏，至少包括導光板1，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器和光接收器，各傳播區(qū)對應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器設(shè)置在所述傳播區(qū)下方，傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)像兀，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。為了方便拼接，每個感應(yīng)像元中的傳播區(qū)為矩形結(jié)構(gòu)，每個感應(yīng)像元做的足夠小，例如每個感應(yīng)像元不大于2mm*2mm，則可制成矩陣式感應(yīng)觸摸屏，實現(xiàn)高分辨率的多點觸摸。
[0078]本實施例中要解決的問題是如何使各對中的光發(fā)射器發(fā)射的光線傳輸僅且在其對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，不對其他的傳播區(qū)影響。本實施例為了解決這一問題采取的手段是，在相鄰的傳播區(qū)之間的導光板上涂上阻光涂層4，阻光涂層可以阻止光線的全反射傳播，也即可以使得各鍵互相不受干擾。本實施例中的阻光涂層可以為漫反射涂層、吸光涂層或者其他類型的涂層，也可以是透明的涂層，只要是本【技術(shù)領(lǐng)域】人員能夠輕易想到的阻光涂層均可以應(yīng)用。
[0079]實施例8
[0080]本實施例觸摸屏，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器和光接收器，各傳播區(qū)對應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器設(shè)置在所述傳播區(qū)下方，傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)像兀，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。為了方便拼接，每個感應(yīng)像元中的傳播區(qū)為矩形結(jié)構(gòu)，每個感應(yīng)像元做的足夠小，例如每個感應(yīng)像元不大于則可制成矩陣式感應(yīng)觸摸屏，實現(xiàn)高分辨率的多點觸摸。
[0081]本實施例中要解決的問題是如何使各對中的光發(fā)射器發(fā)射的光線傳輸僅且在其對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，不對其他的傳播區(qū)影響。本實施例為了解決這一問題采取的手段是，設(shè)置光發(fā)射器的傳播區(qū)域，使得光發(fā)射器的傳播僅能夠在其對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，相較于實施例7本實施例在傳播區(qū)的面積小的情況小不是太容易實現(xiàn)。
[0082]實施例9
[0083]如圖10所示，本實施例觸摸屏，至少包括導光板1，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器和光接收器，傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)像元，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。各傳播區(qū)對應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器鑲嵌在導光板內(nèi)部，也即所述光發(fā)射器和所述光線接收器分別設(shè)置在傳播區(qū)的一側(cè)端部，所述光發(fā)射器和所述光線接收器鑲嵌相鄰的傳播區(qū)之間的導光板內(nèi)所起的作用是，阻隔各傳播區(qū)之間的全反射光線，使得每個傳播區(qū)對應(yīng)光發(fā)射器發(fā)射的光線僅能在其傳播區(qū)內(nèi)進行傳播，不會對其他傳播區(qū)造成影響。
[0084]在圖10中選取了一個傳播區(qū)為4*4的導光板進行說明，當然在實際使用中，傳播區(qū)的個數(shù)遠不止16個，本實施例及附圖不能一一列舉，僅是取部分給出一個示例，圖10中所述 16 個傳播區(qū)分別為 la、lb、lc、ld、le、lf、lg、lh、l1、lj、lk、lL、lm、ln、lo、lp，分別對應(yīng)12 個傳播區(qū)的光發(fā)射器 2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、21、2j、2k、2L、2m、2n、2o、2p，以及對應(yīng)16 個傳播區(qū)的光接收器 3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、31、3j、3k、3L、3m、3n、3o、3p。
[0085]實施例10
[0086]如圖11所示，本實施例指紋采集設(shè)備，至少包括導光板1，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器2和光接收器3，各傳播區(qū)對應(yīng)的光發(fā)射器和光接收器設(shè)置在所述傳播區(qū)下方，傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)像兀如51a、51b、51c、51d所不,每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，為了實現(xiàn)這一目的，本實施例采取的手段是在相鄰傳播區(qū)的導光板上涂阻光涂層4。為了方便拼接，每個感應(yīng)像元中的傳播區(qū)為矩形結(jié)構(gòu)，每個感應(yīng)像元做的足夠小，例如每個感應(yīng)像元不大于50.8um*50.8um，則可制成分辨率大于等于500DPI的指紋采集器。
[0087]指紋采集原理:因為指紋表面是高低不平的溝壑，當手指捺印到透明薄板上時，突出的紋線將與透明薄板緊密接觸，而紋線間的溝壑區(qū)不能接觸。接觸的部分將破壞光的全反射傳輸，使對應(yīng)感應(yīng)像兀的輸出信號大幅減弱；不能接觸的部分不會破壞光的全反射傳輸，對應(yīng)感應(yīng)像元的輸出信號不變。從而，對所有感應(yīng)像元的輸出信號進行測量，即可得到有明暗條紋的指紋圖像。
[0088]按照有關(guān)國際標準和中國標準，指紋采集的分辨率為500DPI，即每英寸要采集到500個像素點。因此，感應(yīng)像元的尺寸和密度要與此標準相適應(yīng)，即兩個相鄰感應(yīng)像元的間隔不大于50.8um( = 25.4mm/500),每個感應(yīng)像元的尺寸也不能大于50.8umX 50.8um。
[0089]一個較佳的設(shè)計是，像元尺寸為40umX40um，兩個相鄰感應(yīng)像元的中心距離為50.8um。
[0090]另外，如果像元的尺寸和間隔可以做得更小(例如像元尺寸為20umX20um，兩個相鄰感應(yīng)像元的中心距離為25.4um，從而使指紋采集的分辨率達到1000DPI)，對指紋識別的準確性是有正面作用，可以提高指紋識別的準確率。
[0091]如果像元的尺寸和間隔不能做到500DPI的要求，但比較接近(例如300DPI以上)，雖然不符合有關(guān)國際標準，也是可以使用的，但有可能降低指紋識別的準確率。
[0092]實施例11
[0093]如圖12所示，本實施指紋采集設(shè)備，將觸摸屏和指紋采集設(shè)備制作在一個導光板I上，很顯然，這種方式制成的指紋采集設(shè)備可同時兼有光感應(yīng)式觸摸屏的功能。作為一種同時兼有觸摸屏及指紋采集功能的設(shè)備，可以采用部分區(qū)域有較高密度的方式實現(xiàn)指紋采集功能，而其他地方具有較低密度的方式以滿足觸摸檢測的功能，也即觸摸屏51部分的感應(yīng)像元的密度低于指紋采集區(qū)61的感應(yīng)像元的密度，以降低生產(chǎn)成本(觸摸檢測比指紋采集所要求的分辨率要低很多)。
[0094]實施例12
[0095]本實施例指紋采集設(shè)備，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器和光接收器，傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和光接收器組成一個感應(yīng)像兀，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，為了實現(xiàn)這一目的，本實施例采取的手段是所述感應(yīng)像元還包括控制器，所述控制器控制每對光發(fā)射器和光接收器依次開啟，也即逐次記憶指紋的紋路，實現(xiàn)高分辨率的指紋圖像采集。
[0096]實施例13
[0097]如圖14所示，本實施例所述電子設(shè)備將按鍵用于終端設(shè)備101邊緣位置上，如手機，可以在HOME鍵上，本實施例中所述的按鍵為上述各實施例中所述的光學感應(yīng)按鍵。本實施例中的觸摸屏103為上述各實施例中所述觸摸屏，本實施例的觸摸屏上或者按鍵上設(shè)有上述各實施例中所述的指紋采集設(shè)備。
[0098]實施例14
[0099]如圖15所示，本實施例與實施例14不同的地方在于:所述指紋采集設(shè)備102為獨立器件，與電子設(shè)備101通過導線和接口互相連接。
[0100]上述實施例12或13中所述的電子設(shè)備為手機、平板電腦、筆記本電腦、電子門禁設(shè)備、可穿戴移動終端設(shè)備、顯示設(shè)備等一系列需要使用觸摸屏或/和指紋采集設(shè)備的電子設(shè)備。
[0101]上述各實施例中，所述導光板、光發(fā)射器、光接收器可以都為透明材質(zhì)，這樣制作的觸摸屏不會對顯示畫面造成影響。
[0102]上述各實施例中，所述光發(fā)射器輸出的光線為可見光或不可見光中的近紅外光、紅外光。其中，以近紅外光或者紅外光為佳，因為此類光線對人眼不可見，對人眼的視覺干擾較少。
[0103]本發(fā)明，可以用光感應(yīng)鍵實現(xiàn)智能手機的冷屏喚醒。用作這種功能時，要求光感應(yīng)鍵的功耗應(yīng)該很低。
[0104]降低功耗的做法之一,是選擇低功耗的光發(fā)射器和接收器。
[0105]降低功耗的做法之二，是讓光發(fā)射器和接收器間歇性工作。例如，每隔0.3秒，光發(fā)射器和光接收器工作一次，而其他時間則處于斷電狀態(tài)。間隔時間大小可以設(shè)置，但應(yīng)與手指按上及離開的速度相匹配，使用戶有良好的體驗。
[0106]以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準。
【權(quán)利要求】
1.一種光學感應(yīng)鍵，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板上有一個傳播區(qū)，所述傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，其中，所述光發(fā)射器輸出至少能在所述傳播區(qū)傳輸?shù)墓饩€，所述光接收器接收由所述傳播區(qū)輸出的光線。
2.一種光學感應(yīng)鍵，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，每對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在一對中的光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
3.一種光學感應(yīng)鍵，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上涂有阻光涂層，其中各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
4.一種光學感應(yīng)鍵，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上設(shè)有阻光刻槽或阻光擋板，其中各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的光學感應(yīng)鍵，其特征在于:所述光發(fā)射器和所述光感應(yīng)器均設(shè)置在所述導光板下 方；或所述光發(fā)射器設(shè)置在所述導光板端部一側(cè)，所述光接收器設(shè)置在所述導光板下方；或所述光發(fā)射器設(shè)置在所述導光板端部一側(cè)，所述光接收器設(shè)置在所述導光板端部另一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的光學感應(yīng)鍵,其特征在于:所述光發(fā)射器輸出的光線入射于所述傳播區(qū)的角度為42度至62度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的光學感應(yīng)鍵,其特征在于:所述光發(fā)射器輸出的光線為可見光或不可見光中的近紅外光、紅外光。
8.一種觸摸屏，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板劃分為多個傳播區(qū)，每個傳播區(qū)對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，在各傳播區(qū)的橫向側(cè)或縱向側(cè)設(shè)有一對中的光發(fā)射器，在所述傳播區(qū)與所述的橫向側(cè)或縱向側(cè)相對應(yīng)的另一橫向側(cè)或另一縱向側(cè)設(shè)有一對中的光接收器，所述光發(fā)射器和所述光接收器分別呈線性陣列排布，每對中的光發(fā)射器輸出的光線在對應(yīng)的傳播區(qū)內(nèi)傳播，每對中的光接收器接收對應(yīng)的傳播區(qū)輸出的光線。
9.一種觸摸屏，其特征在于，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于2mm*2mm。
10.一種觸摸屏，其特征在于，至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上涂有阻光涂層，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像兀，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于2mm*2mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的觸摸屏，其特征在于，所述感應(yīng)像元和所述阻光涂層為透明材質(zhì)。
12.一種觸摸屏，其特征在于:至少包括多個導光板以及光發(fā)射器和光接收器，所述導光板上部分或全部為傳播區(qū)，每個傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光接收器和光接收器，所述光發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)全反射傳輸，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于2mm*2mm。
13.一種指紋采集器，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于50.8um*50.8um。
14.一種指紋采集器，其特征在于:至少包括導光板，所述導光板上有多個傳播區(qū)，相鄰傳播區(qū)之間的導光板上涂有阻光涂層，各傳播區(qū)分別對應(yīng)一對間距設(shè)置的光發(fā)射器和光接收器，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)和其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像兀，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于50.8um*50.8um。
15.一種觸摸屏，其特征在于:至少包括多個導光板以及光發(fā)射器和光接收器，所述導光板上部分或全部為傳播區(qū)，每個傳播區(qū)分別對應(yīng)一對光接收器和光接收器，所述光發(fā)射器發(fā)射的光線在傳播區(qū)內(nèi)全反射傳輸，一對中的光發(fā)射器輸出的光線能且僅能在所述光發(fā)射器對應(yīng)的光傳播區(qū)內(nèi)傳播，一對中的光接收器接器接收對應(yīng)傳播區(qū)輸出的光線，所述的每個傳播區(qū)與其對應(yīng)的一對光發(fā)射器和信號接收器組成一個感應(yīng)像元，每個光傳播區(qū)的大小規(guī)格不大于50.8um* 50.8um。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的指紋采集器，其特征在于:所述感應(yīng)像元還包括控制器，所述控制器控制每對光發(fā)射器和光接收器依次開啟。
17.一種電子設(shè)備，其特征在于:所述電子設(shè)備至少包括光學按鍵，其中所述光學按鍵為權(quán)利要求1至7所述的光學按鍵。
18.—種顯示設(shè)備，其特征在于:所述顯示設(shè)備至少包括觸摸屏，其中所述觸摸屏為權(quán)利要求8至12所述的觸摸屏。
19.一種電子設(shè)備，其特征在于:所述電子設(shè)備上設(shè)有指紋采集裝置，所述指紋采集裝置為權(quán)利要求13至16所述的指紋采集裝置。
【文檔編號】G06F3/041GK104035620SQ201410280970
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】張明方 申請人:深圳印象認知技術(shù)有限公司