集成光收集光导与场序色彩显示器的制造方法
【专利说明】
[00011 优先权主张
[0002] 本申请案主张2013年9月23申请且题为"集成光收集光导与场序色彩显示器 (INTEGRATION OF A LIGHT COLLECTION LIGHT-GUIDE WITH A FIELD SEQUENTIAL COLOR DISPLAY)"的第14/034，374号美国专利申请案的优先权，所述美国专利申请案特此以引用 的方式并入。
技术领域
[0003] 本发明涉及用于触摸及手势辨识的技术，且更具体来说，涉及提供响应于用户的 触摸及/或手势而加以控制的用户输入/输出接口的场序色彩(FSC)显示器。
【背景技术】
[0004] 例如智能电话、平板计算机、膝上型计算机、个人计算机等的电子装置愈加以触摸 屏用户接口为特征。已知技术并不能很好地实现手持式裝置典型存在的功率、成本及耐久 性要求。举例来说，投射式电容触摸(projected capacitance touch，PCT)(当前最常使用 的用于手持式装置的技术)通常使用一起堆叠在显示器上的透明氧化铟锡（ITO)或其它透 明导体材料层。这降低了显示器的清晰度，添加显著成本，且需要额外控制器电子元件来读 出手指位置。此外，显示器电子元件与触摸电子元件之间可能存在交叉干扰及噪声，从而降 低两者的性能。
[0005] 其中具有光转向布置的平面光导大体上安置在显示器背光系统与前表面之间的 多点触摸技术为将触摸功能性添加到场序色彩(FSC)的一个解决方案。然而，这一解决方案 可能需要添加额外的光导层，其可能增大成本及厚度。
[0006] 因此，用于提供触摸屏接口的改善的技术是合乎需要的。
【发明内容】
[0007] 本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责 本文所揭示的合乎需要的属性。
[0008] 本发明中所描述的标的物的一个创新方面可实施于一种设备中，所述设备包含： 交互式显示器，其具有包含观看区域的前表面，所述交互式显示器包含显示器照明系统及 用于空间光调制的布置，所述用于空间光调制的布置包含光调制器阵列，每一光调制器经 配置以在准许光从所述显示器照明系统经由相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻 挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之间切换。所述设备还包含:透明衬底，其安置于 所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表面，且具有至少与所述观 看区域同延的外围；至少一个光传感器，其安置在所述透明衬底的所述外围外部；以及处理 器。所述光调制器为经安置而接近于所述透明衬底的后表面的微机电(MEM)装置。所述光调 制器根据第一调制方案而切换以显现图像。所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系 统发射的光朝向所述前表面传递且接收来自物体的经由所述前表面反射的光，所述透明衬 底包含将所述所接收光的一部分朝向所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置。所 述光传感器经配置以将表示所述所接收经重定向光的特性的信号输出到所述处理器。所述 处理器经配置以根据第二调制方案切换所述光调制器以选择性地使物体照亮光传递通过 所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图像不相关。所述处理器 还经配置以从所述光传感器的所述输出辨识所述物体的特性。
[0009]在一些实施方案中，所述物体可包含手、手指、手持式物体及在用户的控制下的其 它物体中的一或多者。
[0010] 在一些实施方案中，所述显示器照明系统可包含至少一个红外（IR)光发射器。所 述至少一个光传感器可包含IR光传感器。所述透明衬底可经配置以将由所述显示器照明系 统发射的IR光朝向所述前表面传递且接收来自所述物体的经由所述显示器前表面散射的 IR光。所述第一光转向布置可朝向所述IR光传感器重定向所述所接收IR光的一部分。
[0011] 本发明中所描述的标的物的另一创新方面可实施于一种方法中，所述方法包含借 助处理器切换光调制器阵列的一或多个光调制器。交互式显示器具有包含观看区域的前表 面，所述交互式显示器包含显示器照明系统及用于空间光调制的布置，所述用于空间光调 制的布置包含光调制器阵列，每一光调制器经配置以在准许光从所述显示器照明系统经由 相应孔口透射到所述前表面的打开位置与阻挡经由所述相应孔口的光透射的关闭位置之 间切换。透明衬底安置于所述显示器照明系统与所述前表面之间且大体上平行于所述前表 面，且具有至少与所述观看区域同延的外围。至少一个光传感器安置在所述透明衬底的所 述外围外部。所述光调制器为经安置而接近于所述透明衬底的后表面的微机电(MEM)装置。 所述光调制器根据第一调制方案而切换以显现图像，且根据第二调制方案切换以选择性地 使物体照亮光传递通过所述相应孔口中的至少一者，所述物体照亮光至少部分地与所述图 像不相关。所述透明衬底经配置以将由所述显示器照明系统发射的光朝向所述前表面传递 且接收从物件经由所述前表面反射的光，所述透明衬底包含将所述所接收光的一部分朝向 所述至少一个光传感器重定向的第一光转向布置。所述方法进一步包含:将表示所述所接 收经重定向光的特性的信号从所述光传感器输出到所述处理器；以及从所述光传感器的所 述输出辨识所述物体的特性。
[0012] 在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。 其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，以下各 图的相对尺寸可能未按比例绘制。
【附图说明】
[0013] 图IA展示具有电子显示器的电子装置的实例的框图。
[0014] 图IB及图IC展示包含平面光导及光传感器的布置的实例。
[0015]图2说明用于交互式显示器的空间光调制的布置的实例的示意图。
[0016]图3为并有光调制阵列的电子显示器的横截面图。
[0017]图4说明根据一实施方案的交互式显示器的实例。
[0018]图5说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。
[0019]图6说明根据一实施方案的交互式显不器的又一实例。
[0020]图7说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。
[0021] 图8说明根据一实施方案的交互式显示器的另一实例。
[0022] 图9说明根据一些实施方案的用于第二调制方案的扫描模式的实例。
[0023] 图10说明根据一些实施方案的用于第二调制方案的扫描模式的另一实例。
[0024]图11展不根据一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
[0025] 图12展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
[0026] 图13展示根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
[0027]图14展不根据又一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
[0028] 图15展不根据另一实施方案的光转向布置及光传感器的实例。
[0029] 图16展示其中可调整孔口块的大小的扫描模式的实例。
[0030] 图17说明根据一实施方案的经配置用于文档扫描的交互式显示器的实例。
[0031] 图18说明根据另一实施方案的经配置用于文档扫描的交互式显示器的实例。
[0032]图19说明根据一实施例的用于借助FSC显示器辨识物体的特性的处理流程的实 例。
[0033]各个图式中的相同参考标号及名称指示相同元件。
【具体实施方式】
[0034]以下描述针对于用于描述本发明的创新方面的目的的一些实施方案。然而，所属 领域的技术人员将容易认识到，可以多种不同方式应用本文中的教示。可在可经配置以显 示图像(无论是运动图像(例如，视频)还是静止图像(例如，静态图像），且无论是文本、图形 还是图画图像)的任何装置或系统中实施所描述的实施方案。更特定来说，预期所描述的实 施方案可包含于多种电子装置中或与所述电子装置相关联，所述电子装置例如为(但不限 于）：移动电话、具备多媒体因特网功能的蜂窝式电话、移动电视接收器、无线装置、智能电 话、Blxietoothli'装置、个人数据助理(PDA)、无线电子邮件接收器、手持式或便携式计算机、 上网本、笔记本、智能本、平板计算机、打印机、复印机、扫描仪、传真机装置、GPS接收器/导 航器、相机、MP3播放器、摄像机、游戏装置、腕表、时钟、计算器、电视监视器、平板显示器、电 子阅读装置（即，电子阅读器）、计算机监视器、汽车显示器(包含里程表及速度计显示器等 等）、驾驶舱控制及/或显示器、相机取景显示器(例如车辆中的后视相机的显示器）、电子照 片、电子广告牌或标志、投影仪、建筑结构、微波炉、冰箱、立体声系统、磁带录音机，或者播 放器、DVD播放器、CD播放器、VCR、收音机、便携式存储器芯片、洗衣机、烘干机、洗衣机/烘干 机、停车计时器、包装(例如在机电系统(EMS )、微机电系统(MEMS)及非MEMS应用中）、美学结 构(例如，一件首饰上的图像的显示)及各种各样的EMS装置。本文中的教示还可用于非显示 器应用中，例如(但不限于）电子开关装置、射频滤波器、传感器、加速度计、陀螺仪、动作感 测装置磁力计、用于消费型电子器件的惯性组件、消费型电子产品的零件、可变电抗器、液 晶装置、电泳装置、驱动方案、制造工艺及电子测试设备。因此，所述教示无意受限于仅图中 所描绘的实施方案，而是具有如所属领域的技术人员将容易明白的较广适用性。
[0035]本文中在下文描述用于具有改善的用户输入/输出功能性的交互式显示器的新技 术。在一些实施方案中，提供用于电子装置的手势响应性用户输入/输出（I/O)接口。如本文 所使用的"手势"广义地是指用户的手、手指或手持式物体或在用户控制下的其它物体的粗 糙运动。可接近于所述电子装置但不一定与所述电子装置直接物理接触来作出所述运动。 在一些实施方案中，所述电子装置感测用户的手势且以确定性的方式对其作出反应。在一 些实施方案中，提供文档扫描能力。
[0036] 可实施本发明中描述的标的物的特定实施方案以实现下列潜在优点中的一或多 者。本发明所揭示的技术使用交互式场序色彩(FSC)显示器提供触摸及/或手势I/O的显著 改善。FSC显示器包含例如玻璃或其它透明材料等透明衬底，其具有在上面安置MEMS显示组 件的后表面。交互式显示器经配置以确定用户的接近于显示器的触摸或手势的地点及/或 相对运动，及/或寄存物体的图像。
[0037] 可