基于压力感应的光学实现装置及显示装置的制作方法

本实用新型属于触控显示技术领域，具体地讲，涉及一种基于压力感应的光学实现装置及显示装置。

背景技术：

随着电子通信技术的飞速发展，智能手机、平板电脑等便携式电子产品已深入到人们日常生活的方方面面，成为工作、学习和生活中必不可少的产品。

过去，手机等便携式电子产品的人机交互方式通常采用按键触发方式，即人通过在电子产品上设置的按键对电子产品进行指令操作。但随着触控技术的发展，触摸屏通过手指对屏幕的直接接触进行指令操作，以简便、方便、自然的人机交互方式，逐渐取代了按键触发方式，成为主流的人机交互方式。

然而，近年来随着智能眼镜、智能手环、智能手表等产品的发布，智能穿戴设备已逐渐成为电子产品的新发展方向，这使得越来越多的厂商都投入到智能穿戴设备的研发行列中，而新的设备的风靡也就意味着用户将期待更多新的功能应用被开发。以苹果公司的智能手表为例，采用了3D的压力传感(force touch)技术，主要通过压力改变电容的变化来探测压力的变化，从而涉及出一种新的人机交互界面。由于这种压力传感技术能够提供新的人机交互方式，因此有必要对其进行研究和一定的改进。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种能够提供新的人机交互方式的基于压力感应的光学实现装置及显示装置。

根据本实用新型的一方面，提供了一种基于压力感应的光学实现装置，其包括：具有触控功能的衬底；设置于所述衬底一侧且的多个红外光发射组件和多个红外光接收组件；所述多个红外光发射组件与所述多个红外光接收组件相对设置。

进一步地，所述多个红外光发射组件与所述多个红外光接收组件设置于所述衬底的一表面上，且所述多个红外光发射组件和所述多个红外光接收组件分别设置于所述表面的相对两侧。

进一步地，所述具有触控功能的衬底为触控显示屏或者设置于触控显示屏上的玻璃盖板。

进一步地，所述红外光发射组件包括相对设置的红外发光二极管和第一透镜，所述红外发光二极管产生的红外光通过所述第一透镜出射。

进一步地，所述红外光接收组件包括相对设置的光电二极管和第二透镜，所述红外光发射组件出射的红外光通过所述第二透镜照射到所述光电二极管上。

进一步地，当所述衬底通过按压产生形变弯曲时，所述红外光发射组件出射到所述红外光接收组件的红外光线与弯曲的衬底的切线之间形成夹角θ。

进一步地，所述红外光接收组件在所述衬底形变弯曲前后接收到的红外光的光强的差值与所述夹角θ成正相关关系，并且所述红外光接收组件在所述衬底形变弯曲前后接收到的红外光的光强的差值与按压所述衬底的压力成正相关关系。

进一步地，所述红外光发射组件与所述红外光接收组件一一相对对应。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种具有上述的基于压力感应的光学实现装置的显示装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型的基于压力感应的光学实现装置能够实现压力的探测，从而向电子产品提供一种新的人机交互方式。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本实用新型的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的基于压力感应的光学实现装置的俯视图；

图2是图1的侧视图；

图3是根据本实用新型的实施例的光学实现装置被按压后产生形变弯曲的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本实用新型的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本实用新型，并且本实用新型不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本实用新型的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本实用新型的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

在附图中，为了清楚器件，夸大了层和区域的厚度。相同的标号在整个说明书和附图中可用来表示相同的元件。

图1是根据本实用新型的实施例的基于压力感应的光学实现装置的俯视图。图2是图1的侧视图。需要说明的是，根据本实用新型的实施例的基于压力感应的光学实现装置通常可应用于液晶显示装置或者其他显示装置中。

参照图1和图2，根据本实用新型的实施例的基于压力感应的光学实现装置包括：衬底1、多个红外光发射组件2和多个红外光接收组件3，其中，多个红外光发射组件2和多个红外光接收组件3设置于衬底1的一侧，并且多个红外光发射组件2和多个红外光接收组件3相对设置。

具体而言，衬底1具有触控显示功能。例如，衬底1可以是触控显示屏或者结合有触控显示屏的玻璃盖板，但本实用新型并不限制于此。

多个红外光发射组件2和多个红外光接收组件3设置于衬底1的上表面(或下表面)11上，并且多个红外光发射组件2和多个红外光接收组件3分别设置于上表面11的相对两侧。在本实施例中，优选地，红外光发射组件2和红外光接收组件3一一对应。

红外光发射组件2包括相对设置的红外发光二极管21和第一透镜22，其中，红外发光二极管21产生的红外光通过第一透镜22出射。

红外光接收组件3包括相对设置的光电二极管31和第二透镜32，其中，红外光发射组件2出射的红外光通过第二透镜32照射到光电二极管31上。

继续参照图1，当手指(黑点所示)按压衬底1后，衬底1产生形变弯曲，衬底1检测到手指位置，可以判断以手指位置为中心半径为一定尺寸范围内的红外光接收组件3接收到手指的遮挡，干扰了信号，在此称为阻挡区A。而阻挡区A以外的红外光接收组件3没有被遮挡。考虑到形变传递的区域有限，在本实施例中，取阻挡区上下边界的两个红外光接收组件3作为参考单元。

图3是根据本实用新型的实施例的光学实现装置被按压后产生形变弯曲的示意图。参照图3，当衬底1通过按压产生形变弯曲时，红外光发射组件2出射到红外光接收组件3的红外光与弯曲的衬底1的切线(或是红外光发射组件2的中心轴线)之间形成夹角θ，出射的红外光的光强随夹角θ的增大而减小。这里，通过选择不同的第一透镜22来获得不同的光强随夹角θ的变化曲线。第一透镜22具有较强的光线集中度，则出射的红外光的光强随夹角θ的增大而剧烈变小，从而可以实现很高的压力灵敏度，但测试压力范围变小。反之，第一透镜22具有较弱的光线集中度，则出射的红外光的光强随夹角θ的增大而缓慢变小，从而可以实现宽广的测试压力范围，但压力灵敏度变低。

假设，在图2所示的初始无压力状态下，红外光接收组件3接收到红外光的光强为T0；而在图3所示的受到压力状态下，衬底1发生下陷形变弯曲后，红外光接收组件3接收到的红外光的光强减小变为T1。光强的差值ΔT＝T0-T1，该差值ΔT与夹角θ成正相关关系，且与按压的压力成正相关关系。

将阻挡区A上下边界的两个红外光接收组件3的光强的差值ΔT进行平均运算，则得到与压力正相关的描述量。再经过实际校准，消除不同位置的压力敏感的不均匀性，则可以得到具体对应的压力。

综上所述，根据本实用新型的实施例的基于压力感应的光学实现装置能够实现压力的探测，从而向电子产品提供一种新的人机交互方式。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本实用新型，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。