CN104035620B - 光学感应键、触摸屏、指纹采集设备、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学感应键、触摸屏、指纹采集设备以及电子设备，本发明光学感应键，至少包括导光板，所述导光板上有一个传播区，所述传播区对应一对光发射器和光接收器，其中，所述光发射器输出至少能在所述传播区传输的光线，所述光接收器接收由所述传播区输出的光线。本发明，结构超薄，实现方便，电能节省。

Description

光学感应键、触摸屏、指纹采集设备、电子设备
技术领域
本发明涉及一种光学感应键、触摸屏、指纹采集设备、电子设备。
背景技术
触摸键技术作为触摸技术的一个分支，其目的在于解决传统机械式按键输入方式存在的易磨损、寿命短等问题。现有的触摸按键技术具体通过检测电荷等信号的微小变化来确定手指的触摸位置。现有的触摸式按键分为四大类：电阻式，电容式，红外式以及表面声波感应按键。
上述的各种触摸按键各有其缺点，例如电阻式、电容式等因为是对弱信号的测量，存在灵敏度及伪响应问题，红外式则太厚。由触摸键延伸得到的触摸屏技术，也有同样缺陷。
另外，现有技术中的光学指纹采集设备，由于采用棱镜作为承载指纹的光学器件，在棱镜后设置复杂的图像采集装置，采集最终形成的指纹采集设备，一方面棱镜成本较高，导致光学指纹采集设备整体的成本相应的也较高，另一方面棱镜的体积较大，自身的厚度较厚，很难满足现有光学指纹采集设备超薄化发展趋势的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种成本低、超薄化、低功耗，寿命长的光学感应键、触摸屏、指纹采集设备、电子设备，能准确响应手指的触摸或采集指纹图像。
为达到上述目的，本发明光学感应键，至少包括导光板，所述导光板上有一个传播区，所述传播区对应一对光发射器和光接收器，其中，所述光发射器输出至少能在所述传播区传输的光线，所述光接收器接收由所述传播区输出的光线。
为达到上述目的，本发明光学感应键，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在一对中的光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。
为达到上述目的，本发明光学感应键，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上涂有阻光涂层，其中各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。
为达到上述目的，本发明光学感应键，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上设有阻光刻槽或阻光挡板，其中各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。
进一步地，所述光发射器和所述光感应器均设置在所述导光板下方；或所述光发射器设置在所述导光板端部一侧，所述光接收器设置在所述导光板下方；或所述光发射器设置在所述导光板端部一侧，所述光接收器设置在所述导光板端部另一侧。
优选地，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度。
优选地，所述光发射器输出的光线为可见光或不可见光中的近红外光、红外光。
为达到上述目的，本发明触摸屏，至少包括导光板，所述导光板划分为多个传播区，每个传播区对应一对光发射器和光接收器，在各传播区的横向侧或纵向侧设有一对中的光发射器，在所述传播区与所述的横向侧或纵向侧相对应的另一横向侧或另一纵向侧设有一对中的光接收器，所述光发射器和所述光接收器分别呈线性阵列排布，每对中的光发射器输出的光线在对应的传播区内传播，每对中的光接收器接收对应的传播区输出的光线。
为达到上述目的，本发明触摸屏，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于2mm*2mm。
为达到上述目的，本发明触摸屏，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上涂有阻光涂层，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于2mm*2mm。
特别地，所述感应像元和所述阻光涂层为透明材质。
为达到上述目的，本发明触摸屏，至少包括多个导光板以及光发射器和光接收器，所述导光板上部分或全部为传播区，每个传播区分别对应一对光发射器和光接收器，所述光发射器发射的光线在传播区内全反射传输，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于2mm*2mm。
为达到上述目的，本发明指纹采集器，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于50.8um*50.8um。
为达到上述目的，本发明指纹采集器，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上涂有阻光涂层，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于50.8um*50.8um。
为达到上述目的，本发明触摸屏，至少包括多个导光板以及光发射器和光接收器，所述导光板上部分或全部为传播区，每个传播区分别对应一对光发射器和光接收器，所述光发射器发射的光线在传播区内全反射传输，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于50.8um*50.8um。
进一步地，所述感应像元还包括控制器，所述控制器控制每对光发射器和光接收器依次开启。
为达到上述目的，本发明电子设备，其特征在于：所述电子设备至少包括光学按键，其中所述光学按键为上述的光学按键。
为达到上述目的，本发明显示设备，所述显示设备至少包括触摸屏，其中所述触摸屏为上述的触摸屏。
为达到上述目的，本发明电子设备，所述电子设备上设有指纹采集装置，所述指纹采集装置为上述述的指纹采集装置。
本发明光学感应键、触摸屏、指纹采集设备，
1、无机械部件，寿命长；
2、表面整体性好，易与其他设备，如智能手机、平板电脑等集成；
3、表面可以是整体的光洁的透明面板，极易维护和清洁；
4、可以做到低功耗运行，可实现休眠设备的唤醒；
5、准确响应手指的按上与否，不易产生伪响应。不破坏光全反射的接触(例如，干燥的布、金属等碰触)，不会引发响应；
6、同时兼有触摸屏和指纹采集功能的设备将减少现有智能手机等移动电子的部件数目，降低成本，对智能手机等移动电子设备的超薄化和廉价化具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例1所述的光学感应键的结构示意图；
图2是本发明实施例1所述的光学感应键的结构示意图；
图3是本发明实施例2所述的光学感应键的结构示意图；
图4是本发明实施例3所述的光学感应键的结构示意图；
图5是本发明实施例3所述的光学感应键的结构示意图；
图6是本发明实施例6所述的触摸屏的结构示意图；
图7是本发明实施例6所述的触摸屏的结构示意图；
图8是本发明实施例6所述的触摸屏的结构示意图；
图9是本发明实施例7所述的触摸屏的结构示意图；
图10是本发明实施例9所述的触摸屏的结构示意图；
图11是本发明实施例10所述的指纹采集设备的结构示意图；
图12是本发明实施例11所述的指纹采集设备的结构示意图；
图13是本发明所述的导光板的结构示意图；
图14本发明实施例12所述的电子设备的结构示意图；
图15本发明实施例13所述的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
说明：
1、本发明所述的指纹可以是手指上的指纹、手掌上的掌纹或者整个手部(含手指与手掌)的纹线。对于具体应用，例如采集单个手指的指纹，可以根据需要调整传播区的面积大小，以适应采集对象的尺寸。
2、如图13所示，本发明中定义了导光板的上表面a和下表面b以及端面c，仅仅是为了方便说明，并非对导光板的结构进行的具体限定，只要是用于按压侧也即导光板的上表面，与上表面相对的一面为下表面。本发明中所述的传播区的大小规格指的是用于光线传播的导光板的上表面的长*宽的规格大小。
3、本发明中所称的导光板与液晶显示装置中应用的导光板不是完全等同的，仅仅是本发明中所称的导光板能够实现液晶显示装置中的导光板同样的功能，也即对在其内进行传输的光线进行传播或者全反射式传播。
实施例1
如图1至2所示，本实施例光学感应键，包括导光板1，所述导光板的整个板面部分为传播区，在所述导光板的下方分别设有光发射器2和光接收器3，所述光发射器和所述光接收器之间有一定的间距，传播区、光发射器和光接收器组成一个感应键，在本实施例中对光发射器基于其发射的光线的入射角度能在传播区内进行全反射传输设置，发射器发射的光线在传播区内进行全反射传输，所述光接收器紧密贴合导光板设置。
本实施例所述的光学感应键的工作原理：光发射器开启输出光线，光线在传播区内进行全反射传输直至达到光接收器和导光板的贴合位置处，光接收器将破坏在传播区内传播的光线的全反射传播，光接收器将吸收的光线转化为第一电信号输出，当有手指按压在导光板上表面对应传播区位置时，因为手指的表面有汗液等，其光的折射率比空气的折射率高，将破坏光的全反射条件，使得光线穿过对应传播区的导光板，光线照射到手指上，手指将吸收一部分光线或者向各方向进行散射，总之手指使得在传播区内传播的光传播到光接器位置处的光能量剧烈下降，此时光线传播到光接收器所在位置处输出光线，光接收器将吸收的光线转化为第二电信号输出，输出的第二电信号一定相对于第一电信号发生了变化，则可以得知该感应键有手指按压在其上，也即该感应键得到了一个操作指令的输入。
本实施例中所述的光学感应键，利用了光波导原理，也即在手指没有按压在按键上时，或者说在没有对按键进行操作时，光发射器发射的光线在传播区内进行全反射传播，当对按键进行操作时，在传播区内进行全反射传播的光线必然发生变化，光线的变化导致最终光接收器接收的光线发生变化，也即基于光线变化的采集得到感应键被按压的操作结果。
本实施例中的导光板可以为透明玻璃，树脂板等任意满足光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。在成本上来说，作为导光板的材质简单、成本低、生产方便。就本实施例中整个案件的结构来说光发射器和光接收器部件成本低，且电路结构简单。也即整个按键结构硬件结构简单、成本低、实现方便、且可以做的很薄。
实施例2
如图3所示，本实施例光学感应键，包括导光板1，所述导光板的整个板面均为传播区，在所述导光板的端面一侧设有光发射器2，同时在导光板设置光发射器端面一侧相对应的另一侧设有光线接收器3，传播区、光发射器和光接收器组成一个感应键。在本实施例中对光发射器发射的光线的入射角度基于其能够在导光板内进行全反射设置，发射器发射的光线在传播区内进行全反射传输，所述光接收器紧密贴合导光板设置。
本实施例和实施例1的不同之处在于，光发射器和光接收器的设置位置不同与实施例1中的设置位置。本实施例光学感应键的工作原理和实施例1的工作原理相同，在此不再赘述，实际上本发明的光学感应键的工作原理都与实施例1中所述的光学感应键的工作原理相同。
对应上述实施例1和实施例2的进一步拓展，本发明光学感应键的实施例中对于光发射器和光接收器相对于导光板的设置位置不限于上述实施例1或者实施2的设置，在实施例1或实施例2的基础上进行的变化，只要满足光发射器发射的光线在导光板的传播区内能进行全部或部分全反射，光接收器能够接受由传播区输出的光线即可，一般光发射器发射的光线的入射角度为42度至62度为佳。
本实施例具备实施例1全部优点，在此不再赘述，但是本实施例由于将光发射器和光接收器设置在了导光板的端部一侧，可以使得感应键在厚度上较实施例1中的感应键的厚度更薄。
实施例3
如图4至5所示，本实施例光学感应键，至少包括导光板1，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器2和光接收器3，各传播区对应的光发射器和光接收器设置在所述传播区下方，传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应键11a、11b、11c，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，每对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。
本实施例中由于每一个传播区对应一对光发射器和光接收器，每对光发射器和光接收器以及对应的传播区的工作原理与实施例1中所述的工作原理相同，在此不再赘述。
本实施例中要解决的问题是如何使各对中的光发射器发射的光线传输仅且在其对应的传播区内传播，不对其他的传播区影响。本实施例为了解决这一问题采取的手段是，在相邻的传播区之间的导光板上涂上阻光涂层4，阻光涂层可以阻止光线的全反射传播，也即可以使得各键互相不受干扰。本实施例中的阻光涂层可以为漫反射涂层、吸光涂层或者其他类型的涂层，也可以是透明的涂层，只要是本技术领域人员能够轻易想到的阻光涂层均可以应用。
本实施例不同于实施例1和实施例2之处在于，在本实施例中是一个装置中需要多个感应键的实施例，针对多个按键的实施例，可以由实施例1或实施例2以及其他一个按键的形式进行复制，得到多个按键，也即在一个装置上根据需要设置多个实施例1或实施例2中记载的光学感应键。
实施例4
本实施例光学感应键，是在实施例3的基础上进行的一种改变实施例，本实施例不同实施例3的地方在于：本实施例中各个传播区之间的导光板上设有阻光刻槽。
同样的，实施例3和实施例4的基础上还有拓展实施例也即相邻传播区之间的导光板内设置阻光挡板，使得各传播区对应的光发射器发射的光线能且仅能在其对应的传播区内传播。
实施例5
本实施例光学感应键，同样是在实施例3的基础上进行的一种改变实施例，本实施例不同实施例3和实施例4的地方在于：本实施例中各个传播区之间的导光板上设有阻光挡板，所述的阻光挡板设置在导光板内部。
实施例6
如图6至8所示，本实施例触摸屏，至少包括导光板1，所述导光板划分为多个传播区，每个传播区对应一对光发射器2和光接收器3，在各传播区的横向侧或纵向侧设有每对中的光发射器，在所述传播区与所述的横向侧或纵向侧相对应的另一横向侧或另一纵向侧设有每对中的光接收器，所述光发射器和所述光接收器分别呈线性阵列排布，每对中的光发射器输出的光线在对应的传播区内传播，每对中的光接收器接收对应的传播区输出的光线。
本实施例中，每一个光发线发射器与其对面的光接收器组成一个触摸探测器，光发射器具有较窄的发射角，使得光发射器发射的光线仅能在对应其发射角范围内的导光板中进行传输，同时在所述光发射器对面设置的光接收器也具有较窄的光接收角，使得光接收器仅仅接收其对面的光发射器发射的光线，也即对应光发射器的发射角范围内的导光板为一个传播区，也即将一个导光板分为了横纵多个传播区。当有手指按压在导光板上时，通过横、纵两个传播区的交叉可以判定手指在触摸屏上的触摸位置。如图7所示，对于传播区的划分并不是说有具体分区结构，传播区是根据光发射器发射的光线在导光板中的传播区域而定的，在导光板的一横向上设有一行阵列排布的光发射器(图中用一排矩形标示光发射器)，在导光板排布一排光发射器的横向的对面排布有一排与光发射器一一对应的光接收器(图中用一排圆形标示光接收器)，同样在导光板的左侧的纵向上排布有一排光发射器，在导光板的右侧的纵向上排布有一排光接收器。横排的光发射器发射光线在导光板内传输到达对面横排的光接收器，左侧纵排的光发射器发射光线在导光板内传输到达对面右侧纵排的光接收器，横排光发射器发射的光线在导光板的传输区域和纵排光发射器发射的光线在导光板内有交叉传输区域，当触摸屏上有操作时，横排和纵排的光接收器同时接收到变化的光信号，如此就可以交叉定位触摸屏上的被触摸位置，得到准确的被操作位置。
如图8所示，本实施例并不限定光发射器或光接收器的设置位置，只要光发射器和光接收器能够对应同一传播区即可，在图8中在右侧纵排上的前4个排布的是光发射器，左侧纵排对应排布有与其一一对应的四个光接收器。
实施例7
如图9所示，本实施例触摸屏，至少包括导光板1，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器和光接收器，各传播区对应的光发射器和光接收器设置在所述传播区下方，传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，每对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。为了方便拼接，每个感应像元中的传播区为矩形结构，每个感应像元做的足够小，例如每个感应像元不大于2mm*2mm，则可制成矩阵式感应触摸屏，实现高分辨率的多点触摸。
本实施例中要解决的问题是如何使各对中的光发射器发射的光线传输仅且在其对应的传播区内传播，不对其他的传播区影响。本实施例为了解决这一问题采取的手段是，在相邻的传播区之间的导光板上涂上阻光涂层4，阻光涂层可以阻止光线的全反射传播，也即可以使得各键互相不受干扰。本实施例中的阻光涂层可以为漫反射涂层、吸光涂层或者其他类型的涂层，也可以是透明的涂层，只要是本技术领域人员能够轻易想到的阻光涂层均可以应用。
实施例8
本实施例触摸屏，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器和光接收器，各传播区对应的光发射器和光接收器设置在所述传播区下方，传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，每对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。为了方便拼接，每个感应像元中的传播区为矩形结构，每个感应像元做的足够小，例如每个感应像元不大于2mm*2mm，则可制成矩阵式感应触摸屏，实现高分辨率的多点触摸。
本实施例中要解决的问题是如何使各对中的光发射器发射的光线传输仅且在其对应的传播区内传播，不对其他的传播区影响。本实施例为了解决这一问题采取的手段是，设置光发射器的传播区域，使得光发射器的传播仅能够在其对应的传播区内传播，相较于实施例7本实施例在传播区的面积小的情况小不是太容易实现。
实施例9
如图10所示，本实施例触摸屏，至少包括导光板1，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器和光接收器，传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，每对中的光接收器接收对应传播区输出的光线。各传播区对应的光发射器和光接收器镶嵌在导光板内部，也即所述光发射器和所述光线接收器分别设置在传播区的一侧端部，所述光发射器和所述光线接收器镶嵌相邻的传播区之间的导光板内所起的作用是，阻隔各传播区之间的全反射光线，使得每个传播区对应光发射器发射的光线仅能在其传播区内进行传播，不会对其他传播区造成影响。
在图10中选取了一个传播区为4*4的导光板进行说明，当然在实际使用中，传播区的个数远不止16个，本实施例及附图不能一一列举，仅是取部分给出一个示例，图10中所述16个传播区分别为1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1L、1m、1n、1o、1p，分别对应16个传播区的光发射器2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k、2L、2m、2n、2o、2p，以及对应16个传播区的光接收器3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g、3h、3i、3j、3k、3L、3m、3n、3o、3p。
实施例10
如图11所示，本实施例指纹采集设备，至少包括导光板1，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器2和光接收器3，各传播区对应的光发射器和光接收器设置在所述传播区下方，传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元如51a、51b、51c、51d所示，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，每对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，为了实现这一目的，本实施例采取的手段是在相邻传播区的导光板上涂阻光涂层4。为了方便拼接，每个感应像元中的传播区为矩形结构，每个感应像元做的足够小，例如每个感应像元不大于50.8um*50.8um，则可制成分辨率大于等于500DPI的指纹采集器。
指纹采集原理：因为指纹表面是高低不平的沟壑，当手指捺印到透明薄板上时，突出的纹线将与透明薄板紧密接触，而纹线间的沟壑区不能接触。接触的部分将破坏光的全反射传输，使对应感应像元的输出信号大幅减弱；不能接触的部分不会破坏光的全反射传输，对应感应像元的输出信号不变。从而，对所有感应像元的输出信号进行测量，即可得到有明暗条纹的指纹图像。
按照有关国际标准和中国标准，指纹采集的分辨率为500DPI，即每英寸要采集到500个像素点。因此，感应像元的尺寸和密度要与此标准相适应，即两个相邻感应像元的间隔不大于50.8um(＝25.4mm/500)，每个感应像元的尺寸也不能大于50.8um×50.8um。
一个较佳的设计是，像元尺寸为40um×40um，两个相邻感应像元的中心距离为50.8um。
另外，如果像元的尺寸和间隔可以做得更小(例如像元尺寸为20um×20um，两个相邻感应像元的中心距离为25.4um，从而使指纹采集的分辨率达到1000DPI)，对指纹识别的准确性是有正面作用，可以提高指纹识别的准确率。
如果像元的尺寸和间隔不能做到500DPI的要求，但比较接近(例如300DPI以上)，虽然不符合有关国际标准，也是可以使用的，但有可能降低指纹识别的准确率。
实施例11
如图12所示，本实施指纹采集设备，将触摸屏和指纹采集设备制作在一个导光板1上，很显然，这种方式制成的指纹采集设备可同时兼有光感应式触摸屏的功能。作为一种同时兼有触摸屏及指纹采集功能的设备，可以采用部分区域有较高密度的方式实现指纹采集功能，而其他地方具有较低密度的方式以满足触摸检测的功能，也即触摸屏51部分的感应像元的密度低于指纹采集区61的感应像元的密度，以降低生产成本(触摸检测比指纹采集所要求的分辨率要低很多)。
实施例12
本实施例指纹采集设备，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器和光接收器，传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，每对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，为了实现这一目的，本实施例采取的手段是所述感应像元还包括控制器，所述控制器控制每对光发射器和光接收器依次开启，也即逐次记忆指纹的纹路，实现高分辨率的指纹图像采集。
实施例13
如图14所示，本实施例所述电子设备将按键用于终端设备101边缘位置上，如手机，可以在HOME键上，本实施例中所述的按键为上述各实施例中所述的光学感应按键。本实施例中的触摸屏103为上述各实施例中所述触摸屏，本实施例的触摸屏上或者按键上设有上述各实施例中所述的指纹采集设备。
实施例14
如图15所示，本实施例与实施例14不同的地方在于：所述指纹采集设备102为独立器件，与电子设备101通过导线和接口互相连接。
上述实施例12或13中所述的电子设备为手机、平板电脑、笔记本电脑、电子门禁设备、可穿戴移动终端设备、显示设备等一系列需要使用触摸屏或/和指纹采集设备的电子设备。
上述各实施例中，所述导光板、光发射器、光接收器可以都为透明材质，这样制作的触摸屏不会对显示画面造成影响。
上述各实施例中，所述光发射器输出的光线为可见光或不可见光中的近红外光、红外光。其中，以近红外光或者红外光为佳，因为此类光线对人眼不可见，对人眼的视觉干扰较少。
本发明，可以用光感应键实现智能手机的冷屏唤醒。用作这种功能时，要求光感应键的功耗应该很低。
降低功耗的做法之一，是选择低功耗的光发射器和接收器。
降低功耗的做法之二，是让光发射器和接收器间歇性工作。例如，每隔0.3秒，光发射器和光接收器工作一次，而其他时间则处于断电状态。间隔时间大小可以设置，但应与手指按上及离开的速度相匹配，使用户有良好的体验。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种光学感应键，其特征在于:至少包括导光板，所述导光板上有一个传播区，所述传播区对应一对光发射器和光接收器，其中，所述光发射器输出至少能在所述传播区传输的光线，所述光接收器接收由所述传播区输出的光线；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
2.一种光学感应键，其特征在于：至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，每对中的光发射器输出的光线能且仅能在一对中的光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
3.一种光学感应键，其特征在于：至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上涂有阻光涂层，其中各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
4.一种光学感应键，其特征在于：至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上设有阻光刻槽或阻光挡板，其中各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
5.根据权利要求1至4任一所述的光学感应键，其特征在于：所述光发射器输出的光线为可见光或不可见光中的近红外光、红外光。
6.一种触摸屏，其特征在于，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于2mm*2mm；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
7.一种触摸屏，其特征在于，至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上涂有阻光涂层，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于2mm*2mm；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
8.根据权利要求7所述的触摸屏，其特征在于,所述感应像元和所述阻光涂层为透明材质。
9.一种触摸屏，其特征在于：至少包括多个导光板以及光发射器和光接收器，所述导光板上部分或全部为传播区，每个传播区分别对应一对光发射器和光接收器，所述光发射器发射的光线在传播区内全反射传输，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于2mm*2mm；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
10.一种触摸屏，其特征在于：至少包括多个导光板以及光发射器和光接收器，所述导光板上部分或全部为传播区，每个传播区分别对应一对光发射器和光接收器，所述光发射器发射的光线在传播区内全反射传输，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区与其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于50.8um*50.8um；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方，所述光发射器输出的光线入射于所述传播区的角度为42度至62度；
所述导光板为光线在其内能够进行全反射传播的透明材质。
11.一种指纹采集器，其特征在于：至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，各传播区分别对应一对光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于50.8um*50.8um；
对感应像元的输出信号进行测量，得到有明暗条纹的指纹图像。
12.一种指纹采集器，其特征在于：至少包括导光板，所述导光板上有多个传播区，相邻传播区之间的导光板上涂有阻光涂层，各传播区分别对应一对间距设置的光发射器和光接收器，一对中的光发射器输出的光线能且仅能在所述光发射器对应的光传播区内传播，一对中的光接收器接收对应传播区输出的光线，所述的每个传播区和其对应的一对光发射器和光接收器组成一个感应像元，每个光传播区的大小规格不大于50.8um*50.8um；
对感应像元的输出信号进行测量，得到有明暗条纹的指纹图像；
所述光发射器和所述光接收器均设置在所述导光板下方。
13.根据权利要求11或12所述的指纹采集器，其特征在于：所述感应像元还包括控制器，所述控制器控制每对光发射器和光接收器依次开启。
14.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备至少包括光学感应键，其中所述光学按键为权利要求1至5任一所述的光学感应键。
15.一种显示设备，其特征在于：所述显示设备至少包括触摸屏，其中所述触摸屏为权利要求6至9任一所述的触摸屏。
16.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备上设有指纹采集器，所述指纹采集装置为权利要求11至13任一所述的指纹采集器。
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