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2.7.1.1 波导红外技术

《实感交互:人工智能下的人机交互技术》第2章触觉感知,本章试图为应用于人机交互界面的触控技术提供一个明确的定义。本节为大家介绍波导红外技术。

作者:温秀颖 译来源:机械工业出版社|2019-02-03 20:55

2.7.1.1 波导红外技术

始于2000年左右,一家澳大利亚的名为RPO的初创企业开始2018送彩金的娱乐网站针对“最后一公里”远程通信市场的聚合物光波导。2002年,由于纤维和光纤产品的过度扩张, “最后一公里”市场也随之萧条。当时RPO重组并开始寻找新的应用产品。2004年,他们决定在一系列传统的红外触摸屏中开始使用其2018送彩金的娱乐网站的光波导技术[46],并将其命名为“数码波导触控(DWT)”。如图225所示,这一概念是指使用单一光源和两套光波导传输X和Y方向的光,同时另一对波导收集光束并将其导向一个多像素光检测器。生成波导的制造工艺与LCD使用的照相平印技术相似。这实现了高分辨率,光导渠道也小到每个10μm。

表211 传统红外线触控技术的优缺点

在现实中实施这个概念的困难和限制常常发生,这导致出现了一个稍微更为复杂的设计,如图226所示。

在有限的边界空间的限制下,RPO仅使用一对光波导来搜集光并将其导向接收光检测器(一个含有X和Y100多个像素的线路扫描CMOS感应器)。为了将光束散布到整个基板,RPO使用双透镜的IR-LED,一个针对X,另一个针对Y。基板本身用作一个光波导[使用全内反射(TIR)],对面两侧的抛物面反射器将光的方向进行180°改变,并帮助在基板上扩散光源。图226的白线指出了一个从LED左侧触摸屏到光检测器的光束路径,分别是顶视图和侧视图。产生的结果是一个低成本、高性能的2~15in(非固定)范围内最优的红外触摸屏。

该技术对带有反射屏幕的装置最为适用(比如,使用电子墨电泳显示器的电子书)。红外线能够在屏幕上操作而无需加层与反射屏幕形成了绝佳配比,因为后者需要有效地使用每个存在的光子(RPO的玻璃基板作为一种波导,可以在电子书显示器的下面安装)。但是正如所有的触控技术,波导红外线在其应用中也有一些如下内在的局限:

由于仅有两个位置的信息源,多点触碰仅限于两点;假性触碰减少到最小,但并未完全消除。

需要包边来保护波导和反射器。总体高度只有约15mm,但仍然不可为零,正如今天的智能手机和平板电脑屏幕上的包边处理。

该技术对屏幕上的残留物相对敏感,因为波导通道距表面仅200μm。RPO于2007年发布该项技术,2008年改进了其性能,2009年增加其尺寸,并在2010年在一台133in的笔记本电脑中应用了该技术———这些都在国际信息示学会(SID) 的展示周会议上呈现。RPO当时与一家非常大的LCD电子消费品制造商合作(一个大客户)。当合作关系在2010年末突然终结时,RPO未对其他资金渠道做好充分准备,导致其无法支持电子消费品市场对生产量的要求。在超过10年的总价值5500万美元的投资之后,RPO最终于2011年清算。其资产(专利)的销售在2012年进行。目前尚不清楚该技术是否再次投入使用。

该项技术的一个更深历史层面值得一提。早在RPO开始设想他们的发明之前,有一项十分类似波导红外的触控技术已经发明并获得了专利。这是由位于加利福尼亚州硅谷的初创企业PoaSana(斯瓦希里语“真酷”的意思)公司研制。PoaSana的第一项专利在1997年申请并于1999年发布[48]。在1997~2002年间,PoaSana在商业化推广技术方面并无太大建树,并把筹集的3500万美元主要用于研发上。2003年,当时在寻找进入触摸屏市场机会的美国国家半导体公司收购了PoaSana公司的专利权。在花费了几年时间钻研该技术和评估其市场机会后,国家半导体公司最终认为该技术的前景并不光明,于是他们又将PoaSana的专利权还给了创始人。两家公司间没有发生过任何法律纠纷,因为没有哪家可以支付足够的金额诉诸法律。

大概有三个基本原因导致波导红外技术在当时的失败。总结如下:

应用该技术的最佳产品(电子书和其他带有反射显示器的产品)仅在2010年占有一个非常小的专营市场(要知道, “好钢要用在刀刃上”,任何技术必须要在至少一个应用中脱颖而出才能获得成功)。

本质上该技术无法支持真正的多点触控和齐平包边设计,两者在2007年苹果手机上市后成为消费者电子产品的基本元素。

波导技术限制了触摸屏尺寸,不超过14in的大小使其应用无法在许多其他潜在市场推广。

任何技术都有其最佳的时间和地点,因此可以说波导红外的机遇还尚未到来。至少一家公司(NittoDenko)已经提交申请并在其技术领域获得了专利批准。这样看来该技术并未完全消逝。


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