CN101630211A - 光学式操控装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种光学式操控装置，包括显示面板、透光支撑板、形变单元、光源、影像感测模块、功能选择模块及处理模块。形变单元置于透光支撑板与显示面板间，且具有图案结构。当使用者施压于显示面板时，形变单元产生形变，当停止施压于显示面板时，形变单元恢复原状。光源提供光束至形变单元，影像感测模块的感测视野涵盖整个形变单元。功能选择模块置于显示面板旁，且具有多个功能选择键，以供使用者选取一预定功能。处理模块电性连接显示面板、功能选择模块、影像感测模块及光源。处理模块适于使显示面板显示对应此预定功能的一预定画面。

Description

光学式操控装置

技术领域

本发明涉及一种操控装置，特别是涉及一种光学式操控装置。

背景技术

随着平面显示技术的进步，愈来愈多的电子产品皆具有屏幕(screen)，其中有许多电子产品的操作方式是藉由移动屏幕中的光标(cursor)来进行操作。用来移动光标的操控装置有许多种，常见的有电阻式操控装置及电容式操控装置。电阻式操控装置有灵敏度不高的缺点，所以容易因使用者施力过大而损坏。电容式操控装置则有价格昂贵、容易因静电或湿度等因素造成误动作的缺点。

另一方面，用来操控电动游戏(video game)的操控装置除了可为传统的游戏杆(joystick)外，近来发展出一种能让玩家用脚来操控的操控装置。玩家可将双脚放置于此操控装置上，而此操控装置会感测玩家的双脚所施加的压力的变化，以使游戏角色作出相对应的动作。然而，此种操控装置仍属于电容式操控装置或是电阻式操控装置。

有鉴于上述现有的操控装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的光学式操控装置，能够改进一般现有的操控装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的操控装置存在的缺陷，而提供一种新的光学式操控装置，所要解决的技术问题是使其具有良好的可靠度以及多种操控模式，从而更加适于实用。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种光学式操控装置，其包括一显示面板、一透光支撑板、一形变单元、一光源、一影像感测模块、一功能选择模块以及一处理模块。透光支撑板是配置于显示面板下方，而形变单元是配置于透光支撑板与显示面板之间，且具有一图案结构。当使用者施压于显示面板时，形变单元产生形变，而当使用者停止施压于显示面板时，形变单元恢复原状。光源是用以提供一光束至透光支撑板与形变单元。影像感测模块是配置于从形变单元反射的光束的传递路径上，且影像感测模块的感测视野涵盖整个形变单元。功能选择模块是配置于显示面板旁，且功能选择模块具有多个功能选择键，以供使用者选取一预定功能。处理模块是电性连接至显示面板、功能选择模块、影像感测模块以及光源。此处理模块适于使显示面板显示对应此预定功能的一预定画面。

在本发明的一实施例中，上述的形变单元的材质为弹性材质。

在本发明的一实施例中，上述的图案结构包括一预设规则的网状结构或多个条状结构。

在本发明的一实施例中，上述的影像感测模块配置于透光支撑板下方。

在本发明的一实施例中，上述的光学式操控装置还包括一导光板，配置于透光支撑板与影像感测模块之间，而光源是配置于导光板的一入光面旁。

在本发明的一实施例中，上述的显示面板为一点阵式液晶显示面板(dot-matrix liquid crystal display panel)。

在本发明的一实施例中，上述的处理模块包括一处理器、一显示单元、一功能单元(function unit)以及一多任务器(multiplexer)。处理器是电性连接至影像感测模块与光源，显示单元是电性连接至处理器与显示面板，功能单元是电性连接至处理器，而多任务器是电性连接至功能选择模块、显示单元以及功能单元。此外，处理模块可还包括一无线模块，其电性连接至处理器。

在本发明的一实施例中，上述的处理模块包括一处理器、一第一多任务器、一第二多任务器以及一图形产生器(pattern generator)。处理器是电性连接至影像感测模块、光源、功能选择模块、第一多任务器以及第二多任务器，而图形产生器是电性连接至显示面板与第二多任务器。此外，处理模块可还包括一无线模块，其电性连接至处理器。

本发明的光学式操控装置因采用光学的方式来感测压力的变化，不会因静电或湿度等因素造成误动作。而且，由于影像感测模块不会受到压力，所以不容易损坏。因此，本发明的光学式操控装置具有良好的可靠度。此外，本发明的光学式操控装置因具有功能选择模块，所以可具有多种操控模式。

借由上述技术方案，本发明光学式操控装置至少具有下列优点：

1.本发明的光学式操控装置因采用光学的方式来感测使用者所施加的压力，所以不会因静电或湿度等因素造成误动作。

2.由于压力不是施加于影像感测模块，所以影像感测模块不容易损坏。因此，本发明的光学式操控装置具有良好的可靠度。

3.本发明的光学式操控装置因具有功能选择模块，所以可具有多种操控模式，如此可取代多种操控装置。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种光学式操控装置的示意图。

图2是图1的光学式操控装置的上视图。

图3是图1中形变单元的立体图。

图4A与图4B是图1的光学式操控装置在不同模式下的上视图。

图5是本发明另一实施例的形变单元的上视图。

图6是图1的光学式操控装置的方块图。

图7是本发明另一实施例的光学式操控装置的方块图。

图8是本发明另一实施例的光学式操控装置的方块图。

图9是本发明另一实施例的一种光学式操控装置的示意图。

图10是本发明另一实施例的一种光学式操控装置的示意图。

200、200a、200b、200c、200d：光学式操控装置

210：显示面板                220：透光支撑板

230、230’：形变单元         232：条状结构

240：光源                    242、243：光束

250：影像感测模块            260：功能选择模块

262：功能选择键              264：重设键

270、270a、270b：处理模块    272：处理器

273：第一多任务器            274：显示单元

275：第二多任务器            276：功能单元

277：图形产生器              278：多任务器

279：无线模块                280：壳体

290：导光板                  292：入光面

295：透镜                    300：电子装置

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光学式操控装置其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

图1是本发明一实施例的一种光学式操控装置的示意图，图2是图1的光学式操控装置的上视图，而图3是图1中形变单元的立体图。请参照图1至图3，本实施例的光学式操控装置200可连接至一电子装置，如计算机、电视、游戏机...等。此光学式操控装置200包括一显示面板210、一透光支撑板220、一形变单元230、一光源240、至少一影像感测模块250、一功能选择模块260以及一处理模块270。透光支撑板220是配置于显示面板210下方，而形变单元230是配置于透光支撑板220与显示面板210之间，且具有一图案结构(如图3所示的具有一预设规则的网状结构)。当使用者施压于显示面板210时，形变单元230产生形变，而当使用者停止施压于显示面板210时，形变单元230恢复原状。光源240是用以提供一光束242至透光支撑板220与形变单元230。影像感测模块250是配置于从形变单元230反射的光束243的传递路径上，且影像感测模块250的感测视野(即感测范围)是涵盖整个形变单元230。此外，功能选择模块260是配置于显示面板210旁，且功能选择模块260具有多个功能选择键262，以供使用者选取一预定功能。处理模块270是电性连接至显示面板210、功能选择模块260、影像感测模块250以及光源240。此处理模块270适于使显示面板210显示对应此预定功能的一预定画面，并处理使用者于预定画面上的操控动作。此外，处理模块270还可根据影像感测模块250感测到的该预定画面的亮度来调整光源240的发光强度。

上述的光学式操控装置200中，影像感测模块250例如是配置于透光支撑板220下方。影像感测模块250可包括一互补式金属氧化物半导体影像感测组件(CMOS image sensor)或一电荷耦合组件(charge coupled device，CCD)。此外，光学式操控装置200可还包括一壳体280。显示面板210、透光支撑板220、形变单元230、光源240、影像感测模块250、功能选择模块260以及处理模块270是配置于壳体280内，且壳体280暴露出显示面板210与功能选择模块260。另外，光源240可为发光二极管(light emittingdiode，LED)或激光二极管(laser diode，LD)，其中发光二极管例如是红外光发光二极管(infrared LED)。显示面板210例如是点阵式液晶显示面板，但不以此为限。透光支撑板220的材质可为玻璃、压克力、树脂、橡胶或热塑性弹性体等，而形变单元230的材质可为弹性材质，如硅胶、乳胶、海绵、橡皮、橡胶或热塑性弹性体(thermoplastic elastomer，TPE)等。

在本实施例中，光学式操控装置200的功能选择模块260具有多个功能选择键262，当使用者按压不同的功能选择键262时，处理模块270会控制显示面板210显示出不同的画面。举例来说，当使用者按压其中一功能选择键262以选取一预定功能(如绘图板功能)时，处理模块270会控制显示面板210显示出一空白画面(如图2所示)。此时，使用者可将光学式操控装置200当作一绘图板使用。

承上述，由于形变单元230是抵靠于显示面板210与透光支撑板220，所以当使用者施压于显示面板210时，显示面板210与形变单元230会产生形变。此外，被形变单元230反射的光束243会传递至影像感测模块250。影像感测模块250则可将被形变单元230反射的光束243转换成影像数据，并藉由比对影像数据来判断形变单元230是否产生形变以及产生形变的位置，以使光学式操控装置200所连接的电子装置的屏幕显示出使用者于显示面板210上所绘示的图形。更详细地说，影像感测模块250可感测形变单元230在不同时间的形变位置(含形变单元230的X轴及Y轴的形变位置)，而处理模块270可根据形变位置的移动轨迹，而使光学式操控装置200所连接的电子装置的屏幕显示出相对应的图形。

在本实施例中，光学式操控装置210除了可具有绘图板功能外，还可具有触控板功能(含鼠标板功能)、计算机键盘功能、琴键盘功能...等。当使用者按压另一功能选择键262来选取另一预定功能(如触控板功能、计算机键盘功能或琴键盘功能)时，处理模块270会控制显示面板210显示出一空白画面(如图2所示)、一计算机键盘画面(如图4A所示)或是一琴键盘画面(如图4B所示)。需注意的是，以上提及的功能仅是举例之用，并非用以限定本发明的光学式操控装置200可具有的功能。此外，功能选择模块260可具有一重设(reset)键264，以让使用者能重新设定光学式操控装置200的功能。

由于本实施例的光学式操控装置200具有功能选择模块260，所以可具有多种操控模式。换言之，本实施例的光学式操控装置200可取代多种操控装置。此外，本实施例的光学式操控装置200因采用光学的方式来感测压力的变化，不会因静电或湿度等因素造成误动作。而且，由于影像感测模块250不会受到压力，所以不容易损坏。因此，本实施例的光学式操控装置200具有良好的可靠度。

需注意的是，在本发明中，形变单元230的图案结构并不局限于网状结构。以下将再举一种形变单元的实施例，但所属技术领域中具有通常知识者在参照本发明之后当可对形变单元的形状作适当的修改，但其仍应属本发明的范畴。图5是本发明另一实施例的形变单元的上视图。请参照图5，形变单元230’的图案结构包括多个条状结构232。

图6是图1的光学式操控装置的方块图。请参照图6，在本实施例光学式操控装置200中，处理模块270包括一处理器272、一显示单元274、一功能单元276以及一多任务器278。处理器272是电性连接至影像感测模块250与光源240，显示单元274是电性连接至处理器272与显示面板210，功能单元276是电性连接至处理器272，而多任务器278是电性连接至功能选择模块260、显示单元274以及功能单元276。此外，处理器272可电性连接至一电子装置300，如计算机。

当使用者通过功能选择模块260选取一预定功能时，多任务器278会传送讯号至显示单元274与功能单元276。之后，显示单元274会根据使用者所选取的预定功能控制显示面板210显示对应此预定功能的一预定画面，而功能单元276会传送另一讯号至处理器272，以让处理器272根据使用者所选取的预定功能来做相对应的处理。

图7是本发明另一实施例的光学式操控装置的方块图。请参照图7，本实施例的光学式操控装置200a与图6的光学式操控装置200的差异处在于光学式操控装置200a的处理模块270a还包括一无线模块279，其电性连接至处理器272，而光学式操控装置200a是通过无线模块279而以无线的方式连接至一外部电子装置300。

图8是本发明另一实施例的光学式操控装置的方块图。请参照图8，本实施例的光学式操控装置200b与与图6的光学式操控装置200的差异处在于处理模块。更详细地说，本实施例的光学式操控装置200b的处理模块270b包括一处理器272、一第一多任务器273、一第二多任务器275以及一图形产生器277。处理器272是电性连接至影像感测模块250、光源240、功能选择模块260、第一多任务器273以及第二多任务器275，而图形产生器277是电性连接至显示面板210与第二多任务器275。

当使用者通过功能选择模块260选取一预定功能时，第一多任务器273会传送讯号至处理器272，以让处理器272根据使用者所选取的预定功能来做相对应的处理，而第二多任务器275则会传送讯号至图形产生器277，以让图形产生器277产生对应此预定功能的一画面数据。之后，内建有显示单元的显示面板210会根据此画面数据显示一预定画面。此外，第一多任务器273与第二多任务器275可整合至处理器272。另外，处理模块270b可还包括一无线模块279，其电性连接至处理器272，而光学式操控装置200b是通过无线模块279而以无线的方式连接至外部电子装置300。

图9是本发明另一实施例的一种光学式操控装置的示意图。请参照图9，相较于图1的光学式操控装置200，本实施例的光学式操控装置200c还包括一导光板290，其配置于透光支撑板220与影像感测模块250之间，而光源240是配置于导光板290的一入光面292旁。导光板290可将光源240所提供的光束243均匀地导引至形变单元230。此导光板290不仅不会降低影像感测模块250所撷取的形变单元230的影像的质量，还能有利于影像感测模块250判断形变单元230的形变位置及形变量。

图10是本发明另一实施例的一种光学式操控装置的示意图。请参照图10，相较于图1的光学式操控装置200，本实施例的光学式操控装置200d还包括一透镜295，其配置于影像感测模块250之前。此透镜295具有较大视角(viewing angle)，所以增设透镜295可使影像感测模块250与形变单元230之间的距离能够缩短，进而降低光学式操控装置200b的厚度。

综上所述，本发明的光学式操控装置至少具有下列优点：

1.本发明的光学式操控装置因采用光学的方式来感测使用者所施加的压力，所以不会因静电或湿度等因素造成误动作。

2.由于压力不是施加于影像感测模块，所以影像感测模块不容易损坏。因此，本发明的光学式操控装置具有良好的可靠度。

3.本发明的光学式操控装置因具有功能选择模块，所以可具有多种操控模式，如此可取代多种操控装置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1、一种光学式操控装置，其特征在于其包括：

一显示面板；

一透光支撑板，配置于该显示面板下方；

一形变单元，配置于该透光支撑板与该显示面板之间，且具有一图案结构，当一使用者施压于该显示面板时，该形变单元产生形变，而当该使用者停止施压于该显示面板时，该形变单元恢复原状；

一光源，用以提供一光束至该透光支撑板与该形变单元；

一影像感测模块，配置于从该形变单元反射的该光束的传递路径上，且该影像感测模块的感测视野涵盖整个该形变单元；

一功能选择模块，配置于该显示面板旁，该功能选择模块具有多个功能选择键，以供该使用者选取一预定功能；

一处理模块，电性连接至该显示面板、该功能选择模块、该影像感测模块以及该光源，该处理模块适于使该显示面板显示对应该预定功能的一预定画面，并处理该使用者于该预定画面上的操控动作。

2、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于所述的形变单元的材质为弹性材质。

3、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于所述的图案结构包括一预设规则的网状结构或多个条状结构。

4、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于所述的影像感测模块配置于该透光支撑板下方。

5、根据权利要求4所述的光学式操控装置，其特征在于其还包括一导光板，配置于该透光支撑板与该影像感测模块之间，而该光源是配置于该导光板的一入光面旁。

6、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于所述的显示面板为一点阵式液晶显示面板。

7、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于所述的处理模块包括：

一处理器，电性连接至该影像感测模块与该光源；

一显示单元，电性连接至该处理器与该显示面板；

一功能单元，电性连接至该处理器；以及

一多任务器，电性连接至该功能选择模块、该显示单元以及该功能单元，

其中，当该使用者选取一预定功能时，该多任务器会传送一讯号至该显示单元与该功能单元，而该显示单元会根据使用者所选取的该预定功能控制该显示面板显示对应该预定功能的一预定画面，且该功能单元会传送另一讯号至该处理器，以让该处理器根据该使用者所选取的该预定功能来做相对应的处理。

8、根据权利要求7所述的光学式操控装置，其特征在于所述的处理模块还包括一无线模块，电性连接至该处理器。

9、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于所述的处理模块包括：

一处理器，电性连接至该影像感测模块、该光源以及该功能选择模块；

一第一多任务器，电性连接至该处理器；

一第二多任务器，电性连接至该处理器；以及

一图形产生器，电性连接至该显示面板与该第二多任务器，

其中，当该使用者选取一预定功能时，该第一多任务器会传送一讯号至该处理器，以让该处理器根据该使用者所选取的该预定功能来做相对应的处理，该第二多任务器则会传送另一讯号至该图形产生器，以让该图形产生器产生对应该预定功能的一画面数据，而内建有一显示单元的该显示面板会根据该画面数据显示一预定画面。

10、根据权利要求9所述的光学式操控装置，其特征在于所述的处理模块还包括一无线模块，电性连接至该处理器，以使该光学式操控装置通过无线的方式连接至一外部电子装置。

11、根据权利要求1所述的光学式操控装置，其特征在于其还包括一透镜，配置于该影像感测模块之前。

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