CN101788872A - 侦测多点触控的位置侦测装置 - Google Patents

Abstract

本发明系有关于一种侦测多点触控之位置侦测装置，其包含至少一光源、一第一侦测模块、一第二侦测模块与一第三侦测模块，光源设置于触控面板，并产生光线而照射于触控面板之表面，第一侦测模块、第二侦测模块与第三侦测模块设置于触控面板并分别位于不同位置，而在不同位置分别撷取触控面板之表面的一第一触控影像、一第二触控影像与一第三触控影像，以依据位于不同位置之第一侦测模块、第二侦测模块与第三侦测模块所撷取之第一触控影像、第二触控影像与第三触控影像，而得知指示器压触触控面板之坐标，以达到降低成本、减少厚度与耗电量之目的，且可消除鬼点(Ghost point)而增加准确性。

Description

侦测多点触控的位置侦测装置

技术领域

本发明是有关于一种触控面板，特别是指一种侦测多点触控的位置侦测装置。

背景技术

触控面板(Touch Panel)起源于1970年代，美国军方为军事用途而发展，1980年代移转给民间使用，进而发展为各式用途。现阶段由于述求使用便利，所以过去传统输入装置如键盘(Keyboard)、鼠标(Mouse)、轨迹球(Trackball)、轨迹点(TrackPoint)等产品，已经无法符合市场需求，而触控面板因具备简单操作、容易使用的特性，所以1999年开始被广泛应用在各项消费性电子终端产品上，由过去配角的身分，一跃成为关键零组件之一，甚至将朝向整合性产业方向发展，因此备受各界期待。

触控面板为一贴附在映像管或液晶显示器上的输入装置，其功能在于使一般民众藉由指示器(Pointer)，例如手指或触控笔，轻压显示器面板上的选项，即可完成数据传输或阅读屏幕上的讯息。触控面板的应用范围相当广泛，包括：(1)可携式电子产品及通讯产品：如PDA、平板计算机、数字摄影机与3G手机等；(2)金融或商业用途：如提款机、销售是统与远程视讯会议；(3)工业用途：工厂自动化控制是统、中央监控是统、工作站操作是统；(4)公共信息用途：机场、车站或商场的导览服务、简报说明及数据查询等。

现今，用于侦测指示器压触面板之坐标是有多种方式，例如电容式侦测与电阻式侦测，即一般所称的电阻式触控面板与电容式触控面板。此外，现今更有利用光学方式侦测指示器压触面板之坐标。电阻式触控面板是一种触压感测装置，指示器必须施力向下压触电阻式触控面板以产生电阻变化，控制电路才能侦测出指示器压触面板之坐标。当指示器施力向下压触面板时，是会导致电子装置受到冲击甚至用力过大而推倒电子装置。此外，由于电阻式触控面板必须设置透明电阻层于显示面板，因此会降低面板显示的亮度。

电容式触控面板，是设置具有金属层之玻璃于显示面板。指示器触压电容式触控面板时，控制电路是会量测到触控位置之电容值，进而转换为位置坐标。然而，电容式触控面板仅能用于导电材质之指示器，例如手指，所以电容式触控面板于使用上是有一定之限制。此外，由于电容式触控面板必须设置具有金属层之玻璃于显示面板，所以因此会降低面板显示的亮度。

光学式触控面板，是藉由影像传感器撷取面板之表面的触控影像，进而藉由影像处理器处理所撷取之触控影像，而计算出指示器压触面板之坐标。但是，现今光学式触控面板仍具有如何清晰撷取触控影像之问题，若无法撷取到清晰之触控影像，影像处理器即无法精确算出指示器压触面板之坐标。由于光学触控面板具有很多优点，所以近年来发展很多型态之光学式触控面板，例如美国申请案公开第2004/0149892A1号与2009/0146973号，以及美国专利第7274352B2号与7538759B2号。然而，上述习用光学式触控面板之侦测装置是采用多个光源照射面板之表面，如此会提高成本与耗电量。

另外，美国申请案公开第2007/0089915A1号，其利用一镜头、一影像传感器与一菱镜，镜头与影像传感器之间设置菱镜，镜头显示之触控影像经由菱镜折射至影像传感器，以供影像传感器撷取。由于，此习用技术利用菱镜将触控影像折射至影像传感器，所以成本较高，且结构较为复杂。此外，此习用技术之设计方式，并无法适用于具反射材质的指示器。

此外，现今大部分光学式触控面板仅能侦测指示器进行单点触控之位置，而当指示器进行多点触控时，现今光学式触控面板是无法准确侦测多点触控之位置，其会发生侦测到之触控位置结果并不相同于指示器实际触控面板之位置，而产生侦测错误的情形。现今光学式触控面板无法精确侦测多点触控之位置的主要原因，是在于侦测多点触控时是会产生鬼点(Ghost point)，而鬼点为错误点，其会被误判为实际触控点，所以才会发生侦测错误的情形发生，而降低侦测准确性。

因此，本发明即在针对上述问题而提出一种侦测多点触控之位置侦测装置，不仅可改善上述习用缺点，又可达到降低成本、减少厚度与耗电量并增加准确性之目的，以解决上述问题。

发明内容

本发明之目的之一，在于提供一种侦测多点触控之位置侦测装置，其具有三个侦测模块，并设置于触控面板且分别位于不同位置，而在不同位置分别撷取触控面板之表面的一第一触控影像、一第二触控影像与一第三触控影像，以依据第一触控影像、第二触控影像与第三触控影像，而得知指示器压触触控面板之坐标，如此即可消除侦测多点触控所产生之鬼点而增加侦测多点触控位置之准确性。

本发明之目的之一，在于提供一种侦测多点触控之位置侦测装置，其于触控面板设置三个侦测模块，而每一侦测模块藉由平面镜显示触控面板之表面的触控影像，以供影像传感器撷取，如此即可撷取到触控影像，以达到降低成本之目的。

本发明之目的之一，在于提供一种侦测多点触控之位置侦测装置，其由于影像传感器之设置方式为横躺而平行于触控面板，所以可减少触控面板之整体厚度。

本发明之目的之一，在于提供一种侦测多点触控之位置侦测装置，其藉由设置光传输组件于触控面板之边缘，以传输光源所产生之光线，而均匀照射于触控面板之表面，让侦测模块可清晰撷取到触控面板之表面的触控影像，以可精确得知指示器压触面板之位置。

为了达到上述的目的，本发明是一种侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，包含有：

至少一光源，其设置于该触控面板的至少一边缘，并产生一光线而照射于该触控面板的表面；

一第一侦测模块，其设置于该触控面板的一边缘的一第一端，以撷取该触控面板的表面的一第一触控影像；

一第二侦测模块，其设置于该触控面板的该边缘的一第二端，以撷取该触控面板的表面的一第二触控影像；以及

一第三侦测模块，设于该第一侦测模块与该第二侦测模块之间，以撷取该触控面板的表面的一第三触控影像；

其中，依据不同位置的该第一侦测模块、该第二侦测模块与该第三侦测模块的该第一触控影像、该第二触控影像与该第三触控影像而得知一指示器压触该触控面板的一位置。

本发明具有的有益效果：本发明提供的侦测多点触控的位置侦测装置，依据不同位置的第一侦测模块、第二侦测模块与第三侦测模块的第一触控影像、第二触控影像与第三触控影像而得知一指示器压触触控面板的一位置，以达到降低成本、减少厚度与耗电量并增加准确性的目的。此外，本发明还可以运用光传输组件传输光线而照射触控面板的表面，可有效降低成本，且提高光线照射触控面板的表面的均匀度。

附图说明

第1图是本发明之一较佳实施例之侦测多点触控之位置侦测装置的上视图；

第2图是本发明之另一较佳实施例之侦测多点触控之位置侦测装置的上视图；

第3图是本发明之一较佳实施例侦测触控位置的示意图。

第4图是本发明之一较佳实施例之第一侦测模块与第二侦测模块的立体图；

第5图是本发明之一较佳实施例之第一侦测模块与第二侦测模块的前视图；

第6图是本发明之一较佳实施例之第三侦测模块的立体图；

第7图是本发明之一较佳实施例之位置侦测装置的固定壳体与框架的立体图；

第8图是本发明之一较佳实施例之位置侦测装置的固定壳体与固定座的立体图；

第9图是本发明之另一较佳实施例之位置侦测装置的固定壳体与固定座的立体图；

第10A图是本发明之一较佳实施例之光传输组件的反射边缘的示意图；以及

第10B图是本发明之另一较佳实施例之光传输组件的反射边缘的示意图。

【图号简单说明】

10触控面板               20光源

21光传输组件             22框架

23反射边缘               24固定壳体

26固定座                 27连接管

28固定座                 29连接管

30第一侦测模块           35第二侦测模块

37第三侦测模块           40侦测模块

42板体                   43开孔

44平面镜                 46影像传感器

48镜头                   49镜头壳体

GP1鬼点                  GP2鬼点

RP1实际触控点            RP2实际触控点

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

首先，请参阅第1图，第1图是本发明之一较佳实施例之侦测多点触控之位置侦测装置的上视图。如图所示，本发明触控面板之位置侦测装置是包含至少一光源20、一第一侦测模块30、一第二侦测模块35与一第三侦测模块37，光源20设置于一触控面板10之边缘。于此实施例中，两光源20是设置于触控面板10之一长边缘的两端，以用于产生光线而照射于触控面板10之表面。第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37皆设置于触控面板10，并位于不同位置。

此实施例中，第一侦测模块30与第二侦测模块35分别设置于触控面板10之一边缘，以撷取触控面板表面之一第一触控影像与一第二触控影像，而第三侦测模块37设置于第一侦测模块30与第二侦测模块35之间以撷取触控面板表面之一第三触控影像，而供影像处理器(图未示)依据位于不同位置之第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37所撷取到之触控影像，以及第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37之所在位置，进而达到消除触控面板10在按压时所产生的鬼点之功能，并计算出一指示器(Pointer)压触触控面板10之坐标，进而传送至是统主机，以执行对应之是统功能。上述指示器例如为使用者之手指或者触控笔。于此实施例中，第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37分别设置于触控面板10之一长边缘的两端。上述第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37设置于触控面板10之位置仅为本发明之其一实施例，并不限定本发明之第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37所设置之位置必须于此。

本发明为了让光源20之光线可均匀照射于触控面板10之表面，更可包含有至少一光传输组件21。于此实施例中，触控面板10之三个周缘是设置有光传输组件21，光传输组件21连接于光源20，用于传输光线而均匀照射触控面板10之表面。本实施例之光传输组件21之一实施例可为压克力，而光源20之一较佳实施例可为一LED灯。由于本发明利用较少之光源20即可均匀照射触控面板10之表面，所以相较于习用技术必须使用多个光源，本发明是可降低成本与降低耗电量。

请参阅第2图，是本发明之另一较佳实施例之位置侦测装置设置于触控面板的上视图。如图所示，此实施例不同于上一实施例在于，此实施例之触控面板10更加设有两个光源20，其可设置于触控面板10之另一长边缘的两端，也就是四个光源20分别设置于触控面板10之四个角落，并连接设置于触控面板10之三边缘的复数光传输组件21，以增加光线照射触控面板10的亮度。本实施例主要是运用于大面积之触控面板10，而可增设光源20于触控面板10。本实施例之光传输组件21之一实施例可为光纤(Optical Fiber)，

请参阅第3图，是本发明之一较佳实施例侦测触控位置的示意图。其显示两个实际触控点RP1与RP2以及两个鬼点GP1与GP2，藉由本发明位在不同位置之第一侦测模块30、第二侦测模块35与第三侦测模块37所撷取到的第一触控影像、第二触控影像与第三触控影像，即可排除两个鬼点GP1与GP2，而判断实际触控点RP1与RP2为指示器实际压触触控面板10之位置，以精确判断出指示器实际压触触控面板10之位置。

请参阅第4图与第5图，是本发明之一较佳实施例之侦测多点触控之位置侦测装置的立体图与前视图。如图所示，本发明之侦测模块40包含一板体42、一平面镜44与一影像传感器46。此实施例所述之侦测模块40即为第1图与第2图所述之第一侦测模块30与第二侦测模块35。平面镜44设置于板体42上方，且平面镜44呈一角度设置于板体42，此角度为43度～45度之间，而较佳角度为45度。板体42更设有一开孔43，开孔43之位置相对于平面镜44。影像传感器46设置于板体42之下方而对应开孔43。平面镜44用于显示触控面板10之表面的触控影像，而影像传感器46经由开孔43而撷取到平面镜44所显示之触控影像，并传输所撷取到之触控影像至影像处理器。指示器压触触控面板10时，因为指示器会挡住光线，所以被指示器所压触之位置即会产生一黑影，如此影像传感器46所撷取到之触控影像中也即会具有黑影，因此影像处理器处理撷取到之触控影像，而计算出触控影像中之黑影的位置，即可得知指示器压触触控面板10之坐标。

由于本发明设置第一侦测模块30与第二侦测模块35于触控面板10之边缘的两端，所以第一侦测模块30与第二侦测模块35可以在不同位置撷取到不同角度之触控影像，如此影像处理器即可依据第一侦测模块30与第二侦测模块35之所在位置与所撷取到之两触控影像，而计算出触控影像中之黑影的所在位置，以得知指示器压触触控面板10之坐标，并将触控坐标传送至是统主机，以供是统主机执行对应之是统功能。本发明之侦测模块40因为藉由平面镜44与影像传感器46即可撷取到触控面板10之表面的触控影像，所以结构简单，可降低成本，且因影像传感器46以横躺之方式而相对于平面镜44，即影像传感器46平行于触控面板10之表面，而不需以直立方式设置于触控面板10，所以可有效降低触控面板10之整体厚度。

第5图仅为本发明之一实施例，并不限定本发明之实施方式仅为第5图实施方式。若不考虑触控面板10之整体厚度下，影像传感器46可采用站立之方式设置于触控面板10，即影像传感器46与触控面板10之表面呈垂直。此外，本发明亦可不需要设置板体42，而直接将平面镜44设置于触控面板10，而影像传感器46设置于平面镜44之下方。

复参阅第5图，本发明之侦测模块40更包含有一镜头48，其设置于板体42之下方，而位于平面镜44之下方，而影像传感器46则设置于镜头48之下方。镜头48用于调整影像传感器46撷取平面镜44所显示之触控影像的焦距，以让影像传感器46可清晰撷取到平面镜44所显示之触控影像。镜头48是设置于一镜头壳体49内，而可上下移动以调整焦距。

请阅第6图，是本发明之一较佳实施例之侦测多点触控之位置侦测装置的立体图，如图所示，此实施例不同于上一实施例在于平面镜44呈一水平角度设置于板体42，且与板体42之侧边平行设置，而上一实施例之平面镜44与板体42呈一斜角度设置，其余装置于上一实施例相同。此实施例所述之侦测模块40即为第1图与第2图所述之第三侦测模块37。此外，其侦侧角度之一实施例为60～150度。

请参阅第7图，是本发明之一较佳实施例之位置侦测装的固定壳体与框架的立体图。如图所示，本发明更包含一框架22与至少一固定壳体24，框架22设置于触控面板10(参阅第1图与第2图)，而位于触控面板10之边缘。固定壳体24设置于框架22，以用于固定光传输组件21于触控面板10之边缘。固定壳体24呈半圆形，以固定光传输组件21而可以供光线照射于显示面板10之表面。此外，固定壳体24之材质可为白色材料，以将背面光集中于触控面板10之表面。另外，框架22与固定壳体21可为一体成形。本发明亦可不需设置框架22于触控面板10，而直接将固定壳体24设置于触控面板10之边缘，以固定光传输组件21。

请参阅第8图，是本发明之一较佳实施例之位置侦测装置的固定壳体与固定座的立体图。如图所示，本发明更包含一固定座26与两连接管27，连接管27设置于固定座26之一侧并连接固定壳体24(参阅第7图)，固定座26用于固定光源20(参阅第1图)。此实施例运用于第1图采用两个光源20之方式，第1图之光传输组件21是插入于连接管27，而固定于固定壳体24。光源20固定于固定座26而产生光线，光线经由固定座26之侧面照射于位于连接管27之光传输组件21，光传输组件21即传输光线，而使得光线均匀照射于触控面板10之表面。

请参阅第9图，是本发明之另一较佳实施例之位置侦测装置的固定壳体与固定座的立体图。此实施例是运用于第2图采用四个光源20之方式。如图所示，固定座28之一侧面仅设有一连接管29，光源20固定于固定座28，而第2图之光传输组件21是插入于连接管29。

请一并参阅第10A图与第10B图，是本发明之一较佳实施例之光传输组件的示意图。如图所示，本发明光传输组件21更包含一反射边缘23，其设置于光传输组件21之角落，以反射光源20所产生的光线，使光源20能够均匀照射触控面板10之表面，以增加所照射之亮度，此实施例之光传输组件21可为压克力，且反射边缘23呈一角度设置于触控面板10，此角度为20度～70度之间。本发明之光传输组件21更可为如第9B图所示之具有复数反射边缘23分为20度～40度和40度～70度两种角度，进而加强光源20照射于触控面板10表面之光线。

综上所述，本发明侦测多点触控之位置侦测装置，其包含至少一光源、第一侦测模块、第二侦测模块与第三侦测模块，光源设置于触控面板并产生光线而照射触控面板之表面，第一侦测模块、第二侦测模块与第三侦测模块设置于触控面板并位于不同位置，而在不同位置分别撷取触控面板之表面的第一触控影像、第二触控影像与第三触控影像，以依据第一触控影像、第二触控影像与第三触控影像而得知指示器压触触控面板之至少一位置。如此，即可以达到降低成本、减少厚度与耗电量之目的，且可消除侦测多点触控所产生之鬼点而增加侦测多点触控位置之准确性。

综上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (19)

1.一种侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于包含有：

至少一光源，其设置于该触控面板，并产生一光线而照射于该触控面板之表面；

一第一侦测模块，其设置于该触控面板，以撷取该触控面板之表面的一第一触控影像；

一第二侦测模块，其设置于该触控面板，以撷取该触控面板之表面的一第二触控影像；以及

一第三侦测模块，其设置于该触控面板，以撷取该触控面板之表面的一第三触控影像；

其中，该第一侦测模块、该第二侦测模块与该第三侦测模块之位置系不相同，而在不同位置分别撷取该第一触控影像、该第二触控影像与该第三触控影像，以依据该第一触控影像、该第二触控影像与该第三触控影像而得知一指示器压触该触控面板之至少一位置。

2.如权利要求1所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中該第一侦测模块、该第二侦测模块与该第三侦测模块分别包含一平面镜与一影像传感器，该平面镜显示该触控面板之表面的该第一触控影像、该第二触控影像或该第三触控影像，该影像传感器撷取该平面镜显示之该第一触控影像、该第二触控影像或该第三触控影像。

3.如权利要求2所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该影像传感器设置于该平面镜之下方。

4.如权利要求2所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该平面镜设置于该触控面板之一角度为43度～47度之间。

5.如权利要求4所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该角度最佳为45度。

6.如权利要求2所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该第一侦测模块、该第二侦测模块与该第三侦测模块分别更包含：

一板体，该平面镜设置于该板体，该板体设有一开孔，该开孔之位置相对于该平面镜，该影像传感器设置于该开孔之下方且相对于该平面镜。

7.如权利要求2所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该一镜头，设置于该平面镜之下方，该影像传感器设于该镜头之下方。

8.如权利要求1所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该第一侦测模块与该第二侦测模块设置于该触控面板之一边缘的一第一端与一第二端，该第三侦测模块设置于该第一侦测模块与该第二侦测模块之间。

9.如权利要求1所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该一侦测模块、该第二侦测模块与该第三侦测模块，分别设置于该触控面板之一长边缘的两端，而该第三侦测模块设置于该长边缘的中间。

10.如权利要求1所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其更包含：

至少一光传输组件，连接该光源并设置于该触控面板的至少一边缘用以传输该光线。

11.如权利要求10所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该光传输组件更包含：

一反射边缘，反射该光源所产生的该光线。

12.如权利要求11所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该反射边缘的角度为20度～70度。

13.如权利要求10所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该光传输组件为一压克力。

14.如权利要求10所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该光传输组件为一光纤。

15.如权利要求10所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其更包含：

至少一固定壳体，设置于该触控面板之边缘，该光传输组件设置于该固定壳体。

16.如权利要求15所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其更包含：

一固定座，固定该光源；以及

至少一连接管，设置于该固定座之一侧，并连接该固定壳体，该光传输组件设置于该连接管与该固定壳体。

17.如权利要求15所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其更包含：

一框架，设置于该触控面板之边缘，该固定壳体设置于该框架。

18.如权利要求17所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该框架与该固定壳体为一体成形。

19.如权利要求1所述的侦测多点触控的位置侦测装置，其特征在于，其中该光源为一LED灯。

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