CN102486704A - 触控模块与触控显示装置 - Google Patents

Abstract

一种触控模块与触控显示装置。触控模块包括摄影单元、距离检测单元及计算单元。摄影单元用以依据所撷取的检测影像判断触控角度。距离检测单元包括检测信号产生源及接收器。检测信号产生源用以提供散射的检测信号。接收器用以接收被反射的检测信号，并据此判断第一触控距离。计算单元耦接摄影单元及距离检测单元，并用以依据触控角度及第一触控距离计算触控位置。

Description

触控模块与触控显示装置

技术领域

本发明涉及一种触控模块与触控显示装置，且尤其涉及一种具有距离检测单元的触控模块与触控显示装置。

背景技术

触控面板依照感测方式的不同大致上可区分为电阻式触控面板、电容式触控面板、光学式触控面板、声波式触控面板以及电磁式触控面板。由于光学式触控面板的触控机制适合应用在大尺寸的显示面板中，因此，大尺寸显示面板的触控功能多半是通过光学触控机制来达成。一般而言，光学式触控面板多半采用红外光作为光源，并且以摄影装置作为感测元件，其中摄影装置一般至少配置于检测区域的两个角落，藉由摄影装置感测红外光以推算出触控点的位置。

美国专利编号7411575、6972401、6803906及6791700分别提供了不同的光学式触控面板，且上述专利至少于检测区域的两个角落配置摄影装置作为感测元件。另外，中国台湾公开专利编号201015404亦提供了一种光学式触控面板，其于检测区域的四边分别配置多个感测元件。

发明内容

本发明提出一种触控模块与触控显示装置，其利用摄影单元及距离检测单元达到检测触控位置的功效。

本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。

为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提供一种触控模块，包括摄影单元、距离检测单元及计算单元。摄影单元用以依据所撷取的检测影像判断触控角度。距离检测单元包括检测信号产生源及接收器。检测信号产生源用以提供散射的检测信号。接收器用以接收被反射的检测信号，并用以据此判断第一触控距离。计算单元耦接摄影单元及距离检测单元，并用以依据触控角度及第一触控距离计算触控位置。

为达上述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提供一种触控显示装置，包括显示面板及触控模块。显示面板具有检测区域。触控模块包括摄影单元、距离检测单元及计算单元。摄影单元配置于对应检测区域的第一角落处，且用以依据所撷取的检测影像判断触控角度。距离检测单元配置于对应检测区域的第二角落处。距离检测单元包括检测信号产生源及接收器。检测信号产生源用以提供散射的检测信号。接收器用以接收被反射的检测信号，并用以据此判断第一触控距离。计算单元耦接摄影单元及距离检测单元，并用以依据触控角度及第一触控距离计算触控位置。

综上所述，本发明的实施例的触控模块与触控显示装置至少具有下列其中一个优点：

在本发明的实施例中，触控模块与触控显示装置利用摄影单元判断触控点的触控角度，并且利用距离检测单元判断触控点的第一触控距离。藉此，可依据触控角度及第一触控距离计算触控点的触控位置。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例的触控显示装置的系统示意图；

图2为依据本发明一实施例的摄影单元的结构示意图；

图3为依据本发明一实施例的距离检测单元的结构示意图；

图4为依据本发明一实施例的检测信号产生源与接收器的运作状态示意图。

10：触控显示装置

50：显示面板

51：检测区域

51a：第一角落

51b：第二角落

51c：对角线

100：触控模块

110：摄影单元

111：光源

113：摄影装置

115：透镜

120：距离检测单元

121：检测信号产生源

123：接收器

130：计算单元

A：触控点

D1：第一触控距离

D2：第二触控距离

I、I’：光线

L：长度

P：触控信号

S、S’：检测信号

T1：时间

TD1、TD2、TD3：时间差

x1、y1：位置

θ₁：触控角度

θ₂：角度

X、Y：轴向

具体实施方式

有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下结合附图的多个实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而非用来限制本发明。

图1为依据本发明一实施例的触控显示装置的系统示意图。参照图1，触控显示装置10包括显示面板50及触控模块100。显示面板50具有检测区域51，其中检测区域51可以是显示面板50的显示区域，触控模块100包括摄影单元110、距离检测单元120及计算单元130，其中摄影单元110的配置位置对应于检测区域51的第一角落51a，距离检测单元120的配置位置对应于检测区域51的第二角落51b。如图1所示，第一角落51a与第二角落51b为对角。

摄影单元110用以撷取检测影像，并且依据检测影像判断触控点A的触控角度θ₁。进一步来说，假设检测影像为带状，并且摄影单元110用以发出光线。当光线经由触碰物体(如手指)反射至摄影单元110时，检测影像上会出现光点，并且摄影单元110用以依据光点的位置判断触控点A的触控角度θ₁。距离检测单元120用以判断触控点A的第一触控距离D1。进一步来说，距离检测单元120用以提供散射的检测信号(如光信号或声波信号)，当检测信号经由触控物体(如手指)反射至距离检测单元120时，距离检测单元120依据检测信号发出及接收的时间差计算得到第一触控距离D1。

计算单元130耦接摄影单元110及距离检测单元120，且用以依据触控角度θ₁及第一触控距离D1计算触控点A的触控位置，并用以据此产生触控信号P。进一步来说，假设被触碰点为触控点A，摄影单元110判断出触控点A的触控角度θ₁，距离检测单元120判断出触控点A的第一触控距离D1。此外，检测区域51的对角线51c的角度(即θ₁+θ₂)为固定的，并且可于制造显示面板50时经由量测而得知。因此，在得知触控角度θ₁后，可通过计算得知角度θ₂。接着，依据角度θ₂、对角线51c的长度L及第一触控距离D1计算第二触控距离D2，并依据第二触控距离D2及触控角度θ₁计算触控点A的对应X轴(即第一轴向)的位置及对应Y轴(即第二轴向)的位置，即触控点A对应X轴的位置x1及对应Y轴的位置y1，对应的关系式如下：

$D2=L\×{\cos \mathrm{\θ}}_2-\sqrt{{(L\×{\cos \mathrm{\θ}}_2)}^2-(L^2-{D1}^2)}$

x1＝D2×sinθ₁

y1＝D2×cosθ₁

图2为依据本发明一实施例的摄影单元的结构示意图。参照图2，在本实施例中，摄影单元110包括光源111、摄影装置113及透镜115，其中光源111配置于摄影装置113上。光源111用以提供散射的光线I，其中当光源111为红外线光源时，光线I为红外线。透镜115用以将反射的光线I’引导进摄影装置113，致使摄影装置113的摄影角度可以大于90度。摄影装置113用以撷取检测影像，并依据检测影像判断触控角度。

图3为依据本发明一实施例的距离检测单元的结构示意图。参照图3，在本实施例中，距离检测单元120包括检测信号产生源121及接收器123。检测信号产生源121用以提供散射的检测信号S。其中，当检测信号产生源121为红外线光源时，检测信号S为红外线信号；当检测信号产生源121为音源(如喇叭)时，检测信号S为声波信号。接收器123用以接收反射的检测信号S’，并依据接收的状态判断第一触控距离D1(绘示于图1)。其中，当检测信号S为红外线信号，接收器123包括光检测器(例如光电二极管)；当检测信号S为声波信号，接收器123包括麦克风。

图4为依据本发明一实施例的检测信号产生源与接收器的运作状态示意图。参照图3及图4，检测信号产生源121为高电位时，代表发出散射的检测信号S，检测信号产生源121为低电位时，代表停止发出检测信号S。接收器123为高电位时，代表接收到反射的检测信号S’，接收器123为低电位时，代表未接收到反射的检测信号S’。当使用者经由触控物体(如手指)进行触控时，接收器123会接收到反射的检测信号S’。

假设在时间T1时，接收器123接收到反射的检测信号S’，且当检测信号产生源121停止发出散射的检测信号S，由于检测信号S经由触控物体反射(即检测信号S’)再传送至接收器123需花费时间，因此产生时间差TD1。接着，当检测信号产生源121再度发出检测信号S至停止发出检测信号S时，产生时间差TD2及TD3。其中，当触控物体触控的时间越久，会产生更多时间差。当接收器123获得多个时间差(如TD1、TD2及TD3)后，接收器123用以依据所获得的时间差(如TD1、TD2及TD3)的其中之一或全部计算第一触控距离D1。

进一步来说，当检测信号S为红外线信号时，第一触控距离D1等于光速乘以上述时间差的其中之一或光速乘以上述时间差的平均值；当检测信号S为声波信号时，第一触控距离D1会等于音速乘以上述时间差的其中之一或音速乘以上述时间差的平均值。

此外，上述触控角度θ₁是经由摄影装置113来判断，但于其它实施例中，触控角度θ₁亦可经由计算单元130来判断。并且，上述第一触控距离D1是经由接收器123来判断，但于其它实施例中，第一触控距离D1亦可经由计算单元130来判断。

综上所述，本发明的实施例的触控模块与触控显示装置至少具有下列其中一个优点：

本发明实施例的触控模块与触控显示装置利用摄影单元判断触控点的触控角度，并且利用距离检测单元判断触控点的第一触控距离。藉此，可依据触控角度及第一触控距离计算触控点的触控位置。

以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围，即大凡依本发明权利要求及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims (12)

1.一种触控模块，包括：

摄影单元，用以依据所撷取的检测影像判断触控角度；

距离检测单元，包括：

检测信号产生源，用以提供散射的检测信号；以及

接收器，用以接收被反射的所述检测信号，并用以据此判断第一触控距离；以及

计算单元，耦接所述摄影单元及所述距离检测单元，并用以依据所述触控角度及所述第一触控距离计算触控位置。

2.如权利要求1所述的触控模块，其中所述检测信号产生源包括光源，所述检测信号包括光信号，且所述接收器包括光检测器。

3.如权利要求2所述的触控模块，其中所述检测信号包括红外线信号。

4.如权利要求1所述的触控模块，其中所述检测信号产生源包括音源，所述检测信号包括声波信号，且所述接收器包括麦克风。

5.如权利要求1所述的触控模块，其中所述摄影单元的配置位置对应于检测区域的第一角落，且所述距离检测单元的配置位置对应于所述检测区域的第二角落，其中所述第一角落与所述第二角落互为对角。

6.如权利要求1所述的触控模块，其中所述计算单元用以依据所述触控角度及所述第一触控距离计算第二触控距离，并用以依据所述第二触控距离计算所述触控位置的第一轴向位置及第二轴向位置。

7.一种触控显示装置，包括：

显示面板，具有检测区域；以及

触控模块，包括：

摄影单元，配置于对应所述检测区域的第一角落处，用以依据所撷取的检测影像判断触控角度；

距离检测单元，配置于对应所述检测区域的第二角落处，包括：

检测信号产生源，用以提供散射的检测信号；以及

接收器，用以接收被反射的所述检测信号，并用以据此判断第一触控距离；以及

计算单元，耦接所述摄影单元及所述距离检测单元，并用以依据所述触控角度及所述第一触控距离计算触控位置。

8.如权利要求7所述的触控显示装置，其中所述检测信号产生源包括光源，所述检测信号包括光信号，且所述接收器包括光检测器。

9.如权利要求8所述的触控显示装置，其中所述检测信号包括红外线。

10.如权利要求7所述的触控显示装置，其中所述检测信号产生源包括音源，所述检测信号包括声波信号，且所述接收器包括麦克风。

11.如权利要求7所述的触控显示装置，其中所述第一角落与所述第二角落互为对角。

12.如权利要求7所述的触控显示装置，其中所述计算单元用以依据所述触控角度及所述第一触控距离计算第二触控距离，并用以依据所述第二触控距离计算所述触控位置的第一轴向位置及第二轴向位置。

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