CN103123552A - 输入装置 - Google Patents

Abstract

一种输入装置，该输入装置包括一光学式模块。该光学式模块包含一导光板、一光源、一散射层以及一感测器。该导光板具有一上表面、与该上表面相对的一下表面及一侧边。该光源邻设于该导光板的侧边，并朝向该侧边投射一光线。该光线是于该导光板内传递。该散射层用以改变部分该光线于该下表面的一路径，使该光线通过该散射层投射出该上表面而形成一穿透光。该感测器具有一视角。该视角涵盖至少部分该导光板的下表面。当一物体邻近或接触该导光板的该上表面时，至少部分的该穿透光于该物体上反射而形成一反射光穿透该导光板而被该感测器接受。该输入装置根据该反射光，产生一位置信号对应于该物体相对于该导光板的该上表面的至少一相对位置。

Description

输入装置

技术领域

本发明是关于一种输入装置。详细而言，本发明的输入装置透过感测一物体于一导光板(light guide plate)的上表面所反射的光线，判断该物体相对于该导光板的该上表面的一相对位置。

背景技术

随着计算机产业的发展，为提供良好的周边输入装置已为相关业业者共同努力的目标。鼠标及触控面板为最常用于控制作业系统的指标的输入装置。

现有鼠标通常配置一滚轮用以卷动作业系统所显示的画面，或控制作业系统其他操作。然而，鼠标的滚轮在使用上容易因其微动开关氧化或轴承磨耗引起功能异常。另一方面，现有电容式触控面板在使用上容易因环境因素(例如：干湿度)导致触控不灵敏。

据此，如何提供一输入装置以避免现有鼠标与现有电容式触控面板在使用上的问题，为该领域的业者亟需努力的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输入装置，其透过感测一物体于一导光板的上表面所反射的光线，判断该物体相对于该导光板的该上表面的一相对位置。据此，有别于现有鼠标与电容式触控面板，本发明透过光学触控方式实现相同输入功能，以避免现有鼠标与电容式触控面板在使用上的问题。

为达上述目的，本发明揭露一种输入装置，其包含一光学式模块。该光学式模块包含一导光板、一光源、一散射层以及一感测器。该导光板具有一上表面、与该上表面相对的一下表面及一侧边。该光源邻设于该导光板的侧边，并朝向该侧边投射一光线。该光线是于该导光板内传递。该散射层用以改变部分该光线于该下表面的一反射路径，使该光线通过该散射层投射出该上表面而形成一穿透光。该感测器具有一视角。该视角涵盖至少部分该导光板的下表面。当一物体邻近或接触该导光板的该上表面时，至少部分的该穿透光于该物体上反射而形成一反射光穿透该导光板而被该感测器接受。该输入装置根据该反射光，产生一位置信号对应于该物体相对于该导光板的该上表面的一相对位置。

附图说明

图1是本发明的一第一实施例的输入装置1的示意图；

图2是描绘物体3邻近或接触导光板103a的上表面13a1的A区域；

图3是描绘物体3自导光板103a的上表面13a1的A区域移动至B区域；

图4是本发明的一第二实施例的输入装置1的示意图；以及

图5是本发明的一第三实施例的输入装置1的示意图。

附图标号：

1     输入装置

3     物体

11    壳体

13    光学式模块

13a   导光板

13b   光源

13c   散射层

13d   感测器

13e   透镜

13a1  上表面

13a2     下表面

13a3     侧边

102      光线

104      穿透光

106      反射光

A        区域

B        区域

Δx      横向分量

Δy      横向分量

13ap1    第一部分

13ap2    第二部分

具体实施方式

以下的实施例是用以举例说明本发明的技术内容，并非用以限制本发明的范围。需说明者，以下实施例及图式中，与本发明无关的元件已省略而未绘示，且图式中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

图1是本发明的输入装置1的示意图。输入装置1包含一壳体11以及一光学式模块13。光学式模块13设置于壳体11内。需注意者，基于说明简化的原则，输入装置1的其它元件，例如按键模块、连接介面模块、供电模块及与本发明较不相关的元件，皆于图中省略而未绘示。

光学式模块13包含一导光板13a、一光源13b、一散射层13c以及一感测器13d。导光板13a具有一上表面13a1、与上表面13a1相对的一下表面13a2及一侧边13a3。光源13b邻设于导光板13a的侧边13a3，朝向侧边13a3投射一光线102。须说明，导光板13a具有四个侧边，于本实施例中，仅以光源13b邻设于侧边13a3作为说明：然而，于其他实施例中，光源13b可邻设于其他三个侧边其中之一。光源13b可为一发光二极管(light emitting diode；LED)，且其产生的光线102可为一可见光、一不可见光及其组合其中之一。

导光板13由一透明材质所制成。当导光板13自侧边13a3接收光线102，此透明材质可使光线102是于导光板内传递。散射层13c形成于导光板13a的下表面13a2，其可由一光散射材料(例如：金属材料或反射系数高的材料)涂覆于下表面13a2而形成。此外，散射层13亦可通过于下表面13a2刻蚀多个向下表面13a2内凹陷的形状而形成。散射层13是用以破坏光线102于下表面13a2的全反射特性，以改变部分光线102于下表面13a2的一反射路径，使光线102通过散射层13c投射出上表面13a1而形成一穿透光104。

感测器13d设置于导光板103a的下方且具有一视角。此视角涵盖至少部分导光板103a的下表面13a2。于本实施例中，感测器13d是一与导光板13a的面积实质相同的感光元件。当一物体3邻近或接触导光板103a的上表面13a1时，至少部分的穿透光104将于物体3上反射而形成一反射光106。随后，反射光106是穿透导光板13a而被感测器13d接受。据此，输入装置1可根据反射光106，产生一位置信号，其对应于物体3相对于导光板13a的上表面的至少一相对位置。

详言之，导光板13a的俯视图如图2所示。当一物体3邻近或接触导光板103a的上表面13a1时(例如：A区域)，物体3会使得A区域穿透光104反射，进而形成反射光106。感测器13d具有多个感测单元，该等感测单元是以矩阵的型式设置。当感测器13d接收反射光106时，感测器13d会根据该等感测单元接收反射光106的强度而产生一强度数值。因此，输入装置1可根据此强度数值，产生一位置信号，以判断物体3邻近或接触导光板103a的上表面13a1的A区域。

此外，由于感测器13d连续接受反射光106，因此输入装置1可根据连续产生的位置信号，判断相对位置随时间的一变异值。当输入装置1作为一鼠标，且光学式模块13作为一鼠标滚轮使用时，输入装置1将根据变异值产生一控制信号，并将控制信号输出至连接的计算机。随后，运行于计算机中的作业系统可依据控制信号进行对应的动作，举例而言，控制信号可代表一360度卷动动作、一点按动作及其组合其中之一。类似地，当输入装置1作为一触控板(trackpad)使用时，输入装置1亦将根据变异值产生一控制信号，而控制信号可代表一指标移动动作、一点按动作及其组合其中之一。

具体而言，变异值包含一横向分量Δx以及一纵向分量Δy。横向分量Δx代表物体3沿着上表面的一第一方向(即x方向)的一移动量。纵向分量Δy代表物体3沿着上表面的一第二方向(即y方向)的一移动量。于本实施例中，x方向与y方向为正交。举例而言，当物体3在短时间内移开A区域并再次邻近或接触A区域时，输入装置1即可根据感测器13所输出的强度数值变化，判断物体3的移动。在此情况下，由于横向分量Δx及纵向分量Δy实质上等于0，因此输入装置1是输出代表点按动作的控制信号。

更举例而言，请进一步参考图3，当物体3自A区域移动至B区域时，输入装置1即可根据感测器13所输出的强度数值，产生位置信号，并进而根据位置信号判断物体3目前邻近或接触导光板103a的上表面的B区域。在此情况下，横向分量Δx及纵向分量Δy皆非等于0，因此输入装置1是输出代表360度卷动动作或指标移动动作的控制信号。

本发明的第二实施例如图4所示，其是为本发明的输入装置1的另一示意图。不同于第一实施例，在本实施例中，光学式模块13的感测器13d是一小型的感光元件且光学式模块13更包含一透镜13e，其设置于导光板13a与感测器13d之间。当反射光106穿透导光板13a后，反射光106会先经由透镜13e聚焦再投射至感测器13d。于接收反射光106后，感测器13d进行与第一实施例相同的操作，故在此不再加以赘述。

本发明的第三实施例如图5所示，其为本发明的输入装置1的另一示意图。不同于第一实施例及第二实施例，在本实施例中，导光板13a具有一第一部分13ap1及第二部分13ap2。导光板13a部分形成一弯曲形状，使得第一部分13a1及第二部分13a2于不同平面上。

需说明者，在第一实施例、第二实施以及第三实施中，感测器13d与光源13b可设置于壳体11内的不同的容置空间中，以避免光线102直接照射至感测器13d。此外，包含光源13b的容置空间具有一大于光源13b的尺寸的开口。另一方面，感测器13d与光源13b亦可设置于相同的容置空间中，并于两者之间设置一阻隔元件，以避免光线102直接照射至感测器13d。

需说明的是，本发明的实施例虽然以单一光源作为说明，但为了使导光板13a获得更均匀的光线分布，则可以使用复数光源邻设于导光板的各侧边。该等光源可邻设于同一侧边或均匀地邻设于各侧边。举例而言，光学式模块13除了光源13b外，更可包含另一光源相对于侧边13a3邻设于导光板13a的另一侧边，以提供更均匀的光线分布。据此，单一光源及复数光源的实施态样均属于本发明所主张的范围。

综上所述，本发明的输入装置具有一光学式模块，其可透过感测一物体于一导光板的上表面所反射的光线，判断物体相对于导光板的上表面的一相对位置。如此一来，本发明的输入装置不但可透过光学触控方式实现与现有鼠标与电容式触控面板相同输入功能，更可避免现有鼠标与电容式触控面板在使用上的问题。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何本领域技术人员可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (15)

1.一种输入装置，其特征在于，所述的输入装置包括：

一光学式模块，包含：

一导光板，具有一上表面、与所述上表面相对的一下表面及一侧边；

一光源，邻设于所述导光板的侧边，朝向所述侧边投射一光线，所述光线是于所述导光板内传递；

一散射层，形成于所述下表面，用以改变部分所述光线于所述下表面的一反射路径，使所述光线通过所述散射层投射出所述上表面而形成一穿透光；以及

一感测器，具有一视角，所述视角涵盖至少部分所述导光板的下表面，其中当一物体邻近或接触所述导光板的所述上表面时，至少部分的所述穿透光于所述物体上反射而形成一反射光穿透所述导光板而被所述感测器接受，所述输入装置根据所述反射光，产生一位置信号对应于物体相对于所述导光板的所述上表面的至少一相对位置。

2.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述光学式模块还包含一透镜，设置于所述导光板与所述感测器之间，于所述物体上反射的所述反射光穿透所述导光板并经由所述透镜聚焦以投射至所述感测器。

3.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述感测器还连续接受所述反射光，以使所述输入装置根据所述位置信号，判断所述相对位置随时间的一变异值。

4.如权利要求3所述的输入装置，其特征在于，所述输入装置是一鼠标，所述光学式模块作为一鼠标滚轮使用，以及所述变异值用以使所述输入装置产生一控制信号，其代表一360度卷动动作、一点按动作及其组合其中之一。

5.如权利要求4所述的输入装置，其特征在于，所述变异值包含一横向分量以及一纵向分量，所述横向分量代表所述物体沿着所述上表面的一第一方向的一移动量，所述纵向分量代表所述物体沿着所述上表面的一第二方向的一移动量，以及所述第一方向与所述第二方向为正交。

6.如权利要求3所述的输入装置，其特征在于，所述输入装置是一触控板，以及所述变异值用以使所述输入装置产生一控制信号，其代表一指标移动动作、一点按动作及其组合其中之一。

7.如权利要求6所述的输入装置，其特征在于，所述变异值包含一横向分量以及一纵向分量，所述横向分量代表所述物体沿着所述上表面的一第一方向的一移动量，所述纵向分量代表所述物体沿着所述上表面的一第二方向的一移动量，以及所述第一方向与所述第二方向为正交。

8.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述散射层由一光散射材料涂覆于所述下表面而形成。

9.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述散射层通过于所述下表面刻蚀多个向所述下表面内凹陷的形状而形成。

10.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述光源是一发光二极管，以及所述光线是一可见光、一不可见光及其组合其中之一。

11.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述导光板由一透明材质所制成，且所述透明材质使所述光线于所述导光板内以一全反射方式传递。

12.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述感测器与所述光源设置于二不同的容置空间。

13.如权利要求12所述的输入装置，其特征在于，所述包含所述光源的容置空间具有一大于所述光源的一尺寸的开口。

14.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述光源与所述感光元件位于同一容置空间，所述光源与所述感光元件之间具有一阻隔元件。

15.如权利要求1所述的输入装置，其特征在于，所述的输入装置还包含至少一另一光源邻设于所述导光板。

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