CN201489497U - 光学触控模块 - Google Patents

Abstract

一种光学触控模块用以提供触控区域，其中触控区域的角落具有至少一传感器。光学触控模块包含有至少一发光组件与至少一波导组件。波导组件设置在触控区域的至少一侧边，用以引导发光组件所提供的光线并使光线射出至触控区域。每一波导组件包含入光面与出光面。入光面面向发光组件。出光面面向触控区域。于此，借由波导组件将发光组件所发出的光线分布于触控区域上，用以降低发光组件的发光亮度并减少电流消耗。

Description

光学触控模块

技术领域

本实用新型关于一种触控模块，特别是一种光学触控模块。

背景技术

近年来，触控屏幕(亦即触控面板)由于可以直接于屏幕上直接以物体或手指经由触控操作来取代以往机械式的按钮操作。当使用者触控了屏幕上的图形时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程序驱动各种连接装置，并借由屏幕画面呈现生动的影音效果。

常见的触控屏幕的触控方式有电阻式、电容式、声波式与光学式等。电阻式触控屏幕是利用间隙物间隔开两组铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)导电层，当使用时利用压力使上下电极导通以测知屏幕上的电压变化而计算出接触点位置进行输入。电容式触控屏幕是利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从所产生的诱导电流来检测其坐标。声波式触控屏幕事先利用电信号经由转能器转换成超音波，并直接传送过触控面板的表面，当使用触控面板时，接触指针物会吸收超音波造成衰减，经由比对使用前后的衰减量并计算后得出精确位置。

光学式触控屏幕是利用光源接收遮断原理，当光线遭遮断时，即可得知收不到信号接收器的位置，进而确定其精确位置。光学式触控屏幕的组成组件，包括玻璃基板、发光装置、光接收器与透镜。装置方式是将发光装置与光接收器配放于玻璃基板的右上顶角上，并在玻璃基板的左侧与下侧装置反光条。经由发光装置照亮远程的反光条，当手指或接触物遮断光线时，光接收器可以经过透镜收集到手指或接触物在玻璃基板的相对位置。

现有的光学式触控屏幕由于利用反光条来反射发光装置所发出的光线以检测到手指或接触物在玻璃基板的相对位置，因此容易受到环境光源的影响。同样的反光条所反射的光线与发光装置所发出的光线会对光接收器产生交互影响。另外，由于置放于玻璃基板右上顶角的发光装置必须照亮远程的反光条，因此需要较精准的对位以及较大的输出亮度与输出电流。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种光学触控模块，用以避免因为利用反光条而增加环境光源所造成的影响、需要较精准的对位以及较大的输出亮度与输出电流，同时可避免因为反光条所反射的光线与发光装置所发出的光线会对光接收器产生交互影响。

为了实现上述目的，根据本实用新型所揭露的光学触控模块，用以提供触控区域，其中该触控区域的角落具有至少一传感器，其特征在于，该光学触控模块包含有：

至少一发光组件，用以提供一光线；以及

至少一波导组件，设置在该触控区域的至少一侧边，用以引导该光线并使该光线射出至该触控区域，每一波导组件包含有：

一入光面，面向该至少一发光组件；以及

一出光面，面向该触控区域。

上述的光学触控模块，其特征在于，该入光面的形状为对应该至少一发光组件的形状。

上述的光学触控模块，其特征在于，该至少一发光组件位于该触控区域相对该至少一传感器的一角落。

上述的光学触控模块，其特征在于，还包括：

一基板，位于该触控区域下。

上述的光学触控模块，其特征在于，该至少一发光组件位于该基板面向该触控区域的一表面上。

上述的光学触控模块，其特征在于，该基板为铟锡氧化物玻璃件，且该至少一发光组件位于该基板面向该触控区域的一表面上。

上述的光学触控模块，其特征在于，该出光面具有一扩散结构。

上述的光学触控模块，其特征在于，该触控区域为一多边形，且该至少一波导组件设置于该多边形的该触控区域的侧边。

根据本实用新型的功效在于，本实用新型所揭露的光学触控模块，由发光组件将光线经由波导组件均匀分布至波导组件所围绕的触控区域，以由传感器接收出光面出射至触控区域的光线。当传感器检测到光线被遮断时，可得出待测物在触控区域的相对位置。借由波导组件将发光组件所发出的光线均匀分布至触控区域，用以取代现有使用反光条反射发光组件所发出的光线，可增加光学触控模块对环境光源的抵抗能力、避免掉现有的发光组件所发出的光线与反光条反射的光线对传感器所造成的交互影响。同时，能达到降低发光组件的发光亮度、减少电流损耗以及光学触控模块的对位精准度。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

附图说明

图1为根据本实用新型第一实施例的光学触控模块俯视图；

图2为根据本实用新型第二实施例的光学触控模块俯视图；

图3为根据本实用新型第三实施例的光学触控模块俯视图；

图4为根据本实用新型第四实施例的光学触控模块侧视图；以及

图5为根据本实用新型第五实施例的波导组件与发光组件邻接处的示意图。

其中，附图标记

100   发光组件

200   波导组件

200a  子波导组件

200b  子波导组件

210   入光面

220   出光面

250   反射面

300   传感器

400   触控区域

500   透镜

600   基板

700   液晶面板

A     收光角度

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：

图1为根据本实用新型第一实施例的光学触控模块俯视图。

请参照图1，于此实施例，光学触控模块可位于显示屏幕(诸如：液晶显示器的屏幕、阴极射线管显示器的屏幕、电子白板等)上，用以提供触控区域400，其中触控区域400的角落具有传感器300。

光学触控模块包含有：发光组件100与波导组件200。

发光组件100、波导组件200与传感器300的数量可是为1个，也可以是2个以上。为了方便说明，于此实施例，发光组件100的数量为1个、波导组件200的数量为2个、传感器300的数量为1个，但不以此受限。

波导组件200设置在触控区域400的至少一侧边。其中，触控区域400可为多边形(诸如：四边形、五边形或六边形等)，且波导组件200设置于多边形的触控区域400的侧边。

波导组件200可包含有：入光面210与出光面220。

入光面210可面向发光组件100。换句话说，入光面210可邻接于发光组件100，亦即入光面210可与发光组件100的出光表面相贴合，或入光面210与发光组件100的出光表面间隔相对应。出光面220可面向触控区域400。

光学触控模块还可包括有透镜500。

透镜500可对应于传感器300。透镜500可位于所对应的传感器300与触控区域400之间。透镜500可邻接于传感器300，亦即透镜500可与传感器300的收光表面相贴合，或透镜500与传感器300的收光表面间隔相对应。

发光组件100可位于触控区域400相对传感器300的一角落。

本实施例的触控区域400可为矩形(四边形)。传感器300可设置在触控区域400的一角落。此时，发光组件100可与传感器300设置在触控区域400相同或相异的角落。换句话说，传感器300可设置在触控区域400的一角落，且发光组件100可设置在触控区域400相对传感器300的角落。其中，发光组件100设置在触控区域400相对传感器300的角落位置可以是发光组件100设置在与传感器300相邻的邻角位置，也可是发光组件100设置在与传感器300间隔相对的对角位置。

当发光组件100设置在与传感器300间隔相对的对角位置时，二个波导组件200可分别设置于与发光组件100相邻的触控区域400的两侧边上。波导组件200的形状可为靠近发光组件100的一端较厚，远离发光组件100的一端较薄的楔型结构，也可为平板结构。

触控区域400亦可为五边形以上的多边形，此时发光组件100可设置在与传感器300相邻的邻角位置，也可是发光组件100设置在与传感器300间隔相邻的角落上，还可以是发光组件100设置在与传感器300间隔相对的对角位置。

发光组件100可用以产生光线并提供光线射出发光组件100。其中，发光组件100所发出的光线可为红外光、可见光等。发光组件100可为红外线发光二极管、可见光发光二极管等。

入光面210可用以接收发光组件100所发射的光线。入光面210的形状可对应发光组件100的形状。其中，入光面210可为一光滑表面，用以避免发光组件100所发射的光线入射入光面210时，会因为入光面210表面的粗糙而造成光线散射等效应产生，使得光线入射入光面210的效率降低。

波导组件200具有与外界空气相异的材质，亦即波导组件200的折射率与外界空气的折射率相异。借由折射率的差异，光线在经由入光面210进入波导组件200后，会被限制在波导组件200内传递。

出光面220用以提供光线离开波导组件200。

出光面220可具有扩散结构。扩散结构可为光栅结构或不规则结构等，用以将由波导组件200内传导的的光线射出至扩散结构时，不再因为全反射而在波导组件200内传递，而是经由扩散结构将光线经由折射等出射离开波导组件200。

扩散结构可是于波导组件200的模具制作时，先行于模具上设计出扩散结构的形状与扩散结构的位置，因此波导组件200射出成型或压铸成型时，扩散结构即位于出光面220上。扩散结构亦可是于波导组件200射出成型或压铸成型后，加工(喷沙等方式)以形成扩散结构于其上。

透镜500用以增加传感器300的收光角度A，亦即借由透镜500使原本收光角度较小的传感器300能接收到较大角度范围的光线。以本实施例为例，触控区域400为矩形(四边形)，触控区域400的四个角均为90度。一般的传感器300的收光角度小于90度，因此当传感器300设置于触控区域400的一角时，只能接收局部角度范围内的光线，并无法接收触控区域400内全部的光线。因此当手指或其它接触物体位于触控区域400且位于传感器300的收光角度范围外，传感器300无法感知手指或其它接触物体在触控区域400的相对位置。

因此借由在传感器300与触控区域400之间设置透镜500，用以提高传感器300的收光角度范围，以本实施例为例，传感器300可经由透镜500使传感器300可接收到大于90度角度范围的光线，亦即当传感器300设置于触控区域400一角落时，由于传感器300可透过对应的透镜500接收到大于90度角度范围的光线，因此可借由一个传感器300结合透镜500接收到触控区域400内的所有光线。

根据本实用新型所揭露的光学触控模块，当发光组件100发出光线后，会先由面向于发光组件100的二个波导组件200的入光面210来接收发光组件100所发出的光线。借由波导组件200与外界空气折射率的差异，将光线限制于二个波导组件200内传递，最后光线会经由出光面220的扩散结构离开二个波导组件200并分布于触控区域400内。再由传感器300结合透镜500来接收触控区域400内的所有光线。

当手指或其它接触物体位于触控区域400时，会遮断部分由出光面220射出至触控区域400的光线，传感器300在接收不到被遮断光线后，会进而判断手指或其它接触物体位于触控区域400的相对位置。

于此，借由二个波导组件200将发光组件100所发出的光线均匀分布至触控区域400，用以取代现有使用反光条反射发光组件100所发出的光线，可增加光学触控模块对环境光源的抵抗能力、避免掉现有的发光组件100所发出的光线与反光条反射的光线对传感器300所造成的交互影响。同时，能达到降低发光组件100的发光亮度、减少电流损耗以及光学触控模块的对位精准度。

图2为根据本实用新型第二实施例的光学触控模块俯视图。

请参照图2，并合参照前述实施例。于此实施例，二个波导组件200亦可二个波导组件200中的一设置于与发光组件100相邻的触控区域400的一侧边上。

二个波导组件200中的另一则设置于与发光组件100相邻的触控区域400的另一侧边上，其中远离发光组件100的一端沿着触控区域400的角落形状转折延伸至与发光组件100间隔相对的对角位置。在转折延伸至与发光组件100间隔相对的对角位置的波导组件200内，于转折的位置处可制作一反射面250，使光线能经由反射面在波导组件200内反射传递至与发光组件100间隔相对的对角位置。

于此，借由二个波导组件200将发光组件100所发出的光线传导至触控区域400的三侧边，光线会由波导组件200射出并均匀分布于触控区域400，用以取代现有使用反光条反射发光组件100所发出的光线，可增加光学触控模块对环境光源的抵抗能力、避免掉现有的发光组件100所发出的光线与反光条反射的光线对传感器300所造成的交互影响。同时，能达到降低发光组件100的发光亮度、减少电流损耗以及光学触控模块的对位精准度。

图3为根据本实用新型第三实施例的光学触控模块俯视图。

请参照图3，并合参照前述实施例。于此实施例，光学触控模块可包含有二个发光组件100与三个波导组件200。

于此实施例，触控区域400可为矩形(四边形)。传感器300设置在触控区域400的一角落，且二个发光组件100中之一设置在触控区域400相对传感器300的角落，二个发光组件100中的另一则是设置在触控区域400相邻传感器300的角落。

三个波导组件200中之一可设置于触控区域400位于二个发光组件100之间的一侧边上。三个波导组件200中之二则分别设置于触控区域400与发光组件100相邻的另一侧边上。

根据本实用新型所揭露的光学触控模块，当二个发光组件100发出光线后，会分别入射面向于每一发光组件100的两波导组件200的入光面210来接收每一发光组件100所发出的光线。借由波导组件200与外界空气折射率的差异，将光线限制于三个波导组件200内传递，最后光线会经由出光面220的扩散结构离开三个波导组件200并分布于触控区域400内。再由传感器300结合透镜500来接收触控区域400内的所有光线。

当手指或其它接触物体位于触控区域400时，会遮断部分由出光面220射出至触控区域400的光线。此时传感器300在接收不到被遮断光线后，会进而判断手指或其它接触物体位于触控区域400的相对位置。

于此，借由三个波导组件200将二个发光组件100所发出的光线均匀分布至触控区域400，用以取代现有使用反光条反射发光组件100所发出的光线，可增加光学触控模块对环境光源的抵抗能力、避免掉现有的发光组件100所发出的光线与反光条反射的光线对传感器300所造成的交互影响。同时，能达到降低发光组件100的发光亮度、减少电流损耗以及光学触控模块的对位精准度。

图4为根据本实用新型第四实施例的光学触控模块侧视图。

请参照图4，并合参照前述实施例。于此实施例，光学触控模块包含有基板600。

基板600可位于触控区域400下。基板600可为印刷电路板，亦可为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)玻璃。

于此实施例，传感器300、触控区域400与透镜500可位于液晶面板700上。其中液晶面板700可由ITO玻璃、液晶与滤光片等所组成。

发光组件100可位于ITO玻璃(基板600)面向触控区域400的表面上。

波导组件200可邻接发光组件100，用以将发光组件100所发出的光线经由入光面210入射至波导组件200内，由波导组件200将光线传导至触控区域400的一侧边上。

由于ITO玻璃上具有传导线路与晶体管以控制液晶面板700中的液晶偏转。因此发光组件100可于ITO玻璃的工艺中一并制作于ITO玻璃上。再利用波导组件200将波导组件200所发出的光线传导至液晶面板700上，最后使光线离开波导组件200并射出至触控区域400。

根据本实用新型所揭露的光学触控模块，将发光组件100制作于液晶面板的ITO玻璃(基板600)上，再利用波导组件200将发光组件100所发出的光线限制于波导组件200内传递，最后光线会出射离开波导组件200并分布于触控区域400内。再由传感器300结合透镜500来接收触控区域400内的所有光线。

当手指或其它接触物体位于触控区域400时，会遮断部分由出光面220射出至触控区域400的光线，传感器300在接收不到被遮断光线后，会进而判断手指或其它接触物体位于触控区域400的相对位置。

于此，借由将发光组件100制作于基板600上，再利用波导组件200将发光组件100所发出的光线均匀分布至触控区域400，可降低光学触控模块的厚度，同时减少将发光组件另行制作于印刷电路板上等的成本。

图5为根据本实用新型第五实施例的波导组件与发光组件邻接处示意图。

如图5所示，合并参照第四实施例。于此实施例，波导组件200可为一端具有容置发光组件100的容置区，另一端分成两子波导组件200a、200b分别朝向触控区域400相邻的两侧边延伸。其中容置发光组件100的容置区的形状可对应发光组件100的形状，且容置区的内壁为入光面210。

发光组件100所发出的光线会透过入光面210入射波导组件200，由波导组件的两子波导组件200a、200b将光线传导至触控区域400的相邻两侧边。

于此，借由将发光组件100制作于基板600上，并由波导组件200的入光面210接收发光组件100所发出的光线。光线在波导组件200内会分别由两子波导组件200a、200b将光线传导至触控区域400的相邻两侧边并射出至触控区域400。如上所述，可降低光学触控模块的厚度，同时减少将发光组件另行制作于印刷电路板上等的成本。

根据本实用新型所揭露的光学触控模块，借由波导组件200将发光组件100所发出的光线均匀分布至触控区域400，可增加光学触控模块对环境光源的抵抗能力、降低发光组件100的发光亮度、减少电流损耗以及光学触控模块的对位精准度。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种光学触控模块，用以提供一触控区域，其中该触控区域的角落具有至少一传感器，其特征在于，该光学触控模块包含有：

至少一发光组件，用以提供一光线；以及

至少一波导组件，设置在该触控区域的至少一侧边，用以引导该光线并使该光线射出至该触控区域，每一波导组件包含有：

一入光面，面向该至少一发光组件；以及

一出光面，面向该触控区域。

2.根据权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于，该入光面的形状为对应该至少一发光组件的形状。

3.根据权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于，该至少一发光组件位于该触控区域相对该至少一传感器的一角落。

4.根据权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于，还包括：

一基板，位于该触控区域下。

5.根据权利要求4所述的光学触控模块，其特征在于，该至少一发光组件位于该基板面向该触控区域的一表面上。

6.根据权利要求4所述的光学触控模块，其特征在于，该基板为铟锡氧化物玻璃件，且该至少一发光组件位于该基板面向该触控区域的一表面上。

7.根据权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于，该出光面具有一扩散结构。

8.根据权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于，该触控区域为一多边形，且该至少一波导组件设置于该多边形的该触控区域的侧边。

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