201030578 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種偵測模組以及包含此偵測模組的光學 偵測系統。 【先前技術】 傳統上，運用於電腦輸入系統的光學偵測系統通常會 在偵測區（例如一顯示螢幕或一觸控板）的周圍環繞設置 多個影像或光學偵測器。 例如，美國專利案US 7,414,617揭露了 一種座標輸入 裝置。上述裝置包含一對影像偵測器裝設於一顯示螢幕的 左上和右上兩端，藉以當顯示螢幕被觸摸時截取觸控物件 的影像以及偵測區的影像。觸摸物件的位置就可以根據影 像偵測器所獲得之影像訊號計算出來。 另舉一例，美國專利申請案US 7,538,759所揭露的觸 控螢幕系統包含在顯示螢幕的一邊設置數個光源，並在另 外的三個邊上裝設反光條，因而整個觸控螢幕都能被光束 掃描以偵測接觸螢幕的物件（例如使用者的手指或觸控 筆）。台灣發明專利TW 496,965提出另一種類似的方案， 其中光學偵測系統具有一結構複雜的發光單元，而其影像 偵測器裝設於顯示螢幕的一邊，另外的三個邊則裝設反光 條。 在上述的例子中，顯示螢幕的四個邊上的空間被影像 偵測器、光學偵測器、光學鏡片或反光條所佔滿。換言之， 3 201030578 習知光學谓測系統的結構大都太複雜，因此不管在製造或 維修上’所需成本都較高。因此，為了能更容易且經濟將 光學福測系統實施為電腦輸入系統及互動多媒體系統的一 部份’此相關領域有需要針對光學偵測系統投入更多心力 以求改良。 【發明内容】 發明内容旨在提供本揭示内容的簡化摘要，以使閱讀 •者對本揭示内容具備基本的理解。此發明内容ϋ非本揭示 内容的完整概述，且其用意並非在指出本發明實施例的重 要/關鍵元件或界定本發明的範圍。 本發明的一態樣提出了 一種用於光學偵測系統之模 組’其可用以偵測位於偵測區中之物件。相較於習知的光 學偵測系統，此模組結構較為簡單，且亦可有效偵測物件。 根據本發明具體實施例，上述光學偵測系統之模組包 含第一發光單元與偵測單元。第一發光單元包含第一光源 ® 與第一轉換光學鏡片，上述第一光源可發射第一準直光 束；而上述第一轉換光學鏡片經配置可將第一準直光束轉 換為入射至偵測區内的第一平面光。當上述第一平面光照 射至位於偵測區之物件時，該第一平面光可被物件反射成為 第一反射光。偵測單元包含導引光學鏡片與偵測器’上述 導弓丨光學鏡片經配置可接收並導引第一反射光；而上述偵 剛器經配置可接收導引光學鏡片所導引的第一反射光，且 可藉由第一反射光將物件的影像成像於偵測器上。 在一任選的具體實施例中，上述模組更包含至少一第 201030578 二發光單元。第二發光單元包含第二光源與第二轉換光學 鏡片，上述第二光源可發射第二準直光束；而上述第二轉 換光學鏡片經配置可用以將第二準直光束轉換為入射至偵 測區内的第二平面光。在此種情形中，當上述第一平面光 照射至位於偵測區之物件時，當有物件位於偵測區中時， 該物件可反射第一與第二平面光，並產生第一與第二反射 光。在本實施例中’導引光學鏡片經配置可接收並導引第 一反射光與第二反射光，且偵測器經配置可接收導引光學 鏡片所導引的第一反射光與第二反射光’且可藉由第一反 射光與第二反射光將物件的影像成像於偵測器上。根據此 一任選具體實施例，採用了兩個或更多的發光單元，可進 步提升偵測單元所接收到之反射光的強度，因而能夠提 升偵測的準確度。 在一任選的具體實施例中，上述與其他具體實施例中 =用的第一和/或第二轉換光學鏡片分別為線光源鏡片或 柱狀鏡片。 ’ ❿ 在一任選的具體實施例中，上述與其他具體實施例中 的導弓丨光學鏡片為凸透鏡或複合鏡片組。 所用在一任選的具體實施例中，上述與其他具體實施例中 準直2第一及第二光源分別包含一紅外線雷射二極體與一 外線翁^ °在進_步的任選具體實施射，當光源包含紅 光元件光域偵測單元可更包含紅外線高通渡 所用^任選的具體實施财，上述與其他具體實施例中 、測器為線性感測器。舉例來說，上述線性感測器 201030578 可以是線性互補金屬氧化半導體、線性電荷藕合元件或光 學位置感知元件。 可任選地，上述與其他具體實施例中所稱的偵測區係 位於顯示螢幕的顯示面上。 本發明的另一態樣提出了光學偵測系統，此一光學债 測系統運用了上述態樣所提出的模組，可用以偵測位於福 測區中之物件的位置。相較於習知的光學偵測系統，此光 學偵測系統的結構較為簡單’且亦可有效偵測物件的位置。 • 在本發明具體實施例中，上述光學偵測系統包含兩個 本發明上述態樣/具體實施例提出的模組以及與上述二模 組通訊連接的一處理單元。上述兩模組均大致朝向該偵測 區而設置’且彼此之間分隔一距離。處理單元可藉三角定 位法而以物件與兩模組位置之間的兩夾角而定位出物件在 偵測區中的位置。 在一任選的具體實施例中，上述兩模組分別更包含至 少一第二發光單元。第二發光單元包含第二光源與第二轉 ❹換光學鏡片，上述第二光源可發射第二準直光束；而上述 第二轉換光學鏡片經配置可用以將第二準直光束轉換為入 射至偵測區内的第二平面光。在此種情形中，當上述第一 平面光照射至位於偵測區之物件時，當有物件位於偵測區 中時’該物件可反射第一與第二平面光，並產生第一與第 二反射光。在本實施例中’導引光學鏡片經配置可接收並 導引第一反射光與第二反射光，且偵測舞經配置可接收導 引光學鏡片所導引的第一反射光與第二反射光，且可藉由 第一反射光與第二反射光將物件的影像成像於偵測器上。 6 201030578 根據此一任選具體實施例，採用了兩個或更多的發光單 元’可進一步提升偵測單元所接收到之反射光的強度，因 而能夠提升偵測的準確度。在實際運用上，此一任選具體 實施例特別適用於偵測區面積較大的用途。 可任選地，當根據上述與其他具體實施例而分別於每 一偵測器上形成物件的影像時，每一偵測器產生至少一訊 號，且上述兩夾角係藉該些訊號所計算獲得。 在一任選的具體實施例中，可將上述與其他具體實施 例提出的模組整合於或以可拆卸方式安裝於一顯示螢幕的 周圍，使得偵測區可位於顯示螢幕的顯示範圍中。舉例來 說，在進一步的任選具體實施例中，可將此處提出的模組 整合於或以可拆卸方式安裝於顯示螢幕的至少一邊緣上。 參 在一任選的具體實施例中，上述與其他具體實施例中 所用的第一及第二光源分別包含一紅外線雷射二極體=二 直鏡片。在進一步的任選具體實施例中，當光源包含、光 線雷射二極體時，上述偵測單元可更包含紅外線咼通^慮 元件以濾除可見光。 可任選地’上述與其他具體實施例中所述的寐離 兩模組的導引光學鏡片的中心之間的距離。 々含 根據本發明的原理與精神，每一光學偵測系統包 兩個模組，且可根據偵測區的大小來選擇每〆模組'螢冪 含的發光單元的數目。一般而言，偵測區係位於顯=每〆 的顯示面上。舉例來說，在一任選具體實施例中，二速用 模組僅包含第一發光單元時，此一光學偵測系統適^之對 於30吋或以下的顯示螢幕（即，顯示螢幕的顯系範 201030578 角線長度小於或等於約30英吋）。在另一任選具體實施例 中，當每一模組包含第一發光單元與至少二第二發光單元 時，此一光學偵測系統適合運用於30吋或以上的顯示螢 幕。 在參閱下文實施方式後，本發明所屬技術領域中具有 通常知識者當可輕易暸解本發明之基本精神及其他發明目 的，以及本發明所採用之技術手段與實施態樣。 φ 【實施方式】 為了使本揭示内容的敘述更加詳盡與完備，下文針對 了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述； 但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。實施 方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作 這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其 他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。 本發明提供一種光學偵測系統，可實施於一顯示螢幕 ❿上。此一光學偵測系統可用以定位與顯示螢幕接觸之物件 (例如使用者的手指、觸控筆或其他物體）在螢幕上的座 標。 根據本發明的原理與精神，可藉由光學偵測系統中的 模組來定位與顯示螢幕接觸之物件。每一模組包含一第一 發光單元與一偵測單元。一般而言，當物件接觸偵測區（舉 例來說，此一偵測區可位於顯示螢幕的顯示面上）時，至 少需要兩個模組才能定位出物件的座標；此外，可利用一 處理單元來處理上述座標並定出物件和偵測區接觸的位 201030578 置。 下文將同時參照第1至3圖來說明此處提出的光學摘 測系統和/或模組的結構與偵測原理。第1圖繪示了將根據 本發明一具體實施例之兩個模組設置於一偵測區周圍的位 置安排。第2圖繪示了根據上述具體實施例之一模組在偵 測物件時的示意圖與所產生的訊號圖。第3圖繪示位於镇 測區中之物件以及該物件成像於光學偵測系統的示意圖。 如第1圖所示’每一模組l〇〇a、100b分別位於债測區 ❹ 202的兩個頂角上’並且朝向偵測區202的方向設置（如 第1圖中虛線箭頭所示之方向）。此時，兩個模組1 〇〇a、 l〇〇b彼此之間分隔一距離S而設置。在此處，所謂每一模 組朝向偵測區202的方向設置係指每一模組的第一發光單 元可朝向偵測區發射第一平面光，且偵測單元可偵測來自 偵測區的反射光。 在本具體實施例中，每一第一發光單元分別包含第一 光源102a、102b以及第一轉換光學鏡片l〇4a、104b，茲分 參述如下。 第一光源102a、102b用以發射具有高方向性的第一準 直光束（collimated light beam)。舉例來說，適當之第一光 源102a、102b可包括一雷射光源；例如紅外線雷射二極體 能夠發射出波長約780、808或850奈米的雷射光。一般而 言，雷射二極體發出之雷射光之發散角度很大，需經過準 直鏡片才能形成準直光；因此，第一光源102a、102b除了 雷射光源之外，尚可包含一準直鏡片。 第一轉換光學鏡片l〇4a、l〇4b裝設於第一光源102a、 201030578 102b的發光路徑上（例如，位於光源前方），且可和第一 光源102a、102b共同運作將第一準直光束轉換為入射至债 測區202内的第一平面光（asheetoflight)。可利用任何能 將準直光束轉換成平面光的鏡片來作為第一轉換光學鏡片 104a、l〇4b;作為例示而非限制’第一轉換光學鏡片1〇4a、 104b可以是一種線光源鏡片（line-generating lens )，例如 是柱狀鏡片（cylindrical lens )。 在任選具體實施例中，線光源鏡片可以快速的轉動或 • 擺動使準直光束能夠掃過偵測區的每一地方。 在任選具體實施例中，上述模組l〇〇a、l〇〇b可更分別 包含阻光元件110a、110b，藉以阻擋或濾除個別第一發光 單元所發出的平面光射入另一模組的偵測單元。具體而 言’阻光元件110a能夠阻檔第一光源1〇2a所發出的光射 入模組100b的偵測單元i〇5b中；而阻光元件ii〇b能夠阻 擋第一光源102b所發出的光射入模組i〇〇a的偵測單元 105a中。一般而言，可藉由適當地擺置每一模組之阻光元 ❹件相對於另一模組之發光單元的相對位置’以達到阻光的 目的。 一般而言’上述第一發光單元發出的平面光會略高於 偵測區202的表面且大致平行於偵測區2〇2的表面。根據 本發明的原理與精神，偵測區2〇2可位於顯示螢幕的顯示 面上。因此’當有一物件（如手指）與偵測區2〇2的表面 (如顯示螢幕的顯示面）接觸時，照射到該物件上之平面 光會被物件反射，形成第一反射光，如第2圖所示。 請再次參照第1圖’在本具體實施例中，每一偵測單 201030578 元包含一導引光學鏡片l〇6a、106b與一偵測器i〇8a、 108b，茲分述如下。 導引光學鏡片l〇6a、106b經配置可接收上述物件所反 射的第一反射光，並將反射光導引至偵測器l〇8a、108b。 一般來說’可將導引光學鏡片l〇6a、l〇6b裝設於偵測器 108a、108b偵測反射光的路徑上（例如位於偵測器前方）； 如此一來’偵測器108a、108b就可以接收由導引光學鏡片 106a、106b所導引的反射光’且可藉由所接收到的反射光 0 將物件的影像成像於偵測器108a、108b上。 可利用任何能夠將反射光導引至偵測器並於偵測器上 成像的光學鏡片來作為導引光學鏡片l〇6a、106b，其實施 例包括但不限於：單一凸透鏡與複合鏡片組。上述複合鏡 片組可由複數個透鏡排列而成，舉例來說，可將複數個凸 透鏡排列成一列或陣列的形式；或者是也可以將凸透鏡和 凹透鏡的組合排列成一列或陣列，只要能導引反射光使其 成像於偵測器上即可。在本具體實施例中，導引光學鏡片 φ 為單一凸透鏡。 一般而言’可利用能夠偵測一維位置訊號的元件來作 為此處所述的偵測器，其實施例包括但不限於：線性互補 金屬氧化半導體（linear CMOS )、線性電荷藕合元件（linear CCD )與光學位置感知元件（optical position-sensing detector) ° 在任選的具體實施例中，每一偵測單元可更包含一紅 外線高通渡光元件（infrared long pass filter)(圖中未繪 示）’藉以濾除進入偵測器108a、108b的可見光。具體來 11 201030578 說，紅外線高通濾光元件可允許波長超過750奈米的紅外 線通過並射入偵測器l〇8a、108b，也就是可濾除波長小於 750奈米的可見光。 舉例來說，在一具體實施例中，光源102a、102b可包 含發射波長約850奈米的紅外線雷射二極體並搭配一準直 鏡片；且偵測單元包含紅外線高通濾光元件，如此一來， 偵測器108a、108b較不容易受到周圍可見光的干擾，而能 夠提升彳貞測效能。 ❿ 可任選地將紅外線高通濾光元件以薄層的形式設置於 偵測器108a、108b之入光表面（朝向導引光學鏡片之面） 上’或者是可將紅外線南通濾光元件以薄層的形式設置於 導引光學鏡片的入光表面（朝向偵測區之面）或出光表面 (朝向偵測器之面）；又或者是，可將紅外線高通濾光元件 設計成單獨的元件並配置於導引光學鏡片的入光表面之前 或是導引光學鏡片與偵測器之間。 睛參照第2圖，以模組l〇〇b為例，導引光學鏡片1〇价 ⑩與偵測器l〇8b可共同運作而利用反射光在偵測器⑴訃上 成像。如第2圖所示，當兩根手指位於偵測區内時，偵測 器108b (線性感測器）可彳貞測到分別由這兩根手指所產生 的反射光之訊號，並利用這些訊號成像，請參見第2圖左 方^示的訊號-位置圖，其中縱軸代表訊號強度而橫轴為偵 測器上之相對位置。作為例示而非限制，由此一位置訊號 圖可以看出，偵測單元偵測到了兩根手指的尖部與偵測範 圍相接觸。 在本實施例中，光學偵測系統更包含一處理單元（第 12 201030578 1圖中未繪示），此一處理單元可利用三角定位法來計算物 件接觸偵測區時的位置。一般來說，此一處理單元應能夠 接收二偵測器l〇8a、l〇8b所偵測到的位置訊號（如代表第 2圖所示之訊號-位置圖的訊號），因此處理單元與二模組之 間必須能夠通訊連接，此一連接可以是有線連接、無線連 接或上述的組合。此外’處理單元可和二模組整合在一起， 或可單獨設置。 舉例來說’當處理單元與二模組單獨設置時，可利用 ❿紅外線、藍芽或其他無線通訊技術而進行通訊連接，或可 利用平行埠或通用序列匯流排（USB)而彼此耦接，當然 也可使用其他有線通訊技術來通訊連接。而當處理單元與 二模組整合在一起時，二模組亦可透過平行埠、通用序列 匯流排（USB )或其他技術手段而耗接至處理單元。 接著將以第3圖為例’進一步說明處理單元利用三角 定位法來計算物件接觸偵測區的位置的原理。 在此處’分別以導引光學鏡片l〇6a與i〇6b之中心作 ❿為參考點U5a、115b ;由於光學偵測系統的二模組已放置 於定位’所以也可以得知將二參考點115a、115b連線形成 之線段125的長度S。 在第3圖中，物件300與偵測區接觸，並分別將二模 組之發光單元（未繪示）所發出的平面光反射成二反射光 束120a、120b ’反射光束i2〇a、120b分別穿越導引光學鏡 片106a、l〇6b後’並於偵測器i〇8a、l〇8b上產生位置訊 號而形成物件300之影像3〇〇’a、300，b。 如第3圖所示，導引光學鏡片106a、106b分別有一軸 13 201030578 線130a、130b’且130ab、130分別和線段125形成夾角、 心；由於光學偵測系統的二模組已放置於定位，夾角0^02 的角度也可媒知。 此外，成像於偵測器l〇8a、108b上的影像300’a、300，b 和轴線130a、130b與偵測器的交點之間有一距離，分別是 與AL2;上述距離會隨著物件300和偵測區接觸位置移 動而改變，而處理單元能夠由影像影像3〇〇’a、300’b的成 像位置獲知此一距離AL (包括ΔΙ^與ΔΙ^)。F是導引光學 φ 鏡片l〇6a、106b之焦距（即’由參考點U5a、115b分別 至偵測器108a、108b的垂直距離）。 另一方面’反射光束120a、120b和軸線130a、130b 之間的夾角分別是Αθι與△&;而反射光束120a、120b之 間的夾角為α，且分別和線段125形成夹角&、& ;夾角 AGi、Αθ2、α、A、&同樣會隨著物件300接觸偵測區的位 置移動而改變，其中處理單元可利用以下方程式1來計算 △θη ’其中n=l或2(亦即’ Δθι或Δθ2): ❹ Δθη = arctan (ALn/F) (方程式 1); 接著，處理單元可利用下述方程式2來計算夾角知，其中 n=l或2(即或卢2) · βη = ^η- Δθη (方程式 2 ); 其後，處理單元即可根據A、ft與S進一步定出物件 300在偵測區中的座標（也就是物件300和偵測區接觸的 位置）。 可將此處所述的處理單元實作成任何能夠執行以上運 算步驟的硬體、軟體、勤體或上述之組合。舉例來說，可 201030578 利用電腦中内建的處理器並搭配適當的軟體，來進行運 算，以計算出物件於偵測區内的位置。 根據本發明的原理與精神，此處提出的光學偵測系統/ 模組可用以偵測與一偵測區接觸的物件位置。一般而言， 上述偵測區可以位在顯示螢幕的顯示面上，以使得一般的 顯示螢幕成為具有觸控輸入功能的顯示螢幕；在較理想的 狀況中，偵測區應盡可能涵蓋顯示螢幕的整個顯示範圍。 當可想見，此處所述的顯示螢幕不限於桌上型電腦、膝上 Φ 型電腦、平板電腦等設備的顯示螢幕，亦可涵蓋如電視螢 幕（包括CRT電視、液晶電視、電漿電視）、投影螢幕等 各種顯示設備。 除了上述顯示裝置/螢幕之外，亦可將此處提出的偵測 區運用於其他物體，而使得該物體成為具有觸控輸入功能 的裝置。舉例來說，當一物體上設置了代表特定指令或功 能的區域時，即可利用此光學偵測系統將該物體轉換為能 夠輸入該特定指令或能夠啟動該特定功能之執行的裝置。 φ 根據本發明具體實施例，上述光學偵測系統/模組可整 合於或以可拆卸方式安裝於鄰近一顯示螢幕的周圍，使得 二模組的偵測區可位於此顯示螢幕的顯示範圍中。此處所 謂「顯示螢幕的周圍」係指直接接觸或鄰近（但不必然直 接接觸）顯示螢幕邊緣的位置。舉例來說，上述模組可以 整合於或以可拆卸方式安裝於顯示螢幕的至少一邊緣上。 在較佳的情形中，可將上述二模組分別設置於顯示螢幕一 邊緣的兩端，以使得偵測區能涵蓋顯示螢幕的整個顯示範 圍。 15 201030578 繪示了依照本發明具艘賞施仅 秦上刑 >ιΐΛάίΐ7Ρ 意 第4圖 ij將光學偵測系統 獅運用於膝上型電腦410的承意統4〇〇包含兩個如上 根據本具體實施例，光學偵讲中未繪示），且此二模 述態樣/具體實施例所述的模祖系統包含一處理 組設置於殼體4。2之中。此外’ 設置於殼體4。2中； 單兀（圖中未綠示），此一處该單多的中央處理器（CPU) 或者是，可利用膝上型電腦41〇内建 ❿ 鲁 搭配:Πΐ:式來作為處400的毅體402係以可 圖所不，光學偵測系， 螢幕412的上方 Γ:?方式安裂於膝上型電赠4二盡可能的覆蓋顯示榮 i /使得二模組的#區^02的裝設位置不限於顯 示祕4” J :以裝設於其他邊緣上，只 、上方邊緣上，而ΰ .襄顯示螢幕412的顯示 要一模組的偵測區能夠至少鄯分滴 範圍即可。 lL Α. , #勿括連接線404。連接線 404的一*學偵測系統4〇0加〇SB接頭）用以插入膝 上划具有連接器4_ (例#换線綱的另一端電性 連接至殼體402内的如第1圖所㈣之元件如 此-來，光學俄透過連接線404從膝 上型電腦獲得一由訊號線料學偵測系 統獲取的訊號（或經〇的結果資料)傳遞至膝 上型電腦410的處理器。 維然在本具體實施例中，所述的連接線404兼具電源 傳輸線與訊號傳輸線兩種功能，本發明不限於此。舉例來 201030578 說，光學偵測系統400可另外藉由電源線（圖中未繪示） 連接至外部電源，或可利用設置於殼體402内部的電池（包 括一般電池、二次電池、太陽能電池等）來作為電源；在 此情形中，連接線404僅作為訊號傳輸線之用。 第5圖繪示了依照本發明具體實施例將光學摘測系統 500運用於顯示螢幕512的示意圖。 本具體實施例中所述的光學偵測系統500大致上與上 述光學偵測系統400類似，因而此處不再贅述。 ❿ 如第5圖所示，光學偵測系統500的殼體502係以可 移除（可拆卸）的方式架設於桌上型電腦510之顯示螢幕 512的上方邊緣上’以使得設置於殼體5〇2中的二模組（未 緣示）的偵測區能夠盡可能的覆蓋顯示螢幕512的顯示範 圍。然而，殼體502的架設位置不限於顯示螢幕512的上 方邊緣上，而可以裝設於其他邊緣上，只要二模組的價測 區能夠至少部分涵蓋顯示螢幕512的顯示範圍即可。 在本具體實施例中，殼體502藉由下方的支架5〇6而 _ 架設於固定面（如，桌面）上。當可想見，可藉由適當的 設計’而使得光學偵測系統500能夠適用於多種尺寸的顯 示螢幕。舉例來說，可任選地將支架506設計為可調式， 因此可將殼體502固定於不同的高度；此外，殼體5〇2亦 可任選地設計成伸縮式，因此能夠藉由改變殼體502兩端 之間的距離而適用於不同尺寸的顯示螢幕。光學偵測系絶 500尚包含用以耦接殼體502與桌上型電腦510的連接綠 504 〇 根據本發明的原理與精神，此處提出的光學偵測系统 17 201030578 的偵測區尺寸基本上不受限制；亦即，只要適當地調配兩 模組配置的角度與位置，即可調整摘測區的範圍。 理論上來說，當欲將光學m统運用於大尺寸的顯 不螢幕時，只要增力口第-光源的強度即可；然而基於安全 考量，實際上可用的光源強度受到一定的規範。實作顯示， 將上述光學偵測系統/模組運用於約3〇吋以下的顯示螢幕 時’光學偵測系統通常能夠有效制與彳貞測區（顯示勞幕） 接觸之物件的位置。然而，當將上述光學偵測系統運用於 ❹大尺寸_示螢幕（如3Gb核以上關μ幕）時，反射 光的訊號可能會略心均勻或略顯不足。 有鑑於此，本發明的另一具體實施例提出了具有較大 偵測區之鮮仙❻置/模組；舉例來說，此光學㈣裝置 /模組適用於大尺寸的顯示螢幕。 在此一具體實施例中，每一模組分別包含一第一發光 單元、至少一第二發光單元與一偵測單元。此處所述的第 一發光單元與偵剛單元的元件結構與配置方式與上文參照 ❿第1_3圖所述的第一發光單元l〇la、l〇lb以及偵測單元 105a、105b相似’且亦可任選地包含上述任選具體實施例 中的元件（如阻光元件與紅外線高通濾光元件）或採用上 述的任選配置方式；因而此處僅介紹第二發光單元的結構 與配置，盡量避免贅述第一發光單元、偵測器的結構與配 置方式。 在本具體實施例中，每一第二發光單元包含一第二光 源以及一第二光學轉換鏡片。第二光源用以發射具有高方 向性的第二準直光束。可利用上述第一光源的實施例作為 18 201030578 此處的弟二光源。 第二轉換光學鏡片裝設於第二光源的發光路徑上（例 如，位於光源前方），且可和第二光源共同運作將第二準直 光束轉換為入射至偵測區内的第二平面光。第二轉換光學 鏡片的實施例和第一轉換光學鏡片相似。 在本具體實施例中，每一模組中第一、第二發光單元 與偵測單元需經過適當的配置，以使得偵測單元的導引光 學鏡片能夠接收第一反射光與第二反射光，並可將第一與 參第二反射光導引至偵測器上，以於偵測器上形成該物件的 影像。 第一發光單元和第二發光單元彼此相隔一距離設置， 但兩者間的相對配置或距離則無特殊的限制，只要每一模 組的第一、第二發光單元都可分別朝向偵測區發出平面光 即可。 舉例來說，第二發光單元和第一發光單元可大致上朝 向同一個方向配置；或者是第二發光單元和第一發光單元 ❿ 可不朝向同一個方向（如，一個向左、另一個向右；或者 是一個向右下、另一個向右上）配置。 在本具體實施例中，使用了複數個發光單元，因而可 提升光學偵測系統在大面積偵測區中的靈敏度與準確度。 具體而言，增加發光單元（相較於利用單一發光單元）可 以提高入射至大面積偵測區中之平面光的強度，且可提升 平面光的均勻度；如此一來，物件受平面光照射而產生的 反射光強度也會提升，因而可提升偵測的靈敏度與準確度。 根據本具體實施例的原理，可依據偵測區面積的大小 201030578 來決定發光單元的數目；通常來說，偵測區面積越大時， 可採用較多（如3個以上）的發光單元，以使光學偵測系 統達到所需的偵測靈敏度準確度。 相似地，本具體實施例提出的光學偵測系統/模組亦可 整合於或以可拆卸方式安裝於鄰近一顯示螢幕的周圍，使 得二模組的偵測區可位於此顯示螢幕的顯示範圍中。舉例 來說，此模組可以整合於或以可拆卸方式安裝於顯示螢幕 的至少一邊緣上。 ❿ 在本具體實施例中，光學偵測系統係利用上文參照第 2-3圖所述的原理與方法，來偵測並計算與偵測區接觸之物 件的位置。 第6圖、第7圖分別繪示將根據上述具體實施例之一 光學偵測系統/模組設置於顯示螢幕周圍之示意圖。 請參照第6圖，其中繪示了將光學偵測系統/模組整合 於顯示螢幕612的上方邊緣。 在本具體實施例中，光學偵測系統包含處理單元（圖 ❹ 面未繪示）以及分別設於顯示螢幕612上方邊緣的二模組 150a、150b。每一模組150a、150b各自包含一第一發光單 元101a、101b、一第二發光單元161a、161b與一偵測單元 105a、105b。 如第6圖所示，每一模組的第一發光單元和第二發光 單元分別朝向不同的方向配置，但皆可朝向偵測區（顯示 螢幕612的顯示區域）發出平面光。此外，每一模組的偵 測單元經配置可接收來自偵測區的反射光。 雖然第6圖中係繪示將此一光學偵測系統/模組整合於 20 201030578 顯不螢幕612的上方邊緣，但本發明不限於此。舉例來說， 可將光學偵測系統/模組整合於顯示螢幕612的左、右側邊 或下邊緣’或者是可將其拆卸地安裝於顯示螢幕612的任 一邊緣（如第4圖與相關說明所闡示的實施例）；又或者 是’可將其架設於顯示螢幕612任一邊緣的周圍，而不直 接與該邊緣接觸（如第5圖與相關說明所闡示的實施例）。 請參照第7圖’其中繪示了將光學偵測系統/模組可拆 卸地安裝於顯示螢幕712的邊緣。 φ 在本具體實施例中’光學偵測系統包含處理單元（圖 面未繪示）以及分別安裝於一殼體180中之二模組170a、 170b，此一殼體ι80為框架的形式，而能夠可拆卸地安裝 於顯不螢幕712的邊緣。每一模組17〇a、17〇b各自包含一 第一發光單兀101a、l〇ib、二第二發光單元l61a、163a、 161b、163b 與一偵測單元 1〇5a、1〇5b。 如第7圖所示，每一模組中的第一發光單元與第二發 光單元可以有不同的配置方向，只要其皆可朝向偵測區（顯 φ示螢幕712的顯示區域）發出平面光即可。以第一模組17〇& 為例，第一發光單元101a與第二發光單元l63a的出光側 都是朝向左下m第二發光單S 161a的出光侧則是 朝向右下方配置。此外，每一模組的偵測單元經配置可接 收來自偵測區的反射光® 雖然第7圖中係繪示將此一光學偵測系統/模組設計於 一殼體180中，並以可拆卸的方式圍繞並安裴於顯示螢幕 712的四個邊緣，但本發明不限於此。 舉例來說，殼體180不一定要以框架的形式圍繞整個 21 201030578 幕二的四邊’而可以是條狀(如第4圖與相關說 緣.或^施例）或时型以覆蓋顯示發幕的部分邊 &者疋可將其整合至顯示螢幕712的至少-邊緣（如 .所閣示的實施例);又或者是，可將其架 觸（如第邊緣的周圍’而不直接與該邊緣接 觸（第5圖與相關說明所闡示的實施例）。 ^上的朗可知，此處提供—光學制祕及其包 二示罄L此光學偵測系統可用以偵測並定位-物件接觸 在結構設叶^為Ϊ光學债測系統較習知的光學偵測系統 线實施為電腦輪=統:：容易且經濟將光學制 ======= 範圍當視後動與潤飾’因此本發明之保護 傻附之申請專利範圍所界定者為準。 Φ 【圖式簡單說明】 能更上述和其他目的、特徵、優點與實施例 顯易懂’所附圖式之詳細說明如下： 置於:n會不將根據本發明一具體實施例之兩個模組設 置偵測區周圍的位置安排的示意圖； 時的在制物件 學偵 '測系:區中之物件以及該物件成像於光 22 201030578 第4圖繪示將依照本發明一具體實施例之光學偵測系 統運用於膝上型電腦的示意圖； 第5圖繪示將依照本發明一具體實施例之光學偵測系 統運用於顯示螢幕的示意圖； 第6圖繪示將依照本發明一具體實施例之光學偵測系 統/模組整合於顯示螢幕邊緣的示意圖；以及 第7圖繪示將依照本發明一具體實施例之光學偵測系 統/模組可拆卸地安裝於顯示螢幕邊緣的示意圖。 【主要元件符號說明】 100a、100b、150a、150b、170a、170b :光學偵測模 組 101a、101b :第一發光單元 102a、102b :第一光源 104a、104b :第一轉換光學鏡片 105a、105b :偵測單元 ® 106a、106b :導引光學鏡片 108a、108b :偵測器 110a、110b :阻光元件 115a、115b :參考點 120a、120b :反射光束 130a、130b :軸線 161a、161b、163a、163b :第二發光單元 180、402、502 :殼體 23 201030578 200 :筆記型電腦 202 :偵測區 300 :物件 300’a、300’b :影像 400 :光學偵測系統 404、504 :連接線 410 :膝上型電腦 412 :顯示螢幕 506 :支架 510 :主機 512、612、712 :顯示螢幕 α、1^、/?2、Δθι、Δ02、〜、02:夾角 F :焦距 ALi、AIj2、S ·距離
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