201118689 六、發明說明： 【發明所屬之技術頜域】 【°001] 本發明係有關於一種觸控面板，特別是指一種觸控面 板之具單一偵測模組的位置偵測裝置。 【先前技術】 [0002] 觸控面板（Touch Panel )起源於1 970年代，美國 軍方為軍事用途而發展’丨98〇年代移轉給民間使用，進 而發展為各式用途。現階段由於述求使用便利，所以過 去傳統輸入裝置如鍵盤（Keyboard)、滑鼠（Mouse) 、軌跡球（Trackball)、轨跡點（Track Point)等 產品，已經無#符合市場需求，而觸控面板因具備簡單 操作、容易使用的特性，所以199.9年開始被廣泛應用在 各項消費性電子終端產品上，由過去配角的身分，一躍 成為關鍵零組件之一，甚至將朝向整合性產業方向發展 ，因此備受各界期待。 觸控面板為一貼附在映像'管或液晶顯示器上的輸入裝 置，其功能在於使一般民眾藉由指示器（Pointer)，例 如手指或觸控筆，輕壓顯示器面板上的選項，即可完成 資料傳輸或閱讀螢幕上的訊息。觸控面板的應用範圍相 當廣泛，包括：（1)可攜式電子產品及通訊產品：如P D A、平板電腦、數位攝影機與3 G手機等；（2)金融或 商業用途：如提款機、銷售系統與遠端視訊會議；（3) 工業用途··工薇自動化控制系統、中央監控系統、工作 站作業系統；（4)公共資訊用途：機場、車站或商場的 導覽服務、簡報說明及資料查詢等。 現今，用於偵測指示器壓觸面板之座標係有多種方式 098139655 表單編號A0101 第3頁/共22頁 0982068097-0 201118689 ’例如電容式偵測與電阻式偵測，gp . | —般所稱的電阻式 觸控面板與電容式觸控面板。此外，5目人；丄 現今更有利用光學 方式價測指示器壓觸面板之座標。電F且式觸控面板是一 種觸壓感測裝置，指示器必須施力向τ_ j f壓觸電阻式觸控 面板以產生電阻變化，控制電路才能_㈣示器壓觸 面板之座標。當指示器施力向下_面板時，係會導致 電子裝置受到衝擊甚至用力過大而推甸電子裝置。此外 ，由於電阻式觸控面板必須設置透明電阻層於顯示面板 ，因此會降低面板顯示的亮度。
電容式觸控面板，係設置具有金屬層之示面 板。指示器觸《電容式觸控尹板時’控制電路係會量測 到觸控位置之電容值’進而轉換為位置座標。然而，電 容式觸控面板僅能用於導電材質之指示器，例如手指， 所以電容式觸控面板於使用上係有—定之限制。此外， 由於電容式觸控面板必須設置具有金屬層之玻璃於顯示 面板’所以因此會降低:面板顯示的亮度。
光學式觸控面板，係藉由影像感測器擷取面板之表面 的觸控影像’進而藉由影像處理器處理所擷取之觸控影 像’而计算出指示器壓觸面板之座標。但是，現今光學 式觸控面板仍具有如何清晰擷取觸控影像之問題，若無 法擷取到清晰之觸控影像，影像處理器即無法精確算出 指示器壓觸面板之座標。由於光學觸控面板具有很多優 點’所以近年來發展很多型態之光學式觸控面板，例如 美國申請案公開第2004/0149892Α1號與2009/01469 73 號，以及美國專利第7274352Β2號與7538759Β2號。然 而’上述習用光學式觸控面板之偵測裝置係採用多個光 098139655 表單編號Α0101 第4頁/共22頁 0982068097-0 201118689 源照射面板之表面，如此會提高成本與耗電量。 另外，美國申請案公開第2007/0〇89915Α1號’其利 用一鏡頭、一影像感測器與一菱鏡’鏡頭與影像感測器 之間設置菱鏡，鏡頭顯示之觸控影像經由菱鏡折射至影 像感測器，以供影像感測器擷取。由於，此習用技術利 用菱鏡將觸控影像折射至影像感測器，所以成本較高， 且結構較為複雜。此外，此習用技術之設計方式，並無 法適用於具反射材質的指示器。 ❹ 〇 此外，以上所提之位置偵測裝置大部分都需要使用至 少兩個偵測模組，以從不同角度撤取觸控影像。雖然美 國專利第7274356Β2號與美國申請案公開第 2009/0146973Α1號，係提出使用單一感測器在搭配數個 鏡子分別女裝於相鄰的感測區域之'邊輕'，其用意為希望 能透過鏡子顯示感測區域的不同角度的影像。但是，其 運用於多點觸控時，係不容易分辨鏡子所產生的虛假影 像與實際在觸控區域中的真實物體，此問_將提高影像 處理器的運算複雜度’甚至進—步造成辨識錯誤，而無 法精確得知指示器壓觸面板之、座 因此’本發明即針對上述問題而提出一種觸控面板之 位置偵測裝置’其僅具有單—侧模組，而不僅可改善 上述習用缺點，又可達到降低成本、減少厚度與耗電量 之目的’以解決上述問題。 [0003] 098139655 本發月之目的之，在於提供一種觸控面板之位置偵 測裝置’其僅藉由單_偵簡组並搭配設於不同位置之 兩鏡面體’即可擁取觸 矣倾Α_ /控面板之表面的*同位置的觸控 09820680 表單編號Α0101 第5頁/共22 ¥ 201118689 影像，而依據不同位置之觸控影像，以得知指示器壓觸 觸控面板之座標，由於本發明僅具有單一偵測模組，戶斤 以可達到降低成本之目的。 本發明之目的之一，在於提供一種觸控面板之位置γ負 測裝置，其由於影像感測器之設置方式為橫躺而平行於 觸控面板，所以可減少觸控面板之整體厚度。 本發明之目的之一，在於提供一種觸控面板之位置 <負 測裝置，其藉由設置光傳輸元件於觸控面板之邊緣，以 傳輸光源所產生之光線，而均勻照射於觸控面板之表面 ，讓偵測模組可清晰擷取到觸控面板之表面的觸控影4象 ，以可精確得知指示器壓觸面板之位置。 本發明觸控面板的位置偵測裝置，其僅具有單一偵ί貝α 模組，更包含至少一光源、一第一鏡體與一第二鏡體， 光源設置於觸控面板之邊緣，用於產生光線而照射於觸 控面板之表面，第一鏡體與第二鏡體分別設置於觸控面 板之一邊緣的兩端，以顯示觸控面板之表面的一第一 控影像與一第二觸控影像，偵測模組設置於觸控面板t 邊緣，且位於第一鏡體與第二鏡體之間，以擷取第一@ 體與第二鏡體所顯示的第一觸控影像與第二觸控影像， 而依據不同位置的第一觸控影像與第二觸控影像，得去〇 一指示器壓觸該觸控面板之座標。 此外，本發明更包含至少一光傳輸元件，其連接光* 並設置於觸控面板之至少一邊緣用以傳輸該光線，如在匕 運用光傳輸元件傳輸光線而照射觸控面板之表面，可有 效降低成本，且提高光線照射觸控面板之表面的均勻1 〇 098139655 表單編號A0101 第6頁/共22頁 201118689 【實施方式】 [0004] 茲為使貴審查委員對本發明之技術特徵及所達成之 功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖 及配合詳細之說明，說明如後： 首先，請參閱第一圖，係本發明之一較佳實施例之位 置偵測裝置設置於觸控面板的上視圖。如圖所示，本發 明觸控面板之位置偵測裝置係包含至少一光源20、一第 一鏡艎23、一第二鏡體25與一偵測模組30，光源20設置 於一觸控面板10之邊緣。於此實施例中，兩光源20係設 〇 置於觸控面板10之一長邊緣的兩端，以用於產生光線而 照射於觸控面板10之表面。第一鏡體23與第二鏡體25分 別設置於觸控面板1〇之邊緣的第一端與第二端，以顯示 觸控面板10之表面的一第一觸控影像與一第二觸控影像 。由於第一鏡體23與第二鏡體25設置於不同位置，所以 可顯示觸控面板10之不同角度的觸控影像，以供偵測模 組3〇擷取。於此實施例中，錄爽2:3兴第二鏡體25係 設置於觸控面板10之另一長邊緣的=爾_。 〇 復參閱第一圖，偵測模組30設置於觸控面板10之邊緣 ，且位於第一鏡體23與第二鏡體25之間，以用於擷取第 一鏡體23所顯示之第一觸控影像與第二鏡體25所顯示之 第二觸控影像，如此即擷取到觸控面板1〇表面之不同位 置的觸控影像’而供影像處理器（圖未示）依據偵測模 組30所擷取到之第一觸控影像與第二觸控影像，而計算 出一指示器（Pointer)壓觸觸控面板1〇之座標，進而 傳送至系統主機，以執行對應之系統功能。上述指示器 例如為使用者之手指或者觸控筆。於此實施例中，偵測 098139655 表單編號A0101 第7頁/共22頁 0982068097-0 201118689 模組30設置於觸控面板10之長邊緣的中間，且本發明之 第一鏡體23與第二鏡體25之一較佳實施例為一柱面鏡。 由上述說明可知，本發明僅需單一偵測模組3〇及兩鏡 體23與25，即可擷取到觸控面板10之表面之不同位置的 觸控影像，以供影像處理器依據不同位置之第一觸控影 像與第二觸控影像，而計算出指示器壓觸觸控面板1〇之 座標。由於本發明之位置偵測裝置僅需要單一偵測模組 30，所以可有效降低成本。 本發明為了讓光源20之光線可均勻照射於觸控面板1〇 之表面，更可包含有至少一光傳輪元件21。於此實施例 中，觸控面板10之三個邊緣係分刿設置有光傳輸元件21 ，該些光傳輸元件21分別連接於米源20，用於傳輸光線 而均勻照射觸控面板1〇之表面。光傳輸先件21之實施例 可為壓克力或者光纖（0ptical Fiber) ’而光源2〇之 一較佳實施例可為一 LED燈。由於本發明利用較少之光源 20即可均勻照射觸控面板10之表面，所以相較於習用技 術必須使用多個光源，本發明係可降低成本與降低耗電 量0 復參閱第一圖，本發明在觸控面板1〇之邊緣更設有一 第一放大鏡40與一第二放大鏡42 ’第一放大鏡40設置於 第一鏡體23與偵測模組30之間’以放大第一鏡體23所顯 示之第一觸控影像。第二放大鏡42設置於第二鏡體25與 偵測模組30之間，以放大第二鏡體25所顯示之第二觸控 影像。藉由第一放大鏡40與第二放大鏡42放大第一鏡體 23與第二鏡體25所顯示之第一觸控影像與第二觸控影像 ’可讓偵測模組3〇更请晰擷取第一觸控影像與第二觸控 098139655 第8頁/共22頁 表單編號A0101 201118689 影像。 Ο 請參閱第二圖，係本發明之另一較佳實施例之位置债 測袭置設置於觸控面板的上視圖。如圖所示，此實施例 不同於上一實施例在於，此實施例之觸控面板10更加設 有兩個光源20，其可設置於觸控面板10之另一長邊緣的 兩端，也就是四個光源20分別設置於觸控面板10之四個 角落，並連接設置於觸控面板1〇之三邊緣的光傳輸元件 21，以增加光線照射觸控面板10的亮度。本實施例主要 是運用於大面積之觸控面板1而.....可增設光源20於觸控 面板10。 Ο 請參閱第三圖與第四圖’係本發明之一較佳實施例之 位置偵測裝置之偵測模組的立體圖與前視圖。如圖所示 ，本發明之偵測模組30包含〆板體32、一第一平面鏡34 、一第二平面鏡35與一影像感測器36。第一平面鏡34與 第二平面鏡35分別設置於板體32上方，且第一平面鏡34 與第二平面鏡35相鄰，第一平面鏡34與第二平面鏡35分 別相對於第一鏡體23與第二鏡體25。第一平面鏡34與第 二平面鏡35分別呈一角度設置於板5體32，此角度為43度 〜45度之間，而較佳角度為45度。板體32更設有一第一 開孔31與一第二開孔33，第一開孔31與第二開孔33之設 置方式相同，第一開孔31與第二開孔33之位置相對於第 一平面鏡34與第二平面鏡35。影像感測器36設置於板體 32之下方而對應第一開孔31與第二開孔33，且相對於第 一平面鏡34與第二平面鏡35。 第一平面鏡34與第二平面鏡35用於顯示第一鏡體23與 第二鏡體25所顯示之第一觸控影像與第二觸控影像，而 098139655 表單編號Α0101 第9頁/共22頁 0982068097-0 201118689 影像感測器36經由第一開孔31與第二開孔33而擷取到第 一平面鏡34與第二平面鏡35所顯示之第一觸控影像與第 二觸控影像，並傳輸所擷取到之第一觸控影像與第二觸 控影像至影像處理器。指示器壓觸觸控面板10時，因為 指示器會擋住光線，所以被指示器所壓觸之位置即會產 生一黑影，如此影像感測器36所擷取到之第一觸控影像 與第二觸控影像中也會具有黑影，因此影像處理器處理 擷取到之第一觸控影像與第二觸控影像，而計算出第一 觸控影像與第二觸控影像中之黑影的位置，即可得知指 示器壓觸觸控面板10之座標。 由於本發明設置第一鏡體23與第二鏡體25於觸控面板 10之邊緣的兩端，所以第一鏡體23與第二鏡體25可以在 不同位置顯示觸控面板10之表面的影像，即藉由第一鏡 體23與第二鏡體25顯示不同位置之第一觸控影像與第二 觸控影像，以供偵測模組30擷取到不同位置之第一觸控 影像與第二觸控影像，如此影像處理器即可依據偵測模 組30所擷取到之第一觸控影像與第二觸控影像，而計算 出第一觸控影像與第二觸控影像中之黑影的所在位置， 以得知指示器壓觸觸控面板10之座標，並將觸控座標傳 送至系統主機，以供系統主機執行對應之系統功能。 本發明之位置偵測裝置僅具有單一偵測模組3 0與第一 鏡體23和第二鏡體25，即可擷取到觸控面板10之表面的 不同位置之觸控影像，所以結構簡單，可降低成本。此 外，因偵測模組30之影像感測器36是以橫躺之方式而相 對於第一平面鏡34與第二平面鏡35，即影像感測器36平 行於觸控面板10之表面，而不需以直立方式設置於觸控 098139655 表單編號A0101 第10頁/共22頁 0982068097-0 201118689 面板10，所以可有效降低觸控面板10之整體厚度。 第四圖僅為本發明之一實施例，並不限定本發明之實 施方式僅為第四圖實施方式。若不考量觸控面板10之整 體厚度下，影像感測器36可採用站立之方式設置於觸控 面板10，即影像感測器36與觸控面板10之表面呈垂直。 此外，本發明亦可不需要設置板體32，而直接將第一平 面鏡34與第二平面鏡35設置於觸控面板10，而影像感測 器36設置於第一平面鏡34與第二平面鏡35之下方。 復參閱第四圖，本發明之债測模組30更包含有一鏡頭 〇 38 ’其設置於板體32之下方，而位於第一平面鏡34與第 二平面鏡35之下方，而影像感測器36則設置於鏡頭38之 下方。鏡頭38用於調整影像感測器36擷取第 < 平面鏡34 與第二平面鏡35所顯示之第一难控影像灰第二觸控影像 的焦距，以讓影像感測器36可清晰擷取到第一平面鏡34 與第二平面鏡35所顯示之第一觸控影像與第二觸控影像 。鏡頭38係設置於一鏡頭殼體39内，，而可上下移動以調 整焦距。 / j 〇 - 請參閱第五圖，係本發明之一較佳實施例之位置偵測 裝的固定殼體與框架的立體圖。如圖所示，本發明更包 含一框架22與至少一固定殼體24，框架22設置於觸控面 板10 (參閱第一圖與第二圖），而位於觸控面板10之邊 緣。固定殼體24設置於框架22，以用於固定光傳輪元件 21於觸控面板1〇之邊緣。固定殼體24呈半圓形，以固定 光傳輸元件21 ’而可以供光線照射於顯示面板1〇之表面 。此外，固定殼體24之材質可為白色材料，以將背面光 集中於觸控面板10之表面。另外，框架22與固定殼體24 098139655 表單編號 A0101 第 11 頁/共 22 頁 0982068097-0 201118689 可為一體成形。本發明亦可不需設置框架22於觸控面板 10，而直接將固定殼體24設置於觸控面板10之邊緣，以 固定光傳輸元件21。 請參閱第六圖，係本發明之一較佳實施例之位置偵測 裝置的固定殼體與固定座的立體圖。如圖所示，本發明 更包含一固定座26與兩連接管27，連接管27設置於固定 座26之一侧並連接固定殼體24 (參閱第五圖），固定座 26用於固定光源20 (參閱第一圖）。此實施例運用於第 一圖採用兩個光源20之方式，第一圖之光傳輸元件21係 插入於連接管27，而固定於固定殼體24。光源2 0固定於 固定座26而產生光線，光線經由固定座26之側面照射於 位於連接管27之光傳輸元件21，光傳輸元件21即傳輸光 線，而使得光線均勻照射於觸控面板10之表面。 請參閱第七圖，係本發明之另一較佳實施例之位置偵 測裝置的固定殼體與固定座的立體圖。此實施例係運用 於第二圖採用四個光源20之方式。如圖所示，固定座28 之一側面僅設有一連接管29，光源20固定於固定座28， 而第二圖之光傳輸元件21係插入於連接管29。 綜上所述，本發明觸控面板之具單一偵測模組的位置 偵測裝置，其包含光源、第一鏡體、第二鏡體與偵測模 組，光源用於產生光線而照射於觸控面板之表面，第一 鏡體與第二鏡體分別設置於觸控面板之邊緣的兩端，以 顯示觸控面板之表面的第一觸控影像與第二觸控影像， 偵測模組設置於觸控面板之邊緣並位於第一鏡體與第二 鏡體之間，以擷取第一鏡體與第二鏡體所顯示之第一觸 控影像與第二觸控影像，如此即可擷取不同位置之第一 098139655 表單編號A0101 第12頁/共22頁 0982068097-0 201118689 鏡體與第二鏡體所顯示之第一觸控影像與第二觸控影像 ，而依據第一觸控影像與第二觸控影像，得知指示器壓 觸面板之座標。由於，本發明之偵測裝置僅需單一偵測 模組，且結構簡單，如此，即可達到降低成本、減少厚 度之目的。 故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利 用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提 出發明專利申請，祈鈞局早曰賜准專利，至感為禱。 ❹ 惟以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非 用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利 範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與 修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍内。 [0005] 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明之一較佳實施例之位置偵測裝置設置於 .， 1' 觸控面板的上視圖； 〇 第二圖係本發明之另一較佳實施例之位置偵測裝置設置 於觸控面板的上視圖； 第三圖係本發明之一較佳實施例之位置偵測裝置的偵測 模組的立體圖； 第四圖係本發明之一較佳實施例之位置偵測裝置的偵測 模組的前視圖； 第五圖係本發明之一較佳實施例之位置偵測裝置的固定 殼體與框架的立體圖； 第六圖係本發明之一較佳實施例之位置偵測裝置的固定 098139655 殼體與固定座的立體圖；以及 表單編號A0101 第13頁/共22頁 0982068097-0 201118689 第七圖係本發明之另一較佳實施例之位置偵測裝置的固 定殼體與固定座的立體圖。 【主要元件符號說明】 [0006] 10 觸控面板 20 光源 21 光傳輸元件 22 框架 23 第一鏡體
24 固定殼體 25 第二鏡體
26 固定座 27連接管 28固定座 29連接管 30偵測模組 31第一開孔 32板體 33第二開孔 34 第一平面鏡 35 第二平面鏡 36 影像感測器 38鏡頭 39鏡頭殼體 41 第一放大鏡 42 第二放大鏡 098139655 表單編號A0101 第14頁/共22頁 0982068097-0