TW201142405A - Optical touch display module - Google Patents

Description

201142405 PT2010012 34493twf.doc/I 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種顯示器，且特別是一種光學觸控 顯示模組。 【先前技術】 習知技術中有多種實現觸控介面的方式。舉例而 言’有些習知液晶顯示器在面板上貼附一層觸控膜，來達 成電容式或電阻式觸控。或者，亦有習知技術將微小的觸 控元件作在液晶顯示面板内。然而，在面板上貼附一層觸 控膜或將微小的觸控元件作在液晶顯示面板内均會影響液 晶顯示器的光穿透率’導致液晶顯示器的光學品質下 另有習知技術採用光學感測的方式來判斷手指或觸 控筆相對於螢幕的位^舉例而言，這些習知技術可採用 捕捉暗點或亮點（即手指或筆觸碰螢幕所形成的暗點 或’U點）的方式來判斷手指的位置，以下以暗點為舉例說 明。 通常為了使暗點能夠清楚可辨，並降低翻的機率，可提 供良好且均句的光源’錢暗點相對背光雜為明顯。這 些背光源的赵減可以錢幕之顯㈣祕賴附反光 條或發光條，但此種貼附的方式在使用一段時間後，便容 易產生脫料情況’而大大降低觸控的功能，且採用貼附 的方式亦會耗費人力’且以人力貼附的精準度亦會不穩定。 201142405

PT2010012 34493twf.doc/I 【發明内容】 本發明提供一種光學觸控顯干描 ^ 光源所提供之光線具有較佳的；;質。、、、，’”猎由導光片使 ，發_-實施例提出—種光學觸控顯示料 括一頒示元件、至少三個導光^{盘 、、，、包 組。顯示元件具有。導光片配^^學觸控模 且各導光片具有彼此相對的_4面周邊， 間的-tH光面。光學觸控模組配置钢 光面之 控模組包.魏板、—感測單元叹=光學觸 光源連接至電路板-¾ 面Ί原發出4線經由導^片之入光面 刀入先 至顯不面前’以與導光片定義出 ^門&而傳送 控物體進入此感測空間時，$ 二j工間。备至少一觸 成的光線變化。 _早4測_控物體所造 本發明的-實施例提出—種光學觸 括-顯示元件、-框架、兩個光ϋ、=’其包 片以及複數個不可見光光源。呈數個導光 :=示元件外部且具有一矩形有卜 不面亚與顯示面形成一間隙，以將露出之蚊精顯 方定義為—感測空間。光學觸 面的上 於矩形開口之二相鄰角落處。各光=⑽、内，且仅 測窗，朝向感測空間。導光片 ；二：J有1 且位於光學觸控模組旁。各導光片具有位::； 5 [£].

201142405 PT2010012 34493twf.d〇c/I 光面以及與入光面垂直之一出光面，且出光面面向感測空 間。不可見光光源面向入光面。各不可見光光源提供不可 見光經由入光面與出光面而均勻地傳送至感測空間。當一 觸控物體進入感測空間時，光學觸控模組經由感測窗感測 到該觸控物體所造成的光線變化。 ~ 基於上述，在本發明的上述實施例中，觸控顯示器藉 由配置在顯示面周邊的導光片，以及將與感測單元相互電 性連接的光源配置在導光片的至少其中一側，以使光源所 產生的光線在感測空間中有較均勻的出光品質，進而提高 觸控顯示器的觸控效能。 ^ 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 圖1是依照本發明一實施例的一種光學觸控顯示模組 的俯視圖。請參考圖1，在本實施例中，觸控顯示器10包 括二個光學觸控模組1〇〇、一顯示元件200、一框架3〇〇 與四個導光片400，在本實施例中，顯示元件200例如是 一液晶顯示元件，其包括組裝在一起的一液晶顯示面板 21〇與一背光模組22〇。惟本實施例並未以此為限。在圖1 中為清楚表示構件之間的關係，因此顯示元件2〇〇與框架 300皆以虛線繪示。顯示元件200具有一顯示面S1。光學 觸控模組100配置在顯示面S1旁。在此並未對光學觸控 換組100的數量予以限制，本實施例藉由一排線5〇使三個

201142405 PT2010012 34493twf.doc/I 光學觸控模組⑽互相連接，l㈣—界面⑼連接至 業平台40，其中在本實施例中，界面6〇是一萬用連接蜂 匯流排(職ersal serial bus ’ USB)，而在其他未緣示的實施 例中，亦可為其他时傳輸職之相關界面。此舉更 觸控物體20進行定位’並將定倾之訊賴送至作業平台 40 ’以使作業平台40判斷出觸控物體2〇相對於顯示面^ 所顯示之晝面的位置’進而實現馳魏。惟本實施例僅 是本發明之-較佳實施例。據此，赠續說明中亦僅以豆 中之一的光學觸控模組10〇進行標示及描述。 ’、 圖2A是圖1的光學觸控顯示模組的局部剖視圖。請 同時參考圖1及圖2A，框架30G組設於顯示元件綱的外 部且具有—矩形開口 310。再者，框架300於矩形開口 310 處具有朝向顯示面si延伸的-邊框320,此邊框32〇遮蔽 部分顯示面S1並與顯示面S1形成—間隙G1，並將露出 的部份顯示面S1的上方定義為一感測空間p卜上述三個 光學觸控模組⑽便設置在間隙G1内且位於矩形開口 31〇 的任意三個相㈣落處。各光學觸賊組i⑻均具有一感 測® 110 ’朝向感測空間p卜此外，導光片彻亦配置在 間隙G1内且位於顯不面S1周邊的光學觸控模、组旁。 各V光片40G具有位於側面的兩個人光面F1與連接在入 光面F1之間並垂直於入光面打的―出光面其中出光 面F2面向感測空間ρ!。 在本貫施例中，於組聚液晶顯示面板21〇、背光模組 220 B守可藉由框架3〇〇將光學觸控模組贈組裝其中。然

201142405 Ρ Γ2010U12 34493twf.doc/I 本發明並未對此限制’目2B是本發明另一實施例的一種

光，控顯示模組的局部剖視圖。請參考圖2B，與圖2A 之^施例不_是’本實_是待液晶顯示元件藉由 别框350與-月框360組裝完成後，再行藉由框架8〇〇 將光學觸控模組7GG固絲液晶顯示邮的周緣處。 換句話說，本實關中的框架綱例如是齡器的外殼結 構。 此外，光學觸控顯示模組1〇還包括多個光源5〇〇，其 電性連接至光學觸控模組1GG且面向導光片働的入光面 F1在本貝施例中，光源5〇〇例如是紅外線等不可見光光 源，惟本貫施例並未以此為限。光源5〇〇所產生 序經由導光片的人光面F1與出mF2而傳送至感^ 空間P1，藉此在感測空間P1旁形成具有均勻亮度的面光 源，其中並藉由從出光面F2傳送出的光線與導光片4〇〇 而定義出上述之感測空間。當觸控物體2〇進入感測空間 P1時’光學觸控模組1〇〇經由感測窗11〇感測到觸控物體 2〇所造成的光線變化，進而得知觸控物體2〇相對於顯示 面S1的位置。 、…'μ 詳細地說，在本實施例中，導光片4〇〇包括一對第一 部件400A與一對第二部件4〇〇B，其中第一部件4〇〇八分 別配置在顯示面S1的長側邊L1處，第二部件4〇〇B則分 別酡置在顯示面S2的短側邊L2處，且第一部件4〇〇A二 長度大於第二部件400B的長度。 圖3是圖1的光學觸控顯示模組中光學觸控模組的方 201142405

PT2010012 34493twf.doc/I 塊圖，其中以實體連接線表示構件之間的電性連接關係， 並以箭號表示構件之間的光線傳送關係。請參考圖1及^圖 3，在本實施例中，光學觸控模組100包括一系統晶片組 120與一電路板130，其中系統晶片組12〇封裝在^路板 130上且此系統晶片組12〇包括一信號處理單元122與一 感測單元124。換句話說，本實施例的系統晶片組12〇'係 以系統晶片（system on chip，SoC )技術將感測單元！ 24與 信號處理單元122整合於單一晶片中。 ® 具體而言’當觸控物體20進入感測空間pi時，由於 觸控物體20改變了感測空間P1中的光線變化，感測單元 124會因此感測到觸控物體2〇所反射的光線（或被觸控物 體20遮蔽住光線），而成像於感測單元124上的即為一亮 點（或一暗點）。此時感測單元124便會產生感測信號傳 送至彳§號處理單元122，而信號處理單元122便據此判斷 出觸控物體20在感測空間pi中的位置。 另一方面’值得注意的是，光源500藉由一纜線W0 • 連接至電路板130 ’以使光源500與系統晶片組120具有 相同的電力來源，亦讓觸控模組10〇可同時控制光源5〇〇 與感測單元124能彼此搭配地啟動或關閉’以達到觸控的 效果。本實施例並未限制光源5〇〇的數量，亦即設計者可 依據導光片400的外型與其配置在顯示面si上的位置與 數量而加以變更。舉例而言，請再參考圖1，由於第一部 件400A的長度較長，因此在本實施例中’便會在其兩側 的入光面F1分別各配置一個光源5〇〇,藉以維持其出光效

201142405 Ρΐ·2υιυυΐ2 34493twf.d〇c/I 能。相反地，第二部件4〇〇Β的長度較短，因此僅需在其 中一側的入光面F1配置光源500即能使第二部件4f〇B ^ 出光效能與第一部件400A的出光效能相同。如此一來， 本實施例便可藉由調整纜線16〇的長度而修正光源5〇〇相 對於電路板130之間的距離。 此外，圖4是本發明另一實施例的一種光學觸控顯示 模組的俯視圖。請參考圖4，在本實施例的光學觸控頻示 模組30中，配置於顯示面S1的周邊的導光片6〇〇包括一 第-部件6GGA與兩個第二部件6_，而兩個光學 組1〇〇分別設置在第二部件_B纟且位於遠離第一^件 6〇〇A的一側。此時’設計者便需調整纜線16〇的長产而 光源500絲置在導光片_的入光面π處並^ 學觸控模組100的電路板13〇進行電性連接。 基於上述，本發明並未限制光學觸控模組1〇〇與光源 5〇〇彼此相互搭配的數量及方式。於本發明另一未繪示的' 實施例中，設計者亦可以—光學驗馳丨⑻並電=接 造成本。據此’設計者可根據感測 二間P1中的先線为佈需求，而對導光片400或6〇〇、 觸控模組100與光源500進行適合的配置。 干 #另外，圖5是本發明另一實施例的一種光學觸控顯示 板組中光學觸控模_方塊圖。請參考圖5，*圖3之垂 施例不同的是，本實施例的電路板33Q為―#性帝ς 板，因此光源500與系統晶片組12〇皆可被封裝^此^路 板330上，並同時利用電路板33〇之可撓性而使光源· 201142405

PT20100J2 34493twf.doc/I 得以延伸或彎折的方式配置在導光片4〇〇的入光面F1，以 達到與上述實施例相同的效果。 综上所述，在本發明的上述實施例中，觸控顯示器藉 由配置在顯7F面周if的導光片，以及將與感測單元相互電 性連接的光源配置在導光片的至少其中一侧，以使光源所 產生的光線在感測空間中有較佳的出光品質，進而提高觸 控顯示器的觸控效能。

抑再者，设計者可依據光源相對於電路板的距離而調整 瘦線的長度’或是以可撓性電路板將㈣、與线晶片組封 裝其上’以同時達到光源與感測單元彼必匕電性連接並使光 源能配置在相對於導光片合適的位置。 此外，V光片與光學觸控模组皆組裝在框架與顯示元 間的間隙中。此舉讓光學觸控顯示模組具有一體化的 。又汁，使其在後續組裝成光學觸控顯示器的工蓺中，無項 擔心外殼與光學觸控模組之間的空間搭配提高^學 觸控顯示模組的適用性。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 j明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 ^發明之精神和範t可作些許之更動與潤飾，故本 發明之保護範圍當紐附之φ請專鄉圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 光學觸控顯示模組 圖1是依照本發明一實施例的一種 的俯視圖。

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201142405 PT2010012 34493twf.doc/I 圖2A是圖1的光學觸控顯示模組的局部剖視圖。 圖2B是本發明另一實施例的一種光學觸控顯示模組 的局部剖視圖。 圖3是圖1的光學觸控顯示模組中光學觸控模組的方 塊圖。 圖4是本發明另一實施例的一種觸控顯示器的俯視 圖。 圖5是本發明另一實施例的一種光學觸控顯示模組中 光學觸控模組的方塊圖。 · 【主要元件符號說明】 10、30 :光學觸控顯示模組 20 :觸控物體 40 :作業平台 50 :排線 60 :界面 100、700 :光學觸控模組 φ 110:感測窗 120 :系統晶片組 122 :信號處理單元 124 :感測單元 130、330 :電路板 160 :纜線 200 :顯示元件 12 201142405

PT2010012 34493twf.doc/I 210 :液晶顯示面板 220 :背光模組 300、800 :框架 310 :矩形開口 320 :邊框 350 :前框 360 :背框 400、600 :導光片 • 400A、600A :第一部件 400B、600B :第二部件 500 :光源 F1 :入光面 F2 :出光面 G1 :間隙 L1 :長側邊 L2 :短側邊 φ P1 :感測空間 S1 :顯示面… 13

Claims (1)

1. 201142405 PT2U1UU12 34493twf.doc/I 七 、申請專利範圍 種光學觸控顯示模組， 包括 一顯示元件，具有 至少三個導以，配置在 片具有彼此相對的兩個入光面與；邊丄各該導光 一出光面； 、連接在該些入光面之間的 顯 示面 顯示面旁，各該光學 至少兩個光學觸控模組，位 觸控模組包括： @ 一電路板； 二^元，封裝在該電路板上；以及 光面旁^接至該電路板錄在部分該些入 尤由方糾源發出光線經由 與該出光面而傳送_ mV光片的5亥入光面 ㈣达至該顯不面前’以與該 義出-感測空間’當至少；片疋 時，該感測單元㈣射貞H心進人該感測空間 關到該觸控物體所造成的光線變 组，示㈣1項所述的光學觸控顯示模 的-對短側邊Ϊ且各對長側邊與彼此相對 各該短側邊相鄰於各該長側邊之間。側邊之間，而 组，專=圍第2項所述的光學觸控顯示模 、·且/、^亥至；二個導光片包括一第 :牛=第—部件配置於該對長側邊的其t之：:1=: 勸別配置於該對短侧邊，且該第一部件的長度= 14 201142405 PT2010012 34493twf.doc/I 第二部件的長度。 ' 4.如申請專利範圍帛3補述的光學觸 組，其中該至少-光源包括配置在該第—部件之相對兩個 入光面的-對第-光源，與配置在各該第二部件的 一入光面的一第二光源。 一 组如專利範㈣2項所述的光學觸控顚示模 、、、，、中該至〉'二個導光片包括一對第一部件與—對笛一、 部件，該.對第-部件分別配置於該對長㈣，該對 件分別配置在鱗_邊，且該第一部件 ^^ 二部件的長度。 X入於忒弟 ,且，61=^專鄉圍帛5項所述的光學觸控顯示槿 、、且其中敍少-辆包括配置在各該第 姨 光源，與配置在各該第二部； 之入先面的多個第二光源。 组請專利範圍第1項所述的光學觸控顯示模 、、’八中各該光學觸控模組更包括： 、 、’見線’連接在該光源與該電路板之間。 組請專利範圍第1項所述的光學觸控顯示模 元接9封裝電路板，該光源、與該感剩單 如9甘=申請專利範圍第1項所述的光學觸控 。且，，、中各該光學觸控模組更包括： 、、核 ^系統晶片組’具有—信號處理單元與該感測單元。 •—種光學觸控顯示模組，包括： 15 201142405 K12U1UUI2 34493twf.doc/I 湖不兀忏 一框架，組設於該顯示元件外 該框架於該矩形開口處星有朝向 -、有一矩形開口， 該邊框遮蔽部份該顯示面並與該^===邊: 的上方定義為-感丄 一九学觸控权組，固宏“崎Ρ日， 之二相鄰角落處，且各該;内’位於該矩形開口 朝向該感測空間；均具有-感測窗’ 於該且ΐ置在該顯示面周邊的該間隙内且位 人二==面=先:具有位於側面的兩個 向該感測空間；以及出光面’且該出光面面 複數個不可見光光源，面 光光源提供不可見光 二入先自各該不可見 地傳送至該感測空Ϊ、Γ些光面與該些出光面而均勻 和摸二#觸控物體進人該感測空間時，該些光學觸 一 <測窗感測到該觸控物體所造成的光線變 豆击如申η月專利範圍第10項所述的光學觸控顯~4 組，^各該光學觸控模組包括： ^模 一二:ί片，性連接該些不可見光光源，·以及 承統s日月紐，封奘尤 括一_單元與〜信號處理單 ^路板上’該系統晶片叙包 a”請專利範圍第〗〗項所述的光學觸控、 16 201142405 PT2010012 34493twf.doc/I 組’更包括： 多條纜線’連接在該些不可見光光源與該電路板之間。 組，如申請專利範圍第u項所述的光學觸控顯示模 分m2中該電路板為一可撓性電路板，該些不可目土、1,、、 封袭於該些光學觸控模見光光源 14.如申請專利範圍第u :性電路板上。 '、，該些導光片包括： 、％的光學觸控顯示模 處；：：-部件，配置於該矩形 j及、 的其中之-長側邊 二部件，分雜置於 租％開口的—對短側邊 紐，^▲如申請專利範圍第14項所 、、其中該些不可見光光源包括：斤吨的光學觸控顯示模 〜對第___ 些入土 不可見光光源，分別酴恶丄 一光面處；以及 置在該第一部件的該 —對笫- 的兮Jtt* 不了見光光源’分別g?怒 Z些入光，其中之—。 Μ在該該對第二部件 組，^由如申請專利範圍第11項所、十' 二中議些導光片包括： 34的光學觸控顯示模 處；第—部件’分別配置於讀„ 乂及 ％開口的一對長側邊 —"* 重士 —立 處。 〜部件，分別配置於議 笔形開口的一對翅側邊 17·如申請專利範圍第16 厅4的光學觸控顯示模 17 201142405 PT2010012 34493twf.doc/I 組’其中該些不可見光光源包括： 面處純’分概置在各該第—部件的該些入光 入光=第二統，相配置在-第二部件的其中之一 組Λ8.包 =請專利範圍第1G項所述的光學觸控顯示模 一第三個光學觸控模組。 19 ·如申5青專利範圍第1 $话 組，更包括： 目弟18韻相光學觸控顯示模 一排線；以及 -界面’電性連接該些光學觸控模組的至少其中之 一’其巾該些光學觸魄組藉㈣麟而互相連接，且該 些光學觸減喊綱糊控物體所造朗光線變 生之觸控訊雜由該界面傳送㈣光學觸控顯示模組。 20. 如中請專利範圍第19項所述的光學觸控顯示 組，其中該些光學觸控模組位於該矩形開口之任咅三、 鄰角落處。 相 21. 如申請專利範圍第19項所述的光學觸控顯示模 組，其中該界面為萬用連接埠匯流排。 、 18