TW201502607A - 使光線被導入導光板進行內全反射的結構 - Google Patents

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Abstract

一種使光線被導入導光板進行內全反射的結構，包括一導光板及一稜鏡；稜鏡與導光板一體成形或藉由一光學膠層相結合；稜鏡的水平端面平行導光板的上端面及下端面；稜鏡的水平端面及斜端面之間最大的角度僅有約20度，可大幅縮短稜鏡的厚度，符合電子產品追求輕薄短小的需求；藉由特別形狀的稜鏡及藉由稜鏡及導光板之間特別的配置方式，使光源以任何角度射向稜鏡的光線，大部分被導入導光板進行內全反射（Total internal reflection，TIR）傳播，因此即使用較低功效的光源，也能讓在導光板進行內全反射的光線達到足夠被偵測的強度；且不需費時費力的調整射到稜鏡的光線的角度。

Description

使光線被導入導光板進行內全反射的結構
本發明係有關利用導光板的觸控裝置，尤其是有關使光線被導入導光板進行內全反射的結構。
有許多結合導光板的觸控裝置，例如美國專利US7432893B2，揭示一種基於被破壞內全反射的輸入裝置(Input device based on frustrated total internal reflection)，係將兩個以上的光源發出的光線分別射入透明板內，進行內全反射傳播光線被設於光源對面圍繞於透明板周邊的光偵測陣列所偵測；當一物件接觸透明板的表面時，光線在透明板內的內全反射將會被破壞，每一接觸將使在透明板內傳播的二條以上的光線被偵測的信號變弱，致使連接的處理可確定接觸的位置和面積大小。
上述美國專利US7432893B2中的光源發出的光線需藉由稜鏡以特定角度射入透明板內，才能在透明板內進行內全反射傳播，該角度的調整很費人力及時間，且光源投射光線的角度也受到嚴格的限制。
又如美國公開專利20130021302，揭示一種用於光學觸控裝置的光連接器(OPTICAL COUPLER FOR USE IN AN OPTICAL TOUCH SENSITIVE DEVICE)，係利用光連接器（Optical coupler）結合導光板，使光源及偵測器相對於導光板可任何方向的配置。
但上述美國專利US7432893B2中配置的各種光連接器具有較大的體積，將使電子產品的重量及體積變大，不符合電子產品追求輕薄短小的需求；且光源射入光連接器的光線的角度仍受到限制，並非以多種角度射入光連接器的光線，均會被光連接器導入導光板內進行內全反射傳播。
為了改良習知光線被導入導光板進行內全反射（Total internal reflection，TIR）的結構，而提出本發明。
本發明的主要目的，在提供一種使光線被導入導光板進行內全反射的結構，藉由特別形狀的稜鏡及藉由稜鏡及導光板之間特別的配置方式，使光源以任何角度射向稜鏡的光線，大部分被導入導光板進行內全反射傳播，因此即使用較低功效的光源，也能讓在導光板進行內全反射的光線達到足夠被偵測的強度；且不需費時費力的調整射到稜鏡的光線的角度。
本發明的另一目的，在提供一種使光線被導入導光板進行內全反射的結構，稜鏡的水平端面及斜端面之間最大的角度僅有約20度，因此可大幅縮短稜鏡的厚度，使稜鏡具有較小的體積，符合電子產品追求輕薄短小的需求。
本發明的使光線被導入導光板進行內全反射的結構，包括：
一個導光板，具有互相平行的一上端面及一下端面；
一個稜鏡，具有一水平端面、一垂直端面、一斜端面及兩側端面；該水平端面的兩端別連接該垂直端面及該斜端面；該兩側端面分別連接該水平端面、該垂直端面及該斜端面；該水平端面與該垂直端面互相垂直；該水平端面與該斜端面之間的角度為10度至20度之間；
其中該稜鏡與該導光板一體成形或藉由一光學膠層相結合其中之一；該稜鏡的水平端面平行該導光板的上端面及下端面；俾使一光源發出的光線穿過該垂直端面後，直接由該上端面射入該導光板內，或被該斜端面反射後，再由該上端面射入該導光板內；然後在該導光板的上端面及下端面之間進行內合反射傳播；即使有些無法在該導光板內進行內全反射傳播的光線，由該導光板射入該稜鏡內後，會被該斜端面反射而再被該稜鏡導入該導光板內進行全反射傳播。
本發明的其他目的、功效，請參閱圖式及實施例，詳細說明如下。
1‧‧‧使光線被導入導光板進行內全反射的結構
10‧‧‧導光板
11‧‧‧上端面
12‧‧‧下端面
13‧‧‧側端面
14‧‧‧光學膠層
20‧‧‧稜鏡
21‧‧‧水平端面
22‧‧‧垂直端面
23‧‧‧斜端面
24‧‧‧側端面
θ‧‧‧角度
30‧‧‧光源
31‧‧‧光線
第1圖為本發明使光線被導入導光板進行內全反射的結構的示意圖。
第2圖為本發明稜鏡的外觀示意圖。
如第1圖所示，本發明使光線被導入導光板進行內全反射的結構1，包括一導光板10及一稜鏡20。
導光板10具有互相平行的一上端面11及一下端面12；導光板10側邊的周緣形成側端面13。導光板10係由可導光的材料製成的可彎曲或不可彎曲板體，例如壓克力板、樹脂板或玻璃板等。
稜鏡20具有一水平端面21、一垂直端面22、一斜端面23及兩側端面24。水平端面21的兩端別連接垂直端面22及斜端面23；兩側端面24分別連接水平端面21、垂直端面22及斜端面23。水平端面21與垂直端面22互相垂直；水平端面21與斜端面23之間的角度θ約為10度至20度之間，最佳為15度。
稜鏡20的水平端面21平行導光板10的上端面11及下端面12；稜鏡20可與導光板10一體成形，且稜鏡20的水平端21連接導光板10的上端面11或下端面12。稜鏡20也可被置於導光板10的上端面11的上方或下端面12的下方，且稜鏡20的水平端21藉由一光學膠層14結合導光板10的上端面11或下端面12；光學膠層14、導光板10和稜鏡20具有相同的光折射率。
光源30被置於稜鏡20的垂直端面22的側邊或抵靠垂直端面22；光源30發出的光線31穿過垂直端面32後，直接由上端面11射入導光板10內，或被斜端面23反射後，再由上端面11射入導光板10內；然後在導光板10的上端面11及下端面12之間進行內合反射傳播，即使有些無法在導光板10內進行內全反射傳播的光線31，由導光板10射入稜鏡20內後，會被斜端面23反射而再被稜鏡20導入導光板10內進行全反射傳播。
本發明藉由特別形狀的稜鏡20及藉由稜鏡20及導光板10之間特別的配置方式，使光源30以任何角度射向稜鏡20的光線31，大部分被導入導光板10進行內全反射傳播，因此即使用較低功效的光源30，也能讓在導光板10進行內全反射的光線31達到足夠被偵測的強度；且不需費時費力的調整射到稜鏡20的光線31的角度。
本發明稜鏡20的水平端面21及斜端面23之間最大的角度僅有約20度，因此可大幅縮短稜鏡20的厚度，使稜鏡20具有較小的體積，符合電子產品追求輕薄短小的需求，能有效改良習知光線被導入導光板進行內全反射的結構。
以上所記載者，僅為利用本發明技術內容之實施例，任何熟悉本項技藝者運用本發明所為之修飾、變化，皆屬本創作所主張之專利範圍。
 
1‧‧‧使光線被導入導光板進行內全反射的結構
10‧‧‧導光板
11‧‧‧上端面
12‧‧‧下端面
13‧‧‧側端面
14‧‧‧光學膠層
20‧‧‧稜鏡
21‧‧‧水平端面
22‧‧‧垂直端面
23‧‧‧斜端面
24‧‧‧側端面
θ‧‧‧角度
30‧‧‧光源
31‧‧‧光線

Claims (6)

  1. 一種使光線被導入導光板進行內全反射的結構，包括：
    一個導光板，具有互相平行的一上端面及一下端面；
    一個稜鏡，具有一水平端面、一垂直端面、一斜端面及兩側端面；該水平端面的兩端別連接該垂直端面及該斜端面；該兩側端面分別連接該水平端面、該垂直端面及該斜端面；該水平端面與該垂直端面互相垂直；該水平端面與該斜端面之間的角度為10度至20度之間；
    其中該稜鏡與該導光板一體成形或藉由一光學膠層相結合其中之一；該稜鏡的水平端面平行該導光板的上端面及下端面；俾使一光源發出的光線穿過該垂直端面後，直接由該上端面射入該導光板內，或被該斜端面反射後，再由該上端面射入該導光板內；然後在該導光板的上端面及下端面之間進行內合反射傳播；即使有些無法在該導光板內進行內全反射傳播的光線，由該導光板射入該稜鏡內後，會被該斜端面反射而再被該稜鏡導入該導光板內進行全反射傳播。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的使光線被導入導光板進行內全反射的結構，其中該水平端面與該斜端面之間的角度為15度。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的使光線被導入導光板進行內全反射的結構，其中該稜鏡的水平端被選擇藉由該光學膠層結合該導光板的上端面或下端面其中之一。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的使光線被導入導光板進行內全反射的結構，其中該稜鏡的水平端被選擇藉由該光學膠層結合該導光板的上端面或下端面其中之一。
  5. 如申請專利範圍第1、2、3或4項所述的使光線被導入導光板進行內全反射的結構，其中該導光板是由可導光的材料製成的可彎曲板體或不可彎曲板體其中之一。
  6. 如申請專利範圍第1、2、3或4項項所述的使光線被導入導光板進行內全反射的結構，其中該導光板是玻璃板。
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