TWI436255B - 光學觸控板以及光學觸控裝置 - Google Patents

Description

光學觸控板以及光學觸控裝置

本發明係關於一種觸控板與觸控裝置，尤指一種光學觸控板以及光學觸控裝置。

一般而言，觸控裝置包括發光模組以及觸控板，發光模組即為發光元件以及導光板，而觸控板則可分為電容式觸控板、電阻式觸控板以及光學觸控板，相對於電容式觸控板以及電阻式觸控板，光學觸控板之成本低廉而具有經濟效應之優勢。

請參閱圖1，其為習知光學觸控板之結構上視示意圖。習知光學觸控板10包括一接觸板101、複數第一發光元件102、複數第二發光元件103、複數第一光學感測元件104、複數第二光學感測元件105、一第一電路板106、一第二電路板107、一第三電路板108以及一第四電路板109、一第一控制單元110以及一第二控制單元111。接觸板101用以被使用者之手指或觸控筆接觸，複數第一發光元件102用以產生複數第一光束B1，且複數第一光束B1係沿著水平方向行進而於接觸板101上方通過，而複數第二發光元件101用以產生複數第一光束B2，且複數第二光束B2係沿著垂直方向行進而於接觸板101上方通過，其中複數第一發光元件102以及複數第二發光元件103係為紅外線發光源，且第一光束B1以及第二光束B2則為紅外線而不被使用者看見。

圖1中，第一電路板106設置於接觸板101之一左側，用以設置複數第一發光元件102於其上，且第三電路板108設置於接觸板101之一右側，用以設置複數第一光學感測元件104以及第一控制單元110於其上，其中每一第一發光元件102對應於一個第一光學感測元件104，且第一控制單元110分別連接於複數第一光學感測元件104。第二電路板107設置於接觸板101之一上方側，用以設置複數第二發光元件103於其上，且第四電路板109設置於接觸板101之一下方側，用以設置複數第二光學感測元件105以及第二控制單元111於其上，其中每一第二發光元件103對應於一個第二光學感測元件105，且第二控制單元111分別連接於複數第二光學感測元件105。

複數第一光學感測元件104用以接收來自複數第一發光元件102之複數第一光束B1，且將接收到之第一光束B1由光能轉換為電訊號，並輸出相對應之電訊號予第一控制單元110。同理，複數第二光學感測元件105用以接收來自複數第二發光元件103之複數第二光束B2，且將接收到之第二光束B2由光能轉換為電訊號，並輸出相對應之電訊號予第二控制單元111。

當習知光學觸控板10運作且接觸板101未被觸碰時，複數第一發光元件102產生複數第一光束B1且複數第一光束B1通過接觸板101之上方而被相對應之複數第一光學感測元件104接收，使得複數第一光學感測元件104輸出對應於第一光束B1之電訊號予第一控制單元110。另一方面，複數第二發光元件103產生複數第二光束B2且複數第二光束B2通過接觸板101之上方而被相對應之複數第二光學感測元件105接收，使得複數第二光學感測元件105輸出對應於第二光束B2之電訊號予第二控制單元111。

接下來請參閱圖2，其為習知光學觸控板被觸碰之結構上視示意圖。

而當習知光學觸控板10運作且接觸板101之某一點被使用者之手指F觸碰時，複數第一發光元件102中之第三個第一發光元件102所產生之第一光束B1被使用者之手指阻擋，使得其第一光束B1無法被相對應之第一光學感測元件104接收，而除了第三個第一發光元件102所產生之第一光束B1之外，其餘的第一光束B1皆被與其相對應之第一光學感測元件104接收，且第一光學感測元件104傳輸相對應之電訊號予第一控制單元110，因此第一控制單元110可根據未輸出電訊號之第一光學感測元件104而得知哪一水平位置有物體存在而阻擋第一光束B1之行進。

同理，複數第二發光元件103中之第五個第二發光元件103所產生之第二光束B2被使用者之手指阻擋，使得其第二光束B2無法被相對應之第二光學感測元件105接收，而除了第五個第二發光元件103所產生之第二光束B2之外，其餘的第二光束B2皆被與其相對應之第二光學感測元件105接收，且第二光學感測元件105傳輸相對應之電訊號予第二控制單元111，因此第二控制單元111可根據未輸出電訊號之第二光學感測元件105而得知哪一垂直位置有物體存在而阻擋第二光束B2之行進。藉由上述運作，第一控制單元110以及第二控制單元111可獲得使用者之手指之所在位置，並輸出對應於其所在位置之觸發訊號。習知光學觸控板之運作情形如上所述。

然而，習知光學觸控板10必須設置大量的第一發光元件102、第一發光元件103以及與其相對應之第一光學感測元件104以及第二光學感測元件105才得以偵測使用者之手指之所在位置，使得習知光學觸控板1必然地需要較高的成本。同理，具有習知光學觸控板之習知光學觸控裝置亦存在有同樣的問題。因此，需要一種可降低成本之光學觸控板以及光學觸控裝置。

本發明之目的在提供一種可降低成本之光學觸控板。

本發明之另一目的在提供一種可降低成本之光學觸控裝置。

於一較佳實施例中，本發明提供一種光學觸控板，包括：一支撐板；一發光元件，用以產生一光束；一光纖，以彎折方式分佈於該支撐板上，該光纖之一第一端用以接收該光束而使該光束穿過該光纖而從該光纖之一第二端輸出，且當該光纖被一物體觸碰時於該光纖內產生一光回波；一光學感測元件，設置於接近該光纖之該第二端之處，用以接收通過該光纖之該光束而輸出對應於該光束之一第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應該光回波之一第二訊號；以及一控制單元，連接於該光學感測元件，用以根據該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰之一接觸位置，並輸出對應於該物體之一觸發訊號。

於一較佳實施例中，該光纖包括複數直線區段以及複數彎折區段，且每一彎折區段位於每二直線區段之間，該複數直線區段係互相平行。

於一較佳實施例中，該支撐板具有一凹槽，設置於該支撐板之一上表面，用以設置該光纖於其中，且該凹槽之形狀係對應於被彎折之該光纖而形成連續S型之外型。

於一較佳實施例中，本發明光學觸控板更包括：一第一電路板，用以設置該發光元件於其上且提供電力予該發光元件；以及一第二電路板，用以設置該光學感測元件於其上且提供電力予該光學感測元件。

於一較佳實施例中，該控制單元根據接收到該第一訊號之一第一時間t1、接收到該第二訊號之一第二時間t2以及該光束於該光纖中之一傳導速度Vf而獲得一觸發距離d，並根據該觸發距離以及該光纖之一總長度而獲得該接觸位置；其中d=(Vf×(t2-t1))/2。

於一較佳實施例中，該控制單元預設有一位置資料庫，用以儲存複數支撐板座標，且當該控制單元獲得該觸發距離時，該控制單元由該位置資料庫中搜尋對應於該觸發距離之該支撐板座標而獲得該接觸位置。

於一較佳實施例中，當該光纖之複數接觸位置被該物體觸碰時，該控制單元根據對應於該複數接觸位置之複數觸發距離而獲得對應於該複數觸發距離之複數支撐板座標，且該控制單元對該複數支撐板座標進行平均計算而獲得該複數接觸位置之一中心接觸位置，並輸出對應於該中心接觸位置之該觸發訊號。

於一較佳實施例中，該光回波由該物體之該接觸位置往該光纖之該第一端行進，且該光回波被該光纖之該第一端反射並由該光纖之該第一端行進至該光纖之該第二端而被該光學感測元件接收。

於一較佳實施例中，該光纖包括：一光纖核心，用以傳輸該光束及該光回波；以及一光纖外層，包覆於該光纖核心，用以使該光束以及該光回波於該光纖核心中進行全反射。

於一較佳實施例中，本發明亦提供一種光學觸控裝置，包括：一光學觸控板，包括：一支撐板；一發光元件，用以產生一第一光束；一光纖，以彎折方式分佈於該支撐板上，該光纖之一第一端用以接收該第一光束而使該第一光束穿過該光纖而從該光纖之一第二端輸出，且當該光纖被一物體觸碰時於該光纖內產生一光回波；一光學感測元件，設置於接近該光纖之該第二端之處，用以接收通過該光纖之該第一光束而輸出對應於該第一光束之一第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應於該光回波之一第二訊號；一控制單元，連接於該光學感測元件，用以根據該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰之一接觸位置，並輸出對應於該物體之一觸發訊號；一另一發光元件，位於該發光元件之一第一側，用以產生一第二光束；以及一導光板，設置於該支撐板之下方，用以引導該第二光束而使該光學觸控裝置發光。

於一較佳實施例中，該光纖包括複數直線區段以及複數彎折區段，且每一彎折區段位於每二直線區段之間，該複數直線區段係互相平行。

於一較佳實施例中，該支撐板具有一凹槽，設置於該支撐板之一上表面，用以設置該光纖於其中，且該凹槽之形狀係對應於彎折之該光纖而形成連續S型之外型。

於一較佳實施例中，本發明光學觸控裝置更包括：一第一電路板，用以設置該發光元件以及該另一發光元件於其上且提供電力予該發光元件以及該另一發光元件；以及一第二電路板，用以設置該光學感測元件於其上且提供電力予該光學感測元件。

於一較佳實施例中，該控制單元根據接收到該第一訊號之一第一時間t1、接收到該第二訊號之一第二時間t2以及該第一光束於該光纖中之一傳導速度Vf而獲得一觸發距離d，並根據該觸發距離以及該光纖之一總長度而獲得該接觸位置；其中d=(Vf×(t2-t1))/2。

於一較佳實施例中，該控制單元預設有一位置資料庫，用以儲存複數支撐板座標，且當該控制單元獲得該觸發距離時，由該位置資料庫中搜尋對應於該觸發距離之該支撐板座標而獲得該接觸位置。

於一較佳實施例中，當該光纖之複數接觸位置被該物體觸碰時，該控制單元根據對應於該複數接觸位置之複數觸發距離而獲得對應於該複數觸發距離之複數支撐板座標，且該控制單元對該複數支撐板座標進行平均計算而獲得該複數接觸位置之一中心接觸位置，並輸出對應於該中心接觸位置之該觸發訊號。

於一較佳實施例中，該光回波由該物體之該所在位置往該光纖之該第一端行進，且該光回波被該光纖之該第一端反射並由該光纖之該第一端行進至該光纖之該第二端而被該光學感測元件接收。

於一較佳實施例中，該光纖包括：一光纖核心，用以傳輸該第一光束及該光回波；以及一光纖外層，包覆於該光纖核心，用以使該第一光束以及該光回波於該光纖核心中進行全反射。

鑑於習知技術之缺陷，本發明提供一種具有多層發光圖案之輸入裝置。請同時參閱圖3以及圖4，圖3係為本發明光學觸控板於第一較佳實施例中之結構上視示意圖，而圖4係為光學觸控板於第一較佳實施例中之結構側視示意圖。光學觸控板20包括一支撐板201、一發光元件202、一光纖203、一光學感測元件204、一控制單元205、一第一電路板206以及一第二電路板207。支撐板201具有一凹槽2011，設置於支撐板201之一上表面2022，且光纖203係於水平方向上以一彎折方式分佈於支撐板201上，光纖203包括複數直線區段2031以及複數彎折區段2032，而每一彎折區段2032位於每二直線區段2031之間，該複數直線區段2031係互相平行，使光纖203形成連續S型之外型，如圖3所示。於本較佳實施例中，光纖203係彎折地被設置於凹槽2011中，且凹槽2011之形狀係對應於被彎折之光纖203而形成連續S型之外型。需特別說明的是，圖4中之光纖203係以直線形式顯示以便於說明，實際上光纖203之分佈方式係如圖3所示。

第一電路板206係設置於支撐板201之一第一側2013，其用以設置發光元件202於其上而提供電力予發光元件202，且發光元件202用以產生一光束B，使光束B由光纖203之一第一端2033進入光纖203中。第二電路板207設置於支撐板201之一第二側2014，其用以設置光學感測元件204於其上且提供電力予光學感測元件204，使光學感測元件204設置於接近光纖203之第二端2034之處而得以接收通過光纖203之光束B。控制單元205亦設置於第二電路板207上且連接於光學感測元件204，當然，用以驅動控制單元205之電力亦由第二電路板207所提供。於本較佳實施例中，支撐板201之第一側2013係為其左側，而支撐板201之第二側2014則為其右側，發光元件202係為發光二極體，且光學感測元件204係為電荷耦合元件(Charge-Coupled Device，CCD)或互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)，而控制單元205係為微處理器。

圖4中，光纖203更包括一光纖核心2035以及一光纖外層2036，光纖核心2035用以傳輸光束B，而光纖外層2036包覆於光纖核心2036，用以使光束B於光纖核心2035中進行全反射，其中光束B係由光纖203之第一端2033進入其光纖核心2035中，且光束B其往光纖203之第二端2034行進。於光纖203之第一端2033上，其設置有一進入區域2033A以及二反射區域2033B，進入區域2033A位於該二反射區域2033B之間，用以供來自發光元件202之光束B進入光纖核心2035中。

接下來說明光束B於光纖203中進行全反射之原理，光束B進行全反射即為光束B不發生折射之情形。請參閱圖5，其為本發明光學觸控板之光纖於第一較佳實施例中不發生折射之局部結構側視示意圖。於本較佳實施例中，光纖203係以玻璃所製成，且玻璃之介質折射率n1約為1.5，而光纖203係位於空氣中被操作，且空氣之介質折射率n2為1。當光束B於光纖203中行進時，其光束B之折射角θ2(亦稱臨界角)為90度係為光折射與光全反射之臨界狀態，且根據司乃爾定律(Snell's Law)：

n1×sinθ1=n2×sinθ2

而可計算得知光束B之入射角θ1約為41.8度。因此可知，當光束B之入射角θ1介於41.8度至90度之間時，光束B會發生全反射。基於上述光全反射之現象，光束B於一發射時間t0被發光元件202產生而由光纖203之第一端2033進入光纖203，接下來光束B穿過光纖203而由光纖203之第二端2034被輸出，且被光學感測元件204接收，如圖6所示。光學感測元件204因應光束B而輸出對應於光束B之一第一訊號S1予控制單元205，使控制單元205於一第一時間t1接收到該第一訊號S1，其中第一訊號S1係光學感測元件204將光束B之光能轉換為電能之電訊號。

請參閱圖7，其為本發明光學觸控板之光纖於第一較佳實施例中被觸碰而產生光回波之結構側視示意圖。當光束B於光纖203中行進且一物體F觸碰光纖203時，由於物體F之介質折射率n3(約為1.4)與空氣之介質折射率n2不同，造成介質折射率之變換，使得一部分光束B繼續往光纖203之第二端2034行進，且該部分光束B受到物體F之影響而於稍晚於第一時間t1之時間被光學感測元件204接收，其中該部分光束B被接收之時間相當接近於第一時間t1，故其延遲之時間可忽略而以第一時間t1作為該部分光束B被接收之時間。而另一部分之光束B則因應物體F之觸碰而產生一光回波R，其中光回波R由光纖203被物體F觸碰之一接觸位置Pt往光纖203之第一端2033行進，且當光回波R投射至其第一端2033上之反射區域2033B時，光回波R被反射區域2033B反射而使其往光纖203之第二端2034行進，且光回波R同樣由光纖203之第二端2034被輸出而被光學感測元件204接收。光學感測元件204因應光回波R而輸出對應於光回波R之一第二訊號S2予控制單元205，使控制單元205於一第二時間t2接收到該第二訊號S2，其中第二訊號S2係光學感測元件204將光回波R之光能轉換為電能之電訊號。於本較佳實施例中，物體F係為使用者之手指。

因此，控制單元205可根據接收到第一訊號S1之第一時間t1、接收到第二訊號S2之第二時間t2以及光束B於光纖203中之一傳導速度Vf而獲得一觸發距離d，並根據該觸發距離d以及光纖203之一總長度L而獲得接觸位置Pt，其中，

d=(Vf×(t2-t1))/2，且Vf=光速C÷n1

於本較佳實施例中，光纖203之總長度L為100公分，且傳導速度Vf係以光速C(3×10⁸ 公尺/秒)÷玻璃之介質折射率n1(亦即1.5)而等於2×10⁸ 公尺/秒。而發射時間t0為0秒，第一時間t1為5奈秒(nanoseconds)，而第二時間t2為10奈秒。計算可獲得觸發距離d為50公分，而由光纖203之總長度L可知，其接觸位置Pt係位於光纖203之中央位置。

接下來請參閱圖8，其為本發明光學觸控板於第一較佳實施例相對應之座標平面之上視示意圖。圖8顯示一對應於光學觸控板20之座標平面X-Y，且座標平面X-Y包括複數支撐板座標，其中每一支撐板座標對應於支撐板201上之光纖203之一個位置。舉例說明，請同時參閱圖3以及圖8，圖3中之光纖203之第一端2033(亦即被設定為接觸位置為0之處)係對應於圖8之一支撐板座標(0,0)，且支撐板座標(0,0)往右方一個座標刻度之位置(亦即被設定為接觸位置為3公厘之處)即為支撐板座標(1,0)，…以此類推，而對應於其接觸位置Pt之座標係為支撐板座標(10,9)，其中每一支撐板座標之刻度約為3公厘。上述複數支撐板座標係預先被儲存於控制單元205中之一位置資料庫2051(請參照圖3)，當控制單元205計算而獲得觸發距離d(亦即50公分)時，控制單元205由位置資料庫2051中搜尋對應於觸發距離d之支撐板座標(10,9)而獲得接觸位置Pt，使控制單元205得以輸出對應於接觸位置Pt(或對應於物體F)之一觸發訊號，藉此執行相對應之指令。

需特別說明的是光纖203之複數接觸位置被觸發之情況。當物體F(亦即使用者之手指)觸碰光學觸控板20，且其光纖203之複數接觸位置被物體F觸碰時，控制單元205藉由上述計算過程計算而獲得對應於複數接觸位置之複數觸發距離，並於位置資料庫2051中搜尋對應於複數觸發距離之複數支撐板座標。最後，控制單元205對複數支撐板座標進行平均計算而獲得複數接觸位置之一中心接觸位置，並輸出對應於該中心接觸位置之觸發訊號。

此外，本發明更提供一第二較佳實施例。請同時參閱圖9以及圖10，圖9係為本發明光學觸控裝置於第二較佳實施例中之結構側視示意圖，且圖10係為本發明光學觸控裝置於第二較佳實施例中之結構上視示意圖。光學觸控裝置2包括第一較佳實施例中之光學觸控板20、一另一發光元件21、一導光板22以及一保護層23，光學觸控板20之結構、操作原理以及運作情形如上所述，故不再贅述，需特別指出的是，光學觸控板20之發光元件202係用以產生一第一光束B1*。

另一發光元件21設置於支撐板201之第一側2011且相鄰於發光元件202，用以產生一第二光束B2*，而導光板22設置於光學觸控板20之支撐板201之下方，用以引導第二光束B2而使光學觸控裝置2發光。保護層23係設置於光學觸控板20之上方，用以保護光學觸控板20而避免光學觸控板20直接與其他物體接觸。保護層23包括複數隔離元件231，設置於保護層23之底部，當隔離元件231設置於光學觸控板20之支撐板301上未有光纖203之處時，隔離元件231可隔離保護層23以及光學觸控板20而避免光學觸控板20被觸發。當保護層23被物體觸碰時，保護層23被觸碰而產生形變，使保護層23伸出於隔離元件231而觸發位於其下方之光學觸控板20，以產生相對應之觸發訊號。於本較佳實施例中，隔離元件231係以紫外線固化油墨(亦即UV油墨)印刷於保護層23之底部而形成。

與第一較佳實施例相同，發光元件202係設置於第一電路板206上，而另一發光元件21亦設置於第一電路板206上，且第一電路板206亦提供電力予另一發光元件21。於本較佳實施例中，另一發光元件21係為發光二極體。綜言之，另一發光元件21以及導光板22係提供光學觸控裝置2一發光功能。

第一較佳實施例與第二較佳實施例中，發光元件202係設置於支撐板201之左側，且光學感測元件204則設置於支撐板201之右側，而光纖203係以水平彎折方式分佈於支撐板201上，但並非以此為限。以本發明之第三較佳實施例之光學觸控板30為例說明，光學觸控板30之發光元件302可設置於支撐板301之上方側，且光學感測元件304則設置於支撐板301之下方側，而光纖303則可以垂直彎折方式分佈於支撐板301上，如圖11所示。

根據上述可知，本發明光學觸控板以及光學觸控裝置係利用光纖中之光束以及光回波而判斷被觸發之位置，以輸出相對應之觸發訊號，且光學觸控板中僅需於接近光纖之第一端之處設置一個發光元件，而於接近光纖之第二端之處設置一個光學感測元件，其光學觸控板即可運作。與習知技術相比，習知光學觸控板必須設置複數發光元件以及與其相對應之光學感測元件，而本發明光學觸控板僅需設置一個發光元件以及一個光學感測元件，明顯地，本發明光學觸控板以及光學觸控裝置可省下可觀的成本，亦可省下原本必須設置複數發光元件以及複數光學感測元件之空間，也就是說，本發明光學觸控板以及光學觸控裝置不但具有成本上的優勢，更可縮小其體積而實施體積輕薄化。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

2．．．光學觸控裝置

10、20、30．．．光學觸控板

21．．．另一發光元件

22．．．導光板

23．．．保護層

101．．．接觸板

102‧‧‧第一發光元件

103‧‧‧第二發光元件

104‧‧‧第一光學感測元件

105‧‧‧第二光學感測元件

106、206‧‧‧第一電路板

107、207‧‧‧第二電路板

108‧‧‧第三電路板

109‧‧‧第四電路板

110‧‧‧第一控制單元

111‧‧‧第二控制單元

201、301‧‧‧支撐板

202、302‧‧‧發光元件

203、303‧‧‧光纖

204、304‧‧‧光學感測元件

205‧‧‧控制單元

231‧‧‧隔離元件

2011‧‧‧凹槽

2012‧‧‧支撐板之上表面

2013‧‧‧支撐板之第一側

2014‧‧‧支撐板之第二側

2031‧‧‧直線區段

2032‧‧‧彎折區段

2033‧‧‧光纖之第一端

2034‧‧‧光纖之第二端

2035‧‧‧光纖核心

2036‧‧‧光纖外層

2051‧‧‧位置資料庫

2033A‧‧‧進入區域

2033B‧‧‧反射區域

B‧‧‧光束

d‧‧‧觸發距離

F‧‧‧物體

L‧‧‧光纖之總長度

R‧‧‧光回波

B1、B1*‧‧‧第一光束

B2、B2*‧‧‧第二光束

n1‧‧‧玻璃之介質折射率

n2‧‧‧空氣之介質折射率

n3‧‧‧物體之介質折射率

Pt‧‧‧接觸位置

S1‧‧‧第一訊號

S2‧‧‧第二訊號

θ1‧‧‧入射角

θ2‧‧‧折射角

X-Y‧‧‧座標平面

圖1係習知光學觸控板之結構上視示意圖。

圖2係為習知光學觸控板被觸碰之結構上視示意圖。

圖3係本發明光學觸控板於第一較佳實施例中之結構上視示意圖。

圖4係本發明光學觸控板於第一較佳實施例中之結構側視示意圖。

圖5係本發明光學觸控板之光纖於第一較佳實施例中不發生折射之局部結構側視示意圖。

圖6係本發明光學觸控板之光纖於第一較佳實施例中發生全反射之結構側視示意圖。

圖7係本發明光學觸控板之光纖於第一較佳實施例中被觸碰而產生光回波之結構側視示意圖。

圖8係本發明光學觸控板於第一較佳實施例相對應之座標平面之上視示意圖。

圖9係本發明光學觸控裝置於第二較佳實施例中之結構側視示意圖。

圖10係本發明光學觸控裝置於第二較佳實施例中之結構上視示意圖。

圖11係本發明光學觸控板於第三較佳實施例中之結構上視示意圖。

20‧‧‧光學觸控板

201‧‧‧支撐板

202‧‧‧發光元件

203‧‧‧光纖

204‧‧‧光學感測元件

205‧‧‧控制單元

206‧‧‧第一電路板

207‧‧‧第二電路板

2011‧‧‧凹槽

2012‧‧‧支撐板之上表面

2013‧‧‧支撐板之第一側

2014‧‧‧支撐板之第二側

2031‧‧‧直線區段

2032‧‧‧彎折區段

2033‧‧‧光纖之第一端

2034‧‧‧光纖之第二端

2036‧‧‧光纖外層

2051‧‧‧位置資料庫

B‧‧‧光束

S1‧‧‧第一訊號

S2‧‧‧第二訊號

Claims (18)

1. 一種光學觸控板，包括：一支撐板；一發光元件，用以產生一光束；一光纖，以彎折方式分佈於該支撐板上，該光纖之一第一端用以接收該光束而使該光束穿過該光纖而從該光纖之一第二端輸出，且當該光纖被一物體觸碰時於該光纖內產生一光回波；一光學感測元件，設置於接近該光纖之該第二端之處，用以接收通過該光纖之該光束而輸出對應於該光束之一第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應該光回波之一第二訊號；以及一控制單元，連接於該光學感測元件，用以根據該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰之一接觸位置，並輸出對應於該物體之一觸發訊號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控板，其中該光纖包括複數直線區段以及複數彎折區段，且每一彎折區段位於每二直線區段之間，該複數直線區段係互相平行。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控板，其中該支撐板具有一凹槽，設置於該支撐板之一上表面，用以設置該光纖於其中，且該凹槽之形狀係對應於被彎折之該光纖而形成連續S型之外型。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控板，更包括：一第一電路板，用以設置該發光元件於其上且提供電力予該發光元件；以及一第二電路板，用以設置該光學感測元件於其上且提供電力予該光學感測元件。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控板，其中該控制單元根據接收到該第一訊號之一第一時間t1、接收到該第二訊號之一第二時間t2以及該光束於該光纖中之一傳導速度Vf而獲得一觸發距離d，並根據該觸發距離以及該光纖之一總長度而獲得該接觸位置；其中d=(Vf×(t2-t1))/2。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控板，其中該控制單元預設有一位置資料庫，用以儲存複數支撐板座標，且當該控制單元獲得該觸發距離時，該控制單元由該位置資料庫中搜尋對應於該觸發距離之該支撐板座標而獲得該接觸位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之光學觸控板，其中當該光纖之複數接觸位置被該物體觸碰時，該控制單元根據對應於該複數接觸位置之複數觸發距離而獲得對應於該複數觸發距離之複數支撐板座標，且該控制單元對該複數支撐板座標進行平均計算而獲得該複數接觸位置之一中心接觸位置，並輸出對應於該中心接觸位置之該觸發訊號。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控板，其中該光回波由該物體之該接觸位置往該光纖之該第一端行進，且該光回波被該光纖之該第一端反射並由該光纖之該第一端行進至該光纖之該第二端而被該光學感測元件接收。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控板，其中該光纖包括：一光纖核心，用以傳輸該光束及該光回波；以及一光纖外層，包覆於該光纖核心，用以使該光束以及該光回波於該光纖核心中進行全反射。
10. 一種光學觸控裝置，包括：一光學觸控板，包括：一支撐板；一發光元件，用以產生一第一光束；一光纖，以彎折方式分佈於該支撐板上，該光纖之一第一端用以接收該第一光束而使該第一光束穿過該光纖而從該光纖之一第二端輸出，且當該光纖被一物體觸碰時於該光纖內產生一光回波；一光學感測元件，設置於接近該光纖之該第二端之處，用以接收通過該光纖之該第一光束而輸出對應於該第一光束之一第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應於該光回波之一第二訊號；一控制單元，連接於該光學感測元件，用以根據該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰之一接觸位置，並輸出對應於該物體之一觸發訊號；一另一發光元件，位於該發光元件之一第一側，用以產生一第二光束；以及一導光板，設置於該支撐板之下方，用以引導該第二光束而使該光學觸控裝置發光。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，其中該光纖包括複數直線區段以及複數彎折區段，且每一彎折區段位於每二直線區段之間，該複數直線區段係互相平行。
12. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，其中該支撐板具有一凹槽，設置於該支撐板之一上表面，用以設置該光纖於其中，且該凹槽之形狀係對應於彎折之該光纖而形成連續S型之外型。
13. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，更包括：一第一電路板，用以設置該發光元件以及該另一發光元件於其上且提供電力予該發光元件以及該另一發光元件；以及一第二電路板，用以設置該光學感測元件於其上且提供電力予該光學感測元件。
14. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，其中該控制單元根據接收到該第一訊號之一第一時間t1、接收到該第二訊號之一第二時間t2以及該第一光束於該光纖中之一傳導速度Vf而獲得一觸發距離d，並根據該觸發距離以及該光纖之一總長度而獲得該接觸位置；其中d=(Vf×(t2-t1))/2。
15. 如申請專利範圍第14項所述之光學觸控裝置，其中該控制單元預設有一位置資料庫，用以儲存複數支撐板座標，且當該控制單元獲得該觸發距離時，由該位置資料庫中搜尋對應於該觸發距離之該支撐板座標而獲得該接觸位置。
16. 如申請專利範圍第15項所述之光學觸控裝置，其中當該光纖之複數接觸位置被該物體觸碰時，該控制單元根據對應於該複數接觸位置之複數觸發距離而獲得對應於該複數觸發距離之複數支撐板座標，且該控制單元對該複數支撐板座標進行平均計算而獲得該複數接觸位置之一中心接觸位置，並輸出對應於該中心接觸位置之該觸發訊號。
17. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，其中該光回波由該物體之該所在位置往該光纖之該第一端行進，且該光回波被該光纖之該第一端反射並由該光纖之該第一端行進至該光纖之該第二端而被該光學感測元件接收。
18. 如申請專利範圍第10項所述之光學觸控裝置，其中該光纖包括：一光纖核心，用以傳輸該第一光束及該光回波；以及一光纖外層，包覆於該光纖核心，用以使該第一光束以及該光回波於該光纖核心中進行全反射。