TWI448943B - 觸控裝置 - Google Patents

Description

觸控裝置

本發明涉及一種觸控裝置。

隨著社會發展和科技進步，介面更人性化，輸入更簡便之帶有觸摸屏之顯示器被廣泛地應用於個人電腦、移動電話、電視、攝影機、測量儀器等顯示器上，尤其是具有高畫質、空間利用效率高、低消耗功率、無輻射等優越特性之薄膜電晶體液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)已逐漸成為市場之主流。

帶有觸摸屏之顯示器通常包括顯示面板及設置於顯示面板上方之觸控屏。觸摸屏根據所用之介質以及工作原理，可分為電阻式、電容式、紅外線式及表面聲波式多種。目前電阻式和電容式較為常用，但其均需要於面板上設置感應電路，結構及製程較為複雜。

有鑒於此，有必要提供一種結構及製程簡單之觸控裝置。

一種觸控裝置，其包括一觸控屏、至少兩個光源模組及一影像攝取模組。該兩個光源模組分別設置於該觸控屏之邊緣，該至少兩個光源模組所發出之光於觸控屏表面形成一交錯分佈之光場。該影像攝取模組之取景端位於該光場之相對於該觸控屏之另一側， 該影像攝取模組之攝取範圍為該觸控屏之全部表面。當一物體與該光場相交時，該影像攝取模組接收該物體反射該光場中之部分光線後之光線。至少一個該光源模組包括一點狀光源及一柱狀導光結構。該導光結構之一端部表面為入光面，該導光結構具有一線狀出光部，該點狀光源面對該入光面設置。該線狀出光部設置於該導光結構之側面，該線狀出光部與該導光結構之延伸方向平行。

該觸控裝置僅需於觸控屏外側設置光源模組及影像攝取模組，結構及製程較為簡單。

100,200,300‧‧‧觸控裝置

12‧‧‧顯示面板

122‧‧‧顯示屏

124‧‧‧保護殼

18‧‧‧影像攝取模組

14,16‧‧‧光源模組

150‧‧‧出光槽

126,128‧‧‧邊框

142,162‧‧‧紅外點光源

144,164‧‧‧導光結構

148‧‧‧光反射層

152‧‧‧導光部

146‧‧‧入光面

180‧‧‧光場

182,184‧‧‧光線

36,38‧‧‧遮光板

32,34‧‧‧點光源

130,132‧‧‧邊框

圖1係本發明第一實施例觸控裝置之立體示意圖。

圖2係圖1中觸控裝置之顯示屏表面形成之光場示意圖。

圖3係本發明第二實施例觸控裝置之立體示意圖。

圖4係圖3中觸控裝置之顯示屏表面形成之光場示意圖。

圖5係本發明第三實施例觸控裝置之立體示意圖。

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

請參閱圖1，本發明第一實施例提供一種觸控裝置100，其包括一顯示面板12、兩個線光源模組14和16及一影像攝取模組18。

本實施例中，該顯示面板12為一液晶顯示面板，可理解，該顯示面板12還可為場發射顯示面板、電漿顯示面板等。該顯示面板12包括一長方形之顯示屏122及一包圍該顯示屏122四個側邊之保護 殼124。該保護殼124用於固定該顯示屏122，以方便顯示面板12可與其他結構，如顯示器底座等相連。該保護殼124具有依次相鄰之四個邊框126、128、130及132，分別對應固定顯示屏122之四個側邊。

該兩個線光源模組14和16分別安裝於保護殼124之相對兩個邊框126和130上。本實施例中，線光源模組14與線光源模組16結構相同，所以，此處僅介紹線光源模組14之結構。

線光源模組14包括一紅外點光源142及一導光結構144，該紅外點光源142可為一發出紅外光線之發光二極體。本實施例中，該導光結構144為圓柱狀，其主軸方向與該邊框126之延伸方向平行。優選地，該導光結構144之長度大於與其所對應之該顯示屏122之側邊之寬度。導光結構144包括導光部152及光反射層148。該導光部152為圓柱狀，其一端部表面為入光面146，用於使光線入射至導光部152內，該紅外點光源142與該入光面146相對設置。該光反射層148設置於導光部152之側面及與入光面146相對之另一端部表面。光反射層148上開設有一出光槽150，該出光槽150延伸方向與邊框126之延伸方向平行且與線光源模組16相對，該出光槽150為去除部分反射層148而形成之槽體。自入光面146入射至該導光結構144內之光線由光反射層148反射後，自該出光槽150出射。優選地，該出光槽150之長度大於或等於與邊框126相鄰之顯示屏122之側邊之寬度，以使出射光線可佈滿整個顯示屏122之表面外側。優選地，自該出光槽150出射之光線大致平行於該顯示屏122之顯示表面。

可理解，該導光結構144還可為截面形狀為橢圓、多邊形等之柱 狀結構，並不限於本實施例。另外，該導光結構144還可為空心管狀結構，其外側面或內側面設置為光反射面，該管狀結構之側面設置出光口，該出光口之延伸方向與其所對應之保護殼124之邊框之延伸方向平行。當然，導光結構144還可為其他結構，如側面出光之光纖結構等。該導光結構144之出光部並不限於出光槽，如於需要出光之位置設置透光材料等。

線光源模組16包括一紅外點光源162及一導光結構164。該紅外點光源162及導光結構164分別與線光源模組14之紅外點光源142及導光板144對應相同。導光結構164之出光槽(圖未示)與線光源模組14相對。如圖2所示，當紅外點光源142及162發出光線時，導光結構144自出光槽150向保護殼130方向發出光線182，導光結構164自出光槽向保護殼126方向發出光線184，光線182和光線184於與顯示屏122外側形成一交錯分佈之光場180，且該光場180於顯示屏122之投影覆蓋整個顯示屏。可理解，該紅外點光源162亦可為其他光源如可見光光源所代替，並不限於本實施例。

122之間之距離，以使影像攝取模組18於無任何物體與光場180發生干擾時，不會攝取到自出光槽150及導光結構164之出光槽出射之光線。

觸控裝置100之觸控原理如下：122122之間之距離，以使影像攝取模組18於無任何物體與光場180發生干擾時，不會攝取到自出光槽150及導光結構164之出光槽出射之光線。

觸控裝置100之觸控原理如下： 調整影像攝取模組18之攝取範圍為整個顯示屏122，並確定顯示屏122各處與影像攝取模組18之攝取範圍之間之座標位置關係。如通過一處理晶片將顯示屏122之四個角落處之已確認座標位置之點與影像攝取模組18之攝取範圍比較分析，以確定顯示屏122各點與影像攝取模組18之攝取範圍之座標位置關係。

一物體如手指靠近顯示屏122表面時，手指會與光場180相交，此時手指會將光場180之紅外光線反射至影像攝取模組18，影像攝取模組18感測該反射光線於影像攝取模組18之攝取範圍內之相對位置，再根據顯示屏122各點與影像攝取模組18之攝取範圍之座標位置關係加以分析，確認手指於顯示屏122表面之座標位置。手指可不必觸摸到顯示屏122，只要手指可與光場180相交即可。

如圖3所示，本發明第二實施例提供一種觸控裝置200。本實施例之觸控裝置200與第一實施例之觸控裝置100相似，不同之處在於該線光源模組16設置於保護殼124之邊框128，而影像攝取模組18設置於保護殼124之邊框132。該影像攝取模組18之攝取範圍為整個顯示屏122之表面。如圖4所示，線光源模組14及16發出之光線於顯示屏122之表面外側形成一光場202，該光場202於顯示屏122之顯示表面之投影覆蓋整個顯示屏122。觸控裝置200之觸控原理與第一實施例之觸控裝置100之觸控原理相同，此處不再贅述。

可理解，該線光源模組14及16還可設置於顯示面板12之其他位置，如顯示屏122表面且靠近保護殼124之邊框處。同樣可理解，線光源模組之個數也可三個或四個，並不限於本實施例。

如圖5所示，本發明第三實施例提供之一種觸控裝置300。本實施例之觸控裝置300與第一實施例之觸控裝置100相似，不同之處在 於本實施例之觸控裝置300採用點光源32及34分別取代第一實施例中之線光源模組14及16。

點光源32安裝於保護殼124之邊框126之中間位置，點光源34安裝於保護殼124之邊框130之中間位置。該點光源32及34之出光角度於與顯示屏122之顯示表面平行之方向較大，可覆蓋整個顯示屏122之表面，如此則光源32及34發出之光線於顯示屏122之表面外側形成一光場(圖未示)。而點光源32及34之出光角度於與顯示屏122之顯示表面垂直之方向上較小，即自點光源32及34出射之光線與顯示屏122之顯示表面平行或接近於平行，以使影像攝取模組18於無任何物體與顯示屏122之顯示表面之光場發生干擾時，不會攝取到來自點光源32及34之光線，為達此目的，本實施例於點光源32及34相對於保護殼124之一側分別設置與顯示屏122之顯示表面平行之遮光板36及38，以截斷自點光源32及34向影像攝取模組18傳輸之光線。觸控裝置300之觸控原理與第一實施例之觸控裝置100之觸控原理相同，此處不再贅述。點光源32與34也可安裝於保護殼124邊框之其他位置，只要兩個點光源發出之光能夠交錯分佈並覆蓋整個顯示屏122之表面即可，當然，也可使用一個點光源加一個線光源之結構。

可理解，還可採用其他方式於顯示屏122之顯示表面之外側形成光場，並不限於本發明實施例之線光源模組及點光源。

本發明實施例之觸控裝置100、200及300僅需於顯示屏外側設置光源模組及影像攝取模組，結構及製程較為簡單。

可理解，本發明之觸控裝置還可應用於電子手寫板等其他需要判定物體座標位置之裝置，並不限於第一至第三實施例之顯示裝置 。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100‧‧‧觸控裝置

12‧‧‧顯示面板

122‧‧‧顯示屏

124‧‧‧保護殼

18‧‧‧影像攝取模組

14,16‧‧‧光源模組

150‧‧‧出光槽

126,128‧‧‧邊框

142,162‧‧‧紅外點光源

144,164‧‧‧導光結構

148‧‧‧光反射層

152‧‧‧導光部

146‧‧‧入光面

130,132‧‧‧邊框

Claims (9)

1. 一種觸控裝置，其包括一觸控屏、至少兩個光源模組及一影像攝取模組，該兩個光源模組分別設置於該觸控屏之邊緣，該至少兩個光源模組所發出之光線於觸控屏表面形成一交錯分佈之光場，該影像攝取模組之取景端位於該光場之相對於該觸控屏之另一側，該影像攝取模組之攝取範圍為該觸控屏之全部表面，當一物體與該光場相交時，該影像攝取模組接收該物體反射該光場中之部分光線後之光線，至少一個該光源模組包括一點狀光源及一柱狀導光結構，該導光結構之一端部表面為入光面，該導光結構具有一線狀出光部，該點狀光源面對該入光面設置，該線狀出光部設置於該導光結構之側面，該線狀出光部與該導光結構之延伸方向平行。
2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中，該至少兩個光源模組分別設置於該觸控屏之相對之兩個邊。
3. 如申請專利範圍第1項該觸控裝置，其中，該至少兩個光源模組分別設置於該觸控屏之相鄰之兩個邊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中，該至少兩個光源模組分別包括一點光源，每個該點光源於平行於觸控屏之方向上之出光角度覆蓋整個觸控屏表面，每個該光源模組進一步包括一遮光元件，該遮光元件設置於該點光源與該影像攝取模組之取景端之間，該遮光元件用於遮擋自該點光源發出至該影像攝取模組之取景端方向之光線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之觸控裝置，其中，該點光源為紅外發光二極體。
6. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中，該導光結構之外表面除該 入光面及該線性出光部外之其他部分設置反射層。
7. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中，該導光結構包括一柱狀導光部及反射層，該導光部用於導引光線，該入光面設置於該導光部之一端，該反射層覆蓋該導光部之外側面除出光部之部分及該導光部之與入光面相對之另一端面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中，該導光結構為一光纖或一導光管。
9. 如申請專利範圍第1項所述之觸控裝置，其中，進一步包括一保護殼，該保護殼固定於該觸控屏之週邊，該至少兩個光源模組設置於該保護殼。