TWI498795B - 觸控面板 - Google Patents

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TWI498795B
TWI498795B TW103120062A TW103120062A TWI498795B TW I498795 B TWI498795 B TW I498795B TW 103120062 A TW103120062 A TW 103120062A TW 103120062 A TW103120062 A TW 103120062A TW I498795 B TWI498795 B TW I498795B
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TW
Taiwan
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light
touch panel
optics
switch
switching
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TW103120062A
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TW201514807A (zh
Inventor
Gokalp Bayramoglu
Chun Hsueh Chu
Chien Cheng Chen
Original Assignee
Tpk Touch Solutions Xiamen Inc
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0428Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means by sensing at the edges of the touch surface the interruption of optical paths, e.g. an illumination plane, parallel to the touch surface which may be virtual
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection

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Description

觸控面板
本發明係有關於觸控技術,尤其是一種具有開關式光學鏡的光學式觸控面板。
在現今各式消費性電子產品的市場中,個人數位助理(PDA)、行動電話(mobile Phone)、筆記型電腦(notebook)及平板電腦(tablet PC)等可攜式電子產品皆已廣泛的使用觸控面板(touch panel)作為其資料溝通的界面工具。根據感測原理的不同,觸控面板可以分為電學式、光學式及聲學式等類型。
現有的光學式觸控面板是在觸控面板的四周設置多個發射器與偵測器,且發射器與偵測器按照一一對應的關係組成發射和偵測陣列,通過判斷發射器與偵測器之間的光是否被阻斷而判斷是否發生觸摸事件。上述光學式觸控面板需要大量的發射器以及偵測器以精確地判斷觸摸點,但如此一來,將導致光學式觸控面板成本高、耗能大等問題。
為解決上述問題,本發明提供一種觸控面板包含有一感測區域,位於感測區域一角落的一發射器,位於感測區域另一角落的一偵測器,以及複數個開關式光學鏡排列於感測區域的側邊。發射器用以產生一光線,偵測器用以接收光線。發射器發出的光線經至少二相對之開關式光學鏡的反射來改變行進方向,以傳遞至偵測器。
進一步的,其中改變光線行進方向之該些開關式光學鏡分別位於感測區域之二相對側邊,發射器發出的光線係沿二側邊其中之一傳遞,並經 改變光線行進方向之該些開關式光學鏡其中之一反射而沿一第一路徑行進至二側邊其中之另一,再經改變光線行進方向之該些開關式光學鏡其中之另一反射而沿另側邊傳遞至偵測器。
進一步的,其中改變光線行進方向之該些開關式光學鏡係分別位於感測區域之另二相對側邊,發射器發出的光線係經改變光線行進方向之該些開關式光學鏡其中之一反射而沿一第二路徑行進至另一側邊,第二路徑與第一路徑於感測區域內為不平行關係。
進一步的,其中各該開關式光學鏡具有一開啟狀態以及一關閉狀態,於開啟狀態時可使光線全反射,於關閉狀態時可使光線全穿透。
進一步的,其中更包括複數個開關,電性連接各開關式光學鏡。
進一步的,其中各開關式光學鏡包括有向列式液晶層,其位於兩片透明材質之間。
進一步的,其中各開關式光學鏡包括有一鐵電液晶層以及一分光鏡。
進一步的,其中各開關式光學鏡具有旋轉功能,且每一開關式光學鏡均由複數個微平面鏡所組成。
進一步的,其中更包括至少一柱面透鏡,設置於感測區域內,且位於光線之傳遞路徑,各柱面透鏡對應各開關式光學鏡設置。
進一步的,其中更包括一帶通濾波器設置於偵測器前方。
進一步的,其中發射器的調變頻率介於10MHz~1GHz之間。
進一步的,其中開關式光學鏡的開關頻率介於1KHz~1MHz之間。
進一步的,其中更包含一基板位於該感測區域內。
進一步的,其中發射器為一雷射發射器,光線為雷射,而開關式光學鏡為開關式平面鏡。
進一步的,其中感測區域具有一第一側邊、一第二側邊、一第三 側邊以及一第四側邊,第一側邊與第二側邊相對應,第三側邊與第四側邊相對應,第一側邊的兩端與第三側邊以及第四側邊相接,第二側邊的兩端與第三側邊以及第四側邊相接,而發射器位於第一側邊與第三側邊相接之角落,偵測器位於第二側邊與第四側邊相接之角落。
進一步的,其中更包括至少一平面鏡,位於感測區域中第一側邊與第四側邊相接之角落以及第二側邊與第三側邊相接之角落,而改變光線行進方向之該些開關式光學鏡分別位於第三側邊與第四側邊,發射器發出的光線依序沿第一側邊傳遞,經位於第一側邊與第四側邊相接之角落的平面鏡反射而沿第四側邊傳遞,並經位於第四側邊之開關式光學鏡反射而沿第二路徑行進至第三側邊,再經位於第三側邊之開關式光學鏡反射而沿第三側邊傳遞,又經位於第二側邊與第三側邊相接之角落的平面鏡反射而沿第二側邊傳遞至偵測器。
進一步的,其中改變光線行進方向之該些開關式光學鏡分別位於第三側邊、第四側邊、第一側邊與第四側邊相接之角落以及第二側邊與第三側邊相接之角落,發射器發出的光線依序沿第一側邊傳遞,經位於第一側邊與第四側邊相接之角落的開關式光學鏡反射而沿第四側邊傳遞,並經位於第四側邊之開關式光學鏡反射而沿第二路徑行進至第三側邊,再經位於第三側邊之開關式光學鏡反射而沿第三側邊傳遞,又經位於第二側邊與第三側邊相接之角落的開關式光學鏡反射而沿第二側邊傳遞至偵測器。
本發明所提供的觸控面板,設置有複數個開關式光學鏡,且僅設置有一發射器以及一偵測器。由發射器所發出的光線,藉由各開關式光學鏡的反射而改變行進方向,最後被偵測器所接收。因此不需要設置多組發射器以及偵測器,達到節省成本與降低耗能的功效。
1‧‧‧觸控面板
2‧‧‧觸控面板
10‧‧‧感測區域
11‧‧‧光線
11'‧‧‧光線
12‧‧‧發射器
13‧‧‧光線
14‧‧‧偵測器
16‧‧‧第一開關式光學鏡
16A‧‧‧第一開關式光學鏡
16B‧‧‧第一開關式光學鏡
16C‧‧‧第一開關式光學鏡
16D‧‧‧第一開關式光學鏡
16'‧‧‧第一開關式光學鏡
16"‧‧‧第一開關式光學鏡
16'''‧‧‧第一開關式光學鏡
18‧‧‧第二開關式光學鏡
18A‧‧‧第二開關式光學鏡
18B‧‧‧第二開關式光學鏡
20‧‧‧平面鏡
20A‧‧‧平面鏡
20B‧‧‧平面鏡
22‧‧‧帶通濾波器
32‧‧‧第一側邊
34‧‧‧第二側邊
36‧‧‧第三側邊
38‧‧‧第四側邊
42‧‧‧透明層
44‧‧‧電極層
46‧‧‧液晶層
52‧‧‧鐵電液晶層
54‧‧‧偏振分光鏡
62‧‧‧微平面鏡
72‧‧‧透鏡
L‧‧‧光線
L'‧‧‧光線
L1‧‧‧第一路徑
L1'‧‧‧第一路徑
L2‧‧‧第二路徑
L3‧‧‧第三路徑
第1圖繪示本發明之第一較佳實施例的觸控面板結構示意圖。
第2圖繪示本發明第一較佳實施例的觸控面板進行一第一方向觸碰點判斷時的示意圖。
第3圖繪示本發明第一較佳實施例的觸控面板進行一第一方向觸碰點判斷時的示意圖。
第4圖繪示本發明第一較佳實施例的觸控面板進行一第二方向觸碰點判斷時的示意圖。
第5A圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第一種實施態樣的關閉狀態結構。
第5B圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第一種實施態樣的開啟狀態結構。
第6A圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第二種實施態樣的關閉狀態結構。
第6B圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第二種實施態樣的開啟狀態結構。
第7A圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第三種實施態樣的關閉狀態結構。
第7B圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第三種實施態樣的開啟狀態結構。
第8圖繪示本發明之第二較佳實施例的觸控面板結構示意圖。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明,下文特列舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
為了方便說明,本發明之各圖式僅為示意以更容易了解本發明,其詳細的比例可依照設計的需求進行調整。在文中所描述對於圖形中相對元 件之上下關係,在本領域之人皆應能理解其係指物件之相對位置而言,因此皆可以翻轉而呈現相同之構件,此皆應同屬本說明書所揭露之範圍,在此容先敘明。
第1圖繪示本發明之第一較佳實施例的觸控面板結構示意圖,如第1圖所示,本發明的觸控面板1包含有一感測區域10,其中感測區域10可包括一中空的框架或是一基板,其中基板可包括硬質基板或可撓式基板,且可由透明或是不透明材質所形成。感測區域10具有一第一側邊32、一第二側邊34、一第三側邊36以及一第四側邊38。第一側邊32與第二側邊34相對應且平行一第一方向(本實施例中為X軸),第三側邊36與第四側邊38相對應且平行一第二方向(本實施例中為Y軸)。第一側邊32的兩端與第三側邊36以及第四側邊38相接,第二側邊34的兩端與第三側邊36以及第四側邊38相接。
在感測區域10的其中一角落,例如是第一側邊32與第三側邊36相接之角落設置有一發射器12。而在感測區域10的另一個角落,例如是第二側邊34與第四側邊38相接之角落設置有一偵測器14,本發明對發射器12與偵測器14的設置角落並無限制。本實施例之發射器12較佳為一雷射發射器,所發出的光線可以為雷射,其波長較佳大於800奈米,由於波長大於可見光的波長,因此該光線不會被人眼所看見,也不會影響觸控面板1的顯示效果,但不限於此。本發明中,發射器12所發射的光線(圖未示),會被偵測器14所接收,且觸控面板1更包括一處理器(圖未示)與偵測器14連接,當偵測器14接收到光線時,會產生至少一信號並且傳遞至處理器,而處理器則可根據信號而進行分析。偵測器14的前方,可選擇性設置有一帶通濾波器(band-pass filter)22,帶通濾波器22僅允許特定波長的光線通過,以本實施例來說,帶通濾波器22可允許由發射器12所發出的光線通過,而位於觸控面板1周圍的環境光將會被帶通濾波器22所隔絕或阻擋,而無法傳遞至偵測器14,減少偵測器14接收到環境光源而產生的雜訊,提高觸控面板的精準度。
另外,本實施例的觸控面板1包括有複數個第一開關式光學鏡16排列於第一側邊32與第二側邊34上,另包括複數個第二開關式光學鏡18排列於第三側邊36與第四側邊38上。其中各第一開關式光學鏡16與各第二開關式光學鏡18皆有一開啟模式與關閉模式,當各第一開關式光學鏡16或各第二開關式光學鏡18處於開啟模式時,可使光線全反射,相對地,當各第一開關式光學鏡16或各第二開關式光學鏡18處於關閉模式時,可使光線全穿透。而各第一開關式光學鏡16與各第二開關式光學鏡18皆分別與一開關(圖未示)電性連接,各第一開關式光學鏡16與各第二開關式光學鏡18可藉由各該開關分別切換於開啟模式或是關閉模式。換句話說,各第一開關式光學鏡16或是各第二開關式光學鏡18具有使光線全反射或是使光線全穿透的功能,可藉由開關獨立切換。此外,本實施例中,更選擇性包含有至少一平面鏡20,設置於感測區域10的角落,例如第一側邊32與第四側邊38相接之角落以及第二側邊34與第三側邊36相接之角落。其中平面鏡20具有通過全反射作用改變光線路徑的功能。
第2圖繪示本發明第一較佳實施例的觸控面板進行一第一方向觸碰點判斷時的示意圖。如第2圖所示,由發射器12所發出一光線11沿第一側邊32傳遞,經過第一側邊32上的第一開關式光學鏡16A的反射后改變光線行進方向,沿一第一路徑L1行進至第二側邊34,再經第二側邊34上的第一開關式光學鏡16B的反射后改變光線行進方向,沿第二側邊34傳遞至偵測器14。由光線11的所構成的第一路徑L1會在觸控面板1的感測區域10內,形成一第二方向(即Y方向)的光線線段。本實施例中,位於第一側邊32上,僅有第一開關式光學鏡16A由開關切換為開啟狀態,其餘的各第一開關式光學鏡16皆處於關閉狀態。而位於第二側邊34上,僅有與第一開關式光學鏡16A位置相對應的第一開關式光學鏡16B由開關切換為開啟狀態,其餘的各第一開關式光學鏡16皆處於關閉狀態。因此,在第一側邊32上,除了第一開關式光學鏡16A具有使光線11全反射的功能,其餘的第一開關式光學 鏡16皆具有使光線11全穿透的功能。在第二側邊34上,除了第一開關式光學鏡16B具有使光線11全反射的功能,其餘的第一開關式光學鏡16皆具有使光線11全穿透的功能。當觸控面板1未受到觸碰時,發射器12發出光線11後,光線11依序被第一開關式光學鏡16A與第一開關式光學鏡16B反射,之後而被偵測器14所接收。而當觸控面板1受到觸碰,且觸碰點位於感測區域10內的第一路徑L1上時,由於從發射器12所發出的光線11被觸控點阻斷,因此無法傳遞至偵測器14,此時與偵測器14所連接的處理器可根據第一開關式光學鏡16A與第一開關式光學鏡16B的位置,記錄觸碰點第一方向上的座標位置(以本實施例來說,即為X方向的座標)。
本實施例中,位於第一側邊32以及第二側邊34上的各第一開關式光學鏡16會依序藉由開關切換為開啟狀態,請參考第3圖,第3圖繪示本發明第一較佳實施例的觸控面板進行一第一方向觸碰點判斷時的示意圖。如第3圖所示,第一開關式光學鏡16C以及與其位置對應的第一開關式光學鏡16D藉由開關切換為開啟狀態,而位於第一側邊32以及第二側邊34上的其餘第一開關式光學鏡16皆為關閉狀態。發射器12發出一光線11'經過第一側邊32上的第一開關式光學鏡16C的反射后改變光線行進方向,沿一第一路徑L1'行進,再經第二側邊34上的第一開關式光學鏡16D的反射后傳遞至偵測器14。以本實施例來說,第一路徑L1'與第一路徑L1位於不同的X軸座標上,因此第一路徑L1'與第一路徑L1可針對不同位置的觸碰點進行判斷。值得注意的是,除了第一路徑L1'與第一路徑L1之外,本發明更可由發射器12發出其他的光線(圖未示),並藉由開關切換不同的第一開關式光學鏡16,進而產生其他第一路徑(圖未示),呈現垂直方向(Y軸)。各第一路徑在感測區域10內彼此互相平行,以完整的判斷感測區域10內的觸碰點之第一方向座標。值得注意的是,上述第一側邊32與第二側邊34上的各第一開關式光學鏡16,其開啟順序並無限制,但第一側邊32上的一第一開關式光學鏡16開啟時,則位於第二側邊34上,其位置相對的第一開關式光學鏡16也需開啟,以將 光線傳遞至偵測器14上。
第4圖繪示本發明第一較佳實施例的觸控面板進行一第二方向觸碰點判斷時的示意圖。如第4圖所示,發射器12發出一光線13依序沿第一側邊32傳遞,經位於第一側邊32與第四側邊38相接之角落的平面鏡20A反射而沿第四側邊38傳遞,並經位於第四側邊38之第二開關式光學鏡18A反射而沿一第二路徑L2行進至第三側邊36,再經位於第三側邊36之開關式光學鏡18B反射而沿第三側邊36傳遞,又經位於第二側邊34與第三側邊36相接之角落的平面鏡20B反射而沿第二側邊34傳遞至偵測器14。第二路徑L2與前述第一路徑L1有一夾角,且該夾角較佳為直角,也就是第一路徑L1與第二路徑L2較佳互相垂直。更詳細說明,本實施例中,位於第四側邊38上,僅有第二開關式光學鏡18A由開關切換為開啟狀態,其餘的各第二開關式光學鏡18皆處於關閉狀態。而位於第三側邊36上,僅有與第二開關式光學鏡18A位置相對應的第二開關式光學鏡18B由開關切換為開啟狀態,其餘的各第二開關式光學鏡18皆處於關閉狀態。因此,在第四側邊38上,除了第二開關式光學鏡18A具有使光線全反射的功能,其餘的第二開關式光學鏡18皆具有使光線全穿透的功能。在第三側邊36上,除了第二開關式光學鏡18B具有使光線全反射的功能,其餘的第二開關式光學鏡18皆具有使光線全穿透的功能。而在第一側邊32與第二側邊34上,所有的第一開關式光學鏡16都呈現關閉狀態,使得光線可全穿透。本實施例由光線13產生的第二路徑L2形成一第一方向(即X方向)的光線線段。當觸控面板1未受到觸碰時,由發射器12所發出的光線13會沿著第二路徑L2行走,被偵測器14所接收,而當觸控面板1受到觸碰,且觸碰點位於第二路徑L2上時,由於從發射器12所發出的光線13被觸控點阻斷,因此無法傳遞至偵測器14,此時與偵測器14所連接的處理器可根據第二開關式光學鏡18A與第二開關式光學鏡18B的位置,記錄觸碰點第二方向上的座標位置(以本實施例來說,即為Y方向的座標)。同樣地,本實施例中,位於第三側邊36以及第四側邊38上的 各第二開關式光學鏡18會依序藉由開關切換為開啟狀態,以產生其他第二路徑(圖未示),且各該第二路徑呈現水平方向(X軸),以完整的判斷感測區域10內的觸碰點之第二方向座標。值得注意的是,上述第三側邊36與第四側邊38上的各第二開關式光學鏡18,其開啟順序並無限制,但第三側邊36上的一第二開關式光學鏡18開啟時,則位於第四側邊38上,其位置相對的第二開關式光學鏡18也需開啟,以將光線傳遞至偵測器14上。
本實施例中,平面鏡20A及20B亦可以由開關式光學鏡替代,即第二開關式光學鏡18分別位於第三側邊36、第四側邊38、第一側邊32與第四側邊38相接之角落以及第二側邊34與第三側邊36相接之角落。發射器發出的光線傳遞方式與前述相似,不另外贅述。
上述的觸控面板1分別進行第一方向觸碰點判斷與第二方向觸碰點判斷,以分別得到觸碰點的X軸座標與Y軸座標。此外,上述觸控面板1的第一方向觸碰點判斷與第二方向觸碰點判斷,本發明對其進行順序並無限制,也就是說,本發明也可先進行第二方向觸碰點判斷,才進行第一方向觸碰點判斷,甚至是第一方向觸碰點判斷與第二方向觸碰點判斷交互進行,皆屬於本發明所涵蓋的範圍內。
以下將針對本發明觸控面板之開關式光學鏡(包括各第一開關式光學鏡16與各第二開關式光學鏡18)之結構進行敘述。為簡化說明,下列圖僅繪示其中第一開關式光學鏡16的局部放大圖,而本發明中各第二開關式光學鏡18除位置外,其餘結構與第一開關式光學鏡16相同,故不另外贅述。
請參考第5A~5B圖,第5A圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第一種實施態樣的關閉狀態結構,第5B圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第一種實施態樣的開啟狀態結構。如第5A~5B圖所示,一第一開關式光學鏡16'包含有一向列式液晶層46位於兩透明層42之間,且向列式液晶層46與透明層42之間,更包含有一電極層44。透明層42可為透明玻璃或是塑膠材質,較佳為硬質材料,而電極層44包含有導電性良好的透明材質, 如氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)或氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)等,但不限於此。而電極層44與外部的開關(圖未示)相連接,可藉由開啟開關,對電極層44施加一電壓,進而改變向列式液晶層46內部的液晶分子排列方向。當開關為關閉時,如第5A圖所示,一光線L由外部進入第一開關式光學鏡16',會經過內部複數次折射後,穿透過第一開關式光學鏡16'。值得注意的是,未施加電壓的向列式液晶層46,其折射率大約等於透明層42的折射率,因此當光線通過時,可直接穿透向列式液晶層46而不會被反射。而當開關開啟時,如第5B圖所示,一電壓施加於電極層44上,因此改變向列式液晶層46內部的液晶分子排列方向,進一步改變向列式液晶層46的折射率,此時玻璃的折射率將大於向列式液晶層46的折射率,此時一光線L'由外部進入第一開關式光學鏡16',當光線L'傳遞至向列式液晶層46的表面時將會產生全反射,而改變光線L'的行進方向。由於此包含液晶層結構的開關式光學鏡,其開關速度較快,大約僅需30微秒即可切換開啟模式或是關閉模式,因此可提昇本發明觸控面板的品質與速度。
請參考第6A~6B圖,第6A圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第二種實施態樣的關閉狀態結構,第6B圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第二種實施態樣的開啟狀態結構。如第6A~6B圖所示,一第一開關式光學鏡16"包含有一偏振分光鏡(polarizing beam splitter)54以及一鐵電液晶層(ferroelectric liquid crystal layer)52,本實施例中鐵電液晶層具有雙折射性(Birefrigence)的特徵,當施加一外加電壓時,將會改變鐵電液晶層52內部的液晶分子排列,進而改變通過鐵電液晶層52的光線之偏振方向,也就是說,鐵電液晶層52可具有半波片(Half Wave Plate)的特徵,但不限於此。本實施例之光線較佳為經過調製的線性偏振光,如雷射。當第一開關式光學鏡16"為關閉狀態時,如第6A圖所示,一外部的光線L通過第一開關式光學鏡16"時,先經過鐵電液晶層52後,其光線的偏振方向並未改變,再搭配適合的偏振分光鏡54,使得光線可穿透過偏振分光鏡54,相反的,當第一開關式光學鏡 16"為開啟狀態時,如第6B圖所示,施加一電壓於鐵電液晶層52,改變通過鐵電液晶層52之光線的偏振方向。當一外部的光線L'通過第一開關式光學鏡16"時,先經過鐵電液晶層52後,其光線的偏振方向改變,再搭配適合的偏振分光鏡54,使得光線可被偏振分光鏡54全反射。此種開關式光學鏡的開關時間,僅約為10微秒。
上述鐵電液晶層與偏振分光鏡的材料特徵為本領域之技術人員所熟知,因此不再贅述。值得注意的是,根據不同的鐵電液晶層52與偏振分光鏡54的配置,本實施態樣的第一開關式光學鏡16",關閉狀態時亦可以是鐵電液晶層52改變通過之光線的偏振方向,偏振分光鏡54使光線全穿透;開啟狀態時鐵電液晶層52不改變通過之光線的偏振方向,偏振分光鏡54使光線全反射,其配置也屬於本發明的涵蓋範圍內。
請參考第7A~7B圖,第7A圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第三種實施態樣的關閉狀態結構,第7B圖繪示本發明觸控面板的開關式光學鏡第三種實施態樣的開啟狀態結構。如第7A~7B圖所示,第一開關式光學鏡16'''由複數個微平面鏡62組成。微平面鏡62具有旋轉功能,可藉由開關而改變其相對於發射器的角度。當第一開關式光學鏡16'''為關閉狀態時,如第7A圖所示,光線L可通過第一開關式光學鏡16''',而當第一開關式光學鏡16'''藉由開關而開啟時,如第7B圖所示,所有的微平面鏡62將同時轉動而改變其角度,使得光線L'受到各個微平面鏡62的全反射,而改變其行進方向。值得注意的是,本實施態樣將開關式光學鏡拆分成多個微平面鏡,如此可大幅度降低開關式光學鏡的開關時間,根據微平面鏡的數量,開關式光學鏡的開關時間約為10微秒。
值得注意的是,上述各實施態樣的開關式光學鏡較佳為開關式平面鏡,其開關頻率約介於1K赫茲(Hz)~1M赫茲(Hz)之間,而本發明由發射器所發出的光線,其調變頻率則約介於10M赫茲(Hz)~1G赫茲(Hz)之間,也就是說,本發明的光線頻率遠大於開關式光學鏡的開關頻率,如此一來,偵 測器14將可有效區別光線的頻率與開關式光學鏡的頻率,降低偵測器14接收雜訊。此外,上述各實施態樣的開關式光學鏡僅為幾種不同的可能實施結構,本發明並不限於此,只要開關式光學鏡符合在不同的狀態下,可使得光線具有全穿透與全反射的特徵,皆應屬於本發明所涵蓋的範圍內。
此外,為了減少開關式光學鏡的使用數量,本發明的第二較佳實施例提出一觸控面板。請參考第8圖,第8圖繪示本發明之第二較佳實施例的觸控面板結構示意圖,如第8圖所示,本發明的觸控面板2其結構與觸控面板1大致相同,包含有一感測區域10。感測區域10具有一第一側邊32、一第二側邊34、一第三側邊36以及一第四側邊38。第一側邊32與第二側邊34相對應且平行一第一方向(本實施例中為X軸),第三側邊36與第四側邊38相對應且平行一第二方向(本實施例中為Y軸)。第一側邊32的兩端與第三側邊36以及第四側邊38相接,第二側邊34的兩端與第三側邊36以及第四側邊38相接。在感測區域10的其中一角落,例如是第一側邊32與第三側邊36相接之角落設置有一發射器12。而在感測區域10的另一個角落,例如是第二側邊34與第四側邊38相接之角落設置有一偵測器14。另外,本實施例的觸控面板2更包括有複數個第一開關式光學鏡16,排列於第一側邊32與第二側邊34上。另包括複數個第二開關式光學鏡18,排列於第三側邊36與第第四側邊38上。本實施例與本發明第一較佳實施例不同之處在於,在感測區域10的內部,更設置有複數個柱面透鏡72,且柱面透鏡72位於光線通過的路徑上,各柱面透鏡72對應各開關式光學鏡設置。發射器12發出一光線,通過感測區域10而產生一第三路徑L3。當位於感測區域10內的光線通過柱面透鏡72時,其光線的直徑將會被柱面透鏡72放大而變寬,當光線離開感測區域10再次通過柱面透鏡72時,光線的直徑將會被柱面透鏡72縮小。如此一來,由於通過感測區域10內的光線直徑較寬,因此可以減少開關式光學鏡的使用數量,進一步降低製作成本。可理解的是,本發明第二較佳實施例的觸控面板2,其開關式光學鏡的結構,可與第一較佳實施例互相組合,也 應屬於本發明的涵蓋範圍內。
綜上所述,本發明所提供的觸控面板結構,設置有複數個開關式光學鏡,且僅設置有一發射器以及一偵測器。由發射器所發出的光線,藉由各開關式光學鏡的反射而改變行進方向,最後被偵測器所接收。因此不需要設置多組發射器以及偵測器,達到節省成本與降低耗能的功效。
1‧‧‧觸控面板
10‧‧‧感測區域
12‧‧‧發射器
14‧‧‧偵測器
16‧‧‧第一開關式光學鏡
18‧‧‧第二開關式光學鏡
20‧‧‧平面鏡
22‧‧‧帶通濾波器
32‧‧‧第一側邊
34‧‧‧第二側邊
36‧‧‧第三側邊
38‧‧‧第四側邊

Claims (17)

  1. 一種觸控面板,包含有:一感測區域;一發射器,用以產生一光線,該發射器位於該感測區域的一角落;一偵測器,用以接收該光線,位於該感測區域的另一角落;以及複數個開關式光學鏡,排列於該感測區域的側邊,該發射器發出的該光線經至少二相對之開關式光學鏡的反射來改變行進方向,以傳遞至該偵測器。
  2. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,其中改變光線行進方向之該些開關式光學鏡分別位於該感測區域之二相對側邊,該發射器發出的該光線係沿該二側邊其中之一傳遞,並經改變光線行進方向之該些開關式光學鏡其中之一反射而沿一第一路徑行進至該二側邊其中之另一,再經改變光線行進方向之該些開關式光學鏡其中之另一反射而沿另該側邊傳遞至該偵測器。
  3. 如申請專利範圍第2項的觸控面板,其中改變光線行進方向之該些開關式光學鏡係分別位於該感測區域之另二相對側邊,該發射器發出的該光線係經改變光線行進方向之該些開關式光學鏡其中之一反射而沿一第二路徑行進至另一側邊,該第二路徑與該第一路徑於該感測區域內為不平行關係。
  4. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,其中各該開關式光學鏡具有一開啟狀態以及一關閉狀態,於該開啟狀態時可使該光線全反射,於該關閉狀態時可使該光線全穿透。
  5. 如申請專利範圍第4項的觸控面板,更包括複數個開關,電性連接各該開關式光學鏡。
  6. 如申請專利範圍第5項的觸控面板,其中各該開關式光學鏡包括有向列式液晶層,其位於兩片透明材質之間。
  7. 如申請專利範圍第5項的觸控面板,其中各該開關式光學鏡包括有一鐵電液晶層以及一分光鏡。
  8. 如申請專利範圍第5項的觸控面板,其中各該開關式光學鏡具有旋轉功能,且每一開關式光學鏡均由複數個微平面鏡所組成。
  9. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,更包括至少一柱面透鏡,設置於該感測區域內,且位於該光線之傳遞路徑,各該柱面透鏡對應各該開關式光學鏡設置。
  10. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,更包括一帶通濾波器設置於該偵測器前方。
  11. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,其中該發射器的調變頻率介於10MHz~1GHz之間。
  12. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,其中該開關式光學鏡的開關頻率介於1KHz~1MHz之間。
  13. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,更包含一基板位於該感測區域內。
  14. 如申請專利範圍第1項的觸控面板,其中該發射器為一雷射發射器,該光線為雷射,而該開關式光學鏡為開關式平面鏡。
  15. 如申請專利範圍第3項的觸控面板,其中該感測區域具有一第一側邊、一第二側邊、一第三側邊以及一第四側邊,該第一側邊與該第二側邊相對應,該第三側邊與該第四側邊相對應,該第一側邊的兩端與該第三側邊以及該第四側邊相接,該第二側邊的兩端與該第三側邊以及該第四側邊相接,而該發射器位於該第一側邊與該第三側邊相接之角落,該偵測器位於該第二側邊與該第四側邊相接之角落。
  16. 如申請專利範圍第15項的觸控面板,更包括至少一平面鏡,位於該感測區域中該第一側邊與該第四側邊相接之角落,以及該第二側邊與該第三側邊相接之角落,而改變光線行進方向之該些開關式光學鏡分別位於該第三側邊與該第四側邊,該發射器發出的該光線依序沿該第一側邊傳遞,經位於該第一側邊與該第四側邊相接之角落的該平面鏡反射而沿該第四側邊傳遞,並經位於該第四側邊之該開關式光學鏡反射而沿該第二路徑行進至該第三側邊,再經位於該第三側邊之該開關式光學鏡反射而沿該第三側邊傳遞,又經位於該第二側邊與該第三側邊相接之角落的該平面鏡反射而沿該第二側邊傳遞至該偵測器。
  17. 如申請專利範圍第15項的觸控面板,其中改變光線行進方向之該些開關式光學鏡分別位於該第三側邊、該第四側邊、該第一側邊與該第四側邊相接之角落以及該第二側邊與該第三側邊相接之角落,該發射器發出的該光線依序沿該第一側邊傳遞,經位於該第一側邊與該第四側邊相接之角落的該開關式光學鏡反射而沿該第四側邊傳遞,並經位於該第四側邊之該開關式光學鏡反射而沿該第二路徑行進至該第三側邊,再經位於該第三側邊之該開關式光學鏡反射而沿該第三側邊傳遞,又經位於該第二側邊與該第三側邊相接之角落的該開關式光學鏡反射而沿該第二側邊傳遞至該偵測器。
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