TWI817737B - 外加式浮空影像觸控模組 - Google Patents

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Abstract

揭示一種外加式浮空影像觸控裝置，包含觸發模組、浮空影像產生模組、以及感測模組。觸發模組包含可移動之觸發部件。浮空影像產生模組包含光源、設置於光源上的成像單元、以及設置於成像單元上的浮空影像產生單元。感測模組設置於浮空影像產生模組上，且與觸發模組通訊連接。當感測模組感測到觸控動作時，感測模組輸出驅動訊號，觸發模組根據驅動訊號使觸發部件移動以接觸並觸發接觸式按鍵。

Description

外加式浮空影像觸控模組
本發明係關於一種外加式浮空影像觸控模組。
傳統按鈕多使用實體機械式按鍵或電容觸控/紅外線等感應觸發方式，並多為需要實體觸碰才有開關功能。換言之，使用者在進行操作時難以避免需要觸摸按鍵或面板。為了防止細菌及病毒藉此途徑擴散，有浮空觸控功能的觸控面板隨之應運而生。
如圖1所示的實施例，浮空影像觸控模組80一般包含浮空影像產生模組20以及感測模組30。其中，浮空影像產生模組20用於產生浮空影像70，包含光源21、成像單元22、以及浮空影像產生單元23。感測模組30用於感測觀看範圍71內之觸控動作並發出觸控訊號。換言之，浮空影像產生模組佔有相當的空間。然而，如圖2所示的實施例，對於例如電梯操作板的接觸式觸控裝置90而言，其內部空間92通常僅能供容納接觸式按鍵91以及其電路，如欲修改為非接觸式觸控，不僅機構需要重新設計及修改，還面臨空間不足的問題。
本發明的目的在於提供一種外加式浮空影像觸控裝置，供與接觸式觸控裝置配合使用，其中接觸式觸控裝置包含接觸式按鍵，可較經濟、便利地使接觸式觸控裝置具有非接觸式觸控功能。
本發明的外加式浮空影像觸控裝置包含觸發模組、浮空影像產生模組、以及感測模組。觸發模組包含可移動之觸發部件。浮空影像產生模組包含光源、設置於光源上的成像單元、以及設置於成像單元上的浮空影像產生單元。感測模組設置於浮空影像產生模組上，且與觸發模組通訊連接。當感測模組感測到觸控動作時，感測模組輸出驅動訊號，觸發模組根據驅動訊號使觸發部件移動以接觸並觸發接觸式按鍵。
在本發明的實施例中，外加式浮空影像觸控裝置進一步包含固定裝置、觸發模組、浮空影像產生模組、以及感測模組設置於固定裝置中。其中，固定裝置可固定於接觸式按鍵之一側，使觸發模組位在接觸式按鍵之前方。
在本發明的實施例中，固定裝置包含面板以及固定件。面板包含模組設置孔以及相反之第一側面與第二側面，觸發模組、浮空影像產生模組、以及感測模組設置於模組設置孔中。其中，感測模組可感測第一側面之外側之觸控動作，浮空影像產生模組可產生浮空影像顯示於第一側面之外側，觸發模組之觸發部件可於第二側面之外側移動。固定件設置於第二側面並且環繞面板之周緣，可固定於接觸式按鍵前方以使接觸式按鍵相對於面板之垂直投影與模組設置孔重疊。
在本發明的實施例中，外加式浮空影像觸控裝置進一步包含輔助固定件，輔助固定件可固定於接觸式按鍵旁，固定件固定於輔助固定件。
在本發明的實施例中，固定裝置可透光。
在本發明的實施例中，觸發模組以及浮空影像產生模組相對於平面之垂直投影實質重疊。
在本發明的實施例中，觸發模組以及浮空影像產生模組相對於平面之垂直投影不重疊。
在本發明的實施例中，外加式浮空影像觸控裝置進一步包含與感測模組通訊連接之狀態指示模組，狀態指示模組根據驅動訊號產生狀態指示訊號。
在本發明的實施例中，狀態指示模組為發光裝置，狀態指示訊號為光。
在本發明的實施例中，狀態指示模組為聲音產生裝置，狀態指示訊號為聲音。
以下通過特定的具體實施例並配合圖式以說明本發明所公開的連接組件的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。然而，以下所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍，在不悖離本發明構思精神的原則下，本領域技術人員可基於不同觀點與應用以其他不同實施例實現本發明。在附圖中，為了清楚起見，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。應當理解，當諸如層、膜、區域或基板的元件被稱為在另一元件「上」或「連接到」另一元件時，其可以直接在另一元件上或與另一元件連接，或者中間元件可以也存在。相反，當元件被稱為「直接在另一元件上」或「直接連接到」另一元件時，不存在中間元件。如本文所使用的，「連接」可以指物理及/或電性連接。再者，「電性連接」或「耦合」係可為二元件間存在其它元件。
應當理解，儘管術語「第一」、「第二」、「第三」等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的「第一元件」、「部件」、「區域」、「層」或「部分」可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。
此外，諸如「下」或「底部」和「上」或「頂部」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，如圖所示。應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的”下”側的元件將被定向在其他元件的「上」側。因此，示例性術語「下」可以包括「下」和「上」的取向，取決於附圖的特定取向。類似地，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其它元件「下方」或「下方」的元件將被定向為在其它元件「上方」。因此，示例性術語「下面」或「下面」可以包括上方和下方的取向。
本文使用的「約」、「近似」、或「實質上」包括所述值和在本領域普通技術人員確定的特定值的可接受的偏差範圍內的平均值，考慮到所討論的測量和與測量相關的誤差的特定數量(即，測量系統的限制)。例如，「約」可以表示在所述值的一個或多個標準偏差內，或±30％、±20％、±10％、±5％內。再者，本文使用的「約」、「近似」或「實質上」可依光學性質、蝕刻性質或其它性質，來選擇較可接受的偏差範圍或標準偏差，而可不用一個標準偏差適用全部性質。
如圖3A所示的實施例，本發明的外加式浮空影像觸控裝置800是提供與例如電梯操作板的接觸式觸控裝置900配合使用，接觸式觸控裝置900包含接觸式按鍵910。其中，接觸式按鍵910需要透過實體觸碰才能被觸發，包含實體機械式按鍵或電容觸控/紅外線等感應觸發式按鍵。所稱「外加式」泛指不更動接觸式觸控裝置900內部原本之機構（特別是接觸式按鍵910）等，而另外由外部加上的形式。
如圖3A所示的實施例，外加式浮空影像觸控裝置800包含觸發模組100、浮空影像產生模組200、以及感測模組300。觸發模組100包含可移動之觸發部件110。其中，觸發部件110可移動以接觸並觸發接觸式按鍵910，其機構及材質可根據接觸式按鍵910之形式加以調整。例如對於實體機械式按鍵，觸發部件110可為塑膠或合金等不具導電性但機械強度佳的桿件。例如對於電容觸控式按鍵，觸發部件110可由具有導電性的金屬桿件與導電高分子端部組成。
如圖3A所示的實施例，浮空影像產生模組200包含光源210、設置於光源210上的成像單元220、以及設置於成像單元220上的浮空影像產生單元230。進一步而言，浮空影像產生模組200可在相對於觸發模組100的另一側顯示浮空影像（Floating Image）700。其中，光源210可為例如發光二極體的點光源或經由擴散、均勻化的面光源。成像單元220設置有欲形成之浮空影像之圖案。進一步而言，成像單元220上的圖案對於光線具有阻擋效果。在不同實施例中，成像單元220可以是具有固定圖案的底片、光罩，亦可是具有可變圖案的液晶層等。浮空影像產生單元230平行設置於成像單元220相對於光源210之另一側，在一實施例中為微透鏡陣列，可包含單面或雙面凸透鏡結構，並可使用例如紫外光壓印、射出、熱平壓等製程製成。
如圖3A所示的實施例，感測模組300設置於浮空影像產生模組200上，且與觸發模組100通訊連接。其中，通訊連接泛指藉由有線（例如導線）或無線（例如無線電、WiFi、藍芽等）等方式達成訊號傳輸的連接。更具體而言，觸發模組100為了接觸並觸發接觸式按鍵910必須設置在其前方或至少鄰近之位置。在如圖3A所示的實施例中，感測模組300及浮空影像產生模組200與觸發模組100重疊設置。換言之，在此實施例中，觸發模組100以及浮空影像產生模組200相對於一平面（未繪示）之垂直投影實質重疊。然而在不同實施例中，感測模組及浮空影像產生模組可基於例如方便操作、美觀、或空間限制的考量設置於遠離接觸式按鍵910之位置。換言之，在不同實施例中，觸發模組100以及浮空影像產生模組200相對於一平面（未繪示）之垂直投影不重疊。相應的，感測模組300與觸發模組100的連接可使用有線或無線方式，能達成通訊連接並確保訊號傳輸即可。
如圖3B所示的實施例，當感測模組300感測到位於感測區域（例如：觀看範圍710）內之觸控動作時，感測模組300輸出驅動訊號，觸發模組100根據驅動訊號使觸發部件110移動以接觸並觸發接觸式按鍵910。據此，可以用非接觸式的方式達成觸發接觸式按鍵910的目的。其中，由於本發明外加式浮空影像觸控裝置800不更動接觸式觸控裝置900內部原本之機構等，而是另外由外部加上，因此可較經濟、便利地使接觸式觸控裝置900具有非接觸式觸控功能。
根據製造、使用或設計等考量，本發明外加式浮空影像觸控裝置800採用多種方式外加於接觸式觸控裝置900，亦即固定兩者之相對位置。進一步而言，如圖3B所示的實施例，外加式浮空影像觸控裝置800進一步包含固定裝置400，觸發模組100、浮空影像產生模組200、以及感測模組300設置於固定裝置400中。其中，固定裝置400可固定於接觸式按鍵910之一側，使觸發模組100位在接觸式按鍵910之前方。
更具體而言，如圖3B所示的實施例，固定裝置400包含面板410以及固定件420。面板410包含模組設置孔401以及相反之第一側面411與第二側面412，觸發模組100、浮空影像產生模組200、以及感測模組300設置於模組設置孔中401。其中，感測模組300可感測第一側面411之外側之觸控動作，浮空影像產生模組200可產生浮空影像700顯示於第一側面411之外側，觸發模組100之觸發部件110可於第二側面412之外側移動以接近或遠離接觸式按鍵910。固定件420設置於第二側面412並且環繞面板410之周緣，可固定於接觸式按鍵910前方以使接觸式按鍵910相對於面板410之垂直投影與模組設置孔401重疊。以不同角度觀之，如圖4A及4B所示的實施例，當固定裝置400固定於接觸式按鍵910之前方，模組設置孔401較佳位於接觸式按鍵910正前方，使得包含浮空影像產生模組200以及感測模組300之外加式浮空影像觸控裝置位於欲觸發之接觸式按鍵910的正前方。然而在不同實施例中，固定件420不限於環繞面板410之周緣，可設置於其中一個或多個側緣，或以點狀設置，例如固定件420可為固定桿，其中一端以黏貼、鎖附等方式與面板410連接。
據製造、使用或設計等考量，固定件420可採用多種方式固定於接觸式按鍵910前方。如圖5所示的實施例，固定件420可透過例如黏膠610黏著於接觸式觸控裝置900之飾板920。然而在不同實施例中，可將飾板920更換為其他物件以增加固定效果或便利拆卸更換。如圖6A及6B所示的實施例，外加式浮空影像觸控裝置800進一步包含輔助固定件430，輔助固定件430可固定於接觸式按鍵910旁，固定件420固定於輔助固定件430。進一步而言，在此實施例中是將如圖5所示的實施例中的飾板920更換為具有掛勾431的輔助固定件430，然後將固定件420附掛於輔助固定件430以達到固定效果。如圖7A及7B所示的實施例，是將如圖5所示的實施例中的飾板920更換為具有卡榫431’的輔助固定件430，然後將固定件420之卡槽432與卡榫431’卡合以達到固定效果。
對於應用在觸發前、後有光線變化以指示狀態的接觸式按鍵910，在一實施例中，固定裝置可透光，藉以觀察觸控動作是否已順利觸發接觸式按鍵910。然而在不同實施例中，外加式浮空影像觸控裝置800可進一步包含與感測模組300通訊連接之狀態指示模組500，狀態指示模組500根據驅動訊號產生狀態指示訊號，更便利觀察觸控動作是否已順利觸發接觸式按鍵910。如圖8所示的實施例，狀態指示模組500為發光裝置，狀態指示訊號為光。然而在不同實施例中，狀態指示模組可為聲音產生裝置，狀態指示訊號為聲音。
本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。
20:浮空影像產生模組 21:光源 22:成像單元 23:浮空影像產生單元 30:感測模組 70:浮空影像 71:觀看範圍 80:浮空影像觸控模組 90:接觸式觸控裝置 91:接觸式按鍵 92:內部空間 100:觸發模組 110:觸發部件 200:浮空影像產生模組 210:光源 220:成像單元 230:浮空影像產生單元 300:感測模組 400:固定裝置 401:模組設置孔 410:面板 411:第一側面 412:第二側面 420:固定件 430:輔助固定件 431:掛勾 431’ :卡榫 432:卡槽 500:狀態指示模組 610:黏膠 700:浮空影像 710:觀看範圍 800:外加式浮空影像觸控裝置 900:接觸式觸控裝置 910:接觸式按鍵 920:飾板
圖1為習知浮空影像觸控模組的實施示意圖。
圖2為習知接觸式觸控裝置的實施例示意圖。
圖3A及3B為本發明外加式浮空影像觸控裝置的實施例示意圖。
圖4A及4B為本發明中固定裝置的實施例示意圖。
圖5為本發明中固定件透過黏膠黏著於接觸式觸控裝置之飾板的實施例示意圖。
圖6A至7B為本發明中輔助固定件的實施例示意圖。
圖8為本發明中狀態指示模組的實施例示意圖。
100:觸發模組
110:觸發部件
200:浮空影像產生模組
210:光源
220:成像單元
230:浮空影像產生單元
300:感測模組
400:固定裝置
410:面板
411:第一側面
412:第二側面
420:固定件
700:浮空影像
710:觀看範圍
800:外加式浮空影像觸控裝置
900:接觸式觸控裝置
910:接觸式按鍵
920:飾板

Claims (10)

  1. 一種外加式浮空影像觸控裝置，供與一接觸式觸控裝置配合使用，其中該接觸式觸控裝置包含一接觸式按鍵，該外加式浮空影像觸控裝置包含： 一觸發模組，包含一可移動之觸發部件； 一浮空影像產生模組，包含： 一光源； 一成像單元，設置於該光源上；以及 一浮空影像產生單元，設置於該成像單元上；以及 一感測模組，設置於該浮空影像產生模組上，且與該觸發模組通訊連接，當該感測模組感測到一觸控動作時，該感測模組輸出一驅動訊號，該觸發模組根據該驅動訊號使該觸發部件移動以接觸並觸發該接觸式按鍵。
  2. 如請求項1所述的外加式浮空影像觸控裝置，進一步包含一固定裝置，該觸發模組、該浮空影像產生模組、以及該感測模組設置於該固定裝置中，其中該固定裝置可固定於該接觸式按鍵之一側，使該觸發模組位在該接觸式按鍵之前方。
  3. 如請求項2所述的外加式浮空影像觸控裝置，其中該固定裝置包含： 一面板，包含一模組設置孔以及相反之一第一側面與一第二側面，該觸發模組、該浮空影像產生模組、以及該感測模組設置於該模組設置孔中，其中該感測模組可感測位於該第一側面之外側之該觸控動作，該浮空影像產生模組可產生一浮空影像顯示於該第一側面之外側，該觸發模組之該觸發部件可於該第二側面之外側移動； 一固定件，設置於該第二側面並且環繞該面板之周緣，可固定於該接觸式按鍵前方以使該接觸式按鍵相對於該面板之垂直投影與該模組設置孔重疊。
  4. 如請求項3所述的外加式浮空影像觸控裝置，進一步包含一輔助固定件，該輔助固定件可固定於該接觸式按鍵旁，該固定件固定於該輔助固定件。
  5. 如請求項2所述的外加式浮空影像觸控裝置，其中該固定裝置可透光。
  6. 如請求項1所述的外加式浮空影像觸控裝置，其中該觸發模組以及該浮空影像產生模組相對於一平面之垂直投影實質重疊。
  7. 如請求項1所述的外加式浮空影像觸控裝置，其中該觸發模組以及該浮空影像產生模組相對於一平面之垂直投影不重疊。
  8. 如請求項1所述的外加式浮空影像觸控裝置，進一步包含一與該感測模組通訊連接之狀態指示模組，該狀態指示模組根據該驅動訊號產生一狀態指示訊號。
  9. 如請求項8所述的外加式浮空影像觸控裝置，其中該狀態指示模組為發光裝置，該狀態指示訊號為光。
  10. 如請求項8所述的外加式浮空影像觸控裝置，其中該狀態指示模組為聲音產生裝置，該狀態指示訊號為聲音。
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