TWM517370U - 光學觸控裝置 - Google Patents

Description

光學觸控裝置

本新型是有關於一種光學觸控裝置，特別是指一種能達到全平面式的光學觸控裝置。

觸控裝置具有使設備簡潔、操作介面人性化等優點，故觸控裝置逐漸取代傳統的按鍵。近年來，隨著智慧型手機、平板電腦、電子書及觸控式提款機、公共事務機等電子化設備的普及，觸控裝置被應用的範圍也越來越廣泛。其中，光學觸控裝置因具備了低成本的優勢，因此在各種觸控面板的競爭市場中更備受關注。

現有的光學觸控裝置通常包含一觸控板、二裝設於該觸控板頂面上端的攝影機、二分別位於鄰近該等攝影機的光發射器及一設於該觸控板的頂面的周緣的反光層。在使用時，該等光發射器發出光線，該光線碰到反光層並被該反光層反射後的影像被攝影機所擷取。當有一觸碰物接觸到該觸控板的頂面時，該觸碰物會阻擋住由反光層反射的部分光線，使該被反光層所反射的光線產生遮斷。藉由分析該等攝影機所記錄到光線產生遮斷的位置，來判斷該觸碰物所接觸到該觸控板頂面的位置。

然而，在現有的光學觸控裝置中，反光層設置於觸控板的頂面以增加光線反射的效果，但此種設置方式限制了觸控板的頂面可被使用的面積，也無法如期他觸控技術般做到窄邊框甚至是全平面的觸控板，故在美觀上仍需改善。此外，設置於該觸控板頂面的反光層在與該觸控板的接合處容易有卡積灰塵或被異物遮蔽之問題。

此外，為了擴大光線穿透該觸控板的面積範圍，往往會以加高攝影機與該觸控板頂面間的距離來達成此目的，但使得整體裝置的厚度增加，造成使用上較為厚重不方便的問題。

因此，本新型之目的，即在提供一種不易累積灰塵的光學觸控裝置。

本新型之另一目的，即在提供一種全平面式的光學觸控裝置。

本新型之再一目的，即在提供一種不需增加整體觸控裝置的厚度也能擴大感應區域的光學觸控裝置。

於是，本新型光學觸控裝置適用於一顯示器，該光學觸控裝置包含一透明板體、一發光單元、至少二光感測模組及一處理單元。

該透明板體適於設在該顯示器的一顯示面上，且包括一頂面、一貼近該顯示面的底面、一上側面、一與該上側面相對的下側面、一連接於該上側面與該下側面的左側面及一與該左側面相對的右側面。

該發光單元設置於該透明板體，能產生遍佈該透明板體的光線。

該等光感測模組分別設於靠近該等光源處，每一光感測模組用於感測當一物體接觸到該透明板體的該頂面時的光線以產生一感測信號。

該處理單元，耦接於該等光感測模組，並接收來自於該等光感測模組之該等感測信號並據以產生一控制信號。

在一些實施態樣中，該發光單元包括一反光層及至少二光源。該反光層包括一環繞設置在該透明板體的該下側面、該左側面及該右側面上的主層部、及一設置在該透明板體之該底面的一鄰近該下側面、該左側面及該右側面的周緣並連接該主層部的延伸層部。該等光源分別設置在該透明板體的該頂面的任兩相鄰兩角落處，該等光源分別發出紅外光。

在一些實施態樣中，該發光單元包括至少一導光條，設置於該透明板體之任一側，並能發出紅外光。

在一些實施態樣中，該發光單元包括一導光條，環繞設置於該透明板體之左側面、右側面及下側面。

在一些實施態樣中，該透明板體具有兩彼此相對且逐漸朝一遠離該顯示面之方向延伸的左、右端部。

在一些實施態樣中，該反光層的延伸層部的寬度配合該透明板體的該頂面的面積增加而增加。

在一些實施態樣中，該反光層以反光布及反光 條其中之一者所構成。

在一些實施態樣中，該反光層具有至少一波浪 狀的表面。

在一些實施態樣中，該光學觸控裝置還包含一 設在該反光層的該延伸層部與該透明板體的該底面之間的光學濾件(IR PASS)。

在一些實施態樣中，光學觸控裝置還包含一框 體，設在該透明板體的該頂面上用於覆蓋該等光源、該等光感測模組。

本新型之功效在於利用設置在該透明板體的底 面的反光層來加強反光效果，以補強在穿透該透明板體時因反射與折射而衰減的光線，而少了該反光層遮蔽的該透明板體的頂面不僅在外觀上能夠達成全平面的美觀，也避免灰塵卡積在該反光層與該透明板體頂面的交界處。此外，呈微凹面狀的透明板體，左、右兩端遠離該顯示器，使該透明板體能被該等光源照射到的面積增加。

1‧‧‧透明板體

11‧‧‧頂面

12‧‧‧底面

13‧‧‧上側面

14‧‧‧下側面

15‧‧‧左側面

16‧‧‧右側面

2‧‧‧光源

3‧‧‧光感測模組

31‧‧‧感測信號

4‧‧‧處理單元

41‧‧‧控制信號

5‧‧‧反光層

51‧‧‧主層部

52‧‧‧延伸層部

6‧‧‧光學濾件

7‧‧‧框體

8‧‧‧發光單元

81‧‧‧導光條

9‧‧‧顯示器

91‧‧‧顯示面

本新型之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一上視圖，說明在一第一實施例中，一光學觸控裝置的元件安排；圖2是一示意圖，說明該第一實施例中，該光學觸控裝置中的一反光層及二光感測模組設置的位置；圖3是一剖面示意圖，說明圖1中的一透明板體為一 平面時，沿A-A剖線切割，該透明板體的情形；圖4是一剖面示意圖，說明圖1中的該透明板體為一曲面時，沿A-A剖線切割，該透明板體的情形；圖5是一圖3的局部放大示意圖，說明一光學濾件設於該透明板體的底面與該反光層間之情形；圖6是一流程圖，說明該光學觸控裝置處理一訊號源的流程；圖7是一上視圖，說明在一第二實施例中，一光學觸控裝置的發光單元為一導光條時，該等導光條設置在該透明板體的三側邊之情形；及圖8是沿圖7的B-B剖線切割的剖面示意圖，說明該導光條位於該透明板體與一框體間。

參閱圖1至圖5，本新型光學觸控裝置的第一實施例包含一透明板體1、一發光單元8、二光感測模組3、一處理單元4、一光學濾件(IR PASS)6及一框體7。

該透明板體1適於設在一顯示器9的一顯示面91上，且包括一頂面11、一貼近該顯示面91的底面12、一上側面13、一與該上側面13相對的下側面14、一連接於該上側面13與該下側面14的左側面15及一與該左側面15相對的右側面16。

該發光單元8包括二光源2及一反光層5。如圖2所示，該等光源2在本實施例中分別設置在該透明板體1的該頂面11的右上方與左上方兩角落處，且該等光源2分 別發出遠紅外光。該等光源2的數量可為二以上，且光源2設置的位置可以是位在該透明板體1的該頂面11的任意兩相鄰的角落處，不以本實施例中之舉例為限。

用以反射該等光源2發出的光線的該反光層5 包括一設置在該透明板體1的該下側面14、該左側面15及該右側面16上的主層部51、及一設置在該透明板體1之該底面12的一鄰近該下側面14、該左側面15及該右側面16的周緣並連接該主層部51的延伸層部52。在此實施例中，該反光層5的延伸部層52的寬度隨該透明板體1的該頂面11的面積增加而增加，如此可加強光線的反射，以彌補光線穿透玻璃時因反射、折射而減弱的能量。此外，本新型中在該透明板體1的周緣設置用以反射光線的反光層5的成本低於配置多個光學鏡頭的成本，具有降低成本的優點。

其中，該反光層5可以是反光布或是反光條其 中之一種形式。值得一提的是，如圖5所示，該反光層5的主層部51及延伸層部52皆具有一波浪狀的表面，能增加該反光層5與光線接觸的面積，進而加強光線被反射的效果。此實施例中的反光層5雖以反光布或是反光條為例，但不限制使用其他具有反光效果的材料作為反光層5。

參閱圖5，該光學觸控裝置還包含一設在該反光 層5的該延伸層部52與該透明板體1的該底面12之間的光學濾件6。該光學濾件6供遠紅外線通過，以避免其他波長的光線穿透，而干擾反光的效果。

參閱圖2及圖6，該等光感測模組3分別設於靠 近該等光源2處，每一光感測模組3具有一感光耦合元件(CCD)，用於感測當一物體接觸到該透明板體1的該頂面11的光線時產生一觸碰點，以發出一感測信號31。當該物體觸碰至該透明板體1的該頂面11時，該物體不僅會阻擋來自該等光源2的光線，也會阻擋從該反光層5反射的光線路徑，使該觸碰點為一較暗區域，當該等光感測模組3擷取到具有該觸碰點的影像時，傳送一感測信號41。此外，本實施例中的該等光感測模組3的數量雖以二為例，但其數量可為二以上。再者，該等光感測模組3設置的位置可以是位在該透明板體1的該頂面11的任意兩相鄰的角落處，不以本實施例中之舉例為限。

如圖6所示，該處理單元4耦接於該等光感測 模組3，接收來自於該等光感測模組3之該等感測信號31，利用已知光感測模組3的位置與該觸碰點所投影在該反光層5的位置，運算出該觸碰點的位置，並據以產生一控制信號41。

從圖1及圖3皆可看出，該光學觸控裝置還包 含一框體7。該框體7設在該透明板體1的該頂面11上並包覆該透明板體1的周緣，用於覆蓋該等光源2、該等光感測模組3，使該光學觸控裝置整體視覺更加美觀。

值得一提的是，本實施例中的透明板體1不限 於只有平板狀的實施態樣。如圖4所示，該透明板體1具有兩彼此相對且逐漸朝一遠離該顯示面91之方向延伸的左 、右端部。該左、右端部提高了該等光源2及該等光感測 模組3能照射到該透明板體1的高度，亦增加了光線能穿透該透明板體1的面積，進而達到增加反射光線的效果。 如此，該光學裝置不需架高該等光源2及該光感測模組3的位置，保持整體既有的厚度，就能提升光線的反射量，來增加其與該透明板體1間的距離，反而使該光學觸控裝置整體厚度的增加，造成使用上的厚重和不方便。

參閱圖7及圖8，本新型光學觸控裝置的一第二 實施例大致上與前述的第一實施例相似，不同的地方在於，該第二實施例中的發光單元8為一導光條81，該導光條81環繞設置於該透明板體1的左側面15、右側面16及下側面14並發出遍佈於該透明板體1的遠紅外光。當物體觸碰至該透明板體1的該頂面11時，會阻擋來自該等導光條81的光線，使該觸碰點為一較暗區域，當該等光感測模組3擷取到具有該觸碰點的影像時，傳送一感測信號41。值得注意的是，該導光條81至少設置於該透明板體1的某一側邊使光線分佈於透明板體1上即可，並不一定要在該透明板體1的左側面15、右側面16及下側面14皆設置該導光條81。

綜上所述，在該第一實施例中，本新型利用設 置在該透明板體1底面12的發光單元8使光線能分佈在該透明板體1。該發光單元8可為至少二光源2及一加強反光效果的反光層5。該反光層5能補強光線穿透該透明板體1時因反射與折射而耗損的能量。此外，該透明板體1的頂 面11少了該反光層5的遮蔽，不僅在外觀上更能貼近窄邊框或是全平面的設計，也克服了灰塵堆積在該反光層5與該透明板體1頂面11交界處的問題。而在該第二實施例中，該發光單元8為能發出紅外光源的導光條81來產生分佈於該透明板體1的光線。最後，該透明板體1的型態能夠呈微凹面狀，即該透明板體1的左、右兩端遠離該顯示器9，使該透明板體1能被該等光源2照射到的面積增加，故確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當 不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧透明板體

11‧‧‧頂面

13‧‧‧上側面

14‧‧‧下側面

15‧‧‧左側面

16‧‧‧右側面

2‧‧‧光源

3‧‧‧光感測模組

4‧‧‧處理單元

5‧‧‧反光層

51‧‧‧主層部

52‧‧‧延伸層部

7‧‧‧框體

8‧‧‧發光單元

Claims (10)

1. 一種光學觸控裝置，適用於一顯示器，該光學觸控裝置包含：一透明板體，適於設在該顯示器的一顯示面上，且包括一頂面、一貼近該顯示面的底面、一上側面、一與該上側面相對的下側面、一連接於該上側面與該下側面的左側面及一與該左側面相對的右側面；一發光單元，設置於該透明板體，能產生遍佈該透明板體的光線；至少二光感測模組，分別設於靠近該等光源處，每一光感測模組用於感測當一物體接觸到該透明板體的該頂面時的光線，以產生一感測信號；及一處理單元，耦接於該等光感測模組，並接收來自於該等光感測模組之該等感測信號並據以產生一控制信號。
2. 如請求項1所述的光學觸控裝置，其中，該發光單元包括一反光層及至少二光源，該反光層具有一環繞設置在該透明板體的該下側面、該左側面及該右側面上的主層部、及一設置在該透明板體之該底面的一鄰近該下側面、該左側面及該右側面的周緣並連接該主層部的延伸層部；該等光源分別設置在該透明板體的該頂面的任兩相鄰兩角落處，且分別發出紅外光。
3. 如請求項1所述的光學觸控裝置，其中，該發光單元包括至少一導光條，設置於該透明板體之任一側，並能發 出紅外光。
4. 如請求項3所述的光學觸控裝置，其中，該發光單元包括一導光條，環繞設置於該透明板體之左側面、右側面及下側面。
5. 如請求項2所述的光學觸控裝置，其中，該透明板體具有兩彼此相對且逐漸朝一遠離該顯示面之方向延伸的左、右端部。
6. 如請求項2所述的光學觸控裝置，其中，該反光層的延伸層部的寬度配合該透明板體的該頂面的面積增加而增加。
7. 如請求項2所述的光學觸控裝置，其中，該反光層以反光布及反光條其中之一者所構成。
8. 如請求項2所述的光學觸控裝置，其中，該反光層具有至少一波浪狀的表面。
9. 如請求項2所述的光學觸控裝置，還包含一設在該反光層的該延伸層部與該透明板體的該底面之間的光學濾件(IR PASS)。
10. 如請求項1至9其中任一項所述的光學觸控裝置，還包含一框體，設在該透明板體的該頂面上用於覆蓋該等光源、該等光感測模組。