專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)觸控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸控裝置，尤其是涉及一種無(wú)需使用實(shí)體反射式或非反射式邊條的光學(xué)觸控裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今各式消費(fèi)性電子產(chǎn)品市場(chǎng)中，個(gè)人數(shù)字助理、移動(dòng)電話(huà)，以及手機(jī)等可攜式電子產(chǎn)品皆已廣泛使用具有觸控裝置作為其數(shù)據(jù)溝通的界面工具。由于目前電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)皆以輕、薄、短、小為方向，因此在產(chǎn)品上無(wú)足夠空間容納如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等傳統(tǒng)輸入裝置，尤其在講求人性化設(shè)計(jì)的平板電腦需求的帶動(dòng)下，搭配觸控裝置的顯示器已逐漸成為各式電子產(chǎn)品的關(guān)鍵零組件之一。然而現(xiàn)今所發(fā)展出的觸控技術(shù)眾多，例如電阻式、電容式、超音波式、紅外線(xiàn)感測(cè)式、光學(xué)影像式等觸控技術(shù)，且由于技術(shù)層面與成本有所差異，因此這諸多種類(lèi)的觸控技術(shù)便運(yùn)用在各種不同領(lǐng)域。舉例來(lái)說(shuō)，光學(xué)觸控技術(shù)的作用原理為透過(guò)位于顯示器兩個(gè)角落的攝影機(jī)，偵測(cè)觸控物體所形成的陰影，經(jīng)由三角定位找出觸控的位置，故與傳統(tǒng)電阻式或電容式觸控技術(shù)比較起來(lái)，其具有準(zhǔn)確、穿透率高、可靠度佳、損壞率低、成本低以及支援多點(diǎn)觸控手勢(shì)等優(yōu)點(diǎn)，在中大尺寸顯示器方面很容易切入市場(chǎng)。然而現(xiàn)有的遮斷式與影像式光學(xué)觸控裝置需要實(shí)體反射式與非反射式邊條以提供物體于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)時(shí)的拍攝背景，用于隔離座標(biāo)偵測(cè)區(qū)以外的干擾源，而若座標(biāo)偵測(cè)區(qū)上有觸控物則會(huì)阻擋邊條而使得感測(cè)器偵測(cè)到黑影，進(jìn)而利用黑影位置來(lái)推得觸控位置。換言之，實(shí)體邊條提供了阻擋外界干擾源與作為觸控物與背景差異的功能。然而由于邊條結(jié)構(gòu)需與感測(cè)器共平面，而造成了組裝上的困難，且也增加了制造成本；但沒(méi)有邊條結(jié)構(gòu)的光學(xué)觸控裝置則會(huì)因?yàn)樽鶚?biāo)偵測(cè)區(qū)以外的干擾源造成觸控點(diǎn)受外界干擾而判斷不易，故如何設(shè)計(jì)出一種可有效降低組裝困難度與成本且可同時(shí)提升觸控點(diǎn)的判斷準(zhǔn)確度的光學(xué)觸控裝置，便為現(xiàn)今觸控技術(shù)所需努力的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)須使用實(shí)體反射式或非反射式邊條的光學(xué)觸控裝置，以解決上述的問(wèn)題。為達(dá)上述目的，本發(fā)明揭露一種光學(xué)觸控裝置，其包含有一顯示面板，其上形成有一座標(biāo)偵測(cè)區(qū)、至少一光束收發(fā)器，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的角落，該至少一光束收發(fā)器用來(lái)收發(fā)沿著該座標(biāo)偵測(cè)區(qū)的邊緣行進(jìn)的多條光束，以形成一光束虛擬邊框、至少一取像模塊，其安裝于該顯示面板外側(cè)的角落，該至少一取像模塊用來(lái)擷取一物體的周遭影像數(shù)據(jù)，以及一控制模塊，其耦合于該至少一取像模塊，該控制模塊用來(lái)依據(jù)該至少一取像模塊所擷取到該物體的周遭影像數(shù)據(jù)判斷該物體是否遮蔽該光束虛擬邊框，且依據(jù)該判斷結(jié)果決定是否計(jì)算該物體的一座標(biāo)值。本發(fā)明另揭露該至少一光束收發(fā)器為一激光收發(fā)器或一紅外線(xiàn)收發(fā)器，其用來(lái)收發(fā)準(zhǔn)直光束。
本發(fā)明另揭露該光學(xué)觸控裝置另包含有至少一濾光單元，其設(shè)置于相對(duì)應(yīng)該至少一取像模塊的位置且用來(lái)過(guò)濾進(jìn)入該至少一取像模塊的光線(xiàn)，以使該至少一取像模塊擷取相同于該至少一光束收發(fā)器所發(fā)射光束的波長(zhǎng)的光線(xiàn)。本發(fā)明另揭露該控制模塊于判斷該物體未遮蔽該光束虛擬邊框時(shí)不計(jì)算該物體的該座標(biāo)值。本發(fā)明另揭露該控制模塊于判斷該物體遮蔽該光束虛擬邊框時(shí)計(jì)算該物體的該座標(biāo)值。本發(fā)明另揭露該光學(xué)觸控裝置另包含至少一光學(xué)反射單元，其設(shè)置于該光束虛擬邊框的光路徑上，該至少一光學(xué)反射單元用來(lái)反射該至少一光束收發(fā)器所發(fā)射的光束回到該至少一光束收發(fā)器。本發(fā)明另揭露該光學(xué)觸控裝置包含兩個(gè)光束收發(fā)器，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的一角落且分別收發(fā)行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束，且該光學(xué)觸控裝置包含三個(gè)光學(xué)反射單元，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的其他三個(gè)角落且用來(lái)反射行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束。本發(fā)明另揭露該光學(xué)觸控裝置包含多個(gè)光束收發(fā)器，其分別收發(fā)行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束。本發(fā)明另揭露該光學(xué)觸控裝置包含兩個(gè)取像模塊，其分別安裝于該顯示面板同側(cè)的兩個(gè)角落。本發(fā)明另揭露該取像模塊為一影像感測(cè)器。本發(fā)明所提供的光學(xué)觸控裝置由于利用光束虛擬邊框作為物體于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)時(shí)的拍攝背景，故可無(wú)須使用實(shí)體 的反射式或非反射式邊條，且可達(dá)到過(guò)濾篩選掉非座落于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)的物體的目的，故可克服組裝上的困難且降低制造成本，并同時(shí)兼具觸控物的影像處理的判斷精準(zhǔn)性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)觸控裝置的功能方塊示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)觸控裝置的正視示意圖；圖3至圖5分別為本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)觸控裝置于不同部位的側(cè)視示意圖；圖6與圖7分別為本發(fā)明實(shí)施例物體位于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)之內(nèi)與之外的示意圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明50光學(xué)觸控裝置52顯不面板521座標(biāo)偵測(cè)區(qū)54a、54b 光束收發(fā)器56a、56b、56c光學(xué)反射單兀58a、58b 取像模塊60a、60b濾光單元62控制模塊64光束虛擬邊框66a、66b 光束68物體
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1至圖5，圖1為本發(fā)明實(shí)施例一光學(xué)觸控裝置50的功能方塊示意圖，圖2為本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)觸控裝置50的正視示意圖，圖3至圖5分別為本發(fā)明實(shí)施例光學(xué)觸控裝置50于不同部位的側(cè)視示意圖，光學(xué)觸控裝置50包含有一顯示面板52、兩個(gè)光束收發(fā)器54a、54b、三個(gè)光學(xué)反射單兀56a、56b、56c、兩個(gè)取像模塊58a、58b、兩個(gè)濾光單兀60a、60b，以及一控制模塊62。顯示面板52可為一觸控面板，且其上形成有一座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521 ；兩個(gè)光束收發(fā)器54a、54b設(shè)置于顯示面板52外側(cè)的一角落且分別收發(fā)行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束，以形成一光束虛擬邊框64，而行進(jìn)方向相反的多條光束可確保于多點(diǎn)觸控時(shí)不會(huì)因?yàn)槠渲幸皇种刚跀喙馐沟霉馐鵁o(wú)法行進(jìn)(如手指位于光束虛擬邊框64上時(shí))，另一手指缺乏光束作為邊框背景的情況發(fā)生。舉例來(lái)說(shuō)光束收發(fā)器54a、54b可分別發(fā)射行進(jìn)方向相反且互相平行的兩個(gè)光束66a、66b,而圍設(shè)出光束虛擬邊框64,其中光束收發(fā)器54a、54b可分別為一激光收發(fā)器或一紅外線(xiàn)收發(fā)器,其用來(lái)發(fā)射準(zhǔn)直光束。再者，三個(gè)光學(xué)反射單元56a、56b、56c設(shè)置于顯示面板52外側(cè)的其他三個(gè)角落且設(shè)置于光束虛擬邊框64的光路徑上,光學(xué)反射單兀56a、56b、56c用來(lái)反射行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束，以使光束66a、66b經(jīng)過(guò)三次反射后可回到光束收發(fā)器54a、54b,至于光束收發(fā)器與光學(xué)反射單元的設(shè)置位置與數(shù)量可不局限于此實(shí)施例所述。舉例來(lái)說(shuō)，于此實(shí)施例中由于兩個(gè)光束收發(fā)器54a、54b設(shè)置于顯示面板52外側(cè)的同一角落，故需配置三個(gè)光學(xué)反射單兀56a、56b、56c于顯不面板52外側(cè)的其他三個(gè)角落；若兩個(gè)光束收發(fā)器54a、54b設(shè)置于顯示面板52外側(cè)的不同角落，則需配置四個(gè)光學(xué)反射單元于顯示面板52外側(cè)的四個(gè)角落。再者，本發(fā)明也可僅設(shè)置一組光束收發(fā)器于顯示面板52外側(cè)的單一角落，此時(shí)也需配置三個(gè)光學(xué)反射單元于顯示面板52外側(cè)的其他三個(gè)角落。此外，本發(fā)明也可裝設(shè)四組光束收發(fā)器于顯示面板52外側(cè)的四個(gè)角落且分別收發(fā)行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束，故仍可圍設(shè)出相對(duì)應(yīng)光束虛擬邊框；或是可僅配置一組光束收發(fā)器而不使用光學(xué)反射單元，再利用其他分光元件(如三個(gè)棱鏡)將光束收發(fā)器所產(chǎn)生的單一光束分光為多條光束等，只要是能于顯示面板52的座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521外側(cè)形成光束虛擬邊框的光學(xué)機(jī)制都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范疇，其端視實(shí)際設(shè)計(jì)需求而定。再者，兩個(gè)取像模塊58a、58b可分別安裝于顯示面板52同側(cè)的相異兩個(gè)角落，舉例來(lái)說(shuō)如圖3與圖4所示，其中兩個(gè)光學(xué)反射單元56b、56c可單獨(dú)設(shè)置于兩個(gè)角落，而另一光學(xué)反射單兀56a可安裝于其中一取像模塊58b的下方；且如圖5所不兩個(gè)光束收發(fā)器54a、54b可安裝于其中一取像模塊58a的下方。至于取像模塊、光學(xué)反射單兀與光束收發(fā)器的相對(duì)配置位置可不局限于此實(shí)施例所述，端視實(shí)際設(shè)計(jì)需求而定。此外，取像模塊58a、58b用來(lái)擷取一物體的周遭影像數(shù)據(jù)，且其可分別為一影像感測(cè)器，如一攝影機(jī)等。兩個(gè)濾光單元60a、60b分別設(shè)置于相對(duì)應(yīng)兩個(gè)取像模塊58a、58b的位置，且用來(lái)過(guò)濾進(jìn)入取像模塊58a、58b的光線(xiàn)，以使取像模塊58a、58b擷取相同于光束收發(fā)器54a、54b所收發(fā)光束66a、66b的波長(zhǎng)的光線(xiàn)，舉例來(lái)說(shuō)濾光單元60a、60b可過(guò)濾出相對(duì)于激光光束或紅外線(xiàn)光束波長(zhǎng)的光束，用于提供取像模塊58a、58b偵測(cè)相對(duì)應(yīng)的光線(xiàn)，而濾光單元60a、60b也可整合于取像模塊58a、58b,端視實(shí)際設(shè)計(jì)需求而定。再者，控制模塊62耦合于取像模塊58a、58b，且用來(lái)依據(jù)取像模塊58a、58b所擷取到該物體的周遭影像數(shù)據(jù)判斷該物體是否遮蔽光束虛擬邊框64，且依據(jù)該判斷結(jié)果決定是否計(jì)算該物體的一座標(biāo)值。此外，本發(fā)明的顯示面板52、光束收發(fā)器54a、54b、光學(xué)反射單兀56a、56b、56c、取像模塊58a、58b、濾光單兀60a、60b與控制模塊62可整合于同一顯不器內(nèi)，例如于顯示熒幕或一體式桌上型電腦(All In One PC)之內(nèi)等；或是光束收發(fā)器54a、54b、光學(xué)反射單兀56a、56b、56c、取像模塊58a、58b、濾光單兀60a、60b與控制模塊62可單獨(dú)模塊化，例如設(shè)置于用來(lái)外掛于顯示面板52的一框架內(nèi)，且座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521可為該框架上的透明面板，故可拆卸安裝于不同的顯示面板52上。為了達(dá)到于光學(xué)觸控裝置50實(shí)施觸控的目的，使用者可于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521內(nèi)進(jìn)行觸控操作，例如以手指于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521內(nèi)移動(dòng)。請(qǐng)參閱圖6與圖7，圖6與圖7分別為本發(fā)明實(shí)施例一物體68位于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521之內(nèi)與之外的示意圖。如圖6所示，當(dāng)物體68位于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521的內(nèi)部，物體68會(huì)遮擋住光束虛擬邊框64的部分光束66a、66b ;或是當(dāng)物體68位于光束虛擬邊框64上時(shí)會(huì)遮斷光束66a、66b而使其無(wú)法行進(jìn)。而兩個(gè)取像模塊58a、58b會(huì)分別擷取物體68之周遭影像數(shù)據(jù)，且將該影像數(shù)據(jù)傳輸至控制模塊62，之后控制模塊62會(huì)依據(jù)取像模塊58a、58b所擷取到物體68的周遭影像數(shù)據(jù)判斷物體68是否遮蔽光束虛擬邊框64，當(dāng)控制模塊62判斷物體68有遮蔽到光束虛擬邊框64時(shí)便會(huì)計(jì)算物體68的座標(biāo)值。舉例來(lái)說(shuō)控制模塊62可判斷物體68遮蔽光束虛擬邊框64的相對(duì)應(yīng)部分，且對(duì)其影像數(shù)據(jù)進(jìn)行影像處理分析，例如去除雜訊等，之后再對(duì)經(jīng)影像處理過(guò)后的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行座標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算，例如可依據(jù)兩個(gè)取像模塊58a、58b所擷取的影像與座標(biāo)軸的夾角以三角定位方式找出物體68的觸控位置，最后再轉(zhuǎn)換成相對(duì)應(yīng)的座標(biāo)值，之后便可提供電腦主機(jī)執(zhí)行相關(guān)觸控操作的依據(jù)。反之，如圖7所示，由于物體68位于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521的外部，故物體68并無(wú)法遮擋住光束虛擬邊框64的部分光束66a、66b，此時(shí)控制模塊62便會(huì)判斷物體68并未遮蔽到光束虛擬邊框64且不會(huì)計(jì)算物體68的座標(biāo)值，而不執(zhí)行后續(xù)觸控操作，意即排除物體68位于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)521的可能性，用于避免誤動(dòng)作且可過(guò)濾篩選掉不必要計(jì)算的物體位置而有效地節(jié)省系統(tǒng)資源。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的光學(xué)觸控裝置由于利用光束虛擬邊框作為物體于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)時(shí)的拍攝背景，故可無(wú)需使用實(shí)體的反射式或非反射式邊條，且可達(dá)到過(guò)濾篩選掉非座落于座標(biāo)偵測(cè)區(qū)的物體的目的，故可克服組裝上的困難且降低制造成本，并同時(shí)兼具觸控物的影像處理的判斷精準(zhǔn)性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸控裝置，其包含有: 顯示面板，其上形成有一座標(biāo)偵測(cè)區(qū)； 至少一光束收發(fā)器，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的角落，該至少一光束收發(fā)器用來(lái)收發(fā)沿著該座標(biāo)偵測(cè)區(qū)的邊緣行進(jìn)的多條光束，以形成一光束虛擬邊框； 至少一取像模塊，其安裝于該顯示面板外側(cè)的角落，該至少一取像模塊用來(lái)擷取一物體的周遭影像數(shù)據(jù)；以及 控制模塊，其耦合于該至少一取像模塊，該控制模塊用來(lái)依據(jù)該至少一取像模塊所擷取到該物體的周遭影像數(shù)據(jù)判斷該物體是否遮蔽該光束虛擬邊框，且依據(jù)該判斷結(jié)果決定是否計(jì)算該物體的一座標(biāo)值。
2.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控裝置，其中該至少一光束收發(fā)器為一激光收發(fā)器或一紅外線(xiàn)收發(fā)器，其用來(lái)收發(fā)準(zhǔn)直光束。
3.按權(quán)利要求2所述的光學(xué)觸控裝置，其另包含有至少一濾光單元，其設(shè)置于相對(duì)應(yīng)該至少一取像模塊的位置且用來(lái)過(guò)濾進(jìn)入該至少一取像模塊的光線(xiàn)，以使該至少一取像模塊擷取相同于該至少一光束收發(fā)器所發(fā)射光束的波長(zhǎng)的光線(xiàn)。
4.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控裝置，其中該控制模塊于判斷該物體未遮蔽該光束虛擬邊框時(shí)不計(jì)算該物體的該座標(biāo)值。
5.按權(quán)利要求1、2、3或4所述的光學(xué)觸控裝置，其中該控制模塊于判斷該物體遮蔽該光束虛擬邊框時(shí)計(jì)算該物體的該座標(biāo)值。
6.按權(quán)利要求1、2、3或4所述的光學(xué)觸控裝置，其另包含至少一光學(xué)反射單元，其設(shè)置于該光束虛擬邊框的光路徑上，該至少一光學(xué)反射單元用來(lái)反射該至少一光束收發(fā)器所發(fā)射的光束回到該至少一光束收發(fā)器。
7.按權(quán)利要求6所述的光學(xué)觸控裝置，其中該光學(xué)觸控裝置包含兩個(gè)光束收發(fā)器，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的一角落且分別收發(fā)行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束，且該光學(xué)觸控裝置包含三個(gè)光學(xué)反射單元，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的其他三個(gè)角落且用來(lái)反射行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束。
8.按權(quán)利要求1、2、3或4所述的光學(xué)觸控裝置，其包含多個(gè)光束收發(fā)器，其分別收發(fā)行進(jìn)方向相反且互相平行的多條光束。
9.按權(quán)利要求1、2、3或4所述的光學(xué)觸控裝置，其包含兩個(gè)取像模塊，其分別安裝于該顯示面板同側(cè)的兩個(gè)角落。
10.按權(quán)利要求1、2、3或4所述的光學(xué)觸控裝置，其中該取像模塊為一影像感測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種光學(xué)觸控裝置，其包含有一顯示面板，其上形成有一座標(biāo)偵測(cè)區(qū)、至少一光束收發(fā)器，其設(shè)置于該顯示面板外側(cè)的角落，該至少一光束收發(fā)器用來(lái)收發(fā)沿著該座標(biāo)偵測(cè)區(qū)的邊緣行進(jìn)的多條光束，以形成一光束虛擬邊框、至少一取像模塊，其安裝于該顯示面板外側(cè)的角落，該至少一取像模塊用來(lái)擷取一物體的周遭影像數(shù)據(jù)，以及一控制模塊，其耦合于該至少一取像模塊，該控制模塊用來(lái)依據(jù)該至少一取像模塊所擷取到該物體的周遭影像數(shù)據(jù)判斷該物體是否遮蔽該光束虛擬邊框，且依據(jù)該判斷結(jié)果決定是否計(jì)算該物體的一座標(biāo)值。
文檔編號(hào)G06F3/042GK103092434SQ20111036116
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者周家德 申請(qǐng)人:緯創(chuàng)資通股份有限公司