專利名稱：光學觸控裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學觸控裝置，尤其是涉及一種無需使用實體反射式或非反射式邊條的光學觸控裝置。
背景技術：
在現(xiàn)今各式消費性電子產品市場中，個人數(shù)字助理、移動電話，以及手機等可攜式電子產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。由于目前電子產品的設計皆以輕、薄、短、小為方向，因此在產品上無足夠空間容納如鍵盤、鼠標等傳統(tǒng)輸入裝置，尤其在講求人性化設計的平板電腦需求的帶動下，搭配觸控裝置的顯示器已逐漸成為各式電子產品的關鍵零組件之一。然而現(xiàn)今所發(fā)展出的觸控技術眾多，例如電阻式、電容式、超音波式、紅外線感測式、光學影像式等觸控技術，且由于技術層面與成本有所差異，因此這諸多種類的觸控技術便運用在各種不同領域。舉例來說，光學觸控技術的作用原理為透過位于顯示器兩個角落的攝影機，偵測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比較起來，其具有準確、穿透率高、可靠度佳、損壞率低、成本低以及支援多點觸控手勢等優(yōu)點，在中大尺寸顯示器方面很容易切入市場。然而現(xiàn)有的遮斷式與影像式光學觸控裝置需要實體反射式與非反射式邊條以提供物體于座標偵測區(qū)時的拍攝背景，用于隔離座標偵測區(qū)以外的干擾源，而若座標偵測區(qū)上有觸控物則會阻擋邊條而使得感測器偵測到黑影，進而利用黑影位置來推得觸控位置。換言之，實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。然而由于邊條結構需與感測器共平面，而造成了組裝上的困難，且也增加了制造成本；但沒有邊條結構的光學觸控裝置則會因為座標偵測區(qū)以外的干擾源造成觸控點受外界干擾而判斷不易，故如何設計出一種可有效降低組裝困難度與成本且可同時提升觸控點的判斷準確度的光學觸控裝置，便為現(xiàn)今觸控技術所需努力的重要課題之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種無須使用實體反射式或非反射式邊條的光學觸控裝置，以解決上述的問題。為達上述目的，本發(fā)明揭露一種光學觸控裝置，其包含有一顯示面板，其上形成有一座標偵測區(qū)、至少一光束收發(fā)器，其設置于該顯示面板外側的角落，該至少一光束收發(fā)器用來收發(fā)沿著該座標偵測區(qū)的邊緣行進的多條光束，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的角落，該至少一取像模塊用來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)該判斷結果決定是否計算該物體的一座標值。本發(fā)明另揭露該至少一光束收發(fā)器為一激光收發(fā)器或一紅外線收發(fā)器，其用來收發(fā)準直光束。
本發(fā)明另揭露該光學觸控裝置另包含有至少一濾光單元，其設置于相對應該至少一取像模塊的位置且用來過濾進入該至少一取像模塊的光線，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)射光束的波長的光線。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不計算該物體的該座標值。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計算該物體的該座標值。本發(fā)明另揭露該光學觸控裝置另包含至少一光學反射單元，其設置于該光束虛擬邊框的光路徑上，該至少一光學反射單元用來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)明另揭露該光學觸控裝置包含兩個光束收發(fā)器，其設置于該顯示面板外側的一角落且分別收發(fā)行進方向相反且互相平行的多條光束，且該光學觸控裝置包含三個光學反射單元，其設置于該顯示面板外側的其他三個角落且用來反射行進方向相反且互相平行的多條光束。本發(fā)明另揭露該光學觸控裝置包含多個光束收發(fā)器，其分別收發(fā)行進方向相反且互相平行的多條光束。本發(fā)明另揭露該光學觸控裝置包含兩個取像模塊，其分別安裝于該顯示面板同側的兩個角落。本發(fā)明另揭露該取像模塊為一影像感測器。本發(fā)明所提供的光學觸控裝置由于利用光束虛擬邊框作為物體于座標偵測區(qū)時的拍攝背景，故可無須使用實體 的反射式或非反射式邊條，且可達到過濾篩選掉非座落于座標偵測區(qū)的物體的目的，故可克服組裝上的困難且降低制造成本，并同時兼具觸控物的影像處理的判斷精準性。


圖1為本發(fā)明實施例光學觸控裝置的功能方塊示意圖；圖2為本發(fā)明實施例光學觸控裝置的正視示意圖；圖3至圖5分別為本發(fā)明實施例光學觸控裝置于不同部位的側視示意圖；圖6與圖7分別為本發(fā)明實施例物體位于座標偵測區(qū)之內與之外的示意圖。主要元件符號說明50光學觸控裝置52顯不面板521座標偵測區(qū)54a、54b 光束收發(fā)器56a、56b、56c光學反射單兀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
具體實施例方式請參閱圖1至圖5，圖1為本發(fā)明實施例一光學觸控裝置50的功能方塊示意圖，圖2為本發(fā)明實施例光學觸控裝置50的正視示意圖，圖3至圖5分別為本發(fā)明實施例光學觸控裝置50于不同部位的側視示意圖，光學觸控裝置50包含有一顯示面板52、兩個光束收發(fā)器54a、54b、三個光學反射單兀56a、56b、56c、兩個取像模塊58a、58b、兩個濾光單兀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偵測區(qū)521 ；兩個光束收發(fā)器54a、54b設置于顯示面板52外側的一角落且分別收發(fā)行進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，而行進方向相反的多條光束可確保于多點觸控時不會因為其中一手指遮斷光束而使得光束無法行進(如手指位于光束虛擬邊框64上時)，另一手指缺乏光束作為邊框背景的情況發(fā)生。舉例來說光束收發(fā)器54a、54b可分別發(fā)射行進方向相反且互相平行的兩個光束66a、66b,而圍設出光束虛擬邊框64,其中光束收發(fā)器54a、54b可分別為一激光收發(fā)器或一紅外線收發(fā)器,其用來發(fā)射準直光束。再者，三個光學反射單元56a、56b、56c設置于顯示面板52外側的其他三個角落且設置于光束虛擬邊框64的光路徑上,光學反射單兀56a、56b、56c用來反射行進方向相反且互相平行的多條光束，以使光束66a、66b經(jīng)過三次反射后可回到光束收發(fā)器54a、54b,至于光束收發(fā)器與光學反射單元的設置位置與數(shù)量可不局限于此實施例所述。舉例來說，于此實施例中由于兩個光束收發(fā)器54a、54b設置于顯示面板52外側的同一角落，故需配置三個光學反射單兀56a、56b、56c于顯不面板52外側的其他三個角落；若兩個光束收發(fā)器54a、54b設置于顯示面板52外側的不同角落，則需配置四個光學反射單元于顯示面板52外側的四個角落。再者，本發(fā)明也可僅設置一組光束收發(fā)器于顯示面板52外側的單一角落，此時也需配置三個光學反射單元于顯示面板52外側的其他三個角落。此外，本發(fā)明也可裝設四組光束收發(fā)器于顯示面板52外側的四個角落且分別收發(fā)行進方向相反且互相平行的多條光束，故仍可圍設出相對應光束虛擬邊框；或是可僅配置一組光束收發(fā)器而不使用光學反射單元，再利用其他分光元件(如三個棱鏡)將光束收發(fā)器所產生的單一光束分光為多條光束等，只要是能于顯示面板52的座標偵測區(qū)521外側形成光束虛擬邊框的光學機制都屬于本發(fā)明所保護的范疇，其端視實際設計需求而定。再者，兩個取像模塊58a、58b可分別安裝于顯示面板52同側的相異兩個角落，舉例來說如圖3與圖4所示，其中兩個光學反射單元56b、56c可單獨設置于兩個角落，而另一光學反射單兀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、光學反射單兀與光束收發(fā)器的相對配置位置可不局限于此實施例所述，端視實際設計需求而定。此外，取像模塊58a、58b用來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器，如一攝影機等。兩個濾光單元60a、60b分別設置于相對應兩個取像模塊58a、58b的位置，且用來過濾進入取像模塊58a、58b的光線，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的波長的光線，舉例來說濾光單元60a、60b可過濾出相對于激光光束或紅外線光束波長的光束，用于提供取像模塊58a、58b偵測相對應的光線，而濾光單元60a、60b也可整合于取像模塊58a、58b,端視實際設計需求而定。再者，控制模塊62耦合于取像模塊58a、58b，且用來依據(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)該判斷結果決定是否計算該物體的一座標值。此外，本發(fā)明的顯示面板52、光束收發(fā)器54a、54b、光學反射單兀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，例如于顯示熒幕或一體式桌上型電腦(All In One PC)之內等；或是光束收發(fā)器54a、54b、光學反射單兀56a、56b、56c、取像模塊58a、58b、濾光單兀60a、60b與控制模塊62可單獨模塊化，例如設置于用來外掛于顯示面板52的一框架內，且座標偵測區(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。為了達到于光學觸控裝置50實施觸控的目的，使用者可于座標偵測區(qū)521內進行觸控操作，例如以手指于座標偵測區(qū)521內移動。請參閱圖6與圖7，圖6與圖7分別為本發(fā)明實施例一物體68位于座標偵測區(qū)521之內與之外的示意圖。如圖6所示，當物體68位于座標偵測區(qū)521的內部，物體68會遮擋住光束虛擬邊框64的部分光束66a、66b ;或是當物體68位于光束虛擬邊框64上時會遮斷光束66a、66b而使其無法行進。而兩個取像模塊58a、58b會分別擷取物體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，當控制模塊62判斷物體68有遮蔽到光束虛擬邊框64時便會計算物體68的座標值。舉例來說控制模塊62可判斷物體68遮蔽光束虛擬邊框64的相對應部分，且對其影像數(shù)據(jù)進行影像處理分析，例如去除雜訊等，之后再對經(jīng)影像處理過后的影像數(shù)據(jù)進行座標轉換計算，例如可依據(jù)兩個取像模塊58a、58b所擷取的影像與座標軸的夾角以三角定位方式找出物體68的觸控位置，最后再轉換成相對應的座標值，之后便可提供電腦主機執(zhí)行相關觸控操作的依據(jù)。反之，如圖7所示，由于物體68位于座標偵測區(qū)521的外部，故物體68并無法遮擋住光束虛擬邊框64的部分光束66a、66b，此時控制模塊62便會判斷物體68并未遮蔽到光束虛擬邊框64且不會計算物體68的座標值，而不執(zhí)行后續(xù)觸控操作，意即排除物體68位于座標偵測區(qū)521的可能性，用于避免誤動作且可過濾篩選掉不必要計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，本發(fā)明所提供的光學觸控裝置由于利用光束虛擬邊框作為物體于座標偵測區(qū)時的拍攝背景，故可無需使用實體的反射式或非反射式邊條，且可達到過濾篩選掉非座落于座標偵測區(qū)的物體的目的，故可克服組裝上的困難且降低制造成本，并同時兼具觸控物的影像處理的判斷精準性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種光學觸控裝置，其包含有: 顯示面板，其上形成有一座標偵測區(qū)； 至少一光束收發(fā)器，其設置于該顯示面板外側的角落，該至少一光束收發(fā)器用來收發(fā)沿著該座標偵測區(qū)的邊緣行進的多條光束，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的角落，該至少一取像模塊用來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)該判斷結果決定是否計算該物體的一座標值。
2.按權利要求1所述的光學觸控裝置，其中該至少一光束收發(fā)器為一激光收發(fā)器或一紅外線收發(fā)器，其用來收發(fā)準直光束。
3.按權利要求2所述的光學觸控裝置，其另包含有至少一濾光單元，其設置于相對應該至少一取像模塊的位置且用來過濾進入該至少一取像模塊的光線，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)射光束的波長的光線。
4.按權利要求1所述的光學觸控裝置，其中該控制模塊于判斷該物體未遮蔽該光束虛擬邊框時不計算該物體的該座標值。
5.按權利要求1、2、3或4所述的光學觸控裝置，其中該控制模塊于判斷該物體遮蔽該光束虛擬邊框時計算該物體的該座標值。
6.按權利要求1、2、3或4所述的光學觸控裝置，其另包含至少一光學反射單元，其設置于該光束虛擬邊框的光路徑上，該至少一光學反射單元用來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.按權利要求6所述的光學觸控裝置，其中該光學觸控裝置包含兩個光束收發(fā)器，其設置于該顯示面板外側的一角落且分別收發(fā)行進方向相反且互相平行的多條光束，且該光學觸控裝置包含三個光學反射單元，其設置于該顯示面板外側的其他三個角落且用來反射行進方向相反且互相平行的多條光束。
8.按權利要求1、2、3或4所述的光學觸控裝置，其包含多個光束收發(fā)器，其分別收發(fā)行進方向相反且互相平行的多條光束。
9.按權利要求1、2、3或4所述的光學觸控裝置，其包含兩個取像模塊，其分別安裝于該顯示面板同側的兩個角落。
10.按權利要求1、2、3或4所述的光學觸控裝置，其中該取像模塊為一影像感測器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光學觸控裝置，其包含有一顯示面板，其上形成有一座標偵測區(qū)、至少一光束收發(fā)器，其設置于該顯示面板外側的角落，該至少一光束收發(fā)器用來收發(fā)沿著該座標偵測區(qū)的邊緣行進的多條光束，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的角落，該至少一取像模塊用來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)該判斷結果決定是否計算該物體的一座標值。
文檔編號G06F3/042GK103092434SQ20111036116
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權日2011年10月28日
發(fā)明者周家德 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司