CN102830852A - 触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控装置，其包括一显示器、一组太阳能电池以及一组光感测器。显示器包括一外框以及一显示面板。外框位于显示面板的周围。此组太阳能电池配置于外框内，此组太阳能电池于电致发光状态下形成一组红外光源。此组光感测器配置于外框内，用以接收此组红外光源所发出的相对应光线。

Description

触控装置

技术领域

本发明涉及一种触控装置，且特别是涉及一种利用太阳能电池电致发光的触控装置。

背景技术

自从触控面板技术发展以来，触控面板已在消费电子产品中占有极高的市占率。目前市场中已见整合有触控及显示功能的触控显示面板，可用于携带方便的消费性电子产品上，例如无线通讯手机、笔记型电脑、平板电脑、数字相机等产品。

以光学式触控面板来说，光学式触控面板包括显示器、光源以及感测器。一般来说，光源、感测器皆位于显示器的上方，且光源及感测器皆位于显示画面旁。当使用者的手指或者是触控笔的物***在显示画面内时，光源所发出的部分光线被物体遮挡。如此一来，根据感测器所接收到的影像，物***在显示画面中的座标位置可判断出来。

传统的光学式触控面板，为了精确地判断物体在显示画面中的座标位置，以提高解析度，以数十颗发光二极管紧密地排列在画面的周围，以形成交错分布的网状光源。发光二极管的密度越高，单位面积内可通过的光信号则越多，越容易辨识物体所在的位置。当有触控发生时，发光二极管的光线被遮住而产生阴影于反射条上，这时感测器所接收到的影像就不是一条完整的光信号，而是被阴影切成一段一段的光信号，此时通过触控电路进行逻辑运算，即可算出阴影遮蔽反射条的位置，用于判断物体的实际座标位置。然而，若有某些发光二极管发生故障，感测器会误认为是其光线被遮住产生的阴影，造成感测器所接收到的影像可能失真，进而影响判断触控位置的准确度，更严重者可能造成失效。

由于发光二极管为点状光源且独立组装，数量越多，所需的成本越高。即使将组装完成的发光二极管紧密排列成在一起，仍须配合反射条才能进行精确的触控定位。若有某些发光二极管发生故障，必须整组发光二极管进行更换或维修，因而维修较为复杂且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触控装置，通过太阳能电池电致发光来产生光线，并配合光感测器进行触控定位，由于太阳能电池的能隙低，只要太阳能电池被施加顺向偏压后即可发出特定波长的光线，因此可做为光学式触控装置的线光源。

为达上述目的，根据本发明的一方面，提出一种触控装置，其包括一显示器、一组太阳能电池以及一组光感测器。显示器包括一外框以及一显示面板。外框位于显示面板的周围。此组太阳能电池配置于外框内，此组太阳能电池于电致发光状态下形成一组红外光源。此组光感测器配置于外框内，用以接收此组红外光源所发出的相对应光线。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为太阳能电池受光时单位面积上的照度与输出电流的关系图；

图2为太阳能电池施加外部电压后输出电流与相对应的电压的关系图；

图3为本发明一实施例的太阳能电池于电致发光状态下所发出的光谱图；

图4A及图4B为本发明一实施例的触控装置的俯视示意图及沿着I-I线段的局部剖面示意图；

图5为本发明一实施例的触控装置的俯视示意图；

图6为本发明一实施例的触控装置的俯视示意图。

主要元件符号说明

10：物体

100～102：触控装置

110：显示器

120：外框

122：第一框体

124：第二框体

126：第三框体

128：第四框体

130：显示面板

131～135：太阳能电池

137～139：第一～第三电池部分

141～143：光感测器

150：处理器

C1：第一角落

C2：第二角落

L1～L3：光线

S1～S3：红外光源

具体实施方式

本实施例的触控装置，是利用太阳能电池(solar cell)电致发光的原理来发光。太阳能电池可为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池或非晶硅太阳能电池。一般而言，太阳能电池是以半导体制作工艺制成不同能隙的半导体材质，当照射光线的能量大于其能隙时，就会在内部产生自由的电子-空穴载子对，再通过P型半导体(正极)及N型半导体(负极)之间的电场作用，使空穴及电子分别往不同的电极流动而形成一电流，约为数百微安培到数毫安培不等，如图1所示。图1绘示太阳能电池受光时单位面积上的照度与输出电流的关系图。

本实施例在无光照的情况下，对太阳能电池施加顺向偏压，使太阳能电池发出特定波长的光线。此时，只要顺向偏压大于太阳能电池的P-N接面的电压，电子与空穴相结合，而结合的能量便以光的形式发出。请参照图2，其绘示太阳能电池施加外部电压后输出电流与相对应的电压的关系图。比对图1及图2的电流值，可发现太阳能电池施加外部电压(例如1.4V)产生的电流(例如3000毫安培)远大于受光照时产生的电流(约为10毫安培)，因此可确定太阳能电池可应用在本实施例的触控装置中，做为线光源，而不会受到太阳光照射的影响。

此外，请参照图3，其绘示本发明一实施例的太阳能电池于电致发光状态下所发出的光谱图，其为红外光光谱，波长范围在950～1250nm之间，中心波长约1150nm。因此，本实施例可通过太阳能电池电致发光来产生红外光线，并配合光感测器进行触控定位，以精确地侦测使用者的手指或者是触控笔之类的物体的座标位置。

以下提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。

第一实施例

请参照图4A及图4B，其绘示依照本发明一实施例的触控装置的俯视示意图及沿着I-I线段的局部剖面示意图。以三个太阳能电池131～133形成一组红外光源S1～S3为例，触控装置100包括一显示器110、三个太阳能电池131～133以及一组光感测器141～143。显示器110包括一外框120以及一显示面板130。外框120位于显示面板130的周围。每一个太阳能电池均配置于外框120的一框体内。每一个太阳能电池于电致发光状态下做为一个红外光源，因此红外光源的数量例如为3个，但不以此为限。各个光感测器配置于外框120内，用以接收相对应的红外光源所发出的光线。

在本实施例中，每一个太阳能电池例如以条状电池分别配置于外框120的一框体内。外框120例如为四边形的框体，其具有一第一框体122、一第二框体124、一第三框体126、一第四框体128、第一角落C1以及一第二角落C2。请参照图4A，详细而言，第一个太阳能电池131配置于外框120的第一框体122内，第二个太阳能电池132配置于外框120的第二框体124内。第三个太阳能电池133配置于外框120的第三框体126内，并与第一个太阳能电池131彼此相对。此外，此组光感测器包括第一感测器141以及第二感测器142，第一感测器141配置于邻近于第一框体122的第一角落C1上。第二感测器142配置于邻近于第三框体126的第二角落C2上。第一角落C1与第二角落C2分别位于外框120的第四框体128的相对两侧。此外，此组光感测器还包括一第三感测器143，配置于第一感测器141与第二感测器142之间的第四框体128内。

如图4A所示，触控装置100还包括一处理器150，电连接各个光感测器。当有物体10位在显示画面内时，红外光源所发出的部分光线(如虚线所示的光线L1～L3中至少二者)被物体10遮挡。处理器150根据光感测器所接收到的影像，判断物体10位在显示画面中的座标位置，以输出一座标信号。由于本实施例的太阳能电池为条状的红外光源，而搭配的光感测器131～133为一组红外光摄影机，其所接收的影像通过触控电路进行逻辑运算，不需于现有的反射条上形成阴影，即可得知物体10的座标位置。

第二实施例

请参照图5，其绘示依照本发明一实施例的触控装置的俯视示意图。以两个太阳能电池134～135形成一组红外光源S1～S2为例，触控装置101包括一显示器110、两个太阳能电池134～135以及一组光感测器141～143。显示器110包括一外框120以及一显示面板130。外框120位于显示面板130的周围。每一个太阳能电池均配置于外框120的框体内。每一个太阳能电池于电致发光状态下形成一个红外光源，因此红外光源的数量例如为2个，但不以此为限。各个光感测器配置于外框120内，用以接收相对应的光源所发出的光线。

在本实施例中，每一个太阳能电池例如以L形电池分别配置于外框120的相邻两个框体内。外框120例如为四边形的框体，其具有一第一框体122、一第二框体124、一第三框体126、一第四框体128、第一角落C1以及一第二角落C2。请参照图5，详细而言，第一个太阳能电池134配置于相邻的第一框体122与第二框体124内，并与对角方向上的第二角落C2彼此相对。第二个太阳能电池135配置于相邻的第二框体124与第三框体126内，并与对角方向上的第一角落C1彼此相对。此外，此组光感测器包括第一感测器141以及第二感测器142，第一感测器141配置于邻近于第一框体122的第一角落C1上。第二感测器142配置于邻近于第三框体126的第二角落C2上。第一角落C1与第二角落C2分别位于外框120的第四框体128的相对两侧。此外，此组光感测器还包括一第三感测器143，配置于第一感测器141与第二感测器142之间的第四框体128内。

如图5所示，触控装置100还包括一处理器150，电连接各个光感测器141～143。当有物体10位在显示画面内时，红外光源所发出的部分光线(如虚线所示的光线L1～L3中至少二者)被物体10遮挡。处理器150根据光感测器所接收到的影像，判断物体10位在显示画面中的座标位置，以输出一座标信号。由于本实施例的太阳能电池为L形的红外光源，而搭配的光感测器141～143为一组红外光摄影机，其所接收的影像通过触控电路进行逻辑运算，不需在现有的反射条上形成阴影，即可得知物体10的座标位置。

第三实施例

请参照图6，其绘示依照本发明一实施例的触控装置的示意图。与第一、第二实施例不同的是，本实施例的太阳能电池的数量仅有一个。举例来说，当太阳能电池为可挠性的电池薄膜时，可裁切成任意形状，并依照显示器110的外形贴附在外框120的内壁上。如图6所示，太阳能电池例如以U字形电池配置于外框120的相邻三框体内。外框120例如为四边形的框体，其具有一第一框体122、一第二框体124、一第三框体126、一第四框体128、第一角落C1以及一第二角落C2。请参照图6，详细而言，U字形电池包括彼此相连的一第一电池部分137、一第二电池部分138以及一第三电池部分139。第一电池部分137配置于外框120的第一框体122内，第二电池部分138配置于外框120的第二框体124内。第三电池部分139配置于外框120的第三框体126内，并与第一电池部分137彼此相对。此外，此组光感测器包括第一感测器141以及第二感测器142，第一感测器141配置于邻近于第一电池部分137的第一角落C1上。第二感测器142配置于邻近于第三电池部分139的第二角落C2上。第一角落C1与第二角落C2分别位于外框120的第四框体128的相对两侧。此外，此组光感测器还包括一第三感测器143，配置于第一感测器141与第二感测器142之间的第四框体128内。

有关第三实施例的触控装置102，其触控定位的方式如第一、第二实施例所示，在此不再赘述。值得一提的是，上述各个实施例中，处理器150所输出座标信号可经由显示面板130的控制电路转换成相对应的显示信号，并输出至显示面板130，以显示画面。显示面板130例如为冷阴极射线显示面板、液晶显示面板、等离子体显示面板或有机发光二极管显示面板。显示信号例如为游标信号、点击信号或拖曳信号等。因此，使用者可通过显示画面进行触控操作。

此外，上述各个实施例是利用太阳能电池电致发光的原理来发光，并配合光感测器进行触控定位。由于太阳能电池为线光源，并可裁切成任意形状(例如条状、L形、U字形或其组合等)，因此，可减少现有使用发光二极管做为光源的数量，且不需使用反射条，以降低组装所需的成本及故障维修的费用。

另外，上述各个实施例虽以三个光感测器为范例，但只要有两个光感测器就能侦测到物体的位置，例如放置在第一角落以及第二角落处的第一感测器以及第二感测器，因此光感测器的数量可依照侦测时的灵敏度或准确度来调整。当光感测器的数量为三个时，可减少死角并能提高逻辑运算的准确度。光感测器的数量越多越好，不限定在三个以下。

综上所述，虽然结合以上各个实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种触控装置，包括：

显示器，该显示器包括外框以及显示面板，该外框位于该显示面板的周围；

一组太阳能电池，配置于该外框内，该组太阳能电池于电致发光状态下形成一组红外光源；以及

一组光感测器，配置于该外框内，用以接收该组红外光源所发出的相对应光线。

2.如权利要求1所述的触控装置，还包括处理器，电连接该组光感测器，其中该组光源所发出的至少二光线受到一物体遮蔽而未被该组光感测器接收时，该处理器判断该物体所在的位置，以输出一座标信号。

3.如权利要求1所述的触控装置，其中该组太阳能电池具有多个条状电池，该外框具有依序相连的第一框体、第二框体、第三框体以及第四框体，该些条状电池包括：

第一个太阳能电池，配置于该外框的该第一框体内；

第二个太阳能电池，配置于该外框的该第二框体内；以及

第三个太阳能电池，配置于该外框的该第三框体内，该第三个太阳能电池与该第一个太阳能电池彼此相对。

4.如权利要求1所述的触控装置，其中该组太阳能电池具有多个L形电池，该外框具有依序相连的第一框体、第二框体、第三框体以及第四框体，该些L形电池包括：

第一个太阳能电池，配置于相邻的该第一框体与该第二框体内；以及

第二个太阳能电池，配置于相邻的该第二框体与该第三框体内。

5.如权利要求1所述的触控装置，其中该组太阳能电池具有U字形电池，该外框具有依序相连的第一框体、第二框体、第三框体以及第四框体，该U字形电池包括相连的第一电池部分、第二电池部分以及第三电池部分，该第一电池部分配置于该外框的该第一框体内，该第二电池部分配置于该外框的该第二框体内，该第三电池部分配置于该外框的该第三框体内，并与该第一电池部分彼此相对。

6.如权利要求3、4或5所述的触控装置，其中该组光感测器配置于该外框的该第四框体内。

7.如权利要求6所述的触控装置，其中该外框具有邻近该第一框体的第一角落以及邻近于该第三框体的第二角落，该第一角落与该第二角落分别位于该外框的该第四框体的相对两侧，该组光感测器包括第一感测器以及第二感测器，该第一感测器配置于该第一角落上，该第二感测器配置于该第二角落上。

8.如权利要求7所述的触控装置，其中该组光感测器还包括第三感测器，配置于该第一感测器与该第二感测器之间。

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