CN102902417B - 光学触控模块及其光源模块 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种光学触控模块及其光源模块，光学触控模块设置在一个参考平面上，并具有感测区。光学触控模块包括第一光感测元件及光源模块。感测区具有相对的第一侧边和第二侧边。第一光感测元件设在感测区的第一侧边，且其第一感测面面向感测区。光源模块包括线光源、透明板以及反射件。线光源设在感测区的第二侧边旁，位于透明板的第一表面旁，提供光线至感测区。透明板设在线光源与第二侧边之间，与参考平面的夹角为锐角。透明板反射部分光线并使部分光线通过。反射件设置在透明板的第二表面旁，将反射自透明板的光线反射回透明板。相较现有技术，本发明通过操控光源模块的线光源的发光与否，来使光感测元件感测到光学信息，避免盲区的产生。

Description

光学触控模块及其光源模块

技术领域

本发明是有关于一种触控模块，且特别是有关于一种光学触控模块及其光源模块。

背景技术

近年来，采用触控输入或手写输入技术的人机界面因较其它人机界面直观，所以深受消费者青睐，已成为相关厂商积极导入应用的电子产品。目前常见的触控模块有电阻式触控模块、电容式触控模块及光学式触控模块等，其中光学式触控模块具有成本较低的优点。

图1为现有的一种光学触控模块的结构示意图。请参照图1，现有光学触控模块100包括导光组110、发光元件120以及光传感器130。其中，导光组110包括二导光条112a、112b以及条状镜（mirror）114。导光条112a、112b与条状镜114沿矩形轨迹的三个边排列，其中导光条112a与条状镜114相对，而导光条112b连接在导光条112a与条状镜114之间，且上述矩形轨迹内的区域为感测区116。此外，发光元件120设置在导光条112a与导光条112b相邻两端之间，且用以提供光线至导光条112a与导光条112b内。导光条112a、112b用以将光源提供的光线转换成线性光源，以通过线性光源照射整个感测区116。另外，光传感器130设置在导光条112a旁，且光传感器130的视野（Field of View, FOV）涵盖整个感测区116。

承上述，光传感器130用于侦测感测区116内是否有遮光物，并计算出遮光物的位置。更详细地说，感测区116中的触控点（即遮光物）A经由条状镜114产生镜像点A1，而光传感器130会侦测到暗点A2、A3。这样，距离d1、d2可以被计算出，并且配合其它已知的参数可算出触控点A的位置（坐标）。上述的其它已知的参数包括感测区116于X轴的长度、感测区116在Y轴的宽度、触控点A至条状镜114的最短距离等于镜像点A1至条状镜114的最短距离等。有关于详细的坐标计算方法为所属技术领域中的通常知识，在此将不详述。

但是，现有光学触控模块100存在一定的盲区（Blind Zone）150，盲区150位于虚线151与条状镜114之间的区域。盲区150的意思是无法精确计算出触控点坐标的区域。举例来说，感测区116中的触控点B刚好位于盲区150，此时光传感器130所侦测到的触控点及其镜像点B1所产生的暗点B2、B3会有部分重叠，如此将无法精确地计算出触控点B的坐标。

发明内容

本发明提供一种可以消除盲区的光学触控模块。

本发明另外提供一种应用于上述光学触控模块的光源模块，以消除光学触控模块的盲区。

一种光学触控模块，设置在一参考平面上，并具有感测区，其特征在于：该光学触控模块包括第一光感测元件和光源模块；该感测区包括第一侧边和第二侧边，该第二侧边与该第一侧边相对；该第一侧边包括第一端，该第一光感测元件设在该第一端，且该第一光感测元件的第一感测面面向该感测区；该光源模块包括线光源、透明板和反射件。该线光源设在该感测区的第二侧边旁，该线光源适于提供光线至该感测区；该透明板设在该线光源与该第二侧边之间，该透明板与该参考平面之间夹角为锐角；该透明板具有相对的第一表面与第二表面，该线光源位于该第一表面旁，该透明板适于反射部分光线并使部分光线通过；该反射件设置在该第二表面旁，该反射件将反射自该透明板的光线反射回该透明板。

在本发明一实施例中，上述的透明板的第一表面及线光源与整个第二侧边相对，而反射件与透明板的第二表面相对。

在本发明一实施例中，上述的光学触控模块进一步包括第二光感测元件，设在第一侧边的第二端，且第二光感测元件的第二感测面面向感测区。

在本发明一实施例中，上述的第二侧边区分为第一段与第二段，第一段邻近第一光感测元件，线光源及透明板与整个第一段相对，而反射件与整个第二表面相对。

在本发明一实施例中，上述的光学触控模块进一步包括平面镜，设在线光源旁，且与第二段相对，平面镜的镜面垂直于参考平面。

在本发明一实施例中，上述的透明板是塑料片或玻璃片。

在本发明一实施例中，上述的透明板与参考平面之间的锐角为45度，线光源具有出光面，第一表面与出光面之间的一夹角为45度，而反射件与第二表面之间的一夹角为45度。

在本发明一实施例中，上述的反射件为平面镜。

在本发明一实施例中，上述的反射件包括透明基材以及多个反光棱镜。透明基材具有相对的第三表面与第四表面，且第三表面面对透明板。多个反光棱镜设在第四表面。

在本发明一实施例中，上述的反光棱镜包括平行排列的多个三角柱或阵列排列的多个三角锥。

在本发明一实施例中，上述的线光源包括点光源以及导光条，点光源设置在导光条的入光面旁，且线光源的出光面为导光条的一表面。

在本发明一实施例中，上述的光学触控模块包括至少一反光条，该反光条设在感测区的边缘。

在本发明一实施例中，上述的光学触控模块包括至少一点光源，该点光源设在感测区的边缘。

本发明另提出一种光源模块，其设置在参考平面上，且光源模块包括线光源、透明板和反射件。透明板与参考平面之间夹一锐角，并具有相对的第一表面与第二表面。线光源位于第一表面旁，透明板用来反射部分光线并使部分光线通过。反射件设置在第二表面旁，反射件将反射自透明板的光线反射回透明板。

本发明的有益效果：在本发明的光学触控模块及光源模块中，能通过操控光源模块的线光源的发光与否，来使光感测元件感测到遮光物所产生的光学信息与遮光物虚像所产生的光学信息，进而避免盲区的产生。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

    图1为现有的一种光学触控模块的结构示意图。

图2是本发明实施例的光学触控模块的示意图。

图3是图2的光源模块的剖面示意图。

图4是本发明另一实施例的反射件的示意图。

图5为本发明另一实施例的光学触控模块的示意图。

图6为本发明另一实施例的光学触控模块的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光学触控模块及其光源模块的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。

图2是本发明一实施例的光学触控模块的示意图，图3是沿图2的A-A线的光源模块的剖面示意图。请参照图2与图3，本实施例的光学触控模块200是设置在参考平面50上，并具有感测区210。感测区210形状可以是矩形，但并不以此为限。光学触控模块200包括第一光感测元件220以及光源模块230。第一光感测元件220设在感测区210的第一侧边211的第一端211a，且第一光感测元件220的第一感测面221面向感测区210，而光源模块230设在感测区210的第二侧边213旁，其中第二侧边213与第一侧边211相对。

承上述，光学触控模块200可以进一步包括至少一光源250，该光源250设在感测区210的边缘。在本实施例中，光源250的数量为两个，且每一光源250是以线光源为例，但此处并不限定其种类，且光源250的数量也可视实际需求而定。具体而言，其中一个光源250设置在位于第一侧边211与第二侧边213之间的第三侧边214，另一个光源250设置在第一侧边211，且第三侧边214靠近第一侧边211的第二端211b。光源250用以提供从出光面252出射的光线，以照射整个感测区210。每一光源250可为导光条与点光源（如发光二极管）的组合，而相邻两个光源250也可以共享一个点光源。

在本实施例中，光源模块230包括线光源231、透明板232以及反射件233。线光源231设在感测区210的第二侧边213旁，而线光源231用来提供光线至感测区210。透明板232设在线光源231与第二侧边213之间，透明板232与参考平面50之间的夹角为锐角θ。透明板232具有相对的第一表面232a与第二表面232b，且线光源231位于第一表面232a旁。透明板232用来反射部分光线并使部分光线通过。反射件233设置在第二表面232b旁，反射件233用来将反射自透明板232的光线反射回透明板232。

上述的透明板232可以为塑料片、玻璃片，也可以是其它可透光的材质。此透明板232可不需涂布半穿透半反射的材料。反射件233优选为平面镜，但不以此为限。优选地，线光源231包括点光源236以及导光条237，点光源236设置在导光条237的入光面237a旁，且线光源231的出光面237b为导光条237的表面。具体而言，线光源231的出光面237b面向感测区210，而点光源236是设置在第二侧边213的一端。点光源236提供光线至导光条237内，且导光条237使点光源236提供的光线从出光面237b出射。当点光源236开启时，从线光源231的出光面237b出射的部分光线L1会通过透明板232并射向感测区210。当点光源236关闭时，光源250所提供的部分光线L2被透明板232反射至反射件233，而反射件233将反射自透明板232的光线反射回透明板232，且部分被反射回透明板232的光线L3，被透明板232反射回感测区210。也就是说，当点光源236关闭时，反射件233能用以提供镜面功能。

为消除背景技术所述的盲区，本实施例将第二侧边213区分为第一段213a与第二段213b，第一段213a邻近第一光感测元件220，而第一段213a与虚线216之间的区域217为背景技术中的盲区。也就是，第一段213a是对应可能产生盲区的区域。此外，光源模块230则是设置在第一段213a旁，其中透明板232的第一表面232a及线光源231与整个第一段213a相对，而反射件233与透明板232的第二表面232b相对，所以反射件233也与整个第一段213a相对。另外，透明板232与参考平面50之间的锐角θ优选为45度，且第一表面232a与出光面237b之间的夹角α优选是45度，而反射件233与第二表面232b之间的夹角β也是优选为45度，也就是反射件233的反射面233a是垂直于出光面237b。另外，光学触控模块200可以进一步包括平面镜270，设在线光源231旁，且与第二段213b相对，也就是平面镜270设在第二段213b。优选地，平面镜270的镜面272垂直于参考平面50。

在本实施例中，通过线光源231发光与否，可获取足够的光学信息，以消除现有技术中的盲区。具体而言，当遮光物O（如手指）于区域217内进行操控时，根据线光源231发光与否，第一光感测元件220可分别感测到感测区210内的遮光物O以及经由反射件233所形成的遮光物虚像O’所形成的光学信息。也就是，当点光源236开启时，线光源231会发光，而第一光感测元件220会感测遮光物O所产生的光学信息，即暗点C1的位置。另一方面，当点光源236关闭时，线光源231不发光，而第一光感测元件220感测反射件233所形成的遮光物虚像O’所产生的光学信息，即暗点C2的位置。因此，通过开启及关闭点光源236，可使第一光感测元件220依序感测到由遮光物O所形成的暗点C1的位置以及由遮光物虚像O’所形成的暗点C2的位置，以获得足够的光学信息。如此，可通过暗点C1与C2的位置来计算出遮光物O的正确坐标，所以本实施例的光学触控模块200能消除现有技术中的盲区，进而提升光学触控模块200的感测精度。

此外，虽然上述的反射件233是以平面镜为例，但本发明并不限定反射件233需为平面镜。举例来说，如图4所示，反射件233’可以包括透明基材238以及多个反光棱镜239。透明基材238具有相对的第三表面238a与第四表面238b，且第三表面238a面对透明板。多个反光棱镜239设在第四表面238b，这些反光棱镜239例如是平行排列的多个三角柱。此外，在另一实施例中，也可以用阵列排列的多个三角锥来取代这些三角柱。

需注意的是，当光学触控模块200仅包括一个第一光感测元件220时，光源模块230也可以沿着整个第二侧边213，也就是说，平面镜270可被光源模块230所取代。在另一实施例中，当光学触控模块包括两个光感测元件时，光源模块可沿着整个第二侧边213设置，以下将举一实施例说明的。

图5所示为本发明另一实施例的光学触控模块的示意图。请参照图5，相较于光学触控模块200，本实施例的光学触控模块200’进一步包括了第二光感测元件280，且光源模块230’设置在整个第二侧边213，而光学触控模块200中的平面镜270则被省略。此外，感测区210的第四侧边215例如设有另一光源250（如线光源），以朝向感测区210提供光线。详细来说，第二光感测元件280设置在第一侧边211的第二端211b，且第二光感测元件280的第二感测面281面向感测区210。透明板（图未示）与线光源231’是与整个第二侧边213相对，而反射件233”与透明板的整个第二表面相对，所以反射件233”也是与整个第二侧边213相对，其中透明板、线光源231’与反射件233”之间的相对位置与图3相同，在此不另以图式说明。

在本实施例中，除了区域217外，虚线218与第二侧边213之间的区域219也可以能产生盲区，因此光源模块230’设置在整个第二侧边213，以避免产生盲区。有关于如何避免区域219变成盲区的方式与上述的避免区域217变成盲区的方式相同，在此将不再详细说明。

图6所示为本发明另一实施例的光学触控模块的示意图。请参照图6，本实施例的光学触控模块200”与上述光学触控模块200的不同处在于光源的种类不同。在光学触控模块200”中，光源250’是以点光源为例，其可设置在第一光感测元件220的上方，并直接朝向感测区210提供光线。此外，本实施例的光学触控模块200”可进一步包括至少一反光条240，设在感测区210的边缘，而本实施例是以两个反光条240为例，而且优选地，这两个反光条240分别设置在感测区210的第一侧边211及第三侧边214。也就是，本实施例的光学触控模块200”是用反光条240来取代图2中的两个线光源250。本实施例的光学触控模块200”的优点与上述光学触控模块200相似，在此不再重述。此外，图5中的线光源250也可以由反光条240取代，并在第一光感测元件220及第二光感测元件280上分别设置光源250’。

    综上所述，在本发明的光学触控模块中，由于设置有光源模块，所以能通过操控光源模块的线光源的发光与否，来使光感测元件感测到遮光物所产生的光学信息与遮光物虚像所产生的光学信息，进而避免盲区的产生。因此，本发明的光学触控模块具有较佳的感测精度。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (20)

1.一种光学触控模块，设置在一个参考平面上，并具有感测区，其特征在于：该光学触控模块包括第一光感测元件和光源模块；该感测区包括第一侧边和第二侧边，该第二侧边与该第一侧边相对；该第一侧边包括第一端，该第一光感测元件设在该第一端，且该第一光感测元件的第一感测面面向该感测区；该光源模块包括线光源、透明板和反射件，该线光源设在该感测区的第二侧边旁，该线光源适于提供光线至该感测区；该透明板设在该线光源与该第二侧边之间，该透明板与该参考平面之间夹角为锐角；该透明板具有相对的第一表面与第二表面，该线光源位于该第一表面旁，该透明板适于反射部分光线并使部分光线通过；该反射件设置在该第二表面旁，该反射件将反射自该透明板的光线反射回该透明板，其中该第二侧边区分为第一段与第二段，该第一段邻近该第一光感测元件，该线光源及该透明板的该第一表面与整个该第一段相对，而该反射件与该透明板的整个该第二表面相对。

2.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该第一侧边进一步包括第二端，该光学触控模块进一步包括第二光感测元件，该第二光感测元件设在该第一侧边的第二端，该第二光感测元件包括第二感测面，该第二感测面面向该感测区。

3.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该光学触控模块进一步包括平面镜，该平面镜设在该线光源旁，且与该第二段相对，该平面镜的镜面与该参考平面垂直。

4.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该透明板是塑料片或玻璃片。

5.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该透明板与该参考平面之间的该锐角为45度，该线光源具有出光面，该第一表面与该出光面之间的夹角为45度，而该反射件与该第二表面之间的夹角为45度。

6.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该反射件为平面镜。

7.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该反射件包括透明基材和多个反光棱镜；该透明基材具有相对的第三表面与第四表面，且该第三表面面对该透明板；该多个反光棱镜设在该第四表面。

8.如权利要求7所述的光学触控模块，其特征在于：该些反光棱镜包括平行排列的多个三角柱或阵列排列的多个三角锥。

9.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该线光源具有出光面，该线光源包括点光源以及导光条，该导光条具有入光面，该点光源设置在该导光条的入光面旁，且该线光源的出光面为该导光条的一个表面。

10.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该线光源包括至少一个反光条，该反光条设在该感测区的边缘。

11.如权利要求1所述的光学触控模块，其特征在于：该线光源包括至少一个点光源，该点光源设在该感测区的边缘。

12.一种光源模块，设置在一参考平面上，其特征在于：该光源模块包括线光源、透明板和反射件；该透明板与该参考平面之间夹角为锐角，该透明板具有相对的第一表面与第二表面，该线光源位于该第一表面旁，该透明板适于反射部分光线并使部分光线通过；该反射件设置在该第二表面旁，该反射件将反射自该透明板的光线反射回该透明板，该反射件包括透明基材和多个反光棱镜，该透明基材具有相对的第三表面与第四表面，且该第三表面面对该透明板；该多个反光棱镜设在该第四表面。

13.如权利要求12所述的光源模块，其特征在于：该透明板是塑料片或玻璃片。

14.如权利要求12所述的光源模块，其特征在于：该透明板与该参考平面之间的该锐角为45度，该线光源具有出光面，该第一表面与该出光面之间的夹角为45度，而该反射件与该第二表面之间的夹角为45度。

15.如权利要求12所述的光源模块，其特征在于：该反射件为平面镜。

16.如权利要求12所述的光源模块，其特征在于：该些反光棱镜包括平行排列的多个三角柱或阵列排列的多个三角锥。

17.一种光源模块，设置在一参考平面上，其特征在于：该光源模块包括线光源、透明板和反射件；该透明板与该参考平面之间夹角为锐角，该透明板具有相对的第一表面与第二表面，该线光源位于该第一表面旁，该透明板适于反射部分光线并使部分光线通过；该线光源具有出光面，该线光源包括点光源以及导光条，该导光条具有入光面，该点光源设置在该导光条的入光面旁，且该线光源的出光面为该导光条的一表面；该反射件设置在该第二表面旁，该反射件将反射自该透明板的光线反射回该透明板。

18.如权利要求17所述的光源模块，其特征在于：该透明板是塑料片或玻璃片。

19.如权利要求17所述的光源模块，其特征在于：该透明板与该参考平面之间的该锐角为45度，该第一表面与该出光面之间的夹角为45度，而该反射件与该第二表面之间的夹角为45度。

20.如权利要求17所述的光源模块，其特征在于：该反射件为平面镜。