CN104461175A - 触控物件与光学触控组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种触控物件与光学触控组件。光学触控组件包括显示装置、感测装置以及触控物件。显示装置具有触控区。感测装置电连接显示装置。触控物件用以进入触控区，并通过感测装置感测触控物件的运动状态而控制显示装置。触控物件具有光控制元件，随着触控物件的运动状态改变而产生光线。感测装置感测光线的特性变化以触发显示装置的至少一操作功能。

Description

触控物件与光学触控组件
技术领域
本发明涉及一种触控物件，且特别是涉及应用该触控物件的一种光学触控组件。
背景技术
随着科技的进步与市场的趋势，具有触控功能的电子装置或显示荧幕已经越来越多。而受限于制造成本与触控效果，目前电容式或电阻式的触控荧幕都只适用于小尺寸的装置，如手机。而随着感光元件的发展，大尺寸的触控荧幕多是使用光学式触控荧幕，而光学式触控荧幕不仅制造成本低廉并且触控的准确度也很好，所以在大尺寸触控荧幕的市场中，光学式触控荧幕具有竞争优势。而光学式触控荧幕的原理是通过侦测手指的位置再将此位置转换为荧幕位置，以实现触控功能。
无论是以电容式、电阻式亦或光学式的触控荧幕，随着荧幕尺寸的增加，使用者在进行相关触控动作时常会因特定的选择或切换动作，而需在偌大的荧幕上移动触控物件。举例来说，当使用者以触控物件在荧幕的左下角进行图案绘制，但此时用以切换图案颜色或线条的选单却是位在荧幕右上角。如此一来，使用者便需将触控物件先移至右上角进行点选，而后再移回左下角继续绘制。如此不断地在荧幕上往返多次方能完成图案的绘制，因而造成使用者相当不便。反过来说，当触控荧幕较小时，其操作界面的选单也会较小，则反而容易造成使用者点选错误。
据此，提供一种触控操作组件，能同时提高使用者的使用效率、方便性以及正确率，以解决目前技术所存在的问题，实有其必要性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种触控物件与应用其的光学触控组件，以通过感测触控物件所产生的光线变化而触发显示装置的至少一操作功能。
为达上述目的，本发明的光学触控组件，包括显示装置、感测装置以及触控物件。显示装置具有触控区。感测装置电连接显示装置。触控物件用以进入触控区并通过感测装置感测触控物件的运动状态而控制显示装置。触控物件具有光控制元件，该光控制元件随着触控物件的运动状态改变而产生多个第一光线。感测装置感测第一光线的特性变化以触发显示装置的操作功能。
本发明的触控物件，包括本体与多个光控制元件。本体具有中心轴。光控制元件配置于本体且环绕中心轴排列。光控制元件的光学特性随着环绕中心轴排列而改变。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件包括多个具有不同亮度的光源。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件包括多个具有不同波长的光源。
在本发明的一实施例中，上述的触控物件具有光源，用以产生多个第二光线。第二光线经由光控制元件而产生上述的第一光线。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件为多个具有不同穿透率的光学元件。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件为多个具有不同穿透波长的光学元件。
在本发明的一实施例中，光学触控组件还包括光源，电连接感测装置且位在触控区旁。光源适于向触控区发射至少一第三光线。第三光线经由触控物件的光控制元件而产生第一光线。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件为多个具有不同反射率的光学元件。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件为多个具有不同反射波长的光学元件。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件所产生第一光线的特性随着环绕中心轴排列而依序递增或递减。
在本发明的一实施例中，上述的光控制元件包括多个从控制单元，且同一光控制元件的该些从控制单元，其所产生的第一光线的特性随着环绕中心轴排列而依序地增或递减。
基于上述，触控物件通过配置其上的光控制元件，而使触控物件因运动状态改变而造成光控制元件所产生的光线特性也随之改变，因而得以让感测装置感测到触控物件的运动状态，进而作为驱动显示装置并触发其至少一操作功能的依据。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明一实施例的一种光学触控组件的示意图；
图2是图1中触控物件的局部示意图；
图3是图2光控制元件的俯视图；
图4与图5分别绘示感测装置所感测到触控物件的光线状态；
图6是本发明另一实施例的一种触控物件的局部示意图；
图7是本发明又一实施例的一种触控物件的局部示意图；
图8是本发明另一实施例的光控制元件的局部示意图。
符号说明
10：光学触控组件
100：显示装置
110：显示面
120：触控区
200：感测装置
300：控制电路
400：触控物件
410：本体
420、520、620、720：光控制元件
530：光源
621：从控制元件
C1：中心轴
CW、CCW：方向
L1：第一光线
L2：第二光线
L3：第三光线
M1：选单
具体实施方式
图1是依据本发明一实施例的一种光学触控组件的示意图。图2是图1中触控物件的局部示意图。请同时参考图1与图2，在本实施例中，光学触控组件10包括显示装置100、感测装置200、控制电路300与触控物件400。显示装置100例如是触控荧幕，其具有显示面110与位在显示面110前的触控区120。感测装置200是光学感测器，例如电荷耦合元件（CCD）、互补式金氧半导体（CMOS）、或光电二极管（photo diode）等，其配置在于显示装置100以感测触控区120的光线变化。控制电路300电连接感测装置200与显示装置100，以在触控物件400进入触控区120时，通过感测装置200感测触控物件400的运动状态而触发显示装置100的至少一操作功能。
进一步地说，触控物件400包括本体410与配置在本体上的光控制元件420。在本实施例中以笔形的触控物件400为例。当使用者握持触控物件400进入触控区120后，感测装置200便能通过因触控物件400上的光控制元件420所产生的光线特性，而据以提供对应的感测信号传送至控制电路300，控制电路300便能依据所接收的感测信号判断并触发显示装置100的特定功能。
在此，本发明并未限制上述显示装置100、感测装置200与触控物件400的型式、数量及配置方式。在另一未绘示的实施例中，显示装置可为电子白板等现有技术中利用光学方式进行触控操作的电子装置。再者，感测装置可视触控需求而以适当的数量配置在适当的位置，且感测装置可以内建的方式嵌设于显示装置中，也可以外挂的方式组合于显示装置。
基于上述，由于在触控物件400的本体410上配置光控制元件420，因此当触控物件400进入触控区120时，便能由此产生不同特性的光线。图3是图2光控制元件的俯视图。图4与图5分别绘示感测装置所感测到触控物件的光线状态。请同时参考图2至图5，以本实施例而言，本体410具有中心轴C1与多个配置在本体410上的光控制元件420，且这些光控制元件420以多个具有不同亮度的光源（例如发光二极管或激光二极管）所组成并环绕中心轴C1排列。据此，这些光控制元件410便能产生多个不同亮度的第一光线L1以让感测装置200进行侦测以判断触控物件400的运动状态。
举例来说，如图3所示，上述的光控制元件420是依其亮度分布而使其随着环绕中心轴C1逐渐递增或递减。在此以数字代表亮度，数字越大代表亮度越大。因此，在感测时间T1内，当触控物件400相对于中心轴C1而以方向CW旋转一圈时，感测装置200便能感测出如图4所示在感测时间T1内的亮度-时间的关系分布，即亮度从数字1的程度递增至数字10的图形。换句话说，当感测装置200所感测到如图4所示，在感测时间T1内的第一光线L1的亮度分布为所示图形时，便能判断出触控物件400是相对于中心轴C1以方向CW进行旋转。
再者，为提高感测装置200于判断时的准确性，使用者可通过重复的旋转动作，而使触控物件400的光控制元件420对感测装置200造成如图4所示，感测时间T1至T3的图形分布即代表触控物件400沿方向CW旋转3圈，如此便能通过图形的重复性来提高判断时的准确性。反过来说，当感测装置200感测到第一光线L1的亮度分布如图5所示递减图形时，便能判断出此时触控物件400是相对于中心轴C1而以方向CCW进行旋转。在此并未限定触控物件400的运动方式，其能对感测装置200造成渐进式的光学特性变化以供判断者，皆可适用于本实施例。
如此，本实施例的光学触控组件10便能利用光线特性而判断触控物件400的运动状态，并据以让控制元件300触发显示装置100的至少一操作功能。举例来说，请再参考图1，当使用者欲以触控物件400进行图像绘制时，其操作界面会以选单M1让使用者进行选择线条种类。在现有技术中仍须以触控物件400碰触该选单M1在触控区120的位置，方能达到选择的效果。但，本实施例通过配置上述光控制元件420，使触控物件400改变其运动状态后便能被感测装置200所得知，因此使用者便无须将触控物件400移至图1右上角的选单M1处，亦即使用者无须移至选单M1在触控区112的对应位置，便能达到选择的效果。
此外，在本实施例中，在进行光线感测之前（即在上述感测时间T1之前），光学触控组件10尚能通过显示装置100或感测装置200感测触控物件400在触控区120的位置，并据以比对该位置所应该对应的光线特性，以进一步确保后续感测时的准确性。
如上述并未限制感测装置200的型式，在另一未绘示的实施例中，感测装置也可用以感测光线的波长。换句话说，上述实施例中的光控制元件可为多个具有不同波长的光源，而其波长也随着围绕中心轴C1排列而递增或递减，此举同样能达到与上述实施例相同的效果。
图6是本发明另一实施例的一种触控物件的局部示意图。请参考图6，本实施例的触控物件包括本体410、多个光控制元件520与配置在本体410内的光源530，其中光控制元件520与前述实施例类似，其同样环绕中心轴C1并依其光学特性递增或递减地排列在本体410上。而与前述实施例不同的是，本实施例的光控制元件520则是多个具有不同穿透率（或不同穿透波长）的光学元件。据此，在本体410内的光源530所产生相同特性的第二光线L2，会经由这些光控制元件520而转换成多个不同光学特性的第一光线L1射出本体410，同样能达到与前述实施例相同的效果。
图7是本发明又一实施例的一种触控物件的局部示意图。请参考图7，与上述实施例不同的是，触控物件的光控制元件720是多个具有不同反射率（或不同反射波长）的光学元件。据此，光控制元件720得以接受外来的第三光线L3并经反射后产生具有不同光学特性的的第一光线L1射出本体410外以供感测装置200所感测。在此，可在图1的触控区120旁设置光源（未绘示于图1）以对触控区120发射第三光线L3，以作为具有稳定且均一的第三光线L3的来源，但本实施例并不以此为限。
图8是本发明另一实施例的光控制元件的局部示意图。请参考图8并对照图6为例予以说明，如图8所示，本实施例的每一个光控制元件620可进一步地区分为多个从控制元件621（如图8所示，将光控制元件区620区分为十个从控制元件621并分别标注1-1、1-2、1-3、…1-9、1-10），且所述从控制元件621的光学特性（例如亮度或波长）同样相对于中心轴C1环绕而呈递增或递减地排列。换句话说，本实施例的使用者无须将触控物件600完整旋转一圈，而改以旋转原旋转路径的十分之一（即相对于前述实施例将环绕中心轴C1的光控制元件420分为十等分），便能产生如图4或图5所示的图形效果，因而能有效降低使用者的操作复杂性。
综上所述，在本发明的上述实施例中，触控物件通过配置其上的光控制元件，而使触控物件因运动状态改变而造成光控制元件所产生的光线特性也随之改变，因而得以让感测装置感测到触控物件的运动状态，进而作为驱动显示装置并触发其至少一操作功能的依据。
再者，光控制元件可为主动式光源（直接产生不同特性的光线）或被动式光学元件（将另外光线转换成不同特性的光线），且其环绕于中心轴而使其光学特性呈渐进式（递增或递减）排列，因此让触控物件以中心轴旋转时能产生周期性的图案以供感测装置所感测，进而据以触发显示装置的操作功能，而能有效避免使用者需不断在触控区来回移动等不便于触控等动作产生。
虽然已结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何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，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (22)

1.一种光学触控组件，包括：
显示装置，具有一触控区；
感测装置，电连接该显示装置；以及
触控物件，用以进入该触控区并通过该感测装置感测该触控物件的运动状态而控制该显示装置，其中该触控物件具有一光控制元件，该光控制元件随着该触控物件的运动状态改变而产生多个第一光线，该感测装置感测该些第一光线的特性变化以触发该显示装置的操作功能。
2.如权利要求1所述的光学触控组件，其中该光控制元件包括环绕该触控物件一中心轴排列的多个光控制元件，且该触控物件以该中心轴旋转，以使该感测装置感测到从该些光控制元件所产生不同的该些第一光线。
3.如权利要求2所述的光学触控组件，其中该些光控制元件包括多个具有不同亮度的光源。
4.如权利要求2所述的光学触控组件，其中该些光控制元件包括多个具有不同波长的光源。
5.如权利要求2所述的光学触控组件，其中该触控物件具有一光源，用以产生多个第二光线，该些第二光线经由该些光控制元件而产生该些第一光线。
6.如权利要求5所述的光学触控组件，其中该些光控制元件为多个具有不同穿透率的光学元件。
7.如权利要求5所述的光学触控组件，其中该些光控制元件为多个具有不同穿透波长的光学元件。
8.如权利要求2所述的光学触控组件，还包括一光源，电连接该感测装置且位在该触控区旁，该光源适于向该触控区发射至少一第三光线，该第三光线经由该触控物件的该些光控制元件而产生该些第一光线。
9.如权利要求8所述的光学触控组件，其中该些光控制元件为多个具有不同反射率的光学元件。
10.如权利要求8所述的光学触控组件，其中该些光控制元件为多个具有不同反射波长的光学元件。
11.如权利要求2所述的光学触控组件，其中该些光控制元件所产生该些第一光线的特性随着环绕该中心轴排列而依序递增或递减。
12.如权利要求2所述的光学触控组件，其中各该光控制元件包括多个从控制单元，且同一光控制元件的该些从控制单元，其所产生的该些第一光线的特性随着环绕该中心轴排列而依序地增或递减。
13.一种触控物件，包括：
本体，具有一中心轴；以及
多个光控制元件，配置于该本体且环绕该中心轴排列，该些光控制元件的光学特性随着环绕该中心轴排列而改变。
14.如权利要求13所述的触控物件，其中该些光控制元件为多个具有不同波长的光源。
15.如权利要求13所述的触控物件，其中该些光控制元件为多个具有不同亮度的光源。
16.如权利要求13所述的触控物件，还包括：
光源，配置于该本体内，且该些光控制元件转换该光源的光线成多个不同特性的光线射出该本体外。
17.如权利要求16所述的触控物件，其中该些光控制元件为多个不同穿透率的光学元件。
18.如权利要求16所述的触控物件，其中该些光控制元件为多个不同穿透波长的光学元件。
19.如权利要求13所述的触控物件，其中该些光控制元件为多个具有不同反射率的光学元件。
20.如权利要求13所述的触控物件，其中该些光控制元件为多个具有不同反射波长的光学元件。
21.如权利要求13所述的触控物件，其中该些光控制元件的光学特性随着环绕该中心轴排列而依序递增或递减。
22.如权利要求13所述的触控物件，其中各该光控制元件包括多个从控制单元，且同一光控制元件的该些从控制单元的光学特性随着环绕该中心轴排列而依序地增或递减。
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