TWI433012B - 光學式觸控顯示裝置與光學操作裝置 - Google Patents

光學式觸控顯示裝置與光學操作裝置 Download PDF

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Description

光學式觸控顯示裝置與光學操作裝置
本發明是有關於一種觸控顯示裝置，且特別是有關於一種光學式觸控顯示裝置。
觸控顯示裝置具有操作容易的優點，所以近年來觸控顯示裝置已被廣泛地應用於多種電子產品，如行動電話、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、數位相機、音樂播放器、電腦、衛星導航裝置等。
觸控顯示裝置依其感測原理可分為多種，如電阻式、電容式或光學式等。而習知的光學式觸控顯示裝置乃是在其顯示區域的週圍加上由反光材料、發光材料或導光材料製成的邊框，以便利用此邊框發出背景光，進而依據指示物相對於背景光之遮蔽位置來判定此指示物相對於顯示區域的位置。
然而，習知的光學式觸控顯示裝置卻可能因為邊框的機構平整度或彎曲而導致誤判指示物位置的問題。
本發明的其中一目的，是在於提供一種光學式觸控顯示裝置。
本發明的另一目的，是在於提供一種光學操作裝置。
為達上述目的，本發明提出一種光學式觸控顯示裝置，其包括有：一透光式顯示面板，具有第一面與第二面，其中第一面與第二面互為反面，且第一面具有顯示區域；一背光模組，配置於上述第二面；一可見光光源，用以發射可見光至背光模組，以便背光模組將進入其內部的可見光導向上述第二面；一不可見光光源，用以發射不可見光至背光模組，以便背光模組將進入其內部的不可見光導向上述第二面；一影像感測裝置，用以感測顯示區域上方的影像；以及一處理電路。當有一指示物處於顯示區域中並反射穿過顯示區域的不可見光，使得影像感測裝置可感測到指示物所反射的不可見光時，處理電路便利用影像感測裝置所感測到的影像來計算指示物相對於顯示區域的位置。
在本發明之光學式觸控顯示裝置的一實施例中，上述之背光模組具有四個側面，而上述之可見光光源與不可見光光源設置在上述四個側面中的同一個側面，或是分別設置在上述四個側面的其中二個側面，且在背光模組之四個側面中，朝向可見光光源的側面與朝向不可見光光源的側面皆為透光面，而剩餘的其他側面則為非透光面或反光面。
在本發明之光學式觸控顯示裝置的一實施例中，上述之透光式顯示面板的內部具有液晶層，而背光模組的內部具有反射部。所述之反射部延伸至背光模組之未朝向可見光光源與不可見光光源的側面，以使得該等側面形成非透光面。
在本發明之光學式觸控顯示裝置的一實施例中，上述反射部中之與透光式顯示面板之第二面相對的部分具有圖案，而此圖案用以將接收到的光導向上述之第二面，進而讓進入背光模組內部的可見光與不可見光可穿透透光式顯示面板及其內部之液晶層與顯示區域。
為達上述目的，本發明提出一種光學操作裝置，其包括有：一透光板，具有第一面與第二面，且第一面與第二面互為反面；一背光模組，配置於上述之第二面；一第一光源，用以提供第一光線至背光模組，以便背光模組將進入其內部之第一光線導向上述之第二面；一影像感測裝置，用以感測第一面上方的影像，以產生感測資料；以及一處理電路，用以依據上述之感測資料產生物件資訊。
在本發明之光學操作裝置的一實施例中，上述第一光源所提供之第一光線為非可見光，而上述之第一光源包括是一紅外線光源。
在本發明之光學操作裝置的一實施例中，上述之光學操作裝置更包括有第二光源。此第二光源用以提供第二光線至背光模組，以便背光模組將進入其內部之第二光線導向上述之第二面。其中所述之第二光線為一可見光。
在本發明之光學操作裝置的一實施例中，上述之透光板中更具有液晶層。
在本發明之光學操作裝置的一實施例中，上述之感測資料包括是完整影像或是亮度分佈資訊。
在本發明之光學操作裝置的一實施例中，上述之背光模組具有四個側面，而第一光源設置於這四個側面的其中一個側面，且在背光模組之四個側面中，朝向第一光源的側面為透光面，而剩餘的其他側面則為非透光面或反光面。
在本發明之光學操作裝置的一實施例中，上述之背光模組的內部具有導光單元。此導光單元用以將進入背光模組之第一光線導向上述之第二面。
本發明所提出之光學式觸控顯示裝置係在舊有的透光式顯示裝置中加設不可見光光源、影像感測裝置與處理電路，並利用舊有透光式顯示裝置中的背光模組來將不可見光光源所發射的不可見光導向透光式顯示面板與背光模組的接面，進而讓不可見光可穿透透光式顯示面板及其顯示區域。如此一來，當有一指示物處於顯示區域中並反射穿過顯示區域的不可見光，使得用以感測顯示區域上方影像的影像感測裝置可感測到指示物所反射的不可見光時，便可進一步利用處理電路來依據影像感測裝置所感測到的影像而計算指示物相對於顯示區域的位置。
而本發明所提出之光學操作裝置係由透光板、背光模組、光源、影像感測裝置與處理電路所組成。所述之透光板具有第一面與第二面，且第一面與第二面互為反面。所述之背光模組係配置於上述第二面。光源係用以提供光線至背光模組，以便背光模組將進入其內部之光線導向上述第二面。而影像感測裝置用以感測上述第一面上方的影像，以產生感測資料。至於處理電路，其用以依據感測資料產生物件資訊。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
第一實施例：
圖1為依照本發明一實施例之光學式觸控顯示裝置的立體示意圖。請參照圖1，此光學式觸控顯示裝置100包括有透光式顯示面板102、背光模組104、可見光光源106、不可見光光源108、影像感測裝置110與處理電路112。透光式顯示面板102具有第一面102-1與第二面102-2，第一面102-1與第二面102-2互為反面，且第一面102-1具有顯示區域102-3。在此例中，顯示區域102-3的形狀為一四邊形，較佳為矩形。此外，透光式顯示面板102的內部還具有一液晶層(此圖未繪示，詳後述)。背光模組104配置於上述第二面102-2。影像感測裝置110設置在顯示區域102-3的一角落，用以感測顯示區域102-3上方的影像。處理電路112係電性耦接影像感測裝置110，以接收影像感測裝置110所感測到的影像。
至於可見光光源106，其用以發射可見光至背光模組104，以便背光模組104將進入其內部的可見光導向上述第二面102-2。而不可見光光源108則用以發射不可見光至背光模組104，以便背光模組104將進入其內部的不可見光導向上述第二面102-2。此外，在背光模組104的四個側面中，朝向可見光光源106的側面與朝向不可見光光源108的側面皆為透光面，而其他的二個側面則為非透光面或反光面。背光模組104的運作方式將進一步利用圖2來進行說明，並以所述之其他側面皆採用非透光面為例。
圖2為圖1之背光模組的運作示意圖。在圖2中，標示與圖1中之標示相同者表示為相同物件，而標示102-A表示為透光式顯示面板102內部的液晶層，至於標示104-2則表示為背光模組104內部的反射部。此反射部104-2係延伸至背光模組104之未朝向可見光光源106與不可見光光源108的二個側面，以使得這二個側面形成非透光面。此外，在反射部104-2中，與透光式顯示面板102之第二面102-2相對的部分具有圖案，而此圖案用以將接收到的光導向上述之第二面102-2。如圖2所示，可見光光源106會發射可見光至背光模組104，而不可見光光源108會發射不可見光至背光模組104。是以，背光模組104可利用其內部之反射部104-2上的圖案將進入其內部的可見光與不可見光導向上述第二面102-2，進而讓進入其內部的可見光與不可見光可穿透透光式顯示面板102及其內部的液晶層102-A與表面的顯示區域102-3。
請再參照圖1。由於進入背光模組104內部的不可見光最終會穿透透光式顯示面板102及其內部的液晶層102-A與表面的顯示區域102-3，因此當有一指示物120處於顯示區域102-3中並反射穿過顯示區域102-3的不可見光，使得影像感測裝置110可感測到指示物120所反射的不可見光時，處理電路112便可利用影像感測裝置110所感測到的影像來計算指示物120相對於顯示區域102-3的位置。
第二實施例：
藉由第一實施例之教示，本領域具有通常知識者應當知道即使是將光學式觸控顯示裝置100的可見光光源106與不可見光光源108擺在同一位置，亦可實施本發明。以圖3來做進一步說明。
圖3為依照本發明另一實施例之光學式觸控顯示裝置的立體示意圖。在圖3中，標示與圖1中之標示相同者表示為相同物件。請參照圖3，此光學式觸控顯示裝置300與前述光學式觸控顯示裝置100的不同之處，在於光學式觸控顯示裝置300中的可見光光源106與不可見光光源108是擺在同一個位置。此外，背光模組304也與前述之背光模組104不同。在此背光模組304的四個側面中，只有朝向可見光光源106與不可見光光源108的側面為透光面，而其他的三個側面則為非透光面或反光面。背光模組304的運作方式將進一步利用圖4來進行說明，並以所述之其他側面皆採用非透光面為例。
圖4為圖3之背光模組的運作示意圖。在圖4中，標示與圖3中之標示相同者表示為相同物件，而標示102-A表示為透光式顯示面板102內部的液晶層，至於標示304-2則表示為背光模組304內部的反射部。此反射部304-2係延伸至背光模組304之未朝向可見光光源106與不可見光光源108的三個側面，以使得這三個側面形成非透光面。此外，在反射部304-2中，與透光式顯示面板102之第二面102-2相對的部分亦具有圖案，而此圖案用以將接收到的光導向上述之第二面102-2。如圖4所示，可見光光源106會發射可見光至背光模組304，而不可見光光源108會發射不可見光至背光模組304。是以，背光模組304可利用其內部之反射部304-2上的圖案將進入其內部的可見光與不可見光導向上述第二面102-2，進而讓進入其內部的可見光與不可見光可穿透透光式顯示面板102及其內部的液晶層102-A與表面的顯示區域102-3。
請再參照圖3。由於進入背光模組304內部的不可見光最終會穿透透光式顯示面板102及其內部的液晶層102-A與表面的顯示區域102-3，因此當有一指示物120處於顯示區域102-3中並反射穿過顯示區域102-3的不可見光，使得影像感測裝置110可感測到指示物120所反射的不可見光時，處理電路112便可利用影像感測裝置110所感測到的影像來計算指示物120相對於顯示區域102-3的位置。
第三實施例：
在此實施例中所提出的，是一種光學操作裝置，如圖5所示。圖5為依照本發明一實施例之光學操作裝置的立體示意圖。請參照圖5，此光學操作裝置500主要包括有透光板502、背光模組504、光源506、影像感測裝置510與處理電路512。所述之透光板502具有第一面502-1與第二面502-2，且第一面502-1與第二面502-2互為反面。所述之背光模組504配置於第二面502-2。所述之光源506用以提供第一光線至背光模組504，以便背光模組504將進入其內部之第一光線導向第二面502-2。而所述之影像感測裝置510用以感測第一面502-1上方的影像，以產生感測資料。所述之感測資料可以是完整影像或是亮度分佈資訊。所謂之亮度分佈資訊即所感測影像之每行像素的亮度分佈。至於所述之處理電路512，其用以依據上述之感測資料產生物件資訊，例如是產生相關於指示物520之物件資訊。而所謂之物件資訊例如是指示物520相對於第一面502-1之位置。
在此例中，光源506所提供之第一光線為非可見光，而此光源506例如是可以採用一紅外線光源來實施。此外，光學操作裝置500更可進一步包括光源508。而此光源508用以提供第二光線至背光模組504，以便背光模組504將進入其內部之第二光線導向第二面502-2，其中所述之第二光線為可見光。
由於背光模組504具有四個側面，因此光源506與508可以是分別設置於這四個側面的其中二個側面，也可以是皆設置於這四個側面中的同一個側面，只要在背光模組504的四個側面中，朝向光源506與508的側面皆為透光面，而剩餘的其他側面則為非透光面或反光面即可。
此外，背光模組504的內部可進一步採用導光單元(未繪示)，以便利用此導光單元將進入背光模組504之第一光線與第二光線導向第二面502-2。進一步地，透光板502中亦可具有液晶層(未繪示)。
綜上所述，本發明所提出之光學式觸控顯示裝置係在舊有的透光式顯示裝置中加設不可見光光源、影像感測裝置與處理電路，並利用舊有透光式顯示裝置中的背光模組來將不可見光光源所發射的不可見光導向透光式顯示面板與背光模組的接面，進而讓不可見光可穿透透光式顯示面板及其顯示區域。如此一來，當有一指示物處於顯示區域中並反射穿過顯示區域的不可見光，使得用以感測顯示區域上方影像的影像感測裝置可感測到指示物所反射的不可見光時，便可進一步利用處理電路來依據影像感測裝置所感測到的影像而計算指示物相對於顯示區域的位置。
而本發明所提出之光學操作裝置係由透光板、背光模組、光源、影像感測裝置與處理電路所組成。所述之透光板具有第一面與第二面，且第一面與第二面互為反面。所述之背光模組係配置於上述第二面。光源係用以提供光線至背光模組，以便背光模組將進入其內部之光線導向上述第二面。而影像感測裝置用以感測上述第一面上方的影像，以產生感測資料。至於處理電路，其用以依據感測資料產生物件資訊。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、300‧‧‧光學式觸控顯示裝置
102‧‧‧透光式顯示面板
102-1、502-1‧‧‧第一面
102-2、502-2‧‧‧第二面
102-3‧‧‧顯示區域
102-A‧‧‧液晶層
104、304、504‧‧‧背光模組
104-2、304-2‧‧‧反射部
106‧‧‧可見光光源
108‧‧‧不可見光光源
110、510‧‧‧影像感測裝置
112、512‧‧‧處理電路
120‧‧‧指示物
500‧‧‧光學操作裝置
502‧‧‧透光板
506、508‧‧‧光源
圖1為依照本發明一實施例之光學式觸控顯示裝置的立體示意圖。
圖2為圖1之背光模組的運作示意圖。
圖3為依照本發明另一實施例之光學式觸控顯示裝置的立體示意圖。
圖4為圖3之背光模組的運作示意圖。
圖5為依照本發明一實施例之光學操作裝置的立體示意圖。
100．．．光學式觸控顯示裝置
102．．．透光式顯示面板
102-1．．．第一面
102-2．．．第二面
102-3．．．顯示區域
104．．．背光模組
106．．．可見光光源
108．．．不可見光光源
110．．．影像感測裝置
112．．．處理電路
120．．．指示物

Claims (11)

  1. 一種光學式觸控顯示裝置，包括：一透光式顯示面板，具有一第一面與一第二面，該第一面與該第二面互為反面，且該第一面具有一顯示區域；一背光模組，配置於該第二面；一可見光光源，用以發射可見光至該背光模組，以便該背光模組將進入其內部的可見光導向該第二面；一不可見光光源，用以發射不可見光至該背光模組，以便該背光模組將進入其內部的不可見光導向該第二面；一影像感測裝置，其視角範圍包含該透光式顯示面板上方，係用以接收不可見光以感測該顯示區域上方的影像，其中，不可見光穿過該透光式顯示面板之該第二面與該第一面，並被處於該顯示區域之一指示物直接反射至該影像感測裝置；以及一處理電路，當該指示物處於該顯示區域中並反射穿過該第二面與該第一面的不可見光，使得該影像感測裝置可感測到該指示物所反射的不可見光時，該處理電路便利用該影像感測裝置所感測到的影像來計算該指示物相對於該顯示區域的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學式觸控顯示裝置，其中該背光模組具有四個側面，該可見光光源與該不可見光光源設置在該四個側面中的同一個側面，或是分別設置在該四個側面的其中二個側面，且在該背光模組之該四個側面中，朝向該可見光光源的側面與朝向該不可見光光源的側面皆為透光面，而剩餘的其他側面則為非透光面或反光面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學式觸控顯示裝置，其中該透光式顯示面板的內部具有一液晶層，而該背光模組的內部具有一反射部，該反射部延伸至該背光模組之未朝向該可見光光源與該不可見光光源的側面，以使得該等側面形成非透光面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之光學式觸控顯示裝置，其中在該反射部中，與該透光式顯示面板之該第二面相對的部分具有一圖案，而該圖案用以將接收到的光導向該第二面，進而讓進入該背光模組內部的可見光與不可見光可穿透該透光式顯示面板及其內部之該液晶層與該顯示區域。
  5. 一種光學操作裝置，包括：一透光板，具有一第一面與一第二面，該第一面與該第二面互為反面，該第一面具有一顯示區域；一背光模組，配置於該第二面；一第一光源，用以提供一第一光線至該背光模組，以便該背光模組將進入其內部之該第一光線導向該第二面；一影像感測裝置，其視角範圍包含該透光板上方，係用以接收該第一光線以感測該第一面上方的影像，以產生一感測資料，其中，該第一光線穿過該透光板之該第二面與該第一面，並被處於該顯示區域之一指示物直接反射至該影像感測裝置；以及一處理電路，用以依據該感測資料產生一物件資訊。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學操作裝置，其中該第一光源所提供之該第一光線為一非可見光，而該第一光源包括是一紅外線光源。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學操作裝置，其更包括：一第二光源，用以提供一第二光線至該背光模組，以便該背光模組將進入其內部之該第二光線導向該第二面，其中該第二光線為一可見光。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之光學操作裝置，其中該透光板中更具有一液晶層。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之光學操作裝置，其中該感測資料包括是一完整影像或是一亮度分佈資訊。
  10. 如申請專利範圍第5項所述之光學操作裝置，其中該背光模組具有四個側面，該第一光源設置於該四個側面的其中一個側面，且在該背光模組之該四個側面中，朝向該第一光源的側面為透光面，而剩餘的其他側面則為非透光面或反光面。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之光學操作裝置，其中該背光模組的內部具有一導光單元，該導光單元用以將進入該背光模組之該第一光線導向該第二面。
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