TWI489353B - 光學式座標輸入裝置 - Google Patents

Description

光學式座標輸入裝置

本發明係關於一種光學式座標輸入裝置，特別是一種可以用於超大尺寸之光學式座標輸入裝置。

隨著科技的進步，觸控面板已經被廣泛應用於日常生活中，使得使用者可以更直覺地操控電子產品。在先前技術中，觸控面板通常是電阻式或是電容式之架構。但電阻式或是電容式之觸控面板僅適用於小尺寸之觸控面板，若要用於大尺寸的觸控面板時，就會造成製造成本的大幅增加。

因此在先前技術中已經發明一種利用光學式之座標輸入裝置，以解決利用電阻式或是電容式之大尺寸觸控面板時成本過高的問題。請先參考圖1係先前技術之光學式座標輸入裝置之示意圖。

圖1之光學式座標輸入裝置90包括偵測區域91、第一光機模組92、第二光機模組93、反光邊框94與處理模組95。偵測區域91係用以供物體96接觸。第一光機模組92與第二光機模組93會向反光邊框94發出不可見光，再擷取經由反光邊框94反射回來之訊號。若偵測區域91有物體96接近或觸碰時，物體96就會遮斷反光邊框94反射回來之光線影像，因此處理模組95可以根據此時第一光機模組92與第二光機模組93擷取之影像計算出物體96之座標。

但先前技術中使用光學式的座標輸入裝置做到大尺寸時，例如超過100吋時，會受限於處理模組95本身對於接收訊號的解析能力和第一光機模組92與第二光機模組93對於對角上的反射訊號太弱的問題。若要提升處理模組95的解析能力，要增加第一光機模組92與第二光機模組93的透鏡數來改善成像品質和增加解析能力。但這會使得成本大幅提高。另外，若要使角落的訊號增強，可以增加第一光機模組92與第二光機模組93的發射亮度。但如此一來會讓靠近第一光機模組92或第二光機模組93的觸控點的接收訊號過曝。過曝訊號對於處理模組95在執行觸控演算法時，會導致造成靠近光機模組的觸控操作區座標不準確。

因此，需要發明一種用於大尺寸的光學式座標輸入裝置，以解決先前技術的缺失。

本發明之主要目的係在提供一種光學式座標輸入裝置，其具有可以用於超大尺寸之效果。

為達成上述之目的，本發明之光學式座標輸入裝置包括邊框、第一觸控偵測區域、第二觸控偵測區域、第一偵測模組、第二偵測模組及處理模組。第二觸控偵測區域係部分重疊於第一觸控偵測區域，其中第一觸控偵測區域及第二觸控偵測區域係用以供使用者觸控。第一偵測模組係設置於邊框上，且鄰近於第二觸控偵測區域，用以偵測第一觸控偵測區域，以於使用者觸控時產生第一觸控座標訊號。第二偵測模組係設置於邊框上，且鄰近於第一觸控偵測區域，用以偵測第二觸控偵測區域，以於使用者觸控時產生第二觸控座標訊號；其中第二偵測模組與第一偵測模組位於邊框上之不同平面。處理模組係電性連接第一偵測模組及第二偵測模組，係用以根據第一觸控座標訊號及第二觸控座標訊號執行座標計算程序；藉此可同時操作第一觸控偵測區域及第二觸控偵測區域。

先前技術：

90‧‧‧光學式座標輸入裝置

91‧‧‧偵測區域

92‧‧‧第一光機模組

93‧‧‧第二光機模組

94‧‧‧反光邊框

95‧‧‧處理模組

本發明：

1a、1b‧‧‧光學式座標輸入裝置

10‧‧‧邊框

21‧‧‧第一觸控偵測區域

22‧‧‧第二觸控偵測區域

23‧‧‧第三觸控偵測區域

24‧‧‧第四觸控偵測區域

31‧‧‧第一偵測模組

32‧‧‧第二偵測模組

33‧‧‧第三偵測模組

34‧‧‧第四偵測模組

41‧‧‧處理模組

51‧‧‧第一光機模組

52‧‧‧第二光機模組

53‧‧‧第三光機模組

54‧‧‧第四光機模組

55‧‧‧第五光機模組

56‧‧‧第六光機模組

57‧‧‧第七光機模組

58‧‧‧第八光機模組

61‧‧‧第一反光條

62‧‧‧第二反光條

63‧‧‧第三反光條

64‧‧‧第四反光條

A1、A2、A3‧‧‧部分重疊區域

P1、P2‧‧‧觸控點

S1、S2‧‧‧過曝緩衝區域

圖1係先前技術之光學式座標輸入裝置之示意圖。

圖2係本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之架構示意圖。

圖3A係本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之正面示意圖。

圖3B係本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之立體示意圖。

圖4係本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之架構示意圖。

圖5A係本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之正面示意圖。

圖5B係本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之立體示意圖。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉出本發明之具體實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

請先一併參考圖2到圖3B關於本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之相關示意圖，其中圖2係本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之架構示意圖，圖3A係本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之正面示意圖，圖3B係本發明之光學式座標輸入裝置之第一實施例之立體示意圖。

本發明之光學式座標輸入裝置1a係適用於超過100吋之超大尺寸之觸控範圍，但本發明並不限定於此種規格。光學式座標輸入裝置1a包括邊框10、第一觸控偵測區域21、第二觸控偵測區域22、第一偵測模組31、第二偵測模組32及處理模組41，第一偵測模組31具有一第一光機模組51及一第二光機模組52，第二偵測模組32具有一第三光機模組53及一第四光機模組54。邊框10之高度可介於24mm至18mm之間，但本發明並不限於此。第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22係設置於邊框10之範圍內，並且第二觸控偵測區域22係部分重疊於第一觸控偵測區域21，以供 使用者進行觸控。第一觸控偵測區域21與第二觸控偵測區域22之間會具有部分重疊區域A1。本發明並不限定第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22之大小需相同，兩者也可以具有不同之面積。

第一偵測模組31及第二偵測模組32皆設置於邊框10上，以偵測使用者之觸控。當使用者接觸第一觸控偵測區域21或第二觸控偵測區域22而有觸控點P1或P2時，第一偵測模組31或第二偵測模組32係得到藉此產生觸控訊號。而其中第一偵測模組31的第一光機模組51及第二光機模組52係設置於鄰近第二觸控偵測區域22之邊框10處，用以朝向第一觸控偵測區域21，藉此偵測由使用者觸控第一觸控偵測區域21時，產生代表觸控點P1之第一觸控座標訊號。同樣地，第二偵測模組32的第三光機模組53及第四光機模組54係設置於鄰近第一觸控偵測區域21之邊框10處，用以朝向第二觸控偵測區域22進行偵測。如此一來，使用者觸控第二觸控偵測區域22時即可產生代表觸控點P2之第二觸控座標訊號。並須注意的是，第一偵測模組31與第二偵測模組32位於該邊框10上之不同厚度處。也就是說，第一偵測模組31與第二偵測模組32位於該邊框10上之不同的平面，以避免彼此之間的訊號干擾。

而於本發明之第一實施例中，第一偵測模組31的第一光機模組51及第二光機模組52係分別位於第二觸控偵測區域22之相對兩側。第二 偵測模組32的第三光機模組53及第四光機模組54係分別位於第一觸控偵測區域21之相對兩側。邊框10則包括第一反光條61及第二反光條62，其中第一反光條61係與第一偵測模組31位於邊框10上的相同厚度，也就是第一反光條61與第一偵測模組31處於一共平面，並圍繞第一觸控偵測區域21，且延伸連接至鄰近於第二觸控偵測區域22之第一光機模組51及第二光機模組52。如此一來，第一光機模組51及第二光機模組52可以分別發出不可見光之訊號，再藉由第一反光條61反射後接收，藉此偵測第一觸控偵測區域21上是否有使用者觸控之觸控點P1。同樣地，第二反光條62係與第二偵測模組32位於邊框10上的相同厚度，也就是第二反光條62與第二偵測模組32處於一共平面，並圍繞第二觸控偵測區域22，且延伸連接至鄰近於第一觸控偵測區域21之第三光機模組53及第四光機模組54。藉此，第三光機模組53及第四光機模組54同樣可以分別發出不可見光之訊號，再藉由第二反光條62反射後接收，以偵測得知第二觸控偵測區域22上是否有使用者觸控之觸控點P2。

最後處理模組41係電性連接第一偵測模組31及第二偵測模組32。當第一偵測模組31之第一光機模組51及第二光機模組52，以及第二偵測模組32之第三光機模組53及第四光機模組54分別得到第一觸控座標訊號或第二觸控座標訊號時，處理模組41係根據第一觸控座標訊號或第二 觸控座標訊號，以得知第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22是否具有觸控點P1或P2，並執行一座標計算程序，以算出觸控點P1或P2之切確座標，再進行後續之處理流程。處理模組41也可同時得到第一觸控座標訊號及第二觸控座標訊號，以算出觸控點P1及P2之座標。

並須注意的是，該第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22之間具有一部分重疊區域A1，此部分重疊區域A1係相當於第一光機模組51、第二光機模組52、第三光機模組53及第四光機模組54之過曝緩衝區域S1及S2之總和。過曝緩衝區域S1及S2係隨著光機模組之規格而做改變，本發明並不限定此過曝緩衝區域S1及S2之面積大小。因此當觸控點P1位於第一光機模組51及第二光機模組52之過曝緩衝區域S2內時，雖然第一光機模組51及第二光機模組52也可以產生第一觸控座標訊號，但由於在過曝緩衝區域S2內容易受到過曝影響導致得到錯誤的座標訊號，因此此時處理模組41係僅根據第三光機模組53及第四光機模組54所產生的第二觸控座標訊號執行座標計算程序，而不計算第一觸控座標訊號。同樣地，若觸控點P2位於過曝緩衝區域S1內時，處理模組41也僅根據第一光機模組51及第二光機模組52對第一觸控座標訊號執行座標計算程序，才可得到正確的座標。

藉此使用者可同時操作第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22，而不會受到第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22的尺寸影響。由於藉由光學式座標輸入裝置計算座標之方式及得到之座標進行後續之應用已經被本發明所屬技術領域中具通常知識者所熟知，且並非本發明所要改進之重點所在，故在此不再贅述。

接著請先一併參考圖4到圖5B關於本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之相關示意圖，其中圖4係本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之架構示意圖，圖5A係本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之正面示意圖，圖5B係本發明之光學式座標輸入裝置之第二實施例之立體示意圖。

本發明並不以第一實施例所列舉之範圍為限。就如圖4所示，光學式座標輸入裝置1b除了上述的第一觸控偵測區域21及第二觸控偵測區域22之外，還可再包括第三觸控偵測區域23及第四觸控偵測區域24，以及對其進行觸控偵測的第三偵測模組33及第四偵測模組34，第三偵測模組33具有一第五光機模組55及一第六光機模組56，第四偵測模組34具有一第七光機模組57及一第八光機模組58。於本發明之第二實施例中，第三觸控偵測區域23係部分重疊於第二觸控偵測區域22，第二觸控偵測區域22及第三觸控偵測區域23之間會具有部分重疊區域A2。此外第四觸控偵測區 域24係部分重疊於第一觸控偵測區域21，第一觸控偵測區域21與第四觸控偵測區域24之間會具有部分重疊區域A3。需注意的是，於第二實施例中光學式座標輸入裝置1b同時設置第三觸控偵測區域23及第四觸控偵測區域24，但本發明並不以此為限，光學式座標輸入裝置1b也可以僅增加第三觸控偵測區域23，或是再根據需求而再延伸設置新的觸控偵測區域及偵測模組。

第三偵測模組33的第五光機模組55及第六光機模組56係設置於邊框10上，且鄰近於第二觸控偵測區域22，用以偵測第三觸控偵測區域23，係於使用者觸控時產生第三觸控座標訊號。第四偵測模組34的第七光機模組57及第八光機模組58係設置於邊框10上，且鄰近於第一觸控偵測區域21，用以偵測第四觸控偵測區域24，係於使用者觸控時產生第四觸控座標訊號。同樣地，於本發明之第二實施例中，第三偵測模組33的第五光機模組55及第六光機模組56係分別位於第二觸控偵測區域22之相對兩側。第四偵測模組34的第七光機模組57及第八光機模組58係分別位於第一觸控偵測區域21之相對兩側。而邊框10更包括對應的第三反光條63及第四反光條64。第三反光條63係圍繞第三觸控偵測區域23，並連接至第五光機模組55及第六光機模組56，使第五光機模組55及第六光機模組56所發出的不可見光可藉由第三反光條63反射，藉此偵測第三觸控偵測區域23上的 觸控點。第四反光條64係圍繞第四觸控偵測區域24，並連接至第七光機模組57及第八光機模組58，使第七光機模組57及第八光機模組58所發出的不可見光可藉由第四反光條64反射，藉此偵測第四觸控偵測區域24上的觸控點。

第三偵測模組33與第二偵測模組32係位於邊框10上之不同之厚度，也就是說，第三偵測模組33與第二偵測模組32係位於邊框10上之不同平面，第四偵測模組34與第一偵測模組31係位於邊框10上之不同之厚度，也就是說，第四偵測模組34與第一偵測模組31係位於邊框10上之不同平面，但第三偵測模組33可與第一偵測模組31設置於邊框10上之相同之厚度，第四偵測模組34可與第二偵測模組32設置於邊框10上之相同之厚度，本發明並不限於此。

同樣地，第二觸控偵測區域22及第三觸控偵測區域23之間具有部分重疊區域A2，其中部分重疊區域A2係對應於第五光機模組55及第六光機模組56之過曝緩衝區域。第一觸控偵測區域21及第四觸控偵測區域24之間具有部分重疊區域A3，其中部分重疊區域A3係對應於第七光機模組57及第八光機模組58之過曝緩衝區域。

最後處理模組41係進一步根據上述第一到第四觸控座標訊號執行座標計算程序，以得到切確的座標。藉此可同時操作第一觸控偵測區域 21、第二觸控偵測區域22、第三觸控偵測區域23及第四觸控偵測區域24。上述任一光機模組與邊框10可相夾45度角，以得到最佳的發射及接收訊號之效果，但本發明並不限於此。

因此藉由本發明之光學式座標輸入裝置1a或1b，可配合所需的觸控區域大小做延伸，可以避免因面積過大而造成解析能力不足的問題，也可解決因距離過近而造成的過曝問題。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1a‧‧‧光學式座標輸入裝置

21‧‧‧第一觸控偵測區域

22‧‧‧第二觸控偵測區域

31‧‧‧第一偵測模組

32‧‧‧第二偵測模組

41‧‧‧處理模組

51‧‧‧第一光機模組

52‧‧‧第二光機模組

53‧‧‧第三光機模組

54‧‧‧第四光機模組

Claims (11)

1. 一種光學式座標輸入裝置，包括：一邊框；一第一觸控偵測區域；一第二觸控偵測區域，係部分重疊於該第一觸控偵測區域，其中該第一觸控偵測區域及該第二觸控偵測區域係用以供一使用者觸控；一第一偵測模組，係設置於該邊框上，且鄰近於該第二觸控偵測區域，用以偵測該第一觸控偵測區域，以於該使用者觸控時產生一第一觸控座標訊號；一第二偵測模組，係設置於該邊框上，且鄰近於該第一觸控偵測區域，用以偵測該第二觸控偵測區域，以於該使用者觸控時產生一第二觸控座標訊號；其中該第二偵測模組與該第一偵測模組位於該邊框上之不同平面；以及一處理模組，係電性連接該第一偵測模組及該第二偵測模組，係用以根據該第一觸控座標訊號及該第二觸控座標訊號執行一座標計算程序；藉此可同時操作該第一觸控偵測區域及該第二觸控偵測區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學式座標輸入裝置，其中： 該邊框更包括一第一反光條及一第二反光條；該第一偵測模組具有一第一光機模組及一第二光機模組，該第一光機模組及該第二光機模組係分別位於該第二觸控偵測區域之相對兩側；其中該第一反光條係圍繞該第一觸控偵測區域，並延伸連接該第一光機模組及該第二光機模組，使該第一光機模組及該第二光機模組藉由該第一反光條偵測該第一觸控偵測區域；以及該第二偵測模組具有一第三光機模組及一第四光機模組，該第三光機模組及該第四光機模組係分別位於該第一觸控偵測區域之相對兩側；其中該第二反光條係圍繞該第二觸控偵測區域，並延伸連接至該第三光機模組及該第四光機模組，使該第三光機模組及該第四光機模組藉由該第二反光條偵測該第二觸控偵測區域。
3. 如申請專利範圍第2項所述之光學式座標輸入裝置，其中該第一觸控偵測區域及該第二觸控偵測區域之間具有一部分重疊區域，該部分重疊區域係對應於該第一光機模組、該第二光機模組、該第三光機模組及該第四光機模組所各具有之一過曝緩衝區域的總和。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學式座標輸入裝置，更包括：一第三觸控偵測區域，係部分重疊於該第二觸控偵測區域；以及 一第三偵測模組，係設置於該邊框上，且鄰近於該第二觸控偵測區域，用以偵測該第三觸控偵測區域，係於該使用者觸控時產生一第三觸控座標訊號；其中該第三偵測模組與該第二偵測模組位於該邊框上之不同之平面；其中該處理模組係進一步用以根據該第三觸控座標訊號執行該座標計算程序。
5. 如申請專利範圍第4項所述之光學式座標輸入裝置，其中：該邊框更包括一第三反光條；以及該第三偵測模組具有一第五光機模組及一第六光機模組，該第五光機模組及該第六光機模組係分別位於該第二觸控偵測區域之相對兩側；其中該第三反光條係圍繞該第三觸控偵測區域，並連接至該第五光機模組及該第六光機模組，使該第五光機模組及該第六光機模組藉由該第三反光條偵測該第三觸控偵測區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學式座標輸入裝置，其中該第二觸控偵測區域及該第三觸控偵測區域之間具有一部分重疊區域，該部分重疊區域係對應於該第五光機模組及該第六光機模組所各具有之一過曝緩衝區域。
7. 如申請專利範圍第5項所述之光學式座標輸入裝置，更包括： 一第四觸控偵測區域，係部分重疊於該第一觸控偵測區域；以及一第四偵測模組，係設置於該邊框上，且鄰近於該第一觸控偵測區域，用以偵測該第四觸控偵測區域，係於該使用者觸控時產生一第四觸控座標訊號；其中該第四偵測模組與該第一偵測模組位於該邊框上之不同之平面；其中該處理模組係進一步用以根據該第四觸控座標訊號執行座標計算。
8. 如申請專利範圍第7項所述之光學式座標輸入裝置，其中：該邊框更包括一第四反光條；以及該第四偵測模組具有一第七光機模組及一第八光機模組，該第七光機模組及該第八光機模組係分別位於該第一觸控偵測區域之相對兩側；其中該第四反光條係圍繞該第四觸控偵測區域，並連接該第七光機模組及該第八光機模組，使該第七光機模組及該第八光機模組藉由該第四反光條偵測該第四觸控偵測區域。
9. 如申請專利範圍第7項所述之光學式座標輸入裝置，其中該第一觸控偵測區域及該第四觸控偵測區域之間具有一部分重疊區域，其中該部分重疊區域係對應於該第七光機模組及該第八光機模組所各具有之一過曝緩衝區域。
10. 如申請專利範圍第7項所述之光學式座標輸入裝置，其中該第三偵測模組與該第一偵測模組係位於該邊框上相同之平面，該第四偵測模組與該第二偵測模組係位於該邊框上相同之平面。
11. 如申請專利範圍第2到10項之任一項所述之光學式座標輸入裝置，其中任一光機模組與該邊框之一內側邊緣係相夾45度角。