TWI512574B - 光學觸控裝置及其光感測器 - Google Patents

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Description

光學觸控裝置及其光感測器
本發明是有關於一種觸控裝置,且特別是有關於一種光學觸控裝置及其光感測器。
觸控裝置具有操作容易的優點,所以近年來觸控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、觸控螢幕等。目前常見的觸控裝置有電阻式觸控裝置、電容式觸控裝置及光學式觸控裝置等,其中光學式觸控裝置具有成本較低的優點。
圖1是習知之一種光學觸控裝置的示意圖。請參照圖1,習知之光學觸控裝置100具有感測區101,且光學觸控裝置100包括三個光感測器110a、110b、110c、三個光源120a、120b、120c以及四個反光條130a、130b、130c、130d。感測區101是呈矩形。光源120a、120b、120c分別設置於光感測器110a、110b、110c的上方並朝向感測區101提供光線,而反光條130a、130b、130c、130d分別設置於感測區101的四個側邊旁。光感測器110a、110b、110c是個別設置於感測區101的一個角落,並位於兩個相鄰的反光條之間,其中光感測器110a及110b是設置於感測區101之一對角線102的兩端。
每一個光感測器用以感測相對應的反光條的亮度。舉例來說,光感測器110a用以感測感光條130a、130b的亮度,光感測器110a具有線性排列的多個畫素,每一畫素用以感測感光條130a或130b上的特定區域。當遮光物O(如手指)於感測區101內進行操控時,光感測器110a上的部分畫素因受到遮光物O的遮擋,導致感測到的亮度會較其他畫素所感測到的亮度低。同理,光感測器110b、110c亦有部分畫素感測到的亮度較其他畫素感測到的亮度低,而根據這些光感測器110a、110b、110c依序感測到的資訊,即可計算出遮光物O的位置。
然而,由於感測區101的部分角落需設置光感測器110a、110b、110c,導致相鄰的兩反光條之間需存有較大的間隙以供設置對應的光感測器,但這間隙卻會造成感測上的暗區。以光感測器110a而言,其部分畫素因對應到光感測器110b而非反光條,故這部分的畫素所感測到的亮度會較暗,因此需藉由光源110b來補光,以在無遮光物O時,使光感測器110a的每一畫素所感測到的亮度趨於一致。因此,當光感測器110a進行感測時,光源120a的發光狀態為正常發光狀態,而光源120b的發光狀態為補光狀態,其中正常發光狀態的發光亮度高於補光狀態的發光亮度。另外,當光感測器110b進行感測時,光源120b的發光狀態為正常狀態,而光源120a的發光狀態為補光狀態。
在習知光學觸控裝置100中,因光源120a、120b必需有兩種發光狀態,所以光源120a、120b的驅動電路較為複雜。
本發明提供一種光學觸控裝置,以消除光感測器的設置處容易產生暗區的缺點。
本發明另提供一種光感測器,其應用於光學觸控裝置時,可避免產生暗區。
本發明提出一種光學觸控裝置,其具有感測區且包括二第一光感測器。二第一光感測器設置於感測區的相對兩側,每一第一光感測器包括殼體、反光層以及感光元件。殼體具有面向感測區的入光側。反光層遮蓋部分入光側,以於入光側形成未被反光層遮蓋的入光區與位於入光區旁的反光區。感光元件設置於殼體內,且感光元件的感光面面向入光區。
在本發明一實施例中,上述之入光區呈矩形,而反光層配置於入光區的上側及下側。
在本發明一實施例中,上述之入光區呈矩形,而反光層配置於入光區的上側或下側。
在本發明一實施例中,上述之反光層為平面反光層。
在本發明一實施例中,上述之反光層為稜鏡片,且稜鏡片包括多個反光稜鏡。
在本發明一實施例中,上述之反光稜鏡包括平行排列的多個三角柱或陣列排列的多個角錐。
在本發明一實施例中,上述之殼體之入光側更包括未被反光層遮蓋的出光區,而每一第一光感測器更包括配置於殼體內的點光源,且點光源適於朝向出光區發光。
在本發明一實施例中,上述之出光區位於入光區上方。
在本發明一實施例中,上述之感測區呈矩形,且第一光感測器設置於感測區之一第一對角線的兩端。
在本發明一實施例中,上述之光學觸控裝置更包括第二光感測器,設置於感測區之一第二對角線的一端。
在本發明一實施例中,上述之光學觸控裝置更包括至少一反射元件,設置於感測區邊緣。
在本發明一實施例中,上述之光學觸控裝置更包括至少一線光源,設置於感測區邊緣。
本發明另提出一種光感測器,其包括殼體、反光層以及感光元件。殼體具有入光側。反光層遮蓋部分入光側,以於入光側形成未被反光層遮蓋的入光區與位於入光區旁的反光區。感光元件設置於殼體內,且感光元件的感光面面向入光區。
在本發明一實施例中,上述之光感測器更包括配置於殼體內的點光源,其中殼體之入光側更包括未被反光層遮蓋的一出光區,而點光源適於朝向出光區發光。
在本發明之光學觸控裝置及光感測器中,由於光感測器(即第一光感測器)之殼體的表面設有用以反射光線的反光層,所以能避免光感測器的設置處產生暗區。如此,本發明之光學觸控裝置的光源不需提供補光功能,故可使光源的驅動電路較為簡單。
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。
圖2是本發明一實施例之光學觸控裝置的示意圖。請參照圖2,本實施例之光學觸控裝置200具有感測區210且包括二第一光感測器220。此二第一光感測器220設置於感測區210的相對兩側。具體而言,感測區210例如是呈矩形,且第一光感測器220設置於感測區210之第一對角線211的兩端,但本發明並不限定第一光感測器220需設置於感測區210的角落,且感測區210也可以是其他形狀。除此之外,光學觸控裝置200可更包括至少一反射元件240,設置於感測區210邊緣,其中本實施例是以四個反射元件240為例,且此四個反射元件240例如是分別設置於感測區210的四個側邊。
承上述,光學觸控裝置200可更包括第二光感測器250,設置於感測區210之一第二對角線212的一端。第一光感測器220與第二光感測器250的上方可個別設有一個點光源260,以朝向感測區210提供光線。點光源260可為發光二極體、雷射二極體或其他合適的光源。在另一實施例中,亦可使用設置在感測區210之至少一側邊的線光源來提供光線至感測區210,其中所述之線光源可以是導光條與發光元件的組合。
圖3是圖2中光感測器與點光源的正視示意圖,而圖4是圖2中光感測器與點光源的剖面示意圖。請參照圖2至圖4,每一第一光感測器220包括殼體221、反光層222以及感光元件223。殼體221具有面向感測區210的入光側224。反光層222遮蓋部分入光側224,以於入光側224形成未被反光層222遮蓋的入光區225與位於入光區225旁的反光區226。感光元件223設置於殼體221內,且感光元件223的感光面227面向入光區225。
更詳細來說,第一光感測器220的入光區225例如是呈矩形,而反光層222配置於入光區225的上側及下側。但在另一實施例中,第一光感測器220a的反光層222a也可以是配置於入光區225的上側(如圖5所示),抑或是配置於入光區225的下側(圖未示),惟感光元件223的位置需隨入光區225的位置而調整。此外,反光層222、222a可以為平面反光層,亦即反光層222、222a的反光面為平面。此外,反光層222、222a可以是黏貼於殼體221、221a之反光片,或是塗佈於殼體221、221a之表面的反光材料,此處並不限定。
在本實施例之光學觸控裝置200中,由於第一光感測器220的殼體221之表面設有反光層222,所以可藉由反光層222來反射光線。此外,第二光感測器250的結構可與第一光感測器220的結構相同,亦即第二光感測器250可具有反光層。但,本發明並不限定第二光感測器250必須具有反光層。另外,在感測區210的四個角落都設有光感測器的實施例中,這四個光感測器的結構是與第一光感測器220的結構相同,亦即這四個光感測器都具有反光層。
值得一提的是,在另一實施例中,可將點光源整合至第一光感測器內。如圖6與圖7所示,第一光感測器220b的殼體221b之入光側224除了包括入光區225及反光區226外,更包括未被反光層222b遮蓋的出光區228,而第一光感測器220b更包括配置於殼體221b內的點光源260’,且點光源260’適於朝向出光區228發光。此外,反光區226是圍繞出光區228設置,且出光區228例如是位於入光區225上方。
此外,本發明的設計概念之一是利用反光層的設置來反射光線,但此處並不限定反光層為平面反光層。舉例來說,如圖8所示,反光層222’例如是設置於殼體表面的稜鏡片,此稜鏡片例如是包括多個反光稜鏡280,這些反光稜鏡280例如是平行排列的多個三角柱。在另一實施例中,每一反光稜鏡可為線性排列的多個角錐,而這些反光稜鏡的角錐呈陣列排列。
另外,本發明之光學觸控裝置因不需在第一感測器上設置用於補光的光源,所以光源的配置方式較不受限。以下將另舉實施例來說明本發明之光學觸控裝置的光源配置方式,但其並非用以限定本發明。
請參照圖9,在光學觸控裝置200a中,因第一感測器220上不需設置能提供補光功能的光源,故可將圖2之點光源換成線光源290。具體而言,相較於圖2之光學觸控裝置,本實施例之光學觸控裝置200a用線光源290來取代圖2中的一個反射元件240。此線光源290包括導光條291與置放於導光條291之入光面294的點光源292。導光條291的出光面293面向感測區210。點光源292可為發光二極體、雷射二極體或是其他光源。在另一實施例中,亦可將圖2之所有反射元件240更換成線光源290,而相鄰兩線光源290之導光條291可共用一個點光源292。
綜上所述,在本發明之光學觸控裝置中,由於光感測器(即第一光感測器)的殼體的表面設有反光層,所以可藉由反光層反射光線,進而避免光感測器的設置處產生暗區。由於無需使用額外光源進行暗區補光,除可節省能源外,也簡化了光學觸控裝置之光源的驅動方式。此外,因光感測器上不需設置用於補光的光源,故可使光學觸控裝置的光源配置方式更加靈活。
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,任何熟習此技藝者,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、200、200a...光學觸控裝置
101、210...感測區
102...對角線
110a、110b、110c...光感測器
120a、120b、120c...光源
130a、130b、130c、130d...反光條
211...第一對角線
212...第二對角線
220、220a、220b...第一光感測器
221、221a、221b...殼體
222、222a、222b、222’...反光層
223...感光元件
224...入光側
225...入光區
226...反光區
227...感光面
228...出光區
240...反射元件
250...第二光感測器
260、260’、292...點光源
280...反光稜鏡
290...線光源
291...導光條
293...出光面
294...入光面
O...遮光物
圖1是習知之一種光學觸控裝置的示意圖。
圖2是本發明一實施例之光學觸控裝置的示意圖。
圖3是圖2中光感測器與點光源的正視示意圖。
圖4是圖2中光感測器與點光源的剖面示意圖。
圖5是另一實施例之光感測器的示意圖。
圖6是另一實施例之光感測器的示意圖。
圖7是圖6之剖面示意圖。
圖8是一實施例之反光層的示意圖。
圖9是本發明又一實施例之光學觸控裝置的示意圖。
220...第一光感測器
221...殼體
222...反光層
223...感光元件
224...入光側
225...入光區
226...反光區
227...感光面
260...點光源

Claims (11)

  1. 一種光學觸控裝置,具有一感測區,該光學觸控裝置包括:二點光源,用以發出二光束;二第一光感測器,分別連接該二點光源,且該二第一光感測器設置於該感測區的相對兩側,每一第一光感測器包括:一殼體,具有面向該感測區的一入光側;一反光層,遮蓋部分該入光側,以於該入光側形成未被該反光層遮蓋的一入光區與位於該入光區旁的一反光區,其中每一該第一光感測器的該反光層用以反射連接另一該第一光感測器的該點光源發出的該光束;以及一感光元件,設置於該殼體內,且該感光元件的一感光面面向該入光區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,其中該入光區呈一矩形,而該反光層配置於該入光區的上側及下側。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,其中該入光區呈一矩形,而該反光層配置於該入光區的上側或下側。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,其中該反光層為一平面反光層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,其中該反光層為一稜鏡片,且該稜鏡片包括多個反光稜鏡。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光學觸控裝置,其中該些反光稜鏡包括平行排列的多個三角柱或陣列排列的多個角錐。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,其中該殼體之該入光側更包括未被該反光層遮蓋的一出光區,而每一該點光源配置於對應的該殼體內,且每一該點光源適於朝向對應的該出光區發光。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光學觸控裝置,其中該出光區位於該入光區上方。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,其中該感測區呈矩形,且該些第一光感測器設置於該感測區之一第一對角線的兩端。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之光學觸控裝置,更包括一第二光感測器,設置於該感測區之一第二對角線的一端。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之光學觸控裝置,更包括至少一反射元件,設置於該感測區邊緣。
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