光學觸控系統的製作方法

2023-09-16 02:12:20 1

專利名稱：光學觸控系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種觸控面板，特別是關於一種光學觸控系統。
背景技術：
目前的觸控面板技術中，有接觸式的電阻式與電容式觸控面板，也有非接觸式的 光學式、超音波式、投影式、電磁式與內嵌式等。其中，又以光學式觸控面板可運用在大尺寸 液晶顯視器上，而引起眾人的矚目，其具有不需增設觸控面板層，而可直接於屬於平面型的 液晶顯視器上裝設而成的特色，並且，其具有可進行多點觸碰偵測的效果。一般的光學式觸控面板，大都採取紅外線作為發光源。因紅外線不為人所視，而不 會影響液晶顯視器的顯示光源。在結構上，有採取角落兩個影像擷取模塊，並於面板的周邊 裝置多個紅外線發光源的方式。不過，此種方式會產生兩個影像擷取單元本身的角落死角 問題。亦即，當對象觸碰到非常接近角落的兩個影像擷取模塊其中之一時，由於只有一個影 像擷取模塊擷取到影像，因此，無法採取交叉式的計算而獲得坐標，而形成「死角」。第二種作法為國內廠商所提出的架構，其在兩個角落影像擷取模塊中間增加至少 一個影像擷取模塊，如此，增加可判斷的機制，以防止誤判。不過，此種作法仍然無法解決角 落影像擷取模塊本身的死角問題。第三種作法為國外廠商所提出的架構，其在四個角落個裝置一個影像擷取模塊。 此種作法無死角的問題，不過，其成本較兩個或三個影像擷取模塊為高。以上的光學觸碰系統，都必須面臨另外一個問題，使用者仍然會「接觸」液晶顯視 器。也就是，使用者仍會希望有觸碰的感覺，並且，會進行實際的觸碰。光學觸碰系統的不 須觸碰即可偵測的優點，在使用者須要進行觸碰的要求下，反而變成缺點。於是，如何同時 以低成本解決死角的問題，以及，同時可滿足讓使用者觸碰的目的，則可讓光學觸碰系統應 用到更多液晶顯視器產品。

發明內容
鑑於以上公知技術的問題，本發明提出一種光學觸控系統，用於偵測至少一個觸 碰物觸碰一面板的至少一觸碰坐標，包含至少一發光單元，設置於面板，用以發射一光線 以分布於面板上；至少三個影像擷取單元，分別設置於該面板的另三個角落，用以擷取影 像；及處理單元，連接發光單元，連接並接收影像擷取單元所傳送的影像，並依據觸碰物遮 斷光線所形成的影像計算觸碰坐標。本發明更提出一種光學觸碰系統，用於偵測至少一個觸碰物觸碰一面板的至少一 觸碰坐標，包含第一發光單元，設置於面板，用以發射一光線以分布於面板上；第一、第二 影像擷取單元，分別設置於面板兩角落，用以擷取光線所形成的影像；至少一第三影像擷取 單元，設置於面板的至少一邊，用以擷取影像；及處理單元，連接第一發光單元，連接並接收 第一、第二、第三影像擷取單元所傳送的影像，並依據觸碰物遮斷光線所形成的影像計算觸 碰坐標。
以下在實施方式中詳細敘述本發明的詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟悉 相關技術人員了解本發明的技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露的內容、保護範 圍及附圖，任何熟悉相關技術人員可輕易地理解本發明相關的目的及優點。


圖1為本發明的光學觸控系統第一實施例；圖2為圖1沿A-A軸線的剖面圖；圖3A為本發明的光學觸控系統第二實施例中第一例；圖;3B為本發明的光學觸控系統第二實施例中第二例；圖3C為本發明的光學觸控系統第二實施例中第三例；圖4為本發明的光學觸控系統第三實施例；圖5為圖4沿A-A軸線的剖面圖；及圖6為本發明的光學觸控系統第四實施例。符號說明1 光學觸控系統10 外罩12液晶面板22 第一影像擷取模塊24第二影像擷取模塊沈 第三影像擷取模塊28第一發光單元 30 第二發光單元32 第四影像擷取模塊 40 導光板A 軸線Tl 觸碰點T2 觸碰點
具體實施例方式首先，請參考圖1，其為本發明的光學觸控系統1第一實施例，其可偵測面板的至 少一個觸碰物，例如，圖中的液晶面板12。光學觸控系統1包含有發光單元觀、影像擷取 單元22、影像擷取單元對、影像擷取單元沈，與一處理單元(未畫出)。各組件的連結關係說明如下。發光單元觀，設置於液晶面板12的角落，連接處理 單元，其在圖1中為外罩10的右下角，用以發射布於液晶面板12上的光線。影像擷取單元 22,24,26連接處理單元，分別設置於液晶面板12的另三個角落，用以擷取發光單元觀所發 送的光線所形成的影像。處理單元用以控制發光單元觀的發光，並接收影像擷取單元22、 24,26所傳送的影像，並依據觸碰物遮斷光線所形成的影像計算觸碰物的坐標。如圖1所示者，當兩手指觸碰到液晶面板12的觸碰點T1、T2時，影像擷取單元22、 MJ6分別擷取到不同角度的觸碰點Τ1、Τ2信息。當送至處理單元時，處理單元即可據以計 算出真實的觸碰點信息。由於計算方式為簡易的數學計算，本發明不多贅述。重點在於，當 觸碰點位於影像擷取單元22、24、沈其中任何一個角落時，另外兩個影像擷取單元仍可「看 到」影像，進而可計算得到準確的坐標，避免了公知技術的「死角」問題。其中，發光單元觀為一紅外線發射器，或者為一廣角型紅外線發射器。而影像擷 取單元22、24、沈為紅外線攝影機。一導光板，設置於該面板上，用以平均分布該發光單元所發射的該光線。
請參考圖2，其為圖1沿A-A軸線的剖面圖，其說明了發光單元觀發射光線，進而 由影像擷取單元M接收到的情形。當對象進入發光單元觀的光線發射範圍內，也就是液 晶面板12由外罩10所包圍的空間，就會發生光線遮斷。通過此光線遮斷的兩個以上的影 像，處理單元即可計算交叉計算出對象觸碰的坐標。理所當然地，可輕易地計算出多點觸碰 的坐標。運用三個角落的影像擷取單元，另可避免掉兩個影像擷取單元的鬼影問題。除了將三個影像擷取單元設置於三個角落的方式，亦可採取將兩個設置相鄰兩個 角落，另一個設置於對邊的方式。請參考圖3A，其為本發明的光學觸控系統1第二實施例中第一例。光學觸控系統 1包含有發光單元觀、發光單元30、影像擷取單元22、影像擷取單元M、影像擷取單元沈， 與一處理單元(未畫出)。影像擷取單元22、24、沈連接處理單元，分別設置於液晶面板12的另兩個角落，在 圖3A中為左上角與右上角，用以擷取發光單元觀、30所發送的光線所形成的影像。處理單 元用以控制發光單元觀、30的發光，並接收影像擷取單元22、24J6所傳送的影像，並依據 觸碰物遮斷光線所形成的影像計算觸碰物的坐標。設置於對邊的影像擷取單元沈，可設置於中央，亦可設置於中央偏左或中央偏右， 或靠近角落，或左右兩個鄰邊的其中一處皆可。而三個影像擷取單元的設計，同樣可達到前 述的防止死角與鬼影的效果。而兩個發光單元觀、30的設計，若發光單元的發光效率很好， 亦可採取一個即可。請參考圖3B，其為本發明的光學觸控系統1第二實施例中第二例，其為將兩個影 像擷取單元22J4設置於兩對角，而另一個影像擷取單元沈設置於底邊的實施例。亦即， 除了圖3A的相鄰兩邊的設置外，亦可採取對角與其中一邊的一處的設計。除了對邊或者鄰邊的一個影像擷取單元的設置外，亦可設置多個鄰邊或對邊的影 像擷取單元。請參考圖3C，其為本發明的光學觸控系統1第二實施例中第三例，其為將兩個 影像擷取單元22J4設置於兩對角，而另兩個影像擷取單元沈、32設置於底邊的實施例。本發明更提供一種可增加觸碰問題解決的方式-在面板上增加一導光板。增加導 光板有幾個效果，一、提高發光單元的光線分布均勻度；二、保護液晶面板。請參考圖4，其為本發明的光學觸控系統第三實施例，其為運用導光板40(例如， 可採用導光玻璃)的第一實施例。比較圖1與圖4可發現，其差異點在於圖4增加了導光 板40，其餘者皆相同。其差異性再請參考圖5，圖4沿A-A軸線的剖面圖。由圖5可觀察到， 發光單元觀所發射的光線，會經由導光板40進行導光。若無對象接觸時，光線將會均勻分 布於導光板40。若有對象接觸時，因為對象與導光板40的折射率不同於空氣與導光板40 的折射率，將會使光線的走向發生變化，影像擷取單元M可截取到此變化。同樣地，圖3A-圖3C的實施例亦可採用導光板40的增設設計，請參考圖6，其為本 發明的光學觸控系統第四實施例，增設導光板40的設計。其與圖3A-圖3C的差異僅在於 導光板40的增設，餘者相同，不再贅述。實作上，三個影像擷取單元的設置，另可設置的位置有兩個對角與一周邊，或者， 相鄰兩角落與其鄰邊。以圖1的實施例來說，將影像擷取單元M的位置設置於外罩10的 上邊、下邊、左邊或者右邊均可。以圖3C的實施例來說，將影像擷取單元沈設置於外罩10的左邊或右邊而非下邊，亦可達到相同效果。不過，相應地，不同的設置位置，處理單元必須 將設置的角度列入計算坐標的參數值，計算上較為複雜。此外，導光板的設置，可採用單片或者多片的設計。雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明， 任何熟悉此項技術人員，在不脫離本發明的精神所作些許的更動與潤飾，皆應涵蓋於本發 明的範疇內，因此本發明的保護範圍當根據權利要求所界定的內容為準。
權利要求
1.一種光學觸控系統，用於偵測至少一個觸碰物觸碰一面板的至少一觸碰坐標，其特 徵在於，該系統包含至少一發光單元，設置於該面板，用以發射一光線以分布於該面板上；至少三個影像擷取單元，分別設置於該面板的三個角落，用以擷取該光線所形成的一 影像；及一處理單元，連接該發光單元，連接並接收該些影像擷取單元所傳送的該影像，並依據 該觸碰物遮斷該光線所形成的該影像計算該觸碰坐標。
2.根據權利要求1所述的光學觸控系統，其特徵在於，該發光單元設置於該面板的第 四角落。
3.根據權利要求1所述的光學觸控系統，其特徵在於，該發光單元為一紅外線發射器 或一廣角型紅外線發射器。
4.根據權利要求1所述的光學觸控系統，其特徵在於，還包含至少一導光板，設置於該面板上，用以平均分布該光線於該面板。
5.一種光學觸控系統，用於偵測至少一個觸碰物觸碰一面板的至少一觸碰坐標，其特 徵在於，包含一第一發光單元，設置於該面板，用以發射一光線以分布於該面板上；一第一、第二影像擷取單元，分別設置於該面板的兩角落，用以擷取該光線所形成的一 影像；至少一第三影像擷取單元，設置於該面板的一至少一邊，用以擷取該影像；及一處理單元，連接該第一發光單元，連接並接收該第一、第二、第三影像擷取單元所傳 送的該影像，並依據該觸碰物遮斷該光線所形成的該影像計算該觸碰坐標。
6.根據權利要求5所述的光學觸控系統，其特徵在於，該第一發光單元設置於該面板 的一第三角落，且第一發光單元為一紅外線發射器或一廣角型紅外線發射器。
7.根據權利要求5所述的光學觸控系統，其特徵在於，還包含至少一導光板，設置於該面板上，用以平均分布該光線於該面板。
8.根據權利要求5所述的光學觸控系統，其特徵在於，還包含至少一第二發光單元，設置於該面板，連接該處理單元，用以發射該光線。
9.根據權利要求8所述的光學觸控系統，其特徵在於，該第二發光單元為一紅外線發 射器或一廣角型紅外線發射器。
10.根據權利要求5所述的光學觸控系統，其特徵在於，該第一、第二影像擷取單元是 設置於該面板的相鄰兩角落或該面板的對角。
全文摘要
本發明為一種光學觸控系統，運用至少三個影像擷取單元，分別設置於面板的三個角落，或者兩個角落與其對邊，再於另一角落設置一發光單元，藉以達到以最少的影像擷取單元而無死角的光學擷取系統。
文檔編號G06F3/042GK102109928SQ20091025888
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者葉恆銘, 陳亦達 申請人:萬達光電科技股份有限公司