觸控屏幕、觸控模塊及控制方法

2023-11-01 15:55:17

專利名稱：觸控屏幕、觸控模塊及控制方法
技術領域：
本發明是有關於一種觸控模塊、觸控屏幕及觸控模塊的控制方法，且 特別是有關於一種光學式觸控模塊、觸控屏幕及此觸控模塊的控制方法。
背景技術：
隨著光電科技的進步，採用滑鼠來控制作業平臺及屏幕中的對象的方 式已無法滿足使用者的需求，因此，比滑鼠控制還為人性化的接口便逐漸 被發展出來。在這些人性化的接口中，以手指觸控的方式最接近於人類一 般日常生活中的經驗，因此年長者或小孩或許無法操作滑鼠，但卻能夠輕 易的採用手指來觸控，這點可從一些自動提款機己採用觸控屏幕來獲得部 分的證實。
公知技術中有多種實現觸控接口的方式。舉例而言，有些公知液晶顯 示器在面板上貼附一層觸控膜，來達成電容式或電阻式觸控。或者，亦有 公知技術將微小的觸控組件作在液晶顯示面板內。然而，在面板上貼附一 層觸控膜或將微小的觸控組件作在液晶顯示面板內均會影響液晶顯示器 的光穿透率，導致液晶顯示器的光學質量下降。
另有公知技術採用光學感測的方式來判斷手指或觸控筆相對於屏幕 的位置，但這些公知技術都採用捕捉暗點(即手指或觸控筆擋住光所形成 的暗點)的方式來判斷手指的位置。然而，為了使暗點能夠清楚可辨，並 降低誤判的機率，須提供良好且均勻的光源，以使暗點相對背光源較為明 顯。這些背光源的產生方式可以在屏幕的顯示面的邊緣貼附反光條或發光 條，但這卻會同時增加了機構的複雜度與成本。再者，採用捕捉暗點的方 法亦容易受到環境光的影響。具體而言，當環境光照射於手指或觸控物體 上，並被其反射至影像傳感器時，將會造成無法判讀到暗點的情形。

發明內容
本發明的目的在於提供一種觸控屏幕、觸控模塊及控制方法。 本發明提供的種觸控模塊，其結構較為簡單。
本發明提供的控制方法，其適用於一觸控模塊，且具有較低的誤判率。 本發明提供的觸控屏幕，其具有較低的觸控誤判率。
為實現上述目的，本發明的一實施例提出一種觸控模塊，其適用於一 顯示器，以使顯示器具有觸控功能。顯示器具有一顯示面，且觸控模塊包 括一第一影像傳感器、 一第二影像傳感器及一控制單元。第一影像傳感器 配置於顯示面旁的一第一位置上。第二影像傳感器配置於顯示面旁的一第 二位置上。控制單元電性連接至光源、第一影像傳感器及第二影像傳感器。 當至少一觸控物體進入顯示面前的一感測空間時，第一影像傳感器與第二 影像傳感器會感測到觸控物體所反射的光束，且控制單元適於根據第一影 像傳感器與第二影像傳感器所感測到觸控物體反射的光束而判斷出觸控 物體相對於顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，觸控模塊還包括至少一光源，配置於顯示面 旁，並適於發出進入感測空間的光束。
在本發明的一實施例中，上述光源包括一第一光源及一第二光源，其 分別配置於顯示面旁的一第三位置及一第四位置。控制單元適於在多個連 續的單位時間中持縛控制第一光源與第二光源。每一單位時間可包括一第 一子單位時間與一第二子單位時間。在第一子單位時間中，控制單元適於 使第一光源處於開啟狀態，並使第二光源處於關閉狀態。在第二子單位時 間中，控制單元適於使第一光源處於關閉狀態，並使第二光源處於開啟狀 態。
在本發明的一實施例中，在第一子單位時間中，控制單元適於使第一 影像傳感器處於開啟狀態，且使第二影像傳感器處於關閉狀態。在第二子 單位時間中，控制單元適於使第一影像傳感器處於關閉狀態，且適於使第 二影像傳感器處於開啟狀態。
在本發明的一實施例中，每一單位時間還包括一第三子單位時間，在 第三子單位時間中，控制單元適於使第一光源與第二光源皆處於關閉狀 態。控制單元適於將第一影像傳感器在每一單位時間的第一子單位時間中所測得的影像亮度減去第一影像傳感器在對應的單位時間的第三子單位 時間中所測得的影像亮度，以獲得一第一觸控影像。控制單元適於將第二 影像傳感器在每一單位時間的第二子單位時間中所測得的影像亮度減去 第二影像傳感器在對應的單位時間的第三子單位時間中所測得的影像亮 度，以獲得一第二觸控影像。控制單元根據第一觸控影像與第二觸控影像 判斷出觸控物體相對於顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，第三位置與第四位置分別落在顯示面的相鄰 的二角落旁。第一位置與第三位置可落在顯示面的相同的角落旁，且第二 位置與第四位置可落在顯示面的相同的角落旁。
在本發明的一實施例中，觸控模塊還包括一第三影像傳感器及一第四 影像傳感器，其分別配置於顯示面旁的一第五位置及一第六位置，且第三 影像傳感器與第四影像傳感器的感測面朝向感測空間。光源可還包括一第 三光源及一第四光源，其分別配置於顯示面旁的一第七位置及一第八位 置。每一單位時間還包括一第四子單位時間及一第五子單位時間。在第一 子單位時間中，控制單元適於使第三光源與第四光源處於關閉狀態。在第 二子單位時間中，控制單元適於使第三光源與第四光源處於關閉狀態。在 第四子單位時間中，控制單元適於使第三光源處於開啟狀態，並使第一、 第二及第四光源處於關閉狀態。在第五子單位時間中，控制單元適於使第 四光源處於開啟狀態，並使第一、第二及第三光源處於關閉狀態。
在本發明的一實施例中，觸控物體的數量例如為二個，當這些觸控物 體在這些單位時間的至少其中之一中同時位於感測空間內時，在此單位時 間中，第一、第二、第三及第四影像傳感器所感測到的觸控影像中會各自 有至少一反光點，且第一、第二、第三及第四影像傳感器的至少其中二者 所感測到的觸控影像中會各自有二個反光點。控制單元適於比對這些反光 點在這些觸控影像中的位置，以剔除這些觸控物體所不存在的相對顯示面 的位置，並決定這些觸控物體相對顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，第一影像傳感器與第二影像傳感器在每一單 位時間中的全部時間內皆維持於開啟狀態。
在本發明的一實施例中，第一位置與第二位置分別落在顯示面的相鄰 的二角落旁。在本發明的一實施例中，觸控模塊還包括至少一吸光條或至少一折光 條，其配置於顯示面的至少一邊上，其中折光條適於將光束往遠離顯示面 的方向反射。
本發明的另一實施例提出一種觸控模塊，其適用於一顯示器，以使顯 示器具有觸控功能。顯示器具有一顯示面，且觸控模塊包括一第一影像傳
感器、 一第二影像傳感器、 一第一光源、 一第二光源及一控制單元。第一 影像傳感器配置於顯示面旁的一第一位置上。第二影像傳感器配置於顯示 面旁的一第二位置上。第一光源配置於顯示面旁的一第三位置上，並適於 發出進入感測空間的光。第二光源配置於顯示面旁的一第四位置上，並適 於發出進入感測空間的光。控制單元電性連接至第一光源、第二光源、第 一影像傳感器及第二影像傳感器。控制單元適於在多個連續的單位時間中 持續控制第一光源與第二光源，且每一單位時間包括一第一子單位時間與 一第二子單位時間。在第一子單位時間中，控制單元適於使第一光源處於 開啟狀態，並使第二光源處於關閉狀態。在第二子單位時間中，控制單元 適於使第一光源處於關閉狀態，並使第二光源處於開啟狀態。當至少一觸 控物體進入感測空間時，第一影像傳感器與第二影像傳感器會感測到觸控 物體的影像，且控制單元適於根據第一影像傳感器與第二影像傳感器所感 測到的影像而判斷出觸控物體相對於顯示面的位置。
本發明的又一實施例提出一種控制方法，其適於控制一觸控模塊。觸 控模塊適用於一顯示器，且顯示器具有一顯示面。觸控模塊包括一第一影 像傳感器及一第二影像傳感器。第一影像傳感器與第二影像傳感器分別配 置於顯示面旁的一第一位置與一第二位置。此控制方法包括下列步驟。首 先，當至少一觸控物體進入顯示面前的一感測空間時，使第一影像傳感器 與第二影像傳感器感測到觸控物體所反射的光束。接著，根據第一影像傳 感器與第二影像傳感器所感測到觸控物體反射的光束而判斷出觸控物體 相對於顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，觸控模塊包括一第一光源及一第二光源，其 分別配置於顯示面旁的一第三位置及一第四位置。此控制方法適於在多個 連續的單位時間中持續控制第一光源與第二光源，其中每一單位時間包括
一第一子單位時間與一第二子單位時間。控制方法還包括下列步驟在第一子單位時間中，使第一光源處於開啟狀態，並使第二光源處於關閉狀態。 在第二子單位時間中，使第一光源處於關閉狀態，並使第二光源處於開啟 狀態。
在本發明的一實施例中，控制方法適於在這些連續的單位時間中持續 控制第一影像傳感器與第二影像傳感器，其中控制方法還包括下列步驟 在第一子單位時間中，使第一影像傳感器處於開啟狀態，且使第二影像傳 感器處於關閉狀態。在第二子單位時間中，使第一影像傳感器處於關閉狀 態，且使第二影像傳感器處於開啟狀態。
在本發明的一實施例中，每一單位時間還包括一第三子單位時間，且 控制方法還包括下列步驟。在第三子單位時間中，使第一光源與第二光源 皆處於關閉狀態。此外，將第一影像傳感器在每一單位時間的第一子單位 時間中所測得的影像亮度減去第一影像傳感器在對應的單位時間的第三 子單位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第一觸控影像。再者，將第二 影像傳感器在每一單位時間的第二子單位時間中所測得的影像亮度減去 第二影像傳感器在對應的單位時間的第三子單位時間中所測得的影像亮 度，以獲得一第二觸控影像。之後，根據第一觸控影像與第二觸控影像判 斷出觸控物體相對於顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，觸控模塊還包括一第三影像傳感器及一第四 影像傳感器，其分別配置於顯示面旁的一第五位置及一第六位置。光源可 還包括一第三光源及一第四光源，其分別配置於顯示面旁的一第七位置及 一第八位置。每一單位時間可還包括一第四子單位時間及一第五子單位時 間，控制方法適於在這些連續的單位時間中持續控制第三光源、第四光源、 第三影像傳感器及第四影像傳感器，且控制方法還包括下列步驟。在第一 子單位時間中，還使第三光源與第四光源處於關閉狀態。在第二子單位時 間中，還使第三光源與第四光源處於關閉狀態。在第四子單位時間中，使 第三光源處於開啟狀態，並使第一、第二及第四光源處於關閉狀態。在第 五子單位時間中，使第四光源處於開啟狀態，並使第一、第二及第三光源 處於關閉狀態。
在本發明的一實施例中，觸控物體的數量例如為二個。當這些觸控物 體在這些單位時間的至少其中之一中同時位於感測空間內時，在單位時間中，第一、第二、第三及第四影像傳感器所感測到的觸控影像中可各自有 至少一反光點，且第一、第二、第三及第四影像傳感器的至少其中二者所 感測到的觸控影像中可各自有二個反光點，而控制方法還包括比對這些反 光點在這些觸控影像中的位置，以剔除這些觸控物體所不存在的相對顯示 面的位置，並決定這些觸控物體相對顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，控制方法還包括使第一影像傳感器與第二影 像傳感器在每一單位時間中的全部時間內皆維持於開啟狀態。
本發明的再一實施例提出一種控制方法，其適於控制一觸控模塊。觸 控模塊適用於一顯示器，且顯示器具有一顯示面。觸控模塊包括一第一光 源、 一第二光源、 一第一影像傳感器及一第二影像傳感器。第一影像傳感 器與第二影像傳感器分別配置於顯示面旁的一第一位置與一第二位置，且 第一光源與第二光源分別配置於顯示面旁的一第三位置與一第四位置。控 制方法適於在多個連續的單位時間中持續控制第一光源與第二光源。每一 單位時間包括一第一子單位時間與一第二子單位時間，且控制方法包括下 列步驟。在第一子單位時間中，使第一光源處於開啟狀態，並使第二光源 處於關閉狀態。在第二子單位時間中，使第一光源處於關閉狀態，並使第 二光源處於開啟狀態。當一觸控物體進入感測空間時，使第一影像傳感器 與第二影像傳感器感測觸控物體的影像。接著，根據第一影像傳感器與第 二影像傳感器所感測到的影像來判斷出觸控物體相對於顯示面的位置。
本發明的另一實施例提出一種觸控屏幕，其包括一顯示器、至少二觸 控單元及一控制單元。顯示器具有一顯示面。這些觸控單元配置於顯示面 旁，且每一觸控單元包括一光源及一影像傳感器。光源配置於顯示面旁， 並適於朝向顯示面前的一感測空間發出一光束。影像傳感器配置於顯示面 旁，且影像傳感器的感測面朝向感測空間，其中影像傳感器適於捕捉感測 空間中的亮點，並產生一影像信號。控制單元電性連接至這些光源及這些 影像傳感器，其中控制單元適於接收來自這些影像傳感器的這些影像信 號，並根據這些影像信號判斷出亮點相對於顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，控制單元適於輪流驅動這些觸控單元中的這 些光源。
在本發明的一實施例中，當控制單元在結束驅動這些觸控單元之一的光源之後，且在開啟驅動這些觸控單元的另一的光源之前，控制單元適於 使這些觸控單元的這些光源保持關閉，且控制單元適於將每一觸控單元的 影像傳感器在觸控單元的光源被驅動時所感測到的影像亮度減去在這些 光源保持關閉時所感測到的影像亮度，以獲得一觸控影像，並根據觸控影 像來判斷出亮點的位置。
在本發明的一實施例中，控制單元包括至少二信號處理器及一後端處 理器。這些信號處理器分別電性連接至這些觸控單元的影像傳感器，其中 每一信號處理器適於根據對應的影像傳感器所感測到的影像判斷出亮點 的位置，並產生一一維坐標信號。後端處理器電性連接至這些信號處理器， 其中後端處理器適於接收這些信號處理器所產生的這些一維坐標信號，並 根據這些一維坐標信號判斷出亮點相對於顯示面的位置。
在本發明的一實施例中，控制單元適於使這些影像傳感器反覆捕捉感 測空間中的亮點，並藉此判斷出亮點的位置變化。
在本發明的實施例的觸控屏幕、觸控模塊及其控制方法中，影像傳感 器是用以捕捉亮點，即捕捉觸控物體的反射光。相較於採用捕捉暗點(即 捕捉遮光點)的觸控模塊，其須由反光條或發光條配置於顯示面邊緣以形 成良好的背光源，本發明的實施例的觸控屏幕及觸控模塊結構可以較為簡 單，此有助於降低觸控屏幕及觸控模塊的成本，且亦可使觸控屏幕較為美 觀。
此外，在本發明的實施例的觸控屏幕、觸控模塊及其控制方法中，是 採用使光源輪流處於開啟狀態的方法，來避免影像傳感器受到不必要的光 源所發出的光束的幹擾，因此本發明的實施例的觸控屏幕、觸控模塊及其 控制方法的誤判率較低。
為讓本發明的上述特徵和優點能還明顯易懂，下文特舉實施例並配合 附圖作詳細說明。


圖1A為本發明的一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。 圖1B為圖1A的觸控屏幕沿著I-I線的剖面示意圖。 圖1C為圖1A中的觸控單元的放大圖。圖2A為圖1A的控制單元的驅動時間分布圖。
圖2B為圖1A的觸控模塊的控制方法的流程圖。
圖3A為本發明的另一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。
圖3B為圖3A的觸控屏幕沿著II-II線的剖面示意圖。
圖4A為圖3A的控制單元的驅動時間分布圖。
圖4B為圖3A的觸控模塊的控制方法的流程圖。
圖5A為本發明的又一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。
圖5B為圖5A的觸控屏幕沿著III-III線的剖面示意圖。
圖5C繪示圖5B的觸控屏幕的另一變化。
圖6A為本發明的再一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。
圖6B為圖6A的觸控屏幕沿著IV-IV線的剖面示意圖。
圖7為本發明的另一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。
圖8A為圖7的控制單元的驅動時間分布圖。
圖8B為圖7的觸控模塊的控制方法的流程圖。
圖9為本發明的又一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。
附圖主要組件符號說明
50、 50a、 50b:觸控物體；70:環境光源；72:環境光；90:作業平 臺；100、 101、 102、 103、 104、 105:觸控屏幕；200、 201:顯示器；210: 顯示面；220:邊框；222:凹陷；224:前表面；300、 302、 305:觸控模 塊；310:觸控單元；312:光源；312a:第一光源；312b:第二光源；312c: 第三光源；312d:第四光源；313:光束；314:影像傳感器；314a:第一 影像傳感器；314b:第二影像傳感器；314c:第三影像傳感器；314d:第 四影像傳感器；315:感測面；316:成像組件；318、 318a、 318b:信號
處理器；319:後端處理器；320:控制單元；330:吸光條；330a:折光
條；S:感測空間；SllO、 S110'、 S110"、 S112、 S112"、 S114、 S114"、 S116、 S116"、 S118"、 S120、 S120'、 S120"、 S122、 S124:步驟;T、 T，、
T":單位時間；Ul:第一子單位時間；U2:第二子單位時間；U3:第三 子單位時間；U4:第四子單位時間；U5:第五子單位時間。
具體實施例方式
圖1A為本發明的一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖，圖IB
為圖1A的觸控屏幕沿著I-I線的剖面示意圖，而圖1C為圖1A中的觸控
單元的放大圖。
請參照圖1A、圖IB與圖1C，本實施例的觸控屏幕IOO包括一顯示 器200、至少二觸控單元310及一控制單元320。在本實施例中，觸控單 元310與控制單元320可構成一觸控模塊300。顯示器200具有一顯示面 210。在本實施例中，這些觸控單元310配置於顯示面210旁，且每一觸 控單元310包括至少一光源312 (在圖1A中是以兩個光源312為例)及 一影像傳感器314。換言之，在本實施例中，觸控模塊300包括至少一光 源312、 一第一影像傳感器314a、 一第二影像傳感器314b及控制單元320。
光源312配置於顯示面210旁，並適於發出進入顯示面210前的一感 測空間S的一光束313。影像傳感器314配置於顯示面210旁，在本實施 例中，影像傳感器314的感測面315朝向感測空間S。在本實施例中，光 束313的行進方向可大約平行於顯示面210，而感測空間S定義為顯示面 210前光束313所能涵蓋且影像傳感器314所能感測到的空間，其位置與 範圍例如為圖1A與圖1B所繪示的虛框的位置與範圍。此外，在本實施 例中，第一影像傳感器314a配置於顯示面210旁的一第一位置上(例如 圖1A所繪示的位置)，而第二影像傳感器314b配置於顯示面210旁的一 第二位置上(例如圖1A所繪示位置)。
在本實施例中，影像傳感器314適於捕捉感測空間S中的亮點，並產 生一影像信號。具體而言，當至少一觸控物體50 (在圖1A中是以一個手 指做為觸控物體50為例)進入該感測空間S時，第一影像傳感器314a與 第二影像傳感器314b會感測到觸控物體50所反射的光束313，而此物體 50成像於影像傳感器314上的影像即為一亮點。在本實施例中，影像傳感 器314前可配置有一成像組件316，以將物體50所反射的光束313成像於 影像傳感器314上，其中成像組件316例如為透鏡或針孔。
在本實施例中，控制單元320電性連接至這些光源312及這些影像傳 感器314，其中控制單元320適於接收來自這些影像傳感器314的影像信 號，並根據這些影像信號判斷出亮點相對於顯示面210的位置。換言之，在本實施例中，控制單元320適於根據第一影像傳感器314a與第二影像 傳感器314b所感測到觸控物體50反射的光束313而判斷出觸控物體50 相對於顯示面210的位置。在本實施例中，光源312例如為發光二極體(light emitting diode， LED)、雷射二極體(laser diode)或其它適當的發光組件， 而光束313例如為紅外光束、可見光束、雷射束或其它適當波長範圍的電 磁波射束，但本發明並不以此為限。此外，觸控物體50例如為使用者的 手指或觸控筆的筆尖。
在本實施例中，控制單元320包括至少二信號處理器318 (在圖1A 中是以二信號處理器318a與318b為例)及一後端處理器319。這些信號 處理器318分別電性連接至這些觸控單元310的影像傳感器314，亦即信 號處理舉318a與信號處理器318b分別電性連接至第一影像傳感器314a 與第二影像傳感器314b。每一信號處理器318適於根據對應的影像傳感器 314所感測到的影像判斷出亮點的位置，並產生一一維坐標信號，此一維 坐標信號例如是代表觸控物體50所反射的光束313入射影像傳感器314 的入射角。後端處理器319電性連接至這些信號處理器318，其中後端處 理器319適於接收這些信號處理器318所產生的這些一維坐標信號，並根 據這些一維坐標信號判斷出亮點相對於顯示面的位置。具體而言，後端處 理器319可根據光束313入射兩個不同的影像傳感器314的兩個入射角計 算出亮點相對於顯示面的位置。在本實施例中，當後端處理器319計算出 亮點相對於顯示面的位置後，可傳送一位置訊號至與後端處理器319連接 的作業平臺90，如此作業平臺90便可判斷出觸控物體50相對於顯示面所 顯示的畫面的位置，由此實現觸控功能。在本實施例中，作業平臺90例 如為一計算機，然而，在其它實施例中，作業平臺90亦可以是一手機本 體、個人數字助理(personal digital assistant, PDA)本體、數位相機本體或 其它適當的電子控制系統或電子組件。
值得注意的是，本發明並不限定信號處理器318與後端處理器319的 配置位置與分合狀態。舉例而言，在本實施例中，信號處理器318是組合 於觸控單元310中，而後端處理器319與信號處理器318間則是以傳輸線 電性連接。然而，在其它實施例中，信號處理器318亦可與後端處理器319 整合於同一晶片中。或者，信號處理器318a與信號處理器318b其中之一可與後端處理器319整合於同一晶片中，而信號處理器318a與信號處理 器318b的另一再通過傳輸線與此晶片電性連接。或者，後端處理器319 亦可整合至作業平臺90的處理器中，亦即後端處理器319的運算功能可 利用作業平臺90中的程序及處理器來完成。
在本實施例中，光源312包括至少一第一光源312a (在圖1A中是以 二個第一光源312a為例)及至少一第二光源312b (在圖1A中是以二個 第二光源312b為例)，其分別配置於顯示面210旁的一第三位置及一第 四位置(例如圖1A所繪示的位置)。在本實施例中，第三位置與第四位 置分別落在顯示面的相鄰的二角落旁。第一位置與第三位置可落在顯示面 的相同的角落旁，且第二位置與第四位置可落在顯示面的相同的角落旁。 此外，第一位置與第二位置可分別落在顯示面的相鄰二角落旁。換言之， 在本實施例中，第一光源312a與第一影像傳感器314a是整合在二觸控單 元310其中之一，第二光源312b與第二影像傳感器314b是整合在二觸控 單元310之另一，且此二觸控單元310分別配置於顯示面210的相鄰兩角 落旁。
圖2A為圖1A的控制單元的驅動時間分布圖。請參照圖1A至圖1C 即圖2A，在本實施例中，控制單元320適於輪流驅動這些觸單元310中 的光源312。具體而言，控制單元320適於在多個連續的單位時間T中持 續控制第一光源312a與第二光源312b。每一單位時間T可包括一第一子 單位時間Ul與一第二子單位時間U2。在第一子單位時間Ul中，控制單 元320適於使第一光源312a處於開啟狀態，並使第二光源312b處於關閉 狀態。換言之，如圖2A所繪示，亦即在第一子單位時間U1中以電流驅 動第一光源312a，並使通過第二光源312b的電流實質上為零。在第二子 單位時間U2中，控制單元320適於使第一光源312a處於關閉狀態，並使 第二光源312b處於開啟狀態。換言之，如圖2A所繪示，亦即在第一子單 位時間U1中以使通過第一光源312a的電流實質上為零，並以電流驅動第 二光源312b。值得注意的是，圖2A中的驅動電流的波形是以方波為例， 但在其它實施例中，驅動電流的波形亦可以是正弦波、三角波、圓波、左 右不對稱的波形、其它規則形狀的波形或其它不規則形狀的波形。
在本實施例中，在第一子單位時間U1中，控制單元320適於使第一影像傳感器314a處於開啟狀態，且使第二影像傳感器314b處於關閉狀態， 如圖2A所繪示。此外，在第二子單位時間U2中，控制單元320適於使 第一影像傳感器314a處於關閉狀態，且適於使第二影像傳感器314b處於 開啟狀態。值得注意的是，此處所謂影像傳感器的開啟或關閉包括實質上 的開啟或關閉，或者亦可分別為數據有效或數據無效。
如此一來，當第一影像傳感器314a在第一子單位時間Ul中開啟且感 測時，便能夠感測到第一光源312a所發出的光束313的反射光，但不會 感測到第二光源314b直射至第一影像傳感器314a的光束313或經由反射 而傳遞到第一影像傳感器314a的光束313，因此第一影像傳感器314a的 感測結果不會受到第二光源314b的幹擾。反之，當第二影像傳感器314b 在第二子單位時間U2中開啟且感測時，便能夠感測到第二光源312b所發 出的光束313的反射光，但不會感測到第一光源314a直射至第二影像傳 感器314b的光束313或經由反射而傳遞到第二影像傳感器314b的光束 313。因此第二影像傳感器314b的感測結果不會受到第一光源314a的幹 擾。由於影像傳感器314所感測結果不會受到不同觸控單元310的光源312 所幹擾，因此本實施例的觸控屏幕100及其觸控模塊300的誤判率較低。
值得注意的是，本發明並不限定第一子單位時間Ul與第二子單位時 間U2在單位時間T中的排列順序及分布長度。舉例而言，在其它實施例 中，第二子單位時間U2可排在第一子單位時間Ul前。或者，第一子單 位時間Ul與第二子單位時間U2可以彼此相接或不相接，且第一子單位 時間與第二子單位時間亦沒有一定要佔滿整段單位時間T。另外，本發明 並不限定第一影像傳感器314a與第二影像傳感器314b須交替開啟。在其 它實施例中，第一影像傳感器314a與第二影像傳感器314b亦可以在每一 單位時間T中的全部時間內皆維持於開啟狀態，且控制單元320例如適於 在第一子單位時間Ul中取第一影像傳感器314a的感測結果來分析(亦即 此時第一影像傳感器314a的數據為有效，而第二影像傳感器314b的數據 為無效)，並於第二子單位時間U2中取第二影像傳感器314b的感測結果 來分析(亦即此時第二影像傳感器314b的數據為有效，而第一影像傳感 器314a的數據為無效)。如此一來，即使影像傳感器314沒有適時關閉， 亦不會影響到控制單元320對觸控物體50的位置的判斷結果。在本實施例的觸控屏幕100及觸控模塊300中，影像傳感器312是用 以捕捉亮點，即捕捉觸控物體50的反射光。相較於採用捕捉暗點(即捕 捉遮光點)的觸控模塊，其須由反光條或發光條配置於顯示面邊緣以形成 良好的背光源，本實施例的觸控屏幕100及觸控模塊300不須加裝這些反 光條或發光條，因此結構較為簡單，且有助於降低觸控屏幕100及觸控模 塊300的成本，且亦可使觸控屏幕IOO較為美觀。此外，本實施例的觸控 模塊300是設置於顯示面210旁，而不會遮擋從顯示面210出射的光線。 相較於公知觸控膜因覆蓋顯示面而會影響顯示器的光學質量，本實施例的 觸控模塊300不會影響顯示器200的光學質量，因此本實施例的觸控屏幕 IOO具有較佳的光學質量。
此外，在本實施例中，控制單元320適於使影像傳感器314反覆捕捉 感測空間S中的亮點，並由此判斷出亮點的位置變化。如此一來，作業平 臺90便能夠得知觸控物體50的運動狀態，以實現類似於滑鼠拖曳的功能。
值得注意的是，本發明並不限定觸控模塊300必須具有光源312，在 其它實施例中，觸控模塊300亦可不具有光源312，而光束313則是由其 它光源(例如為環境的發光源或反射光源)所提供。
圖2B為圖1A的觸控模塊的控制方法的流程圖。請參照圖1A、圖2A 及圖2B，本實施例的控制方法適於控制圖1A的觸控模塊300，而此控制 方法可由控制單元320來執行。本實施例的控制方法包括下列步驟
首先，執行步驟SllO，步驟S110為當至少一觸控物體50 (在本實施 例中是以一個觸控物體50為例)進入感測空間S時，使第一影像傳感器 314a與第二影像傳感器314b感測到觸控物體所反射的光束。在本實施例 中，步驟S110包括步驟S112與步驟S114。步驟S112為在第一子單位時 間U1中，使第一光源312a處於開啟狀態，並使第二光源312b處於關閉 狀態。步驟S114為在第二子單位時間U2中，使第一光源312a處於關閉 狀態，並使第二光源312b處於開啟狀態。在本實施例中，步驟S114是在 步驟S112之後執行，然而，在其它實施例中，兩者的執行順序亦可以對 調。
在執行步驟S112時，本實施例的控制方法可還包括使第一影像傳感 器314a處於幵啟狀態，且使第二影像傳感器314b處於關閉狀態。此外，在執行步驟SI 14時，本實施例的控制方法可還包括使第一影像傳感器
314a處於關閉狀態，且使第二影像傳感器314b處於開啟狀態。然而，在 其它實施例中，亦可以使第一影像傳感器314a與第二影像傳感器314b在 每一單位時間中的全部時間內皆維持於開啟狀態。
接著，執行步驟S120，步驟S120為根據第一影像傳感器314a與第二 影像傳感器314b所感測到觸控物體50反射的光束313而判斷出觸控物體 50相對於顯示面210的位置。
之後，可重複執行步驟S110與S120，如此便可持續感測觸控物體50 的位置變化狀態。
本實施例的控制方法採用感測亮點(即觸控物體50反光點)的方式。 相較於採用感測暗點(即觸控物體遮光點)的方式須利用反光條或發光條， 本實施例的控制方法無需利用反光條或發光條，因此有助於簡化觸控模塊 300的結構。另外，由於本實施例的控制方法採用使光源312交替閃爍的 方式，因此影像傳感器314不會受到不同的觸控單元310的光源312的幹 擾，因此本實施例的控制方法具有較低的誤判率。
圖3A為本發明的另一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖，圖3B 為圖3A的觸控屏幕沿著II-II線的剖面示意圖，而圖4A為圖3A的控制單 元的驅動時間分布圖。請參照圖3A、圖3B與圖4A，本實施例的觸控屏 幕101與上述觸控屏幕100 (如圖1A與圖1B所繪示)類似，而兩者的差 異如下所述。在圖1B的觸控屏幕100中，顯示面210內凹於顯示器200 的邊框220。然而，在本實施例的觸控屏幕中，顯示面210與邊框220的 表面實質上在同一平面上。在使用此種顯示器201時，環境光源70 (例如 為發光源或反射光源)所發出的環境光72容易幹擾到影像傳感器314的 感測結果。為了解決此問題，在本實施例中，每一單位時間T，還包括一第 三子單位時間U3。在第三子單位時間U3中，控制單元320適於使第一光 源312a與第二光源312b皆處於關閉狀態。控制單元320適於將第一影像 傳感器314a在每一單位時間T，的第一子單位時間Ul中所測得的影像亮 度減去第一影像傳感器314a在對應的單位時間T，的第三子單位時間U3 中所測得的影像亮度，以獲得一第一觸控影像。控制單元320適於將第二 影像傳感器314b在每一單位時間T'的第二子單位時間U2中所測得的影像亮度減去第二影像傳感器314b在對應的單位時間T，的第三子單位時間 U3中所測得的影像亮度，以獲得一第二觸控影像。控制單元根據第一觸 控影像與第二觸控影像判斷出觸控物體50相對於顯示面的位置。換言之, 在第三子單位時間U3中，第一影像傳感器314a與第二影像傳感器314b 皆處於開啟狀態。然而，在其它實施例中，亦可以將第三子單位時間U3 分成兩個不同的子單位時間，而第一影像傳感器314a與第二影像傳感器 314b分別在此兩不同的子單位時間中開啟。
由控制單元320將影像亮度相減的方式，便可扣除環境光72所造成 的影像，如此仍然能夠獲得觸控物體50的正確位置，而不受環境光72的 幹擾。此種觸控模塊300亦可應用於投影屏幕上。由於投影屏幕沒有邊框， 亦容易受到環境光的幹擾，而本實施例的觸控模塊300則可有效解決此問 題。此外，本實施例的觸控模塊300亦可應用於圖1A的觸控屏幕100中， 以解決相對顯示面210傾斜的環境光的幹擾。
值得注意的是，在其它實施例中，第一、第二及第三子單位時間U1、 U2、 U3的順序亦可改變為其它任何可能的順序。
圖4B為圖3A的觸控模塊的控制方法的流程圖。請參照圖3A、圖4A 與圖4B，本實施例的控制方法與圖2B的控制方法類似，而兩者的差異如 下所述
在本實施例中，步驟S110，還包括步閥S116,而步驟S116為在第三 子單位時間U3中，使第一光源312a與第二光源312b皆處於關閉狀態。 另外，在本實施例中，步驟S120'包括步驟S122與步驟S124。步驟S122 為將第一影像傳感器314a在第一子單位時間Ul中所測得的影像亮度減去 第一影像傳感器314a在第三子單位時間U3中所測得的影像亮度，以獲得 一第一觸控影像。再者，將第二影像傳感器314b在第二子單位時間U2中 所測得的影像亮度減去第二影像傳感器314b在第三子單位時間U3中所測 得的影像亮度，以獲得一第二觸控影像。另外，步閥S124於步驟S122後 執行，步驟S124為根據第一觸控影像與第二觸控影像判斷出觸控物體50 相對於顯示面的位置。
由將影像亮度相減的方式，便可扣除環境光72所造成的影像，如此 仍然能夠獲得觸控物體50的正確位置，而不受環境光72的幹擾。此種控制方法亦可應用於投影屏幕上。由於投影屏幕沒有邊框，亦容易受到環境 光的幹擾，而本實施例的控制方法則可有效解決此問題。此外，本實施例
的控制方法亦可應用於圖1A的觸控屏幕100中，以解決相對顯示面210
傾斜的環境光的幹擾。
圖5A為本發明的又一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖，圖5B 為圖5A的觸控屏幕沿著Ill-Ill線的剖面示意圖。請參照圖5A與圖5B， 本實施例的觸控屏幕102與上述觸控屏幕100 (如圖1A與圖1B所繪示) 類似，而兩者的差異如下所述。在本實施例中，觸控模塊302還包括至少 一吸光條330 (圖5A中是以三個吸光條330為例)，其配置於顯示面210 的至少一邊上(圖5A中是以配置於三邊上為例)。吸光條330可吸收原 本會打在邊框220上的來自光源212的光束313，進而避免邊框220所反 射的光束313造成對不同觸控單元310的影像傳感器314的幹擾。在另一 實施例中，如圖5C所繪示，吸光條330亦可以用折光條330a來取代，折 光條330a適於將光束313往遠離顯示面210的方向反射，如此便能夠避 免邊框220所反射的光束313造成對不同觸控單元310的影像傳感器314 的幹擾。
圖6A為本發明的再一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖，而圖 6B為圖6A的觸控屏幕沿著IV-IV線的剖面示意圖。請參照圖6A與圖6B， 本實施例的觸控屏幕103與上述觸控屏幕102 (如圖5A與圖5B所繪示) 類似，而兩者的差異如下所述。本實施例的觸控屏幕103是將圖5A與圖 5B的觸控屏幕102的顯示器200置換為與圖3B相同的顯示器201。此外， 圖5A與圖5B的觸控模塊302的吸光條330是置於邊框220所圍繞的凹 陷222中，但本實施例的觸控模塊303的吸光條330則是置於邊框220的 前表面224上。本實施例的吸光條330可吸收平行於顯示面210的環境光， 以免避環境光幹擾影像傳感器314的感測結果。
圖7為本發明的另一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖，而圖8A 為圖7的控制單元的驅動時間分布圖。請參照圖7與圖8A，本實施例的 觸控屏幕104與圖1A的觸控屏幕100類似，而兩者的差異如下所述。在 本實施例中，觸控屏幕104多了兩個觸控模塊310。具體而言，觸控模塊 304還包括一第三影像傳感器314c及一第四影像傳感器314d，其分別配置於顯示面210旁的一第五位置及一第六位置(例如圖7所繪示的位置)，
在本實施例中，第三影像傳感器314c與第四影像傳感器314d的感測面315 朝向感測空間S。在本實施例中，四個觸控模塊310分別配置於顯示面210 的四個角落。然而，在其它實施例中，觸控模塊310亦可以配置於其它適 當的位置。
光源312可還包括至少一第三光源312c(在圖7中是以二個第三光源 312c為例)及一第四光源312d (在圖7中是以二個第四光源312d為例)， 其分別配置於顯示面210旁的一第七位置及一第八位置(例如圖7所繪示 的位置)。每一單位時間T"還包括一第四子單位時間U4及一第五子單位 時間U5。在第一子單位時間Ul中，控制單元324適於還使第三光源312c 與第四光源312d處於關閉狀態。在第二子單位時間U2中，控制單元324 適於還使第三光源312c與第四光源312d處於關閉狀態。在第四子單位時 間U4中，控制單元324適於使第三光源312c處於開啟狀態，並使第一、 第二及第四光源312a、 312b、 312d處於關閉狀態。在第五子單位時間U5 中，控制單元324適於使第四光源處312d於開啟狀態，並使第一、第二 及第三光源312a、 312b、 312c處於關閉狀態。在本實施例中，第一、第 二、第三及第四影像傳感器314a、 314b、 314c、 314d可分別於第一、第 二、第三及第四子單位時間U1、 U2、 U3、 U4中開啟並感測影像。然而， 在其它實施例中，第一、第二、第三及第四影像傳感器314a、 314b、 314c、 314d亦可在每一單位時間T，，中的全部時間中接維持開啟。
在實施例中，觸控物體50的數量例如為二個，即觸控物體50a與觸 控物體50b。當這些觸控物體50在這些單位時間T"的至少其中之一中同 時位於感測空間S內時，在此單位時間T"中，第一、第二、第三及第四 影像傳感器314a、 314b、 314c、 314d所感測到的觸控影像中會各自有至 少一反光點。舉例而言，由於第一影像傳感器314a、觸控物體50b、觸控 物體50a及第四影像傳感器314d是排列在同一直在線，因此第一影像傳 感器314a只會感測到觸控物體50b所形成的反光點，但不會感測到觸控 物體50a所形成的反光點。反之，第四影像傳感器314d只會感測到觸控 物體50a所形成的反光點，但不會感測到觸控物體50b所形成的反光點。 因此第一影像傳感器314a與第四影像傳感器314d各器只會感測到一個反光點。此外，第一、第二、第三及第四影像傳感器314a、 314b、 314c、 314d 的至少其中二者所感測到的觸控影像中會各自有二個反光點。舉例而言，
在本實施例中，第二及第三影像傳感器314b、 314c各自能感測到兩個反 光點。如此一來，在本實施例中，第一、第二、第三及第四影像傳感器314a、 314b、 314c、 314d所輸出的四個一維坐標信號中，其中有兩個會各自包含 兩個一維坐標，而另兩個則各自包含一個一維坐標。如此一來，便會組合 出多於兩個的觸控物體50的位置，而與實際情況不符合。此外，在通常 的情況中，四個一維坐標信號會各自包含二個一維坐標，這會組合出還多 與實際情況不符合的位置。
為了解決此一問題，控制單元324適於比對這些反光點在這些觸控影 像中的位置，以剔除這些觸控物體50所不存在的相對顯示面210的位置， 並決定這些觸控物體50相對顯示面的位置。換言之，控制單元324在接 收四個一維坐標信號且由此運算出多個位置的數據後，可取這些數據的交 集者來當作觸控物體50的實際位置，而其它數據則予以剔除。如此一來， 本實施例的觸控屏幕104及觸控模塊304便能夠準確判斷出雙觸控物體50 的位置。根據這樣的原理，便能夠實現多點觸控。此外，隨著觸控點的增 加(例如增加至三個以上)，本發明的其它實施例亦可採用還多的觸控單 元310來準確判斷出還多點的觸控。
值得注意的是，本實施例的觸控屏幕104及觸控模塊304不僅適用於 判斷雙觸控物體50的位置。假設在只有單一的觸控物體50進入感測空間 S的情況下，四個影像傳感器314所傳出的四個一維坐標信號只會讓控制 單元324運算出一個位置，此時控制單元便不須剔除其它與實際狀況不吻 合的位置數據。再者，在另一實施例中，亦可以將四個觸控單元310分成 二組，例如圖7中上方兩個觸控單元310為一組，而圖7中下方兩個觸控 單元為另一組。此外，在第一子單位時間U1時同時開啟上方那一組觸控 單元310的光源312a與312b，並同時關閉下方那一組觸控單元310的光 源312c與312d。再者，在第二子單位時間U2時同時開啟下方那一組觸 控單元310的光源312c與312d，並同時關閉上方那一組觸控單元310的 光源312a與312b。只要由光源312位置的設計，而使上方那一組觸控單 元310的光源312所發出的光束313不要或幾乎不直射彼此的影像傳感器314，且使下方那一組觸控單元310的光源312所發出的光束313不要或 幾乎不直射彼此的影像傳感器314，如此同樣能夠達到正確判斷觸控物體 50的位置的功效。
圖8B為圖7的觸控模塊的控制方法的流程圖。請參照圖7、圖8A與 圖8B，本實施例的控制方法與圖2B的控制方法類似，而兩者的差異如下 所述。在步驟S110"的步驟S112"中，即在第一子單位時間U1中，還使第 三光源312c與第四光源312d處於關閉狀態。在步驟S114"中，即在第二 子單位時間U2中，還使第三光源312c與第四光源312d處於關閉狀態。 此外，步驟S110"還包括步驟S116"與步驟S118"。在步驟S116"中，即在 第四子單位時間U4中，使第三光源312c處於開啟狀態，並使第一、第二 及第四光源312a、 312b、 312d處於關閉狀態。在步驟S118"中，即在第五 子單位時間U5中，使第四光源312d處於開啟狀態，並使第一、第二及第 三光源312a、 312b、 312c處於關閉狀態。在本實施例中，觸控物體50的 數量例如為二個。當這些觸控物體50在這些單位時間T"的至少其中之一 中同時位於感測空間S內時，在此單位時間T"中，第一、第二、第三及 第四影像傳感器314a、 314b、 314c、 314d所感測到的觸控影像中可各自 有至少一反光點，且第一、第二、第三及第四影像傳感器314a、 3Mb、 314c、 314d的至少其中二者所感測到的觸控影像中可各自有二個反光點。因此， 在本實施例中，步驟S120"還包括比對這些反光點在這些觸控影像中的位 置，以剔除這些觸控物體50所不存在的相對顯示面210的位置，並決定 這些觸控物體50相對顯示面210的位置。如此一來，本實施例的控制方 法便能夠準確判斷出雙觸控物體50的位置。
,本發明並不限定觸控屏幕所採用的觸控單元310的數量為二個或四 個，在其它實施例中，亦可採用其它數量的觸控單元310，以下舉一實施 例來加以說明。
圖9為本發明的又一實施例的觸控屏幕及作業平臺的主視圖。請參照 圖9，本實施例的觸控屏幕105與圖7的觸控屏幕104類似，而兩者的差 異如下所述。在本實施例中，觸控模塊305僅具有三個觸控單元310，而 其中一個觸控單元310位於顯示面210的底邊上。本實施例的控制單元325 的功能與控制方法類似於圖7、圖8A與圖8B的實施例。舉例而言，控制單元325可輪流驅動三個觸控單元310的光源312。此外，控制單元325 可整合三個觸控單元310的影像傳感器314所捕捉到的亮點，剔除不正確 的位置數據，以獲得雙觸控物體50的正確位置。此外，本實施例採用三 個觸控單元310亦有助於提升單觸控物體50的位置的判斷的準確度。
綜上所述，在本發明的實施例的觸控屏幕、觸控模塊及其控制方法中， 影像傳感器是用以捕捉亮點，即捕捉觸控物體的反射光。相較於採用捕捉 暗點(即捕捉遮光點)的觸控模塊，其須由反光條或發光條配置於顯示面 邊緣以形成良好的背光源，本發明的實施例的觸控屏幕及觸控模塊不須加 裝這些反光條或發光條，因此結構較為簡單，且有助於降低觸控屏幕及觸 控模塊的成本，且亦可使觸控屏幕較為美觀。
此外，在本發明的實施例的觸控屏幕、觸控模塊及其控制方法中，是 採用使光源輪流處於開啟狀態的方法，來避免影像傳感器受到不必要的光 源所發出的光束的幹擾，因此本發明的實施例的觸控屏幕、觸控模塊及其 控制方法的誤判率較低。
雖然本發明已以實施例具體描述如上，然其並非用以限定本發明，本 領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的還動與潤 飾，故本發明的保護範圍應當以申請的權利要求範圍所界定的內容為準。
權利要求
1、一種觸控模塊，適用於一顯示器，以使該顯示器具有觸控功能，該顯示器具有一顯示面，該觸控模塊包括一第一影像傳感器，配置於該顯示面旁的一第一位置上；一第二影像傳感器，配置於該顯示面旁的一第二位置上；以及一控制單元，電性連接至該光源、該第一影像傳感器及該第二影像傳感器，其中當至少一觸控物體進入該顯示面前的一感測空間時，該第一影像傳感器與該第二影像傳感器會感測到該觸控物體所反射的光束，且該控制單元適於根據該第一影像傳感器與該第二影像傳感器所感測到該觸控物體反射的該光束而判斷出該觸控物體相對於該顯示面的位置。
2、 如權利要求1所述的觸控模塊，其中，包括至少一光源，配置於 該顯示面旁，並適於發出進入該感測空間的該光束。
3、 如權利要求2所述的觸控模塊，其中，該至少一光源包括一第一 光源及一第二光源，分別配置於該顯示面旁的一第三位置及一第四位置， 該控制單元適於在多個連續的單位時間中持續控制該第一光源與該第二 光源，每一該單位時間包括一第一子單位時間與一第二子單位時間，在該 第一子單位時間中，該控制單元適於使該第一光源處於開啟狀態，並使該 第二光源處於關閉狀態，在該第二子單位時間中，該控制單元適於使該第 一光源處於關閉狀態，並使該第二光源處於開啟狀態。
4、 如權利要求3所述的觸控模塊，其中，在該第一子單位時間中， 該控制單元適於使該第一影像傳感器處於開啟狀態，且使該第二影像傳感 器處於關閉狀態，在該第二子單位時間中，該控制單元適於使該第一影像 傳感器處於關閉狀態，且適於使該第二影像傳感器處於開啟狀態。
5、 如權利要求3所述的觸控模塊，其中，每一單位時間包括一第三 子單位時間，在該第三子單位時間中，該控制單元適於使該第一光源與該 第二光源皆處於關閉狀態，該控制單元適於將該第一影像傳感器在每一該 單位時間的該第一子單位時間中所測得的影像亮度減去該第一影像傳感 器在對應的該單位時間的該第三子單位時間中所測得的影像亮度，以獲得 一第一觸控影像，且控制單元適於將該第二影像傳感器在每一該單位時間的該第二子單位時間中所測得的影像亮度減去該第二影像傳感器在對應 的該單位時間的該第三子單位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第二觸 控影像，該控制單元根據該第一觸控影像與該第二觸控影像判斷出該觸控 物體相對於該顯示面的位置。
6、 如權利要求3所述的觸控模塊，其中，該第三位置與該第四位置 分別落在該顯示面的相鄰的二角落旁。
7、 如權利要求6所述的觸控模塊，其中，該第一位置與該第三位置落在該顯示面的相同的角落旁，且該第二位置與該第四位置落在該顯示面 的相同的角落旁。
8、 如權利要求3所述的觸控模塊，其中，包括一第三影像傳感器及 一第四影像傳感器，分別配置於該顯示面旁的一第五位置及一第六位置， 且該第三影像傳感器與該第四影像傳感器的感測面朝向該感測空間，其中 該至少一光源包括一第三光源及一第四光源，分別配置於該顯示面旁的一 第七位置及一第八位置，每一該單位時間包括一第四子單位時間及一第五 子單位時間，在該第一子單位時間中，該控制單元適於使該第三光源與該 第四光源處於關閉狀態，在該第二子單位時間中，該控制單元適於使該第 三光源與該第四光源處於關閉狀態，在該第四子單位時間中，該控制單元 適於使該第三光源處於開啟狀態，並使該第一、第二及第四光源處於關閉 狀態，在該第五子單位時間中，該控制單元適於使該第四光源處於開啟狀 態，並使該第一、第二及第三光源處於關閉狀態。
9、 如權利要求8所述的觸控模塊，其中，該至少一觸控物體為二觸 控物體，當該些觸控物體在該些單位時間的至少其中之一中同時位於該感 測空間內時，在該單位時間中，該第一、第二、第三及第四影像傳感器所 感測到的觸控影像中會各自有至少一反光點，且該第一、第二、第三及第 四影像傳感器的至少其中二者所感測到的觸控影像中會各自有二個反光 點，而該控制單元適於比對該些反光點在該些觸控影像中的位置，以剔除 該些觸控物體所不存在的相對該顯示面的位置，並決定該些觸控物體相對 該顯示面的位置。
10、 如權利要求1所述的觸控模塊，其中，該第一影像傳感器與該第 二影像傳感器在每一該單位時間中的全部時間內皆維持於開啟狀態。
11、 如權利要求1所述的觸控模塊，其中，該第一位置與該第二位置 分別落在該顯示面的相鄰的二角落旁。
12、 如權利要求1所述的觸控模塊，其中，包括至少一吸光條或至少 一折光條，配置於該顯示面的至少一邊上，其中該折光條適於將該光束往 遠離該顯示面的方向反射。
13、 一種觸控模塊，適用於一顯示器，以使該顯示器具有觸控功能， 該顯示器具有一顯示面，該觸控模塊包括一第一影像傳感器，配置於該顯示面旁的一第一位置上； 一第二影像傳感器，配置於該顯示面旁的一第二位置上； 一第一光源，配置於該顯示面旁的一第三位置上，並適於發出進入該 顯示面前的一感測空間的光；一第二光源，配置於該顯示面旁的一第四位置上，並適於發出進入該 感測空間發的光；以及一控制單元，電性連接至該第一光源、該第二光源、該第一影像傳感 器及該第二影像傳感器，其中該控制單元適於在多個連續的單位時間中持 續控制該第一光源與該第二光源，每一該單位時間包括一第一子單位時間 與一第二子單位時間，在該第一子單位時間中，該控制單元適於使該第一 光源處於開啟狀態，並使該第二光源處於關閉狀態，在該第二子單位時間 中，該控制單元適於使該第一光源處於關閉狀態，並使該第二光源處於開 啟狀態，當至少一觸控物體進入該感測空間時，該第一影像傳感器與該第 二影像傳感器會感測到該觸控物體的影像，且該控制單元適於根據該第一 影像傳感器與該第二影像傳感器所感測到的影像而判斷出該觸控物體相 對於該顯示面的位置。
14、 如權利要求13所述的觸控模塊，其中，在該第一子單位時間中， 該控制單元適於使該第一影像傳感器處於開啟狀態，且使該第二影像傳感 器處於關閉狀態，在該第二子單位時間中，該控制單元適於使該第一影像 傳感器處於關閉狀態，且適於使該第二影像傳感器處於開啟狀態。
15、 如權利要求13所述的觸控模塊，其中，每一單位時間包括一第 三子單位時間，在該第三子單位時間中，該控制單元適於使該第一光源與 該第二光源皆處於關閉狀態，該控制單元適於將該第一影像傳感器在每一該單位時間的該第一子單位時間中所測得的影像亮度減去該第一影像傳 感器在對應的該單位時間的該第三子單位時間中所測得的影像亮度，以獲 得一第一觸控影像，且控制單元適於將該第二影像傳感器在每一該單位時 間的該第二子單位時間中所測得的影像亮度減去該第二影像傳感器在對 應的該單位時間的該第三子單位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第二 觸控影像，該控制器根據該第一觸控影像與該第二觸控影像判斷出該觸控 物體相對於該顯示面的位置。
16、 如權利要求13所述的觸控模塊，其中，該第三位置與該第四位 置分別落在該顯示面的相鄰的二角落旁。
17、 如權利要求16所述的觸控模塊，其中，該第一位置與該第三位置落在該顯示面的相同的角落旁，且該第二位置與該第四位置落在該顯示 面的相同的角落旁。
18、 如權利要求13所述的觸控模塊，其中，該第一影像傳感器與該 第二影像傳感器在每一該單位時間中的全部時間內皆維持於開啟狀態。
19、 一種控制方法，適於控制一觸控模塊，該觸控模塊適用於一顯示 器，該顯示器具有一顯示面，該觸控模塊包括一第一影像傳感器及一第二 影像傳感器，該第一影像傳感器與該第二影像傳感器分別配置於該顯示面旁的一第一位置與一第二位置，該控制方法包括當至少一觸控物體進入該顯示面前的一感測空間時，使該第一影像傳感器與該第二影像傳感器感測到該觸控物體所反射的光束；以及根據該第一影像傳感器與該第二影像傳感器所感測到該觸控物體反 射的該光束而判斷出該觸控物體相對於該顯示面的位置。
20、 如權利要求19所述的控制方法，其中，該觸控模塊包括一第一 光源及一第二光源，分別配置於該顯示面旁的一第三位置及一第四位置， 該控制方法適於在多個連續的單位時間中持續控制該第一光源與該第二 光源，其中每一該單位時間包括一第一子單位時間與一第二子單位時間， 該控制方法包括在該第一子單位時間中，使該第一光源處於開啟狀態，並使該第二光源處於關閉狀態；以及在該第二子單位時間中，使該第一光源處於關閉狀態，並使該第二光源處於開啟狀態。
21、 如權利要求20所述的控制方法，適於在該些連續的單位時間中 持續控制該第一影像傳感器與該第二影像傳感器，其中該控制方法包括在該第一子單位時間中，使該第一影像傳感器處於開啟狀態，且使該第二影像傳感器處於關閉狀態；以及在該第二子單位時間中，使該第一影像傳感器處於關閉狀態，且使該 第二影像傳感器處於開啟狀態。
22、 如權利要求20所述的控制方法，其中，每一單位時間包括一第 三子單位時間，該控制方法包括-在該第三子單位時間中，使該第一光源與該第二光源皆處於關閉狀態；將該第一影像傳感器在每一該單位時間的該第一子單位時間中所測 得的影像亮度減去該第一影像傳感器在對應的該單位時間的該第三子單 位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第一觸控影像；將該第二影像傳感器在每一該單位時間的該第二子單位時間中所測 得的影像亮度減去該第二影像傳感器在對應的該單位時間的該第三子單 位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第二觸控影像；以及根據該第一觸控影像與該第二觸控影像判斷出該觸控物體相對於該 顯示面的位置。
23、 如權利要求20所述的控制方法，其中，該觸控模塊包括一第三 影像傳感器及一第四影像傳感器，分別配置於該顯示面旁的一第五位置及 一第六位置，該至少一光源包括一第三光源及一第四光源，分別配置於該 顯示面旁的一第七位置及一第八位置，每一該單位時間包括一第四子單位 時間及一第五子單位時間，該控制方法適於在該些連續的單位時間中持續 控制該第三光源、該第四光源、該第三影像傳感器及該第四影像傳感器， 該控制方法包括在該第一子單位時間中，使該第三光源與該第四光源處於關閉狀態； 在該第二子單位時間中，使該第三光源與該第四光源處於關閉狀態； 在該第四子單位時間中，使該第三光源處於開啟狀態，並使該第一、 第二及第四光源處於關閉狀態；以及在該第五子單位時間中，使該第四光源處於開啟狀態，並使該第一、 第二及第三光源處於關閉狀態。
24、 如權利要求23所述的控制方法，其中，該至少一觸控物體為二觸控物體，當該些觸控物體在該些單位時間的至少其中之一中同時位於該 感測空間內時，在該單位時間中，該第一、第二、第三及第四影像傳感器 所感測到的觸控影像中會各自有至少一反光點，且該第一、第二、第三及 第四影像傳感器的至少其中二者所感測到的觸控影像中會各自有二個反光點，而該控制方法包括比對該些反光點在該些觸控影像中的位置，以剔除該些觸控物體所不 存在的相對該顯示面的位置，並決定該些觸控物體相對該顯示面的位置。
25、 如權利要求19所述的控制方法，其中，包括使該第一影像傳感器與該第二影像傳感器在每一該單位時間中的全部時間內皆維持於開啟 狀態。
26、 一種控制方法，適於控制一觸控模塊，該觸控模塊適用於一顯示 器，該顯示器具有一顯示面，該觸控模塊包括一第一光源、 一第二光源、 一第一影像傳感器及一第二影像傳感器，該第一影像傳感器與該第二影像 傳感器分別配置於該顯示面旁的一第一位置與一第二位置，且該第一光源 與該第二光源分別配置於該顯示面旁的一第三位置與一第四位置，該控制 方法適於在多個連續的單位時間中持續控制該第一光源與該第二光源，每 一該單位時間包括一第一子單位時間與一第二子單位時間，該控制方法包括在該第一子單位時間中，使該第一光源處於開啟狀態，並使該第二光源處於關閉狀態；在該第二子單位時間中，使該第一光源處於關閉狀態，並使該第二光 源處於開啟狀態；當一觸控物體進入該感測空間時，使該第一影像傳感器與該第二影像 傳感器感測該觸控物體的影像；以及根據該第一影像傳感器與該第二影像傳感器所感測到的影像來判斷 出該觸控物體相對於該顯示面的位置。
27、 如權利要求26所述的控制方法，其中，適於在該些連續的單位時間中持續控制該第一影像傳感器與該第二影像傳感器，其中該控制方法 包括在該第一子單位時間中，使該第一影像傳感器處於開啟狀態，且使該 第二影像傳感器處於關閉狀態；以及在該第二子單位時間中，使該第一影像傳感器處於關閉狀態，且使該 第二影像傳感器處於開啟狀態。
28、 如權利要求26所述的控制方法，其中，每一單位時間包括一第三子單位時間，該控制方法包括-在該第三子單位時間中，使該第一光源與該第二光源皆處於關閉狀態；將該第一影像傳感器在每一該單位時間的該第一子單位時間中所測 得的影像亮度減去該第一影像傳感器在對應的該單位時間的該第三子單 位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第一觸控影像；將該第二影像傳感器在每一該單位時間的該第二子單位時間中所測 得的影像亮度減去該第二影像傳感器在對應的該單位時間的該第三子單位時間中所測得的影像亮度，以獲得一第二觸控影像；以及根據該第一觸控影像與該第二觸控影像判斷出該觸控物體相對於該 顯示面的位置。
29、 如權利要求26所述的控制方法，其中，包括使該第一影像傳感 器與該第二影像傳感器在每一該單位時間中的全部時間內皆維持於開啟 狀態。
30、 一種觸控屏幕，包括 一顯示器，具有一顯示面；至少二觸控單元，配置於該顯示面旁，每一該觸控單元包括 一光源，配置於該顯示面旁，並適於朝向該顯示面前的一感測空間發 出一光束；以及一影像傳感器，配置於該顯示面旁，且該影像傳感器的感測面朝向該 感測空間，其中該影像傳感器適於捕捉該感測空間中的亮點，並產生一影 像信號；以及一控制單元，電性連接至該些光源及該些影像傳感器，其中該控制單元適於接收來自該些影像傳感器的該些影像信號，並根據該些影像信號判 斷出該亮點相對於該顯示面的位置。
31、 如權利要求30所述的觸控屏幕，其中，該控制單元適於輪流驅 動該些觸控單元中的該些光源。
32、 如權利要求31所述的觸控屏幕，其中，當該控制單元在結束驅動該些觸控單元之一的該光源之後，且在開啟驅動該些觸控單元的另一該 光源之前，該控制單元適於使該些觸控單元的該些光源保持關閉，且該控 制單元適於將每一該觸控單元的該影像傳感器在該觸控單元的該光源被 驅動時所感測到的影像亮度減去在該些光源保持關閉時所感測到的影像 亮度，以獲得一觸控影像，並根據該觸控影像來判斷出該亮點的位置。
33、 如權利要求30所述的觸控屏幕，其中，該控制單元包括至少二信號處理器，分別電性連接至該些觸控單元的該影像傳感器， 其中每一該信號處理器適於根據對應的該影像傳感器所感測到的影像判斷出該亮點的位置，並產生一一維坐標信號；以及一後端處理器，電性連接至該些信號處理器，其中該後端處理器適於 接收該些信號處理器所產生的該些一維坐標信號，並根據該些一維坐標信 號判斷出該亮點相對於該顯示面的位置。
34、 如權利要求30所述的觸控屏幕，其中，該控制單元適於使該些 影像傳感器反覆捕捉該感測空間中的亮點，並由此判斷出該亮點的位置變 化。
全文摘要
一種觸控屏幕，包括一顯示器、至少二觸控單元及一控制單元。顯示器具有一顯示面。這些觸控單元配置於顯示面旁。每一觸控單元包括一光源及一影像傳感器。光源配置於顯示面旁，並適於朝向顯示面前的一感測空間發出一光束。影像傳感器配置於顯示面旁，且影像傳感器的感測面朝向感測空間。影像傳感器適於捕捉感測空間中的亮點，並產生一影像信號。控制單元電性連接至這些光源及這些影像傳感器。控制單元適於接收來自這些影像傳感器的這些影像信號，並根據這些影像信號判斷出亮點相對於顯示面的位置。一種觸控模塊及控制方法亦被提出。
文檔編號G06F3/042GK101582001SQ200910150400
公開日2009年11月18日 申請日期2009年7月7日 優先權日2009年7月7日
發明者李季峰, 董培輝 申請人:松翰科技股份有限公司