光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊的製作方法

2023-07-22 13:32:26 4

光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種光學觸控模塊與光學式多點觸控裝置。光學觸控模塊包含一玻璃面板、一控制板單元與多個光學感應組。玻璃面板分為一感應區與一圍繞感應區的周邊區。控制板單元位於玻璃面板的一反面上且完全位於玻璃面板的周邊區內。光學感應組間隔地排列於玻璃面板的周邊區內。光學感應組與控制板單元電連接，且共同形成一單列串接結構。
【專利說明】光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種觸控裝置，特別是涉及一種光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊。
【背景技術】
[0002]傳統光學式觸控技術包含一光學觸控面板與一顯示面板。光學觸控面板疊設於顯示面板上，將所有感測器的感測信號分別通過軟式線材(如軟式電路板，flexible printedcircuit或柔性扁平排線，Flexible Flat Cable)共同連接到一外接的控制板單元。
[0003]然而，後端業者必須於組裝光學觸控面板與顯示面板後，才能分別將此些軟式線材分別翻折到顯示面板背對光學觸控面板的一面，並讓軟式線材分別獨立地連接控制板單元。上述的限制將導致組裝便利性大大降低以及工時的增加，也同時限制後端業者需要在系統設計上額外考慮多個排線的理線方式，降低系統配置的設計彈性。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在於提供一種光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊，通過改變感測器的線路配置，用以提高組裝便利性、降低工時與成本，以及簡化感測器的連接線路用量。
[0005]本發明的另一目的在於提供一種光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊，通過整合控制板單元至光學觸控模塊上，且改善系統配置的空間，取消控制電路板須獨立安裝的困擾，進而提高系統配置的設計彈性。
[0006]為達上述目的，在本發明的一實施方式中，此種光學觸控模塊包含一玻璃面板、一控制板單元與多個光學感應組。玻璃面板包含相對設置的一正面與一反面，且玻璃面板分為一感應區與一周邊區，周邊區圍繞感應區。控制板單元位於玻璃面板的反面上且完全位於周邊區內。光學感應組間隔地排列於玻璃面板的周邊區內。此些光學感應組與控制板單元電連接，且此些光學感應組與控制板單元共同形成一單列串接結構。
[0007]本發明的一實施方式中，此種光學式多點觸控裝置包含一顯示面板以及一光學觸控模塊。顯示面板包含一有效顯示區與多個側壁。此些側壁圍繞該有效顯示區。光學觸控模塊包含一玻璃面板、一控制板單元與多個光學感應組。玻璃面板包含相對設置的一正面與一反面，反面依附於顯示面板的有效顯示區上，且玻璃面板分為一感應區與一周邊區，感應區對應有效顯示區，且被周邊區所圍繞。控制板單元位於玻璃面板的反面上且完全位於周邊區內。光學感應組間隔地排列於玻璃面板的周邊區內。此些光學感應組與控制板單元電連接，且光學感應組與控制板單元共同形成一單列串接結構。
[0008]綜上所述，通過本發明光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊的設計，讓控制板單元可整合至玻璃面板的反面的周邊區內，使得單列串接結構僅位於玻璃面板的反面的周邊區內，以致讓顯示面板疊合於光學觸控模塊後，可省下更多的系統配置空間，進而提高系統配置的設計彈性。【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1繪示本發明光學觸控模塊於一實施例下的正面示意圖；
[0010]圖2繪示本發明光學觸控模塊於此實施例下的反面示意圖；
[0011]圖3繪示本發明光學觸控模塊的光學感應組於此實施例的一變化下的示意圖；
[0012]圖4A繪示圖1的區域Ml的局部放大圖；
[0013]圖4B繪示圖1的區域M2的局部放大圖；
[0014]圖5繪示本發明光學式多點觸控裝置於一實施例下的局部側視示意圖；
[0015]圖6繪示本發明光學式多點觸控裝置的光學觸控模塊的控制板單元於又一實施例下連接系統主機的示意圖。
[0016]符號說明
[0017]10 光學式多點觸控裝置
[0018]100光學觸控模塊 [0019]200玻璃面 板
[0020]201 正面
[0021]202 反面
[0022]203 側邊
[0023]200C 感應區
[0024]200P 周邊區
[0025]300 控制板單元
[0026]320 控制元件
[0027]330 振動感應元件
[0028]350 單一輸出單元
[0029]400 光學感應組
[0030]400a^400f 第一光學感應組至第六光學感應組
[0031]410 光學感應單元
[0032]420 信號轉接部
[0033]430 第一硬式電路板
[0034]440 第二硬式電路板
[0035]450 可撓性電路板
[0036]460 出光單元
[0037]470 鏡頭感光單元
[0038]480 保護蓋體
[0039]481 固定柱
[0040]500 單列串接結構
[0041]510 導接通道
[0042]510a~510d 第一導接通道至第四導接通道
[0043]610 第一條狀載體
[0044]611 第一面[0045]612第二面
[0046]620第一反光條
[0047]630第二條狀載體
[0048]631第三面
[0049]632第四面
[0050]640第二反光條
[0051]700顯示面板
[0052]701前面
[0053]702後面
[0054]703側壁
[0055]700C有效顯示區
[0056]700P圍繞區
[0057]800系統主機
[0058]Ml、M2 區域
[0059]D1、D2 厚度
[0060]S 斷差空間
【具體實施方式】
[0061]以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明的精神，如熟悉此技術的人員在了解本發明的實施例後，當可由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明的精神與範圍。
[0062]請同時參考圖1與圖2，圖1繪示本發明光學觸控模塊100於一實施例下的正面示意圖。圖2繪示本發明光學觸控模塊100於此實施例下的反面示意圖。
[0063]如圖1與圖2所不,本發明公開一種光學觸控模塊100。此種光學觸控模塊100包含一玻璃面板200、一控制板單元300與多個光學感應組400。
[0064]玻璃面板200包含相對設置的一正面201與一反面202，以及多個側邊203，此些側邊203圍繞且鄰接正面201與反面202。玻璃面板200的整體體積被區分為一感應區200C與一周邊區200P。感應區200C被定義為玻璃面板200可供觸碰感應的所有面積的整體區域，周邊區200P圍繞感應區200C，且周邊區200P包含玻璃面板200扣除感應區200C的整體區域。控制板單元300位於玻璃面板200的反面202上且完全位於周邊區200P內。
[0065]此些光學感應組400間隔地排列於玻璃面板200的周邊區200P內，且各光學感應組400自玻璃面板200的正面201經玻璃面板200的側邊203延伸至玻璃面板200的反面202。
[0066]參閱圖2所示，此些光學感應組400與控制板單元300電連接，且此些光學感應組400與控制板單元300共同於玻璃面板200的反面202形成一單列串接結構500。所謂的單列串接結構500為此些光學感應組400與控制板單元300依據一個接一個的方式進行電連接，控制板單元300僅位於其中二個光學感應組400之間。
[0067]由圖2所示，玻璃面板200具有四個側邊203，包括二長側邊與二短側邊，此些光學感應組400分別位於此二長側邊203與各長側邊203與短側邊203的交接處，控制板單元300位於玻璃面板200的反面202 —短側邊203。
[0068]舉例來說，此些光學感應組，例如6個(如圖2所述)由右上、左上、左下至右下可命名為第一光學感應組400a至第六光學感應組400f。故，單列串接結構500便由第一光學感應組400a至第四光學感應組400d、控制板單元300、第五光學感應組400e以及第六光學感應組400f所依序單列串接而成。
[0069]各光學感應組400包含一光學感應單元410與一信號轉接部420。光學感應單元410位於玻璃面板200的正面201上，用以收發一光學信號(圖1)。信號轉接部420位於玻璃面板200的反面202上，通過一可撓性電路板450 (圖3)電連接光學感應單元410 (圖2)。由於此些信號轉接部420串接地與控制板單元300電連接，其中一信號轉接部420經由另一信號轉接部420傳遞所偵測的信號至控制板單元300。
[0070]單列串接結構500包含多個導接通道510。此些導接通道510彼此相互絕緣。各個導接通道510電連接控制板單元300與單一個光學感應單元410，使得各光學感應單元410僅依據對應的導接通道510傳遞信號至控制板單元300。導接通道510不限其種類與形式，只要能讓各光學感應單元410傳遞信號至控制板單元300。
[0071]以上例來說，第一導接通道510a自第一光學感應組400a依序通過第二光學感應組400b至第四光學感應組400d而連接至控制板單元300，第二導接通道510b自第二光學感應組400b依序通過第三光學感應組400c至第四光學感應組400d而連接至控制板單元300，第三導接通道510c自第三光學感應組400c依序通過第四光學感應組400d而連接至控制板單元300，第四導接通道510d自第四光學感應組400d連接至控制板單元300。
[0072]在一具體實施例中，不同的二相鄰信號轉接部420之間的此些導接通道510的數量一致，且彼此一對一地導通。
[0073]在一具體實施例中，導接通道510可通過軟性電路板(flexible printedcircuit, FPC)或軟性平板排線(flexible flat cable, FFC)實現而可插拔地或以固接方式，例如熱壓熔錫焊接(HotBar)或各向異性導電膜(Anisotropic Conductive Film, ACF)耦接於任二相鄰的信號轉接部420之間。
[0074]此外,上述實現導接通道510的軟性電路板(flexible printed circuit,FPC)或軟性平板排線(flexible flat cable,FFC)可通過背膠而緊密地貼合在玻璃面板200的反面 202。
[0075]或者，導接通道510也可通過直接形成導線(例如導電銀膠)在玻璃面板200的反面202上，達成任一光學感應組400與控制板單元300的電連接。
[0076]圖3繪示本發明光學觸控模塊的光學感應組400在此實施例的一變化下的示意圖。
[0077]參閱圖3所不,每一光學感應組400還包含一第一硬式電路板430、一第二硬式電路板440與一可撓性電路板450用以電連接第一硬式電路板430以及第二硬式電路板440。第一硬式電路板430固設於玻璃面板200的正面201上且位於周邊區200P(圖1)內。第二硬式電路板440固設於玻璃面板200的反面202上且位於周邊區200P(圖2)內。
[0078]光學感應單元410固設於第一硬式電路板430上，其用以控制光學感應單元410 ；信號轉接部420固設於第二硬式電路板440上，其用以控制信號轉接部420並傳送光學感應單元410所傳送的信號至控制板單元300 ;可撓性電路板450用以電連接光學感應單元410以及信號轉接部420，以將光學感應單元410所接收的信號傳送至信號轉接部420。亦SP，可撓性電路板450自玻璃面板200的正面201翻折至玻璃面板200的反面202。
[0079]圖4A繪示圖1的區域Ml的局部放大圖。
[0080]參閱圖1、圖4A所示，光學觸控模塊100更包含多個條狀載體(或稱擠出條)與反光條，用以反射光學信號。此些條狀載體間隔地配置於玻璃面板200的該正面201上且完全位於周邊區200P內。
[0081]舉例來說，圖4A中的右、左邊的條狀載體分別稱第一條狀載體610與第二條狀載體630,其上的反光條分別稱第一反光條620與第二反光條640。第一條狀載體610包含相對的第一面611與第二面612,且第一反光條620位於第一面611。第二條狀載體630包含相對的第三面631與第四面632,且第二反光條640位於第三面631。在一具體實施例中，反光條可直接固設於周邊區200P內而無需條狀載體。
[0082]需特別說明的是，介於第一面611與第二面612之間的厚度Dl小於介於第三面631與第四面632之間的厚度D2，以讓光學感應組400用以延伸至反面202的可撓性電路板450不與第一條狀載體610產生幹涉。
[0083]圖4B繪示圖1的區域M2的局部放大圖。如圖3與圖4B所示，各光學感應單元410更包含至少一個出光單元460、一鏡頭感光單元470與一保護蓋體480。
[0084]出光單兀460,例如，紅外線(IR)發光二極體,發出一光學輸出信號。光學輸出信號自控制板單元300 (圖2)由導接通道510傳遞至各光學感應單元410。鏡頭感光單元470,位於出光單兀460下方。鏡頭感光單兀470並於感應區200C被觸碰時,接收一光學感應信號，並將光學感應信號由導接通道510傳遞至控制板單元300。
[0085]保護蓋體480具光穿透性，特別是具紅外光的光穿透性。保護蓋體480覆蓋出光單元460，例如，保護蓋體480通過二固定柱481固定於出光單元460出光面的一側，以避免落塵沉積於出光單元460而妨礙出光效率，或避免落塵沉積於玻璃面板200的正面201以遮蔽鏡頭感光單元470的視野。
[0086]再參閱圖1、圖2所示，控制板單元300還包含一控制元件320。控制元件320位於控制板單元300上。當感應區200C被觸碰時(圖1 )，至少三個鏡頭感光單元470可擷取到對應的光學感應信號，使得控制元件320依據此些光學感應信號計算出感應區200C被觸碰的位置。
[0087]較佳地,再參閱圖1、圖2所示,控制板單元300還包含一振動感應元件330。振動感應元件330位於控制板單元300上，電連接控制元件320。當控制元件320同一時間收到振動信號與此些光學感應信號，控制元件320才依據此些光學感應信號計算出感應區200C被觸碰的位置。如此可避免，或至少降低誤判光學感應信號的產生，而在真正的觸碰動作產生時，準確地接收光學感應信號。
[0088]參閱圖5所示，上述光學觸控模塊100可疊合至一顯示面板700上以組成一種光學式多點觸控裝置10，以供使用者觸碰光學觸控模塊100。
[0089]顯示面板700包含相對設置的一前面701與一後面702，以及多個側壁703。此些側壁703圍繞且鄰接前面701與後面702。顯示面板700的前面701分為一有效顯示區700C與一圍繞區700P。有效顯示區700C被定義為顯示面板700可供輸出顯示面的所有面積。有效顯示區700C被圍繞區700P與此些側壁703所圍繞。玻璃面板200的反面202依附於顯示面板700的有效顯示區700C上，且玻璃面板200的感應區200C對應有效顯示區700C，其面積大於有效顯示區700C的面積。
[0090]然而，一變化中，有效顯示區700C的面積也可以等於感應區200C的面積。
[0091]此實施例中，玻璃面板200的反面202的面積大於顯示面板700的前面701的面積，且玻璃面板200的周邊區200P與顯示面板700的側壁703之間形成一圍繞顯示面板700的斷差空間S，使得上述的單列串接結構500可自玻璃面板200的反面202伸入斷差空間S內，以便被容置於斷差空間S內(包括控制板單元300以及信號轉接部420)。由於顯示面板700的厚度均比單列串接結構500的厚度大，可有效保護單列串接結構500必免受到外力的擠壓而損壞。
[0092]在另一實施例中，當玻璃面板200的反面202的面積小於或等於顯示面板700的前面701的面積，則單列串接結構500被夾設於圍繞區700P與玻璃面板200之間。
[0093]圖6繪示本發明光學式多點觸控裝置的光學觸控模塊100的控制板單元300於又一實施例下連接系統主機800的示意圖。
[0094]控制板單元300還包含單一輸出單元350 (如USB輸出線)。單一輸出單元350位於控制板單元300上，用以輸出感應區200C被觸碰的位置的數據至光學式多點觸控裝置的一系統主機800。
[0095]如此，當後端業者於組裝光學觸控模塊100至顯示面板700後，後端業者不需再安裝控制板單元300與軟式線材，反而可直接讓單一輸出單元350直接連接系統主機800，不需額外考慮多個排線的理線方式，故，便可大大提升組裝便利性以及降低工時，也大幅降低過去觸控模塊組裝的幅雜度及結構設計難度。
[0096]綜上所述，通過本發明光學式多點觸控裝置與其光學觸控模塊的設計，讓控制板單元可整合至玻璃面板的反面的周邊區內，使得單列串接結構僅位於玻璃面板的反面的周邊區內，以致讓顯示面板疊合於光學觸控模塊後，可省下更多的系統配置空間，進而提高系統配置的設計彈性。
【權利要求】
1.一種光學觸控模塊，包含: 玻璃面板，包含相對設置的正面與反面，且該玻璃面板分為一感應區與一周邊區，該周邊區圍繞該感應區； 控制板單元，位於該玻璃面板的該反面上且完全位於該周邊區內；以及多個光學感應組，間隔地排列於該玻璃面板的該周邊區內，其中該些光學感應組與該控制板單元電連接，且該些光學感應組與該控制板單元共同形成一單列串接結構。
2.如權利要求1所述的光學觸控模塊，其中每一該些光學感應組包含: 光學感應單兀，位於該玻璃面板的該正面上，用以收發一光學信號；以及 信號轉接部，位於該玻璃面板的該反面上，且電連接該光學感應單元， 其中該些信號轉接部串接地與該控制板單元電連接，該些信號轉接部其中之一經由另一該信號轉接部傳遞該光學信號至該控制板單元。
3.如權利要求2所述的光學觸控模塊，其中該單列串接結構包含: 多個導接通道，彼此相互絕緣，每一該些導接通道連接該控制板單元與該些光學感應單元其中之一，每一該些光學感應單元僅通過該些導接通道其中之一傳遞信號至該控制板單元。
4.如權利要求2所述的光學觸控模塊，其中每一該些光學感應組還包含一可撓性電路板，用以電性連結該光學感應單元以及該信號轉接部。
5.如權利要求4所述的光學觸控模塊，還包含: 第一條狀載體，位於該玻璃面板的該正面上且位於該周邊區內，包含相對的第一面與第二面； 第一反光條，位於該第一條狀載體的該第一面； 第二條狀載體，位於該玻璃面板的該正面上且位於該周邊區內，包含相對的第三面與第四面；以及 第二反光條，位於該第二條狀載體的該第三面， 其中介於該第一面與該第二面之間的一第一厚度小於介於該第三面與該第四面之間的一第二厚度。
6.如權利要求2所述的光學觸控模塊，其中每一該些光學感應單元還包含: 至少一出光單元，用以發出該光學信號的一光學輸出信號； 鏡頭感光單元，用以於該感應區被觸碰時，接收該光學信號的一光學感應信號；以及 保護蓋體，具光穿透性，且覆蓋該出光單元； 其中該控制板單元還包含: 控制元件,位於該控制板單元上；以及 振動感應元件，位於該控制板單元上，電連接該控制元件，用以於該感應區被觸碰時，產生一振動信號至該控制元件， 其中當該控制元件同一時間收到該振動信號與該些光學感應信號，該控制元件才依據該些光學感應信號計算出該感應區被觸碰的位置。
7.一種光學式多點觸控裝置，包含: 顯示面板，包含一有效顯示區與多個側壁，該些側壁圍繞該有效顯示區；以及 光學觸控模塊，包含:玻璃面板，包含相對設置的正面與反面，該反面依附於該顯示面板的該有效顯示區上，且該玻璃面板分為一感應區與一周邊區，該感應區對應該有效顯示區，且被該周邊區所圍繞； 控制板單元，位於該玻璃面板的該反面上且完全位於該周邊區內；以及多個光學感應組，間隔地排列於該周邊區內，其中該些光學感應組與該控制板單元電連接，且該些光學感應組與該控制板單元共同形成一單列串接結構。
8.如權利要求7所述的光學式多點觸控裝置，其中每一該些光學感應組包含: 光學感應單兀，位於該玻璃面板的該正面上，用以收發一光學信號；以及 信號轉接部，位於該玻璃面板的該反面上，且電連接該光學感應單元， 其中該些信號轉接部串接地與該控制板單元電連接，該些信號轉接部其中之一經由另一該信號轉接部傳遞該光學信號至該控制板單元。
9.如權利要求8所述的光學式多點觸控裝置，其中該玻璃面板的該反面的面積大於該顯示面板具有該有效顯示區的一面面積，且該玻璃面板的該周邊區與該顯示面板的該些側壁之間形成一圍繞該顯示面板的斷差空間，該單列串接結構自該玻璃面板的該反面伸入該斷差空間內。
10.如權利要求8所述的光學式多點觸控裝置，其中該單列串接結構包含: 多個導接通道，彼此相互絕緣，每一該些導接通道連接該控制板單元與該些光學感應單元其中之一，每一該些光 學感應單元僅通過該些導接通道其中之一傳遞信號至該控制板單元。
11.如權利要求8所述的光學式多點觸控裝置，還包含: 第一條狀載體，位於該玻璃面板的該正面上且位於該周邊區內，包含相對的第一面與第二面； 第一反光條，位於該第一條狀載體的該第一面； 第二條狀載體，位於該玻璃面板的該正面上且位於該周邊區內，包含相對的一第三面與一第四面； 第二反光條，位於該第二條狀載體的該第三面， 其中介於該第一面與該第二面之間的一第一厚度小於介於該第三面與該第四面之間的一第二厚度。
12.如權利要求8所述的光學式多點觸控裝置，其中每一該些光學感應單元還包含: 至少一出光單元，用以發出該光學信號的一光學輸出信號； 鏡頭感光單元，用以於該感應區被觸碰時，接收該光學信號的一光學感應信號；以及 保護蓋體，具光穿透性，且覆蓋該出光單元； 其中該控制板單元還包含: 控制元件,位於該控制板單元上；以及 振動感應元件，位於該控制板單元上，電連接該控制元件，用以於該感應區被觸碰時，產生一振動信號至該控制元件， 其中當該控制元件同一時間收到該振動信號與該些光學感應信號，該控制元件才依據該些光學感應信號計算出該感應區被觸碰的位置。
【文檔編號】G06F3/042GK103970366SQ201310055399
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月21日 優先權日:2013年2月5日
【發明者】林萬吉, 顏伯任 申請人:廣達電腦股份有限公司