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用来避免影像过曝的光学影像式触控系统.pdf

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用来 避免 影像 光学 式触控 系统
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摘要
申请专利号:

CN201410252350.7

申请日:

2014.06.09

公开号:

CN105224141A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G06F 3/042申请公布日:20160106|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/042申请日:20140609|||公开
IPC分类号: G06F3/042 主分类号: G06F3/042
申请人: 纬创资通股份有限公司
发明人: 陈裕彦; 黄博亮
地址: 中国台湾新北市
优先权: 2014.05.29 TW 103118846
专利代理机构: 隆天知识产权代理有限公司 72003 代理人: 郝新慧;章侃铱
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410252350.7

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.07.27|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明公开了一种用来避免影像过曝的光学影像式触控系统,其包含有一显示面板、至少一光源、至少一反射单元、至少一影像提取模块以及一控制模块。该至少一影像提取模块设置于该显示面板外侧且与该至少一反射单元间隔一预设距离,该至少一反射单元用来反射一触控物件所反射传来的光线至该至少一影像提取模块,且该至少一影像提取模块接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一触控信号。该控制模块耦合于该至少一影像提取模块,该控制模块用来依据该触控信号计算出该触控物件于该显示面板的一触控操作区的一坐标值。本发明节省制造开模的成本。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用来避免影像过曝的光学影像式触控系统,其包含有:
一显示面板,其上形成有一触控操作区;
至少一光源,其设置于该显示面板外侧,该至少一光源用来发射光线,藉以照明于该触控操作区内移动的一触控物件;
至少一反射单元,其设置于该触控操作区的一外侧角落;
至少一影像提取模块,其设置于该触控操作区的该外侧且与该至少一反射单元间隔一预设距离,该至少一反射单元用来反射由该触控物件所反射传来的光线至该至少一影像提取模块,且该至少一影像提取模块接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一触控信号;以及
一控制模块,其耦合于该至少一影像提取模块,该控制模块用来依据该触控信号计算出该触控物件于该触控操作区的一坐标值。

2.  如权利要求1所述的光学影像式触控系统,其中该至少一光源、该至少一反射单元与该至少一影像提取模块设置于该触控操作区的该外侧。

3.  如权利要求2所述的光学影像式触控系统,其中该至少一光源为一激光发光二极管或一红外线发光二极管,其用来发射准直光束,该至少一反射单元另用来反射该至少一光源发射的准直光束至该触控物件。

4.  如权利要求2所述的光学影像式触控系统,其中该至少一反射单元与该至少一影像提取模块于一水平方向间隔该预设距离。

5.  如权利要求1所述的光学影像式触控系统,其包含两影像提取模块与两反射单元,该两反射单元分别设置于该触控操作区的该外侧的相对两角落,该两影像提取模块的两入光侧背向设置,该两影像提取模块设置于该两反射单元之间,且用来分别接收该两反射单元反射传来的光线。

6.  如权利要求1所述的光学影像式触控系统,其中该至少一影像提取模块于该触控物件于该触控操作区内移动时接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一遮断信号,其中当该遮断信号的信号强度小于一门槛值时,该控制模块依据该遮断信号计算出该触控物件于该触控操作区的该坐标值。

7.  如权利要求1所述的光学影像式触控系统,其中该至少一影像提取 模块于该触控物件于该触控操作区内移动时接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一反射信号,其中当该反射信号的信号强度大于一门槛值时,该控制模块依据该反射信号计算出该触控物件于该触控操作区的该坐标值。

8.  如权利要求1所述的光学影像式触控系统,其中该至少一反射单元为一平面镜或一凸面镜。

9.  如权利要求1或8所述的光学影像式触控系统,其另包含多个定位单元,其环绕设置于该触控操作区的外围,该至少一反射单元另用来反射由该多个定位单元所反射传来的光线至该至少一影像提取模块,且该控制模块另用来依据该至少一影像提取模块所接受相对应该触控物件与该多个定位单元所反射传来的光线,计算出该触控物件于该触控操作区的该坐标值。

10.  如权利要求9所述的光学影像式触控系统,其中该多个定位单元等间距环绕设置于该触控操作区的外围。

说明书

说明书用来避免影像过曝的光学影像式触控系统
技术领域
本发明提供一种光学影像式触控系统,尤指一种可用来避免影像过曝的光学影像式触控系统。
背景技术
在现今各式消费性电子产品市场中,个人数字助理、移动电话,以及手机等可携式电子产品皆已广泛使用具有触控装置作为数字沟通的界面工具,而目前电子产品的设计大多以轻、薄、短、小为方向。现今所发展出的触控系统众多,例如电阻式、电容式、超音波式、红外线感测式以及光学影像式等触控系统,且由于技术层面与成本有所差异,因此这诸多种类的触控技术便运用在各种不同领域。
举例来说,光学影像式触控系统的作用原理为通过位于显示面板两个角落的影像提取模块,检测触控物体所形成的阴影,经由三角定位找出触控的位置,故与传统电阻式或电容式触控技术比较起来,其具有准确、穿透率高、可靠度佳、损坏率低、成本低以及支援多点触控手势等优点。然而,公知光学影像式触控系统在触控物件过于接近影像提取模块时产生影像过曝的问题,对于触控位置的判断造成很大的困扰。
请参考图1至图3。图1为现有技术光学影像式触控系统1的示意图。图2与图3分别为现有技术触控物件位于光学影像式触控系统1的不同位置的信号强度与位置关系图。光学影像式触控系统1为一遮断式光学触控系统,光学影像式触控系统1包含有一显示面板12、一光源14、一反光边框16与两影像提取模块18。光学影像式触控系统1的光源14发射光线至反光边框16,影像提取模块18接收反光边框16反射传来的光线并产生一初始信号。如图2所示,当一触控物件22于显示面板12中移动,影像提取模块18接收的光线被遮断,产生相对应的一遮断触控信号(如图2中具有低于阀值的凹陷波形),并藉以计算出相对应于触控物件22的一坐标值。如图3所示,当 另一触控物件24过于靠近影像提取模块18,影像提取模块18会接收到触控物件24反射的大量光线,因而无法产生正确的遮断触控信号,如图3中凹陷波形中央部分并未低于阀值,但其两端却低于阀值,故会被误判为两遮断区域,此即为影像过曝现象所造成的误判情况,因此光学影像式触控系统1于影像过曝时即无法准确计算触控物件24的坐标值。为了避免影像过曝现象,影像提取模块18与触控物件的有效触控区域边界间必须保持间隔一距离d,以避免触控物件过于接近影像提取模块18,如此一来便会加大光学影像式触控系统1的尺寸,而造成安装与使用上的不便且同时增加制造成本,其亦不符合现今电子产品轻薄短小的设计趋势。因此如何设计可避免造成影像过曝现象与具有较小尺寸的光学影像式触控系统,便为现今机构设计所需努力的课题。
发明内容
本发明提供一种可用来避免影像过曝且兼具较小尺寸的光学影像式触控系统,以解决上述的问题。
本发明揭露一种用来避免影像过曝的光学影像式触控系统,其包含有一显示面板、至少一光源、至少一反射单元、至少一影像提取模块以及一控制模块。该显示面板上形成有一触控操作区。该至少一光源系设置于该显示面板外侧,该至少一光源系用来发射光线,藉以照明于该触控操作区内移动的一触控物件。该至少一反射单元设置于该触控操作区的一外侧角落。该至少一影像提取模块设置于触控操作区的该外侧且与该至少一反射单元间隔一预设距离,该至少一反射单元用来反射由该触控物件所反射传来的光线至该至少一影像提取模块,且该至少一影像提取模块接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一触控信号。该控制模块耦合于该至少一影像提取模块,该控制模块用来依据该触控信号计算出该触控物件于该触控操作区的一坐标值。
本发明另揭露该至少一光源、该至少一反射单元与该至少一影像提取模块设置于该触控操作区的该外侧。
本发明另揭露该至少一光源为一激光发光二极管或一红外线发光二极管,其用来发射准直光束,该至少一反射单元另用来反射该至少一光源发射 的准直光束至该触控物件。
本发明另揭露该至少一反射单元与该至少一影像提取模块于一水平方向间隔该预设距离。
本发明另揭露该光学影像式触控系统包含两影像提取模块与两反射单元,该两反射单元分别设置于该触控操作区的该外侧相对两角落的相对两角落,该两影像提取模块的两入光侧系背向设置,该两影像提取模块设置于该两反射单元之间,且用来分别接收该两反射单元反射传来的光线。
本发明另揭露该至少一影像提取模块于该触控物件于该触控操作区内移动时接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一遮断信号,其中当该遮断信号的信号强度小于一门槛值时,该控制模块依据该遮断信号计算出该触控物件于该触控操作区的该坐标值。
本发明另揭露该至少一影像提取模块于该触控物件于该触控操作区内移动时接收该至少一反射单元反射传来的光线,以产生相对应于该触控物件的一反射信号,其中当该反射信号的信号强度大于一门槛值时,该控制模块依据该反射信号计算出该触控物件于该触控操作区的该坐标值。
本发明另揭露该至少一反射单元为一平面镜或一凸面镜。
本发明另揭露该光学影像式触控系统另包含多个定位单元,其环绕设置于该触控操作区的外围,该至少一反射单元另用来反射由该多个定位单元所反射传来的光线至该至少一影像提取模块,且该控制模块另用来依据该至少一影像提取模块所接受相对应该触控物件与该多个定位单元所反射传来的光线,计算出该触控物件于该触控操作区的该坐标值。
本发明另揭露该多个定位单元等间距环绕设置于该触控操作区的外围。
本发明的光学影像式触控系统通过影像提取模块与反射单元于水平方向间隔设置,以于水平方向增加触控物件所反射光线的光路径,如此便可避免因为触控物件距离影像提取模块过近而造成影像过曝的问题,藉以避免误判触控物件于触控操作区的位置。本发明同时可有效地缩减光学影像式触控系统的尺寸,且于安装与使用上更为便利,故可符合现今电子产品轻薄短小的设计趋势。此外,光源、反射单元与影像提取模块可安装于同一光机模块内,故通过光机模块可迅速将所有元件安装于显示模块上,且模块化的光机模块可适用于不同尺寸的显示模块,故可节省制造开模的成本。
附图说明
图1为现有技术光学影像式触控系统的示意图。
图2与图3分别为现有技术触控物件位于光学影像式触控系统的不同位置的信号强度与位置关系图。
图4为本发明第一实施例光学影像式触控系统的示意图。
图5为本发明第一实施例光源与影像提取模块的示意图。
图6为本发明第二实施例光机模块的示意图。
图7为本发明第二实施例光学影像式触控系统的示意图。
其中,附图标记说明如下:
1光学影像式触控系统
12显示面板
14光源
16反光边框
18影像提取模块
22、24触控物件
5、5’光学影像式触控系统
52显示面板
521触控操作区
54光源
56、56’反射单元
58影像提取模块
60控制模块
62触控物件
64壳体
66定位单元
70、70’光机模块
具体实施方式
请参阅图4,图4为本发明第一实施例光学影像式触控系统5的示意图。本发明的光学影像式触控系统5包含有一显示面板52、至少一光源54、至少一反射单元56、至少一影像提取模块58以及一控制模块60。显示面板52系可为一触控面板,其上系形成有一触控操作区521。至少一光源54系设置于显示面板52的外侧,至少一光源54用来发射光线,藉以照明于触控操作区521内移动的一触控物件62,于此实施例中光学影像式触控系统5可包含两光源54,其分别为一激光发光二极管或一红外线发光二极管等。至少一反射单元56设置于触控操作区521的一外侧角落,反射单元56可为一平面镜,且与显示面板52的一边框间形成有一夹角,以使触控操作区521内的触控物件62反射的光线能通过反射单元56反射传回影像提取模块58,举例来说该夹角可为45度;于此实施例中光学影像式触控系统5可包含两反射单元56,其中两反射单元56分别设置于该触控操作区的该外侧的相对两角落。
再者,至少一影像提取模块58设置触控操作区521的该外侧且与相对应反射单元56间隔一预设距离d1,至少一反射单元56用来反射由触控物件62所反射传来的光线至至少一影像提取模块58,且至少一影像提取模块58接收至少一反射单元56反射传来的光线,以产生相对应于触控物件62的一触控信号;于此实施例中光学影像式触控系统5可包含两影像提取模块58,两影像提取模块58的入光侧是背向设置,且两影像提取模块58设置于两反射单元52之间。控制模块60耦合于至少一影像提取模块58,控制模块60用来依据该触控信号计算出触控物件62于触控操作区521的一坐标值。于本实施例中,光源54、反射单元56与影像提取模块58可设置于显示面板52的相同外侧,但本发明可不限于此。另外,本发明的显示面板52、光源54、反射单元56、影像提取模块58以及控制模块60可整合于同一显示器内,例如于显示屏幕或一体式桌上型电脑(AllInOnePC)之内等。或是光源54、反射单元56、影像提取模块58以及控制模块60可单独模块化,例如设置于用来外挂于显示面板52的一框架内,且触控操作区521可为该框架上的透明面板,故可拆卸安装于不同的显示面板52上。
值得注意的是,两反射单元52与两影像提取模块58分别于一水平方向X间隔预设距离d1,且预设距离d1大于或等于图1所示的距离d,以避免造成影像过曝。由于反射单元52与影像提取模块58皆设置于触控操作区521 相同该外侧的水平方向X上,故光学影像式触控系统5的一高度H1可低于公知的光学式影像触控系统1的高度,如此一来便可缩小光学影像式触控系统5的尺寸,藉以节省空间。
以下说明本实施例光学影像式触控系统5的作动。两光源54分别发射准直光束至两反射单元56,两反射单元56另分别反射两光源54所发射的准直光束,故光线即可遍布触控操作区521,且两反射单元56所反射的光线可照射至触控物件62。接着,触控物件62可反射光线回到两反射单元56,两反射单元56分别反射触控物件62反射传来的光线至两影像提取模块58,以使两影像提取模块58分别接收两反射单元56反射传来的光线。
请参阅图4与图5。图5为本发明第一实施例光源54与影像提取模块58的结构示意图。于此实施例中,光源54可设置于影像提取模块58上,藉以节省空间与提升安装便利性。光学影像式触控系统5另包含有一壳体64,反射单元56安装于壳体64的一端,光源54与影像提取模块58安装于壳体64的另一端,壳体64、光源54、反射单元56以及影像提取模块58可共同组装于一光机模块70内,藉以模块化上述元件。光机模块70的内部元件如反射单元56等可易于安装于壳体64内,通过光机模块70的模块化配置可迅速地将所有元件安装于显示模块52的非触控操作区上,且模块化的光机模块70可适用于不同尺寸的显示模块52,故可节省制造开模的成本。
于其中一实施例中,光学影像式触控系统5可包含一反光边框,其环设于显示面板52外侧,光源54发射光线至该反光边框,影像提取模块58可接收该反光边框反射传来的光线,产生一强度较大的初始信号。影像提取模块58于触控物件62于触控操作区521内移动时接收反射单元56反射传来的光线,以产生相对应于触控物件62的一遮断信号,由于触控物件62会遮蔽部分反光边框,故该遮断信号的信号强度会低于该初始信号的信号强度。当该遮断信号的信号强度小于一门槛值时,控制模块60依据该遮断信号计算出触控物件62于触控操作区521的该坐标值。此外,本发明可不限于此实施例,于另一实施例中,光学影像式触控系统5可不包含有反光边框,光源54所发射的光线并不会被反光边框所反射,故影像提取模块58产生一强度较低初始信号。影像提取模块58于触控物件62于触控操作区521内移动时接收反射单元56反射传来的光线,以产生相对应于触控物件62的一反射信号,该反 射信号的信号强度会高于该初始信号的信号强度。当该反射信号的信号强度大于另一门槛值时,控制模块60依据该反射信号计算出触控物件62于触控操作区521的该坐标值。
请参阅图6与图7,图6为本发明第二实施例光机模块70’的示意图。图7为本发明第二实施例光学影像式触控系统5’的示意图。与前述实施例不同处在于,本实施例的反射单元56’为一凸面镜。本实施例的光学影像式触控系统5’与前述实施例中具有相同标号的元件具有相同结构与功能,于此不再赘述。本实施例的影像提取模块58与反射单元56’间隔一预设距离d2,由于反射单元56’为凸面镜,相较于平面镜,反射单元56的反射角度较大,故反射的光线较容易遍布触控操作区521。故本实施例的预设距离d2可小于前述实施例的预设距离d1,以使光机模块70’具有更小的尺寸,同时光学影像式触控系统5’的一高度H2可低于前述实施例光学式影像触控系统5的高度H1。
为了提升光学影像式触控系统5’的触控精准度,如图7所示,光学影像式触控系统5可另包含有多个定位单元66,其环绕设置于触控操作区521的外围,其中定位单元66可为一校正棒。多个定位单元66可等间距环绕设置于触控操作区521的外围,或是可为等角度环绕设置,端视实际需求而定。反射单元56’另用来反射由多个定位单元66所反射传来的光线至影像提取模块58,且控制模块60另用来依据影像提取模块58所接受相对应的触控物件62与多个定位单元66所反射传来的光线,计算出触控物件62于触控操作区521的该坐标值。影像提取模块58所接收多个定位单元66的影像信号可作为影像校正的依据,并可使用内插法计算不同位置的定位单元66相对应的参数;当影像提取模块58接收触控物件62反射的光线时,控制模块60即可参酌该参数进行校正运算,藉以校正可能因为使用凸面镜所提取的失真影像,以精准地计算出触控物件62于触控操作区521的该坐标值。
相较于现有技术,本发明的光学影像式触控系统系通过影像提取模块与反射单元于水平方向间隔设置,以于水平方向增加触控物件所反射光线的光路径,如此便可避免因为触控物件距离影像提取模块过近而造成影像过曝的问题,藉以避免误判触控物件于触控操作区的位置。本发明同时可有效地缩减光学影像式触控系统的尺寸,且于安装与使用上更为便利,故可符合现今 电子产品轻薄短小的设计趋势。此外,光源、反射单元与影像提取模块系可安装于同一光机模块内,故通过光机模块可迅速将所有元件安装于显示模块上,且模块化的光机模块可适用于不同尺寸的显示模块,故可节省制造开模的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。

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