本发明是有关于一种光学触控系统、光幕产生模块及调整结构，尤其是有关于一种可调整光幕相对于显示面的角度的光学触控系统、光幕产生模块及调整结构。
背景技术：
近年来，投影装置或显示装置的显示面通常具有触控功能，使用者可直接于显示面上以物体或手指经由触控操作来取代以往机械式的按钮操作。常见的荧幕触控方式有电阻式、电容式、声波式与光学式等。其中，光学式触控荧幕是利用光感测元件接收被手指或物体反射的光线，以判断进入触控面中的物件的所在位置或进行相对应的指令操作。
然而，光学式触控系统是分析自使用者的手指或操作的物体反射的光线以进行定位及操控，因此，将光幕与显示面设置于一适当的间距，藉以保持整体光学式触控系统的触控灵敏度是一件重要的课题。当光幕与荧幕的间距过大时，使用者的手指或操作的物体在远离荧幕的位置仍会被光学式触控系统所感测，也就是指光学式触控系统的触控灵敏度过高。换句话说，当光幕与荧幕的间距过小时，使用者的手指或操作的物体需非常接近荧幕的位置才得以进行操控，也就是指光学式触控系统的触控灵敏度过低。然而，当光学式触控系统的触控灵敏度过高或过低都会造成使用者在操作光学式触控系统上的不便。因此，为了保持光学式触控系统的触控灵敏度，光学式触控系统内的光幕与荧幕之间的相对距离需要保持一适当的间距。
另外，当光学式触控系统的荧幕设置于一倾斜的墙面上时，发光装置所形成的光幕可能与荧幕的显示面相对地倾斜而形成一倾斜角度，同时也会影响光学式触控系统的触控灵敏度，而造成使用者的不便。
与光学触控系统相关的专利有美国专利US2011/0083109。
技术实现要素：
本发明提供了一种光学式触控系统，可稳定地调整光幕的出光角度，以解决现有技术所具有的问题。
根据本发明一实施例，其揭露了一种调整结构包含第一板体、第二板体、第一连接件、第二连接件以及第三连接件。第一板体与第二板体彼此相对，其中第二板体用以连接光学元件且具有第一连接部、第二连接部及第三连接部。第一连接件具有第一球体及第一杆体，第一球体可转动地组合于第二板体的第一连接部，第一杆体螺穿第一球体且可转动地固设于第一板体。第二连接件具有第二球体及第二杆体，第二球体可转动地组合于第二板体的第二连接部，第二杆体螺穿第二球体且可转动地固设于第一板体。第三连接件，连接于第二板体及第一板体，第三连接件具有第三球体，第三球体可转动地组合于第二板体的第三连接部，其中第二连接部与第三连接部位于第一轴线上，第一连接部与第三连接部位于第二轴线上。当第一杆体转动时，第一球体相对于第一杆体移动而带动第二板体沿第一轴线相对于第一板体转动。当第二杆体转动时，第二球体相对于第二杆体移动而带动第二板体沿第二轴线相对于第一板体转动，第一轴线与第二轴线彼此不平行。
在本发明一实施例中，第一球体的顶面及底面分别为平面，第二球体的顶面及底面分别为平面。
在本发明一实施例中，第一连接件具有第一弹性件，套接于第一杆体且抵靠于第一连接部的底面。第二连接件具有第二弹性件，套接于第二杆体且抵靠于第二连接部的底面。
在本发明一实施例中，第一连接部具有第一槽体用以容置第一球体。第一槽体的内表面具有第一弧面，第二连接部具有第二槽体，用以容置第二球体。第二槽体的内表面具有第二弧面。第三连接部具有第三槽体，用以容置第三球体。第三槽体的内表面具有第三弧面。
在本发明一实施例中，第一弧面顺应于第一球体的外表面，第二弧面顺应于第二球体的外表面，第三弧面顺应于第三球体的外表面。
在本发明一实施例中，第三连接件包含第三杆体。第三杆体螺穿第三球体且可转动地固设于第一板体。第一连接部与第二连接部位于第三轴线上。当第三杆体转动时，第三球体相对于第三杆体移动而带动第二板体沿第三轴线相对于第一板体转动，其中第一轴线、第二轴线与第三轴线彼此不平行。
在本发明一实施例中，第三球体的顶面及底面分别为平面。
在本发明一实施例中，第三连接件具有第三弹性件，套接于第三杆体且抵靠于第三连接部的底面。
在本发明一实施例中，第一杆体、第二杆体及第三杆体共同地转动使得第一球体、第二球体及第三球体分别地相对于第一杆体、第二杆体及第三杆体移动同一距离时，第二板体相对于第一板体平行地移动上述距离。
根据本发明另一实施例，一种光幕产生模块，包含前述的调整结构以及发光装置，其中发光装置设置于调整结构的第二板体，用以发出光幕。
在本发明另一实施例中，发光装置包括发光元件，发光元件为激光器。
在本发明另一实施例中，光幕经由调整结构可调整至平行于第一板体的表面。
根据本发明再一实施例，一种光学触控系统包含：显示面、光幕产生模块以及感测模块。光幕产生模块包含：前述的调整结构以及发光装置。调整结构邻接于显示面。发光装置设置于调整结构的第二板体，用以发出光幕。感测模块用以接收被反射的光幕。
在本发明再一实施例中，光幕经由调整结构可调整至平行于第一板体的表面。
本发明实施例的光学触控系统发出的光幕可经由操作其调整结构的第一连接件及第二连接件来调整光幕相对于显示面的角度，使得光幕与显示面之间可稳定地保持近似平行的空间关系且具有一适当的间距，而可保持光学触控系统的灵敏度。同时，由于第一连接件、第二连接件及第三连接件都具有球体结构以连接第二板体，使得在第二板体经由第一连接件、第二连接件及第三连接件可分别带动第二板体与第一球体、第二球体或第三球体稳定且相对地转动，第二板体进而可与第一板体稳定地相对移动或转动，藉此稳定地且准确地调整设置光幕相对于显示面的角度。
附图说明
为让本发明的叙述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是绘示依照本发明一实施例的一种光学触控系统的示意图。
图2是绘示图1的光学触控系统的侧视图。
图3是绘示图1的光学触控系统的光幕产生模块的立体图。
图4是绘示图3的调整结构的A部分沿剖面线4-4’的剖视图。
图5是绘示图3的调整结构的B部分沿剖面线5-5’的剖视图。
图6是绘示图3的调整结构的C部分沿剖面线6-6’的剖视图。
图7是绘示图1的光学触控系统的光幕产生模块的另一实施例的立体图。
图8是绘示图7的调整结构的D部分沿剖面线8-8’的剖视图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的一种光学触控系统的示意图。如图1所示，光学触控系统10可由显示面12、光幕产生模块14以及感测模块16所组成。本实施例的显示面12可为一投影装置18在屏幕19上投影出的画面，但不限于此。在其它实施例中，显示面12可为一显示装置的荧幕。此外，光幕产生模块14设置于邻近显示面12的位置，且可在显示面12上形成一平行于显示面12且涵盖整个显示面12的光幕14a，以供使用者进行对应的操作。举例而言，光幕14a可为一激光光幕，进一步地说，光幕14a可为红外线激光光幕，而感测模块16可为红外线相机，但不限于此。
在本实施例中，当使用者将其手指20放置于显示面12上方的光幕14a时，部分光幕14a被靠近的手指20反射而被感测模块16所接收，并经由感测模块16分析所接收的反射光而感测出该手指20在显示面12上所对应的位置，或者，感测模块16也可根据该手指20在显示面12上所对应的位置而发出相对应的指令以让使用者进行相关的操控，但不限于此。在一些实施例中，使用者可将一物体(图未示)置入显示面12上方的光幕14a内，以将部分光幕14a反射至感测模块16中，举例来说，前述的物体可为一触控笔，但不限于此。
进一步请参考图2，其绘示图1的光学触控系统的侧视图。如图2所示，光幕产生模块14包含发光装置101及调整结构100。应了解到，本实施例的调整结构100仅为示意，调整结构100进一步的结构特征将于图3进行叙述。
在本实施例中，发光装置101可设置于调整结构100上用以发出光幕14a，其中，发光装置101包括发光元件及扩散光学元件(未绘示)，发光元件为可发出红外线光束的红外线激光器，且扩散光学元件用以将发光元件所发出的红外线光束扩散成红外线光幕。调整结构100邻接于显示面12的上方边缘，其中发光装置101发出的光幕14a可经由调整结构100的带动而改变光幕14a相对于显示面12的距离，使得光幕14a的出光角度可大致地平行于显示面12，而使光幕14a与显示面12保持一适当的间距d1，因此，光学触控系统10可保持稳定的触控灵敏度。应了解到，本实施例的显示面12是指投影装置18将一影像投影在一屏幕19上所形成的画面，但不限于此。在其它实施例中，显示面也可为一显示装置的显示荧幕，但不限于此。
详细而言，请参考图3，其绘示图1的光学触控系统的光幕产生模块的立体图。如图3所示，本实施例的光幕产生模块14是由发光装置101组合于调整结构100上而形成，其中调整结构100包含第一板体110、第二板体120、第一连接件130、第二连接件140以及第三连接件150。第一板体110与第二板体120彼此相对，且第一板体110可设置于邻近于显示面12(请参照图1)或直接地设置于显示面12上，但不限于此。同时地，第一连接件130、第二连接件140以及第三连接件150共同地连接第一板体110及第二板体120。
在本实施例中，第二板体120具有一光学元件组合部121，用以组合发出光幕14a的发光装置101，但不限于此。在其它实施例中，光学元件组合部121还可用以组合其它光学元件(图未示)，例如反射镜或滤光片，以调整其它光源发出的光束的出光方向，但不限于此。另一方面，第二板体120具有第一连接部122、第二连接部124及第三连接部126，分别连接第一连接件130、第二连接件140以及第三连接件150。另外，光幕14a经由调整结构100可调整至平行于第一板体110的一表面，其中表面为第一板体110配置于一平面的固定面。换句话说，光幕14a可平行于第一板体110的底面110a，但不限于此。在其它实施例中，光幕14a也可平行于第一板体110的顶面。
具体而言，第一连接件130具有第一球体132及第一杆体134，其中第一球体132可转动地组合于第二板体120的第一连接部122，且第一杆体134螺穿(螺合穿过)第一球体132且可转动地固设于第一板体110。另一方面，第二连接件140具有第二球体142及第二杆体144，其中第二球体142可转动地组合于第二板体120的第二连接部124，且第二杆体144螺穿第二球体142且可转动地固设于第一板体110。此外，第三连接件150可同时地连接于第二板体120及第一板体110，其中第三连接件150具有第三球体152，且第三球体152可转动地组合于第二板体120的第三连接部126。
另一方面，第二连接部124与第三连接部126位于第一轴线L1上，第一连接部122与第三连接部126位于第二轴线L2上。也就是说，第二连接部124与第三连接部126的连线可形成第一轴线L1，第一连接部122与第三连接部126的连线可形成第二轴线L2。换言之，第二球体142及第三球体152的轴心可位于第一轴线L1上，第一球体132及第三球体152的轴心可位于第二轴线L2上。
由于第一连接件130的第一球体132与第一杆体134经由螺牙(未绘示)结合，当第一杆体134转动时，第一球体132可相对于第一杆体134移动而带动第二板体120的第一连接部122作动，使第二板体120沿第一轴线L1而相对于第一板体110转动，详细而言，第一球体132受第一杆体134转动而靠近第一板体110，可带动第二板体120而沿第一轴线L1以朝第一板体110方向转动，使得第二板体120的第一连接部122接近第一板体110，换句话说，第一球体132受第一杆体134转动而远离第一板体110，可带动第二板体120而沿第一轴线L1以远离第一板体110方向转动，使得第二板体120的第一连接部122远离第一板体110。
同理可知，由于第二连接件140的第二球体142与第二杆体144经由螺牙(未绘示)结合，当第二杆体144转动时，第二球体142相对于第二杆体144移动而带动第二板体120的第二连接部124作动，使第二板体120沿第二轴线L2相对于第一板体110转动，详细而言，第二球体142因第二杆体144转动而靠近第一板体110，可带动第二板体120而沿第二轴线L2以朝第一板体110方向转动，使得第二连接部124接近第一板体110，换句话说，第二球体142因第二杆体144转动而远离第一板体110，可带动第二板体120而沿第二轴线L2以远离第一板体110方向转动，使得第二连接部124远离第一板体110。应了解到，本实施例的第一轴线L1与第二轴线L2彼此不平行，也就是说，第一轴线L1与第二轴线L2彼此相交。
请进一步参照图4及图5，图4是绘示图3的调整结构的A部分沿剖面线4-4’的剖视图，图5是绘示图3的调整结构的B部分沿剖面线5-5’的剖视图。在本实施例中，第一球体132的顶面132a及底面132b分别为平面，同理可知，第二球体142的顶面142a及底面142b也可分别为平面，但不限于此。另外，本实施例的第一连接件130具有第一弹性件136，套接于第一杆体134且抵靠于第二板体120的第一连接部122的底面122a，也就是说，第一弹性件136的两相对侧可分别推抵第一板体110及第二板体120的第一连接部122，使得第二板体120的第一连接部122受第一弹性件136的弹力带动而向上地推抵第一球体132，进而让第一球体132的螺牙132c与第一杆体134的螺牙134a之间不存在空隙，使得第一球体132的螺牙132c可稳固地螺合于第一杆体134的螺牙134a。同理可知，第二连接件140可具有第二弹性件146，套接于第二杆体144且抵靠于第二板体120的第二连接部124的底面124a，也就是说，第二弹性件146的两相对侧可分别推抵第一板体110及第二板体120的第二连接部124，使得第二板体120的第二连接部124受第二弹性件146的弹力带动而向上地推抵第二球体142，进而让第二球体142的螺牙142c与第二杆体144的螺牙144a之间不存在空隙，因此，第二球体142的螺牙142c可稳固地螺合于第二杆体144的螺牙144a。在本实施例中，第一弹性件136及第二弹性件146可为弹簧，但不限于此。
此外，在本实施例中，第一连接部122具有第一槽体123用以容置第一球体132，其中第一槽体123的内表面具有第一弧面123a，但不限于此。同理可知，第二连接部124也可具有第二槽体125，用以容置第二球体142，其中第二槽体125的内表面具有第二弧面125a。进一步地说，第一弧面123a顺应于第一球体132的外表面132d，即两物体的表面都为大体对应的形状，得以接触并且可让两物体产生相对的移动，而本发明并不限定于弧面，同理可知，第二弧面125a顺应于第二球体142的外表面142d使得第一球体132及第二球体142分别与第一槽体123及第二槽体125稳定且流畅地相对转动。
请进一步参照图6，其绘示图3的调整结构的C部分沿剖面线6-6’的剖视图。本实施例的第三连接件150具有第三弹性件156，抵靠于第二板体120的第三连接部126的底面126a，也就是说，第三弹性件156的两相对侧可分别推抵第一板体110及第二板体120的第三连接部126，使得第二板体120的第三连接部126向上地推抵第三球体152。在本实施例中，第三连接部126也可具有第三槽体127，用以容置第三球体152，其中第三槽体127的内表面具有第三弧面127a。第三弧面127a顺应于第三球体152的外表面152d，使得第三球体152与第三槽体127可稳定且流畅地相对转动。
另外，请参照图7及图8，图7是绘示图1的光学触控系统的光幕产生模块的另一实施例的立体图，图8是绘示图7的调整结构的D部分沿剖面线8-8’的剖视图。如图7及图8所示，在本实施例中，调整结构100a的第三连接件150由第三杆体154及第三球体152彼此螺合所组成。第三杆体154螺穿第三球体152且可转动地固设于第一板体110，其中第一连接部122与第二连接部124位于第三轴线L3上，也就是说，第一连接部122与第二连接部124的连线可形成第三轴线L3。由于第三连接件150的第三球体152与第三杆体154螺合，当第三杆体154转动时，第三球体152可相对于第三杆体154移动而带动第二板体120的第三连接部126作动，使第二板体120沿第三轴线L3而相对于第一板体110转动，详细而言，第三球体152受第三杆体154转动而靠近第一板体110，可带动第二板体120而沿第三轴线L3以朝第一板体110方向转动，使得第二板体120的第三连接部126接近第一板体110，换句话说，第三球体152受第三杆体154转动而远离第一板体110，可带动第二板体120而沿第三轴线L3以远离第一板体110方向转动，使得第二板体120的第三连接部126远离第一板体110。在本实施例中，第一轴线L1、第二轴线L2与第三轴线L3彼此不平行，也就是说，第一轴线L1、第二轴线L2与第三轴线L3彼此相交。
另一方面，在本实施例中，第一杆体134、第二杆体144及第三杆体154可共同地转动使得第一球体132、第二球体142及第三球体152分别地相对于第一杆体134、第二杆体144及第三杆体154移动同一距离时，第二板体120可相对于第一板体110平行地移动距离。也就是说，本实施例的第二板体120除了可沿第一轴线L1、第二轴线L2或第三轴线L3相对于第一板体110转动之外，第一球体132、第二球体142及第三球体152相对于第一杆体134、第二杆体144及第三杆体154移动同一距离后，第二板体120还可平行地上下移动而将发光装置101所产生的光幕14a平行地上下移动。因此，在光幕14a被调整至平行显示面12(请参照图2)后，调整结构100a还可进一步调整光幕14a与显示面12的相对间距d1(请参照图2)，使得位于此位置的光幕14a在被使用者的手指20(或其它物体)反射至感测模块16(请参照图2)时，感测模块16可完整地接收被反射的光幕14a，藉此让光学触控系统10(请参照图2)可具有稳定的感测灵敏度。
另外，在本实施例中，第三球体152的顶面152a及底面152b分别为平面，但不限于此。另外，本实施例的第三连接件150具有第三弹性件156，套接于第三杆体154且抵靠于第二板体120的第三连接部126的底面126a，也就是说，第三弹性件156的两相对侧可分别推抵第一板体110及第二板体120的第三连接部126，使得第三连接部126向上地推抵第三球体152，进而让第三球体152的螺牙152c与第三杆体154的螺牙154a之间不存在空隙，第三球体152的螺牙152c可稳固地螺合于第三杆体154的螺牙154a。在本实施例中，第三弹性件156可为弹簧，但不限于此。另外，在本实施例中，第一球体132、第二球体142及第三球体152可为万向球头，但不限于此。
由上述本发明实施例可知，应用本发明具有以下优点。本发明实施例的光学触控系统发出的光幕可经由操作其调整结构的第一连接件及第二连接件来调整光幕相对于显示面的距离，使得光幕与显示面之间可稳定地保持近似平行的空间关系且具有一适当的间距，而可保持光学触控系统的灵敏度。同时，由于第一连接件、第二连接件及第三连接件都具有球体结构以连接第二板体，使得在第二板体经由转动第一连接件、第二连接件及第三连接件可带动第二板体与第一球体、第二球体或第三球体稳定且相对地转动，第二板体进而可与第一板体稳定地相对移动或转动，藉此准确地调整光幕的出光角度。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。另外本发明的任一实施例或权利要求不需达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外，摘要和发明名称仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的权利范围。再者，说明书中提及的第一、第二……等，仅用以表示元件的名称，并非用来限制元件数量上的上限或下限。
【符号说明】
10：光学触控系统
12：显示面
14：光幕产生模块
14a：光幕
16：感测模块
18：投影装置
19：屏幕
20：手指
100、100a：调整结构
101：发光装置
110：第一板体
110a：底面
120：第二板体
121：光学元件组合部
122：第一连接部
122a：底面
123：第一槽体
123a：第一弧面
124：第二连接部
124a：底面
125：第二槽体
125a：第二弧面
126：第三连接部
126a：底面
127：第三槽体
127a：第三弧面
130：第一连接件
132：第一球体
132a：顶面
132b：底面
132c：螺牙
132d：外表面
134：第一杆体
134a：螺牙
136：第一弹性件
140：第二连接件
142：第二球体
142a：顶面
142b：底面
142c：螺牙
142d：外表面
144：第二杆体
144a：螺牙
146：第二弹性件
150：第三连接件
152：第三球体
152a：顶面
152b：底面
152c：螺牙
152d：外表面
154：第三杆体
154a：螺牙
156：第三弹性件
L1：第一轴线
L2：第二轴线
L3：第三轴线
d1：间距
4-4’：剖面线
5-5’：剖面线
6-6’：剖面线
8-8’：剖面线