利用成像模块的光学触控装置的制作方法

本发明是有关触控装置的技术，尤其是与在导光板进行内全反射传播的触控技术有关。

背景技术：

有多种已知的导光板触控装置，例如中国台湾专利i170508揭示一种触控面板，包括一导光板、多个光源以及多个侦测器。导光板具有一上表面、一下表面、多个侧表面以及多个入光面。光源设置于导光板的入光面上，且光源相对于导光板的入光面，侦测器对应光源的位置设置，以接收来自光源所发的光包信号。

又如中国台湾专利i160638，揭示一种导光板触控装置，是将一个光射出单元发出的光线导入导光板内进行全反射传播，并通过微处理器侦测全部感光单元接收的多个信号，进一步比对多个信号，以确认对象碰触导光板造成破坏内全反射(ftir)的衰减信号，进而确认感测到衰减信号的至少两个感光单元，然后依据感测到衰减信号的至少两个感光单元的位置，获得对象碰触导光板的上端面的触控点的位置信息，进而输出一对应的触控信号。

上述触控面板及导光板触控装置，均利用侦测对象碰触导光板时造成破坏内全反射的衰减信号，以获得碰触位置，然后输出一对应的触控信号。

技术实现要素：

为了改良已知在导光板进行内全反射内传播的触控装置，而提出本发明。

本发明的主要目的，在提供一种利用成像模块的光学触控装置，利用 一成像模块及一感光单元，就能方便使多个接触位置的影像成像在感光单元，形成对应多个接触位置的影像信息，进而产生对应的触控信号，不需侦测对象碰触导光板时造成破坏内全反射的衰减信号，直接利用对象碰触导光板的位置的影像产生触控信号。

本发明的另一目的，在提供一种利用成像模块的光学触控装置，只需利用一成像模块及一感光单元，就能达成使导光板具有触控功能，可节省触控装置的元件数量，大幅节省制造成本。

本发明利用成像模块的光学触控装置，包括：

一导光板，具有相平行的一上端面及一下端面；该上端面设有一操作区；

至少一光源，其射出的光线被导入该导光板内部，在该上端面及该下端面之间进行内全反射传播；

一成像模块，对应该操作区；该成像模块具有至少一反射成像曲面；

至少一感光单元，对应该成像模块；该操作区范围内射出的光线射入该成像模块后，被该至少一反射成像曲面成像在该至少一感光单元上，而使该至少一感光单元感测一对应该操作区范围内的影像信息；以及

一微处理器，电气连接该至少一感光单元；

其中当该至少一光源射出的光线被导入该导光板内部进行内全反射传播，且有至少一对象接触到该操作区范围内的至少一接触位置时，将破坏照射到该接触位置的光线的内全反射而被该对象反射，再经由内全反射传到该成像模块，通过该至少一反射成像曲面成像在该至少一感光单元上，而使该至少一感光单元感测一对应该至少一接触位置的影像信息；该微处理器侦测该至少一感光单元输出的该影像信息，依据该影像信息中该接至少一触位置的位置信息，获得该至少一对象接触该导光板的至少一接触位置的坐标信息，进而输出一对应的控制信号。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其成像模块结合该导光板；该至少一感光单元结合该成像模块。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其至少一光源发射的光线通过至少一导光单元被导入该导光板内。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其成像模块及该至少一光源及 该至少一导光单元分别设于该导光板的下方。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其至少一光源邻近该成像模块。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其导光板的上端面及下端面对应该操作区的外围设有吸光区域；射到该吸光区域的光线会被吸收，无法再于该导光板内进行全反射传播。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其吸光区域具有黑色粗糙结构；该至少一导光单元为截面为三角形的光学棱镜。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其成像模块具有一第一反射成像曲面及一第二反射成像曲面；射入该成像模块的光线依序经由该第一反射成像曲面及该第二反射成像曲面的反射成像在该至少一感光单元上；该至少一感光单元配置于该第一反射成像曲面及该第二反射成像曲面外侧或内侧其中之一。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其至少一感光单元为感光耦合元件或互补性氧化金属半导体元件其中之一。

本发明利用成像模块的光学触控装置，其导光板是由可导光的材料制成的可弯曲或不可弯曲板体其中之一。

本发明的有益效果是，利用一成像模块及一感光单元，就能方便使多个接触位置的影像成像在感光单元，形成对应多个接触位置的影像信息，进而产生对应的触控信号，不需侦测对象碰触导光板时造成破坏内全反射的衰减信号，直接利用对象碰触导光板的位置的影像产生触控信号。本发明只需利用一成像模块及一感光单元，就能达成使导光板具有触控功能，可节省触控装置的元件数量，大幅节省制造成本。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1为光线在本发明利用成像模块的光学触控装置的行进路径示意图。

图2为本发明利用成像模块的光学触控装置的示意图。

图3为本发明感光单元感测一对应接触位置的影像信息的示意图。

图4为本发明成像模块具有一反射成像曲面实施例的光路示意图。

图5为本发明成像模块具有第一反射成像曲面及第二反射成像曲面第一实施例的光路示意图。

图6为本发明成像模块具有第一反射成像曲面及第二反射成像曲面第二实施例的光路示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明利用成像模块的光学触控装置1，包括一导光板10、一成像模块20、至少一光源30、至少一导光单元40、至少一感光单元21及一微处理器50。至少一感光单元21电气链接微处理器50。

导光板10具有相平行的一上端面11及一下端面12。导光板10结合成像模块20。导光板10的上端面11对应成像模块20的物侧方，设有一操作区100。导光板10的上端面11及下端面12对应操作区100的外围设有吸光区域13。吸光区域13可具有黑色粗糙结构，使在导光板10的上端面11及下端面12内进行全反射的光线，射到吸光区域13后会被吸收，无法再于导光板1()内进行全反射传播。

本实施例，至少一光源30及导光单元40分别设于导光板10的下方。至少一光源30射出的光线31通过至少一导光单元40被导入导光板10内部，照射整个操作区100，在对应于操作区100范围内的上端面11及下端面12内进行全反射传播。

成像模块20结合导光板10设于操作区100范围外的下端面11的下方。成像模块20可为压克力、玻璃等透明材料制成，设有第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202。至少一感光单元21设于成像模块20的成像方，置于导光板10的下方。操作区范围100内射出的光线射入成像模块20后，依序通过第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的反射成像在至少一感光单元21上，而使至少一感光单元21感测一对应操作区范围100内的影像信息。本实施例，成像模块20邻近光源30。

当没有对象接触导光板10的操作区100时，光源30射出的光线31被导入导光板10内部，在上端面11及下端面12进行全反射传播，然后 射到操作区100外围的吸光区域13，被吸光区域13吸收，无法再于导光板10的上端面11及下端面12进行全反射传播，进而无法射到成像模块20。此时，因为没有光线射到成像模块20及感光单元21，因此感光单元21感测不到任何影像。

当至少一对象60接触导光板10的操作区100，光源51射出的光线31被导入导光板10内部，在对应于操作区100范围内的上端面11及下端面12进行全反射传播时，将射到对象60接触导光板10的操作区100的接触位置61；由于光线31射到对象60会产生破坏全反射的现象，使一部分被对象60散射的光线32于导光板10内朝向成像模块20进行内全反射传播，进而射到成像模块20，然后依序通过第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的反射成像在至少一感光单元21上，而使至少一感光单元21感测对应至少一接触位置61的影像信息；微处理器50侦测至少一感光单元21输出的影像信息，依据该影像信息中至少一接触位置61的位置信息，获得至少一对象60接触导光板10的至少一接触位置61的坐标信息，进而输出一对应的控制信号。

如图1、图2、图3所示，微处理器50侦测到感光单元21输出的影像信息70，依据该影像信息70中至少一接触影像71的位置信息，获得至少一对象60接触导光板10的至少一接触位置61的坐标(例如在x-y坐标)信息，进而输出一对应的控制信号。

如图4所示，成像模块可具有一反射成像曲面203的实施例，在接触位置61被反射的光线32，经由内全反射传到成像模块，通过一反射成像曲面203的反射成像在感光单元21上，而使该感光单元21感测一对应该接触位置61的影像信息。

如图5所示，成像模块可具有第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的第一实施例，在接触位置61被反射的光线32，经由内全反射传到成像模块，依序通过第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的反射成像在感光单元21上，而使该感光单元21感测一对应该接触位置61的影像信息。本实施例的感光单元21被设于第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的外侧。

如图6所示，成像模块可具有第一反射成像曲面201及第二反射成像 曲面202的第二实施例，在接触位置61被反射的光线32，经由内全反射传到成像模块，依序通过第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的反射成像在感光单元21上，而使该感光单元21感测一对应该接触位置61的影像信息。本实施例的感光单元21被设于第一反射成像曲面201及第二反射成像曲面202的内侧。

本发明的反射成像曲面可为内凹球面或非内凹球面的反射成像曲面。本发明也可于成像模块的表面设有至少一反射膜所形成至少一反射成像曲面。

本发明也可同时将多个光源射出的光线分别导入导光板内部进行全反射传播。但要使微处理器排除影像信息中对应光源或导光单元产生的影像。

本发明的导光板也可不需设置吸光区域。但要使微处理器排除影像信息中非对应接触位置的影像。

本发明使用的感光单元可为感光耦合元件(chargecoupleddevice，ccd)或互补性氧化金属半导体元件(complementarymetal-oxidesemiconductorsensor，cmossensor)；透明板可为透明的压克力板、树脂板或玻璃板等；导光板是由可导光的材料制成的可弯曲或不可弯曲板体，例如压克力板、树脂板或玻璃板等；导光单元可为截面为三角形的光学棱镜。

本发明利用单一成像模块及一感光单元，就能方便使多个接触位置的影像成像在感光单元，形成对应多个接触位置的影像信息，进而产生对应的触控信号，不需侦测对象碰触导光板时造成破坏内全反射的衰减信号，直接利用对象碰触导光板的位置的影像产生触控信号，是导光板触控装置相关技术上的一大突破。

本发明利用成像模块的光学触控装置，只需利用一成像模块及一感光单元，就能利用在导光板进行内全反射内传播的光线，达成触控功能，可节省触控装置的元件数量，大幅节省制造成本。

以上所记载的，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技术者运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明所主张的权利要求范围。