专利名称：触控模块总成及其使用的显示器结构的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种触控模块总成及其使用的显示器结构，特别是关于一种平面显示器所使用的触控模块总成及其使用的显示器结构。
背景技术：
近年来，由于平面显示器的制造成本显著降低，因此平面显示器逐渐成为家庭电视及计算机用屏幕的主流。此外，因为平面显示器较传统上使用阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)的电视更加轻、薄，因此，在火车站、医院、便利商店或电影院等公共场所，可以发现越来越多的平面显示器，该平面显示器不但可用于显示讯息，还可用于广告的目的，商业上的应用可说是越来越广泛。随着人们对电子设备或平面显示器在功能上的要求日趋多样化，其相关的科技研发、制造技术也跟着的日新月异。例如，触控屏幕(Touch Screen)的需求，可以让人们方便操作计算机、手机、音响、冰箱或其它电子设备。藉由屏幕显示与屏幕按压操控方式，人们可以舍弃复杂的键盘、按键操作，屏幕清楚标示的图案与人性化的接口可同时达到显示与触控操作的目的。目前大尺寸触控屏幕(一般而言大于10. 1英寸为大尺寸)逐渐以光学式触控来取代传统的电阻式及电容式。而光学式的触控模块所需的组件较多，不易达到薄型化的要求；而且若要以常用的“三角定位法”来克服多点触控的“接触点重迭”或“侦测死角”问题， 则需要依靠多个光学传感器(可以是摄影机、照像机)以及较高等级的微控制器或计算芯片，才能精准地计算触控点，避免误判人们按压的触控点；因此触控屏幕的成本较高。因此，如何将降低光学触控功能的显示器结构之制造成本，且同时克服「三角定位法」的缺点，这是目前现有技术所无法达到的。
发明内容本实用新型主要目的在于降低显示器结构与触控模块总成的制造成本。本实用新型另一目的在克服光学式触控的“三角定位法”的“接触点重迭”或“侦测死角”问题。为了达成上述目的，本实用新型提供一种该触控模块总成，其包括至少一灯源模块及至少一光学传感器，灯源模块与光学传感器固定相接，且灯源模块为长轴型结构，可沿垂直轴向射出光线，灯源模块射出的光线构成一光投射面；光学传感器置于灯源模块轴向端部，且可实时拍摄光投射面周边的不透光物体。为了达成上述目的，本实用新型提供一种显示器结构，该显示器结构包括一液晶面板、至少一光学膜片、一导光板、一反射膜片、一前框、至少一可见光灯源、一背板及一前述的触控模块总成。其中，液晶面板、光学膜片、导光板及反射膜片依序以各侧面相邻靠而排列。导光板的侧边包括有入光面。前框设置于液晶面板外侧周边。前述的触控模块总成置于前框与液晶面板之间，从而触控模块总成中的灯源模块设置在前框与液晶面板之间，灯源模块为长轴型结构，且可沿垂直轴向射出光线，每个灯源模块射出的光线构成一光投射面，将这些灯源模块置于液晶面板的相异侧边，使这些光投射面与液晶面板互呈平行。光学传感器设置于前框内部角落处，且可实时拍摄光投射面周边的不透光物体，同时并输出多个影像信号。可见光灯源设置于导光板的入光面侧。背板设置于反射膜片的外侧面。如上所述的显示器结构，其中显示器结构还包括至少一影像处理模块，每一影像处理模块分别与一光学传感器相接，用以接收多个影像信号，并藉由分析计算这些影像信号而得到并输出至少一位置信号。如上所述的显示器结构，其中光学传感器为摄影机、照相机、电荷耦合组件或互补式金属氧化物半导体。如上所述的显示器结构，其中，该影像处理模块为微控制器、中央处理器或缩放控制器。如上所述的显示器结构，其中灯源模块射出的多条光线互为平行。如上所述的显示器结构，其中至少两灯源模块互呈垂直设置。如上所述的显示器结构，其中光学传感器的数目为两个，且分别设置于该液晶面板的两相对应之角落，或分别设置于该液晶面板的同一侧边之角落。如上所述的显示器结构，其中光学传感器的数目为三个或四个，且多个光学传感器不设置于同一直线。藉此，本实用新型的触控模块总成及其使用的显示器结构，可降低光学触控功能的显示器结构的制造成本，且同时克服“三角定位法”的缺点，不再发生多点触控的“接触点重迭”或“侦测死角”问题，且以较低的成本来达到精准地计算触控点、避免误判人们按压触控点的目的。
图1为本实用新型具有触控功能的显示器结构的第一实施例示意图。图2为本实用新型具有触控功能的显示器结构的触控感测示意图。图3为本实用新型具有触控功能的显示器结构的触控感测立体图。图4为本实用新型具有触控功能的显示器结构的触控感测功能方块图。图5为本实用新型具有触控功能的显示器结构的第二实施例示意图。图6为本实用新型第二实施例的显示器结构的触控感测示意图。标识说明1、2:显示器结构10,20 触控模块总成11,21 光学传感器12、22 光学膜片13、23 灯源模块131,231 灯罩132、232:导光条14 影像处理模块15、25 液晶面板[0034]16,26 导光板17、27 背板17A 入光面171、271 反射膜片18、28 前框19,29 可见光灯源9 计算机H1、H2、H3:手指P1、P2、P3:触控点Sa、S3、Sv 影像信号SP1、SP1、SP2 位置信号。
具体实施方式
请参阅图1，图1所示为本实用新型具有触控功能的显示器结构的第一实施例示意图。如图1所示，一个具有触控功能的显示器结构1，其包括一个前框18、一个液晶面板 15、两层光学膜片12、一个导光板16、一层反射膜片171、一个触控模块总成10、一个可见光灯源19及一个背板17。其中，触控模块总成10包括二个灯源模块13及一个光学传感器11。液晶面板15、 光学膜片12、导光板16及反射膜片171依序由上至下，分别以各侧面相邻靠而上下排列。 导光板16的左侧边包括一个入光面17A，可见光灯源19设置于导光板16的入光面17A侧。 这样，可见光灯源19发射出的可见光光线，向右投射至导光板16内部，然后导光板16将光线导引向上，光线依序经过两层光学膜片12后，进入液晶面板15，以作为液晶面板15的背光源，人们从液晶面板15的外侧(即图1的上方)即可看见液晶面板15所显示的影像视讯画面。导光板16的目的在于导引光线，使射入的可见光光线均勻地由导光板16的上表面(通常称为“出光面”)射出。光学膜片12可分别为扩散板与增亮膜。扩散板的目的在于将光线均勻地扩散混光，增亮膜的目的在于将扩散混光后的光线收敛聚集，使其在出光视角上具有较佳的光强度。反射膜片171的目的在于将往下射出导光板16的残余光线再度反射回导光板16内，增加光线能量的回收利用率。前框18设置于液晶面板15上方外侧周边，背板17设置于反射膜片171的外侧面 (亦即该显示器结构的最下方)，前框18与背板17分别上下地将该显示器结构1内的组件夹持，用以固定其内部的组件，避免分离、脱落。请再同时参阅图1、图2与图3，图2所示为本实用新型具有触控功能的显示器结构的触控感测示意图，图3所示为本实用新型具有触控功能的显示器结构的触控感测立体图。其中，触控模块总成10的两灯源模块13均为长轴型结构，且置于前框18与液晶面板 15之间。光学传感器11置于两个灯源模块13的轴向端部之处，且光学传感器11的两侧可分别与两个灯源模块13固定相接，或者只与一个灯源模块13固定相接。如图1所示，灯源模块13系进一步由一个灯罩131及一个导光条132组成，且灯罩131围绕包覆于导光条132的轴向侧边，藉由灯罩131对光线的反射与导光条132对光线的导引，灯源模块13可沿垂直轴向射出光线。如图2所示，在左上方的触控模块总成10 中，两个灯源模块13分别置于液晶面板15的任意两垂直的侧边，且上侧边的灯源模块13 的长轴呈左右方向设置，其光线沿垂直于该长轴的方向朝下射出；左侧边的灯源模块13的长轴呈上下方向设置，其光线沿垂直该长轴朝右射出。右下方的触控模块总成10则仅设置一个灯源模块13，且其灯源模块13位于液晶面板15的下侧边，且灯源模块13的长轴呈左右方向设置，其光线垂直于该长轴的方向朝上射出。故左侧边的灯源模块13所射出的光线分别与上侧边、下侧边的灯源模块13射出的光线垂直。每一灯源模块13射出的多条光线会构成一个光投射面(图中未标示)。将这些灯源模块13设置于液晶面板15的上侧边、下侧边与左侧边，则上、下侧边的灯源模块13的光投射面为上下方向的投射，左侧边的灯源模块13的光投射面由左往右投射。而且，上、下侧边、左侧边的灯源模块13所射出的多条光线均与液晶面板15平行，也就是说，这些光投射面与液晶面板15互呈平行。在较佳实施例中，灯源模块13是藉由发光二极管(Light Emitting Diode, LED) 发射红外线anfrared)频段的不可见光，不可见光垂直灯源模块13的长轴方向射出。在其它实施例中，灯源模块13也可以是藉由冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamps, CCFL)射出光线。光学传感器11置于前框18内部的液晶面板15角落之处，用以实时地拍摄光投射面周边的不透光物体。一般而言，通常会藉由人的手指H1、H2、H3达到触控的目标。因此， 如图2和图3所示，图中不透光物体为人的手指H1、H2、H3，手指H1、H2、H3所按压的位置分别为触控点P1、P2、P3。本实用新型藉由光学感测的方式侦测人的手指HI、H2、H3的位置， 进而得到该触控点PI、P2、P3的位移变化、速度变化，用以控制、操作电子设备的软件或硬件。其感测的原理为利用光学传感器11实时地拍摄液晶面板15周边的光投射面，人的手指H1、H2、H3因为不透光而阻断光线，因两灯源模块13的光线投射方向互相垂直，所以可由光学传感器11侦测得到触控点P1、P2、P3其相对应的纵坐标与横坐标。因此不论手指HI、 H2、H3移到液晶面板15上的任何一位置，均可得以侦测。在较佳实施例中，光学传感器11可为摄影机、照相机、电荷耦合组件(Charge Coupled Device, CCD)或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)。一般而言，触控点过多通常容易造成侦测不准、坐标误判。如图2所示，因为手指 Hl的触控点Pl与该手指H2的触控点P2具有相同的水平高度，因此若仅靠左侧边的光学传感器11，必然会有误判或无法辨识的状况。所以在图2和图3所示的本实方式中，即通过第二个，甚至第三个光学传感器11来补偿其误差，消除误判或无法辨识的机率，提高精准度， 并使判读的坐标更精准。再来，请再同时参阅图4，图4所绘示为本实用新型具有触控功能的显示器结构的触控感测功能方块图。显示器结构1除了三个光学传感器11之外，还在其内部包括三个影像处理模块14。当三个光学传感器11实时地拍摄该光投射面周边的手指H1、H2、H3时，即可相对应产生并输出多个影像信号S α、S β、S Ψ。每个影像处理模块14分别与一个光学传感器11相接，用以分别接收不同的影像信号Sa、Si3、SV。然后，其中两个影像处理模块14将信号汇整至第三个影像处理模块14，再藉由分析、计算这些影像信号S α、S β、S Ψ， 得到并输出至少一个位置信号SP1、SP2、SP3。当外部的计算机9 (或其它任意电子设备)接收到不同时间的位置信号SP1、SP2、SP3之后，即可通过计算机9的软件来操控特定的电
子设备。在较佳实施例中，影像处理模块14可为微控制器(Micro Controller Unit，MCU)、 中央处理器(Central Processing Unit,CPU)或缩放控制器(Scalar) 0藉此，人们即可利用本实用新型显示器结构1的触控功能来控制计算机9或其它特定的电子设备，且具有更高的精准度，更低的误判机率，并可容许同时用多个手指H1、H2、H3按压多个触控点P1、P2、 P3，非常方便。本实用新型还有其它实施例，请同时参阅图5和图6，图5所示为本实用新型具有触控功能的显示器结构的第二实施例示意图，图6所示为本实用新型第二实施例的显示器结构的触控感测示意图。如图5和图6所示，显示器结构2包括一个前框观、一个液晶面板 25、两层光学膜片22、一个导光板沈、一层反射膜片271、一个触控模块总成20、一个可见光灯源四及一个背板27。其中，每个触控模块总成20均包括一个灯源模块23及一个光学传感器21，灯源模块23由一个灯罩231及一个导光条232组成。在此，与前述实施例相似的结构便不再赘述。其中，灯源模块23仅设置两个，分别位于显示器结构2的两条相对侧边。可见光灯源四为冷阴极荧光灯管。还有，本实施例仅设置两光学传感器21，因此成本低，但仍能维持一定的侦测质量，不会产生过大的侦测误差。藉此，本实用新型具有触控功能的显示器因为采用一种非接触式的测量方式，故不会降低屏幕的亮度，且可让使用者以手或是任意介质(如笔等)代替按压式的触控屏幕， 非常方便。还有，本实用新型无需使用昂贵的电容式、电阻式触控系统，因此可节省制造成本，具有实用的商业价值。虽然本实用新型已以具体实施例揭露如上，然其所揭露的具体实施例并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，其所作之更动与润饰皆属于本实用新型之范畴，本实用新型之保护范围当视权利要求范围所界定者为准。
权利要求1. 一种触控模块总成(10、20)，其特征在于该触控模块总成(10、20)包括 至少一灯源模块(13、23)，所述灯源模块(13、23)为长轴型结构，且可沿垂直于所述灯源模块(13、23)的轴向射出光线，所述灯源模块(13、23)射出的多条光线构成一个光投射至少一光学传感器(11、21)，所述光学传感器(11、21)设置于所述灯源模块(13、23)的轴向端部之处，且可实时拍摄该光投射面周边的不透光物体。
2.如权利要求1所述的触控模块总成，其中所述灯源模块(13、23)与所述光学传感器 (11、21)固定相接。
3.一种显示器结构，包括一液晶面板(15、25)；至少一光学膜片(12、22);一导光板(16J6)，该导光板(16J6)的侧边包括有一入光面(17A)；一反射膜片(171、271);该液晶面板(1、2)、该光学膜片(12、22)、该导光板(1636)及该反射膜片(171、271)依序以各侧面相邻靠排列；一前框(18、观)，该前框(18、28)置于该液晶面板(1、2)的外侧周边；其特征在于所述显示器结构还包括至少一权利要求1所述的触控模块总成(10、20)，该触控模块总成(10、20)置于该前框 (18、观)与该液晶面板(1、2)之间，且该灯源模块(13、23)置于该液晶面板(1、2)的侧边， 使所述光投射面与该液晶面板(1、2)互呈平行，所述光学传感器(11、21)置于该前框(18、 28)内部角落处，且可输出多个影像信号；至少一可见光灯源(19、四)，所述可见光灯源(19、四)设置于该导光板(16、沈)的入光面侧；一背板(17、27)，设置于该反射膜片(171、271)的外侧面。
4.如权利要求3所述的显示器结构，其中还包括有至少一影像处理模块(14)，所述影像处理模块(14)设置于该显示器结构内，且分别与一个所述光学传感器(11、21)相接。
5.如权利要求3所述的显示器结构，其中所述光学传感器(11、21)为摄影机、照相机、 电荷耦合组件或互补式金属氧化物半导体。
6.如权利要求3所述的显示器结构，其中该影像处理模块(14)为微控制器、中央处理器或缩放控制器。
7.如权利要求3所述的显示器结构，其中所述灯源模块(13、23)射出互为平行的光线。
8.如权利要求3所述的显示器结构，其中至少两个所述灯源模块(13)互呈垂直设置。
9.如权利要求3所述的显示器结构，其中所述光学传感器(11、21)的数目为两个，且分别设置于该液晶面板(15、25)的两相对应之角落，或分别设置于该液晶面板(15、25)的同一侧边之角落。
10.如权利要求3项所述的显示器结构，其中所述光学传感器(11、21)的数目为三个或四个，且各所述光学传感器(11、21)不设置于同一直线。
专利摘要本实用新型提供一种触控模块总成及其使用的显示器结构。触控模块总成(10)包括至少一灯源模块(13)及至少一光学传感器(11)，灯源模块与光学传感器固定相接，且灯源模块为长轴型结构，可垂直于轴向射出光线，灯源模块射出的光线构成一光投射面，该光学传感器置于灯源模块轴向端部，且可实时拍摄光投射面周边的不透光物体。触控模块总成可设置在一个显示器结构内，用以达到接触控制的目的。本实用新型的触控侦测准确、误差率低且制造成本低。
文档编号G02F1/133GK202145300SQ20112008713
公开日2012年2月15日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者吴季庭, 林心薇, 郑惟仁 申请人:冠捷投资有限公司