使光线被导入导光板进行内全反射的结构的制作方法
【专利摘要】本发明关于一种使光线被导入导光板进行内全反射的结构，包括一导光板及一棱镜；棱镜与导光板一体成形或通过一光学胶层相结合；棱镜的水平端面平行导光板的上端面及下端面；棱镜的水平端面及斜端面之间最大的角度仅有约20度，可大幅缩短棱镜的厚度，符合电子产品追求轻薄短小的需求；通过特别形状的棱镜及通过棱镜及导光板之间特别的配置方式，使光源以任何角度射向棱镜的光线，大部分被导入导光板进行内全反射(Total internal reflection，TIR)传播，因此即使用较低功效的光源，也能让在导光板进行内全反射的光线达到足够被侦测的强度；且不需费时费力的调整射到棱镜的光线的角度。
【专利说明】使光线被导入导光板进行内全反射的结构
【技术领域】
[0001]本发明是有关利用导光板的触控装置，尤其是有关使光线被导入导光板进行内全反射的结构。
【背景技术】
[0002]有许多结合导光板的触控装置，例如美国专利US7432893B2，揭示一种基于被破坏内全反射的输入设备(Input device based on frustrated total internal reflect1n),是将两个以上的光源发出的光线分别射入透明板内，进行内全反射传播光线被设于光源对面围绕于透明板周边的光侦测阵列所侦测；当一物件接触透明板的表面时，光线在透明板内的内全反射将会被破坏，每一接触将使在透明板内传播的二条以上的光线被侦测的信号变弱，致使连接的处理可确定接触的位置和面积大小。
[0003]上述美国专利US7432893B2中的光源发出的光线需通过棱镜以特定角度射入透明板内，才能在透明板内进行内全反射传播，该角度的调整很费人力及时间，且光源投射光线的角度也受到严格的限制。
[0004]又如美国公开专利20130021302，揭示一种用于光学触控装置的光连接器(OPTICAL COUPLER FOR USE IN AN OPTICAL TOUCH SENSITIVE DEVICE)，是利用光连接器(Optical coupler)结合导光板,使光源及侦测器相对于导光板可任何方向的配置。
[0005]但上述美国公开专利20130021302中配置的各种光连接器具有较大的体积，将使电子产品的重量及体积变大，不符合电子产品追求轻薄短小的需求；且光源射入光连接器的光线的角度仍受到限制，并非以多种角度射入光连接器的光线，均会被光连接器导入导光板内进行内全反射传播。
【发明内容】
[0006]为了改良现有光线被导入导光板进行内全反射(Total internal reflect1n,TIR)的结构，而提出本发明。
[0007]本发明的主要目的，在提供一种使光线被导入导光板进行内全反射的结构，通过特别形状的棱镜及通过棱镜及导光板之间特别的配置方式，使光源以任何角度射向棱镜的光线，大部分被导入导光板进行内全反射传播，因此即使用较低功效的光源，也能让在导光板进行内全反射的光线达到足够被侦测的强度；且不需费时费力的调整射到棱镜的光线的角度。
[0008]本发明的另一目的，在提供一种使光线被导入导光板进行内全反射的结构，棱镜的水平端面及斜端面之间最大的角度仅有约20度，因此可大幅缩短棱镜的厚度，使棱镜具有较小的体积，符合电子产品追求轻薄短小的需求。
[0009]本发明的使光线被导入导光板进行内全反射的结构，包括:
[0010]一个导光板，具有互相平行的一上端面及一下端面；
[0011]一个棱镜，具有一水平端面、一垂直端面、一斜端面及两侧端面；该水平端面的两端分别连接该垂直端面及该斜端面；该两侧端面分别连接该水平端面、该垂直端面及该斜端面；该水平端面与该垂直端面互相垂直；该水平端面与该斜端面之间的角度为10度至20度之间；
[0012]其中该棱镜与该导光板一体成形或通过一光学胶层相结合其中之一；该棱镜的水平端面平行该导光板的上端面及下端面；以使一光源发出的光线穿过该垂直端面后，直接由该上端面射入该导光板内，或被该斜端面反射后，再由该上端面射入该导光板内；然后在该导光板的上端面及下端面之间进行内合反射传播；即使有些无法在该导光板内进行内全反射传播的光线，由该导光板射入该棱镜内后，会被该斜端面反射而再被该棱镜导入该导光板内进行全反射传播。
[0013]本发明的其他目的、功效，请参阅图式及实施例，详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明使光线被导入导光板进行内全反射的结构的示意图。
[0015]图2为本发明棱镜的外观示意图。
[0016]主要元件符号说明
[0017]I使光线被导入导光板进行内全反射的结构
[0018]10导光板 11上端面
[0019]12下端面13侧端面
[0020]14光学胶层
[0021]20棱镜 21水平端面
[0022]22垂直端面23斜端面
[0023]24侧端面 Θ角度
[0024]30光源 31光线
【具体实施方式】
[0025]如图1和图2所示，本发明使光线被导入导光板进行内全反射的结构1，包括一导光板10及一棱镜20。
[0026]导光板10具有互相平行的一上端面11及一下端面12 ;导光板10侧边的周缘形成侧端面13。导光板10是由可导光的材料制成的可弯曲或不可弯曲板体，例如亚克力板、树脂板或玻璃板等。
[0027]棱镜20具有一水平端面21、一垂直端面22、一斜端面23及两侧端面24。水平端面21的两端别连接垂直端面22及斜端面23 ;两侧端面24分别连接水平端面21、垂直端面22及斜端面23。水平端面21与垂直端面22互相垂直；水平端面21与斜端面23之间的角度Θ约为10度至20度之间，最佳为15度。
[0028]棱镜20的水平端面21平行导光板10的上端面11及下端面12 ;棱镜20可与导光板10 —体成形，且棱镜20的水平端面21连接导光板10的上端面11或下端面12。棱镜20也可被置于导光板10的上端面11的上方或下端面12的下方，且棱镜20的水平端面21通过一光学胶层14结合导光板10的上端面11或下端面12 ;光学胶层14、导光板10和棱镜20具有相同的光折射率。
[0029]光源30被置于棱镜20的垂直端面22的侧边或抵靠垂直端面22 ;光源30发出的光线31穿过垂直端面32后，直接由上端面11射入导光板10内，或被斜端面23反射后，再由上端面11射入导光板10内；然后在导光板10的上端面11及下端面12之间进行内合反射传播，即使有些无法在导光板10内进行内全反射传播的光线31,由导光板10射入棱镜20内后，会被斜端面23反射而再被棱镜20导入导光板10内进行全反射传播。
[0030]本发明通过特别形状的棱镜20及通过棱镜20及导光板10之间特别的配置方式，使光源30以任何角度射向棱镜20的光线31，大部分被导入导光板10进行内全反射传播，因此即使用较低功效的光源30，也能让在导光板10进行内全反射的光线31达到足够被侦测的强度；且不需费时费力的调整射到棱镜20的光线31的角度。
[0031]本发明棱镜20的水平端面21及斜端面23之间最大的角度仅有约20度，因此可大幅缩短棱镜20的厚度，使棱镜20具有较小的体积，符合电子产品追求轻薄短小的需求，能有效改良现有光线被导入导光板进行内全反射的结构。
[0032]以上所记载，仅为利用本发明技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本发明所为的修饰、变化，皆属本发明所主张的专利范围。
【权利要求】
1.一种使光线被导入导光板进行内全反射的结构，其特征在于，包括: 一个导光板，具有互相平行的一上端面及一下端面； 一个棱镜，具有一水平端面、一垂直端面、一斜端面及两侧端面；该水平端面的两端分别连接该垂直端面及该斜端面；该两侧端面分别连接该水平端面、该垂直端面及该斜端面；该水平端面与该垂直端面互相垂直；该水平端面与该斜端面之间的角度为10度至20度之间； 其中该棱镜与该导光板一体成形或通过一光学胶层相结合其中之一；该棱镜的水平端面平行该导光板的上端面及下端面；以使一光源发出的光线穿过该垂直端面后，直接由该上端面射入该导光板内，或被该斜端面反射后，再由该上端面射入该导光板内；然后在该导光板的上端面及下端面之间进行内合反射传播；即使有些无法在该导光板内进行内全反射传播的光线，由该导光板射入该棱镜内后，会被该斜端面反射而再被该棱镜导入该导光板内进行全反射传播。
2.如权利要求1所述的使光线被导入导光板进行内全反射的结构，其特征在于，该水平端面与该斜端面之间的角度为15度。
3.如权利要求1所述的使光线被导入导光板进行内全反射的结构，其特征在于，该棱镜的水平端面被选择通过该光学胶层结合该导光板的上端面或下端面其中之一。
4.如权利要求2所述的使光线被导入导光板进行内全反射的结构，其特征在于，该棱镜的水平端面被选择通过该光学胶层结合该导光板的上端面或下端面其中之一。
5.如权利要求1、2、3或4所述的使光线被导入导光板进行内全反射的结构，其特征在于，该导光板是由可导光的材料制成的可弯曲板体或不可弯曲板体其中之一。
6.如权利要求1、2、3或4所述的使光线被导入导光板进行内全反射的结构，其特征在于，该导光板是玻璃板。
【文档编号】F21V13/02GK104281333SQ201410283215
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2013年7月4日
【发明者】林志雄 申请人:时代光电科技股份有限公司