专利名称：触控模块及感测装置的制作方法
触控模块及感测装置
技术领域：
本发明是有关于一种触控模块(touch module)与感测装置，且特别是有关于一种光学式触控模块及感测装置。
背景技术：
触控面板依照其感测方式的不同而大致上可区分为电阻式触控面板、电容式触控 面板、光学式触控面板、声波式触控面板以及电磁式触控面板。由于光学式触控面板的触控 机制适合应用在大尺寸的显示面板中，因此，大尺寸显示面板的触控功能多半是通过光学 触控机制来达成。目前的光学式触控显示面板多半采用红外光作为光源，并利用互补金氧半导体光 传感器(CMOS optical sensor)来感测红外光。举例而言，已有制造商将能够发出红外光 的红外光发光二极管(IR-LED)以及互补金氧半导体光传感器整合为一外挂模块，并将两 个外挂模块组装于触控面板或导光板的二角落处。图IA为现有的外挂模块与导光板的示意图。如图IA所示，外挂模块110适于检 测导光板120上被散射的红外光Li，以获得触控信息。然而，由于外挂模块110与导光板 120之间存在空气间隙G，且空气间隙G的折射率与导光板120的折射率不同，故会使红外 光Ll在接口 I折射，进而使外挂模块110的收光角度Θ1被限制在小于90°范围内。如此 一来，外挂模块110便无法感测到来自区域A的红外光Ll，严重地影响到触控面板在区域A 的感测敏锐度。为解决上述收光角度θ 1过窄的问题，已有其它现有技术提出解决之道。图IB为 另一种现有的外挂模块与导光板的示意图。如图IB所示，通过将导光板130的表面Sl设计 为一曲面，来自导光板130的红外光Ll便不易在表面Sl折射，进而可以确保外挂模块110 接收到来自导光板130的不同入射方向的红外光Li。换句话说，图IB的设计能提升外挂模 块110的收光角度θ 1。不过，由于外挂模块110与导光板130是配置在框架(frame)上， 且外挂模块110与导光板130的相对位置是依据框架设计而决定，因此当框架的制造公差 较大时，将会造成外挂模块110与导光板130的对位精准度不佳的问题。
发明内容本发明提供一种触控模块(touch module)，其具有良好的感测敏锐度。本发明提供一种感测装置，其具有大范围的收光角度。本发明提出一种触控模块，其包括导光板、光学胶材以及触控感测模块。导光板具 有一端面以及多个光学面。触控感测模块配置于端面上。另外，触控感测模块包括感测组 件以及光源。感测组件通过光学胶材黏着在导光板的端面上。光源提供光线至导光板中， 且配置于光学面或端面上。感测组件适于接收经由导光板传递后的光线。在本发明的一实施例中，上述的光源配置于端面。在本发明的一实施例中，上述的光源配置于光学面。
在本发明的一实施例中，触控模块更包括一回溯反射组件(retro-reflector)。回 溯反射组件配置于上述光学面上以环绕导光板。在本发明的一实施例中，上述的导光板更具有一顶面。端面与这些光学面实质上 垂直于顶面。在本发明的一实施例中，上述的端面为一斜平面。在本发明的一实施例中，上述的光源包括非可见光光源，而感测组件包括非可见 光的感测组件。在本发明的一实施例中，上述的感测组件包括感测芯片、透镜组以及光学透镜。透镜组位于感测芯片与光学胶材之间。光学透镜配置于光学胶材与透镜组之间，其中光学镜 片具有一与光学胶材黏着的平面入光面以及一出光面，且出光面为一凹曲面。在本发明的一实施例中，上述的光学胶材的折射率与导光板的折射率实质上相 同。在本发明的一实施例中，上述的光学胶材的折射率介于1.4至1.6之间。在本发明的一实施例中，触控模块更包括触控信号读出电路，其中控信号读出电 路与感测组件电性连接。在本发明的一实施例中，上述的光源配置于光学面上，且光源为多个光条(light bar) ο除此之外，本发明还提出一种感测装置，其适于与导光板连接。感测装置包括感测 芯片、透镜组、光学胶材以及光学透镜。透镜组具有多个透镜，且位于感测芯片与导光板之 间。光学胶材具有第一黏着表面以及第二黏着表面。光学透镜配置于导光板与透镜组之间， 其中光学镜片具有一与光学胶材黏着的平面入光面以及一出光面，且出光面为一凹曲面。在本发明的一实施例中，感测装置更包括外壳。外壳承载上述透镜、光学透镜以及 感测芯片。在本发明的一实施例中，上述的外壳具有一黏着平面，且黏着平面与光学透镜的 平面入光面实质上切齐。在本发明的一实施例中，感测装置更包括信号读出电路。触控信号读出电路与感 测芯片电性连接。基于上述，由于本发明的实施例通过光学胶材将感测组件黏着在导光板上，故能 减少光线的接口折射以提升感测组件的收光角度，并藉此增加触控模块的感测敏锐度。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
图IA为现有的外挂模块与显示面板的示意图。图IB为另一种现有的外挂模块与显示面板的示意图。图2绘示为本发明第一实施例的触控模块的示意图。图3绘示为图2区域C的局部放大示意图。图4绘示为另一种触控模块的示意图。图5绘示为本发明第二实施例的触控模块的示意图。
主要组件符号说明110:外挂模块120、130、210 导光板200,300,400 触控模块220 光学胶材230、230，触控感测模块232、232，、332 感测组件232a、332a 感测芯片232b、332b 透镜组232c:光学透镜234,234'光源240:回溯反射组件250:触控信号读出电路260 感测装置262,362 外壳Ll 红外光L2 光线L3、L4:透镜A、C:区域B:角落D 斜切角d:方向F 手指G 空气间隙I:接口P 触控点Sl 表面S2 端面S3 光学面S4:平面入光面S5:出光面S6 黏着平面S7、S8:黏着表面S9 顶面θ 1、θ 2、θ 3:角度
具体实施方式
第一实施例图2绘示为本发明第一实施例的触控模块(touch module)的示意图，其中图2的上方为触控模块的剖面图，而图2的下方为触控模块的俯视图。请参照图2，本实施例的触 控模块200包括导光板210、光学胶材(optical glue) 220、触控感测模块230以及回溯反 射组件(retro-reflector) 240。导光板210具有一端面S2以及多个光学面S3。触控感测 模块230配置于端面S2上，且触控感测模块230包括感测组件232与光源234。除此之外， 导光板210更具有一顶面S9，且端面S2与光学面S3实质上垂直于顶面S9。另外，如图2 下方所示，端面S2为一斜平面。详细而言，本实施例的端面S2不与光学面S3平行或垂直。如图2所示，感测组件232通过光学胶材220黏着在导光板210的端面S2上，其中 光学胶材例如为感压胶。光源234与感测组件232连接，并提供光线L2至导光板210中。 回溯反射组件240配置于光学面S3上以环绕导光板210。回溯反射组件240将传递至光学 面S3的光线L2反射回端面S2，以使被反射的光线L2能被感测组件232接收。在本实施例中，导光板210例如为玻璃基板、塑料基板，或是其它适于传导光源 234所发出的光线的透明基板。除此之外，光源234例如为红外光光源或其它非可见光光 源，而感测组件242例如为用以感测红外光的红外光感测组件(IR sensor)或其它用以 感测非可见光的感测组件，其中红外光感测组件可为半导体光感测组件(CMOS optical sensor)。当导光板210上的触控点P被使用者的手指F或触控笔所触碰时，使用者的手指 F或触控笔会使部分光线L2散射，使得感测组件242在特定的水平入射角(例如角度θ 2) 所接收到的红外光强度降低，其中角度θ 2的范围是介于0°至90°。详细来说，当使用者 用手指F或触控笔触碰到导光板210时，触控点P附近的光线L2会被散射，且上述的散射 现象会使朝向回溯反射组件240传递的光线L2或是朝向感测组件232传递的光线L2的强 度减弱，进而使与感测组件232电性连接的触控信号读出电路250能据以推算出触控点P 的位置。请继续参照图2，本实施例的导光板210为矩形导光板，其中端面S2位于导光板 210的角落B，且端面S2为一平面。除此之外，导光板210在邻近感测模块230处具有斜切 角D。图3绘示为图2区域C的局部放大示意图。请参照图3，本实施例的感测组件232包 括感测芯片232a、透镜组232b以及光学透镜232c。感测芯片232a上包括多个成数组排列 的画素(未绘示)以感测光线L2的强度，且感测芯片232a与图2的触控信号读出电路250 电性连接。透镜组232b位于感测芯片232a与光学胶材220之间，且透镜组232b包括多个 透镜L3。光学透镜232c配置于光学胶材220与透镜组232b之间，其中光学镜片232c例如为平凹透镜。详细来说，本实施例的光学镜片232c具有一与光学胶材220黏着的平面入光 面S4以及一出光面S5，且出光面S5为一凹曲面。另外，在本实施例中，光学胶材220与感测组件232组成一感测装置260，且光学 胶材220具有黏着表面S7、S8。黏着表面S7黏在导光板210上，而黏着表面S8黏在平面 入光面S4上。除此之外，感测装置260还包括外壳262。外壳262承载透镜L3、光学透镜 232c以及感测芯片232a。外壳262具有一黏着平面S6，且黏着平面S6与光学透镜232c的 平面入光面S4实质上切齐。另外，外壳262的黏着平面S6与光学胶材220的黏着表面S8 接触。本实施例可采用折射率与导光板210相近的光学胶材220，举例来说，光学胶材 220的折射率介于1. 4至1. 6之间，而导光板210的折射率介于1. 4至1. 6之间。其中导光 板210可为折射率为1. 49的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(即压克力)或折射率为1. 58的聚碳酸酯(PC)。当光学胶材220的折射率与导光板210的折射率相近时，光线L2在通过光学 胶材220与导光板210的接口时所产生的折射现象便会被抑制，故感测装置260的收光角 度θ 3便不会因折射现象而被缩减。请继续参照图3，光线L2由平面入光面S4进入光学镜片232c，并从出光面S5出射 进入透镜组232b。另外，如图3所示，离开光学镜片232c的光线L2会被光学镜片232c偏 折，以使光线L2沿着近乎垂直感测芯片232a的方向(例如方向d)传递至感测芯片232a。 因此，本实施例的透镜组232b可不需具备超广角功能，由于透镜组232b不需具备超广角功 能，故透镜组232b的制造成本可以有效地降低，进而可以节省触控模块200的整体制作成 本。另一方面，由于感测组件232是通过光学胶材220黏着于导光板210的端面S2上，因 此感测组件232与导光板210在相对位置可以获得精密的控制，不会有现有对位精准度不 佳的问题。为使读者理解触控模块200中光学胶材220与光学透镜232c的功效，以下将针对 图3与图4进行比较。图4绘示为另一种触控模块的示意图。如图4所示，相较于图3的 感测组件232，图4中的触控模块300未设置有图3中所提及的光学胶材220以及光学透镜 232c，此时，来自于导光板210中的光线L2会在导光板210的端面S2被折射。从图4可清 楚得知，发生在导光板210的端面S2上的折射现象会导致感测组件332的收光角度θ 3变 小，通常，收光角度θ 3会因前述的折射现象而被限制在小于90°的范围内。在本实施例 中，为了增加感测组件332的收光角度θ 3，图3的光学胶材220与光学镜片232c确实能使 部分大角度入射的入射光线L2被感测芯片232a所感测。换言之，光学胶材220与光学镜 片232c的搭配提升了感测组件232的收光角度θ 3。此外，光学胶材220与光学镜片232c 的使用可以有效降低投资在透镜组232b上的成本。第二实施例图5绘示为本发明第二实施例的触控模块的示意图，其中图5的上方为触控模块 的剖面图，而图5的下方为触控模块的俯视图。请参照图5，本实施例的触控模块400与图 2的触控模块200类似，惟二者主要差异之处在于触控模块400未采用图2的回溯反射组 件240，而是将光源234’直接配置于光学面S3上，其中光源234’为多个光条(light bar)。如图5所示，光源234’适于提供光线L2至导光板210中，且感测组件232’适于 接收经由导光板210传递后的光线L2。当使用者用手指F或触控笔触碰到导光板210时， 触控点P附近的光线L2会被散射，且上述的散射现象会使朝向感测组件232’传递的光线 L2的强度减弱，进而使与感测组件232’电性连接的触控信号读出电路250能据以推算出触 控点P的位置。由于本实施例的触碰模块400不需要采用回溯反射片240亦可判断触碰点 P的位置，故能节省触控模块400的制作成本。综上所述，由于本发明的实施例通过光学胶材将感测组件黏着在导光板上，故能 减少光线的接口折射并且提升感测组件的收光角度。另外，本实施例的感测组件与导光板 在组装上无须框架的辅助，故组装精准度较高。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明 的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
一种触控模块，包括一导光板，具有一端面以及多个光学面；一光学胶材；一触控感测模块，包括一感测组件，其中该感测组件通过该光学胶材黏着在该导光板的该端面上；以及一光源，该光源提供一光线至该导光板中，且该感测组件适于接收经由该导光板传递后的光线。
2.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光源配置于该端面。
3.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光源配置于所述光学面。
4.根据权利要求2所述的触控模块，其特征在于，更包括一回溯反射组件，配置于所述 光学面上以环绕该导光板。
5.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该导光板更具有一顶面，该端面与所 述光学面实质上垂直于该顶面。
6.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光源包括一非可见光光源。
7.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该感测组件包括 一感测芯片；一透镜组，位于该感测芯片与该光学胶材之间；以及一光学透镜，配置于该光学胶材与该透镜组之间，其中该光学镜片具有一与该光学胶 材黏着的平面入光面以及一出光面，且该出光面为一凹曲面。
8.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光学胶材的折射率与该导光板的 折射率实质上相同。
9.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，该光学胶材的折射率介于1.4至1. 6 之间。
10.根据权利要求1所述的触控模块，其特征在于，更包括一触控信号读出电路，与该 感测组件电性连接。
11.根据权利要求3所述的触控模块，其特征在于，该光源配置于所述光学面上，且该 光源为多个光条。
12.—种感测装置，适于与一导光板连接，该感测装置包括 一感测芯片；一透镜组，该透镜组具有多个透镜，位于该感测芯片与该导光板之间； 一光学胶材，具有一第一黏着表面以及一第二黏着表面；以及 一光学透镜，配置于该导光板与该透镜组之间，其中光学镜片具有一与该光学胶材黏 着的平面入光面以及一出光面，且该出光面为一凹曲面。
13.根据权利要求12所述的感测装置，其特征在于，更包括一外壳，该外壳承载所述透 镜、该光学透镜以及该感测芯片。
14.根据权利要求13所述的感测装置，其特征在于，该外壳具有一黏着平面，且该黏着 平面与该光学透镜的该平面入光面实质上切齐。
15.根据权利要求12所述的感测装置，其特征在于，该光学胶材的折射率与该导光板 的折射率实质上相同。
16.根据权利要求12所述的感测装置，其特征在于，该光学胶材的折射率介于1.4至 1.6之间。
17.根据权利要求12所述的感测装置，其特征在于，更包括一触控信号读出电路，与该 感测芯片电性连接。
全文摘要
一种触控模块，其包括导光板、光学胶材以及触控感测模块。导光板具有一端面以及多个光学面。触控感测模块配置于端面上。触控感测模块包括感测组件以及光源。感测组件通过光学胶材黏着在导光板的端面上。光源提供光线至导光板中。光源配置于光学面或端面上，且感测组件适于接收经由导光板传递后的光线。在此亦提出一种感测装置。
文档编号G06F3/042GK101840289SQ20101016550
公开日2010年9月22日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者简智伟, 蔡卲瑜 申请人:友达光电股份有限公司