专利名称：用于光学式触控系统内的带状光源的制作方法
用于光学式触控系统内的带状光源
技术领域：
本发明关于一种带状光源(Strip-like light source)，并且特别地，本发明关于 一种用于光学式触控系统(optical touch system)的带状光源。
背景技术：
由于触控式荧幕(touch screen)能让操作者直觉地透过接触方式进行相对显示 器的坐标输入的优点，触控式荧幕已成为现今显示器常见配置的输入装置。触控式荧幕以 广泛地应用于各类具有显示器的电子产品中，例如，显示器、笔记本电脑、平板电脑、自动柜 员机、销售点终端机、游客导览系统、工业控制系统等。除了传统电阻式、电容式等操作者必须接触的触控荧幕外，利用摄像元件 (image-capturing device)让操作者无需真正接触到显示器的坐标输入方式也已被采用。 利用摄像元件的非接触式触控系统(或称为光学式触控系统)的相关先前技术请见美国专 利公告号第4，507，557号专利，在此不多做赘述。上述以光学影像方式，达成物体位置判断 的光学式触控系统除可应用于触控荧幕外，也可以应用于触控绘图板、触控控制器等。光学式触控系统的运作原理是当物体或手指触碰配置光学式触控系统的荧幕 (或触控绘图板、触控控制器)时，手指或物体会挡住光学式触控系统中架设于荧幕(或触 控绘图板、触控控制器)的边缘的光源或反光元件而造成阴影。所以，摄像元件将会侦测到 一个相对暗的讯号(影像)。藉由阴影与摄像元件的连线建立的角函数方程式，经由程序的 运算，即能求出手指或物体的位置。通常光学式触控系统会有两个以上的摄像元件，建立至 少两个角函数方程式，以求得至少一个关于手指或物体的位置的解。但是，若手指或物体对 光源所造成的阴影不够明显时，则前述的方程式可能无法建立，而导致无法求得手指或物 体的位置。导致摄像元件无法侦测到明显的阴影的原因有很多，但其中一个重要的原因为 光源的亮度或光均齐度不符合系统的需求。请参阅图1，传统的光学式触控系统1的部分元件示意地绘示于图1中。一般而 言，该光学式触控系统1配置荧幕、触控绘图板或触控控制器上。该光学式触控系统1具有 指示空间Si。该指示空间Sl即位于该光学式触控系统1所配置的荧幕、触控绘图板或触控 控制器的上方。如图1所示，该光学式触控系统1包含安装在该指示空间Sl的两个角落位置的摄 像元件16、摄像元件18以及架设于该指示空间Sl的边缘上的光源10。当手指或物体遮蔽 该光源10或反光元件(设置于指示空间Sl周围、未绘示于图1中)而造成阴影时，这些摄 像元件(16、18)将会侦测到一个相对暗的讯号(影像)。同样示于图1，该光源10包含发光元件12 ( —般采用发光二极体)以及导光元件 14。该发光元件12安装在该导光元件14的一端。该发光元件12被驱动以发射光线至该 导光元件14内。该导光元件14将该发光元件12所发射的光线导向该指示空间Si。也有 光源在导光元件的两端皆安装一颗发光二极体的设计。显而易见，当该指示空间S的尺寸 大到一定程度时(例如，23.6时)，则习知的光源10的架构会有亮度不够(远离发光元件12处，亮度将会降低)且不均勻(因近发光元件12出光位置亮度较高，而远离发光元件12 处亮度将会降低，而导致光源10整体的光均齐度不佳)的状况。也有在该指示空间Sl的 较长边缘上架设两个光源10，如图1所示。但是，上述光源的亮度不够及亮度不均勻的问题 仍未获得解决。因此，本发明之一目的旨在提供一种用于光学式触控系统内的带状光源，以解决 习知的光源其亮度不够及亮度不均勻的问题。
发明内容根据本发明的一较佳具体实施例的带状光源，该带状光源用于光学式触控系统 内，该光学式触控系统具有指示空间，该指示空间具有第一平面方向，该带状光源包含带状 电路板、多个发光元件以及导光元件。该带状电路板上提供电路，该带状电路板具有第二 平面方向，该带状电路板安置于该指示空间的边缘处，该第二平面方向与该第一平面方向 平行；该多个发光元件沿着该带状电路板的延伸方向排列并且接合于该带状电路板的电路 上；该导光元件安置于该多个发光元件上或安置于该多个发光元件的上方，其中每一个发 光元件经由该带状电路板被驱动以发射光线并射向该导光元件，该光线被该导光元件导引 进而通过该指示空间。根据所述的带状光源，每一个发光元件具有一光覆盖区，该多个发光元件排列于 该带状电路板上致使每一个发光元件的光覆盖区与相邻的发光元件的光覆盖区部分重叠。根据所述的带状光源，该光线为红外线，每一个发光元件皆为红外线发光二极体。根据所述的带状光源，每一个红外线发光二极体的光覆盖区的夹角为125度。根据所述的带状光源，该电路板为软性电路板或织物电路。根据所述的带状光源，该带状光源进一步包含反射元件，该反射元件安置在该导 光元件的上表面以及远离该指示空间的侧表面，该反射元件用以反射该光线的部分光线进 入该导光元件。根据所述的带状光源，该带状光源进一步包含支撑构件，该多个发光元件的该电 路板以及该导光元件安装于该支撑构件。根据所述的带状光源，该反射元件与该支撑构件为同一元件。根据所述的带状光源，该多个发光元件中两相邻的发光元件之间的间距小于或等 于 10. 2mm。与习知的光源相比较，根据本发明的带状光源可以充分解决习知的光源其亮度不 够及亮度不均勻的问题。关于本发明的优点与精神可以藉由以下的具体实施方式
及附图得到进一步的了解。
图1是传统的光学式触控系统的部分元件示意图。图2A根据本发明的一较佳具体实施例的带状光源的示意图以及采用根据本发明 的带状光源的光学式触控系统的部分架构示意图。图2B是图2A中的带状光源沿A-A线的横截面视图。
图2C是图2A中的带状光源沿B-B线的横截面视图。
具体实施方式本发明提供一种用于光学式触控系统内的带状光源，以解决习知的光源其亮度不 够及光均齐度低的问题，以利摄像元件能侦测到明显的阴影。以下藉由对本发明的较佳具 体实施例的详细说明，藉以充分解说关于本发明的特征、精神、优点以及实施上的可行性。请参阅图2A、图2B及图2C，图2A根据本发明的一较佳具体实施例的带状光源20 的示意图及采用该带状光源20的光学式触控系统2的部分架构示意图。图2B是图2A中 该带状光源20沿A-A线的横截面视图。图2C是图2A中该带状光源20沿B-B线的横截面 视图。与传统的光学式触控系统相同，该光学式触控系统2配置于荧幕、触控绘图板或触控 控制器上。该光学式触控系统2具有指示空间S2。该指示空间S2即位于该光学式触控系 统2所配置的荧幕、触控绘图板或触控控制器的上方。如图2A所示，该光学式触控系统2包含安装在该指示空间S2的两个角落位置的 摄像元件观、摄像元件四。根据本发明的光源20安装于该指示空间S2的边缘。当手指或 物体遮蔽该光源20或反光元件(未绘示于图2A中)而造成阴影时，这些摄像元件(观、29) 将会侦测到一个相对暗的讯号(影像)。如图2B及图2C所示，根据本发明的较佳具体实施例的带状光源20包含带状电路 板22、多个发光元件M以及导光元件沈。该指示空间S2具有第一平面方向Ni，如图2B所 示。该带状电路板22上提供电路。该带状电路板22具有第二平面方向N2。该带状电路板 22安置于该指示空间S2的边缘处，致使该第二平面方向N2大体上与该第一平面方向m平 行。如图2C所示，该多个发光元件M沿着该带状电路板22的延伸方向排列，并且藉 由例如锡焊、导电膏等方式接合于该带状电路板22的电路上。该多个发光元件M并且藉 由该带状电路板22电连接至驱动电路(未绘示于图2C中)。每一个发光元件M经由该带 状电路板22被该驱动电路驱动以发射光线。同样示于图2B及图2C，该导光元件沈安置于该多个发光元件M上或安置于该多 个发光元件M的上方。每一个发光元件M经由该带状电路板22被驱动以发射光线并射 向该导光元件沈，该光线被该导光元件导引进而通过该指示空间S2。藉此，该带状光源20 可以提供高亮度且亮度均勻的光线通过该指示空间S2，以利这些摄像元件(观、29)能侦测 到明显的阴影。于一具体实施例中，该导光元件沈为带状导光元件。为了让根据本发明的带状光源20所提供的光线亮度更加均勻，于一具体实施例 中，每一个发光元件M各具有光覆盖区，也就是相对辐射强度大于50%的辐射区域。例如， 如图2C所示，每一个发光元件M具有夹角为θ的光覆盖区。并且，该多个发光元件M排 列于该带状电路板22上，致使每一个发光元件M的光覆盖区与相邻的发光元件M的光覆 盖区部分重叠。或者，相邻的发光元件M的光覆盖区紧邻，如图2C所示。于一具体实施例中，该光线为红外线，每一个发光元件M皆为红外线发光二极 体，例如，发射波长为850nm的红外线发射器或是发射波长为940nm的红外线发射器。也就 是说，该摄像元件观仅能对发光元件M所发射的红外线频谱有所感应。于实际应用中，每一个发光元件M可以采用红外线发光二极体未封装的裸晶，其光覆盖区的夹角可高达125度。藉此，根据本发明的带状光源20所采用发光源元件M的 总颗数可以减少，并且根据本发明的带状光源20的厚度也可以缩小。于一具体实施例中，该电路板20可以是软性电路板或织物电路，以利缩小根据本 发明的带状光源20的体积。同样示于图2B及图2C，根据本发明的另一较佳具体实施例的带状光源20，进一步 包含反射元件27。该反射元件27安置在该导光元件沈的上表面以及远离该指示空间S2 的侧表面。该反射元件27用以反射该光线的部分光线进入该导光元件沈，藉以增加通过该 指示空间S2的光线的强度。于一具体实施例中，如图2C所示，该多个发光元件M中两相邻的发光元件M之 间的间距d为固定的间距。于另一具体实施例中，该多个发光元件M中两相邻的发光元件 24之间的间距d为非固定的间距。同样示于图2B及图2C，根据本发明的另一较佳具体实施例的带状光源20，进一步 包含支撑构件27。该多个发光元件M的该带状电路板22以及该导光元件沈安装于该支 撑构件27。于实际应用中，该反射元件27与该支撑构件27为同一元件，简言之，该支撑构 件27反射该导光元件沈所导出的部分光线进入该导光元件26。于一应用例中，该支撑构件27的内缘具有约4mm的高度t，该多个发光元件M中 两相邻的发光元件M之间的间距d小于或等于10. 2mm,藉此，该带状光源20能提供亮度均 勻光线。明显地，藉由以上对本发明的详细描述，可以清楚地了解根据本发明的带状光源 可以提供高亮度以及光均齐度的光线，以利光学式触控系统的摄像元件能侦测到明显的阴影。本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。 必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和 范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。
权利要求
1.一种带状光源，该带状光源用于光学式触控系统内，该光学式触控系统具有指示空 间，该指示空间具有第一平面方向，其特征在于该带状光源包含带状电路板，该带状电路板上提供电路，该带状电路板具有第二平面方向，该带状电路 板安置于该指示空间的边缘处，该第二平面方向与该第一平面方向平行；多个发光元件，该多个发光元件沿着该带状电路板的延伸方向排列并且接合于该带状 电路板的电路上；以及导光元件，该导光元件安置于该多个发光元件上或安置于该多个发光元件的上方，其 中每一个发光元件经由该带状电路板被驱动以发射光线并射向该导光元件，该光线被该导 光元件导引进而通过该指示空间。
2.根据权利要求1项所述的带状光源，其特征在于每一个发光元件具有一光覆盖区， 该多个发光元件排列于该带状电路板上致使每一个发光元件的光覆盖区与相邻的发光元 件的光覆盖区部分重叠。
3.根据权利要求2项所述的带状光源，其特征在于该光线为红外线，每一个发光元件 皆为红外线发光二极体。
4.根据权利要求3项所述的带状光源，其特征在于每一个红外线发光二极体的光覆 盖区的夹角为125度。
5.根据权利要求2项所述的带状光源，其特征在于该电路板为软性电路板或织物电路。
6.根据权利要求2所述的带状光源，其特征在于该带状光源进一步包含反射元件，该 反射元件安置在该导光元件的上表面以及远离该指示空间的侧表面，该反射元件用以反射 该光线的部分光线进入该导光元件。
7.根据权利要求6项所述的带状光源，其特征在于该带状光源进一步包含支撑构件， 该多个发光元件的该电路板以及该导光元件安装于该支撑构件。
8.根据权利要求7项所述的带状光源，其特征在于该反射元件与该支撑构件为同一 元件。
9.根据权利要求8项所述的带状光源，其特征在于该多个发光元件中两相邻的发光 元件之间的间距小于或等于10. 2mm。
全文摘要
本发明关于一种带状光源，该带状光源用于光学式触控系统内，该光学式触控系统具有指示空间，该指示空间具有第一平面方向，该带状光源包含带状电路板、多个发光元件以及导光元件。该带状电路板上提供电路，该带状电路板具有第二平面方向，该带状电路板安置于该指示空间的边缘处，该第二平面方向与该第一平面方向平行；该多个发光元件沿着该带状电路板的延伸方向排列并且接合于该带状电路板的电路上；该导光元件安置于该多个发光元件上或安置于该多个发光元件的上方，其中每一个发光元件经由该带状电路板被驱动以发射光线并射向该导光元件，该光线被该导光元件导引进而通过该指示空间。本发明的带状光源可以提供高亮度以及光均齐度的光线。
文档编号G06F3/042GK102141863SQ20111005239
公开日2011年8月3日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者徐德荣, 李俊仁, 江长轩, 蔡华骏, 许福麟, 谢佳穆, 陈建志, 陈正国, 黄长裕 申请人:佳世达科技股份有限公司, 苏州佳世达电通有限公司