专利名称：具有文件扫描功能的光学触控屏幕及其文件扫描方法
技术领域：
本发明关于一种光学触控屏幕及文件扫描方法，尤指一种具有文件扫描功能的光 学触控屏幕及其文件扫描方法。
背景技术：
目前光学触控屏幕的触控功能多仅用以与使用者互动操作，故其对触控点的感测 亦仅止于感测讯号之有、无的判断，并无法有效地区辨产生触控点的物件的表面图像。事实 上，因光学触控屏幕的触控功能仅在辨识有无碰触发生，故其原始设计对物件的表面图像 自无任何考虑。另外，由于触控点实际上并非逻辑上的点，而具有相当面积的触碰区域，故 触控点的判断包含对此触碰区域大致轮廓的判断以取得其形心位置，作为触控位置。然而， 前述轮廓判断的目的仅在取得形心，故实际轮廓不在考虑之内，且于实际应用上，为求迅速 反应触控操作，前述触碰区域多以其在光学触控屏幕的坐标系统中所涵盖的坐标轴范围表 示，此明显与实际轮廓相差甚多，故此轮廓判断的结果与影像扫描的结果显难相提并论。因此，若使用者需撷取一物件上的影像时，则必须另以扫描器进行扫描。此种操作 架构将使得有触控及扫描需求的作业变得繁锁，亦限制其可实行的作业环境。尤其是随着 携带式电子装置日渐普及，例如笔记本型电脑、平板电脑、电子书等，使用者若需随身携带 使用频率不高的扫描器，实不方便，此更显前述操作架构的窘境。
发明内容
鉴于先前技术中的问题，本发明的目的之一在于提供一种具有文件扫描功能的光 学触控屏幕，利用光学触控屏幕的光感测单元，感测影像而产生模拟信号，进而形成对应该 影像的数字影像，故本发明综合光学触控、显示、扫描功能于一机体，以解决先前技术中繁 锁的操作架构。本发明的光学触控屏幕包含触控显示模组及处理模组。该触控显示模组包含透明 基板、复数个像素显示单元及复数个光感测单元，该复数个像素显示单元设置于该透明基 板之下，该复数个光感测单元设置于该透明基板之下且位于该复数个像素显示单元之间， 每一个光感测单元能接收自该透明基板上方射入的光线以产生对应该接收的光线的强度 的模拟信号。该处理模组与该复数个光感测单元电连接，用以接收来自每一个光感测单元 产生的该模拟信号以产生数字影像。藉此，本发明能藉由该复数个光感测单元产生对应一 文件上影像的该复数个模拟信号，以形成关于该影像的数字影像，进而实现扫描功能。本发明的另一目的在于提供一种文件扫描方法，使用本发明的光学触控屏幕，以 于同一机体实现光学触控、显示、扫描功能，以解决先前技术中繁琐的操作架构。本发明的文件扫描方法首先放置一文件于该透明基板上；产生自该文件反射或穿 透该文件并朝向该透明基板行进的光线；接着，驱动每一个光感测单元能接收穿过该透明 基板的该光线以产生对应该接收的光线的强度的模拟信号；以及驱动该处理模组接收来自 每一个光感测单元产生的该模拟信号以产生数字影像。因此，本发明能藉由该复数个光感测单元产生复数个模拟信号，以形成数字影像，进而实现扫描功能。简言之，本发明的光学触控屏幕及文件扫描方法利用光感测单元产生对应该接收 的光线的强度的模拟信号，以能进一步表现出对应该模拟信号的灰阶值，进而产生数字影 像，以实现扫描功能。因此，本发明实现综合光学触控、显示、扫描功能于一机体，解决先前 技术中繁锁的操作架构。进一步地，若采用多种色光的光感测单元，则本发明亦能实现彩色 扫描功能。
图1为根据本发明的一较佳实施例的光学触控屏幕的示意图。图2为图1中光学触控屏幕的功能方块图。图3为图1中光学触控屏幕的主要结构剖面图。图4为根据本发明的一实施例的像素显示单元与光感测单元的配置示意图。图5为根据本发明的另一较佳实施例的光学触控屏幕的主要结构剖面图。图6为根据本发明的文件扫描方法的一较佳具体实施例的流程图。图7为根据本发明的文件扫描方法的另一较佳具体实施例的流程图。
具体实施例方式为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细 说明如下。请参阅图1至图3，图1为根据本发明的一较佳实施例的光学触控屏幕1的示意 图，图2为光学触控屏幕1的功能方块图，图3为光学触控屏幕1的主要结构剖面图。光学 触控屏幕1主要包含触控显示模组12、处理模组14、输入装置16及背光模组18，另包含壳 体20以容置前述元件。处理模组14分别与触控显示模组12、输入装置16及背光模组18 电连接。光学触控屏幕1利用触控显示模组12能基于接收光线的强度产生对应的模拟信 号，进而产生数字影像，以实现扫描功能。其详细说明如后文。触控显示模组12包含透明基板122、复数个像素显示单元124及复数个光感测单 元126，像素显示单元124与光感测单元126均设置于透明基板122之下，并且光感测单元 126位于像素显示单元124之间。于本实施例中，光感测单元126为均勻分布，于图1中，以 虚线网格夸大表示像素显示单元124与光感测单元126 (以影线表示)的分布情形；但本发 明不以此种分布为限。每一个光感测单元126能接收自透明基板122上方射入的光线以产 生对应该接收的光线的强度的模拟信号。进一步来说，于本实施例中，像素显示单元124与光感测单元126是整合于同一光 学元件结构中。如图3所示，于透明基板122上形成有滤光片1242、1262、像素电极1244及 液晶配向层1246，触控显示模组12尚包含另一透明基板128，其上形成有像素电极1248及 液晶配向层1250。此两透明基板122、128对接，其间填充液晶以形成液晶层1252 ；并且，对 应滤光片1262，与像素电极1244同时形成光感测器1264，例如CMOS感测器；但本发明不以 此为限。其中，透明基板122、128用以承载、固定及保护其他构件；滤光片1242、像素电极 1244、液晶配向层1246、液晶层1252、液晶配向层1250及像素电极1248对应组成前述复数 个像素显示单元124 ；滤光片1262及光感测器1264对应组成前述复数个光感测单元126。背光模组18设置于触控显示模组12的透明基板128之下，用以提供背光以选择性地穿过 像素显示单元124及透明基板122。补充说明的是，于本实施例中，光感测单元126实体结构上是配置于像素显示单 元124的结构中，故会缩减该个像素显示单元124的显示区域面积，但此面积缩减可藉由仅 扩大该个像素显示单元124的配置来补偿。于实际应用上，为便于制造，滤光片1242、1262 为实体同一；换言之，相邻于光感测单元126的像素显示单元124的滤光片1242与滤光片 1262由同一滤光片形成。但本发明不以此为限，例如当光感测单元126所占面积与像素显 示单元124占用面积相同时，光感测单元126的滤光片1262则无需与像素显示单元124的 滤光片1242使用同一实体滤光片，而可个别形成；此时若光感测单元126的光感测器1264 本身仅能对某波段的色光感测，则前述滤光片1262自可省略。另外，于本实施例中，像素显 示单元124指组成影像像素的显示单元，目前液晶显示技术多以RGB三色实现，本实施例亦 以此为例，但本发明不以此为限。因此，滤光片1242包含红光滤光片、绿光滤光片及蓝光滤 光片，亦即像素显示单元124包含三种不同色的像素显示单元。此时，每个光感测单元126 所感测的色光不尽相同，故可视为光感测单元126包含不同色光的光感测单元，进而实现 彩色扫描的功能；换言之，光感测单元126包含至少一第一色光的光感测单元及至少一第 二色光的光感测单元，该第一色光不同于该第二色光，该第一色光及该第二色光系分别选 自由红色光、绿色光及蓝色光组成的色光群组的其中之一。再补充说明的是，于本实施例 中，光感测单元126的尺寸明显小于像素显示单元124，故光感测单元126的设置位置将影 响邻近穿过像素显示单元124的光线经自文件2反射进入光感测单元126的比例，惟此可 藉由调整光感测单元126的设置位置(例如后文中图4所示的设置位置)或是经由补偿运 算而获得改善。前述结构可基于一般液晶触控屏幕制造技术实现，不再赘述。于使用上，将一文件2 (以虚线方框绘示于图3中)放置于透明基板122上，利用 光感测单元126接收文件2反射的光线22或穿过文件2的光线24 (均以虚线箭头表示于 图3中)，进而产生关于文件2上影像的数字影像，如图3所示。其中，文件2反射的光线 22指自背光模组18发射的光线，穿过像素显示单元124并为文件2反射，再穿过透明基板 122、滤光片1262，进一步为光感测器1264接收；穿透文件2的光线24指环境光穿过文件 2，再穿过透明基板122、滤光片1262，进一步为光感测器1264接收。因此，于本实施例中， 光感测单元126所接收的光线实为该过滤的光线，故光感测单元126可针对滤光片1262所 滤出的色光成分进行感测，并对应该接收的光线的强度的模拟信号。每一个光感测单元126 产生的模拟信号传送至处理模组14以转换成灰阶值，进而产生关于文件2上影像的数字影 像。补充说明的是，于本实施例中，光感测单元126虽平均分布于像素显示单元124之 间，但本发明不以此为限，例如于一实施例中，三种色光的光感测单元可聚集设置，以能针 对大致同一区域同时取得各色光成分的模拟信号，进而获得更精确的数字影像色彩，如图4 所示；其中图4中，像素显示单元124标注的英文字母是用以指示其所能发射的色光，光感 测单元126则以黑色小区块表示。另外，因目前半导体制程技术，光感测单元126相对于像 素显示单元124仍占不小的配置面积，故若未有显示亮度补偿手段实施时，光感测单元126 设置的数量仍属有限，因此在制程技术可克服时，本发明的光感测单元的设置数量及位置 不以本文中实施例为限。
前述虽以触控、显示整合于同一面板结构的实施例说明，但本发明不以此为限。请 参阅图5，其为根据本发明的另一较佳实施例的光学触控屏幕3的主要结构剖面图。光学触 控屏幕3与光学触控屏幕1主要不同之处在于，光学触控屏幕3的触控面板非与显示面板 整合于同一面板结构。详言之，光学触控屏幕3的触控显示模组32包含三透明基板322、 328、330，其中透明基板322、328间形成有滤光片3242、像素电极3244、3248、液晶配向层 3246,3250及液晶层3252，用以形成一液晶显示面板，其包含数个像素显示单元324 ；透明 基板330上形成复数个光感测单元326，用以接收文件2 (以虚线方框绘示于图5中)反射 的光线22或穿过文件2的光线24 (均以虚线箭头表示于图5中)，进而产生关于文件2上 影像的数字影像。换言之，透明基板322设置于透明基板330及光感测单元326之下并且 于像素显示单元324之上，此时光感测单元326可对应像素显示单元324的滤光片3242间 的黑色遮罩332设置，此可减少光感测单元326遮盖像素显示单元324显示的面积。关于 光学触控屏幕3中各构件的其他说明，请参阅各图及前文中光学触控屏幕1中相同命名的 结构的说明，不再赘述。同样地，光学触控屏幕3亦能对文件2进行扫描。另外补充说明的 是，光学触控屏幕3虽以液晶显示技术为例，但本发明不以此为限；例如本发明亦能以传统 CRT显示器上贴附触控面板实现前述文件扫描功能。由于本发明的光学触控屏幕本身即具显示功能，因此例如于光学触控屏幕1中， 处理模组14能控制像素显示单元124以显示该数字影像并回应输入装置16的一状态以储 存或删除该数字影像。此输入装置16为按钮，如图1所示；但本发明不以此为限。例如输 入装置16以更多的操作键实现，或辅以液晶显示屏幕，或直接另以一较小的液晶触控屏幕 实现输入装置16 ；又例如，触控显示模组12已具触控输入功能，故可实现前述输入装置16 的功能，例如于触控显示模组12的屏幕上显示一小区块，以指示使用者触碰确认。前述已对本发明的光学触控屏幕以实施例说明，以下将对本发明的文件扫描方法 说明。请参阅图6，其为根据本发明的文件扫描方法的一较佳具体实施例的流程图。本发明 的文件扫描方法是使用本发明的光学触控屏幕实施，为便于说明图6的流程，本实施例使 用前述光学触控屏幕1，于后续说明中引用的相关元件，请参阅前述相关图式，不在文中特 别指明。该文件扫描方法首先将光学触控屏幕1切换至扫描模式，如步骤SlOO所示；接着， 将待扫描的文件2放置于透明基板122上，如步骤SllO所示；驱动背光模组18发射背光， 如步骤S120所示；开启每一个像素显示单元124，使得该背光通过像素显示单元124及透 明基板122并被文件2反射以再朝向透明基板122行进，如步骤S130所示；驱动每一个光 感测单元126接收穿过透明基板122的光线以产生对应该接收的光线的强度的模拟信号， 如步骤S140所示。补充说明的是，于步骤S130中，虽将每一个像素显示单元124开启，以使背光可直 接穿过液晶层1252，以产生白光，此即使得像素显示单元124原来显示的影像消除，但本发 明不以此为限。例如，仅使邻近光感测单元126的像素显示单元124开启以于该处产生白 光，或仍维持影像显示而直接以显示影像的光线作为光感测单元126感测光线的来源，惟 此时可能需考需显示影像光线的颜色，作适当的补偿运算。此外，光学触控屏幕1的光感测 单元126包含滤光片1262及光感测器1264，因此步骤S140由下列步骤实施滤光片1262 过滤穿过透明基板122的光线，以及驱动光感测器1264接收该过滤的光线以产生对应该接 收的光线的强度的该模拟信号；但本发明不以此为限，关于光感测单元126运作及其变形
7的说明，请参阅前述关于本发明的光学触控屏幕的说明，不再赘述。接着，该文件扫描方法驱动处理模组14接收来自每一个光感测单元126产生的该 模拟信号以产生关于文件2上影像的数字影像，如步骤S150所示；例如先将该模拟信号以 灰阶表示，进而产生该数字影像，但本发明不以此为限。为使使用者能确认扫描状况，该文 件扫描方法驱动处理模组14控制像素显示单元124以显示该数字影像，如步骤S160所示。 同理，为确认是否需储存该数字影像，使用者可藉由输入装置16确认，此时，该文件扫描方 法则利用处理模组14回应输入装置16的一状态，例如按钮的按压状态，以储存或删除该数 字影像，如步骤S170所示。若使用者不满意当次扫描结果，或是欲重行扫描时，使用者自可 藉由操作光学触控屏幕1的操作介面，例如输入装置16，以自步骤S120开始实施扫描作业， 不待赘述。于前述实施例中，该文件扫描方法利用背光模组18提供的背光作为光感测单元 126感测的光源，但本发明不以此为限。请参阅图7，其为根据本发明的文件扫描方法的另 一较佳具体实施例的流程图。于本实施例中，该文件扫描方法亦使光学触控屏幕1为例。图 7的流程图大致与图6的流程图相同，不同之处在于扫描文件2的光源不同，于图7的流程 图中，该文件扫描方法关闭每一个像素显示单元124以使光线无法通过，如步骤S122所示； 并提供外部光源(例如其他照明装置、强度足够的环境光等)，该外部光源的强度足以穿过 文件2以产生朝向透明基板122行进的光线，如步骤S132所示。因此，光学触控屏幕1原 来显示的影像即遭到关闭而使光学触控屏幕1处于黑屏幕状态，以避免背光干扰光感测单 元126的感测。简言之，本发明的文件扫描方法仅需能产生自文件2反射或穿透文件2并 朝向透明基板122行进的光线，即可作为扫描光源来源；但本发明仍不以此为限。相较于先前技术，习知光学触控屏幕使用的光感测单元，仅能作二元判断，无法反 应文件上影像的灰阶，而习知扫描器多使用移动的感光元件，搭配移动机构以实现平面扫 描的目的，其体积难以缩减，更是难以并入习知光学触控屏幕的结构中。又，习知光学触控 屏幕其显示触控区域已布满像素显示单元及作为触控的光感测单元，已无其他空间可供配 置扫描器用的感测元件。相反地，本发明直接利用光学触控屏幕的光感测单元，使之能产生 模拟信号，以能反应文件上影像的灰阶，且光学触控屏幕无需设置其他额外的光感测元件， 整体体积可维持不变。藉此，使用者能直接利用本发明的光学触控屏幕即能完成文件的扫 描操作，无需额外的扫描器，故本发明除可增加光学触控屏幕的扫描功能，亦可简化使用者 的扫描操作，使得全方位作业得以实现。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
1.一种具有文件扫描功能的光学触控屏幕，其特征在于包含触控显示模组，包含第一透明基板、复数个像素显示单元及复数个光感测单元，该复数 个像素显示单元设置于该第一透明基板之下，该复数个光感测单元设置于该第一透明基板 之下且位于该复数个像素显示单元之间，每一个光感测单元能接收自该第一透明基板上方 射入的光线以产生对应该接收的光线的强度的模拟信号；以及处理模组，与该复数个光感测单元电连接，用以接收来自每一个光感测单元产生的该 模拟信号以产生数字影像。
2.如权利要求1所述的光学触控屏幕，其特征在于该复数个光感测单元包含第一色光 的光感测单元及第二色光的光感测单元，该第一色光不同于该第二色光。
3.如权利要求1所述的光学触控屏幕，其特征在于每一个光感测单元包含第一滤光片 及光感测器，该第一滤光片过滤该光线，该光感测器接收该过滤的光线。
4.如权利要求3所述的光学触控屏幕，其特征在于每一个像素显示单元包含第二滤光 片，相邻于该光感测单元的一个像素显示单元的该第二滤光片与该第一滤光片由同一滤光 片形成。
5.如权利要求1所述的光学触控屏幕，其特征在于该触控显示模组包含第二透明基 板，设置于该第一透明基板及该复数个光感测单元之下并且于该复数个像素显示单元之 上。
6.如权利要求1所述的光学触控屏幕，其特征在于还包含背光模组，设置于该触控显 示模组之下，用以提供背光以选择性地穿过该复数个像素显示单元及该第一透明基板。
7.如权利要求1所述的光学触控屏幕，其特征在于还包含输入装置，与该处理模组电 连接，其中该处理模组能控制该复数个像素显示单元以显示该数字影像并回应该输入装置 的一状态以储存或删除该数字影像。
8.一种使用光学触控屏幕的文件扫描方法，该光学触控屏幕包含触控显示模组及处理 模组，该触控显示模组包含透明基板、复数个像素显示单元及复数个光感测单元，该复数个 像素显示单元设置于该透明基板之下，该复数个光感测单元设置于该透明基板之下且位于 该复数个像素显示单元之间，该处理模组与该复数个光感测单元电连接，其特征在于该文 件扫描方法包含下列步骤(a)放置文件于该透明基板上；(b)产生自该文件反射或穿透该文件并朝向该透明基板行进的光线；(c)驱动每一个光感测单元接收穿过该透明基板的该光线以产生对应该接收的光线的 强度的模拟信号；以及(d)驱动该处理模组接收来自每一个光感测单元产生的该模拟信号以产生数字影像。
9.如权利要求8所述的文件扫描方法，其特征在于步骤(b)藉由下列步骤实施关闭每一个像素显示单元以使光线无法通过；以及提供外部光源，该外部光源的强度足以穿过该文件以产生该光线。
10.如权利要求8所述的文件扫描方法，其特征在于该光学触控屏幕包含背光模组，设 置于该触控显示模组之下，步骤(b)藉由下列步骤实施驱动该背光模组发射背光；以及开启每一个像素显示单元，使得该背光通过该复数个像素显示单元及该透明基板并被该文件反射以产生该光线。
11.如权利要求8所述的文件扫描方法，其特征在于每一个光感测单元包含滤光片及 光感测器，步骤(c)藉由下列步骤实施该滤光片过滤穿过该透明基板的该光线；以及驱动该光感测器接收该过滤的光线以产生对应该接收的光线的强度的该模拟信号。
12.如权利要求8所述的文件扫描方法，其特征在于还包含下列步骤驱动该处理模组 控制该复数个像素显示单元以显示该数字影像。
13.如权利要求12所述的文件扫描方法，其特征在于该光学触控屏幕包含输入装置， 与该处理模组电连接，该文件扫描方法还包含下列步骤该处理模组回应该输入装置的一 状态以储存或删除该数字影像。
全文摘要
本发明揭露一种具有文件扫描功能的光学触控屏幕及其文件扫描方法。该光学触控屏幕包含触控显示模组及处理模组。该触控显示模组包含透明基板及设置于该透明基板之下的复数个像素显示单元及光感测单元，每一个光感测单元能接收自该透明基板上方射入的光线以产生对应该接收的光线的强度的模拟信号。该处理模组与该复数个光感测单元电连接，用以接收每一个光感测单元的模拟信号以产生数字影像。藉此，放置于该透明基板上的文件可藉由该光感测单元扫描形成关于该文件的数字影像，实现传统光学触控屏幕所不具有的文件扫描功能。
文档编号G06F3/042GK102135841SQ20111007342
公开日2011年7月27日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者詹宏智, 许哲铭 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