触控装置及影像撷取装置制造方法
【专利摘要】一种光学触控装置和影像撷取装置，光学触控装置包括基板、若干个取像镜组、光侦测单元，以及光路切换单元。基板具有操作面。各取像镜组具有光输入端与光输出端。光输入端位于基板的周缘并用以取得操作面上方的光信息。光输出端用以输出光信息。光路切换单元位于光输出端与光侦测单元之间，用以轮流地传送光输出端所输出的光信息至光侦测单元。
【专利说明】触控装置及影像撷取装置
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种触控装置及影像撷取装置，且特别是有关于一种具有若干个取像镜组的光学式触控装置及影像撷取装置。
【背景技术】
[0002]触控功能已成为现今电子装置的重要功能之一，目前用以提供触控功能的触控模块包括电阻式、电容式，以及光学式等种类。电子装置可依据实际需求采用不同的触控模块。
[0003]光学式触控模块是采用光学式侦测器来侦测触点的位置，使用者无需对荧幕施加压力，仅需轻触或接近荧幕，便可被侦测器所侦测。光学式触控模块通常具有若干个配置在模块周围的不同位置上的红外光源以及光侦测器。红外光源对荧幕表面上的目标空间发射红外光线。由于目标空间中的物体会阻断红外光线，使用光侦测器对目标空间取得不同视野角度的光信息，便可利用光信息进行计算以得知物体在目标空间中的位置及移动轨迹。
[0004]然而，由于光侦测器成本高昂，连带造成光学式触控模块的成本居高不下。因此，如何解决成本高昂的问题以使光学式触控模块普及化，便成为此领域的一项发展重点。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种光学式触控装置，可解决上述光侦测器的成本问题。
[0006]本发明提出一种光学触控装置，包括基板、若干个取像镜组、光侦测单元，以及光路切换单元。基板具有操作面。各取像镜组具有光输入端与光输出端。光输入端位于基板的周缘并用以取得操作面上方的光信息。光输出端用以输出光信息。光路切换单元位于光输出端与光侦测单元之间，用以轮流地传送光输出端所输出的光信息至光侦测单元。
[0007]在本发明的一实施例中，上述的基板为显示面板。
[0008]在本发明的一实施例中，上述的基板的形状为矩形。
[0009]在本发明的一实施例中，上述的取像镜组的数量为二个，取像镜组的光输入端分别位于基板的其中二个角落。
[0010]在本发明的一实施例中，上述的取像镜组的数量为至少二个，取像镜组的光输入端分别位于基板的角落。
[0011]在本发明的一实施例中，上述的基板更具有相反于操作面的背面，光侦测单元及光路切换单元位于背面旁。
[0012]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单元包括反射镜及连接反射镜的摆动机构，其中摆动机构使反射镜摆动，以使反射镜将光输出端输出的光信息轮流反射至光侦测单元。
[0013]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单元包括一反射镜及连接反射镜的一摆动机构，其中摆动机构使反射镜摆动至第一位置或第二位置；当反射镜摆动至第一位置时，一个光输出端输出的光信息直接传送至光侦测单元，而未被反射镜反射；当反射镜摆动至第二位置时，反射镜将另一个光输出端输出的光信息反射至光侦测单元。
[0014]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单元包括一反射镜及连接反射镜的一转动机构，其中转动机构使反射镜转动，以使反射镜将光输出端输出的光信息轮流反射至光侦测单元。
[0015]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单兀包括分别对应设置于光输出端的若干个微反射镜阵列装置，微反射镜阵列装置用以轮流将对应的光输出端输出的光信息反射至光侦测单元。
[0016]在本发明的一实施例中，上述的取像镜组包括复数透镜及至少一反射镜。
[0017]在本发明的一实施例中，上述的光学触控装置，更包括一光源单元，配置于操作面周边，以提供光信息至操作面上方。
[0018]在本发明的一实施例中，上述的光源单元包括配置于操作面周边的若干个导光元件及若干个发光元件，发光元件用以提供光线至导光元件内，通过导光元件输出光线以提供光信息至操作面上方。
[0019]在本发明的一实施例中，上述的光源单元包括配置于操作面周边的若干个反光元件及若干个发光元件，发光元件用以提供光线至反光元件，通过反光元件反射光线以提供等光信息至操作面上方。
[0020]本发明另提供一种影像撷取装置，可解决上述光侦测器的成本问题。
[0021]本发明提出一种影像撷取装置，包括若干个取像镜组，光侦测单元，以及一光路切换单元。各取像镜组具有光输入端与光输出端。任二个取像镜组的光输入端的视野不完全重叠。光输入端接收同一目标空间的光信息。光输出端则对应输出光信息。光路切换单元位于光输出端与光侦测单元之间，用以轮流地传送光输出端所输出的光信息至光侦测单元，致使光侦测单元可产生对应的影像。
[0022]在本发明的一实施例中，上述的影像撷取装置应用于测距系统，且影像撷取装置具有二个取像镜组，二个取像镜组从不同位置分别接收同一物件所提供光信息，光侦测单元分别撷取二个取像镜组所接收光信息并产生对应的影像，测距系统根据影像计算物件的
一表示距离。
[0023]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单元包括反射镜及连接反射镜的摆动机构，其中摆动机构使反射镜摆动，以使反射镜将光输出端输出的光信息轮流反射至光侦测单元。
[0024]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单元包括一反射镜及连接反射镜的一摆动机构，其中摆动机构使反射镜摆动至第一位置或第二位置；当反射镜摆动至第一位置时，一个光输出端输出的光信息直接传送至光侦测单元，而未被反射镜反射；当反射镜摆动至第二位置时，反射镜将另一个光输出端输出的光信息反射至光侦测单元。
[0025]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单元包括一反射镜及连接反射镜的一转动机构，其中转动机构使反射镜转动，以使反射镜将光输出端输出的光信息轮流反射至光侦测单元。
[0026]在本发明的一实施例中，上述的光路切换单兀包括分别对应设置于光输出端的若干个微反射镜阵列装置，微反射镜阵列装置用以轮流将对应的光输出端输出的光信息反射至光侦测单元。[0027]在本发明的一实施例中，上述的取像镜组包括复数透镜及至少一反射镜。
[0028]本发明的光学触控装置及影像撷取装置皆可仅使用一个光侦测单元，相较于现有采用多颗光侦测单元的光学触控装置来说，具有成本上的优势。通过光路切换单元，可轮流将取像镜组取得的光信息传送至光侦测器中，且以具有转动机构的光路切换单元来说，更可使所搭配的取像镜组的数量能视需求而调整。
[0029]为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1为本发明一实施例的光学触控装置的剖视示意图。
[0031]图2为本发明一实施例的光学触控装置的立体示意图。
[0032]图3为本发明一实施例的光学触控装置的另一剖视示意图。
[0033]图4为本发明一实施例的光路切换单元的示意图。
[0034]图5为本发明一实施例的光学触控装置的立体示意图。
[0035]图6为本发明另一实施例的光学触控装置的剖视示意图。
[0036]图7为本发明一实施例的光学触控装置的另一剖视示意图。
[0037]图8为本发明另一实施例的光学触控装置的立体示意图。
[0038]图9为本发明另一实施例的光学触控装置局部剖视示意图。
[0039]图10为本发明一实施例的影像撷取装置的示意图。
[0040]图11为本发明一实施例的影像撷取装置应用于测距系统的示意图。
【具体实施方式】
[0041]图1为本发明一实施例的光学触控装置100的剖视示意图。如图所示，光学触控装置100包括基板10、若干个取像镜组(图中虚线所围部分)20、光侦测单元40，以及光路切换单元50。
[0042]如图1所示，基板10具有供物体(如手指或笔等)点触或滑移的操作面11，以及相反于操作面11的背面12。在本实施例中，基板10可以是各种类型的显示面板，例如液晶显示面板，但本发明不以此限。基板10也可以是不具显示功能的板材，如玻璃基板、塑胶基板等，但不以此为限。
[0043]各取像镜组20具有光输入端21与光输出端22。各光输入端21位于基板10周缘的不同侧，用以取得操作面11上方同一目标空间的光信息，且任二个取像镜组20的光输入端21的视野不完全重叠。光输出端22位于基板10的背面12旁，用以输出光输入端21所取得的光信息。取像镜组20还具有复数透镜23及至少一反射镜24，或其他光学元件，用以将光输入端21所取得的光信息传递至光输出端22。本实施例的反射镜24的数量是以两片为例，其分别设置于透镜23之间，但本发明并不以此为限。图2为本发明一实施例的光学触控装置100的立体示意图。在本实施例中，取像镜组20的数量为二个，且二个取像镜组20的二个光输入端21分别位于基板10的其中二个角落。光学触控装置100例如更包括光源单元30，配置于基板10的操作面11周边，以提供上述光信息至操作面11上方。在本实施例中，光源单元30包括配置于操作面11周边的若干个发光元件31及若干个导光元件32。发光元件31用以提供光线至导光元件32内，通过导光元件32输出光线以提供光信息至操作面11上方。发光元件31例如是红外光发光元件，而光侦测单元40例如是用以侦测红外光，但本发明不以此为限。
[0044]如图1所示，光侦测单元40及光路切换单元50两者例如皆位于基板10的背面12的中央处。光侦测单元40用以接收光信息并将光信息转换为电讯号。光路切换单元50是位于两个光输出端22与光侦测单元40之间，用以轮流地传送两个光输出端22所个别输出的光信息至光侦测单元40。在本实施例中，光路切换单元50包括反射镜51及连接反射镜51的摆动机构52。摆动机构52用以使反射镜51摆动，以通过反射镜51将两个光输出端22所个别输出的光信息轮流地反射至光侦测单元40。
[0045]此外，本实施例的光学触控装置100例如更包括壳体70。壳体70用以包覆各取像镜组20、光侦测单元40以及光路切换单元50，以避免外界光线影响光侦测单元40接收取像镜组20以及光路切换单元50所传递的光信息。
[0046]实际操作时,如图1所示，当摆动机构52使反射镜51的反射面55摆动至面向位于图中左侧的取像镜组20时，反射镜51可将位于图中左侧的取像镜组20的光输出端22所输出的光信息反射至光侦测单元40。如图3所示，当摆动机构52使反射镜51摆动至面向位于图中右侧的取像镜组20时，反射镜51可将位于图中右侧的取像镜组20的光输出端22所输出的光信息反射至光侦测单兀40。
[0047]在本实施例中，由于光路切换单元50可使二个取像镜组20所接收的光信息轮流传递至光侦测单元40，所以能减少光侦测单元40的数量，进而降低光侦测单元40的成本。
[0048]需注意的是，上述光路切换单元50亦可采用其他方式来达成光路切换，以轮流将对应的光输出端22输出的光信息反射至光侦测单元40，本发明并不限定光路切换单元的具体结构。在另一实施例中，如图4所示，光路切换单元50a包括分别对应设置于两个光输出端22的两个微反射镜阵列装置53。这两个微反射镜阵列装置53用以轮流将对应的两光输出端22输出的光信息反射至光侦测单元40。这两个微反射镜阵列装置53例如彼此交叉设置。各微反射镜阵列装置53的主动表面56具有若干个可受电力驱动而改变其摆设角度的微反射镜(图未不)。如图所不，当左侧的光输出端22输出光信息时,面向左侧的主动表面56的各微反射镜摆动至平行主动表面56，使主动表面56作为反射面，以将光信息反射至光侦测器40。同时，面向右侧的主动表面56的各微反射镜摆动至平行光信息的路径，以使光信息能通过主动表面56。
[0049]反之，当右侧的光输出端22输出光信息时,面向右侧的主动表面56的各微反射镜摆动至平行主动表面56，使主动表面56作为反射面，以光信息反射至光侦测器40。同时，面向左侧的主动表面56的各微反射镜摆动至平行光信息的路径，以使光信息能通过主动表面56。
[0050]此外，光源单元30亦可采用其他方式来达成提供光信息至该操作面11上方。如图5所示，光源单元30a包括配置于操作面11周边的若干个发光元件31及若干个反光元件33。发光元件31用以提供光线至反光元件33，通过反光元件33反射光线以提供光信息至操作面11上方。
[0051]图6为本发明另一实施例的光学触控装置200的剖视示意图。本实施例的光学触控装置200的结构与优点大致与图1的光学触控装置100相同。不同之处在于光侦测单元40及光路切换单元50两者皆位于基板10的背面12的边缘处，并且，摆动机构52可使反射镜51在一如图6所示的第一位置，与一如图7所示的第二位置之间摆动。当反射镜51摆动至如图6所示的第一位置时，位于图中左侧的光输出端22输出的光信息直接传送至光侦测单元40，而未被反射镜51反射。当反射镜51摆动至图7所示的第二位置时，反射镜51则将位于图中右侧的光输出端22输出的光信息反射至光侦测单兀40。
[0052]图8及图9分别为本发明另一实施例的光学触控装置300的立体示意图及局部剖视示意图。本实施例的光学触控装置300大致与图1的光学触控装置100相同，不同之处在于本实施例的光路切换单元50b包括反射镜51及连接反射镜51的转动机构54，并且，取像镜组20的数量为四个，且取像镜组20的光输入端21分别位于基板10的四个不同的角落。转动机构54使反射镜51转动，以使反射镜51将四个光输出端22所个别输出的光信息轮流地反射至光侦测单元40。在本实施例中，由于光路切换单元50b可使四个取像镜组20所接收的光信息轮流传递至光侦测单元40，所以能减少光侦测单元40的数量，进而降低光侦测单元40的成本。
[0053]图10为本发明一实施例的影像撷取装置400的示意图。上述光学触控装置100、200、300为本实施例的影像撷取装置400的数个应用例。
[0054]如图所示，影像撷取装置400包括若干个取像镜组20，各取像镜组20具有光输入端21与光输出端22。各光输入端21用以接收同一目标空间的物件60的光信息,且任二个取像镜组20的光输入端21的视野不完全重叠。光输出端22则对应输出光信息。光侦测单元40用以接收光信息并将光信息转换为电讯号。光路切换单元50位于两个光输出端22与光侦测单元40之间，用以轮流地传送两个光输出端22所输出的光信息至光侦测单元40，致使光侦测单元40接收光信息并转换为电讯号以产生对应的影像。需说明的是，本实施例的具有与前述实施例相同标号的元件，其特征与功能与先前叙述相同，在此不再重复。
[0055]本实施例的影像撷取装置400除可应用于光学触控模块之外，如图11所示，更可应用于一测距系统500。影像撷取装置400所具有的二个取像镜组20，可从不同位置分别接收同一物件60所提供的光信息，光侦测单元40分别撷取二个取像镜组20所接收的光信息并产生对应的影像，测距系统500根据该些影像计算物件60的表示距离L。
[0056]综上所述，本发明至少具有下述优点:
[0057]由于本发明的光学触控装置及影像撷取装置仅使用一个光侦测单元，相较于现有采用多颗光侦测单元的光学触控装置来说，具有成本上的优势。
[0058]通过光路切换单元，可轮流将取像镜组取得的光信息传送至光侦测器中，且以具有转动机构的光路切换单元来说，更可使所搭配的取像镜组的数量能视需求而调整。
[0059]以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种光学触控装置，其特征在于:该光学触控装置包括一基板、若干个取像镜组、一光侦测单元以及一光路切换单元；该基板具有一操作面；各该取像镜组具有一光输入端与一光输出端，该光输入端位于该基板的周缘并用以取得该操作面上方的光信息，该光输出端用以输出该光信息；该光路切换单元，位于该些光输出端与该光侦测单元之间，用以轮流地传送该些光输出端所输出的该些光信息至该光侦测单元。
2.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该基板为一显示面板。
3.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该基板的形状为矩形。
4.如权利要求3所述的光学触控装置，其特征在于:该些取像镜组的数量为二个，该些取像镜组的该些光输入端分别位于该基板的其中二个角。
5.如权利要求3所述的光学触控装置，其特征在于:该些取像镜组的数量为至少二个，该些取像镜组的该些光输入端分别位于该基板的角落。
6.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该基板更具有相反于该操作面的一背面，该光侦测单元及该光路切换单元位于该背面旁。
7.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该光路切换单元包括一反射镜及连接该反射镜之一摆动机构；该摆动机构使该反射镜摆动，以使该反射镜将该些光输出端输出的该些光信息轮流反射至该光侦测单元。
8.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该光路切换单元包括一反射镜及连接该反射镜的一摆动机构；该摆动机构使该反射镜摆动至一第一位置或一第二位置；当该反射镜摆动至该第一位置时，该些光输出端中的一个输出的该光信息直接传送至该光侦测单元，而未被该反射镜反射；当该反射镜摆动至该第二位置时，该反射镜将该些光输出端的中的另一个输出的该光信息反射至该光侦测单元。
9.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该光路切换单元包括一反射镜及连接该反射镜的一转动机构，其中该转动机构使该反射镜转动，以使该反射镜将该些光输出端输出的该些光信息轮流反射至该光侦测单元。
10.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该光路切换单元包括分别对应设置于该些光输出端的若干个微反射镜阵列装置，该些微反射镜阵列装置用以轮流将对应的该些光输出端输出的该些光信息反射至该光侦测单元。
11.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:各该取像镜组包括复数透镜及至少一反射镜。
12.如权利要求1所述的光学触控装置，其特征在于:该光学触控装置更包括一光源单元，该光源单元配置于该操作面周边，以提供该些光信息至该操作面上方。
13.如权利要求12所述的光学触控装置，其特征在于:该光源单元包括配置于该操作面周边的若干个导光元件及若干个发光元件，该些发光元件用以提供光线至该些导光元件内，通过该些导光元件输出光线以提供该些光信息至该操作面上方。
14.如权利要求12所述的光学触控装置，其特征在于:该光源单元包括配置于该操作面周边的若干个反光元件及若干个发光元件，该些发光元件用以提供光线至该些反光元件，通过该些反光元件反射光线以提供该些光信息至该操作面上方。
15.一种影像撷取装置，其特征在于:该影像撷取装置包括若干个取像镜组、一光侦测单兀以及一光路切换单兀；各该取像镜组具有一光输入端与一光输出端，任二个取像镜组的光输入端的视野不完全重叠，该些光输入端接收同一目标空间的光信息，而该些光输出端则对应输出该光信息；该光路切换单元位于该些光输出端与该光侦测单元之间，用以轮流地传送该些光输出端所输出的该些光信息至该光侦测单元，致使该光侦测单元可产生对应的影像。
16.如申请专利范围的15所述的影像撷取装置，其特征在于:该影像撷取装置应用于一测距系统，且该影像撷取装置具有二个取像镜组，该二个取像镜组从不同位置分别接收同一物件所提供光信息，该光侦测单元分别撷取该二个取像镜组所接收光信息并产生对应的影像，该测距系统根据该些影像计算该物件的一表示距离。
17.如权利要求15所述的影像撷取装置，其特征在于:该光路切换单元包括一反射镜及连接该反射镜的一摆动机构；该摆动机构使该反射镜摆动，以使该反射镜将该些光输出端输出的该些光信息轮流反射至该光侦测单元。
18.如权利要求15所述的影像撷取装置，其特征在于:该光路切换单元包括一反射镜及连接该反射镜的一摆动机构；该摆动机构使该反射镜摆动至一第一位置或一第二位置；当该反射镜摆动至该第一位置时，该些光输出端中的一个输出的该光信息直接传送至该光侦测单元，而未被该反射镜反射；当该反射镜摆动至该第二位置时，该反射镜将该些光输出端的中的另一个输出的该光信息反射至该光侦测单元。
19.如权利要求15所述的影像撷取装置，其特征在于:该光路切换单元包括一反射镜及连接该反射镜的一转动机构；该转动机构使该反射镜转动，以使该反射镜将该些光输出端输出的该些光信息轮流反射至该光侦测单元。
20.如权利要求15所述的影像撷取装置，其特征在于:该光路切换单元包括分别对应设置于该些光输出端的若干个微反射镜阵列装置，该些微反射镜阵列装置用以轮流将对应的该些光输出端输出的该些光信息反射至该光侦测单元。
21.如权利要求15 所述的影像撷取装置，其特征在于:各该取像镜组包括复数透镜及至少一反射镜。
【文档编号】G06F3/042GK103729091SQ201210384665
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月11日 优先权日:2012年10月11日
【发明者】郑信基 申请人:原相科技股份有限公司