光学触控装置的制作方法

本发明有关于一种触控装置，特别是有关于一种光学触控装置。

背景技术：

随着现代人对触控荧幕的需求越来越多、对触控面板尺寸要求越来越大，厂商在面对制作大尺寸触控面板的成本压力下，逐渐采用了光学式触控技术。又，随着发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)元件技术提升，配搭使用光学式触控技术，使得光学式触控产品越来越受巿场欢迎，取代了旧有的电阻或电容式触控产品。近年来，连桌上型触控面板这样的尺寸大小，也已经有越来越多采用光学式触控技术的趋势。

一般而言，市面上的光学式触控触控面板大致分为内嵌式与外挂式二类型，其中内嵌式特征主要是将多数的光学感应器安装在显示触控面板内部或背侧，而外挂式特征主要是在显示触控面板的至少二角落安装光学感应器。而一般外挂式光学式触控原理，则不外乎分为反射式与遮光式两种感应方式，其中，遮光式是利用触控物的遮光效应产生暗影，再由感光元件感测到此暗影位置进而判断触控物位置所在；而反射式是利用触控物的反射效应产生的反光亮点，再由感光元件感测到此反光亮点的位置进而判断触控物位置所在。

目前市面上为顺应大尺寸显示与触控的简报或教学需求，会采用单一或是多个大尺寸触控面板作为主要的显示与输入界面，例如图1所绘示的单触控面板光学触控一体机110或双触控面板光学触控一体机120。其操作原理请参照图2A及图2B，其绘示是已知一种外挂式光学触控装置200的前视及侧视示意图。其中，在触控面板210上设有两个光学图像撷取感应器220，例如为摄像镜头。光学图像撷取感应器220电连接控制器230，且分别位于触控面板210的左上方以及右上方。触控面板210可以包含有液晶显示面板210b以及保护玻璃210a。在光学图像撷取感应器220上还设置有光源240，例如为红外光(Infrared Light,IR)发光二极管(LED)。

当使用者使用触控反光笔250在保护玻璃210a上操作时，触控反光笔250的反光材料接受从光源240照射来的红外光，并能将部分红外光反射回去。二个光学图像 撷取感应器220皆会接收此反射光，而在控制器230产生一明显的突波信号，透过三角定位方法计算出触控反光笔250的位置。

外挂式光学式触控装置因结构简单，且不会牵涉或影响液晶显示器的工艺，因此非常适合在大尺寸触控面板上来应用，整体材料相较于其他触控面板，也有价格上的竞争优势。

大尺寸触控面板是光学式触控面板的应用优势，其产品涵盖了智慧型电视、电子互动式广告看板、电子白板等。大尺寸触控面板适合应用场所及范围包括办公式应用、教育、广告展览等，都是不错的应用场所。

如上所述，现今市面上可见的大尺触控荧幕多为如图1所示的单触控面板光学触控一体机110或是双触控面板光学触控一体机120。然而，已知不论是单触控面板光学触控一体机110或是双触控面板光学触控一体机120，其触控荧幕尺寸皆是固定不变的，无法弹性配合客户的需求作调整，且共用性不足，限制了光学触控产品的应用范围，如何能解决上述的需求，提供多重功能及应用的光学触控一体机，实为光学触控产业所乐见，且可大幅降低购置成本，增加产品的竞争力。

技术实现要素：

本发明是有关于一种光学触控装置，其利用巧妙的滑动机制，使双触控面板可适当地彼此套叠，形成一种可自由切换单触控面板与双触控面板的一体机架构，不仅保有了多点触控的互动功能，且成功解决已知光学触控产品使用弹性不足等问题。

根据本发明的一方面，提出一种光学触控装置。光学触控装置包括光学触控装置，包括二触控面板、二组光学感应器、一滑轨装置及一滑动装置。二触控面板各具有在一预定方向上间隔相对应的二侧边以及位于二侧边之间的一触控区域。二组光学感应器分别设置于或邻近于各个触控面板的其中一侧边上。滑轨装置与二触控面板分别连结，以供二触控面板能沿预定方向相错开地平行移动而可以选择性地操作于一第一触控界面状态与一第二触控界面状态之其一。当在第一触控界面状态时，二触控面板相互靠近而使其一重叠于另一之上而使只有叠置于上方的该其一触控面板的触控区域外露而可被操作，并且位于下方的另一触控面板的组光学感应器外露于重叠于上方的其触控面板的侧边外而不被遮蔽，使二组光学感应器可共同感应检测外露的触控区域。当在第二触控界面状态时，二触控面板沿预定方向相对远离而展开，而使二触控区域均外露而均可被操作，并且各触控面板的各组光学感应器只感应检测各触控面板 所属的触控区域。

附图说明

图1绘示是已知光学触控一体机各种态样示意图。

图2A绘示是已知一种外挂式光学触控装置的前视示意图。

图2B绘示是已知一种外挂式光学触控装置的侧视示意图。

图3A绘示是依照本发明一实施例的光学触控装置处于双触控界面状态时的前视示意图。

图3B绘示是依照本发明一实施例的光学触控装置处于双触控界面状态时的侧视示意图。

图4A绘示是依照本发明一实施例的光学触控装置处于单触控界面状态时的前视示意图。

图4B绘示是依照本发明一实施例的光学触控装置处于单触控界面状态时的侧视示意图。

图5A绘示依照本发明一实施例的光学触控装置的立体示意图。

图5B绘示图5A的光学触控装置局部放大示意图。

图5C绘示依照本发明一实施例的光学触控装置侧视示意图。

图6A绘示是依照本发明的光学触控装置处于双触控界面状态时的示意图。

图6B绘示是依照本发明的光学触控装置处于单触控界面状态时的示意图。

附图标号

110 单触控面板光学触控一体机

120 双触控面板光学触控一体机

200、300 光学触控装置

210 触控面板

210a 保护玻璃

210b 显示面板

220 光学图像撷取感应器

230、330 控制器

240 光源

250 触控反光笔

310a 第一触控面板

310b 第二触控面板

310ac、310bc 触控区域

310ad、310bd 显示面板

310ag、310bg 保护玻璃

310al、310bl 左侧边

310ar、310br 右侧边

310at、310bt 上侧边

310ao、310bo 下侧边

320a 第一滑轨

320b 第二滑轨

320r 滑动辅助件

330a、330b 光学感应器

340a、340b 光源

350a、350b 反光元件

360 感应开关

370a 第一承板

370b 第二承板

C 部分

D、D1、D2 可移动距离

F 支撑架

S1、S2 间隔距离

具体实施方式

本发明提出一种触控装置，是一种具有双光学触控面板其能依使用者需要而相对展开或重叠以灵活改变触控区域面积的光学触控装置，其可自由切换为单触控面板或双触控面板的一体机架构。利用巧妙的滑轨设计，使双触控面板可适当地彼此重叠或展开，不仅保有了多点触控的互动功能，且成功地解决了光学触控产品触控面积弹性不足等问题。

请参照图3A及图3B，其绘示依照本发明一实施例的光学触控装置300，其处于 双触控界面状态时的前视示意图以及侧视示意图。光学触控装置300具有第一触控面板310a与第二触控面板310b，第一触控面板310a具有左右平行相对应的左侧边310al、右侧边310ar以及上下平行相对应的上侧边310at、下侧边310ao，并包括有一第一触控区域。上侧边310at与右侧边310ar垂直邻接；而第二触控面板310b亦具有左右平行相对应的左侧边310bl、右侧边310br以及上下平行相对应的上侧边310bt、下侧边310bo，并包括有一第二触控区域。上侧边310bt与左侧边310bl垂直邻接。第一触控面板310a包括有保护玻璃310ag和显示面板310ad，而第二触控面板310b包括有保护玻璃310bg和显示面板310bd。当光学触控装置300处于双触控界面状态时，第一触控面板310a与第二触控面板310b能横向相对展开，且第一触控面板310a的右侧边310ar和第二触控面板310b的左侧边310bl彼此接近，甚至彼此几乎重叠。此时，第一触控面板310a和第二触控面板310b均呈可显示与可被触控操作的工作状态，供使用者使用。值得注意的是，第一触控面板310a和第二触控面板310b从前视图看，应为连续的，如图3A所示。

在第一触控面板310a的上侧边310at与下侧边310ao各设有横向延伸且平行相对的第一滑轨320a，亦即沿着上侧边310at延伸方向设有第一滑轨320a；以及，在第二触控面板310b的上侧边310bt与下侧边310bo各设有横向延伸且平行相对的第二滑轨320b，亦即沿着上侧边310bt延伸方向设有第二滑轨320b。由于第一触控面板310a的上侧边310at和第二触控面板310b的上侧边310bt彼此平行，并且第一滑轨320a和第二滑轨320b亦彼此平行。又，第一滑轨320a和第二滑轨320b亦彼此套接，使得第一滑轨320a可横向滑行于第二滑轨320b上，亦即，第一滑轨320a可沿着第一触控面板310a的上侧边310at的延伸方向滑行于第二滑轨320b上。反之，在另一实施例中，第二滑轨320b亦可横向滑行于第一滑轨320a上，亦即，第二滑轨320b可沿着第二触控面板310b的上侧边310bt的方向滑行于第一滑轨320a上。

请参照图3A，第一触控面板310a与第二触控面板310b组成一共同触控界面。第一触控面板310a与第二触控面板310b分别具有触控区域310ac、310bc。请参照图3B，触控面板(例如第二触控面板310b)沿滑轨(例如第二滑轨320b)上具有一可移动距离D。当第二触控面板310b未移动时，于前视图中，共同触控界面具有几乎邻接的二个触控区域310ac、310bc。触控区域310ac、310bc具有各自独立的触控面积，故共同触控界面将具有较大的触控面积。当第二触控面板310b左移可移动距离D后(即 滑入第一触控面板310a下方，图式中可移动距离D的长度仅为示意，非限制其实施方式，例如可依实际使用状况而调整可移动距离D的长度)。于前视图中，触控区域310ac、310bc的触控面积可彼此重叠，此时的共同触控界面将具有较小的触控面积。故一触控面板(例如第二触控面板310b)沿滑轨(例如第二滑轨320b)上具有一可移动距离，可调整共同触控界面的触控面积。此外，本发明的实施不限于前述的单一触控面板移动以调整共同触控面板的触控面积，也可为两触控面板相互移动以调整共同触控界面的触控面积(详见后续的说明)。

请继续参照图3A及图3B，至少一光学感应器330a，设置在或邻近第一触控面板310a的右侧边，例如在二个第一滑轨320a接近右侧边310ar的一端各设有光学感应器330a，光学感应器330a的数目例如为两个，较佳的是设在邻近第一触控面板310a的右上角与右下角。同样地，至少一光学感应器330b，设置在或邻近第二触控面板310b的左侧边，例如在二个第二滑轨320b在接近左侧边310bl的一端各设有光学感应器330b，光学感应器330b的数目例如为两个，较佳的是设在第二触控面板310b的左上角与左下角。光学感应器330a及330b较佳的是整合有光源与摄像镜头的光学图像撷取模块。或者，光学感应器330a及330b也可以仅仅是摄像镜头，光源340a和340b分别设置于光学感应器330a及330b上。

值得注意的是，本发明的光学感应器330a及330b，并非如已知般直接设在并接触于第一触控面板310a或第二触控面板310b角落处的表面上，而是与第一触控面板310a或第二触控面板310b在垂直高度方向上保持一间隔距离。举例而言，请参照图3B，光学感应器330a与第一触控面板310a于垂直高度方向保持一间隔距离S1，光学感应器330b与第二触控面板310b于垂直高度方向保持一间隔距离S2。间隔距离S1与间隔距离S2的设置是为了预留第一滑轨320a和第二滑轨320b滑行空间，以利本发明可选择地自由切换于单触控界面状态与双触控界面状态之其一。例如，当欲从双触控界面状态切换成单触控界面状态时，可透过本发明滑轨设计将第二触控面板310b滑入第一触控面板310a下方。

光学感应器330a和330b上分别设置有光源340a和340b，较佳的是红外光发光二极管(IR LED)。光学感应器330a负责对第一触控面板310a的反光元件350a作光学图像撷取，光学感应器330b负责对第二触控面板310b的反光元件350b作光学图像撷取，反光元件350a及350b例如为反光笔或反光条，反光元件350a及350b的设 置例如布满了透明微珠结构(未显示)，可用以反射光线。由于第一触控面板310a与第二触控面板310b各设有二个光学感应器330a、330b，因此均具有至少支援两点触控辨识的能力，亦即，可同时使用两个反光元件350a在第一触控面板310a上操作，以及，可同时使用两个反光元件350b在第二触控面板310b上操作，而均可正确辨识它们的坐标位置。当使用者使用反光元件350a在第一触控面板310a上操作时，反光元件350a接受从光源340a来的红外光，并将部分红外光反射回去。光学感应器330a接收此反射光，会产生一明显的突波信号，经由三角定位而计算出反光元件350a的位置。同样地，当使用者使用反光元件350b在第二触控面板310b上操作时，反光元件350b上的反光区接受从光源340b来的红外光，并将红外光沿光束原通路反射回去。光学感应器330b接收此反射光，会产生一明显的突波信号，经由三角定位而计算出反光元件350b的位置。。

搭配参照图6A，其绘示是依照本发明的光学触控装置处于双触控界面状态时的示意图。光学触控装置300是安装在一支撑架F上而扮演具双触控界面的光学触控一体机的角色，第一触控面板310a相对于第二触控面板310b展开，且第一触控面板310a的右侧边310ar(绘示于图3A)和第二触控面板310b的左侧边310bl(绘示于图3A)彼此接近，甚至彼此几乎重叠。此时，第一触控面板310a和第二触控面板310b均呈可显示与可被触控操作的工作状态，供使用者使用。光学感应器330a负责对第一触控面板310a的反光元件350a作光学图像撷取，光学感应器330b负责对第二触控面板310b的反光元件350b作光学图像撷取，反光元件350a及350b是用以反射光线。此时第一触控面板310a与第二触控面板310b均具有支援两点触控的效能，亦即，可同时使用两个反光元件350a在第一触控面板310a上操作，以及，可同时使用两个反光元件350b在第二触控面板310b上操作。

接着，请参照图4A及图4B，其绘示本发明光学触控装置300的另一使用状态，其处于单触控界面状态时的前视示意图以及侧视示意图。其中，当光学触控装置300处于单触控界面状态时，第一触控面板310a和第二触控面板310b重叠，且第一触控面板310a的右侧边310ar和第二触控面板310b的左侧边310bl彼此远离，并不重叠。此时，第一触控面板310a和第二触控面板310b仅有其中之一呈可显示与可被触控操作的工作状态，例如位于图4B上方的第一触控面板310a，供使用者使用。

请继续参照图4A及图4B，因光学触控装置300处于单触控界面状态，例如仅 有第一触控面板310a呈现显示与可被触控操作工作状态，所以，光学感应器330a以及330b扮演共同对第一触控面板310a的反光元件350b作光学图像撷取的角色，使得第一触控面板310a可支援四点触控，提高触控效能至原来的两倍。

反光元件350a及350b可以是反光笔或反光条，反光元件350a及350b的设置例如布满了透明微珠结构(未显示)，可用以反射光线。此时第一触控面板310a具有支援四点触控的效能，亦即，可同时使用四个反光元件，包括二个反光元件350a和二个反光元件350b，在第一触控面板310a上操作。当使用者使用反光元件350a及350b在第一触控面板310a上操作时，反光元件350a接受从光源340a来的红外光，以及，反光元件350b接受从光源340b来的红外光，并将部分红外光反射回去。光学感应器330a与330b接收了反射光，会产生一明显的突波信号，经由三角定位方法而计算出反光元件350a及350b的位置。

搭配参照图6B，其绘示本发明的光学触控装置300处于单触控界面状态时的示意图。第一触控面板310a相对于第二触控面板310b重叠，且第一触控面板310a的右侧边310ar和第二触控面板310b的左侧边310bl自前述图6A后开始彼此远离，直至第一触控面板310a的右侧边310ar与左侧边310al(绘示于图4A)分别靠近第二触控面板310b的右侧边310br(绘示于图4A)与左侧边310bl为止，亦即第一触控面板310a与第二触控面板310b的大部份面积彼此相重叠。此时，第一触控面板310a和第二触控面板310b仅有叠在上方之其一呈可显示与可被触控操作的工作状态，例如位于图4B上方的第一触控面板310a。此时，位于第二触控面板310b左侧的光学感应器330b将露出于第一触控面板310a的左侧，因此，位于右上角与右下角的光学感应器330a将负责对第一触控面板310a的反光元件350a作光学图像撷取，而位于左上角与左下角的光学感应器330b则也是负责对第一触控面板310a的反光元件350b作光学图像撷取。因此第一触控面板310a即具有可至少支援四点触控的辨识能力，亦即，可同时使用四个反光元件，包括二个反光元件350a和二个反光元件350b，在第一触控面板310a上操作，据此可以获得加倍可辨识触控点数量的能力。

接着，请参照图5A至图5C，图5A绘示依照本发明一实施例的光学触控装置300的立体示意图，其中第一触控面板310a以及第二触控面板310b各具有一可移动距离D1、D2，以使第一触控面板310a以及第二触控面板310b互相重叠或展开，其中可移动距离D1、D2例如约略为第一滑轨320a、第二滑轨320b的一半长度。图5B绘 示图5A的C部分的局部放大示意图，图5C绘示图5A的侧视示意图。如前所述，可延伸式光学触控装置300的第一触控面板310a具有第一滑轨320a，而第二触控面板310b具有第二滑轨320b。第一滑轨320a和第二滑轨320b可彼此套接与滑动。如图5A所示，光学感应器330a设置在第一滑轨320a的右端上，而光学感应器330b设置在第二滑轨320b的左端上。其中，请参照图5C，第一滑轨320a是一凸起结构而相对于第一触控面板310a凸出，使得光学感应器330a与第一触控面板310a在垂直高度方向上形成第一间隔距离S1；第二滑轨320a亦是一凸起结构而相对于第二触控面板310b凸出，使得光学感应器330b与第二触控面板310b在垂直高度方向上形成第二间隔距离S2。此外，第一承板370a连接于二第一滑轨320a之间并可承载第一触控面板310a；第二承板370b连接于二第二滑轨320b之间并可承载第二触控面板310b。

本发明第一间隔距离S1与第二间隔距离S2的设置，是为了预留第一滑轨320a和第二滑轨320b的滑行空间并容许位于第二滑轨320b的左端的光学感应器330b可以顺利穿过第一滑轨320a而露出于第一滑轨320a的左侧，而转变至单触控界面状态，并且在双触控界面状态时亦不会阻挡光学感应器330a及330b分别对于第一触控面板310a及第二触控面板310b上的反光元件350a及350b进行光学图像撷取动作，有利于本发明的顺利切换单触控界面状态与双触控界面状态。例如，当在单触控界面状态时，第二光学感应器330b露出于第一触控面板310a的左侧边310al(绘示于图4A)外，而与位于第一触控面板310a的右侧边310ar的第一光学感应器330a共同感应检测第一触控区域；当在双触控界面状态时，光学感应器330a与光学感应器330b分别只对第一触控区域与第二触控区域独立地感应检测。其中，当欲从双触控界面状态切换成单触控界面状态时，可透过本发明滑轨设计将第二触控面板310b滑入第一触控面板310a下方。而当欲从单触控界面状态切换成双触控界面状态时，可透过本发明滑轨设计将第二触控面板310b从第一触控面板310a下方滑出，使第一触控面板310a和第二触控面板310b呈现展开状态。

此外，请参照图5C，本发明在第一滑轨320a与第二滑轨320b之间、或第一滑轨320a与第一承板370a之间、或第二滑轨320b与第二承板370b之间更可设置至少一滑动辅助件320r，使得第一滑轨320a与第一承载板370a、或第二滑轨320b与第二承板370b之间可以顺畅滑动，以便利于改变第一触控面板310a与第二触控面板 310b的重叠状态，重叠状态包括单触控界面状态与双触控界面状态。

更进一步来说，请参照图5B，本发明在第二滑轨320b上还设置有感应开关360，是用以通知控制器330(绘示于图4A)光学触控装置300是处于单触控界面状态或是处于双触控界面状态。举例而言，若是使用者将第二触控面板310b滑入第一触控面板310a下方，感应开关360会感应到处于单触控界面状态，例如第一触控面板310a呈现可被触控操作的工作状态，而第二触控面板310b呈现关闭状态，此时感应开关360会通知控制器330已切换为四个光学感应器的判断与定位模式，而可以一次计算与辨识取得至少四个触控点坐标，使得第一触控面板310a具有支援四点触控的效能。而若是感应到处于双触控界面状态，则控制器330将切换为双光学感应器的判断与定位模式，而可以分别计算与辨识取得至少二个触控点坐标。

综上所述，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。本发明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，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视前面的申请专利范围所界定者为准。