專利名稱：光學(xué)觸控板以及光學(xué)觸控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控板與觸控裝置，尤其是一種光學(xué)觸控板以及光學(xué)觸控裝置。
背景技術(shù)：
一般而言，觸控裝置包括發(fā)光模塊以及觸控板，發(fā)光模塊即為發(fā)光組件以及導(dǎo)光板，而觸控板則可分為電容式觸控板、電阻式觸控板以及光學(xué)觸控板，相對于電容式觸控板以及電阻式觸控板，光學(xué)觸控板的成本低廉而具有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的優(yōu)勢。請參閱圖1，其為現(xiàn)有的光學(xué)觸控板的結(jié)構(gòu)示意圖。現(xiàn)有的光學(xué)觸控板10包括一接觸板101、多個第一發(fā)光組件102、多個第二發(fā)光組件103、多個第一光學(xué)感測組件104、多個第二光學(xué)感測組件105、一第一電路板106、一第二電路板107、一第三電路板108以及一第四電路板109、一第一控制單元110以及一第二控制單元111。接觸板101用以被使用者的手指或觸控筆接觸，多個第一發(fā)光組件102用以產(chǎn)生多個第一光束BI，且多個第一光束BI系沿著水平方向行進(jìn)而于接觸板101上方通過，而多個第二發(fā)光組件101用以產(chǎn)生多個第一光束B2,且多個第二光束B2系沿著垂直方向行進(jìn)而于接觸板101上方通過,其中多個第一發(fā)光組件102以及多個第二發(fā)光組件103系為紅外線發(fā)光源，且第一光束BI以及第二光束B2則為紅外線而不被使用者看見。圖1中，第一電路板106設(shè)置于接觸板101的左側(cè)，用以設(shè)置多個第一發(fā)光組件102于其上，且第三電路板108設(shè)置于接觸板101的右側(cè)，用以設(shè)置多個第一光學(xué)感測組件104以及第一控制單元110于其上，其中每一第一發(fā)光組件102對應(yīng)于一個第一光學(xué)感測組件104，且第一控制單元110分別連接于多個第一光學(xué)感測組件104。第二電路板107設(shè)置于接觸板101的上方側(cè)，用以設(shè)置多個第二發(fā)光組件103于其上，且第四電路板109設(shè)置于接觸板101的下方側(cè)，用以設(shè)置多個第二光學(xué)感測組件105以及第二控制單元111于其上，其中每一第二發(fā)光組件103對應(yīng)于一個第二光學(xué)感測組件105，且第二控制單元111分別連接于多個第二光學(xué)感測組件105。多個第一光學(xué)感測組件104用以接收來自多個第一發(fā)光組件102的多個第一光束BI，且將接收到的第一光束BI由光能轉(zhuǎn)換為電訊號，并輸出相對應(yīng)的電訊號予第一控制單元110。同理，多個第二光學(xué)感測組件105用以接收來自多個第二發(fā)光組件103的多個第二光束B2,且將接收到的第二光束B2由光能轉(zhuǎn)換為電訊號，并輸出相對應(yīng)的電訊號予第二控制單元111。當(dāng)現(xiàn)有的光學(xué)觸控板10運(yùn)作且接觸板101未被觸碰時(shí)，多個第一發(fā)光組件102產(chǎn)生多個第一光束BI且多個第一光束BI通過接觸板101的上方而被相對應(yīng)的多個第一光學(xué)感測組件104接收，使得多個第一光學(xué)感測組件104輸出對應(yīng)于第一光束BI的電訊號予第一控制單元110。另一方面，多個第二發(fā)光組件103產(chǎn)生多個第二光束B2且多個第二光束B2通過接觸板101的上方而被相對應(yīng)的多個第二光學(xué)感測組件105接收，使得多個第二光學(xué)感測組件105輸出對應(yīng)于第二光束B2的電訊號予第二控制單元111。接下來請參閱圖2，其為現(xiàn)有的光學(xué)觸控板被觸碰的結(jié)構(gòu)示意圖。
而當(dāng)現(xiàn)有的光學(xué)觸控板10運(yùn)作且接觸板101的某一點(diǎn)被使用者的手指F觸碰時(shí)，多個第一發(fā)光組件102中的第三個第一發(fā)光組件102所產(chǎn)生的第一光束BI被使用者的手指阻擋，使得其第一光束BI無法被相對應(yīng)的第一光學(xué)感測組件104接收，而除了第三個第一發(fā)光組件102所產(chǎn)生的第一光束BI之外，其余的第一光束BI皆被與其相對應(yīng)的第一光學(xué)感測組件104接收，且第一光學(xué)感測組件104傳輸相對應(yīng)的電訊號予第一控制單元110，因此第一控制單元110可根據(jù)未輸出電訊號的第一光學(xué)感測組件104而得知哪一水平位置有物體存在而阻擋第一光束BI的行進(jìn)。同理，多個第二發(fā)光組件103中的第五個第二發(fā)光組件103所產(chǎn)生的第二光束B2被使用者的手指阻擋，使得其第二光束B2無法被相對應(yīng)的第二光學(xué)感測組件105接收，而除了第五個第二發(fā)光組件103所產(chǎn)生的第二光束B2之外，其余的第二光束B2皆被與其相對應(yīng)的第二光學(xué)感測組件105接收，且第二光學(xué)感測組件105傳輸相對應(yīng)的電訊號予第二控制單元111，因此第二控制單元111可根據(jù)未輸出電訊號的第二光學(xué)感測組件105而得知哪一垂直位置有物體存在而阻擋第二光束B2的行進(jìn)。通過上述運(yùn)作，第一控制單元110以及第二控制單元111可獲得使用者的手指的所在位置，并輸出對應(yīng)于其所在位置的觸發(fā)訊號?，F(xiàn)有的光學(xué)觸控板的運(yùn)作情形如上所述。然而，現(xiàn)有的光學(xué)觸控板10必須設(shè)置大量的第一發(fā)光組件102、第一發(fā)光組件103以及與其相對應(yīng)的第一光學(xué)感測組件104以及第二光學(xué)感測組件105才得以偵測使用者的手指的所在位置，使得現(xiàn)有的光學(xué)觸控板I必然地需要較高的成本。同理，具有現(xiàn)有的光學(xué)觸控板的光學(xué)觸控裝置亦存在有同樣的問題。因此，需要一種可降低成本的光學(xué)觸控板以及光學(xué)觸控裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在提供一種可降低成本的光學(xué)觸控板。本發(fā)明的另一目的在提供一種可降低成本的光學(xué)觸控裝置。于一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種光學(xué)觸控板，包括:一支撐板；一發(fā)光組件，用以產(chǎn)生一光束；—光纖，以彎折方式分布于該支撐板上，該光纖的一第一端用以接收該光束而使該光束穿過該光纖而從該光纖的一第二端輸出，且當(dāng)該光纖被一物體觸碰時(shí)于該光纖內(nèi)產(chǎn)生一光回波；一光學(xué)感測組件，設(shè)置于接近該光纖的該第二端處，用以接收通過該光纖的該光束而輸出對應(yīng)于該光束的第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應(yīng)該光回波的第二訊號；以及一控制單元，連接于該光學(xué)感測組件，用以根據(jù)該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰的一接觸位置，并輸出對應(yīng)于該物體的一觸發(fā)訊號。于一較佳實(shí)施例中，該光纖包括多個直線區(qū)段以及多個彎折區(qū)段，且每一彎折區(qū)段位于每二直線區(qū)段之間，該多個直線區(qū)段系互相平行。于一較佳實(shí)施例中，該支撐板具有凹槽，設(shè)置于該支撐板的上表面，用以設(shè)置該光纖于其中，且該凹槽的形狀對應(yīng)于被彎折的該光纖而形成連續(xù)S型的外型。
于一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明光學(xué)觸控板更包括:一第一電路板，用以設(shè)置該發(fā)光組件于其上且提供電力予該發(fā)光組件；以及一第二電路板，用以設(shè)置該光學(xué)感測組件于其上且提供電力予該光學(xué)感測組件。于一較佳實(shí)施例中，該控制單元根據(jù)接收到該第一訊號的第一時(shí)間tl、接收到該第二訊號的第二時(shí)間t2以及該光束于該光纖中的一傳導(dǎo)速度Vf而獲得一觸發(fā)距離d，并根據(jù)該觸發(fā)距離以及該光纖的總長度而獲得該接觸位置；其中d = (VfX (t2-tl))/2。于一較佳實(shí)施例中，該控制單元預(yù)設(shè)有一位置數(shù)據(jù)庫，用以儲存多個支撐板坐標(biāo)，且當(dāng)該控制單元獲得該觸發(fā)距離時(shí)，該控制單元由該位置數(shù)據(jù)庫中搜尋對應(yīng)于該觸發(fā)距離的該支撐板坐標(biāo)而獲得該接觸位置。于一較佳實(shí)施例中，當(dāng)該光纖的多個接觸位置被該物體觸碰時(shí)，該控制單元根據(jù)對應(yīng)于該多個接觸位置的多個觸發(fā)距離而獲得對應(yīng)于該多個觸發(fā)距離的多個支撐板坐標(biāo)，且該控制單元對該多個支撐板坐標(biāo)進(jìn)行平均計(jì)算而獲得該多個接觸位置的一中心接觸位置，并輸出對應(yīng)于該中心接觸位置的該觸發(fā)訊號。于一較佳實(shí)施例中，該光回波由該物體的該接觸位置往該光纖的該第一端行進(jìn)，且該光回波被該光纖的該第一端反射并由該光纖的該第一端行進(jìn)至該光纖的該第二端而被該光學(xué)感測組件接收。于一較佳實(shí)施例中，該光纖包括:一光纖核心，用以傳輸該光束及該光回波；以及一光纖外層，包覆于該光纖核心，用以使該光束以及該光回波于該光纖核心中進(jìn)行全反射。于一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明亦提供一種光學(xué)觸控裝置，包括:一光學(xué)觸控板，包括:一支撐板；一發(fā)光組件，用以產(chǎn)生一第一光束；—光纖，以彎折方式分布于該支撐板上，該光纖的第一端用以接收該第一光束而使該第一光束穿過該光纖而從該光纖的一第二端輸出，且當(dāng)該光纖被一物體觸碰時(shí)于該光纖內(nèi)產(chǎn)生光回波；一光學(xué)感測組件，設(shè)置于接近該光纖的該第二端處，用以接收通過該光纖的該第一光束而輸出對應(yīng)于該第一光束的第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應(yīng)于該光回波的第二訊號；—控制單元，連接于該光學(xué)感測組件，用以根據(jù)該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰的一接觸位置，并輸出對應(yīng)于該物體的一觸發(fā)訊號；一另一發(fā)光組件，位于該發(fā)光組件的一第一側(cè)，用以產(chǎn)生一第二光束；以及一導(dǎo)光板，設(shè)置于該支撐板的下方，用以引導(dǎo)該第二光束而使該光學(xué)觸控裝置發(fā)光。于一較佳實(shí)施例中，該光纖包括多個直線區(qū)段以及多個彎折區(qū)段，且每一彎折區(qū)段位于每二直線區(qū)段之間，該多個直線區(qū)段系互相平行。于一較佳實(shí)施例中，該支撐板具有凹槽，設(shè)置于該支撐板的上表面，用以設(shè)置該光纖于其中，且該凹槽的形狀系對應(yīng)于彎折的該光纖而形成連續(xù)S型的外型。
于一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明光學(xué)觸控裝置更包括:一第一電路板，用以設(shè)置該發(fā)光組件以及該另一發(fā)光組件于其上且提供電力予該發(fā)光組件以及該另一發(fā)光組件；以及—第二電路板，用以設(shè)置該光學(xué)感測組件于其上且提供電力予該光學(xué)感測組件。于一較佳實(shí)施例中，該控制單元根據(jù)接收到該第一訊號的第一時(shí)間tl、接收到該第二訊號的一第二時(shí)間t2以及該第一光束于該光纖中的一傳導(dǎo)速度Vf而獲得一觸發(fā)距離山并根據(jù)該觸發(fā)距離以及該光纖的總長度而獲得該接觸位置；其中d = (VfX (t2-tl))/2。于一較佳實(shí)施例中，該控制單元預(yù)設(shè)有一位置數(shù)據(jù)庫，用以儲存多個支撐板坐標(biāo)，且當(dāng)該控制單元獲得該觸發(fā)距離時(shí)，由該位置數(shù)據(jù)庫中搜尋對應(yīng)于該觸發(fā)距離的該支撐板坐標(biāo)而獲得該接觸位置。于一較佳實(shí)施例中，當(dāng)該光纖的多個接觸位置被該物體觸碰時(shí)，該控制單元根據(jù)對應(yīng)于該多個接觸位置的多個觸發(fā)距離而獲得對應(yīng)于該多個觸發(fā)距離的多個支撐板坐標(biāo)，且該控制單元對該多個支撐板坐標(biāo)進(jìn)行平均計(jì)算而獲得該多個接觸位置的一中心接觸位置，并輸出對應(yīng)于該中心接觸位置的該觸發(fā)訊號。于一較佳實(shí)施例中，該光回波由該物體的該所在位置往該光纖的該第一端行進(jìn)，且該光回波被該光纖的該第一端反射并由該光纖的該第一端行進(jìn)至該光纖的該第二端而被該光學(xué)感測組件接收。于一較佳實(shí)施例中，該光纖包括:—光纖核心，用以傳輸該第一光束及該光回波；以及一光纖外層，包覆于該光纖核心，用以使該第一光束以及該光回波于該光纖核心中進(jìn)行全反射。


圖1為現(xiàn)有的光學(xué)觸控板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有的光學(xué)觸控板被觸碰的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明光學(xué)觸控板于第一較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明光學(xué)觸控板于第一較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖5為本發(fā)明光學(xué)觸控板的光纖于第一較佳實(shí)施例中不發(fā)生折射的局部結(jié)構(gòu)側(cè)視不意圖。圖6為本發(fā)明光學(xué)觸控板的光纖于第一較佳實(shí)施例中發(fā)生全反射的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖7為本發(fā)明光學(xué)觸控板的光纖于第一較佳實(shí)施例中被觸碰而產(chǎn)生光回波的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖8為本發(fā)明光學(xué)觸控板于第一較佳實(shí)施例相對應(yīng)的坐標(biāo)平面的示意圖。圖9為本發(fā)明光學(xué)觸控裝置于第二較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。圖10為本發(fā)明光學(xué)觸控裝置于第二較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11為本發(fā)明光學(xué)觸控板于第三較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下:2光學(xué)觸控裝置 10、20、30光學(xué)觸控板
21另一發(fā)光組件 22導(dǎo)光板23保護(hù)層101接觸板102第一發(fā)光組件103第二發(fā)光組件104第一光學(xué)感測組件105第二光學(xué)感測組件106,206第一電路板107、207第二電路板108第三電路板109第四電路板110第一控制單元111第二控制單元201、301支撐板202、302發(fā)光組件203、303光纖204、304光學(xué)感測組件205控制單元231隔離組件2011凹槽2012支撐板的上表面2013支撐板的第一側(cè)2031直線區(qū)段2032彎折區(qū)段2033光纖的第一端2034光纖的第二端2035光纖核心2036光纖外層2033A進(jìn)入?yún)^(qū)域2033B反射區(qū)域B光束d觸發(fā)距離F物體L光纖的總長度R光回波B1、BI* 第一光束B2、B2* 第二光束nl玻璃的介質(zhì)折射率n2空氣的介質(zhì)折射率n3物體的介質(zhì)折射率Pt接觸位置SI第一訊號S2第二訊號Θ I入射角Θ 2折射角X-Y坐標(biāo)平面
具體實(shí)施例方式鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種具有多層發(fā)光圖案的輸入裝置。請同時(shí)參閱圖3以及圖4，圖3為本發(fā)明光學(xué)觸控板于第一較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖，而圖4為光學(xué)觸控板于第一較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。光學(xué)觸控板20包括一支撐板201、一發(fā)光組件202、一光纖203、一光學(xué)感測組件204、一控制單元205、一第一電路板206以及一第二電路板207。支撐板201具有凹槽2011，設(shè)置于支撐板201的上表面2022，且光纖203系于水平方向上以一彎折方式分布于支撐板201上，光纖203包括多個直線區(qū)段2031以及多個彎折區(qū)段2032，而每一彎折區(qū)段2032位于每二直線區(qū)段2031之間，該多個直線區(qū)段2031系互相平行，使光纖203形成連續(xù)S型的外型，如圖3所示。于本較佳實(shí)施例中，光纖203系彎折地被設(shè)置于凹槽2011中，且凹槽2011的形狀系對應(yīng)于被彎折的光纖203而形成連續(xù)S型的外型。需特別說明的是，圖4中的光纖203系以直線形式顯示以便于說明，實(shí)際上光纖203的分布方式如圖3所示。第一電路板206系設(shè)置于支撐板201的第一側(cè)2013，其用以設(shè)置發(fā)光組件202于其上而提供電力予發(fā)光組件202，且發(fā)光組件202用以產(chǎn)生一光束B，使光束B由光纖203的第一端2033進(jìn)入光纖203中。第二電路板207設(shè)置于支撐板201的第二側(cè)2014，其用以設(shè)置光學(xué)感測組件204于其上且提供電力予光學(xué)感測組件204，使光學(xué)感測組件204設(shè)置于接近光纖203的第二端2034處而得以接收通過光纖203的光束B?？刂茊卧?05亦設(shè)置于第二電路板207上且連接于光學(xué)感測組件204，當(dāng)然，用以驅(qū)動控制單元205的電力亦由第二電路板207所提供。于本較佳實(shí)施例中，支撐板201的第一側(cè)2013系為其左側(cè)，而支撐板201的第二側(cè)2014則為其右側(cè)，發(fā)光組件202系為發(fā)光二極管，且光學(xué)感測組件204系為電荷稱合組件(Charge-Coupled Device, CO))或互補(bǔ)式金屬氧化半導(dǎo)體(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor, CMOS),而控制單兀 205 系為微處理器。圖4中，光纖203更包括一光纖核心2035以及一光纖外層2036，光纖核心2035用以傳輸光束B,而光纖外層2036包覆于光纖核心2036,用以使光束B于光纖核心2035中進(jìn)行全反射，其中光束B系由光纖203的第一端2033進(jìn)入其光纖核心2035中，且光束B其往光纖203的第二端2034行進(jìn)。于光纖203的第一端2033上，其設(shè)置有一進(jìn)入?yún)^(qū)域2033A以及二反射區(qū)域2033B，進(jìn)入?yún)^(qū)域2033A位于該二反射區(qū)域2033B之間，用以供來自發(fā)光組件202的光束B進(jìn)入光纖核心2035中。接下來說明光束B于光纖203中進(jìn)行全反射的原理，光束B進(jìn)行全反射即為光束B不發(fā)生折射的情形。請參閱圖5，其為本發(fā)明光學(xué)觸控板的光纖于第一較佳實(shí)施例中不發(fā)生折射的局部結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。于本較佳實(shí)施例中，光纖203以玻璃所制成，且玻璃的介質(zhì)折射率nl約為1.5，而光纖203系位于空氣中被操作，且空氣的介質(zhì)折射率n2為I。當(dāng)光束B于光纖203中行進(jìn)時(shí)，其光束B的折射角Θ 2(亦稱臨界角)為90度系為光折射與光全反射的臨界狀態(tài)，且根據(jù)司乃爾定律(Snell' s Law):nl X sin θ I = n2 X sin Θ 2而可計(jì)算得知光束B的入射角Θ I約為41.8度。因此可知，當(dāng)光束B的入射角Θ I介于41.8度至90度的間時(shí)，光束B會發(fā)生全反射?；谏鲜龉馊瓷涞默F(xiàn)象，光束B于一發(fā)射時(shí)間t0被發(fā)光組件202產(chǎn)生而由光纖203的第一端2033進(jìn)入光纖203，接下來光束B穿過光纖203而由光纖203的第二端2034被輸出，且被光學(xué)感測組件204接收，如圖6所不。光學(xué)感測組件204因應(yīng)光束B而輸出對應(yīng)于光束B的第一訊號SI予控制單兀205，使控制單元205于一第一時(shí)間tl接收到該第一訊號SI，其中第一訊號SI系光學(xué)感測組件204將光束B的光能轉(zhuǎn)換為電能的電訊號。請參閱圖7，其為本發(fā)明光學(xué)觸控板的光纖于第一較佳實(shí)施例中被觸碰而產(chǎn)生光回波的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。當(dāng)光束B于光纖203中行進(jìn)且一物體F觸碰光纖203時(shí)，由于物體F的介質(zhì)折射率n3(約為1.4)與空氣的介質(zhì)折射率n2不同，造成介質(zhì)折射率的變換，使得一部分光束B繼續(xù)往光纖203的第二端2034行進(jìn)，且該部分光束B受到物體F的影響而于稍晚于第一時(shí)間tl的時(shí)間被光學(xué)感測組件204接收，其中該部分光束B被接收的時(shí)間相當(dāng)接近于第一時(shí)間tl，故其延遲的時(shí)間可忽略而以第一時(shí)間tl作為該部分光束B被接收的時(shí)間。而另一部分的光束B則因應(yīng)物體F的觸碰而產(chǎn)生一光回波R，其中光回波R由光纖203被物體F觸碰的接觸位置Pt往光纖203的第一端2033行進(jìn)，且當(dāng)光回波R投射至其第一端2033上的反射區(qū)域2033B時(shí)，光回波R被反射區(qū)域2033B反射而使其往光纖203的第二端2034行進(jìn),且光回波R同樣由光纖203的第二端2034被輸出而被光學(xué)感測組件204接收。光學(xué)感測組件204因應(yīng)光回波R而輸出對應(yīng)于光回波R的第二訊號S2予控制單兀205,使控制單兀205于一第二時(shí)間t2接收到該第二訊號S2,其中第二訊號S2系光學(xué)感測組件204將光回波R的光能轉(zhuǎn)換為電能的電訊號。于本較佳實(shí)施例中，物體F系為使用者的手指。因此，控制單元205可根據(jù)接收到第一訊號SI的第一時(shí)間tl、接收到第二訊號S2的第二時(shí)間t2以及光束B于光纖203中的一傳導(dǎo)速度Vf而獲得一觸發(fā)距離d，并根據(jù)該觸發(fā)距離d以及光纖203的總長度L而獲得接觸位置Pt，其中，d = (VfX (t2_tl))/2，且 Vf =光速 C + nl于本較佳實(shí)施例中，光纖203的總長度L為100公分，且傳導(dǎo)速度Vf系以光速C (3 XlO8公尺/秒)+玻璃的介質(zhì)折射率nl(亦即1.5)而等于2 X IO8公尺/秒。而發(fā)射時(shí)間t0為O秒,第一時(shí)間tl為5奈秒(nanoseconds),而第二時(shí)間t2為10奈秒。計(jì)算可獲得觸發(fā)距離d為50公分，而由光纖203的總長度L可知，其接觸位置Pt系位于光纖203的中央位置。接下來請參閱圖8，其為本發(fā)明光學(xué)觸控板于第一較佳實(shí)施例相對應(yīng)的坐標(biāo)平面的示意圖。圖8顯示一對應(yīng)于光學(xué)觸控板20的坐標(biāo)平面X-Y,且坐標(biāo)平面X-Y包括多個支撐板坐標(biāo)，其中每一支撐板坐標(biāo)對應(yīng)于支撐板201上的光纖203的一個位置。舉例說明，請同時(shí)參閱圖2以及圖8，圖2中的光纖203的第一端2033(亦即被設(shè)定為接觸位置為O的處)系對應(yīng)于圖8的一支撐板坐標(biāo)(0，0)，且支撐板坐標(biāo)(0，0)往右方一個坐標(biāo)刻度的位置(亦即被設(shè)定為接觸位置為3公厘之處)即為支撐板坐標(biāo)(1，0)，…以此類推，而對應(yīng)于其接觸位置Pt的坐標(biāo)系為支撐板坐標(biāo)(10，9)，其中每一支撐板坐標(biāo)的刻度約為3公厘。上述多個支撐板坐標(biāo)系預(yù)先被儲存于控制單元205中的一位置數(shù)據(jù)庫2051 (請參照圖2)，當(dāng)控制單元205計(jì)算而獲得觸發(fā)距離d (亦即50公分)時(shí)，控制單元205由位置數(shù)據(jù)庫2051中搜尋對應(yīng)于觸發(fā)距離d的支撐板坐標(biāo)(10，9)而獲得接觸位置Pt，使控制單元205得以輸出對應(yīng)于接觸位置Pt (或?qū)?yīng)于物體F)的一觸發(fā)訊號，藉此執(zhí)行相對應(yīng)的指令。需特別說明的是光 纖203的多個接觸位置被觸發(fā)的情況。當(dāng)物體F(亦即使用者的手指)觸碰光學(xué)觸控板20，且其光纖203的多個接觸位置被物體F觸碰時(shí)，控制單元205通過上述計(jì)算過程計(jì)算而獲得對應(yīng)于多個接觸位置的多個觸發(fā)距離，并于位置數(shù)據(jù)庫2051中搜尋對應(yīng)于多個觸發(fā)距離的多個支撐板坐標(biāo)。最后，控制單元205對多個支撐板坐標(biāo)進(jìn)行平均計(jì)算而獲得多個接觸位置的一中心接觸位置，并輸出對應(yīng)于該中心接觸位置的觸發(fā)訊號。此外，本發(fā)明更提供一第二較佳實(shí)施例。請同時(shí)參閱圖9以及圖10，圖9為本發(fā)明光學(xué)觸控裝置于第二較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖，且圖10為本發(fā)明光學(xué)觸控裝置于第二較佳實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。光學(xué)觸控裝置2包括第一較佳實(shí)施例中的光學(xué)觸控板20、一另一發(fā)光組件21、一導(dǎo)光板22以及一保護(hù)層23，光學(xué)觸控板20的結(jié)構(gòu)、操作原理以及運(yùn)作情形如上所述，故不再贅述，需特別指出的是，光學(xué)觸控板20的發(fā)光組件202系用以產(chǎn)生一第一光束BI*。另一發(fā)光組件21設(shè)置于支撐板201的第一側(cè)2011且相鄰于發(fā)光組件202，用以產(chǎn)生一第二光束B2*，而導(dǎo)光板22設(shè)置于光學(xué)觸控板20的支撐板201的下方，用以引導(dǎo)第二光束B2而使光學(xué)觸控裝置2發(fā)光。保護(hù)層23系設(shè)置于光學(xué)觸控板20的上方，用以保護(hù)光學(xué)觸控板20而避免光學(xué)觸控板20直接與其它物體接觸。保護(hù)層23包括多個隔離組件231，設(shè)置于保護(hù)層23的底部，當(dāng)隔離組件231設(shè)置于光學(xué)觸控板20的支撐板301上未有光纖203之處時(shí)，隔離組件231可隔離保護(hù)層23以及光學(xué)觸控板20而避免光學(xué)觸控板20被觸發(fā)。當(dāng)保護(hù)層23被物體觸碰時(shí)，保護(hù)層23被觸碰而產(chǎn)生形變，使保護(hù)層23伸出于隔離組件231而觸發(fā)位于其下方的光學(xué)觸控板20，以產(chǎn)生相對應(yīng)的觸發(fā)訊號。于本較佳實(shí)施例中，隔離組件231系以紫外線固化油墨(亦即UV油墨)印刷于保護(hù)層23的底部而形成。與第一較佳實(shí)施例相同，發(fā)光組件202系設(shè)置于第一電路板206上,而另一發(fā)光組件21亦設(shè)置于第一電路板206上,且第一電路板206亦提供電力予另一發(fā)光組件21。于本較佳實(shí)施例中，另一發(fā)光組件21系為發(fā)光二極管。綜言之，另一發(fā)光組件21以及導(dǎo)光板22系提供光學(xué)觸控裝置2 —發(fā)光功能。第一較佳實(shí)施例與第二較佳實(shí)施例中，發(fā)光組件202系設(shè)置于支撐板201的左側(cè)，且光學(xué)感測組件204則設(shè)置于支撐板201的右側(cè)，而光纖203系以水平彎折方式分布于支撐板201上，但并非以此為限。以本發(fā)明的第三較佳實(shí)施例的光學(xué)觸控板30為例說明，光學(xué)觸控板30的發(fā)光組件302可設(shè)置于支撐板301的上方側(cè)，且光學(xué)感測組件304則設(shè)置于支撐板301的下方側(cè)，而光纖303則可以垂直彎折方式分布于支撐板301上，如圖11所示。根據(jù)上述可知，本發(fā)明光學(xué)觸控板以及光學(xué)觸控裝置系利用光纖中的光束以及光回波而判斷被觸發(fā)的位置，以輸出相對應(yīng)的觸發(fā)訊號，且光學(xué)觸控板中僅需于接近光纖的第一端的處設(shè)置一個發(fā)光組件，而于接近光纖的第二端處設(shè)置一個光學(xué)感測組件，其光學(xué)觸控板即可運(yùn)作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，現(xiàn)有的光學(xué)觸控板必須設(shè)置多個發(fā)光組件以及與其相對應(yīng)的光學(xué)感測組件，而本發(fā)明光學(xué)觸控板僅需設(shè)置一個發(fā)光組件以及一個光學(xué)感測組件，明顯地，本發(fā)明光學(xué)觸控板以及光學(xué)觸控裝置可省下可觀的成本，亦可省下原本必須設(shè)置多個發(fā)光組件以及多個光學(xué)感測組件的空間，也就是說，本發(fā)明光學(xué)觸控板以及光學(xué)觸控裝置不但具有成本上的優(yōu)勢，更可縮小其體積而實(shí)施體積輕薄化。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍，因此凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含于本案的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)觸控板，包括: 一支撐板； 一發(fā)光組件，用以產(chǎn)生一光束； 一光纖，以彎折方式分布于該支撐板上，該光纖的一第一端用以接收該光束而使該光束穿過該光纖而從該光纖的一第二端輸出，且當(dāng)該光纖被一物體觸碰時(shí)于該光纖內(nèi)產(chǎn)生光回波； 一光學(xué)感測組件，設(shè)置于接近該光纖的該第二端處，用以接收通過該光纖的該光束而輸出對應(yīng)于該光束的第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應(yīng)該光回波的第二訊號；以及 一控制單元，連接于該光學(xué)感測組件，用以根據(jù)該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰的一接觸位置，并輸出對應(yīng)于該物體的一觸發(fā)訊號。
2.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控板，其中該光纖包括多個直線區(qū)段以及多個彎折區(qū)段，且每一彎折區(qū)段位于每二直線區(qū)段之間，該多個直線區(qū)段系互相平行。
3.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控板，其中該支撐板具有凹槽，設(shè)置于該支撐板的上表面，用以設(shè)置該光纖于其中，且該凹槽的形狀系對應(yīng)于被彎折的該光纖而形成連續(xù)S型的外型。
4.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控板，更包括: 一第一電路板，用以設(shè)置該發(fā)光組件于其上且提供電力予該發(fā)光組件；以及 一第二電路板，用以設(shè)置 該光學(xué)感測組件于其上且提供電力予該光學(xué)感測組件。
5.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控板，其中該控制單元根據(jù)接收到該第一訊號的第一時(shí)間tl、接收到該第二訊號的一第二時(shí)間t2以及該光束于該光纖中的一傳導(dǎo)速度Vf而獲得一觸發(fā)距離d，并根據(jù)該觸發(fā)距離以及該光纖的總長度而獲得該接觸位置；其中d =(VfX (t2-tl))/2。
6.按權(quán)利要求5所述的光學(xué)觸控板，其中該控制單元預(yù)設(shè)有一位置數(shù)據(jù)庫，用以儲存多個支撐板坐標(biāo)，且當(dāng)該控制單元獲得該觸發(fā)距離時(shí)，該控制單元由該位置數(shù)據(jù)庫中搜尋對應(yīng)于該觸發(fā)距離的該支撐板坐標(biāo)而獲得該接觸位置。
7.按權(quán)利要求6所述的光學(xué)觸控板，其中當(dāng)該光纖的多個接觸位置被該物體觸碰時(shí)，該控制單元根據(jù)對應(yīng)于該多個接觸位置的多個觸發(fā)距離而獲得對應(yīng)于該多個觸發(fā)距離的多個支撐板坐標(biāo)，且該控制單元對該多個支撐板坐標(biāo)進(jìn)行平均計(jì)算而獲得該多個接觸位置的一中心接觸位置，并輸出對應(yīng)于該中心接觸位置的該觸發(fā)訊號。
8.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控板，其中該光回波由該物體的該接觸位置往該光纖的該第一端行進(jìn)，且該光回波被該光纖的該第一端反射并由該光纖的該第一端行進(jìn)至該光纖的該第二端而被該光學(xué)感測組件接收。
9.按權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸控板，其中該光纖包括: 一光纖核心，用以傳輸該光束及該光回波；以及 一光纖外層，包覆于該光纖核心，用以使該光束以及該光回波于該光纖核心中進(jìn)行全反射。
10.一種光學(xué)觸控裝置，包括: 一光學(xué)觸控板，包括:一支撐板； 一發(fā)光組件，用以產(chǎn)生一第一光束； 一光纖，以彎折方式分布于該支撐板上，該光纖的第一端用以接收該第一光束而使該第一光束穿過該光纖而從該光纖的第二端輸出，且當(dāng)該光纖被一物體觸碰時(shí)于該光纖內(nèi)產(chǎn)生光回波； 一光學(xué)感測組件，設(shè)置于接近該光纖的該第二端處，用以接收通過該光纖的該第一光束而輸出對應(yīng)于該第一光束的第一訊號以及用以接收該光回波而輸出對應(yīng)于該光回波的第二訊號; 一控制單元，連接于該光學(xué)感測組件，用以根據(jù)該第一訊號以及該第二訊號而判斷該光纖被該物體觸碰的一接觸位置，并輸出對應(yīng)于該物體的一觸發(fā)訊號； 一另一發(fā)光組件，位于該發(fā)光組件的一第一側(cè)，用以產(chǎn)生一第二光束；以及 一導(dǎo)光板，設(shè)置于該支撐板的下方，用以引導(dǎo)該第二光束而使該光學(xué)觸控裝置發(fā)光。
11.按權(quán)利要求10所述的光學(xué)觸控裝置，其中該光纖包括多個直線區(qū)段以及多個彎折區(qū)段，且每一彎折區(qū)段位于每二直線區(qū)段之間，該多個直線區(qū)段系互相平行。
12.按權(quán)利要求10所述的光學(xué)觸控裝置，其中該支撐板具有凹槽，設(shè)置于該支撐板的上表面，用以設(shè)置該光纖于其中，且該凹槽的形狀系對應(yīng)于彎折的該光纖而形成連續(xù)S型的外型。
13.按權(quán)利要求10所述的光學(xué)觸控裝置，更包括: 一第一電路板，用以設(shè)置該發(fā)光組件以及該另一發(fā)光組件于其上且提供電力予該發(fā)光組件以及該另一發(fā)光組件；以及 一第二電路板，用以設(shè)置該光學(xué)感測組件于其上且提供電力予該光學(xué)感測組件。
14.按權(quán)利要求10所述的光學(xué)觸控裝置，其中該控制單元根據(jù)接收到該第一訊號的第一時(shí)間tl、接收到該第二訊號的第二時(shí)間t2以及該第一光束于該光纖中的一傳導(dǎo)速度Vf而獲得一觸發(fā)距離d，并根據(jù)該觸發(fā)距離以及該光纖的總長度而獲得該接觸位置；其中d =(VfX (t2-tl))/2。
15.按權(quán)利要求14所述的光學(xué)觸控裝置，其中該控制單元預(yù)設(shè)有一位置數(shù)據(jù)庫，用以儲存多個支撐板坐標(biāo)，且當(dāng)該控制單元獲得該觸發(fā)距離時(shí)，由該位置數(shù)據(jù)庫中搜尋對應(yīng)于該觸發(fā)距離的該支撐板坐標(biāo)而獲得該接觸位置。
16.按權(quán)利要求15所述的光學(xué)觸控裝置，其中當(dāng)該光纖的多個接觸位置被該物體觸碰時(shí)，該控制單元根據(jù)對應(yīng)于該多個接觸位置的多個觸發(fā)距離而獲得對應(yīng)于該多個觸發(fā)距離的多個支撐板坐標(biāo)，且該控制單元對該多個支撐板坐標(biāo)進(jìn)行平均計(jì)算而獲得該多個接觸位置的一中心接觸位置，并輸出對應(yīng)于該中心接觸位置的該觸發(fā)訊號。
17.按權(quán)利要求10所述的光學(xué)觸控裝置，其中該光回波由該物體的該所在位置往該光纖的該第一端行進(jìn)，且該光回波被該光纖的該第一端反射并由該光纖的該第一端行進(jìn)至該光纖的該第二端而被該光學(xué)感測組件接收。
18.按權(quán)利要求10所述的光學(xué)觸控裝置，其中該光纖包括: 一光纖核心，用以傳輸該第一光束及該光回波；以及 一光纖外層，包覆于該光纖核心，用以使該第一光束以及該光回波于該光纖核心中進(jìn)行全反射。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)觸控板，包括一支撐板、一發(fā)光組件、一光纖、一光學(xué)感測組件以及一控制單元。光纖以彎折方式分布于支撐板上，且發(fā)光組件所產(chǎn)生的光束穿過光纖而被光學(xué)感測組件接收。當(dāng)光纖被一物體觸碰時(shí)，光纖內(nèi)產(chǎn)生一光回波且其被光學(xué)感測組件接收，使控制單元根據(jù)光束與光回波分別被接收的時(shí)間以及光束的傳導(dǎo)速度而獲得物體所在的接觸位置。
文檔編號G06F3/042GK103092433SQ20111035127
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者陳仲淵 申請人:致伸科技股份有限公司