[实用新型]利用光学笔的光学触控系统装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学触控系统装置，尤指一种利用光学笔作为触控件的光学触控系统装置，供配合一显示屏使用，而可使通过其所提供的光学定位输入功能以构成一光学触控显示屏系统。

背景技术

目前应用的触控式显示屏，通过由触控件如手指或触控笔直接触摸在显示屏的表面上以控制显示器的各项功能如点选作业、切换画面或放大/缩小画面等，用以取代一般显示器常见的按键式控制方式；而目前的触控式显示屏已包含多种不同的触控系统，如电阻式（Resistive）、电容式（Capacitive）、表面声波式（SAW，Surface Acoustic Wave）、红外光式（IR，Infrared）、光学式（optical imaging）等，各有各的优缺点，其中，光学式触控系统的优点为应用于大尺寸显示屏，具有成本的优势，介于表面声波式与电容式之间，荧幕具良好的透明度(可达100%)及具有良好的触控解析度；其缺点为不适合小尺寸面板(15吋以下)的应用，较易受周边环境光的影响及须采用额外照明光源及反光条或吸光条。

光学式触控系统方面已包含US2009/0200453、US7,538,759、US7,692,625、US7,629,967等多件现有技术，一般而言，该等光学式触控系统现有技术是在显示屏的表面的侧缘边上，如一矩形显示屏表面的四侧边框上或四角处，设置至少一对光源装置如以LED作光源，用以照射在整个荧幕的外表面上，即在整个显示屏的表面上形成一光线或线性光线照射区，可称为光幕，并于该显示屏表面的四周缘（框边）上设置相互垂直的反光条或吸光条，又于该显示屏表面的侧缘边上以感测方向交错的方式设置至少二组位置感测器（camera）；则当一触控件，如手指或触控笔，触摸在该显示屏表面上时，该触控件即可对该照射在整个显示屏表面的光线造成光的散射或遮断，此时透过该反光条的反射作用或吸光条的吸收作用，即可通过由该至少二组位置感测器以感测得知该触控件至少二方向的相对位置，再通过由一处理电路（如主控制电路）的运算功能以得知该触控件触摸在显示屏表面上的实际位置坐标，以达成目前已知一光学触控系统的使用功能。然，前述该些光学式触控系统的现有技术中所指的触控件，一般是指使用者的手指或使用者所使用的触控笔，其中该触控笔本身并不具光学作用，即该触控笔并非本案所指具有光源的光学笔。

此外，在非属于本案光学式触控系统的技术领域中，例如一移动电子设备如笔记型电脑、手机等，已存在利用一光学笔供作为手写输入光笔的技术，如US8,319,753、CN102033626A、TW201113762，其采用一手写输入光笔以于一手写板区域内投影光点，并利用该手写输入光笔书写欲输入的文字或图形，然后利用一个侦测设备对光点的轨迹进行跟踪及记录，然后通过运算得到与光点书写轨迹相一致的输入文字或图形；又如US6,529,189揭示一无线尖笔，该无线尖笔具有一红外线发射器用以连结一设在电脑上的接收器，该无线尖笔在近尖端处具有一按键，在该无线尖笔指点在一触控幕位置的路线中，该按键能由使用者作动，因此通过由该触控幕与一或多个按键的同时作动的组合，以使一滑鼠输入至一电脑得以完成。然，不论是US8,319,753、CN102033626A、TW201113762所揭示手写输入光笔，或US6,529,189所揭示的具红外线选择键的无线尖笔，其使用功能或目的功效皆与本实用新型不同，因此可视为不同技术领域中的输入用光笔。

更进一步，一般光学触控系统由一对感测装置（如电荷耦合元件，charge-coupled device/CCD）并提供一光源作为侦测触控件用；然而如此的光学触控系统，无论反射式或遮断式，都需要在触控显示屏的四周设置边框来限制可感应触控的区域，如此将限制此系统的适用性，而且安装上也相对复杂。

对于触控显示屏尺寸需求日益趋增，尤其对于教育市场，一般需要大于60英寸以上的显示屏尺寸才足以使用，此时一般的光学触控系统就会面临到须另再加强光源发光的强度或是增加光源的数量，来保持一定的触控信号强度；此外，以较大显示屏尺寸的触控系统而言，其组装所需的精度要求也会大幅提升，如该一对感测装置（如CCD sensor）与该边框之间设立位置的相互关系须达成相当的精密度，进而造成后续安装及/或调校的困难度增加；由上可知，若要符合大尺寸显示屏触控需求，则一般光学触控系统于物料、制作与后续维修服务的成本将随之增加。

此外，一般光学触控系统在显示屏四周设有边框，该边框皆凸出于显示屏表面一厚度（高度）约5-15mm不等，随着使用时间，该边框将会累积灰尘或脏污，而容易造成触控不良或失效的问题。