激光光学触控模块制造技术

一种激光光学触控模块，设置于显示屏表面的一侧以提供光学式定位输入功能用以构成一光学式触控显示屏系统，其由一发光部及一收光部组成一模块，其特征在于：该发光部，其通过一激光光源以发出激光光束并经一广角用光学元件折射后，使激光光视角能大于９０度，以在显示屏表面上形成广角的线性光束，当触控件触摸显示屏表面上时，会阻挡该线性光束并形成反射激光光束；该收光部，其通过一位置感测器及一聚光用光学元件以接收感应该反射激光光束并形成一信号输出，以感测得知该触控件的相对位置；又该发光部与收光部的光路之间系以平行光路方式或共光路方式组合在一起；藉此，可利用激光光束的高同调性（ｈｉｇｈｌｙ　ｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｌｉｇｈｔ）以提高触控的灵敏度，且避免现有技术须采用反光条或吸光条的麻烦，具有结构简化、易安装且触控灵敏度高的优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关一种光学触控模块，尤指一种利用一具激光光源的发光部及一具位置感测器的收光部，且该发光部与收光部的光路之间以平行光路方式或共光路方式组成一模块。 
技术介绍
目前正流行的触控式显示屏，通过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，荧幕具有良好的透明度(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时以下)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US 2009/0200453、US 7,538,759、US7,692,625、US 7,629,967等多件现有技术，一般而言，该多个光学式触控系统现有技术在显示屏的表面的侧缘边上，如一矩形显示屏表面的四侧框边上或四角处，设置至少一组光源装置如以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，再通过一处理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座标，以达成目前已知一光学触控系统的使用功能。 现有一般光学式触控系统在设计上大都采用发光二极管(LED，light-emitting diode)作为光源，而LED光并非高同调性(highly coherent light)光源，故无法有效提高触控的灵敏度；又现有的LED光源装置与所使用的位置感测器(camera)是分开的个体，且分别设置于显示屏表面的四周缘(框边)某一位置处，且整体架构上又必须配合反光条或吸光条使用，以致具有结构复杂、成本增加等缺点，尤其该LED光源装置所提供的照射光一般为可见光，容易受到使用环境下的可见光与显示屏所产生的可见光的干扰或影响，以致光学式触控系统中位置感测器的感测灵敏度降低，即信噪比(SNR)降低而相对影响信号的判读，以致降低光学式触控系统的使用效率。 由上可知，在光学式触控系统的
中，发展设计一种不须采用反光条或吸光条且结构简化、成本节省的光学式触控系统，确实有其需要性。--> 
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种激光光学触控模块，设置于显示屏表面的一侧以提供光学式定位输入功能用以构成一光学式触控显示屏系统供触控件触摸，其由一发光部及一收光部组成一模块，其特征在于： 该发光部，其通过一激光光源以发出激光光束并经一广角用光学元件折射后，使激光光视角能大于90度，以在显示屏表面上形成广角的线性光束，当触控件触摸显示屏表面上时，会阻挡该线性光束并形成反射激光光 束； 该收光部，其通过一位置感测器及一聚光用光学元件以接收感应该反射激光光束并形成一信号输出，以感测得知该触控件的相对位置； 其中该发光部的光路与收光部的光路之间，以平行光路方式并排组合在一起。 实施时，该发光部的光路与收光部的光路之间，相对于显示屏表面，以水平且平行光路方式横向并排组合在一起。 实施时，该广角用光学元件是一打线镜片。 实施时，该发光部及收光部容设在一有开口的外壳体内部以形成一组合体。 实施时，该位置感测器的感测面上进一步设置一微透镜以使因触控件触摸显示屏表面上所形成的反射激光光束得进一步聚光在该感测面上。 本技术的又一目的在于提供一种激光光学触控模块，设置于显示屏表面的一侧以提供光学式定位输入功能用以构成一光学式触控显示屏系统供触控件触摸，其由一发光部及一收光部组成一模块，其特征在于： 该发光部，其通过一激光光源以发出激光光束并经一广角用光学元件折射后，使激光光视角能大于90度，以在显示屏表面上形成广角的线性光束，当触控件触摸显示屏表面上时，会阻挡该线性光束并形成反射激光光束； 该收光部，其通过一位置感测器以接收感应该反射激光光束并形成一信号输出，以感测得知该触控件的相对位置； 其中该发光部的光路与收光部的光路之间，以共光路方式组合在一起，使该发光部的激光光源与该收光部的位置感测器共用同一广角用光学元件，使该激光光源所发出的激光光束及位置感测器所接收并感应的反射激 光光束都经过相同的广角用光学元件； 其中该广角用光学元件的后方设一分光镜以使激光光源所发出的激光光束穿过该分光镜而向外射出至广角用光学元件，并使反射激光光束经由该广角用光学元件射入至该分光镜并反射进入并被该位置感测器接收感应。 实施时，该广角用光学元件是一打线镜片。 实施时，该发光部及收光部容设在一有开口的外壳体内部以形成一组合体。 实施时，该激光光源与分光镜之间进一步设一准直镜。 实施时，该激光光源进一步使用可发出小直径激光光束的激光光源，并进一步在该位置感测器的感测面与该分光镜之间设一光扩束镜。 实施时，该分光镜是一偏振分光镜，并在该广角用光学元件与该偏振分光镜之间设一四分之一波片，以使该激光光源所发出的激光光束在经过该一偏振分光镜时，该激光光束中的一线偏振光得通过该一偏振分光镜，而与其正交的另一线偏振光则反射； 其中通过该一偏振分光镜的该线偏振光，再经该一四分之一波片转换为一左旋或-->右旋二相反旋中一圆偏振光，使经由触控件反射后的反射激光光束变为二相反旋中另一圆偏光，再经过该四分之一波片又转换为一与原线偏振光正交的线偏振光，再入射至该一偏振分光镜并反射至该位置感测器上。 附图说明图1是本专利技术激光光学触控模块第一实施例(收发平行光路)设置于显示屏表面的一侧以提供光反射式定位输入功能的使用状态示意图。 图1A是图1实施例中本专利技术的位置感测器的像素的感应信号输出示意 图。 图2是本专利技术激光光学触控模块第一实施例(收发平行光路)的立体示意图。 图3是图2实施例(收发平行光路)的一平面(上视)示意图。 图4是本专利技术激光光学触控模块第二实施例(收发共光路)的一平面示意图。 图5是本专利技术的位置感测器的感测面上设一微透镜(Mirco Lens)的功能状态示意图。 图6是本专利技术激光光学触控模块第三实施例(收发共光路)的一平面示意图。 图7是本专利技术激光光学触控模块第四实施例(收发共光路)的一平面示意图。 具体实施方式为使本专利技术更加明确详实，将本专利技术的结构及其技术特征配合下列图示详述如后： 图1、1A分别是本专利技术激光光学触控模块第一实施例(收发平行光路)设置于显示屏表面的一侧以提供光反射式定位输入功能的使用状态示意图及位置感测器的像素的感应信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光光学触控模块，设置于显示屏表面的一侧以提供光学式定位输入功能用以构成一光学式触控显示屏系统供触控件触摸，其由一发光部及一收光部组成一模块，其特征在于：　　该发光部，其通过一激光光源以发出激光光束并经一广角用光学元件折射后，使激光光视角能大于９０度，以在显示屏表面上形成广角的线性光束，当触控件触摸显示屏表面上时，会阻挡该线性光束并形成反射激光光束；　　该收光部，其通过一位置感测器及一聚光用光学元件以接收感应该反射激光光束并形成一信号输出，以感测得知该触控件的相对位置；其中该发光部的光路与收光部的光路之间，以平行光路方式并排组合在一起。

【技术特征摘要】
1.一种激光光学触控模块，设置于显示屏表面的一侧以提供光学式定位输入功能用以构成一光学式触控显示屏系统供触控件触摸，其由一发光部及一收光部组成一模块，其特征在于：该发光部，其通过一激光光源以发出激光光束并经一广角用光学元件折射后，使激光光视角能大于90度，以在显示屏表面上形成广角的线性光束，当触控件触摸显示屏表面上时，会阻挡该线性光束并形成反射激光光束；该收光部，其通过一位置感测器及一聚光用光学元件以接收感应该反射激光光束并形成一信号输出，以感测得知该触控件的相对位置；其中该发光部的光路与收光部的光路之间，以平行光路方式并排组合在一起。2.如权利要求1所述的激光光学触控模块，其特征在于，该发光部的光路与收光部的光路之间，相对于显示屏表面，以水平且平行光路方式横向并排组合在一起。3.如权利要求1所述的激光光学触控模块，其特征在于，该广角用光学元件是一打线镜片。4.如权利要求1所述的激光光学触控模块，其特征在于，该发光部及收光部容设在一有开口的外壳体内部以形成一组合体。5.如权利要求1所述的激光光学触控模块，其特征在于，该位置感测器的感测面上进一步设置一微透镜以使因触控件触摸显示屏表面上所形成的反射激光光束得进一步聚光在该感测面上。6.一种激光光学触控模块，设置于显示屏表面的一侧以提供光学式定位输入功能用以构成一光学式触控显示屏系统供触控件触摸，其由一发光部及一收光部组成一模块，其特征在于：该发光部，其通过一激光光源以发出激光光束并经一广角用光学元件折射后，使激光光视角能大于90度，以在显示屏表面上形成广角的线性光束，当触控件触摸显示屏表面上时，会阻挡该线性光束并形成反射激光光束；该收光部，其通过一位置感测器以接收感应该反...

【专利技术属性】
技术研发人员：温明华，陈国仁，
申请(专利权)人：硕擎科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[]