專利名稱：紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種位置偵測裝置，特別是涉及ー種紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板。
背景技術：
目前觸控式面板依其使用技術的不同，可區分為電阻式觸控面板、電容式觸控面板、超音波式觸控面板、以及紅外線式觸控面板等種類。以電容式觸控面板來說，主要的做法是在玻璃上鍍上氧化銻錫薄膜(ATO Film)及銀漿線，其優點為穩定性高、透光度佳、表面硬度強，但缺點是價格較高且エ藝較為復雜。對電阻式觸控面板而言，主要是通過氧化銦錫導電薄膜(IT0 Film)及一片氧化銦錫導電玻璃(IT0 Glass)而形成，其優點為制造成本較低、構造較簡易，但透光度及表面硬度均差于電容式觸控面板。超音波式觸控面板則是以發射超音波方式來計算接收強度進而取得所偵測位置的座標。紅外線式觸控面板則利用光源遮斷原理，在顯示器熒幕四周安置紅外線發射及接收裝置，當有物體接觸熒幕時將會遮斷光信號，藉由分析接收裝置的接收信號來測得物體在熒幕上的座標。圖1是顯示現有習知用于紅外線式觸控面板的位置偵測裝置的架構圖。如圖1所示，現有習知用于紅外線式觸控面板的位置偵測裝置100，包含一矩形框架110、紅外線信號源101 124以及接收器131 154，其中接收器131 142分別用以接收紅外線信號源101 112所發射的光線，而接收器143 154分別用以接收紅外線信號源113 124所發射的光線。當手指或其他物體120置于框架110內部的某個位置而遮斷紅外線時，接收器135及136將收不到光源105及106所發射的光線，且接收器147及148將收不到光源117及118所發射的光線。由接收器135及136的位置可決定物體120在框架110內的X座標，由接收器147及148的位置可決定物體120在框架110內的Y座標。圖1所示的位置偵測裝置100的架構是藉由在矩形的其中兩個相互垂直的邊長上設置光源，并在其他兩邊設置對應的接收器，而達到偵測物體在框架內座標的目的。然而，當接收器131 142或143 154受光線干擾時，則圖1所示的架構將導致X或Y座標的量測失效。由此可見，上述現有的用于紅外線式觸控面板的位置偵測裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一歩改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發展完成，而一般產品又沒有適切的結構能夠解決上述問題，此顯然是相關業者急欲解決的問題。因此如何能創設ー種新型結構的紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板，使其在部分信號受到干擾時仍可持續偵測物體在面板上的位置，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
發明內容
本發明的目的在干，克服現有的用于紅外線式觸控面板的位置偵測裝置存在的缺陷，而提供ー種新型結構的紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板，所要解決的技術問題是使其當部分信號受到干擾時，仍可持續量測物體在面板上的位置，非常適于實用。本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的ー種紅外線位置偵測裝置，包含多個紅外線信號源、多個接收器與ー處理器。多個紅外線信號源與多個接收器分別沿ー框架設置，并且彼此相互交錯。多個紅外線信號源發射至少ニ維度的紅外線信號，其中每ー維度的紅外線信號包含方向相対的ニ組紅外線信號。多個接收器接收對應的紅外線信號源的紅外線信號，其中當任一維度的紅外線信號中，一方向的紅外線信號受干擾時，另一方向的紅外線信號仍可藉由對應的多個接收器量測。處理器與多個接收器耦合，其中當至少一物體置于框架內的一位置時，處理器根據各接收器的設置座標及各接收器所接收紅外線信號的強度變化，決定位置的座標。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進ー步實現。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該框架的形狀與該位置偵測裝置的解析度決定該多個紅外線信號源與該多個接收器的交錯設置方式。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該多個紅外線信號源與該多個接收器為一対一交錯設置。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該至少ニ維度的紅外線信號彼此互相垂直。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該框架的形狀包含矩形、圓形或橢圓形。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該至少ニ維度包含一第一維度與一第二維度，并且該第一維度包含方向相対的一第一方向與一第二方向，該第二維度包含方向相対的一第三方向與一第四方向，其中發射、接收該第一方向、該第三方向的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第一水平面上，并且發射、接收該第二方向、該第四方向的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第二水平面上。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該第一 水平面與該第二水平面相距ー距離，且該距離的厚度小于該物體的厚度。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該至少ニ維度包含一第一維度與一第二維度，其中發射、接收該第一維度的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第一水平面上，并且發射、接收該第二維度的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第ニ水平面上。前述的紅外線位置偵測裝置，其中該第一水平面與該第二水平面相距ー距離，且該距離的厚度小于該物體的厚度。本發明的目的及解決其技術問題還采用以下技術方案來實現。依據本發明提出的一種觸控式面板，包含一顯示器熒幕與上述的紅外線位置偵測裝置。紅外線位置偵測裝置設置于顯示器熒幕上，其中處理器用以建立顯示器熒幕所顯示的各影像位置與框架內的各位置之間的對應關系。本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進ー步實現。借由上述技術方案，本發明紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板至少具有下列優點及有益效果本發明的紅外線位置偵測裝置在當部分信號受到干擾時，仍可持續量測物體在面板上的位置，從而可以有效的避免量測失效。綜上所述，本發明是有關于ー種紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板。該紅外線位置偵測裝置，包含多個紅外線信號源、多個接收器與ー處理器。多個紅外線信號源與多個接收器分別沿ー框架且彼此交錯設置。多個紅外線信號源發射至少ニ維度的紅外線信號，其中每ー維度的紅外線信號包含方向相対的ニ組紅外線信號。多個接收器接收對應的紅外線信號源的紅外線信號，其中當任一維度的紅外線信號中，一方向的紅外線信號受干擾時，另ー方向的紅外線信號仍可藉由對應的多個接收器量測。處理器與多個接收器耦合，其中當至少一物體置于框架內的一位置時，處理器根據各接收器的設置座標及各接收器所接收紅外線信號的強度變化，決定位置的座標。本發明在技術上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設計。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1是現有習知用于紅外線式觸控面板的位置偵測裝置的架構圖。圖2、圖5、圖6、圖7與圖8是本發明提出的紅外線位置偵測裝置的示意圖。圖3與圖4是本發明提出的觸控式面板的示意圖。100 :紅外線位置偵測裝置 110:框架120 :物體101 124 :紅外線信號源131 154 :接收器200 :紅外線位置偵測裝置201 236 :紅外線信號源 241 276 :接收器280 :處理器282 :框架284 :物體290:第一方向292:第二方向294:第三方向
296:第四方向302、304:熒幕500 :第一水平面600 :第二水平面700 :紅外線位置偵測裝置 701 718 :紅外線信號源721 738 :接收器
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。本發明在此所探討的為ー種紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板。為了能徹底地了解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的步驟及其組成。顯然地，本發明的施行并未限定于紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板的技術人員所熟習的特殊細節。另ー方面，眾所周知的組成或步驟并未描述于細節中，以避免造成本發明不必要的限制。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的范圍不受限定，其以之后的專利范圍為準。本發明揭露的ー種紅外線位置偵測裝置，可在部分信號受到干擾時，仍可持續量測物體在面板上的位置。參照以下的較佳實施例的敘述并配合圖2至圖8的圖式，本發明的目的、實施例、特征、及優點將更為清楚。然以下實施例中所述的裝置、元件及方法步驟，僅用以說明本發明，并非用以限制本發明的范圍。圖2是本發明提出的紅外線位置偵測裝置200的一較佳實施例的示意圖。如圖2所示，紅外線位置偵測裝置200包含多個紅外線信號源201 236、多個接收器241 276與一處理器280，其中多個紅外線信號源201 236與多個接收器241 276分別沿一矩形框架282設置且彼此相互交錯。多個紅外線信號源201 236發射至少ニ維度的紅外線信號，并且每ー維度的紅外線信號包含方向相対的ニ組紅外線信號。如圖2所示，上述的至少ニ維度包含一第一維度與一第二維度，其中第一維度包含方向相対的一第一方向290與一第二方向292，并且第ニ維度包含方向相対的一第三方向294與一第四方向296。上述的多個接收器241 276則分別接收對應的紅外線信號源201 236的紅外線信號。 換言之，紅外線信號源201 206、接收器241 246分別發射、接收第一方向290的紅外線信號；紅外線信號源211 216、接收器251 256分別發射、接收第二方向292的紅外線信號；紅外線信號源221 226、接收器261 266分別發射、接收第三方向294的紅外線信號；以及紅外線信號源231 236、接收器271 276分別發射、接收第四方向296的紅外線信號。在本實施例中，紅外線信號源201 236與接收器241 276為ー對一交錯設置，并且ニ維度的紅外線信號彼此互相垂直。上述的處理器280與多個接收器241 276耦合，其中當至少一物體284置于框架282內的一位置時，處理器280根據各接收器241 276的設置座標及各接收器241 276所接收紅外線信號的強度變化，決定物體284位置的座標。如圖2所示，當物體(例如手指)284置于框架282內部的某個位置時，紅外線信號源203、214、224、233發射的紅外線信號將被物體284所遮擋，而使接收器243、254、264、273收不到紅外線信號。處理器280可偵測到接收器243、254、264、273所接收到的信號強度降低，并藉由這些接收器243、254、264、273與其所分別對應的紅外線信號源203、214、224、233之間所形成的ニ組連線的交會處而決定物體284在框架282內的位置。處理器280間接耦合至紅外線信號接收器241 276，用以分析每ー接收器所接收的信號強度，而計算出一物體在框架282內的一特定位置。上述的圖2中二組連線的產生及其交會處可通過處理器280執行ー特定演算法而完成。依據實際應用上的需要，處理器280可與模擬數字轉換器(A/Dconverter)或其他現有習知的電路搭配，以處理所接收的信號。當任ー維度的紅外線信號中，某一方向的紅外線信號受干擾吋，另ー方向的紅外線信號仍可藉由對應的多個接收器量測。例如，當圖2的接收器241 246受到電磁波或光線干擾時，則無法接收量測第一方向290的紅外線信號，但是第二方向292的紅外線信號仍可藉由接收器251 256接收，藉此以量測物體284在第一維度的座標。同理，當第ニ維度的某一方向的接收器受干擾時，另一方向的接收器仍可持續量測物體在第二維度的座標。圖3是使用上述的紅外線位置偵測裝置200的觸控式面板的示意圖。在圖3所示的實施例中，紅外線位置偵測裝置200是架設于一矩形的顯示器熒幕302上，處理器280可建立熒幕302的表面位置(或熒幕所顯示畫面的位置)與紅外線位置偵測裝置200內的位置之間的對應關系。因此，藉由獲得物體在紅外線位置偵測裝置200內的位置，可決定要點擊或選擇熒幕所顯示畫面中的哪個部分。在另ー實施例中，紅外線位置偵測裝置200可搭配一非矩形的顯示器熒幕304使用，只要熒幕304是包含于紅外線位置偵測裝置200所能偵測的范圍內即可，熒幕304的形狀并不受限制。圖4是繪示熒幕304為ー圓形熒幕的實施例的觸控式面板的示意圖。圖5與圖6是本發明提出的紅外線位置偵測裝置的另ー較佳實施例的示意圖，為利于理解，圖5與圖6是以透視圖方式描繪，其中圖5為俯視透視圖，而圖6為仰視透視圖。本實施例是將圖2中，發射第一方向290紅外線信號的紅外線信號源201 206、接收第一方向290紅外線信號的接收器241 246、發射第三方向294紅外線信號的紅外線信號源221 226與接收第三方向294紅外線信號的接收器261 266設置于一第一水平面500 上，如圖5所示。再者，本實施例也將圖2中，發射第二方向292紅外線信號的紅外線信號源211 216、接收第二方向292紅外線信號的接收器251 256、發射第四方向296紅外線信號的紅外線信號源231 236與接收第四方向296紅外線信號的接收器271 276設置于ー第二水平面600上，如圖6所示。依據本發明，第一水平面500與第二水平面600只須彼此分別設置于不同水平面即可，而不限設置于框架的上表面或下表面。因此，第一水平面500與第二水平面600相距ー距離，并且此ー距離必須小于物體284，使得物體284能同時遮斷住ニ維度的紅外線信號。本發明也可適用于圓形框架，如圖7與圖8所示，其中圖7是俯視透視圖，而圖8是仰視透視圖。如圖7所示，紅外線位置偵測裝置700包含多個紅外線信號源701 708與多個接收器721 728，并且紅外線信號源701 708與接收器721 728設置于一第一水平面，其中紅外線信號源701 708與接收器721 728沿圓形框架并且彼此一対一交錯設置。紅外線信號源701 708發射第一維度的紅外線信號，而接收器721 728則接收相對應的紅外線信號源所發射的紅外線信號。再如圖8所示，紅外線位置偵測裝置700還包含多個紅外線信號源711 718與多個接收器731 738，并且紅外線信號源711 718與接收器731 738設置于一第二水平面，其中紅外線信號源711 718與接收器731 738沿圓形框架并且彼此一対一交錯設置。紅外線信號源711 718發射第二維度的紅外線信號，而接收器731 738則接收相對應的紅外線信號源所發射的紅外線信號。在本實施例中，上述的第一維度與第二維度的紅外線信號彼此互相垂直。如前面所述，第一水平面與第二水平面不限設置于框架的上表面或下表面。因此，第一水平面與第二水平面相距ー距離，并且此一距離必須小于物體，使得物體能同時遮斷住ニ維度的紅外線信號。當然，紅外線位置偵測裝置700還包含一處理器以耦合至接收器721 738耦合，其中當至少一物體置于圓形框架內的一位置時，處理器即可根據各接收器721 738的設置座標及各接收器721 738所接收紅外線信號的強度變化，決定物體位置的座標。同理，本發明也可將前述的紅外線位置偵測裝置架構于ー橢圓形框架，在此不再贅述。另外，上述各紅外線信號源與接收器的數量及其交錯的方式將依解析度要求的不同而有不同。一般而言，紅外線信號源與接收器的數量越多，解析度也會越高。上述的紅外線信號源與接收器的數量僅用以說明本發明的原理，依實際應用情形可選擇所需的數量。本發明，可以是上述的各種圖示與各種實施例可能的搭配與組合，任何的搭配與組合應當視為本發明的各種實施例。在此不復贅言一一介紹各種的組合。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述掲示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種紅外線位置偵測裝置，其特征在于其包含多個紅外線信號源，沿一框架設置，并且該多個紅外線信號源發射至少二維度的紅外線信號，其中每一維度的紅外線信號包含方向相對的二組紅外線信號；多個接收器，與該多個紅外線信號源交錯設置，并且分別接收對應的該紅外線信號源的紅外線信號，其中當任一維度的方向相對的二組紅外線信號中，一方向的紅外線信號受干擾時，該多個接收器依然能量測另一方向的紅外線信號；以及一處理器，與該多個接收器耦合，其中當至少一物體置于該框架內的一位置時，該處理器根據各接收器的設置座標及各接收器所接收紅外線信號的強度變化，決定該位置的座標。
2.根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該框架的形狀與該位置偵測裝置的解析度決定該多個紅外線信號源與該多個接收器的交錯設置方式。
3.根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該多個紅外線信號源與該多個接收器為一對一交錯設置。
4.根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該至少二維度的紅外線信號彼此互相垂直。
5.根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該框架的形狀包含矩形、圓形或橢圓形。
6.根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該至少二維度包含一第一維度與一第二維度，并且該第一維度包含方向相對的一第一方向與一第二方向，該第二維度包含方向相對的一第三方向與一第四方向，其中發射、接收該第一方向、該第三方向的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第一水平面上，并且發射、接收該第二方向、該第四方向的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第二水平面上。
7.根據權利要求6所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該第一水平面與該第二水平面相距一距離，且該距離的厚度小于該物體的厚度。
8.根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該至少二維度包含一第一維度與一第二維度，其中發射、接收該第一維度的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第一水平面上，并且發射、接收該第二維度的紅外線信號的該紅外線信號源與該接收器是位于一第二水平面上。
9.根據權利要求8所述的紅外線位置偵測裝置，其特征在于其中該第一水平面與該第二水平面相距一距離，且該距離的厚度小于該物體的厚度。
10.一種觸控式面板，其特征在于其包含一顯示器熒幕，用以顯示影像；以及根據權利要求1所述的紅外線位置偵測裝置，設置于該顯示器熒幕上，其中該處理器用以建立該顯示器熒幕所顯示的各影像位置與該框架內的各位置之間的對應關系。
全文摘要
本發明是有關于一種紅外線位置偵測裝置及其觸控式面板。該紅外線位置偵測裝置，包含多個紅外線信號源、多個接收器與一處理器。多個紅外線信號源與多個接收器分別沿一框架且彼此交錯設置。多個紅外線信號源發射至少二維度的紅外線信號，其中每一維度的紅外線信號包含方向相對的二組紅外線信號。多個接收器接收對應的紅外線信號源的紅外線信號,其中當任一維度的紅外線信號中，一方向的紅外線信號受干擾時，另一方向的紅外線信號仍可藉由對應的多個接收器量測。處理器與多個接收器耦合，其中當至少一物體置于框架內的一位置時，處理器根據各接收器的設置座標及各接收器所接收紅外線信號的強度變化，決定位置的座標。
文檔編號G06F3/042GK103019462SQ201210213190
公開日2013年4月3日 申請日期2012年6月26日 優先權日2011年9月26日
發明者葉尚泰 申請人:禾瑞亞科技股份有限公司