專利名稱：光學(xué)式操控裝置及操控動作的判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操控裝置及判斷方法，特別是涉及一種采用光學(xué)方式 感測壓力變化，不會因靜電或濕度等因素造成誤動作，具有良好可靠度的 光學(xué)式操控裝置，以及用于此光學(xué)式操控裝置，具有指標(biāo)裝置及按鍵功能 的操控動作的判斷方法。
背景技術(shù)：
隨著平面顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，愈來愈多的電子產(chǎn)品皆為具有熒幕
(screen),其中有許多電子產(chǎn)品的操作方式是藉由移動熒幕中的游標(biāo) (cursor)來進(jìn)行操作。用來移動游標(biāo)的操控裝置有許多種，常見的有電阻式 操控裝置及電容式操控裝置。電阻式操控裝置存在有靈敏度不高的缺點，所 以容易因使用者施力過大而損壞。電容式操控裝置則存在有價格昂貴、容 易因靜電或濕度等因素造成誤動作的缺點。
另一方面，用來操控電動游戲(video game)的操控裝置，除了可為傳 統(tǒng)的搖桿(joys t i ck)外，近來發(fā)展出 一種能夠讓玩家用腳來操控的操控裝 置。玩家可以將雙腳放置于此操控裝置上，而此操控裝置會感測玩家的雙 腳所施加的壓力的變化，以使游戲角色作出相對應(yīng)的動作。然而，此種操控 裝置仍屬于電容式操控裝置或是電阻式操控裝置。
由此可見，上述現(xiàn)有的操控裝置及操控動作的判斷方法在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、判 斷方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為 了解決上述存在的問題，相關(guān)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(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié) 構(gòu)及方法能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如 何能創(chuàng)設(shè)一種新的光學(xué)式操控裝置及操控動作的判斷方法，實屬當(dāng)前重要 研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的操控裝置及搡控動作的判斷方法存在的缺陷，本發(fā) 明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合 學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的光學(xué)式操控裝置及操控 動作的判斷方法，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的操控裝置及搡控動作的判斷方法，使 其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終 于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的操控裝置存在的缺陷，而提供一種新型 結(jié)構(gòu)的光學(xué)式操控裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其具有良好的可靠度，非 常適于實用。
本發(fā)明的另 一 目的在于，克服現(xiàn)有的操控動作的判斷方法所存在的缺 陷，而提供一種新的操控動作的判斷方法，所要解決的技術(shù)問題是使其可以 用于光學(xué)式操控裝置，而使光學(xué)式操控裝置具有指標(biāo)裝置(pointing apparatus)以及4妄4建的功能，從而更加適于實用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種光學(xué)式操控裝置，其包括 一軟板，供一使用者施壓； 一透 光支撐板，配置于該軟板下方； 一形變單元，配置于該透光支撐板與該軟板 之間，并且具有一圖案結(jié)構(gòu)，當(dāng)該使用者施壓于該軟板時，該形變單元產(chǎn)生 形變，而當(dāng)該使用者停止施壓于該軟板時，該形變單元恢復(fù)原狀； 一光源，用 以提供一光束至該透光支撐板與該形變單元；以及一影像感測模塊，配置 于從該形變單元反射的該光束的傳遞路徑上，且該影像感測模塊的感測視 野涵蓋整個該形變單元。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。 前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的形變單元的材質(zhì)為彈性材質(zhì)。 前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的圖案結(jié)構(gòu)包括一預(yù)設(shè)規(guī)則的網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)或多個條狀結(jié)構(gòu)。
前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的影像感測模塊配置于該透光支撐 板的下方。
前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括一導(dǎo)光板，配置于該透光支撐板與 該影像感測模塊之間，而該光源是配置于該導(dǎo)光板的一入光面旁。
前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括一透鏡，配置于該透光支撐板與該 影像感測模塊之間。
前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括一透鏡，配置于該透光支撐板下方， 該透鏡具有一平面、連接該平面的一第一凸曲面與一第二凸曲面，其中該 平面與該透光支撐板相對，且該第 一凸曲面與該第二凸曲面相對，該光源是 配置于該第 一凸曲面旁，該影像感測模塊是配置于該第二凸曲面旁。
前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括一透鏡，配置于該透光支撐板下方， 該透鏡具有相鄰的一第一凸曲面與一第二凸曲面，其中該第一凸曲面與該 透光支撐板相對，該影像感測模塊是配置于該該第二凸曲面旁。
前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括一濾光片，配置于該影像感測模塊之 前，以濾除該光束的波長范圍外的光。
前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的光源為紅外光發(fā)光二級管。
5前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括一反光圖案層，配置于該形變單元與 該透光支撐板之間，以反射該光束的波長范圍內(nèi)的光，其中該反光圖案層 的形狀與該圖案結(jié)構(gòu)的形狀相同。
前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的光源為激光二級管(laser diode， LD)或發(fā)光二級管(light emitting diode, LED)。
前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的影像感測模塊包括 一影像感測 元件，該影像感測元件的感測視野涵蓋該形變單元；以及一處理單元，電性 連接至該影像感測元件與該光源。
前述的光學(xué)式操控裝置，其中所述的影像感測元件與該處理單元是整 合成一系統(tǒng)芯片。
前述的光學(xué)式操控裝置，其更包括具有一開口的一殼體，而該軟板是配 置于該開口處，且該透光支撐板、該形變單元、該光源及該影像感測模塊 是配置于該殼體內(nèi)。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種操控動作的判斷方法，適用于上述的光學(xué)式操控裝置，以判 斷使用者的操控動作，該操控動作的判斷方法包括藉由該光學(xué)式操控裝 置的該影像感測模塊來感測該光學(xué)式操控裝置的該形變單元在不同時間的 形變位置及形變量；以及藉由該影像感測模塊根據(jù)感測的結(jié)果來判斷使用 者的操控動作是移動或按壓。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
前述的操控動作的判斷方法，其中當(dāng)該形變單元的形變位置隨著時間 而改變時，則判斷使用者的操控動作為移動。
前述的操控動作的判斷方法，其中當(dāng)該形變單元的一部分的形變量隨 著時間而改變時，則判斷使用者的操控動作為按壓。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術(shù)方 案，本發(fā)明光學(xué)式操控裝置及操控動作的判斷方法至少具有下列優(yōu)點及有 益效果
1、 本發(fā)明的光學(xué)式操控裝置，因為是采用光學(xué)的方式來感測壓力的變 化，所以不會因靜電或濕度等因素造成誤動作。而且，由于影像感測模塊不 會受到壓力，所以不容易損壞。因此，本發(fā)明的光學(xué)式搡控裝置具有良好 的可靠度，非常適于實用。
2、 本發(fā)明的操控動作的判斷方法，可以根據(jù)形變單元在不同時間的形 變位置及形變量來判斷使用者的操控動作，可以用于光學(xué)式操控裝置，而使 得光學(xué)式操控裝置具有指標(biāo)裝置(pointing apparatus)以及按4定的功能，從 而更加適于實用。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)式操控裝置及操控動作的判斷方法。該光學(xué)式操控裝置，包括一軟板、 一透光支撐板、 一形變單元、 一光源 以及一影像感測模塊。軟板是供一使用者施壓，而透光支撐板是配置于軟板 的下方。形變單元是配置于透光支撐板與軟板之間，且具有一圖案結(jié)構(gòu)。當(dāng) 使用者施壓于軟板時形變單元產(chǎn)生形變，而當(dāng)使用者停止施壓于軟板時形 變單元恢復(fù)原狀。光源用以提供一光束至透光支撐板與形變單元，而影像感 測模塊是配置于從形變單元反射的光束的傳遞路徑上，影像感測模塊的感 測視野涵蓋整個形變單元。此光學(xué)式操控裝置具有良好的可靠度。此外，本 發(fā)明另提出 一 種用于此光學(xué)式操控裝置的操控動作的判斷方法。本發(fā)明具 有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、判斷方法或功能上皆有較 大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有 的操控裝置及操控動作的判斷方法具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實 用，誠為一新穎、進(jìn)步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的 技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附
圖，詳細(xì)"i兌明如下。


圖U是具有本發(fā)明一實施例的光學(xué)式操控裝置的可攜式電子產(chǎn)品的示意圖。
圖1B是具有本發(fā)明一實施例的光學(xué)式操控裝置的筆記型電腦的示意圖。
圖2A與圖2B是本發(fā)明二實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。 圖2C是本發(fā)明的光學(xué)式操控裝置應(yīng)用于一桌上型電腦的示意圖。 圖3是本發(fā)明一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。 圖4是圖3中形變單元的立體圖。
圖5是本發(fā)明一實施例的操:控動作的判斷方法的步驟流程圖。 圖6A是本發(fā)明一實施例的影像感測模塊的感測視野的示意圖。 圖6B是本發(fā)明 一 實施例的影像感測模塊在不同時間所感測到的波形的 示意圖。
圖7是本發(fā)明 一 實施例的形變單元在不同時間的形變量的示意圖。
圖8是本發(fā)明另一實施例的形變單元的上視圖。
圖9是本發(fā)明另一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。
圖IO是本發(fā)明另一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。
圖ll是本發(fā)明另一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。
圖12是本發(fā)明另一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。圖13是本發(fā)明另一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖。
50:可攜式電子產(chǎn)品52:熒幕
54、160:殼體100、 100a~ 10Qe:光學(xué)式操控裝置110:軟板120透光支撐板
130、130':形變單元132條狀結(jié)構(gòu)
134、162:開口140光源
142、143:光束150影像感測模塊
152:影像感測元件154處理單元
170:導(dǎo)光板172入光面
180、190、 210:透鏡192平面
194、212:第一凸曲面196、 214:第二凸曲面220:濾光片230反光圖案層
具體實施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的光學(xué)式操控裝置及操 控動作的判斷方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳
細(xì)"i兌明3口后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當(dāng) 可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得一更加深入且具體 的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
請參閱圖1A所示，是具有本發(fā)明一實施例的光學(xué)式操控裝置的可攜式 電子產(chǎn)品的示意圖，圖1B是具有本發(fā)明一實施例的光學(xué)式操控裝置的筆記 型電腦的示意圖。請首先參閱圖1A所示，本發(fā)明一較佳實施例的光學(xué)式操 控裝置100可整合于一可攜式電子產(chǎn)品50,如移動電話(mobile phone)、個 人數(shù)位助理(personal digital assistant, PDA)或MP3播放器等，以讓使 用者能藉由手指或筆狀物等來操控可攜式電子產(chǎn)品50的熒幕52中的游標(biāo) 521。此外，如圖1B所示，光學(xué)式操控裝置100還可整合于一筆記型電腦 (notebook PC) 60,以讓使用者能藉由手指來操控可攜式電子產(chǎn)品60的熒 幕62中的游標(biāo)621。
請參閱圖2A與圖2B所示，是本發(fā)明二實施例的光學(xué)式操控裝置的示 意圖，而圖2C是光學(xué)式操控裝置應(yīng)用于一桌上型電腦的示意圖。請首先參 閱圖2A所示，光學(xué)式操控裝置100也可以是一獨立的裝置，其可作為電動游 戲的操控裝置，而玩家的手或腳可放置于光學(xué)式操控裝置ioo上。此外，請
8參閱圖2B所示，在本實施例中也可以將兩個光學(xué)式操控裝置IOO整合成一 體，以供玩家用雙手或雙腳來操控。另外，請參閱圖2C所示，光學(xué)式操控 裝置100亦可電性連接至一桌上型電腦(desktop PC) 70的主機(jī)72上，以讓 使用者能藉由手指來操控桌上型電腦70的熒幕74中的游標(biāo)741。
以下將對本發(fā)明的光學(xué)式操控裝置100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)地說明。
請參閱圖3與圖4所示，圖3是本發(fā)明一較佳實施例的光學(xué)式操控裝置 的示意圖，而圖4是圖3中形變單元的立體圖。本發(fā)明一實施例的光學(xué)式操 控裝置100,包括一軟板110、 一透光支撐板120、 一形變單元130、至少一 光源140以及一影像感測模塊150。軟板110是供一使用者施壓透光支撐板 120是配置于軟板110下方。形變單元130是配置于透光支撐板120與軟板 110之間且具有一圖案結(jié)構(gòu)(如圖2所示的具有一預(yù)設(shè)規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu))。當(dāng) 使用者施壓于軟板110時，形變單元130產(chǎn)生形變，而當(dāng)使用者停止施壓 于軟板110時，形變單元130恢復(fù)原狀。光源140用以提供一光束142至 透光支撐板120與形變單元130，而影像感測模塊150是配置于從形變單元 130反射的光束143的傳遞路徑上，且影像感測才莫塊150的感測視野(即感 測范圍)是涵蓋整個形變單元130。
上述的光學(xué)式操控裝置100中，影像感測模塊150例如是配置于透光 支撐板120的下方。影像感測模塊150可以包括一影像感測元件152以及 一處理單元154,其中處理單元154是電性連接至影^^感測元件152與光源 140，且影像感測元件152的感測視野是涵蓋整個形變單元130。影像感測 元件152可為互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體影像感測元件(CMOS image sensor) 或電荷耦合元件(charge coupled device)。此外，影像感測元件152與處 理單元154可以整合為一系統(tǒng)芯片(system on chip, SoC)。
承上述，光學(xué)式操控裝置100可更包括一殼體160。殼體160具有一開 口 162,而軟板110是配置于開口 162處，且透光支撐板120、形變單元130、 光源140及影像感測模塊150是配置于殼體160內(nèi)。此外，當(dāng)光學(xué)式操控 裝置100整合于可攜式電子產(chǎn)品50時(如圖l所示)，殼體160可與可攜式 電子產(chǎn)品50的殼體54整合。
另外，光源140可為發(fā)光二級管或激光二級管。軟板110的材質(zhì)可為 塑膠、橡膠或熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer, TPE)等，透光支撐 板120的材質(zhì)可為玻璃、丙烯酸樹脂(acrylic)、樹脂、橡膠或熱塑性彈性 體等，形變單元130的材質(zhì)可為彈性材質(zhì)，如硅膠、乳膠、海綿、橡皮、橡 膠或熱塑性彈性體等。
在本實施例中，由于形變單元130是抵靠于軟板110與透^A撐板120，所 以當(dāng)使用者施壓于軟板110時，軟板110與形變單元130會產(chǎn)生形變。此 外，被形變單元130反射的光束143會傳遞至影像感測模塊150。影像感測
9模塊150則可將被形變單元130反射的光束1"轉(zhuǎn)換成影像資料數(shù)據(jù)，并且 藉由比對影像資料數(shù)據(jù)來判斷形變單元130是否產(chǎn)生形變以及產(chǎn)生形變的 位置，以使熒幕中的游標(biāo)或是游戲角色產(chǎn)生相對應(yīng)的動作。
更詳細(xì)地說，本實施例的光學(xué)式操控裝置100內(nèi)建有一種操控動作的 判斷方法，以判斷使用者的操控動作。請參閱圖5所示，是本發(fā)明一實施 例的搡控動作的判斷方法的步驟流程圖。本發(fā)明此一 實施例的操控動作的 判斷方法，包括下列步驟首先，如圖5中步驟S110所示，藉由光學(xué)式操 控裝置100的影像感測模塊150來感測光學(xué)式操控裝置100的形變單元130 在不同時間的形變位置及形變量。接著，如圖5中步驟S120所示，藉由影像 感測模塊150根據(jù)感測的結(jié)果來判斷使用者的操控動作是移動或按壓。
舉例來說，請參閱圖6A是本發(fā)明一實施例的影像感測模塊的感測視野 的示意圖，圖6B是本發(fā)明一實施例的影像感測模塊在不同時間所感測到的 波形的示意圖。如圖6A所示，影像感測模塊150的感測視野是對應(yīng)形變單 元UO。以X軸為例，若在時間Tl時，形變單元130對應(yīng)于影像感測模塊 150的位置XI的部分受到按壓而產(chǎn)生形變，則影像感測模塊150的X軸的位 置XI處會感測到一波形(如圖6B所示)。若在時間Tl至?xí)r間T5的期間，影 像感測模塊150感測到的波形從X1向右移動至X5,則表示使用者按壓形變 單元130的位置向右移動，因此影像感測模塊150會使熒幕中的游標(biāo)或游 戲人物在X軸上產(chǎn)生相對應(yīng)的移動。同理，當(dāng)影像感測-漠塊15 0感測到波形 沿著Y軸移動時，影像感測模塊150會使熒幕中的游標(biāo)或游戲人物在Y軸 上產(chǎn)生相對應(yīng)的移動。換言之，當(dāng)形變單元130的形變位置隨著時間而改 變時，則影像感測模塊l50會判斷使用者的操控動作為移動，進(jìn)而使焚幕 中的游標(biāo)或游戲人物產(chǎn)生相對應(yīng)的移動。
另外，當(dāng)形變單元130的一部分的形變量隨著時間而改變時，則判斷 使用者的操控動作為按壓。由于使用者施加的壓力愈大，軟板110與形變 單元130的形變量愈大，所以在設(shè)計時可設(shè)定至少一個臨界值。當(dāng)形變單 元130的形變量超過某一臨界值時，則可判定為某一預(yù)設(shè)的動作。舉例來 說，請參閱圖7所示，是本發(fā)明一實施例的形變單元在不同時間的形變量的 示意圖。若形變單元130的相鄰二開口 134之間的預(yù)設(shè)間距為Dl，當(dāng)形變單 元130受到按壓時，相鄰二開口 134之間的間距會改變。例如，在時間T7與 T8時，由于形變單元130受到不同壓力，所以相鄰二開口 134之間的間距 會變成D2與D3。若預(yù)設(shè)的臨界值有兩個(即Thl與Th2)，且Dl〈Thl〈D2 〈Th2〈D3，則在時間T7時，因間距D2大于臨界值Thl ，所以影像感測模 塊150會判定為第一預(yù)設(shè)動作，而在時間T8時，因為間距D3大于臨界值 Th2，所以影像感測模塊150會判定為第二預(yù)設(shè)動作，
本實施例的光學(xué)式操控裝置100因為采用光學(xué)的方式來感測使用者所施加的壓力，所以不會因靜電或濕度等因素造成誤動作。而且，由于壓力是
施加于軟板110與形變單元130,而不是施加于影像感測模塊150上，所以 影像感測模塊150不容易損壞。因此，本實施例的光學(xué)式操控裝置100具 有良好的可靠度。此外，由于使用者施加的壓力愈大，軟板110與形變單 元130的形變量愈大，所以本實施例的光學(xué)式操控裝置100也可作為體重 計。
需要注意的是，本發(fā)明的形變單元130的圖案結(jié)構(gòu)并不局限于網(wǎng)狀結(jié) 構(gòu)。以下將再舉一種形變單元的實施例，但所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識 的技術(shù)人員在參照本發(fā)明之后當(dāng)可對形變單元的形狀作適當(dāng)?shù)男薷模┢?仍應(yīng)屬本發(fā)明的范疇。請參閱閨8所示，是本發(fā)明另一實施例的形變單元 的上^L圖，形變單元130'的圖案結(jié)構(gòu)是由多個條狀結(jié)構(gòu)132所組成。
以下將另舉數(shù)個光學(xué)式操控裝置的實施例，這些光學(xué)式操控裝置的結(jié) 構(gòu)及優(yōu)點與上述的光學(xué)式操控裝置100相似，以下僅針對結(jié)構(gòu)上的差別之 處進(jìn)行說明。
請參閱圖9所示，是本發(fā)明另一實施例的光學(xué)式搡控裝置的示意圖，相 較于圖3的光學(xué)式操控裝置100，本實施例的光學(xué)式操控裝置100a更包括 一導(dǎo)光板170。導(dǎo)光板170配置于透光支撐板120與影像感測模塊150之間， 而光源140是配置于導(dǎo)光板HO的一入光面172旁。導(dǎo)光板170可將光源 140所提供的光束"2均勻地導(dǎo)引至形變單元130,以利于影像感測模塊150 判斷形變單元130的形變量。
請參閱圖10所示，是本發(fā)明另 一實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖，相 較于圖3的光學(xué)式操控裝置100，本實施例的光學(xué)式操控裝置100b更包括至 少一透鏡180。透鏡180配置于透光支撐板120與影像感測模塊150之間，以 將被反射的光束143聚焦于影像感測模塊150。由于透鏡180的視角 (v iewing ang 1 e)較大，所以增設(shè)透鏡18 0可使影像感測模塊15 0與形變單 元130之間的距離能夠縮短，進(jìn)而可以降低光學(xué)式操控裝置100b的厚度。
請參閱圖11所示，是本發(fā)明另 一 實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖，相 較于圖3的光學(xué)式操控裝置100,本實施例的光學(xué)式操控裝置100c更包括 一透鏡190，配置于透光支撐板120下方。透鏡190具有一平面192、連接 平面192的一第一凸曲面194與一第二凸曲面196。平面192與透光支撐板 UO相對，且第一凸曲面l94與第二凸曲面196相對。光源140是配置于第 一凸曲面194旁，而影像感測模塊150是配置于第二凸曲面196旁。透鏡190 的設(shè)置有利于影像感測模塊150判斷形變單元130的形變量。
請參閱圖12所示，是本發(fā)明另 一 實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖，相 較于圖3的光學(xué)式操控裝置100，本實施例的光學(xué)式操控裝置100d更包括 一透鏡210，配置于透光支撐板12Q的下方。透鏡21Q具有相鄰的一第一凸曲面212與一第二凸曲面214,其中第一凸曲面212是與透光支撐板120相 對，影像感測模塊150是配置于第二凸曲面214旁。此透鏡210的設(shè)置有利 于影像感測模塊150判斷形變單元130的形變量。
請參閱圖13所示，是本發(fā)明另 一 實施例的光學(xué)式操控裝置的示意圖，相 較于圖3的光學(xué)式操控裝置100，本實施例的光學(xué)式操控裝置100e更包括 一濾光片220與一反光圖案層230。此外，光源140例如是紅外光發(fā)光二級 管(IR LED),其所提供的光束142的波長例如是介于750奈米(nm)至950 奈米之間。濾光片220是配置于影像感測模塊150之前，以濾除光束142 的波長范圍外的光。反光圖案層230是配置于形變單元130與透光支撐板 120之間，以反射光束142的波長范圍內(nèi)的光，其中反光圖案層230的形狀 與形變單元130的圖案結(jié)構(gòu)的形狀相同。
本實施例的光學(xué)式操控裝置100c藉由反光圖案層230反射光束142的 波長范圍內(nèi)的光，并藉由濾光片220濾除光束142的波長范圍外的光，所以 能夠減少影像感測模塊150所感測到的雜訊，進(jìn)而可以提高影像感測模塊 150的感測精確度。此外，本實施例的濾光片220與反光圖案層230亦可應(yīng) 用于圖9至圖12的光學(xué)式操控裝置100a ~ 100d中。
綜上所述，本發(fā)明的光學(xué)式搡控裝置因采用光學(xué)的方式來感測使用者 所施加的壓力，所以不會因靜電或濕度等因素造成誤動作。此外，由于壓 力是施加于軟板與形變單元，而不是施加于影像感測模塊，所以影像感測 模塊不容易損壞。'因此，本發(fā)明的光學(xué)式操控裝置具有良好的可靠度。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實 施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以 上實施例所作的任何筒單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種光學(xué)式操控裝置，其特征在于其包括一軟板，供一使用者施壓；一透光支撐板，配置于該軟板下方；一形變單元，配置于該透光支撐板與該軟板之間，并且具有一圖案結(jié)構(gòu)，當(dāng)該使用者施壓于該軟板時，該形變單元產(chǎn)生形變，而當(dāng)該使用者停止施壓于該軟板時，該形變單元恢復(fù)原狀；一光源，用以提供一光束至該透光支撐板與該形變單元；以及一影像感測模塊，配置于從該形變單元反射的該光束的傳遞路徑上，且該影像感測模塊的感測視野涵蓋整個該形變單元。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的形 變單元的材質(zhì)為彈性材質(zhì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的圖 案結(jié)構(gòu)包括一預(yù)設(shè)規(guī)則的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或多個條狀結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的影 像感測模塊配置于該透光支撐板的下方。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括一導(dǎo) 光板，配置于該透光支撐板與該影像感測模塊之間，而該光源是配置于該導(dǎo) 光板的一入光面旁。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括一 透鏡，配置于該透光支撐板與該影像感測模塊之間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括一 透鏡，配置于該透光支撐板下方，該透鏡具有一平面、連接該平面的一第一 凸曲面與一第二凸曲面，其中該平面與該透光支撐板相對，且該第一凸曲 面與該第二凸曲面相對，該光源是配置于該第一凸曲面旁，該影像感測模塊是配置于該第二凸曲面旁。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括一 透鏡，配置于該透光支撐板下方，該透鏡具有相鄰的一第一凸曲面與一第二 凸曲面，其中該第一凸曲面與該透光支撐板相對，該影像感測模塊是配置 于該該第二凸曲面旁。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括一濾 光片，配置于該影像感測模塊之前，以濾除該光束的波長范圍外的光。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的 光源為紅外光發(fā)光二級管。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括一反光圖案層，配置于該形變單元與該透光支撐板之間，以反射該光束的波長 范圍內(nèi)的光，其中該反光圖案層的形狀與該圖案結(jié)構(gòu)的形狀相同。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的光 源為激光二級管或發(fā)光二級管。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的影 像感測模塊包括一影像感測元件，該影像感測元件的感測視野涵蓋該形變單元；以及 一處理單元，電性連接至該影像感測元件與該光源。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其中所述的 影像感測元件與該處理單元是整合成一系統(tǒng)芯片。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式操控裝置，其特征在于其更包括具 有一開口的一殼體，而該軟板是配置于該開口處，且該透光支撐板、該形 變單元、該光源及該影像感測模塊是配置于該殼體內(nèi)。
16、 一種操控動作的判斷方法，適用于權(quán)利要求1 的光學(xué)式操控裝 置，以判斷使用者的操控動作，其特征在于該操控動作的判斷方法包括藉由該光學(xué)式操控裝置的該影像感測模塊來感測該光學(xué)式操控裝置的 該形變單元在不同時間的形變位置及形變量；以及藉由該影像感測模塊根據(jù)感測的結(jié)果來判斷使用者的操控動作是移動或按壓。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的搡控動作的判斷方法，其特征在于其中當(dāng) 該形變單元的形變位置隨著時間而改變時，則判斷使用者的操控動作為移 動。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的操控動作的判斷方法，其特征在于其中當(dāng) 該形變單元的一部分的形變量隨著時間而改變時，則判斷使用者的操控動 作為按壓。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)式操控裝置及操控動作的判斷方法。該光學(xué)式操控裝置，包括一軟板、一透光支撐板、一形變單元、一光源以及一影像感測模塊。軟板是供一使用者施壓，而透光支撐板是配置于軟板下方。形變單元是配置于透光支撐板與軟板之間，且具有一圖案結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用者施壓于軟板時，形變單元產(chǎn)生形變，而當(dāng)使用者停止施壓于軟板時，形變單元恢復(fù)原狀。光源用以提供一光束至透光支撐板與形變單元，而影像感測模塊是配置于從形變單元反射的光束的傳遞路徑上，影像感測模塊的感測視野涵蓋整個形變單元。此光學(xué)式操控裝置具有良好的可靠度。此外，本發(fā)明另提出一種用于此光學(xué)式操控裝置的操控動作的判斷方法。
文檔編號G06F3/041GK101539824SQ20081008410
公開日2009年9月23日 申請日期2008年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者徐堯慶, 林卓毅 申請人:原相科技股份有限公司