專利名稱：光學式操控裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種操控裝置，特別是涉及一種光學式操控裝置。
背景技術：
隨著平面顯示技術的進步，愈來愈多的電子產品皆具有屏幕(screen), 其中有許多電子產品的操作方式是藉由移動屏幕中的光標(cursor)來進行 操作。用來移動光標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(videogame)的操控裝置除了可為傳統 的游戲桿(joystick)外，近來發展出一種能讓玩家用腳來操控的操控裝置。 玩家可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。
有鑒于上述現有的操控裝置存在的缺陷，本發明人基于從事此類產品 設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積極加以 研究創新，以期創設一種新的光學式操控裝置，能夠改進一般現有的操控 裝置，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并經反復試作及改進后， 終于創設出確具實用價值的本發明。
發明內容
本發明的主要目的在于，克服現有的操控裝置存在的缺陷，而提供一 種新的光學式操控裝置，所要解決的技術問題是使其具有良好的可靠度以 及多種操控模式，從而更加適于實用。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上可知,為了 達到上述目的，本發明提供了一種光學式操控裝置，其包括一顯示面板、 一透光支撐板、 一形變單元、 一光源、 一影像感測模塊、 一功能選擇模塊 以及一處理模塊。透光支撐板是配置于顯示面板下方，而形變單元是配置 于透光支撐板與顯示面板之間，且具有一圖案結構。當使用者施壓于顯示 面板時，形變單元產生形變，而當使用者停止施壓于顯示面板時，形變單 元恢復原狀。光源是用以提供一光束至透光支撐板與形變單元。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，且影像感測模塊的感測視野涵蓋整個形變單元。功能選擇模塊是配置于顯示面板旁，且功能選 擇模塊具有多個功能選擇鍵，以供使用者選取一預定功能。處理模塊是電 性連接至顯示面板、功能選擇模塊、影像感測模塊以及光源。此處理模塊 適于使顯示面板顯示對應此預定功能的一預定畫面。
在本發明的 一實施例中，上述的形變單元的材質為彈性材質。 在本發明的一實施例中，上述的圖案結構包括一預設規則的網狀結構 或多個條狀結構。
在本發明的一實施例中，上述的影像感測模塊配置于透光支撐板下方。 在本發明的一實施例中，上述的光學式操控裝置還包括一導光板，配 置于透光支撐板與影像感測模塊之間，而光源是配置于導光板的一入光面旁。
在本發明的一實施例中，上述的顯示面板為一點陣式液晶顯示面板
(dot-matrix liquid crystal display panel )。
在本發明的一實施例中，上述的處理模塊包括一處理器、 一顯示單元、 一功能單元(ftmction unit)以及一多任務器(multiplexer )。處理器是電性 連接至影像感測模塊與光源，顯示單元是電性連接至處理器與顯示面板， 功能單元是電性連接至處理器，而多任務器是電性連接至功能選擇模塊、 顯示單元以及功能單元。此外，處理模塊可還包括一無線模塊，其電性連 接至處理器。
在本發明的一實施例中，上述的處理模塊包括一處理器、 一第一多任 務器、 一第二多任務器以及一圖形產生器(pattern generator)。處理器是電 性連接至影像感測模塊、光源、功能選擇模塊、第一多任務器以及第二多 任務器，而圖形產生器是電性連接至顯示面板與第二多任務器。此外，處 理模塊可還包括一無線模塊，其電性連接至處理器。
本發明的光學式操控裝置因采用光學的方式來感測壓力的變化，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，本發明的光學式操控裝置具有良好的可靠度。此
外，本發明的光學式操控裝置因具有功能選擇模塊，所以可具有多種操控 模式。
借由上述技術方案，本發明光學式操控裝置至少具有下列優點
1. 本發明的光學式操控裝置因采用光學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。
2. 由于壓力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，本發明的光學式操控裝置具有良好的可靠度。
3. 本發明的光學式操控裝置因具有功能選擇模塊，所以可具有多種操控 模式，如此可取代多種操控裝置。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是本發明一實施例的一種光學式操控裝置的示意圖。
圖2是圖1的光學式操控裝置的上視圖。 圖3是圖1中形變單元的立體圖。
圖4A與圖4B是圖1的光學式操控裝置在不同模式下的上視圖。
圖5是本發明另一實施例的形變單元的上視圖。
圖6是圖1的光學式操控裝置的方塊圖。
圖7是本發明另一實施例的光學式操控裝置的方塊圖。
圖8是本發明另一實施例的光學式操控裝置的方塊圖。
圖9是本發明另 一 實施例的 一種光學式操控裝置的示意圖。
圖10是本發明另 一實施例的一種光學式操控裝置的示意圖。
200、 200a、 200b、 200c、 200d:光學式操控裝置210顯示面板220透光支撐板
230、 230，形變單元232條狀結構
240光源242、 243:光束250影像感測模塊260功能選擇模塊
262功能選擇鍵264重設鍵
270、 270a、 270b:處理才莫塊272處理器
273第一多任務器274顯示單元
275第二多任務器276功能單元
277圖形產生器278多任務器
279無線模塊280殼體
290導光板292入光面
295透鏡300電子裝置
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光學式操控裝置其具 體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。
圖1是本發明一實施例的一種光學式操控裝置的示意圖，圖2是圖1 的光學式操控裝置的上視圖，而圖3是圖1中形變單元的立體圖。請參照圖1至圖3,本實施例的光學式操控裝置200可連接至一電子裝置，如計算 機、電視、游戲機...等。此光學式操控裝置200包括一顯示面板210、 一透 光支撐板220、 一形變單元230、 一光源240、至少一影像感測模塊250、 一功能選擇模塊260以及一處理模塊270。透光支撐板220是配置于顯示面 板210下方，而形變單元230是配置于透光支撐板220與顯示面板210之 間，且具有一圖案結構(如圖3所示的具有一預設規則的網狀結構)。當使 用者施壓于顯示面板210時，形變單元230產生形變，而當使用者停止施 壓于顯示面板210時，形變單元230恢復原狀。光源240是用以提供一光 束242至透光支撐板220與形變單元230。影像感測模塊250是配置于從形 變單元230反射的光束243的傳遞路徑上，且影像感測模塊250的感測視 野(即感測范圍)是涵蓋整個形變單元230。此外，功能選擇模塊260是配 置于顯示面板210旁，且功能選擇模塊260具有多個功能選擇鍵262,以供 使用者選取一預定功能。處理模塊270是電性連接至顯示面板210、功能選 擇模塊260、影像感測模塊250以及光源240。此處理模塊270適于使顯示 面板210顯示對應此預定功能的一預定畫面，并處理使用者于預定畫面上 的操控動作。此外，處理模塊270還可根據影像感測模塊250感測到的該 預定畫面的亮度來調整光源240的發光強度。
上述的光學式操控裝置200中，影像感測模塊250例如是配置于透光 支撐板220下方。影像感測模塊250可包括一互補式金屬氧化物半導體影 像感測組件(CMOS image sensor )或一電荷耦合組件(charge coupled device, CCD)。此外，光學式操控裝置200可還包括一殼體280。顯示面板210、 透光支撐板220、形變單元230、光源240、影像感測模塊250、功能選擇 模塊260以及處理模塊270是配置于殼體280內，且殼體280暴露出顯示 面板210與功能選擇模塊260。另外，光源240可為發光二極管(light emitting diode, LED )或激光二極管(laser diode, LD )，其中發光二極管例如是紅外 光發光二極管(infrared LED )。顯示面板210例如是點陣式液晶顯示面板， 但不以此為限。透光支撐板220的材質可為玻璃、壓克力、樹脂、橡膠或 熱塑性彈性體等，而形變單元230的材質可為彈性材質，如硅膠、乳膠、 海綿、橡皮、橡膠或熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer, TPE )等。
在本實施例中，光學式操控裝置200的功能選擇模塊260具有多個功 能選擇鍵262 ，當使用者按壓不同的功能選擇鍵262時，處理模塊270會控 制顯示面板210顯示出不同的畫面。舉例來說，當使用者按壓其中一功能 選擇鍵262以選取一預定功能(如繪圖板功能)時，處理模塊270會控制 顯示面板210顯示出一空白畫面(如圖2所示)。此時，使用者可將光學式 操控裝置200當作一繪圖板使用。
承上述，由于形變單元230是抵靠于顯示面板210與透光支撐板220,
7所以當使用者施壓于顯示面板210時，顯示面板210與形變單元230會產 生形變。此外，被形變單元230反射的光束243會傳遞至影像感測模塊250。 影像感測模塊250則可將被形變單元230反射的光束243轉換成影像數據， 并藉由比對影像數據來判斷形變單元230是否產生形變以及產生形變的位 置，以使光學式操控裝置200所連接的電子裝置的屏幕顯示出使用者于顯 示面板210上所繪示的圖形。更詳細地說，影像感測模塊250可感測形變 單元230在不同時間的形變位置(含形變單元230的X軸及Y軸的形變位 置)，而處理模塊270可根據形變位置的移動軌跡，而使光學式操控裝置200 所連接的電子裝置的屏幕顯示出相對應的圖形。
在本實施例中，光學式操控裝置210除了可具有繪圖板功能外，還可 具有觸控板功能(含鼠標板功能)、計算機鍵盤功能、琴鍵盤功能...等。當 使用者按壓另一功能選擇4建262來選取另一預定功能(如觸控板功能、計 算機鍵盤功能或琴鍵盤功能)時，處理模塊270會控制顯示面板210顯示 出一空白畫面(如圖2所示)、 一計算機鍵盤畫面(如圖4A所示)或是一 琴鍵盤畫面(如圖4B所示)。需注意的是，以上提及的功能僅是舉例之用， 并非用以限定本發明的光學式操控裝置200可具有的功能。此外，功能選 擇模塊260可具有一重設(reset)鍵264，以讓使用者能重新設定光學式操 控裝置200的功能。
由于本實施例的光學式操控裝置200具有功能選擇模塊260,所以可具 有多種操控模式。換言之，本實施例的光學式操控裝置200可取代多種操 控裝置。此外，本實施例的光學式操控裝置200因采用光學的方式來感測 壓力的變化，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250不會受到壓力，所以不容易損壞。因此，本實施例的光學式操控 裝置200具有良好的可靠度。
需注意的是，在本發明中，形變單元230的圖案結構并不局限于網狀 結構。以下將再舉一種形變單元的實施例，但所屬技術領域中具有通常知 識者在參照本發明之后當可對形變單元的形狀作適當的修改，但其仍應屬 本發明的范疇。圖5是本發明另一實施例的形變單元的上視圖。請參照圖5, 形變單元230，的圖案結構包括多個條狀結構232。
圖6是圖1的光學式操控裝置的方塊圖。請參照圖6，在本實施例光學 式操控裝置200中，處理模塊270包括一處理器272、 一顯示單元274、 一 功能單元276以及一多任務器278。處理器272是電性連接至影像感測模塊 250與光源240，顯示單元274是電性連接至處理器272與顯示面板210， 功能單元276是電性連接至處理器272，而多任務器278是電性連接至功能 選擇模塊260、顯示單元274以及功能單元276。此外，處理器272可電性 連接至一電子裝置300，如計算機。當使用者通過功能選擇模塊260選取一預定功能時，多任務器278會 傳送訊號至顯示單元274與功能單元276。之后，顯示單元274會根據使用 者所選取的預定功能控制顯示面板210顯示對應此預定功能的一預定畫面， 而功能單元276會傳送另 一訊號至處理器272,以讓處理器272根據使用者 所選取的預定功能來做相對應的處理。
圖7是本發明另一實施例的光學式操控裝置的方塊圖。請參照圖7，本 實施例的光學式操控裝置200a與圖6的光學式操控裝置200的差異處在于 光學式操控裝置200a的處理模塊270a還包括一無線模塊279，其電性連接 至處理器272，而光學式操控裝置200a是通過無線模塊279而以無線的方 式連接至一外部電子裝置300。
圖8是本發明另一實施例的光學式操控裝置的方塊圖。請參照圖8,本 實施例的光學式操控裝置200b與與圖6的光學式操控裝置200的差異處在 于處理模塊。更詳細地說，本實施例的光學式操控裝置200b的處理模塊270b 包括一處理器272、 一第一多任務器273、 一第二多任務器275以及一圖形 產生器277。處理器272是電性連接至影像感測模塊250、光源240、功能 選擇模塊260、第 一多任務器273以及第二多任務器275，而圖形產生器277 是電性連接至顯示面板210與第二多任務器275。
當使用者通過功能選擇模塊260選取一預定功能時，第一多任務器273 會傳送訊號至處理器272,以讓處理器272根據使用者所選取的預定功能來 做相對應的處理，而第二多任務器275則會傳送訊號至圖形產生器277,以 讓圖形產生器277產生對應此預定功能的一畫面數據。之后，內建有顯示 單元的顯示面板210會根據此畫面數據顯示一預定畫面。此外，第一多任 務器273與第二多任務器275可整合至處理器272。另外，處理模塊270b 可還包括一無線模塊279,其電性連接至處理器272，而光學式操控裝置200b 是通過無線模塊279而以無線的方式連接至外部電子裝置300。
圖9是本發明另 一實施例的一種光學式操控裝置的示意圖。請參照圖9, 相較于圖1的光學式操控裝置200,本實施例的光學式操控裝置200c還包 括一導光板290，其配置于透光支撐板220與影像感測模塊250之間，而光 源240是配置于導光板290的一入光面292旁。導光板290可將光源240 所提供的光束243均勻地導引至形變單元230。此導光板290不僅不會降低 影像感測模塊250所擷取的形變單元230的影像的質量，還能有利于影像 感測模塊250判斷形變單元230的形變位置及形變量。
圖10是本發明另一實施例的一種光學式操控裝置的示意圖。請參照圖 10,相較于圖1的光學式操控裝置200，本實施例的光學式操控裝置200d 還包括一透鏡295,其配置于影像感測模塊250之前。此透鏡295具有較大 視角(viewing angle),所以增設透鏡295可使影像感測模塊250與形變單元230之間的距離能夠縮短，進而降低光學式操控裝置200b的厚度。 綜上所述，本發明的光學式操控裝置至少具有下列優點
1. 本發明的光學式操控裝置因采用光學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。
2. 由于壓力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，本發明的光學式操控裝置具有良好的可靠度。
3. 本發明的光學式操控裝置因具有功能選擇模塊，所以可具有多種操控 模式，如此可取代多種操控裝置。
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 用上述揭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、一種光學式操控裝置，其特征在于其包括一顯示面板；一透光支撐板，配置于該顯示面板下方；一形變單元，配置于該透光支撐板與該顯示面板之間，且具有一圖案結構，當一使用者施壓于該顯示面板時，該形變單元產生形變，而當該使用者停止施壓于該顯示面板時，該形變單元恢復原狀；一光源，用以提供一光束至該透光支撐板與該形變單元；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；一功能選擇模塊，配置于該顯示面板旁，該功能選擇模塊具有多個功能選擇鍵，以供該使用者選取一預定功能；一處理模塊，電性連接至該顯示面板、該功能選擇模塊、該影像感測模塊以及該光源，該處理模塊適于使該顯示面板顯示對應該預定功能的一預定畫面，并處理該使用者于該預定畫面上的操控動作。
2、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的形變單 元的材質為彈性材質。
3、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的圖案結 構包括一預設規則的網狀結構或多個條狀結構。
4、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的影像感 測模塊配置于該透光支撐板下方。
5、 根據權利要求4所述的光學式操控裝置，其特征在于其還包括一導 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 導光板的一入光面旁。
6、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的顯示面 板為一點陣式液晶顯示面板。
7、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的處理模 塊包括一處理器，電性連接至該影像感測模塊與該光源； 一顯示單元，電性連接至該處理器與該顯示面板； 一功能單元，電性連接至該處理器；以及一多任務器，電性連接至該功能選擇模塊、該顯示單元以及該功能單元，其中，當該使用者選取一預定功能時，該多任務器會傳送一訊號至該 顯示單元與該功能單元，而該顯示單元會根據使用者所選取的該預定功能控制該顯示面板顯示對應該預定功能的一預定畫面，且該功能單元會傳送 另一訊號至該處理器，以讓該處理器根據該使用者所選取的該預定功能來 做相對應的處理。
8、 根據權利要求7所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的處理模 塊還包括一無線模塊，電性連接至該處理器。
9、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的處理模 塊包括一處理器，電性連接至該影像感測模塊、該光源以及該功能選擇模塊； 一第一多任務器，電性連接至該處理器； 一第二多任務器，電性連接至該處理器；以及 一圖形產生器，電性連接至該顯示面板與該第二多任務器， 其中，當該使用者選取一預定功能時，該第一多任務器會傳送一訊號 至該處理器，以讓該處理器根據該使用者所選取的該預定功能來做相對應 的處理，該第二多任務器則會傳送另一訊號至該圖形產生器，以讓該圖形 產生器產生對應該預定功能的一畫面數據，而內建有一顯示單元的該顯示 面板會根據該畫面數據顯示一預定畫面。
10、 根據權利要求9所述的光學式操控裝置，其特征在于所述的處理 模塊還包括一無線模塊，電性連接至該處理器，以使該光學式操控裝置通 過無線的方式連接至一外部電子裝置。
11、 根據權利要求1所述的光學式操控裝置，其特征在于其還包括一 透鏡，配置于該影像感測模塊之前。
全文摘要
本發明是關于一種光學式操控裝置，包括顯示面板、透光支撐板、形變單元、光源、影像感測模塊、功能選擇模塊及處理模塊。形變單元置于透光支撐板與顯示面板間，且具有圖案結構。當使用者施壓于顯示面板時，形變單元產生形變，當停止施壓于顯示面板時，形變單元恢復原狀。光源提供光束至形變單元，影像感測模塊的感測視野涵蓋整個形變單元。功能選擇模塊置于顯示面板旁，且具有多個功能選擇鍵，以供使用者選取一預定功能。處理模塊電性連接顯示面板、功能選擇模塊、影像感測模塊及光源。處理模塊適于使顯示面板顯示對應此預定功能的一預定畫面。
文檔編號G06F3/041GK101630211SQ200810133578
公開日2010年1月20日 申請日期2008年7月17日 優先權日2008年7月17日
發明者徐堯慶, 林卓毅 申請人:原相科技股份有限公司