专利名称：感测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种感测系统(sensing system)，特别是涉及一种具有一反射元件 (reflective element)的感测系统。
背景技术：
触控系统(touch system)已经有许多相关专利加以揭露，例如美国专利号 第4，782，328号与第6，803，906的专利。上述两篇专利所揭露的触控系统各自都需要 至少两个感测器(sensor)，使得上述各篇专利所揭露的触控系统的生产成本(cost of production)较高。以下将以上述两篇专利的其中之一作说明。请参考图1所示，其绘示公知的一种触控荧幕系统的示意图。美国专利号 第4，782，328号的专利所揭露的触控荧幕系统(touch screensystem) 100包括一面 板(panel) 110、一第一光感测器(photosensor) 120、一第二光感测器130与一处理 器(processor) 140。面板110具有一触控荧幕区域(touch screen area) 112，其外型 为一矩形。第一光感测器120与第二光感测器130配置于触控荧幕区域112的一边 (boundary) 112a的相对两端，且第一光感测器120的感测范围(sensing range)与第二光 感测器130的感测范围分别涵盖触控荧幕区域112。此外，第一光感测器120与第二光感测 器130电性连接至处理器140。当一指示物(pointer) 150触控上述触控荧幕区域112时，第一光感测器120与第 二光感测器130分别沿着一第一感测路线(sensing path) 162与一第二感测路线164感测 指示物150。处理器140根据第一感测路线162与第二感测路线164计算指示物150所在 的位置。然而，公知的触控荧幕系统100必须具有两个光感测器120与130，所以，公知的触控荧幕系统100的生产成本较高。由此可见，上述现有的触控荧幕系统在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在 有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思 来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有 适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创 设一种新的感测系统，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的感测系统存在的缺陷，而提供一种新的感测系统， 所要解决的技术问题是使其降低生产成本，非常适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种感测系统，适于感测一指示物并计算指示物的位置。感测系统包括一面板、一反射元 件、一影像感测器(image sensor)、一处理器、一第一导光棒(light guide rod)、一第二导 光棒与一光源模块(lightsource module) 0面板具有一第一平面(plane)、一位于第一平面的第一区域(area)与一位于第一平面的第三区域。第三区域位于第一区域内。第一区 域的形状为四边形而具有依序连接的一第一边、一第二边、一第三边与一第四边，且第三区 域的面积(square measure)小于或等于第一区域的面积。反射元件配置于第一边且位于第一平面上。反射元件的一第二平面实质上垂直第 一平面，第二平面为一镜面反射面(reflective mirror plane)。第二平面映照(mirror) 第一区域以形成一第二区域，且第二平面映照第三区域以形成一第四区域。影像感测器配 置于第三边与第四边所相交的一第一角落且位于第一平面上。影像感测器的感测范围涵盖 第三区域与第四区域。处理器电性连接影像感测器。第一导光棒配置于第二边且位于第一平面上。第一导光棒具有一第一出光面且相 对于反射元件形成一第二镜像。第二导光棒配置于第三边且位于第一平面上。第二导光棒 具有一第二出光面且相对于反射元件形成一第三镜像。至少部分第一导光棒、至少部分第 二镜像与至少部分第三镜像位于影像感测器的感测范围内。光源模块适于发射进入第一导 光棒与第二导光棒内、由第一出光面与第二出光面出射且传输至影像感测器的光线。当指示物邻近第三区域，且指示物相对于反射元件形成一第一镜像，使得指示物 与第一镜像位于影像感测器的感测范围内时，影像感测器感测指示物与第一镜像，且处理 器计算指示物所在的位置。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。在本发明的一实施例中，上述光源模块具有一第一光源，配置于第一角落，且第一 导光棒连接至第二导光棒。此外，光源模块还具有一第二光源，配置于第一边与第二边所相 交的一第二角落。在本发明的一实施例中，上述光源模块具有一第一光源，配置于第二边与第三边 所相交的一第三角落。此外，光源模块更具有一第二光源，配置于第一角落。另外，光源模 块还具有一第三光源，配置于第一边与第二边所相交的一第二角落。在本发明的一实施例中，上述第一出光面为一粗糙面，且第二出光面为一粗糙面。在本发明的一实施例中，上述感测系统还包括一第一扩散片(diffuser)与一第 二扩散片。第一扩散片配置于第一出光面上，且第二扩散片配置于第二出光面上。在本发明的一实施例中，上述第一导光棒包括一第一反射层，配置于第一导光棒 的一相对于第一出光面的第一底面。第二导光棒包括一第二反射层，配置于第二导光棒的 一相对于第二出光面的第二底面。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的 另一种感测系统，适于感测一指示物并计算指示物的位置，感测系统包括一面板、一反射元 件、一影像感测器、一处理器、一第一扩散片、一第二扩散片与一光源模块。面板具有一第 一平面、一位于第一平面的第一区域与一位于第一平面的第三区域。第三区域位于第一区 域内。第一区域的形状为四边形而具有依序连接的一第一边、一第二边、一第三边与一第四 边。第三区域的面积小于或等于第一区域的面积。反射元件配置于第一边且位于第一平面上。反射元件的一第二平面实质上垂直第 一平面，第二平面为一镜面反射面。第二平面映照第一区域以形成一第二区域，且第二平面 映照第三区域以形成一第四区域。影像感测器配置于第三边与第四边所相交的一第一角落 且位于第一平面上。影像感测器的感测范围涵盖第三区域与第四区域。处理器电性连接影5像感测器。第一扩散片配置于第二边且位于第一平面上。第一扩散片具有一第一出光面且相 对于反射元件形成一第二镜像。第二扩散片配置于第三边且位于第一平面上。第二扩散片 具有一第二出光面且相对于反射元件形成一第三镜像。至少部分第一扩散片、至少部分第 二镜像与至少部分第三镜像位于影像感测器的感测范围内。光源模块适于发射进入第一扩 散片与第二扩散片内、由第一出光面与第二出光面出射且传输至影像感测器的光线。当指示物邻近第三区域，且指示物相对于反射元件形成一第一镜像，使得指示物 与第一镜像位于影像感测器的感测范围内时，影像感测器感测指示物与第一镜像，且处理 器计算指示物所在的位置。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。在本发明的一实施例中，上述光源模块具有多个光源。部分这些光源配置于第一 扩散片的一相对于第一出光面的第一底面。另外部分这些光源配置于第二扩散板的一相对 于第二出光面的第二底面。借由上述技术方案，本发明感测系统至少具有下列优点及有益效果藉由反射元 件与影像感测器的配置，本发明的实施例的感测系统的处理器得以计算指示物所在的位 置。因此，与公知技术相较，本发明的实施例的感测系统可采用一个影像感测器，使得本发 明的实施例的感测系统的生产成本较低。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1绘示公知的一种触控荧幕系统的示意图。图2绘示本发明第一实施例的一种感测系统的俯视示意图。图3绘示图2的第二光源、第一导光棒与第一扩散片的配置关系的立体示意图。图4绘示图2的感测系统运作时的俯视示意图。图5绘示图4的处理器计算指示物所在的位置的示意图。图6绘示本发明第二实施例的一种感测系统的俯视示意图。图7绘示本发明第三实施例的一种感测系统的俯视示意图。100 触控荧幕系统110、210:面板112:触控荧幕区域112a、212a、212b、212c、212d、312a、312b、312c、312d、412a、412b、412c 边120、130:光感测器140、260 处理器150、270 指示物162、164、沘2、沘4 感测路线200、300、400 感测系统212、212，、216、216，、312、412 区域
214,222 平面220、320、420 反射元件230、240、330、340 导光棒212d，、230，、240，、270，镜像232、242、E41、E42 出光面234,244 反射层236、246、B41、B42 底面238,248 侧面250:影像感测器252 影像感测视窗290、390 光源模块292、294、392、394、396、492 光源C21、C22、C31、C32、C33 角落F21、F22、F41、F42 扩散片
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及实施例，对依据本发明提出的感测系统其具体实施方式
、结构、方法、步骤、特征及其 功效，详细说明如后。[第一实施例]图2绘示本发明第一实施例的一种感测系统的俯视示意图，图3绘示图2的第二 光源、第一导光棒与第一扩散片的配置关系的立体示意图，图4绘示图2的感测系统运作时 的俯视示意图。参考图2、图3与图4所示，感测系统200适于感测一指示物270并计算指 示物270的位置(详见下述)。感测系统200包括一面板210、一反射元件220、一第一导光 棒230、一第二导光棒对0、一影像感测器250、一处理器沈0与一光源模块四0。面板210例如为一白板(whiteboard)或一触控荧幕(touch screen)，其具有一第 一平面214、一位于第一平面214的第一区域212与一位于第一平面214的第三区域216。 第三区域216位于第一区域212内。第一区域212的形状为四边形，其例如为矩形，且第一 区域212具有依序连接的一第一边212a、一第二边212b、一第三边212c与一第四边212d。 第三区域216的形状可为四边形，其例如为矩形。在本实施例中，第三区域216的面积例如小于第一区域212的面积。在此必须说 明的是，第三区域216的外型与配置方式可参考中国台湾专利申请号097142355与其对应 的美国专利申请号12/334449的内容，故在此不再赘述。在另一实施例中，第三区域216的 面积可等于第一区域212的面积，且第三区域216与第一区域212重合，然而上述并未以图面绘示。反射元件220配置于第一边21 且位于第一平面214上。反射元件220的一第 二平面222实质上垂直第一平面214，且第二平面222为一镜面反射面。第二平面222映照 第一区域212以形成一第二区域212’，且第二平面222映照第三区域216以形成一第四区 域216’。反射元件220例如为一平面反射镜(plane mirror)，但不以此为限定。7
第一导光棒230配置于第二边212b且位于第一平面214上。第一导光棒230具 有一第一出光面232，且第一导光棒230相对于反射元件220形成一第二镜像230’。第二 导光棒240配置于第三边212c且位于第一平面214上。第二导光棒240具有一第二出光 面M2，第二导光棒240相对于反射元件220形成一第三镜像M0’。在本实施例中，第一导 光棒230直接连接至第二导光棒M0。感测系统200还包括一第一扩散片F21与一第二扩 散片F22。第一扩散片F21配置于第一出光面232上，且第二扩散片F22配置于第二出光 面242上。在另一实施例中，第一扩散片F21与第二扩散片F22可省略配置，且第一出光面 232与第二出光面242可分别为一粗糙面，然上述并未以图面绘示。在本实施例中，第一导光棒230包括一第一反射层234，配置于第一导光棒230的 一相对于第一出光面232的第一底面236。第二导光棒240包括一第二反射层M4，配置于 第二导光棒240的一相对于第二出光面242的第二底面M6。在另一实施例中，第一反射层 234与第二反射层244可省略配置。此外，第一区域212的第四边212d相对于反射元件220形成一第四镜像212d’。 反射元件220、第一导光棒230、第二导光棒240与第四边212d环绕第一区域212。反射元 件220、第二镜像230，、第三镜像M0，与第四镜像212d，环绕第二区域212，。影像感测器250配置于第三边212c与第四边212d所相交的一第一角落C21且位 于第一平面214上，影像感测器250的感测范围涵盖第三区域216与第四区域216’。至少 部分第一导光棒230、至少部分第二镜像230，与至少部分第三镜像M0，位于影像感测器 250的感测范围内。在本实施例中，部分第一导光棒230、第二镜像230，与部分第三镜像 240'位于影像感测器250的感测范围内。此外，处理器沈0电性连接影像感测器250。光源模块290适于发射进入第一导光棒230与第二导光棒MO内、由第一出光面 232与第二出光面242出射且传输至影像感测器250的光线。详言之，光源模块290具有一 第一光源292与一第二光源四4。第一光源292配置于第一角落C21，第二光源294配置于 第一边21 与第二边21 所相交的一第二角落C22。第一光源四2与第二光源294例如 分别为一发光二极管元件(light-emitting-diode element, LED element)。第一导光棒 230具有一与第一出光面232相邻的一第一侧面238，第二导光棒240具有一与第二出光面 242相邻的一第二侧面M8。第一光源292位于第二侧面248且适于朝向第二侧面248发 射光线，第二光源294位于第一侧面238且适于朝向第一侧面238发射光线。在另一实施 例中，第二光源294可省略配置。图5绘示图4的处理器计算指示物所在的位置的示意图。请参考图4与图5所示， 当指示物270邻近第三区域216，且指示物270相对于反射元件220形成一第一镜像270’， 使得指示物270与第一镜像270’位于影像感测器250的感测范围内时，影像感测器250感 测指示物270与第一镜像270’，且处理器260计算指示物所在的位置。进言之，本实施例的 影像感测器250沿着一第一感测路线282感测指示物270与沿着一第二感测路线284感测 第一镜像270’，且处理器260根据第一感测路线282与第二感测路线284计算指示物270 所在的位置。在本实施例中，影像感测器250具有一影像感测视窗252。当指示物270并未邻近 第三区域216时，从第一导光棒230的第一出光面232、第二镜像230’的对应于第一出光 面232的那部分与第三镜像M0’的对应于第二出光面M2的那部分所出射的光线会于影像感测视窗252上形成亮度(brightness)较高的亮区(bright zone)，此即为主要的感测 区块(primarysensing zone)。当指示物270邻近第三区域216时，影像感测视窗252上的 亮区会出现一对应于指示物270的第一暗纹(obscure strip)与一对应于第一镜像270’ 的一第二暗纹。因此，处理器260根据第一暗纹与第二暗纹在影像感测视窗252上的位置 而计算指示物270在第三区域216上的位置。上述相关的技术内容可参考中国台湾专利申 请号第097U6033号、第097142355号与第098100969号以及其对应的美国专利申请号第 12/249222号、第12/334449号与第12/422191号的内容，故在此不再赘述。藉由反射元件220与影像感测器250的配置，本实施例的感测系统200的处理器 260得以计算指示物270所在的位置。因此，与公知技术相较，本实施例的感测系统200可 采用一个影像感测器250，使得本实施例的感测系统200的生产成本较低。[第二实施例]图6绘示本发明第二实施例的一种感测系统的俯视示意图。请参考图2与图6所 示，本实施例的感测系统300与第一实施例的感测系统200的不同之处在于，本实施例的感 测系统300的光源模块390具有第一光源392、第二光源394与第三光源396，且第一导光 棒330与第二导光棒340不相接触。反射元件320配置于第一区域312的第一边312a。第一光源392配置于第一区域 312的第二边312b与第三边312c所相交的一第三角落C33。第二光源394配置于第一区 域312的第三边312c与第四边312d所相交的第一角落C31。第三光源396配置于第一区 域312的第一边31 与第二边312b所相交的一第二角落C32。在另一实施例中，第三光源 396可省略配置。在又一实施例中，第二光源394与第三光源396可省略配置。[第三实施例]图7绘示本发明第三实施例的一种感测系统的俯视示意图。请参考图2与图7所 示，本实施例的感测系统400与第一实施例的感测系统200的不同之处在于，本实施例的感 测系统400省略第一导光棒230与第二导光棒240的配置，且光源模块490具有多个光源 492。反射元件420配置于第一区域412的第一边412a。第一扩散片F41配置于第一区 域412的第二边412b且位于第一平面414上，第二扩散片F42配置于第三边412c且位于 第一平面414上。第一扩散片F41具有一第一出光面E41与一第一底面B41，第一出光面 E41与第一底面B41相对。第二扩散片F42具有一第二出光面E42与一第二底面B42，第二 出光面E42与第二底面B42相对。部分这些光源492配置于第一底面B41，且另外部分这 些光源492配置于第二底面B42。综言之，光源模块490适于发射经由第一底面B41与第 二底面B42而进入第一扩散片F41与第二扩散片F42内、由第一出光面E41与第二出光面 E42出射且传输至影像感测器450的光线。综上所述，本发明的实施例的感测系统至少具有以下其中之一或其他优点。藉由 反射元件与影像感测器的配置，本发明的实施例的感测系统的处理器得以计算指示物所在 的位置。因此，与公知技术相较，本发明的实施例的感测系统可采用一个影像感测器，使得 本发明的实施例的感测系统的生产成本较低。以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本 发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱9离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为 等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种感测系统，适于感测一指示物并计算该指示物的位置，其特征在于包括一面板，具有一第一平面、一位于该第一平面的第一区域与一位于该第一平面的第三 区域，其中该第三区域位于该第一区域内，该第一区域的形状为四边形而具有依序连接的 一第一边、一第二边、一第三边与一第四边，且该第三区域的面积小于或等于该第一区域的 面积；一反射元件，配置于该第一边且位于该第一平面上，其中该反射元件的一第二平面垂 直该第一平面，该第二平面为一镜面反射面，该第二平面映照该第一区域以形成一第二区 域，且该第二平面映照该第三区域以形成一第四区域；一影像感测器，配置于该第三边与该第四边所相交的一第一角落且位于该第一平面 上，其中该影像感测器的感测范围涵盖该第三区域与该第四区域；一处理器，电性连接该影像感测器；一第一导光棒，配置于该第二边且位于该第一平面上，其中该第一导光棒具有一第一 出光面且相对于该反射元件形成一第二镜像；一第二导光棒，配置于该第三边且位于该第一平面上，其中该第二导光棒具有一第二 出光面且相对于该反射元件形成一第三镜像，且至少部分该第一导光棒、至少部分该第二 镜像与至少部分该第三镜像位于该影像感测器的感测范围内；以及一光源模块，适于发射进入该第一导光棒与该第二导光棒内、由该第一出光面与该第 二出光面出射且传输至该影像感测器的光线；当该指示物邻近该第三区域，且该指示物相对于该反射元件形成一第一镜像，使得该 指示物与该第一镜像位于该影像感测器的感测范围内时，该影像感测器感测该指示物与该 第一镜像，且该处理器计算该指示物所在的位置。
2.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于该光源模块具有一第一光源，配置于该 第一角落。
3.如权利要求2所述的感测系统，其特征在于该光源模块还具有一第二光源，配置于 该第一边与该第二边所相交的一第二角落。
4.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于该光源模块具有一第一光源，配置于该 第二边与该第三边所相交的一第三角落。
5.如权利要求4所述的感测系统，其特征在于该光源模块还具有一第二光源，配置于 该第一角落。
6.如权利要求5所述的感测系统，其特征在于该光源模块还具有一第三光源，配置于 该第一边与该第二边所相交的一第二角落。
7.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于该第一出光面为一粗糙面，且该第二出 光面为一粗糙面。
8.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于还包括一第一扩散片与一第二扩散片， 其中该第一扩散片配置于该第一出光面上，且该第二扩散片配置于该第二出光面上。
9.如权利要求1所述的感测系统，其特征在于该第一导光棒包括一第一反射层，配置 于该第一导光棒的一相对于该第一出光面的第一底面，该第二导光棒包括一第二反射层， 配置于该第二导光棒的一相对于该第二出光面的第二底面。
10.一种感测系统，适于感测一指示物并计算该指示物的位置，其特征在于包括一面板，具有一第一平面、一位于该第一平面的第一区域与一位于该第一平面的第三 区域，其中该第三区域位于该第一区域内，该第一区域的形状为四边形而具有依序连接的 一第一边、一第二边、一第三边与一第四边，且该第三区域的面积小于或等于该第一区域的 面积；一反射元件，配置于该第一边且位于该第一平面上，其中该反射元件的一第二平面垂 直该第一平面，该第二平面为一镜面反射面，该第二平面映照该第一区域以形成一第二区 域，且该第二平面映照该第三区域以形成一第四区域；一影像感测器，配置于该第三边与该第四边所相交的一第一角落且位于该第一平面 上，其中该影像感测器的感测范围涵盖该第三区域与该第四区域； 一处理器，电性连接该影像感测器；一第一扩散片，配置于该第二边且位于该第一平面上，其中该第一扩散片具有一第一 出光面且相对于该反射元件形成一第二镜像；一第二扩散片，配置于该第三边且位于该第一平面上，其中该第二扩散片具有一第二 出光面且相对于该反射元件形成一第三镜像，且至少部分该第一扩散片、至少部分该第二 镜像与至少部分该第三镜像位于该影像感测器的感测范围内；以及一光源模块，适于发射进入该第一扩散片与该第二扩散片内、由该第一出光面与该第 二出光面出射且传输至该影像感测器的光线；当该指示物邻近该第三区域，且该指示物相对于该反射元件形成一第一镜像，使得该 指示物与该第一镜像位于该影像感测器的感测范围内时，该影像感测器感测该指示物与该 第一镜像，且该处理器计算该指示物所在的位置。
11.如权利要求10所述的感测系统，其特征在于该光源模块具有多个光源，部分该些 光源配置于该第一扩散片的一相对于该第一出光面的第一底面，且另外部分该些光源配置 于该第二扩散片的一相对于该第二出光面的第二底面。
全文摘要
本发明是有关于一种感测系统，包括面板、反射元件、影像感测器、处理器、第一导光棒、第二导光棒与光源模块。面板具有平面以及位于平面的第一区域与第三区域。第三区域位于第一区域内且小于或等于第一区域。第一区域具有依序连接的第一边、第二边、第三边与第四边。配置于第一边的反射元件的镜面反射面映照第一区域与第三区域以形成第二区域与第四区域。影像感测器配置于第三边与第四边相交处且电性连接处理器。第一导光棒与第二导光棒分别配置于第二边与第三边且分别具有第一出光面与第二出光面。光源模块适于发射进入第一导光棒与第二导光棒内、由第一出光面与第二出光面出射且传输至影像感测器的光线。藉由本发明能降低感测系统的生产成本。
文档编号G06F3/042GK102053759SQ20091020969
公开日2011年5月11日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者林卓毅, 郑信基 申请人:原相科技股份有限公司