专利名称：物件感测装置及影像感测单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物件感测装置及影像感测单元，特别是涉及一种于透镜组前、透镜组中、透镜组与影像感测器之间或影像感测器上设置有调光组件的影像感测单元，以及应用此影像感测单元的物件感测装置。
背景技术：
由于目前的消费性电子产品都是以轻、薄、短、小为设计的方向，因此，产品上已无空间容纳如鼠标、键盘、触控笔等传统输入工具。随着触控装置技术的进步，在各种消费性电子产品中，例如显示器、一体机(All in One)、移动电话、个人数字助理(PersonalDigital Assistant,PDA)等产品已广泛地使用触控装置作为其数据输入的工具。此外，在触控装置日趋成熟之下，拥有大尺寸与多点触控技术的电子装置将成为未来的主流。目前，光学式触控装置相较其它方式，如电阻式、电容式、超音波式或投影影像式等，有更低成本与更易达成的优势。请参考图1，图I是现有技术的光学式触控装置I的示意图。如图I所示，现有的光学式触控装置1包括指示平面10、两个影像感测单元12、两个发光单元14以及三个回归反射结构16。发光单元14可以是发光二极管。两个影像感测单元12与两个发光单元14分别设置于指示平面10周围的两个相对的角落，且发光单元14与影像感测单元12邻近设置。三个回归反射结构16分别设置于指示平面10的周围，用以反射自发光单元14发出的光线，以提供影像感测单元12感测物件的光源。然而，由于回归反射结构16上的各个位置相对于影像感测单元12的距离都不相同，因此不同位置的回归反射结构16所受光源照射的照度是不均匀的，使得自回归反射结构16反射至影像感测单元12的光信号强度会有较大的高低落差。此不均匀的影像照度会影响所感测到的影像质量，使得感测准确度降低。请参考图2，图2是现有技术的另一光学式触控系统2的示意图。如图2所示，光学式触控系统2包括指示平面20、两个影像感测单元22以及三个发光单元24。两个影像感测单元22分别设置于指示平面20周围的两个相对的角落。三个发光单元24分别设置于指示平面20的周围。发光单元24由导光板240以及发光二极管242组成。于现有技术中，可于导光板240的一侧或两侧设置发光二极管242。然而，现有的发光单元24的架构会有亮度不够(远离发光二极管242处，亮度将会降低)且光均匀度不佳(因近发光二极管242的出光位置亮度较高，而远离发光二极管242处亮度将会降低，而导致发光单元24整体的光均匀度不佳)的状况。亮度不够或光均匀度不佳会影响影像感测单元22所感测到的影像质量，使得感测准确度降低。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是为了弥补现有技术的不足，提供一种影像感测单元，其于透镜组前、透镜组中、透镜组与影像感测器之间或影像感测器上设置有调光组件，以将强度过高的光信号降低，使影像感测单元可以得到较为均匀的光信号强度。此外，本实用新型还提供一种应用此影像感测单元的物件感测装置。本实用新型的物件感测装置采用以下技术方案所述物件感测装置包括指示平面以及影像感测单元。影像感测单元设置于指示平面的周围。影像感测单元包括透镜组、影像感测器以及调光组件。影像感测器与透镜组邻近设置。调光组件选择性地设置于透镜组前、透镜组中、透镜组与影像感测器之间或影像感测器上。所述调光组件是滤光镜。所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述透镜组前，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。所述透镜组包括红外线滤光镜，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述红外线滤光镜上。所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述影像感测器前或所述影像感测器表面上，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。所述物件感测装置还包括发光单元，设置于所述指示平面的周围，用以提供所述影像感测单元感测物件的光源。所述物件感测装置还包括发光单元以及回归反射结构，所述发光单元与所述影像感测单元邻近设置，所述回归反射结构设置于所述指示平面的周围，用以反射自所述发光单元发出的光线，以提供所述影像感测单元感测物件的光源。所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件具有对应所述局部亮区的第一部分以及对应所述局部暗区的第二部分，所述第一部分的光穿透率小于所述第二部分的光穿透率。所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件的光穿透率自所述局部暗区往所述局部亮区的方向逐渐递减。所述调光组件是由具有不同光穿透率的至少两种材料组成。本实用新型的影像感测单元采用以下技术方案所述影像感测单元包括透镜组、影像感测器以及调光组件。所述影像感测器与所述透镜组邻近设置。所述调光组件选择性地设置于所述透镜组前、所述透镜组中、所述透镜组与所述影像感测器之间或所述影像感测器上。所述调光组件是滤光镜。所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述透镜组前，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。所述透镜组包括红外线滤光镜，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述红外线滤光镜上。所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述影像感测器前或所述影像感测器表面上，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。所述影像感测单元设置于指示平面的周围，所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件具有对应所述局部亮区的第一部分以及对应所述局部暗区的第二部分，所述第一部分的光穿透率小于所述第二部分的光穿透率。所述影像感测单元设置于指示平面的周围，所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件的光穿透率自所述局部暗区往所述局部亮区的方向逐渐递减。所述调光组件是由具有不同光穿透率的至少两种材料组成。本实用新型可以针对指示平面上不同位置的光信号强度来调整调光组件的光穿透率，以提供影像感测单元均匀的影像照度。举例而言，可使对应光信号较强的位置的调光组件的光穿透率降低，且使对应光信号较弱的位置的调光组件的光穿透率提高。因此，根据上述技术方案，本实用新型的物件感测装置及影像感测单元至少具有下列优点及有益效果1.减少因输入光强度超过影像感测器的动态范围而造成误判的情形；2.减少因透镜组对比度差而光强度高低落差较大时产生的误判情形；3.与其它现有调整讯号的方式相较，本实用新型较为经济、容易实现且可行性强；以及4.增加影像感测器 可调整相关参数的空间。
图I是现有技术的光学式触控装置的示意图。图2是现有技术的另一光学式触控系统的示意图。图3是本实用新型一实施例的物件感测装置的示意图。图4是图3中的调光组件的示意图。图5是本实用新型另一实施例的调光组件的示意图。图6㈧至图6(E)是图3中的调光组件以不同方式设置于影像感测单元中的示意图。图7是本实用新型另一实施例的物件感测装置的示意图。其中，附图标记说明如下1、2光学式触控装置 3、3'物件感测装置10,20,30 指示平面12、22、32a、影像感测单元32b14、24、34a、发光单元16、36回归反射结构34b、38240、380 导光板242、382 发光二极管320透镜组322影像感测器324,324/调光组件326、328 保护组件3200红外线滤光镜 BAUBAl'、局部亮区BA2>BA2/DA1、DA2、局部暗区P1、P1'第一部分DA2'P2第二部分Al、A广箭头具体实施方式
请参考图3，图3是本实用新型一实施例的物件感测装置3的示意图。如图3所示，物件感测装置3包括指示平面30、两个影像感测单元32a、32b、两个发光单元34a、34b以及三个回归反射结构36。两个影像感测单元32a、32b与两个发光单元34a、34b分别设置于指示平面30周围的两个相对的角落，且发光单元34a、34b分别与影像感测单元32a、32b邻近设置。三个回归反射结构36分别设置于指示平面30的周围，用以反射自发光单元34a、34b发出的光线，以提供影像感测单元32a、32b感测物件的光源。于实际应用中，影像感测单元32a、32b可以是电荷f禹合组件(Charge-coupledDevice, CO))感测器或互补式金属氧化半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor,CMOS)感测器,但不以此为限。发光单元34a、34b可以是发光二极管,但不以此为限。回归反射结构36可以由圆珠结构、角锥结构、光栅结构或其组合而制成。一般而言，物件感测装置3中还会设有运作时必要的软硬件组件，如显示面板、中央处理单兀(Central Processing Unit, CPU)、内存(memory)、储存装置(storagedevice)、电源供应器、操作系统等，视实际应用而定。上述组件的功能为本领域技术人员可轻易达成并加以运用，在此不再详加赘述。由于影像感测单元32a以及影像感测单元32b的结构与作用原理相同，以下仅针对影像感测单元32a作详细的说明。如图3所示，影像感测单元32a包括透镜组320、影像感测器322以及调光组件324。影像感测器322与透镜组320邻近设置。调光组件324设置于透镜组320前。于此实施例中，调光组件324可以是滤光镜(Neutral Density Filter,ND Filter)，但不以此为限。此外，调光组件324也可以由具有不同光穿透率的至少两种材料组成，视实际应用而定。请参考图4，图4是图3中的调光组件324的示意图。于使用物件感测装置3时，发光单元34a发射的光线可由回归反射结构36反射至影像感测单元32a。由于回归反射结构36上的各个位置相对于影像感测单元32a的距离都不相同，因此不同位置的回归反射结构36所受光源照射的照度是不均匀的。如图3所示，针对影像感测单元32a，可于指示平面30上定义局部亮区BAl、BAl'以及局部暗区DAl。如图4所示，调光组件324可具有对应局部亮区BA1、BAli的第一部分P1、P1'以及对应局部暗区DAl的第二部分P2，其中第一部分P1、ΡΓ的光穿透率分别小于第二部分P2的光穿透率。由于调光组件324的第一部分Ρ1、ΡΡ的光穿透率较小，来自局部亮区BAUBAli的光线穿过调光组件324的第一部分P1、P1'后的光信号强度就会被降低，使得影像感测单元32a可得到高低落差较小的光信号强度。因此，可有效改善影像感测单元32a过度曝光的现象，并且提高物件感测装置3的解析能力。需说明的是，对现有的一般反光材料而言，由于局部亮区BAl距影像感测单元32a较近，且局部亮区BAl'距影像感测单元32a较远，局部亮区BAl'相较于局部亮区BAl也是局部暗区，因此调光组件324的第一部分Pl'的光穿透率小于第一部分Pl的光穿透率。此外，局部亮区BA1、BAl'与局部暗区DAl所涵盖的范围，以及调光组件324的第一部分P1、P1'与第二部分P2的光穿透率可以根据影像感测单元32a的实际感光结果来决定。再者，局部亮区与局部暗区会视光源种类、结构配置或其它因素而出现在指示平面30上的不同位置，不以图3所绘示的实施例为限。请参考图5，图5是本实用新型另一实施例的调光组件32V的示意图。图3中的调光组件324可以图5中的调光组件324'替换。调光组件324'与上述的调光组件324的主要不同之处在于，调光组件324'的光穿透率自局部暗区DAl分别往局部亮区BAUBAl'的方向(如图5中箭头Α1、ΑΓ的方向)逐渐递减。同理，调光组件32V的光穿透率的递减程度可以根据影像感测单元32a的实际感光结果来决定。请参考图6 (A)至图6(E)，图6(A)至图6 (E)是图3中的调光组件324以不同方式设置于影像感测单元32a中的示意图。如图6(A)所示，调光组件324也可以设置于透镜组320中。如图6(B)所示，调光组件324也可以设置于透镜组320与影像感测器322之间，其中图6(B)中的调光组件324是设置于影像感测器322上，但不以此为限。如图6(C)所示，影像感测单元32a还可包括保护组件326，设置于透镜组320前，且调光组件324可以利用镀膜、印刷或涂布的方式形成于保护组件326上。如图6(D)所示，透镜组320可包括红外线滤光镜3200，且调光组件324可以利用镀膜、印刷或涂布的方式形成于红外线滤光镜3200上。如图6(E)所示，影像感测单元32a还可包括保护组件328，设置于影像感测器322前，且调光组件324可以利用镀膜、印刷或涂布的方式形成于保护组件328上，其中图6(E)中的保护组件328是设置于影像感测器322表面上，但不以此为限。于实际应用中，上述的保护组件326、328可由玻璃或塑料材料制成。此外，图6中的调光组件324也可以图5中的调光组件324'替换。请参考图7，图7是本实用新型另一实施例的物件感测装置3'的示意图。物件感·测装置3'与上述的物件感测装置3的主要不同之处在于，物件感测装置3'以三个发光单元38替换物件感测装置3的发光单元34a、34b以及回归反射结构36。三个发光单元38分别设置于指示平面30的周围。发光单元38由导光板380以及发光二极管382组成。于此实施例中，可于导光板380的一侧或两侧设置发光二极管382。此外,发光二极管382也可以其它光源替换。于使用物件感测装置3'时，发光二极管382所发射的光线可通过导光板380导向指示平面30，以提供影像感测单元32a、32b感测物件的光源。由于影像感测单元32a以及影像感测单元32b的结构与作用原理相同，以下仅针对影像感测单元32a作详细的说明。由于导光板380上的各个位置相对于影像感测单元32a的距离都不相同，因此不同位置的导光板380所发射的光线的照度是不均匀的。如图7所示，针对影像感测单元32a，可于指示平面30上定义局部亮区BA2、BA2'以及局部暗区DA2、DA2'。此时，影像感测单元32a的调光组件324的光穿透率可以根据局部亮区BA2、BA2'以及局部暗区DA2、DA2'的分布来调整，其中调光组件324的光穿透率的调整方式可以参考上述配合图4与图5的说明，在此不再赘述。相较于现有技术，本实用新型是于影像感测单元中设置调光组件，并且可针对指示平面上不同位置的光信号强度来调整调光组件的光穿透率，以提供影像感测单元均匀的影像照度。举例而言，可使对应光信号较强的位置的调光组件的光穿透率降低，且使对应光信号较弱的位置的调光组件的光穿透率提高。因此，根据上述技术方案，本实用新型的物件感测装置及影像感测单元至少具有下列优点及有益效果1.减少因输入光强度超过影像感测器的动态范围而造成误判的情形；2.减少因透镜组对比度差而光强度高低落差较大时产生的误判情形；3.与其它现有调整讯号的方式相较，本实用新型较为经济、容易实现且可行性强；以及4.增加影像感测器可调整相关参数的空间。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内 。
权利要求1.一种物件感测装置，其特征在于，所述物件感测装置包括 指示平面；以及 影像感测单元，设置于所述指示平面的周围，所述影像感测单元包括 透镜组； 影像感测器，与所述透镜组邻近设置；以及 调光组件，选择性地设置于所述透镜组前、所述透镜组中、所述透镜组与所述影像感测器之间或所述影像感测器上。
2.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述调光组件是滤光镜。
3.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述透镜组前，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。
4.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述透镜组包括红外线滤光镜，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述红外线滤光镜上。
5.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述影像感测器前或所述影像感测器表面上，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。
6.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述物件感测装置还包括发光单元，设置于所述指示平面的周围，用以提供所述影像感测单元感测物件的光源。
7.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述物件感测装置还包括发光单元以及回归反射结构，所述发光单元与所述影像感测单元邻近设置，所述回归反射结构设置于所述指示平面的周围，用以反射自所述发光单元发出的光线，以提供所述影像感测单元感测物件的光源。
8.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件具有对应所述局部亮区的第一部分以及对应所述局部暗区的第二部分，所述第一部分的光穿透率小于所述第二部分的光穿透率。
9.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件的光穿透率自所述局部暗区往所述局部亮区的方向逐渐递减。
10.如权利要求I所述的物件感测装置，其特征在于，所述调光组件是由具有不同光穿透率的至少两种材料组成。
11.一种影像感测单元，其特征在于，所述影像感测单元包括 透镜组； 影像感测器，与所述透镜组邻近设置；以及 调光组件，选择性地设置于所述透镜组前、所述透镜组中、所述透镜组与所述影像感测器之间或所述影像感测器上。
12.如权利要求11所述的影像感测单元，其特征在于，所述调光组件是滤光镜。
13.如权利要求11所述的影像感测单元，其特征在于，所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述透镜组前，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。
14.如权利要求11所述的影像感测单元，其特征在于，所述透镜组包括红外线滤光镜，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述红外线滤光镜上。
15.如权利要求11所 述的影像感测单元，其特征在于，所述影像感测单元还包括保护组件，设置于所述影像感测器前或所述影像感测器表面上，所述调光组件是以镀膜、印刷或涂布的方式形成于所述保护组件上。
16.如权利要求11所述的影像感测单元，其特征在于，所述影像感测单元设置于指示平面的周围，所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件具有对应所述局部亮区的第一部分以及对应所述局部暗区的第二部分，所述第一部分的光穿透率小于所述第二部分的光穿透率。
17.如权利要求11所述的影像感测单元，其特征在于，所述影像感测单元设置于指示平面的周围，所述指示平面上定义局部亮区以及局部暗区，所述调光组件的光穿透率自所述局部暗区往所述局部亮区的方向逐渐递减。
18.如权利要求11所述的影像感测单元，其特征在于，所述调光组件是由具有不同光穿透率的至少两种材料组成。
专利摘要本实用新型公开了一种物件感测装置，包括一指示平面以及一影像感测单元。影像感测单元设置于指示平面的周围。影像感测单元包括一透镜组、一影像感测器以及一调光组件。影像感测器与透镜组邻近设置。调光组件选择性地设置于透镜组前、透镜组中、透镜组与影像感测器之间或影像感测器上。因此，本实用新型可针对指示平面上不同位置的光信号强度来调整调光组件的光穿透率，以提供影像感测单元均匀的影像照度。
文档编号G06F3/042GK202694299SQ20122016020
公开日2013年1月23日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年4月25日
发明者林秉忠, 刘冠彣 申请人:昕兴时乐股份有限公司