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TW201411455A - 利用散射性傳導元件於觸控感應系統中進行光學耦合 - Google Patents

利用散射性傳導元件於觸控感應系統中進行光學耦合 Download PDF

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TW201411455A
TW201411455A TW102126212A TW102126212A TW201411455A TW 201411455 A TW201411455 A TW 201411455A TW 102126212 A TW102126212 A TW 102126212A TW 102126212 A TW102126212 A TW 102126212A TW 201411455 A TW201411455 A TW 201411455A
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TW
Taiwan
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light
touch sensing
panel
sensing device
imaged
Prior art date
Application number
TW102126212A
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English (en)
Inventor
Hakan Bergstrom
Ola Wassvik
Thomas Craven-Bartle
Original Assignee
Flatfrog Lab Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

一種觸控感應裝置，藉由受抑式內部全反射系統所操作，以及包括具有前表面以及後表面之光線傳輸面板(1)。光發射器(2)以及光感應器(3)係朝向後表面並沿著觸控感應區域(4)之周邊設置於面板(1)上。至少一非成像散射性傳導光學元件(40)係沿著觸控感應區域(4)之周邊設置於後表面(6)上。光發射器(2)用以發射光線至非成像散射性傳導光學元件(40)上，用以藉由漫透射產生透過內部全反射傳播於面板(1)中通過觸控感應區域(4)之傳播光，以及光感應器(3)用以接收當傳播光射至非成像散射性傳導光學元件(40)上時藉由漫透射產生之感應光，以定義介於成對之光發射器(2)以及光感應器(3)之間通過觸控感應區域(4)之傳播路徑(D)之網格。

Description

利用散射性傳導元件於觸控感應系統中進行光學耦合
本發明係有關於一種觸控感應系統，藉由沿著輕薄的傳導面板中定義明確之光路徑作內部反射之傳播光而運作，特別係有關於定義光路徑位置之光學解決方法。
本發明所述之觸控感測系統係為一種受抑式內部全反射系統(FTIR,Frustrated Total Internal Reflection)。係藉由於固態光傳導面板中傳導光而運作，其中固態光傳導面板具有由外圍邊緣面所連接之兩個平行邊界面。光係由耦接於面板中之複數光發射器所產生，以透過邊界面之間之全反射(TIR,total internal reflection)傳播至複數感測器。光係用以定義穿過面板且介於成對之光發射器以及感測器之間之傳播路徑。光發射器以及感測器之配置使得傳播路徑於面板上定義了網格(grid)。當一物體觸碰邊界面(觸控面)之一者時，將會衰減(妨礙)一個或多個傳導路徑上之光以及導致一個或多個光感應器所接收之光之改變。藉由分析光感應器所接收之光將可決定物體之位置(座標)、形狀或者區域。此一類型之裝置具有偵測同時接觸觸控面之複數物體之能力，即為習知技術之”多點觸 控”。
在一架構中，例如根據US2006/0114237所揭露之架構，光係穿過外圍邊緣面直接耦接至面板內。上述之方法允許光簡單且有效地注入面板內。同樣地，上述內部耦合並未使得觸控系統之厚度明顯地增加。無論如何，經由邊緣面之內部耦合將使得邊緣面必需非常平坦以及沒有缺陷。但上述之條件難以達成且造價昂貴，特別是當平板為細薄的以及(或)由相當脆弱之材料製造而成時，例如玻璃。經由邊緣面之內部耦合也將增加觸控系統之面積(footprint)。除此之外，若面板連接於一底板架構上，例如框架或支架，內部耦合亦難以光學進入邊緣面，以及亦可能造成邊緣面之形變。邊緣面之形變將可能影響邊緣面之光學品質以及導致內部耦合之減少。
US3673327係揭露一種受抑式內部全反射觸控系統，其中光發射器以及感測器係以列之方式分別排列於面板相對之兩側，以及光線係傳播於成對之光發射器以及感測器之間以定義傳播路徑之矩形格線。藉由將大尺寸之稜鏡連接於面板之底面以耦合光線進出面板。
US7432893提到少數大型光發射器係連接於面板之角落或者面板每一側邊之中央，以射入分岔之光線(”扇形光線”)至面板中，並藉由沿著於面板所有側邊設置之光電二極體線性陣列接收。每一個扇形光線係藉由連接於面板之頂端面之一大型旋轉稜鏡耦合至面板中，以及光電二極體係連接於面板之頂端面或底面，以定義每一個稜鏡以及一組光電二極體之間之複數傳播路徑。
藉由將稜鏡(prism)或稜鏡片(wedges)連接至頂端面或底面，將可減少邊緣面之面積需求以及(或)利於裝配觸控系統。然而，稜鏡或稜鏡片將明顯地增加系統之厚度以及重量。為了減低重量以及費用，稜鏡片將可能以塑膠材料所製成。另一方面，面板通常由玻璃所製成，例如達到所需龐大之材料特性(例如折射、傳導、均質(homogeneity)、等向性(isotropy)、耐久性、穩定性之指數等)，以及鋪上平坦之頂端面以及底面。本發明係發現觸控系統操作期間所造成之溫度變化將導致塑膠材料以及玻璃之間熱膨脹產生差異使得龐大之稜鏡片自面板鬆脫。即使稜鏡片只有少部分或局部分離將可能導致系統之性能明顯地降低。
於LCD顯示器技術領域中但觸控感測系統領域之外，將LED之光耦合至細薄波導面板中係為所謂的LCD顯示器背光(BLUs，背光單元)之習知技藝。這些波導面板係位於LCD之背面以及用以自頂端面發射光以一致地照亮LCD之後側。各式各樣用以耦合光至波導面板以照亮LCD顯示器之方法係揭露於Yun Chen所發表之"Using micro-structures to couple light into thin light-guides"刊物中(Master of Science Thesis,Stockholm 2011,TRITA-ICT-EX-2011：112)。
本發明之目的係為克服至少部分有關受抑式內部全反射觸控系統此一先前技術之限制。
其中一目的為提供一種堅固且小型化的受抑式內部全反射觸控感測裝置，係用以於明確的範圍定義光傳播之路 徑。
另一目的為致能受抑式內部全反射觸控感測裝置邊緣面之通道限制之設計。
另一目的為使得受抑式內部全反射觸控感測裝置能簡單地配置以及適用於大型產品上。
另一目的為提供能有效地運用光之受抑式內部全反射觸控感測裝置。
一個或多個上述目的，以及其他目的將顯示於接下來之內容中，並根據獨立項完成至少部分地觸控感應裝置之方法、以及藉由附屬項定義相關之實施例。
本發明第一部分係為一種觸控感應裝置，包括：一光傳導面板，具有一前面板以及一相對之後面板；複數光發射器以及複數光感測器，係沿著面板之觸控感應區域周邊朝著後背板配置；以及至少一非成像的散射性傳導光學元件，係沿著觸控感應區域之周邊配置於後背板。光發射器係用以發射光線至至少一非成像光學元件，以透過漫透射產生傳播光，並藉由面板內部之內部全反射通過觸控感應區域。光感應器係用以當傳播光射至至少一非成像光學元件時，接收藉由漫透射所產生之感應光，以便定義介於成對之光發射器以及光感應器之間且橫跨觸控感應區域之傳播路徑之網格。
於一實施例中，至少一非成像光學元件係包括至少一細長帶狀之散射性傳導材料。
於一實施例中，至少一非成像光學元件具有圍繞觸控感應面板區域之互相連結之框架。
於一實施例中，至少一非成像光學元件具有由部分重疊之點序列所構成之橢圓形外型，較佳地為圓形外型。
於一實施例中，至少一非成像元件係包括沿著觸控感應區域之周邊配置之複數空間上分開之點。於一實施例中，點係包括與各個光發射器有關之內部耦合之點(incoupling dot)，其中上述內部耦合之點於光傳輸面板上係具有等於或小於2*t*tan(θ min )之一範圍，其中t為前側面以及後側面之間之距離，以及θ min 為等於或大於面板臨界角度θ c 之角度。於另一實施例中，點係包括與各個光感應器有關之外部耦合之點(outcoupling dot)，其中上述外部耦合之點於光傳輸面板上係具有至少為2*t*tan(θ min )之一範圍，以及較佳地至少為2*t*tan(θ max )，其中θ max 係為有利於互動之最大TIR角度。
於一實施例中，非成像散射性傳導光學元件之至少一者具有至少50%之漫發射，以及較佳地至少為90%之漫發射。於一實施例中，至少一非成像光學元件之配置係具有至少50%之漫發射傳輸。於另一實施例中，至少一非成像光學元件之配置係具有少於50%之漫發射傳輸。
於一實施例中，至少一非成像光學元件本質上為朗伯特(近朗伯特)漫射器。
於一實施例中，至少一非成像光學元件為非折射，例如具有散射顆粒之薄膜。
於另一實施例中，至少一非成像光學元件係包括遠離後表面之折射結構。
於一實施例中，觸控感應裝置更包括配置於非成 像光學元件下方之至少一光反射後部元件，係用以定義與各個光傳輸器或光感應器並列之光傳輸通道。至少一光反射後部元件具有各個非成像光學元件之光反射附件。舉例來說，至少一光反射後部元件可包括與非成像光學元件隔開且平行延伸之一光學反射後表面，以及延伸介於光學反射後表面以及非成像光學元件之間之一個或以上光學反射側壁。
於一實施例中，觸控感應裝置更包括一光學反射頂端元件，設置於前表面且與至少一非成像光學元件相對。光學反射頂端元件具有圍繞觸控感應區域周邊之一不透光框架，以及(或)光學反射頂端元件係用以散射性反射自面板內部射入光學反射頂端元件之光。
於一實施例中，觸控感應裝置更包括配置於邊緣部分之一光反射或光吸收邊緣元件，係用以連接面板之前表面以及後表面且相鄰於至少一光發射器以及光感應器。
於一實施例中，觸控感應裝置更包括配置於上述至少一非成像光學元件以及後表面之間之一光罩，其中光罩於遮蔽可見光時，係用以傳輸藉由光發射器所發射之一部分的光。
於一實施例中，於遮蔽可見光時，上述非成像光學元件包括用以傳輸藉由光發射器所發射之一部分的光之一染料。
於一實施例中，光發射器以及光感應器係與上述至少一非成像光學元件有關，使得相鄰之傳播路徑之範圍將部 分重疊跨越觸控感應區域。
本發明第二部分係為一觸控感應裝置，包括一光傳輸面板，具有一前表面以及一相反之後表面；複數光發射器，係沿著面板之觸控感應區域周邊朝著後背板配置；複數光感應器，係用以連接至面板；以及至少一非成像、散射性傳導光學元件，係沿著觸控感應區域周邊配置於後表面上。光發射器係用以發射光線至至少一非成像、散射性傳導光學元件，以透過漫透射產生傳播光，並藉由面板內部之內部全反射通過觸控感應區域，以及光感應器係具有介於成對之光發射器以及光感應器之間且橫跨觸控感應區域之傳播路徑之網格。
本發明第三部分係為一觸控感應裝置，包括一光傳輸面板，具有一前表面以及相反之後表面；複數光發射器，連接至面板以產生藉由面板內部之內部全反射通過面板之觸控感應區域之傳播光；複數光感應器，係沿著面板之觸控感應區域周邊朝著後背板配置；以及至少一非成像、散射性傳導光學元件，係沿著觸控感應區域周邊配置於後表面上。光感應器係用以當傳播光射入至少一非成像光學元件時，接收藉由漫發射所產生之感應光，以定義介於成對之光發射器以及光感應器之間且橫跨觸控感應區域之傳播路徑之網格。
第一部分所述之實施例將適用且可執行於第二、第三部分之實施例中。
本發明其它之目的、特徵、方面以及優點將詳述於下列之敘述以及所附之申請專利範圍以及附圖中。
1‧‧‧光傳輸面板
2‧‧‧光發射器
3‧‧‧光感應器
4‧‧‧觸控感應區域
5‧‧‧前表面
6‧‧‧後表面
7‧‧‧物件
10‧‧‧訊號處理器
12‧‧‧控制器
14‧‧‧處理單元
30、32‧‧‧耦合元件
40‧‧‧非成像散射性傳導光學元件
42‧‧‧圓圈射線
45‧‧‧PCB
50、52‧‧‧折射區域
56‧‧‧位置
70‧‧‧反射元件
72‧‧‧邊緣反射元件
76‧‧‧反覆循環器
78A‧‧‧下表面
78B‧‧‧側壁
78’‧‧‧開口
80‧‧‧擋板
D‧‧‧傳播路徑
N‧‧‧常規
t‧‧‧距離
W‧‧‧寬度
θ max ‧‧‧最大TIR角度
θ min ‧‧‧最小TIR角度
以下將搭配所付之圖式詳細地描述本發明之實施例。
第1A圖係利用受抑式內部全反射作為觸控偵測之光傳導面板之剖面圖，以及第1B圖係受抑式內部全反射觸控感應裝置之上視圖。
第2圖係根據受抑式內部全反射觸控感應裝置之能量信號所產生衰減模式之3D繪圖。
第3圖係為習知技術之觸控感應裝置之剖面圖。
第4A-4B圖係顯示根據本發明一實施例所述之散射性內部耦合以及外部耦合之剖面圖。
第5A圖係顯示根據本發明一實施例所述之觸控感應裝置之上視圖，以及第5B-5C圖係為描述第5A圖所述之實施例之特性之放大視圖。
第6A-6B圖係顯示根據本發明另一實施例所述之觸控感應裝置之上視圖。
第7A-7D圖係為第4A圖所示之散射性內部耦合之變型之剖面圖。
第8A-8D圖係為第4B圖所示之散射性外部耦合之變型之剖面圖。
下文特舉一有關觸控感應裝置之較佳實施例，詳細之說明如下。於整篇敘述中，相同的附圖標記係用以標示相應之元件。
第1A圖係為利用受抑式內部全反射作為觸控偵測 之光傳導面板之剖面圖。根據此一實施例之概念，光係沿著複數明確之傳播路徑傳導於面板1中。面板1係由一個或多個固態材料層所組成，以及可為任意之形狀。面板1具有藉由內部反射以傳播光之一內部輻射傳播通道。根據第1A圖所述之實施例，面板1之傳播路徑係介於邊界面5、6之間，以及前(上)表面5係容許傳播光與接觸物件7互動以及藉此定義觸控感應區域4(”觸控面”)。藉由將光射入面板1中以致能互動，使光藉由前表面5之內部全反射進行反射以傳播於面板1中。光可藉由後(下)表面6之內部全反射或者透過一反射塗層進行反射。可想而知，若面板包括複數不同之材料層，傳播通道係自後表面設置。面板1係可由任何固態材料(或材料之結合)所組成，用以傳輸充足之相關波長範圍內之光以允許傳輸能量之可感應量測。上述材料係包括玻璃、聚丙烯(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)以及聚碳酸脂(PC)。面板1可設計為覆蓋或者整合於顯示元件或者顯示器中(未顯示)。
如第1A圖所示，物件7藉由靠近或接觸觸控面4與傳播光互動於接觸點。於此互動中，部分之光將透過物件7而散射，部份的光可能被物件7吸收，以及部分之光將繼續以原來之方向傳播於面板1中。因此，接觸物件7所造成之局部受抑(frustration)之內部全反射將導致傳輸光之能量(或相等地，功率或強度)減少，如第1A圖中接觸物件7下方所示變細之線。
第1B圖係根據本發明一實施例所述之受抑式內部全反射觸控感應裝置100之示意圖。光發射器2(圖中所示之開放式圓形)係沿著面板1下方之觸控面4之周邊設置，用以投射 光至面板1上使面板1能擷取部分之光以透過內部反射傳播於傳播通道中。光感應器3(圖中所示之開放式方形)係沿著面板1下方之觸控面4之周邊設置，用以接收部分之傳播光。每個光發射器2所投射之光將透過面板1中複數光傳播路徑D傳播至多個不同之光感應器3。如第1B圖所示，儘管面板1中光傳播路徑D與透過內部反射所傳播之光相符，光傳播路徑D可概念地表示為延伸橫跨觸控面4成對之光發射器2以及光感應器3之間之”感應線”。因此，感應線係與觸控面4之傳播路徑D之投射有關。如此，光發射器2以及光感應器3共同定義觸控面4之網格狀之感應線D(”感應網格”)。感應網格中交叉點之間之間距係定義裝置100之空間解析度，即為觸控面4所能偵測之最小物件。
在此所述之光發射器2可為能夠發射期望波長範圍內之輻射之任意類型之裝置，例如二極體雷射(diode laser)、垂直共振腔面射型雷射(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)、白熾燈、鹵素燈等。光發射器2更可由光纖之終端所構成。光發射器2可在任意波長範圍產生光。下列之範例將假設光係由紅外線所產生(IR)，即為波長大約為750nm。相似地，感測器3可為能夠將光轉換(在相同波長範圍)為電子信號之任意類型之裝置，例如光感測器、電荷耦合元件裝置、互補式金氧半場效電晶體裝置等。
光感應器3共同提供透過訊號處理器10所接收以及採樣之輸出訊號。輸出訊號包括一些子訊號，亦表示為”投射訊號”，每一個係代表由確切之光感應器3所接收到來自確切 之光發射器2之光之能量。根據實施需要，訊號處理器10也可處理輸出訊號以分離個別之投射訊號。投射訊號代表透過各個感應線D上之光感應器3所接收之光之能量、強度或者功率。每當一物件接觸感應線時，此感應線所接收之能量將會減少或”衰減(attenuated)”。
訊號處理器10係用以處理投射訊號以決定接觸物件之特性，例如位置(舉例來說，第1B圖所示之x、y座標系統)、形狀、或面積。此一決定可包括根據變細之感應線之簡單三角量測，例如US 7432893以及WO 2010/015408所揭露之方法，或者更進一步地處理以重建通過觸控面1之衰減值之分配(簡稱為”衰減樣板(attenuation pattern)”)，其中每一個衰減值代表光衰減之局部角度(local degree)。第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之3D方式繪製之衰減圖樣，其中衰減增強之波峰係代表接觸物件。衰減圖樣更透過訊號處理器10或者個別之裝置(未顯示)處理以決定接觸物件之位置、形狀或面積。衰減圖樣係藉由任意不同之根據投射訊號值進行影像重建之演算法所產生，包括斷層射影重建(tomographic reconstruction)理論，例如濾波反投影法(Filtered Back Projection)、代數重建法(Algebraic Reconstruction Technique，ART)、同步代數重建法(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique，SART)等等。在另一情況下，衰減圖樣可透過調整一個或多個基礎函數以及(或)透過統計方法(例如反貝葉斯)所產生。上述所設計用以計算觸碰位置之重建函數之實施例係揭露於WO 2009/077962、WO 2011/049511、WO 2011/139213、WO 2012/050510以及WO 2013/062471中，這些皆已引入本文作為參考。
於上述之實施例中，裝置100更包括控制器12，係連接至光發射器2以選擇性地控制致能光發射器2，以及可能地讀取光感應器3之數據。根據不同之實施方式，可連續地或同時地致能光發射器2以及(或)光感應器3，例如WO 2010/064983所揭露之實施例。訊號處理器10以及控制器12可為獨立之單元，或者可合併為同一單元。藉由處理單元14所執行之軟體可至少部分地致能訊號處理器10以及控制器12之一者或兩者。
第3圖係為習知之受抑式內部全反射觸控感應裝置100之剖面圖，光傳輸材料之個別光學內部耦合元件30(僅顯示一個)係設置於面板1之後表面6，用以自單獨之光發射器2耦合一發散之光線以高效率地反射至面板1中。相同地，單獨之外部耦合元件32(僅顯示一個)係設置於後表面6以高效率地反射耦合於面板1外之光至單獨之光感應器3。為了有效地耦合光，光發射器2以及光感應器3之設置將必須精準地與耦合元件30、32配合，這將難以實現於大量之生產中。而且，透過光發射器2所產生之光之發光外形將影響面板1中之光分佈結果，例如不同感應線之間之光分佈。耦合元件30、32之使用亦增加裝置100之重量以及高度。
除此之外，利用耦合元件30、32將導致感應線之寬度(剖面)(以俯視圖之視角)相較於相鄰之耦合元件中心到中心之間距較為狹窄。這將導致感應線無法完整的覆蓋觸控面4。根據光發射器2以及光感應器3之配置，覆蓋範圍之不完整 可能於橫跨觸控面4之垂直或水平對稱線以及觸控面4之周圍靠近耦合元件30、32之處較為明顯。不完整之覆蓋範圍可能導致重建衰減圖樣發生失真之瑕疵，使得觸碰之計算更為困難。除此之外，為了降低系統之成本，理想為最小化電子光學元件2、3之數量，然而元件之數量減少造成感應線之間之空間增加以及可能增強重建之瑕疵。
本發明之實施例以一基本上不同的方法來產生感應線。內部耦合之一實施例中，如圖4A所示，每個光發射器2配置為面對面板1，以及一個漫射器40係設置於位於觸控面4周圍靠近光發射器2之後表面6上，在此實施例中係位於面板1的邊緣。漫射器40係用以作為散射性傳導部分進入之光至面板1之非成像元件。所屬技術領域具有通常知識者皆了解，當照射時，非成像、散射性傳導面將會發射光超過一大隅角至表面之每個位置，如圖上圓圈射線42所示。散射傳導係由”散射”所控制(亦稱為”漫射”和”漫透射”之組合)係與光之反射、折射(refraction)以及干擾(interference)(衍射(diffraction))有關，使得入射光以多種角度散射，而並非只以一個角度作”鏡面反射”或”鏡面傳導”之反射。因此，部分來自光發射器2之入射光(如4A圖所示之射線)將透過漫射器40進行散射，以及部分之光將傳導至面板1中。所屬技術領域具有通常知識者皆了解，相較於成像光學元件，”非成像”光學元件並非設計為與入射光之相位有關，例如用以於光焦平面上形成光源之成像或者產生高校準(collimated)之光線，但被設計作為專用於光之光學輻射傳輸，其中光係來自目標之光源而與光之相位無關。
因此，當發光時，位於面板1中與傳播通道接觸之漫射器40將致能作為一光源(”輔助光源”)以發射散射之光。輔助光源藉此定義來自不同之光發射器2之光所產生之感應線之確切來源。當漫射器40大致上任意地重新分配入射光時，光發射器2之發光分佈之重要性將會減少或者甚至排除。這表示當光自光發射器2以適當之程度發射至漫射器40之適當位置時，漫射器40具有作為不同型態之光發射器2之輔助光源之能力以及光發射器2以及漫射器40之間具有不同之相對取向。因此，相較於一般透過光學成像運作之耦合元件，其製造之敏感度以及設置之容忍度將會降低以及裝置100之設置更為容易。這將使得裝置100更適合大量地生產。漫射器40係設計為使裝置100厚度以及重量些許增加之低成本元件。當漫射器40配置於後表面6時，將使前表面5可不包括額外之層以及元件。此為觸控系統中期望之範圍設計特性(稱為”齊界(flush)”或者”無邊(edge-to-edge)”)。除此之外，在不考慮邊緣面之品質以及設計之條件下，漫射器40允許光耦合至面板1中。
漫射器40係為可設置於後表面6之薄的片狀元件。上述之片狀漫射器40可為薄且柔軟的，使其能吸收發生於漫射器40以及面板1之間之界面上之剪切力(shear force)，舉例來說，在前述之習知技術中由不同之熱膨脹差異所造成剪切力。漫射器40可為作用於後表面6之塗佈、層或者薄膜。
漫射器40之使用亦可使裝置100之設計較為緊密。如第4A圖所示，光發射器2係配置於用以提供電源以及傳輸控制訊號至光發射器2之連接基板45上，例如PCB(印刷電路 板)。於第4A圖中，光發射器2係垂直設置於PCB 45上，用以朝漫射器40發射發散或散射之光通過其上表面，以及PCB 45係沿著後表面6平行配置。必須了解的是，第4A圖僅為一示範實施例，以及光發射器2之安裝或設置係用來以非垂直之角度發射發散、校準或者漫射之光至漫射器40。
漫射器40將以大的隅角發射傳導光至面板1中。因此，以平面圖來看，光將自漫射器40全方位地傳導(如第5A圖所示)。除此之外，光以橫向方式發散傳導於面板中，例如第4A圖之剖面圖所示之圓圈射線42。以任意方向發散之光之角度通常至少為20°、30°、40°、或者50°(藉由發光強度為軸上值之50%之離軸角度所定義)。於一實施例中，漫射器係為近朗伯特光發射器以及以大約60°之角度由任意方向發散光於面板之平面中。必須了解的是，只有以等於或大於臨界角度θC之角度進入前表面5之漫射傳導光射線會透過內部全反射傳播。臨界角度θC係由斯涅耳定律所決定且為習知之技術。
可透過例如相對於其厚度、結構等改善漫射器40以實現鏡面反射或者漫射以及傳導之間之既定關係。此一關係係可透過部分之散射來表示，係用以定義散射之光(即為漫射以及傳導)。亦可透過改善漫射器40以實現朝向面板之漫射器所發射之漫射光以及遠離面板1之漫射器40所發射之漫射光之間之既定關係。此關係係由漫透射比上漫射以表示為”漫透射比”。藉由漫射器40所鏡面反射之光將造成耦合損耗，以及導致漫射器40之漫射部分較高。目前認為可實現於適當之執行下，至少就較小之觸控面而言，漫射之部分至少為50%。較佳 地，漫射之部分至少大約為60%、70%、80%、90%、95%或99%。漫透射比將影響使得入射光之主要方向位於漫透射光之主要方向。一般而言，在不考慮漫射器40另一邊入射光之入射角之條件下，低的漫透射比將造成光在一既定角度中(通常為直角)以大的隅角傳播至面板1中之漫射器40。高的漫透射比反而將會造成散射光之分佈大致上沿著入射光之主要方向(於主要之散射經由折射後之方向)。因此，於一實施例中，為了減少依靠之入射光，漫射器40之漫透射比係設計為小於50%、40%、30%、20%或10%。無論如何，這將造成較差之耦合效率，但可透過利用專門之光再生結構改善(如第7C圖以及其相關之敘述所示)。於另一實施例中，漫射器40之漫透射比為大於50%、60%、70%、80%或者90%，舉例來說，當光發射器2以使大部分之散射性傳導光可射入前表面5作為主要方向並以維持面板1之內部全反射之角度發射光線時。
於一實施例中，漫射器40之配置係不包括折射之結構。上述之漫射器40能以簡單、耐用以及具有成本效益之方式實現為一漫射粒子薄膜。上述薄膜係以塗佈、噴灑、層壓、粘合等方式設置於後表面6上。任何原先具有透光性之材料皆可用以形成上述薄膜，例如褪光(matte)之白色塗料或墨水。然而，透過改善塗料以取得理想之漫透射比，例如，藉由包含具有低折射率或者不同材料之球型物件。其中一種顏料為折射率n=1.6之SiO2。有許多市售之專門材料，例如含氟聚合物Spectralon、基於硫酸鋇(barium-sulphate-based)之顏料或者溶液、顆粒狀聚四氟乙烯(granular PTFE)、多微孔聚酯纖維 (microporous polyester)、聚由德國拜耳AG公司所提供之Makrofol®碳酸酩薄膜等。
於另一實施例中，漫射器40包括位於朝向遠離後表面6之一側之折射結構。上述之漫射器亦稱為工程式漫射器(engineered diffuser)，折射結構係以特製之微型結構製成，用以產生理想之漫透射。有關工程式漫射器之實例係包括全像漫射器，即所謂由Luminit LLC公司所提供之二乙基菱角酸醯胺(LSD)薄膜。另一例子為工程式漫射器係特製用以改善周圍半球中之漫透射使其朝向正確之方向，特別用以改變並維持面板1中之內部全反射之角度。除了折射結構外，工程式漫射器可包括散射粒子。工程式漫射器可作為藉由黏著劑附接於後表面6之分開平面或者片狀之裝置。另外，漫射器40可透過蝕刻(etching)、凹凸印刷(embossing)、製膜(molding)、噴砂(abrasive blasting)等方式配置於後表面6中。
於內部耦合之實施例中，漫射器40係於面板1中以最小之設計角度θ min 透過內部全反射傳播光。最小之設計角度θ min 係等於臨界角度θ c 或者前述之角度。最小設計角度θ min 係與後表面6中連續彈跳(bounce)之間之最小距離有關，表示為：2*t*tan(θ min )，其中t為面板1之厚度。透過將漫射器40之寬度W設為大約等於”最小設計角度之彈跳距離”，透過漫射器40傳導且以θ min 或者前述之角度射入前面板5中之光將不會折射回漫射器40。漫射器40藉由θ min 或者前述之角度以改善射至前表面5以及後表面6之傳播光之量。
於外部耦合之實施例中，如第4B圖所示，每個光 感應器3係朝向面板1，以及漫射器40係位於觸控面4之外圍附接於後表面6上且相鄰於光感應器3，於此範例中係位於面板1之邊緣。漫射器40散射地傳導部分之入射傳播光，因此至少部分之散射性傳導光到達光感應器3。因此，每個漫射器40將可作為光源(”輔助光源”)，用以散射性發射由光感應器3所接收之”感應光”。輔助光源藉此定義通過觸控面4來自光發射器2之感應線之方向。第4B圖所示之漫射器40之配置係與第4A圖所示之漫射器40相同，以達到相應之優勢。如圖所示之實施例，光感應器3係附接至用以提供電源至光感應器3以及傳輸光感應器3之量測數據之PCB 45。使用漫射器40將允許PCB 45沿著後表面6平行配置。
於外部耦合之實施例中，將漫射器40之寬度W(第4B圖)設為大約等於或大於前述之”最小設計角度之彈跳距離”。於一些實施例中，將寬度W設為大約等於或大於最大內部全反射角度θ max 之彈跳距離較為有利，將於傳播光以及接觸物件之間產生較明顯之互動。確保所有相關之傳播光(即為與接觸物件產生互動之傳播光)將射中至少一漫射器40。內部全反射角度θ max (第4B圖)係大於最小設計角度以及根據不同之實施例(光之波長、物件之型態、前表面之結構、面板之材料等)其角度係可為70°、75°或者80°。
必須了解的是，裝置100當採用用於外部耦合(或內部耦合)之一般之耦合技術時，可執行僅用於內部耦合(或外部耦合)之散射耦合技術，例如藉由專用之耦合元件(如第3圖所示)、藉由直接附接至前表面或後表面、或者藉由背景技術中 所述之通過邊緣面之光耦合。然而，透過執行用於內部耦合以及外部耦合兩者(下列將表示為”結合之散射耦合”)之散射性耦合技術可達到額外之技術優點。其中之一為使得裝置100之配置更為容易以及更適合大量製造。省去專用之光學耦合元件將可減少生產之成本、重量以及厚度。除此之外，相同(或相似)之漫射器40可通用於內部耦合以及外部耦合，以及將降低有關於面板放置光發射器以及光感應器之容錯之影響。
結合散射耦合之另一技術優勢為其簡單地致能電光學元件之序列(光發射器2、光感應器3或者兩者)光學耦合至面板1以及配置於沿著觸控面4之同一側。此外，其可能產生寬的感應線D，例如理想為造成相鄰之元件2、3之感應線D之部分重疊。以及為了完成光合適之內部耦合以及外部耦合，理想為將元件2、3配置於面板1之下方，彼此相鄰且互相靠近。
結合散射耦合之第一個實施例中，漫射器40係沿著觸控面4周邊之外部部分由連續之片狀或帶狀散射性傳導材料所組成，以及光發射器2以及光感應器3係配置於面板1下方沿著帶狀40之範圍。第5A圖係顯示根據本發明第一實施例所述之一範例之平面圖。光發射器2以及光感應器3係交替排列於觸控面4之四周以及帶狀40係圍繞觸控面4形成一框架。為了達到說明之目的，位於帶狀40之光發射器2以及光感應器3為可見的。第5A圖示意性地顯示定義於光發射器2以及光感應器3之間之感應線D，其中光發射器2係位於矩形觸控面4之一端以及光感應器3係位於觸控面4之另一端。
第5B圖係為第5A圖中面板之放大視圖，以及顯示 位於帶狀40下方之一光發射器2以及一光感應器3。折射區域50係指出光發射器2所照亮之位於帶狀40之區域，以及定義沿著相關之感應線(未顯示)所傳播之光之來源區域。折射區域52同樣地指出光感應器3於帶狀40所能投影之可視範圍，以及定義相關之感應線上(未顯示)由光感應器3所接收之光之來源區域。必須了解的是，第5B圖中可透過於帶狀40上控制重疊之折射區域50、52使與感應線有關兩相鄰之光發射器2以及光感應器3部分重疊。以此種方式所產生之感應線之剖面為寬闊的且具有長的尾端，並重疊於相鄰之元件2、3之感應線之間。因此，藉由將感應線變寬可改善觸控面4之覆蓋範圍。變寬之感應線係等同於折射訊號之低通濾波，可有效地致能減少重建瑕疵之產生。
連續之帶狀40亦具有降低面板1之元件2、3之架設容忍度之優點，因此當折射區域50、52位於帶狀40之內時即可定義感應線。
第5A圖所示之連續帶狀40可能存在之缺點係為當感應線D以大的角度φ擴展至帶狀40之常規N(位於面板1之平面)時，若傳播光射至帶狀40之折射區域50、52外可能顯示出較差之轉換效率。每一次之照射將造成光之漫透射以及導致傳播光之衰減。第5C圖更進一步地描述此一現象，源自光發射器2之折射區域50之光係透過內部全反射沿著兩條感應線D傳播並射至折射區域50外帶狀40內之三個位置56。藉由設定帶狀40之寬度使其等於最小設計角度之彈跳距離可減少上述”自擴散現象(self-scattering phenomenon)”之影響。無論如何，當感應 線D靠近以及沿著觸控面4之邊緣延伸時(參考第5A圖)，自擴散仍會對感應線D造成影響，因此在上述之區域中時將可能造成較差之表現。
藉由第二實施例所述之結合散射偶合將可能克服自擴散現象，漫射器40係配置於後表面6上作為漫透射元件之點。點40較佳地為橢圓形，例如接近圓形，然而其他之形狀亦可行，例如多邊形。第6A圖係根據本發明第二實施例所述之裝置100之角落部分之上視圖。為了達到說明之目的，位於點40下方之光發射器2以及光感應器3為可見的。必須了解的是，當感應線D靠近以及沿著觸控面4之邊緣延伸時，點40之配置以及空間上之分散將可減少感應線D上自擴散現象之影響。
於具體之範例中，光感應器3上方之點40係大於光發射器2上方之點40。亦可以為其他之配置方式。一般而言，當將自擴散現象之影響降到最低時，可藉由將觸控面4中感應線之覆蓋面積最大化來改善點40之配置以及大小。
第6B圖係描述另一實施例有關當減少自擴散現象時，將相鄰之點40配置為部分重疊。此實施例之變化可視為第5A圖中所示帶狀以及第6A圖所示分開之點之合併，重疊之點40有效地構成朝向觸控面之連續帶狀以減少自擴散現象。重疊之點係以連續帶狀之型態附接於面板1上。
為了最佳化耦合之功效，折射區域50、52係與各個點40之面積匹配。無論如何，完美之匹配將造成非期望中嚴格之容忍度要求，例如有關單獨元件2、3之執行以及配置。除此之外，當觸碰觸控面4時將造成面板1以及元件2、3之間之距 離些微地改變，將導致折射區域50、52之大小產生變化以及因此而改變折射訊號。通常須確保的是，光發射器2之折射區域50(光線點)係小於以及被包含於各個點40中，以及光感應器3之折射區域52係大於以及包含各個點40。
第7A-7D圖係為第4A圖所示之散射性內部耦合之實施例之調整。
於第7A圖中，反射元件70係與漫射器40平行配置於前表面5上。反射元件70係反射於朝向面板1之一側，使得藉由漫射器40傳導之光能以小於前述之臨界角度之角度反射回面板1中(將不會藉由內部全反射傳播於面板1中)。上述之光將以”漏光”表示於下列之敘述中。元件70藉由回收部分之漏光以增加內部耦合之效率。於一實施例中，反射元件70主要係用以執行鏡面反射，因此漏光將被反射回漫射器40中，以及以能維持內部全反射傳輸之角度散射性反射部分之漏光。另一實施例中，藉由利用反射元件70取代漫射可大幅度的提升部分漏光之回收。
於一實施例中，元件70亦用以隱藏漫射器40以及裝置100之內部結構。為此，元件70為不透光的(opaque)。以及元件70係設計為阻擋周圍之光進入內部反射區。
元件70亦可以實現為具有單一或多個層之塗佈或薄膜。舉例來說，內層係提供鏡射或漫射，外層係阻擋周圍之光以及(或)可見光。
於第7B圖中，邊緣反射元件72係設置於面板1之邊緣面上藉以回收射至邊緣部分之漏光以提高內部耦合之效率 (即為第7B圖之左方所示)。邊緣反射元件72係用於漫射。一說法為元件72主要係用於鏡面反射。元件72之額外功用係為阻擋周圍之光進入邊緣面。如圖所示，邊緣元件72係利用一反射元件72進行增補，用以增加介於漫射器40以及邊緣元件72之間之後表面6之範圍，藉以改進漏光之回收。理想之狀況為將邊緣反射元件72設置於靠近漫射器40之位置，使元件72以及漫射器40形成耦合於面板1中之光之共同輔助光源。若元件72之位置遠離漫射器40，可能必須改寫重建演算法以管理由元件72所形成較遠之輔助光源。此外，為了精簡重建之過程，可將元件72實現為塗佈材料以吸收由光發射器2所發射之光。合適之光吸收材料包括黑色塗料以及黑鉻(black chrome)。
於第7C圖中，後方光反覆循環器76係設置於漫射器40下方與光發射器2對齊，用以透過開口78’接收由光發射器2所發射之至少部分之光。反覆循環器76係用以回收藉由漫射器40散射性(或鏡面)反射之任意光。如前所述，許多材料不僅散射性傳輸入射光更散射性反射部分之入射光。此外，反覆循環器76更具有回收任何反射回面板1中以及藉由漫射器40傳輸之漏光之功能，例如透過元件70(第7A圖)以及(或)之元件72、74(第7B圖)反射之光。
於實施例中，反覆循環器76係為一圍繞光發射器2之發光面之反射外殼，用以促使光通過漫射器40。反覆循環器76包括具有提供給光發射器2之開口78’之反射下表面78A，以及自下表面78A延伸至漫射器40之反射側壁78B。表面78A可為鏡面反射。無論如何，目前認為若表面78A為散射性反射，則 可達到較佳之內部耦合效率。側壁78B可為鏡面或散射性反射。反覆循環器76係用以作為一中空殼體(hollow shell)，即為具有一開放型內部(open interior)。另一實施例中，反覆循環器76係由固態、傳導材料以反射塗佈之方式所製成。
若漫射器40為獨立的點(如第6A圖所示)，將提供單獨之反覆循環器76至每個光發射器2，其中反覆循環器76係圍繞著獨立的點/光發射器形成一外殼。若漫射器40為連續之帶狀(如第5A圖所示)，反覆循環器76亦圍繞著每個光發射器2形成一外殼。另外，可將反覆循環器76拉長以圍繞複數光發射器2(以及光感應器3，若反覆循環器亦提供至每個光感應器3，接下來將更進一步描述)沿著帶狀形成一外殼。
第7C圖係顯示根據本發明一實施例所示之精簡變型，在此將省略側壁78B。
於第7C圖中，光發射器2係發射光穿過朝向漫射器40之上表面。無論如何，所屬技術領域具有通常知識者皆了解，藉由使用反覆循環器76可致能自其側表面發射光之光發射器2，例如所謂的側邊發光之LED，用以自其發光面經由開口78’投射光至外殼中，使發射光自表面78A、78B反射/散射開。
於第7D圖中，擋板80係設置於後表面6以及漫射器40之間。擋板80係用以隱藏漫射器40以及裝置100之內部結構。因此擋板80對可見光而言為不透光的(opaque)，其中可見光係由光發射器2發射以及由光感應器3感應。擋板80可與後方光反覆循環器76結合(但非必要)。於一實施例中，擋板80係為塑膠材料所形成以內部反射透明染料所染色之網版印刷濾光 器。上述之網版印刷濾光器係符合成本效益且於面板1上可控制其厚度以及位置。利用薄的塑膠材料(或類似塑膠之材料)使其能輕易地附著於面板1上，甚至出現熱膨脹仍可使用。另一例子為擋板80係由塑膠材料製成之噴塗顏料過濾器(spray-on painted filter)。另一例子為擋板80係為具有內部反射傳輸染料之預先生產之塑膠薄膜。預先生產之薄膜80可形成或粘黏於面板1上。另一例子為擋板80係為一設置於面板1之後表面6之干涉濾光器。亦或是，擋板80係嵌於漫射器40中，例如藉由將內部反射傳導染料結合至漫射器40之主體材料中。
第8A-8D圖係為第4B圖所示外部耦合之實施例之調整。於第8A圖中，反射元件70係以相同之方向設置於漫射器40之頂部，以及其設置之目的與第7A圖所示之反射元件70相同。於第8B圖中，反射元件72、74係以相同之方向分別設置於漫射器40之邊緣面以及後表面6上，以及其設置之目的與第7B圖所示之反射元件72、74相同。可想而知元件72係為可吸收由光發射器2所發射之光之材料之塗佈。於第8C圖中，後方反覆循環器76係以相同之方向設置於漫射器40之下方，以及其設置之目的與第7C圖所示之反覆循環器76相同。第8D圖中，擋板80係以相同之方向設置於後表面6以及漫射器40之間，以及其設置之目的與第7D圖所示之反覆循環器76相同。
必須了解的是，與第7A-7D圖以及第8A-8D圖有關之調整係可單獨或結合使用於其他之調整中。
於前述之範例中，光發射器2以及光感應器3係與漫射器40間隔一空隙。間隔一空隙將使製造之過程更為容易， 以及漫射器40以及光感應器3之間之空隙更可降低對周圍光之靈敏度。另一選擇(未顯示)係為以光學傳導凝膠(optically transmissive gel)、黏膠或類似之填補材料取代空隙以提升光學耦合之效率。無論如何，漫射器40必須為非折射的，因為可藉由上述之填補材料大幅度地減少漫射器40之任何折射結構之折射功率。
前述之實施例已大體說明本發明之內容。然而，如所屬技術領域具有通常知識者所理解，其他實施例同樣不脫離本發明之範圍以及精神，本發明之範圍以及精神係根據後附之申請專利範圍所定義以及限制。
舉例來說，光發射器以及光感應器確切之配置係已於前述之範例中提出相關之描述以及討論。所發明之耦合結構可使用於任意藉由傳輸光而運作之觸碰感應系統中，其中光係藉由複數設置於光傳輸面板中之光發射器所產生以及藉由複數感測器感測透過與觸碰點之互動而傳輸之光。
1‧‧‧光傳輸面板
2‧‧‧光發射器
3‧‧‧光感應器
4‧‧‧觸控感應區域
40‧‧‧漫射器
100‧‧‧受抑式內部全反射觸控感應裝置
D‧‧‧傳播路徑

Claims (25)

  1. 一種觸控感應裝置，包括：一光傳輸面板(1)，具有一前表面(5)以及一相對之後表面(6)；複數光發射器(2)以及複數光感應器(3)，沿著上述光傳輸面板(1)之一觸控感應區域(4)之一周邊朝向上述後表面(6)配置；以及至少一非成像散射性傳導光學元件(40)，沿著上述觸控感應區域(4)之上述周邊配置於上述後表面(6)；其中，上述光發射器(2)用以發射光至上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者以藉由漫透射產生傳播光，上述傳播光係藉由上述光傳輸面板(1)之內部全反射傳播通過上述觸控感應區域(4)；以及其中，當傳播光射至上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者上時，上述光感應器(3)用以接收藉由漫透射所產生之上述感應光以定義介於成對之上述光發射器(2)以及上述光感應器(3)之間跨越上述觸控感應區域(4)之傳播路徑(D)之網格。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)包括至少一細長帶狀之散射性傳導材料。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者具有圍繞上述觸控感應區域(4)之一連續框架。
  4. 如申請專利範圍第1-3項之任一者所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者具有由部分重疊之點序列所構成之橢圓形外型，較佳地為圓形外型。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者包括沿著觸控感應區域(4)之周邊配置之複數空間上分開之點。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之觸控感應裝置，其中上述點包括與各個上述光發射器(2)有關之內部耦合之點，其中上述內部耦合之點於上述光傳輸面板(1)上具有等於或小於2*t*tan(θ min )之一範圍，其中t為前表面(5)以及後表面(6)之間之距離，以及θ min 為等於或大於上述光傳輸面板(1)臨界角度θ c 之角度。
  7. 如申請專利範圍第5、6項所述之觸控感應裝置，其中上述點係包括與各個光感應器(3)有關之外部耦合之點(outcoupling dot)，其中上述外部耦合之點於光傳輸面板(1)上係具有至少為2*t*tan(θ min )之一範圍，以及較佳地至少為2*t*tan(θ max )，其中t為前表面(5)以及後表面(6)之間之距離，以及θ max 係為有利於互動之最大內部全反射角度。
  8. 如申請專利範圍第1-7項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者具有至少50%之漫發射，以及較佳地為至少90%之漫發射。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者具有至少50%之漫 發射傳輸。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者具有少於50%之漫發射傳輸。
  11. 如申請專利範圍第1-10項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者為朗伯特漫射器。
  12. 如申請專利範圍第1-11項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者為非折射的，例如具有散射顆粒之薄膜。
  13. 如申請專利範圍第1-11項所述之觸控感應裝置，其中上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者包括遠離上述後表面(6)之折射結構。
  14. 如申請專利範圍第1-13項所述之觸控感應裝置，更包括至少一光反射後部元件(76)，配置於上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者之下方，具有與各個上述光傳輸器(2)或上述光感應器(3)並列之一光傳輸通道(78’)。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之觸控感應裝置，其中上述光反射後部元件(76)之至少一者具有上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者之至少一光反射附件。
  16. 如申請專利範圍第14、15項所述之觸控感應裝置，其中上述光反射後部元件(76)之至少一者包括與上述非成像散射性傳導光學元件(40)隔開且平行延伸之一光學反射後表面(78A)，以及延伸介於上述光學反射後表面(78A)以及上述非成像散射性傳導光學元件(40)之間之至少一光學反射側壁 (78B)。
  17. 如申請專利範圍第1-16項所述之觸控感應裝置，更包括一光學反射頂端元件(70)，設置於上述前表面(5)且與上述至少一非成像散射性傳導光學元件(40)相對。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之觸控感應裝置，其中上述光學反射頂端元件(70)具有圍繞上述觸控感應區域(4)周邊之一不透光框架。
  19. 如申請專利範圍第17、18項所述之觸控感應裝置，其中上述光學反射頂端元件(70)用以散射性反射自上述光傳輸面板(1)內部射至上述光學反射頂端元件(70)之光。
  20. 如申請專利範圍第1-19項所述之觸控感應裝置，更包括配置於一邊緣部分之一光反射或光吸收邊緣元件(72)，用以連接上述光傳輸面板(1)之上述前表面(5)以及上述後表面(6)且相鄰於上述光發射器(2)以及上述光感應器(3)之至少一者。
  21. 如申請專利範圍第1-20項所述之觸控感應裝置，更包括配置於上述至少一非成像散射性傳導光學元件(40)以及上述後表面(6)之間之一光罩(80)，其中上述光罩(80)於遮蔽可見光時，用以傳輸藉由上述光發射器(2)所發射之至少一部分的光。
  22. 如申請專利範圍第1-21項所述之觸控感應裝置，其中於遮蔽可見光時，上述至少一非成像散射性傳導光學元件(40)包括用以傳輸藉由上述光發射器(2)所發射之至少一部分光之一染料。
  23. 如申請專利範圍第1-22項所述之觸控感應裝置，其中上述光 發射器(2)以及上述光感應器(3)與上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者有關，使得相鄰之傳播路徑(D)之範圍將部分重疊跨越上述觸控感應區域(4)。
  24. 一種觸控感應裝置，包括：一光傳輸面板(1)，具有一前表面(5)以及一相對之後表面(6)；複數光發射器(2)，沿著上述光傳輸面板(1)之一觸控感應區域(4)之一周邊朝向上述後表面(6)配置；複數光感應器(3)，光學地連接上述光傳輸面板(1)；以及至少一非成像散射性傳導光學元件(40)，沿著上述觸控感應區域(4)之上述周邊配置於上述後表面(6)；其中，上述光發射器(2)用以發射光線至上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者以藉由漫透射產生傳播光，上述傳播光係藉由上述光傳輸面板(1)之內部全反射傳播通過上述觸控感應區域(4)；以及其中上述光感應器(3)具有介於成對之上述光發射器(2)以及上述光感應器(3)之間且橫跨上述觸控感應區域(4)之傳播路徑(D)之網格。
  25. 一種觸控感應裝置，包括：一光傳輸面板(1)，具有一前表面(5)以及一相對之後表面(6)；複數光發射器(2)，連接至上述光傳輸面板(1)，產生藉由上述光傳輸面板(1)內部之內部全反射跨越上述光傳輸面板(1)之上述觸控感應區域(4)之傳播光； 複數光感應器(3)，沿著上述光傳輸面板(1)之上述觸控感應區域(4)之一周邊朝向上述後表面(6)配置；以及至少一非成像散射性傳導光學元件(40)，沿著上述觸控感應區域(4)之上述周邊配置於上述後表面(6)；其中，當傳播光射至上述非成像散射性傳導光學元件(40)之至少一者上時，上述光感應器(3)用以接收藉由漫透射所產生之上述感應光以定義介於成對之上述光發射器(2)以及上述光感應器(3)之間跨越上述觸控感應區域(4)之傳播路徑(D)之網格。
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