TWI430012B - 影像擷取觸控顯示器 - Google Patents

Description

影像擷取觸控顯示器

本發明係關於一種影像擷取觸控顯示器，尤指一種光可透過之影像擷取觸控顯示器。

隨著電子元件的發展，具備多功能之電子產品為了符合大眾需求而被開發出來。現今各種消費性電子產品中，例如顯示器、一體積(all in one)、行動電話、個人數位助理(PDA，personal digital assistant)、平板電腦等產品已廣泛地使用影像擷取裝置。影像擷取裝置提供與影像有關的多樣化的功能，目前可攜式裝置或資料處理裝置大都具有影像擷取裝置，並且可進行影像辨識功能，例如人臉辨識、場景辨識、手勢辨識或物品辨識。由此，可產生新的應用及便利的功能。

此外，目前開發出安裝有觸控感測器之可攜式電子裝置逐漸取代傳統之按鍵，舉例來說，當依使用者使用一平板電腦時，傳統之影像擷取裝置受限於結構，需遠離一段最小距離才可擷取到正確之影像。若影像擷取裝置貼近待測物且與待測物之間無距離時，則無法擷取影像。例如，將一鏡頭與文件完全貼合時，是無法擷取影像。

如圖1所示，其係為富士通公司近日所提出名為「Fujitsu Iris」之平板電腦，其包括有一OLED顯示螢幕11以及一觸控層12，且係於透明OLED顯示螢幕11上裝設一掃 描棒13，可達成影像擷取，並進行影像辨識功能。然而，雖然掃描棒13可達成近距離掃描的功能，但掃描棒13增加了整體體積、重量，且使用時需手動移動掃描，若使用者移動掃描棒時手勢不穩，則會影響辨識效果(解析度降低，或影像扭曲等)。因此，此種平板電腦仍有使用不便處，而需要更進一步改善，使消除上述缺點，方能進一步創造更多利潤。

本發明係提供一種影像擷取觸控顯示器，包括：一顯示模組；一觸控模組，係設於該顯示模組之一側；以及一影像擷取模組，係設於該顯示模組之另一側，且包括有複數個光感測單元；其中，該顯示模組及該影像擷取模組皆為層狀，該影像擷取模組之該些光感測單元係平均分布於該層狀影像擷取模組中，該顯示模組及該影像擷取模組係疊置形成一堆疊，且該顯示模組及該影像擷取模組係分別為光穿透之顯示模組及光穿透之影像擷取模組。

本發明之影像擷取觸控顯示器由於具有一整面的影像擷取模組配置於顯示模組之一側，因此可達成近距離影像擷取。本發明之影像擷取觸控顯示器之結構，係於顯示模組(上方具有觸控模組)下增加一整層影像擷取模組，影像擷取模組包括有複數個光感測單元平均分布於該堆疊之整面，可進行全面積影像擷取，因此不需使用掃描棒，具有 體積小、重量輕之優點。相較於習知觸控顯示器具有更高的經濟價值。

本發明之影像擷取觸控顯示器中，該觸控模組較佳可為一側偵測式觸控模組，且係設置於該顯示模組上之一個以上角落。側偵測式觸控模組係設置於影像擷取觸控顯示器之畫面角落，而非整面式的板狀式觸控模組，側偵測式觸控模組例如可為一般的光學式觸控模組、紅外線觸控模組、聲波式觸控模組等。此外，該觸控模組較佳亦可為一光穿透板狀式觸控模組，其係與該顯示模組與該影像擷取模組一同疊置使該顯示模組配置於該觸控模組與該影像擷取模組之間。板狀式觸控模組例如可為一般的電阻式觸控模組、電容式觸控模組、電磁式觸控模組等。

本發明之影像擷取觸控顯示器，較佳可更包括一相機模組，係配置於該堆疊之一側。

本發明之影像擷取觸控顯示器，較佳可更包括一偵測單元，偵測單元可用於偵測該影像擷取觸控顯示器與一待側物之距離。以切換使用攝影鏡頭或影像擷取模組進行影像擷取；或是偵測周圍環境之亮度等。例如，當偵測單元偵測到該影像擷取觸控顯示器與一待側物(圖未示)之距離小於一預定值時，控制單元會切換使由影像擷取模組擷取影像。相反地，當偵測單元偵測到該影像擷取觸控顯示器與一待側物(圖未示)之距離大於一預定值時，控制單元會切換使由攝影鏡頭擷取遠端影像。或者是，偵測單元可具有亮度偵測功能。使當環境亮度不足時，令控制單元操控使 光源發光。上述功能，亦可設計為使用者手動利用觸控模組控制。

本發明之影像擷取觸控顯示器，較佳可更包括一光源，係配置於該堆疊之一側(例如，相對該堆疊之至少一角落或至少一邊使提供光線)，偵測單元偵測該待測物之一亮度，且控制單元係根據該亮度，以判斷是否開啟光源。由於影像擷取模組係一光可穿透之影像擷取模組，因此光線可穿透影像擷取模組而照射至待側物表面，使影像擷取模組可透過由待側物所反射之反射光擷取影像，當環境光線不足時，則透過光源增加亮度。

本發明之影像擷取觸控顯示器，較佳可更包括一處理控制器，係配置於該堆疊之一側，處理控制器較佳可包括一處理單元以及一控制單元，且係獨立地與該觸控模組、該顯示模組、及該影像擷取模組電性連接。

本發明之影像擷取觸控顯示器中，該顯示模組係一發光二極體顯示器，且該發光二極體顯示器係包括一基板，以及複數形成於該基板上之發光二極體單元；或是該顯示模組係一有機發光二極體顯示器。

本發明之影像擷取觸控顯示器中，該顯示模組係設置於一基板，該影像擷取模組之該些光感測單元係配置於該基板。或，顯示模組係設置於第一基板，影像擷取模組設置於第二基板，而光感測單元配置於影像擷取模組之第二基板。

本發明之影像擷取觸控顯示器中，該光感測單元較佳可包括複數互補式金氧半導體元件(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)、或電荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)。

上述該些元件(如，相機模組、偵測單元、處理單元、影像擷取模組、顯示模組、觸控模組、光源等)係與控制單元連接。處理單元會將所收到之訊號傳遞至控制單元。控制單元則可控制相機模組、偵測單元、影像擷取模組、光源、顯示模組、觸控模組等元件的動作。

本發明之影像擷取觸控顯示器，較佳可更包括一外框，係套置於該堆疊之周緣，以保護該些元件。

本發明之影像擷取觸控顯示器中，該光感測單元之面積較佳可為該影像擷取模組之面積的10%~90%。

本發明之影像擷取觸控顯示器中，該顯示模組及該影像擷取模組較佳可具有實質上(substantially)相同面積。上述，「實質上(substantially)」一詞意指一面積範圍、特徵、特性、狀態、結構、項目、或結果具有完全的或接近完全的範圍或程度。舉例而言，一「實質上」相同之面積意指該面積係完全相同或是接近完全地相同。相較於絕對的完整，其確切可接受之誤差程度可視文中具體情況而定。然而，一般談到接近完成可視為如同得到絕對及完全的完整般具有相同的整體結果。

本發明上述之影像擷取觸控顯示器，較佳可用於作為一電子顯色裝置(如，電子式色票)，其中，當置放一待測物 於該影像擷取觸控顯示器下，該影像擷取模組係擷取該待測物之一顏色，並由該顯示模組顯示該顏色。

[實施例1]

如圖2所示，其係本實施例之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。圖3-4係本實施例之影像擷取觸控顯示器之堆疊之示意圖。

如圖3所示，本實施例之影像擷取觸控顯示器1係包括有：一顯示模組5；一觸控模組3，係設於該顯示模組之一側；一影像擷取模組7，係設於該顯示模組之另一側，且包括有複數個光感測單元71；以及一外框9；其中，該顯示模組5及該影像擷取模組7皆為層狀，該影像擷取模組7之該些光感測單元71係平均分布於該層狀影像擷取模組7中，該觸控模組3、該顯示模組5、及該影像擷取模組7係疊置形成一堆疊40，該顯示模組5及該影像擷取模組7係分別為光穿透之顯示模組及影像擷取模組，且外框9係套置於該堆疊40之周緣。

本實施例中，顯示模組5、該影像擷取模組7、及觸控模組3具有實質上(substantially)相同面積。「實質上(substantially)」一詞意指一面積範圍、特徵、特性、狀態、結構、項目、或結果具有完全的或接近完全的範圍或程度。舉例而言，一「實質上」相同之面積意指該面積係完全相 同或是接近完全地相同，例如面積差異為5%以內或10%以內。

本實施例中，顯示模組5為一有機發光二極體顯示器(OLED，Organic Light-Emitting Diode)，係包括有陰極51、發射層52、導電層53、陽極54、以及基板55。觸控模組3為一般的電容式觸控模組(即，板狀式觸控模組)，此外，亦選擇性地可為電阻式觸控模組、或電磁式觸控模組等。上述之顯示模組5並不限於有機發光二極體顯示器(OLED)，其亦包含任何可透光之顯示裝置(例如，發光二極體顯示器或其他)。

本實施例中，影像擷取模組7之光感測單元71係為電荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)。

[實施例2]

如圖5所示，其係本實施例之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。本實施例之影像擷取觸控顯示器除了包含有實施例1之影像擷取觸控顯示器之構件以外，更包括有：一攝影鏡頭21(即，相機模組)，係配置於該堆疊40之一側；偵測單元24，係偵測該影像擷取觸控顯示器與一待側物(圖未示)之距離；一處理控制器22係配置於該堆疊40之一側，係包括一處理單元222以及一控制單元221，且處理控制器22係獨立地與該觸控模組3、該顯示模組5、及該影像擷取模組7電性連接；以及一光源25，係設於相對該堆疊40之角落使提供光線。此外，本實施例更可為包含複數個光源25，其係排列於堆疊40之至少一側，用以提供光線。舉例來說：複 數個光源25等距排列設置於一側，或相對之兩側。其中該一側，或該相對之兩側係相鄰於處理控制器22且配置於該堆疊40之一側(圖未示)。或於又一實施例，該另一側係相對於處理控制器22係配置於該堆疊40之一側(圖未示)。

如圖6所示，其係本實施例之影像擷取觸控顯示器之電路控制圖，並請同時參考圖5。其中，該些元件(如，攝影鏡頭21、偵測單元24、處理單元222、影像擷取模組7、觸控模組3、光源25等)係與控制單元221連接。控制單元221會將所收到之訊號傳遞至處理單元222。控制單元221係根據處理單元222之控制訊號以控制攝影鏡頭21、偵測單元24、影像擷取模組7、光源25、觸控模組3等元件動作。

本實施例中，當偵測單元24偵測到該影像擷取觸控顯示器與一待側物(圖未示)之距離小於一預定值時，控制單元221會切換使由影像擷取模組7擷取影像。其中，該預定值為攝影鏡頭21之最小對焦距離。相反地，當偵測單元24偵測到該影像擷取觸控顯示器與一待側物(圖未示)之距離大於一預定值(攝影鏡頭21之最小對焦距離)時，控制單元221會切換使由攝影鏡頭21擷取遠端影像。上述功能，亦可設計為使用者手動利用觸控模組3控制。

此外，偵測單元24亦可具有亮度偵測功能。使當環境亮度不足時，令控制單元221操控使光源25發光。光源25可設置於外框之內部、外部、或鑲嵌於外框，可設置於影像擷取模組7之一側或四角落或其他位置。由於影像擷取模組7係一光可穿透之影像擷取模組，因此光線可穿透影像擷取 模組7而照射至待側物表面，使影像擷取模組7可透過由待側物所反射之反射光擷取影像。上述功能，亦可設計為使用者手動利用觸控模組控制，而不透過偵測單元24。

另外，如圖7所示，其係本實施例之影像擷取模組7之光感測單元71之畫素佈局示意圖，其中光感測單元71係包括有紅色光感測單元(R)、綠色光感測單元(G)以及藍色光感測單元(B)，其用以分別感測待測物影像中之紅色、綠色以及藍色影像，以完成對待測物之影像擷取。上述之光感測單元71形狀係為矩形，以垂直、水平排列，亦可為六邊形，以交錯之方式排列。光感測單元71之面積佔整個畫素面積之比例(即開口率)需適當控制，例如為10%~90%，使可得到較佳透光度，並維持影像擷取功能。然，以上光感測單元之開口率範圍並不以上述為限，其他範圍之開口率如：0-10%或90-100%亦包含於本發明之範圍。本實施例中，偵測單元24亦可設置於影像擷取模組7中，用以作為距離偵測以及亮度偵測之用。

[實施例3]

如圖8所示，其係本實施例之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。請參考圖5、6以及圖8，本實施例之影像擷取觸控顯示器1之基本結構係與實施例2相同。但在此，本實施例之影像擷取觸控顯示器1係作為一電子顯色裝置(即，電子式色票)，其中，當置放一待測物(如圖8中所示之楓葉6)於該影像擷取觸控顯示器1下，該影像擷取模組7係擷取該楓葉6之部分區塊61的顏色(如，紅色)，並傳送給處理單元 222。處理單元222係控制顯示模組5於顯示區塊84顯示部分區塊61的顏色(即紅色)，並同時將相近的色濃度梯度一併顯示於顯示區塊80、82、86以及88，讓使用者可以肉眼確認待測物之顏色，並提供使用者於影像擷取觸控顯示器1上直接選擇所要顯示區塊之顏色。其中，觸控模組3係偵測使用者所觸碰之相對位置，並將該相對位置經由控制單22傳送給處理單元222。處理單元222得知哪個顯示區塊之顏色被選擇，並儲存之。

[實施例4]

如圖9所示，本實施例之影像擷取觸控顯示器大致與實施例1之影像擷取觸控顯示器相同，但差別在於本實施例係使用側偵測式觸控模組，而非光穿透板狀式觸控模組。詳細地說，本實施例使用紅外線觸控模組代替電容式觸控模組，藉此可減輕重量或是達成其他所求功能。此外，亦可使用如光學式觸控模組、聲波式觸控模組等側偵測式觸控模組。

[實施例5]

如圖10所示，本實施例之影像擷取觸控顯示器大致與實施例1之影像擷取觸控顯示器相同，但差別在於本實施例係使用互補式金氧半導體元件(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)取代電荷耦合元件。此外，本案之顯示模組5係設置於基板55之一面，影像擷取模組7之光感測單元71係配置於基板55之另一面。影像擷取模組7之光感測單元71係直接設置於顯示模組5之基板55上，而不需 額外另一基板，因此可降低影像擷取觸控顯示器的厚度，並減輕重量。

此外，於又一實施例(即，另一態樣)，為製程方便，亦可先將影像擷取模組7之光感測單元71預先製作於另一基板，再將設置影像擷取模組7之該另一基板，與設置有顯示模組5之該基板相鄰配置。例如，如圖11所示，光感測單元71係設置於一第二基板75上，而該顯示模組5係設置於第一基板56上。此優點在於，影像擷取模組7與顯示模組5可分開製作，完成後再將影像擷取模組7與顯示模組5組裝，此結構之製備方法較簡單，產率亦可提升，但組裝後整體厚度可能較圖10中之態樣來的更厚。因此，使用者可依其需求選擇如圖10中之態樣及如圖11中之態樣之其一者。

本發明之影像擷取觸控顯示器由於具有一整面的影像擷取模組配置於顯示模組之一側，因此可達成近距離影像擷取。本發明之影像擷取觸控顯示器之結構，係於顯示模組(上方具有觸控模組)下增加一整層影像擷取模組，影像擷取模組包括有複數個光感測單元平均分布於該堆疊之整面，可進行全面積影像擷取，因此不需使用掃描棒，具有體積小、重量輕之優點。相較於習知觸控顯示器具有更高的經濟價值。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧影像擷取觸控顯示器

11‧‧‧OLED顯示螢幕

12‧‧‧觸控層

13‧‧‧掃描棒

21‧‧‧攝影鏡頭

22‧‧‧處理控制器

221‧‧‧控制單元

222‧‧‧處理單元

24‧‧‧偵測單元

25‧‧‧光源

3‧‧‧觸控模組

40‧‧‧堆疊

5‧‧‧顯示模組

51‧‧‧陰極

52‧‧‧發射層

53‧‧‧導電層

54‧‧‧陽極

55‧‧‧基板

56‧‧‧第一基板

6‧‧‧楓葉

61‧‧‧區塊

7‧‧‧影像擷取模組

71‧‧‧光感測單元

75‧‧‧第二基板

9‧‧‧外框

圖1係習知富士通公司所提出之平板電腦示意圖。

圖2係本發明實施例1之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。

圖3係本發明實施例1之影像擷取觸控顯示器之堆疊之示意圖。

圖4係本發明實施例1之影像擷取觸控顯示器之堆疊之示意圖。

圖5係本發明實施例2之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。

圖6係本發明實施例2之影像擷取觸控顯示器之電路控制圖。

圖7係本發明實施例2之影像擷取模組之光感測單元之畫素佈局示意圖。

圖8係本發明實施例3之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。

圖9本發明實施例4之影像擷取觸控顯示器之立體示意圖。

圖10本發明實施例5之影像擷取模組與顯示模組之一態樣之剖面示意圖。

圖11本發明實施例5之影像擷取模組與顯示模組之另一態樣之剖面示意圖。

1‧‧‧影像擷取觸控顯示器

3‧‧‧觸控模組

40‧‧‧堆疊

5‧‧‧顯示模組

7‧‧‧影像擷取模組

71‧‧‧光感測單元

Claims (16)

1. 一種影像擷取觸控顯示器，包括：一顯示模組；一觸控模組，係設於該顯示模組之一側；以及一影像擷取模組，係設於該顯示模組之另一側，且包括有複數個光感測單元；其中，該顯示模組及該影像擷取模組皆為層狀，該影像擷取模組之該些光感測單元係平均分布於該層狀影像擷取模組中，該顯示模組及該影像擷取模組係疊置形成一堆疊，且該顯示模組及該影像擷取模組係分別為光穿透之顯示模組及影像擷取模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該觸控模組係一側偵測式觸控模組，且係設置於該顯示模組上之一個以上角落。
3. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該觸控模組係一光穿透板狀式觸控模組，其係與該顯示模組與該影像擷取模組一同疊置使該顯示模組配置於該觸控模組與該影像擷取模組之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，更包括一處理控制器，係配置於該堆疊之一側，且係獨立地與該觸控模組、該顯示模組、及該影像擷取模組電性連接。
5. 如申請專利範圍第4項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該處理控制器係包括一處理單元以及一控制單元。
6. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取觸控顯示器，更包括一相機模組，係配置於該堆疊之一側。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像擷取觸控顯示器，更包括一偵測單元，係偵測該影像擷取觸控顯示器與一待側物之一距離，該控制單元根據該距離，以判斷開啟該相機模組或該影像擷取模組。
8. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取觸控顯示器，更包括一光源，係配置於該堆疊之一側，該偵測單元係偵測該待測物之一亮度，且該控制單元係根據該亮度，以判斷是否開啟該光源。
9. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該顯示模組係一發光二極體顯示器，且該發光二極體顯示器係包括一基板，以及複數形成於該基板上之發光二極體單元；或是該顯示模組係一有機發光二極體顯示器。
10. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該顯示模組係設置於一基板，該影像擷取模組之該些光感測單元係配置於該基板。
11. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該顯示模組係設置於一第一基板，該影像擷取 模組設置於一第二基板，而該光感測單元配置於該影像擷取模組之該第二基板。
12. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該光感測單元係包括複數互補式金氧半導體元件(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)、或電荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)。
13. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，更包括一外框，係套置於該堆疊之周緣。
14. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該光感測單元之面積為該影像擷取模組之面積的10%~90%。
15. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取觸控顯示器，其中，該顯示模組及該影像擷取模組具有相同面積。
16. 如申請專利範圍第1項至第15項中任何一項所述之影像擷取觸控顯示器，其係用於作為一電子顯色裝置，其中，當置放一待測物於該影像擷取觸控顯示器下，該影像擷取模組係擷取該待測物之一顏色，並由該顯示模組顯示該顏色。