CN104423727A - 光学触控结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学触控结构，其包括透明基材以及多个具有金属成分的光学粒子。具有金属成分的光学粒子配置于透明基材上。当红外光入射至每一具有金属成分的光学粒子时，每一具有金属成分的光学粒子反射红外光。

Description

光学触控结构

技术领域

本发明涉及一种触控结构，且特别是涉及一种光学触控结构。

背景技术

现有的一种光学触控结构是由浅色纸基材以及多个印刷在浅色纸基材上的黑色油墨图案所组成。当光笔所发出的红外光通过光学触控结构时，浅色纸基材会直接反射及散射红外光，而这些反射或散射的红外光被同样设置于光笔内的红外光摄影机所侦测。当光笔接触光学触控结构并且在光学触控结构的表面移动时，处理器根据红外光摄影机所感测到的红外光强度与影像变化来判断触碰点的位置与触碰点的移动。

由于浅色纸基材具有粗糙表面，因此光笔所产生的红外光可朝多个方向反射及散射，故红外光摄影机很容易摄得反射影像。也就是说，光笔即使在相当大的倾斜角度仍然可读取到触控点的位置信号。然而，浅色纸基材本身非透明，意即不具有光穿透性，因此会遮蔽部分光线，故这种光学触控结构无法普遍应用于常见的显示器上。再者，浅色纸基材除了会反射及散射红外光之外，也会反射及散射显示器所发出的光和外界的环境光，而使得影像有白雾化的现象，进而降低影像的对比度与清晰度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光学触控结构，其具有透明基材且可利用具有金属成分的光学粒子来反射（reflect）红外光，可推算出触控点的位置且具有较广泛的应用范围。

为达上述目的，本发明的光学触控结构，其包括透明基材以及多个具有金属成分的光学粒子。具有金属成分的光学粒子配置于透明基材上。当红外光入射至每一具有金属成分的光学粒子时，每一具有金属成分的光学粒子反射红外光。

在本发明的一实施例中，上述的光学触控结构还包括透明粘着层。透明粘着层配置于透明基材上，且具有金属成分的光学粒子透过透明粘着层而固定于透明基材上，其中透明粘着层的折射率与透明基材的折射率相同或接近。

在本发明的一实施例中，上述的透明粘着层完全覆盖透明基材，且具有金属成分的光学粒子分布于透明粘着层内。

在本发明的一实施例中，上述的透明粘着层完全覆盖透明基材的上表面，而具有金属成分的光学粒子被透明粘着层所覆盖且呈单层排列于上表面上。

在本发明的一实施例中，上述的光学触控结构还包括多个光吸收部以及透明保护层。光吸收部配置于透明粘着层上且暴露出部分透明粘着层。透明保护层配置于透明粘着层上，且包覆光吸收部与被光吸收部所暴露出的透明粘着层。透明保护层的折射率与透明基材的折射率及透明粘着层的折射率相同或接近。

在本发明的一实施例中，上述的透明粘着层包括多个透明粘着部。透明粘着部分散配置于透明基材上且暴露出部分透明基材。具有金属成分的光学粒子分布于透明粘着部内。

在本发明的一实施例中，上述的透明粘着层包括多个透明粘着部。透明粘着部分散配置于透明基材的上表面上且暴露出部分上表面。具有金属成分的光学粒子被透明粘着部所覆盖且呈单层排列于上表面上。

在本发明的一实施例中，上述的光学触控结构还包括透明保护层。透明保护层配置于透明基材上，且包覆透明粘着部与被透明粘着部所暴露出的透明基材。透明保护层的折射率与透明粘着层的折射率及透明基材的折射率相同或接近。

在本发明的一实施例中，上述的透明基材具有多个凹孔，而具有金属成分的光学粒子配置于凹孔内且呈单层排列。

在本发明的一实施例中，上述的光学触控结构，还包括多个透明定位部。透明定位部配置于透明基材上，而具有金属成分的光学粒子配置于透明定位部之间且呈单层排列。透明定位部限制具有金属成分的光学粒子的位置。

在本发明的一实施例中，上述的光学触控结构还包括多个光吸收部以及透明保护层。光吸收部配置于透明基材上，且至少暴露出部分具有金属成分的光学粒子。透明保护层配置于透明基材上，且至少包覆光吸收部与被光吸收部所暴露出具有金属成分的光学粒子。透明保护层的折射率与透明基材的折射率相同或接近。

在本发明的一实施例中，上述的每一具有金属成分的光学粒子是金属粒子或由玻璃粒子及包覆于玻璃粒子的外表面上的金属层所组成。

在本发明的一实施例中，上述的每一具有金属成分的光学粒子的粒径介于1微米至30微米之间。

基于上述，由于本发明的光学触控结构包括透明基材与具有金属成分的光学粒子，因此当触控元件（如光学触控笔）发出红外光照射至光学触控结构时，透明基材可让可见光穿透，而具有金属成分的光学粒子可反射红外光至触控元件内的红外光摄影机，进而推算出触控点的位置。此外，后续将本发明的光学触控结构应用于例如是常见的显示器（例如是液晶显示器、阴极射线管显示器或等离子体显示器）上时，其透明基材的设置也可让显示器的光大部分穿透，并且可避免影像白雾化的情形产生。故，本发明的光学触控结构具有较广泛的应用范围。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图；

图2为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图；

图3为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图；

图4为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图；

图5为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图；

图6为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。

符号说明

100a、100b、100c、100d、100e、100f：光学触控结构

110a、110e：透明基材

112a、112e：上表面

114e：凹孔

120a、120b：具有金属成分的光学粒子

122b：玻璃粒子

123b：外表面

124b：金属层

130a、130b、130c、130d：透明粘着层

132a、132b：透明粘着部

132c：表面

140a、140c、140e：透明保护层

150c、150e：光吸收部

160f：透明定位部

L1、L2、L3：红外光

具体实施方式

图1绘示为本发明的一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。请参考图1，在本实施例中，光学触控结构100a包括透明基材110a以及多个具有金属成分的光学粒子120a。具有金属成分的光学粒子120a配置于透明基材110a上。当红外光L1入射至每一具有金属成分的光学粒子120a时，每一具有金属成分的光学粒子120a反射（即图1中的红外光L2）红外光L1。

详细来说，本实施例的透明基材110a的材质例如是玻璃、塑胶、聚甲基丙烯甲酯（Polymethylmethacrylate,PMMA）或其他具有高穿透性的材质，其中透明基材110a具有上表面112a。每一具有金属成分的光学粒子120a由于具有金属的特性，对红外光将具有强烈的反射性。每一具有金属成分的光学粒子120a例如是金属粒子，如金粒子、银粒子、铝粒子或不同金属所组成的合金粒子，但并不以此为限。此外，每一具有金属成分的光学粒子120a的粒径例如是介于1微米至30微米之间。

更具体来说，本实施例的光学触控结构100a还包括透明粘着层130a，其中透明粘着层130a配置于透明基材110a上，且具有金属成分的光学粒子120a透过透明粘着层130a而固定于透明基材110a上。此处，透明基材110a的折射率与透明粘着层130a的折射率相同或接近。如图1所示，透明粘着层130a包括多个透明粘着部132a，其中透明粘着部132a分散配置于透明基材110a的上表面112a上且暴露出部分透明基材110a的上表面112a。特别是，具有金属成分的光学粒子120a随机分布于透明粘着部132a内。

此外，本实施例光学触控结构100a可还包括透明保护层140a，其中透明保护层140a配置于透明基材110a上，且包覆透明粘着部132a与被透明粘着部132a所暴露出的透明基材110a的上表面112a。特别是，透明保护层140a的折射率与透明基材110a的折射率及透明粘着层130a的折射率相同或接近，以提升光穿透率。

由于本实施例中具有金属成分的光学粒子120a对红外光有强烈的反射效应，而透明基材110a、透明粘着部132a与透明保护层140a对红外光的反射较弱，因此当触控元件（如光学触控笔，未绘示）发出红外光L1照射至光学触控结构100a时，具有金属成分的光学粒子120a可反射（即图1中的红外光L2）及散射（即图1中的红外光L3）红外光L1至触控元件内的红外光摄影机（未绘示），形成红外光反射影像，进而可推算出触控点的位置。此时，可见光（未绘示）可直接穿透透明保护层140a、透明基材110a以及透明粘着层130a。如此一来，于后续将光学触控结构100a安装于例如是显示器（未绘示）之前时，除了可成为红外光L1的有效反射体之外，其透明基材110a的设置也可有效维持显示器之光的穿透率，并可以降低影像的白雾化现象。故，本实施例的光学触控结构100a可具有较广泛的应用范围。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2绘示为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。请参考图2，本实施例的光学触控结构100b与图1的光学触控结构100a相似，惟二者主要差异之处在于：本实施例的具有金属成分的光学粒子120b具体化是由玻璃粒子122b及包覆于玻璃粒子122b的外表面123b上的金属层124b所组成。此外，本实施例的具有金属成分的光学粒子120b被透明粘着层130b的透明粘着部132b所覆盖且呈单层排列于透明基材110a的上表面112a上。此处，具有金属成分的光学粒子120b不接触透明基材110a的上表面112a，但于其它实施例中，具有金属成分的光学粒子120b也可直接接触透明基材110a的上表面112a。

当触控元件（如光学触控笔，未绘示）发出红外光L1照射至光学触控结构100b时，具有金属成分的光学粒子120b可反射（即图2中的红外光L2）及散射（即图2中的红外光L3）红外光L1至触控元件内的红外光摄影机（未绘示），进而可推算出触控点的位置。此时，可见光（未绘示）可直接穿透透明保护层140a、透明基材110a以及透明粘着层130b，且透过成单层排列的具有金属成分的光学粒子120b可避免可见光产生多重反射与多重散射。如此一来，于后续将光学触控结构100b安装于例如是显示器（未绘示）之前时，除了可成为红外光L1的有效反射体之外，也可有效维持显示器之光的穿透率，并可以避免影像产生白雾化的情形。故，本实施例的光学触控结构100b可具有较广泛的应用范围。

图3绘示为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。请参考图3，本实施例的光学触控结构100c与图1的光学触控结构100a相似，惟二者主要差异之处在于：本实施例的透明粘着层130c完全覆盖透明基材110a，且具有金属成分的光学粒子120a随机分布于透明粘着层130c内。此外，本实施例的光学触控结构100c还包括多个光吸收部150c，其中光吸收部150c配置于透明粘着层130c的表面132c上且暴露出部分透明粘着层130c的表面132c。透明保护层140c配置于透明粘着层130c上，且包覆光吸收部150c与被光吸收部150c所暴露出的透明粘着层130c的表面132c。此处，光吸收部150c可视为不反射可见光也不反射红外光的暗点，其材质例如是黑色油墨，但并不以此为限。

当触控元件（如光学触控笔，未绘示）发出红外光L1照射至光学触控结构100c时，具有金属成分的光学粒子120a可反射（即图3中的红外光L2）及散射（即图3中的红外光L3）红外光L1至触控元件内的红外光摄影机（未绘示），而光吸收部并不反射红外光，因而形成反摄影像，进而可推算出触控点的位置。此时，可见光（未绘示）可直接穿透透明保护层140c、透明基材110a以及透明粘着层130c，但可见光与红外光L1皆会被光吸收部150c所吸收，进而使红外光L1在光学触控结构100c上产生较大的反射率差异。如此一来，于后续将光学触控结构100c安装于例如是显示器（未绘示）之前时，除了可成为红外光L1的有效反射体之外，也可有效维持显示器之光的穿透率，并可以减轻影像产生白雾化的情形。故，本实施例的光学触控结构100c可具有较广泛的应用范围。

图4绘示为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。请参考图4，本实施例的光学触控结构100d与图3的光学触控结构100c相似，惟二者主要差异之处在于：本实施例的具有金属成分的光学粒子120a被透明粘着层130d所覆盖且呈单层排列于透明基材110a的上表面112a上。相较于图3中的具有金属成分的光学粒子120a是呈现随机分布而言，本实施例的透明粘着层130d的厚度可小于图3中的透明粘着层130c厚度，进而可减少整体光学触控结构100d的厚度。此外，呈单层排列的具有金属成分的光学粒子120a也可避免可见光产生多重反射与多重散射的现象，故后续将光学触控结构100d安装于例如是显示器（未绘示）之前时，除了可成为红外光L1的有效反射体之外，也可有效维持显示器之光的穿透率。

图5绘示为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。请参考图5，本实施例的光学触控结构100e与图3的光学触控结构100c相似，惟二者主要差异之处在于：本实施例的透明基材110e具有多个凹孔114e，而具有金属成分的光学粒子120a是配置于凹孔114e内且呈单层排列。换言之，本实施例是透过透明基材110e的凹孔114e来固定具有金属成分的光学粒子120a，并限定具有金属成分的光学粒子120a的位置。因此，本实施例无须使用如图1至图4中的透明粘着层130a、130b、130c、130d来固定具有金属成分的光学粒子120a的位置，可有较降低整体光学触控结构100e的厚度。此外，光吸收部150e配置于透明基材110e的部分上表面112e上且覆盖部分具有金属成分的光学粒子120a，其中光吸收部150e至少暴露出部分凹孔114e及部分位于凹孔114e内的具有金属成分的光学粒子120a。透明保护层140e配置于透明基材110e上，且至少包覆光吸收部150e与被光吸收部150e所暴露出凹孔114e及位于凹孔114e内的具有金属成分的光学粒子120e。

图6绘示为本发明的另一实施例的一种光学触控结构的剖面示意图。请参考图6，本实施例的光学触控结构100f与图5的光学触控结构100e相似，惟二者主要差异之处在于：本实施例的光学触控结构100f透过设置透明定位部160f来取代图5的凹孔114e的设计。详细来说，本实施例的光学触控结构100f还包括多个透明定位部160f，其中透明定位部160f配置于透明基材110a上，而具有金属成分的光学粒子120a配置于透明定位部160f之间且呈单层排列。透明定位部160f限制具有金属成分的光学粒子120f的位置，因此无须使用如图1至图4中的透明粘着层130a、130b、130c、130d来固定具有金属成分的光学粒子120a的位置。

需说明的是，于其他未绘示的实施例中，也可选用于如前述图2所提及的由玻璃粒子122b及包覆于玻璃粒子122b的外表面123b上的金属层124b所组成的具有金属成分的光学粒子120b，本领域的技术人员当可参照前述实施例的说明，依据实际需求，而选用前述构件，以达到所需的技术效果。

综上所述，由于本发明的光学触控结构包括透明基材与具有金属成分的光学粒子，因此当触控元件（如光学触控笔）发出红外光照射至光学触控结构时，透明基材可让可见光穿透，而具有金属成分的光学粒子可反射红外光至触控元件内的红外光摄影机，由红外光反射影像推算出触控点的位置。此外，后续将本发明的光学触控结构应用于例如是常见的显示器（例如是液晶显示器、阴极射线管显示器或等离子体显示器）上时，其透明基材的设置也可有效维持显示器的光穿透率，并且可减轻影像白雾化的情形。故，本发明的光学触控结构具有较广泛的应用范围。

虽然已结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种光学触控结构，包括：

透明基材；以及

多个具有金属成分的光学粒子，配置于该透明基材上，其中当红外光入射至各该具有金属成分的光学粒子时，各该具有金属成分的光学粒子反射该红外光。

2.如权利要求1所述的光学触控结构，还包括：

透明粘着层，配置于该透明基材上，其中该透明粘着层的折射率与该透明基材的折射率相同或接近，且该些具有金属成分的光学粒子透过该透明粘着层而固定于该透明基材上。

3.如权利要求2所述的光学触控结构，其中该透明粘着层完全覆盖该透明基材，且该些具有金属成分的光学粒子分布于该透明粘着层内。

4.如权利要求2所述的光学触控结构，其中该透明粘着层完全覆盖该透明基材的上表面，而该些具有金属成分的光学粒子被该透明粘着层所覆盖且呈单层排列于该上表面上。

5.如权利要求3或4所述的光学触控结构，还包括：

多个光吸收部，配置于该透明粘着层上，且暴露出部分该透明粘着层；以及

透明保护层，配置于该透明粘着层上，且包覆该些光吸收部与被该些光吸收部所暴露出的该透明粘着层，其中该透明保护层的折射率与该透明基材的折射率及该透明粘着层的折射率相同或接近。

6.如权利要求2所述的光学触控结构，其中该透明粘着层包括多个透明粘着部，该些透明粘着部分散配置于该透明基材上且暴露出部分该透明基材，而该些具有金属成分的光学粒子分布于该些透明粘着部内。

7.如权利要求2所述的光学触控结构，其中该透明粘着层包括多个透明粘着部，该些透明粘着部分散配置于该透明基材的上表面上且暴露出部分该上表面，而该些具有金属成分的光学粒子被该些透明粘着部所覆盖且呈单层排列于该上表面上。

8.如权利要求6或7所述的光学触控结构，还包括：

透明保护层，配置于该透明基材上，且包覆该些透明粘着部与被该些透明粘着部所暴露出的该透明基材，其中该透明保护层的折射率与该透明粘着层的折射率及该透明基材的折射率相同或接近。

9.如权利要求1所述的光学触控结构，其中该透明基材具有多个凹孔，该些具有金属成分的光学粒子配置于该些凹孔内且呈单层排列。

10.如权利要求1所述的光学触控结构，还包括：

多个透明定位部，配置于该透明基材上，该些具有金属成分的光学粒子配置于该些透明定位部之间且呈单层排列，而该些透明定位部限制该些具有金属成分的光学粒子的位置。

11.如权利要求9或10所述的光学触控结构，还包括：

多个光吸收部，配置于该透明基材上，且至少暴露出部分该些具有金属成分的光学粒子；以及

透明保护层，配置于该透明基材上，且至少包覆该些光吸收部与被该些光吸收部所暴露出该些具有金属成分的光学粒子，其中该透明保护层的折射率与该透明基材的折射率相同或接近。

12.如权利要求1所述的光学触控结构，其中各该具有金属成分的光学粒子是金属粒子或由玻璃粒子及包覆于该玻璃粒子的外表面上的金属层所组成。

13.如权利要求1所述的光学触控结构，其中各该具有金属成分的光学粒子的粒径介于1微米至30微米之间。