CN107272967A - 光学膜片以及使用者输入系统 - Google Patents
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Abstract
一种光学膜片包含一基板、一吸收图案以及一散射反射层。基板具有一接触面以及一相对的背面，其中，基板允许一第一光线透射，且基板的材料为一非刚性材料。吸收图案设置于基板的接触面，其中，吸收图案吸收第一光线。散射反射层设置于基板的背面，其中，散射反射层散射反射第一光线至基板的接触面侧。上述光学膜片可让光学读取装置检测因基板变形而变化的反射光线，进而获得相对应的力量信息。同时亦揭露一种包含上述光学膜片的使用者输入系统。
Description
【技术领域】
本发明是有关一种光学膜片以及使用者输入系统，特别是一种让使用者以笔型装置输入的光学膜片以及使用者输入系统。
【背景技术】
一种使用者输入系统是在基板上设置包含定址信息的编码图案，使用者利用适当的读取装置解码编码图案中的定址信息，以记录读取装置在基板表面移动的轨迹。一般而言，读取装置为一笔型结构，如此，使用者能够以习惯的书写方式与电子装置互动。上述使用者输入系统虽然可解码定址信息以记录轨迹，但是无法获得读取装置与基板间的接触力量，因而限制了此类使用者输入系统的应用范围。
有鉴于此，如何获得读取装置接触基板的力量信息便是目前极需努力的目标。
【发明内容】
本发明提供一种光学膜片以及使用者输入系统，其是在基板的两侧分别设置吸收图案以及散射反射层，以使反射的光线因基板的变形量而变化，进而获得读取装置接触基板的力量信息。
本发明一实施例的光学膜片包含一基板、一吸收图案以及一散射反射层。基板具有一接触面以及一相对的背面，其中基板允许一第一光线透射，且基板的材料为一非刚性材料。吸收图案设置于基板的接触面，其中吸收图案吸收第一光线。散射反射层设置于基板的背面，其中散射反射层散射反射从吸收图案的间隙穿透吸收图案的第一光线至基板的接触面侧。
本发明另一实施例的使用者输入系统包含一光学膜片以及一光学读取装置。光学膜片包含一基板、一吸收图案以及一散射反射层。基板具有一接触面以及一相对的背面，其中基板允许一第一光线透射，且基板的材料为一非刚性材料。吸收图案设置于基板的接触面，其中，吸收图案吸收第一光线。散射反射层设置于基板的背面，其中，散射反射层散射反射从吸收图案的间隙穿透吸收图案的第一光线至基板的接触面侧。光学读取装置具有一尖端，其用以抵靠于光学膜片的接触面侧。光学读取装置包含一发光单元、一影像传感器、一处理单元以及一通信接口。发光单元用以产生第一光线照射光学膜片。影像传感器用以感测散射反射层所反射的第一光线，并输出一感测影像。处理单元与影像传感器电性连接，用以分析感测影像以获得尖端抵靠于光学膜片的一力量信息。通信接口与处理单元电性连接，用以将力量信息传送至一外部电子装置。
以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
【附图说明】
图1为一示意图，显示本发明第一实施例的光学膜片。
图2为一示意图，显示一编码图案的配置。
图3为一示意图，显示另一编码图案的配置。
图4为一示意图，显示本发明第二实施例的光学膜片。
图5为一示意图，显示本发明第三实施例的光学膜片。
图6为一示意图，显示本发明第四实施例的光学膜片。
图7为一示意图，显示本发明一实施例的使用者输入系统。
图8为一示意图，显示本发明一实施例的使用者输入系统的一光学读取装置。
【符号说明】
10 光学膜片
101 基板
101a 接触面
101b 背面
102 吸收图案
103 散射反射层
104 编码图案
105 涂布层
21 虚拟格线
22 标记
30 光学读取装置
301 发光单元
302 影像传感器
303 处理单元
304 通信接口
31 尖端
40 外部电子装置
41 显示装置
L1 第一光线
L2 第二光线
【具体实施方式】
以下将详述本发明的各实施例，并配合图式作为例示。除了该多个详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以申请专利范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。图式中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，图式仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。
请参照图1，本发明的一实施例的光学膜片10包含一基板101、一吸收图案102以及一散射反射层103。基板101具有一接触面101a以及一相对的背面101b。基板101允许一第一光线L1透射，且基板101的材料为一非刚性材料。所谓非刚性材料是指基板101受到压力时可产生些微的形变，例如压缩基板101或是在接触面101a形成弯曲等。举例而言，基板101的材料可为聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚亚酰胺(Polyimide，PI)、纤维素三乙酸酯(cellulose triacetate，TAC)、环烯烃聚合物(cyclicolefinpolymer，COP)或聚碳酸酯-聚酸甲酯(PC-PMMA)的复合膜。
吸收图案102设置于基板101的接触面101a。吸收图案102可吸收第一光线L1，使照射于吸收图案102的第一光线L1不会形成反射。换言之，第一光线L1是从吸收图案102的间隙穿透吸收图案102。于一实施例中，吸收图案102对第一光线L1的吸收率大于50％。举例而言，吸收图案102的材料可为金属、金属氧化物、氮化硅、氧化硅或合金。吸收图案101可为多个几何图案单元，举例而言，几何图案单元可为圆形、椭圆形、多边形或以上的组合。
散射反射层103设置于基板101的背面101b。散射反射层103可散射反射第一光线L1至基板101的接触面101a侧。于一实施例中，散射反射层103可为微米或纳米等级的金属或金属氧化物颗粒。或者，散射反射层103可为一金属镀层，且金属镀层的表面粗糙度大于20nm以及厚度小于或等于30nm。
于一实施例中，一第二光线L2可透射光学膜片10，亦即基板101、吸收图案102以及散射反射层103允许第二光线L2透射。举例而言，吸收图案102对第二光线L2的吸收率小于30％。可以理解的是，第一光线L1的波长与第二光线L2的波长相异。于一实施例中，第一光线L1可为红外光或紫外光，较佳者，第一光线L1可为红外光；第二光线L2可为可见光。
依据图1所示的结构，当一光学读取装置(未图示)轻触基板101的接触面101a侧时，光学读取装置可撷取被散射反射层103反射的第一光线L1，以获得一预定的第一影像。当光学读取装置在基板101的接触面101a施加较大压力时，基板101产生形变，即可获得相异于第一影像的一第二影像。分析第二影像的变化即可获得光学读取装置按压于基板101接触面101a的力量信息。举例而言，光学读取装置施加较大压力，将造成基板101的接触面101a以及背面101b的距离变小，因此，光学读取装置所撷取的反射第一光线L1的光强度较强，或是散射反射层103的反射面偏离光学读取装置的焦平面，因而获得相异于第一影像的第二影像。或者，光学读取装置所施加的压力造成基板101的接触面101a变形，导致第二影像中吸收图案102相异于第一影像中的吸收图案102，如此，即可借由分析吸收图案102的变化来获得光学读取装置所施加的力量信息。
于一实施例中，吸收图案102可包含一编码图案，而编码图案透过光学读取装置解码可获得一定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一。可以理解的是，吸收图案102即是以编码图案排列，或者吸收图案102以及编码图案彼此独立。同样的，编码图案亦可吸收第一光线L1，使照射于编码图案的第一光线L1不会形成反射。换言之，第一光线L1是从编码图案的间隙穿透编码图案。于一实施例中，编码图案对第一光线L1的吸收率大于50％。举例而言，编码图案的材料可为金属、金属氧化物、氮化硅、氧化硅或合金。编码图案可为多个几何图案单元，举例而言，几何图案单元可为圆形、椭圆形、多边形或以上的组合。
请参照图2，举例而言，编码图案包含虚拟格线21和多个标记22。虚拟格线21并不是真的设置于光学膜片10上，因此以虚线绘制。于一实施例中，虚拟格线21彼此垂直相交，形成多个交叉点。定址信息、文字信息或图片信息则是依据标记22相对于虚拟格线21的交叉点的位置进行编码。举例而言，标记22可分别设置于虚拟格线21的交叉点的0度、90度、180度或270度的位置上以代表4个不同的编码值。相对于基板的定址信息、文字信息或图片信息即能够以标记22加以编码。于一实施例中，请参照图3，标记22亦可分别设置于虚拟格线21的交叉点的45度、135度、225度或315度的位置上以代表4个不同的编码值。详细编码方法已为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知，且非为本发明的主要技术特征，故在此不再赘述。需注意的是，除上述编码方法外，定址信息、文字信息或图片信息亦能够以其它适当的编码方法加以实现。
参照图4以及图5，编码图案104与吸收图案102分离设置。举例而言，编码图案104设置于基板101的背面101b，亦即基板101以及散射反射层103之间，如图4所示。或者，编码图案104设置于基板101的接触面101a侧，如图5所示。需说明的是，编码图案104在基板101接触面101a的最外侧，或是吸收图案102在基板101接触面101a的最外侧皆可实现本发明。
请参照图6，于一实施例中，本发明的光学膜片更包含一涂布层105，其覆盖吸收图案102，以避免吸收图案102因光学读取装置频繁接触而磨损。于一实施例中，涂布层105具有硬化(hard coating)、抗眩光(anti-glare)、抗反射(anti-reflection)、抗指纹(anti-fingerprint)以及抗静电(anti-static)至少其中之一的性质。
请参照图7以及图8，本发明一实施例的使用者输入系统包含一光学膜片10以及一光学读取装置30。光学膜片10的详细结构如前所述，在此不再赘述。光学读取装置30具有一尖端31，其用以抵靠于光学膜片10的接触面101侧，让使用者以习惯的书写动作与电子装置互动。光学读取装置30包含一发光单元301、一影像传感器302、一处理单元303以及一通信接口304。
发光单元301用以产生第一光线L1以照射光学膜片10。举例而言，发光单元301可为红外光或紫外光的发光二极管，较佳者，发光单元301为红外光的发光二极管。影像传感器302用以感测散射反射层103所反射的第一光线L1，并输出一感测影像。举例而言，影像传感器302包含透镜以及电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)传感器。透镜可由聚甲基丙烯酸甲脂(poly methyl methacrylate，PMMA)制成，通常为注入模造的光学元件。PMMA具有抗刮性，在波峰为810nm的光线的穿透性约90％。CCD或CMOS传感器大小可为128x 128像素，较佳者，CCD或CMOS传感器大小可为140x 140像素，以具备较佳的制造容错度。
处理单元303与影像传感器302电性连接。处理单元303可分析感测影像以获得光学读取装置30的尖端31抵靠于光学膜片10的一力量信息。举例而言，处理单元303可分析感测影像的光强度、图案差异或方位差异来获得光学读取装置30的尖端31抵靠于光学膜片10的力量信息。可以理解的是，光学膜片10具有编码图案时，处理单元303可分析感测影像而获得定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一。通信接口304与处理单元303电性连接。通信接口304可将处理单元303所取得的力量信息、定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一传送至一外部电子装置40。举例而言，通信接口304可为一有线通信接口或一无线通信接口。较佳者，通信接口304为一无线通信接口，如此可避免使用者在书写操作时缆线所造成的干扰。举例而言，无线通信接口可为蓝牙(Bluetooth)、无线区域网络(WLAN)、ZigBee通信、无线USB或移动通信网络。
于一实施例中，本发明的使用者输入系统更包含一显示装置41，其设置于光学膜片10的背面101b侧，亦即光学膜片10设置于显示装置41的显示面。显示装置41与外部电子装置40电性连接，如此外部电子装置40即可将接收自光学读取装置30的力量信息及/或定址信息、文字信息以及图片信息即时呈现于显示装置41。举例而言，使用者以光学读取装置30在具有本发明的光学膜片10的显示装置41上签名或绘画，外部电子装置40可立即在显示装置41的对应位置呈现出使用者的签名或绘画，且呈现出笔触的力量变化。
综合上述，本发明的光学膜片以及使用者输入系统是在基板的两侧分别设置吸收图案以及散射反射层，因此检测因基板变形而变化的反射光线即可获得光学读取装置接触光学膜片的相对应的力量信息，进行呈现出更真实的书写笔触。
以上所述的实施例仅是为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (25)
1.一种光学膜片，其特征在于，包含：
一基板，其具有一接触面以及一相对的背面，其中，该基板允许一第一光线透射，且该基板的材料为一非刚性材料；
一吸收图案，其设置于该基板的该接触面，其中，该吸收图案吸收该第一光线；以及
一散射反射层，其设置于该基板的该背面，其中，该散射反射层散射反射从该吸收图案的间隙穿透该吸收图案的该第一光线至该基板的该接触面侧。
2.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该基板、该吸收图案以及该散射反射层允许一第二光线透射，且该第一光线的波长与该第二光线的波长相异。
3.如权利要求2所述的光学膜片，其特征在于，该第一光线为红外光或紫外光，且该第二光线为可见光。
4.如权利要求2所述的光学膜片，其特征在于，该吸收图案对该第一光线的吸收率大于50％，对该第二光线的吸收率小于30％。
5.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该吸收图案包含多个几何图案单元，且该几何图案单元包含圆形、椭圆形、多边形或以上的组合。
6.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该吸收图案包含一编码图案，其包含定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一。
7.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，更包含：
一编码图案，其设置于该基板以及该散射反射层之间或该基板的该接触面侧，其中，该编码图案吸收该第一光线且包含定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一。
8.如权利要求7所述的光学膜片，其特征在于，该编码图案包含多个几何图案单元，且该几何图案单元包含圆形、椭圆形、多边形或以上的组合。
9.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该基板的材料包含聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚亚酰胺(Polyimide，PI)、纤维素三乙酸酯(cellulosetriacetate，TAC)、环烯烃聚合物(cyclic olefin polymer，COP)或聚碳酸酯-聚酸甲酯(PC-PMMA)复合膜。
10.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该吸收图案的材料包含金属、金属氧化物、氮化硅、氧化硅或合金。
11.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该散射反射层包含微米或纳米等级的金属或金属氧化物颗粒。
12.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，该散射反射层为一金属镀层，且该金属镀层的表面粗糙度大于20nm以及厚度小于或等于30nm。
13.如权利要求1所述的光学膜片，其特征在于，更包含：
一涂布层，其覆盖该吸收图案，其中，该涂布层具有硬化、抗眩光、抗反射、抗指纹以及抗静电至少其中之一的性质。
14.一种使用者输入系统，其特征在于，包含：
一光学膜片，其包含：
一基板，其具有一接触面以及一相对的背面，其中，该基板允许一第一光线透射，且该基板的材料为一非刚性材料；
一吸收图案，其设置于该基板的该接触面，其中，该吸收图案吸收该第一光线；以及
一散射反射层，其设置于该基板的该背面，其中，该散射反射层散射反射从该吸收图案的间隙穿透该吸收图案的该第一光线至该基板的该接触面侧；以及
一光学读取装置，其具有一尖端用以抵靠于该光学膜片的该接触面侧，且该光学读取装置包含：
一发光单元，其用以产生该第一光线照射该光学膜片；
一影像传感器，其用以感测该散射反射层所反射的该第一光线，并输出一感测影像；
一处理单元，其与该影像传感器电性连接，用以分析该感测影像以获得该尖端抵靠于该光学膜片的一力量信息；以及
一通信接口，其与该处理单元电性连接，用以将该力量信息传送至一外部电子装置。
15.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该基板、该吸收图案以及该散射反射层允许一第二光线透射，且该第一光线的波长与该第二光线的波长相异。
16.如权利要求15所述的使用者输入系统，其特征在于，该第一光线为红外光或紫外光，且该第二光线为可见光。
17.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该吸收图案包含多个几何图案单元，且该几何图案单元包含圆形、椭圆形、多边形或以上的组合。
18.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，更包含：
一显示装置，其设置于该光学膜片的该背面侧，且与该外部电子装置电性连接。
19.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该吸收图案包含一编码图案，其包含一定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一，且该处理单元解码该感测影像以获得该定址信息、该文字信息以及该图片信息至少其中之一。
20.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，更包含：
一编码图案，其设置于该基板以及该散射反射层之间或该基板的该接触面侧，其中，该编码图案吸收该第一光线且包含一定址信息、文字信息以及图片信息至少其中之一，其中，该处理单元解码该感测影像以获得该定址信息、该文字信息以及该图片信息至少其中之一。
21.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该吸收图案的材料包含金属、金属氧化物、氮化硅、氧化硅或合金。
22.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该散射反射层包含微米或纳米等级的金属或金属氧化物颗粒。
23.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该散射反射层为一金属镀层，且该金属镀层的表面粗糙度大于20nm以及厚度小于或等于30nm。
24.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，更包含：
一涂布层，其覆盖该吸收图案，其中，该涂布层具有硬化、抗眩光、抗反射、抗指纹以及抗静电至少其中之一的性质。
25.如权利要求14所述的使用者输入系统，其特征在于，该通信接口为一无线通信接口。
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