CN110389235B - 标记产品及其相关光学侦测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种标记产品以及光学侦测系统，其中所述标记产品包括基材以及结构部。所述结构部具有第一表面、第二表面以及分界轴。所述第一表面与所述第二表面分别设置在所述分界轴的相对侧。自所述第一表面指向所述第二表面的侧面方向平行于所述光学转译装置和所述标记产品之间的移动方向。所述光学转译装置设置在所述标记产品旁。所述光学转译装置包括光学投影器以及光学转译器。所述光学投影器用来投射所述光学侦测信号到所述标记产品。所述光学转译器用来接收来自所述标记产品的光学反射信号，并将所述光学反射信号的强度变化转换为数字数据，可以精确转译为涵盖特定内容的编码。光学侦测系统可解读编码以执行相关应用程序。

Description

标记产品及其相关光学侦测系统

技术领域

本发明涉及一种标记产品与光学侦测系统，特别是有关一种标记产品、以及能够判断标记产品是否存在与其移动方向的光学侦测系统。

背景技术

为了读取可动件的动作，可动件会设置具有不同反射率的标记涂层，光学转译器通过侦测可动件上的标记涂层而得知可动件是否作动。举例来说，传统标记涂层通常为绘制在浅色基材上的深色颜料、或者传统标记涂层可由特定材料制作使其反射率不同于基材的反射率、或者传统标记涂层是在基材的部份区域进行雾面处理。当光学转译器和具有传统标记涂层的可动件发生相对移动时，光学反射信号的强度变化被侦测，作为判断传统标记涂层是否存在、及判断可动件是否移动的依据；然而，光学转译器无法通过分析光学反射信号的强度变化，得知可动件的移动方向。因此，如何设计一种具有新型标记、且能据以判断移动方向的可动件，即为相关光学侦测产业的发展目标之一。

发明内容

本发明涉及一种标记产品，应用于光学转译装置，所述标记产品包括：

基材；以及

结构部，形成在所述基材上，所述结构部具有第一表面、第二表面以及分界轴，所述第一表面与所述第二表面彼此相连或相互分离，所述第一表面与所述第二表面分别设置在所述分界轴的相对侧，自所述第一表面指向所述第二表面的侧面方向平行于所述光学转译装置和所述标记产品之间的移动方向，其中所述第一表面与所述第二表面用来将所述光学转译装置投射的光学侦测信号往远离所述分界轴的方向反射。

优选地，所述第一表面的曲率相同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角相同于所述第二表面的倾斜角。

优选地，所述第一表面的曲率不同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角不同于所述第二表面的倾斜角。

优选地，所述结构部是半圆形或三角形。

优选地，所述标记产品还包括多个结构部，相邻设置在所述基材上，任一个结构部的所述第一表面朝向相邻结构部的所述第二表面。

优选地，所述标记产品还包括多个结构部，区分为两个或更多数量的群组，每一个群组的结构部会相邻排列，并且该些群组分别设置在所述基材上的不同路径。

本发明还涉及一种光学侦测系统，所述光学侦测系统包括：

标记产品，所述标记产品包括：

基材；以及

结构部，形成在所述基材上，所述结构部具有第一表面、第二表面以及分界轴，所述第一表面与所述第二表面彼此相连或相互分离，所述第一表面与所述第二表面分别设置在所述分界轴的相对侧，其中所述第一表面与所述第二表面用来将所述光学转译装置投射的光学侦测信号往远离所述分界轴的方向反射；以及

光学转译装置，设置在所述标记产品旁、并且能相对所述标记产品移动，自所述第一表面指向所述第二表面的侧面方向平行于所述光学转译装置和所述标记产品之间的移动方向，所述光学转译装置包括：

光学投影器，用来投射所述光学侦测信号到所述标记产品；以及

光学转译器，电连接所述光学投影器，用来接收来自所述标记产品的光学反射信号，并将所述光学反射信号的强度变化转换为数字数据。

优选地，所述第一表面的曲率相同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角相同于所述第二表面的倾斜角。

优选地，所述第一表面的曲率不同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角不同于所述第二表面的倾斜角。

优选地，所述结构部是半圆形或三角形。

优选地，所述标记产品还包括多个结构部，相邻设置在所述基材上，任一个结构部的所述第一表面朝向相邻结构部的所述第二表面。

优选地，所述光学投影器包括点状光源，所述光学转译器相对所述标记产品移动时，所述点状光源连续扫瞄所述多个结构部。

优选地，所述光学转译器分析两个相邻结构部的间距以取得所述数字数据。

优选地，所述标记产品还包括多个结构部，区分为两个或更多数量的群组，每一个群组的结构部会相邻排列，并且该些群组分别设置在所述基材上的不同路径。

优选地，所述光学投影器包括两个或更多数量的点状光源，所述光学转译器相对所述标记产品移动时，每一个点状光源扫瞄该些群组中与其对应的群组。

优选地，所述光学投影器包括线状光源，所述光学转译器相对所述标记产品移动时，所述线状光源同时扫瞄该些群组。

优选地，所述光学转译器分析该些群组的其中一个群组的结构部与另一个群组的对应结构部之间的间距。

优选地，所述光学投影器对齐所述光学转译器的排列方向相同于所述光学转译装置和所述标记产品之间的所述移动方向。

优选地，所述光学投影器的光轴与所述光学转译器的光轴平行于所述基材的平面法向量。

本发明的标记产品设置三维的立体结构部在基材上。三维结构部所产生光学反射信号的波形不同于二维涂布层的反射信号波形，故能用来判断标记产品与光学转译装置之间的移动方向。光学转译装置的光学投影器指向光学转译器的排列方向优选地相同于标记产品和光学转译装置之间的移动方向，并且光学投影器的中心光轴及光学转译器的中心光轴优选地平行于基材的平面法向量，让光学转译装置取得的光学反射信号可以精确转译为涵盖特定内容的编码，光学侦测系统可解读编码以执行相关应用程序。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的光学侦测系统的示意图；

图2为本发明实施例的光学侦测系统应用于电子设备的示意图；

图3至图5为本发明实施例的光学侦测系统在不同操作阶段的侧视图；

图6与图7为本发明实施例的光学侦测系统在不同移动方向所侦测到波形变化的示意图；

图8至图12分别为本发明不同实施例的标记产品的示意图；

图13为图11所示标记产品所生成波形变化的示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	光学侦测系统	22	第二表面
12A	标记产品	24	光学投影器
				12B	标记产品	26	光学转译器
12C	标记产品	S1	光学侦测信号
				12D	标记产品	S2	光学反射信号
12E	标记产品	Ax	分界轴
				12F	标记产品	Da	侧面方向
14	光学转译装置	D1	移动方向
				16	基材	D2	移动方向
18	结构部	G1	群组
				18’	结构部	G2	群组
18A	结构部	G3	群组
				18B	结构部	θ1	第一表面的倾斜角
20	第一表面	θ2	第一表面的倾斜角

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1至图7。图1为本发明实施例的光学侦测系统10的示意图。图2为本发明实施例的光学侦测系统10应用于电子设备的示意图。图3至图5为本发明实施例的光学侦测系统10在不同操作阶段的侧视图。图6与图7为本发明实施例的光学侦测系统10在不同移动方向所侦测到波形变化的示意图。电子设备可为智能型腕表，然实际应用不限于此。腕表的刻度盘为提供特定功能而为可旋转设计，光学侦测系统10可用以侦测刻度盘的转动角度与转动方向。

光学侦测系统10可包括标记产品12A以及光学转译装置14。光学转译装置14设置在标记产品12A的邻近处，并且能相对于标记产品12A移动。光学转译装置14可用来判断标记产品12A的存在与否以及移动方向。标记产品12A可包括基材16以及结构部18，并且结构部18形成在基材16的上表面。结构部18可具有第一表面20、第二表面22以及分界轴Ax。第一表面20与第二表面22分别设置在分界轴Ax的相对侧。第一表面20和第二表面22可以彼此相连，意即分界轴Ax是第一表面20与第二表面22之间的边界。此外，第一表面20和第二表面22也可相互分离，例如第一表面20与第二表面22之间可设置桥接区(没有绘制在图中)，并且桥接区可能是中空的、也可能是实体物(例如曲型表面或平坦表面)。

光学转译装置14可包括彼此电连接在一起的光学投影器24以及光学转译器26。光学投影器24将光学侦测信号S1投射到标记产品12A上，光学转译器26取得来自标记产品12A的光学反射信号S2、并将光学反射信号S2的强度变化解译转换为数字数据。数字数据可涵盖结构部18的移动方向数据及标记产品12A的结构参数数据。特别一提的是，第一表面20朝向第二表面22的侧面方向Da优选地可平行于光学转译装置14与标记产品12A之间的移动方向D1以及D2，然实际应用不限于此。不论标记产品12A往那个移动方向行进，光学转译装置14取得的光学反射信号S2都能具有相同参数变化。

举例来说，标记产品12A沿着移动方向D1从右侧移往左侧，如图3所示，光学侦测信号S1投射在基材16的上表面，使得光学转译器26能取得数值稳定的光学反射信号S2。接着，如图4所示，当光学侦测信号S1投射到第一表面20，光学侦测信号S1往远离分界轴Ax的方向反射，光学转译器26取得强度值偏低的光学反射信号S2。最后，如图5所示，光学侦测信号S1投射至第二表面22时，光学侦测信号S1被反射到远离分界轴Ax的另一个方向，此时光学转译器26可取得强度值提高的光学反射信号S2。由此可知，第一表面20与第二表面22能够将光学侦测信号S1反射到远离分界轴Ax的不同方位，光学反射信号S2的波形变化在运作过程中先行下降而后随之上升，如图6所示。光学转译装置14可根据光学反射信号S2的波形变化，判断标记产品12A沿着移动方向D1行进。

当标记产品12A沿着移动方向D2从左侧移到右侧，意即标记产品12A自图5所示位置移向图3所示位置，光学侦测信号S1可依序投射在基材16的右侧上表面、第二表面22、第一表面20、以及基材16的左侧上表面。光学转译器26所取得光学反射信号S2的波形变化先行提高、然后骤降、尔后又回复到初始正常强度，如图7所示。本发明的光学侦测系统10利用光学投影器24与光学转译器26的排列不对称性、及光学反射信号S2在某些特定角度的反射特性，判断标记产品12A的移动方向，或谓判断光学转译装置14相对标记产品12A的移动方向。

请参阅图8至图13。图8至图12分别为本发明不同实施例的标记产品的示意图，图13为图11所示标记产品所生成波形变化的示意图。在该些实施例中，与前揭实施例具有相同编号的组件具有相同的结构与功能，故此不再重复说明。如图8所示，标记产品12B可包括相邻设置在基材16的多个结构部18，意即任一个结构部18的第一表面20朝向邻近结构部18的第二表面22。多个结构部18并非沿着其纵向长度排列，故标记产品12B与光学转译装置14相对移动时，光学转译装置14可依序扫瞄多个结构部18。结构部18可为凸面半圆形，并且每个第一表面20的曲率可相同或相异于对应第二表面22的曲率。

如图9所示，标记产品12C的每一个结构部18’可设计为凹面半圆形，并且第一表面20的曲率可相同或相异于对应第二表面22的曲率。如图10所示，标记产品12D可具有一个或多个结构部18A，并且结构部18A可为凸面三角形或凹面三角形，其中凹面三角形没有绘制在图中；此外，第一表面20相对于基材16的倾斜角θ1可相同或相异于第二表面22的倾斜角θ2。如图11所示，标记产品12E的结构部18B为非对称形状，结构部18B的第一表面20与第二表面22可分别为弧面或平面，或者都是弧面但分具不同的曲率、或者都是平面但分具不同的倾斜角。如图12所示，标记产品12F可包括区分为几个群组G1、G2与G3的多个结构部18，每一个群组所包含的结构部18都是侧向相邻排列，并且群组G1、G2与G3分别设置在基材16的不同路径上。该些路径可解读为结构部18沿着侧面方向Da的行进轨迹。

如图11与图13所示，结构部18B的第一表面20与第二表面22可产生多样化的反射效果。非对称型结构部18B可参杂于多个对称型结构部，光学转译装置14可定义非对称型结构部18B是定位参考依据；或是对称型结构部参杂于多个非对称型结构部18B，此时对称型结构部被视为定位参考依据。光学转译装置14可取得非对称型结构部18B产生的波形，将其判断为多个对称型结构部的扫瞄起始点或终止点(取决于非对称型结构部18B的位置)、或作为发出警示信息的依据。

除此之外，基材16还可选择性在非对称型结构部或对称型结构部的前方或后方设置涂布层(没有绘制在图中)。涂布层的反射率不同于基材16的反射率。二维平面涂布层所生成光学反射信号S2的波形变化可以是突升或骤降的脉冲信号，不同于本发明的标记产品产生的先升后降或先降后升的双向波形变化，如图13所示。因此，光学转译装置14可取得二维平面涂布层生成的波形，据以判断为多个非对称型结构部或对称型结构部的扫瞄起始点或终止点。

光学投影器24可包括点状光源。当光学转译装置14与具有多个结构部18的标记产品(可以是标记产品12B、12C、12D、12E与12F)发生相对移动时，点状光源能扫瞄任一个结构部18以供判断移动方向，并且进一步依序扫瞄多个结构部18以取得相邻结构部18之间的间距。再者，结构部18的宽度、深度与曲率都可能是影响光学反射信号S2的波形变化的因素，故可通过调整及分析其宽度、深度和曲率，使得光学反射信号S2能产生特定波形变化，作为取得对应数字数据的依据。

如图12所示的可能实施例中，光学投影器24可包括多个点状光源，点状光源的数量相同于群组的数量。当标记产品12F与光学转译装置14相对移动时，每一个点状光源用来照射对应群组。光学转译装置14可具有一个光学转译器26，用以一并取得及分析多个群组G1、G2与G3生成的光学反射信号S2；或可具有多个光学转译器26，分别用来取得及分析对应群组G1、G2与G3生成的光学反射信号S2。在图12的其它可能实施例中，光学投影器24还可包括线状光源；标记产品12F与光学转译装置14相对移动时，线状光源能同时照射到所有群组G1、G2与G3。

光学转译装置14的光学转译器26配合特殊设计的标记产品12F，不但能分析相邻结构部18的间距与各个结构部18的宽度、深度与曲率，还能分析不同群组G1与G2之间或群组G2与G3之间的结构部18的间隔。在本发明的可能实施例中，标记产品12F具有多个群组G1、G2与G3，每一个群组G1、G2或G3可各自设计出具有特殊排列规则的多个结构部18，用以表示特定数位资料，而且相邻群组G1与G2之间或G2与G3之间的间距还可用来表示为其它的特定数位资料。光学转译装置14可取得群组G1、G2与G3的波形变化、并将其强度变化排列转换为所需编码。

综上所述，本发明的标记产品设置三维的立体结构部在基材上。三维结构部所产生光学反射信号S2的波形不同于二维涂布层的反射信号波形，故能用来判断标记产品与光学转译装置之间的移动方向。光学转译装置的光学投影器指向光学转译器的排列方向优选地相同于标记产品和光学转译装置之间的移动方向，并且光学投影器的中心光轴及光学转译器的中心光轴优选地平行于基材的平面法向量，让光学转译装置取得的光学反射信号可以精确转译为涵盖特定内容的编码，光学侦测系统可解读编码以执行相关应用程序。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (19)

1.一种标记产品，应用于光学转译装置，其特征在于，所述标记产品包括：

基材；以及

三维结构部，形成在所述基材上，所述三维结构部具有第一表面、第二表面以及分界轴，所述第一表面与所述第二表面彼此相连或相互分离，所述第一表面与所述第二表面分别设置在所述分界轴的相对侧，自所述第一表面指向所述第二表面的侧面方向平行于所述光学转译装置和所述标记产品之间的移动方向，其中所述第一表面与所述第二表面用来将所述光学转译装置投射的光学侦测信号往远离所述分界轴的方向反射，以生成光学反射信号；以及

区分该光学反射信号从高到低的一个变化和该光学反射信号从低到高的另一变化，以获取移动方向。

2.如权利要求1所述的标记产品，其特征在于，所述第一表面的曲率相同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角相同于所述第二表面的倾斜角。

3.如权利要求1所述的标记产品，其特征在于，所述第一表面的曲率不同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角不同于所述第二表面的倾斜角。

4.如权利要求1所述的标记产品，其特征在于，所述三维结构部是半圆形或三角形。

5.如权利要求1所述的标记产品，其特征在于，所述标记产品还包括多个三维结构部，相邻设置在所述基材上，任一个三维结构部的所述第一表面朝向相邻三维结构部的所述第二表面。

6.如权利要求1所述的标记产品，其特征在于，所述标记产品还包括多个三维结构部，区分为两个或更多数量的群组，每一个群组的三维结构部会相邻排列，并且该些群组分别设置在所述基材上的不同路径。

7.一种光学侦测系统，其特征在于，所述光学侦测系统包括：

标记产品，所述标记产品包括：

基材；以及

三维结构部，形成在所述基材上，所述三维结构部具有第一表面、第二表面以及分界轴，所述第一表面与所述第二表面彼此相连或相互分离，所述第一表面与所述第二表面分别设置在所述分界轴的相对侧，其中所述第一表面与所述第二表面用来将光学转译装置投射的光学侦测信号往远离所述分界轴的方向反射；以及

光学转译装置，设置在所述标记产品旁、并且能相对所述标记产品移动，自所述第一表面指向所述第二表面的侧面方向平行于所述光学转译装置和所述标记产品之间的移动方向，所述光学转译装置包括：

光学投影器，用来投射所述光学侦测信号到所述标记产品；以及

光学转译器，电连接所述光学投影器，用来接收来自所述标记产品的光学反射信号，其中区分该光学反射信号从高到低的一个变化和该光学反射信号从低到高的另一变化，以获取移动方向。

8.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述第一表面的曲率相同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角相同于所述第二表面的倾斜角。

9.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述第一表面的曲率不同于所述第二表面的曲率，或是所述第一表面相对所述基材的倾斜角不同于所述第二表面的倾斜角。

10.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述三维结构部是半圆形或三角形。

11.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述标记产品还包括多个三维结构部，相邻设置在所述基材上，任一个三维结构部的所述第一表面朝向相邻三维结构部的所述第二表面。

12.如权利要求11所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学投影器包括点状光源，所述光学转译器相对所述标记产品移动时，所述点状光源连续扫描所述多个三维结构部。

13.如权利要求11所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学转译器分析两个相邻三维结构部的间距以取得数字数据。

14.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述标记产品还包括多个三维结构部，区分为两个或更多数量的群组，每一个群组的三维结构部会相邻排列，并且该些群组分别设置在所述基材上的不同路径。

15.如权利要求14所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学投影器包括两个或更多数量的点状光源，所述光学转译器相对所述标记产品移动时，每一个点状光源扫描该些群组中与其对应的群组。

16.如权利要求14所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学投影器包括线状光源，所述光学转译器相对所述标记产品移动时，所述线状光源同时扫描该些群组。

17.如权利要求16所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学转译器分析该些群组的其中一个群组的三维结构部与另一个群组的对应三维结构部之间的间距。

18.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学投影器对齐所述光学转译器的排列方向相同于所述光学转译装置和所述标记产品之间的所述移动方向。

19.如权利要求7所述的光学侦测系统，其特征在于，所述光学投影器的光轴与所述光学转译器的光轴平行于所述基材的平面法向量。

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