CN114546180A - 浮空影像产生装置以及浮空影像触控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浮空影像产生装置，包含光源、成像模块以及浮空影像产生单元。成像模块设置于光源上，包含遮蔽单元以及成像单元。遮蔽单元可改变透光状态。成像单元设置于遮蔽单元上。浮空影像产生单元设置于成像单元上。其中，当遮蔽单元为第一透光状态，光源发出光线通过遮蔽单元、成像单元及浮空影像产生单元以产生第一浮空影像，当遮蔽单元为第二透光状态，光源发出光线通过遮蔽单元、成像单元及浮空影像产生单元以产生第二浮空影像。浮空影像触控装置包含浮空影像产生装置以及设置于浮空影像产生装置上的感测模块。

Description

浮空影像产生装置以及浮空影像触控装置
技术领域
本发明系关于一种浮空影像产生装置以及浮空影像触控装置。
背景技术
传统按钮多使用实体机械式按键或电容触控/红外线等感应触发方式，并多为需要实体触碰才有开关功能。换言之，使用者在进行操作时难以避免需要触摸按键或面板。为了防止细菌及病毒藉此途径扩散，有浮空触控功能的触控面板随之应运而生。然而，现有浮空显示触控开关难以确认是否成功触控，使用者体验有改进的空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浮空影像产生装置，可使影像具有变化。
本发明的另一目的在于提供一种浮空影像触控装置，具有较佳的使用者体验。
本发明的浮空影像产生装置包含光源、成像模块以及浮空影像产生单元。成像模块设置于光源上，包含遮蔽单元以及成像单元。遮蔽单元可改变透光状态。成像单元设置于遮蔽单元上。浮空影像产生单元设置于成像单元上。其中，当遮蔽单元为第一透光状态，光源发出的光线通过遮蔽单元、成像单元及浮空影像产生单元以产生第一浮空影像，当遮蔽单元为第二透光状态，光源发出的光线通过遮蔽单元、成像单元及浮空影像产生单元以产生第二浮空影像。
在本发明的实施例中，浮空影像产生装置包含光源、成像模块以及浮空影像产生单元。成像模块设置于光源上，包含遮蔽单元以及成像单元。成像单元包含设置于遮蔽单元中的第一透光单元及第二透光单元。浮空影像产生单元设置于成像模块上。其中，光源发出第一光线通过第一透光单元及浮空影像产生单元以产生第三浮空影像，光源发出第二光线通过第二透光单元及浮空影像产生单元以产生第四浮空影像。
本发明的浮空影像触控装置包含浮空影像产生装置以及设置于浮空影像产生装置上的感测模块。当感测模块感测到触控动作时，浮空影像产生装置产生的影像改变。
附图说明
图1为本发明浮空影像触控装置的实施示意图。
图2为本发明浮空影像产生装置的实施例示意图。
图3A为本发明浮空影像产生装置中成像单元的实施例示意图。
图3B为本发明浮空影像产生装置中遮蔽单元的实施例示意图。
图3C为本发明浮空影像产生装置中遮蔽单元为第一透光状态的实施例示意图。
图3D为本发明浮空影像产生装置中遮蔽单元为第二透光状态的实施例示意图。
图4A为本发明浮空影像产生装置中成像单元的不同实施例示意图。
图4B为本发明浮空影像产生装置中遮蔽单元的不同实施例示意图。
图5A为本发明浮空影像产生装置中成像单元的不同实施例示意图。
图5B为本发明浮空影像产生装置中遮蔽单元的不同实施例示意图。
图6A至6C为本发明浮空影像产生装置中移动装置的实施例示意图。
图7为本发明浮空影像产生装置的不同实施例示意图。
图8A为本发明浮空影像产生装置的不同实施例示意图。
图8B为本发明浮空影像产生装置中成像模块的不同实施例示意图。
其中，附图标记：
100...光源
101...光线
200...成像模块
200’...成像模块
201...第一位置
202...第二位置
210...遮蔽单元
210’...遮蔽单元
211...透光区域
212...遮蔽区域
220...成像单元
220’...成像单元
221...第一成像区域
221’...第一透光单元
222...第二成像区域
222’...第二透光单元
223...第三成像区域
224...第四成像区域
230...移动装置
231...支架
232...驱动装置
300...浮空影像产生单元
400...感测模块
500...框件
700...感测区域
800...浮空影像产生装置
900...浮空影像触控装置
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例并配合图式以说明本发明所公开的连接组件的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。然而，以下所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围，在不悖离本发明构思精神的原则下，本领域技术人员可基于不同观点与应用以其他不同实施例实现本发明。在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的，“连接”可以指物理及/或电性连接。再者，“电性连接”或“耦合”系可为二元件间存在其它元件。
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的“第一元件”、“部件”、“区域”、“层”或“部分”可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。
此外，诸如“下”或“底部”和“上”或“顶部”的相对术语可在本文中用于描述一个元件与另一元件的关系，如图所示。应当理解，相对术语旨在包括除了图中所示的方位之外的装置的不同方位。例如，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其他元件的“下”侧的元件将被定向在其他元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”可以包括“下”和“上”的取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果一个附图中的装置翻转，则被描述为在其它元件“下方”或“下方”的元件将被定向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“下面”或“下面”可以包括上方和下方的取向。
本文使用的“约”、“近似”、或“实质上”包括所述值和在本领域普通技术人员确定的特定值的可接受的偏差范围内的平均值，考虑到所讨论的测量和与测量相关的误差的特定数量(即，测量系统的限制)。例如，“约”可以表示在所述值的一个或多个标准偏差内，或±30％、±20％、±10％、±5％内。再者，本文使用的“约”、“近似”或“实质上”可依光学性质、蚀刻性质或其它性质，来选择较可接受的偏差范围或标准偏差，而可不用一个标准偏差适用全部性质。
如图1所示的实施例，本发明的浮空影像产生装置800包含光源100、成像模块200以及浮空影像产生单元300。进一步而言，浮空影像产生装置800可在浮空影像产生单元300相对于光源100的另一侧显示可改变的浮空影像(Floating Image)。其中，浮空影像产生装置800还可与感测模块400搭配组成本发明的浮空影像触控装置900。当感测模块400感测到感测区域700内有触控动作时，浮空影像产生装置800产生的影像改变。
如图2所示的实施例，成像模块200设置于光源100上，包含遮蔽单元210以及成像单元220。其中，光源100可为例如发光二极管的点光源或经由扩散、均匀化的面光源。遮蔽单元210可改变透光状态，限制由光源100发出的光线101通过遮蔽单元210的路径，亦即控制由光源100发出的光线中可通过遮蔽单元210的部分。成像单元220设置于遮蔽单元210上，设置有欲形成的浮空影像的图案。在不同实施例中，可以是底片、光罩、OLED等。浮空影像产生单元300设置于成像单元220上，在一实施例中为微透镜阵列，可包含单面或双面凸透镜结构，使用例如紫外光压印、射出、热平压等制程制成。光源100发出的光线在通过遮蔽单元210及成像单元220后，可藉由浮空影像产生单元300的折射在相对于光源100的另一侧产生浮空影像。其中，当遮蔽单元210为第一透光状态，光源100发出光线101通过遮蔽单元210、成像单元220及浮空影像产生单元300以产生第一浮空影像；当遮蔽单元210为第二透光状态，光源100发出光线101通过遮蔽单元210、成像单元220及浮空影像产生单元300以产生第二浮空影像。
更具体而言，如图3A所示的实施例，成像单元220包含呈棋盘格分布且相互邻接的多个第一成像区域221以及多个第二成像区域222。亦即，在一实施例中，二个第一成像区域221以及二个第二成像区域222共同形成一个2x2棋盘格单元，且在每个棋盘格单元中的二个第一成像区域221位于对角，二个第二成像区域222位于对角。相对应的，如图3B所示的实施例，遮蔽单元210包含呈棋盘格分布且相互邻接的多个遮蔽区域212以及多个透光区域211。
如图3C及3D所示的实施例，由于遮蔽单元210设置在光源100(参见图2)上，故光源100射出的光线仅能通过遮蔽单元210中的透光区域211，到达设置于遮蔽单元210上的成像单元220。据此，遮蔽单元210可藉由平移改变透光区域211相对于光源100的位置，限制由光源100发出的光线101通过遮蔽单元210的路径，亦即控制由光源100发出的光线中可通过遮蔽单元210的部分，达到改变透光状态的效果。在此实施例中，遮蔽单元210藉由平移以在如图3C所示的第一透光状态及如图3D所示的第二透光状态之间改变。
进一步而言，如图3C所示的实施例，当遮蔽单元210移动至第一位置201时为第一透光状态，多个透光区域211在平行光源100(参见图2)的投影平面上的垂直投影与多个第一成像区域221在投影平面上的垂直投影重叠。光源100发出的光线101可通过透光区域211到达包含例如字母A的图样的第一成像区域221，而后通过第一成像区域221及浮空影像产生单元300(参见图2)以产生例如字母A的第一浮空影像。如图3D所示的实施例，当遮蔽单元210移动至第二位置202时为第二透光状态，多个透光区域211在投影平面上的垂直投影与多个第二成像区域222在投影平面上的垂直投影重叠。光源100发出的光线101可通过透光区域211到达包含例如字母B的图样的第二成像区域222，而后通过第二成像区域222及浮空影像产生单元300以产生例如字母B的第一浮空影像。在一实施例中，各遮蔽区域的面积可比各透光区域的面积大0％至30％，以确保遮蔽区域充分遮蔽光线，可提升浮空影像的品质。
在不同实施例中，成像单元220中的多个第一成像区域221以及多个第二成像区域222不限为呈2x2棋盘格分布且相互邻接，遮蔽单元210中的多个遮蔽区域212以及多个透光区域211不限为呈类似2x2棋盘格分布且相互邻接。例如，在图4A及4B所示的实施例中，成像单元220中的多个第一成像区域221、多个第二成像区域222以及多个第三成像区域223呈3x3棋盘格分布且相互邻接，相对应的，遮蔽单元210中的多个遮蔽区域212以及多个透光区域211呈3x3棋盘格分布且相互邻接。在图5A及5B所示的实施例中，成像单元220为圆形，当中的第一成像区域221、第二成像区域222、第三成像区域223、第四成像区域224呈扇形分布且依序邻接，相对应的，遮蔽单元210亦为圆形，当中的透光区域211呈扇形分布于其余的遮蔽区域212中。在此实施例中，遮蔽单元210藉由旋转以在不同的透光状态之间改变。
如图6A至6C所示的实施例，遮蔽单元210可藉由移动装置230达到移动的效果。更具体而言，如图6A所示的实施例，移动装置230包含支架231以及例如电磁微动装置的驱动装置232，遮蔽单元210及光源100设置于支架231上，浮空影像产生单元300及成像单元220设置于框件500上。驱动装置232可驱动支架231移动，使遮蔽单元210移动。换言之，在此实施例中，遮蔽单元210可以与光源100是同时与支架231相对于框件500移动。如图6B所示的不同实施例，仅遮蔽单元210设置于支架231上，光源100固定于框件500。换言之，在此实施例中，仅遮蔽单元210与支架231相对于框件500移动。如图6C所示的不同实施例，对应于出光范围较小的应用环境(例如单颗感应按钮)，光源100可使用点光源，支架231及驱动装置232等部件可对应调整其构造及设置方向等。
前述实施例中，遮蔽单元210可藉由移动改变透光区域211相对于光源100的位置，达到改变透光状态的效果。然而在不同实施例中，遮蔽单元210可的相对位置可为固定，藉由改变其自身的型态达到改变透光状态的效果。如图7所示的实施例，遮蔽单元210包含例如液晶模块，其中遮蔽单元210藉由改变液晶模块产生的遮蔽区域及透光区域，限制由光源100发出的光线通过遮蔽单元210的路径，亦即控制由光源100发出的光线中可通过遮蔽单元210的部分，达到改变透光状态的效果。
在不同实施例中，可将遮蔽单元及成像单元整合设置于一个元件上，亦即使一个元件兼具有遮蔽单元及成像单元，并控制光源发出的光线颜色以达到上述使产生的浮空影像具有变化的效果。更具体而言，如图8A及图8B所示的实施例，浮空影像产生装置800包含光源100、成像模块200’以及浮空影像产生单元300。成像模块200’设置于光源100上，浮空影像产生单元300设置于成像模块200’上。成像模块200’包含遮蔽单元210’以及成像单元220’。成像单元220’包含设置于遮蔽单元210’中的第一透光单元221’及第二透光单元222’。以不同角度观之，此实例的遮蔽单元210’系全面遮蔽光线，嵌设于遮蔽单元210’中的第一透光单元221’及第二透光单元222’分别可供特定的光线通过。举例而言，第一透光单元221’可供第一光线通过，第二透光单元222’可供第二光线通过。其中，第一光线的颜色与第二光线的颜色较佳为互补色，例如第一光线与第二光线分别为红色及青色。如此，当光源100发出第一光线时，第一光线可通过第一透光单元221’及浮空影像产生单元300以产生例如圆圈形的第三浮空影像，当光源100发出第二光线时，第二光线可通过第二透光单元222’及浮空影像产生单元300以产生例如十字形的第四浮空影像。
藉由上述，本发明的浮空影像产生装置800可使产生的浮空影像具有变化。进一步而言，在本发明的浮空影像触控装置900中，当感测模块400感测到感测区域700内有触控动作时，感测模块400产生信号藉以驱动使遮蔽单元210的透光状态改变，从而使浮空影像产生装置800产生的影像改变。据此，使用者在操作本发明的浮空影像触控装置900时，可在视觉上确认是否成功触控浮空影像触控装置900，具有较佳的使用者体验。
本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于申请专利范围的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种浮空影像产生装置，其特征在于，包含：
一光源；
一成像模块，设置于该光源上，包含：
一遮蔽单元，可改变透光状态；以及
一成像单元，设置于该遮蔽单元上；以及
一浮空影像产生单元，设置于该成像单元上；
其中，当该遮蔽单元为一第一透光状态，该光源发出的光线通过该遮蔽单元、该成像单元及该浮空影像产生单元以产生一第一浮空影像，当该遮蔽单元为一第二透光状态，该光源发出的光线通过该遮蔽单元、该成像单元及该浮空影像产生单元以产生一第二浮空影像。
2.如权利要求1所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该遮蔽单元包含呈棋盘格分布且相互邻接的多个遮蔽区域以及多个透光区域。
3.如权利要求2所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该遮蔽单元藉由平移于一第一位置及一第二位置之间以在该第一透光状态及该第二透光状态之间改变。
4.如权利要求1所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该遮蔽单元为圆形，并包含呈扇形分布的多个遮蔽区域以及多个透光区域。
5.如权利要求4所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该遮蔽单元藉由旋转于一第一位置及一第二位置之间以在该第一透光状态及该第二透光状态之间改变。
6.如权利要求2所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该成像单元包含呈棋盘格分布且相互邻接的多个第一成像区域以及多个第二成像区域，当该遮蔽单元为该第一透光状态，该多个透光区域在平行该光源的一投影平面上的垂直投影与该多个第一成像区域在该投影平面上的垂直投影重叠，当该遮蔽单元为该第二透光状态，该多个透光区域在该投影平面上的垂直投影与该多个第二成像区域在该投影平面上的垂直投影重叠。
7.如权利要求2或4所述的浮空影像产生装置，其特征在于，各该遮蔽区域的面积比各该透光区域的面积大0％至30％。
8.如权利要求1所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该遮蔽单元包含一液晶模块，其中该遮蔽单元藉由改变该液晶模块产生的一遮蔽区域及一透光区域以改变透光状态。
9.如权利要求1所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该光源发出的光线通过该浮空影像产生单元时会产生折射。
10.一种浮空影像产生装置，其特征在于，包含：
一光源；
一成像模块，设置于该光源上，包含：
一遮蔽单元；以及
一成像单元，包含设置于该遮蔽单元中的一第一透光单元及一第二透光单元；以及
一浮空影像产生单元，设置于该成像模块上；
其中，该光源发出一第一光线通过该第一透光单元及该浮空影像产生单元以产生一第三浮空影像，该光源发出一第二光线通过该第二透光单元及该浮空影像产生单元以产生一第四浮空影像。
11.如权利要求10所述的浮空影像产生装置，其特征在于，该第一光线的颜色与该第二光线的颜色为互补色。
12.一种浮空影像触控装置，其特征在于，包含：
如权利要求1或10所述的浮空影像产生装置；
一感测模块，设置于该浮空影像产生装置上，当该感测模块感测到一触控动作时，该浮空影像产生装置产生的影像改变。
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