TW201335852A - 光學辨識系統及光學辨識裝置之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光學辨識系統及光學辨識裝置之製造方法，係利用不可見光之反射程度差異以進行辨識，包括：供不可見光投射其上之透明面板，以及接收資訊的讀取裝置，其中，透明面板係由透明反射層和複數圖樣組成，透明反射層用以反射該不可見光，而複數圖樣則係形成於該透明反射層上，用以吸收該不可見光以與該透明反射層反射之不可見光形成對比效果。讀取裝置可對透明面板發射不可見光，並接收自該透明面板所反射回來之不可見光，藉此判斷該讀取裝置於該透明面板上的位置與作動。據此，本發明之光學辨識系統藉由對不可見光的反射程度差異以作為辨識依據，不僅製程簡易且精度高，應用於現有觸控辨識技術上，更具有低成本且高效能的優勢。

Description

光學辨識系統及光學辨識裝置之製造方法

本發明係關於一種光學辨識系統及其光學辨識裝置之製造方法，更詳而言之，係一種利用偵測光反射狀態以作為判斷依據之光學辨識系統及其光學辨識裝置之製造方法。

隨著科技進步，傳統的鍵盤或滑鼠已不再是唯一操作工具，為了便於使用者操作，其他以觸控或聲控的產品，也在市場占有一席之地，其中，觸控辨識技術常見於觸控面板。

目前，觸控裝置可分為電容式、電阻式、聲波式或光學式等，以電容式及電阻式之觸控裝置為最常見，許多電子產品都將觸控裝置與顯示器相結合，以達到觸碰控制之目的。惟，電容式或電阻式之觸控裝置需於感應面板中置入有複數感應元件，以供使用者觸碰後取得位置資料，並由處理裝置判斷使用者觸碰而產生相對反應，為了提供顯示器整個螢幕的觸控功能，需使用大量的感應元件，此外，感應元件於觸控面板製作過程時即結合於面板中，不僅導致製造成本高，且當感應單元發生故障損壞時，對於控制造成影響且維修不易，因而導致現有觸控裝置仍存在缺陷。另一方面，使用者若要求顯示裝置須具備觸控感應功能，就必須汰換掉現有的非觸控式顯示裝置，顯然造成資源浪費。

因此，如何找出一種類似觸控辨識的辨識系統，能降低現有製造成本且實現觸控辨識目的，並具有可攜性及高精度之特性，甚至可用於其他適用的辨識應用上，實為目前亟欲解決之技術課題。

鑒於上述習知技術之缺點，本發明之目的係提出一種光學辨識系統，藉由對不可見光之反射程度差異進行辨識，有別於習知技術，本發明提出透明反射層(透明紙)之概念，有利於應用在觸控辨識上。

本發明之另一目的係提供一種光學辨識系統，可應用於任何固定影像或顯示器，並搭配讀取裝置以達到觸控辨識功能。

本發明之又一目的係提供光學辨識裝置之製造方法，係結合不同材質間的不可見光反射特性，以形成具有辨識效果之辨識裝置。

為達成前述目的及其它目的，本發明提供一種光學辨識系統，係依據不可見光之反射程度差異以進行辨識，包括：供該不可見光投射其上之透明面板，以及接收資訊之讀取裝置。其中，透明面板包含透明反射層和複數圖樣，透明反射層係用以反射該不可見光，複數圖樣係形成於該反射層上，用以吸收該不可見光，且複數圖樣對該不可見光之反射程度係低於透明反射層，而讀取裝置係用於發射不可見光及接收自該透明面板所反射回來之不可見光，藉以判斷該讀取裝置於該面板上的位置與作動。

於一實施態樣中，該透明反射層係為對不可見光具有高反射特性之透明玻璃、透明塑膠或於一般透明基材上形成有對不可見光具高反射特性之光學膜或物質，而該不可見光為紅外線。

於另一實施態樣中，該複數圖樣係由透明或非透明材料以印刷方式形成於該透明反射層上。

於又一實施態樣中，該複數圖樣係以透明或非透明材料形成於一透明薄膜上，且該透明薄膜係貼合於該透明反射層上。

本發明復提出一種光學辨識裝置之製造方法，即辨識系統中之透明面板的製造方法，係包含以下步驟：(1)提供具不可見光反射特性之透明反射層；以及(2)將具不可見光吸光(低反射或不反射)特性之複數圖樣依預定規則印刷於該透明反射層上，而該複數圖樣可為透明或非透明材料所形成。

本發明復提出一種辨識裝置之製造方法，即辨識系統中之透明面板的製造方法，係包含以下步驟：(1)提供具不可見光反射特性之透明反射層；(2)將具不可見光吸光(低反射或不反射)特性之複數圖樣依預定規則形成於透明薄膜上，而該複數圖樣可為透明或非透明材料所形成；以及(3)將該透明薄膜貼附於該反射層上。

相較於習知技術，本發明首先提出透明反射層(透明紙)之應用概念，藉此提供一種光學辨識系統及光學辨識裝置之製造方法，透過透明面板與讀取裝置的組合以達到辨識效果，特別是透明面板以透明反射層和複數圖樣組成，透過兩者對於不可見光反射程度之差異而達到辨識效果，此外，製造面板用材簡單且透過印刷或複數層疊合即可，簡易且無需耗費過多成本，若將其應用在觸控辨識上以取代現有的觸控面板，不僅解決觸控辨識元件內建問題，同時面板可拆卸提升使用性，加上其辨識精度極高，如此對於觸控領域而言，確實可提供簡單且有效率的辨識技術。

以下藉由特定的具體實施形態說明本發明之技術內容，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之優點與功效。然本發明亦可藉由其他不同的具體實施形態加以施行或應用。

請參閱第1圖，係說明本發明之光學辨識系統的示意圖。如該圖所示，光學辨識系統1包括透明面板2及讀取裝置3，用於依據不可見光之反射程度差異以進行辨識，其中，讀取裝置3係與透明面板2搭配使用，用於取得來自透明面板的不可見光反射狀態。

透明面板2係供不可見光投射其上，包含透明反射層20及複數圖樣21，透明反射層20用以反射不可見光，形成於該透明反射層20上之複數圖樣21係用以吸收不可見光(降低不可見光反射並與該透明反射層反射之不可見光形成對比)。換言之，不可見光由讀取裝置3發出並投射至透明面板2，透明面板2中的透明反射層20具有高反射特性可將不可見光反射，該透明反射層20可由一般透明基材上塗鋪具高反射特性之材質而組成，而透明面板2中的複數圖樣21具有不可見光低反射或不反射特性，亦可視為該複數圖樣21吸收了不可見光，故不可見光投射於該些圖樣21不會產生高反射效果。

為了達到辨識效果，該複數圖樣21係透過預定規則形成於透明反射層20上，亦即該透明面板2上之各區域或每一位置上的圖樣21具有獨特性，因而僅需預知區域或位置的圖樣21分佈狀態，即可清楚知悉所在位置係對應透明面板2的何處，因此，於本實施例中，將複數圖樣21以預定規則形成在透明反射層20上，使其可達到辨識效果。

此外，雖第1圖以圓點來表示複數圖樣21，但此僅為一實施例並不因此揭露而侷限，圖樣21亦可為圓形、方形、甚至三角形等，不論以何種形狀形成，僅需以可達到辨識效果即可。另外，因讀取裝置3係透過解讀透明面板2與複數圖樣21對不可見光反射程度之差異以達到辨識作用，故凡可達此目的者皆可，不受其所形成之形狀、顏色、外觀(透明與否)所影響，因此圖樣21並不侷限於非透明、透明或顏色等方式形成，以有顏色的點形成對人眼而言屬不透明狀態，而以類似隱形墨水或光學膜方式產生則對人眼屬透明狀態，但仍具有吸收不可見光之效果。於本實施例中，可將圖樣21以黑點方式形成，若將透明面板2放置於顯示器之顯示幕前時，因黑點面積僅佔面板面積之極小部分，由顯示幕所射出之光強度僅受圖樣21的些微影響，不致影響原本顯示效果，亦即透明面板2仍可維持其應有透明之特性。

讀取裝置3係用於接收自該透明面板2所反射之不可見光6’，而該反射之不可見光6’係由讀取裝置3所發射之不可見光6經透明面板2上各位置的不同反射特性而產生，藉以判斷讀取裝置3於透明面板2上的位置與作動。亦即當讀取裝置3在透明面板2任一位置時，接收該位置來自透明面板2所反射之不可見光，即可得到該位置上圖樣21的分佈狀態，再透過與預定規則比較後，即可判斷讀取裝置3位於該透明面板2上的位置。

進一步來說，即便讀取裝置3非停留在透明面板2單一位置，透過判斷讀取裝置3所接收到多個光反射資訊，即可判斷讀取裝置3的移動狀態，亦可透過對光反射強度改變，以判斷該讀取裝置3是否連續靠近透明面板2，例如模擬點擊動作等，如此，讀取裝置3於該透明面板2的作動亦可輕易判斷。

另外，該讀取裝置3內必需要有可接收不可見光的接收功能，以及傳送資訊的通訊功能，惟不侷限於有線或無線，例如使用USB連接線、藍芽或無線網路。另外，較佳者可設置儲存單元以暫存資訊。因此，讀取裝置3最重要的是可接收來自透明面板2反射之不可見光，其餘功能可依據使用需求調整。

光學辨識系統1具體實施時，該透明反射層20係為對不可見光具有高反射特性之透明玻璃、透明塑膠或於一般透明基材上形成有對不可見光具高反射特性之光學膜或物質。當該透明反射層20為透明基材上形成有光學膜時，可為透過光學鍍膜技術所形成之單層或多層光學膜，其中多層光學膜係利用每一層膜物質的光學性質不同之特性，使其最終對不可見光產生高反射效果，而不可見光可採用850nm的紅外線。惟，不可見光種類繁多，故透明反射層20可隨著所採用不可見光種類改變其設計，換言之，前述選用紅外線僅為較佳實施例，不可見光亦可選擇其他種類，如紫外線等，僅需透明反射層20對該不可見光具有高反射或全反射能力即可。另外，如採用雷射時，由於雷射之低發散特性，可拉長讀取裝置3和透明面板2距離，使用上更具效益。

於本實施例中，複數圖樣21係將對不可見光具有低反射或不反射特性之材料透過印刷方式形成於透明反射層20上。也就是說，當透明反射層20形成後，可將複數圖樣21直接印刷於該透明反射層20表面上，即可完成透明面板2。

另外，如第2圖所示，係說明本發明之辨識系統中透明面板另一實施例的示意圖。該圖係表示透明面板2’另一種組成結構，透明反射層20與前一實施例相同，而複數圖樣21先形成於一透明薄膜22上，接著，再將透明薄膜22貼合於透明反射層20上，如此該複數圖樣21同樣形成於該透明反射層20上，同樣可達到與第1圖實施例相同辨識效果。

其次，請搭配本發明第1圖之透明面板2，以說明本發明之光學辨識裝置的第一製造方法之步驟圖。如第3圖所示，該光學辨識裝置的製造方法係用於產生第1圖所示之透明面板2，以對投射到該透明面板2之不可見光產生光反射或光吸收等反應。

於步驟S301中，係提供具不可見光反射特性之透明反射層。首先，形成具有對不可見光有高反射特性的透明反射層，如前所述，該透明反射層可為對不可見光具有高反射特性之透明玻璃、透明塑膠或於一般透明基材上形成有對不可見光具高反射特性之光學膜或物質，藉此將不可見光反射。接著進至步驟S302。

於步驟S302中，係將具不可見光吸光特性之複數圖樣依預定規則印刷於該透明反射層上。為了達到辨識目的，因而將複數圖樣印刷於透明反射層上，且該複數圖樣具吸光特性，亦即具有低反射或不反射特性，如此，當不可見光投射於面板之任一區域時，由於該複數圖樣係以預定規則印刷，故藉由分析光反射影像即可知悉該區域的圖樣分佈，進而辨識出該區域位在透明面板之方位。

接著，請搭配本發明第2圖之透明面板2’，以說明本發明之光學辨識裝置的第二製造方法之步驟圖。如第4圖所示，該光學辨識裝置的製造方法係用於產生第2圖中的透明面板2’，以對發射至透明面板2’之不可見光產生光反射或光吸收等反應。

於步驟S401中，係提供具不可見光反射特性之透明反射層。即形成對不可見光具高反射特性的透明反射層，其中，該透明反射層可為對不可見光具有高反射特性之透明玻璃、透明塑膠或於一般透明基材上形成有對不可見光具高反射特性之光學膜或物質，藉此反射不可見光。接著進至步驟S402。

於步驟S402中，係將具不可見光吸光特性之複數圖樣依預定規則形成於透明薄膜上。與直接印刷不同，本製造方法係將複數圖樣先形成於一透明薄膜上，而非將複數圖樣直接形成於透明反射層上，於此複數圖樣可以印刷方式形成於透明薄膜表面或者以嵌入方式形成於透明薄膜中，可依據需求而改變。接著進至步驟S403。

於步驟S403中，係將該透明薄膜貼附於該透明反射層上。亦即將具有複數圖樣之透明薄膜與透明反射層貼合，以形成第2圖之透明面板2’，同樣地，該複數圖樣以預定規則印刷，藉由複數圖樣與透明反射層對不可見光的反射程度差異，即可知悉該區域的圖樣分佈，以辨識出該區域在面板之方位。

需說明者，前述透過直接印刷或複數層疊合方式來形成透明面板並非限制，亦有其它可形成同樣功能之面板的方法，例如，在形成透明反射層的多層鍍膜製程中，一併形成該低反射或不反射的複數圖樣部分，或者在透明面板形成過程中以蝕刻製出複數孔洞圖樣，由於複數圖樣目的為不反射光，因此當不可見光射至該孔洞時不會造成光反射，可同樣滿足本發明之需求。因此，本發明最主要技術概念係由兩種對不可見光有反射差異之材質來形成透明面板，即可達到本發明之目的，故對於透明面板之組成、圖樣態樣、不可見光種類、甚至面板形成方式僅為示例，而非限制。

為具體說明本發明之光學辨識系統實際應用，接下來以第5圖所示光學辨識系統之實施例，搭配前面第1-2圖所述之內容進行說明。

請參閱第5圖，係應用本發明之光學辨識系統的示意圖。如圖所示，將本發明之光學辨識系統的透明面板2置於顯示器5表面(為方便顯示其效果，故將透明面板2與顯示器5分離顯示)，而讀取裝置3可透過無線(或有線)的傳輸方式將所讀取到的資料傳回處理裝置4，如電腦、伺服器等資訊處理設備，此時，處理裝置4依據圖樣的預先規則以及光反射狀態，以判斷讀取裝置3所在位置及作動，並即時將讀取裝置3所執行之內容顯示於該顯示器5上。

由上述實際應用例可知，使用者透過讀取裝置3在透明面板2所執行的動作，藉由光反射影像之分析，可將作動即時顯示於顯示器上，使其達到觸控辨識之效果。如第5圖所示，讀取裝置3於透明面板2以曲線方式移動，此時讀取裝置3將所接收資訊傳回處理裝置4分析，再由處理裝置4將讀取裝置3之作動內容顯示於顯示器5上。

此外，於其他具體實施例中，為了強化透明面板的耐刮性，可對完成後之透明面板進行表面硬化處理，例如塗佈硬膜層等。又，為了改善讀取裝置對於反射光的讀取效果，可於反射層表面執行霧化、抗眩光之表面處理，惟，前述非必要條件，可依據產品需求而做調整。

綜上所述，本發明之光學辨識系統可用來取代現有顯示器產品，例如將透明面板放置於顯示器螢幕表面，由於面板是透明的，故可看到透明面板後面的顯示器螢幕畫面，使用者即可進行觸控操作，相較於現有觸控螢幕而言，觸控元件無需內建於螢幕中，且可隨意裝設於不同螢幕上，使用效益更加明顯。

本發明除了具體實施例中所提到使用於顯示器表面以取代現有觸控螢幕技術外，因其具有透明視覺特性，因此亦可結合顯示器製程中，以內嵌(In cell或On Cell)方式達到相同目的，不侷限於外掛(Add on)方式。

此外，就其它應用而言，例如將透明面板放置於圖畫上，此時使用者可看到置於透明面板後的圖畫，故可輕易進行描圖並產生數位檔案。習知的描圖方式係於圖底下打光以凸顯圖畫線條，而利用本發明之透明面板無需額外打光，即可輕易透過透明面板完成描圖動作。又，如電子白板或數位教學等，特別是在需要能觀看透明面板後圖樣、文字等資訊時，或是需紀錄移動軌跡或位置等目的下，皆可透過本發明之光學辨識系統來達成辨識效果。

相較於習知技術，本發明提供一種光學辨識系統及光學辨識裝置之製造方法，利用透明反射層和複數圖樣對於不可見光吸收程度之差異產生對比以進行辨識，藉由讀取裝置取得不可見光反射影像而達到辨識效果，其光學辨識裝置之製程可透過印刷或複數層薄膜疊合即可完成，簡易且無需耗費過多成本，特別是應用在觸控領域中，可取代現有的觸控面板，亦可搭配現有的顯示器，對有維修需要時亦可隨時拆卸十分方便，前述之光學辨識系統實為一種觸控辨識新法，再者，此一光學辨識系統復可應用於其他領域，更顯示其實質效益。

上述實施形態僅例示性說明本發明之原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1．．．光學辨識系統

2、2’．．．透明面板

20．．．透明反射層

21．．．圖樣

22．．．透明薄膜

3．．．讀取裝置

4．．．處理裝置

5．．．顯示器

6．．．發射之不可見光

6’．．．反射之不可見光

S301~S302．．．步驟

S401~S403．．．步驟

第1圖係說明本發明之光學辨識系統的示意圖；

第2圖係說明本發明之光學辨識系統中面板另一實施例的示意圖；

第3圖係說明本發明之光學辨識裝置的第一製造方法之步驟圖；

第4圖係說明本發明之光學辨識裝置的第二製造方法之步驟圖；以及

第5圖係應用本發明之光學辨識系統的示意圖。

1．．．光學辨識系統

2．．．透明面板

20．．．透明反射層

21．．．圖樣

3．．．讀取裝置

6．．．發射之不可見光

6’．．．反射之不可見光

Claims (10)

1. 一種光學辨識系統，係用於依據不可見光之反射程度差異以進行辨識，包括：透明面板，係供該不可見光投射其上，包含：透明反射層，係用以反射該不可見光；及複數圖樣，係形成於該透明反射層上，用以吸收該不可見光，而與該透明反射層產生反射程度差異；以及讀取裝置，係用於接收自該透明面板所反射之不可見光，以判斷該讀取裝置於該透明面板上的位置與作動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，該不可見光係由該讀取裝置所發射。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，該不可見光為紅外線或紫外線。
4. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，該複數圖樣係透過印刷方式形成於該透明反射層上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，該複數圖樣係形成於一透明薄膜上，且該透明薄膜係貼合於該透明反射層上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，該透明反射層係為對不可見光具有高反射特性之透明玻璃、透明塑膠或於透明基材上形成有對不可見光具高反射特性之光學膜或物質。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，於該透明反射層表面執行硬化、霧化或抗眩光之表面處理。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學辨識系統，其中，該透明面板係內嵌於顯示器之顯示幕中或外掛置於顯示器之顯示幕外，該讀取裝置將所讀取之資料傳回至一處理裝置，且由該處理裝置判斷該讀取裝置之位置及作動，以將該讀取裝置所執行之內容顯示於該顯示器之顯示幕中。
9. 一種光學辨識裝置之製造方法，係包含以下步驟：(1)提供具不可見光反射特性之透明反射層；以及(2)將具不可見光吸光特性之複數圖樣依預定規則印刷於該透明反射層上。
10. 一種光學辨識裝置之製造方法，係包含以下步驟：(1)提供具不可見光反射特性之透明反射層；(2)將具不可見光吸光特性之複數圖樣依預定規則形成於透明薄膜上；以及(3)將該透明薄膜貼附於該透明反射層上。