TW201805789A - 光學膜片以及使用者輸入系統 - Google Patents

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Abstract

一種光學膜片包含一基板、一散射層、一編碼圖案以及一塗佈層。基板具有一感測面以及相對之一背面。散射層設置於基板之感測面以及背面至少其中之一，以散射一感測光。編碼圖案設置於散射層，以反射感測光，其中編碼圖案包含一編碼資訊。塗佈層覆蓋散射層以及編碼圖案。上述之光學膜片中之編碼圖案能夠散射性反射感測光，使光學讀取裝置可獲得均勻且易於分辨之編碼圖案之影像。

Description

光學膜片以及使用者輸入系統
本發明是有關一種光學膜片以及使用者輸入系統，特別是一種讓使用者以光學讀取裝置輸入之光學膜片以及使用者輸入系統。
一種使用者輸入系統是在基板上設置包含定址資訊之編碼圖案，使用者利用適當之讀取裝置解碼編碼圖案中之定址資訊，即可記錄讀取裝置在基板表面移動的軌跡。一般而言，讀取裝置為一筆型結構，如此，使用者能夠以習慣的書寫方式與電子裝置互動。為了有效解碼編碼圖案，如何獲得均勻且易於分辨之編碼圖案即為一重要課題。
本發明提供一種光學膜片以及使用者輸入系統，其是在光學膜片上設置一散射層，再於散射層上設置具有反射特性之編碼圖案，如此編碼圖案即具有散射性反射之光學效果，使一光學讀取裝置可獲得均勻且易於分辨之編碼圖案影像。
本發明一實施例之光學膜片包含一基板、一散射層、一編碼圖案以及一塗佈層。基板具有一感測面以及相對之一背面。散射層設置於基板之感測面以及背面至少其中之一，以散射一感測光。編碼圖案設置於散射層，以反射感測光，其中編碼圖案包含一編碼資訊。塗佈層覆蓋散射層以及編碼圖案。
本發明另一實施例之使用者輸入系統包含一光學膜片以及一光學讀取裝置。光學膜片包含一基板、一散射層、一編碼圖案以及一塗佈層。基板具有一感測面以及相對之一背面。散射層設置於基板之感測面以及背面至少其中之一，以散射一感測光。編碼圖案設置於散射層，以反射感測光，其中編碼圖案包含一編碼資訊。塗佈層覆蓋散射層以及編碼圖案。光學讀取裝置具有一接觸端用以抵靠於光學膜片之感測面側。光學讀取裝置包含一發光單元、一影像感測器、一處理單元以及一通訊介面。發光單元用以產生感測光照射光學膜片。影像感測器用以感測編碼圖案所反射之感測光，並輸出一感測影像。處理單元與影像感測器電性連接，用以分析感測影像以獲得編碼圖案之編碼資訊。通訊介面與處理單元電性連接，用以將編碼資訊傳送至一外部電子裝置。
以下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
以下將詳述本發明之各實施例，並配合圖式作為例示。除了這些詳細說明之外，本發明亦可廣泛地施行於其它的實施例中，任何所述實施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本發明之範圍內，並以申請專利範圍為準。在說明書的描述中，為了使讀者對本發明有較完整的瞭解，提供了許多特定細節；然而，本發明可能在省略部分或全部特定細節的前提下，仍可實施。此外，眾所周知的步驟或元件並未描述於細節中，以避免對本發明形成不必要之限制。圖式中相同或類似之元件將以相同或類似符號來表示。特別注意的是，圖式僅為示意之用，並非代表元件實際之尺寸或數量，有些細節可能未完全繪出，以求圖式之簡潔。
請參照圖1，本發明之一實施例之光學膜片10包含一基板11、一散射層12、一編碼圖案13以及一塗佈層14。基板11具有一感測面111以及相對之一背面112。於一實施例中，基板11之材料可為聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚亞醯胺(Polyimide，PI)、纖維素三乙酸酯(cellulose triacetate，TAC)、環烯烴聚合物(cyclic olefin polymer，COP)或聚碳酸酯-聚酸甲酯(PC-PMMA)複合膜。
散射層12設置於基板11之感測面111以及背面112至少其中之一。於圖1所示之實施例中，散射層12設置於基板11之感測面111。散射層12可散射一感測光L1。於一實施例中，感測光L1可為不可見光，例如紅外光或紫外光。於一實施例中，散射層12為粗糙化之基板11之感測面111或背面112。可以理解的是，此散射層12為一連續結構。此外，以其它適當方式在基板11之感測面111或背面112額外形成不平坦之膜層亦可實現本發明之散射層12。
編碼圖案13設置於散射層12上。編碼圖案13具有反射之光學特性，且編碼圖案13設置於散射層12上，如此，編碼圖案13即可散射性反射感測光L1，使光學讀取裝置能夠獲得一均勻且易於分辨之編碼圖案影像。舉例而言，編碼圖案13可為多個圖案單元，且每一圖案單元可為線段、橢圓形、多邊形，或線段與圓形、橢圓形或多邊形之組合。較佳者，每一圖案單元之長軸以及短軸之長度不同，如此即可判斷圖案單元之方位差異，例如旋轉角度。可以理解的是，編碼圖案13包含一編碼資訊。舉例而言，編碼資訊可為定址資訊、文字資訊、圖片資訊、控制指令以及防偽資訊至少其中之一。
於一實施例中，編碼圖案13可為金屬、金屬氧化物或合金，使編碼圖案13具有反射性。舉例而言，金屬可為金、鋁、銀、銅等；金屬氧化物可為氧化銦錫(ITO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋁等；合金可為鎳銅合金、鎳鈦銅合金等。但不限於此，於一實施例中，編碼圖案13是由不同折射率之介電材料交互堆疊所形成。可以理解的是，其它可反射感測光L1之技術亦可用以實現本發明之編碼圖案13。於一實施例中，編碼圖案13之厚度介於3nm至20μm。可以理解的是，為使本發明之光學膜片具有高穿透率(例如大於70%)，編碼圖案13之密度、大小、間距以及組成材料皆可做適當之調整。
於一實施例中，為了使感測光L1反射至特定方向，亦即控制反射光之分佈，編碼圖案13可為一維結構，如圖2所示，或為二維結構，如圖3所示。或者，不控制反射光分佈時，編碼圖案13亦可為單純之粗糙結構。
塗佈層14則覆蓋散射層12以及編碼圖案13。塗佈層14可避免編碼圖案13因光學讀取裝置頻繁接觸而磨損。於一實施例中，塗佈層14具有硬化(hard coating)、抗眩光(anti-glare)、抗反射(anti-reflection)、抗指紋(anti-fingerprint)、疏水性以及抗靜電(anti-static)至少其中之一性質。可以理解的是，塗佈層14可為多層結構。於一實施例中，塗佈層14之折射率與基板11之折射率相同或相異。於一實施例中，基板11、散射層12、編碼圖案13以及塗佈層14允許可見光L2透射，如此本發明之光學膜片10可應用於顯示裝置上，亦即顯示裝置所顯示之可見光影像可穿透本發明之光學膜片10。
請再參照圖1，於一實施例中，本發明之光學膜片10更包含一黏著層15，其設置於基板11之背面112。如此即可將本發明之光學膜片10貼附於適當之操作表面，例如顯示裝置之顯示表面或白板上。於一實施例中，黏著層15可包含吸收特定波長之光吸收材料，例如染料或其它光吸收劑，以符合實際應用之需求。舉例而言，可加入藍色染料來改變膜材基調顏色。
請參照圖4以及圖5，本發明一實施例之使用者輸入系統包含一光學膜片10以及一光學讀取裝置20。光學膜片10之詳細結構如前所述，在此不再贅述。光學讀取裝置20具有一接觸端21，其用以抵靠於光學膜片10之感測面111側，讓使用者以習慣的書寫動作與電子裝置互動。光學讀取裝置20包含一發光單元201、一影像感測器202、一處理單元203以及一通訊介面204。
發光單元201用以產生感測光L1以照射光學膜片10。舉例而言，發光單元201可為紅外光或紫外光之發光二極體，較佳者，發光單元201為紅外光之發光二極體。影像感測器202用以感測來自編碼圖案之感測光L1，並輸出一感測影像。舉例而言，影像感測器202包含透鏡以及電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)感測器。透鏡可由聚甲基丙烯酸甲脂(poly methyl methacrylate，PMMA)製成，通常為注入模造之光學元件。PMMA具有抗刮性，在波峰為810nm之光線的穿透性約90%。CCD或CMOS感測器大小可為128 x 128像素，較佳者，CCD或CMOS感測器大小可為140 x 140像素，以具備較佳的製造容錯度。
處理單元203與影像感測器202電性連接。處理單元203可分析感測影像以獲得編碼圖案內含之編碼資訊，例如定址資訊、文字資訊、圖片資訊、控制指令或防偽資訊等。通訊介面204與處理單元203電性連接。通訊介面204可將處理單元203所取得之定址資訊、文字資訊、圖片資訊、控制指令以及防偽資訊等編碼資訊傳送至一外部電子裝置30。舉例而言，通訊介面204可為一有線通訊介面或一無線通訊介面。較佳者，通訊介面204為一無線通訊介面，如此可避免使用者在書寫操作時纜線所造成的干擾。舉例而言，無線通訊介面可為藍牙(Bluetooth)、無線區域網路(WLAN)、ZigBee通訊、無線USB或行動通訊網路。
於一實施例中，本發明之使用者輸入系統更包含一顯示裝置31，其設置於光學膜片10之背面側，亦即光學膜片10設置於顯示裝置31之顯示面。顯示裝置31與外部電子裝置30電性連接。依據此架構，外部電子裝置30即可將接收自光學讀取裝置20之編碼資訊經由顯示裝置31即時呈現出來。舉例而言，使用者以光學讀取裝置20在本發明之光學膜片10上簽名或繪畫，外部電子裝置30可立即將使用者的簽名或繪畫經由顯示裝置31即時顯示出來。或者，使用者可藉由光學讀取裝置20點選光學膜片10之特定區域以解碼出對應之控制指令，以進行點擊、圈選、下一頁或捲動頁面等之操作。
請參照圖6，於一實施例中，編碼圖案包含虛擬格線61和多個圖案單元62。虛擬格線61並不是真實設置於光學膜片10上，因此以虛線繪製。於一實施例中，虛擬格線61彼此垂直相交，形成多個交叉點。定址資訊、文字資訊、圖片資訊、控制指令或防偽資訊等編碼資訊則是依據圖案單元62相對於虛擬格線61之交叉點的位置進行編碼。於圖6所示之實施例中，圖案單元62是由線段以及圓形所組成，且圖案單元62以其中心點設置於虛擬格線61之交叉點。如圖6所示，呈現水平、垂直、向右傾斜45度以及向左傾斜45度之圖案單元62可分別代表4個不同的編碼值。如此，編碼資訊即能夠以圖案單元62加以編碼。可以理解的是，多個圖案單元62可形成一個集合，以編碼較多之編碼資訊。
請參照圖7，於一實施例中，圖案單元62亦能夠以其之一端點設置於虛擬格線61之交叉點。如圖7所示，呈現0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度以及315度可分別代表8個不同的編碼值。詳細編碼方法已為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，且編碼方法非為本發明之主要技術特徵，故在此不再贅述。需注意的是，除上述編碼方法外，編碼資訊亦能夠以其它適當之編碼方法加以實現。
綜合上述，本發明之光學膜片以及使用者輸入系統是在光學膜片上設置一散射層，再於散射層上設置具有反射特性之編碼圖案，如此編碼圖案即具有散射性反射之光學效果，使一光學讀取裝置可獲得均勻且易於分辨之編碼圖案影像。
以上所述之實施例僅是為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。
10‧‧‧光學膜片
11‧‧‧基板
111‧‧‧感測面
112‧‧‧背面
12‧‧‧散射層
13‧‧‧編碼圖案
14‧‧‧塗佈層
15‧‧‧黏著層
20‧‧‧光學讀取裝置
201‧‧‧發光單元
202‧‧‧影像感測器
203‧‧‧處理單元
204‧‧‧通訊介面
21‧‧‧接觸端
30‧‧‧外部電子裝置
31‧‧‧顯示裝置
61‧‧‧虛擬格線
62‧‧‧圖案單元
L1‧‧‧感測光
L2‧‧‧可見光
圖1為一示意圖，顯示本發明一實施例之光學膜片。 圖2為一示意圖，顯示本發明一實施例之光學膜片之俯視結構。 圖3為一示意圖，顯示本發明另一實施例之光學膜片之俯視結構。 圖4為一示意圖，顯示本發明一實施例之使用者輸入系統。 圖5為一示意圖，顯示本發明一實施例之使用者輸入系統之一光學讀取裝置。 圖6為一示意圖，顯示一編碼圖案之配置。 圖7為一示意圖，顯示另一編碼圖案之配置。
10‧‧‧光學膜片
11‧‧‧基板
111‧‧‧感測面
112‧‧‧背面
12‧‧‧散射層
13‧‧‧編碼圖案
14‧‧‧塗佈層
15‧‧‧黏著層
L1‧‧‧感測光
L2‧‧‧可見光

Claims (23)

  1. 一種光學膜片，包含： 一基板，其具有一感測面以及相對之一背面； 一散射層，其設置於該基板之該感測面以及該背面至少其中之一，以散射一感測光； 一編碼圖案，其設置於該散射層，以反射該感測光，其中該編碼圖案包含一編碼資訊；以及 一塗佈層，其覆蓋該散射層以及該編碼圖案。
  2. 如請求項1所述之光學膜片，其中該編碼圖案包含多個圖案單元，且該圖案單元包含線段、橢圓形、多邊形，或線段與圓形、橢圓形或多邊形之組合。
  3. 如請求項1所述之光學膜片，其中該基板、該散射層、該編碼圖案以及該塗佈層允許可見光透射，且該感測光為不可見光。
  4. 如請求項1所述之光學膜片，其中該散射層為粗糙化之該基板之該感測面或該背面。
  5. 如請求項1所述之光學膜片，其中該編碼圖案為一維結構、二維結構或粗糙結構。
  6. 如請求項1所述之光學膜片，其中該編碼圖案包含金屬、金屬氧化物或合金。
  7. 如請求項1所述之光學膜片，其中該編碼圖案之厚度介於3nm至20μm。
  8. 如請求項1所述之光學膜片，其中該編碼圖案是以不同折射率之介電材料交互堆疊所形成。
  9. 如請求項1所述之光學膜片，其中該塗佈層具有硬化、抗眩光、抗反射、抗指紋、疏水性以及抗靜電至少其中之一之性質。
  10. 如請求項1所述之光學膜片，更包含： 一黏著層，其設置於該基板之該背面。
  11. 如請求項11所述之光學膜片，其中該黏著層包含吸收特定波長之光吸收材料。
  12. 一種使用者輸入系統，包含： 一光學膜片，其包含： 一基板，其具有一感測面以及相對之一背面； 一散射層，其設置於該基板之該感測面以及該背面至少其中之一，以散射一感測光； 一編碼圖案，其設置於該散射層，以反射該感測光，其中該編碼圖案包含一編碼資訊；以及 一塗佈層，其覆蓋該散射層以及該編碼圖案；以及 一光學讀取裝置，其具有一接觸端用以抵靠於該光學膜片之該感測面側，且該光學讀取裝置包含： 一發光單元，其用以產生該感測光照射該光學膜片； 一影像感測器，其用以感測該編碼圖案所反射之該感測光，並輸出一感測影像； 一處理單元，其與該影像感測器電性連接，用以分析該感測影像以獲得該編碼圖案之該編碼資訊；以及 一通訊介面，其與該處理單元電性連接，用以將該編碼資訊傳送至一外部電子裝置。
  13. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該編碼圖案包含多個圖案單元，且該圖案單元包含線段、橢圓形、多邊形，或線段與圓形、橢圓形或多邊形之組合。
  14. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該基板、該散射層、該編碼圖案以及該塗佈層允許可見光透射，且該感測光為不可見光。
  15. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該散射層為粗糙化之該基板之該感測面或該背面。
  16. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該編碼圖案為一維結構、二維結構或粗糙結構。
  17. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該編碼圖案包含金屬、金屬氧化物或合金。
  18. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該編碼圖案之厚度介於3nm至20μm。
  19. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該編碼圖案是以不同折射率之介電材料交互堆疊所形成。
  20. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該塗佈層具有硬化、抗眩光、抗反射、抗指紋、疏水性以及抗靜電至少其中之一之性質。
  21. 如請求項12所述之使用者輸入系統，其中該光學膜片更包含： 一黏著層，其設置於該基板之該背面。
  22. 如請求項21所述之使用者輸入系統，其中該黏著層包含吸收特定波長之光吸收材料。
  23. 如請求項12所述之使用者輸入系統，更包含： 一顯示裝置，其設置於該光學膜片之該背面側，且與該外部電子裝置電性連接。
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