TWI823700B - 浮空影像裝置 - Google Patents
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Abstract
一種浮空影像裝置包括準直光學組件、光源組件、成像單元及微透鏡陣列。光源組件與準直光學組件對應，光源組件適於出射光束至準直光學組件，且光束經準直光學組件轉換為準直光束，準直光束在半強度處的展開角度小於±15度；成像單元設置於準直光學組件之遠離光源組件的一側，使準直光學組件介於光源組件及成像單元之間，準直光束適於準直地通過成像單元而轉換為影像光束；微透鏡陣列設置於成像單元之遠離準直光學組件的一側，微透鏡陣列將影像光束聚焦且投射為浮空影像。此浮空影像裝置可使浮空影像成像清晰且減輕側視角之次影像干擾。
Description
本發明是有關一種浮空影像裝置，尤其是一種可使浮空影像成像清晰的浮空影像裝置。
由於實體機械式按鍵在操作時必須直接接觸按鍵本體，因此在長久使用下不可避免地會產生磨損，從而降低了使用壽命。此外，在實體機械式按鍵設置於公共場合的情況下，接觸人數較多，容易有病毒及細菌等傳染病原體附著的衛生疑慮。為了減少或避免上述基於接觸所可能造成的缺陷及/或風險，形成預設浮空影像以供辨識甚至進一步對應操作之技術因應而生。
本發明提供一種浮空影像裝置，可使浮空影像成像清晰且減輕側視角之次影像干擾。
本發明所提供的浮空影像裝置包括準直光學組件、光源組件、成像單元及微透鏡陣列。光源組件與準直光學組件對應，光源組件適於出射光束至準直光學組件，且光束經準直光學組件轉換為準直光束，準直光束在半強度處的展開角度小於±15度；成像單元設置於準直光學組件之遠離光源組件的一側，使準直光學組件介於光源組件及成像單元之間，準直光束
適於準直通過成像單元而轉換為影像光束；微透鏡陣列設置於成像單元之遠離準直光學組件的一側，微透鏡陣列將影像光束聚焦且投射為浮空影像。
在本發明的一實施例中，上述之光源組件的個數為多個，準直光學組件的個數為多個，準直光學組件的個數對應光源組件的個數，且準直光學組件分別一一對應光源組件。
在本發明的一實施例中，上述之準直光學組件或光源組件的排列可為矩陣排列、六角排列或者多邊形排列。
在本發明的一實施例中，上述之浮空影像裝置更包含浮空觸控模組，其中，浮空影像位於預設的影像顯示區域，浮空觸控模組設置於微透鏡陣列及影像顯示區域之間，且浮空觸控模組具有浮空觸控感應區域，浮空觸控感應區域涵蓋影像顯示區域。
在本發明的一實施例中，上述之浮空觸控感應區域在浮空觸控模組上方0至10公分所涵蓋的範圍。
在本發明的一實施例中，上述之準直光學組件與光源組件之間的距離介於0毫米至50毫米之間。
在本發明的一實施例中，上述之光源組件包含發光二極體。
在本發明的一實施例中，上述之準直光學組件包含基板及多個微結構，基板包含相對的上表面及下表面，上表面面向成像單元，微結構形成於上表面及下表面之任一者或兩者。
在本發明的一實施例中，上述之微結構包含多個V形槽，V形槽為等間距排列及等深度之任一者或兩者。
在本發明的一實施例中，上述之相鄰V形槽的間距介於10微米至500微米之間，V形槽的深度介於10微米至500微米之間。
在本發明的一實施例中，上述之基板的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。
在本發明的一實施例中，上述之準直光學組件經由紫外光壓印、射出或熱平壓製程形成。
在本發明的一實施例中，上述之準直光學組件為菲涅耳透鏡。
本發明因採用準直光學組件將光源組件所發散的光源轉換為均勻面之準直光源，可準確將經成像片的影像光束射入對應的微透鏡陣列，使浮空影像裝置成像清晰，且減輕側視角之次影像干擾。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
10:浮空影像裝置
12:準直光學組件
14:光源組件
141:發光二極體
142:電路基板
143:連接結構
16:成像單元
18:微透鏡陣列
L1:光束
L2:準直光束
L3:影像光束
20:浮空影像
22:基板
221:上表面
222:下表面
24:微結構
241:V形槽
D1:間距
D2:深度
D3、D4:距離
30:容置腔
301:壁體
302:開口
32:影像顯示區域
34:浮空觸控模組
36:框架
38:浮空觸控感應區域
40:透明蓋板
42:按鍵面板
圖1是本發明一實施例浮空影像裝置的示意圖。
圖2是本發明一實施例準直光束的亮度對視角的分佈示意圖。
圖3是本發明一實施例準直光學組件的剖面結構示意圖。
圖4是本發明一實施例光源組件及準直光學組件的配置示意圖。
圖5是本發明一實施例浮空影像裝置的應用示意圖。
圖6是是本發明一實施例浮空影像裝置作為浮空顯示觸控按鈕示意圖。
圖1是本發明一實施例浮空影像裝置的示意圖。如圖1所示，浮空影像裝置10包含準直光學組件12、光源組件14、成像單元16及微透鏡陣列18。光源組件14與準直光學組件12對應，光源組件14適於出射光束L1至準
直光學組件12，且光束L1經準直光學組件12轉換為準直光束L2，準直光束L2在半強度處的展開角度小於±15度，請同時參閱圖2是本發明一實施例準直光束的亮度對視角的分佈示意圖，如圖2所示，在以0度方向之亮度作為100%的時候，在亮度為50%時的視角小於±15度。
接續上述說明，如圖1所示，成像單元16設置於準直光學組件12之遠離光源組件14的一側，微透鏡陣列18設置於成像單元16之遠離準直光學組件12的一側，亦即光源組件14、準直光學組件12、成像單元16、及微透鏡陣列18依序排列。其中，準直光學組件12介於光源組件14及成像單元16之間，準直光束L2適於準直通過成像單元16而轉換為一影像光束L3；微透鏡陣列18並將影像光束L3聚焦且投射為浮空影像20。於一實施例中，成像單元16可為具有預設圖樣的底片、光罩或塗層膜片；微透鏡陣列18可為雙面凸透鏡陣列，惟不限於此，微透鏡陣列18亦可為單面凸透鏡陣列。
其中，準直光學組件12包含基板22及多個微結構24，圖3是本發明一實施例準直光學組件的剖面結構示意圖，如圖1及圖3所示，基板22包含相對的上表面221及下表面222，下表面222面向光源組件14，上表面221面向成像單元16，微結構24形成於上表面221，惟不限於此，於未繪示的實施例中，微結構24可形成於下表面222，或者上表面221及下表面222皆形成有微結構24。於一實施例中，微結構24包含多個V形槽241，V形槽241例如為呈圓形環繞，多個V形槽241例如可為等深度但非等間距排列，可為等間距排列但非等深度，或者可為等深度且等間距排列；圖3是以多個V形槽241為等深度但非等間距排列作為例示。於一實施例中，相鄰V形槽241的間距D1介於10微米至500微米之間，V形槽241的深度D2介於10微米至500微米之間。又基板22的材料例如為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚碳酸酯(PC)；於一實施例中，準直光學組件12可經由紫外光
壓印(UV imprinting)、射出或熱平壓製程形成。又於一實施例中，準直光學組件12可為菲涅耳透鏡。
圖4是本發明一實施例光源組件及準直光學組件的配置示意圖。如圖4所示，於一實施例中，光源組件14的個數為多個，準直光學組件12的個數為多個，準直光學組件12的個數對應光源組件14的個數，且準直光學組件12分別一一對應光源組件14。於一實施例中，準直光學組件12/光源組件14的排列可為矩陣排列、六角排列或者多邊形排列。又，於一實施例中，準直光學組件12與光源組件14之間的距離D3可介於0毫米至50毫米之間，亦即光源組件14可緊貼著準直光學組件12或者與準直光學組件12間隔50毫米以下的距離。
圖5是本發明一實施例浮空影像裝置的應用示意圖，其中，浮空影像裝置10設置於容置腔30內；光源組件14例如包含發光二極體(LED)141、電路基板142及連接結構143，電路基板142設置於容置腔30的底部，發光二極體141設置於電路基板142上，連接結構143電性連接電路基板142且外接至電力來源、控制裝置或其他裝置。又，浮空影像20呈現於容置腔30外的預設影像顯示區域32。
繼續參閱圖5所示，浮空影像裝置10更包含浮空觸控模組34，設置於微透鏡陣列18及影像顯示區域32之間。具體而言，利用一框架36界定容置腔30的壁體301，且壁體301可界定一開口302朝向影像顯示區域32；浮空觸控模組34設置於開口302上，浮空觸控模組34具有浮空觸控感應區域38，浮空觸控感應區域38例如位於浮空觸控模組34的正上方，且涵蓋影像顯示區域32。於一實施例中，浮空觸控感應區域38例如在浮空觸控模組34上方0至10公分所涵蓋的範圍，亦即浮空觸控感應區域38的最高點與浮空觸控模組34之間的距離D4介於0至10公分之間。又如圖5所示，於一實施例中，框
架36進一步包含一可使影像光束L3通過的透明蓋板40，覆蓋容置腔30的開口302且包覆浮空觸控模組34，以達美觀、保護等效果。
圖6是本發明一實施例浮空影像裝置作為浮空顯示觸控按鈕示意圖，如圖6所示，浮空影像裝置10作為浮空顯示觸控按鈕，設置在例如電梯的或者自動櫃員機(ATM)的按鍵面板42上，且相容於電梯/自動櫃員機現有開關模組外型及電性訊號，其中，浮空影像裝置10的框架36容置於按鍵面板42，而浮空影像20，例如數字影像，在按鍵面板42上方浮空呈現。
根據上述，在本發明一實施例浮空影像裝置中，藉由準直光學組件將光源組件所發散的光源轉換為均勻面之準直光源，可準確將經成像片的影像光束射入對應的微透鏡陣列，使浮空影像裝置成像清晰，且減輕側視角之次影像干擾。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:浮空影像裝置
12:準直光學組件
14:光源組件
16:成像單元
18:微透鏡陣列
L1:光束
L2:準直光束
L3:影像光束
20:浮空影像
22:基板
221:上表面
222:下表面
24:微結構
Claims (11)
- 一種浮空影像裝置，包括：多個準直光學組件；多個光源組件；該些光源組件之個數與該些準直光學組件之個數相同，且分別一一與該些準直光學組件對應，並相距介於0毫米至50毫米之間的距離；該些光源組件分別適於出射一光束至每一該準直光學組件，且該光束經該準直光學組件轉換為一準直光束，該準直光束在一半強度處的展開角度小於±15度；一成像單元，設置於該準直光學組件之遠離該光源組件的一側，使該準直光學組件介於該光源組件及該成像單元之間，該準直光束適於準直通過該成像單元而轉換為一影像光束；以及一微透鏡陣列，設置於該成像單元之遠離該準直光學組件的一側，該微透鏡陣列將該影像光束聚焦且投射為一浮空影像。
- 如請求項1所述的浮空影像裝置，其中，該些準直光學組件或該些光源組件的排列可為矩陣排列、六角排列或者多邊形排列。
- 如請求項1所述的浮空影像裝置，更包含一浮空觸控模組，其中，該浮空影像位於預設的一影像顯示區域，該浮空觸控模組設置於該微透鏡陣列及該影像顯示區域之間，且該浮空觸控模組具有一浮空觸控感應區域，該浮空觸控感應區域涵蓋該影像顯示區域。
- 如請求項3所述的浮空影像裝置，其中，該浮空觸控感應區域在該浮空觸控模組上方0至10公分所涵蓋的範圍。
- 如請求項1所述的浮空影像裝置，其中，該光源組件包含發光二極體。
- 如請求項1所述的浮空影像裝置，其中，該準直光學組件包含一基板及多個微結構，該基板包含相對的上表面及下表面，該上表面面向該成像單元，該些微結構形成於該上表面及該下表面之任一者或兩者。
- 如請求項6所述的浮空影像裝置，其中，該些微結構包含多個V形槽，該些V形槽為等間距排列及等深度之任一者或兩者。
- 如請求項6所述的浮空影像裝置，其中，該些微結構包含多個V形槽，相鄰的該些V形槽的間距介於10微米至500微米之間，該些V形槽的深度介於10微米至500微米之間。
- 如請求項6所述的浮空影像裝置，其中，該基板的材料為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚碳酸酯(PC)。
- 如請求項6所述的浮空影像裝置，其中，該準直光學組件經由紫外光壓印、射出或熱平壓製程形成。
- 如請求項1所述的浮空影像裝置，其中，該準直光學組件為一菲涅耳透鏡。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107044847A (zh) * | 2015-11-04 | 2017-08-15 | 赫克斯冈技术中心 | 包括微透镜阵列的激光器模块 |
| CN107076881A (zh) * | 2014-09-29 | 2017-08-18 | 飞利浦照明控股有限公司 | 光学装置、光学系统和成形光束的方法 |
| CN107209392A (zh) * | 2015-01-19 | 2017-09-26 | 飞利浦照明控股有限公司 | 具有准直器和微透镜阵列的光学设备 |
| TW201908115A (zh) * | 2017-07-11 | 2019-03-01 | 日商大賽璐股份有限公司 | 菲涅耳透鏡及其製造方法 |
| TW202011079A (zh) * | 2018-05-15 | 2020-03-16 | 英商普利希半導體有限公司 | Led背光 |
| TW202242936A (zh) * | 2021-04-20 | 2022-11-01 | 達運精密工業股份有限公司 | 顯示裝置、非接觸式按鍵及輸入裝置 |
-
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-
2023
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107076881A (zh) * | 2014-09-29 | 2017-08-18 | 飞利浦照明控股有限公司 | 光学装置、光学系统和成形光束的方法 |
| CN107209392A (zh) * | 2015-01-19 | 2017-09-26 | 飞利浦照明控股有限公司 | 具有准直器和微透镜阵列的光学设备 |
| CN107044847A (zh) * | 2015-11-04 | 2017-08-15 | 赫克斯冈技术中心 | 包括微透镜阵列的激光器模块 |
| TW201908115A (zh) * | 2017-07-11 | 2019-03-01 | 日商大賽璐股份有限公司 | 菲涅耳透鏡及其製造方法 |
| TW202011079A (zh) * | 2018-05-15 | 2020-03-16 | 英商普利希半導體有限公司 | Led背光 |
| TW202242936A (zh) * | 2021-04-20 | 2022-11-01 | 達運精密工業股份有限公司 | 顯示裝置、非接觸式按鍵及輸入裝置 |
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