光學觸控結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種光學觸控結構，其包括透明基材以及多個具有金屬成分的光學粒子。具有金屬成分的光學粒子配置于透明基材上。當紅外光入射至每一具有金屬成分的光學粒子時，每一具有金屬成分的光學粒子反射紅外光。
【專利說明】光學觸控結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種觸控結構，且特別是涉及一種光學觸控結構。

【背景技術】
[0002]現有的一種光學觸控結構是由淺色紙基材以及多個印刷在淺色紙基材上的黑色油墨圖案所組成。當光筆所發出的紅外光通過光學觸控結構時，淺色紙基材會直接反射及散射紅外光，而這些反射或散射的紅外光被同樣設置于光筆內的紅外光攝影機所偵測。當光筆接觸光學觸控結構并且在光學觸控結構的表面移動時，處理器根據紅外光攝影機所感測到的紅外光強度與影像變化來判斷觸碰點的位置與觸碰點的移動。
[0003]由于淺色紙基材具有粗糙表面，因此光筆所產生的紅外光可朝多個方向反射及散射，故紅外光攝影機很容易攝得反射影像。也就是說，光筆即使在相當大的傾斜角度仍然可讀取到觸控點的位置信號。然而，淺色紙基材本身非透明，意即不具有光穿透性，因此會遮蔽部分光線，故這種光學觸控結構無法普遍應用于常見的顯示器上。再者，淺色紙基材除了會反射及散射紅外光之外，也會反射及散射顯示器所發出的光和外界的環境光，而使得影像有白霧化的現象，進而降低影像的對比度與清晰度。


【發明內容】

[0004]本發明的目的在于提供一種光學觸控結構，其具有透明基材且可利用具有金屬成分的光學粒子來反射(reflect)紅外光，可推算出觸控點的位置且具有較廣泛的應用范圍。
[0005]為達上述目的，本發明的光學觸控結構，其包括透明基材以及多個具有金屬成分的光學粒子。具有金屬成分的光學粒子配置于透明基材上。當紅外光入射至每一具有金屬成分的光學粒子時，每一具有金屬成分的光學粒子反射紅外光。
[0006]在本發明的一實施例中，上述的光學觸控結構還包括透明粘著層。透明粘著層配置于透明基材上，且具有金屬成分的光學粒子透過透明粘著層而固定于透明基材上，其中透明粘著層的折射率與透明基材的折射率相同或接近。
[0007]在本發明的一實施例中，上述的透明粘著層完全覆蓋透明基材，且具有金屬成分的光學粒子分布于透明粘著層內。
[0008]在本發明的一實施例中，上述的透明粘著層完全覆蓋透明基材的上表面，而具有金屬成分的光學粒子被透明粘著層所覆蓋且呈單層排列于上表面上。
[0009]在本發明的一實施例中，上述的光學觸控結構還包括多個光吸收部以及透明保護層。光吸收部配置于透明粘著層上且暴露出部分透明粘著層。透明保護層配置于透明粘著層上，且包覆光吸收部與被光吸收部所暴露出的透明粘著層。透明保護層的折射率與透明基材的折射率及透明粘著層的折射率相同或接近。
[0010]在本發明的一實施例中，上述的透明粘著層包括多個透明粘著部。透明粘著部分散配置于透明基材上且暴露出部分透明基材。具有金屬成分的光學粒子分布于透明粘著部內。
[0011]在本發明的一實施例中，上述的透明粘著層包括多個透明粘著部。透明粘著部分散配置于透明基材的上表面上且暴露出部分上表面。具有金屬成分的光學粒子被透明粘著部所覆蓋且呈單層排列于上表面上。
[0012]在本發明的一實施例中，上述的光學觸控結構還包括透明保護層。透明保護層配置于透明基材上，且包覆透明粘著部與被透明粘著部所暴露出的透明基材。透明保護層的折射率與透明粘著層的折射率及透明基材的折射率相同或接近。
[0013]在本發明的一實施例中，上述的透明基材具有多個凹孔，而具有金屬成分的光學粒子配置于凹孔內且呈單層排列。
[0014]在本發明的一實施例中，上述的光學觸控結構，還包括多個透明定位部。透明定位部配置于透明基材上，而具有金屬成分的光學粒子配置于透明定位部之間且呈單層排列。透明定位部限制具有金屬成分的光學粒子的位置。
[0015]在本發明的一實施例中，上述的光學觸控結構還包括多個光吸收部以及透明保護層。光吸收部配置于透明基材上，且至少暴露出部分具有金屬成分的光學粒子。透明保護層配置于透明基材上，且至少包覆光吸收部與被光吸收部所暴露出具有金屬成分的光學粒子。透明保護層的折射率與透明基材的折射率相同或接近。
[0016]在本發明的一實施例中，上述的每一具有金屬成分的光學粒子是金屬粒子或由玻璃粒子及包覆于玻璃粒子的外表面上的金屬層所組成。
[0017]在本發明的一實施例中，上述的每一具有金屬成分的光學粒子的粒徑介于I微米至30微米之間。
[0018]基于上述，由于本發明的光學觸控結構包括透明基材與具有金屬成分的光學粒子，因此當觸控元件(如光學觸控筆)發出紅外光照射至光學觸控結構時，透明基材可讓可見光穿透，而具有金屬成分的光學粒子可反射紅外光至觸控元件內的紅外光攝影機，進而推算出觸控點的位置。此外，后續將本發明的光學觸控結構應用于例如是常見的顯示器(例如是液晶顯示器、陰極射線管顯示器或等離子體顯示器)上時，其透明基材的設置也可讓顯示器的光大部分穿透，并且可避免影像白霧化的情形產生。故，本發明的光學觸控結構具有較廣泛的應用范圍。
[0019]為讓本發明的上述特征和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發明的一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖；
[0021]圖2為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖；
[0022]圖3為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖；
[0023]圖4為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖；
[0024]圖5為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖；
[0025]圖6為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。
[0026]符號說明
[0027]100a、100b、100c、10cU10eUOOf:光學觸控結構
[0028]110a、110e:透明基材
[0029]112a、112e:上表面
[0030]114e:凹孔
[0031]120a、120b:具有金屬成分的光學粒子
[0032]122b:玻璃粒子
[0033]123b:外表面
[0034]124b:金屬層
[0035]130a、130b、130c、130d:透明粘著層
[0036]132a、132b:透明粘著部
[0037]132c:表面
[0038]140a、140c、140e:透明保護層
[0039]I5OcU5Oe:光吸收部
[0040]160f:透明定位部
[0041]L1、L2、L3:紅外光

【具體實施方式】
[0042]圖1繪示為本發明的一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。請參考圖1，在本實施例中，光學觸控結構10a包括透明基材IlOa以及多個具有金屬成分的光學粒子120a。具有金屬成分的光學粒子120a配置于透明基材IlOa上。當紅外光LI入射至每一具有金屬成分的光學粒子120a時，每一具有金屬成分的光學粒子120a反射(即圖1中的紅外光L2)紅外光LI。
[0043]詳細來說，本實施例的透明基材IlOa的材質例如是玻璃、塑膠、聚甲基丙烯甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)或其他具有高穿透性的材質,其中透明基材IlOa具有上表面112a。每一具有金屬成分的光學粒子120a由于具有金屬的特性，對紅外光將具有強烈的反射性。每一具有金屬成分的光學粒子120a例如是金屬粒子，如金粒子、銀粒子、鋁粒子或不同金屬所組成的合金粒子，但并不以此為限。此外，每一具有金屬成分的光學粒子120a的粒徑例如是介于I微米至30微米之間。
[0044]更具體來說，本實施例的光學觸控結構10a還包括透明粘著層130a，其中透明粘著層130a配置于透明基材IlOa上，且具有金屬成分的光學粒子120a透過透明粘著層130a而固定于透明基材IlOa上。此處，透明基材IlOa的折射率與透明粘著層130a的折射率相同或接近。如圖1所示，透明粘著層130a包括多個透明粘著部132a，其中透明粘著部132a分散配置于透明基材IlOa的上表面112a上且暴露出部分透明基材IlOa的上表面112a。特別是，具有金屬成分的光學粒子120a隨機分布于透明粘著部132a內。
[0045]此外，本實施例光學觸控結構10a可還包括透明保護層140a，其中透明保護層140a配置于透明基材I1a上，且包覆透明粘著部132a與被透明粘著部132a所暴露出的透明基材IlOa的上表面112a。特別是，透明保護層140a的折射率與透明基材IlOa的折射率及透明粘著層130a的折射率相同或接近，以提升光穿透率。
[0046]由于本實施例中具有金屬成分的光學粒子120a對紅外光有強烈的反射效應，而透明基材110a、透明粘著部132a與透明保護層140a對紅外光的反射較弱，因此當觸控元件(如光學觸控筆，未繪示)發出紅外光LI照射至光學觸控結構10a時，具有金屬成分的光學粒子120a可反射(即圖1中的紅外光L2)及散射(即圖1中的紅外光L3)紅外光LI至觸控元件內的紅外光攝影機(未繪示)，形成紅外光反射影像，進而可推算出觸控點的位置。此時，可見光(未繪示)可直接穿透透明保護層140a、透明基材IlOa以及透明粘著層130a。如此一來，于后續將光學觸控結構10a安裝于例如是顯示器(未繪示)之前時，除了可成為紅外光LI的有效反射體之外，其透明基材IlOa的設置也可有效維持顯示器之光的穿透率，并可以降低影像的白霧化現象。故，本實施例的光學觸控結構10a可具有較廣泛的應用范圍。
[0047]在此必須說明的是，下述實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中采用相同的標號來表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術內容的說明。關于省略部分的說明可參考前述實施例，下述實施例不再重復贅述。
[0048]圖2繪示為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。請參考圖2，本實施例的光學觸控結構10b與圖1的光學觸控結構10a相似，惟二者主要差異之處在于:本實施例的具有金屬成分的光學粒子120b具體化是由玻璃粒子122b及包覆于玻璃粒子122b的外表面123b上的金屬層124b所組成。此外，本實施例的具有金屬成分的光學粒子120b被透明粘著層130b的透明粘著部132b所覆蓋且呈單層排列于透明基材IlOa的上表面112a上。此處，具有金屬成分的光學粒子120b不接觸透明基材IlOa的上表面112a，但于其它實施例中，具有金屬成分的光學粒子120b也可直接接觸透明基材IlOa的上表面112a。
[0049]當觸控元件(如光學觸控筆，未繪示)發出紅外光LI照射至光學觸控結構10b時，具有金屬成分的光學粒子120b可反射(即圖2中的紅外光L2)及散射(即圖2中的紅外光L3)紅外光LI至觸控元件內的紅外光攝影機(未繪示)，進而可推算出觸控點的位置。此時，可見光(未繪示)可直接穿透透明保護層140a、透明基材IlOa以及透明粘著層130b，且透過成單層排列的具有金屬成分的光學粒子120b可避免可見光產生多重反射與多重散射。如此一來，于后續將光學觸控結構10b安裝于例如是顯示器(未繪示)之前時，除了可成為紅外光LI的有效反射體之外，也可有效維持顯示器之光的穿透率，并可以避免影像產生白霧化的情形。故，本實施例的光學觸控結構10b可具有較廣泛的應用范圍。
[0050]圖3繪示為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。請參考圖3，本實施例的光學觸控結構10c與圖1的光學觸控結構10a相似，惟二者主要差異之處在于:本實施例的透明粘著層130c完全覆蓋透明基材110a，且具有金屬成分的光學粒子120a隨機分布于透明粘著層130c內。此外，本實施例的光學觸控結構10c還包括多個光吸收部150c，其中光吸收部150c配置于透明粘著層130c的表面132c上且暴露出部分透明粘著層130c的表面132c。透明保護層140c配置于透明粘著層130c上，且包覆光吸收部150c與被光吸收部150c所暴露出的透明粘著層130c的表面132c。此處，光吸收部150c可視為不反射可見光也不反射紅外光的暗點，其材質例如是黑色油墨，但并不以此為限。
[0051]當觸控元件(如光學觸控筆，未繪示)發出紅外光LI照射至光學觸控結構10c時，具有金屬成分的光學粒子120a可反射(即圖3中的紅外光L2)及散射(即圖3中的紅外光L3)紅外光LI至觸控元件內的紅外光攝影機(未繪示)，而光吸收部并不反射紅外光，因而形成反攝影像，進而可推算出觸控點的位置。此時，可見光(未繪示)可直接穿透透明保護層140c、透明基材IlOa以及透明粘著層130c，但可見光與紅外光LI皆會被光吸收部150c所吸收，進而使紅外光LI在光學觸控結構10c上產生較大的反射率差異。如此一來，于后續將光學觸控結構10c安裝于例如是顯示器(未繪示)之前時，除了可成為紅外光LI的有效反射體之外，也可有效維持顯示器之光的穿透率，并可以減輕影像產生白霧化的情形。故，本實施例的光學觸控結構10c可具有較廣泛的應用范圍。
[0052]圖4繪示為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。請參考圖4，本實施例的光學觸控結構10d與圖3的光學觸控結構10c相似，惟二者主要差異之處在于:本實施例的具有金屬成分的光學粒子120a被透明粘著層130d所覆蓋且呈單層排列于透明基材IlOa的上表面112a上。相較于圖3中的具有金屬成分的光學粒子120a是呈現隨機分布而言，本實施例的透明粘著層130d的厚度可小于圖3中的透明粘著層130c厚度，進而可減少整體光學觸控結構10d的厚度。此外，呈單層排列的具有金屬成分的光學粒子120a也可避免可見光產生多重反射與多重散射的現象，故后續將光學觸控結構10d安裝于例如是顯示器(未繪示)之前時，除了可成為紅外光LI的有效反射體之外，也可有效維持顯示器之光的穿透率。
[0053]圖5繪示為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。請參考圖5，本實施例的光學觸控結構10e與圖3的光學觸控結構10c相似，惟二者主要差異之處在于:本實施例的透明基材IlOe具有多個凹孔114e，而具有金屬成分的光學粒子120a是配置于凹孔114e內且呈單層排列。換言之，本實施例是透過透明基材IlOe的凹孔114e來固定具有金屬成分的光學粒子120a，并限定具有金屬成分的光學粒子120a的位置。因此，本實施例無須使用如圖1至圖4中的透明粘著層130a、130b、130c、130d來固定具有金屬成分的光學粒子120a的位置，可有較降低整體光學觸控結構10e的厚度。此外，光吸收部150e配置于透明基材IlOe的部分上表面112e上且覆蓋部分具有金屬成分的光學粒子120a，其中光吸收部150e至少暴露出部分凹孔114e及部分位于凹孔114e內的具有金屬成分的光學粒子120a。透明保護層140e配置于透明基材IlOe上，且至少包覆光吸收部150e與被光吸收部150e所暴露出凹孔114e及位于凹孔114e內的具有金屬成分的光學粒子120e。
[0054]圖6繪示為本發明的另一實施例的一種光學觸控結構的剖面示意圖。請參考圖6，本實施例的光學觸控結構10f與圖5的光學觸控結構10e相似，惟二者主要差異之處在于:本實施例的光學觸控結構10f透過設置透明定位部160f來取代圖5的凹孔114e的設計。詳細來說，本實施例的光學觸控結構10f還包括多個透明定位部160f，其中透明定位部160f配置于透明基材IlOa上，而具有金屬成分的光學粒子120a配置于透明定位部160f之間且呈單層排列。透明定位部160f限制具有金屬成分的光學粒子120f的位置，因此無須使用如圖1至圖4中的透明粘著層130a、130b、130c、130d來固定具有金屬成分的光學粒子120a的位置。
[0055]需說明的是，于其他未繪示的實施例中，也可選用于如前述圖2所提及的由玻璃粒子122b及包覆于玻璃粒子122b的外表面123b上的金屬層124b所組成的具有金屬成分的光學粒子120b，本領域的技術人員當可參照前述實施例的說明，依據實際需求，而選用前述構件，以達到所需的技術效果。
[0056]綜上所述，由于本發明的光學觸控結構包括透明基材與具有金屬成分的光學粒子，因此當觸控元件(如光學觸控筆)發出紅外光照射至光學觸控結構時，透明基材可讓可見光穿透，而具有金屬成分的光學粒子可反射紅外光至觸控元件內的紅外光攝影機，由紅外光反射影像推算出觸控點的位置。此外，后續將本發明的光學觸控結構應用于例如是常見的顯示器(例如是液晶顯示器、陰極射線管顯示器或等離子體顯示器)上時，其透明基材的設置也可有效維持顯示器的光穿透率，并且可減輕影像白霧化的情形。故，本發明的光學觸控結構具有較廣泛的應用范圍。
[0057]雖然已結合以上實施例公開了本發明，然而其并非用以限定本發明，任何所屬【技術領域】中熟悉此技術者，在不脫離本發明的精神和范圍內，可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護范圍應以附上的權利要求所界定的為準。
【權利要求】
1.一種光學觸控結構，包括: 透明基材；以及 多個具有金屬成分的光學粒子，配置于該透明基材上，其中當紅外光入射至各該具有金屬成分的光學粒子時，各該具有金屬成分的光學粒子反射該紅外光。
2.如權利要求1所述的光學觸控結構，還包括: 透明粘著層，配置于該透明基材上，其中該透明粘著層的折射率與該透明基材的折射率相同或接近，且該些具有金屬成分的光學粒子透過該透明粘著層而固定于該透明基材上。
3.如權利要求2所述的光學觸控結構，其中該透明粘著層完全覆蓋該透明基材，且該些具有金屬成分的光學粒子分布于該透明粘著層內。
4.如權利要求2所述的光學觸控結構，其中該透明粘著層完全覆蓋該透明基材的上表面，而該些具有金屬成分的光學粒子被該透明粘著層所覆蓋且呈單層排列于該上表面上。
5.如權利要求3或4所述的光學觸控結構，還包括: 多個光吸收部，配置于該透明粘著層上，且暴露出部分該透明粘著層；以及 透明保護層，配置于該透明粘著層上，且包覆該些光吸收部與被該些光吸收部所暴露出的該透明粘著層，其中該透明保護層的折射率與該透明基材的折射率及該透明粘著層的折射率相同或接近。
6.如權利要求2所述的光學觸控結構，其中該透明粘著層包括多個透明粘著部，該些透明粘著部分散配置于該透明基材上且暴露出部分該透明基材，而該些具有金屬成分的光學粒子分布于該些透明粘著部內。
7.如權利要求2所述的光學觸控結構，其中該透明粘著層包括多個透明粘著部，該些透明粘著部分散配置于該透明基材的上表面上且暴露出部分該上表面，而該些具有金屬成分的光學粒子被該些透明粘著部所覆蓋且呈單層排列于該上表面上。
8.如權利要求6或7所述的光學觸控結構，還包括: 透明保護層，配置于該透明基材上，且包覆該些透明粘著部與被該些透明粘著部所暴露出的該透明基材，其中該透明保護層的折射率與該透明粘著層的折射率及該透明基材的折射率相同或接近。
9.如權利要求1所述的光學觸控結構，其中該透明基材具有多個凹孔，該些具有金屬成分的光學粒子配置于該些凹孔內且呈單層排列。
10.如權利要求1所述的光學觸控結構，還包括: 多個透明定位部，配置于該透明基材上，該些具有金屬成分的光學粒子配置于該些透明定位部之間且呈單層排列，而該些透明定位部限制該些具有金屬成分的光學粒子的位置。
11.如權利要求9或10所述的光學觸控結構，還包括: 多個光吸收部，配置于該透明基材上，且至少暴露出部分該些具有金屬成分的光學粒子；以及 透明保護層，配置于該透明基材上，且至少包覆該些光吸收部與被該些光吸收部所暴露出該些具有金屬成分的光學粒子，其中該透明保護層的折射率與該透明基材的折射率相同或接近。
12.如權利要求1所述的光學觸控結構，其中各該具有金屬成分的光學粒子是金屬粒子或由玻璃粒子及包覆于該玻璃粒子的外表面上的金屬層所組成。
13.如權利要求1所述的光學觸控結構，其中各該具有金屬成分的光學粒子的粒徑介于I微米至30微米之間。
【文檔編號】G06F3/042GK104423727SQ201310478421
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年10月14日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】楊明輝 申請人:欣興電子股份有限公司