CN111352538B - 互动显示膜及其写入读取装置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种互动显示膜及其写入读取装置，互动显示膜具有一基板层、一感光编码层及多个编码图样单元，各编码图样单元形成于感光编码层中且其形状与排列方式包含了一位址资讯；当感光编码层吸收一第一波长光时会产生颜色转变，且对一第二波长光的光学特性不同于各编码图样单元；写入读取装置包含第一及第二光源、一成像模块及一处理器，第一光源及第二光源分别可发送第一波长光及第二波长光，成像模块截取由互动显示膜反射的第二波长的图像光信号并经处理器解码产生一位址资讯，以供一显示装置执行互动显示功能。

Description

互动显示膜及其写入读取装置

技术领域

一种显示膜及其写入装置，尤指一种互动显示膜及其写入读取装置。

背景技术

互动显示***是现在许多电子装置配备的显示操作***，提供使用者直觉且便利的电子装置操作介面。在现有技术中互动显示***常见是以触控显示模块的技术予以实现，一触控荧幕包含触控模块及显示模块，所述触控模块与所述显示模块分别电连接一处理模块。所述触控模块根据使用者的操作，例如触控物件的触碰位置及轨迹产生一触控信号并传送至所述处理模块。所述处理模块则根据所述触控信号执行特定的触控功能，例如控制所述显示模块根据所述触控信号的轨迹显示一笔迹线条等。也就是说，现有的触控模块必须与所述显示模块整合以提供使用者视觉上的触控反馈，例如显示笔迹，达到互动显示的目的。进一步来说，所述触控模块及所述显示模块分别包含至少一基板及设置于基板上的信号线路层等，而因此触控模块及显示模块的整合组装必然具有一定厚度而难以缩减，且两者的整合组装须经过复杂精细的制程步骤，导致成本高及良率的限制。

除此之外，目前常见的触控模块如电阻式触控、电容式触控等技术均须在基板上的信号线路层中，设置在二垂直轴上相平行排列的氧化铟锡线路，所述处理模块则依一固定频率依序扫描各线路，据以产生触控信号。也就是说，当触控面积越大，需要扫描的面积越也越大，所述处理模块的运算负载也愈大，因此所述处理模块的运算能力同时也限制了触控显示装置的面积。综上所述，现有的互动显示模块势必须进行进一步改进。

发明内容

有鉴于现有的互动显示装置具有制程复杂、且大面积互动显示装置成本高及厚度难以缩减的缺点，本发明提供一种互动显示膜及其读取装置。所述互动显示膜包含一基板层及一感光编码层，所述基板层具有相对的一第一表面及一第二表面，所述感光编码层设置于所述基板层的第一表面，且所述感光编码层中形成有多个编码图样单元。其中，当所述感光编码层接收到一第一波长光线时，所述感光编码层接收到所述第一波长光线的区域产生颜色转变，且所述感光编码层上形成编码图样单元与未形成编码图样单元的位置分别对一第二波长光线具有不同的吸收反射特性。且所述多个编码图样单元的形状与排列包含了各编码图样单元所在位置的一位址资讯。本发明另外提供所述互动显示膜的写入读取装置，包含一壳体、一第一光源、一第二光源、一成像模块及一处理器。所述壳体形成一内部空间，且具有一读写开口，所述第一光源及所述第二光源均设置于所述内部空间中，且所述第一光源向所述读写开口发送一第一波长光线，所述第二光源向所述读写开口发送一第二波长光线。所述成像模块由所述读写开口接收一图像光信号并转换为一编码图像资讯，所述处理器设置于所述内部空间且电连接所述成像模块，所述处理器接收所述编码图像资讯，解码所述编码图像资讯，产生一位址资讯。

当使用者开启所述写入读取装置的第一光源并在所述互动显示膜上操作时，所述感光编码层的感光材料接收到所述第一波长光线处发生颜色变化，因而等同于显示一笔迹线条。当使用者开启所述写入读取装置的第二光源并在所述互动显示膜上操作时，所述第二波长光线入射所述互动显示膜并产生一反射的图像光信号，所述写入读取装置的成像模块经由所述读写开口截取所述图像光信号，并且据以产生所述编码图像资讯，进一步供所述处理器产生位址资讯。

本发明的互动显示膜轻薄且结构简单，所述互动显示膜可供依附任一尺寸符合的平面，例如一玻璃墙、一墙面、一白板、或显示荧幕等，使用者通过所述写入读取装置在所述互动显示膜上进行书写操作时，便可以所述第一光源产生一书写笔迹，或以所述第二光源及所述成像模块读取书写位置的位址资讯，所述位址资讯随书写位置变换，进一步可提供一外部的显示装置进行互动操作。

由于所述写入读取装置所截取的图像光信号的资讯量是固定的，也就是说，无论所述互动显示膜的整体面积大小，所述写入读取装置只须解码其截取的固定面积的图像光信号以获取对应的位址资讯，所述处理器运算负载不会与所述互动显示膜的整体面积大小成正比，因此，所述互动显示膜的面积大小便不受到处理器运算能力及大面积线路设置成本的限制。

进一步来说，通过切换所述写入读取装置的第一光源、第二光源或开启两者，使用者可以在三种不同的读写模式中切换，例如仅在所述互动显示膜上进行书写、仅对一外部显示装置进行互动操作，或同时在所述互动显示膜上书写并操作所述外部显示装置，具有多元且适合多种环境的应用。

附图说明

图1是本发明互动显示膜的剖面示意图。

图2是本发明互动显示膜的立体示意图。

图3是本发明互动显示膜的写入读取装置的剖面示意图。

图4至图9是本发明互动显示膜及其写入读取装置使用状态示意图。

图10及图11是本发明互动显示膜第二较佳实施例的剖面示意图。

图12是本发明互动显示膜第三较佳实施例的剖面示意图。

附图标记说明：

10 互动显示膜

11 基板层

12 感光编码层

121、1211、1212 编码图样单元

122 感光子层

123 编码子层

13 保护层

20 读取写入装置

21 壳体

22 第一光源

23 第二光源

24 成像模块

241 透镜单元

242 影像感测单元

25 处理器

26 无线传输单元

30 显示装置。

具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

请参阅图1及图2所示，本发明提供一种互动显示膜10，所述互动显示膜10包含一基板层11、一感光编码层12及多个编码图样单元121。所述基板层11具有相对的一第一表面及一第二表面，所述感光编码层12设置于所述基板层11的第一表面，所述多个编码图样单元121形成于所述感光编码层12中。所述感光编码层12接收到一第一波长光时，所述接收到所述第一波长光的位置产生颜色变化；当所述感光编码层12接收到一第二波长光时，所述感光编码层12与所述多个编码图样单元121分别对所述第二波长光具有不同的吸收反射特性，且所述多个编码图样单元的形状与排列包含了各编码图样单元所在位置的一位址资讯。

其中，所述基板层11及所述感光编码层12较佳是可见光穿透层，也就是透明层。当使用者持一第一光源发射所述第一波长光照射所述互动显示膜10上的一第一区域，所述第一区域内的感光编码层12接收到所述第一波长光，所述感光编码层12的感光材料发生颜色变化，因此对于使用者来说即是在所述第一区域显示视觉反馈，例如作为一笔迹显示。举例来说，所述感光编码层12的感光材料较佳是对波长350纳米(nm)～470纳米的光线产生化学或物理变化，例如是蓝光或一紫外光，致使所述感光编码层12发生颜色转变。更佳的，所述感光编码层12经照射所述第一波长光后发生的颜色转变是可逆的，例如所述感光编码层12可接收一第三波长光，使得所述感光编码层12已发生颜色转变的区域受到所述第三波长光照射后回复原状态，也就是透明状态。因此，一第三波长光源可用以作为一橡皮擦功能使用。

除此之外，由于所述感光编码层12与各所述编码图样单元121对一第二波长光具有不同的吸收反射特性。举例来说，所述第二波长光可为一红外光，而所述感光编码层12中的材料是会吸收所述红外光，各所述编码图样单元121则是不吸收所述红外光，反之亦可。如此一来，当使用者以一产生所述第二波长光的第二光源照射所述互动显示膜10时，所述第二波长光照射至所述感光编码层12及所述编码图样单元121并反射成像后形成的图像光信号包含所述第二光源照射区域的编码图样单元121的形状。其中，各所述编码图样单元121的形状及排列是根据一编码演算法组合设置，所述编码演算法使得所述感光编码层12上的不同位置的编码图样单元121的图样分别包含不同的位址资讯。因此，通过一第二光源照射所述互动显示膜10，并以一内建解码程序的读取模块截取由所述互动显示膜10反射的图像光信号并执行解码演算，即能获得所述第二光源照射位置的一位址资讯，如同产生一包含位址信息的触控信号，并可供一显示装置进行互动功能，例如显示装置在所述位址资讯对应的位置显示一笔迹。其中，所述第一光源可为一蓝光光源，所述第二光源可为一红外光光源。

更详细的说，各所述编码图样单元121的形状及排列是根据一编码演算法组合设置，使得所述感光编码层上的不同位置的编码图样单元121包含其所在位置的位址资讯。各所述编码图样单元121可为不同方向、大小、密度排列的椭圆形、圆形、线形、多边形或其组合。图2是以椭圆形编码图样单元121为例，举例来说，编码图样单元1211与编码图样单元1212的形状及方向虽然相同，但由于编码图样单元1211周围八个编码图样单元121的排列方式不同于编码图样单元1212周围八个编码图样单元121的排列方式，因此通过解码演算法解码所述编码图样单元1211与编码图样单元1212及其周围的其他编码图样单元的排列，能够分别得到编码图样单元1211与编码图样单元1212的不同的位址资讯。

请参阅图3所示，本发明另外提供一种互动显示膜10的写入读取装置20，所述写入读取装置20是配合所述互动显示膜10使用。所述写入读取装置20包含一壳体21、一第一光源22、一第二光源23、一成像模块24及一处理器25。所述壳体21形成一内部空间且具有一读写开口，所述第一光源22、所述第二光源23、所述成像模块24及所述处理器25分别是设置于所述内部空间中。其中，所述第一光源22向所述读写开口发送一第一波长光，所述第二光源23向所述读写开口发送一第二波长光。所述成像模块24由所述读写开口接收由所述互动显示膜10反射的由所述第二波长光形成的图像光信号，并转换为一编码图像资讯，所述处理器25电连接所述成像模块24以接收所述编码图像资讯，且所述处理器25解码所述图像资讯并产生一位址资讯。较佳的，所述第一光源22产生的第一波长光的波长是350nm～470nm，例如是一蓝光光源或一紫外光光源。

所述互动显示模10及所述写入读取装置20形成具有多种使用模式的一互动显示***。当使用者开启所述写入读取装置20的第一光源22并在所述互动显示膜10上操作时，所述感光编码层12的感光材料接收到所述第一波长光处发生颜色变化，因而等同于显示一笔迹线条。

当使用者开启所述写入读取装置20的第二光源23并在所述互动显示膜10上操作时，所述第二波长光入射所述互动显示膜10并产生一反射，所述写入读取装置20的成像模块24经由所述读写开口截取由所述互动显示膜10反射的图像光信号，并且据以产生所述编码图像资讯。

其中，由于各所述编码图像单元121相对于所述感光编码层12分别对所述第二波长光具有不同的吸收反射特性，因此所述第二光源23经所述编码感光层12反射的成像会包含所述第二光源23所照射处的编码图像单元121的形状。所述成像模块24截取所述图像光信号后产生编码图像资讯并提供至所述处理器25以对应的解码演算法将所述编码图像资讯解码后，产生所述第二光源23所照射区域的编码图像单元121包含的位址资讯。

相较现有的触控显示模块须进行多道制程以完成精细的线路设置及连接，必须进一步整合相对应的显示模块以达到显示互动的功能，且面积越大，其处理单元的扫描及运算负载愈高导致大面积的设计应用受限，使得装置整体的厚度难以缩减，本发明的互动显示膜10轻薄且结构简单，所述互动显示膜10可供依附任一尺寸符合的平面，例如一玻璃墙、一墙面、一白板、或显示荧幕，使用者通过所述写入读取装置20在所述互动显示膜10上进行书写操作时，便可以所述第一光源22产生一书写笔迹，或以所述第二光源23及所述成像模块24读取书写位置的位址资讯。由于所述写入读取装置20的成像模块24接收到的反射成像面积是固定的，因此所截取的图像光信号的资讯量也是固定的，也就是说，无论所述互动显示膜10的整体面积大小，所述写入读取装置20只须解码其截取的固定面积的图像光信号以获取对应的位址资讯，其处理器25运算负载不会与所述互动显示膜10的整体面积大小成正比。综上所述，所述互动显示膜10的面积更不受到处理器25运算能力及大面积线路设置成本的限制。

请继续参阅图3所示，其中，所述成像模块24是包含一透镜单元241及一影像感测单元242，所述透镜单元241设置于所述读写开口中，所述影像感测单元242设置于所述壳体21的内部空间中，所述透镜单元241是依据所述影像感测单元242及所述第二光源23的位置及方向设置，以将由所述第二光源产生的第二波长光以适当的角度发送，并将由所述互动显示膜10反射的第二波长光的图像光信号适当地成像至所述影像感测单元242上，所述影像感测单元242较佳为一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor；CMOS)感光元件或一感光耦合元件(Charge Coupled Device；CCD)等光感测元件。所述处理器25则是电连接所述影像感测单元242以接收编码图像资讯以进行解码。

较佳的，所述写入读取装置20进一步包含一无线传输单元26，所述无线传输单元26设置于所述内部空间且电连接所述处理器25以接收所述位址资讯，并进一步传送所述位址资讯至一外部无线接收单元，例如是一显示装置的无线接收器，以供所述显示装置根据所述位址资讯执行一对应功能，例如根据所述位址资讯显示一笔迹。所述显示装置例如一荧幕、一投影装置等。所述无线传输单元26可选用一蓝牙传输模块或一Wi-Fi传输模块等。

较佳的，所述写入读取装置20进一步包含一切换开关，供使用者选择开启所述第一光源22、所述第二光源23或两者同时开启，以在三种不同的读写模式中切换，以下详述之。

举例来说，请参阅图4及图5所示，当使用者切换至一第一模式时，所述写入读取装置20是仅开启所述第一光源22产生所述第一波长光X，因此使用者持所述写入读取装置20并在所述互动显示膜10移动操作时，所述互动显示膜10接收所述第一波长光X并产生颜色变化而产生一笔迹线条。由于所述第二光源23并未开启，所述写入读取装置20不进行读取编码图样的动作，此时所述互动显示膜10及所述写入读取装置20作用提供一简单的书写功能。

请参阅图6及图7所示，当使用者切换至一第二模式，所述写入读取装置20是仅开启所述第二光源23并产生所述第二波长光Y，因此当使用者在所述互动显示膜10上进行操作时，所述互动显示膜10的感光编码层12不会产生颜色转变，所述成像模块24接收由所述互动显示膜10反射的第二波长的图像光信号，据以产生所述图像编码资讯并由所述处理器25解码所述图像编码资讯，产生所述位址资讯。所述显示装置30则经由所述无线传输单元26接收所述位址资讯并据以执行所述互动功能，例如根据所述位址资讯显示笔迹。如此一来，使用者通过在所述互动显示膜10上书写，即能无线操作所述显示装置30产生书写功能。

请参阅图8及图9所示，当使用者切换至一第三模式，所述写入读取装置20同时开启所述第一光源22及第二光源23以同时产生所述第一波长光X及第二波长光Y，此时即能同时执行在所述互动显示膜10上书写及在所述显示装置30上远端书写的功能。

请参阅图10及图11所示，在本发明的一第二较佳实施例中，所述感光编码层12是包含一感光子层122及一编码子层123。其中，所述感光子层122吸收所述第一光源22的第一波长光X时，所述感光子层122中填充的感光材料产生颜色转变。各所述编码图样单元121是形成于所述编码子层123中，且各所述编码图样单元121与所述编码子层123对所述第二波长光Y具有不同的吸收反射特性。更详细的说，各所述编码图样单元121是经由蚀刻或激光雕刻的图样化制程在所述编码子层123形成特定图样化的编码结构，使得所述编码图样单元121与所述未受到蚀刻或激光雕刻的编码子层123对所述第二波长光产生不同的光学特性。其中，所述编码子层123及经图样化后产生的编码图样单元121可根据设计需求选用不同的感光材料，达到对所述第二波长光不同的吸收反射特性。举例来说，如图10所示，所述编码子层123的感光材料是会吸收所述第二波长光Y，例如一红外光，而所述编码子层123的感光材料经图样化制程产生光学特性变化并形成各所述编码图样单元121后，所述编码图样单元121中的感光材料不吸收所述第二波长光Y，也就是会反射所述第二波长光；或相反地，如图11所示，所述编码子层123中的感光材料是不吸收所述第二波长光Y，也就是会反射所述二波长光Y，而所述编码子层123的感光材料经图样化制程形成各所述编码图样单元121后，编码图样单元121中的感光材料吸收所述二波长光Y。进一步来说，所述编码子层123的感光材料不对所述第一波长光X的行进产生影响，因此所述第一波长光X能通过所述编码子层123照射至所述感光子层122。

请参阅图12所示，在本发明的一第三较佳实施例中，所述互动显示膜10进一步包含一保护层13，设置于所述感光编码层12上，根据所述互动显示膜10的设置或应用环境需求，所述保护层是一硬化抗刮保护层、一抗反射保护层，或一抗眩光保护层。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (11)

1.一种互动显示膜，其特征在于，包含：

一基板层，其具有相对的一第一表面及一第二表面；

一感光编码层，其设置于所述基板层的第一表面；

多个编码图样单元，其形成于所述感光编码层中；其中，

当所述感光编码层接收到一第一波长光时，所述感光编码层接收到所述第一波长光的区域产生颜色转变；且

所述感光编码层与所述编码图样单元分别对一第二波长光具有不同的吸收反射特性，且所述多个编码图样单元的形状与排列包含了各编码图样单元所在位置的一位址资讯；

所述感光编码层包含：

一感光子层，当所述感光子层接收到一第一波长光时，所述感光子层接收到第一波长光的区域产生颜色转变；

一编码子层；其中各所述编码图样单元是形成于所述编码子层上，各所述编码图样单元与所述编码子层对一第二波长光具有不同的吸收反射特性；

所述感光子层及所述编码子层相叠合。

2.根据权利要求1所述的互动显示膜，其特征在于，

各所述编码图样单元反射所述第二波长光；

所述编码子层吸收所述第二波长光。

3.根据权利要求1所述的互动显示膜，其特征在于，

各所述编码图样单元吸收所述第二波长光；

所述编码子层反射所述第二波长光。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的互动显示膜，其特征在于，各所述编码图样单元的形状为椭圆形、圆形、线形、多边形或其组合。

5.根据权利要求1所述的互动显示膜，其特征在于，进一步包含：

一保护层，其设置于所述感光编码层上，所述保护层是一硬化抗刮保护层、一抗反射保护层，或一抗眩光保护层。

6.根据权利要求1所述的互动显示膜，其特征在于，当所述感光编码层接收到波长为350纳米至470纳米的光，所述感光编码层产生颜色转变。

7.一种互动显示膜的写入读取装置，用以与一互动显示膜配合使用，所述互动显示膜包含：

一基板层，其具有相对的一第一表面及一第二表面；

一感光编码层，其设置于所述基板层的第一表面；

多个编码图样单元，其形成于所述感光编码层中；其中，

当所述感光编码层接收到一第一波长光时，所述感光编码层接收到所述第一波长光的区域产生颜色转变；且

所述感光编码层与所述编码图样单元分别对一第二波长光具有不同的吸收反射特性，且所述多个编码图样单元的形状与排列包含了各编码图样单元所在位置的一位址资讯；

所述感光编码层包含：

一感光子层，当所述感光子层接收到一第一波长光时，所述感光子层接收到第一波长光的区域产生颜色转变；

一编码子层；其中各所述编码图样单元是形成于所述编码子层上，各所述编码图样单元与所述编码子层对一第二波长光具有不同的吸收反射特性；

所述感光子层及所述编码子层相叠合；

所述互动显示膜的写入读取装置，其特征在于，包含：

一壳体，其形成一内部空间，且具有一读写开口；

一第一光源，其设置于所述内部空间，所述第一光源向所述读写开口发送一第一波长光，以照射所述互动显示膜；

一第二光源，其设置于所述内部空间，所述第二光源向所述读写开口发送一第二波长光，以照射所述互动显示膜并反射成像后形成所述第二波长光的一图像光信号；

一成像模块，由所述读写开口接收所述图像光信号并转换为一编码图像资讯；

一处理器，其设置于所述内部空间且电连接所述成像模块，所述处理器接收所述编码图像资讯，解码所述编码图像资讯，产生一位址资讯。

8.根据权利要求7所述的互动显示膜的写入读取装置，其特征在于，所述成像模块包含：

一透镜单元，其设置于所述读写开口中；

一影像感测单元，其设置于所述内部空间；所述透镜单元将所述由所述读写开口外入射的光线成像至所述影像感测单元；

所述影像感测单元将所述第二波长光编码图像转换为所述编码图像资讯。

9.根据权利要求7所述的互动显示膜的写入读取装置，其特征在于，进一步包含：

一无线传输单元，其设置于所述内部空间，所述无线传输单元电连接所述处理器以接收所述位址资讯，并传送所述位址资讯至一外部无线接收单元。

10.根据权利要求9所述的互动显示膜的写入读取装置，其特征在于，所述无线传输单元是一蓝牙传输模块或一Wi-Fi传输模块。

11.根据权利要求7所述的互动显示膜的写入读取装置，其特征在于，所述第一光源产生的第一波长光的波长是350纳米至470纳米。

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