CN102681713B - 三维触摸显示系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种三维触摸显示系统和方法，为解决直接在触摸屏上实现三维显示的造价过高问题而设计。本发明三维触摸显示系统包括二维触摸显示系统和第三维输入系统，第三维输入系统包括在显示屏上施加压力的触摸单元和感应并输出信号的第三维感应单元。第三维感应单元优选压力传感器。本发明三维触摸显示系统上设置第三维感应单元，通过压力传感器等感应元件将第三维信息传输给二维触摸显示系统的驱动电路，实现三维触摸显示效果。触摸单元为套设于至少一个手指上的触摸手套，为电子游戏领域中触摸显示技术的使用提供很好的条件。本发明三维触摸显示方法为现有二维触摸显示系统的二维信号结合其外输入的第三维信号实现三维触摸显示效果。

Description

三维触摸显示系统和方法

技术领域

本发明涉及一种三维触摸显示系统和方法。

背景技术

电子产品与我们的生活联系得越来越紧密，使用者已经不能满足于单纯地应用按键来控制电子产品的工作，触摸屏的直观控制方式受到广大使用者的喜欢。触摸屏显示系统的使用，尤其是在电子游戏设备中的使用，令电子产品与使用者的互动更加流畅。

目前的触摸屏显示系统是二维触摸显示系统。如图1所示，触摸屏10包括一第一电极板12、一第二电极板14、设置在第一电极板12与第二电极板14之间的多个透明的点状隔离物16、一电阻式触摸屏探测器200、一电容感应器300及一中央处理器400。所述电阻式触摸屏探测器200与第一电极板12和第二电极板14分别电连接，用于测量第一电极板12和第二电极板14之间电压的变化，所述电容感应器300与第一电极板12电连接，用于测量第一电极板12与一接触点之间的电容。电阻式触摸屏探测器200与电容感应器300集成于中央处理器400。

二维触摸显示系统只能在平面内达到触摸显示的功能，而无法做到三维触摸显示。但是，现在电子产品的发展趋势正是三维显示(3D)。随着三维显示技术的发展，二维触摸显示系统已经无法满足使用者的需要。

将第三维控制直接设置在触摸屏上，虽然此方法可以实现三维触摸显示，但是此方法的产品造价高昂。

发明内容

为了克服上述的缺陷，本发明提供一种低成本三维触摸显示系统和方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下措施实现的：三维触摸显示系统包括二维触摸显示系统和第三维输入系统，其中，

第三维输入系统：包括第三维感应单元，所述第三维感应单元接收第三维信号，并将所述第三维信号输出至二维触摸显示系统的驱动电路；

二维触摸显示系统：包括触摸屏和采集并处理触摸屏信号的驱动电路，所述驱动电路接收第三维信号，将所述第三维信号与触摸屏信号整合处理并输出。

特别是，第三维感应单元为压力传感器。

特别是，第三维输入系统还包括触摸单元，所述第三维感应单元设置在所述触摸单元上。

进一步，所述触摸单元为可套设于至少一个手指上的触摸手套。

一种三维触摸显示方法：

信号处理器将同一时刻接收到的来自触摸屏的第一维信号和第二维信号以及来自触摸屏外的第三维信号进行整合，得到自有坐标系中的一个三维坐标值；

显示装置驱动电路对应所述三维坐标值输出驱动信号；

显示装置响应驱动信号执行相应操作。

本发明三维触摸显示系统在触摸单元上设置第三维感应单元，通过压力传感器等感应元件将第三维信息传输给二维触摸显示系统的驱动电路，实现三维触摸显示效果。触摸单元设置为触摸手套，为电子游戏领域中触摸显示技术的使用提供很好的条件。

本发明三维触摸显示方法是在现有二维触摸显示系统上外加第三维信息，将该第三维信息和原有二维信号整合并驱动显示装置做相应动作，从而可低成本地实现三维触摸显示。

附图说明

图1为现有二维触摸显示系统结构示意图。

图2为本发明优选实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明做详细描述。

如图2所示，本发明三维触摸显示系统包括二维触摸显示系统1和第三维输入系统。将第三维输入系统的输出端整合在现有二维触摸显示系统的驱动电路中，在现有成熟的二维触摸显示系统的基础上发展成三维触摸显示系统。该三维触摸显示系统与普通二维触摸显示系统兼容性强。

其中，第三维输入系统包括触摸单元和第三维感应单元2。

触摸单元是在二维触摸显示系统的显示屏上施加压力的元件。该元件可完成普通二维触摸显示系统中通过按压触摸屏表面来选中确定区域的任务，同时，该元件也是第三维感应单元的载体。触摸单元可以是触摸笔或可套设于至少一个手指上的触摸手套等。

第三维感应单元2的作用是感应触摸单元上的信号，将该信号输入二维触摸显示系统的驱动电路。第三维感应单元2的优选元件为安装在触摸单元端头的压力传感器，将感应到的压力值输入二维触摸显示系统的驱动电路。第三维感应单元2感应到的触摸单元信号可以通过有线或无线的方式输入二维触摸显示系统的驱动电路。压力传感器感应到的压力值即为所需的第三维信息，据此实现第三维的反应，例如三维显示中景深维度的反应。

为了实现景深效果，三维显示器的处理方法有多种，但是基本的原理是相同的。三维显示器的显示面板由两片面板组成，借由前面板与后面板之间的距离以及分别在前、后面板上的两影像具有不同辉度，再借由观看者两眼的视差(Binocular parallax)，使观看者对影像产生立体感。三维触摸显示系统可以通过第三维感应单元对不同景深的显示内容作出反应。

工作过程，如图1所示，第一电极板12包括一第一基体120、一第一导电层122及一第一电极124。第一电极124分别与电容感应器300和电阻式触摸屏探测器200电连接。第二电极板14包括一第二基体140、一第二导电层142、一第二电极144及多个探测电极146。第二电极144与电阻式触摸屏探测器200电连接。多个探测电极146通过一信号处理器202与电阻式触摸屏探测器200电连接。第二电极板14上表面外围设置有一绝缘粘合层18。

使用时，使用者通过触摸物如手指或手持导电笔触摸触摸屏10的第一电极板12进行操作。当触摸物靠近第一电极板12达到一定距离时触摸物与第一电极板12之间产生一耦合电容，该耦合电容被电容感应器300感测到，电容感应器300将信号传递给中央处理器400，中央处理器400可发出相应的指令启动或关闭显示元件。

当触摸物的压力逐渐增加使第一电极板12和第二电极板14相互接触后形成一个电接触点。如果为单点触摸，电阻式触摸屏探测器200通过探测触摸点电压的变化，进行精确计算并将其转换成触摸点的坐标。数字化的触摸点坐标被传递给中央处理器400，中央处理器400根据这一组坐标发出相应指令，启动电子设备的各种功能切换。如果为多点触摸，在第一导电层122和第二导电层142上形成多个电接触点。由于第一导电层122对第二导电层142电压的影响，此时，电接触点所对应的探测电极146的电压发生变化。由于不同的探测电极146对应不同的导电通道，每个电接触点所对应的探测电极146之间的电压值互不影响。通过对探测电极146电压的测量和计算可以确定所有电接触点的具体位置，实现多点测量。

第三维感应单元2感应到的信号传输至中央处理器400，与二维电接触点的信息综合，实现三维触摸显示。

实施例：兼具娱乐和运动的搏击训练游戏，第一维和第二维可以设置在沙包上，第三维设置在手套上，压力感应器具体可以设置在指尖处、指关节处或掌心处，通过不同部位的压力测试最大程度地实现三维游戏真实模拟。

一种三维触摸显示方法：

信号处理器将同一时刻接收到的来自触摸屏的第一维信号和第二维信号以及来自触摸屏外的第三维信号进行整合，得到自有坐标系中的一个三维坐标值；显示装置驱动电路对应所述三维坐标值输出驱动信号；显示装置响应驱动信号执行相应操作。

其中，自有坐标系为该信号处理器系统自身确定的一个三维直角坐标系。第三维信号优选为压力信号；所述压力信号被分为复数个压力值区间，每一个压力值区间对应信号处理器中的一个第三维坐标值。

以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种三维触摸显示系统，其特征在于，包括二维触摸显示系统和第三维输入系统，

第三维输入系统：包括第三维感应单元和触摸单元，所述第三维感应单元接收第三维信号，并将所述第三维信号输出至二维触摸显示系统的驱动电路；所述第三维感应单元设置在所述触摸单元上；

二维触摸显示系统：包括触摸屏和采集并处理触摸屏信号的驱动电路，所述驱动电路接收第三维信号，将所述第三维信号与触摸屏信号整合处理并输出；

所述触摸单元用于在所述二维触摸显示系统的触摸屏上施加压力；

所述第三维输入系统未直接设置在所述二维触摸显示系统的触摸屏上，而是独立于所述二维触摸显示系统的输入系统。

2.根据权利要求1所述的三维触摸显示系统，其特征在于：第三维感应单元为压力传感器。

3.根据权利要求1所述的三维触摸显示系统，其特征在于：所述触摸单元为可套设于至少一个手指上的触摸手套。

4.一种三维触摸显示方法，其特征在于：

信号处理器将同一时刻接收到的来自触摸屏的第一维信号和第二维信号以及来自触摸屏外的第三维信号进行整合，得到自有坐标系中的一个三维坐标值；

所述第三维信号由第三维感应单元发出，所述第三维感应单元设置在触摸单元上；所述触摸单元用于在二维触摸显示系统的触摸屏上施加压力；所述第三维感应单元和所述触摸单元未直接设置在二维触摸显示系统的触摸屏上，而是独立于二维触摸显示系统的输入系统；

显示装置驱动电路对应所述三维坐标值输出驱动信号；

显示装置响应驱动信号执行相应操作。