CN103150063A

CN103150063A - 一种基于lcd的光学多点触控设备

Info

Publication number: CN103150063A
Application number: CN 201310119507
Authority: CN
Inventors: 李�昊
Original assignee: BEIJING ZIXIAO SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING ZIXIAO SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2013-06-12
Also published as: CN104102380A; CN104102394A

Abstract

本发明提供了一种基于LCD的光学多点触控设备，在LCD面板前面附着保护屏，后面附着扩散片，三者形成前面板；前面板后方设置红外光源、背光光源和摄像头阵列；前面板后方还设有显示驱动系统、电源系统和图像处理系统。在红外光源的照射下，摄像头捕捉手指等触摸物的图像；经由图像识别系统的分析，确定手指等触摸物到触摸面的距离，判断是否接触到触摸面，并通过手指或软笔等物体与触摸面接触时的形变，计算接触力度，提供给上层软件，从而实现例如有笔锋有粗细的自然书写等良好用户体验。

Description

一种基于LCD的光学多点触控设备

技术领域

本发明涉及一种触控设备，特别涉及一种基于LCD的光学多点触控设备。

背景技术

现有的多点触控技术包括电阻式，电容式，表面声波，光学边框等，这些技术可以配合LCD显示设备使用，但都无法有效感知触控的力度和触控物体的形状。同时，电阻式和电容式技术存在着触摸面脆弱或保护玻璃过薄，耐用性差的问题；光学边框存在表面非纯平，不适于水平使用的问题，也有基于投影设备的光学式多点触控技术，但存在着显示效果差，需要维护等缺点。因此，为了克服现有的多点触控技术存在的上述不足，有必要对其进行改进。

发明内容

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是，提供一种基于LCD的光学多点触控设备，其中，在LCD面板前面附着保护屏，后面附着扩散片，三者形成前面板；前面板后方设置红外光源、背光光源和摄像头阵列；前面板后方还设有显示驱动系统、电源系统和图像处理系统。

上述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其中，所述红外光源、背光光源和摄像头阵列的一侧安装散光板，所述散光板两侧安装反光板。

上述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其中，所述保护屏、LCD面板和扩散片三者通过折射率1.35～1.55的透明胶进行粘接固定。

上述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其中，所述保护屏选用防眩光钢化玻璃。

上述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其中，所述防眩光钢化玻璃厚度为5mm。

本发明对比现有技术具有如下的有益效果：

1、基于LCD，相比投影的触控系统，具有显示效果好，具有无需维护的优点。

2、装配大厚度的钢化玻璃保护屏，具有高耐用性，能水平放置，适合公共场所、多人、儿童和军用等广泛的应用场景。

3、可感知手指、软笔等触摸物的触摸力度，提供有粗细有笔锋的真实自然的书写效果。

4、在手掌、腕部、手臂等部位接触触摸面的情况，仍能准确识别指尖或笔尖的位置和力度，明确掌握体现操作者的意图。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于LCD的光学多点触控设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明提供的一种基于LCD的光学多点触控设备的结构示意图，图中分别为：LCD面板1、保护屏2、扩散片3、红外光源4、摄像头阵列5、反光板6、散光板7、背光光源8、显示驱动系统9、电源系统10、图像处理系统11。

本发明提供了一种基于LCD的光学多点触控设备，由前面板、后面板、图像识别系统11、显示驱动系统9和电源系统10五大部分构成。其中前面板从触摸面开始依次为保护屏2，LCD面板1，扩散片3；后面板上设置有背光光源8、红外光源4、摄像头阵列5、散光板7、反光板6；图像识别系统11负责接收来自摄像头阵列5的数据，处理识别触控操作；显示驱动系统9接收来自计算机的显示信号，驱动LCD进行显示；电源系统10给背光光源8、红外光源4以及所有其它系统供电。

前面板，包括：

保护屏2：在本实施例中为5mm厚的防眩光钢化玻璃，用以提供坚固耐用的触摸面，保护LCD。

LCD面板1：为LCD前面板，负责显示画面。

扩散片3：用以扩散来自背光系统的光，提供均匀的画面。在本实施例中，三者用折射率为1.35～1.55的透明胶粘接固定，以消除光线在三者间不必要的反射。

后面板，包括：

背光光源8：在本实施例中，为白光LED灯珠阵列，用以提供显示画面所需光线。红外光源4：在本实施例中，为850nm红外LED灯珠阵列，用以照明手指等触摸物体，供摄像头捕捉。

摄像头阵列5：在本实施例中，为6个对红外敏感的摄像头，用以捕捉手指等触摸物体的画面，提供图像识别系统。

散光板7：在本实施例中，选装了散光板7，用以进一步模糊背光光源，提供更均匀的画面。

反光板8：在本实施例中，在后面板的4个立面上选装了反光板6，用以更有效地利用来自背光光源8和红外光源4的光线。

显示驱动系统9：用以接收来自计算机的显示信号，在本实施例中，为HDMI、VGA或DVI，在驱动LCD面板在背光光源8的配合下，显示用户界面。

图像识别系统11：用以接收摄像头所捕捉的画面，经过分析，进行接触识别，力度识别，手肘过滤，大物体识别，最终将一个或多个用户的操作，转换为符合其操作意图的触控消息，提供给计算机。

电源系统10：为背光光源8、红外光源4以及其他用电器件供电。

请参见图1，本发明提供的一种基于LCD的光学多点触控设备，在本实施例中：

在LCD面板1前面附着保护屏2，后面附着扩散片3，三者形成前面板；前面板后方设置红外光源4、背光光源8和摄像头阵列5；前面板后方还设有显示驱动系统9、电源系统10和图像处理系统11。红外光源4发出红外光，穿过前面板，照射触摸物，如手指等，其反射光再次穿越前面板，为摄像头捕捉成像；图像经由图像识别系统11分析，得到触控物体距离、是否接触、接触力度、物体形状等信息，经智能分析，将触控消息发给计算机和操作系统。

为实现最佳效果，红外光源4、背光光源8和摄像头阵列5的一侧可以安装散光板7，散光板7两侧可安装反光板6。

保护屏2、LCD面板1和扩散片3三者通过折射率1.35～1.55的透明胶进行粘接固定，以减小光线穿越三者时不必要的反射，提升识别所需信号噪声比；以减小LCD的形变和震动，尤其是在水平放置和运输时。另外，保护屏2优选用防眩光钢化玻璃，厚度根据LCD尺寸和应用场景不同在1mm至12mm之间；前表面可做防眩光，防反射处理。

上述的多个摄像头可一个或多个同步工作，每个摄像头视野覆盖触摸面的一部分，所有摄像头的视野叠加覆盖整个触摸面。两个摄像头的视野可以全部或部分重叠，在重叠区域内，两摄像头立体成像，从而更加准确地识别触摸物的位置，到触摸面距离以及触摸力度。

图像识别系统11，通过触摸物在接触触摸面时发生形变所引起的接触面积的改变，分析得出触摸力度信息。通过对接触面形状的分析，自动过滤掉手掌、手臂等无意图接触，保留指尖、笔尖等的接触信息，从而提升如书写等操作的用户体验。对于水平放置的设备，当有如茶杯、文件等大物体放在触摸面上时，识别系统自动切换到桌子模式，屏蔽所有触控操作，避免用户界面被无意识操作；在大物体拿开后，自动切换回触控模式，可正常进行触控操作。

前面板与后面板组合构成一个长方体，其中前面板构成长方体的上表面；后面板中，背光光源8、红外光源4和摄像头陈列5排布在长方体下表面，上面覆盖散光板7，四个立面上覆盖反光板6。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种基于LCD的光学多点触控设备，其特征在于：在LCD面板前面附着保护屏，后面附着扩散片，三者形成前面板；前面板后方设置红外光源、背光光源和摄像头阵列；前面板后方还设有显示驱动系统、电源系统和图像处理系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其特征在于：所述红外光源、背光光源和摄像头阵列的一侧安装散光板，所述散光板两侧安装反光板。

3.根据权利要求1所述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其特征在于：所述保护屏、LCD面板和扩散片三者通过折射率1.35～1.55的透明胶进行粘接固定。

4.根据权利要求1所述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其特征在于：所述保护屏选用防眩光钢化玻璃。

5.根据权利要求4所述的一种基于LCD的光学多点触控设备，其特征在于：所述防眩光钢化玻璃厚度为5mm。