CN103853393B - 提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法，其特征是在LED红外光源前放置三片滤光片组成一滤光片准直系统，利用滤光片的角度效应，实现对LED红外光源的准直，将LED的红外光源发散角控制在正负15º范围内，将小于930nm的近红外光滤除以提高红外触摸屏的夜视兼容性能；所述的三片滤光片均能随入射角度的变化而实现中心波长的快速漂移，且至少有两片滤光片的中心波长不同；所述的三片滤光片需偏转叠放，且第二滤光片和第三滤光片相对于第一滤光片的偏转方向相反。本发明具有结构简单，方案灵活，适用范围广的优点。

Description

提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示技术，尤其是一种夜视条件下红外触摸屏的抗干扰显示技术，具体地说是一种提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法。
背景技术
众所击知，液晶加固显示器作为机载、舰载的坐舱显示模块，其夜视兼容特性应严格满足指标要求。而其中所用红外触摸屏的LED灯会辐射出像增强器中光阴极可探测的光波，干扰NVIS的整体性能，严重时会使飞行员产生眩光等效果。提高红外触摸屏的夜视兼容性能刻不容缓。为了提高红外触摸屏的夜视兼容性能，目前普遍采用的方法一是采用普通光学薄膜滤光片来滤除930nm波段之前的近红外光，二是采用辐射波长避开夜视镜响应波段的LED红外灯作为触摸屏的光源。前者滤光效果明显，对NVIS响应波段截止度很深，但是在LED灯斜入射的时候，光学薄膜对于倾斜入射光线会产生短波漂移，使得滤光片的截止效果失效，仍然会有部分光阴极可探测的光波泄漏出来。后者采用长波段LED灯避开了NVIS的响应波段，然而这样的LED灯价格昂贵，且在特殊使用环境中仍然会有部分930nm附近的光波产生。
为了在屏蔽夜视兼容波段的同时，又压缩LED灯的发散角，有必要发明一种用于夜视兼容的滤光片准直系统。结合940nm LED灯的辐射光谱，通过滤光片设计，将三片滤光片巧妙的排列，利用角度调谐滤光片的短波快速漂移效应，实现对LED红外光源的准直，并且将LED发散角限制在正负15°范围内，对大幅度提高红外触摸屏的夜视兼容性能十分重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有的夜视红外触摸屏存在成本高或效果差，且普遍存在930nm附近光波干扰的问题，发明一种能大幅度提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法。
本发明的技术方案是：
一种提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法，其特征是在LED红外光源前放置三片滤光片组成一滤光片准直系统，利用滤光片的角度效应，实现对LED红外光源的准直，将LED的红外光源发散角控制在正负15º范围内，将小于930nm的近红外光滤除以提高红外触摸屏的夜视兼容性能；所述的三片滤光片均能随入射角度的变化而实现中心波长的快速漂移，且至少有两片滤光片的中心波长不同；所述的三片滤光片需偏转叠放，且第二滤光片和第三滤光片相对于第一滤光片的偏转方向相反。
所述的滤光片的偏转角度为10º。
所述的滤光片的由玻璃基底和多层由热蒸法形成的光学镀膜组成，光学镀膜能使透过的光线波长随入射角度的增加而向短波偏移。
所述的镀膜层数为27层。
所述的三片滤光片的中心波长分别为一片的中心波长为950nm，另外两片的中心波长均为970nm。
所述的滤光片对NVIS可响应波段的截止深度深为5OD。
本发明的有益效果：
本发明通过采用滤光片堆叠设计，将红外触摸屏LED光源的光线压缩在15°发散角范围内，减小了光入射到夜视系统的可能性，提高了整体夜视兼容的性能。且三片滤光片可以任意改变堆叠顺序，本发明结构设计简单，方案灵活，特别适用于航空用LCD领域的夜视兼容。
附图说明
图1是本发明的夜视兼容滤光片准直系统的结构示意图。
图2是本发明的各滤光片在0 º和上15 º及下15 º的透过率光谱示意图。
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说明。
如图1、2所示。
一种提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法的关键是在LED红外光源前放置三片滤光片组成如图1所示的滤光片准直系统，利用滤光片的角度效应，实现对LED红外光源的准直，将LED的红外光源发散角控制在正负15º范围内，将小于930nm的近红外光滤除，相对于传统滤光片夜视兼容系统，进一步提高了红外触摸屏的夜视兼容性能。图1是三片滤光片的结果示意图，图2是LED光源发出0°、上下15°的光线经过三片特殊滤光片时的透过率光谱图。
通常情况在光学膜系设计过程中，均是尽可能的减小光学薄膜的随角度漂移的特性，但本发明，在膜系设计过程中，则是希望放大滤光片的角度特性，利用这一特性来进行光源的准直。通过采用遗传算法设计的角度调谐滤光片能随角度变化中心波长快速漂移，并在有色玻璃基底上采用热蒸发法沉积TiO2和SiO2光学薄膜最多可达27层或以上，从而实现随着入射光线角度的增加，中心波长快速向短波的偏移。本发明将三片滤光片进行巧妙的排列，三片角度调谐滤光片倾斜叠放，1#样片与2#样片偏转10°，2#样片与3#样片偏转10°，且2#、3#样片倾斜方向相反，如图1。其中1#样片角度调谐滤光片中心波长为950nm，2#和3#样片中心波长为970nm。当LED正入射到1#样片时，1#、2#、3#样片均透过950nm的光波。当LED向上倾斜入射15°到1#样片时，1#样片透过930nm光波，2#样片透过970nm光波，3#样片透过930nm光波，整体表现为880-1000nm均处于截止状态。当LED向下倾斜入射15°到1#样片时，1#样片透过930nm光波，2#样片透过930nm光波，3#样片透过970nm光波，整体表现仍然为880-1000nm均处于截止状态，如图2。三片角度调谐滤光片可以任意交换位置，其整体准直效果不变。本发明正是利用了这种特殊角度调谐滤光片的短波快速漂移效应，实现对LED红外光源的准直，并且将LED发散角限制在正负15°范围内，大幅度提高了红外触摸屏的夜视兼容性能。对NVIS可响应波段本发明的滤光片的截止深度可以达到5OD。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种提高夜视兼容红外触摸屏夜视性能的方法，其特征是在LED红外光源前放置三片滤光片组成一滤光片准直系统，利用滤光片的角度效应，实现对LED红外光源的准直，将LED的红外光源发散角控制在正负15º范围内，将小于930nm的近红外光滤除以提高红外触摸屏的夜视兼容性能；所述的三片滤光片均能随入射角度的变化而实现中心波长的快速漂移，且至少有两片滤光片的中心波长不同；所述的三片滤光片需偏转叠放，且第二滤光片和第三滤光片相对于第一滤光片的偏转方向相反；所述的滤光片的偏转角度为10º；所述的三片滤光片的中心波长分别为一片的中心波长为950nm，另外两片的中心波长均为970nm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的滤光片由玻璃基底和多层由热蒸法形成的光学镀膜组成，光学镀膜能使透过的光线波长随入射角度的增加而向短波偏移。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的镀膜层数为27层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的滤光片对NVIS可响应波段的截止深度深为5OD。
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