CN202102396U - 非接触式三维立体控制显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非接触式三维立体控制显示设备，所述设备包括：可触控屏、支撑所述触控屏的外框、电荷侦测组件、运算器，外框环绕设置在触控屏周边支撑触控屏，电荷侦测组件固定设置于外框上，电荷侦测组件与运算器电连接，运算器与触控屏电连接。所述显示设备具有触控屏和电荷侦测组件，电荷侦测组件在非接触的情况产生一可用于控制所述显示设备的信号，使显示设备达到非接触式三维立体控制。

Description

非接触式三维立体控制显示设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，具体涉及一种非接触式三维立体控制显示设备。

背景技术

过去显示器的操作系为利用传统的指压开关、外接键盘(Keyboard)或鼠标(Mouse)来控制，而近两年触控技术突破与量产成本下降的情况下，电阻式与电容式的显示器控制技术正快速地取代过去的操作硬件，如平板计算机的触控屏、手机触碰控制等。这些新的技术近期如雨后春笋般的发表，如中国台湾专利I332178、I322374、I379794等等，甚至有双模态触控技术的演变，如中国台湾专利I333161、M378437等等。不但将产品的体积缩小，也简化外围硬件的接口，提高产品的完成度。

目前上述的技术为一维或二维平面的控制输入方式，过去亦有利用光学侦测、数据取样技术达成控制手段，如中国台湾专利I336077。若要达到三维立体空间的控制，目前以影像辨识技术为主，或配合红外线感测装置等，为市场使用率最高。

然而影像控制技术需要软硬件的高度支持，运算速率与辨识的成功率都受限在硬件与软件的投入成本与发展成熟度；红外线控制则需要在显示器或电视屏的周围装置红外线接收器与发射器，如此不但限制了产品体积无法缩小，用于定位的运算方式也较为庞大，将影响输入讯号的反应时间。两者技术固然先进，若用于简单操作的消费性产品却不甚恰当，除了过度设计的成本支出外，无形间也增加能源的损耗。

一维或二维的控制模式发展已经臻至成熟，但接触式的控制方式在流行病等大发生期间有提高使用者感染的风险，尤其如金融机构的提款机、大众运输系统的购票设备等，都属于高度接触的设备与环境，在不增加过多的成本下，若能提供非接触式三维立体控制模式的操作系统，用户在这种环境下操作也较能安心使用。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种非接触式三维立体控制显示设备，所述显示设备具有一传统的触控屏和一个或多个电荷侦测组件，所述电荷侦测组件在非接触的情况产生一可用于控制所述显示设备的信号，使显示设备达到非接触式三维立体控制。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：提供一种非接触式三维立体控制显示设备，包括：可接受用户触摸屏幕显示相应界面的触控屏；支撑所述触控屏的外框；感应环境电荷变化并产生电信号的电荷侦测组件；响应所述电荷侦测组件产生的电信号并控制所述显示设备工作的运算器；所述外框环绕设置在所述触控屏周边，所述电荷侦测组件固定设置于所述外框上，所述电荷侦测组件与所述运算器电连接，所述运算器与所述触控屏电连接。

其中，所述电荷侦测组件包括感应模块、信号传输模块、信号校正模块、电荷比较模块和信号反馈模块；所述感应模块电连接所述信号传输模块的输入端，所述信号传输模块的输出端选择性电连接所述信号校正模块或所述电荷比较模块；所述电荷比较模块具有输入端、基准端和输出端，所述电荷比较模块的输入端电连接接所述信号传输模块，所述电荷比较模块的基准端电连接所述信号校正模块，所述电荷比较模块的输出端电连接所述运算器。

其中，所述电荷侦测组件有多个。

其中，所述电荷侦测组件的感应距离为10-15mm。

其中，所述电荷侦测组件的感应距离为2mm以内。

其中，所述外框上与所述电荷侦测组件固定连接的位置开有小孔。

其中，所述小孔为阵列排布的圆孔或方孔。

其中，所述设备还包括防静电板，所述防静电板固定设置于所述外框与所述电荷侦测组件之间。

其中，所述防静电板材料为PVC。

其中，所述电荷侦测组件为一集成电路器件。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术中显示设备一般为一维或二维平面式的控制方式，本实用新型的显示设备具有一触控屏，触控屏本身具有二维平面控制模式，显示设备还具有一个或多个电荷侦测组件，该电荷侦测组件在感应到有带电荷物体靠近时产生电信号传输给运算器，运算器根据电信号控制显示设备工作，该电荷侦测组件配合运算器提供了触控屏的第三维控制模式。相比现有技术中一些通过红外成像提供三维立体控制，本实用新型的非接触式立体控制显示设备成本较低、不增加显示设备的体积且实现起来更为简单。

附图说明

图1是本实用新型非接触式三维立体控制显示设备的结构示意图；

图2是本实用新型非接触式三维立体控制显示设备的电路连接图；

图3是本实用新型电荷侦测组件的功能模块示意图；

图4是本实用新型显示设备外框开孔的示意图；

图5是本实用新型电荷侦测组件前设置防静电板的结构示意图；

图6是本实用新型实施例显示设备开机前的示意图；

图7是本实用新型实施例显示设备开机前，操作者靠近时开关浮现示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1以及图2，本实用新型提供一种非接触式三维立体控制显示设备，包括：触控屏1、外框2、第一电荷侦测组件3、第二电荷侦测组件4、运算器5；所述触控屏1为常见的电阻式或电容式触控显示屏，可接受用户点击或触摸屏幕并显示相应界面；外框2支撑所述触控屏1，外框2环绕设置在触控屏周边；第一电荷侦测组件3和第二电荷侦测组件4可感应环境电荷的变化并产生电信号；运算器5接收电荷侦测组件3、4的电信号，并根据相应的电信号控制显示设备的工作。

第一电荷侦测组件3和第二电荷侦测组件4固定设置于外框2上，为了显示设备的整体美观，电荷侦测组件3、4设置于显示设备的内侧，从外框2表面看不到电荷侦测组件，电荷侦测组件3、4与运算器5电连接，运算器5与触控屏1电连接。

电荷侦测组件3、4在带电荷物体靠近时产生电信号，所述电信号传输给运算器5，运算器5对该电信号进行处理并控制显示设备工作。

区别于现有技术中显示设备一般为一维或二维平面式的控制方式，本实用新型的显示设备具有一触控屏，触控屏本身具有二维平面控制模式，显示设备还具有一个或多个电荷侦测组件，该电荷侦测组件在感应到有带电荷物体靠近时产生电信号传输给运算器，运算器根据电信号控制显示设备工作，该电荷侦测组件配合运算器提供了触控屏的第三维控制模式。相比现有技术中一些通过红外成像提供三维立体控制，本实用新型的非接触式立体控制显示设备成本较低、不增加显示设备的体积且实现起来更为简单。

参阅图3，本实用新型的电荷侦测组件包括感应模块31、信号传输模块32、信号校正模块33、电荷比较模块34和信号反馈模块35；感应模块31电连接所述信号传输模块32的输入端，所述信号传输模块32的输出端选择性电连接所述信号校正模块33或所述电荷比较模块34；所述电荷比较模块34具有输入端341、基准端342和输出端343，所述电荷比较模块34的输入端341电连接接所述信号传输模块32，所述电荷比较模块34的基准端342电连接所述信号校正模块33，所述电荷比较模块34的输出端343电连接所述运算器5。所述感应模块31感应环境初始电荷值，并将该环境电荷值通过信号传输模块32传送给所述信号校正模块33，所述信号校正模块33将该环境电荷值传送至所述电路比较模块34的基准端342，这一过程可以称为电荷侦测组件的校正过程，也可称为归零动作；当校正完毕后，一旦操作者靠近感应模块31，由于人体带有电荷，所述感应模块31与人体本身所带有的电荷产生耦合效应，该耦合效应使得感应模块31产生一电流信号，该电流信号通过信号传输模块32传至所述电荷比较模块34的输入端341，所述电荷比较模块34比较输入端341和基准端342的值，产生电信号传输至所述运算器5。

在一实施例中，电荷侦测组件3、4为集成电路器件，如此可以降低成本并简化产品设计。

参阅图4，在一实施例中，外框2上与第二电荷侦测组件4固定连接的位置开有小孔21。使用者以手指接近该开孔位置，即可让第二电荷侦测组件4产生感应，在外框上开孔利于第二电荷侦测组件4感应外部电荷变化，并且该开孔可以指示电荷侦测组件的位置方便使用者操作。开孔可为圆孔造型、可为方孔或任意造型，且小孔阵列排布，依用户喜好设计。

参阅图5，在一实施例中，第一电荷侦测组件3与外框2之间还具有一防静电板6，防静电板6固定外框2上，这样将第一电荷侦测组件3隐藏于设备内部，保留外观件设计的整体性，同时也降低产品设计的复杂程度，防静电板6的材料为PVC或其他有相同功能性的复合材料。

在一实施例中，设置第一电荷侦测组件3在有带电荷物体靠近时产生的电信号提供给运算器5用于启动触控屏1，设置第二电荷侦测组件4在有带电荷物体靠近时产生的电信号提供给运算器5用于控制触控屏1启动相应的各项功能应用。参阅图6，显示设备启动前外观上看不到任何控制按钮，待操作者接近显示设备时，第一电荷侦测组件3感应到电荷变化，提供一电信号给运算器5，运算器5控制在产品的电源开关位置通过启动LED灯点亮开关图腾7，使其浮现于外框2上，如图7所示，该开关图腾7所对应的内部结构可设置为与触控屏1接口连接，使用者触碰该开关图腾7可启动触控屏1；在另一实施例中，开关图腾7对应另一电荷侦测组件，当使用者靠近该开关图腾7，电荷侦测组件感应电荷变化产生一电信号给运算器5，运算器5控制触控屏1启动。若开关图腾7浮现后，用户不做其他进一步使用，设定在一段时间后灯熄灭，显示设备回复到图6的状态。参阅图1，触控屏1在启动后，屏幕上出现应用图标11、12、13，如11代表“聆听音乐”、12代表“电影欣赏”、13代表“数字电视”等，根据触控屏1的二维平面控制模式，可以用手指点击或触摸屏幕上的应用图标进入相应的功能应用中，在本实施例中，设置了另一种非接触式的控制模式，电荷侦测组件41在感应到电荷变化后产生第一电信号，电荷侦测组件42在感应到电荷变化后产生第二电信号，设置所述运算器5接收到第一电信号后控制触控屏1启动功能应用11，设置所述运算器5接收到第二电信号后控制触控屏1启动功能应用12。通过设置不同的电荷侦测组件对应不同的功能应用，本实用新型可以将对显示设备的控制全部以非接触式的形式来完成，这样避免了由于接触产生交互式细菌传播，使用户使用时更为放心。

对应于电荷侦测组件的功能不同，在一实施例中，所述电荷侦测组件的感应距离为10-15mm；在另一实施例中，所述电荷侦测组件的感应距离为2mm以内。例如在前一实施例中，第一电荷侦测组件3在有带电荷物体靠近时产生的电信号提供给运算器5用于启动触控屏1，可以设置第一电荷侦测组件3的感应距离为10-15mm，这样当人靠近显示设备时，第一电荷侦测组件3作动。第二电荷侦测组件4在有带电荷物体靠近时产生的电信号提供给运算器5用于控制触控屏1启动相应的各项功能应用，可以设置第二电荷侦测组件4的感应距离在2mm甚至1mm以内，这样提高定位精度，防止误响应。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于，包括：

可接受用户触摸屏幕显示相应界面的触控屏；

支撑所述触控屏的外框；

感应环境电荷变化并产生电信号的电荷侦测组件；

响应所述电荷侦测组件产生的电信号并控制所述显示设备工作的运算器；

所述外框环绕设置在所述触控屏周边，所述电荷侦测组件固定设置于所述外框上，所述电荷侦测组件与所述运算器电连接，所述运算器与所述触控屏电连接。

2.根据权利要求1所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述电荷侦测组件包括感应模块、信号传输模块、信号校正模块、电荷比较模块和信号反馈模块；所述感应模块电连接所述信号传输模块的输入端，所述信号传输模块的输出端选择性电连接所述信号校正模块或所述电荷比较模块；所述电荷比较模块具有输入端、基准端和输出端，所述电荷比较模块的输入端电连接接所述信号传输模块，所述电荷比较模块的基准端电连接所述信号校正模块，所述电荷比较模块的输出端电连接所述运算器。

3.根据权利要求2所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述电荷侦测组件有多个。

4.根据权利要求3所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述电荷侦测组件的感应距离为10-15mm。

5.根据权利要求3所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述电荷侦测组件的感应距离为2mm以内。

6.根据权利要求3所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述外框上与所述电荷侦测组件固定连接的位置开有小孔。

7.根据权利要求6所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述小孔为阵列排布的圆孔或方孔。

8.根据权利要求3所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述设备还包括防静电板，所述防静电板固定设置于所述外框与所述电荷侦测组件之间。

9.根据权利要求8所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述防静电板材料为PVC。

10.根据权利要求1-9任一项所述的非接触式三维立体控制显示设备，其特征在于：所述电荷侦测组件为一集成电路器件。

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