一种基于lcd的光学多点触控设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种基于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。
【专利说明】一种基于LCD的光学多点触控设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种触控设备，特别涉及一种基于LCD的光学多点触控设备。
【背景技术】
[0002]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。
实用新型内容
[0003]本实用新型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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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
3? ο
[0007]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 ο
[0008]本实用新型对比现有技术具有如下的有益效果:
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型提供的一种基于LCD的光学多点触控设备的结构示意图。【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。
[0015]图1为本实用新型提供的一种基于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。
[0016]本实用新型提供了一种基于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，IXD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IXD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。
[0017]前面板，包括:
[0018]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。
[0019]IXD面板1:为IXD前面板，负责显示画面。
[0020]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。
[0021]后面板，包括:
[0022]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。
[0023]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，提供给图像识别系统。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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HDM1、VGA或DVI,在驱动IXD面板在背光光源8的配合下,显不用户界面。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]请参见图1，本实用新型提供的一种基于LCD的光学多点触控设备，在本实施例中:
[0030]在LCD面板I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。
[0031]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。
[0032]保护屏2、IXD面板I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Imm至12mm之间；前表面可做防眩光，防反射处理。
[0033]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。
[0034]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。
[0035]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。
[0036]虽然本实用新型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。
【权利要求】
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、IXD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。
【文档编号】G06F3/041GK203414922SQ201320171735
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年4月9日 优先权日:2013年4月9日
【发明者】李 昊 申请人:北京紫霄科技有限公司