移動設(shè)備上的3d空間觸控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)，包括顯示面板、嵌入式光學(xué)傳感器、紅外背光源、角掃描輻射器，所述紅外背光源位于顯示面板下，所述嵌入式光學(xué)傳感器嵌入顯示面板內(nèi)，所述角掃描輻射器分別放置在顯示面板的上下邊緣。本實用新型圖像處理工作過程簡單，體積輕巧，適用于大多數(shù)環(huán)境條件下工作。
【專利說明】移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)，屬于立體顯示技術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]立體顯示系統(tǒng)提供的不僅僅是平面的影像，它能為觀眾帶來具有深度信息的三維影像，使觀眾身臨其境。另一方面虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)允許用戶利用多種傳感器進(jìn)入計算機(jī)系統(tǒng)創(chuàng)建的場景中并與場景交互，其最終目的是使計算機(jī)與傳感器組成的信息處理系統(tǒng)盡可能量接近人的需要。
[0003]目前的3D交互裝置主要有機(jī)械和視覺兩種類型。機(jī)械裝置需要附加額外的設(shè)備來檢測運動，并且可以為使用者提供振動反饋?；谝曈X的系統(tǒng)中，物體的3軸信息可以用各種方法計算得到。
[0004]上述方案雖然實現(xiàn)了交互顯示，但存在不足。機(jī)械交互裝置需要連接沉重的附加設(shè)備，使用并不方便?；谝曈X的觸控系統(tǒng)通常被其視野所限制，會造成連續(xù)的交互空間內(nèi)盲區(qū)，無法檢測與三維顯示屏面接近的物體，同時也增加了便攜設(shè)備的體積。這些都不適合與移動設(shè)備集成。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本實用新型的目的是提供一種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)。不同于以往的圖像捕捉技術(shù)一那些技術(shù)在很大程度上取決于環(huán)境照度，本文所提出的系統(tǒng)是使用嵌入的紅外傳感器和光源。對每個檢測幀的去背景圖像處理，使該系統(tǒng)能在各種環(huán)境條件下操作。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng),包括顯不面板、嵌入式光學(xué)傳感器、紅外背光源、角掃描輻射器，所述紅外背光源位于顯示面板下，所述嵌入式光學(xué)傳感器嵌入顯示面板內(nèi)，所述角掃描輻射器分別放置在顯示面板的上下邊緣。
[0008]所述顯示面板包括起偏鏡、陣列基底、黑色矩陣、液晶層、晶體管；所述起偏鏡位于顯示面板的上下兩面；所述陣列基底緊靠于上下兩面起偏鏡的內(nèi)側(cè)面；所述黑色矩陣位于上端陣列基底的下方；所述液晶層位于黑色矩陣下方，居中于顯示面板內(nèi)；所述晶體管放置在下端的陣列基底之上。
[0009]所述嵌入式光學(xué)傳感器嵌入到晶體管中，形成一個陣列。
[0010]紅外背光和角掃描福射器與嵌入式光學(xué)傳感器同步。在第一檢測巾貞中紅外背光將兩次通過面板，并有光學(xué)傳感器捕捉反射光，確定指尖的2D (X和Y)位置。然后在面板兩側(cè)的紅外角掃描輻射器依次發(fā)射不同傾角的光。感應(yīng)幀關(guān)聯(lián)對應(yīng)的傾斜角度。最后識別具有最大反射率的掃描角度，由2軸(X和Y)的位置和掃描角，計算指尖深度(Z)。
[0011]本實用新型與傳統(tǒng)的觸控系統(tǒng)相比，具有如下突出的優(yōu)點:
[0012]該系統(tǒng)不過分依賴環(huán)境照度，能在各環(huán)境條件下操作。本實用新型圖像處理工作過程簡單，輕巧靈便，適用于大多數(shù)環(huán)境條件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2為顯示面板組成結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0015]本實用新型的優(yōu)選實施例結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】如下:
[0016]參見圖1，一種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)，包括顯示面板1、嵌入式光學(xué)傳感器2、紅外背光源3、角掃描輻射器4，其特征在于，所述紅外背光源3位于顯示面板I下，所述嵌入式光學(xué)傳感器2嵌入顯示面板I內(nèi)，所述角掃描輻射器4分別放置在顯示面板I的上下邊緣。
[0017]如圖2所示,所述顯示面板I包括起偏鏡5、陣列基底6、黑色矩陣7、液晶層8、晶體管9 ;所述起偏鏡5位于顯示面板I的上下兩面；所述陣列基底6緊靠于上下兩面起偏鏡5的內(nèi)側(cè)面；所述黑色矩陣7位于上端陣列基底6的下方；所述液晶層8位于黑色矩陣7下方，居中于顯示面板I內(nèi)；所述晶體管9放置在下端的陣列基底之上6。
[0018]所述嵌入式光學(xué)傳感器2嵌入到晶體管9中，形成一個陣列。
[0019]檢測嵌入式光學(xué)傳感器2中的原始數(shù)據(jù)，累積紅外背光源3捕捉的圖像亮度。當(dāng)亮度大于觸摸閾值，觸控對象將被檢測到，確定觸摸點的2軸位置，當(dāng)亮度累積值小于閾值，計算對象的深度信息，最終確定指尖3軸(X、Y和Z)信息。
【權(quán)利要求】
1.一種移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)，包括顯示面板(I)、嵌入式光學(xué)傳感器(2)、紅外背光源(3)、角掃描輻射器(4)，其特征在于，所述紅外背光源(3)位于顯示面板(I)下，所述嵌入式光學(xué)傳感器(2 )嵌入顯示面板(I)內(nèi)，所述角掃描輻射器(4 )分別放置在顯示面板Cl)的上下邊緣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示面板(I)包括起偏鏡(5)、陣列基底(6)、黑色矩陣(7)、液晶層(8)、晶體管(9);所述起偏鏡(5)位于顯示面板(I)的上下兩面；所述陣列基底(6)緊靠于上下兩面起偏鏡(5)的內(nèi)側(cè)面；所述黑色矩陣(7)位于上端陣列基底(6)的下方；所述液晶層(8)位于黑色矩陣(7)下方，居中于顯示面板(I)內(nèi)；所述晶體管(9)放置在下端的陣列基底之上(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動設(shè)備上的3D空間觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式光學(xué)傳感器(2)嵌入到晶體管(9)中，形成一個陣列。
【文檔編號】G06F3/01GK203982337SQ201420362137
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】田豐, 楊溢, 郎玥 申請人:上海大學(xué)