[發明專利]用于攝像式多點觸摸屏的照明裝置

無效

• 申請號: 200910040363.7
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101592855A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 李軍明
• 申請（專利權）人: 廣東威創視訊科技股份有限公司
• 主分類號: G03B29/00
• 分類號: G03B29/00;G03B17/54;G06F3/042
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 李衛東;黃 磊

技術領域

本發明涉及多點觸摸屏照明技術，具體涉及一種用于攝像式多點觸摸屏的照明裝置。

背景技術

傳統的攝像式觸摸屏定位裝置，基本原理是通過有源的發光筆作為照明裝置在屏幕上產生圖像點，由攝像頭獲取圖像點的圖像后送到數字信號處理器(DSP)中進行處理，最后對圖像進行分析，計算出目標圖像在屏幕上的位置坐標，如公開號為CN1632736A和CN1281209A的中國專利。采用這種方案的觸摸屏定位裝置，需要使用專用的發光筆作為圖像信號的產生設備，攝像頭直接拍攝發光筆在屏幕上的點亮情況作為目標圖像來獲得觸摸點的坐標，系統不需要另外考慮拍攝畫面的照明問題就可以較容易地獲得目標圖像。但是，由于這種方案需要使用有源的發光筆，因此需要經常更換電池或充電，實際使用中極為不便，尤其在使用攝像頭的多點觸摸屏中，需要使用多只發光筆來產生不同的圖像點，單獨一人操作多只發光筆難度較大，極大地限制了多點觸摸的靈活性與便利性。

為了改善使用有源發光筆所存在的不足，人們對攝像式多點觸摸的照明方案進行了改進，逐步拋棄了使用有源發光筆作為圖像信號產生設備的照明方案，傾向于使用手指或其他物體作為觸摸物直接在屏幕上進行觸摸操作，由于手指或觸摸物體自身不發光，攝像頭難以獲得高質量的目標圖像，在這種情況下，通常使用照明光源作為照明裝置來照亮觸摸物，讓攝像頭獲得較好的目標圖像。在這種方案中，照明光源的優劣很大程度上決定了攝像頭拍攝圖像的好壞，直接影響多點觸摸的效果。如果直接將現有的照明燈具安裝在屏幕后方，那么屏幕上將出現中間亮度遠高于邊緣亮度的現象，即所謂“光斑”現象。

為解決這一問題，現有的照明方案采用在屏幕前增加一層較厚的高透明材料，在該高透明材料的側面將光源引入，利用全反射原理來獲得比較均勻的照明效果，如申請號為CN200820092324.2，公開號為CN201191355的中國專利。這種照明方案在小尺寸顯示屏上可以獲得較好的效果，但是，當用在大尺寸觸摸屏特別是60″以上的觸摸屏時，照明的均勻性會變差，出現亮暗不均的現象，依然會出現較嚴重的“光斑”現象，攝像頭仍難以獲得較好的目標圖像，而且，在屏幕前增加的高透明材料由于要追求更高精度的全反射效果，安裝難度較高，結構復雜。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種結構簡單、照明均勻性好的用于攝像式多點觸摸屏的照明裝置。

本發明的目的通過下述技術方案實現：用于攝像式多點觸摸屏的照明裝置，包括屏幕、攝像頭、投影機和數字信號處理器，還包括2個以上燈組，各燈組按照發射光相對于屏幕的傾斜度大于0度且小于180度方式，并以離屏幕不超過擬投影的距離安裝在屏幕的側面，各燈組發出的光傾斜入射到屏幕上并形成各自的照明區域，所有燈組在屏幕上的總照明區域能覆蓋整個屏幕，而且，各燈組在屏幕上的照明區域部分重疊。這樣，各燈組安裝在屏幕側面，就不會影響投影顯示光路；各燈組發射光傾斜入射到屏幕，而燈組照射到屏幕的光亮度隨著光傳輸距離不同而不同，也即距離燈組較近的地方亮度較高，距離燈組較遠的地方，亮度較低，由于各燈組在屏幕上的照明區域部分重疊，單個燈組照明亮度較低的照明區域會因為其余多個燈組的疊加照明而使亮度得到加強，從而彌補由于距離較遠造成的亮度減弱，使整個屏幕的照明區域趨于均勻，提高攝像頭獲取高質量圖像的能力。

優選的，所述各燈組以離屏幕不超過擬投影的距離安裝在屏幕的側面，該距離具體是根據屏幕顯示面積的大小和燈組的照明范圍大小來確定。

優選的，為了更好地提高整個屏幕的照明區域的均勻性，可以通過提高各燈組在屏幕上的照明區域的均勻性來實現，具體的優選方案是：所述燈組由1個以上的點狀光源或線狀光源依據各光源自身發散角度的大小以一定的角度和間距排列組成，光源的發散角度大時，排列的角度和間距就相應增大。

作為提高各燈組在屏幕上照明區域的均勻性的優選技術方案，所述燈組所用的光源按照各光源自身發散角度呈放射狀排列。具體的優選方案是：所排列放射線的角度滿足偏轉角度不大于各光源自身發散角度的一半，間距滿足關系式A≤Ltanθ，其中，A表示同一放射線方向上相鄰光源的徑向距離，L表示光源距離實際屏幕實際投射點的距離，θ表示光源發散角度的一半。采用這種放射狀排列，可以使各燈組發出的光能夠在屏幕上形成一個較均勻的照明區域。

各個燈組所采用光源的類型、發散角度可以相同，也可以不同，可以根據需要靈活搭配選擇。