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NICT開發出通過觸摸空中懸浮影像進行操作的顯示器

2009年4月21日 尚無評論

 

NICT開發出通過觸摸空中懸浮影像進行操作的顯示器
日本情報通信研究機構（NICT）宣佈，開發出了觸摸浮在空中的影像操作顯示器的“Floating Touch Display”技術。設想用於醫療現場等不能弄髒手以及烹飪時手上有油垢的情況。　　在液晶顯示器的上面，沿平面配置有NICT開發的光學元件，液晶顯示器上顯示的畫面如同浮在空中一樣。其原理是，通過沒有玻璃的紅外線觸控螢幕，對觸摸浮在空中的影像（空中影像）的指尖位置進行檢測並完成操作。空中影像的真實感較強，即使視線上下左右移動，也可顯示在空中完全靜止的空中影像。

　　NICT開發的光學元件是，通過採用微鏡陣列（Micromirror Array）形成鏡像實像的成像光學元件。使用該光學元件時，可像凹面鏡或凸透鏡一樣形成實像，從而顯示出空中影像。另外，與凹面鏡等不同，立體物成像時也不會發生變形，因此視點左右或上下移動時，影像的位置也不會改變。

　　目前存在的課題是，光學元件的尺寸還比較小，可顯示的空中影像的大小有限。今後，將通過製造技術的開發，解決這些課題。該公司的目標是，3年後計劃開發出顯示人身大小的影像。

　　另外，NICT還計劃在09年4月20～23日于美國拉斯維加斯舉行的“NAB2009”上展出Floating Touch Display。（記者：迦納 徵子）
文章出處: http://big5.nikkeibp.com.cn/news/flat/45725-20090420.html?ref=ML (技術在線版權所有)
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觸控技術比較表(含演算多點及物理多點)[翔基著作~轉載請註明出處]

2009年4月20日 2 則評論
技術原理 技術說明 類別 作動方式 感測物體 演算多點 物理多點
電阻 利用不同距離產生的阻抗質不同來判定位置 四線, 五線, 八線 兩片ITO(透明導電層)經由Spacer隔開, 當施加壓力時, 兩層會接觸而導通, 根據導通的位置不同而有不同的電阻值變化, 如此便可得知其位置 任何可以對觸控面形成壓力的材質 透過X-Y軸的演算可達到模擬多點的效果, 一般為兩點 不可
　 　 矩陣電阻 兩片ITO經過蝕刻等方式做成橫間隔與豎間隔, 兩層交錯成網狀, 分別去測定每個電極條的電阻值便可得到多點位置 任何可以對觸控面形成壓力的材質 在同一條間隔內採用演算法取得不同的點 在不同間隔內則可以實際得知多點
電容 利用電容體接近或接觸產生電容量變化來判定位置 表面電容 表面層為ITO層, 當人體接觸時, 人體成為一大電容帶走表面的電荷, 由四角的感測器測出而計算位置, 一般均為四線 (X+/X-/Y+/Y-) 任何可帶走電荷的導電體(人是一個相當好會帶走電荷的超大電容) 不可 若透過如同矩陣電容的製程方式則可以
　 　 投射電容 ITO在玻璃或壓克力的介質兩面, 經由特殊形狀形成交錯矩陣, 讓其互相產生電容, 當然體接近時, 又與人體行成另外兩組電容, 當電容值改變即可測出位置 任何可與感應電極產生電容的導電體(大地就是一個大的電容導體, 所以地線安裝相當重要) 透過X-Y軸的演算可達到模擬多點的效果, 一般為兩點 在不同間隔內則可以實際得知多點, 同間隔內則採分時掃描方式
　 　 訊號電容 如同投射電容, 但會在人體輪流加上一組特定訊號, 感應電極就如同天線班接收該訊號而達到分辨不同人的觸摸, 有點類似RFID感應 一般以人體為導電體, 其他導電體也可以(須要跟特殊訊號線相連接, 人體則必須接觸該訊號線) 無 在不同間隔內則可以實際得知多點, 同間隔內則採分時掃描方式
光 利用光或影被遮斷來計算出位置 紅外線 紅外線分別在上(發射)下(接收)及左(發射)右(接收)形成網狀的分布, 當手指進入時會阻斷紅外線的接收而求得其位置 任何可阻斷光線的材質 透過X-Y軸的演算可達到模擬多點的效果, 一般為兩點 不可
　 　 CCD/CMOS 在角落安裝攝影機, 並且發射紅外線光源, 當手指進入時, 攝影機便可以觀測到手指的陰影, 透過三角定位的方式來找出手指的相對位置 任何不反光可形成陰影的非透明材質 透過X-Y軸的演算可達到模擬多點的效果, 一般為兩點 利用多個微攝影機可避免遮罩來找出多點, (通常是n+1個攝影機, n是點數)
聲波 利用聲波傳遞過程中被吸收掉的聲波來計算位置 SAW 在四角如左上(發射)右下(接收)右上(發射)右下(接收)搭配反射天線, 在玻璃表面發射一組聲波, 來形成網狀布局, 當軟物體如手指進入時會吸收一部分聲波, 便可計算其位置 任何可吸收聲波的軟材質(硬材質無法將聲波吸收反而造成反射干擾) 不可 不可
震動波 利用物體接觸感測表面時產生的振動近算位置 DST/APR 在四角裝上壓電式微動感應器, 透過手指在玻璃表面接觸時產生的振動, 測量其四周收到的時間, 分析屬於同一個震動源後, 便可得知觸控位置 任何可在觸控面產生震動的材質 當兩震動體不同時動作時, 可判別出兩點 不可
壓力 利用接觸時的壓力位置不同來計算位置 n-Force 如同DST/APR技術, 只是感應的不是振動, 而是四角接受到不同的壓力變化, 經由四角的壓力差不同而計算位置 任何可以對觸控面形成壓力的材質 不可 不可
視覺 利用CCD或CMOS擷取物體影像來計算位置 FTIR (內全反射) 透過內全反射式的材質(如壓克力, 一般玻璃不行)在四周加上紅外線光源, 讓紅外線光源在該材質內部反射, 當手指觸摸時會因為介質的改變導致光的折射率不同而溢出, 變可利用攝影機從遠方觀測光電來達到判斷位置的目的 通常是手或任何可以影響均勻光變化的材質 無 實際影像即為多點
　 　 DI (擴散光) 如同內全反射式一樣, 利用攝影機從遠處觀察光影變化, 但光線並非在材質內部, 而是利用擴散光均勻分布在觸控物質的表面 任何可以影響均勻光變化的材質 無 實際影像即為多點
　 　 Spot (光點) 如同內全反射式一樣, 利用攝影機從遠處觀察特殊的發光點, 就如同紅外線遙控器會發出的光點一般, 可由攝影機觀測後換算其位置 一定要有一個發光體, 如紅外線或雷射指示筆(有的紅外線向式遙控器般傳遞按鈕訊號) 無 實際影像即為多點
超聲波 利用超聲波發射器發出超聲波來計算位置 　 在一定距離間隔下安裝兩個超聲波的接收器, 透過特殊的超聲波發射器, 計算兩個接收器收到該聲波時序的時間, 即可透過三角定位算出位置, 就如同 GPS 接收衛星訊號來計算位置 一定要用超音波發射筆(通常還會搭配紅外線以取得按鈕訊號) 無 若搭配特殊超聲波發射器採用分時分頻方式達成
電磁 利用磁場干擾產生磁場變化來計算位置 　 有點類似訊號電容, 在觸控材質內布滿特殊排列的天線, 只是訊號電容利用人當導體, 而電磁式則是利用一支筆裡面有線圈來干擾電磁場, 經由被干擾的磁場來計算位置 一定要用電磁筆(電磁筆可用類似RFID方式感應充電即可免電池) 無 若搭配特殊訊號發射器採用分時分頻方式達成
光影像 利用LCD製程中在其液晶間隔中插入光耦合元件 　 在發光點中間插入光感元件, 利用物體接近時將發光體的光源反射回光感元件接收, 便可得知其位置 任何可以形成光反射的物體 無 實際影像即為多點
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