CN102231032B - 触摸式液晶透镜及其驱动方法、立体显示装置以及计算机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸式液晶透镜面板，包括第一电极结构；与第一电极结构相对设置的第二电极结构；以及设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层。所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构被配置成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜；所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构还被配置为检测在所述触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。本发明触摸式液晶透镜面板同时具有液晶透镜和多点触摸功能，结构简单。本发明还提供一种应用上述触摸式液晶透镜面板的立体显示装置和计算机系统。

Description

触摸式液晶透镜及其驱动方法、立体显示装置以及计算机系统

【技术领域】

本发明属于立体显示领域，尤其涉及一种触摸式液晶透镜及其驱动方法，还涉及一种应用触摸式液晶透镜的立体显示装置以及应用该立体显示装置的计算机系统。

【背景技术】

随着液晶技术的不断发展，液晶材料广泛地应用于各种领域。

例如，传统的光学变焦镜组至少需要两片以上透镜相互配合移动才能达到变焦的效果。在实际应用过程中，此种光学变焦镜组往往较为厚重且体积大，给用户的使用带来极大的不便。

LC Lens(Liquid Crystal Lens，液晶透镜)是一种利用液晶分子双折射特性以及随电场分布变化排列特性让光束聚焦或是发散的光学组件。LCLens可通过改变操作电压来改变液晶分子的排列方向，进而实现调变焦距的效果，LC Lens的轻薄特性更是一大优势，其可以在小空间内达到有效的光学变焦效果。

液晶透镜具有广泛的应用，其中一种典型应用为立体(3D)显示应用，液晶透镜配合显示装置，将显示装置显示的视差画面分光导向用户的左右眼，从而使用户形成立体视觉。同时还可以实现2D/3D画面的切换功能，方便用户的使用。

随着显示技术的发展，能够给予用户指哪控制哪儿的触摸技术也逐渐成为显示技术发展的趋势。然而如果想在立体显示装置中同时实现立体显示和触摸功能，则必须要同时在显示装置中使用透镜面板及触摸面板才能实现。两种面板的使用增加了显示装置的复杂程度，造成显示装置的笨重，不方便携带。同时，由于透镜面板和触摸面板有可能存在光学或电气上的干扰，这会大大影响显示效果，降低用户的体验。

【发明内容】

本发明所解决的技术问题是提供一种触摸式液晶透镜及驱动方法，从而在同一面板上同时实现液晶透镜功能和触摸功能。本发明同时还提供一种应用上述触摸式液晶透镜及驱动方法的立体显示装置和计算机系统。

一种触摸式液晶透镜面板，包括：第一电极结构；与第一电极结构相对设置的第二电极结构；以及设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层；

所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构被配置成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜；

所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构还被配置为检测在所述触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述第一电极结构包括多个沿第一方向延伸且相互电气隔离的第一电极，所述第二电极结构包括多个沿第二方向延伸且相互电气隔离的第二电极，第一方向相交于第二方向。

根据本发明的一优选实施例，还包括驱动电路，所述驱动电路用于为所述多个第一电极和所述多个第二电极提供液晶透镜驱动信号、触摸驱动信号并识别产生的触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述多个第一电极与所述多个第二电极相交形成多个电容传感节点，所述电容传感节点耦合到所述驱动电路，所述驱动电路为所述电容传感节点提供驱动信号并检测所述电容传感节点的变化来识别触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述多个电容传感节点相互独立工作并且表示所述触摸式液晶透镜面板上的不同位置。

根据本发明的一优选实施例，所述驱动电路包括液晶透镜驱动电路和触摸驱动电路，所述液晶透镜驱动电路为所述第一电极结构和所述第二电极结构提供液晶透镜驱动信号以在第一电极结构和第二电极结构之间形成电场，所述电场驱动液晶层内的液晶分子重新排列以产生或保持或改变液晶透镜效果；所述触摸驱动电路为所述第一电极结构或所述第二电极结构提供触摸驱动信号，并检测所述第二电极结构或所述第一电极结构产生的触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述驱动电路还包括信号耦合电路，所述液晶透镜驱动信号和所述触摸驱动信号通过所述信号耦合电路耦合到所述第一电极结构和所述第二电极结构。

根据本发明的一优选实施例，所述驱动电路还包括触摸信号分离电路，所述触摸信号分离电路检测并分离所述第一电极结构或所述第二电极结构产生的触摸位置信号，并将触摸位置信号传输至所述触摸驱动电路。

根据本发明的一优选实施例，所述液晶透镜驱动信号的频率小于所述触摸驱动信号的频率。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸驱动信号的的电压幅值小于所述液晶层中液晶分子发生偏转的阈值电压。

根据本发明的一优选实施例，所述第一电极和所述第二电极均为条形电极。

根据本发明的一优选实施例，所述第一电极和所述第二电极的延伸方向基本垂直。

根据本发明的一优选实施例，所述第一电极和所述第二电极的延伸方向基本垂直。

根据本发明的一优选实施例，所述多个第一电极相互平行、所述多个第二电极相互平行。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸式液晶透镜面板还包括设置在所述第一电极结构与所述液晶层之间的第一配向层和设置在所述第二电极结构与所述液晶层之间的第二配向层，所述第一配向层和所述第二配向层相互配合以使所述液晶层的液晶分子沿初始排列方向排列。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸式液晶透镜面板还包括第一基板和第二基板，所述第一电极结构设置在所述第一基板，所述第二电极结构设置在所述第二基板。

一种触摸式液晶透镜面板的驱动方法，包括：

配置所述触摸式液晶透镜面板，形成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜；

配置所述触摸式液晶透镜面板，形成多个独立的触摸驱动点；

检测所述多个触摸驱动点上产生的触摸信号以确定触摸信号在所述触摸式液晶透镜面板的位置。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸式液晶透镜面板上述实施例中任意一种触摸式液晶透镜面板。

一种触摸式液晶透镜面板的驱动方法，所述触摸式液晶透镜面板包括第一电极结构、与第一电极结构相对设置的第二电极结构以及设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层，所述驱动方法包括：

配置所述第一电极结构与第二电极结构之间的电压以改变液晶层中的液晶分子的排列，从而形成液晶透镜；

配置所述第一电极结构与第二电极结构之间的电压，形成多个触摸驱动点；

检测所述多个触摸驱动点上产生的触摸信号以确定所述触摸信号在所述触摸式液晶透镜面板的位置。

根据本发明的一优选实施例，检测所述多个触摸驱动点上产生的触摸信号过程包括对触摸信号的滤波已减小干扰信号。

一种立体显示装置，包括：显示面板和设置在显示面板上的触摸式液晶透镜面板，所述触摸式液晶透镜面板包括：第一电极结构；与第一电极结构相对设置的第二电极结构；以及设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层；

其中，所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构被配置成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜，从而将所述显示面板显示的具有视差的图像传输至预定视场方向；

所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构还被配置为检测在触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述立体显示装置还包括头部追踪电路、图像处理电路，所述头部追踪电路用于采集用户头像位置信息，所述图像处理电路根据用户头像位置信息调整显示图像。

根据本发明的一优选实施例，所述头部追踪电路包括头像摄取装置和头像位置分析电路，所述头像摄取装置用于摄取用户头像信息，所述头像位置分析电路用于根据用户头像信息识别用户头像相对于所述立体显示装置的位置。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸式液晶透镜面板还包括触摸式液晶透镜驱动电路，所述触摸式液晶透镜驱动电路驱动所述触摸式液晶透镜面板从而使其形成液晶透镜，并根据用户头像位置信息调整所述触摸式液晶透镜面板形成的液晶透镜的光学参数。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸式液晶透镜驱动电路包括触摸驱动电路，所述触摸驱动电路驱动所述触摸式液晶透镜面板并检测和识别产生在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述第一电极结构包括多个沿第一方向延伸且相互电气隔离的第一电极，所述第二电极结构包括多个沿第二方向延伸且相互电气隔离的第二电极，第一方向相交于第二方向。

根据本发明的一优选实施例，所述多个第一电极与所述多个第二电极相交形成多个电容传感节点，通过检测所述多个电容传感节点的变化来识别触摸位置信号。

根据本发明的一优选实施例，所述多个电容传感节点相互独立工作并且表示所述触摸式液晶透镜面板上的不同位置。

一种计算机系统，包括：处理器，其被配置成执行指令并执行与计算机系统相关的操作；立体显示装置，其被操作耦合到所述处理器。所述立体显示装置包括：显示面板以及设置在显示面板上的触摸式液晶透镜面板。所述触摸式液晶透镜面板被配置为具有改变光线传播方向作用的液晶透镜，从而将所述显示面板显示的具有视差的图像传输至预定视场方向，所述触摸式液晶透镜面板被配置还被配置为检测在所述触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号；

所述处理器根据所述触摸式液晶透镜面板产生的触摸位置信号执行相关的计算机操作。

根据本发明的一优选实施例，所述触摸式液晶透镜面板为上述实施例中的任意一种触摸式液晶透镜面板。

相较于现有技术，触摸式液晶透镜面板仅使用一块面板，通过对电极、液晶等的配置，可以实现液晶透镜与触摸两种功能，简化了产品的结构，降低了产品的厚度，从而使采用上述触摸式液晶透镜面板电子装置更加轻薄；同时，由于实现液晶透镜和触摸控制功能的驱动信号的电压频率和幅值可以不同，这样避免了触摸驱动信号与液晶透镜驱动信号之间的干扰，有助于保持触摸式液晶透镜面板的稳定性。

同时，由于触摸式液晶透镜面板的每一个触摸驱动点可以实现单独控制，可以实现多点触摸功能，大大方便用户的使用。

相较于现有技术，计算机系统采用了平板显示面板和触摸式液晶透镜面板，可在不明显增加装置厚度和复杂度的情况下，集立体显示功能与多点触摸控制功能于一体，方便用户的操作；同时，计算机系统还通过摄像头等头像摄取装置和头部追踪电路的配合，实时检测用户位置，并通过图像处理电路和液晶透镜驱动电路调整显示画面和液晶透镜，使用户始终处于最佳的观看位置，大大提升了用户的视觉和操作体验。

【附图说明】

图1是图1示为本发明提供的触摸式液晶透镜面板的一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1所示触摸式液晶透镜面板的部分结构的立体示意图；

图3是触摸式液晶透镜面板及其驱动电路的示意图；

图4是本发明的第一较佳实施例中第二电场的另一示意图；

图5是触摸式液晶透镜面板实现液晶透镜功能时的部分结构示意图；

图6是触摸式液晶透镜面板形成液晶透镜的状态图；

图7是本发明的计算机系统的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的触摸式液晶透镜面板包括两个间隔设置的电极结构以及液晶层。其中，液晶层设置于两个电极结构之间，液晶层包括多个液晶分子。

在具体实施过程中，通过配置，该两个电极结构之间电场，电场使得液晶分子处于预定的排列状态，改变光线的传播方向，以使液晶层具有透镜效果。进一步的，该电极结构还构成可变电容，形成触摸驱动点，通过在可变电容的一个电极上施加驱动电压，探测另一个电极上的电压/电流变化来实现电容型触摸定位功能。

请参阅图1，图1示为本发明提供的触摸式液晶透镜面板的一较佳实施例的结构示意图。在本实施例中，触摸式液晶透镜面板100依次包括第一基板11、第一电极结构12、第一配向层13、液晶层14、第二配向层15、第二电极结构16以及第二基板17。

请同时参阅图2，图2是图1所示触摸式液晶透镜面板100的立体结构示意图，为方便描述本实施例，图2中仅示出了触摸式液晶透镜面板100的部分代表性结构。其中，第一电极结构12设置于第一基板11上，包括多个第一条形电极121。多个第一条形电极121相互间隔且电气隔离设置，并且沿第一延伸方向D1延伸。图2示例性地显示了四个第一条形电极121a、121b、121c、121d。

第二电极结构16设置于第二基板17上，包括多个第二条形电极161。多个第二条形电极161相互间隔且电气隔离设置，并且沿第二延伸方向D2延伸。图2示例性地显示了四个第二条形电极161a、161b、161c、161d。

液晶层14设置于第一电极结构12和第二电极结构16之间，第一配向层13设置于液晶层14与第一电极结构12之间，第二配向层15设置于液晶层14与第二电极结构16之间。

在具体实施过程中，第一延伸方向D1与第二延伸方向D2相互交叉。优选的，第一延伸方向D1和第二延伸方向D2相互垂直。从而使第一条形电极121和第二条形电极161形成如图3所示的交叉矩阵栅格结构。

液晶层14内包括有沿初始排列方向排列的液晶分子141。第一配向层13和第二配向层15相互配合以使液晶分子141沿初始排列方向排列。在本实施例中，通过摩擦配向或辐射配向等方式，使得第一配向层13的配向方向和第二配向层15的配向方向均与第二延伸方向D2平行，使得液晶分子的初始排列方向平行于第二延伸方向D2。

优选的，第一基板11和第二基板17均为玻璃基板，当然也可以是其它材料的透明基板，只要使得光线能够透过即可，此处不一一列举。

优选的，第一条形电极121、第二条形电极161均为透明导电层，譬如可为铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)或铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)，此处不一一列举。

根据上述结构，配合适当的驱动方法，触摸式液晶透镜面板100可实现触摸功能和液晶透镜功能的结合。

请参阅图4，触摸式液晶透镜面板100进一步包括触摸液晶透镜驱动电路190。触摸液晶透镜驱动电路190可以包括液晶透镜驱动电路191、触摸驱动电路192、信号耦合电路193以及触摸信号分离电路194。液晶透镜驱动电路191用于产生液晶透镜驱动信号，如驱动电压，并将液晶透镜驱动信号传输给信号耦合电路193；触摸驱动电路192用于产生触摸驱动信号，如驱动电压，并将触摸驱动信号传输给信号耦合电路193；信号耦合电路193将液晶透镜驱动信号和触摸驱动信号耦合为一复合信号后，分别传输给第一电极结构12和第二电极结构16，从而产生相应的液晶透镜或触摸功能。触摸信号分离电路194电耦合至第二电极结构16，用于将第二电极结构16触摸探测电压分离并传输给触摸驱动电路192，完成对触摸位置的识别。

以下具体介绍液晶透镜功能及触摸功能的实现原理。

对于液晶透镜功能，当多个第一条形电极121与多个第二条形电极161上施加一定的电压从而在多个第一条形电极121与多个第二条形电极161之间形成一定规律分布的电场时，电场驱动液晶层14内的液晶分子141按照电场的分布规律改变排列方向，使得液晶层14对特定偏振态的光线的折射率呈现抛物线形变化，从而使得液晶层14具有改变光线传播方向的效果，形成液晶透镜。

更具体地，请同时参阅图4和图5，液晶透镜驱动电路191通过信号耦合电路193在第一条形电极121a、121b、121c、121d上施加相等的参考电压Vref或零电压，同时在多个第二条形电极161a、161b、161c、161d上施加适当的液晶透镜驱动电压V1、V2、V3以及V4，其中，为保证形成良好的透镜效果，V1、V2、V3、V4为具有周期性变化的电压，例如可以是正弦曲线变化的电压分布。这样，在多个第一条形电极121与第二条形电极161之间形成对应的电压差，该多个电压差在液晶层14内产生周期性变化的电场。液晶层14内的液晶分子141在电场的作用下排列方向发生改变。在液晶层14内，不同区域的液晶分子141的偏转角度随电场变化而变化，使得液晶层14折射率在一定的区域内呈现抛物线形变化，从而达到使液晶层14具有液晶透镜的效果，实现聚焦或发散的目的。如图6所示为在电场驱动下形成液晶透镜后的状态图，由于周期性变化的液晶透镜驱动电压施加在第二条形电极161上，所以液晶透镜的延伸方向为图2所示的第二延伸方向D2。

在第一较佳实施例中，为了加快液晶层产生透镜效果的时间，在液晶层14产生透镜效果的过程中，电压V1、V2、V3以及V4采用过驱动电压(overdrive voltage)，使得电压V1、V2、V3以及V4与零电压或参考电压Vref配合形成一过驱动电压差。该过驱动电压差在液晶层14内产生较大的电场，使得液晶分子141在较大的电场的作用下的变化速度加快。在适当时间之后，电压V1、V2、V3以及V4再切换至稳定电压，使得液晶层14内保持稳定电压差，该稳定电压差使液晶层14保持透镜效果。由于过驱动电压差大于稳定电压差，极大的加速了液晶透镜产生透镜效果的时间。

如需在某一时刻改变液晶透镜的分布状态或光学参数，可通过液晶透镜驱动电路190改变施加到第二条形电极161上的电压分布规律，从而调节液晶光透镜的光学参数，如焦距、栅距等，同样，采用动态电压的驱动方式，也可以使液晶透镜进行左右平移，这样可以实现全可控的液晶透镜，以更好地应用于立体显示。

可以看出，第一条形电极121与第二条形电极161之间的电压具有产生、保持、改变液晶透镜效果的作用。

可以理解，同样可以交换第一条形电极121与第二条形电极161的电压，即，在多个第一条形电极121施加周期性变化的液晶透镜驱动电压，在多个第二条形电极161上施加相等的参考电压，从而使形成的液晶透镜的延伸方向变化为沿第一方向D1，也就是液晶透镜的排列产生90度的旋转。这种驱动方式在某些特殊的应用中产生重要作用，如在便携式的显示装置中应用上述液晶透镜时，当显示画面产生90度旋转时，需要相应的调整液晶透镜产生90度的旋转才能实现立体显示，上述驱动方式则可以满足此类要求。

对于触摸定位功能，由于液晶层141可以看做近似绝缘材料，多个第一条形电极121与多个第二条形电极161相互交叉，形成如图3所示的矩阵结构。这样每一个第一条形电极121与第二条形电极161的交叉点形成互感电容，每一个互感电容形成一个独立的触摸驱动点，通过探测每个交叉点的电容参数的变化，可以实现电容式触摸屏的功能。

更具体地，请同时参阅图3、图4和图5，触摸驱动方法包括：

产生驱动信号：触摸驱动电路192通过信号耦合电路193施加触摸驱动电压Vt至第一条形电极121a，由于互感电容效应，第二条形电极161a、161b、161c、161d与第一条形电极121a的交叉处分别感生出电荷。由于此互感电容容易受到外部电极的影响而改变电容值，因此互感电容可以看做为可变电容；

读取触摸信号：触摸信号分离电路194首先从第二条形电极161a读取其电容参数，如电压、电流等，并过滤其他干扰信号，例如寄生电容信号、液晶透镜驱动信号等，并将过滤的触摸信号反馈给触摸驱动电路192；

识别触摸信号：触摸驱动电路192接收到触摸信号分离电路194反馈的触摸信号后，将当前读取信号与上一时刻的读取信号(或预定的参考值)进行识别来判断当前该位置是否有触摸动作。具体地，如果当前时刻有手指触摸第二条形电极161a与第一条形电极121a的交叉点，则手指构成一个电极，手指与第一条形电极121a形成电容效应，其影响第二条形电极161a与第一条形电极121a构成的互感电容值，具体的说是减小了第二条形电极161a与第一条形电极121a之间的互感电容值，此时将在第二条形电极161a上重新分配电荷，形成感生电流，此时判断当前位置有触摸信号，识别出当前的触摸位置信号；如果读取的电压、电流值相对于参考值无变化，则判断当前位置无触摸信号；

然后分别继续识别第二条形电极161b、161c、161d等与第一条形电极121a的交叉点触摸信号，此过程与识别第二条形电极161a与第一条形电极121a的交叉点的触摸信号步骤类似，不再赘述。

采用上述同样的方法可进一步识别任一第一条形电极121与任一第二条形电极161交叉点的触摸信号，实现全屏的触摸信号识别，此为一个扫描识别周期。

触摸驱动电路192还包括对所有触摸驱动点的触摸信号进行复合计算，如对触摸区域进行判断等，并根据触摸位置的变化识别当前触摸控制动作等。

可以看出，由于任一第一条形电极121与任一第二条形电极161交叉点形成的触摸驱动点相互独立，并且可以对触摸驱动点的触摸信号进行了独立识别，理论上一次全屏扫描可以识别M*N个触摸信号，实现多点触摸。多点触摸对于当前的计算机系统尤为重要，可以通过多点触摸实现多种操作指令，提高用户体验。

考虑到用户的触摸点的面积一般较大，如大约等于普通人手指触摸的面积，因此对触摸点面积的识别和尤为重要，这有助于更精确的检测触摸动作和触摸位置。

进一步地，为实现一次全屏触摸信号的识别，电极的扫描次数为M*N，其中M为第一条形电极121的个数、N为第二条形电极161的个数。而为了配合显示画面及其他控制，全屏扫描频率F一般在几十到几百赫兹。综上所述，电极的扫描频率应为M*N*F，其数值甚至可以达到几千至几万赫兹以上。一般的液晶分子产生偏转响应时，要求电场的变化频率几百赫兹以下才能作出响应。在上述高频率的触摸驱动信号扫描下，液晶层14中的液晶分子141来不及进行偏转响应，也就是触摸驱动信号对液晶分子141的偏转角度不够成影响，从而也不对液晶透镜的形成与控制产生影响。也就是，在液晶透镜的形成过程中，液晶层14承担了改变光线折射方向的功能；而在触摸控制的过程中，液晶层14仅承担了透明电介质的功能，两种功能互不干扰，实现液晶透镜与触摸功能的共存，这一点尤为重要。

根据液晶透镜以及触摸控制对电场频率的要求不同，可以将液晶透镜驱动信号与触摸驱动信号通过信号耦合电路193进行耦合，形成复合信号。例如可以在高频窄脉宽的触摸驱动信号中插入低频高脉宽的液晶透镜驱动信号，使触摸驱动信号与液晶透镜驱动信号同时传输至第一条形电极121和/或第二条形电极161；也可以通过信号耦合电路193控制，在特定的时间段内，仅允许触摸驱动信号或液晶透镜驱动信号传输至第一条形电极121和/或第二条形电极161。

更进一步的，在实现液晶透镜功中，需要液晶分子141产生相应的倾斜排列，这要求第一条形电极121和/或第二条形电极161之间具有较高的电场强度，电场强度大于液晶分子产生偏转的阈值；而要实现触摸控制功能，仅需要第一条形电极121和/或第二条形电极形成一定的电场(即互感电容效应)，此电场更容易受外界条件的影响，这样才更利于检测触摸动作对互感电容的影响，识别触摸控制动作。因此，还可以利用上述特性来设计触摸驱动信号与液晶透镜驱动信号强度，避免触摸驱动信号与液晶透镜驱动信号之间的干扰。例如可以设计触摸驱动信号的电场强度小于液晶分子发生偏转的阈值电压，这样即使在某些极端的情况下，触摸驱动信号与液晶透镜驱动信号产生干扰，也不至于对引起触摸功能与液晶透镜功能的紊乱，有助于保持触摸式液晶透镜面板100的稳定性。

另外，在某些特定的场合，可能只需要液晶透镜功能或者只需要触摸功能，通过信号耦合电路193控制，可以单独实现液晶透镜功能或者单独实现触摸功能。

相较于现有技术，上述触摸式液晶透镜面板200仅使用一块面板，通过对电极、液晶等的配置，可以实现液晶透镜与多点触摸两种功能，简化了产品的结构，降低了产品的厚度，从而使采用上述触摸式液晶透镜面板电子装置更加轻薄；同时，由于实现液晶透镜和触摸控制功能的驱动信号的电压频率和幅值可以不同，这样避免了触摸驱动信号与液晶透镜驱动信号之间的干扰，有助于保持触摸式液晶透镜面板的稳定性。

请参阅图7，本发明还提供一种应用触摸式液晶透镜面板的计算机系统。计算机系统200包括立体显示装置21、摄像头22、头部追踪电路23、图像处理电路24、通用处理器25、以及触摸液晶透镜驱动电路190。立体显示装置21包括显示面板210和设置在显示面板210显示面的触摸液晶透镜面板100。液晶透镜驱动电路190可以包括液晶透镜驱动电路191、触摸驱动电路192、信号耦合电路193以及触摸信号分离电路194。触摸液晶透镜面板100和液晶透镜驱动电路190的工作原理如上文所述，此处不再赘述。

以下具体描述计算机系统200的工作原理：

显示面板210可以为液晶显示面板、等离子显示面板、有机发光显示面板等，此处不受限制，其用于配置成执行指令并执行与计算机系统相关的操作。液晶透镜驱动电路190用于分离显示面板210显示的具有视差的多个图像进入用户的左右眼等特定视场区域，从而使用户的左右眼接收到不同的视差图像，产生立体视觉。

摄像头22设置在显示面板210上，用于采集用户头像信息并将用户头像信息传送给头部追踪电路23，头部追踪电路23根据用户头像信息判断用户当前相对与显示面板210的观看位置，并将用户的位置信息传输给图像处理电路24和液晶透镜驱动电路190。图像处理电路24除了在可以在普通情况下提供图像显示数据给显示面板210外，还可以根据用户位置调整立体图像信息，例如调整立体图像的像素排列、图像景深、立体渲染等，同时为了配合立体图像的调整，液晶透镜驱动电路190也可以根据用户位置调整液晶透镜的光学参数，如透镜光栅的焦距、栅距等，从而使当前位置的用户始终处于一个最佳的立体观看位置并得到最佳的立体观看效果。。

触摸驱动电路192驱动触摸式液晶透镜面板100并识别触摸信号后，将触摸信号传输给通用处理器25进行相应处理。通用处理电路识别当前的触摸动作，并执行与触摸操作相关的计算机操作，如控制图形图像操作、I/O、调用程序等，在此不做具体限定。

计算机系统200采用了平板显示面板210和触摸式液晶透镜面板100，可在不明显增加装置厚度和复杂度的情况下，集立体显示功能与多点触摸控制功能于一体，同时，计算机系统200还通过摄像头22和头部追踪电路23的配合，实时检测用户位置，并通过图像处理电路24和液晶透镜驱动电路191调整显示画面和液晶透镜，使用户始终处于最佳的观看位置，大大提升了用户的视觉和操作体验。

在上述实施例中，仅对本发明进行了示范性描述，但是本领域技术人员在阅读本专利申请后可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改。

Claims (27)

1.一种触摸式液晶透镜面板，包括：

第一电极结构；

与第一电极结构相对设置的第二电极结构；以及

设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层；

其特征在于，所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构被配置成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜；

所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构还被配置为检测在所述触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。

2.如权利要求1所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述第一电极结构包括多个沿第一方向延伸且相互电气隔离的第一电极，所述第二电极结构包括多个沿第二方向延伸且相互电气隔离的第二电极，第一方向相交于第二方向。

3.如权利要求2所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，还包括驱动电路，所述驱动电路用于为所述多个第一电极和所述多个第二电极提供液晶透镜驱动信号、触摸驱动信号并识别产生的触摸位置信号。

4.如权利要求3所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述多个第一电极与所述多个第二电极相交形成多个电容传感节点，所述电容传感节点耦合到所述驱动电路，所述驱动电路为所述电容传感节点提供驱动信号并检测所述电容传感节点的变化来识别触摸位置信号。

5.如权利要求4所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述多个电容传感节点相互独立工作并且表示所述触摸式液晶透镜面板上的不同位置。

6.如权利要求3所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述驱动电路包括液晶透镜驱动电路和触摸驱动电路，所述液晶透镜驱动电路为所述第一电极结构和所述第二电极结构提供液晶透镜驱动信号以在第一电极结构和第二电极结构之间形成电场，所述电场驱动液晶层内的液晶分子重新排列以产生或保持或改变液晶透镜效果；所述触摸驱动电路为所述第一电极结构或所述第二电极结构提供触摸驱动信号，并检测所述第二电极结构或所述第一电极结构产生的触摸位置信号。

7.如权利要求6所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述驱动电路还包括信号耦合电路，所述液晶透镜驱动信号和所述触摸驱动信号通过所述信号耦合电路耦合到所述第一电极结构和所述第二电极结构。

8.如权利要求6所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述驱动电路还包括触摸信号分离电路，所述触摸信号分离电路检测并分离所述第一电极结构或所述第二电极结构产生的触摸位置信号，并将触摸位置信号传输至所述触摸驱动电路。

9.如权利要求6所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述液晶透镜驱动信号的频率小于所述触摸驱动信号的频率。

10.如权利要求6所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述触摸驱动信号的电压幅值小于所述液晶层中液晶分子发生偏转的阈值电压。

11.如权利要求2所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均为条形电极。

12.如权利要求2所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极的延伸方向基本垂直。

13.如权利要求2所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述多个第一电极相互平行、所述多个第二电极相互平行。

14.如权利要求1所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述触摸式液晶透镜面板还包括设置在所述第一电极结构与所述液晶层之间的第一配向层和设置在所述第二电极结构与所述液晶层之间的第二配向层，所述第一配向层和所述第二配向层相互配合以使所述液晶层的液晶分子沿初始排列方向排列。

15.如权利要求1所述的触摸式液晶透镜面板，其特征在于，所述触摸式液晶透镜面板还包括第一基板和第二基板，所述第一电极结构设置在所述第一基板，所述第二电极结构设置在所述第二基板。

16.一种触摸式液晶透镜面板的驱动方法，其特征在于，所述触摸式液晶透镜面板为权利要求1-15所述的任意一种触摸式液晶透镜面板，所述方法包括：

配置所述触摸式液晶透镜面板，形成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜；

配置所述触摸式液晶透镜面板，形成多个独立的触摸驱动点；

检测所述多个触摸驱动点上产生的触摸信号以确定触摸信号在所述触摸式液晶透镜面板的位置。

17.一种触摸式液晶透镜面板的驱动方法，所述触摸式液晶透镜面板包括第一电极结构、与第一电极结构相对设置的第二电极结构以及设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层，所述驱动方法包括：

配置所述第一电极结构与第二电极结构之间的电压以改变液晶层中的液晶分子的排列，从而形成液晶透镜；

配置所述第一电极结构与第二电极结构之间的电压，形成多个触摸驱动点；

检测所述多个触摸驱动点上产生的触摸信号以确定所述触摸信号在所述触摸式液晶透镜面板的位置。

18.如权利要求17所述的触摸式液晶透镜面板的驱动方法，其特征在于，检测所述多个触摸驱动点上产生的触摸信号过程包括对触摸信号的滤波以减小干扰信号。

19.一种立体显示装置，包括：

显示面板；

设置在显示面板上的触摸式液晶透镜面板，所述触摸式液晶透镜面板包括：

第一电极结构；

与第一电极结构相对设置的第二电极结构；以及

设置于所述第一电极结构和第二电极结构之间的液晶层；

其中，所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构被配置成具有改变光线传播方向作用的液晶透镜，从而将所述显示面板显示的具有视差的图像传输至预定视场方向；

所述第一电极结构、液晶层、第二电极结构还被配置为检测在触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。

20.如权利要求19所述的立体显示装置，其特征在于，还包括头部追踪电路、图像处理电路，所述头部追踪电路用于采集用户头像位置信息，所述图像处理电路根据用户头像位置信息调整显示图像。

21.如权利要求20所述的立体显示装置，其特征在于，所述头部追踪电路包括头像摄取装置和头像位置分析电路，所述头像摄取装置用于摄取用户头像信息，所述头像位置分析电路用于根据用户头像信息识别用户头像相对于所述立体显示装置的位置。

22.如权利要求20所述的立体显示装置，其特征在于，所述触摸式液晶透镜面板还包括触摸式液晶透镜驱动电路，所述触摸式液晶透镜驱动电路驱动所述触摸式液晶透镜面板从而使其形成液晶透镜，并根据用户头像位置信息调整所述触摸式液晶透镜面板形成的液晶透镜的光学参数。

23.如权利要求22所述的立体显示装置，其特征在于，所述触摸式液晶透镜驱动电路包括触摸驱动电路，所述触摸驱动电路驱动所述触摸式液晶透镜面板并检测和识别产生在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号。

24.如权利要求19所述的立体显示装置，其特征在于，所述第一电极结构包括多个沿第一方向延伸且相互电气隔离的第一电极，所述第二电极结构包括多个沿第二方向延伸且相互电气隔离的第二电极，第一方向相交于第二方向。

25.如权利要求24所述的立体显示装置，其特征在于，所述多个第一电极与所述多个第二电极相交形成多个电容传感节点，通过检测所述多个电容传感节点的变化来识别触摸位置信号。

26.如权利要求25所述的立体显示装置，其特征在于，所述多个电容传感节点相互独立工作并且表示所述触摸式液晶透镜面板上的不同位置。

27.一种计算机系统，包括：

处理器，其被配置成执行指令并执行与计算机系统相关的操作；

立体显示装置，其被操作耦合到所述处理器，所述立体显示装置包括：

显示面板；

设置在显示面板上的触摸式液晶透镜面板，所述触摸式液晶透镜面板被配置为具有改变光线传播方向作用的液晶透镜，从而将所述显示面板显示的具有视差的图像传输至预定视场方向，所述触摸式液晶透镜面板还被配置为检测在所述触摸式液晶透镜面板上发生的至少一个触摸，并为所述触摸产生表示所述触摸在所述触摸式液晶透镜面板上的触摸位置信号；所述触摸式液晶透镜面板为权利要求1-15所述的任意一种触摸式液晶透镜面板；

所述处理器根据所述触摸式液晶透镜面板产生的触摸位置信号执行相关的计算机操作。

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