專利名稱：紅外觸摸裝置和紅外觸摸方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示觸摸技術，尤其涉及一種紅外觸摸裝置和紅外觸摸方法。
背景技術：
目前，在許多的電子產品中，都用到了觸摸顯示屏，如電腦臺式機、手機、數(shù)碼相機，MP3/MP4、筆記本、ATM機等等。通常，觸摸顯示屏識別在顯示屏上的觸摸及其位置，并進行分析處理，然后基于觸摸及其位置執(zhí)行相應的操作。觸摸顯示屏一般包括觸摸面板、顯示面板、控制處理系統(tǒng)等，觸摸面板記錄觸摸事件，并把觸摸信號發(fā)送給控制處理系統(tǒng)，控制處理系統(tǒng)處理觸摸信號，并基于觸摸信號在顯示面板上執(zhí)行相應的操作。已知的幾種觸摸技術包括電阻式觸摸、紅外式觸摸、聲波表面觸摸、電磁式觸摸等等。其中，對于紅外式觸摸技術，一般都是在顯示模塊的兩個相鄰邊均勻排列多個紅外線發(fā)射器，并在另外兩個對應邊均勻排列多個紅外線接收器；當觸摸顯示模塊的顯示屏時，觸摸點會擋住紅外線發(fā)射器發(fā)射的紅外線，從而使對應位置的紅外線接收器接收不到紅外線信號，從而確定觸摸位置。但是，現(xiàn)有的紅外式觸摸技術，由于其需要在顯示模塊的四周均布滿紅外線發(fā)射器和接收器，從而導致觸摸顯示屏的制造成本高，且不易實現(xiàn)大尺寸觸摸顯示屏的薄型化和小型化。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種紅外觸摸裝置和紅外觸摸方法，以降低觸摸顯示屏的制造成本， 使得觸摸顯示屏薄型化和小型化。本發(fā)明提供一種紅外觸摸裝置，包括顯示模塊，所述顯示模塊包括依次相鄰的第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，所述第一邊和所述第三邊相對，所述第二邊和所述第四邊相對，還包括至少兩個紅外圖像感應器，具體為設置在所述顯示模塊的所述第一邊外部的第一紅外圖像感應器和設置在所述顯示模塊的所述第二邊外部的第二紅外圖像感應器，所述紅外圖像感應器能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于所述顯示模塊的刷新率，所述紅外圖像感應器接收所述人體紅外線的角度大于或等于所述紅外圖像感應器到對應邊的兩端所夾夾角；控制處理模塊，與所述紅外圖像感應器相連接，用于接收所述紅外圖像感應器采集到的所述顯示模塊的圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像，并對所述觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸所述顯示模塊的觸摸點的個數(shù)和位置信息。本發(fā)明還提供一種紅外觸摸方法，包括 至少兩個紅外圖像感應器采集顯示模塊顯示的圖像數(shù)據(jù)信息；其中，所述顯示模塊包括依次相鄰的第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，所述第一邊和所述第三邊相對，所述第二邊和所述第四邊相對，所述至少兩個紅外圖像感應器，具體為設置在所述顯示模塊的所述第一邊外部的第一紅外圖像感應器和設置在所述顯示模塊的所述第二邊外部的第二紅外圖像感應器，所述紅外圖像感應器能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于所述顯示模塊的刷新率，所述紅外圖像感應器接收所述人體紅外線的角度大于或等于所述紅外圖像感應器到對應邊的兩端所夾夾角；控制處理模塊接收所述紅外圖像感應器采集到的所述圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像，并對所述觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸所述顯示模塊的觸摸點的個數(shù)和位置
fn息ο本發(fā)明提供的紅外觸摸裝置和紅外觸摸方法，由于采用了紅外圖像感應器，其能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于所述顯示模塊的刷新率，從而可以節(jié)省觸摸顯示屏的觸摸面板部分，大大節(jié)省觸摸顯示屏的成本，且紅外圖像感應器的體積小，對于觸摸顯示屏的尺寸的影響很小，易于實現(xiàn)觸摸顯示屏的薄型化和小型化。另外，紅外線是非可見光，采用紅外線不會影響觸摸顯示屏的正常顯示功能。


圖1為本發(fā)明實施例--提供的紅外觸摸裝置的結構示意圖2為本發(fā)明實施例二二提供的紅外觸摸裝置的結構示意圖3為本發(fā)明實施例二二計算觸摸點的位置信息的透鏡成像示意圖
圖4為本發(fā)明實施例三三提供的紅外觸摸裝置的結構示意圖5為本發(fā)明實施例四提供的紅外觸摸方法的流程示意圖6為本發(fā)明實施例五提供的紅外觸摸方法的流程示意圖。
附圖標記
100-顯示模塊；101-第一邊；
102-第二邊；103-第三邊；
104-第四邊；201-第一紅外圖像感應器；
202-第二紅外圖像感應器； 300-控制處理模塊；
301-選擇子模塊；302-放大子模塊；
303-模數(shù)轉換子模塊304-標識子模塊；
305-微處理單元；306-軌跡確認子模塊；
307-查找處理子模塊400-紅外線發(fā)光二極管。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。圖1為本發(fā)明實施例一提供的紅外觸摸裝置的結構示意圖，如圖1所示，該紅外觸摸裝置包括顯示模塊100、紅外圖像感應器以及控制處理模塊300，具體描述如下。顯示模塊100，該顯示模塊100包括依次相鄰的第一邊101、第二邊102、第三邊103和第四邊104。其中，第一 邊101和第三邊103相對，長度分別為Li，第二邊102和第四邊104相對長度分別為L2。另外，上述四條邊的順序規(guī)定可以任意。至少兩個紅外圖像感應器，一般為了多點觸摸的位置檢測，至少具有位于兩個不同方向上的紅外圖像感應器即可，但是并不限定為兩個，也可以在各個不同角度放置多個紅外圖像感應器，以提高位置檢測的準確性。具體地，包括設置在顯示模塊100的第一邊 101外部的第一紅外圖像感應器201和設置在顯示模塊100的第二邊102外部的第二紅外圖像感應器202。本實施例中的兩個紅外圖像感應器需要滿足如下的參數(shù)設置。紅外圖像感應器能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于顯示模塊100的刷新率。具體地，紅外圖象感應器可以采用數(shù)碼相機用的CXD圖像感應器或者CMOS圖像感應器，并且在每個紅外圖像感應器的鏡頭面前，放置一個特定波長的濾光片，濾除其所對應的人體紅外線波長范圍外的光波，從而使得成像不會受到除手指發(fā)出的紅外線波長以外的紅外線干擾。本實施例中的2個紅外圖像感應器采集圖像數(shù)據(jù)信息的頻率可以均設定為 120Hz或者240Hz。本實施例中的紅外圖像感應器接收人體紅外線的角度大于或等于紅外圖像感應器到對應邊的兩端所夾夾角，依據(jù)現(xiàn)有的紅外線感應器技術，選用的紅外圖像感應器的感應角度可以滿足要求。如圖1所示，對于第一紅外圖像感應器201，置于與第一邊101距離為 dl的位置，若該第一紅外圖像感應器201位于中線上，則接收人體紅外線的角度 α ^2acrtg(Ll/2dl)；若該第一紅外圖像感應器201偏移中線d3的距離，則接收人體紅外線的角度 α ^ acrtg((Ll/2+d3)/dl) +acrtg((Ll/2-d3)/dl) 0 對于第二紅外圖像感應器 202，其接收人體紅外線的角度的計算類似于對第一紅外圖像感應器201的計算。控制處理模塊300，與紅外圖像感應器相連接，用于接收紅外圖像感應器采集到的顯示模塊100的圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像，并對觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸顯示模塊100的觸摸點的個數(shù)和位置信息。本實施例提供的紅外觸摸裝置，由于采用了紅外圖像感應器，其能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于所述顯示模塊的刷新率，從而可以節(jié)省觸摸顯示屏的觸摸面板部分，大大節(jié)省觸摸顯示屏的成本，且紅外圖像感應器的體積小，對于觸摸顯示屏的尺寸的影響很小，易于實現(xiàn)觸摸顯示屏的薄型化和小型化。另外，紅外線是非可見光，采用紅外線不會影響觸摸顯示屏的正常顯示功能。圖2為本發(fā)明實施例二提供的紅外觸摸裝置中的控制處理模塊的結構示意圖，如圖2所示，該紅外觸摸裝置包括如上述實施例一提供的紅外觸摸裝置中的顯示模塊100、紅外圖像感應器以及控制處理模塊300，具體描述如上，不再贅述。下面詳細說明控制處理模塊300如何控制紅外圖像感應器的圖像采集以及觸摸點個數(shù)和位置信息的計算。以兩個紅外圖像感應器均位于中心線上為例?？刂铺幚砟K300包括選擇子模塊301、放大子模塊302、模數(shù)轉換子模塊303、 標識子模塊304和微處理單元305。其中選擇子模塊301選擇接收各個紅外圖像感應器采集的圖像數(shù)據(jù)信息。第一紅外圖像感應器201和第二紅外圖像感應器202按照一定的感應頻率采集圖像數(shù)據(jù)信息，產生模擬信號；通過選擇子模塊301選定的通路，第一紅外圖像感應器201或第二紅外圖像感應器 202采集的圖像數(shù)據(jù)信息接入到選擇子模塊301。其中，在該控制處理模塊中可以設有一個微處理單元305，其一直處于工作狀態(tài)，為了使紅外圖像感應器的感應頻率大于或等于顯示模塊100的刷新率，MCU可以以120Hz或者240Hz的時鐘頻率不斷發(fā)送“采集數(shù)據(jù)”的指令給紅外圖像感應器，從而不斷采集包含有觸摸動作的圖像數(shù)據(jù)信息。放 大子模塊302對選擇子模塊301接收到的圖像數(shù)據(jù)信息進行信號放大處理，以對紅外圖像感應器采集到的圖像進行校正。因為不同的鏡頭會產生不同的畸變，從而導致鏡頭周圍區(qū)域的圖像亮度降低，導致所采集的圖像數(shù)據(jù)信息產生失真，所以要進行鏡頭校正處理，即選擇子模塊301將其接收到的圖像數(shù)據(jù)信息發(fā)送至放大子模塊302，由放大子模塊302對接收到的圖像數(shù)據(jù)信息進行信號放大處理。模數(shù)轉換子模塊303對放大子模塊302處理后的圖像數(shù)據(jù)信息進行模數(shù)轉換，得到數(shù)字圖像信號。紅外圖像感應器采集圖像數(shù)據(jù)信息之后生成的是模擬信號，模擬信號需經過模數(shù)轉換變?yōu)閿?shù)字信號，才可以在微處理單元305中進行處理，從而進行位置信息的計算。標識子模塊304為模數(shù)轉換子模塊303轉換后的數(shù)字圖像信號添加標識信息，以標識各個紅外圖像感應器采集圖像的時間順序。本過程主要是為不同的紅外圖像感應器采集的圖像數(shù)據(jù)信息作個標識，以便在后續(xù)的圖像分析中，能夠找到哪些圖像是同一時間段內由不同的紅外圖像感應器采集的，哪些圖像是同一個紅外圖像感應器在一段時間內采集的，以便計算觸摸點個數(shù)、位置及軌跡。微處理單元305還用于根據(jù)標識子模塊304添加的標識信息，從數(shù)字圖像信號中獲取同一時間段內的數(shù)字圖像信號，分別形成觸摸圖像，對各個觸摸圖像進行比較分析，獲得觸摸點的個數(shù)和位置信息。具體地，在本實施例中，對同一時間段內兩個紅外圖像感應器采集到的圖象數(shù)據(jù)信息所形成的觸摸圖像進行比較假如兩個紅外圖像感應器采集到的觸摸點的個數(shù)相同， 說明采集到的圖像數(shù)據(jù)信息正確，可以根據(jù)一個紅外圖像感應器采集到的觸摸點進行觸摸點的位置坐標計算；如果兩個紅外圖像感應器采集到的觸摸點的個數(shù)不同，說明有一個紅外圖像感應器采集到的觸摸點中，有若干個是在同一條直線上的，此時需要根據(jù)每個紅外圖像感應器采集到的觸摸點進行觸摸點的位置坐標計算，并對計算結果進行比較，取所有觸摸點的坐標位置的并集。圖3為本發(fā)明實施例二計算觸摸點的位置信息的透鏡成像示意圖。如圖3所示， 結合圖1，例如第一紅外圖像感應器201計算觸摸點105的坐標位置。顯示模塊100的尺寸是固定的，邊長分別為Ll和L2。當?shù)谝患t外圖象感應器201對手指觸摸顯示模塊100的觸摸點進行拍照后，采集到圖像數(shù)據(jù)信息，并形成觸摸圖像。從觸摸圖像中可以獲知透鏡焦距
f = f'、像距L'、h'，根據(jù)高斯公式‘ + ‘ = 1可計算得到物 巨L = fXL' /(L' -f')；物高H = L/L' Xh'。則，以圖1中所示出的坐標系，可以確定手指的觸摸點的坐標位置為 [x = L\i2-H
權利要求
1.一種紅外觸摸裝置，包括顯示模塊，所述顯示模塊包括依次相鄰的第一邊、第二邊、 第三邊和第四邊，所述第一邊和所述第三邊相對，所述第二邊和所述第四邊相對，其特征在于，還包括至少兩個紅外圖像感應器，具體為設置在所述顯示模塊的所述第一邊外部的第一紅外圖像感應器和設置在所述顯示模塊的所述第二邊外部的第二紅外圖像感應器，所述紅外圖像感應器能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于所述顯示模塊的刷新率，所述紅外圖像感應器接收所述人體紅外線的角度大于或等于所述紅外圖像感應器到對應邊的兩端所夾夾角；控制處理模塊，與所述紅外圖像感應器相連接，用于接收所述紅外圖像感應器采集到的所述顯示模塊的圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像，并對所述觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸所述顯示模塊的觸摸點的個數(shù)和位置信息。
2.根據(jù)權利要求1所述的紅外觸摸裝置，其特征在于，所述控制處理模塊包括選擇子模塊，用于選擇接收各個所述紅外圖像感應器采集的圖像數(shù)據(jù)信息；放大子模塊，用于對所述選擇子模塊接收到的所述圖像數(shù)據(jù)信息進行信號放大處理， 以對所述紅外圖像感應器采集到的圖像進行校正；模數(shù)轉換子模塊，用于對所述放大子模塊處理后的圖像數(shù)據(jù)信息進行模數(shù)轉換，得到數(shù)字圖像信號；標識子模塊，用于為所述模數(shù)轉換子模塊轉換后的所述數(shù)字圖像信號添加標識信息， 以標識各個所述紅外圖像感應器采集圖像的時間順序；微處理單元，用于觸發(fā)所述紅外圖像感應器采集圖像數(shù)據(jù)信息，根據(jù)所述標識子模塊添加的所述標識信息，從所述數(shù)字圖像信號中獲取同一時間段內的所述數(shù)字圖像信號，分別形成觸摸圖像，對各個所述觸摸圖像進行比較分析，獲得所述觸摸點的個數(shù)和位置信息。
3.根據(jù)權利要求2所述的紅外觸摸裝置，其特征在于，所述控制處理模塊還包括軌跡確認子模塊，用于獲取一段時間內所述微處理單元計算得到的所述觸摸點的個數(shù)和位置信息，以分析確認各個所述觸摸點的軌跡；查找處理子模塊，用于根據(jù)所述軌跡確認子模塊確認的各個所述觸摸點的軌跡，查找對應的操作指令并執(zhí)行。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的紅外觸摸裝置，其特征在于，還包括紅外線發(fā)光二極管，分別位于所述第二邊和所述第三邊、所述第三邊和所述第四邊以及所述第四邊和所述第一邊所夾的三個邊角上，用于發(fā)射與所述人體紅外線波長相同的紅外線，以校準所述紅外圖像感應器與所述顯示模塊間的相對位置。
5.根據(jù)權利要求4所述的紅外觸摸裝置，其特征在于，所述控制處理模塊還包括觸發(fā)啟動子模塊，用于當檢測到所述紅外觸摸裝置啟動時，觸發(fā)所述紅外線發(fā)光二極管發(fā)射紅外線；比較校準子模塊，用于在所述選擇子模塊、放大子模塊、模數(shù)轉換子模塊、標識子模塊以及微處理單元計算得到所述紅外線發(fā)光二極管的位置信息后，根據(jù)所述顯示模塊的邊長及所述紅外線發(fā)光二極管的位置信息，校準所述紅外圖像感應器與所述顯示模塊間的相對位置。
6.一種紅外觸摸方法，其特征在于，包括至少兩個紅外圖像感應器采集顯示模塊顯示的圖像數(shù)據(jù)信息；其中，所述顯示模塊包括依次相鄰的第一邊、第二邊、第三邊和第四邊，所述第一邊和所述第三邊相對，所述第二邊和所述第四邊相對，所述至少兩個紅外圖像感應器，具體為設置在所述顯示模塊的所述第一邊外部的第一紅外圖像感應器和設置在所述顯示模塊的所述第二邊外部的第二紅外圖像感應器，所述紅外圖像感應器能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于所述顯示模塊的刷新率，所述紅外圖像感應器接收所述人體紅外線的角度大于或等于所述紅外圖像感應器到對應邊的兩端所夾夾角；控制處理模塊接收所述紅外圖像感應器采集到的所述圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像， 并對所述觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸所述顯示模塊的觸摸點的個數(shù)和位置信息。
7.根據(jù)權利要求6所述的紅外觸摸方法，其特征在于，在所述至少兩個紅外圖像感應器采集顯示模塊顯示的圖像數(shù)據(jù)信息之前，還包括所述控制處理模塊觸發(fā)所述紅外圖像感應器采集圖像數(shù)據(jù)信息。
8.根據(jù)權利要求7所述的紅外觸摸方法，其特征在于，所述控制處理模塊接收所述紅外圖像感應器采集到的所述圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像，并對所述觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸所述顯示模塊的觸摸點的個數(shù)和位置信息，包括選擇接收各個所述紅外圖像感應器采集的圖像數(shù)據(jù)信息；對接收到的所述圖像數(shù)據(jù)信息進行信號放大處理，以對所述紅外圖像感應器采集到的圖像進行校正；對放大處理后的圖像數(shù)據(jù)信息進行模數(shù)轉換，得到數(shù)字圖像信號；為模數(shù)轉換后的所述數(shù)字圖像信號添加標識信息，以標識各個所述紅外圖像感應器采集圖像的時間順序；根據(jù)添加的所述標識信息，從所述數(shù)字圖像信號中獲取同一時間段內的所述數(shù)字圖像信號，分別形成觸摸圖像，對各個所述觸摸圖像進行比較分析，獲得所述觸摸點的個數(shù)和位置信息。
9.根據(jù)權利要求8所述的紅外觸摸方法，其特征在于，在所述獲得所述觸摸點的個數(shù)和位置信息之后，還包括獲取一段時間內計算得到的所述觸摸點的個數(shù)和位置信息，以分析確認各個所述觸摸點的軌跡；根據(jù)確認的各個所述觸摸點的軌跡，查找對應的操作指令并執(zhí)行。
10.根據(jù)權利要求7、8或9所述的紅外觸摸方法，其特征在于，在所述控制處理模塊觸發(fā)所述紅外圖像感應器采集圖像數(shù)據(jù)信息之前，還包括控制處理模塊觸發(fā)紅外線發(fā)光二極管發(fā)射與所述人體紅外線波長相同的紅外線，所述紅外線發(fā)光二極管分別位于所述第二邊和所述第三邊、所述第三邊和所述第四邊以及所述第四邊和所述第一邊所夾的三個邊角上；計算得到所述紅外線發(fā)光二極管的位置信息；根據(jù)所述顯示模塊的邊長及所述紅外線發(fā)光二極管的位置信息，校準所述紅外圖像感應器與所述顯示模塊間的相對位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外觸摸裝置和紅外觸摸方法。紅外觸摸裝置包括顯示模塊，還包括至少兩個紅外圖像感應器，紅外圖像感應器能夠接收人體紅外線且感應頻率大于或等于顯示模塊的刷新率，紅外圖像感應器接收人體紅外線的角度大于或等于紅外圖像感應器到對應邊的兩端所夾夾角；控制處理模塊，與紅外圖像感應器相連接，用于接收紅外圖像感應器采集到的顯示模塊的圖像數(shù)據(jù)信息，形成觸摸圖像，并對觸摸圖像進行分析處理，得到人體觸摸顯示模塊的觸摸點的個數(shù)和位置信息。本發(fā)明提供的紅外觸摸裝置和紅外觸摸方法，降低觸摸顯示屏的制造成本，使得觸摸顯示屏薄型化和小型化。
文檔編號G06F3/042GK102200862SQ201010135259
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權日2010年3月26日
發(fā)明者李東熙, 王延峰 申請人:北京京東方光電科技有限公司