專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光學(xué)觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光電領(lǐng)域，與觸摸屏有關(guān)，尤指一種具有攝像頭的光學(xué)觸摸屏。
背景技術(shù)：
中國(guó)觸摸屏市場(chǎng)從90年代末期開(kāi)始興起至今已經(jīng)十年有余，觸摸技術(shù)也是層出不窮，而各種觸摸手段的特點(diǎn)也是“優(yōu)缺參半”，光學(xué)觸摸技術(shù)是一種不同于現(xiàn)有的紅外、表面聲波、電阻、電容等觸摸技術(shù)的新技術(shù)，光學(xué)傳感器對(duì)細(xì)致的動(dòng)作反應(yīng)快速、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、 流暢并能滿足多點(diǎn)觸摸的要求?，F(xiàn)有觸摸技術(shù)其實(shí)現(xiàn)原理是由安裝在頂部左上角的(XD/CM0S攝像頭或感光模組，通過(guò)LED燈發(fā)射出光線，經(jīng)過(guò)四周反射條的反射，進(jìn)入右上角的(XD/CM0S攝像頭中，另外由右上角的(XD/CM0S攝像頭發(fā)射的光線，經(jīng)過(guò)反射條的反射傳入左側(cè)的(XD/CM0S攝像頭中，密布的光線在觸摸區(qū)域內(nèi)形成一張光線網(wǎng)，經(jīng)過(guò)多次反射的光線之間的空間在1匪以內(nèi)；當(dāng)觸摸一點(diǎn)時(shí)，經(jīng)該點(diǎn)的射出光線和接收光線組成一個(gè)夾角，同時(shí)兩端的CCD/CMOS 攝像頭與這兩條光線以及兩個(gè)攝像頭之間構(gòu)成的直線又會(huì)組成兩個(gè)夾角，經(jīng)處理單元計(jì)算，這樣該點(diǎn)的準(zhǔn)確坐標(biāo)被控制器錄入，實(shí)現(xiàn)觸摸反應(yīng)。當(dāng)采用多點(diǎn)觸摸時(shí)，原理也是如此； 都是通過(guò)攝像頭采集觸摸物的圖像數(shù)據(jù)，再將圖像數(shù)據(jù)傳送給處理器進(jìn)行處理，從而檢測(cè)出觸摸物的位置信息；其中，檢測(cè)出的觸摸物位置信息的精確程度與攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量有密切關(guān)系。具體產(chǎn)品結(jié)構(gòu)說(shuō)明；如圖1所示；為現(xiàn)有技術(shù)帶攝像頭的光學(xué)觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖，該光學(xué)觸摸屏包括觸摸屏框架1、安裝在觸摸屏框架1的上方兩側(cè)夾角處的兩個(gè)紅外攝像頭3和4、分別安裝在鄰近紅外攝像頭3和4位置處的兩個(gè)紅外光源5和6、安裝在觸摸屏框架1內(nèi)側(cè)邊緣的反射條7、以及分別與紅外攝像頭3和4連接的處理器2 ；觸摸屏框架 1的內(nèi)部為觸摸檢測(cè)區(qū)8，反射條7將由紅外光源5和6發(fā)射的光線分別反射到相對(duì)的紅外攝像頭3和4內(nèi)，工作時(shí)紅外攝像頭3和4分別采集圖像數(shù)據(jù)并將該圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器2，處理器2處理該圖像以確定觸摸物的位置信息。這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)觸摸屏反射條7的反射效率隨著入射角的增大而減小，即隨著入射角的增大，反射條7反射回紅外攝像頭3和4 的光將衰減。當(dāng)紅外光源5或6發(fā)射到反射條7的光線的入射角大于55度時(shí)，紅外光源5 或6發(fā)射到反射條7上的光大大減少而且反射條7的反射效率急劇下降，反射回紅外光源5 或6的光將大大衰減，從而使得交叉線區(qū)域亮度較小，當(dāng)觸摸物又剛好位于交叉線區(qū)域時(shí)， 由于經(jīng)該區(qū)的光線衰減，勢(shì)必會(huì)影響紅外攝像頭3或4所采集的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量。這些缺陷這是由于紅外光源5或6設(shè)置在觸摸屏框架1的上方所致，眾所周知光源發(fā)散呈扇形分布， 以光軸為中心，越往兩側(cè)光的強(qiáng)度越弱，光的強(qiáng)度也會(huì)隨距離的增加而衰減，這樣整個(gè)觸摸檢測(cè)區(qū)的遠(yuǎn)端與近端，中部與兩側(cè)的光線強(qiáng)弱不均，紅外攝像頭3和4就很難保障所攝取圖像信息的高質(zhì)量，從而降低了檢測(cè)的觸摸物的位置信息的精確度；另外兩側(cè)光源呈扇形傳播還容易在光線交匯疊加不到的地方形成觸摸盲區(qū)。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有光學(xué)觸摸屏的紅外光源設(shè)置在觸摸屏框架的上方，造成整個(gè)觸摸檢測(cè)區(qū)的遠(yuǎn)端與近端以及中部與兩側(cè)的光線強(qiáng)弱不均，難以保障紅外攝像頭能攝取到高質(zhì)量的圖像信息，從而降低了檢測(cè)的觸摸物的位置信息的精確度；以及光線覆蓋不到的區(qū)域存在觸摸盲區(qū)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種光學(xué)觸摸屏，它不僅能實(shí)現(xiàn)整個(gè)觸摸檢測(cè)區(qū)光線的充足、均勻，保障紅外攝像頭能攝取到高質(zhì)量的圖像信息，精確檢測(cè)出的觸摸物位置；還使得觸摸檢測(cè)區(qū)上沒(méi)有觸摸盲區(qū)。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的，設(shè)計(jì)一種光學(xué)觸摸屏；包括框架、由框架?chē)O(shè)成的觸摸檢測(cè)區(qū)、固定在框架上至少兩個(gè)用以實(shí)時(shí)攝取觸摸檢測(cè)區(qū)圖像信息的光學(xué)傳感器、與光學(xué)傳感器電連接用以處理光學(xué)傳感器圖像數(shù)據(jù)以獲得觸摸物位置信息的處理單元、安裝在框架內(nèi)左、右及下邊用以照射觸摸檢測(cè)區(qū)的光源組件，所述的光學(xué)傳感器相互覆蓋觸摸檢測(cè)區(qū)的視場(chǎng)區(qū)域，其中，光學(xué)傳感器從不同的位置獲取觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)，所述的光源組件為兩端具有紅外光源的導(dǎo)光條，所述的導(dǎo)光條除內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面以外均覆蓋有一層由反光材料作成的反射層，所述的導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面與框架平行，紅外光源經(jīng)導(dǎo)光條傳播并向四周散射的光線由反射層多次反射后，集中從導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面射出并在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)形成一張均勻、密布的光網(wǎng)。更優(yōu)的方案所述導(dǎo)光條兩端的紅外光源為L(zhǎng)ED光源或激光器；框架為矩形框架。所述的導(dǎo)光條兩端分別開(kāi)設(shè)有用以放置紅外光源的光源孔，在同一導(dǎo)光條兩端的紅外光源其光軸面相對(duì)。所述的反射層為電鍍或粘貼或涂覆在導(dǎo)光條上。所述的光學(xué)傳感器為微型紅外攝像頭或線性圖像傳感器。所述的光學(xué)傳感器分別安裝在框架上方兩轉(zhuǎn)角處和/或上方中部。所述的導(dǎo)光條粘接在框架內(nèi)左、右及下邊上，各導(dǎo)光條的內(nèi)側(cè)面相對(duì)應(yīng)并在同一水平面上。所述的導(dǎo)光條為圓柱條形。本實(shí)用新型將原來(lái)放置在框架上方的紅外光源通過(guò)運(yùn)用導(dǎo)光條的特性轉(zhuǎn)移至框架內(nèi)側(cè)左、右及下邊，由于該導(dǎo)光條兩端具有LED光源，導(dǎo)光條除內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面以外均覆蓋有由反光材料作成的反射層，LED光源經(jīng)導(dǎo)光條四周散射的光線由反射層多次反射、疊加后，由導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面集中射出并在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)形成一張均有、密布的光網(wǎng)，有了充足而均勻的光線，從而保證了紅外攝像頭能攝取高質(zhì)量的圖像信息，保障了檢測(cè)觸摸物的位置信息的高度精確，以及觸摸檢測(cè)區(qū)上沒(méi)有觸摸盲區(qū)的目的。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的光學(xué)觸摸屏具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，整個(gè)觸摸檢測(cè)區(qū)不論遠(yuǎn)端與近端，還是中部與兩側(cè)的光線充足、均勻，攝像頭采集的圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量高，自然檢測(cè)出的觸摸物位置信息的精確程度就高。另外一張均勻、密布的光網(wǎng)覆蓋在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)，使得觸摸檢測(cè)區(qū)上沒(méi)有觸摸盲區(qū)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)帶攝像頭的光學(xué)觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖2為本實(shí)用新型光學(xué)觸摸屏原理的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型導(dǎo)光條的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型導(dǎo)光條的平面結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
如圖2、圖3、圖4所示；為本實(shí)用新型光學(xué)觸摸屏原理的結(jié)構(gòu)示意圖，該光學(xué)觸摸屏包括一個(gè)矩形的觸摸屏框架安裝在觸摸屏框架的上方兩側(cè)夾角處的兩個(gè)微型紅外攝像頭或線性感光模組35、36，微型紅外攝像頭或線性感光模組35、36可以是CXD攝像頭也可以是CMOS攝像頭，兩個(gè)微型紅外攝像頭或線性感光模組35、36通過(guò)數(shù)據(jù)線39分別與處理單元38電連接，用以處理兩個(gè)微型紅外攝像頭或線性感光模組35、36的圖像數(shù)據(jù)以獲得觸摸物位置信息，導(dǎo)光條30的形狀為圓柱形，為聚乙烯或玻璃材料作成，光源經(jīng)導(dǎo)光條30傳播并向四周散射；這種導(dǎo)光的材料技術(shù)已經(jīng)很成熟，在市場(chǎng)上也有銷(xiāo)售，其制作工藝及過(guò)程就不再敘述；當(dāng)然根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需要導(dǎo)光條30的形狀可以不局限與圓柱形一種。導(dǎo)光條30分別安裝在框架內(nèi)的左、右及下方的邊上，其長(zhǎng)度與所固定的框架邊條相吻合，各導(dǎo)光條30除內(nèi)側(cè)的導(dǎo)光工作面33以外均覆蓋有一層由反光材料作成的反射層 32，這反射層32可以是電鍍或粘貼或涂覆在除導(dǎo)光條30面上，在觸摸屏上導(dǎo)光工作面33 相對(duì)應(yīng)并在同一水平面上。一般是采用粘接的方式將導(dǎo)光條30固定在觸摸屏框架內(nèi)的左、 右及下方的邊上；當(dāng)然也可以采用其它的固定方式；如螺接或卡接等。各導(dǎo)光條30的兩端分別設(shè)置有相互并聯(lián)的紅外LED光源34，該光源34經(jīng)導(dǎo)光條30傳播并向四周均勻散射， 由于導(dǎo)光條30除內(nèi)側(cè)的導(dǎo)光工作面33以外均覆蓋有一層由反光材料作成的反射層32，光線由反射層多次反射、疊加后，由導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面33集中射出并在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)形成一張均勻、密布的光網(wǎng)；實(shí)驗(yàn)證明光源越靠近導(dǎo)光條30的兩端散射的效果就越好。解決這個(gè)問(wèn)題本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案就是在導(dǎo)光條30兩端面上分別開(kāi)設(shè)一個(gè)用以放置紅外LED光源34的光源孔31，分別放置在同一導(dǎo)光條30兩端的紅外LED光源34其光軸面相對(duì)。參考3、圖4 ；圖中，導(dǎo)光條30除內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面33以外均覆蓋有一層由反光材料作成的反射層32，這反射層32可以是電鍍或粘貼或涂覆在除導(dǎo)光條30面上，紅外LED光源34經(jīng)導(dǎo)光條傳播并向四周散射的光線由反射層多次反射、疊加后，由導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面33集中射出并在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)形成一張均勻、密布的光網(wǎng)，有了充足而均勻的光線， 從而保證了兩個(gè)微型紅外攝像頭或線性感光模組35、36能攝取高質(zhì)量的圖像信息，保障了檢測(cè)觸摸物的位置信息的高度精確，以及觸摸檢測(cè)區(qū)上沒(méi)有觸摸盲區(qū)的目的。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)觸摸屏，包括框架、框架?chē)O(shè)成的觸摸檢測(cè)區(qū)、固定在框架上至少兩個(gè)用以實(shí)時(shí)攝取觸摸檢測(cè)區(qū)圖像信息的光學(xué)傳感器、與光學(xué)傳感器電連接用以處理光學(xué)傳感器圖像數(shù)據(jù)以獲得觸摸物位置信息的處理單元、安裝在框架內(nèi)左、右及下邊用以照射觸摸檢測(cè)區(qū)的光源組件，所述的光學(xué)傳感器相互覆蓋觸摸檢測(cè)區(qū)的視場(chǎng)區(qū)域，其中，光學(xué)傳感器從不同的位置獲取觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)的圖像并生成圖像數(shù)據(jù)，其特征在于所述的光源組件為兩端具有紅外光源的導(dǎo)光條，所述的導(dǎo)光條除內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面以外均覆蓋有一層由反光材料作成的反射層，所述的導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面與框架平行，所述的紅外光源經(jīng)導(dǎo)光條傳播并向四周散射的光線由反射層多次反射后，集中從導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面射出并在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)形成一張均勻、密布的光網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述導(dǎo)光條兩端的紅外光源為L(zhǎng)ED 光源或激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的導(dǎo)光條兩端分別開(kāi)設(shè)有用以放置紅外光源的光源孔，在同一導(dǎo)光條兩端的紅外光源其光軸面相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的框架為矩形框架。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的反射層為電鍍或粘貼或涂覆在除導(dǎo)光條上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的光學(xué)傳感器為線性圖像傳感器或微型紅外攝像頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的光學(xué)傳感器分別安裝在框架上方兩轉(zhuǎn)角處和/或上方中部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的導(dǎo)光條粘接在框架內(nèi)左、右及下邊上，各導(dǎo)光條的導(dǎo)光面相對(duì)應(yīng)并在同一水平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述的導(dǎo)光條為圓柱條形。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光學(xué)觸摸屏；包括框架、由框架?chē)O(shè)成的觸摸檢測(cè)區(qū)、固定在框架上至少兩個(gè)用以實(shí)時(shí)攝取觸摸檢測(cè)區(qū)圖像信息的光學(xué)傳感器、與光學(xué)傳感器電連接用以處理光學(xué)傳感器圖像數(shù)據(jù)以獲得觸摸物位置信息的處理單元、安裝在框架內(nèi)左、右及下邊用以照射觸摸檢測(cè)區(qū)的光源組件，所述的光源組件為兩端具有紅外光源的導(dǎo)光條，所述的導(dǎo)光條除內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面以外均覆蓋有一層由反光材料作成的反射層，紅外光源經(jīng)導(dǎo)光條傳播并向四周散射的光線由反射層多次反射后，集中從導(dǎo)光條內(nèi)側(cè)導(dǎo)光工作面射出并在觸摸檢測(cè)區(qū)內(nèi)形成一張均勻、密布的光網(wǎng)。保障紅外攝像頭能攝取到高質(zhì)量的圖像信息，精確檢測(cè)出的觸摸物位置；還使得觸摸檢測(cè)區(qū)上沒(méi)有觸摸盲區(qū)。
文檔編號(hào)G06F3/042GK201936282SQ201020624039
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者吳正才, 彭振宏 申請(qǐng)人:深圳市正大盈拓識(shí)別技術(shù)有限公司