專利名稱：觸控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種觸控系統(tǒng)，尤其涉及一種光學式觸控系統(tǒng)。
背景技術：
許多電子產(chǎn)品用觸控面板作為輸入方式，目前市場上的觸控面板主要包括電阻式 觸控面板、電容式觸控面板和表面聲波式觸控面板。電阻式觸控面板的主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏，這是 一種多層的復合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧化金屬 (透明的導電電阻)導電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi) 表面也涂有一層涂層、在他們之間有許多細小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點把兩層 導電層隔開絕緣。當手指觸摸屏幕時，兩層導電層在觸摸點位置就有了接觸，電阻發(fā)生變 化，在X和Y兩個方向上產(chǎn)生信號，然后送觸摸屏控制器?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計算出 (x，Y)的位置。電阻式觸控屏不受塵埃、水、污物影響，能夠于較為惡劣情況下工作；但是， 金屬導電層比較薄且容易脆斷，涂得太厚會降低透光率，并且經(jīng)常被觸摸，使用一定時間后 會出現(xiàn)裂紋，甚至變形。電容式觸控面板是在薄膜表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質(zhì)。當手指觸摸在 金屬層上時，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，觸點的電容就會發(fā)生變化，使得與之 相連的振蕩器頻率發(fā)生變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置。由于電容隨溫度、濕度 或接地情況的不同而變化，故，穩(wěn)定性較差，往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。表面聲波式觸控面板由屏體、表面聲波發(fā)生器、反射條紋、表面聲波接收器和控制 器組成。其中，表面聲波發(fā)生器發(fā)送表面聲波跨越屏體表面，當手指觸及屏體時，觸點的表 面聲波即被阻止，控制器通過分析接收到的表面聲波確定觸點的位置。表面聲波式觸控屏 不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率高，有極好的防刮性，壽命長；透光率高、能保持清 晰的圖像質(zhì)量；沒有漂移，只需安裝時一次校正；有第三軸(即壓力軸)響應，目前在公共 場所使用較多。但是表面聲波會被水、灰塵、油污甚至飲料的液體吸收，因此需經(jīng)常清潔維 護。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種結構簡單、綜合性能良好的觸控系統(tǒng)?！N觸控系統(tǒng)，包括顯示面板，用于根據(jù)觸控物的觸控實現(xiàn)顯示功能；第一線性 紅外線感測器，臨近所述顯示面板設置；第一紅外光源，與所述第一線性紅外線感測器位于 所述面板的同一側(cè)且相鄰所述第一線性紅外線感測器，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線覆 蓋所述顯示面板，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反射后在所述第一線性紅外線 感測器上成像；以及，信號處理器，接收所述第一線性紅外線感測器的影像信號并根據(jù)所述 影像信號在所述第一線性紅外線感測器上的大小及位置來判斷所述觸控物在所述顯示面 板上的觸控位置。
優(yōu)選地，進一步包括一個第一透鏡，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反 射后經(jīng)過所述第一透鏡成像在所述第一線性紅外線感測器上。優(yōu)選地，進一步包括第二線性紅外線感測器和第二紅外光源，所述第二線性紅外 線感測器和第二紅外光源位于所述面板的同一側(cè)且所述第二紅外光源相鄰所述第二線性 紅外線感測器，所述第二紅外光源發(fā)出的紅外線覆蓋所述顯示面板，所述第二紅外光源發(fā) 出的紅外線被觸控物反射后在所述第二線性紅外線感測器上成像。
優(yōu)選地，進一步包括一個第二透鏡，所述第二紅外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反 射后經(jīng)過所述第二透鏡成像在所述第二線性紅外線感測器上。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例的觸控系統(tǒng)的紅外光源發(fā)出的紅外線覆蓋顯示面 板表面，用戶利用觸控物觸控觸控系統(tǒng)的某一點，觸控物便會擋住經(jīng)過該位置的紅外線并 將其反射，觸控物體會成像在線性紅外線感測器上，根據(jù)圖像在線性紅外線感測器上的位 置和大小便可計算出觸摸點的位置，因此，該觸控系統(tǒng)結構簡單；由于紅外線不受電流、電 壓和靜電干擾，所以適宜惡劣的環(huán)境條件。


圖1是本發(fā)明第一實施例觸控系統(tǒng)的示意圖，其包括線性紅外線感測器。圖2是圖1中線性紅外線感測器成像示意圖。圖3是本發(fā)明第一實施例觸控系統(tǒng)的未工作時的示意圖。圖4是本發(fā)明第一實施例觸控系統(tǒng)工作時的示意圖。圖5是本發(fā)明第二實施例觸控系統(tǒng)工作時的示意圖。圖6是本發(fā)明第三實施例觸控系統(tǒng)工作時的示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。請一并參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明第一實施例的觸控系統(tǒng)10包括顯示面板11、 紅外光源12、線性紅外線感測器13、透鏡14、信號處理器15和控制器16。顯示面板11通?？蔀榫匦涡螤?，紅外光源12、線性紅外線感測器13和透鏡14位 于顯示面板11的同一側(cè)。透鏡14位于線性紅外線感測器13的前面，光線經(jīng)過透鏡14后 成像在線性紅外線感測器13上。信號處理器15分別與線性紅外線感測器13、控制器16電 性連接，信號處理器15接收線性紅外線感測器13的影像信號并進行處理，計算出按壓點的 位置，將處理結果輸出給控制器16，最后由控制器16對相應觸控做出反應并完成相應按壓 指令。紅外光源12位于顯示面板11的右上角，其為可以發(fā)出紅外線的發(fā)光二極管或激 光二極管。當然，紅外光源12的位置并沒有限定，只要其發(fā)出的光能覆蓋顯示面板11即可。線性紅外線感測器13可為CCD (Charge Coupled Device,電荷耦合器件)感測器 或者CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體存儲器) 感測器，其具有一直線性排列的CXD像素或CMOS像素。線性紅外線感測器13的像素排列方向定義為X軸、與像素排列方向垂直的方向定 義Y軸、X軸與Y軸的交點為線性紅外線感測器13的中間像素的中心0。
當固定尺寸的物體17位于Y軸的A點時，其成像在線性紅外線感測器13上的圖 像A’位于0點；物體17沿平行X軸的方向由A點運動到B點，其成像在線性紅外線感測 器13的圖像B’偏離0點一段距離，但是圖像B’的大小與圖像A’的大小相同(因為A點 與B點距離線性紅外線感測器13的距離相等)；當物體17沿平行Y軸方向靠近線性紅外 線感測器13運動到C點時，其成像在線性紅外線感測器13上的圖像C’亦會偏離0點一段 距離，由于C點相對于A點更加靠近線性紅外線感測器13，因而圖像C’所占像素的面積大 于圖像A’所占像素的面積；當物體17沿平行Y軸方向遠離線性紅外線感測器13運動到D 點時，其成像在線性紅外線感測器13上的圖像D亦會偏離0點一段距離，由于D點相對于 A點遠離靠近線性紅外線感測器13，因而圖像D’所占像素的面積小于圖像A’所占像素的 面積。簡而言之，物體17相對于線性紅外線感測器13左右移動時，其成像在線性紅外線 感測器13上的圖像位置會有所不同但圖像大小相同，即物體17所在位置的坐標與偏離0 點的距離有關；當物體17相對于線性紅外線感測器13前后移動時，其成像在線性紅外線感 測器13上的圖像大小(即所占用的像素個數(shù))會有所不同但圖像位置相同，即物體17所 在位置的坐標與圖像大小有關，距離線性紅外線感測器13較近圖像較大，遠的圖像較小。在本實施例中，觸控系統(tǒng)10預先將A點的坐標、圖像A’的大小作為參考數(shù)據(jù)并儲 存在信號處理器15中，只要物體17成像在線性紅外線感測器13上，根據(jù)該參考數(shù)據(jù)和線 性紅外線感測器13的影像信號可以推算出物體17所在位置的坐標。假設顯示面板11寬邊的中線與Y軸重合、A點坐標為XA、YA、圖像A’大小為Sa，那
么，物體17所在位置的坐標可由下列表達式得出=X = XJax.17= A+bg其中，a、b為常
，
數(shù)，X為物體17在線性紅外線感測器13上成像的位置，S為物體17在線性紅外線感測器 13的成像的大小。如圖3及圖4，紅外光源12發(fā)出的紅外光L覆蓋在顯示面板11，當固定尺寸的觸 控筆17觸控在顯示面板11上時，紅外線L被觸控筆17反射，反射光線L’經(jīng)過透鏡14后 成像在線性紅外線感測器13上。信號處理器15接收線性紅外線感測器13的影像信號，根 據(jù)圖像的參數(shù)(例如圖像的大小、位置等)并執(zhí)行上述運算以計算出按壓點的位置(即觸 控筆17所觸控的位置)，然后將處理結果輸出給控制器16，最后由控制器16對相應觸控做 出反應并完成相應按壓指令。由于觸控系統(tǒng)10只包括一個線性紅外線感測器13，所以觸控筆17的尺寸應該是 固定的。當然，觸控系統(tǒng)10可以預先存儲觸控筆的尺寸大小數(shù)據(jù)，以及該尺寸的觸控筆相 對線性感測器預定位置時在線性感測器中所成圖像的大小的關系數(shù)據(jù)，以便根據(jù)這些數(shù)據(jù) 來計算獲取該尺寸的觸控筆應用在該類型的觸控系統(tǒng)中的實際坐標。紅外光源12發(fā)出的紅外線覆蓋顯示面板11表面，用戶利用觸控筆17觸摸觸控系 統(tǒng)10的某一點，觸控筆17便會擋住經(jīng)過該位置的紅外線并將其反射，觸控筆17會成像在 線性紅外線感測器13上，根據(jù)圖像在線性紅外線感測器13上的位置和大小便可計算出觸 摸點的位置，因此，該觸控系統(tǒng)10結構簡單；由于紅外線不受電流、電壓和靜電干擾，所以 適宜惡劣的環(huán)境條件。如圖5所示，本發(fā)明第二實施例的觸控系統(tǒng)20包括顯示面板21、第一紅外光源22a、第二紅外光源22b、第一線性紅外線感測器23a、第二線性紅外線感測器23b、第一透鏡24a、第二透鏡24b、信號處理器25和控制器26。顯示面板21為矩形形狀，第一紅外光源22a、第一線性紅外線感測器23a和第一透 鏡24a與第二紅外光源22b、第二線性紅外線感測器23b和第二透鏡24b位于顯示面板21 相對兩側(cè)。第一紅外光源22a發(fā)出的紅外線Ll被觸控單元27 (例如手指或觸控筆)反射的 反射光Li’經(jīng)過第一透鏡24a后成像在第一線性紅外線感測器23a上；第二紅外光源22b 發(fā)出的紅外線L2被觸控單元27反射的反射光L2’經(jīng)過第二透鏡24b后成像在第二線性紅 外線感測器23b上。信號處理器15借由處理第一線性紅外線感測器23a和第二線性紅外 線感測器23b的圖像可以得出觸控單元27的觸控位置，最后由控制器26對相應觸控做出 反應并完成相應按壓指令。由于觸控系統(tǒng)20包括兩組紅外光源、感測器，通過線性紅外線感測器23a/23b均 可以得出一個坐標，計算該兩個坐標可以得出觸控位置的坐標，因此，觸控單元27的尺寸 不需要固定(例如可以用手指觸摸觸控系統(tǒng))。如圖6所示，本發(fā)明第三實施例的觸控系統(tǒng)30與第二實施例的觸控系統(tǒng)20基本 相同，同樣包括顯示面板31、第一紅外光源32a、第二紅外光源32b、第一線性紅外線感測器 33a、第二線性紅外線感測器33b、第一透鏡34a、第二透鏡34b、信號處理器35和控制器36， 其不同之處在于第一紅外光源32a、第一線性紅外線感測器33a和第一透鏡34a與第二紅 外光源32b、第二線性紅外線感測器33b和第二透鏡34b位于顯示面板31相鄰兩側(cè)。觸控單元37所觸控位置的坐標可以采用第二實施例的計算方法得出。另外，本領域技術人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明 精神所做的變化，都應包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權利要求
一種觸控系統(tǒng)，包括顯示面板，用于根據(jù)觸控物的觸控實現(xiàn)顯示功能；第一線性紅外線感測器，其鄰近所述顯示面板設置；第一紅外光源，與所述第一線性紅外線感測器位于所述面板的同一側(cè)且相鄰所述第一線性紅外線感測器，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線覆蓋所述顯示面板，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線被所述觸控物反射后在所述第一線性紅外線感測器上成像；以及信號處理器，接收所述第一線性紅外線感測器的影像信號并根據(jù)所述影像信號在所述第一線性紅外線感測器上的大小及位置來判斷所述觸控物在所述顯示面板上的觸控位置。
2.如權利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一個第一透鏡，所述第一紅 外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反射后經(jīng)過所述第一透鏡成像在所述第一線性紅外線感測 器上。
3.如權利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述第一紅外光源為發(fā)光二極管或激光二極管。
4.如權利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于進一步包括第二線性紅外線感測器和 第二紅外光源，所述第二線性紅外線感測器和第二紅外光源位于所述面板的同一側(cè)且所述 第二紅外光源相鄰所述第二線性紅外線感測器，所述第二紅外光源發(fā)出的紅外線覆蓋所述 顯示面板，所述第二紅外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反射后在所述第二線性紅外線感測器 上成像。
5.如權利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一個第二透鏡，所述第二紅 外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反射后經(jīng)過所述第二透鏡成像在所述第二線性紅外線感測器上。
6.如權利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述第二線性紅外線感測器與所述信 號處理器電性連接，所述信號處理器，接收所述第二線性紅外線感測器的影像信號進行處 理并根據(jù)所述影像信號在所述第二線性紅外線感測器上的大小及位置來判斷所述觸控物 在所述顯示面板上的觸控位置。
7.如權利要求5所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于進一步包括控制器，所述控制器與所述 信號處理器相連。
8.如權利要求4至7任一項所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述顯示面板為矩形形狀， 所述第一線性紅外線感測器和第一紅外光源與所述第二線性紅外線感測器和第二紅外光 源位于所述顯示面板相對的兩側(cè)。
9.如權利要求4至7任一項所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述顯示面板為矩形形狀， 所述第一線性紅外線感測器和第一紅外光源與所述第二線性紅外線感測器和第二紅外光 源位于所述顯示面板相鄰的兩側(cè)。
全文摘要
一種觸控系統(tǒng)，包括顯示面板，用于根據(jù)觸控物的觸控實現(xiàn)顯示功能；第一線性紅外線感測器，臨近所述顯示面板設置；第一紅外光源，與所述第一線性紅外線感測器位于所述面板的同一側(cè)且相鄰所述第一線性紅外線感測器，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線覆蓋所述顯示面板，所述第一紅外光源發(fā)出的紅外線被觸控物反射后在所述第一線性紅外線感測器上成像；以及，信號處理器，接收所述第一線性紅外線感測器的影像信號并根據(jù)所述影像信號在所述第一線性紅外線感測器上的大小及位置來判斷所述觸控物在所述顯示面板上的觸控位置。
文檔編號G06F3/042GK101872269SQ200910301740
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權日2009年4月21日
發(fā)明者柯駿程, 賴正益 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司