專利名稱：觸控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控系統(tǒng)，尤其涉及一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多電子產(chǎn)品用觸控面板作為輸入方式，目前市場(chǎng)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(fù)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(dǎo)電電阻)導(dǎo)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(xì)小的(小于1/1000英寸)的透明隔離點(diǎn)把兩層 導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變 化，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，然后送觸摸屏控制器?？刂破鱾蓽y(cè)到這一接觸并計(jì)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(dǎo)電層比較薄且容易脆斷，涂得太厚會(huì)降低透光率，并且經(jīng)常被觸摸，使用一定時(shí)間后 會(huì)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(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在 金屬層上時(shí)，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，觸點(diǎn)的電容就會(huì)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(cè)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(huì)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(dāng)手指觸及屏體時(shí)，觸點(diǎn)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(diǎn)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(zhǎng)；透光率高、能保持清 晰的圖像質(zhì)量；沒有漂移，只需安裝時(shí)一次校正；有第三軸(即壓力軸)響應(yīng)，目前在公共 場(chǎng)所使用較多。但是表面聲波會(huì)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(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、綜合性能良好的觸控系統(tǒng)。一種觸控系統(tǒng)，其包括紅外光觸控筆，其包括壓力感應(yīng)器和發(fā)光單元，所述壓力 感應(yīng)器感應(yīng)到壓力的同時(shí)激發(fā)所述發(fā)光單元發(fā)出紅外光；顯示面板，用于根據(jù)所述紅外光 觸控筆的觸控動(dòng)作顯示所對(duì)應(yīng)的功能；影像感測(cè)單元，其鄰近所述顯示面板設(shè)置用來接收 所述紅外光觸控筆發(fā)出的紅外光并使其成像；時(shí)間記錄單元，其用來記錄所述紅外光觸控 筆開始發(fā)光的時(shí)間和所述影像感測(cè)單元接收到紅外光的時(shí)間；處理單元，其與所述影像感 測(cè)單元和時(shí)間記錄單元相連用于接收影像信號(hào)并通過運(yùn)算得到所述紅外光觸控筆與所述 紅外接收單元的間距以及所述紅外光觸控筆的位置，其中，所述紅外光觸控筆與所述紅外接收單元的間距經(jīng)由以下公式計(jì)算而得L= (Vt1) Χν，ν為光速，、為所述紅外光觸控筆 開始發(fā)光的時(shí)間，t2為所述影像感測(cè)單元接收到紅外光的時(shí)間，所述紅外光觸控筆的位置 利用三角形中角和邊的關(guān)系得出。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的觸控系統(tǒng)采用紅外光觸控筆和影像感測(cè)單元構(gòu) 成觸控主體，利用紅外光觸控筆開始發(fā)出紅外光的時(shí)間和影像感測(cè)單元接收到紅外光的時(shí) 間的差值計(jì)算出觸控點(diǎn)與所述紅外光接收之間的距離單元并結(jié)合紅外光在影像感測(cè)單元 上的影像的性質(zhì)以利用三角形中角和邊的關(guān)系判斷出觸控點(diǎn)的位置，因此，不需要安裝精 密復(fù)雜的觸控電路來計(jì)算觸控點(diǎn)的坐標(biāo)，因而，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉；由于紅外線不受電流、 電壓和靜電干擾，與常見的電阻式觸控面板、電容式觸控面板或表面聲波式觸控面板相比， 具有良好的透光性，不怕靜電等外界因素干擾，所以適宜惡劣的環(huán)境條件。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例觸控系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例觸控系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的觸控系統(tǒng)10包括顯示面板11、紅外光觸控 筆12、時(shí)間影像感測(cè)單元13、處理單元14和控制單元15。本實(shí)施例中，紅外光觸控筆12包括一個(gè)壓力感應(yīng)器和發(fā)光單元，當(dāng)紅外光觸控筆 12與顯示面板11相接觸時(shí)，壓力感應(yīng)器感受到壓力的同時(shí)激發(fā)發(fā)光單元持續(xù)發(fā)出紅外光。 發(fā)光單元可以為發(fā)光二極管芯片。顯示面板11通常為矩形形狀，其相鄰的兩邊分別定義為X軸和Y軸。時(shí)間影像感 測(cè)單元13位于X軸和Y軸的交點(diǎn)0處，其用來接收紅外光觸控筆12發(fā)出的紅外光和記錄 接受到紅外光的時(shí)間。時(shí)間影像感測(cè)單元13包括時(shí)間記錄單元131和影像感測(cè)單元132。其中，時(shí)間記 錄單元131用來記錄紅外光觸控筆12開始發(fā)光的時(shí)間和影像感測(cè)單元132接收到紅外光 的時(shí)間，影像感測(cè)單元132可以為CCD (Charge Coupled Device，電荷耦合器件)感測(cè)器或 者CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)感 測(cè)器，其用來使紅外光成像。紅外光觸控筆12觸控顯示面板11的某一位置(例如A點(diǎn))，其發(fā)出的紅外光被 影象感測(cè)單元132接收并成像。處理單元14與時(shí)間影像感測(cè)單元13、控制單元15電性相 連，處理單元14接受時(shí)間影像感測(cè)單元13的影像信號(hào)并進(jìn)行處理，計(jì)算出AO與X軸之間 的夾角α，將處理結(jié)果輸出給控制單元16，最后由控制單元15對(duì)相應(yīng)觸控動(dòng)作做出反應(yīng)并 完成相應(yīng)觸控指令，并控制顯示面板的顯示內(nèi)容。下面詳細(xì)說明觸控位置的算法，當(dāng)紅外觸控筆12與顯示面板11上相接觸時(shí)，壓力 感應(yīng)器感測(cè)到紅外光觸控筆12與顯示面板11之間的壓力，從而激發(fā)紅外光觸控筆12發(fā)出 紅外線，同時(shí)，位于0點(diǎn)的時(shí)間影像感測(cè)單元13的時(shí)間記錄單元131記錄紅外光觸控筆12 開始發(fā)出紅外線的時(shí)間、。經(jīng)過時(shí)間t，紅外光傳播到影象感測(cè)單元132，此時(shí)，時(shí)間記錄單元131記錄影象感測(cè)單元132接收到紅外光的時(shí)間t2，那么，A點(diǎn)的紅外光觸控筆12發(fā)出 的紅外光傳播到時(shí)間影像感測(cè)單元13所需的時(shí)間t = t2-t10處理單元14根據(jù)影像感測(cè)單元132上紅外光成像的特點(diǎn)可以判斷出AO與X軸之 間的夾角α和并進(jìn)行L1 = VXtG為光速，數(shù)值為3Χ108米/秒)的運(yùn)算以得出L1的值。 在三角形中，利用邊和角的關(guān)系，處理單元14進(jìn)行H1 = L1XSina以及W1 = L1XC0Sa的 運(yùn)算，從而確定A點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而判斷出紅外光觸控筆12在顯示面板11上的觸控位置。觸控系統(tǒng)10采用紅外光觸控筆12和時(shí)間影像感測(cè)單元13構(gòu)成觸控主體，利用紅 外光觸控筆12發(fā)出紅外光的時(shí)間和影像感測(cè)單元13接收到紅外光的時(shí)間的差值計(jì)算出觸 控點(diǎn)與所述影像感測(cè)單元132之間的距離并結(jié)合紅外光在影像感測(cè)單元132上的影像的性 質(zhì)以利用三角形中角和邊的關(guān)系判斷出觸控點(diǎn)的位置，因而，觸控系統(tǒng)10結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本 低廉；由于紅外線不受電流、電壓和靜電干擾，與常見的電阻式觸控面板、電容式觸控面板 或表面聲波式觸控面板相比，具有良好的透光性，不怕靜電等外界因素干擾，所以適宜惡劣 的環(huán)境條件。如圖2所示，本發(fā)明第二實(shí)施例提供的觸控系統(tǒng)20包括顯示面板21、紅外光觸控 筆22、時(shí)間影像感測(cè)單元23、處理單元24和控制單元25。觸控系統(tǒng)20與觸控系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)基本相同，其不同之處在于時(shí)間影像感測(cè)單元 23與X軸之間具有H3的間距。紅外光觸控筆22同樣包括一個(gè)壓力感應(yīng)器和發(fā)光單元，處理單元24預(yù)先儲(chǔ)存 有H3的數(shù)值，那么，B點(diǎn)的位置應(yīng)該為H2 = L2XSinii+H3、W2 = L2XCosii，其中，L2 = (Vt1) Xv,、為紅外光觸控筆22發(fā)出紅外光的時(shí)間，t2為時(shí)間影像感測(cè)單元23接收到紅 外光觸控筆22在B點(diǎn)發(fā)出的紅外光的時(shí)間。紅外光觸控筆22發(fā)出的紅外光在時(shí)間影像感測(cè)單元23的影像感測(cè)單元232上成 像，時(shí)間影像感測(cè)單元23的時(shí)間記錄單元231記錄紅外光觸控筆22發(fā)出紅外光的時(shí)間和 接收到紅外光的時(shí)間，處理單元24進(jìn)行L2 = (Vt1) X ν并根據(jù)時(shí)間影像感測(cè)單元23的影 像信號(hào)計(jì)算出按壓點(diǎn)的位置(即紅外光觸控筆22所觸控的位置)為H2 = L2 X Sin β+H3^ff2 =L2XCosii，然后將處理結(jié)果輸出給控制單元25，最后由控制單元25對(duì)相應(yīng)觸控做出反 應(yīng)并完成相應(yīng)按壓指令。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明 精神所做的變化，都應(yīng)包含存本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種觸控系統(tǒng)，其包括紅外光觸控筆，其包括壓力感應(yīng)器和發(fā)光單元，所述發(fā)光單元與所述壓力感應(yīng)器電性相連，所述壓力感應(yīng)器感應(yīng)到壓力的同時(shí)激發(fā)所述發(fā)光單元發(fā)出紅外光；顯示面板，用于根據(jù)所述紅外光觸控筆的觸控動(dòng)作顯示所對(duì)應(yīng)的功能；影像感測(cè)單元，其鄰近所述顯示面板設(shè)置用來接收所述紅外光觸控筆發(fā)出的紅外光并使其成像；時(shí)間記錄單元，其用來記錄所述紅外光觸控筆開始發(fā)光的時(shí)間和所述影像感測(cè)單元接收到紅外光的時(shí)間；處理單元，其與所述影像感測(cè)單元和時(shí)間記錄單元相連用于接收影像信號(hào)并通過運(yùn)算得到所述紅外光觸控筆與所述紅外接收單元的間距以及所述紅外光觸控筆的位置，其中，所述紅外光觸控筆與所述紅外接收單元的間距經(jīng)由以下公式計(jì)算而得L＝(t2 t1)×v，v為光速，t1為所述紅外光觸控筆開始發(fā)光的時(shí)間，t2為所述影像感測(cè)單元接收到紅外光的時(shí)間，所述紅外光觸控筆的位置利用三角形中角和邊的關(guān)系得出。
2.如權(quán)利要求1所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述顯示面板為矩形，所述影像感測(cè)單 元位于所述顯示面板的一個(gè)角落。
3.如權(quán)利要求2所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述影像感測(cè)單元為電荷耦合器件感 測(cè)器或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感測(cè)器。
4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括控制單元，其接 收所述處理單元輸出的信號(hào)對(duì)觸控做出反應(yīng)并完成相應(yīng)觸控指令。
5.如權(quán)利要求4所述的觸控系統(tǒng)，其特征在于所述紅外光觸控筆的位置利用直角三 角形中斜邊、直角邊的關(guān)系得出。
全文摘要
一種觸控系統(tǒng)，其包括紅外光觸控筆，其包括壓力感應(yīng)器和發(fā)光單元，所述壓力感應(yīng)器感應(yīng)到壓力的同時(shí)激發(fā)所述發(fā)光單元發(fā)出紅外光；顯示面板，用于根據(jù)所述紅外光觸控筆的觸控動(dòng)作顯示所對(duì)應(yīng)的功能；影像感測(cè)單元，其鄰近所述顯示面板設(shè)置用來接收所述紅外光觸控筆發(fā)出的紅外光并使其成像；時(shí)間記錄單元，其用來記錄所述紅外光觸控筆開始發(fā)光的時(shí)間和所述影像感測(cè)單元接收到紅外光的時(shí)間；處理單元，其與所述影像感測(cè)單元和時(shí)間記錄單元相連用于接收影像信號(hào)并通過運(yùn)算得到所述紅外光觸控筆與所述紅外接收單元的間距以及所述紅外光觸控筆的位置，所述紅外光觸控筆的位置利用三角形中角和邊的關(guān)系得出。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101907951SQ200910302958
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者黃山福 申請(qǐng)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