專利名稱：一種電子觸摸屏的觸點定位方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子信息技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電子觸摸屏的觸點定位方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著多媒體信息技術(shù)的發(fā)展，人們越來越多地接觸到觸摸屏。作為一種新型電子輸入設(shè)備，它是目前最簡單、方便、自然的信息輸入設(shè)備，觸摸屏具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術(shù)，用戶只要用手指觸碰顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機操作，使人機交互更為直截了當(dāng)，極大方便了用戶操作。觸摸屏的關(guān)鍵部件是觸點定位裝置，該裝置將操作者的指觸點相對顯示屏的幾何位置轉(zhuǎn)換成坐標數(shù)字反饋給顯示系統(tǒng)提供按鍵或觸點識別。現(xiàn)有的觸摸屏技術(shù)方案包括電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線觸摸屏、表面聲波觸摸屏等。電阻式觸摸屏是一種多層的復(fù)合薄膜，由一層玻璃或透明塑料膜作為基層，表面涂有一層ITO透明導(dǎo)電層，上面蓋有一層光滑防刮的塑料膜作為保護層，在保護層的內(nèi)表面涂有一層導(dǎo)電層(ΙΤ0或鎳金)。在兩導(dǎo)電層之間，有許多細小的透明隔離點絕緣，并在兩層ITO工作面的邊線上各涂有一條銀膠，一端加5V電壓，另一端接地，從而在工作面的一個方向上形成均勻連續(xù)的平行電壓分布。當(dāng)手指觸摸屏幕時，壓力使兩層導(dǎo)電層在接觸點位置有了一個接觸，控制器偵測到這個接觸，立刻進行A / D轉(zhuǎn)換，測量接觸點的模擬量電壓值，根據(jù)它和5V電壓的比例公式，就能計算出觸點的X軸和Y軸的坐標，這就是電阻式觸摸屏的基本原理。電容式觸摸屏由一個模擬感應(yīng)器和一個雙向智能控制器組成。模擬感應(yīng)器是一塊多層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO導(dǎo)電涂層，夾層ITO涂層作為工作面，其各角上各引出一個電極，內(nèi)層ITO作為屏蔽層，用以保證良好的工作環(huán)境。觸摸屏工作時，感應(yīng)器邊緣的電極產(chǎn)生分布的電壓場，由于人體電場的存在，觸摸屏幕時，手指和觸摸屏的工作面之間就會形成一耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指吸走一個很小的電流，分別從觸摸屏4個角上的電極中流出。從理論上講，流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這4個電流比例的精密計算，從而可以得出觸點的位置。紅外線式觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，一一對應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸點在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點上的紅外線，而實現(xiàn)觸摸屏操作。表面聲波觸摸屏是一種在介質(zhì)表面進行淺層傳播的機械能量波，其性能穩(wěn)定，在橫波傳遞中具有非常尖銳的頻率特性。表面聲波觸摸屏的觸摸部分是玻璃平板，安裝的等離子顯示器屏幕在前面，沒有任何貼膜和覆蓋層。玻璃屏的左上角和右下角各固定豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，在屏幕表面形成一個縱橫交錯的超聲波柵格，右上角固定兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。當(dāng)手指或其他柔性觸摸筆接近屏幕表面時，手指或其他柔性觸摸筆吸收了一部分聲波能量，而控制器則偵測到接收信號在某一時刻上的衰減，由此可計算出觸點的位置。以上幾種觸摸屏技術(shù)方案都需要在顯示屏的表面安置一個觸摸檢測敏感屏，該觸摸檢測敏感屏的大小一定要大于顯示屏，而且一定要位于顯示屏前面，觸控定位屏的玻璃和鍍膜的存在還影響顯示屏的透光度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種全新的觸摸屏觸點定位方法及其定位裝置。本發(fā)明的電子觸摸屏的觸點定位方法采用的技術(shù)方案如下
所述的電子觸摸屏包括顯示裝置、顯示裝置的安裝支撐點，以及用于控制顯示內(nèi)容的顯示控制系統(tǒng)，所述電子觸摸屏的觸點定位方法包括以下步驟
1)測量觸摸壓力測量操作者觸摸顯示裝置的顯示屏?xí)r對所述顯示裝置的多個安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力；
2)計算觸點坐標根據(jù)所述的觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系計算觸摸點的位置坐標；
3)發(fā)送位置坐標數(shù)據(jù)將所述觸點的位置坐標通過有線或無線的方式發(fā)送給所述電子觸摸屏的顯示控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)相應(yīng)的人機互動操作。優(yōu)選的，所述安裝支撐點至少為三個。優(yōu)選的，所述步驟1)中觸摸壓力是并行測量的或者是循環(huán)掃描測量的。優(yōu)選的，所述顯示裝置可以是單獨的顯示屏，也可以是包含了顯示屏、外殼以及內(nèi)部組件的顯示器總成。本發(fā)明的電子觸摸屏的觸點定位裝置采用的技術(shù)方案如下
所述的電子觸摸屏包括顯示裝置、顯示裝置的多個安裝支撐點，以及用于控制顯示內(nèi)容的顯示控制系統(tǒng)，其特征在于還包括多個測力傳感器、測力電路模塊和坐標計算模塊， 所述多個測力傳感器分別設(shè)置在所述顯示裝置的多個安裝支撐點上，每個所述測力傳感器用于檢測操作者觸摸所述顯示裝置的顯示屏?xí)r對所述測力傳感器所在的所述安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力，所述測力電路模塊分別與所述測力傳感器和所述坐標計算模塊連接，所述坐標計算模塊又與所述顯示控制系統(tǒng)通過有線或無線的方式連接；所述測力電路模塊與測力傳感器結(jié)合用于將所述作用力產(chǎn)生的信號變化轉(zhuǎn)換成作用力數(shù)據(jù)并傳送給所述坐標計算模塊，所述坐標計算模塊用于根據(jù)各個所述安裝支撐點所受到的觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系通過力學(xué)計算得到觸摸點的位置坐標，并通過有線或無線的方式發(fā)送給所述顯示控制系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述測力傳感器至少為三個，其測力方向與所述顯示屏的平面垂直。優(yōu)選的，所述測力電路模塊至少為三個，所述測力傳感器與所述測力電路模塊分別一一對應(yīng)連接，用于并行測量所述觸摸壓力。優(yōu)選的，所述測力電路模塊也可以為一個，通過一個多路選擇開關(guān)循環(huán)掃描接通所述各個測力傳感器，對各個所述安裝支撐點處的觸摸壓力進行循環(huán)掃描測量。
優(yōu)選的，所述顯示裝置為單獨的顯示屏，所述測力傳感器安裝在所述顯示屏與顯示器殼體的連接點處，兼具固定和測力的作用。優(yōu)選的，所述顯示裝置是包含有顯示屏、外殼以及內(nèi)部組件的顯示器總成，所述測力傳感器安裝在所述顯示器總成與固定安裝位置的連接點處。將電子觸摸屏的顯示裝置通過三個以上的支點支撐，并在所有的支點設(shè)置測力傳感器監(jiān)測支點處的力及其變化。當(dāng)手指觸碰顯示屏?xí)r，會對顯示屏產(chǎn)生一定的作用力并傳遞到所述的各個支點上，根據(jù)力學(xué)原理，當(dāng)一個物體通過若干個支撐點連接在另一個物體且該物體相對支撐物體固定時，被支撐物體處于力學(xué)平衡狀態(tài)，作用在其上的所有力構(gòu)成一個平衡力系，合力為零。當(dāng)知道這個由N個力作用的平衡力系中的全部N-I個力的大小和位置，就可以根據(jù)力學(xué)平衡條件計算得到最后一個力的大小和位置。將顯示裝置看作一個受力物體，手指的觸摸力與各個支點所受到的力構(gòu)成一個平衡力系，當(dāng)坐標位置確定的支點處的力可以準確測出時，作用于觸摸點的力的大小和坐標位置就可以根據(jù)前述力學(xué)平衡原理計算得到。在顯示裝置的所有安裝點位設(shè)置測力傳感器，所述測力傳感器的敏感方向與顯示平面法線平行，各支點的傳感器與測力電子模塊結(jié)合將所有支點處受到的力準確測出，然后發(fā)送給坐標計算模塊；坐標計算模塊根據(jù)力的平衡原理，基于預(yù)先設(shè)定的坐標系，計算出手指作用于觸摸點的力和位置坐標，提供給顯示裝置的控制系統(tǒng)，作為執(zhí)行人機互動操作顯示的依據(jù)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是不需要在顯示屏前面設(shè)置位置敏感裝置， 所以不會影響顯示裝置的外觀和顯示屏的透光度，另外，本發(fā)明所設(shè)計的觸摸屏的觸點定位裝置不受顯示屏大小限制，測力傳感器在各支點的安裝區(qū)域尺寸可以遠小于顯示屏的面積，這對于大尺寸觸摸屏的應(yīng)用具有特別的優(yōu)勢，可以減少觸摸屏觸點定位裝置的系列型號數(shù)量，方便標準化，而且成本更低。


圖1本發(fā)明實施例中實現(xiàn)觸摸屏的觸點定位方法的原理示意圖； 圖2是本發(fā)明的觸摸屏的觸點定位方法流程圖3是本發(fā)明的觸點定位方法的測量計算系統(tǒng)的一種實施方式示意圖； 圖4是本發(fā)明的觸點定位方法的測量計算系統(tǒng)的另一種實施方式示意圖； 圖5是本發(fā)明的針對單獨的顯示屏在安裝支撐點安裝測力傳感器的分解示意圖； 圖6是本發(fā)明的針對包含了顯示屏、外殼以及內(nèi)部組件的顯示器總成在安裝支撐點處安裝測力傳感器的分解示意圖。
具體實施例方式下面對照附圖和結(jié)合優(yōu)選具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細的闡述。如圖2所示，一種電子觸摸屏定位方法，包括以下步驟
1)測量觸摸壓力測量操作者觸摸顯示裝置的顯示屏?xí)r對所述顯示裝置的多個安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力；
2)計算觸點坐標根據(jù)所述的觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系計算觸摸點的位置坐標；3)發(fā)送位置坐標數(shù)據(jù)將所述觸摸點的位置坐標通過有線或無線的方式發(fā)送給所述電子觸摸屏的顯示控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)相應(yīng)的人機互動操作。一種電子觸摸屏的觸點定位裝置，所述的電子觸摸屏包括顯示裝置、顯示裝置的多個安裝支撐點，以及用于控制顯示內(nèi)容的顯示控制系統(tǒng)，其特征在于還包括多個測力傳感器、測力電路模塊和坐標計算模塊，所述多個測力傳感器分別設(shè)置在所述顯示裝置的多個安裝支撐點上，每個所述測力傳感器用于檢測操作者觸摸所述顯示裝置的顯示屏?xí)r對所述測力傳感器所在的所述安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力，所述測力電路模塊分別與所述測力傳感器和所述坐標計算模塊連接，所述坐標計算模塊與所述顯示控制系統(tǒng)通過有線或無線的方式連接，所述測力電路模塊與測力傳感器結(jié)合用于將所述作用力產(chǎn)生的信號變化轉(zhuǎn)換成作用力數(shù)據(jù)并傳送給所述坐標計算模塊，所述坐標計算模塊用于根據(jù)各個所述安裝支撐點所受到的觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系通過力學(xué)計算得到觸摸點的位置坐標，并通過有線或無線的方式發(fā)送給所述顯示控制系統(tǒng)。具體來說，觸點定位方法工作流程如下
1)測量觸摸壓力觸摸顯示裝置的顯示屏?xí)r，測力傳感器感知觸摸時對所述顯示裝置的多個安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力并通過測力電路模塊轉(zhuǎn)化成作用力數(shù)據(jù)傳送給坐標計算模塊；
2)計算觸點坐標坐標計算模塊根據(jù)測力傳感器相對于預(yù)設(shè)的坐標系的坐標位置和每個所述測力傳感器感知的觸摸壓力計算觸點的坐標；
3)發(fā)送位置坐標數(shù)據(jù)經(jīng)由與顯示控制系統(tǒng)連接的通訊接口將觸點的位置坐標傳送給顯示控制系統(tǒng)，由控制顯示系統(tǒng)執(zhí)行相關(guān)的邏輯指令，以實現(xiàn)相應(yīng)的人機互動操作。如圖1所示，顯示裝置1通過四個測力傳感器2在后面支撐處于固定狀態(tài)，四個支撐點的測力傳感器2可以監(jiān)測觸摸時對顯示裝置1的安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力及變化。 當(dāng)手指觸碰顯示裝置1時將產(chǎn)生作用力F，相應(yīng)地在四個支點上產(chǎn)生反作用力Fl、F2、F3、 F4。由于顯示裝置處于靜止，其上的全部作用力處于平衡狀態(tài)，根據(jù)力學(xué)理論，可以由位置固定的四個支點坐標和檢測到的四個作用力FfF4的大小計算出作用點P在已知坐標系中的坐標，從而實現(xiàn)觸點定位。如圖3所示，支點處的測力傳感器2通過電纜線與測力電路模塊3相連接，每個測力傳感器2配置一個測力電路模塊3，測力電路模塊3將測力傳感器2的信號變化轉(zhuǎn)換成作用力變化后再通過電纜線傳送給坐標計算模塊4，基于選定的坐標系，坐標計算模塊4根據(jù)各個測力傳感器2所在安裝支撐點的坐標和各安裝支撐點處的作用力FfF4的大小，計算出觸摸點P的坐標(X，y)，再經(jīng)由坐標發(fā)送接口 5傳送給顯示控制系統(tǒng)，執(zhí)行相關(guān)的邏輯指令。如圖4所示，在另一種實施中，也可以只設(shè)置一個測力電路模塊3，通過一個多路選擇開關(guān)7分別接入不同安裝支撐點處的測力傳感器2，采用循環(huán)掃描的測量方法，依次循環(huán)檢測各個支點的載荷變化。由圖1可以看出，對于一定的支撐系統(tǒng)尺寸a和b，顯示裝置的尺寸A和B可以大很多。只要能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定支撐，理論上A和B不受限制，這是本發(fā)明的一個突出優(yōu)點，用很小尺寸的觸點定位裝置，可以實現(xiàn)大尺寸的觸摸屏應(yīng)用；或者用一個標準的觸點定位裝置， 可以用于不同規(guī)格的顯示裝置。相比傳統(tǒng)的覆蓋式觸摸屏，比如電阻屏、電容屏、紅外屏等， 本發(fā)明的定位裝置的設(shè)計和使用的自由度大很多，成本也可以大大降低。
測力傳感器2種類繁多，針對不同的使用條件，可以適當(dāng)選用。如圖5所示，在一種實施方式中顯示裝置1是單獨的顯示屏，圖中的測力傳感器2是懸臂式結(jié)構(gòu)，其一端通過螺釘壓緊固定在顯示屏上，安裝時，將測力傳感器2的另一端通過螺釘安裝在固定顯示屏的顯示器殼體6上，四個測力傳感器2對顯示屏形成四個壓緊支點，使其穩(wěn)定安裝在顯示器殼體6內(nèi)。圖6所示，在另一種實施方式中，顯示裝置1是包含有顯示屏、外殼以及內(nèi)部組件的顯示器總成，圖中的測力傳感器2為圓柱式的測力傳感器，在顯示器總成和安裝位置的連接處設(shè)置測力傳感器2，四個圓柱式的測力傳感器2安裝在顯示器總成的背面，測力傳感器2的兩端分別接顯示器總成和安裝固定支座。當(dāng)手指點觸顯示屏?xí)r，將在四個支點處的測力傳感器2上產(chǎn)生壓力變化，通過圖3 或圖4所示的測量計算系統(tǒng)可以得到觸點的位置坐標。與傳統(tǒng)的觸摸屏技術(shù)的又一個突出優(yōu)點是，本發(fā)明所提供的觸摸屏技術(shù)不僅可以提供觸點位置信息，還可以提供觸摸力大小信息，提供了一種新的信息輸入手段。在本實施例中，四個測力傳感器是對稱分布的，但是實現(xiàn)本發(fā)明功能的并不局限于對稱布置的結(jié)構(gòu)設(shè)計，如非對稱、不等距的測力傳感器布置時只需將測力傳感器所在各安裝支撐點的坐標參數(shù)代入相應(yīng)的力學(xué)計算公式進行推導(dǎo)整理即可，上述實施例中，預(yù)設(shè)的坐標系與顯示屏內(nèi)部的位置參考坐標一致，計算比較方便，如果預(yù)設(shè)的坐標系與顯示屏內(nèi)部的位置參考坐標不一致，則顯示屏的控制系統(tǒng)會將觸點的坐標轉(zhuǎn)換成其能識別的坐標后再完成操作指令，同樣能達到目的。上述實施例分別提供了一種懸臂式測力傳感器和一種柱式測力傳感器的應(yīng)用，這并不意味著傳感器的結(jié)構(gòu)或安裝方式僅限于這兩種方式。各種結(jié)構(gòu)的測力傳感器都可能用于本發(fā)明的實施，只要是通過測量支點力的方法確定指觸點位置并用于觸摸屏觸點定位應(yīng)用的技術(shù)方法都是本發(fā)明的技術(shù)涵蓋范圍。本發(fā)明可以為現(xiàn)有的人機界面交互技術(shù)提供一個特別的技術(shù)手段。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子觸摸屏的觸點定位方法，其特征在于包括以下步驟1)測量觸摸壓力測量操作者觸摸顯示裝置的顯示屏?xí)r對所述顯示裝置的多個安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力；2)計算觸點坐標根據(jù)所述的觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系計算觸摸點的位置坐標；3)發(fā)送位置坐標數(shù)據(jù)將所述觸摸點的位置坐標通過有線或無線的方式發(fā)送給所述電子觸摸屏的顯示控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)相應(yīng)的人機互動操作。
2.如權(quán)利要求1所述的電子觸摸屏的觸點定位方法，其特征在于所述安裝支撐點至少為三個。
3.如權(quán)利要求2所述的電子觸摸屏的觸點定位方法，其特征在于所述步驟1)中多個安裝支撐點處的觸摸壓力可以是并行測量的，也可以是循環(huán)掃描測量的。
4.如權(quán)利要求1-3任意一項所述的電子觸摸屏的觸點定位方法，其特征在于所述顯示裝置可以是單獨的顯示屏，也可以是包含了顯示屏、外殼以及內(nèi)部組件的顯示器總成。
5.一種電子觸摸屏的觸點定位裝置，所述的電子觸摸屏包括顯示裝置、顯示裝置的多個安裝支撐點，以及用于控制顯示內(nèi)容的顯示控制系統(tǒng)，其特征在于還包括多個測力傳感器、測力電路模塊和坐標計算模塊，所述多個測力傳感器分別設(shè)置在所述顯示裝置的多個安裝支撐點上，每個所述測力傳感器用于檢測操作者觸摸所述顯示裝置的顯示屏?xí)r對所述測力傳感器所在的所述安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力，所述測力電路模塊分別與所述測力傳感器和所述坐標計算模塊連接，所述坐標計算模塊與所述顯示控制系統(tǒng)通過有線或無線的方式連接，所述測力電路模塊與測力傳感器結(jié)合用于將所述作用力產(chǎn)生的信號變化轉(zhuǎn)換成作用力數(shù)據(jù)并傳送給所述坐標計算模塊，所述坐標計算模塊用于根據(jù)各個所述安裝支撐點所受到的觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系通過力學(xué)計算得到觸摸點的位置坐標，并通過有線或無線的方式發(fā)送給所述顯示控制系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5所述的電子觸摸屏的觸點定位裝置，其特征在于所述測力傳感器至少為三個，其測力方向與所述顯示屏的平面垂直。
7.如權(quán)利要求6所述的電子觸摸屏的觸點定位裝置，其特征在于所述測力電路模塊至少為三個，所述測力傳感器與所述測力電路模塊分別一一對應(yīng)連接，用于并行測量所述觸摸壓力。
8.如權(quán)利要求6所述的電子觸摸屏的觸點定位裝置，其特征在于所述測力電路模塊為一個，通過一個多路選擇開關(guān)循環(huán)掃描接通所述各個測力傳感器，用于對各個所述安裝支撐點處的觸摸壓力進行循環(huán)掃描測量。
9.如權(quán)利要求7或8任意一項所述的觸摸屏的觸點定位裝置，其特征在于所述顯示裝置為單獨的顯示屏，所述測力傳感器安裝在所述顯示屏與顯示屏殼體的連接點處。
10.如權(quán)利要求7或8任意一項所述的觸摸屏的觸點定位裝置，其特征在于所述顯示裝置是包含有顯示屏、外殼以及內(nèi)部組件的顯示器總成，所述測力傳感器安裝在所述顯示器總成與固定安裝位置的連接點處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子觸摸屏的觸點定位方法及裝置，所述方法包括以下步驟1)測量操作者觸摸顯示屏?xí)r對顯示裝置的多個安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力；2)根據(jù)觸摸壓力和預(yù)先設(shè)定的坐標系計算觸摸點的位置坐標；3)將位置坐標發(fā)送給電子觸摸屏的顯示控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)相應(yīng)的人際互動操作；所述裝置包括顯示裝置、顯示裝置的多個安裝支撐點、顯示控制系統(tǒng)、多個測力傳感器、測力電路模塊和坐標計算模塊，多個測力傳感器分別設(shè)置在多個安裝支撐點上，每個測力傳感器用于檢測操作者觸摸顯示屏?xí)r對安裝支撐點產(chǎn)生的觸摸壓力，測力電路模塊分別與測力傳感器和坐標計算模塊連接，坐標計算模塊與顯示控制系統(tǒng)連接；本發(fā)明是全新的觸摸屏觸點定位技術(shù)。
文檔編號G06F3/041GK102163100SQ20111008213
公開日2011年8月24日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者敬剛, 朱惠忠, 李月秋, 肖文鵬, 胡益民, 袁文龍, 陳進 申請人:深圳市力合測控技術(shù)有限公司, 深圳清華大學(xué)研究院