專利名稱：一種基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光學(xué)檢測技術(shù)，特別涉及一種基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子信息設(shè)備的快速發(fā)展，人們對人機(jī)交互方式提出了更高的要求，傳統(tǒng)的鍵盤加鼠標(biāo)模式的局限性逐漸暴露出來。新出現(xiàn)的各類觸控屏操作方式，得到了更多人的青睞?，F(xiàn)階段，觸控屏的主要解決方案是在顯示屏上加裝電阻式傳感器或者電容式傳感器，操作者用手指或者輸入筆直接在顯示屏上進(jìn)行點擊、寫劃等操作，以達(dá)到人機(jī)交互的目的。但是，由于在顯示屏上加裝結(jié)構(gòu)會影響顯示屏的光輸出量，進(jìn)而影響到顯示效果，因此又出現(xiàn)了帶有圖像傳感器如攝像機(jī)的觸控屏?，F(xiàn)有技術(shù)中，上述帶有圖像傳感器的觸控屏通過在觸控屏的兩個相鄰頂角安裝圖像傳感器，應(yīng)用三角定位技術(shù)實現(xiàn)觸控物體的定位。這種方式需要背光光源，常用的方法是將背光光源安裝于光學(xué)傳感器端，在觸控屏內(nèi)壁上粘貼反光薄膜，通過反光薄膜的反射使背光光源所發(fā)出的光線分布在整個觸控屏；當(dāng)有觸控物體進(jìn)入觸控屏?xí)r，從背光光源發(fā)射到圖像傳感器的去程光線被該觸控物體遮擋，經(jīng)圖像傳感器成像后會出現(xiàn)一個暗區(qū)，對這個暗區(qū)的坐標(biāo)進(jìn)行處理就可以得到觸控物體的位置。但是，由于反光薄膜在不同的入射光強(qiáng)條件下，所反射的光線能量不同，特別是在入射角越小時，反射的光強(qiáng)能量就越強(qiáng)，導(dǎo)致整個觸控屏內(nèi)光強(qiáng)分布不均勻，導(dǎo)致有的地方因光線過暗出現(xiàn)檢測盲區(qū)，從而影響光學(xué)觸控檢測的準(zhǔn)確性。另外，反光薄膜直接暴露在空氣中，容易腐蝕，并且容易毀壞。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是，提供一種基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置，使光線均勻分布在觸控屏上，提高光學(xué)觸控檢測的準(zhǔn)確性。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置，包括控制模塊、一個以上的安裝于觸控屏相鄰頂角端的光學(xué)傳感器、和一個以上的安裝于觸控屏側(cè)壁的主動線性光源組件，所述控制模塊通過連接線分別與所述光學(xué)傳感器和所述主動線性光源組件相連接。當(dāng)有觸控物進(jìn)入所述觸控屏?xí)r，所述控制模塊對所述主動線性光源組件進(jìn)行驅(qū)動以配合所述光學(xué)傳感器采集光信號，并對所述光學(xué)傳感器采集到的圖像圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，檢測出觸控點坐標(biāo)信肩、ο其中，所述主動線性光源組件可以包括發(fā)光光源和光學(xué)振蕩腔；所述發(fā)光光源安裝在所述光學(xué)振蕩腔的一端或者兩端，或者安裝在所述光學(xué)振蕩腔的中間段的補(bǔ)光孔內(nèi)； 所述光學(xué)振蕩腔呈半封閉式，其內(nèi)腔涂覆有漫反射涂層，在朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口 ； 所述發(fā)光光源發(fā)射的光在所述光學(xué)振蕩腔內(nèi)被勻化，并通過所述出光口射向所述觸控屏。優(yōu)選地，所述光學(xué)振蕩腔朝向觸控屏的一側(cè)所開的出光口為狹縫或者為若干狹縫的組合。[0009]可選地，所述光學(xué)振蕩腔還可以為多腔組合，包括初級腔和次級腔，在所述初級腔和次級腔的內(nèi)腔分別涂覆有漫反射涂層；所述初級腔呈半封閉式，在朝向所述次級腔的一側(cè)開有出光孔，所述次級腔在朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口 ；所述發(fā)光光源發(fā)射的光在所述初級腔內(nèi)被勻化，并通過出光孔向次級腔射出勻化后的紅外光，次級腔將所述初級腔出射的光進(jìn)一步勻化后通過出光口射向觸控屏。本實用新型的有益效果是通過采用主動線性光源組件發(fā)出的線性光，取代目前經(jīng)反光薄膜反射所得到的被動光源的發(fā)光方式，可以使整個觸控屏的光強(qiáng)更強(qiáng)、更均勻，有效降低檢測盲區(qū)出現(xiàn)的幾率，同時由于是主動光源發(fā)光，避免了從背光光源到反光薄膜方向的去程光線因觸控物體反光而造成的干擾或誤識別等問題，從而提高觸控檢測的準(zhǔn)確性。此外，采用主動線性光源組件的形式可以避免現(xiàn)有技術(shù)中反光薄膜的損壞，延長裝置的使用壽命。

圖1為本實用新型基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的主動線性光源組件的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的主動線性光源組件的另一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明101-控制模塊；102-光學(xué)傳感器；103-主動線性光源組件； 104-觸點；105-手指；106-觸控屏；201-光學(xué)振蕩腔；202-導(dǎo)光單元；203-發(fā)光光源；204-光源聚光單元；205-光源基座；206-出光聚光單元；207-出光口 ；301-光學(xué)振蕩腔；302-次級腔；303-初級腔；304-光源基座；305-發(fā)光光源； 306-光源聚光單元；307-導(dǎo)光單元；308-出光孔；309-出光聚光單元；310-出光口。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，附圖中所示各元部件是示意性而非限制性的，各特征未按比例畫出。參見圖1，圖1為本實用新型基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。 本實用新型的光學(xué)觸控檢測裝置包括控制模塊101，一個以上的安裝于觸控屏106相鄰側(cè)角端的光學(xué)傳感器102，和一個以上的安裝于觸控屏106側(cè)壁的主動線性光源組件103 ；所述控制模塊101通過連接線分別與所述光學(xué)傳感器102和所述主動線性光源組件103相連接。當(dāng)有觸控物體，例如人的手指105進(jìn)入所述觸控屏106時，所述控制模塊101驅(qū)動所述主動線性光源組件103以配合所述光學(xué)傳感器102采集光信號，此時光學(xué)傳感器102會因為主動線性光源組件103所發(fā)出的光被人的手指105遮擋，而產(chǎn)生一個變化的光信號即產(chǎn)生相應(yīng)的暗區(qū)，根據(jù)這一變化的光信號，控制模塊101對所述光學(xué)傳感器102采集到的圖像圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計算出觸點104的坐標(biāo)，從而檢測出觸控點的位置。有必要說明的是，主動線性光源組件103的作用是在觸控屏106周圍發(fā)出均勻漫射線光源，以克服目前反光薄膜所反射的被動光源的光強(qiáng)不均勻的問題。為了達(dá)到更大的光強(qiáng)輸出及特殊功能應(yīng)用，本實用新型的控制模塊101還可以對主動線性光源組件103進(jìn)行編碼脈沖驅(qū)動，以協(xié)調(diào)光學(xué)傳感器102的光信號采集。[0020]由于本實用新型采用主動線性光源組件103發(fā)出的線性光，取代目前借由反光薄膜反射背光光源所發(fā)出的被動光源，可以使整個觸控屏的光強(qiáng)更強(qiáng)、更均勻，另外，由于是主動光源發(fā)光，減少了去程光線因為觸控物體反光而造成干擾或誤識別等問題，從而提高了觸控檢測的準(zhǔn)確性。參見圖2，圖2為主動線性光源組件103的一種實施方式的分組結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 2所示，本實施例中主動線性光源組件103包括發(fā)光光源203和光學(xué)振蕩腔201 ；所述光學(xué)振蕩腔201呈半封閉式，腔內(nèi)涂覆有漫反射涂層(圖中未示出)，在朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口 207。在所述主動線性光源組件103中，發(fā)光光源203發(fā)射的光在光學(xué)振蕩腔201的腔內(nèi)被勻化，并通過出光口 207射向所述觸控屏。具體地，發(fā)光光源203可以是紅外LED、紅外激光發(fā)射器或其它紅外光源，發(fā)光光源203可安裝在光學(xué)振蕩腔201的一端或者兩端，或者安裝在光學(xué)振蕩腔201的中間段的補(bǔ)光孔(圖中未示出)內(nèi)。光學(xué)振蕩腔201含有一個不完全封閉的內(nèi)腔，內(nèi)腔的形狀根據(jù)實際需要，可以是任意的有利于光線振蕩的形狀，并在指向觸控屏的一面開有出光口 207 ；出光口 207的結(jié)構(gòu)形狀可以是任意有利于光均勻發(fā)射的形狀，如圖2中所示出光口 207為狹縫型，當(dāng)然也可以是若干狹縫的組合。光學(xué)振蕩腔201的作用是使入射光從一端入射后可以向前繼續(xù)傳導(dǎo)，同時可以對入射光進(jìn)行勻化，得到均勻一致的光強(qiáng)，勻化后的紅外光通過光學(xué)振蕩腔201的出光孔207射向整個觸控屏。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括光源基座205 ；發(fā)光光源203安裝在所述光源基座205上；當(dāng)光源基座205安裝到光學(xué)振蕩腔201時，所述發(fā)光光源203光軸的方向與所述光學(xué)振蕩腔201的內(nèi)腔軸線平行(圖2所示的為光源基座205和光學(xué)振蕩腔 201分開的切面圖)。在光學(xué)振蕩腔201與所述光源基座205的內(nèi)安裝面上可以涂覆鏡面或漫反射涂層。采用光源基座的方式，有利于將主動線性光源組件103整體固定在觸控屏側(cè)壁上。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括光源聚光單元204，可將光源聚光單元204安裝在光源基座205上或安裝在光學(xué)振蕩腔201的入光面上；所述光源聚光單元204具有聚光功能，呈聚光杯型，其表面涂覆有鏡面或漫反射涂層，可以將所述發(fā)光光源 203發(fā)出的紅外光聚集導(dǎo)入所述光學(xué)振蕩腔201內(nèi)。較佳地，光源聚光單元204可以是光學(xué)透鏡。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括導(dǎo)光單元202，所述導(dǎo)光單元202 安裝于所述光學(xué)振蕩腔201的腔體內(nèi)，其包括的至少一個端面位于所述光學(xué)振蕩腔201的入射面上，用于沿所述光學(xué)振蕩腔201的內(nèi)腔傳導(dǎo)光。具體地，導(dǎo)光單元202可以是通體出光(側(cè)發(fā)光)光纖或其它經(jīng)過處理的光波導(dǎo)介質(zhì)，其作用是沿著光學(xué)振蕩腔201的內(nèi)腔傳導(dǎo)光，同時向腔內(nèi)散射一部分光，這可以通過一定的結(jié)構(gòu)或工藝來實現(xiàn)光的散射，所述結(jié)構(gòu)及工藝包括刻蝕、摻雜、機(jī)加工并電鍍等。該導(dǎo)光單元202含有至少一個入光面，該入光面可以是兩個端面也可以是其它與發(fā)光物的接合面，其出射光的形式可以是連續(xù)出光，也可以是有若干出光面出光。導(dǎo)光單元202的安裝數(shù)目可以是一個，也可以是多個，視光強(qiáng)要求而定。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括出光聚光單元206，所述出光聚光單元206安裝在光學(xué)振蕩腔201的出光口 207處，用于集中出光口 207向觸控屏106發(fā)射的光，使得光學(xué)傳感器上接收到的光強(qiáng)更強(qiáng)。具體地，該出光聚光單元206可以是一個光學(xué)柱面鏡，其具體結(jié)構(gòu)形式依據(jù)出光口 207的結(jié)構(gòu)而定。上述主動線性光源組件103實施方式中所包括的光學(xué)振蕩腔201為一單振蕩腔體式結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)一步勻化觸控屏106內(nèi)的光強(qiáng)分布，光學(xué)振蕩腔201還可以是多腔組合的多級振蕩腔體式結(jié)構(gòu)，如圖3所示。參見圖3，圖3為主動線性光源組件103的另一種實施方式的分組結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中主動線性光源組件103包括發(fā)光光源305和光學(xué)振蕩腔301 ；所述光學(xué)振蕩腔301 為多腔組合，包括初級腔303和次級腔302，在所述初級腔和次級腔的內(nèi)腔分別涂覆有漫反射涂層(圖中未示出);所述初級腔303呈半封閉式，在朝向所述次級腔302的一側(cè)開有出光孔308，所述次級腔302在朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口 310。初級腔303和次級腔302可使入射光從一端入射后向前繼續(xù)傳導(dǎo)，同時可以對入射光進(jìn)行勻化，以得到均勻一致的光強(qiáng)；采用初級腔和次級腔相結(jié)合的方式，可以進(jìn)一步加強(qiáng)光線的均化效果。所述發(fā)光光源 305出射的光在所述初級腔303內(nèi)被勻化，并通過出光孔308向次級腔302射出勻化后的紅外光，次級腔302將所述初級腔303出射的光進(jìn)一步勻化后通過出光口 310射向觸控屏。具體地，發(fā)光光源305可以是紅外LED、紅外激光發(fā)射器或其它紅外光源，安裝在光學(xué)振蕩腔301的初級腔303 —端或者兩端，或者安裝在光學(xué)振蕩腔301的中間段的補(bǔ)光孔內(nèi)(圖中未示出)。次級腔302的出光口 310的結(jié)構(gòu)形狀可以是任意有利于均勻出光的形式，圖3中所示出光口 310為狹縫型，也可以是若干狹縫的組合。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括光源基座304 ；所述發(fā)光光源305 安裝在所述光源基座304上，所述光源基座304的內(nèi)表面上涂覆有鏡面或漫反射涂層；當(dāng)光源基座304安裝到光學(xué)振蕩腔301時，所述發(fā)光光源305的光軸方向與所述初級腔303的內(nèi)腔軸線平行(圖3所示的為光源基座304和光學(xué)振蕩腔301分開的切面圖)。采用光源基座304的方式，有利于將主動線性光源組件103整體固定在觸控屏側(cè)壁上。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括光源聚光單元306，所述光源聚光單元306可以安裝在光源基座304上、或安裝在光學(xué)振蕩腔的初級腔303的入光面上；所述光源聚光單元306呈聚光杯型，具體可為光學(xué)透鏡，其表面涂覆有鏡面或漫反射涂層，可以將所述發(fā)光光源305發(fā)出的紅外光聚集導(dǎo)入所述光學(xué)振蕩腔301的初級腔303內(nèi)。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括導(dǎo)光單元307，所述導(dǎo)光單元307 安裝于所述光學(xué)振蕩腔301的初級腔303的腔體內(nèi)，導(dǎo)光單元307包括的至少一個端面位于所述初級腔303的入射面上，用于向所述初級腔303的內(nèi)腔傳導(dǎo)光。具體地，導(dǎo)光單元307可以是通體出光(側(cè)發(fā)光)光纖或其它經(jīng)過處理的光波導(dǎo)介質(zhì)，其作用是沿著光學(xué)振蕩腔301的初級腔303內(nèi)腔傳導(dǎo)光，同時向腔內(nèi)散射一部分光。該導(dǎo)光單元307含有至少一個入光面，該入光面可以是兩個端面也可以是其它與發(fā)光物的接合面，其出射光的形式可以是連續(xù)出光，也可以是有若干出光面出光。導(dǎo)光單元307的安裝數(shù)目可以是一個，也可以是多個，視光強(qiáng)要求而定。較佳地，所述主動線性光源組件103還可以包括出光聚光單元309，所述出光聚光單元309安裝在光學(xué)振蕩腔301的次級腔302的出光口 310處，用于集中出光口 310向觸控屏106出射的光，使得光學(xué)傳感器上接收到的光強(qiáng)更強(qiáng)。該出光聚光單元309可以是一個光學(xué)柱面鏡，其具體結(jié)構(gòu)形式依據(jù)出光口 310的結(jié)構(gòu)而定。[0035]本實用新型的主動線性光源組件103包括的光學(xué)振蕩腔(201、301)能夠?qū)l(fā)光光源出射的光勻化后向所述觸控屏106出射，使觸控屏106內(nèi)的光強(qiáng)分布均勻，并提高光學(xué)傳感器102接收到的光強(qiáng)，從而當(dāng)有觸控物體進(jìn)入觸控屏106時，控制模塊101能夠準(zhǔn)確檢測出觸控點的坐標(biāo)信息。另外，由于光學(xué)振蕩腔的出光口(207、310)可以加工成狹縫型結(jié)構(gòu)， 使得位于觸控屏上方的結(jié)構(gòu)尺寸很小，從而有利于大尺寸光學(xué)觸控檢測裝置的應(yīng)用，適用于對外型美觀及結(jié)構(gòu)緊湊方面有較高要求的場合。應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實施例對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在上述實施例的基礎(chǔ)上可以對各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置，其特征在于，包括控制模塊、一個以上的安裝于觸控屏相鄰頂角處的光學(xué)傳感器、和一個以上的安裝于觸控屏側(cè)壁的主動線性光源組件；所述控制模塊分別與所述光學(xué)傳感器和所述主動線性光源組件相連接；所述主動線性光源組件包括發(fā)光光源和光學(xué)振蕩腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)光光源安裝在所述光學(xué)振蕩腔的一端或者兩端，或者安裝在所述光學(xué)振蕩腔的中間段的補(bǔ)光孔內(nèi)；所述光學(xué)振蕩腔內(nèi)涂覆有漫反射涂層，并在朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)振蕩腔朝向觸控屏的一側(cè)所開的出光口為狹縫或者為若干狹縫的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)振蕩腔的腔體內(nèi)包括導(dǎo)光單元；所述導(dǎo)光單元的至少一個端面位于所述光學(xué)振蕩腔的入射面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)振蕩腔還包括出光聚光單元，所述出光聚光單元安裝在光學(xué)振蕩腔的出光口處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述主動線性光源組件還包括光源基座； 所述發(fā)光光源安裝在所述光源基座上，所述光源基座安裝在所述光學(xué)振蕩腔，且所述發(fā)光光源的光軸方向與所述光學(xué)振蕩腔的內(nèi)腔軸線平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述主動線性光源組件還包括光源聚光單元，所述光源聚光單元安裝在所述光源基座上，或安裝在所述光學(xué)振蕩腔的入光面上；所述光源聚光單元呈聚光杯型，表面涂覆有鏡面或漫反射涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)振蕩腔為多腔組合，包括初級腔和次級腔，在所述初級腔和次級腔的內(nèi)腔分別涂覆有漫反射涂層；所述初級腔呈半封閉式，在朝向所述次級腔的一側(cè)開有出光孔，所述次級腔在朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)振蕩腔的初級腔的腔體內(nèi)包括導(dǎo)光單元；所述導(dǎo)光單元的至少一個端面位于所述初級腔的入射面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)振蕩腔還包括出光聚光單元， 所述出光聚光單元安裝在光學(xué)振蕩腔的次級腔的出光口處。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述主動線性光源組件還包括光源基座；所述發(fā)光光源安裝在所述光源基座上，所述光源基座安裝在光學(xué)振蕩腔的初級腔，且所述發(fā)光光源的光軸方向與所述初級腔的內(nèi)腔軸線平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述主動線性光源組件還包括光源聚光單元，所述光源聚光單元安裝在所述光源基座上，或安裝在所述光學(xué)振蕩腔的初級腔的入光面上；所述光源聚光單元呈聚光杯型，表面涂覆有鏡面或漫反射涂層。
專利摘要本實用新型公開了一種基于觸控屏的光學(xué)觸控檢測裝置，屬于光學(xué)檢測領(lǐng)域。包括控制模塊、一個以上的安裝于觸控屏相鄰頂角端的光學(xué)傳感器、和一個以上的安裝于觸控屏側(cè)壁的主動線性光源組件，所述主動線性光源組件包括發(fā)光光源和光學(xué)振蕩腔。所述發(fā)光光源安裝在光學(xué)振蕩腔的一端或者兩端，或者安裝在光學(xué)振蕩腔的中間段的補(bǔ)光孔內(nèi)；光學(xué)振蕩腔朝向觸控屏的一側(cè)開有出光口，發(fā)光光源發(fā)射的光在光學(xué)振蕩腔內(nèi)被勻化，并通過所述出光口射向所述觸控屏，控制模塊對光學(xué)傳感器采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到觸控點坐標(biāo)信息。采用本實用新型所述裝置能夠使主動線性光源組件射向觸控屏的線性光更強(qiáng)、更均勻，提高光學(xué)觸控檢測的準(zhǔn)確性。
文檔編號G06F3/042GK201965586SQ20112004714
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者任均宇, 劉迎建, 向國威, 宮仁敏, 郭洪峰 申請人:漢王科技股份有限公司