專利名稱：一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)及其定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)，尤其是涉及一種采用可調(diào)節(jié)定位的方法判斷被觸碰位置的光學(xué)式觸控系統(tǒng)及其定位方法。
背景技術(shù)：
常見(jiàn)觸控屏的類型有電阻式、電容式、聲波式、與光學(xué)式等。電阻式觸控屏是利用間隙物間隔開(kāi)兩層銦錫氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)導(dǎo)電層，使用時(shí)利用壓力使上、下電極導(dǎo)通，并檢測(cè)電極導(dǎo)通后屏幕上的電壓變化，從而計(jì)算出觸控的位置。電容式觸控屏是利用排列的透明電極與人體之間的靜電結(jié)合所產(chǎn)生的電容變化，從而計(jì)算出接觸點(diǎn)的位置坐標(biāo)。聲波式觸控屏是事先將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲波，并直接傳送至觸控屏的表面，當(dāng)使用者觸摸屏幕時(shí)，會(huì)吸收超聲波從而造成衰減，經(jīng)由比對(duì)觸摸前后的超聲波的衰減量，即可獲知精確的觸碰位置。·電阻式觸控屏和電容式的觸控屏一直都是市場(chǎng)的主流，然而隨著觸控屏幕越來(lái)越大、要求越來(lái)越高，以及制造商在制作大尺寸電阻式、電容式觸控屏的成本壓力下，光學(xué)式觸控技術(shù)漸漸浮上了臺(tái)面。常見(jiàn)的光學(xué)式觸控屏大致分為以下幾種紅外線式、CM0S/CCD式、內(nèi)嵌式、投影式等。這些光學(xué)式觸控技術(shù)都是由遮光效應(yīng)產(chǎn)生陰影，再由一個(gè)感光組件(例如圖像傳感器)感測(cè)到陰影變化，進(jìn)而判斷觸碰位置所在。其中，圖像傳感器是在光電技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的、將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成一維時(shí)序信號(hào)的器件。它包括電子束攝像管、像增強(qiáng)管與變相管等真空管圖像傳感器，電荷稱合元件(Charge Coupled Devices, CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide S emiconductor Field EffectTransistor,CMOS)等半導(dǎo)體集成圖像傳感器和掃描型圖像傳感器等。其中，電子束攝像管等真空?qǐng)D像傳感器正逐漸被(XD、CMOS等半導(dǎo)體集成圖像傳感器所取代。傳統(tǒng)光學(xué)式觸控屏都有個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是都要針對(duì)觸控屏的大小來(lái)增減傳感器的數(shù)量，才能適用于不同的感測(cè)范圍。并且，現(xiàn)有的觸控屏基本上都是客制化產(chǎn)品，對(duì)制造商來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的負(fù)擔(dān)。因此，本發(fā)明提出一種采用可調(diào)節(jié)定位的方法判斷被觸碰位置的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，僅需通過(guò)調(diào)節(jié)傳感器的位置即可適應(yīng)于不同規(guī)格的觸控屏。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有光學(xué)式觸控屏中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)及其定位方法。本發(fā)明所述光學(xué)式觸控系統(tǒng)包括待感測(cè)區(qū)域和感測(cè)單元，所述感測(cè)單元包括至少兩個(gè)圖像傳感器，所述圖像傳感器的位置可調(diào)且相互交叉形成交叉區(qū)；所述交叉區(qū)覆蓋所述待感測(cè)區(qū)域。較佳的實(shí)施方式中，所述圖像傳感器采用線性傳感器。較佳的實(shí)施方式中，所述圖像傳感器采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器或電荷耦合元件傳感器。
較佳的實(shí)施方式中，所述待感測(cè)區(qū)域?yàn)轱@示面板或投影屏幕。較佳的實(shí)施方式中，所述光學(xué)式觸控系統(tǒng)采用內(nèi)嵌式或外掛式與所述顯示面板或投影屏幕相結(jié)合。較佳的實(shí)施方式中，所述圖像傳感器上設(shè)置有廣角鏡頭。較佳的實(shí)施方式中，還包括一觸控筆，所述觸控筆發(fā)射的光譜與所述圖像傳感器相對(duì)應(yīng)。較佳的實(shí)施方式中，所述觸控筆內(nèi)置有紅外線發(fā)光二極管，所述圖像傳感器采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。較佳的實(shí)施方式中，所述紅外線發(fā)光二極管的光譜為890nm-980nm。本發(fā)明所述光學(xué)式觸控系統(tǒng)的定位方法，包括以下步驟 同步驅(qū)動(dòng)所述至少兩個(gè)圖像傳感器獲取所述待感測(cè)區(qū)域的影像信息；對(duì)所述影像信息進(jìn)行綜合分析，判斷有無(wú)過(guò)飽和響應(yīng)的斑塊；計(jì)算所述過(guò)飽和響應(yīng)斑塊相對(duì)應(yīng)所述待感測(cè)區(qū)域的位置信息；計(jì)算所述待感測(cè)區(qū)域被觸碰位置信息。本發(fā)明中的光學(xué)式觸控系統(tǒng)及其定位方法基于立體視覺(jué)理論，采用至少兩個(gè)可調(diào)節(jié)的圖像傳感器來(lái)獲取影像信息，從而可以通過(guò)調(diào)整所述圖像傳感器的位置來(lái)適應(yīng)不同屏幕大小的觸控屏，使感測(cè)區(qū)域覆蓋整個(gè)屏幕且無(wú)需增加傳感器的數(shù)量。同時(shí)，本發(fā)明提出的光學(xué)式觸控系統(tǒng)定位方法，可使觸控筆發(fā)射的光譜與圖像傳感器相對(duì)應(yīng)，從而減少觸控響應(yīng)時(shí)間并提高偵測(cè)觸碰位置的精確度。


圖I是光學(xué)式觸控系統(tǒng)的立體視覺(jué)理論原理圖一；圖2是光學(xué)式觸控系統(tǒng)的立體視覺(jué)理論原理圖二 ；圖3是包含觸控筆的光學(xué)式觸控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是可調(diào)節(jié)式觸控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的可調(diào)節(jié)式觸控系統(tǒng)的相互間距調(diào)整示意圖；圖6是內(nèi)嵌式觸控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是外掛式觸控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的外掛式觸控系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)剖視圖；圖9是含IR-LED的觸控筆的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是光學(xué)式觸控系統(tǒng)的定位方法的流程圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明10_顯示面板；20_外框；30_光學(xué)式觸控系統(tǒng)；31_第一圖像傳感器；32_第二圖像傳感器；33_殼體；34_固定螺絲；35_調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；40_觸控筆；41_紅外線；42-雙控開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步闡明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。本發(fā)明中的光學(xué)式觸控系統(tǒng)是基于立體視覺(jué)理論人之所以產(chǎn)生立體視覺(jué)，是由于左右兩眼的視角不同所致，左眼看到物體稍偏左側(cè)，右眼看到物體稍偏右側(cè)，經(jīng)由視神經(jīng)傳至大腦，再由大腦將兩個(gè)影像整合成單一立體影像。本發(fā)明結(jié)合了照相原理和立體視覺(jué)理論，采用的兩個(gè)圖像傳感器等效人的左右兩眼，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)觸控點(diǎn)的精確定位。照相是將三度空間的數(shù)據(jù)記錄在二維空間的介質(zhì)上，對(duì)傳統(tǒng)照相機(jī)而言，此介質(zhì)就是底片，對(duì)數(shù)碼相機(jī)而言，此介質(zhì)就是CMOS傳感器上的每一個(gè)像素。將三度空間的信息記錄在二維空間的介質(zhì)上時(shí)，其相互間是有一定的幾何關(guān)系存在。如圖I所示，一個(gè)三度空間的P點(diǎn)，它相對(duì)于攝影機(jī)中心的坐標(biāo)為(X。，y。，zc)，經(jīng)過(guò)攝影過(guò)程投影在影像平面上的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)為(Xi，yi)。此兩者的幾何關(guān)系如下
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)，包括待感測(cè)區(qū)域及感測(cè)單元，其特征在于，所述感測(cè)單元包括至少兩個(gè)圖像傳感器，所述圖像傳感器的位置可調(diào)且相互交叉形成交叉區(qū)，所述交叉區(qū)覆蓋所述待感測(cè)區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器采用線性傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器或電荷耦合元件傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述待感測(cè)區(qū)域?yàn)轱@示面板或投影屏幕。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)式觸控系統(tǒng)采用內(nèi)嵌式或外掛式與所述顯示面板或投影屏幕相結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像傳感器上設(shè)置有廣角鏡頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包括一觸控筆，所述觸控筆發(fā)射的光譜與所述圖像傳感器相對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述觸控筆內(nèi)置有紅外線發(fā)光二極管，所述圖像傳感器采用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)式觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外線發(fā)光二極管的光譜為 890nm-980nm。
10.一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)的定位方法，其特征在于，包括以下步驟 同步驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)圖像傳感器獲取所述待感測(cè)區(qū)域的影像信息； 對(duì)所述影像信息進(jìn)行綜合分析，判斷有無(wú)過(guò)飽和響應(yīng)的斑塊； 計(jì)算所述過(guò)飽和響應(yīng)斑塊相對(duì)應(yīng)所述待感測(cè)區(qū)域的位置信息； 計(jì)算所述待感測(cè)區(qū)域被觸碰位置信息。
全文摘要
本發(fā)明提出一種光學(xué)式觸控系統(tǒng)及其定位方法，采用至少兩個(gè)可調(diào)節(jié)的線性圖像傳感器來(lái)獲取影像信息，從而可以通過(guò)調(diào)整所述圖像傳感器的位置來(lái)適應(yīng)不同屏幕大小的觸控屏，使感測(cè)區(qū)域覆蓋整個(gè)屏幕且無(wú)需增加傳感器的數(shù)量；另外，本發(fā)明提出的光學(xué)式觸控系統(tǒng)定位法，使觸控筆發(fā)射的光譜與圖像傳感器相對(duì)應(yīng)，可免去復(fù)雜的影像處理過(guò)程，從而提高觸控響應(yīng)的快速性和精確性。
文檔編號(hào)G06F3/042GK102955619SQ20121003133
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者吳西恩, 蘇圣鑌 申請(qǐng)人:宸鴻光電科技股份有限公司