專利名稱：遠(yuǎn)程觸摸筆及其配套的觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)觸摸屏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的利用光學(xué)特性制成的觸摸屏主要有兩種，一種是紅外觸摸屏；一種是主要應(yīng)用于投影儀的叫做激光電子白板的觸摸屏，利用激光跟蹤技術(shù)掃面觸摸筆跡?，F(xiàn)有紅外觸摸屏，包括對(duì)射式紅外觸摸屏和背面設(shè)有光學(xué)接收元件的紅外觸摸屏。紅外觸摸屏相對(duì)于其他觸摸屏，具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)。幾乎以壓倒性的優(yōu)勢(shì)，逐漸占領(lǐng)其他觸摸屏的市場(chǎng)。但紅外觸摸屏仍有一致命性的弱點(diǎn)難以克服，就是紅外窗口怕臟。在不清潔的環(huán)境不宜使用，比如不能應(yīng)用在工廠車(chē)間、礦區(qū)等油污較重的場(chǎng)合；比如不能應(yīng)用在火車(chē)候車(chē)廳、市外的取款機(jī)等開(kāi)放性的公共場(chǎng)合。另外在屏幕外側(cè)要裝紅外對(duì)射管，影響到了結(jié)構(gòu)的緊湊性，小型的屏幕上不便采用，如不便用在手機(jī)和掌上電腦的屏幕上。另外紅外觸摸屏成本仍然較高，分辨率仍然較低。激光電子白板系統(tǒng)的主要用途是配合投影儀使用。投影儀屏幕兩側(cè)各裝有用于掃描投影儀屏幕的激光發(fā)射器。激光電子白板啟動(dòng)后，激光發(fā)射器發(fā)出激光掃描投影儀屏幕表面。與其配套的感光筆具有感應(yīng)激光的功能，這樣使用者使用感光筆在電子白板上操作時(shí)，激光發(fā)射器會(huì)掃描到感光筆的位置。激光電子白板系統(tǒng)通過(guò)感光筆的位置信息同電腦進(jìn)行交互。激光電子白板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以成本也高，一般售價(jià)在3000兀到7000兀。安裝調(diào)試?yán)щy，安裝時(shí)需要 專業(yè)人員對(duì)其激光掃描部分進(jìn)行定位，定位不準(zhǔn)確或者使用中略微移動(dòng)都容易引起誤操作，甚至?xí)斐刹荒苷Ｊ褂茫虼耸褂脠?chǎng)合非常有限。綜合現(xiàn)有的觸摸屏，到現(xiàn)在為止還沒(méi)有出現(xiàn)一種像紙張一樣，可以讓人趴在上面寫(xiě)字的觸摸屏。人們無(wú)法通過(guò)觸摸屏得到原始書(shū)寫(xiě)的感覺(jué)和方便?，F(xiàn)有的觸摸屏仍然存在抗干擾能力差、分辨率低、不便于遠(yuǎn)程控制等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光觸摸屏，能有效改善觸摸屏的性能。本發(fā)明的目的還在于提供與光觸摸屏配套的觸摸筆，所述觸摸筆，包括接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆。接觸式觸摸筆，配合光觸摸屏進(jìn)行接觸式觸摸。遠(yuǎn)程觸摸筆，配合光觸摸屏實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸。為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:光觸摸屏，包括觸摸板、信號(hào)處理系統(tǒng),還包括光敏元件組,所述光敏元件組包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件，復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件連接信號(hào)處理系統(tǒng)，光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接；使用光觸摸屏?xí)r，在觸摸板上呈現(xiàn)一相關(guān)的光點(diǎn)，光敏元件受到來(lái)自所述光點(diǎn)的光線的照射，反映為相關(guān)的電信號(hào)。在觸摸板上呈現(xiàn)一相關(guān)的光點(diǎn)，光敏元件組受到來(lái)自所述光點(diǎn)的光線的照射，反映為相關(guān)的電信號(hào)，所述電信號(hào)的強(qiáng)度與光敏元件到所述光點(diǎn)的距離有關(guān)；光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)分析復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)電信號(hào)的包括強(qiáng)度在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置信息。還可以，所述光觸摸屏包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件組，所述光敏元件組前方設(shè)有一匯聚透鏡。通過(guò)匯聚透鏡將光線匯聚到所述光敏元件組的感光面上。匯聚透鏡可以將光點(diǎn)清晰的像呈現(xiàn)在感光面上，也可以只是將光點(diǎn)的經(jīng)過(guò)匯聚的光照射在感光面上，不一定要成像。采用了匯聚透鏡后，所述光敏元件組上產(chǎn)生的電信號(hào)，與光點(diǎn)相對(duì)于所述光敏元件組的距離和角度有關(guān)。允許將光敏元件組的光敏元件集成在較小的空間內(nèi)，可以降低制造難度，以及降低成本。另外引入了光敏元件組與光點(diǎn)間的角度關(guān)系，有助于確定光點(diǎn)的位置。光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)分析光敏元件組產(chǎn)生的電信號(hào)信息，獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置信息。信號(hào)處理系統(tǒng)處理所述光敏元件組上產(chǎn)生的電信號(hào)，可以處理電信號(hào)中與距離有關(guān)的信息，也可以處理電信號(hào)中與角度有關(guān)的信息，還可以綜合處理。光敏元件組可以通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)獨(dú)立的光敏元件有序組合而成，也可以將復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件集成在一集成塊上，還可以直接采用集成有大量光敏元件的圖像傳感器。所述光點(diǎn)以一定頻率閃爍時(shí)，光敏兀件將產(chǎn)生與光點(diǎn)的光信號(hào)頻率相關(guān)的振蕩的電信號(hào)，振蕩的電信號(hào)便于放大、選頻，具有更好的抗干擾性，因此所述光點(diǎn)選用以一定頻率閃爍的光點(diǎn)，信號(hào)處理系統(tǒng)包括一與所述光點(diǎn)閃爍頻率對(duì)應(yīng)的選頻模塊。在觸摸板上呈現(xiàn)的可以被光觸摸屏識(shí)別的光點(diǎn)，認(rèn)為是與光觸摸屏相關(guān)的光點(diǎn)。一般情況下相關(guān)的光點(diǎn)需要滿足，閃爍頻率與光觸摸屏的選頻模塊對(duì)應(yīng)，光點(diǎn)的光線波長(zhǎng)與光敏元件的接收波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)。`上述技術(shù)方案中沒(méi)有涉及到對(duì)觸摸板形狀的要求，觸摸板的形狀不受具體限制。由于現(xiàn)在使用的屏幕大都是四邊形的屏幕，以下參照四邊形的觸摸板進(jìn)行講解。本發(fā)明中的信號(hào)處理系統(tǒng)，可以通過(guò)比較光點(diǎn)到光敏元件組中光敏元件的距離差值關(guān)系得到所述光點(diǎn)的位置，距離的差值通過(guò)各光敏元件接收到的來(lái)自所述光點(diǎn)的光信號(hào)強(qiáng)度的差值得到反映。對(duì)于平面的觸摸板，只需要兩排交叉排列的光敏元件既可確定光點(diǎn)的位置。一排橫向排列的光敏元件，通過(guò)各光敏元件產(chǎn)生的相關(guān)的電信號(hào)差值關(guān)系，確定光點(diǎn)的橫向坐標(biāo)；一排縱向排列的光敏元件，通過(guò)各光敏元件產(chǎn)生的相關(guān)的電信號(hào)差值關(guān)系，確定光點(diǎn)的縱向坐標(biāo)，從而確定光點(diǎn)在觸摸板上的位置。所述“光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接”是指經(jīng)過(guò)觸摸板的光線中，至少一束光線經(jīng)過(guò)光敏元件。光敏元件組中的光敏元件不必全部與觸摸板通過(guò)光線連接，但至少有兩個(gè)光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接。本發(fā)明中的信號(hào)處理系統(tǒng)，還可以通過(guò)光點(diǎn)與光敏元件組間的角度關(guān)系獲得所述光點(diǎn)的位置。本發(fā)明通過(guò)匯聚透鏡將光線匯聚到所述光敏元件組的感光面上。角度關(guān)系通過(guò)匯聚透鏡將所述光點(diǎn)的光信號(hào)匯聚在光敏元件組上的位置得到反映。對(duì)于平面的觸摸板，兩組具有匯聚透鏡的光敏元件組可以確定光點(diǎn)的位置。一個(gè)光敏元件組確定出一個(gè)與角度有關(guān)的極坐標(biāo)，兩個(gè)光敏元件組確定出兩個(gè)相互交錯(cuò)的與角度有關(guān)的極坐標(biāo)。通過(guò)包括兩個(gè)極坐標(biāo)確定出的信息，確定光點(diǎn)的位置。信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)光點(diǎn)與光敏元件組間的角度關(guān)系獲得所述光點(diǎn)的位置時(shí)，也可以對(duì)光敏元件組中光敏元件上的光信號(hào)強(qiáng)度的差值關(guān)系進(jìn)行分析，以提高精度。觸摸板可以選用顯示器的屏幕，如背投式顯示器的屏幕、液晶顯示器屏幕、陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕、LED顯示器的屏幕、投影儀屏幕；還可以選用屏幕前方的透明的防護(hù)板。觸摸板為屏幕時(shí)光敏元件組中的光敏元件可以設(shè)置在屏幕周?chē)?。屏幕為透光的屏幕時(shí)，如背投式顯示器的屏幕，由于光點(diǎn)的光線可以穿透屏幕，光光敏元件組中的光敏元件可以設(shè)置在除可以排布在屏幕前方，還可以排布在屏幕后方；屏幕為前方為透明介質(zhì)的屏幕時(shí)，透明介質(zhì)如玻璃、透明的塑料，光點(diǎn)射出的光線可以在透明介質(zhì)內(nèi)部傳播至透明介質(zhì)周?chē)?，因此光敏元件組中的光敏元件除可以排布在屏幕前方周?chē)€可以排布在透光介質(zhì)邊沿周?chē)?。光敏元件組可以設(shè)置匯聚透鏡，也可以不設(shè)置。在設(shè)置匯聚透鏡的情況下，對(duì)應(yīng)的選擇，通過(guò)包括光點(diǎn)與光敏元件組間的角度關(guān)系在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)位置的信號(hào)處理系統(tǒng)。在不設(shè)置匯聚透鏡的情況下，對(duì)應(yīng)的選擇，通過(guò)比較光點(diǎn)到光敏元件組中光敏元件的距離差值關(guān)系得到所述光點(diǎn)的位置的信號(hào)處理系統(tǒng)。以下內(nèi)容重點(diǎn)以光敏元件組不設(shè)置匯聚透鏡的情況為重點(diǎn)進(jìn)行講述。

觸摸板為透明的防護(hù)板時(shí)，光點(diǎn)的光線顯然可以穿透防護(hù)板，所以光敏元件組可以設(shè)置在防護(hù)板的前方；也可以設(shè)置在屏幕與防護(hù)板之間，即防護(hù)板的后面；還可以排布在防護(hù)板邊沿周?chē)?。依照上述設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，光觸摸屏可以做成多種類型的光觸摸屏。本發(fā)明根據(jù)操作方式不同分，包括，接觸式觸摸的光觸摸屏、遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏。一、接觸式觸摸的光觸摸屏所述光點(diǎn)的光源有三種形式，一種形式是光觸摸屏本身不具有光源，外界與光觸摸屏搭配使用的器件具有光源，搭配的器件如接觸式觸摸筆，該光源產(chǎn)生所述光點(diǎn)；一種形式是光觸摸屏本身具有光觸摸屏光源，光觸摸屏光源具有光源，該光源為所述光點(diǎn)的光源；一種形式是光觸摸屏本身具有光觸摸屏光源，外界與光觸摸屏搭配的器件也具有光源，所述光點(diǎn)的光源為其中的任意一光源。( I)光觸摸屏本身不具有光源:需要外界與光觸摸屏搭配使用的器件與光觸摸屏配合使用，搭配的器件如接觸式觸摸筆。接觸式觸摸筆在與光觸摸板接觸時(shí)發(fā)光，在觸摸板上形成一光點(diǎn)，光點(diǎn)隨接觸式觸摸筆的移動(dòng)而移動(dòng)，從而通過(guò)移動(dòng)的光點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接觸式觸摸筆對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。接觸式觸摸筆，其特征在于，包括筆殼、電源、開(kāi)關(guān)和發(fā)光元件，開(kāi)關(guān)控制發(fā)光元件的發(fā)光情況；開(kāi)關(guān)與接觸式觸摸筆的觸摸端連接，觸摸端在觸摸觸摸板時(shí)觸發(fā)開(kāi)關(guān)，發(fā)光元件發(fā)光，在觸摸板上形成光點(diǎn)。電源和發(fā)光元件間可以接入產(chǎn)生振蕩電信號(hào)的信號(hào)發(fā)生模塊，使發(fā)光元件產(chǎn)生閃爍的光信號(hào)。
觸摸板選用范圍較廣，如背投式顯示器的屏幕、液晶顯示器屏幕、陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕、LED顯示器的屏幕、投影儀屏幕；還可以選用各種屏幕前方的透明的防護(hù)板。觸摸板為屏幕時(shí)光敏元件組中光敏元件排布在屏幕周?chē)?。屏幕為具有透光性的屏幕時(shí)，如背投式顯示器的屏幕，由于光點(diǎn)可以穿透屏幕，光敏元件組中光敏元件除可以排布在屏幕前方，還可以排布在屏幕后方；屏幕是前方為透明介質(zhì)的屏幕時(shí)，透明介質(zhì)如玻璃、透明的塑料，光點(diǎn)射出的光線可以在透明介質(zhì)內(nèi)部傳播至透明介質(zhì)周邊，因此光敏元件組中光敏元件除可以排布在屏幕前方，還可以排布在透明介質(zhì)邊沿周?chē)?，還可以嵌入在透明介質(zhì)內(nèi)部。觸摸板為透明的防護(hù)板時(shí)，光點(diǎn)的光線顯然可以穿透防護(hù)板，所以光敏元件組可以設(shè)置在防護(hù)板的前方，并排布在防護(hù)板周?chē)灰部梢栽O(shè)置在屏幕與防護(hù)板之間，即防護(hù)板的后面，排布在防護(hù)板周?chē)?；還可以排布在防護(hù)板邊沿周?chē)贿€可以嵌入在透明介質(zhì)內(nèi)部。( 2 )光觸摸屏本身具有光觸摸屏光源:光觸摸屏還包括一光觸摸屏光源，所述具有光源。觸摸板前部為透明介質(zhì)，所述光源產(chǎn)生的光線較均勻的照射在外表面有透明介質(zhì)的觸摸板上，并向觸摸板外側(cè)透射。光源自觸摸板背面或側(cè)面較均勻的照射在觸摸板上，并向觸摸板外側(cè)較均勻的透射；使用一觸摸件接觸觸摸板，觸摸件受到光源的光的照射，形成光點(diǎn)。所述觸摸件是指觸摸觸摸板的物體，可以是手指、筆等。光點(diǎn)隨觸摸件的移動(dòng)而移動(dòng)，通過(guò)光點(diǎn)的移動(dòng)、光點(diǎn)的有無(wú)以及光點(diǎn)的閃爍頻率等信息實(shí)現(xiàn)觸摸件對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。觸摸板可選用屏幕前部透明的防護(hù)板，還可以選用屏幕。若選用屏幕，則需要屏幕前方為透明介質(zhì)，如可選用液晶顯示器屏幕、陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕。
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以防護(hù)板為觸摸板:在防護(hù)板的靠近屏幕一側(cè)的橫向一側(cè)設(shè)有條狀光源，另一橫向一側(cè)設(shè)有一排光敏元件組成的光敏元件組，條狀光源的光線透過(guò)防護(hù)板，照射方向?yàn)榕c其相對(duì)的另一橫向一偵牝并微微斜向防護(hù)板前方；在防護(hù)板的靠近屏幕一側(cè)的縱向一側(cè)設(shè)有條狀光源，另一縱向一側(cè)設(shè)有一排光敏元件組成的光敏元件組，條狀光源的光線透過(guò)防護(hù)板，照射方向?yàn)榕c其相對(duì)的另一縱向一側(cè)，并微微斜向防護(hù)板前方。因?yàn)闂l狀光源是微微斜向防護(hù)板前方，所以在防護(hù)板中會(huì)存在處于全反射狀態(tài)的光線，這些光線也有利于光線均勻。兩排光敏元件連接一，通過(guò)比較光點(diǎn)到光敏元件組中光敏元件的距離差值關(guān)系得到所述光點(diǎn)的位置的信號(hào)處理系統(tǒng)。上述的兩個(gè)由一排光敏元件組成的光敏元件組，可以替換成設(shè)有匯聚透鏡的光敏元件組，兩個(gè)設(shè)有匯聚透鏡的光敏元件組連接通過(guò)包括光點(diǎn)與光敏元件組間的角度關(guān)系在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)位置的信號(hào)處理系統(tǒng)。兩個(gè)設(shè)有匯聚透鏡的光敏元件組，易于設(shè)置在防護(hù)板的角部，可以有效減少盲區(qū)。所述條狀光源，可以是由多個(gè)小的子光源排列成的條狀的光源，也可以包括一條狀的發(fā)光體。在不用觸摸件觸摸觸摸板時(shí)，光敏元件接收到的光線較弱，觸摸板上的光線強(qiáng)度較為均勻，不存在光點(diǎn)；用觸摸件對(duì)觸摸板進(jìn)行觸摸時(shí)，光線在觸摸板上形成光點(diǎn)。光點(diǎn)隨觸摸件的移動(dòng)而移動(dòng)，從而通過(guò)光點(diǎn)的移動(dòng)、光點(diǎn)的有無(wú)等信息，實(shí)現(xiàn)觸摸件對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。
對(duì)觸摸件在與觸摸板接觸時(shí)形成光點(diǎn)原理進(jìn)行說(shuō)明，并提供證明:觸摸件離觸摸板較遠(yuǎn)時(shí)，由觸摸板透出的光線中只有少量光線照射在觸摸件上，其中又只有少部分光線再反射回觸摸板，并且反射回的光線不集中，不能形成光點(diǎn)，光觸摸屏不響應(yīng)。觸摸件與觸摸板接觸時(shí)光線不能射出觸摸板，直接在觸摸件與觸摸板接觸處形成光點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)比較光點(diǎn)到光敏元件組中各光敏元件的距離得到所述光點(diǎn)的位置，即使光點(diǎn)的面積較大也不影響光觸摸屏對(duì)其位置的確定。以一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)證明上述原理的正確性:黑暗的夜晚，在光線較亮的房間里幾乎看不見(jiàn)玻璃窗外面的事物，玻璃窗的玻璃像鏡面一樣。假設(shè)玻璃窗外有一個(gè)人，在他離玻璃窗較遠(yuǎn)時(shí)，即使玻璃窗透出的光線能夠照射到這個(gè)人，我們無(wú)法看到他，這證明玻璃窗射出的光線反射回來(lái)的很少。當(dāng)他將鼻尖壓在玻璃上，我們會(huì)看到他的鼻尖非常亮，形成一光點(diǎn)，臉部的其它部位隨與玻璃間距離的增大急劇變暗。將上述簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)與本發(fā)明進(jìn)行對(duì)比:使條狀光源產(chǎn)生具有一定閃爍頻率的光信號(hào)，信號(hào)處理系統(tǒng)的選頻模塊只選取與條狀光源閃爍頻率相關(guān)的電信號(hào)，即光觸摸屏系統(tǒng)只識(shí)別條狀光源產(chǎn)生的光線，相對(duì)于光觸摸屏，觸摸板的外側(cè)是黑暗的，與上述經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)中的條件全部相符。因此可以以觸摸件類比鼻尖，觸摸板類比玻璃窗的玻璃，光敏元件類比眼睛，這證明觸摸件觸摸觸摸板時(shí)會(huì)形成一光點(diǎn)。復(fù)數(shù)條條狀光源，同時(shí)射出光線時(shí)，觸摸板射出的光線很難均勻，有可能影響到對(duì)光點(diǎn)位置的確定。可以這樣解決光線難以均勻的問(wèn)題，一條條狀光源射出的光信號(hào)，被與之對(duì)應(yīng)的光敏元件轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)將該相應(yīng)的電信號(hào)作為獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置相關(guān)信息。與其他條狀光源對(duì)應(yīng)的光敏元件不能將這一條條狀光源射出的光信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，或者與其他條狀光源對(duì)應(yīng)的光敏元件能將這一條條狀光源射出的光信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，但信號(hào)處理系統(tǒng)不將該相應(yīng)的電信號(hào)作為獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置相關(guān)信息。

具體可采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題:所述復(fù)數(shù)條條狀光源交替點(diǎn)亮，其中一條條狀光源沒(méi)有點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的光敏元件組輸出的電信號(hào)不被接收。一條條狀光源點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的光敏元件組輸出的電信號(hào)被信號(hào)處理系統(tǒng)接收并處理。這樣每個(gè)光敏元件組接收的都是一條條狀光源射出的光線，而一條條狀光源射出的光線很容易被均勻的投射在觸摸板上。具體還可以采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題:復(fù)數(shù)條條狀光源，與各條狀光源對(duì)應(yīng)得設(shè)有光敏元件；各條狀光源分別具有相差較大的閃爍頻率；與各條狀光源對(duì)應(yīng)的各光敏元件分別連接與該條狀光源閃爍頻率對(duì)應(yīng)的選頻模塊。(3)光觸摸屏本身具有光源，外界與光觸摸屏搭配的器件也具有光源:要實(shí)現(xiàn)光觸摸屏本身具有光源，外界與光觸摸屏搭配的器件也具有光源的情況，只要給本身具有光源的光觸摸屏配備與光觸摸屏搭配使用的具有光源的器件，即可同時(shí)具有兩種模式。關(guān)閉光觸摸屏本身的光源，光觸摸屏為光觸摸屏本身不具有光源的模式；打開(kāi)光觸摸屏本身的光源，光觸摸屏為光觸摸屏本身具有光源的模式。二、遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏需要與遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏搭配使用的器件配合使用。搭配使用的器件，如遠(yuǎn)程觸摸筆。遠(yuǎn)程觸摸筆包括激光器、電源，還包括一便于手持的外殼，所述激光器、電源設(shè)置在外殼內(nèi)，所述激光器與所述電源間設(shè)有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述外殼上。進(jìn)一步，遠(yuǎn)程觸摸筆還包括一信號(hào)發(fā)生模塊，電源連接信號(hào)發(fā)生模塊，信號(hào)發(fā)生模塊連接激光器，信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生振蕩的電信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的閃爍的激光信號(hào)。遠(yuǎn)程觸摸筆產(chǎn)生光束,該光束在觸摸板上形成一個(gè)光點(diǎn)。遠(yuǎn)程觸摸筆通過(guò)遠(yuǎn)程控制光點(diǎn)，對(duì)光觸摸屏實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作。遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏工作原理和結(jié)構(gòu)與接觸式觸摸的光觸摸屏本身不具有光源的形式基本相同，區(qū)別重點(diǎn)在于遠(yuǎn)程觸摸筆可以產(chǎn)生一光強(qiáng)較強(qiáng)的光束，在離觸摸板較遠(yuǎn)時(shí)，即可在觸摸板上形成光點(diǎn)。因此通過(guò)將遠(yuǎn)程觸摸筆更換為接觸式觸摸筆，可以將遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏轉(zhuǎn)化為接觸式觸摸的光觸摸屏，反之亦可。遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏與接觸式觸摸的光觸摸屏之間可以輕易的進(jìn)行轉(zhuǎn)化。遠(yuǎn)程觸摸的光敏元件組中光敏元件的安置方式較為自由，可以設(shè)置在屏幕的前方，也可以設(shè)置在防護(hù)板的前方。遠(yuǎn)程觸摸筆和接觸式觸摸筆，都可以通過(guò)閃爍的光信號(hào)與光觸摸屏進(jìn)行通信，給光觸摸屏設(shè)置一密碼鎖系統(tǒng) ，給接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆的信號(hào)發(fā)生模塊設(shè)置一配套的電子鑰匙系統(tǒng)。對(duì)光觸摸屏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鎖定，防止非相關(guān)人員操作。由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明中所述的光觸摸屏，使用過(guò)程中不與光觸摸屏本身的電子器件接觸，所以使用壽命長(zhǎng)。觸摸板采用顯示器原有的部件，不占用空間。不但實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程觸摸，還可以輕易的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸模式與接觸式觸摸模式間的轉(zhuǎn)換。光點(diǎn)的位置的確定只與光點(diǎn)的位置有關(guān)，與光點(diǎn)光強(qiáng)的強(qiáng)弱、觸摸板上有無(wú)油污無(wú)關(guān)。所以抗干擾能力強(qiáng)、不怕油污，適用于工廠車(chē)間、礦區(qū)等油污較重的場(chǎng)合。遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏與接觸式觸摸的光觸摸屏之間可以輕易的進(jìn)行轉(zhuǎn)化，并且便于加密。允許存在多個(gè)光點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多重觸摸功倉(cāng)泛。


圖1中a為接觸式觸摸筆整體圖，b為接觸式觸摸筆電氣原理圖；圖2中a為遠(yuǎn)程觸摸筆整體圖，b為遠(yuǎn)程觸摸筆電氣原理圖；圖3為具有一個(gè)戒指狀的固定結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程觸摸筆的正面視圖和側(cè)面視圖；圖4為具有兩個(gè)戒指狀的固定結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程觸摸筆的側(cè)面視圖；圖5為具體實(shí)施例一中設(shè)有兩排光敏兀件的觸摸板結(jié)構(gòu)圖；圖6為濾光通道結(jié)構(gòu)圖；圖7中a為光敏元件與信號(hào)處理系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖，b為提高了光觸摸屏分辨率的光敏元件與信號(hào)處理系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖；圖8中a為橫向坐標(biāo)區(qū)域劃分示意圖，b為提高了光觸摸屏分辨率的橫向坐標(biāo)區(qū)域劃分示意圖；圖9為橫向坐標(biāo)區(qū)域與縱向坐標(biāo)區(qū)域交出的方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域的示意圖；圖10為光源設(shè)置在觸摸板背面的結(jié)構(gòu)示意圖11為光源設(shè)置在觸摸板側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為觸摸板面積較大時(shí)的光敏元件排布示意圖；圖13為觸摸板是由多個(gè)小屏幕拼接構(gòu)成的大屏幕背投式顯示器的屏幕時(shí)光敏元件排布示意圖；圖14為觸摸板是LED顯示器的屏幕時(shí)光敏元件排布示意圖；圖15采用前方裝有匯聚透鏡的光敏元件組的坐標(biāo)區(qū)域劃分示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。由于接觸式觸摸的光觸摸屏與遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏的工作原理及結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處重點(diǎn)在于所述光點(diǎn)的形成方式，形成光點(diǎn)的方式包括通過(guò)接觸式觸摸筆形成光點(diǎn)、通過(guò)遠(yuǎn)程觸摸筆形成光點(diǎn)、通過(guò)觸摸件形成光點(diǎn)，所述觸摸件是觸摸觸摸屏的物體，該物體可以不發(fā)光，可以是手指、筆等。選擇接觸式觸摸筆或所述觸摸件與光觸摸屏配套使用，還是選擇遠(yuǎn)程觸摸筆與光觸摸屏配套使用，很大程度上可以直接決定該光觸摸屏是接觸式觸摸的光觸摸屏還是遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏。接觸式觸摸筆、遠(yuǎn)程觸摸筆的具體結(jié)構(gòu)如下所述。參照?qǐng)D1中a和b，接觸式觸摸筆，包括筆殼101、電源102、開(kāi)關(guān)103和發(fā)光元件104，發(fā)光元件104通過(guò)產(chǎn)生 振蕩的電信號(hào)的信號(hào)發(fā)生模塊105連接電源102，開(kāi)關(guān)103控制發(fā)光元件104的發(fā)光情況。所述發(fā)光元件104可以是發(fā)射可見(jiàn)光的發(fā)光元件，也可以是發(fā)射不可見(jiàn)光的發(fā)光元件。電源102也可以直接通過(guò)開(kāi)關(guān)103連接發(fā)光元件104。發(fā)光兀件104米用發(fā)光二極管,發(fā)光二極管位于筆殼101與觸摸板的接觸端,發(fā)光二極管上端抵住開(kāi)關(guān)103的按鍵。使用接觸式觸摸筆時(shí)發(fā)光二極管觸摸觸摸板，發(fā)光二極管受到壓力觸發(fā)開(kāi)關(guān)103的按鍵，發(fā)光元件發(fā)光，在觸摸板上形成光點(diǎn)。該光點(diǎn)以信號(hào)發(fā)生模塊105與開(kāi)關(guān)103對(duì)應(yīng)的頻率閃爍。開(kāi)關(guān)103顯然還可以是壓力傳感器形式的開(kāi)關(guān)，或其他一些小體積的公知的開(kāi)關(guān)。接觸式觸摸筆還可以增設(shè)輔助按鍵，如按鍵106。信號(hào)發(fā)生模塊105設(shè)有與按鍵106對(duì)應(yīng)的頻率。按下按鍵106，發(fā)光二極管觸摸觸摸板接通開(kāi)關(guān)103時(shí)發(fā)光元件104以與按鍵106對(duì)應(yīng)的頻率閃爍。光觸摸屏可以對(duì)以該頻率閃爍的光信號(hào)反應(yīng)為點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能。同理，也可以設(shè)置對(duì)應(yīng)于鼠標(biāo)左鍵的按鍵。接觸式觸摸筆顯然可以與現(xiàn)有的激光筆的無(wú)線功能、紅外功能進(jìn)行整合，如通過(guò)無(wú)線功能、紅外功能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能、點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能和幻燈片翻頁(yè)功能。接觸式觸摸筆的電源102可以是充電電源。筆殼101上設(shè)有充電接口，便于接觸式觸摸筆充電。接觸式觸摸筆應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備時(shí)如應(yīng)用于手機(jī)、掌上電腦、掌上游戲機(jī)、筆記本電腦等時(shí)，便攜式電子設(shè)備設(shè)有接觸式觸摸筆插槽，接觸式觸摸筆插槽內(nèi)設(shè)有充電電極，接觸式觸摸筆插入接觸式觸摸筆插槽內(nèi)時(shí)，所述充電接口與充電電極對(duì)接，對(duì)充電電源充電。遠(yuǎn)程觸摸筆用于產(chǎn)生光束，該光束在觸摸板上形成光點(diǎn)。遠(yuǎn)程觸摸筆通過(guò)遠(yuǎn)程控制光點(diǎn)，對(duì)光觸摸屏實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作。參照?qǐng)D2中a和b，遠(yuǎn)程觸摸筆包括激光器201、電源202、外殼203，外殼203上具有開(kāi)關(guān)部分204，外殼203內(nèi)具電源202，電源202連接信號(hào)發(fā)生模塊205，信號(hào)發(fā)生模塊205連接激光器201，信號(hào)發(fā)生模塊205產(chǎn)生振蕩的電信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)激光器201發(fā)出與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的閃爍的激光信號(hào)，進(jìn)而在光觸摸屏上形成閃爍的光點(diǎn)。激光器201可以是發(fā)射可見(jiàn)光的激光器,也可以是發(fā)射不可見(jiàn)光的激光器。開(kāi)關(guān)部分204設(shè)有多個(gè)按鍵，各按鍵對(duì)應(yīng)于信號(hào)發(fā)生模塊205產(chǎn)生的不同信號(hào)，因此遠(yuǎn)程觸摸筆可以產(chǎn)生多種帶有不同信息的激光信號(hào)。遠(yuǎn)程觸摸筆的電源可以是充電電源。遠(yuǎn)程觸摸筆的另一結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D3，激光器共有兩個(gè)301、302，激光器301發(fā)射可見(jiàn)光，激光器302發(fā)射紅外線，兩個(gè)激光器301、302發(fā)出的光線平行?？梢?jiàn)光線為人提供視覺(jué)反饋，紅外光線作為信號(hào)載體具有較可見(jiàn)光更好的抗干擾性。信號(hào)發(fā)生模塊可以產(chǎn)生多種電信號(hào)，與開(kāi)關(guān)303按鍵連接，開(kāi)關(guān)303上具有三個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)以一種電信號(hào)。每種電信號(hào)驅(qū)動(dòng)激光器產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的激光信號(hào)。觸摸筆的外殼300上具有戒指狀的固定結(jié)構(gòu)304。通過(guò)固定結(jié)構(gòu)304可將觸摸筆固定在手指上，產(chǎn)生跟隨手指動(dòng)作的光點(diǎn)?？梢詫⒂|摸筆戴在右手食指上，用拇指控制按鍵303。因?yàn)槿藗兺ǔＡ?xí)慣使用右手食指指東西和打手勢(shì)。右手的食指具有很好的方向感，手槍的設(shè)計(jì)中一直都在利用這一點(diǎn)。遠(yuǎn)程觸摸筆的再另一結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D4，為了讓人使用起來(lái)更加舒適，在外殼上進(jìn)行如下改變，外殼上設(shè)有兩個(gè)戒指狀的固定結(jié)構(gòu)401、402，兩個(gè)固定結(jié)構(gòu)401、402之間通過(guò)導(dǎo)線403連接，固定結(jié)構(gòu)401上裝有發(fā)射紅外線的激光器，另一個(gè)固定結(jié)構(gòu)402上裝有開(kāi)關(guān)404、電源、信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)放大模塊。使用時(shí)裝有激光器`的固定結(jié)構(gòu)401，戴在食指上，裝有開(kāi)關(guān)的固定結(jié)構(gòu)402戴在中指上，激光器的光照方向朝向指尖，開(kāi)關(guān)404的按鍵朝向拇指。用拇指控制開(kāi)關(guān)404的按鍵，激光器向食指指向的方向射出激光。食指的動(dòng)作帶動(dòng)激光動(dòng)作，進(jìn)而操縱光點(diǎn)的動(dòng)作。遠(yuǎn)程觸摸筆顯然也可以與現(xiàn)有的激光筆的無(wú)線功能、紅外功能進(jìn)行整合，如通過(guò)無(wú)線功能、紅外功能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能、點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能和幻燈片翻頁(yè)功能。對(duì)于本發(fā)明，單純的依照光點(diǎn)的形成方式，將光觸摸屏分為接觸式觸摸的光觸摸屏和遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏，便于簡(jiǎn)要說(shuō)明，但不便于進(jìn)行詳細(xì)講解。下面主要依據(jù)所選觸摸板的不同類型，以及所述光敏元件在觸摸板上的安置方法進(jìn)行分類詳細(xì)講解。在本發(fā)明中以防護(hù)板為觸摸板時(shí)，所述光敏元件的安裝方式具有較高的自由性，光點(diǎn)的產(chǎn)生方式也具有最高的自由性，因此首先以防護(hù)板為觸摸板進(jìn)行闡述。另外在以防護(hù)板為觸摸板的光觸摸屏的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及原理基礎(chǔ)上，可以輕易的得到以其他物體為觸摸板的光觸摸屏。以其他物體為觸摸板的光觸摸屏，隨后以防護(hù)板為觸摸板的光觸摸屏為基礎(chǔ)進(jìn)行闡述。具體實(shí)施例一、以屏幕前透光的防護(hù)板為觸摸板:以下內(nèi)容重點(diǎn)以光敏元件組不設(shè)置匯聚透鏡的情況為重點(diǎn)進(jìn)行講述。對(duì)于替換成設(shè)有匯聚透鏡的光敏元件組的情況，前面已經(jīng)有所講述，不再過(guò)于詳細(xì)講解。
光敏元件組設(shè)置在觸摸板周?chē)Ｓ|摸板周?chē)ㄓ|摸板邊上的前方、后方以及側(cè)面。具體的，參照?qǐng)D5，觸摸板501的上方設(shè)有一排橫向排列的光敏元件組成的光敏元件組502,左方設(shè)有一排縱向排列的光敏元件組成的光敏元件組503。光敏元件組502、光敏元件組503可以設(shè)置在觸摸板501前方，可以設(shè)置在觸摸板501后方，還可以事先埋設(shè)在觸摸板501內(nèi)部。光敏元件為適用波長(zhǎng)范圍較窄的光敏元件，利用光敏元件本身對(duì)光信號(hào)波長(zhǎng)的選擇性，消除其他波長(zhǎng)光信號(hào)的干擾。如可選用紫外光敏元件、紅外光敏元件。本實(shí)施例中，所述光敏元件組502、光敏元件組503采用紅外光敏元件，如可選用紅外光敏二極管、紅外光敏三極管、光敏元件集成塊，或者圖像傳感器。在光敏元件組502、光敏元件組503前面罩上濾光玻璃也可以進(jìn)一步有效地消除其他波長(zhǎng)光信號(hào)的干擾。參照?qǐng)D6，光敏元件組上還可以設(shè)有遮光結(jié)構(gòu)，所述遮光結(jié)構(gòu)用于遮擋非相關(guān)方向射來(lái)的光線。所述非相關(guān)方向，是指與光觸摸屏控制無(wú)關(guān)的方向，一般情況下是指除朝向觸摸板以外的方向。出于上述目的，遮光結(jié)構(gòu)可以靈活設(shè)計(jì)，可以是簡(jiǎn)單的位于光敏元件上方或下方的遮光片，也可以是較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)如，遮光結(jié)構(gòu)采用濾光通道600，光敏元件組上罩上由透光性差的材料制成的濾光通道600，用來(lái)濾除觸摸板501以外射向光敏元件的光線。如濾光通道可以用不透明的塑料材料制成。濾光通道600上設(shè)置有細(xì)長(zhǎng)的透光口 601，光敏元件組502排布在距透光口 601有一定距離的位置。透光口 601微微朝向觸摸板501。透光口 601朝向方向與觸摸板501的夾角隨觸摸板501在透光口 601朝向方向上的寬度的增加而減小，以便可以接收到觸摸板501上盡量大的面積的光信號(hào)甚至整個(gè)觸摸板501上的光信號(hào)。觸摸板501上的光線穿過(guò)透光口601到達(dá)光敏元件組502。觸摸板501以外的大部分光線被濾光通道600遮擋。濾光玻璃可以安裝在透光口 601上。參照?qǐng)D5，利用裝在·觸摸板上方的一排橫向排列的光敏元件組成的光敏元件組502，確定光點(diǎn)的橫坐標(biāo)；利用裝在觸摸板左方的一排縱向排列的光敏元件組成的光敏元件組503，確定光點(diǎn)的縱坐標(biāo)，進(jìn)而通過(guò)兩排光敏元件對(duì)觸摸板上光點(diǎn)的位置進(jìn)行確定。一排光敏元件對(duì)光點(diǎn)的其中一維坐標(biāo)的確定方法，以橫向排列的光敏元件組502為例進(jìn)行說(shuō)明如下:參照?qǐng)D7中的a,對(duì)橫向排列的光敏兀件組502的光敏兀件順序編號(hào)為,光敏兀件
000、001、010、011、100，分別連接選頻模塊700，5個(gè)選頻模塊700的輸出端連接求差模塊701，求差模塊701包括4個(gè)運(yùn)算放大器702，對(duì)5個(gè)選頻模塊700輸出的電信號(hào)依次兩兩求差。運(yùn)算放大器702輸出端連接微型處理器系統(tǒng)703，微型處理器系統(tǒng)703根據(jù)各運(yùn)算放大器702輸出信號(hào)的不同，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。微型處理器系統(tǒng)703以各運(yùn)算放大器702左側(cè)所連接的光敏元件受到的光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào)為“1”，反之為“0”，并按自左到右的位次排列數(shù)據(jù)。進(jìn)而將光點(diǎn)所在的區(qū)域劃分為如圖8中a所示的坐標(biāo)區(qū)域1111、0111、0011、0001、0000。光觸摸屏分辨率的提高顯然可以通過(guò)增加光敏元件數(shù)量得以實(shí)現(xiàn)。參照?qǐng)D7中的圖b，光觸摸屏分辨率的提高，還可以通過(guò)增加運(yùn)算放大器702的數(shù)量，再次對(duì)相間的光敏元件組502產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行求差，以對(duì)坐標(biāo)區(qū)域進(jìn)一步細(xì)分，達(dá)到提高分辨率的效果。對(duì)圖8中a所示的坐標(biāo)區(qū)域1111、0111、0011、0001、0000，進(jìn)一步細(xì)分為圖8中b所示的坐標(biāo)區(qū)域，自左到右依次為 11111、11110、01111、01110、00111、00110、00011、00010、00001、00000。提高光觸摸屏分辨率，還可以通過(guò)對(duì)各光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息后相互比較得以實(shí)現(xiàn)。其原理與上述通過(guò)集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的原理相似，不同之處在于一個(gè)是通過(guò)硬件進(jìn)行比較，一個(gè)是通過(guò)軟件進(jìn)行比較。參照?qǐng)D9，橫向排列的光敏元件組502劃分出的區(qū)域與縱向排列的光敏元件組503劃分出的區(qū)域，交叉形成方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域，每個(gè)方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域代表不同的數(shù)字信息。光點(diǎn)位于一個(gè)方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域時(shí)，光觸摸屏反映出該方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域代表的數(shù)字信息，得到光點(diǎn)的位置。上述方法受到硬件設(shè)施的限制，分辨率很容易達(dá)到極限。參照?qǐng)D8中b，闡述一種利用模擬量提高分辨率的方法。利用模擬量提高分辨率的方法基于圖8中b所示的硬件設(shè)備，通過(guò)軟件提高分辨率。利用軟件提高分辨率的方法，基于以下思想:光點(diǎn)在觸摸板501上移動(dòng)時(shí)，其光強(qiáng)平滑變化，若光點(diǎn)在跨越坐標(biāo)區(qū)域11110時(shí)，與坐標(biāo)區(qū)域11110對(duì)應(yīng)的橫向排列的兩個(gè)光敏元件，反映出的光線強(qiáng)度差值變化為β，則在橫向跨越與坐標(biāo)區(qū)域11110相鄰的坐標(biāo)區(qū)域01111時(shí)，與坐標(biāo)區(qū)域01111對(duì)應(yīng)的橫向排列的兩個(gè)光敏元件，反映出的光線強(qiáng)度差值變化為Φ，Φ = β+Λ，設(shè)Λ可忽略不計(jì)。設(shè)定一個(gè)橫坐標(biāo)軸上的倍增系數(shù)為η，一個(gè)坐標(biāo)區(qū)域的橫坐標(biāo)長(zhǎng)度為I。當(dāng)光點(diǎn)位于坐標(biāo)區(qū)域01111內(nèi)時(shí)，以光點(diǎn)在跨越坐標(biāo)區(qū)域11110時(shí)的光線強(qiáng)度差值變化β為參考。在坐標(biāo)區(qū)域01111 內(nèi)與坐標(biāo)區(qū)域01111對(duì)應(yīng)的橫向排列的兩個(gè)光敏元件，反映出的光
線強(qiáng)度每變化I視為光點(diǎn)在橫坐標(biāo)上移動(dòng)I。由于Λ可忽略不計(jì)，通過(guò)上述方法可以將 ηη
坐標(biāo)區(qū)域01111劃分為η份，即將01111的橫坐標(biāo)上的分辨率增加η倍。當(dāng)光點(diǎn)由坐標(biāo)區(qū)域01111，進(jìn)入相鄰的坐標(biāo)區(qū)域，如坐標(biāo)區(qū)域01110、坐標(biāo)區(qū)域00111，則以光點(diǎn)在跨越坐標(biāo)區(qū)域01111時(shí)的光線強(qiáng)度差值變化φ為參考。再假設(shè)縱坐標(biāo)軸上的倍增系數(shù)也為η，則整個(gè)光觸摸屏的分辨率將提高為原有的η2倍?？偨Y(jié)為:所述光觸摸屏包括一排光敏元件，所述一排光敏元件依據(jù)其位置關(guān)系，將觸摸板劃分為復(fù)數(shù)個(gè)坐標(biāo)區(qū)域；信號(hào)處理系統(tǒng)記錄所述光點(diǎn)自一個(gè)原坐標(biāo)區(qū)域一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)引起的光線強(qiáng)度差值設(shè)為β ;光點(diǎn)移至相鄰坐標(biāo)區(qū)域時(shí)，將相鄰坐標(biāo)區(qū)域光線強(qiáng)度變化情況與β進(jìn)行比較，并根據(jù)相鄰坐標(biāo)區(qū)域?qū)挾扰c原坐標(biāo)區(qū)域?qū)挾汝P(guān)系，確定光點(diǎn)在相鄰坐標(biāo)區(qū)域上的位置。進(jìn)行上述光線強(qiáng)度差值的測(cè)量以及計(jì)算，可以通過(guò)先將光線強(qiáng)度差值通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，由微型處理器系統(tǒng)通過(guò)軟件對(duì)數(shù)字信息依照上述公式和方法進(jìn)行處理。參照?qǐng)D15，對(duì)于圖8和圖9中所示的由成排的光敏元件組成的光敏元件組502和光敏元件組503，可以兩個(gè)用前方裝有匯聚透鏡510、匯聚透鏡520的光敏元件組502和光敏元件組503代替。信號(hào)處理系統(tǒng),對(duì)應(yīng)得采用通過(guò)光點(diǎn)與光敏元件組502和光敏元件組503間的角度關(guān)系獲得光點(diǎn)的位置的信號(hào)處理系統(tǒng)。本發(fā)明中提到的兩種信號(hào)處理系統(tǒng)，都可以通過(guò)判斷包括光敏元件組上的復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的與光點(diǎn)相關(guān)的電信號(hào)的強(qiáng)度信息在內(nèi)的信息，確定光點(diǎn)的位置。確定產(chǎn)生的相關(guān)電信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的一個(gè)或者幾個(gè)光敏元件，是確定光點(diǎn)位置的關(guān)鍵。因此上述利用軟件提高分辨率的方法的總結(jié)結(jié)論，同樣適用于，通過(guò)光點(diǎn)與光敏元件組間的角度關(guān)系獲得光點(diǎn)的位置的信號(hào)處理系統(tǒng)。信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)光點(diǎn)與光敏元件組502和光敏元件組503間的角度關(guān)系獲得光點(diǎn)的位置時(shí)，再對(duì)光敏元件組中光敏元件上的光信號(hào)強(qiáng)度的差值關(guān)系進(jìn)行分析，有助于提高精度。具體使用時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng)，將參考坐標(biāo)更改成極坐標(biāo)，然后將對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值在微型處理器系統(tǒng)中與相關(guān)信息進(jìn)行對(duì)應(yīng)，即可得到所需要的信號(hào)處理系統(tǒng)。因此不再詳細(xì)說(shuō)明。使用時(shí)可以選用遠(yuǎn)程觸摸筆，也可以選用接觸式觸摸筆。對(duì)于本發(fā)明中兩種觸摸筆的不同之處，重點(diǎn)在于光點(diǎn)的產(chǎn)生方式不同。采用接觸式觸摸筆時(shí)，若觸摸板501平放在桌面上，只有接觸式觸摸筆的筆端與觸摸板501接觸時(shí)才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。這種效果與在紙張上書(shū)寫(xiě)的效果相當(dāng)。下述設(shè)計(jì)使本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作:本實(shí)施例中若采用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作，則需要增加一套光觸摸屏光源。光觸摸屏光源的光源可以自觸摸板501背面或側(cè)面較均勻的照射在觸摸板501上。光源產(chǎn)生的光線較均勻的自觸摸板501前方射出。使用一觸摸件接觸觸摸板501，觸摸件受到光源產(chǎn)生的光線的照射，形成光點(diǎn)。觸摸件是觸摸觸摸板501的物體，可以是手指、筆等。光點(diǎn)隨觸摸件的移動(dòng)而移動(dòng)，通過(guò)光點(diǎn)的移動(dòng)、光點(diǎn)的有無(wú)，以及光點(diǎn)的閃爍頻率等信息實(shí)現(xiàn)觸摸件對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。參照?qǐng)D10，光源IOla可以設(shè)置在觸摸板501背面；參照?qǐng)D11，光源IOlb也可以設(shè)置在觸摸板501側(cè)面。`參照?qǐng)D10，光源IOla為兩條條狀光源，所述條狀光源，可以包括一條條狀的發(fā)光體，也可以是由多個(gè)小的子光源排列成的條狀的光源。設(shè)置在觸摸板501背面，照射方向?yàn)槲⑽⒊蛴|摸板501前方。光敏元件組502、光敏元件組503設(shè)置在觸摸板501背面，感光面微微朝向觸摸板501前方。盡量不要使光敏元件組502、光敏元件組503的感光面受到光源IOla的直接照射。參照?qǐng)D11，光源IOlb為兩條條狀光源，所述條狀光源，可以包括一條條狀的發(fā)光體，也可以是由多個(gè)小的子光源排列成的條狀的光源。設(shè)置在觸摸板501側(cè)面，嵌入在防護(hù)板(觸摸板501)內(nèi)部,照射方向?yàn)槲⑽⒊蛴|摸板501前方。光敏兀件組503、光敏兀件組502 (圖11中未示出)設(shè)置在觸摸板側(cè)面，嵌入在防護(hù)板(觸摸板501)內(nèi)部，感光面朝向?yàn)槲⑽⒊蛴|摸板501前方。盡量不要使光敏元件組502、光敏元件組503的感光面受到光源IOlb的直接照射。圖10以及圖11中的兩條條狀光源，同時(shí)射出光線時(shí)，觸摸板501射出的光線很難均勻，會(huì)影響到對(duì)光點(diǎn)位置的確定。采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題，兩條條狀光源交替點(diǎn)亮，一條狀光源點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的一排光敏元件輸出的電信號(hào)不被接收。這樣每排光敏元件接收的都是只是對(duì)應(yīng)的條狀光源射出的光線，而一條條狀光源射出的光線很容易被均勻的投射在觸摸板上，從而解決了上述問(wèn)題。還可以采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題，兩條條狀光源分別選擇相差較大的閃爍頻率，與之對(duì)應(yīng)的兩排光敏元件分別連接與各條條狀光源閃爍頻率對(duì)應(yīng)的選頻模塊，從而解決了上述問(wèn)題。參照?qǐng)D10和圖11，在觸摸件沒(méi)有對(duì)觸摸板501進(jìn)行觸摸時(shí)，光源IOla或光源IOlb產(chǎn)生的光線只有很少部分照射到光敏元件組502和光敏元件組503。由于沒(méi)有形成光點(diǎn)，光敏元件組502和光敏元件組503接收到的光線均勻，運(yùn)算放大器不能比較出各光敏元件接收到的光線的明顯差值，反應(yīng)為沒(méi)有發(fā)生觸摸事件。在觸摸件對(duì)觸摸板501進(jìn)行觸摸時(shí)，在觸摸板501上產(chǎn)生光點(diǎn)，光源IOla或光源IOlb產(chǎn)生的光線被反射回來(lái),光線在反射中存在漫反射,照射到光敏元件組502和光敏元件組503。各光敏元件接收到的光線不均勻，運(yùn)算放大器通過(guò)比較各光敏元件接收到的光線的差值，反應(yīng)出相應(yīng)的觸摸事件。下述設(shè)計(jì)解決本實(shí)施例采用面積較大的防護(hù)板為觸摸板時(shí)潛在的問(wèn)題:參照?qǐng)D12，觸摸板501面積較大時(shí)，光敏元件組可能不能很好的接收到位于觸摸板501上各處的光點(diǎn)的信號(hào)。為解決上述問(wèn)題，采用圖12中所描述的設(shè)計(jì)，通過(guò)在觸摸板501四周裝光敏元件，將一塊觸摸板501劃分為四塊子觸摸板12a、12b、12c、12d。通過(guò)對(duì)四塊子觸摸板上的光敏元件組統(tǒng)一編碼，將四塊子觸摸板整合在一起，從而將靈敏度提高。下述設(shè)計(jì)用于解決本實(shí)施例的系統(tǒng)安全問(wèn)題:參照?qǐng)Dlb、圖2、圖3、圖4，接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆均可以設(shè)置信號(hào)發(fā)生模塊，并將信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳送給光觸摸屏。給光觸摸屏設(shè)置一密碼鎖系統(tǒng)，給接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆的信號(hào)發(fā)生模塊設(shè)置一配套的電子鑰匙系統(tǒng)。使只有配套的接觸式觸摸筆和 遠(yuǎn)程觸摸筆才能操作光觸摸屏，有利于系統(tǒng)安全。為了增加接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆的通用性，即為了使一只接觸式觸摸筆或遠(yuǎn)程觸摸筆可以操作多個(gè)光觸摸屏，可以使信號(hào)發(fā)生模塊包含多組解鎖信息。接觸式觸摸筆或遠(yuǎn)程觸摸筆，發(fā)送攜帶有多組解鎖信息的光信號(hào)到光觸摸屏，其中一組解鎖信息符合光觸摸屏的解鎖要求即可完成解鎖。所述一組解鎖信息可以是包含在載波中的數(shù)字信息，也可以是以特定頻率振蕩的信號(hào)。接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆在使用時(shí)不斷的向光觸摸屏發(fā)送攜帶有多組解鎖信息的光信號(hào)，產(chǎn)生光點(diǎn)。光觸摸屏以攜帶有多組解鎖信息的光信號(hào)產(chǎn)生的光點(diǎn)為相關(guān)的光點(diǎn)。為了使用方便，信號(hào)發(fā)生模塊包含的多組解鎖信息應(yīng)該便于使用者自行更新。因此信號(hào)發(fā)生模塊應(yīng)設(shè)有可以適時(shí)編輯解鎖信息的功能，該功能可通過(guò)將信號(hào)發(fā)生模塊與一閃存通訊連接實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)施例二、以背投式顯示器的屏幕為觸摸板:參照?qǐng)D1至圖9，光觸摸屏以背投式顯示器的屏幕為觸摸板501與以防護(hù)板為觸摸板501,結(jié)構(gòu)及原理基本相同。不同之一，若背投式顯示器的屏幕不是透明介質(zhì)，則光線不能在背投式顯示器的屏幕內(nèi)部有序傳播，所以不便于實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作。
不同之二，背投式顯示器的屏幕一般較大，為保證光點(diǎn)處射出的光信號(hào)能被順利接收，需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)?，F(xiàn)有的大屏幕背投式顯示器的屏幕一般由多個(gè)小屏幕拼接構(gòu)成。參照?qǐng)D13，大屏幕背投式顯示器的屏幕(觸摸板501)由4個(gè)小屏幕13a、13b、13c、13d拼接構(gòu)成。視小屏幕13a、13b、13c、13d為子觸摸板，每個(gè)子觸摸板均采用如圖12所示的結(jié)構(gòu)，將每個(gè)子觸摸板再次劃分為4個(gè)小的子觸摸板,從而將觸摸板501劃分為16個(gè)子觸摸板。將光敏元件設(shè)置在大屏幕背投式顯示器的屏幕(觸摸板501)的背面，以免影響視覺(jué)效果。具體實(shí)施例三、以液晶顯示器屏幕或陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕為觸摸板:參照?qǐng)D1至圖9，以及圖11和圖12，光觸摸屏以液晶顯示器屏幕為觸摸板501或以陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕為觸摸板501，與以防護(hù)板為觸摸板501，結(jié)構(gòu)及原理基本相同。不同之處:液晶顯示器屏幕和陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕相對(duì)于防護(hù)板的不同之處，在于液晶顯示器屏幕和陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕的前后兩面之間的透光性不好，即光不易穿透液晶顯示器屏幕和陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕。光敏元件組502、光敏元件組503適宜設(shè)置在觸摸板501的側(cè)面，或前面。使本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作時(shí)，不宜使用如圖10所示的結(jié)構(gòu)，適宜使用如圖11所示的結(jié)構(gòu)。具體實(shí)施例四、以LED顯示器的屏幕為觸摸板:參照?qǐng)D1至圖9，以及圖12，光觸摸屏以LED顯示器的屏幕為觸摸板501與以防護(hù)板為觸摸板501,結(jié)構(gòu)及原·理基本相同。不同之一，LED顯示器的屏幕相對(duì)于防護(hù)板的不同之處，在于LED顯示器的屏幕的前后兩面之間的透光性不好，即光不易穿透LED顯示器的屏幕。光敏元件組502、光敏元件組503適宜設(shè)置在觸摸板501的前面。參照?qǐng)D14，多數(shù)LED顯示器的屏幕由大量的單個(gè)LED141組成，光敏元件組502、光敏元件組503還可以設(shè)置在大量的單個(gè)LED141之間，即光敏原件嵌入在觸摸板內(nèi)。由于光敏元件組502、光敏元件組503體積較小，且透明不會(huì)影響視覺(jué)效果。光敏元件組502、光敏元件組503設(shè)置在大量的單個(gè)LED141之間，便于增加光敏元件組502、光敏元件組503數(shù)量，進(jìn)而增加光觸摸屏的精確度。為了便于接收光信號(hào)，光敏元件組502、光敏元件組503的感光面的高度應(yīng)高于單個(gè)LED141高度。對(duì)于其他前方透明的觸摸板，也可以采用光敏元件嵌入在觸摸板內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如大屏幕的液晶顯示器屏幕，光敏元件組502、光敏元件組503也可以嵌入在作為觸摸板的大屏幕的液晶顯示器屏幕內(nèi)。由于光敏元件組502、光敏元件組503體積較小，且透明不會(huì)影響視覺(jué)效果。這樣的結(jié)構(gòu)更加緊湊、穩(wěn)定。不同之二，光線不能在LED顯示器的屏幕內(nèi)部有序傳播，所以不便于實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作。具體實(shí)施例五、以投影儀屏幕為觸摸板:參照?qǐng)D1至圖9，以及圖12，光觸摸屏以投影儀屏幕為觸摸板501與以防護(hù)板為觸摸板501,結(jié)構(gòu)及原理基本相同。
不同之處，投影儀屏幕不是透明介質(zhì)，光線不能在背投式顯示器的屏幕內(nèi)部有序傳播，所以不便于實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作。光敏元件組502、光敏元件組503適宜設(shè)置在投影儀屏幕前方或后方。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.遠(yuǎn)程觸摸筆包括激光器、電源，還包括一便于手持的外殼，所述激光器、電源設(shè)置在外殼內(nèi)，所述激光器與所述電源間設(shè)有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述外殼上，還包括一信號(hào)發(fā)生模塊，電源連接信號(hào)發(fā)生模塊，信號(hào)發(fā)生模塊連接激光器，信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生振蕩的電信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的閃爍的激光信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，遠(yuǎn)程觸摸筆產(chǎn)生光束，該光束在觸摸板上形成一個(gè)光點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，激光器是發(fā)射可見(jiàn)光的激光器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，信號(hào)發(fā)生模塊可以產(chǎn)生多種電信號(hào)，與開(kāi)關(guān)按鍵連接，開(kāi)關(guān)上具有三個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)以一種電信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，開(kāi)關(guān)部分設(shè)有多個(gè)按鍵，各按鍵對(duì)應(yīng)于信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生的不同信號(hào)，因此遠(yuǎn)程觸摸筆可以產(chǎn)生多種帶有不同信息的激光信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，遠(yuǎn)程觸摸筆的電源是充電電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，激光器共有兩個(gè)，一激光器發(fā)射可見(jiàn)光，另一激光器發(fā)射紅外線，兩個(gè)激光器發(fā)出的光線平行；可見(jiàn)光線為人提供視覺(jué)反饋，紅外光線作為信號(hào)載體具有較可見(jiàn)光更好的抗干擾性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，激光器是發(fā)射不可見(jiàn)光的激光器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于，外殼上具有戒指狀的固定結(jié)構(gòu)；通過(guò)固定結(jié)構(gòu)將觸摸筆固定在手指上，產(chǎn)生跟隨手指動(dòng)作的光點(diǎn)。
10.光觸摸屏,包括觸摸板、信號(hào)處理系統(tǒng),還包括光敏元件組,所述光敏元件組包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件，復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件連接信號(hào)處理系統(tǒng)，光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接； 使用光觸摸屏?xí)r，在觸摸板上呈現(xiàn)一相關(guān)的光點(diǎn)，光敏元件受到來(lái)自所述光點(diǎn)的光線的照射，反映為相關(guān)的電信號(hào)； 光敏元件產(chǎn) 生的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)分析復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)電信號(hào)的包括強(qiáng)度在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置信息。
全文摘要
遠(yuǎn)程觸摸筆及其配套的觸摸屏涉及觸摸屏領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)觸摸屏。光觸摸屏，包括觸摸板、信號(hào)處理系統(tǒng)，還包括光敏元件組，光敏元件組包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件，復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件連接信號(hào)處理系統(tǒng)。光觸摸屏光源，包括一光源，光源產(chǎn)生的光線較均勻的照射在外表面有透明介質(zhì)的觸摸板上，并向觸摸板外側(cè)透射。接觸式觸摸筆，包括開(kāi)關(guān)和發(fā)光元件，開(kāi)關(guān)控制發(fā)光元件的發(fā)光情況。遠(yuǎn)程觸摸筆包括激光器、電源，還包括一便于手持的外殼，所述激光器、電源設(shè)置在外殼內(nèi)，所述激光器與所述電源間設(shè)有開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)設(shè)置在所述外殼上?？垢蓴_能力強(qiáng)、不怕油污，適用于工廠車(chē)間、礦區(qū)等油污較重的場(chǎng)合?？梢暂p易的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸模式與接觸式觸摸模式間的轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G06F3/042GK103235656SQ20131018566
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2009年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月17日
發(fā)明者李興文, 孫倩倩 申請(qǐng)人:李興文