光學觸控螢幕的製作方法
2023-07-24 02:31:36
專利名稱：光學觸控螢幕的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子技術領域，尤其涉及ー種光學觸控螢幕。
背景技術：
隨著多媒體信息查詢數量的與日俱增，觸控螢幕也開始逐漸進入我們的生活。其作為ー種最新的電腦輸入設備，是目前最簡單、方便、自然的輸入途徑，並且該設備具有堅固耐用、反應速度快、節省空和易於交流的諸多優點。近十年是觸摸技術飛速發展的時期，各種觸摸技術層出不窮，在觸摸領域各顯神通，然而光學觸摸技術是ー種不同於現有的紅外、表面聲波、電阻、電容等觸摸技術的新技術，光學傳感器對細緻的動作反應快速、簡單、準確、流暢並能滿足多點觸摸的要求。現有觸摸技術的實現原理是由安裝在頂部左上角的(XD/CM0S攝像頭或感光模 組，通過LED燈發射出光線，經過四周反射條的反射，進入右上角的(XD/CM0S攝像頭中，另外由右上角的(XD/CM0S攝像頭髮射的光線，經過反射條的反射傳入左側的(XD/CM0S攝像頭中，密布的光線在觸摸區域內形成ー張光線網，經過多次反射的光線之間的空間在1麗以內；當觸摸一點時，經該點的射出光線和接收光線組成ー個夾角，同時兩端的CCD/CM0S攝像頭與這兩條光線以及兩個攝像頭之間構成的直線又會組成兩個夾角，經處理單元計算，這樣該點的準確坐標被控制器錄入，實現觸摸反應。當採用多點觸摸時，原理也是如此；都是通過攝像頭採集觸摸物的圖像數據，再將圖像數據傳送給處理器進行處理，從而檢測出觸摸物的位置信息；其中，檢測出的觸摸物位置信息的精確程度與攝像頭採集的圖像數據的質量有密切關係。眾所周知光源發散呈扇形分布，以光軸為中心，越往兩側光的強度越弱，光的強度也會隨距離的増加而衰減，這樣整個觸摸檢測區的遠端與近端，中部與兩側的光線強弱不均，紅外攝像頭就很難保障所攝取圖像信息的高質量，從而降低了檢測的觸摸物的位置信息的精確度；另外兩側光源呈扇形傳播還容易在光線交匯疊加不到的地方形成觸摸盲區。中國實用新型專利申請號為「CN200920110477.X」，專利名稱為「觸控螢幕」的專利申請文件中公開了「ー種觸控螢幕，該觸控螢幕包含至少兩個光檢測器和至少ー個光源，其特徵在於所述觸控螢幕還包含有ー個透明的觸控螢幕體，所述光檢測器安裝在所述觸控螢幕體內部，所述光源位於所述觸控螢幕體內部或靠近所述觸控螢幕體的邊緣，所述光源所發出的光在所述觸控螢幕體內以全反射形式傳播。」該文件中的透明觸控螢幕體產生全反射，導致反射光線過強，容易產生觸摸誤判，從而降低了檢測的觸摸物的位置信息的精確度。
實用新型內容針對上述技術中存在的不足之處，本實用新型提供ー種光學觸控螢幕，不僅能實現整個觸摸檢測區光線的充足、均勻，保障紅外攝像頭能攝取到高質量的圖像信息，精確檢測出觸摸物的位置；還使得觸摸檢測區上沒有觸摸盲區。為實現上述目的，本實用新型提供ー種光學觸控螢幕，包括觸控螢幕框架、光學傳感器、光源組件、處理單元和數據線，所述光學傳感器通過數據線與處理單元電連接，所述觸控螢幕框架圍設成觸摸檢測區，所述光學傳感器設置至少兩組，且該兩組光學傳感器相互覆蓋觸摸檢測區的視場區域並實時攝取觸摸檢測區的圖像信息，所述光源組件的發光面朝向觸摸檢測區；所述光源組件包括導光條、導光工作面、反射層和紅外光源，所述紅外光源設置在導光條上，所述反射層覆蓋在導光條的外圓周上且留出用於出光的導光工作面。其中，所述光源組件設置三個，分別安裝在觸控螢幕框架內側的左邊、右邊和下邊。其中，所述導光條兩端分別開設有用以放置紅外光源的光源孔，所述紅外光源設置在所述光源孔中。其中，在同一導光條兩端的紅外光源其光軸面相對。其中，所述導光條上設置的紅外光源為LED光源或雷射器。其中，所述反射層為電鍍反射層、粘貼反射層或塗覆反射層。 其中，所述光學傳感器為微型紅外攝像頭或線性圖像傳感器。其中，所述光學傳感器分別安裝在框架上方兩轉角處和/或上方中部。其中，所述導光條粘接在框架內左、右及下邊上，各導光條的內側面相對應並在同一水平面上。本實用新型的有益效果是與現有技術相比，本實用新型提供的光學觸控螢幕，通過設置光源組件，且光源組件的導光條兩端具有LED光源，導光條除內側導光工作面以外均覆蓋有由反光材料作成的反射層，LED光源經導光條四周散射的光線由反射層多次反射、疊加後，由導光條內側導光工作面集中射出並在觸摸檢測區內形成ー張均有、密布的光網，有了充足而均勻的光線，從而保證了紅外攝像頭能攝取高質量的圖像信息，保障了檢測觸摸物的位置信息的高度精確，以及觸摸檢測區上沒有觸摸盲區的目的。由上可知，本實用新型的光學觸控螢幕具有結構簡單緊湊的優點，整個觸摸檢測區不論在遠端與近端，還是在中部或者是兩側，均具有光線充足勻的補光效果，因而攝像頭採集的圖像數據的質量高，自然檢測出的觸摸物位置信息的精確程度就高。另外，由於覆蓋在觸摸檢測區內的是ー張均勻、密布的光網，使得觸摸檢測區上沒有觸摸盲區。
圖I為本實用新型的光學觸控螢幕原理的結構示意圖；圖2為本實用新型導光條的立體結構示意圖；圖3為本實用新型導光條的平面結構示意圖。主要元件符號說明如下30、導光條31、光源孔32、反射層33、導光工作面34、紅外光源35、光學傳感器36、光學傳感器37、觸控螢幕框架38、處理單元39、數據線
具體實施方式
為了更清楚地表述本實用新型，
以下結合附圖對本實用新型作進ー步地描述。[0028]請參閱圖1-3，本實用新型的光學觸控螢幕，包括觸控螢幕框架37、光學傳感器35、光學傳感器36、光源組件(圖未示)、處理単元38和數據線39，所述光學傳感器35和光學傳感器36分別通過數據線39與處理單元38電連接，觸控螢幕框架37圍設成觸摸檢測區，光學傳感器35和光學傳感器36相互覆蓋觸摸檢測區的視場區域並實時攝取觸摸檢測區的圖像信息，光源組件的發光面朝向觸摸檢測區；光源組件包括導光條30、導光工作面33、反射層32和紅外光源34，紅外光源34設置在導光條30上，反射層32覆蓋在導光條30的外圓周上且留出用於出光的導光工作面33。相較於現有技術的情況，本實用新型提供的光學觸控螢幕，通過設置光源組件，且光源組件的導光條兩端具有LED光源，導光條除內側導光工作面以外均覆蓋有由反光材料作成的反射層，LED光源經導光條四周散射的光線由反射層多次反射、疊加後，由導光條內側導光工作面集中射出並在觸摸檢測區內形成ー張均有、密布的光網，有了充足而均勻的光線，從而保證了紅外攝像頭能攝取高質量的圖像信息，保障了檢測觸摸物的位置信息的高度精確，以及觸摸檢測區上沒有觸摸盲區的目的。 由上可知，本實用新型的光學觸控螢幕具有結構簡單緊湊的優點，整個觸摸檢測區不論在遠端與近端，還是在中部或者是兩側，均具有光線充足勻的補光效果，因而攝像頭採集的圖像數據的質量高，自然檢測出的觸摸物位置信息的精確程度就高。另外，由於覆蓋在觸摸檢測區內的是ー張均勻、密布的光網，使得觸摸檢測區上沒有觸摸盲區。 在本實施例中，上述光源組件設置三個，分別安裝在觸控螢幕框架內側的左邊、右邊和下邊。當然，根據實際的框架形狀的需要，本實用新型並不局限於光源組件的數量，只要是設置光源組件，對本實用新型的觸摸檢測區進行補光的實施方式，均屬於對本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述導光條30兩端分別開設有用以放置紅外光源的光源孔31，紅外光源34設置在所述光源孔31中。當然，本實用新型並不局限於光源孔31的形狀，只要用來固定紅外光源34的實施方式，也不局限於開孔安裝的實施方式，其他安裝方式應當也可以理解為對本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述在同一導光條兩端的紅外光源34其光軸面相對。紅外光源34的光源相対，僅僅是一種優選的實施方式，其他紅外光源的安裝方式也應當理解為對本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述導光條上設置的紅外光源34為LED光源或雷射器。當然，本實用新型並不局限於紅外光源34的具體類型，只要是產生補光效果的實施方式，均屬於對本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述反射層32為電鍍反射層、粘貼反射層或塗覆反射層。當然，上述例舉的僅僅是反射層的幾種具體形式，本實用新型並不局限於此，其他反射層形式也應當理解為對本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述光學傳感器35和光學傳感器36為微型紅外攝像頭或線性圖像傳感器。上述例舉的僅僅是光學傳感器的幾種具體形式，本實用新型並不局限於此，其他光學傳感器類型也應當理解為對本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述光學傳感器35和光學傳感器36分別安裝在觸控螢幕框架37的上方兩轉角處和/或上方中部。當然，本實用新型並不局限於這兩種安裝方式，在其他位置安裝光學傳感器的實施方式，也應當理解為對本本實用新型的簡單變形或者變換，落入本實用新型的保護範圍。在本實施例中，上述導光條30粘接在框架內左、右及下邊上，各導光條30的內側面相對應並在同一水平面上。可以理解的是，圖I是本實用新型的光學觸控螢幕原理的結構示意圖，該光學觸控螢幕包括ー個矩形的觸控螢幕框架37，安裝在觸控螢幕框架37的上方兩側夾角處的兩個光學傳感器35、36，光學傳感器35、36可以是CXD攝像頭也可以是CMOS攝像頭，兩個光學傳感器35,36通過數據線39分別與處理單元38電連接，用以處理兩個光學傳感器35、36的圖像數據以獲得觸摸物位置信息，導光條30的形狀為圓柱形，為聚こ烯或玻璃材料作成，光源經導光條30傳播並向四周散射；這種導光的材料技術已經很成熟，在市場上也有銷售，其製作エ藝及過程就不再敘述；當然根據產品設計的需要導光條30的形狀可以不局限與圓柱形ー種。導光條30分別安裝在框架內的左、右及下方的邊上，其長度與所固定的框架邊條 相吻合，各導光條30除內側的導光工作面33以外均覆蓋有ー層由反光材料作成的反射層32，這反射層32可以是電鍍或粘貼或塗覆在除導光條30面上，在觸控螢幕上導光工作面33相對應並在同一水平面上。一般是採用粘接的方式將導光條30固定在觸控螢幕框架內的左、右及下方的邊上；當然也可以採用其它的固定方式；如螺接或卡接等。各導光條30的兩端分別設置有相互並聯的紅外光源34，該紅外光源34經導光條30傳播並向四周均勻散射，由於導光條30除內側的導光工作面33以外均覆蓋有ー層由反光材料作成的反射層32，光線由反射層多次反射、疊加後，由導光條內側導光工作面33集中射出並在觸摸檢測區內形成一張均勻、密布的光網；實驗證明光源越靠近導光條30的兩端散射的效果就越好。解決這個問題本實用新型採用的技術方案就是在導光條30兩端面上分別開設ー個用以放置紅外光源34的光源孔31，分別放置在同一導光條30兩端的紅外光源34其光軸面相對。請結合參考圖2和圖3，導光條30除內側導光工作面33以外均覆蓋有ー層由反光材料作成的反射層32，這反射層32可以是電鍍或粘貼或塗覆在除導光條30面上，紅外光源34經導光條傳播井向四周散射的光線由反射層多次反射、疊加後，由導光條內側導光エ作面33集中射出並在觸摸檢測區內形成一張均勻、密布的光網，有了充足而均勻的光線，從而保證了兩個光學傳感器35、36能攝取高質量的圖像信息，保障了檢測觸摸物的位置信息的高度精確，以及觸摸檢測區上沒有觸摸盲區的目的。以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是本實用新型並非局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種光學觸控螢幕，其特徵在於，包括觸控螢幕框架、光學傳感器、光源組件、處理單元和數據線，所述光學傳感器通過數據線與處理單元電連接，所述觸控螢幕框架圍設成觸摸檢測區，所述光學傳感器設置至少兩組，且該兩組光學傳感器相互覆蓋觸摸檢測區的視場區域並實時攝取觸摸檢測區的圖像信息，所述光源組件的發光面朝向觸摸檢測區；所述光源組件包括導光條、導光工作面、反射層和紅外光源，所述紅外光源設置在導光條上，所述反射層覆蓋在導光條的外圓周上且留出用於出光的導光工作面。
2.根據權利要求I所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述光源組件設置三個，分別安裝在觸控螢幕框架內側的左邊、右邊和下邊。
3.根據權利要求I或2所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述導光條兩端分別開設有用以放置紅外光源的光源孔，所述紅外光源設置在所述光源孔中。
4.根據權利要求3所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，在同一導光條兩端的紅外光源其光軸面相對。
5.根據權利要求4所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述導光條上設置的紅外光源為LED光源或雷射器。
6.根據權利要求5所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述反射層為電鍍反射層、粘貼反射層或塗覆反射層。
7.根據權利要求6所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述光學傳感器為微型紅外攝像頭或線性圖像傳感器。
8.根據權利要求7所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述光學傳感器分別安裝在框架上方兩轉角處和/或上方中部。
9.根據權利要求8所述的光學觸控螢幕，其特徵在於，所述導光條粘接在框架內左、右及下邊上，各導光條的內側面相對應並在同一水平面上。
專利摘要本實用新型公開了一種光學觸控螢幕，該觸控螢幕包括觸控螢幕框架、光學傳感器、光源組件、處理單元和數據線，光學傳感器通過數據線與處理單元電連接，觸控螢幕框架圍設成觸摸檢測區，光學傳感器設置至少兩組，且該兩組光學傳感器相互覆蓋觸摸檢測區的視場區域並實時攝取觸摸檢測區的圖像信息，光源組件的發光面朝向觸摸檢測區；光源組件包括導光條、導光工作面、反射層和紅外光源，紅外光源設置在導光條上，反射層覆蓋在導光條的外圓周上且留出用於出光的導光工作面。本實用新型的光學觸控螢幕具有結構簡單緊湊的優點，整個觸摸檢測區具有光線充足勻的補光效果，因而攝像頭採集的圖像數據的質量高，自然檢測出的觸摸物位置信息的精確程度就高。
文檔編號G06F3/042GK202615352SQ20122013339
公開日2012年12月19日 申請日期2012年3月31日 優先權日2012年3月31日
發明者黃聖先 申請人:深圳市中視同創科技有限公司