虛擬觸控螢幕的製作方法

2023-07-03 13:48:46

專利名稱：虛擬觸控螢幕的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種觸控螢幕，具體為一種基於光學原理的觸控螢幕。
背景技術：
現在越來越多的設備上採用了觸控螢幕。觸控螢幕是一種操作便捷、直觀的輸入設備。 但是現有的觸控螢幕面臨體積較大、不便於安裝、抗幹擾能力差、易於損壞的問題。這些問題 限制了操作人員對觸控螢幕功能選擇的自由性、限制了觸控螢幕的使用環境。 隨著光電技術的發展，電子設備對相關影像的識別和定位能力越來越強。比如，已 有的雷射虛擬鍵盤上的影像定位系統具有較高的識別和定位能力，能夠較為精確的獲得操 作人員的點擊位置；現有的影像互動技術，也已經能夠較好的對相關影像進行識別和定位； 在中國申請的，申請號為:200910047241. 0的專利文件，和申請號為:200810041963. 0的專 利文件，都提供了對相關影像進行識別和定位的技術方案。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種虛擬觸控螢幕，具有裝配方便、體積小、抗幹擾能力 強等優點。 本實用新型所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現 虛擬觸控螢幕，包括微型處理器模塊，與所述微型處理器模塊通信的通信模塊、檢測 觸摸點位置的觸摸位置檢測系統、觸摸板，其特徵在於，所述觸摸位置檢測系統包括一發光 裝置、一觸摸位置檢測模塊； 所述發光裝置的發光元件發出的光向所述觸摸板處照射； 所述觸摸位置檢測模塊為一利用光學特性檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測模 塊； 所述觸摸位置檢測模塊為，所感應的光信號的光信號特性，與所述發光裝置的發 光元件發出的光信號特性相匹配的觸摸位置檢測模塊。 所述光信號特性可以包括光信號的波長或光信號的閃爍頻率，所述觸摸位置檢測 模塊可以對其中任意一種光信號特性進行識別，也可以對兩種光信號特性同時進行識別。 這樣可以有效地避免外界其他光信號對本實用新型的幹擾。因為是利用光學特性檢測觸摸 點位置，所以便於實現多重觸摸。 所述發光裝置的發光元件採用發射紅外光線的發光元件，所述觸摸位置檢測模塊 採用識別對應波長的紅外線的光敏元件。 所述發光裝置包括一驅動所述發光元件閃爍的信號發生模塊，所述觸摸位置檢測 模塊設有與所述信號發生模塊頻率對應得選頻模塊。 所述觸摸位置檢測系統，包括一發光裝置的發光元件、一觸摸位置檢測模塊，所述 觸摸位置檢測系統採用點擊位置檢測系統的結構原理，所述點擊位置監測系統是虛擬雷射 鍵盤用於確定點擊位置的點擊位置監測系統。已有的虛擬雷射鍵盤採用的點擊位置檢測系
3統，可以較好的對點擊位置進行檢測，並且精確定位。可以較為直接的將其應用於本實用新 型，對觸摸點進行檢測定位。虛擬雷射鍵盤的點擊位置與本實用新型的觸摸點，本質相同。 因此對於採用已有的虛擬雷射鍵盤採用的點擊位置檢測模塊的結構原理的觸摸位置檢測 模塊的具體結構，不再詳述。對於虛擬雷射鍵盤採用的點擊位置檢測系統解析度低的問題， 可以通過軟體改進加以解決，其硬體設備已經可以獲得較高的解析度。如果需要再進一步 提高解析度，則需要對硬體進行改進，但這種改進不存在技術壁壘，不是本實用新型所要解 決的關鍵問題，因此不做詳述。 所述發光裝置的發光元件位於所述觸摸板前方的邊部或角部，向所述觸摸板處較 為均勻的照射。如果所述觸摸板為透明的觸摸板，所述發光裝置的發光元件還可以位於所 述觸摸板的後方的邊部或角部，向所述觸摸板的前方照射。 這樣操作人員在使用觸摸件觸摸觸摸板時，觸摸件就會受到所述發光裝置的發光 元件的照射，從而形成攜帶有所述發光裝置的發光元件發出的光信號特性的相關影像。所 述觸摸位置檢測模塊便可以精確的識別出所述相關影像，進而實現相應的觸摸操作。本實 用新型中所述的觸摸板的邊部或角部，不僅是指觸摸板本身的邊部或角部，還可以是指距 離觸摸板本身有一定距離的邊部或角部。如，發光元件可以位於觸摸板本身的邊部或角部， 也可以不是位於觸摸板上，而是位於距離觸摸板有一定距離的位置，如位於觸摸板的邊框 的邊部或角部上，或者也可以位於裝有觸摸板的設備的其他部分。 所述觸摸位置檢測模塊包括一接收光信號的光接收部分，所述光接收部分可以位 於所述觸摸板的前方邊側或角部。光接收部分的這種結構特別適合所述觸摸板為不透明結 構的情況。 所述光接收部分可以位於所述觸摸板的後方邊側或角部。光接收部分的這種結構 特別適合所述觸摸板為透明結構的情況，可以通過觸摸板本身保護所述光接收部分，以免 所述光接收部分損壞或者受到外界幹擾。 在所述觸摸板為透明結構的情況下，所述光接收部分可以在所述觸摸板的邊沿 處，有利於使結構更緊湊。所述光接收部分可以貼在所述觸摸板的邊沿處。所述光接收部 分還可以直接嵌入所述觸摸板邊沿內部。這樣的話光源的利用率將更高，結構更加簡潔。 所述發光元件、所述光接收部分，位於所述觸摸板角部時，可以有效地較少盲區。 因此一般情況下可以將所述發光元件、所述光接收部分設置在所述觸摸板角部，可以是同 一的角部，也可以是不同一個角部。允許有多個所述光接收部分，這樣可以有效地增加觸摸 面積，適用於面積較大的觸摸板。 所述通信模塊，可以採用有線模式的通信模塊、無線模式的通信模塊。採用有線 模式的通信模塊與所連接設備的微型處理器模塊進行通信，可以有效提高系統的抗幹擾性 能，便於從所連接的設備上直接獲取電源。採用無線模式的通信模塊，可以省略與所連接設 備間的連線，使系統更加簡潔，更加便於安裝和拆卸。 所述虛擬觸控螢幕還包括一電源模塊，所述電源模塊包括可充電電池和一用於對所
述可充電電池充電的一光電池，所述光電池的光接收面朝向顯示屏光源。對於液晶顯示屏、
陰極管顯示屏、等離子顯示屏等，所述顯示屏光源是屏幕，對於投影儀的顯示屏光源是顯示
屏。這樣可以利用顯示屏光源為所述虛擬觸控螢幕提供部分能源，或者全部能源。
由上述技術方案可見，本實用新型可以方便的安裝到相關設備上，以便於對觸控螢幕功能自由選擇。
圖1為本實用新型的電氣原理示意圖； 圖2為本實用新型的發光裝置電氣原理示意圖； 圖3為採用已有的虛擬雷射鍵盤技術的觸摸位置檢測系統結構示意圖； 圖4為具體實施例1的部分物理結構示意圖； 圖5為具體實施例2的部分物理結構示意圖； 圖6為具體實施例3的部分物理結構示意圖； 圖7為具體實施例4的部分物理結構示意圖。
具體實施方式為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。 參照圖1 ，虛擬觸控螢幕，包括微型處理器模塊1 ，與微型處理器模塊1通信的通信模 塊2、檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測系統3、觸摸板6。微型處理器模塊1可以是虛擬觸摸 屏單獨使用的微型處理器模塊l，也可以是與所連接的設備共用的微型處理器模塊1。觸摸 位置檢測系統3包括一發光裝置31、一觸摸位置檢測模塊32。觸摸位置檢測模塊32為一 利用光學特性檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測模塊32。觸摸位置檢測模塊32上可以加裝 遮擋非相關方向射來的光線的遮光板，從而濾除非相關方向的光線，進而提高信號靈敏度， 和提高判斷是否發生觸摸的精確度。 通信模塊2，可以採用有線模式的通信模塊2、無線模式的通信模塊2，如藍牙模式 的通信模塊2。採用有線模式的通信模塊2與所連接設備的微型處理器模塊1進行通信，可 以有效提高系統的抗幹擾性能，便於從所連接的設備上直接獲取電源。採用無線模式的通 信模塊2，可以省略與所連接設備間的連線，使系統更加簡潔，更加便於安裝和拆卸。 還可以設有一用於校準的校準模塊5。本實用新型中的虛擬觸控螢幕，與其他已有的 觸控螢幕相比，關鍵在於感知觸摸點位置的方式不同，比如電阻式觸控螢幕通過電阻受壓後改 變的介質感知觸摸點位置，虛擬觸控螢幕是通過光信號感知觸摸點的位置。而校準模塊5的 校準功能重點在於將觸摸點位置信息與光標位置信息相對應，與感知觸摸點位置的方式基 本無關，所以校準模塊5可以直接採用已有的觸控螢幕的校準模塊技術。 參照圖1和圖2，觸摸位置檢測模塊32所感應的光信號的光信號特性，與發光裝置 31的發光元件311發出的光信號特性相匹配。所述光信號特性可以包括光信號的波長或光 信號的閃爍頻率，觸摸位置檢測模塊32可以對其中任意一種光信號特性進行識別，也可以 對多種光信號特性同時進行識別。比如可以，發光裝置31的發光元件採用發射紅外光線的 發光元件，觸摸位置檢測模塊32採用識別對應波長的紅外線的光敏元件。發光裝置31設 有一驅動發光元件311閃爍的信號發生模塊312，觸摸位置檢測模塊32設有與信號發生模 塊312頻率對應得選頻模塊。這樣可以有效地避免外界其他光信號對本實用新型的幹擾。 參照圖3，觸摸位置檢測系統3，可以是採用已有的虛擬雷射鍵盤採用的，用於確 定點擊位置的，點擊位置檢測系統的結構原理的觸摸位置檢測系統，包括一發光裝置41、一觸摸位置檢測模塊42。已有的虛擬雷射鍵盤採用的點擊位置檢測系統，可以較好的對點擊 位置進行檢測，並且精確定位。可以較為直接的將其應用於本實用新型，對觸摸點進行檢測 定位。虛擬雷射鍵盤的點擊位置與本實用新型的觸摸點，本質相同。因此對於採用已有的 虛擬雷射鍵盤採用的點擊位置檢測模塊的結構原理的觸摸位置檢測模塊的具體結構，不再 詳述。對於虛擬雷射鍵盤採用的點擊位置檢測系統解析度低的問題，可以通過軟體改進加 以解決，因為其原有的硬體設備已經可以獲得較高的解析度，所以只要採用適當的軟體，就 可以滿足本實用新型對於解析度的需求。如果需要再進一步提高解析度，則需要對硬體進 行改進，但這種改進不存在技術壁壘，不是本實用新型所要解決的關鍵問題。比如可以增加 觸摸位置檢測模塊42中的感光元件的數目。 虛擬觸控螢幕還包括一 電源模塊，所述電源模塊包括可充電電池和一用於對所述可
充電電池充電的一光電池，所述光電池的光接收面朝向顯示屏光源。對於液晶顯示屏、陰極
管顯示屏、等離子顯示屏等，所述顯示屏光源是屏幕，對於投影儀的顯示屏光源是顯示屏。
這樣可以利用顯示屏光源為所述虛擬觸控螢幕提供部分能源，或者全部能源。 具體實施例1 參照圖4，觸摸位置檢測系統3的發光裝置31的發光元件311位於觸摸板6的前 方邊部或角部，向觸摸板6處照射，可以較為均勻的照射在觸摸板6上，也可以形成與觸摸 板6所在平面平行的光線面。觸摸位置檢測模塊32包括一接收光信號的光接收部分321。 光接收部分321可以位於觸摸板6的前方邊側或角部。這樣操作人員在使用觸摸件觸摸觸 摸板6時，觸摸件就會受到發光裝置31的發光元件311的照射，從而形成攜帶有發光元件 311發出的光信號特性的相關影像。觸摸位置檢測模塊32便可以精確的識別出所述相關影 像，進而實現相應的觸摸操作。 觸摸位置檢測系統3也可以採用圖3中所示的採用已有的虛擬雷射鍵盤技術的觸 摸位置檢測系統3。 上述結構特別適合觸摸板6為不透明結構的情況。 一般情況下，發光元件311、光 接收部分321，適合安裝在觸摸板6的角部，可以安裝在觸摸板6的同一個角部，也可以安裝 在不同的角部。這樣有利於消除盲區。 具體實施例2 參照圖5，觸摸板6為透明的觸摸板。觸摸位置檢測系統3的發光裝置31的發光 元件311位於觸摸板6前方邊部或角部，向觸摸板6處照射。觸摸位置檢測模塊32的光接 收部分321可以位於觸摸板6的後方邊側或角部。這樣操作人員在使用觸摸件觸摸觸摸板 6時，觸摸件就會受到發光裝置31的發光元件311的照射，從而形成攜帶有發光元件311發 出的光信號特性的相關影像。相關影像的光線穿過透明的觸摸板6，到達光接收部分321， 觸摸位置檢測模塊32便可以精確的識別出所述相關影像，進而實現相應的觸摸操作。 一般 情況下，發光元件311、光接收部分321，適合安裝在觸摸板6的角部。這樣有利於消除盲區。 觸摸位置檢測系統3也可以採用圖3中所示的採用已有的虛擬雷射鍵盤技術的觸摸位置檢 測系統3。 採用這種結構，可以使觸摸板6對光接收部分321起到保護作用。防止外力損壞 光接收部分321，或者汙物遮擋光接收部分321。 具體實施例3，[0045] 參照圖6，觸摸板6為透明的觸摸板。觸摸位置檢測系統3的發光裝置31的發光 元件311位於觸摸板6後方邊部或角部，向觸摸板6前方較為均勻的照射。觸摸位置檢測 模塊32的光接收部分321位於觸摸板6的後方邊側或角部。這樣操作人員在使用觸摸件 觸摸觸摸板6時，觸摸件就會受到發光裝置31的發光元件311的照射，從而形成攜帶有發 光元件311發出的光信號特性的相關影像。相關影像的光線穿過透明的觸摸板6，到達光接 收部分321，觸摸位置檢測模塊32便可以精確的識別出所述相關影像，進而實現相應的觸 摸操作。 一般情況下，發光元件311、光接收部分321，適合安裝在觸摸板6的角部。這樣有 利於消除盲區。觸摸位置檢測系統3也可以採用圖3中所示的採用已有的虛擬雷射鍵盤技 術的觸摸位置檢測系統3。 採用這種結構，可以使觸摸板6對光接收部分321和發光元件311同時起到保護 作用。防止外力損壞光接收部分321和發光元件311，或者汙物遮擋光接收部分321和發光 元件311。 具體實施例4 參照圖7，觸摸板6為透明的觸摸板。觸摸位置檢測系統3的發光裝置31的發光 元件311嵌入觸摸板6的邊部或角部，向觸摸板6前方較為均勻的照射。為了便於生產，也 可以直接將發光元件311貼在所述觸摸板的邊沿處，這樣而且有利於使結構更緊湊。觸摸 位置檢測模塊32的光接收部分321可以在觸摸板6的邊沿處，如嵌入觸摸板6的邊側或角 部的邊沿處，為了便於生產，也可以直接將光接收部分321貼在所述觸摸板的邊沿處，這樣 而且有利於使結構更緊湊。這樣操作人員在使用觸摸件觸摸觸摸板6時，觸摸件就會受到 發光裝置31的發光元件311的照射，從而形成攜帶有發光元件311發出的光信號特性的相 關影像。相關影像的光線穿過透明的觸摸板6，到達光接收部分321，觸摸位置檢測模塊32 便可以精確的識別出所述相關影像，進而實現相應的觸摸操作。一般情況下，發光元件311、 光接收部分321，適合安裝在觸摸板6的角部。這樣有利於消除盲區。如果光接收部分321 具有匯聚透鏡，匯聚透鏡可以直接生成在觸摸板6上，這樣有利於更加高效地接收光信號。 觸摸位置檢測系統3也可以採用圖3中所示的採用已有的虛擬雷射鍵盤技術的觸摸位置檢 測系統3。 採用這種結構，不但可以使觸摸板6對光接收部分321和發光元件311同時起到 保護作用，還具有結構緊湊、便於安裝、光能損耗少等優點。顯然可以僅把光接收部分321 或發光元件311中的一個嵌入在觸摸板6中。 尤其是將發光元件311嵌入在觸摸板6，將光接收部分321設置在觸摸板6後方角 部時，較為理想。光接收部分321與觸摸板6間具有一定的高度差，容易形成一定的視角， 便於採集光信號，進而進行精確定位。 允許有多個光接收部分321和發光元件311，這樣可以有效地增加觸摸面積，適用 於面積較大的觸摸板6。 以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中 描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新 型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用 新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求虛擬觸控螢幕，包括微型處理器模塊，與所述微型處理器模塊通信的通信模塊、檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測系統、觸摸板，其特徵在於，所述觸摸位置檢測系統包括一發光裝置、一觸摸位置檢測模塊；所述發光裝置的發光元件發出的光向所述觸摸板處照射；所述觸摸位置檢測模塊為一利用光學特性檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測模塊；所述觸摸位置檢測模塊為，所感應的光信號的光信號特性，與所述發光裝置的發光元件發出的光信號特性相匹配的觸摸位置檢測模塊。
2. 根據權利要求1所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述發光裝置包括一驅動所述發 光元件閃爍的信號發生模塊，所述觸摸位置檢測模塊設有與所述信號發生模塊頻率對應的 選頻模塊。
3. 根據權利要求2所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述發光裝置的發光元件採用發 射紅外光線的發光元件，所述觸摸位置檢測模塊採用識別對應波長的紅外線的光敏元件。
4. 根據權利要求1所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述觸摸位置檢測系統，包括一發 光裝置的發光元件、一觸摸位置檢測模塊；所述觸摸位置檢測系統採用點擊位置檢測系統的結構原理，所述點擊位置監測系統是 虛擬雷射鍵盤用於確定點擊位置的點擊位置監測系統。
5. 根據權利要求4所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述通信模塊採用有線模式的通 信模塊，所述微型處理器模塊採用所連接設備的微型處理器模塊；所述通信模塊通過有線 的方式與所述微型處理器模塊通信。
6. 根據權利要求1所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述通信模塊採用無線模式的通 信模塊，所述虛擬觸控螢幕還包括一 電源模塊，所述電源模塊包括可充電電池和一用於對所 述可充電電池充電的一光電池，所述光電池的光接收面朝向顯示屏光源。
7. 根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述發光裝置的發光元件位於所述觸摸板的邊部或角部，向所述觸摸板處照射，所述觸摸位置檢測模塊包括一 接收光信號的光接收部分，所述光接收部分位於所述觸摸板的邊部或角部。
8. 根據權利要求7所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述觸摸板為透明的觸摸板，所述 發光裝置的發光元件位於所述觸摸板的前方的邊部或角部，向所述觸摸板處較為均勻的照 射，所述光接收部分位於所述觸摸板的後方邊側或角部。
9. 根據權利要求7所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述觸摸板為透明結構，所述發光 元件在觸摸板邊沿處。
10. 根據權利要求7所述的虛擬觸控螢幕，其特徵在於，所述發光元件位於所述觸摸板前 方的邊部或角部，所述光接收部分位於所述觸摸板前方的邊部或角部。
專利摘要虛擬觸控螢幕涉及一種觸控螢幕，具體為一種基於光學原理的觸控螢幕。包括微型處理器模塊，與所述微型處理器模塊通信的通信模塊、檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測系統、觸摸板，所述觸摸位置檢測系統包括一發光裝置、一觸摸位置檢測模塊；所述發光裝置的發光元件發出的光向所述觸摸板處照射；所述觸摸位置檢測模塊為一利用光學特性檢測觸摸點位置的觸摸位置檢測模塊；所述觸摸位置檢測模塊所感應的光信號的光信號特性，與所述發光裝置的發光元件發出的光信號特性相匹配。具有裝配方便、體積小、抗幹擾能力強等優點。
文檔編號G06F3/042GK201465072SQ20092006999
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月4日 優先權日2009年4月4日
發明者孫倩倩, 孫斌斌, 張濤, 李興文, 李興武, 李向平, 李文杰, 許振民, 高楓 申請人:李興文