[發(fā)明專利]一種觸摸屏定位裝置及觸摸點計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310111700.3
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN103186295A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任均宇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)觸控定位領(lǐng)域，更具體地，涉及一種觸摸屏定位裝置及觸摸點計算方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的光學(xué)觸控定位方式，一般采用在屏幕兩個角端放置LED及攝像頭的方式，如圖1所示，LED的發(fā)散角度為90°或以上，攝像頭的拍攝角度為90°或以上，在屏幕的三邊都放置回歸反射條，其作用是可以把光朝著原來的方向反射回去；當(dāng)屏幕中有觸控點（任意的遮光物體）時，攝像頭會拍攝到光場發(fā)生變化，根據(jù)此光場的變化可算出觸控所在的角度；通過兩個攝像頭則可確定觸控點在屏幕的位置。此方法的計算方式為，根據(jù)攝像頭所采集的光斑確定觸摸點與攝像頭的連線跟屏幕邊緣之間的夾角，如圖1所示，觸摸點與左攝像頭的夾角為a，與右攝像頭的夾角為b，L為屏幕的長邊長度，H為屏幕的短邊長度，所以觸摸點的坐標(biāo)為：x=L*tana/(tanb+tana)，y=x*tana。由以上公式則可計算出坐標(biāo)點位置。

但是上述觸控技術(shù)存在很多的不足或者缺陷：

（1）該觸控技術(shù)難以使用于大屏幕中。當(dāng)屏幕尺寸變大之后，譬如80寸，那么由于反射條反射的光強過于弱，將難以辨認觸控點所引起的光場變化。如若為了獲取亮度比較高的光場，需要提高反射條的厚度（一般需要達到10mm的厚度），但這樣會導(dǎo)致整體的光學(xué)定位框高度過高，影響美觀及斷筆連筆的效果，也就是觸控物未觸摸到屏幕即引起觸控屏光場的變化，造成誤判，影響觸控、書寫的效果。

（2）上述觸控技術(shù)中，需要攝像頭拍攝整個觸控屏幕，而對于后拍攝的技術(shù)方案來說，后拍攝的攝像頭需要離屏幕一定的距離才能拍到整個屏幕的，使得整個觸控結(jié)構(gòu)尺寸較大，占用面積較大。

（3）由于需要攝像頭拍攝整個觸控屏幕，只能需要利用大角度面陣攝像頭才能實現(xiàn)，面陣攝像頭相對于線陣攝像頭來說，成本較高。

（4）需要使用大角度面陣攝像頭拍攝整個屏幕圖像，而角度太大的攝像頭畸變較大，在邊角定位不夠準(zhǔn)確，影響觸摸點定位的準(zhǔn)確性。而且拍攝的圖像存在一定的畸變，需要較復(fù)雜的算法進行校正，運算量較大，需要配置高運算速度的設(shè)備，如計算機，無法做到免驅(qū)的觸摸設(shè)備。

（5）該觸摸技術(shù)中觸摸點的計算方法是先計算出觸摸點與攝像頭連線的夾角，然后根據(jù)一系列的較為復(fù)雜的三角函數(shù)轉(zhuǎn)換公式而計算出觸摸點的坐標(biāo)位置。此計算方法容易引入一些計算誤差，導(dǎo)致所計算出得坐標(biāo)點不夠精確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明的首要目的是提供一種對觸摸點定位更加準(zhǔn)確的觸摸屏定位裝置。

本發(fā)明的進一步目的是提供一種對觸摸點定位更加準(zhǔn)確的觸摸點計算方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種觸摸屏定位裝置，包括顯示屏，還包括：

兩個發(fā)散角為90度或者90度以上的一字線激光器，設(shè)置在顯示屏一邊的兩個頂角上并位于顯示屏前；

兩個光電探測器，與兩個一字線激光器對應(yīng)設(shè)置在顯示屏同一邊的兩個頂角上并位于顯示屏后，用于探測光斑位置；

兩個成像透鏡，設(shè)置在光電探測器和顯示屏之間，用于會聚觸摸物的反射光線至光電探測器上；

數(shù)據(jù)處理模塊與顯示屏、兩個光電探測器分別連接，用于根據(jù)光電探測器探測到的光斑位置計算觸摸點坐標(biāo)，并將計算的觸摸點坐標(biāo)發(fā)送給顯示屏顯示。

根據(jù)上述本發(fā)明的方案，兩個發(fā)散角為90度或者90度以上的一字線激光器能令整個顯示屏表面布滿紅外激光，當(dāng)有觸摸物觸摸顯示屏?xí)r，觸摸物能把部分紅外激光原路返回，反射回來的光強會在光電探測器處形成一個光斑，根據(jù)該光斑的位置可以求取觸摸點的坐標(biāo)。

一種采用上述的觸摸屏定位裝置的觸摸點計算方法，具體步驟如下：

觸摸點N經(jīng)過成像透鏡在光電探測器面形成的光斑為M；

光電探測器對應(yīng)的成像透鏡的光軸與一字線激光器光軸交于參考面的O點；所述O點經(jīng)過成像透鏡成像于對應(yīng)光電探測器面的O’點，

由觸摸點N、O點、成像透鏡、M點和O’點形成兩個相似三角形，根據(jù)M點和O’點的距離求取觸摸點N與O點之間的距離a；

根據(jù)a和參考平面與一字線激光器的距離H求取觸摸點到一字線激光器的距離L=H+X，由此獲取觸摸點到兩個一字線激光器的距離L1和L2；

L1和L2結(jié)合兩個一字線激光器之間的距離K，運用余弦定理求取觸摸點的坐標(biāo)X和Y。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：