[實用新型]一種光學觸控裝置

有效

• 申請號: 201320138266.3
• 申請日: 2013-03-25
• 公開（公告）號: CN203178986U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 李曉強;劉耀誠
• 申請（專利權）人: 南京瓦迪電子科技有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;項京

技術領域

本實用新型涉及觸控技術領域，特別涉及一種光學觸控裝置。

背景技術

目前，市場上適用于中小尺寸（大約為32英寸以下）的觸控方案主流為電容式、紅外陳列和光學式。

對于電容式，當觸碰尺寸略大些良率將急劇下降，因此成本非常高；且絕大多數電容屏對觸控體有要求，無法用帶手套的手觸摸；再有，電容屏是一種對溫度敏感的觸摸裝置，因此在一些高低溫范圍較大的使用場景無法廣泛使用。

對于紅外陳列式，由于成本及結構原因，紅外LED不能放置的特別密，識別精度受到影響。因此細筆的書寫效果不佳。

由于電容式和紅外陣列式存在上述問題，目前市場上絕大多數采用光學式觸控裝置。

對于光學式，通常有兩大類觸控裝置：一類是黑背景加發光觸控體，另一類是白背景加不透光的觸控物體。所謂黑背景，是指通過攝像機拍攝時，在拍攝所成的圖像中背景基本呈黑色；所謂白背景，是指通過攝像機拍攝時，在拍攝所成的圖像中背景基本成白色。

參見圖1，其是黑背景加發光觸控體的觸控裝置，該觸控裝置通過兩個或多個放置在顯示器屏幕相鄰邊角上的紅外攝像頭模組（可以為電荷耦合元件（CCD，Charge?Coupled?Device）或金屬氧化物半導體元件（CMOS，Complementary?Metal-Oxide?Semiconductor））來拍照。攝像頭模組正常工作狀態下所得圖像為黑背景，當發光觸控體（如發光觸控筆）在觸碰到觸摸面后發光，抬離觸摸面后關閉光源，這樣，通過識別該發光觸控體來識別觸控位置，通過發光觸控物體與紅外攝像頭模組的三角坐標來獲得發光觸控筆的屏幕坐標。

對于上述光學觸控裝置，觸控體必須為發光體，否則在攝像頭模組正常工作狀態下所得圖像為黑背景時下無法識別。

參見圖2，其是白背景加不透光的觸控物體的觸控裝置，該觸控裝置通過兩個或多個放置在顯示器相鄰邊角上的紅外攝像頭模組（可以為CCD或CMOS傳感器）來拍照。屏幕邊框構造出一個背景光源。當遮擋物（如手指或任何不透光物體）觸摸屏幕時，該物體就遮擋了背景光源所對應觸摸位置的圖像，通過分析該遮擋了背景光源的圖像，獲得遮擋物的位置，并通過遮擋物位置與紅外攝像頭模組的三角關系來獲得遮擋物的屏幕坐標。

對于上述光學觸控裝置，如果觸控體是不透光的遮擋物，則攝像頭模組正常工作狀態下所得圖像必須為白背景，否則無法識別該觸控體的在屏幕上的位置。為了實現攝像頭模組正常工作狀態下所得圖像為白背景，需要在屏幕四周設置多條高出觸控平面的反光條和導光條，而該包括高出觸控平面的反光條及導光條的觸控裝置無法在很多中小尺寸的觸控一體機中應用。

由于反光條及導光條占據了整個觸控裝置的物料成本相當一部分，同時粘貼反光條或者導光條的工藝比較繁瑣，因此生產成本高，生產工藝復雜。

當攝像頭模組正常工作狀態下所得圖像為白背景時，現有技術方案中攝像頭模組拍攝到的背景光源的圖像位置可能隨著整機的搬運而發生微小的變化，這就要求效果好的光學觸控裝置需要有動態的結構變形補償算法，因此算法復雜度高。

現有技術方案為在白背景中查找不透光的觸控物體（相當于黑色觸控體），考慮反光條方案：要求在靠近攝像頭模組近處的位置，觸控體在白背景的相應位置處不能被光源照的太亮，否則就無法識別有觸控體進入；這個要求需要在光源處增加隔離裝置，以避免距離光源很近的物體被照亮而無法識別，因此光路設計難度很高，很難把光學組件做的非常小。

考慮抗光性問題，現有技術在陽光直接照射到觸控物體時，會發生觸控物體在攝像頭模組中成白色的像的現象，和背景光源完全沒法區分，因而無法在陽光直射的情況下使用。

實用新型內容

本實用新型實施例的目的在于提供一種光學觸控裝置，以解決現有技術中光學式觸控裝置存在的上述問題。

為達到上述目的，本實用新型實施例公開了一種光學觸控裝置，設置在顯示器屏幕上，用于在攝像頭模組正常工作狀態下所得圖像為黑背景時識別不發光觸控體在顯示器屏幕上的觸控位置，所述光學觸控裝置包括：至少兩個攝像頭模組、光源、控制板，其中，

所述至少兩個攝像頭模組，安裝在所述顯示器屏幕相鄰邊角上，以預設幀率拍攝與所述顯示器屏幕垂直的平面，將拍攝到的圖像傳送給控制板；

所述光源，與所述攝像頭模組的個數相同，每個光源安裝在緊鄰一個攝像頭模組的一側，所述光源接受控制板的控制，根據所述控制板的信號發光，以照亮平行并緊貼所述顯示器屏幕的區域；