[發明專利]一種非接觸式觸屏控制裝置

有效

• 申請號: 201410207039.0
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN103995623B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 張中山;李洋;劉曉園;張雁翎
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G06F3/044
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司11237
• 代理人: 張仲波

技術領域

本發明涉及光電領域，尤其涉及一種非接觸式觸屏控制裝置。

背景技術

近五年，智能手機已經占領移動通信終端市場的首要席位，與此同時，為了滿足消費者多樣化的生活和娛樂需求，各種各樣的應用軟件隨之產生，在提供服務的同時，也為移動終端的操作方法即使用者與設備之間的交互性提出了新的要求。傳統的12鍵操作及后來的全鍵盤設備，已經遠遠不能滿足琳瑯滿目的App為用戶提供的操作功能，此時，觸摸顯示屏技術應運而生，采用最簡單、便捷的方式使消費者完成操作，達到前所未有的人機交互體驗。該技術同時應用到平板電腦、筆記本電腦、大幅顯示屏幕等各種終端設備，迅速占領了市場。它是最自然的輸入手段，隨著現代人對節約空間以及人機顯示界面審美與互動性要求的提升，傳統的機械按鍵方式已經逐漸的被觸屏所取代。

按照技術原理來區分，觸摸屏大致可以分為五個基本種類：矢量壓力傳感技術觸摸屏、電阻技術觸摸屏、電容技術觸摸屏、紅外線技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏。其中早期的矢量壓力傳感技術觸摸屏已經退出了歷史的舞臺，紅外觸摸屏雖然價格低廉，但是其外框已碎，容易產生光干擾，曲面情況下失真等，導致使用情況很少。電阻式觸摸屏的定位準確，但是價格頗高，而且怕刮易損。表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷，清晰抗暴，適用于各種場合，缺陷是屏表面的水滴、塵土會使觸摸屏變得遲鈍，甚至無法工作。電容觸摸屏設計理論好，雖然其圖像失真問題有待提高，但它仍是現階段應用最廣的觸摸裝置之一，其原理是在玻璃表面貼上一層透明的金屬電容物質，這些特殊的金屬電容物質稱為金屬層，金屬層上具有多個觸摸定位單元。當手指(導電體)觸摸到金屬層上時，觸電的電容就會發生變化，使得與之相連的震蕩器頻率發生變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸點位置信息。

隨著智能終端的發展，觸摸顯示屏成為不可或缺的顯示設備，然而觸屏操作雖然方便，但卻要求手指親自完全的接觸操作，很多時候不能滿足使用的需求，特別是會議、課堂的大幅觸摸顯示屏，這為原有的流暢的人機互動性操作帶來了很多不便的限制因素。除了操作上的限制以外，徒手的完全觸摸操作還容易對屏幕造成一定的污垢與損傷，同時也不利于衛生方面的考慮。如果能有一種方法在非觸碰的條件下，完成觸屏的操作，實現很好的人機交互功能，將會是智能終端控制操作上的一大進步。

現有的觸屏技術操作雖然方便，但是它卻有一定的限定條件，比如必須我們自身手指親自完全的接觸，這就帶來了一定的操作問題。比如寒冷的冬天，我們經常遇到的就是帶著手套的雙手無法對觸屏產品進行操作。另外手觸方式難以應用于遠程大幅觸摸顯示屏。隨著科技的發展，無論是校園授課還是公司的會議講演，甚至是我們的家庭液晶電視，觸屏都已經得到了廣泛的應用，但大部分的大幅觸摸顯示屏通常只是用激光筆進行一些簡單的翻頁，光點指示，根本不能完成其他復雜的操作；同時使用距離和屏幕尺寸的限制，導致我們無法實時進行手動的操作，這就白白的浪費了很好的觸屏資源，同時也再一次使消費者在使用中的互動性降低，回到了原有的非觸摸顯示屏的階段。除了操作上的局限性，徒手的完全觸摸操作還容易對屏幕造成一定的損壞，這些油漬、污漬的長期存在不僅影響到屏幕的顯示度，同時對操作的靈敏度也有著很大的影響，很多消費者都發現長期使用的觸屏會產生操作反應遲鈍，甚至是滑屏的現象，這大大影響了智能終端帶來的流暢的用戶體驗。而在公共場合，一些觸屏設備供大量的流動人口使用，徒手的操作同時也不符合衛生和健康方便的考慮，實用、方便的觸屏，卻成了疾病傳播的途徑。

因此，需要一種非接觸式的觸摸屏控制方案，能夠實現在不接觸觸摸屏的情況下對觸摸屏的控制。國內外有很多學者針對上述相關、相近的問題提出了多種解決的思路和方案，大致有以下幾種。