专利名称：虚拟触摸屏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种触摸屏，具体为一种基于光学原理的触摸屏。
背景技术：
现在越来越多的设备上采用了触摸屏。触摸屏是一种操作便捷、直观的输入设备。 但是现有的触摸屏面临体积较大、不便于安装、抗干扰能力差、易于损坏的问题。这些问题 限制了操作人员对触摸屏功能选择的自由性、限制了触摸屏的使用环境。 随着光电技术的发展，电子设备对相关影像的识别和定位能力越来越强。比如，已 有的激光虚拟键盘上的影像定位系统具有较高的识别和定位能力，能够较为精确的获得操 作人员的点击位置；现有的影像互动技术，也已经能够较好的对相关影像进行识别和定位； 在中国申请的，申请号为:200910047241. 0的专利文件，和申请号为:200810041963. 0的专 利文件，都提供了对相关影像进行识别和定位的技术方案。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种虚拟触摸屏，具有装配方便、体积小、抗干扰能力 强等优点。 本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现 虚拟触摸屏，包括微型处理器模块，与所述微型处理器模块通信的通信模块、检测 触摸点位置的触摸位置检测系统、触摸板，其特征在于，所述触摸位置检测系统包括一发光 装置、一触摸位置检测模块； 所述发光装置的发光元件发出的光向所述触摸板处照射； 所述触摸位置检测模块为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模 块； 所述触摸位置检测模块为，所感应的光信号的光信号特性，与所述发光装置的发 光元件发出的光信号特性相匹配的触摸位置检测模块。 所述光信号特性可以包括光信号的波长或光信号的闪烁频率，所述触摸位置检测 模块可以对其中任意一种光信号特性进行识别，也可以对两种光信号特性同时进行识别。 这样可以有效地避免外界其他光信号对本实用新型的干扰。因为是利用光学特性检测触摸 点位置，所以便于实现多重触摸。 所述发光装置的发光元件采用发射红外光线的发光元件，所述触摸位置检测模块 采用识别对应波长的红外线的光敏元件。 所述发光装置包括一驱动所述发光元件闪烁的信号发生模块，所述触摸位置检测 模块设有与所述信号发生模块频率对应得选频模块。 所述触摸位置检测系统，包括一发光装置的发光元件、一触摸位置检测模块，所述 触摸位置检测系统采用点击位置检测系统的结构原理，所述点击位置监测系统是虚拟激光 键盘用于确定点击位置的点击位置监测系统。已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测系
3统，可以较好的对点击位置进行检测，并且精确定位。可以较为直接的将其应用于本实用新 型，对触摸点进行检测定位。虚拟激光键盘的点击位置与本实用新型的触摸点，本质相同。 因此对于采用已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测 模块的具体结构，不再详述。对于虚拟激光键盘采用的点击位置检测系统分辨率低的问题， 可以通过软件改进加以解决，其硬件设备已经可以获得较高的分辨率。如果需要再进一步 提高分辨率，则需要对硬件进行改进，但这种改进不存在技术壁垒，不是本实用新型所要解 决的关键问题，因此不做详述。 所述发光装置的发光元件位于所述触摸板前方的边部或角部，向所述触摸板处较 为均匀的照射。如果所述触摸板为透明的触摸板，所述发光装置的发光元件还可以位于所 述触摸板的后方的边部或角部，向所述触摸板的前方照射。 这样操作人员在使用触摸件触摸触摸板时，触摸件就会受到所述发光装置的发光 元件的照射，从而形成携带有所述发光装置的发光元件发出的光信号特性的相关影像。所 述触摸位置检测模块便可以精确的识别出所述相关影像，进而实现相应的触摸操作。本实 用新型中所述的触摸板的边部或角部，不仅是指触摸板本身的边部或角部，还可以是指距 离触摸板本身有一定距离的边部或角部。如，发光元件可以位于触摸板本身的边部或角部， 也可以不是位于触摸板上，而是位于距离触摸板有一定距离的位置，如位于触摸板的边框 的边部或角部上，或者也可以位于装有触摸板的设备的其他部分。 所述触摸位置检测模块包括一接收光信号的光接收部分，所述光接收部分可以位 于所述触摸板的前方边侧或角部。光接收部分的这种结构特别适合所述触摸板为不透明结 构的情况。 所述光接收部分可以位于所述触摸板的后方边侧或角部。光接收部分的这种结构 特别适合所述触摸板为透明结构的情况，可以通过触摸板本身保护所述光接收部分，以免 所述光接收部分损坏或者受到外界干扰。 在所述触摸板为透明结构的情况下，所述光接收部分可以在所述触摸板的边沿 处，有利于使结构更紧凑。所述光接收部分可以贴在所述触摸板的边沿处。所述光接收部 分还可以直接嵌入所述触摸板边沿内部。这样的话光源的利用率将更高，结构更加简洁。 所述发光元件、所述光接收部分，位于所述触摸板角部时，可以有效地较少盲区。 因此一般情况下可以将所述发光元件、所述光接收部分设置在所述触摸板角部，可以是同 一的角部，也可以是不同一个角部。允许有多个所述光接收部分，这样可以有效地增加触摸 面积，适用于面积较大的触摸板。 所述通信模块，可以采用有线模式的通信模块、无线模式的通信模块。采用有线 模式的通信模块与所连接设备的微型处理器模块进行通信，可以有效提高系统的抗干扰性 能，便于从所连接的设备上直接获取电源。采用无线模式的通信模块，可以省略与所连接设 备间的连线，使系统更加简洁，更加便于安装和拆卸。 所述虚拟触摸屏还包括一电源模块，所述电源模块包括可充电电池和一用于对所
述可充电电池充电的一光电池，所述光电池的光接收面朝向显示屏光源。对于液晶显示屏、
阴极管显示屏、等离子显示屏等，所述显示屏光源是屏幕，对于投影仪的显示屏光源是显示
屏。这样可以利用显示屏光源为所述虚拟触摸屏提供部分能源，或者全部能源。
由上述技术方案可见，本实用新型可以方便的安装到相关设备上，以便于对触摸屏功能自由选择。
图1为本实用新型的电气原理示意图； 图2为本实用新型的发光装置电气原理示意图； 图3为采用已有的虚拟激光键盘技术的触摸位置检测系统结构示意图； 图4为具体实施例1的部分物理结构示意图； 图5为具体实施例2的部分物理结构示意图； 图6为具体实施例3的部分物理结构示意图； 图7为具体实施例4的部分物理结构示意图。
具体实施方式为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。 参照图1 ，虚拟触摸屏，包括微型处理器模块1 ，与微型处理器模块1通信的通信模 块2、检测触摸点位置的触摸位置检测系统3、触摸板6。微型处理器模块1可以是虚拟触摸 屏单独使用的微型处理器模块l，也可以是与所连接的设备共用的微型处理器模块1。触摸 位置检测系统3包括一发光装置31、一触摸位置检测模块32。触摸位置检测模块32为一 利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块32。触摸位置检测模块32上可以加装 遮挡非相关方向射来的光线的遮光板，从而滤除非相关方向的光线，进而提高信号灵敏度， 和提高判断是否发生触摸的精确度。 通信模块2，可以采用有线模式的通信模块2、无线模式的通信模块2，如蓝牙模式 的通信模块2。采用有线模式的通信模块2与所连接设备的微型处理器模块1进行通信，可 以有效提高系统的抗干扰性能，便于从所连接的设备上直接获取电源。采用无线模式的通 信模块2，可以省略与所连接设备间的连线，使系统更加简洁，更加便于安装和拆卸。 还可以设有一用于校准的校准模块5。本实用新型中的虚拟触摸屏，与其他已有的 触摸屏相比，关键在于感知触摸点位置的方式不同，比如电阻式触摸屏通过电阻受压后改 变的介质感知触摸点位置，虚拟触摸屏是通过光信号感知触摸点的位置。而校准模块5的 校准功能重点在于将触摸点位置信息与光标位置信息相对应，与感知触摸点位置的方式基 本无关，所以校准模块5可以直接采用已有的触摸屏的校准模块技术。 参照图1和图2，触摸位置检测模块32所感应的光信号的光信号特性，与发光装置 31的发光元件311发出的光信号特性相匹配。所述光信号特性可以包括光信号的波长或光 信号的闪烁频率，触摸位置检测模块32可以对其中任意一种光信号特性进行识别，也可以 对多种光信号特性同时进行识别。比如可以，发光装置31的发光元件采用发射红外光线的 发光元件，触摸位置检测模块32采用识别对应波长的红外线的光敏元件。发光装置31设 有一驱动发光元件311闪烁的信号发生模块312，触摸位置检测模块32设有与信号发生模 块312频率对应得选频模块。这样可以有效地避免外界其他光信号对本实用新型的干扰。 参照图3，触摸位置检测系统3，可以是采用已有的虚拟激光键盘采用的，用于确 定点击位置的，点击位置检测系统的结构原理的触摸位置检测系统，包括一发光装置41、一触摸位置检测模块42。已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测系统，可以较好的对点击 位置进行检测，并且精确定位。可以较为直接的将其应用于本实用新型，对触摸点进行检测 定位。虚拟激光键盘的点击位置与本实用新型的触摸点，本质相同。因此对于采用已有的 虚拟激光键盘采用的点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测模块的具体结构，不再 详述。对于虚拟激光键盘采用的点击位置检测系统分辨率低的问题，可以通过软件改进加 以解决，因为其原有的硬件设备已经可以获得较高的分辨率，所以只要采用适当的软件，就 可以满足本实用新型对于分辨率的需求。如果需要再进一步提高分辨率，则需要对硬件进 行改进，但这种改进不存在技术壁垒，不是本实用新型所要解决的关键问题。比如可以增加 触摸位置检测模块42中的感光元件的数目。 虚拟触摸屏还包括一 电源模块，所述电源模块包括可充电电池和一用于对所述可
充电电池充电的一光电池，所述光电池的光接收面朝向显示屏光源。对于液晶显示屏、阴极
管显示屏、等离子显示屏等，所述显示屏光源是屏幕，对于投影仪的显示屏光源是显示屏。
这样可以利用显示屏光源为所述虚拟触摸屏提供部分能源，或者全部能源。 具体实施例1 参照图4，触摸位置检测系统3的发光装置31的发光元件311位于触摸板6的前 方边部或角部，向触摸板6处照射，可以较为均匀的照射在触摸板6上，也可以形成与触摸 板6所在平面平行的光线面。触摸位置检测模块32包括一接收光信号的光接收部分321。 光接收部分321可以位于触摸板6的前方边侧或角部。这样操作人员在使用触摸件触摸触 摸板6时，触摸件就会受到发光装置31的发光元件311的照射，从而形成携带有发光元件 311发出的光信号特性的相关影像。触摸位置检测模块32便可以精确的识别出所述相关影 像，进而实现相应的触摸操作。 触摸位置检测系统3也可以采用图3中所示的采用已有的虚拟激光键盘技术的触 摸位置检测系统3。 上述结构特别适合触摸板6为不透明结构的情况。 一般情况下，发光元件311、光 接收部分321，适合安装在触摸板6的角部，可以安装在触摸板6的同一个角部，也可以安装 在不同的角部。这样有利于消除盲区。 具体实施例2 参照图5，触摸板6为透明的触摸板。触摸位置检测系统3的发光装置31的发光 元件311位于触摸板6前方边部或角部，向触摸板6处照射。触摸位置检测模块32的光接 收部分321可以位于触摸板6的后方边侧或角部。这样操作人员在使用触摸件触摸触摸板 6时，触摸件就会受到发光装置31的发光元件311的照射，从而形成携带有发光元件311发 出的光信号特性的相关影像。相关影像的光线穿过透明的触摸板6，到达光接收部分321， 触摸位置检测模块32便可以精确的识别出所述相关影像，进而实现相应的触摸操作。 一般 情况下，发光元件311、光接收部分321，适合安装在触摸板6的角部。这样有利于消除盲区。 触摸位置检测系统3也可以采用图3中所示的采用已有的虚拟激光键盘技术的触摸位置检 测系统3。 采用这种结构，可以使触摸板6对光接收部分321起到保护作用。防止外力损坏 光接收部分321，或者污物遮挡光接收部分321。 具体实施例3，[0045] 参照图6，触摸板6为透明的触摸板。触摸位置检测系统3的发光装置31的发光 元件311位于触摸板6后方边部或角部，向触摸板6前方较为均匀的照射。触摸位置检测 模块32的光接收部分321位于触摸板6的后方边侧或角部。这样操作人员在使用触摸件 触摸触摸板6时，触摸件就会受到发光装置31的发光元件311的照射，从而形成携带有发 光元件311发出的光信号特性的相关影像。相关影像的光线穿过透明的触摸板6，到达光接 收部分321，触摸位置检测模块32便可以精确的识别出所述相关影像，进而实现相应的触 摸操作。 一般情况下，发光元件311、光接收部分321，适合安装在触摸板6的角部。这样有 利于消除盲区。触摸位置检测系统3也可以采用图3中所示的采用已有的虚拟激光键盘技 术的触摸位置检测系统3。 采用这种结构，可以使触摸板6对光接收部分321和发光元件311同时起到保护 作用。防止外力损坏光接收部分321和发光元件311，或者污物遮挡光接收部分321和发光 元件311。 具体实施例4 参照图7，触摸板6为透明的触摸板。触摸位置检测系统3的发光装置31的发光 元件311嵌入触摸板6的边部或角部，向触摸板6前方较为均匀的照射。为了便于生产，也 可以直接将发光元件311贴在所述触摸板的边沿处，这样而且有利于使结构更紧凑。触摸 位置检测模块32的光接收部分321可以在触摸板6的边沿处，如嵌入触摸板6的边侧或角 部的边沿处，为了便于生产，也可以直接将光接收部分321贴在所述触摸板的边沿处，这样 而且有利于使结构更紧凑。这样操作人员在使用触摸件触摸触摸板6时，触摸件就会受到 发光装置31的发光元件311的照射，从而形成携带有发光元件311发出的光信号特性的相 关影像。相关影像的光线穿过透明的触摸板6，到达光接收部分321，触摸位置检测模块32 便可以精确的识别出所述相关影像，进而实现相应的触摸操作。一般情况下，发光元件311、 光接收部分321，适合安装在触摸板6的角部。这样有利于消除盲区。如果光接收部分321 具有汇聚透镜，汇聚透镜可以直接生成在触摸板6上，这样有利于更加高效地接收光信号。 触摸位置检测系统3也可以采用图3中所示的采用已有的虚拟激光键盘技术的触摸位置检 测系统3。 采用这种结构，不但可以使触摸板6对光接收部分321和发光元件311同时起到 保护作用，还具有结构紧凑、便于安装、光能损耗少等优点。显然可以仅把光接收部分321 或发光元件311中的一个嵌入在触摸板6中。 尤其是将发光元件311嵌入在触摸板6，将光接收部分321设置在触摸板6后方角 部时，较为理想。光接收部分321与触摸板6间具有一定的高度差，容易形成一定的视角， 便于采集光信号，进而进行精确定位。 允许有多个光接收部分321和发光元件311，这样可以有效地增加触摸面积，适用 于面积较大的触摸板6。 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中 描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新 型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用 新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求虚拟触摸屏，包括微型处理器模块，与所述微型处理器模块通信的通信模块、检测触摸点位置的触摸位置检测系统、触摸板，其特征在于，所述触摸位置检测系统包括一发光装置、一触摸位置检测模块；所述发光装置的发光元件发出的光向所述触摸板处照射；所述触摸位置检测模块为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块；所述触摸位置检测模块为，所感应的光信号的光信号特性，与所述发光装置的发光元件发出的光信号特性相匹配的触摸位置检测模块。
2. 根据权利要求1所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述发光装置包括一驱动所述发 光元件闪烁的信号发生模块，所述触摸位置检测模块设有与所述信号发生模块频率对应的 选频模块。
3. 根据权利要求2所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述发光装置的发光元件采用发 射红外光线的发光元件，所述触摸位置检测模块采用识别对应波长的红外线的光敏元件。
4. 根据权利要求1所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述触摸位置检测系统，包括一发 光装置的发光元件、一触摸位置检测模块；所述触摸位置检测系统采用点击位置检测系统的结构原理，所述点击位置监测系统是 虚拟激光键盘用于确定点击位置的点击位置监测系统。
5. 根据权利要求4所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述通信模块采用有线模式的通 信模块，所述微型处理器模块采用所连接设备的微型处理器模块；所述通信模块通过有线 的方式与所述微型处理器模块通信。
6. 根据权利要求1所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述通信模块采用无线模式的通 信模块，所述虚拟触摸屏还包括一 电源模块，所述电源模块包括可充电电池和一用于对所 述可充电电池充电的一光电池，所述光电池的光接收面朝向显示屏光源。
7. 根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述发光装置的发光元件位于所述触摸板的边部或角部，向所述触摸板处照射，所述触摸位置检测模块包括一 接收光信号的光接收部分，所述光接收部分位于所述触摸板的边部或角部。
8. 根据权利要求7所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述触摸板为透明的触摸板，所述 发光装置的发光元件位于所述触摸板的前方的边部或角部，向所述触摸板处较为均匀的照 射，所述光接收部分位于所述触摸板的后方边侧或角部。
9. 根据权利要求7所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述触摸板为透明结构，所述发光 元件在触摸板边沿处。
10. 根据权利要求7所述的虚拟触摸屏，其特征在于，所述发光元件位于所述触摸板前 方的边部或角部，所述光接收部分位于所述触摸板前方的边部或角部。
专利摘要虚拟触摸屏涉及一种触摸屏，具体为一种基于光学原理的触摸屏。包括微型处理器模块，与所述微型处理器模块通信的通信模块、检测触摸点位置的触摸位置检测系统、触摸板，所述触摸位置检测系统包括一发光装置、一触摸位置检测模块；所述发光装置的发光元件发出的光向所述触摸板处照射；所述触摸位置检测模块为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块；所述触摸位置检测模块所感应的光信号的光信号特性，与所述发光装置的发光元件发出的光信号特性相匹配。具有装配方便、体积小、抗干扰能力强等优点。
文档编号G06F3/042GK201465072SQ20092006999
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月4日 优先权日2009年4月4日
发明者孙倩倩, 孙斌斌, 张涛, 李兴文, 李兴武, 李向平, 李文杰, 许振民, 高枫 申请人:李兴文