专利名称：一种用于光学触摸屏的防误操作装置及一种光学触摸屏的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光电技术领域，具体涉及一种用于光学触摸屏的防误操作装置及 一种触摸屏。
背景技术：
光学触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的一种人 机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。但是 在实际应用中，现有的光学触摸屏很难屏蔽误触摸操作。比如一只落在触摸面板上的飞虫、 使用者的衣袖拂过触摸面板等，这些误操作所产生的错误指令在某些特殊场合是不能被允 许的，如工业控制、军事等方面。
实用新型内容针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种能够有效屏蔽误触摸操作的 用于光学触摸屏的防误操作装置，包括传感器及信号处理单元，所述传感器的信号输出端 与所述信号处理单元的输入端相连接。其中光学触摸屏为使用图像传感器来实现触摸定位 的触摸屏。依照本实用新型的一个方面，所述传感器为声波传感器。依照本实用新型的一个方面，所述声波传感器为压电陶瓷片。依照本实用新型的一个方面，所述信号处理单元包括放大电路、滤波器、绝对值变 换电路、峰值包络检波电路、比较器及微处理器，所述放大电路、滤波器、绝对值变换电路、 峰值包络检波电路、比较器与微处理器顺次串联在一起。依照本实用新型的一个方面，在所述滤波器与所述绝对值变换电路之间串联有用 于提高峰值检波准确性的自动增益控制电路且所述自动增益控制电路的控制端与所述微 控制器相连接。依照本实用新型的一个方面，所述放大电路为前置差分放大电路。依照本实用新型的一个方面，所述滤波器为多重反馈型带通滤波器。依照本实用新型的一个方面，所述滤波器与所述微处理器之间串联有用于调节所 述滤波器的中心频率的电位器。依照本实用新型的一个方面，所述电位器为数字电位器。依照本实用新型的一个方面，所述传感器为机械力传感器。依照本实用新型的一个方面，所述机械力传感器为应变片、压力传感器、拉力传感 器之一或组合。本实用新型还提供了一种光学触摸屏，包括触摸面板、防误操作装置，所述防误操 作装置包括传感器及信号处理单元，所述传感器的信号输出端与所述信号处理单元的输入 端相连接。其中光学触摸屏为使用图像传感器来实现触摸定位的触摸屏。依照本实用新型的一个方面，所述传感器为声波传感器。[0016]依照本实用新型的一个方面，所述声波传感器为压电陶瓷片。依照本实用新型的一个方面，所述触摸面板由高导声且透明的材质制成。依照本实用新型的一个方面，所述触摸面板为玻璃板。依照本实用新型的一个方面，所述信号处理单元包括放大电路、滤波器、绝对值变 换电路、峰值包络检波电路、比较器及微处理器，所述放大电路、滤波器、绝对值变换电路、 峰值包络检波电路、比较器与微处理器顺次串联在一起。依照本实用新型的一个方面，在所述滤波器与所述绝对值变换电路之间串联有用 于提高峰值检波准确性的自动增益控制电路且所述自动增益控制电路的控制端与所述微 控制器相连接。依照本实用新型的一个方面，所述放大电路为前置差分放大电路。依照本实用新型的一个方面，所述滤波器为多重反馈型带通滤波器。依照本实用新型的一个方面，所述滤波器与所述微处理器之间串联有用于调节所 述滤波器的中心频率的电位器。依照本实用新型的一个方面，所述电位器为数字电位器。依照本实用新型的一个方面，所述传感器为机械力传感器。依照本实用新型的一个方面，所述机械力传感器为应变片、压力传感器、拉力传感 器之一或组合。本实用新型的其它方面和/或优点将在下面的说明中部分描述，并且其中部分在 该说明中是显而易见的，或者可以通过本实用新型的实践中学习到。
图1是根据本实用新型的第一实施例，说明了构成该防误操作装置的各个组件之 间连接关系的电路图；图2是根据本实用新型第一实施例的第一种优化方案的电路结构图；图3是根据本实用新型第一实施例的第二种优化方案的电路结构图；图4是根据本实用新型第一实施例的第三种优化方案的电路结构图；图5是根据本实用新型的第二实施例，简要说明了构成该光学触摸屏的特征组件 之间的大概位置关系的结构图；以及图6是根据本实用新型的第三实施例，简要说明了构成该光学触摸屏的特征组件 之间的大概位置关系的结构图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的描述。下面将开始本实用新型的实施例的详细说明，根据相应的附图说明其实施例，其 中通篇相同的附图标记指代相同的元件。下面将通过参照附图说明实施例以解释本实用新型。尽管公知的零件或元件对本实用新型重要，但是在下面将不说明或简要说明，如 触摸屏的内部结构组件之间的连接关系等，只详细地对本实用新型的特征结构进行描述。附图1是根据本实用新型的第一实施例，说明了构成该防误操作装置的各个组件 之间连接关系的电路图。[0039]参照附图1，这种用于光学触摸屏的防误操作装置包括传感器101及信号处理单 元102，传感器101的信号输出端与信号处理单元102的输入端相连接。本实施例中的传感 器101为声波传感器。信号处理单元102包括放大电路1021、滤波器1022、绝对值变换电路 1023、峰值包络检波电路1024、比较器1025及微处理器1026，放大电路1021、滤波器1022、 绝对值变换电路1023、峰值包络检波电路1024、比较器1025及微处理器1026顺次串联在 一起。这种用于光学触摸屏的防误操作装置用于屏蔽无效触摸操作(如落在触摸屏的触摸 面板上飞虫、落叶、触摸屏使用者的衣袖等)，只允许有效触摸操作(触摸屏使用者对触摸 屏的触摸面板的有意敲击)。触摸物在光学触摸屏的触摸面板上发生触击时就相当于一个 发声源，发声源所产生的声波信号被声波传感器接收后经放大电路1021放大传输到滤波 器1022中。由于无效触摸操作所产生的声波信号的中心频率一般在50hz左右，有效触摸 操作所产生的声波信号的中心频率一边在Ikhz左右，所以只需将滤波器1022的中心频率 设定在Ikhz左右，就能够滤除绝大部分无效触摸操作所产生的声波信号；经滤波器1022过 滤后的声波信号经绝对值变换电路1023与峰值包络检波电路1024的处理后传输到比较器 1025中与预设幅值进行比较。如该声波信号的峰值低于预设幅值时，则产生该声波信号的 触摸操作可被视为无效触摸操作。如该声波信号的峰值高于或等于预设幅值时，则产生该 声波信号的触摸操作可被视为有效触摸操作。然后微处理器1026会向触摸屏的检测系统 发出指令来检测该有效触摸操作的位置。在实际应用中，优选的，声波传感器101可为压电 陶瓷片；放大电路1021可为前置放大电路，前置放大电路可由仪表放大器构成或由普通运 放搭建构成；滤波器1022可为多重反馈型带通滤波器。这种用于光学触摸屏的防误操作装 置能够高效屏蔽无效触摸操作，极大的提高光学触摸屏输入信息的准确率。当用于光学触摸屏的防误操作装置中的传感器为机械力传感器时，机械力传感器 可为应变片、压力传感器、拉力传感器之一或组合。与声波传感器不同，机械力传感器通过 检测触摸面板的受到触摸力的作用时产生的弯矩来输出感应信号。通过设定机械力传感 器的参数来控制其所能感受到的触摸面板所发生的形变大小，进而对触摸力的大小进行限 定。例如，当机械力传感器为应变片时，可以通过改变应变片的灵敏系数来限定可以感受到 触摸面板的弯矩。如没检测到触摸面板的弯矩，则视为无效触摸操作。如检测到了触摸面 板的弯矩，则视为有效触摸操作，然后微处理器会向触摸屏的检测系统发出指令来检测该 有效触摸操作的位置。图2是根据本实用新型第一实施例的第一种优化方案的电路结构图。参照图2，这种用于光学触摸屏的防误操作装置与第一实施例的不同之处在于，在 滤波器1022与绝对值变换电路1023之间还串联有用于提高峰值检波准确性的自动增益控 制电路(AGC) 201且该自动增益控制电路(AGC) 201的控制端与微控制器1026相连接。自 动增益控制电路(AGC) 201对经滤波器1022过滤后的声波信号进行自动增益，有效消除了 因发声源与声波传感器101之间距离不同而导致的声波信号的峰值变换大、不利于检测的 缺点，保证了峰值检波的准确性。图3是根据本实用新型第一实施例的第二种优化方案的电路结构图。参照图3，这种用于光学触摸屏的防误操作装置与第一实施例的不同之处在于，在 滤波器1022与微处理器1026之间串联有电位器301。该电位器301在微处理器1026的控 制下可以调节滤波器1022中电阻的阻值，也就调节了滤波器1022的中心频率。在实际应用中，优选的，电位器301可为数字电位器。这种结构的用于光学触摸屏的防误操作装置可以 满足在不同的环境下通过上位机对检测参数进行调节，更为灵活多变，适应范围更为广阔。图4是图3是根据本实用新型第一实施例的第三种优化方案的电路结构图。参照图4，这种用于光学触摸屏的防误操作装置结合了上述两种优化方案的优点， 在滤波器1022与绝对值变换电路1023之间还串联有用于提高峰值检波准确性的自动增 益控制电路(AGC) 201且该自动增益控制电路(AGC) 201的控制端与微控制器1026相连接， 在滤波器1022与微处理器1026之间串联有电位器301。这种结构的用于光学触摸屏的防 误操作装置既消除了因发声源与声波传感器101之间距离不同而导致的声波信号的峰值 变换大、不利于检测的缺点，又可以灵活调节滤波器1022的中心频率。在保证了峰值检波 的准确性的同时有可以满足在不同的环境下通过上位机对检测参数进行调节，是本实用新 型最优的一种优化方案。附图5是根据本实用新型的第二实施例，简要说明了构成该光学触摸屏的特征组 件之间的大概位置关系的结构图。参照附图5，这种光学触摸屏包括触摸面板501、防误操作装置502、框架503及图 像传感器504，防误操作装置502为图1至图4之一所示的防误操作装置，由于已经在上文 中做过详细说明，这里不再进行描述。触摸面板501由高导声且透明的材质制成，例如玻 璃。防误操作装置502安装在触摸面板501附近。防误操作装置502的电路组件可以单独 制成一块微型电路板也可以集成在框架503内部的电路板上。这种光学触摸屏由于应用了 性能优异的防误操作装置502，能够有效的屏蔽落在触摸面板上的无效操作，使得该光学触 摸屏的输入信息更为精确，极具实用价值。图6是根据本实用新型的第三实施例，简要说明了构成该光学触摸屏的特征组件 之间的大概位置关系的结构图。参照图6，这种光学触摸屏包括触摸面板501、框架503、图像传感器504及防误操 作装置，防误操作装置为图中传感器101与信号处理单元102的结合体。传感器101为机 械力传感器，机械力传感器可为应变片、压力传感器、拉力传感器之一或组合。与声波传感 器不同，机械力传感器通过检测触摸面板受到的触摸力情况来输出感应信号。例如，当机械 力传感器为应变片时，可以通过应变片所检测到的触摸面板受到的触摸力大小来输出感应 信号，即当应变片所检测到的触摸面板受到的触摸力小于预定的阈值时，则视为误触摸，这 时输出的感应信号为误触摸信号，不进行操作处理；当应变片所检测到的触摸面板受到的 触摸力大于或等于预定的阈值时，则视为有效触摸，这时输出的感应信号为有效触摸信号， 然后微处理器会向触摸屏的检测系统发出指令来检测该有效触摸操作的位置。尽管已经说明和描述了本实用新型的两种实施例及其优化方案，但是本领域的技 术人员应该说明了在没有脱离本实用新型精神和原则的情况下可以对这些实施例及其优 化方案进行改变，其范围定义在权力要求中。
权利要求一种用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述防误操作装置包括传感器及信号处理单元，所述传感器的信号输出端与所述信号处理单元的输入端相连接，所述信号处理单元包括放大电路、滤波器、绝对值变换电路、峰值包络检波电路、比较器及微处理器，所述放大电路、滤波器、绝对值变换电路、峰值包络检波电路、比较器与微处理器顺次串联在一起。
2.如权利要求1所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述传感器为 声波传感器。
3.如权利要求2所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于 所述声波传感器为压电陶瓷片。
4.如权利要求1所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于在所述滤波器 与所述绝对值变换电路之间串联有用于提高峰值检波准确性的自动增益控制电路且所述 自动增益控制电路的控制端与所述微控制器相连接。
5.如权利要求4所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述放大电路 为前置差分放大电路。
6.如权利要求4所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述滤波器为 多重反馈型带通滤波器。
7.如权利要求1至6之一所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述 滤波器与所述微处理器之间串联有用于调节所述滤波器的中心频率的电位器。
8.如权利要求7所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述电位器为 数字电位器。
9.如权利要求1所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述传感器为 机械力传感器。
10.如权利要求9所述的用于光学触摸屏的防误操作装置，其特征在于所述机械力传 感器为应变片、压力传感器、拉力传感器之一或组合。
11.一种光学触摸屏，包括触摸面板、防误操作装置，其特征在于所述防误操作装置 包括传感器及信号处理单元，所述传感器的信号输出端与所述信号处理单元的输入端相连 接，所述信号处理单元包括放大电路、滤波器、绝对值变换电路、峰值包络检波电路、比较 器及微处理器，所述放大电路、滤波器、绝对值变换电路、峰值包络检波电路、比较器与微处 理器顺次串联在一起。
12.如权利要求11所述的光学触摸屏，其特征在于所述传感器为声波传感器。
13.如权利要求12所述的光学触摸屏，其特征在于所述声波传感器为压电陶瓷片。
14.如权利要求12所述的光学触摸屏，其特征在于所述触摸面板由高导声且透明的 材质制成。
15.如权利要求14所述的光学触摸屏，其特征在于所述触摸面板为玻璃板。
16.如权利要求11所述的光学触摸屏，其特征在于在所述滤波器与所述绝对值变换 电路之间串联有用于提高峰值检波准确性的自动增益控制电路且所述自动增益控制电路 的控制端与所述微控制器相连接。
17.如权利要求16所述的光学触摸屏，其特征在于所述放大电路为前置差分放大电路。
18.如权利要求16所述的光学触摸屏，其特征在于所述滤波器为多重反馈型带通滤 波器。
19.如权利要求11至18之一所述的光学触摸屏，其特征在于所述滤波器与所述微处 理器之间串联有用于调节所述滤波器的中心频率的电位器。
20.如权利要求19所述的光学触摸屏，其特征在于所述电位器为数字电位器。
21.如权利要求11所述的光学触摸屏，其特征在于所述传感器为机械力传感器。
22.如权利要求21所述的光学触摸屏，其特征在于所述机械力传感器为应变片、压力 传感器、拉力传感器之一或组合。
专利摘要本实用新型公开了一种用于光学触摸屏的防误操作装置及一种触摸屏，该装置包括传感器及信号处理单元，传感器的信号输出端与信号处理单元的输入端相连接，所述信号处理单元包括放大电路、滤波器、绝对值变换电路、峰值包络检波电路、比较器及微处理器，所述放大电路、滤波器、绝对值变换电路、峰值包络检波电路、比较器与微处理器顺次串联在一起。这种用于光学触摸屏的防误操作装置能够有效屏蔽误触摸操作，应用了这种装置的光学触摸屏输入信息更为精确。
文档编号G06F3/042GK201741130SQ20092022293
公开日2011年2月9日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者刘建军, 刘新斌, 叶新林, 唐海波, 张海兵, 黄春颖 申请人:北京汇冠新技术股份有限公司