专利名称：红外触摸装置和红外触摸方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示触摸技术，尤其涉及一种红外触摸装置和红外触摸方法。
背景技术：
目前，在许多的电子产品中，都用到了触摸显示屏，如电脑台式机、手机、数码相机，MP3/MP4、笔记本、ATM机等等。通常，触摸显示屏识别在显示屏上的触摸及其位置，并进行分析处理，然后基于触摸及其位置执行相应的操作。触摸显示屏一般包括触摸面板、显示面板、控制处理系统等，触摸面板记录触摸事件，并把触摸信号发送给控制处理系统，控制处理系统处理触摸信号，并基于触摸信号在显示面板上执行相应的操作。已知的几种触摸技术包括电阻式触摸、红外式触摸、声波表面触摸、电磁式触摸等等。其中，对于红外式触摸技术，一般都是在显示模块的两个相邻边均勻排列多个红外线发射器，并在另外两个对应边均勻排列多个红外线接收器；当触摸显示模块的显示屏时，触摸点会挡住红外线发射器发射的红外线，从而使对应位置的红外线接收器接收不到红外线信号，从而确定触摸位置。但是，现有的红外式触摸技术，由于其需要在显示模块的四周均布满红外线发射器和接收器，从而导致触摸显示屏的制造成本高，且不易实现大尺寸触摸显示屏的薄型化和小型化。
发明内容
本发明提供一种红外触摸装置和红外触摸方法，以降低触摸显示屏的制造成本， 使得触摸显示屏薄型化和小型化。本发明提供一种红外触摸装置，包括显示模块，所述显示模块包括依次相邻的第一边、第二边、第三边和第四边，所述第一边和所述第三边相对，所述第二边和所述第四边相对，还包括至少两个红外图像感应器，具体为设置在所述显示模块的所述第一边外部的第一红外图像感应器和设置在所述显示模块的所述第二边外部的第二红外图像感应器，所述红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率，所述红外图像感应器接收所述人体红外线的角度大于或等于所述红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角；控制处理模块，与所述红外图像感应器相连接，用于接收所述红外图像感应器采集到的所述显示模块的图像数据信息，形成触摸图像，并对所述触摸图像进行分析处理，得到人体触摸所述显示模块的触摸点的个数和位置信息。本发明还提供一种红外触摸方法，包括 至少两个红外图像感应器采集显示模块显示的图像数据信息；其中，所述显示模块包括依次相邻的第一边、第二边、第三边和第四边，所述第一边和所述第三边相对，所述第二边和所述第四边相对，所述至少两个红外图像感应器，具体为设置在所述显示模块的所述第一边外部的第一红外图像感应器和设置在所述显示模块的所述第二边外部的第二红外图像感应器，所述红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率，所述红外图像感应器接收所述人体红外线的角度大于或等于所述红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角；控制处理模块接收所述红外图像感应器采集到的所述图像数据信息，形成触摸图像，并对所述触摸图像进行分析处理，得到人体触摸所述显示模块的触摸点的个数和位置
fn息ο本发明提供的红外触摸装置和红外触摸方法，由于采用了红外图像感应器，其能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率，从而可以节省触摸显示屏的触摸面板部分，大大节省触摸显示屏的成本，且红外图像感应器的体积小，对于触摸显示屏的尺寸的影响很小，易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外，红外线是非可见光，采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。
图1为本发明实施例--提供的红外触摸装置的结构示意图2为本发明实施例二二提供的红外触摸装置的结构示意图3为本发明实施例二二计算触摸点的位置信息的透镜成像示意图
图4为本发明实施例三三提供的红外触摸装置的结构示意图5为本发明实施例四提供的红外触摸方法的流程示意图6为本发明实施例五提供的红外触摸方法的流程示意图。
附图标记
100-显示模块；101-第一边；
102-第二边；103-第三边；
104-第四边；201-第一红外图像感应器；
202-第二红外图像感应器； 300-控制处理模块；
301-选择子模块；302-放大子模块；
303-模数转换子模块304-标识子模块；
305-微处理单元；306-轨迹确认子模块；
307-查找处理子模块400-红外线发光二极管。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1为本发明实施例一提供的红外触摸装置的结构示意图，如图1所示，该红外触摸装置包括显示模块100、红外图像感应器以及控制处理模块300，具体描述如下。显示模块100，该显示模块100包括依次相邻的第一边101、第二边102、第三边103和第四边104。其中，第一 边101和第三边103相对，长度分别为Li，第二边102和第四边104相对长度分别为L2。另外，上述四条边的顺序规定可以任意。至少两个红外图像感应器，一般为了多点触摸的位置检测，至少具有位于两个不同方向上的红外图像感应器即可，但是并不限定为两个，也可以在各个不同角度放置多个红外图像感应器，以提高位置检测的准确性。具体地，包括设置在显示模块100的第一边 101外部的第一红外图像感应器201和设置在显示模块100的第二边102外部的第二红外图像感应器202。本实施例中的两个红外图像感应器需要满足如下的参数设置。红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于显示模块100的刷新率。具体地，红外图象感应器可以采用数码相机用的CXD图像感应器或者CMOS图像感应器，并且在每个红外图像感应器的镜头面前，放置一个特定波长的滤光片，滤除其所对应的人体红外线波长范围外的光波，从而使得成像不会受到除手指发出的红外线波长以外的红外线干扰。本实施例中的2个红外图像感应器采集图像数据信息的频率可以均设定为 120Hz或者240Hz。本实施例中的红外图像感应器接收人体红外线的角度大于或等于红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角，依据现有的红外线感应器技术，选用的红外图像感应器的感应角度可以满足要求。如图1所示，对于第一红外图像感应器201，置于与第一边101距离为 dl的位置，若该第一红外图像感应器201位于中线上，则接收人体红外线的角度 α ^2acrtg(Ll/2dl)；若该第一红外图像感应器201偏移中线d3的距离，则接收人体红外线的角度 α ^ acrtg((Ll/2+d3)/dl) +acrtg((Ll/2-d3)/dl) 0 对于第二红外图像感应器 202，其接收人体红外线的角度的计算类似于对第一红外图像感应器201的计算。控制处理模块300，与红外图像感应器相连接，用于接收红外图像感应器采集到的显示模块100的图像数据信息，形成触摸图像，并对触摸图像进行分析处理，得到人体触摸显示模块100的触摸点的个数和位置信息。本实施例提供的红外触摸装置，由于采用了红外图像感应器，其能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率，从而可以节省触摸显示屏的触摸面板部分，大大节省触摸显示屏的成本，且红外图像感应器的体积小，对于触摸显示屏的尺寸的影响很小，易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外，红外线是非可见光，采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。图2为本发明实施例二提供的红外触摸装置中的控制处理模块的结构示意图，如图2所示，该红外触摸装置包括如上述实施例一提供的红外触摸装置中的显示模块100、红外图像感应器以及控制处理模块300，具体描述如上，不再赘述。下面详细说明控制处理模块300如何控制红外图像感应器的图像采集以及触摸点个数和位置信息的计算。以两个红外图像感应器均位于中心线上为例。控制处理模块300包括选择子模块301、放大子模块302、模数转换子模块303、 标识子模块304和微处理单元305。其中选择子模块301选择接收各个红外图像感应器采集的图像数据信息。第一红外图像感应器201和第二红外图像感应器202按照一定的感应频率采集图像数据信息，产生模拟信号；通过选择子模块301选定的通路，第一红外图像感应器201或第二红外图像感应器 202采集的图像数据信息接入到选择子模块301。其中，在该控制处理模块中可以设有一个微处理单元305，其一直处于工作状态，为了使红外图像感应器的感应频率大于或等于显示模块100的刷新率，MCU可以以120Hz或者240Hz的时钟频率不断发送“采集数据”的指令给红外图像感应器，从而不断采集包含有触摸动作的图像数据信息。放 大子模块302对选择子模块301接收到的图像数据信息进行信号放大处理，以对红外图像感应器采集到的图像进行校正。因为不同的镜头会产生不同的畸变，从而导致镜头周围区域的图像亮度降低，导致所采集的图像数据信息产生失真，所以要进行镜头校正处理，即选择子模块301将其接收到的图像数据信息发送至放大子模块302，由放大子模块302对接收到的图像数据信息进行信号放大处理。模数转换子模块303对放大子模块302处理后的图像数据信息进行模数转换，得到数字图像信号。红外图像感应器采集图像数据信息之后生成的是模拟信号，模拟信号需经过模数转换变为数字信号，才可以在微处理单元305中进行处理，从而进行位置信息的计算。标识子模块304为模数转换子模块303转换后的数字图像信号添加标识信息，以标识各个红外图像感应器采集图像的时间顺序。本过程主要是为不同的红外图像感应器采集的图像数据信息作个标识，以便在后续的图像分析中，能够找到哪些图像是同一时间段内由不同的红外图像感应器采集的，哪些图像是同一个红外图像感应器在一段时间内采集的，以便计算触摸点个数、位置及轨迹。微处理单元305还用于根据标识子模块304添加的标识信息，从数字图像信号中获取同一时间段内的数字图像信号，分别形成触摸图像，对各个触摸图像进行比较分析，获得触摸点的个数和位置信息。具体地，在本实施例中，对同一时间段内两个红外图像感应器采集到的图象数据信息所形成的触摸图像进行比较假如两个红外图像感应器采集到的触摸点的个数相同， 说明采集到的图像数据信息正确，可以根据一个红外图像感应器采集到的触摸点进行触摸点的位置坐标计算；如果两个红外图像感应器采集到的触摸点的个数不同，说明有一个红外图像感应器采集到的触摸点中，有若干个是在同一条直线上的，此时需要根据每个红外图像感应器采集到的触摸点进行触摸点的位置坐标计算，并对计算结果进行比较，取所有触摸点的坐标位置的并集。图3为本发明实施例二计算触摸点的位置信息的透镜成像示意图。如图3所示， 结合图1，例如第一红外图像感应器201计算触摸点105的坐标位置。显示模块100的尺寸是固定的，边长分别为Ll和L2。当第一红外图象感应器201对手指触摸显示模块100的触摸点进行拍照后，采集到图像数据信息，并形成触摸图像。从触摸图像中可以获知透镜焦距
f = f'、像距L'、h'，根据高斯公式‘ + ‘ = 1可计算得到物 巨L = fXL' /(L' -f')；物高H = L/L' Xh'。则，以图1中所示出的坐标系，可以确定手指的触摸点的坐标位置为 [x = L\i2-H
权利要求
1.一种红外触摸装置，包括显示模块，所述显示模块包括依次相邻的第一边、第二边、 第三边和第四边，所述第一边和所述第三边相对，所述第二边和所述第四边相对，其特征在于，还包括至少两个红外图像感应器，具体为设置在所述显示模块的所述第一边外部的第一红外图像感应器和设置在所述显示模块的所述第二边外部的第二红外图像感应器，所述红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率，所述红外图像感应器接收所述人体红外线的角度大于或等于所述红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角；控制处理模块，与所述红外图像感应器相连接，用于接收所述红外图像感应器采集到的所述显示模块的图像数据信息，形成触摸图像，并对所述触摸图像进行分析处理，得到人体触摸所述显示模块的触摸点的个数和位置信息。
2.根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于，所述控制处理模块包括选择子模块，用于选择接收各个所述红外图像感应器采集的图像数据信息；放大子模块，用于对所述选择子模块接收到的所述图像数据信息进行信号放大处理， 以对所述红外图像感应器采集到的图像进行校正；模数转换子模块，用于对所述放大子模块处理后的图像数据信息进行模数转换，得到数字图像信号；标识子模块，用于为所述模数转换子模块转换后的所述数字图像信号添加标识信息， 以标识各个所述红外图像感应器采集图像的时间顺序；微处理单元，用于触发所述红外图像感应器采集图像数据信息，根据所述标识子模块添加的所述标识信息，从所述数字图像信号中获取同一时间段内的所述数字图像信号，分别形成触摸图像，对各个所述触摸图像进行比较分析，获得所述触摸点的个数和位置信息。
3.根据权利要求2所述的红外触摸装置，其特征在于，所述控制处理模块还包括轨迹确认子模块，用于获取一段时间内所述微处理单元计算得到的所述触摸点的个数和位置信息，以分析确认各个所述触摸点的轨迹；查找处理子模块，用于根据所述轨迹确认子模块确认的各个所述触摸点的轨迹，查找对应的操作指令并执行。
4.根据权利要求1、2或3所述的红外触摸装置，其特征在于，还包括红外线发光二极管，分别位于所述第二边和所述第三边、所述第三边和所述第四边以及所述第四边和所述第一边所夹的三个边角上，用于发射与所述人体红外线波长相同的红外线，以校准所述红外图像感应器与所述显示模块间的相对位置。
5.根据权利要求4所述的红外触摸装置，其特征在于，所述控制处理模块还包括触发启动子模块，用于当检测到所述红外触摸装置启动时，触发所述红外线发光二极管发射红外线；比较校准子模块，用于在所述选择子模块、放大子模块、模数转换子模块、标识子模块以及微处理单元计算得到所述红外线发光二极管的位置信息后，根据所述显示模块的边长及所述红外线发光二极管的位置信息，校准所述红外图像感应器与所述显示模块间的相对位置。
6.一种红外触摸方法，其特征在于，包括至少两个红外图像感应器采集显示模块显示的图像数据信息；其中，所述显示模块包括依次相邻的第一边、第二边、第三边和第四边，所述第一边和所述第三边相对，所述第二边和所述第四边相对，所述至少两个红外图像感应器，具体为设置在所述显示模块的所述第一边外部的第一红外图像感应器和设置在所述显示模块的所述第二边外部的第二红外图像感应器，所述红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率，所述红外图像感应器接收所述人体红外线的角度大于或等于所述红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角；控制处理模块接收所述红外图像感应器采集到的所述图像数据信息，形成触摸图像， 并对所述触摸图像进行分析处理，得到人体触摸所述显示模块的触摸点的个数和位置信息。
7.根据权利要求6所述的红外触摸方法，其特征在于，在所述至少两个红外图像感应器采集显示模块显示的图像数据信息之前，还包括所述控制处理模块触发所述红外图像感应器采集图像数据信息。
8.根据权利要求7所述的红外触摸方法，其特征在于，所述控制处理模块接收所述红外图像感应器采集到的所述图像数据信息，形成触摸图像，并对所述触摸图像进行分析处理，得到人体触摸所述显示模块的触摸点的个数和位置信息，包括选择接收各个所述红外图像感应器采集的图像数据信息；对接收到的所述图像数据信息进行信号放大处理，以对所述红外图像感应器采集到的图像进行校正；对放大处理后的图像数据信息进行模数转换，得到数字图像信号；为模数转换后的所述数字图像信号添加标识信息，以标识各个所述红外图像感应器采集图像的时间顺序；根据添加的所述标识信息，从所述数字图像信号中获取同一时间段内的所述数字图像信号，分别形成触摸图像，对各个所述触摸图像进行比较分析，获得所述触摸点的个数和位置信息。
9.根据权利要求8所述的红外触摸方法，其特征在于，在所述获得所述触摸点的个数和位置信息之后，还包括获取一段时间内计算得到的所述触摸点的个数和位置信息，以分析确认各个所述触摸点的轨迹；根据确认的各个所述触摸点的轨迹，查找对应的操作指令并执行。
10.根据权利要求7、8或9所述的红外触摸方法，其特征在于，在所述控制处理模块触发所述红外图像感应器采集图像数据信息之前，还包括控制处理模块触发红外线发光二极管发射与所述人体红外线波长相同的红外线，所述红外线发光二极管分别位于所述第二边和所述第三边、所述第三边和所述第四边以及所述第四边和所述第一边所夹的三个边角上；计算得到所述红外线发光二极管的位置信息；根据所述显示模块的边长及所述红外线发光二极管的位置信息，校准所述红外图像感应器与所述显示模块间的相对位置。
全文摘要
本发明公开了一种红外触摸装置和红外触摸方法。红外触摸装置包括显示模块，还包括至少两个红外图像感应器，红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于显示模块的刷新率，红外图像感应器接收人体红外线的角度大于或等于红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角；控制处理模块，与红外图像感应器相连接，用于接收红外图像感应器采集到的显示模块的图像数据信息，形成触摸图像，并对触摸图像进行分析处理，得到人体触摸显示模块的触摸点的个数和位置信息。本发明提供的红外触摸装置和红外触摸方法，降低触摸显示屏的制造成本，使得触摸显示屏薄型化和小型化。
文档编号G06F3/042GK102200862SQ201010135259
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者李东熙, 王延峰 申请人:北京京东方光电科技有限公司