专利名称：：一种光学式触控屏及其光学感测修正方法
技术领域：
：本发明涉及触控显示领域，尤其是一种光学式触控屏及其光学感测修正方法。
背景技术：
：随着触控技术日趋成熟，拥有大尺寸显示面板与多点触控技术的触控装置已逐渐成为市场的主流，并广泛应用于各式电子产品中，例如自动柜员机、手持式电子装置以及显示器。一般说来，触控屏幕技术可分为电阻式、电容式以及光学式三种。其中电阻式和电容式触控屏幕技术利用物体接触感测装置时，造成触控屏幕表面的电场变化而定位对象。光学式触控屏幕技术则利用对象在触控屏幕表面上移动时，造成光路径阻断或是光影变化而定位对象。相对其它方式，光学式触控屏幕技术具有较低成本与实施方法相对简单等优点。请参见图1，图1是一种现有的光学式触控屏。如图所示，该光学式触控屏1包括基板10、第一光学感测模组11和第二光学感测模组12。第一光学感测模组11和第二光学感测模组12分别位于基板10的两个相邻顶角上，第一光学感测模组11包括第一光学感测器111和第一透镜组112，第二光学感测模组12包括第二光学感测器121和第二透镜组122。所述第一光学感测器111和第二光学感测器121都是由多个光敏器件组成的一维阵列或二维阵列，每个光敏器件形成了该第一光学感测器111或第二光学感此期121的一个感光像素。当有接触物接触基板10时，由于接触物遮挡光线而在分别在第一光学感测器111和第二光学感测器121上形成投影，第一光学感测器111和第二光学感测器121根据该投影所在的感光像素位置P1、P2，通过预设的角度数组(angletable)换算成对应的角度Q1*θ2，然后在利用三角计算得到θ工和θ2的角平分线交点位置坐标(X，y)，该位置坐标(X，y)即可认为是接触物的接触中心位置坐标。具体换算成角度的过程为按照预先定义的感光像素位置和角度之间的投映关系F(X)，在角度数组中搜寻与具体感光像素位置P1、P2对应的角度Q1*θ2，如图2所示，图2是角度数组的使用示意图。但是设置在光学感测器上的透镜组，在温度变化时，容易热胀冷缩而发生形变，导致透镜组的放大率产生变化，从而使接触物投影在光学感测器上的感光像素位置发生偏移。请参见图3Α-3Β，图3Α-3Β分别表示透镜组受热膨胀和受冷收缩后形成的投影变化图。如图3Α所示，当透镜组受热膨胀后，接触物在光学感测器上的感光像素位置受透镜组放大率的影响，出现上偏的现象，检测出来的接触点坐标(xH，yH)高于实际坐标(x，y)。而如图3B所示，当透镜组受冷收缩时，接触物在光学感测器上的感光像素位置则出现下偏的现象，检测出来的接触点坐标(xL，yL)低于于实际坐标(X，y)。这种上偏或下偏，均会使光学感测器测量到错误的接触物坐标，从而导致触控屏发出错误的触控指令。
发明内容有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种光学式触控屏，该光学式触控屏具备光学感测修正功能，在透镜组因热胀冷缩发生形变而引起接触物投影在光学感测器上的感光像素位置发生偏移时，可以通过修正感测位置与角度之间的投映关系，使接触点坐标能够被正确的计算得到，从而不影响触控指令的发出。同时，本发明还提供了运用该光学式触控屏进行光学感测修正的方法。根据本发明的上述目的提出的一种光学式触控屏，包括基板、光学感测模组光源模组，所述基板包括左缘、下缘、右缘和上缘，所述光学感测模组包括光学感测器和透镜组，所述光学式触控屏还包括感测修正模组，所述感测修正模组连接在光学感测模组上，所述感测修正模组包括启动单元，用以开启所述感测修正模组，使触控屏进入修正模式；存储单元，用以存储出厂光源位置参数和实时角度数组，所述出厂光源位置参数为触控屏在出厂时，光源模组中光源在所述光学感测器上被感测到像素位置的出厂值；比较单元，用以比较光源在光学感测器上的感测到像素位置的实时值和出厂值之间的差别，并输出比较结果；以及计算单元，接受所述比较结果，并根据该比较结果更新所述存储单元中的实时角度数组。可选的，所述光源模组包括光源和导光单元，分布在基板的左缘、下缘、右缘或者上缘中的至少一条缘上。可选的，所述光源为LED，所述导光单元配置1至2个光源。可选的，所述启动单元包括计时器，用以设定启动修正模式的周期。同时，本发明提出了一种运用上述的光学式触控屏的进行光学感测修正的方法，该修正方法包括1)启动光学修正模式；2)检测光源的位置，并生成该光源感测位置的实时值；3)将上述实时值与该光源的出厂值比较，生成比较结果；4)根据该比较结果，生成实时角度数组。可选的，上述步骤1)中，启动修正模式的时机包括触控屏开机时、触控屏开机后固定间隔时间点上、检测到环境温度变化时，或者有人员输入开启修正模式指令时。可选的，在上述步骤2)中光源的感测位置包括在光学感测模组中的光源位置。可选的，在上述步骤3)中，比较结果分为出厂值和实时值相同以及出厂值和实时值不同两种。可选的，在上述步骤4)中，当出厂值和实时值相同时，计算单元以出厂时烧录在存储单元中的角度数组为实时角度数组。可选的，在上述步骤4)中，当出厂值和实时值不同时，计算单元修正光学感测器上的像素位置与角度之间的投映关系，计算出新的角度数组，并以该新的角度数组为实时角度数组。与现有技术相比较，本发明的光学式触控屏及其光学感测修正方法的特点在于一、通过增加感测修正模组，使得触控屏在不同温度下，因透镜组发生形变而引起的触控点坐标偏移问题得到修正。二、该感测修正模组主要依据固定在指示区周围的光源为测量参考点，不需要增加其它附件。三、利用光源发光亮度大于导光单元的特点，使光学感测器能够简单容易的感测到光源位置，通过比对光源投影到光学感测器上感光像素位置的实时值和出厂值，判断透镜是否发生形变，并依据这两者之间的差异修正得到新的角度数组，从而使触控屏能够始终准确的得到接触物的接触点坐标。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是一种现有的光学式触控屏结构示意图；图2是角度数组的使用示意图；图3A-3B分别表示透镜组受热膨胀和受冷收缩后形成的投影变化图；图4是本发明的光学式触控屏的结构示意图；图5是本发明的感测修正模组的模块示意图；图6是本发明的更新角度数组的计算方法示意图；图7是本发明的光学式触控屏进行光学感测修正的方法流程图。具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。请参见图4，图4是本发明的光学式触控屏的结构示意图。如图所示，该光学式触控屏2包括基板20、光学感测模组、光源模组23以及感测修正模组24。基板20包括左缘201、下缘202、右缘203、上缘204以及左缘201、下缘202、右缘203、上缘204所围成的指示区205，指示区205可供接触物进行接触，接触物在指示区205中的接触位置就是触控操作点。光学感测模组包括第一光学感测模组21和第二光学感测模组22。第一光学感测模组21位于左缘201和上缘204交互的左上角上，该第一光学感测模组21包括第一光学感测器211和第一透镜组212。第二光学感测模组22位于右缘203和上缘204交互的右上角上，该第二光学感测模组22包括第二光学感测器221和第二透镜组222。该第一光学感测模组21和第二光学感测模组22分别斜向的向指示区205摄取光学影像，举例来说，第一光学感测模组21向对应的下缘202及右缘203的范围摄取影像，第二光学感测模组22向对应的下缘202及左缘201的范围摄取影像。第一光学感测器211和第二光学感测器221可以是线性传感器(linearsensor)，也可以是区域传感器(areasensor)，每个传感器上都是由多个光敏器件排列而成，该单个光敏器件形成第一光学感测器211或第二光学感测器221的一个感光像素。光源模组23包括多个光源和导光单元组成，该多个光源和导光单元分布在基板20的上缘、下缘、左缘或右缘的至少1条缘上，用以将光源发出的光导入指示区205内。所述光源通常为LED，所述导光单元通常配置1至2个光源，视导光单元的长度而定。举例而言，在本实施方式中，设置在左缘201上的光源模组23，其导光单元比较短，因此只配置了一个光源。而设置在下缘202上的光源模组23，其导光单元比较长，因此配置了两个光源，分别位于该导光单元的两侧。需要注意的是，具体的光源和导管单元的设置，可以视不同尺寸和不同领域的触控屏而定，而不应限制于本实施方式所列举的方式。在正常工作状态下，当接触物接触指示区205时，对应下缘202和右缘203上的光源模组23所发出的光被接触物遮挡，故在第一光学感测器211上产生第一实像RCl，对应下缘202和左缘201上的光源模组23所发出的光被接触物遮挡，故在第二光学感测器221上产生第二实像RCl。进一步的，在一些具有多点触控功能的触控屏中，在下缘或者左缘、右缘两侧的光源模组前面，还可以设置一镜面反射单元25，该镜面反射单元25可以反射上缘或者与之相对的左缘、右缘两侧上的光源模组发出的光线，并在第一光学感测器211上产生第一虚像VC1，在第二光学感测器221上产生第二虚像VC2。触控屏2可以根据第一实像RCl、第二实像RC2(在有镜面反射单元时还包括第一虚像VCl和第二虚像VC2)，可以计算得到接触物的接触点坐标，从而触发触控指令。具体的计算方式可参照公开号为CN101907956的中国专利申请文本，本发明将不做展开。感测修正模组24连接在第一光学感测模组21和第二光学感测模组22上，该感测修正模组24于平时工作模式下，向触控屏2提供实时角度数组(angletable)，触控屏2依据该实时角度数组(angletable)，将两个光学感测模组感测到的影像像素位置换算成角度值，从而进行坐标计算。该感测修正模组24于修正模式下，通过比对光学感测器上感测到的光源模组中光源的像素位置，判断是否需要更正实时角度数组(angletable)中的角度和像素位置的投映关系，以及在需要更新的条件下，计算出新的实时角度数组(angletable)以取代旧的实时角度数组(angletable)。请参见图5，图5是本发明的感测修正模组的模块示意图。如图所示，该感测修正模组24包括启动单元241，用以开启所述感测修正模组24，使触控屏进入修正模式。该启动单元241可以主动启动，也可以被动启动。主动启动时，操作人员可以根据操作环境，比如从空调环境下换到室外高温环境，或者在使用一段时间后触控屏本身的电子元件发热导致温度变化，输入启动修正模式的指令，此时启动单元241启动整个感测修正模组24进入修正模式。被动启动主要指触控屏自动进入修正模式，启动的条件可以有如下几种情况第一，触控屏2开机时，启动单元241同时启动修正模式，这种情况适合移动式触控屏，比如手机、手提电脑、微型多媒体器件等的触控屏。第二，以间隔固定时间为周期，启动修正模式，在这种情况下，往往需要在启动单元241上增加一个计时器，通过设定启动周期，使启动单元241每隔一定时间进入修正模式，这种情况适合大尺寸或自身发热量大的触控屏。第三，通过设置温度检测装置，时时检测环境温度，当温度变化区间大于一定范围时，进入修正模式，这种情况比较适合户外媒体或环境温度变化明显的触控屏。存储单元242，用以存储光源位置参数的出厂值和实时角度数组，所述光源位置参数的出厂值主要记录的是，触控屏在出厂时，光源模组中各个光源在两个光学感测器上被感测到的感光像素位置。因为通常光源模组中，光源处的发光亮度比导光单元中发光亮度要亮，因此在光学感测器上，光源的投影位置处的感光像素检测到的光亮要比其他像素高，光学感测器可以依据此特点判断出光源的位置坐标，作为光源位置参数。工厂端在生产触控屏的过程中，在最终测试(FinalTest)时，可以将第一光学感测器和第二光学感测器上检测到的光源位置坐标对应的光源位置参数分别烧录到存储单元242上，作为参考标准的出厂值。并同时将此时对应到的角度数组烧录到存储单元中。比较单元243，用以比较光源位置参数的实时值和出厂值之间的差别，并输出比较结果。当启动单元241发出启动信号，触控屏进入修正模式后，第一光学感测器和第二光学感测器就开始感测至少一个光源的位置，并将该光源感测到的位置参数作为实时值发送给比较单元243，比较单元243同时读取存储单元242中该光源位置参数的出厂值，并将实时值和出厂值进行比较，输出该比较结果。计算单元244，接受所述比较结果，并根据该比较结果更新所述存储单元中的实时角度数组。计算单元244接受到该比较结果后，首先做一个判断的动作，当比较结果为实时值和出厂值相同时，说明此时透镜组的与出厂时的放大率相同并没有发生形变，计算单元244以出厂时烧录在存储单元24中的角度数组为当前的实时角度数组；当比较结果为实时值和出厂值不同时，计算单元244依据光源位置参数的实时值，修正光学感测器上感光像素位置与角度之间的投映关系，重新计算生成新的角度数组，并以新的角度数组作为当前的实时角度数组烧录到存储单元242上。请参照图6，图6是更新角度数组的计算方法示意图。如图所示，当其中某个光源的感光像素位置发生变化时，比如由PLl上移到PL3，如果继续按照原有的角度数组，得到的角度应该为θ3，这会使得触控屏最终得到一个错误的触控点坐标。因此计算单元244会将原有的角度数组都下移两个单位，使得PL3对应的角度重新变回θ1()这样一来，因为透镜组发生形变而导致的感光像素位置偏移，可以在新的角度数组中，得到修正。使触控屏可以保证接触物的接触点坐标能够被正确的计算出来，从而不影响触控指令的触发。请参见图7，图7是本发明的光学式触控屏进行光学感测修正的方法流程图。如图所示，该修正方法包括步骤Sll启动修正模式。S12检测至少一个光源的位置，并生成该光源感测位置的实时值。S13将上述实时值与该光源位置参数的出厂值比较，生成比较结果。S14根据该比较结果，生成实时角度数组。在上述步骤Sll中，启动修正模式的时机包括触控屏开机时、触控屏开机后固定间隔时间点上、温度检测器检测到环境温度变化时，或者有人员输入开启修正模式指令时。在上述步骤S12中检测该光源的位置包括在第一光学感测模组中检测该光源的实像位置和虚像位置，以及在第二光学感测模组中检测该光源的实像位置和虚像位置。在上述步骤S13中，比较结果分为出厂值和实时值相同以及出厂值和实时值不同两种。在上述步骤S14中，当出厂值和实时值相同时，计算单元以出厂时烧录在存储单元中的角度数组为实时角度数组；当出厂值和实时值不同时，计算单元修正第一光学感测器和第二光学感测器上的感光像素位置与角度之间的投映关系，计算出新的角度数组，并以该新的角度数组为实时角度数组烧录到存储单元242上。综上所述，本发明提出的光学式触控屏中，由于增加了感测修正模组，使得触控屏在不同温度下，因透镜组发生形变而引起的触控点坐标偏移问题得到修正。该感测修正模组主要依据固定在指示区周围的光源为测量参考点，通过比对光源投影到光学感测器上感测位置的实时值和出厂值，判断透镜是否发生形变，并依据这两者之间的差异修正得到新的角度数组，从而使触控屏能够始终准确的得到接触物的接触点坐标。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。权利要求1.一种光学式触控屏，包括基板、光学感测模组、光源模组，所述基板包括左缘、下缘、右缘和上缘，所述光学感测模组包括光学感测器和透镜组，所述光源模组包括光源和导光单元，分布在基板的左缘、下缘、右缘或者上缘中的至少一条缘上，其特征在于所述光学式触控屏还包括感测修正模组，所述感测修正模组连接在光学感测模组上，该感测修正模组包括启动单元，用以开启所述感测修正模组，使触控屏进入修正模式；存储单元，用以存储光源位置参数的出厂值、实时值和实时角度数组，所述光源位置参数的出厂值和实时值分别为触控屏在出厂和实时使用时，光源模组中光源在所述光学感测器上被感测到的感光像素位置；比较单元，用以比较光源位置参数的实时值和出厂值之间的差别，并输出比较结果；以及计算单元，接受所述比较结果，并根据该比较结果更新所述存储单元中的实时角度数组。2.如权利要求1所述的光学式触控屏，其特征在于所述光源为LED，所述导光单元配置1至2个光源。3.如权利要求1所述的光学式触控屏，其特征在于所述启动单元包括计时器，用以设定启动修正模式的周期。4.一种利用权利要求1所述的感测修正模组进行光学感测修正的方法，其特征在于，所述修正方法包括1)启动光学修正模式；2)检测光源的位置，并生成该光源位置参数的实时值；3)将上述光源位置参数的实时值与该光源位置参数的出厂值比较，生成比较结果；4)根据该比较结果，生成实时角度数组。5.如权利要求4所述的光学感测修正方法，其特征在于上述步骤1)中，启动修正模式的时机包括触控屏开机时、触控屏开机后固定间隔时间点上、检测到环境温度变化时，或者有人员输入开启修正模式指令时。6.如权利要求4所述的光学感测修正方法，其特征在于在上述步骤2)中检测该光源的位置包括在光学感测模组中检测该光源的影像位置。7.如权利要求4所述的光学感测修正方法，其特征在于在上述步骤3)中，比较结果分为出厂值和实时值相同以及出厂值和实时值不同两种。8.如权利要求7所述的光学感测修正方法，其特征在于在上述步骤4)中，当出厂值和实时值相同时，计算单元以出厂时烧录在存储单元中的角度数组为实时角度数组。9.如权利要求7所述的光学感测修正方法，其特征在于在上述步骤4)中，当出厂值和实时值不同时，计算单元修正光学感测器上的感光像素位置与角度之间的投映关系，计算出新的角度数组，并以该新的角度数组为实时角度数组烧录到存储单元上。全文摘要本发明是一种光学式触控屏及其光学感测修正方法，该光学式触控屏包括基板、光学感测模组、光源模组以及感测修正模组。该感测修正方法主要依据固定在指示区周围的光源为测量参考点，通过比对光源投影到光学感测器上感测位置的实时值和出厂值，判断透镜是否发生形变，并依据这两者之间的差异修正得到新的角度数组，从而使触控屏能够始终准确的得到接触物的接触点坐标。文档编号G06F3/042GK102331890SQ201110326109公开日2012年1月25日申请日期2011年10月24日优先权日2011年10月24日发明者李俊仁,郑龙凯,郭峻豪申请人:佳世达科技股份有限公司,苏州佳世达电通有限公司