专利名称：一种触摸屏上触摸点位置的确定方法和触摸屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸屏技术，特别是指一种触摸屏上触摸点位置的确定方法和触摸屏。
背景技术：
触摸屏(Touch panel)又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式 驱动各种连接装置，并借由液晶显示画面呈现出各种信息。目前，触摸屏技术主要有四种方案电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、表面声波技术触摸屏、和红外线扫描技术触摸屏。其中，电阻技术触摸屏，简称电阻触摸屏，已从四线电阻触摸屏发展到五线电阻触摸屏，不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏，它们都是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘、水汽和油污，可以用任何物体来触摸，可以用来写字画画，比较适合工业控制领域及办公室内等有限数量的人使用。但是，所有电阻触摸屏共有的一个缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料，如果用户触摸时太用力或使用锐器触摸可能会划伤整个触摸屏而导致其报废。对于五线电阻触摸屏来说，在使用限度内，划伤只会伤及触摸屏的外导电层；而对四线电阻触摸屏来说是划伤外导电层却是致命的。从检测的难度上来说，电阻触摸屏对尺寸的要求不大，但是大尺寸时，受到的伤害面积增大，更容易产生划伤等问题。电容技术触摸屏，简称电容触摸屏，是一块四层复合玻璃屏，当用户触摸电容屏时，由于人体电场作用，使手指和工作面形成一个耦合电容，又因为工作面上接有高频信号，所以手指会吸收走一个很小的电流，这个电流分从触摸屏四个角上的电极中流出，理论上流经这四个电极的四个电流与手指到四个角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。但是，电容触摸屏的一个显著缺点是用戴手套的手指或手持不导电的物体触摸时没有反应；而电容触摸屏更主要的缺点是漂移当环境温度、湿度改变时，环境电场发生改变，会引起电容触摸屏的漂移，造成触摸点计算不准确。当触摸屏尺寸太大时，对应的电流信号衰减较为严重，而且较容易受外界的环境温度、湿度等影响产生漂移。表面声波技术触摸屏，简称声波触摸屏，米用超声波在介质表面的传播技术，当有物体接触时，声波的能量和形状发生变化，从而感知触摸点位置，此外，表面声波还可以感知第三个方向的变化量，能承受各种高强度的触摸，适合面对公共场所的触摸屏应用。但是当屏幕尺寸太大时，由于表面声波的衰减相对较大，需要更高精度的检测，增加了成本和实现难度。红外线扫描技术触摸屏，简称红外触摸屏，利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。通常，红外触摸屏在液晶显示器的前面安装一个外框，依靠藏在外框中的电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点的位置。但是，红外触摸屏只能承受有限的光干扰，因此在使用环境上有一定的限制。上述各种技术的触摸屏在使用环境上都有一定的限制，同时，它们有一个共同的缺点在触摸屏尺寸变大的过程中，制造的成本也逐渐变大，尤其是红外触摸屏；另外，上述四种触摸屏在应用到大尺寸时，由于信号在膜内传播会大幅度衰减，导致触摸点检测不精确，因此不适用于大尺寸。现有技术还提出了将电荷稱合元件(Charge-coupled Device,CO))交汇测量作为一种非接触式坐标测量技术，在对空间动态目标进行坐标定位的应用显示出其独特的优越性，广泛应用于对目标的位置、尺寸等测量领域中。目前，有一种双CCD系统应用于触摸位置的判定，双CXD测量系统安装于显示屏表面，对显示方式无限制，如CRT、DLP、PDP、IXD等显示屏都可结合使用。在显示尺寸上，不管显示尺寸的大小，双CXD监测系统的硬件构成除了背光源有差异外，其他的主要功能部分都不变化，因此尺寸越大，其系统的成本优势及简洁度越突出，更适合应用于较大尺寸的触摸屏上。 但是双CXD系统也有其存在的劣势，比如由于采用双CCD，需要两套信号检测系统获得坐标位置，结构较复杂，另外，由于双CXD互相影响，因此双CXD的位置调试也比较复杂。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种触摸屏上触摸点位置的确定方法和触摸屏，能够解决现有各种触摸屏技术在应用尺寸的限制问题。为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种触摸屏上触摸点位置的确定方法，所述触摸屏包含多边形结构的显示屏；在所述显示屏的任意一个边框的内表面上设置反射镜；在除所述设置有反射镜的边框外的其他任意相邻两边框交点处设置一个图像采集单元；该方法还包括触摸所述显示屏时，根据触摸点在图像采集单元上成像的位置和通过所述反射镜在图像采集单元上成像的位置，确定所述触摸点的位置。在所述相邻两边框组成的夹角处设置图像采集单元，包括将所述相邻两边框的交点与图像采集单元的透镜上的小孔对齐；将所述相邻两边框的交点设为原点0，使所述相邻两边框中的一边框位于X轴，以垂直于X轴的方向作为I轴；所述相邻两边框的夹角为W所述透镜的中心法线与所述X轴成角度Θ。所述角度Θ为φΙ2。该方法还包括在所述透镜的外表面上设置红外透光片；在所述位于X轴的边框的外表面上设置红外背光源；所述触摸点利用所述红外背光源提供的红外光线，透过所述红外透光片后在所述图像采集单元上成像、以及通过所述反射镜后透过所述红外透光片在所述图像采集单元上成像。该方法还包括确定所述触摸点在图像采集单元上成像的位置，包括所述触摸点通过所述透镜，在所述透镜的成像面成像，并由图像采集单元芯片检测成像面上的像点；所述触摸点在成像面上的像点与所述中心法线在所述成像面上的投影点之间的距离为B1 ;所述触摸点和所述触摸点在成像面上的像点之间的连线与所述中心法线成角度
α ο确定所述触摸点通过所述反射镜在所述图像采集单元上成像的位置，包括所述触摸点通过所述反射镜后成像的像点通过所述透镜，在所述透镜的成像面上成像，并由图像采集单元芯片检测成像面上的像点；所述触摸点通过所述反射镜在成像面上的像点与所述投影点之间的距离为a2 ;所述触摸点通过所述反射镜后成像的像点和所述触摸点通过所述反射镜在成像面上的像点之间的连线与所述中心法线成角度β。
权利要求
1.一种触摸屏上触摸点位置的确定方法，所述触摸屏包含多边形结构的显示屏；其特征在于，在所述显示屏的任意一个边框的内表面上设置反射镜；在除所述设置有反射镜的边框外的其他任意相邻两边框交点处设置一个图像采集单元；该方法还包括 触摸所述显示屏时，根据触摸点在图像采集单元上成像的位置和通过所述反射镜在图像采集单元上成像的位置，确定所述触摸点的位置。
2.根据权利要求I所述触摸屏上触摸点位置的确定方法，其特征在于，在所述相邻两边框组成的夹角处设置图像采集单元，包括 将所述相邻两边框的交点与图像采集单元的透镜上的小孔对齐； 将所述相邻两边框的交点设为原点O，使所述相邻两边框中的一边框位于X轴，以垂直于X轴的方向作为I轴；所述相邻两边框的夹角为W所述透镜的中心法线与所述X轴成角度Θ。
3.根据权利要求2所述触摸屏上触摸点位置的确定方法，其特征在于，所述角度Θ为φ 。
4.根据权利要求2所述触摸屏上触摸点位置的确定方法，其特征在于，该方法还包括在所述透镜的外表面上设置红外透光片；在所述位于X轴的边框的外表面上设置红外背光源； 所述触摸点利用所述红外背光源提供的红外光线，透过所述红外透光片后在所述图像采集单元上成像、以及通过所述反射镜后透过所述红外透光片在所述图像采集单元上成像。
5.根据权利要求3或4所述触摸屏上触摸点位置的确定方法，其特征在于，该方法还包括确定所述触摸点在图像采集单元上成像的位置，包括 所述触摸点通过所述透镜，在所述透镜的成像面成像，并由图像采集单元芯片检测成像面上的像点； 所述触摸点在成像面上的像点与所述中心法线在所述成像面上的投影点之间的距离为S1 ;所述触摸点和所述触摸点在成像面上的像点之间的连线与所述中心法线成角度α。
6.根据权利要求5所述触摸屏上触摸点位置的确定方法，其特征在于，确定所述触摸点通过所述反射镜在所述图像采集单元上成像的位置，包括 所述触摸点通过所述反射镜后成像的像点通过所述透镜，在所述透镜的成像面上成像，并由图像采集单元芯片检测成像面上的像点； 所述触摸点通过所述反射镜在成像面上的像点与所述投影点之间的距离为a2 ;所述触摸点通过所述反射镜后成像的像点和所述触摸点通过所述反射镜在成像面上的像点之间的连线与所述中心法线成角度β。
7.根据权利要求6所述触摸屏上触摸点位置的确定方法，其特征在于，确定所述触摸 "_ 2NL点、(x,y)的位置，为:::;其中，所气」1+血1 —伽“2.所編奸y —--__， M + Ns-a} tan Θ s + a2 tan OX轴的边框的长度；所述s为所述原点O与所述投影点之间的距离。
8.一种触摸屏，其特征在于，包括平行四边形结构的显示屏、设置在所述显示屏的任意一个边框的内表面上的反射镜、和设置在除所述设置有反射镜的边框外的其他任意相邻两边框交点处的图像采集单元； 所述显示屏上的触摸点在所述图像采集单元上成像，以及通过所述反射镜在所述图像采集单元上成像； 所述图像采集单元，根据所述触摸点在所述图像采集单元上成像的位置和通过所述反射镜在所述图像采集单元上成像的位置，确定所述触摸点的位置。
9.根据权利要求8所述触摸屏，其特征在于，所述相邻两边框的交点与所述图像采集单元的透镜上的小孔对齐；所述相邻两边框的夹角为W 所述相邻两边框的交点为原点O，所述相邻两边框中的一边框位于X轴，垂直于X轴的方向为y轴；所述透镜的中心法线与所述相邻两边框中位于X轴的边框成角度θ ;所述θ为沪/2。
10.根据权利要求9所述触摸屏，其特征在于，所述触摸屏还包括 设置在所述相邻两边框中位于X轴的边框的外表面上的红外背光源，用于为所述显示屏上的触摸点提供红外光线； 设置在所述透镜的外表面上的红外透光片，用于过滤可见光，使所述显示屏上的触摸点利用所述红外背光源提供的红外光线，透过所述红外透光片后在所述图像采集单元上成像、以及通过所述反射镜后透过所述红外透光片在所述图像采集单元上成像。
全文摘要
本发明公开了一种触摸屏上触摸点位置的确定方法和触摸屏，包括触摸屏包含多边形结构的显示屏，在显示屏的任意一个边框的内表面上设置反射镜；在除设置有反射镜的边框外的其他任意两边框交点处设置图像采集单元；触摸显示屏时，根据触摸点在图像采集单元上成像的位置和通过反射镜在图像采集单元上成像的位置，确定触摸点的位置。通过本发明，除了能够解决现有各种触摸屏技术在应用尺寸的限制问题，相对于已有的双图像采集单元测量系统，减少了图像采集单元数量，结构简化，安装方便，图像采集单元的位置调试更容易。
文档编号G06F3/042GK102778976SQ201210026319
公开日2012年11月14日 申请日期2012年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者曲连杰, 郭建 申请人:北京京东方光电科技有限公司