专利名称：一种光学式触控系统及其定位方法
技术领域：
本发明涉及一种光学式触控系统，尤其是涉及一种采用可调节定位的方法判断被触碰位置的光学式触控系统及其定位方法。
背景技术：
常见触控屏的类型有电阻式、电容式、声波式、与光学式等。电阻式触控屏是利用间隙物间隔开两层铟锡氧化物(Indium Tin Oxide, ITO)导电层，使用时利用压力使上、下电极导通，并检测电极导通后屏幕上的电压变化，从而计算出触控的位置。电容式触控屏是利用排列的透明电极与人体之间的静电结合所产生的电容变化，从而计算出接触点的位置坐标。声波式触控屏是事先将电信号转换成超声波，并直接传送至触控屏的表面，当使用者触摸屏幕时，会吸收超声波从而造成衰减，经由比对触摸前后的超声波的衰减量，即可获知精确的触碰位置。·电阻式触控屏和电容式的触控屏一直都是市场的主流，然而随着触控屏幕越来越大、要求越来越高，以及制造商在制作大尺寸电阻式、电容式触控屏的成本压力下，光学式触控技术渐渐浮上了台面。常见的光学式触控屏大致分为以下几种红外线式、CM0S/CCD式、内嵌式、投影式等。这些光学式触控技术都是由遮光效应产生阴影，再由一个感光组件(例如图像传感器)感测到阴影变化，进而判断触碰位置所在。其中，图像传感器是在光电技术基础上发展起来的、将光学图像转换成一维时序信号的器件。它包括电子束摄像管、像增强管与变相管等真空管图像传感器，电荷稱合元件(Charge Coupled Devices, CCD)、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-Oxide S emiconductor Field EffectTransistor,CMOS)等半导体集成图像传感器和扫描型图像传感器等。其中，电子束摄像管等真空图像传感器正逐渐被(XD、CMOS等半导体集成图像传感器所取代。传统光学式触控屏都有个共同的缺点，就是都要针对触控屏的大小来增减传感器的数量，才能适用于不同的感测范围。并且，现有的触控屏基本上都是客制化产品，对制造商来说是一个很大的负担。因此，本发明提出一种采用可调节定位的方法判断被触碰位置的光学式触控系统，仅需通过调节传感器的位置即可适应于不同规格的触控屏。
发明内容
针对现有光学式触控屏中存在的上述问题，本发明的主要目的在于提供一种光学式触控系统及其定位方法。本发明所述光学式触控系统包括待感测区域和感测单元，所述感测单元包括至少两个图像传感器，所述图像传感器的位置可调且相互交叉形成交叉区；所述交叉区覆盖所述待感测区域。较佳的实施方式中，所述图像传感器采用线性传感器。较佳的实施方式中，所述图像传感器采用互补金属氧化物半导体传感器或电荷耦合元件传感器。
较佳的实施方式中，所述待感测区域为显示面板或投影屏幕。较佳的实施方式中，所述光学式触控系统采用内嵌式或外挂式与所述显示面板或投影屏幕相结合。较佳的实施方式中，所述图像传感器上设置有广角镜头。较佳的实施方式中，还包括一触控笔，所述触控笔发射的光谱与所述图像传感器相对应。较佳的实施方式中，所述触控笔内置有红外线发光二极管，所述图像传感器采用互补金属氧化物半导体传感器。较佳的实施方式中，所述红外线发光二极管的光谱为890nm-980nm。本发明所述光学式触控系统的定位方法，包括以下步骤 同步驱动所述至少两个图像传感器获取所述待感测区域的影像信息；对所述影像信息进行综合分析，判断有无过饱和响应的斑块；计算所述过饱和响应斑块相对应所述待感测区域的位置信息；计算所述待感测区域被触碰位置信息。本发明中的光学式触控系统及其定位方法基于立体视觉理论，采用至少两个可调节的图像传感器来获取影像信息，从而可以通过调整所述图像传感器的位置来适应不同屏幕大小的触控屏，使感测区域覆盖整个屏幕且无需增加传感器的数量。同时，本发明提出的光学式触控系统定位方法，可使触控笔发射的光谱与图像传感器相对应，从而减少触控响应时间并提高侦测触碰位置的精确度。
图I是光学式触控系统的立体视觉理论原理图一；图2是光学式触控系统的立体视觉理论原理图二 ；图3是包含触控笔的光学式触控系统的结构示意图；图4是可调节式触控系统的结构示意图；图5是图4的可调节式触控系统的相互间距调整示意图；图6是内嵌式触控系统的结构示意图；图7是外挂式触控系统的结构示意图；图8是图7的外挂式触控系统的连接结构剖视图；图9是含IR-LED的触控笔的结构示意图；图10是光学式触控系统的定位方法的流程图。附图标记说明10_显示面板；20_外框；30_光学式触控系统；31_第一图像传感器；32_第二图像传感器；33_壳体；34_固定螺丝；35_调节机构；40_触控笔；41_红外线；42-双控开关。
具体实施例方式为进一步阐明本发明的技术方案，以下将结合附图对本发明做进一步的说明。本发明中的光学式触控系统是基于立体视觉理论人之所以产生立体视觉，是由于左右两眼的视角不同所致，左眼看到物体稍偏左侧，右眼看到物体稍偏右侧，经由视神经传至大脑，再由大脑将两个影像整合成单一立体影像。本发明结合了照相原理和立体视觉理论，采用的两个图像传感器等效人的左右两眼，从而实现对触控点的精确定位。照相是将三度空间的数据记录在二维空间的介质上，对传统照相机而言，此介质就是底片，对数码相机而言，此介质就是CMOS传感器上的每一个像素。将三度空间的信息记录在二维空间的介质上时，其相互间是有一定的几何关系存在。如图I所示，一个三度空间的P点，它相对于摄影机中心的坐标为(X。，y。，zc)，经过摄影过程投影在影像平面上的对应坐标为(Xi，yi)。此两者的几何关系如下
权利要求
1.一种光学式触控系统，包括待感测区域及感测单元，其特征在于，所述感测单元包括至少两个图像传感器，所述图像传感器的位置可调且相互交叉形成交叉区，所述交叉区覆盖所述待感测区域。
2.根据权利要求I所述的光学式触控系统，其特征在于，所述图像传感器采用线性传感器。
3.根据权利要求I所述的光学式触控系统，其特征在于，所述图像传感器采用互补金属氧化物半导体传感器或电荷耦合元件传感器。
4.根据权利要求I所述的光学式触控系统，其特征在于，所述待感测区域为显示面板或投影屏幕。
5.根据权利要求4所述的光学式触控系统，其特征在于，所述光学式触控系统采用内嵌式或外挂式与所述显示面板或投影屏幕相结合。
6.根据权利要求I所述的光学式触控系统，其特征在于，所述图像传感器上设置有广角镜头。
7.根据权利要求I所述的光学式触控系统，其特征在于，还包括一触控笔，所述触控笔发射的光谱与所述图像传感器相对应。
8.根据权利要求6所述的光学式触控系统，其特征在于，所述触控笔内置有红外线发光二极管，所述图像传感器采用互补金属氧化物半导体传感器。
9.根据权利要求8所述的光学式触控系统，其特征在于，所述红外线发光二极管的光谱为 890nm-980nm。
10.一种光学式触控系统的定位方法，其特征在于，包括以下步骤 同步驱动所述两个图像传感器获取所述待感测区域的影像信息； 对所述影像信息进行综合分析，判断有无过饱和响应的斑块； 计算所述过饱和响应斑块相对应所述待感测区域的位置信息； 计算所述待感测区域被触碰位置信息。
全文摘要
本发明提出一种光学式触控系统及其定位方法，采用至少两个可调节的线性图像传感器来获取影像信息，从而可以通过调整所述图像传感器的位置来适应不同屏幕大小的触控屏，使感测区域覆盖整个屏幕且无需增加传感器的数量；另外，本发明提出的光学式触控系统定位法，使触控笔发射的光谱与图像传感器相对应，可免去复杂的影像处理过程，从而提高触控响应的快速性和精确性。
文档编号G06F3/042GK102955619SQ20121003133
公开日2013年3月6日 申请日期2012年2月13日 优先权日2011年8月19日
发明者吴西恩, 苏圣镔 申请人:宸鸿光电科技股份有限公司