专利名称：触控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种触控系统，尤其涉及一种光学式触控系统。
背景技术：
许多电子产品用触控面板作为输入方式，目前市场上的触控面板主要包括电阻式 触控面板、电容式触控面板和表面声波式触控面板。电阻式触控面板的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是 一种多层的复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属 (透明的导电电阻)导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内 表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层 导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变 化，在X和Y两个方向上产生信号，然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出 (x，Y)的位置。电阻式触控屏不受尘埃、水、污物影响，能够于较为恶劣情况下工作；但是， 金属导电层比较薄且容易脆断，涂得太厚会降低透光率，并且经常被触摸，使用一定时间后 会出现裂纹，甚至变形。电容式触控面板是在薄膜表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在 金属层上时，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，触点的电容就会发生变化，使得与之 相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置。由于电容随温度、湿度 或接地情况的不同而变化，故，稳定性较差，往往会产生漂移现象。表面声波式触控面板由屏体、表面声波发生器、反射条纹、表面声波接收器和控制 器组成。其中，表面声波发生器发送表面声波跨越屏体表面，当手指触及屏体时，触点的表 面声波即被阻止，控制器通过分析接收到的表面声波确定触点的位置。表面声波式触控屏 不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率高，有极好的防刮性，寿命长；透光率高、能保持清 晰的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴(即压力轴)响应，目前在公共 场所使用较多。但是表面声波会被水、灰尘、油污甚至饮料的液体吸收，因此需经常清洁维 护。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构简单、综合性能良好的触控系统。—种触控系统，包括显示面板，用于根据触控物的触控实现显示功能；第一线性 红外线感测器，临近所述显示面板设置；第一红外光源，与所述第一线性红外线感测器位于 所述面板的同一侧且相邻所述第一线性红外线感测器，所述第一红外光源发出的红外线覆 盖所述显示面板，所述第一红外光源发出的红外线被触控物反射后在所述第一线性红外线 感测器上成像；以及，信号处理器，接收所述第一线性红外线感测器的影像信号并根据所述 影像信号在所述第一线性红外线感测器上的大小及位置来判断所述触控物在所述显示面 板上的触控位置。
优选地，进一步包括一个第一透镜，所述第一红外光源发出的红外线被触控物反 射后经过所述第一透镜成像在所述第一线性红外线感测器上。优选地，进一步包括第二线性红外线感测器和第二红外光源，所述第二线性红外 线感测器和第二红外光源位于所述面板的同一侧且所述第二红外光源相邻所述第二线性 红外线感测器，所述第二红外光源发出的红外线覆盖所述显示面板，所述第二红外光源发 出的红外线被触控物反射后在所述第二线性红外线感测器上成像。
优选地，进一步包括一个第二透镜，所述第二红外光源发出的红外线被触控物反 射后经过所述第二透镜成像在所述第二线性红外线感测器上。与现有技术相比，本发明实施例的触控系统的红外光源发出的红外线覆盖显示面 板表面，用户利用触控物触控触控系统的某一点，触控物便会挡住经过该位置的红外线并 将其反射，触控物体会成像在线性红外线感测器上，根据图像在线性红外线感测器上的位 置和大小便可计算出触摸点的位置，因此，该触控系统结构简单；由于红外线不受电流、电 压和静电干扰，所以适宜恶劣的环境条件。
图1是本发明第一实施例触控系统的示意图，其包括线性红外线感测器。图2是图1中线性红外线感测器成像示意图。图3是本发明第一实施例触控系统的未工作时的示意图。图4是本发明第一实施例触控系统工作时的示意图。图5是本发明第二实施例触控系统工作时的示意图。图6是本发明第三实施例触控系统工作时的示意图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。请一并参阅图1及图2所示，本发明第一实施例的触控系统10包括显示面板11、 红外光源12、线性红外线感测器13、透镜14、信号处理器15和控制器16。显示面板11通常可为矩形形状，红外光源12、线性红外线感测器13和透镜14位 于显示面板11的同一侧。透镜14位于线性红外线感测器13的前面，光线经过透镜14后 成像在线性红外线感测器13上。信号处理器15分别与线性红外线感测器13、控制器16电 性连接，信号处理器15接收线性红外线感测器13的影像信号并进行处理，计算出按压点的 位置，将处理结果输出给控制器16，最后由控制器16对相应触控做出反应并完成相应按压 指令。红外光源12位于显示面板11的右上角，其为可以发出红外线的发光二极管或激 光二极管。当然，红外光源12的位置并没有限定，只要其发出的光能覆盖显示面板11即可。线性红外线感测器13可为CCD (Charge Coupled Device,电荷耦合器件)感测器 或者CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体存储器) 感测器，其具有一直线性排列的CXD像素或CMOS像素。线性红外线感测器13的像素排列方向定义为X轴、与像素排列方向垂直的方向定 义Y轴、X轴与Y轴的交点为线性红外线感测器13的中间像素的中心0。
当固定尺寸的物体17位于Y轴的A点时，其成像在线性红外线感测器13上的图 像A’位于0点；物体17沿平行X轴的方向由A点运动到B点，其成像在线性红外线感测 器13的图像B’偏离0点一段距离，但是图像B’的大小与图像A’的大小相同(因为A点 与B点距离线性红外线感测器13的距离相等)；当物体17沿平行Y轴方向靠近线性红外 线感测器13运动到C点时，其成像在线性红外线感测器13上的图像C’亦会偏离0点一段 距离，由于C点相对于A点更加靠近线性红外线感测器13，因而图像C’所占像素的面积大 于图像A’所占像素的面积；当物体17沿平行Y轴方向远离线性红外线感测器13运动到D 点时，其成像在线性红外线感测器13上的图像D亦会偏离0点一段距离，由于D点相对于 A点远离靠近线性红外线感测器13，因而图像D’所占像素的面积小于图像A’所占像素的 面积。简而言之，物体17相对于线性红外线感测器13左右移动时，其成像在线性红外线 感测器13上的图像位置会有所不同但图像大小相同，即物体17所在位置的坐标与偏离0 点的距离有关；当物体17相对于线性红外线感测器13前后移动时，其成像在线性红外线感 测器13上的图像大小(即所占用的像素个数)会有所不同但图像位置相同，即物体17所 在位置的坐标与图像大小有关，距离线性红外线感测器13较近图像较大，远的图像较小。在本实施例中，触控系统10预先将A点的坐标、图像A’的大小作为参考数据并储 存在信号处理器15中，只要物体17成像在线性红外线感测器13上，根据该参考数据和线 性红外线感测器13的影像信号可以推算出物体17所在位置的坐标。假设显示面板11宽边的中线与Y轴重合、A点坐标为XA、YA、图像A’大小为Sa，那
么，物体17所在位置的坐标可由下列表达式得出=X = XJax.17= A+bg其中，a、b为常
，
数，X为物体17在线性红外线感测器13上成像的位置，S为物体17在线性红外线感测器 13的成像的大小。如图3及图4，红外光源12发出的红外光L覆盖在显示面板11，当固定尺寸的触 控笔17触控在显示面板11上时，红外线L被触控笔17反射，反射光线L’经过透镜14后 成像在线性红外线感测器13上。信号处理器15接收线性红外线感测器13的影像信号，根 据图像的参数(例如图像的大小、位置等)并执行上述运算以计算出按压点的位置(即触 控笔17所触控的位置)，然后将处理结果输出给控制器16，最后由控制器16对相应触控做 出反应并完成相应按压指令。由于触控系统10只包括一个线性红外线感测器13，所以触控笔17的尺寸应该是 固定的。当然，触控系统10可以预先存储触控笔的尺寸大小数据，以及该尺寸的触控笔相 对线性感测器预定位置时在线性感测器中所成图像的大小的关系数据，以便根据这些数据 来计算获取该尺寸的触控笔应用在该类型的触控系统中的实际坐标。红外光源12发出的红外线覆盖显示面板11表面，用户利用触控笔17触摸触控系 统10的某一点，触控笔17便会挡住经过该位置的红外线并将其反射，触控笔17会成像在 线性红外线感测器13上，根据图像在线性红外线感测器13上的位置和大小便可计算出触 摸点的位置，因此，该触控系统10结构简单；由于红外线不受电流、电压和静电干扰，所以 适宜恶劣的环境条件。如图5所示，本发明第二实施例的触控系统20包括显示面板21、第一红外光源22a、第二红外光源22b、第一线性红外线感测器23a、第二线性红外线感测器23b、第一透镜24a、第二透镜24b、信号处理器25和控制器26。显示面板21为矩形形状，第一红外光源22a、第一线性红外线感测器23a和第一透 镜24a与第二红外光源22b、第二线性红外线感测器23b和第二透镜24b位于显示面板21 相对两侧。第一红外光源22a发出的红外线Ll被触控单元27 (例如手指或触控笔)反射的 反射光Li’经过第一透镜24a后成像在第一线性红外线感测器23a上；第二红外光源22b 发出的红外线L2被触控单元27反射的反射光L2’经过第二透镜24b后成像在第二线性红 外线感测器23b上。信号处理器15借由处理第一线性红外线感测器23a和第二线性红外 线感测器23b的图像可以得出触控单元27的触控位置，最后由控制器26对相应触控做出 反应并完成相应按压指令。由于触控系统20包括两组红外光源、感测器，通过线性红外线感测器23a/23b均 可以得出一个坐标，计算该两个坐标可以得出触控位置的坐标，因此，触控单元27的尺寸 不需要固定(例如可以用手指触摸触控系统)。如图6所示，本发明第三实施例的触控系统30与第二实施例的触控系统20基本 相同，同样包括显示面板31、第一红外光源32a、第二红外光源32b、第一线性红外线感测器 33a、第二线性红外线感测器33b、第一透镜34a、第二透镜34b、信号处理器35和控制器36， 其不同之处在于第一红外光源32a、第一线性红外线感测器33a和第一透镜34a与第二红 外光源32b、第二线性红外线感测器33b和第二透镜34b位于显示面板31相邻两侧。触控单元37所触控位置的坐标可以采用第二实施例的计算方法得出。另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明 精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
一种触控系统，包括显示面板，用于根据触控物的触控实现显示功能；第一线性红外线感测器，其邻近所述显示面板设置；第一红外光源，与所述第一线性红外线感测器位于所述面板的同一侧且相邻所述第一线性红外线感测器，所述第一红外光源发出的红外线覆盖所述显示面板，所述第一红外光源发出的红外线被所述触控物反射后在所述第一线性红外线感测器上成像；以及信号处理器，接收所述第一线性红外线感测器的影像信号并根据所述影像信号在所述第一线性红外线感测器上的大小及位置来判断所述触控物在所述显示面板上的触控位置。
2.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于进一步包括一个第一透镜，所述第一红 外光源发出的红外线被触控物反射后经过所述第一透镜成像在所述第一线性红外线感测 器上。
3.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于所述第一红外光源为发光二极管或激光二极管。
4.如权利要求1所述的触控系统，其特征在于进一步包括第二线性红外线感测器和 第二红外光源，所述第二线性红外线感测器和第二红外光源位于所述面板的同一侧且所述 第二红外光源相邻所述第二线性红外线感测器，所述第二红外光源发出的红外线覆盖所述 显示面板，所述第二红外光源发出的红外线被触控物反射后在所述第二线性红外线感测器 上成像。
5.如权利要求4所述的触控系统，其特征在于进一步包括一个第二透镜，所述第二红 外光源发出的红外线被触控物反射后经过所述第二透镜成像在所述第二线性红外线感测器上。
6.如权利要求4所述的触控系统，其特征在于所述第二线性红外线感测器与所述信 号处理器电性连接，所述信号处理器，接收所述第二线性红外线感测器的影像信号进行处 理并根据所述影像信号在所述第二线性红外线感测器上的大小及位置来判断所述触控物 在所述显示面板上的触控位置。
7.如权利要求5所述的触控系统，其特征在于进一步包括控制器，所述控制器与所述 信号处理器相连。
8.如权利要求4至7任一项所述的触控系统，其特征在于所述显示面板为矩形形状， 所述第一线性红外线感测器和第一红外光源与所述第二线性红外线感测器和第二红外光 源位于所述显示面板相对的两侧。
9.如权利要求4至7任一项所述的触控系统，其特征在于所述显示面板为矩形形状， 所述第一线性红外线感测器和第一红外光源与所述第二线性红外线感测器和第二红外光 源位于所述显示面板相邻的两侧。
全文摘要
一种触控系统，包括显示面板，用于根据触控物的触控实现显示功能；第一线性红外线感测器，临近所述显示面板设置；第一红外光源，与所述第一线性红外线感测器位于所述面板的同一侧且相邻所述第一线性红外线感测器，所述第一红外光源发出的红外线覆盖所述显示面板，所述第一红外光源发出的红外线被触控物反射后在所述第一线性红外线感测器上成像；以及，信号处理器，接收所述第一线性红外线感测器的影像信号并根据所述影像信号在所述第一线性红外线感测器上的大小及位置来判断所述触控物在所述显示面板上的触控位置。
文档编号G06F3/042GK101872269SQ200910301740
公开日2010年10月27日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者柯骏程, 赖正益 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司