专利名称：一种光学触摸屏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光电领域，与触摸屏有关，尤指一种具有摄像头的光学触摸屏。
背景技术：
中国触摸屏市场从90年代末期开始兴起至今已经十年有余，触摸技术也是层出不穷，而各种触摸手段的特点也是“优缺参半”，光学触摸技术是一种不同于现有的红外、表面声波、电阻、电容等触摸技术的新技术，光学传感器对细致的动作反应快速、简单、准确、 流畅并能满足多点触摸的要求。现有触摸技术其实现原理是由安装在顶部左上角的(XD/CM0S摄像头或感光模组，通过LED灯发射出光线，经过四周反射条的反射，进入右上角的(XD/CM0S摄像头中，另外由右上角的(XD/CM0S摄像头发射的光线，经过反射条的反射传入左侧的(XD/CM0S摄像头中，密布的光线在触摸区域内形成一张光线网，经过多次反射的光线之间的空间在1匪以内；当触摸一点时，经该点的射出光线和接收光线组成一个夹角，同时两端的CCD/CMOS 摄像头与这两条光线以及两个摄像头之间构成的直线又会组成两个夹角，经处理单元计算，这样该点的准确坐标被控制器录入，实现触摸反应。当采用多点触摸时，原理也是如此； 都是通过摄像头采集触摸物的图像数据，再将图像数据传送给处理器进行处理，从而检测出触摸物的位置信息；其中，检测出的触摸物位置信息的精确程度与摄像头采集的图像数据的质量有密切关系。具体产品结构说明；如图1所示；为现有技术带摄像头的光学触摸屏的结构示意图，该光学触摸屏包括触摸屏框架1、安装在触摸屏框架1的上方两侧夹角处的两个红外摄像头3和4、分别安装在邻近红外摄像头3和4位置处的两个红外光源5和6、安装在触摸屏框架1内侧边缘的反射条7、以及分别与红外摄像头3和4连接的处理器2 ；触摸屏框架 1的内部为触摸检测区8，反射条7将由红外光源5和6发射的光线分别反射到相对的红外摄像头3和4内，工作时红外摄像头3和4分别采集图像数据并将该图像数据发送到处理器2，处理器2处理该图像以确定触摸物的位置信息。这种结构的光学触摸屏反射条7的反射效率随着入射角的增大而减小，即随着入射角的增大，反射条7反射回红外摄像头3和4 的光将衰减。当红外光源5或6发射到反射条7的光线的入射角大于55度时，红外光源5 或6发射到反射条7上的光大大减少而且反射条7的反射效率急剧下降，反射回红外光源5 或6的光将大大衰减，从而使得交叉线区域亮度较小，当触摸物又刚好位于交叉线区域时， 由于经该区的光线衰减，势必会影响红外摄像头3或4所采集的图像数据的质量。这些缺陷这是由于红外光源5或6设置在触摸屏框架1的上方所致，众所周知光源发散呈扇形分布， 以光轴为中心，越往两侧光的强度越弱，光的强度也会随距离的增加而衰减，这样整个触摸检测区的远端与近端，中部与两侧的光线强弱不均，红外摄像头3和4就很难保障所摄取图像信息的高质量，从而降低了检测的触摸物的位置信息的精确度；另外两侧光源呈扇形传播还容易在光线交汇叠加不到的地方形成触摸盲区。
实用新型内容为了克服现有光学触摸屏的红外光源设置在触摸屏框架的上方，造成整个触摸检测区的远端与近端以及中部与两侧的光线强弱不均，难以保障红外摄像头能摄取到高质量的图像信息，从而降低了检测的触摸物的位置信息的精确度；以及光线覆盖不到的区域存在触摸盲区的不足，本实用新型的目的在于提供一种光学触摸屏，它不仅能实现整个触摸检测区光线的充足、均勻，保障红外摄像头能摄取到高质量的图像信息，精确检测出的触摸物位置；还使得触摸检测区上没有触摸盲区。本实用新型是这样实现上述发明目的的，设计一种光学触摸屏；包括框架、由框架围设成的触摸检测区、固定在框架上至少两个用以实时摄取触摸检测区图像信息的光学传感器、与光学传感器电连接用以处理光学传感器图像数据以获得触摸物位置信息的处理单元、安装在框架内左、右及下边用以照射触摸检测区的光源组件，所述的光学传感器相互覆盖触摸检测区的视场区域，其中，光学传感器从不同的位置获取触摸检测区内的图像并生成图像数据，所述的光源组件为两端具有红外光源的导光条，所述的导光条除内侧导光工作面以外均覆盖有一层由反光材料作成的反射层，所述的导光条内侧导光工作面与框架平行，红外光源经导光条传播并向四周散射的光线由反射层多次反射后，集中从导光条内侧导光工作面射出并在触摸检测区内形成一张均勻、密布的光网。更优的方案所述导光条两端的红外光源为LED光源或激光器；框架为矩形框架。所述的导光条两端分别开设有用以放置红外光源的光源孔，在同一导光条两端的红外光源其光轴面相对。所述的反射层为电镀或粘贴或涂覆在导光条上。所述的光学传感器为微型红外摄像头或线性图像传感器。所述的光学传感器分别安装在框架上方两转角处和/或上方中部。所述的导光条粘接在框架内左、右及下边上，各导光条的内侧面相对应并在同一水平面上。所述的导光条为圆柱条形。本实用新型将原来放置在框架上方的红外光源通过运用导光条的特性转移至框架内侧左、右及下边，由于该导光条两端具有LED光源，导光条除内侧导光工作面以外均覆盖有由反光材料作成的反射层，LED光源经导光条四周散射的光线由反射层多次反射、叠加后，由导光条内侧导光工作面集中射出并在触摸检测区内形成一张均有、密布的光网，有了充足而均勻的光线，从而保证了红外摄像头能摄取高质量的图像信息，保障了检测触摸物的位置信息的高度精确，以及触摸检测区上没有触摸盲区的目的。由于采用了上述技术方案，本实用新型的光学触摸屏具有结构简单、紧凑，整个触摸检测区不论远端与近端，还是中部与两侧的光线充足、均勻，摄像头采集的图像数据的质量高，自然检测出的触摸物位置信息的精确程度就高。另外一张均勻、密布的光网覆盖在触摸检测区内，使得触摸检测区上没有触摸盲区。
图1为现有技术带摄像头的光学触摸屏的结构示意图；[0018]图2为本实用新型光学触摸屏原理的结构示意图；图3为本实用新型导光条的立体结构示意图；图4为本实用新型导光条的平面结构示意具体实施方式
如图2、图3、图4所示；为本实用新型光学触摸屏原理的结构示意图，该光学触摸屏包括一个矩形的触摸屏框架安装在触摸屏框架的上方两侧夹角处的两个微型红外摄像头或线性感光模组35、36，微型红外摄像头或线性感光模组35、36可以是CXD摄像头也可以是CMOS摄像头，两个微型红外摄像头或线性感光模组35、36通过数据线39分别与处理单元38电连接，用以处理两个微型红外摄像头或线性感光模组35、36的图像数据以获得触摸物位置信息，导光条30的形状为圆柱形，为聚乙烯或玻璃材料作成，光源经导光条30传播并向四周散射；这种导光的材料技术已经很成熟，在市场上也有销售，其制作工艺及过程就不再叙述；当然根据产品设计的需要导光条30的形状可以不局限与圆柱形一种。导光条30分别安装在框架内的左、右及下方的边上，其长度与所固定的框架边条相吻合，各导光条30除内侧的导光工作面33以外均覆盖有一层由反光材料作成的反射层 32，这反射层32可以是电镀或粘贴或涂覆在除导光条30面上，在触摸屏上导光工作面33 相对应并在同一水平面上。一般是采用粘接的方式将导光条30固定在触摸屏框架内的左、 右及下方的边上；当然也可以采用其它的固定方式；如螺接或卡接等。各导光条30的两端分别设置有相互并联的红外LED光源34，该光源34经导光条30传播并向四周均勻散射， 由于导光条30除内侧的导光工作面33以外均覆盖有一层由反光材料作成的反射层32，光线由反射层多次反射、叠加后，由导光条内侧导光工作面33集中射出并在触摸检测区内形成一张均勻、密布的光网；实验证明光源越靠近导光条30的两端散射的效果就越好。解决这个问题本实用新型采用的技术方案就是在导光条30两端面上分别开设一个用以放置红外LED光源34的光源孔31，分别放置在同一导光条30两端的红外LED光源34其光轴面相对。参考3、图4 ；图中，导光条30除内侧导光工作面33以外均覆盖有一层由反光材料作成的反射层32，这反射层32可以是电镀或粘贴或涂覆在除导光条30面上，红外LED光源34经导光条传播并向四周散射的光线由反射层多次反射、叠加后，由导光条内侧导光工作面33集中射出并在触摸检测区内形成一张均勻、密布的光网，有了充足而均勻的光线， 从而保证了两个微型红外摄像头或线性感光模组35、36能摄取高质量的图像信息，保障了检测触摸物的位置信息的高度精确，以及触摸检测区上没有触摸盲区的目的。
权利要求1.一种光学触摸屏，包括框架、框架围设成的触摸检测区、固定在框架上至少两个用以实时摄取触摸检测区图像信息的光学传感器、与光学传感器电连接用以处理光学传感器图像数据以获得触摸物位置信息的处理单元、安装在框架内左、右及下边用以照射触摸检测区的光源组件，所述的光学传感器相互覆盖触摸检测区的视场区域，其中，光学传感器从不同的位置获取触摸检测区内的图像并生成图像数据，其特征在于所述的光源组件为两端具有红外光源的导光条，所述的导光条除内侧导光工作面以外均覆盖有一层由反光材料作成的反射层，所述的导光条内侧导光工作面与框架平行，所述的红外光源经导光条传播并向四周散射的光线由反射层多次反射后，集中从导光条内侧导光工作面射出并在触摸检测区内形成一张均勻、密布的光网。
2.根据权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于所述导光条两端的红外光源为LED 光源或激光器。
3.根据权利要求1或2所述的光学触摸屏，其特征在于所述的导光条两端分别开设有用以放置红外光源的光源孔，在同一导光条两端的红外光源其光轴面相对。
4.根据权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于所述的框架为矩形框架。
5.根据权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于所述的反射层为电镀或粘贴或涂覆在除导光条上。
6.根据权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于所述的光学传感器为线性图像传感器或微型红外摄像头。
7.根据权利要求1或6所述的光学触摸屏，其特征在于所述的光学传感器分别安装在框架上方两转角处和/或上方中部。
8.根据权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于所述的导光条粘接在框架内左、右及下边上，各导光条的导光面相对应并在同一水平面上。
9.根据权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于所述的导光条为圆柱条形。
专利摘要本实用新型公开了一种光学触摸屏；包括框架、由框架围设成的触摸检测区、固定在框架上至少两个用以实时摄取触摸检测区图像信息的光学传感器、与光学传感器电连接用以处理光学传感器图像数据以获得触摸物位置信息的处理单元、安装在框架内左、右及下边用以照射触摸检测区的光源组件，所述的光源组件为两端具有红外光源的导光条，所述的导光条除内侧导光工作面以外均覆盖有一层由反光材料作成的反射层，红外光源经导光条传播并向四周散射的光线由反射层多次反射后，集中从导光条内侧导光工作面射出并在触摸检测区内形成一张均匀、密布的光网。保障红外摄像头能摄取到高质量的图像信息，精确检测出的触摸物位置；还使得触摸检测区上没有触摸盲区。
文档编号G06F3/042GK201936282SQ201020624039
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者吴正才, 彭振宏 申请人:深圳市正大盈拓识别技术有限公司