CN101149658A - 光电触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明属于信息的输入领域，特别涉及一种光电触摸屏。为克服基于光电技术的现有触摸屏在结构、体积方面的不足，提供一种简便易行的光电触摸屏实现方案，本发明采用的技术方案是：一种光电触摸屏，在现有普通显示器之上覆盖一套很薄的位置检测处理装置，位置检测处理装置包括：玻璃或塑料材质的透明保护平板4，在保护平板4之上设置有一个支撑边框AD和三个带凹槽的边框AB、BC、CD，在凹槽底部均贴上回归反光膜或直接涂覆回归反光材料，在支撑边框AD两端点外一定距离处各放一套发射接收装置，发射接收装置各包括一个红外发射源以及置于其前面给定位置的一个红外接收器。本发明主要用于触摸显示屏的制作。
Description
技术领域
本发明属于信息的输入领域，特别涉及一种光电触摸屏。
技术背景
目前，触摸屏作为最为轻松的人机交互技术已经被推向众多领域。在基于光电技术的触摸屏实现方案中，最成熟的一种是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，根据遮蔽光线的不同可以检测出触摸物的具体位置，适用范围很广，但其分辨率受到红外对管数量的限制，难以做得很高；专利200510009897.5是用两个CCD采集的图像确定触摸物的位置，但需要使用广角物镜，因此仪器体积较大，不太实用，而且没有设置专有光源及去背景噪声措施，易受外界光线的影响，使设备的可靠性难以得到保证；而专利98106685.2由于使用了光扫描机构，结构复杂，使得设备寿命和方便性大大降低。
发明内容
为克服现有技术的不足，克服基于光电技术的现有触摸屏在结构、体积方面的不足，本发明的目的在于：提供一种简便易行的光电触摸屏实现方案。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种光电触摸屏，在现有普通显示器之上覆盖一套很薄的位置检测处理装置，位置检测处理装置包括：玻璃或塑料材质的透明保护平板4，在保护平板4之上设置有一个支撑边框AD和三个带凹槽的边框AB、BC、CD，在凹槽底部均贴上回归反光膜或直接涂覆回归反光材料，在支撑边框AD两端点外一定距离处各放一套发射接收装置，发射接收装置各包括一个红外发射源以及置于其前面给定位置的一个红外接收器。
所说的发射接收装置的红外发射源、红外接收器间均设有限制光束的光阑，让发射源发射的光只能覆盖对角及相距最近的带凹槽的边框所分割的范围，其接收器只能接收同一范围返回的光。
条状回归反光膜或回归反光材料5布于三个带凹槽的边框的凹槽底部。
回归反光膜或回归反光材料的性能以及接收器的安放角度和位置，要保证接收器只能接收自三个带凹槽的边框返回的光线。
红外发射源可以是红外发光二极管LED，或激光二极管LD外加一个柱面透镜；其红外接收器可以是红外线阵电荷耦合器件CCD，或一维光电位置敏感器件PSD。
位置检测处理装置可以附加在各种平板显示器之上，组合成为高分辨率触摸屏。
本发明具备以下技术效果：
本发明由于采用红外发射源、红外接收器结构和相互间特定的位置关系，以及发射接收装置的红外发射源、红外接收器间均设有限制光束的光阑，去除了广角物镜和扫描装置，结构复杂度大为降低，使得设备成本、体积和寿命均有很大改善。该装置可与各种平板显示器相配合组成方便可靠的人机交互设备。
附图说明
图1是本发明的结构与检测原理示意图。
图2是本发明的边框纵向结构示意图。
图3是本发明的收发装置结构示意图。
具体实施方式
本发明所采用的技术方案是：在现有各种平板显示器之上覆盖如下的与显示画面平行的位置检测与处理装置，见图1，将其改造为高分辨率的触摸屏。在AB、BC、CD三条边框6内侧凹槽内均贴上条状回归反光膜或直接涂覆回归反光材料5，该膜系或涂层的光学特性是能使入射光线沿原路返回；角A和角D外一定距离处各放一套发射装置1和接收装置2，该收发装置包括红外发射源1-1与红外发射源2-1，以及置于其前面给定位置的红外接收器1-2与红外接收器2-2；红外发射源和接收器在z方向上也要稍有错位。
红外发射源1-1和红外发射源2-1发射的红外光束，在没有受到遮挡时，会投射到AB、BC和CD三条边上并将沿原入射路线返回，在接收器上形成固定的亮度背景；如果受到触摸笔或手指等障碍物3的遮挡，则被遮挡的光不能投射到AB、BC或CD三条边上并返回接收器，从而改变了接收器上的光能分布状态；通过质心算法可分别计算出接收器1-2和接收器2-2上被遮挡范围的中心位置，据此可得到图示角α和β值；然后再根据显示屏的尺寸通过三角算法计算出障碍物3的位置信息，即x、y坐标值，把它作为输出信号提供给控制设备以实现相应的控制动作。
下面结合附图进一步详细说明本发明。
具体实施方式一：如图1、图2和图3所示，玻璃或塑料材质的透明保护平板4紧贴在平板显示器显示面板7上，起到保护和防尘的作用，避免了触摸笔或手指直接接触显示器面板，影响显示效果；保护平板以上设置一个四边形边框ABCD，在其中的AB、BC、CD三条边框6内侧做一个一定深度的凹槽8，并把条状回归反光膜5贴在凹槽底部，以减少外界光线的干扰；角A和角D外一定距离处各放一套发射装置1和接收装置2，发射装置包括红外发射源1-1和红外发射源2-1，以及置于其前面给定位置的红外接收器1-2和红外接收器2-2；两者的位置关系要依接受器件的尺寸而定，保证回射的光线尽可能均匀的落到接收器件的感光范围内，以充分利用发射源的光能和接收器件的感应单元，避免了使用体积较大的物镜；红外发射源可以是红外LED(发光二极管)或LD(激光二极管)外加一个柱面透镜，而红外接收器可以是线阵CCD(电荷耦合器件)或一维PSD(光电位置敏感器件)；其中红外发射源和接收器除了在x y平面内满足位置要求外，在z方向也要稍有错位，可以用薄片把两者隔开，以避免光的干扰；而且其前面均有光阑限制光束，让发射器1-1发射的光只能覆盖BCD范围，接收器1-2只能接收同一范围返回的光，发射器2-1发射的光只能覆盖ABC范围，接收器2-2只能接收同一范围返回的光，以减小背景噪声。处理电路同时对两个收发装置进行控制。要实现为其提供驱动信号、滤波、A/D转换、图像数据的采集识别和运算处理以及数据的输出接口一系列功能，最终输出符合标准格式的坐标数据，使后续设备直接使用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同之处是处理电路实现的功能不同，它只提供驱动信号、滤波、A/D转换和图像数据的采集，然后通过数据接口把这些原始数据直接传到通用设备(如PC)上，由软件负责数据的识别和处理等复杂运算。
Claims (6)
1.一种光电触摸屏，在现有普通显示器之上覆盖一套很薄的位置检测处理装置，其特征在于，位置检测处理装置包括：玻璃或塑料材质的透明保护平板(4)，在保护平板(4)之上设置有一个支撑边框(AD)和三个带凹槽的边框(AB)、(BC)、(CD)，在凹槽底部均贴上回归反光膜或直接涂覆回归反光材料，在支撑边框(AD)两端点外一定距离处各放一套发射接收装置，发射接收装置各包括一个红外发射源以及置于其前面给定位置的一个红外接收器。
2.根据权利要求1所述的一种光电触摸屏，其特征在于，所说的发射接收装置的红外发射源、红外接收器间均设有限制光束的光阑，让发射源发射的光只能覆盖对角及相距最近的带凹槽的边框所分割的范围，其接收器只能接收同一范围返回的光。
3.根据权利要求1所述的一种光电触摸屏，其特征在于，条状回归反光膜或回归反光材料(5)布于三个带凹槽的边框的凹槽底部。
4.根据权利要求1所述的一种光电触摸屏，其特征在于，回归反光膜或回归反光材料的性能以及接收器的安放角度和位置，保证接收器只能接收自对角两个带凹槽的边框返回的光线。
5.根据权利要求1所述的一种光电触摸屏，其特征在于，红外发射源可以是红外发光二极管LED，或激光二极管LD外加一个柱面透镜；其红外接收器可以是红外线阵电荷耦合器件CCD，或一维光电位置敏感器件PSD。
6.根据权利要求1所述的一种光电触摸屏，其特征在于，位置检测处理装置可以附加在各种平板显示器之上，组合成为高分辨率触摸屏。
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