CN101566897B - 触摸屏定位装置及触摸屏定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及触摸屏技术，提出的触摸屏定位装置，包括：广角摄像头、两个深色吸光材料边框、两个平面反射镜、显示屏幕和计算处理模块。同时还提出一种触摸屏定位方法，包括：预先设置屏幕坐标系，接收采集的图像数据；对图像数据进行畸变校正处理；从图像数据中确定两个参考点，并根据屏幕坐标系和参考点从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；确定两条虚拟射线分别与反射镜的边框相交的交点坐标，根据交点坐标与虚拟射线的斜率计算获得两个虚拟射线的反射线方程，根据两个反射线方程计算获得触摸点坐标并显示。本发明使用单个摄像头与平面反射镜，通过图像处理和平面几何运算得到触摸点的坐标，技术方案简单并且定位精确。

Description

触摸屏定位装置及触摸屏定位方法

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，具体涉及一种触摸屏定位装置及触摸屏定位方法。

背景技术

日常生活中触摸屏技术已经被广泛应用，带给人们更好的体验。现有基于摄像头定位的触摸屏系统，属于光学触摸屏技术的类别。这种触摸屏系统采用至少2个摄像头进行定位，即将2个视角足以覆盖整个显示屏幕的摄像头置于显示屏幕的2个顶角，然后采集图像，再根据遮挡物在图像平面中像素点坐标位置与摄像头位置、视角的关系，在摄像头视角范围内可以确定两条射线从摄像头发出相交于屏幕遮挡物的位置，从而可以确定射线与边缘直线所成角度，然后利用三角定理计算屏幕上遮挡物坐标位置实现定位。

但是上述至少包含2个摄像头的触摸屏系统，一般需要2套用于图像处理的微机设备，占用空间与软硬件开发成本方面都存在劣势。

在中国专利CN101261557中，公开了一种用于触摸屏的图像传感装置。该技术方案仅使用单摄像头方案，减小了设备占用空间并降低了研发成本。该发明具体包括利用互锁的电子快门，实现不同光路在同一传播路径上的分时复用；还包括通过利用独立的光路实现分区复用，成像在一片图像传感器的表面。分时复用的过程为：在两路成像光学系统的光路上，安装有一面反射镜和一面半反射/透射镜，反射镜的反射面和反射/透射镜的反射面相对安装；该两路成像光学系统中的一路，其光路是通过反射镜的反射面和反射/透射镜的反射面，而经由此光路的光线，经过两次反射，到达图像传感器的表面；该两路成像光学系统中的另一路，其光路是通过反射/透射镜的透射面，经由此光路的光线通过反射/透射镜，到达图像传感器的表面。在这种至少两路成像光学系统上，都分别安装上一个电子快门，该电子快门按照互锁的方式轮流开启关闭。分区复用的过程为：两路光学通道分区共用一片图像传感芯片，该图像传感芯片被划分为两个图像传感的领域，两路光学成像系统的成像，分别映射在这两个区域里。更一般的结构，是在这两个图像传感区域的前方，分别安装有两面反射镜；以达到通过两条光路中的镜头的光线被反射镜反射之后，到达两个图像传感的领域。

这个方法虽然采用一个图像传感器芯片的硬件结构，并降低了产品的生产成本，但仍然存在着以下不足：一、图像传感芯片对采集图像数据分时复用的变换频率有限制，即限制图像的帧率和刷新速度，而这对电子快门的精确程度有非常高的要求；二、分区复用实际上是将1个图像采集芯片当做2个来使用，减小了图像信息的采集面积，分辨率只能保留原来的一半，降低了定位的准确程度。即采用分时复用或分区复用时，需要对两条光路增加相应的图像传感器控制单元以及精确度高的电子快门，硬件成本仍然较高，定位准确度因为图像信息采集面积的减小而降低。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种触摸屏定位装置及触摸屏定位方法，不增加图像传感器控制单元以及高精确度的电子快门，降低硬件成本；并且保证图像信息采集面积以提供定位的准确程度。

本发明提出的触摸屏定位装置，包括：广角摄像头、两个深色吸光材料边框、两个平面反射镜、显示屏幕和计算处理模块；

所述广角摄像头位于所述显示屏幕的任意顶角；所述两个深色吸光材料边框分别位于所述广角摄像头相邻两侧的显示屏幕边框上，并垂直于所述显示屏幕的平面；所述两个平面反射镜边框分别位于所述广角摄像头对面两侧的显示屏幕边框上，并垂直于所述显示屏幕的平面；

所述广角摄像头、所述计算处理模块、所述显示屏幕顺序连接；

所述计算处理模块预先设置屏幕坐标系，接收所述广角摄像头采集的图像；所述计算处理模块对所述采集的图像进行畸变校正处理，并从所述图像数据中确定两个参考点，然后根据所述屏幕坐标系和所述参考点从所述广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；所述计算处理模块确定所述两条虚拟射线分别与所述反射镜的边框相交的交点坐标，根据所述交点坐标与所述虚拟射线的斜率计算获得两个所述虚拟射线的反射线方程，再由所述两个反射线方程计算得到触摸点坐标；所述计算处理模块将所述触摸点坐标发送至所述显示屏幕进行显示。

本发明提出的触摸屏定位方法，是应用本发明提出的触摸屏定位装置的触摸屏定位方法，包括：

步骤一，预先设置屏幕坐标系，接收采集的图像数据；

步骤二，对所述图像数据进行畸变校正处理；

步骤三，从所述图像数据中确定两个参考点，并根据所述屏幕坐标系和所述参考点从所述广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；

步骤四，确定所述两条虚拟射线分别与所述反射镜的边框相交的交点坐标，根据所述交点坐标与所述虚拟射线的斜率计算获得两个所述虚拟射线的反射线方程，根据所述两个反射线方程计算获得触摸点坐标并显示。

本发明通过引入反射镜与单个广角摄像头的配合，仅使用一条光路进行图像采集，通过该单个广角摄像头对触摸点以及反射镜中反射的触摸点光斑的图像采集，对采集的图像进行畸变校正处理之后，从图像数据中确定参考点，根据屏幕坐标系和参考点从广角摄像头的位置引出虚拟射线，并按照虚拟射线与反射镜边框相交的交点坐标和虚拟射线的斜率计算获得虚拟射线的反射线方程，根据反射线方程计算求得触摸点坐标，最终实现触摸屏定位过程。本发明使用反射镜，解决了分时复用的问题，并且不增加图像传感器控制单元以及高精确度的电子快门，降低硬件成本；而且仅使用一条光路的过程，保证图像传感器的图像信息采集面积，定位的准确程度得到提高。

附图说明

图1是实施例1的触摸屏定位装置示意图；

图2是触摸屏定位装置的屏幕坐标系示意图；

图3是采集的图像中有4个触摸点光斑的示意图；

图4是采集的图像中有3个触摸点光斑的示意图；

图5是采集的图像中有2个触摸点光斑的示意图；

图6是实施例2提出的触摸屏定位方法流程示意图。

具体实施方式

本发明将单个摄像头置于拍摄屏幕的顶点，在显示屏幕的四周安装垂直于显示屏幕的边框，包括在摄像头相邻的2个边框使用深色吸光材料边框，在摄像头对面两侧采用平面反光镜，提出一种全新的触摸屏定位装置。

实施例1：

本发明提出的触摸屏定位装置，如图1所示，包括：广角摄像头、两个深色吸光材料边框、两个平面反射镜、显示屏幕和计算处理模块。

广角摄像头可以位于显示屏幕的任意顶角；在本实例中，将该广角摄像头安装于屏幕的左上角。两个深色吸光材料边框分别位于广角摄像头相邻两侧的显示屏幕边框上，并垂直于显示屏幕的平面；两个平面反射镜边框分别位于广角摄像头对面两侧的显示屏幕边框上，并垂直于显示屏幕的平面。这样，深色吸光材料边框和平面反射镜垂直安装在显示屏幕的四周，组成广角摄像头和反射镜的触摸屏定位结构区域。两个平面反射镜能够完成镜面反射的功能，确保反射过程能量损耗较小，使触摸物经过两次反射后仍能被广角摄像头准确采集。两个深色吸光材料边框用于提供广角摄像头拍摄到触摸物的暗色背景，突出广角摄像头拍摄图像的触摸点光斑。

广角摄像头、计算处理模块、显示屏幕顺序连接；计算处理模块预先设置屏幕坐标系，接收广角摄像头采集的图像；计算处理模块对采集的图像进行畸变校正处理，并计算以获得触摸点的定位坐标，计算处理模块将定位坐标发送至显示屏幕进行显示。

其中，广角摄像头可以选择90度广角的的光学镜头，安装在显示屏幕的顶角可以达到覆盖整个显示屏幕的目的。计算处理模块主要用于对采集图像的图像处理和后续平面几何解析计算。

本实施例提出的触摸屏定位装置，工作过程如下：

计算处理模块预先设置屏幕坐标系，在广角摄像头安装确定之后，可以设置以广角摄像头的安装位置为坐标系原点，广角摄像头的安装位置水平方向为X轴，广角摄像头的安装位置垂直方向为Y轴。在本实施例中，由于摄像头安装在显示屏幕的左上角，所以定义水平向右为X轴正方向，垂直向下为Y轴正方向，如图2所示。

有触摸物或触摸动作时，广角摄像头开始采集图像。计算处理模块接收广角摄像头发送的图像数据。由于使用的是广角镜头，采集的图像会产生畸变，所以需要对接收的图像数据进行畸变校正处理。

在广角摄像头和反射镜组成的触摸屏定位结构区域内，广角摄像头会采集触摸物和触摸动作以及它们在对面的平面反射镜中的反射图像。其中，计算处理模块接收的图像数据中包含这样几种情况：

1、图像中有4个触摸点光斑的情况：当触摸点位于显示屏幕内部区域，而且不在广角摄像头的对角线上时，图像中会有4个触摸点光斑，如图3所示。将整个显示屏幕划分为上、下两个三角形显示区域，以广角摄像头安装在显示屏幕左上角为例，当触摸物位于显示屏幕对角线的上方三角形显示区域内时，反射两次的触摸点光斑位于水平方向的平面反射镜上；当触摸物位于显示屏幕对角线的下方三角形显示区域内时，反射两次的触摸点位于侧边竖直方向的平面反射镜上。其中未经过平面镜反射的触摸点光斑1个，如图3中的a点所示；经过两个反射镜反射一次的触摸点光斑各1个，如图3中的b点和c点所示，e点是b点对应的实际光路反射点，f点是c点对应的实际光路反射点；反射两次的触摸点光斑1个，如图3中的d点所示。

2、图像中有3个触摸点光斑的情况：当触摸物位于显示屏幕对角线上时，图像中会有3个触摸点光斑，如图4所示。其中未经过平面镜反射的触摸点光斑1个，如a点；经过两个反射镜反射一次的触摸点光斑各1个，如b点和c点，e点是b点对应的实际光路反射点，f点是c点对应的实际光路反射点；反射两次的触摸点光斑的光路被实际触摸物遮挡，如d点所示。

3、图像中有2个触摸点光斑的情况：当触摸点位于显示屏幕的边缘的时候，图像中会有2个触摸点光斑，如图5所示，其中未经过平面反射镜反射的触摸点光斑1个，如a点；经过反射镜反射一次的触摸点光斑1个，如b点；c点是b点对应的实际光路反射点。

计算处理模块对接收的图像数据进行畸变校正处理，是因为图像存在桶形畸变，畸变程度与像素点到镜头光轴与图像交点的距离有关系，即图像上某一坐标位置的像素点到距离光轴与图像交点的距离越远，畸变程度越大；距离越近，畸变程度越小。本发明采用的畸变校正方法是根据畸变率定义公式建立畸变模型，利用畸变模型近似计算畸变率，通过控制畸变模型中某一形状的参数来控制畸变量大小，从而达到畸变校正要求。这种畸变校正方法的具体实施过程，请参考2006年5月《应用光学》第27卷第3期上由中国科学院上海技术物理研究所第五研究室崔洪州、孔渊、周起勃等发表的《关于畸变率的图像几何校正》，该文章详细描述了畸变率定义公式、畸变模型的建立过程、畸变率计算过程等内容，保证对图像进行畸变校正处理的实现。

计算处理模块在对图像数据进行畸变校正处理之后，需进行计算以获得触摸点的定位坐标。首先，计算处理模块需分析图像中触摸点光斑的数目，然后按照上述3种不同触摸点光斑的情况分别确定两个参考点，根据确定的参考点引出从广角摄像头位置出发的虚拟射线，这两条虚拟射线通过平面反射镜进行镜面反射后，可以建立该虚拟射线的反射线方程，触摸点即为该两条虚拟射线经过平面反射镜反射后相交于触摸屏幕内的一点。下面就按图像中不同触摸点光斑数目进行描述：

当图像中有4个或者3个触摸点光斑时，两个经过反射镜一次镜面反射的触摸点光斑被确定为参考点，计算处理模块可以直接从图像中计算得到参考点的信息，即图像中触摸点光斑的中心像素位置为参考点的实际坐标，然后结合广角摄像头的视角与显示屏幕分辨率一一对应的关系，例如，本实施例中采用90度视角的广角摄像头，显示屏幕分辨率为1024×768；在获得触摸点光斑的中心像素位置后，按照上述视角/分辨率的对应关系，即可获得该触摸点光斑的图像采集视角。然后按照获得的采集视角引出从广角摄像头安装位置出发的虚拟射线，该虚拟射线经过平面反射镜的镜面反射后，计算处理模块确定两条虚拟射线分别与反射镜的边框相交的交点坐标，根据交点坐标与虚拟射线的斜率计算获得两个虚拟射线的反射线方程；然后联立这两个反射线方程求交点坐标，即可获得触摸点坐标。计算处理模块将触摸点坐标发送至显示屏幕进行显示。

当图像中有2个触摸点光斑时，该2个触摸点光斑被确定为所述参考点。实际触摸物与其中一个经过一次反射的触摸物影像合并，另一个经过一次反射的触摸物与经过两次反射的触摸物影像合并，所以合并后的触摸点光斑较宽，直接以光斑中心像素位置进行计算会使得结果不准确，所以，选择光斑的外侧1/4处的像素位置为参考点坐标，然后按照视角/分辨率的关系，由光斑的外侧1/4处的像素位置确定图像采集视角，再按视角引出从广角摄像头安装位置出发的虚拟射线，该虚拟射线经过平面反射镜的镜面反射后，计算处理模块确定两条虚拟射线分别与反射镜的边框相交的交点坐标，根据交点坐标与虚拟射线的斜率计算获得两个虚拟射线的反射线方程；然后联立这两个反射线方程求交点坐标，即可获得触摸点坐标。计算处理模块将触摸点坐标发送至显示屏幕进行显示。

本发明结构简单、安装方便，由于采用了单摄像头与平面反射镜来进行定位，不存在多个摄像头定位装置中图像同步采集和同步传输的软硬件控制问题，大大缩短了开发时间与成本。

其中，本发明的方案所涉及的显示屏幕包括等离子显示设备的屏幕、液晶显示设备的屏幕和LED显示设备的屏幕。而且在使用时，可以在屏幕前安装透光性好的平板玻璃起保护作用。

作为上述实施例的进一步改进，深色吸光材料边框包括黑色哑光材料组成的吸光背景边框。由于深色吸光材料的边框是用于提供广角摄像头拍摄图像中触摸点光斑的背景，如果不使用深色吸光材料做边框，可能会对触摸物产生反射，这种情况下平面反射镜可能产生多个触摸点光斑，导致无法分析计算。使用黑色能够突出图像中的触摸点光斑，使后续图像分析处理更方便。同样，除黑色以外，其他深色系的哑光材料也是可以起到突出显示的效果，同样能够用于本发明的技术方案中。

为进一步提高触摸屏定位的准确程度，还可以通过引入较成熟的红外线技术进行改进。本改进除包含上述实施例的所有构造之外，还包含红外触摸笔，所述广角摄像头还包含红外滤光片。红外滤光片是安装在广角摄像头上的，在调整图像采集的增益后，只有红外触摸笔以及其镜面反射点光斑可以被采集，触摸物的背景信息不被采集。这样可以避免可见光对广角摄像头采集图像的影响，定位准确性得到进一步提高。

实施例2：

本实施例是应用实施例1提出的触摸屏定位装置的触摸屏定位方法，本实施例应用的触摸屏定位装置，90度视角的广角摄像头被安装于显示屏幕的左上角，视角范围覆盖整个显示屏幕区域。

本实施例所述的触摸屏定位方法如图6所示，包括：

步骤一，预先设置屏幕坐标系，接收采集的图像数据；设置的屏幕坐标系如图2所示，是以广角摄像头安装位置为原点，即左上角为原点O，水平向右为X轴正向，垂直向下为Y轴正向。

步骤二，对图像数据进行畸变校正处理；因为广角镜头采集的图像存在桶形畸变，所以需要对图像数据进行畸变校正处理，具体过程参考2006年5月《应用光学》第27卷第3期上由中国科学院上海技术物理研究所第五研究室崔洪州、孔渊、周起勃等发表的《关于畸变率的图像几何校正》，该文章详细描述了畸变率定义公式、畸变模型的建立过程、畸变率计算过程等内容，保证对图像进行畸变校正处理的实现。

步骤三，从图像数据中确定两个参考点，并根据屏幕坐标系和参考点从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线。在实施例1中已经描述过，采集的图像中按照触摸点光斑的数目不同可以分为几种情况：

若图像数据中包含4个或者3个触摸点光斑时，两个经过反射镜一次镜面反射的触摸点光斑被确定为参考点。根据屏幕坐标系和参考点从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线的过程具体包括：按预先设定的屏幕坐标系，以经过反射镜一次镜面反射的触摸点光斑的中心像素位置进行计算获得参考点的坐标，再根据广角摄像头的视角与显示屏幕的分辨率的对应关系、以及参考点坐标，计算得到参考点的采集视角，按照采集视角从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线。如图3所示，图3为图像数据中包含a、b、c、d四个触摸点光斑的情况，两个经过反射镜一次镜面反射的触摸点光斑b点、c点被确定为参考点，然后分别以b点和c点的触摸点光斑的中心像素位置进行计算，获得参考点坐标，再按照广角摄像头的视角与显示屏幕分辨率的对应关系，如90度视角对应着1024×768的分辨率，将参考点坐标转化计算成该参考点的采集视角，从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线，图中的射线1和射线2即为虚拟射线；如图4所示，图4为图像数据中包含a、b、c三个触摸点光斑的情况，d点是经过反射镜两次镜面反射，所以和a点的触摸点光斑影像合并，这样，两个经过反射镜一次镜面反射的触摸点光斑b点、c点被确定为参考点，最终，引出的两条虚拟射线分别为图中的射线1和射线2。

若图像数据中包含2个触摸点光斑时，该2个触摸点光斑被确定为参考点。根据屏幕坐标系和参考点从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线的过程具体包括：按照预先设定的屏幕坐标系，以2个触摸点光斑的外侧1/4处的像素位置进行计算获得参考点的坐标，再根据广角摄像头的视角与显示屏幕的分辨率的对应关系，以及参考点坐标，计算得到参考点的采集视角，按照采集视角从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线。如图5所示，图5为图像数据中包含a点和b点两个触摸点光斑的情况，这2个触摸点光斑被确定为参考点，由于a点和经过一次镜面反射的触摸点光斑合并，b点是经过一次镜面反射和经过两次镜面反射的触摸点光斑合并，合并后触摸点光斑较宽，然后分别以触摸点光斑的外侧1/4处的像素位置进行计算获得参考点的坐标，再按照广角摄像头的视角与显示屏幕分辨率的对应关系，如90度视角对应着1024×768的分辨率，将参考点坐标转化计算成该参考点的采集视角，从广角摄像头的位置引出两条虚拟射线，图中的射线1和射线2即为引出的虚拟射线。

步骤四，确定两条虚拟射线分别与反射镜的边框相交的交点坐标，根据所述交点坐标与虚拟射线的斜率计算获得两个虚拟射线的反射线方程，根据两个反射线方程计算获得触摸点坐标并显示。从广角摄像头安装位置出发的两条虚拟射线，经过平面反射镜反射后相交于一点，该点即为触摸点。所以，本步骤主要为平面几何解析过程，采集的图像中触摸点光斑的数目不论是哪种，都按照先确定交点坐标，再按照交点坐标与虚拟射线的斜率进行计算获得反射线方程，对两个反射线方程联合求交点坐标的过程进行。以图3为例，根据平面反射镜原理，从广角摄像头安装位置出发的射线1和射线2分别与反射镜的边框相交，其中，射线1和水平反射镜的边框相交于f点，射线2和竖直反射镜的边框相交于e点，射线1反射线和射线2反射线分别如图中所示，在获得e点和f点的坐标以及两条反射线的方程后，即可计算获得这两条反射线方程，然后联合这两个反射线方程求解，得到的交点坐标即为触摸点坐标。在获得该触摸点坐标后，即可发送至显示屏幕显示该触摸点坐标。

本发明提出的触摸屏定位方法，使用单个摄像头以及一条光路进行图像采集，用摄像头与平面反射镜的配合解决了分时复用的问题，可以不增加图像传感器控制单元以及高精确度的电子快门，降低硬件成本。并且图像传感器的图像信息采集面积得到保证，定位的准确程度得到提高。

作为上述实施例2的进一步改进，在进行图像数据的畸变校正处理时，图像数据包含初始帧图像和后续帧图像，可以预先设置畸变校正参数表，首先对所述初始帧图像进行畸变校正，从所述畸变校正参数表获得畸变校正参数对所述后续帧图像进行畸变校正。畸变校正参数表的设置是按照像素点到畸变中心的距离来确定，初始帧校正后，后续帧图像按照移动的像素点数目查表即可进行畸变校正。这样，触摸操作的实时性得到保证，实施效果更优。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种触摸屏定位装置，其特征在于，包括：广角摄像头、两个深色吸光材料边框、两个平面反射镜、显示屏幕和计算处理模块；

所述广角摄像头位于所述显示屏幕的任意顶角；所述两个深色吸光材料边框分别位于所述广角摄像头相邻两侧的显示屏幕边框上，并垂直于所述显示屏幕的平面；所述两个平面反射镜边框分别位于所述广角摄像头对面两侧的显示屏幕边框上，并垂直于所述显示屏幕的平面；

所述广角摄像头、所述计算处理模块、所述显示屏幕顺序连接；

所述计算处理模块预先设置屏幕坐标系，接收所述广角摄像头采集的图像；所述计算处理模块对所述采集的图像进行畸变校正处理，并从所述图像数据中确定两个参考点，根据所述屏幕坐标系和所述参考点从所述广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；所述计算处理模块确定所述两条虚拟射线分别与所述反射镜的边框相交的交点坐标，根据所述交点坐标与所述虚拟射线的斜率计算获得两个所述虚拟射线的反射线方程，再由所述两个反射线方程计算得到触摸点坐标；所述计算处理模块将所述触摸点坐标发送至所述显示屏幕进行显示；

所述图像数据中包含4个或者3个触摸点光斑时，所述参考点是两个经过所述反射镜一次镜面反射的触摸点光斑，并按所述屏幕坐标系，以经过所述反射镜一次镜面反射的触摸点光斑的中心像素位置进行计算获得所述参考点的坐标，再根据所述广角摄像头的视角与所述显示屏幕的分辨率的对应关系、以及所述参考点的坐标，计算得到参考点的采集视角，按照所述采集视角从所述广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；

所述图像数据中包含2个触摸点光斑时，所述参考点是该2个触摸点光斑，并选择触摸点光斑的外侧1/4处的像素位置为参考点坐标，根据所述广角摄像头的视角与所述显示屏幕的分辨率的对应关系、所述参考点坐标计算得到参考点的采集视角，按照该采集视角引出从广角摄像头位置出发的所述虚拟射线。

2.根据权利要求1所述的触摸屏定位装置，其特征在于，所述深色吸光材料边框包括黑色哑光材料组成的吸光背景边框。

3.根据权利要求1或2所述的触摸屏定位装置，其特征在于，还包含安装于显示屏幕前的平板玻璃，所述显示屏幕包括等离子显示设备的屏幕、液晶显示设备的屏幕和LED显示设备的屏幕。

4.根据权利要求1或2所述的触摸屏定位装置，其特征在于，还包含红外触摸笔，所述广角摄像头还包含红外滤光片。

5.根据权利要求3所述的触摸屏定位装置，其特征在于，还包含红外触摸笔，所述广角摄像头还包含红外滤光片。

6.一种应用权利要求1或2所述的触摸定位装置的触摸屏定位方法，其特征在于，包括：

步骤一，预先设置屏幕坐标系，接收采集的图像数据；

步骤二，对所述图像数据进行畸变校正处理；

步骤三，从所述图像数据中确定两个参考点，并根据所述屏幕坐标系和所述参考点从所述广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；

所述图像数据中包含4个或者3个触摸点光斑时，所述参考点是两个经过所述反射镜一次镜面反射的触摸点光斑，并按所述屏幕坐标系，以经过所述反射镜一次镜面反射的触摸点光斑的中心像素位置进行计算获得所述参考点的坐标，再根据所述广角摄像头的视角与所述显示屏幕的分辨率的对应关系、以及所述参考点的坐标，计算得到参考点的采集视角，按照所述采集视角从所述广角摄像头的位置引出两条虚拟射线；

所述图像数据中包含2个触摸点光斑时，所述参考点是该2个触摸点光斑，并选择触摸点光斑的外侧1/4处的像素位置为参考点坐标，根据所述广角摄像头的视角与所述显示屏幕的分辨率的对应关系、所述参考点坐标计算得到参考点的采集视角，按照该采集视角引出从广角摄像头位置出发的所述虚拟射线；

步骤四，确定所述两条虚拟射线分别与所述反射镜的边框相交的交点坐标，根据所述交点坐标与所述虚拟射线的斜率计算获得两个所述虚拟射线的反射线方程，根据所述两个反射线方程计算获得触摸点坐标并显示。

7.根据权利要求6所述的触摸屏定位方法，其特征在于，所述触摸定位装置还包含安装于显示屏幕前的平板玻璃，所述显示屏幕包括等离子显示设备的屏幕、液晶显示设备的屏幕和LED显示设备的屏幕。

8.根据权利要求6所述的触摸屏定位方法，其特征在于，步骤二具体包含：所述图像数据包含初始帧图像和后续帧图像，预先设置畸变校正参数表，首先对所述初始帧图像进行畸变校正，从所述畸变校正参数表获得畸变校正参数对所述后续帧图像进行畸变校正。

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