具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例一提供的红外触摸装置的结构示意图,如图1所示,该红外触摸装置包括:显示模块100、红外图像感应器以及控制处理模块300,具体描述如下。
显示模块100,该显示模块100包括依次相邻的第一边101、第二边102、第三边103和第四边104。其中,第一边101和第三边103相对,长度分别为L1,第二边102和第四边104相对长度分别为L2。另外,上述四条边的顺序规定可以任意。
至少两个红外图像感应器,一般为了多点触摸的位置检测,至少具有位于两个不同方向上的红外图像感应器即可,但是并不限定为两个,也可以在各个不同角度放置多个红外图像感应器,以提高位置检测的准确性。具体地,包括设置在显示模块100的第一边101外部的第一红外图像感应器201和设置在显示模块100的第二边102外部的第二红外图像感应器202。本实施例中的两个红外图像感应器需要满足如下的参数设置。
红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于显示模块100的刷新率。具体地,红外图象感应器可以采用数码相机用的CCD图像感应器或者CMOS图像感应器,并且在每个红外图像感应器的镜头面前,放置一个特定波长的滤光片,滤除其所对应的人体红外线波长范围外的光波,从而使得成像不会受到除手指发出的红外线波长以外的红外线干扰。本实施例中的2个红外图像感应器采集图像数据信息的频率可以均设定为120Hz或者240Hz。本实施例中的红外图像感应器接收人体红外线的角度大于或等于红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角,依据现有的红外线感应器技术,选用的红外图像感应器的感应角度可以满足要求。
如图1所示,对于第一红外图像感应器201,置于与第一边101距离为d1的位置,若该第一红外图像感应器201位于中线上,则接收人体红外线的角度α≥2acrtg(L1/2d1);若该第一红外图像感应器201偏移中线d3的距离,则接收人体红外线的角度α≥acrtg((L1/2+d3)/d1)+acrtg((L1/2-d3)/d1)。对于第二红外图像感应器202,其接收人体红外线的角度的计算类似于对第一红外图像感应器201的计算。
控制处理模块300,与红外图像感应器相连接,用于接收红外图像感应器采集到的显示模块100的图像数据信息,形成触摸图像,并对触摸图像进行分析处理,得到人体触摸显示模块100的触摸点的个数和位置信息。
本实施例提供的红外触摸装置,由于采用了红外图像感应器,其能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率,从而可以节省触摸显示屏的触摸面板部分,大大节省触摸显示屏的成本,且红外图像感应器的体积小,对于触摸显示屏的尺寸的影响很小,易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外,红外线是非可见光,采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。
图2为本发明实施例二提供的红外触摸装置中的控制处理模块的结构示意图,如图2所示,该红外触摸装置包括如上述实施例一提供的红外触摸装置中的显示模块100、红外图像感应器以及控制处理模块300,具体描述如上,不再赘述。下面详细说明控制处理模块300如何控制红外图像感应器的图像采集以及触摸点个数和位置信息的计算。以两个红外图像感应器均位于中心线上为例。
控制处理模块300包括:选择子模块301、放大子模块302、模数转换子模块303、标识子模块304和微处理单元305。其中:
选择子模块301选择接收各个红外图像感应器采集的图像数据信息。第一红外图像感应器201和第二红外图像感应器202按照一定的感应频率采集图像数据信息,产生模拟信号;通过选择子模块301选定的通路,第一红外图像感应器201或第二红外图像感应器202采集的图像数据信息接入到选择子模块301。其中,在该控制处理模块中可以设有一个微处理单元305,其一直处于工作状态,为了使红外图像感应器的感应频率大于或等于显示模块100的刷新率,MCU可以以120Hz或者240Hz的时钟频率不断发送“采集数据”的指令给红外图像感应器,从而不断采集包含有触摸动作的图像数据信息。
放大子模块302对选择子模块301接收到的图像数据信息进行信号放大处理,以对红外图像感应器采集到的图像进行校正。因为不同的镜头会产生不同的畸变,从而导致镜头周围区域的图像亮度降低,导致所采集的图像数据信息产生失真,所以要进行镜头校正处理,即选择子模块301将其接收到的图像数据信息发送至放大子模块302,由放大子模块302对接收到的图像数据信息进行信号放大处理。
模数转换子模块303对放大子模块302处理后的图像数据信息进行模数转换,得到数字图像信号。红外图像感应器采集图像数据信息之后生成的是模拟信号,模拟信号需经过模数转换变为数字信号,才可以在微处理单元305中进行处理,从而进行位置信息的计算。
标识子模块304为模数转换子模块303转换后的数字图像信号添加标识信息,以标识各个红外图像感应器采集图像的时间顺序。本过程主要是为不同的红外图像感应器采集的图像数据信息作个标识,以便在后续的图像分析中,能够找到哪些图像是同一时间段内由不同的红外图像感应器采集的,哪些图像是同一个红外图像感应器在一段时间内采集的,以便计算触摸点个数、位置及轨迹。
微处理单元305还用于根据标识子模块304添加的标识信息,从数字图像信号中获取同一时间段内的数字图像信号,分别形成触摸图像,对各个触摸图像进行比较分析,获得触摸点的个数和位置信息。
具体地,在本实施例中,对同一时间段内两个红外图像感应器采集到的图象数据信息所形成的触摸图像进行比较:假如两个红外图像感应器采集到的触摸点的个数相同,说明采集到的图像数据信息正确,可以根据一个红外图像感应器采集到的触摸点进行触摸点的位置坐标计算;如果两个红外图像感应器采集到的触摸点的个数不同,说明有一个红外图像感应器采集到的触摸点中,有若干个是在同一条直线上的,此时需要根据每个红外图像感应器采集到的触摸点进行触摸点的位置坐标计算,并对计算结果进行比较,取所有触摸点的坐标位置的并集。
图3为本发明实施例二计算触摸点的位置信息的透镜成像示意图。如图3所示,结合图1,例如第一红外图像感应器201计算触摸点105的坐标位置。显示模块100的尺寸是固定的,边长分别为L1和L2。当第一红外图象感应器201对手指触摸显示模块100的触摸点进行拍照后,采集到图像数据信息,并形成触摸图像。从触摸图像中可以获知透镜焦距f=f′、像距L′、h′,根据高斯公式
可计算得到:
物距L=f×L′/(L′-f′);
物高H=L/L′×h′。
则,以图1中所示出的坐标系,可以确定手指的触摸点的坐标位置为:
需要说明的是,上述计算过程是针对红外图像感应器位于显示模块100的中心线上,红外图像感应器也可以偏离中心线,位于中心线的一侧,从而在计算时,还要算上偏离中心线的偏移距离。
控制处理模块300还可以包括:轨迹确认子模块306,用于获取一段时间内微处理单元305计算得到的触摸点的个数和位置信息,以分析确认各个触摸点的轨迹;查找处理子模块307,用于根据轨迹确认子模块306确认的各个触摸点的轨迹,查找对应的操作指令并执行。
本实施例提供的红外触摸装置,由于采用了红外图像感应器,其能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率,从而可以在得到触摸点的坐标位置信息的同时,节省触摸显示屏的触摸面板部分,大大节省触摸显示屏的成本,且红外图像感应器的体积小,对于触摸显示屏的尺寸的影响很小,易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外,红外线是非可见光,采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。
图4为本发明实施例三提供的红外触摸装置的结构示意图,如图4所示,该红外触摸装置包括如上述实施例一和实施例二提供的红外触摸装置中的显示模块100、红外图像感应器以及控制处理模块300,具体描述如上,不再赘述。其中,该红外触摸装置还可以包括红外线发光二极管400,分别位于第二边102和第三边103、第三边103和第四边104以及第四边104和第一边101所夹的三个边角上,用于发射与人体红外线波长相同的红外线,以校准红外图像感应器与显示模块100间的相对位置。该校准应在整个触摸显示屏刚刚启动时进行,此时,控制处理模块300还要包括:触发启动子模块,用于当检测到红外触摸装置启动时,触发红外线发光二极管400发射红外线;比较校准子模块,用于在选择子模块301、放大子模块302、模数转换子模块303、标识子模块304以及微处理单元305计算得到红外线发光二极管400的位置信息后,根据显示模块100的边长及红外线发光二极管400的位置信息,校准红外图像感应器与显示模块100间的相对位置。
以第一红外图像感应器201位于显示模块100的中心线上为例,参照上述实施例二中的计算方法计算第二边102和第三边103所夹边角上的红外线发光二极管400的物高H23以及第三边103和第四边104所夹边角上的红外线发光二极管400的物高H34,然后可以根据如下三个校准方程之一对第一红外图像感应器201进行校准,即当物高不满足下述不等式的标准,则需要调整第一红外图像感应器201的方向,然后重新进行红外线发光二极管400的物高。
校准方程:|H23-H34|<0.1,或者L1/2-H23<0.1,或者L1/2-H34<0.1。
本实施例提供的红外触摸装置,由于采用了红外图像感应器,其能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率,从而可以在得到触摸点的坐标位置信息的同时,节省触摸显示屏的触摸面板部分,大大节省触摸显示屏的成本;采用红外线发光二极管对红外图像感应器进行校准,能够使得触摸点位置的计算更加精确,且红外线发光二极管仅位于三个边角上,红外线发光二极管和红外图像感应器的体积都很小,从而对于触摸显示屏的尺寸的影响很小,易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外,红外线是非可见光,采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。
图5为本发明实施例四提供的红外触摸方法的流程示意图,如图5所示,包括:
步骤501、至少两个红外图像感应器采集显示模块显示的图像数据信息。
其中,所述显示模块包括依次相邻的第一边、第二边、第三边和第四边,所述第一边和所述第三边相对,所述第二边和所述第四边相对,所述至少两个红外图像感应器,具体为设置在所述显示模块的所述第一边外部的第一红外图像感应器和设置在所述显示模块的所述第二边外部的第二红外图像感应器,所述红外图像感应器能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率,所述红外图像感应器接收所述人体红外线的角度大于或等于所述红外图像感应器到对应边的两端所夹夹角。
步骤502、控制处理模块接收所述红外图像感应器采集到的所述图像数据信息,形成触摸图像,并对所述触摸图像进行分析处理,得到人体触摸所述显示模块的触摸点的个数和位置信息。
本实施例的红外触摸方法可以采用本发明实施例所提供的红外触摸装置来执行,完成对应的流程,在此不再赘述。
本实施例提供的红外触摸方法,由于采用了能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率的红外图像感应器,其能够感应手指触摸的红外线,从而可以节省触摸显示屏的触摸面板部分,大大节省触摸显示屏的成本,且红外图像感应器的体积小,对于触摸显示屏的尺寸的影响很小,易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外,红外线是非可见光,采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。
图6为本发明实施例五提供的红外触摸方法的流程示意图,如图6所示,包括:
步骤601、控制处理模块触发红外线发光二极管发射与所述人体红外线波长相同的红外线,所述红外线发光二极管分别位于所述第二边和所述第三边、所述第三边和所述第四边以及所述第四边和所述第一边所夹的三个边角上。
步骤602、计算得到所述红外线发光二极管的位置信息。
步骤603、根据显示模块的边长及红外线发光二极管的位置信息,校准红外图像感应器与显示模块间的相对位置。步骤604、所述控制处理模块触发所述红外图像感应器采集图像数据信息。
步骤605、至少两个红外图像感应器采集显示模块显示的图像数据信息。
步骤606、选择接收各个红外图像感应器采集的图像数据信息。
步骤607、对接收到的图像数据信息进行信号放大处理,以对红外图像感应器采集到的图像进行校正。
步骤608、对放大处理后的图像数据信息进行模数转换,得到数字图像信号。
步骤609、为模数转换后的数字图像信号添加标识信息,以标识各个红外图像感应器采集图像的时间顺序。
步骤610、根据添加的标识信息,从数字图像信号中获取同一时间段内的数字图像信号,分别形成触摸图像,对各个触摸图像进行比较分析,获得触摸点的个数和位置信息。
步骤611、获取一段时间内计算得到的所述触摸点的个数和位置信息,以分析确认各个所述触摸点的轨迹。
步骤612、根据确认的各个所述触摸点的轨迹,查找对应的操作指令并执行。
本实施例的红外触摸方法可以采用本发明实施例所提供的红外触摸装置来执行,完成对应的流程,在此不再赘述。
本实施例提供的红外触摸方法,由于采用了红外图像感应器,其能够接收人体红外线且感应频率大于或等于所述显示模块的刷新率,从而可以在得到触摸点的坐标位置信息的同时,节省触摸显示屏的触摸面板部分,大大节省触摸显示屏的成本;采用红外线发光二极管对红外图像感应器进行校准,能够使得触摸点位置的计算更加精确,且红外线发光二极管仅位于三个边角上,红外线发光二极管和红外图像感应器的体积都很小,从而对于触摸显示屏的尺寸的影响很小,易于实现触摸显示屏的薄型化和小型化。另外,红外线是非可见光,采用红外线不会影响触摸显示屏的正常显示功能。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。