CN102692182A - 一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，包括分别设置于所述触摸屏顶部左右角的图像传感元件模组，一般是摄像头，用于触摸的光笔或用于照明的发光元件，所述图像传感元件模组的感光芯片是线阵芯片，其输出端是模拟输出端，其特征在于，在与所述摄像头的输出端相连接的信号处理电路中，包含有一滤波器；所述发光元件的控制、驱动电路里面还包含有一调制单元，并且所述调制单元输出的调制信号的频率，与所述滤波器的通带频率相配合。本发明提供的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，有效防止了光学触摸屏受到外部干扰光线影响，提高了判断触摸点位置的精确度。

Description

一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统
技术领域
本发明涉及一种用于屏幕触控输入技术领域，尤其涉及一种用于屏幕触控输入装置的检测系统。
背景技术
随着计算机系统的普及应用，目前各种包含有计算机或微处理器的装置和设备正加速与触控技术结合。随着科技的进步，出现了很多种屏幕触控输入技术。根据其工作原理，其目前一般被分为电阻、电容、红外、光学、表面声波的触摸屏输入技术和使用电磁、超声、光学技术为代表的使用专用笔的交互式电子白板触控输入技术。其中，光学屏幕触控输入技术是一种比较新的触摸传感技术，具有结构简单、成本低、免维护、适用尺寸范围大等诸多优点。
现有使用光学检测技术的光学触控装置，可以分为光学触摸屏和光学电子白板这两种既互相联系又略有区别的类型。他们的共同特点在于：都包含设置于触控检测区域顶角的至少两个摄像头和红外发光元件，并且都是利用三角形定位的原理，来实现触控点位置的检测；区别在于：光学触摸屏的发光元件与图像传感模组安装在一起，利用触摸物的反光、或者触摸物阻挡安装在被检测区域边缘的回归反射条反射红外发光元件的反射光的阴影，在图像传感模组中的成像，来检测如手指等的触摸物的位置坐标；而光学电子白板则一般是将红外发光元件安装在一只专用的光笔之中，利用光笔所发射的红外光在图像传感模组中的成像，来检测光笔的位置坐标。
从光学触控技术的原理来说，图像传感器只需要捕捉触控物在一维方向上的图像即可实现对触控物位置坐标的检测，因此目前线阵的图像传感元件已经逐步替代常用的面阵图像传感元件，进一步简化了设计、降低了成本、提升了速度。但是无论是使用面阵还是线阵的光学触控设备，都存在着容易受到环境光尤其是阳光干扰的问题。尤其是线阵结构的图像传感模组，因为只有一维的图像信号，所以更难于采用通常的图像处理技术来排除环境光的干扰、识别目标信号。如图1所示，是一种常用的线阵图像传感模组输出模拟视频信号的时序图。在开启信号SP控制下，按照时钟CP的序列输出信号时，输出端输出的模拟信号Vo中就包含有环境红外光的成分。这些干扰成分与目标信号混杂在一起，给后续的信号处理带来了很大难度，甚至无法识别出目标信号，导致在外部干扰光线较强的环境下，触控设备出现坐标混乱的问题。
发明内容
需要解决的技术问题
本发明提供的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，需要解决光学触控系统容易受到外部干扰光线而影响判断触控物位置的精确度的问题，甚至影响整个屏幕输入装置正常工作的问题。
技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，包括分别设置于上述触摸屏顶部左右角的、输出端是模拟输出端的图像传感模组，用于照明的红外发光元件，在与上述图像传感模组的输出端相连接的信号处理电路包含有一滤波单元；上述红外发光元件的控制电路包含调制频率与所述滤波单元的通带频率相配合的一调制单元。
本发明提供一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，还可以包括用于触摸的触摸笔。
上述图像传感模组中的感光晶片为线阵的COMS或CCD感光晶片。
上述调制单元输出的调制信号的周期不大于上述图像传感模组中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/3。
上述调制信号的周期为上述图像传感模组中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/8～1/6。
上述红外发光元件与上述图像传感模组安装在一起。
上述红外发光元件和上述调制单元均安装于上述触摸笔之中。
上述的滤波单元为中心频率与上述调制单元的频率相同的带通滤波器。
上述的滤波单元为通带频率不小于上述调制单元的调制频率的高通滤波器。
有益效果
本发明提供的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统有效防止了光学触摸屏受到外部干扰光线影响，提高了判断触摸点位置的精确度。
附图说明
图1为现有的光学触摸屏的CCD摄像头的输出信号时序图；
图2为本发明的第一实施例的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统的结构示意图；
图3为本发明的第二实施例的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统的结构示意图；
图4为本发明的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统的波形和镜片扫描序列图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
实施例一
图2为本发明的第一实施例的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统的结构示意图。
如图2所示，一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，包括分别设置于所述触摸屏顶部左右角的、输出端是模拟输出端的图像传感模组1，用于照明的红外发光元件2，在与图像传感模组1的输出端相连接的信号处理电路包含有一滤波单元3；红外发光元件2的控制电路里包含有一调制单元4。红外发光元件2与图像传感模组1安装在一起，图像传感模组1接收从红外发光元件2发出被如以手指为代表触摸物或者安装在边框上的反射条(图中未表示)反射过来的光信号。
实施例二
图3为本发明的第二实施例的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统的结构示意图。
如图3所示，一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，包括分别设置于所述触摸屏顶部左右角的、输出端是模拟输出端的图像传感模组1，用于照明的红外发光元件2，在与图像传感模组1的输出端相连接的信号处理电路包含有一滤波单元3；红外发光元件2的控制电路里包含有一调制单元4。红外发光元件2和调制单元4安装于触摸笔5之中，图像传感模组1接收从触摸笔5的红外发光元件2发出光信号。
实施例一及实施例二中的图像传感模组1中的感光晶片为线阵的COMS或CCD感光晶片。调制单元4输出的调制信号的周期不大于图像传感模组1中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/3。其中调制信号的周期为图像传感模组1中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/8～1/6为较佳。并且，滤波单元3为中心频率与调制单元4的频率相同的带通滤波器或者通带频率不小于所述调制单元的调制频率的高通滤波器。
图4为本发明的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统的波形和镜片扫描序列图。
本发明提供的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，当用户进行触摸时，调制单元4向红外发光元件2发出已调制的信号MF，其中，调制信号的周期为图像传感模组1中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/8。当红外发光元件2发出信号MF之后，由图像传感模组1摄取，并根据帧起始信号SP和时序控制信号CP向信号处理电路输出每个感光像素所检测到的光信号Vo，然后通过滤波单元3排除与调制后的光信号不同频率的信号只输出与调制后的光信号相同频率的信号Vfo。
由于外部干扰光线的频率与调制后的光信号的频率截然不同，在滤波过程中，很容易辨别出调制后的光信号，很好地排除干扰光线的影响，实现提高了判断触摸点位置的精确度。
最后应说明本发明的技术方案不局限于本具体实施例中说明的触摸屏及触摸屏的判断触摸点的方法，应了解不脱离本发明的技术思想的范围内进行等同变换、代替均属于本发明要求保护的范围。本发明的具体保护范围参照权利要求书中公开的范围。

Claims (9)

1.一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，包括分别设置于所述触摸屏顶部左右角的、输出端是模拟输出端的图像传感模组，用于照明的红外发光元件，其特征在于，在与所述图像传感模组的输出端相连接的信号处理电路包含有一滤波单元；所述红外发光元件的控制电路包含一调制频率与所述滤波单元的通带频率相配合的调制单元。
2.根据权利要求1所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，还可以包括用于触摸的触摸笔。
3.根据权利要求1所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述图像传感模组中的感光晶片为线阵的COMS或CCD感光晶片。
4.根据权利要求1或3任一所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述调制单元输出的调制信号的周期，不大于所述图像传感模组中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/3。
5.根据权利要求4所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述调制信号的周期，为所述图像传感模组中扫描输出时每个像素输出数据的时间的1/8～1/6。
6.根据权利要求1所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述红外发光元件与所述图像传感模组安装在一起。
7.根据权利要求2所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述红外发光元件和所述调制单元，均安装于所述触摸笔之中。
8.根据权利要求1所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述的滤波单元为中心频率与所述调制单元的频率相同的带通滤波器。
9.根据权利要求1所述的一种用于屏幕触控输入装置的光学检测系统，其特征在于，所述的滤波单元为通带频率不小于所述调制单元的调制频率的高通滤波器。
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