CN102819355B - 触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统 - Google Patents
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Abstract
触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统涉及一种触摸屏系统。包括一触摸板、一微型处理器系统，微型处理器系统连接一检测触摸点位置的触摸位置检测模块，触摸位置检测模块包括光信号接收头和信号处理模块，光信号接收头上设有光敏元件，光敏元件连接信号处理模块；光信号接收头包括至少四个滤光通道；滤光通道一端设有一入光口，滤光通道的另一端设有光敏元件，滤光通道的通道壁为具有遮光作用的通道壁；光信号接收头置于触摸板前方，光信号接收头的至少四个滤光通道的入光口朝向触摸板，在触摸板上形成相应的光信号接收区域。由于采用上述技术方案，本发明不仅结构简单、成本低廉，而且可以用较少的器件。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备，尤其涉及一种触摸屏系统。
背景技术
随着多媒体技术的日益发展，触摸屏系统以最方便、简单、自然的输入手段得到越来越广泛的应用，如电信局、银行、城市街头的信息查询、工业控制、多媒体教学等。利用这种技术，使用者只要用手指或其他触摸件轻轻地碰显示屏上的图文就能实现操作，从而使人机交互更为直观，大大方便了使用者。
现有的触摸屏系统有多种形式，其中红外触摸屏系统相对于其他触摸屏系统，具有不受电流、电压和静电干扰，适宜某些恶劣的环境条件等优点。几乎以压倒性的优势，逐渐占领其他触摸屏系统的市场。但红外触摸屏系统由于在普通屏幕增加了框架，影响到了结构的紧凑性，应用环境有所局限。而且红外触摸屏系统成本仍然较高，不便于应用于30寸以上的触摸屏系统。
发明内容
本发明的目的在于提供触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，以解决上述技术问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，包括一触摸板、一微型处理器系统，所述微型处理器系统连接一检测触摸点位置的触摸位置检测模块，其特征在于，所述触摸位置检测模块包括光信号接收头和信号处理模块，所述光信号接收头上设有光敏元件，所述光敏元件连接所述信号处理模块；
所述光信号接收头包括至少四个滤光通道；所述滤光通道一端设有一入光口，所述滤光通道的另一端设有所述光敏元件，所述滤光通道的通道壁为具有遮光作用的通道壁；
所述光信号接收头置于触摸板前方，所述光信号接收头的至少四个滤光通道的入光口朝向所述触摸板，在所述触摸板上形成相应的光信号接收区域。
所述光信号接收头置于触摸板前方，是指所述光信号接收头置于触摸板正面的前方，或者所述光信号接收头置于触摸板背面的前方。
所述光敏元件接收所述入光口朝向区域内的光线，以使所述入光口前方形成一有效的所述光信号接收区域。所述滤光通道内的光敏元件通过所述入光口接收所述光信号接收区域内的光信号。触摸板上所述光信号接收区域以外的光信号很少被所述光敏元件接收，甚至完全不被所述光敏元件接收，以至于所述光敏元件对所述光信号接收区域以外的光信号不响应。
当所述触摸板上形成一能够被所述触摸位置检测模块识别的光触点时，所述光触点处发出的光信号被所述触摸位置检测模块中的至少一个所述光敏元件接收，经信号处理模块处理后产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统；所述微型处理器系统视为所述光触点位于接收到所述光信号的光敏元件所在滤光通道的入光口所对应的光信号接收区域内，并将光信号接收区域关联到所述触摸板上或者触摸板处显示的画面上。上述设计特别适用于控制电视机、空调等电器。上述设计采用光敏元件扫描光触点，使触摸位置检测模块具有结构简单、成本低廉、安装调试简单等显著优点。
所述光敏元件可以采用红外接收头。以简化系统和降低触摸位置检测模块的信号处理量。
所述滤光通道内部的宽度为：所述入光口所在一端的宽度大于所述光敏元件所在一端的宽度，且宽度自所述入光口所在一端向所述光敏元件所在一端逐渐减小。
至少四个所述滤光通道依次排列成至少两排，所述光敏元件所在一端相邻，所述入光口所在一端相邻。上述设计使光信号接收区域朝向一致。
其中，至少四个所述滤光通道依次排列成一排，所述光敏元件所在一端相邻，所述入光口所在一端相邻。上述设计使光信号接收区域朝向一致。
所述入光口上设有滤光片，以便滤除非相关的光信号。所述光信号接收头的至少四个所述入光口采用同一滤光片。
所述滤光通道的所述通道壁设有反光层，以增强光线。以便保证滤光通道对应的光敏元件能收到滤光通道对应的光信号区域处发出的光信号。
所述滤光通道的所述通道壁设有深色涂层，以吸收光线。以便避免滤光通道对应的光敏元件收到其他滤光通道对应的光信号区域处发出的光信号。
当同一排的滤光通道中存在复数个所述光敏元件接收到所述光触点处反射的光线时，视为光触点位于复数个所述光敏元件两端的两个所述光敏元件所在的光信号区域之间的中部，所述信号处理模块产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统将判定的所属光触点位置关联到所述触摸板上。复数个所述光敏元件是指两个以上的所述光敏元件。
具体的可以是：当同一排的滤光通道中存在偶数个所述光敏元件接收到所述光触点处反射的光线时，视为光触点位于中间两个所述光敏元件所在的光信号区域的中部，所述信号处理模块产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统将位于中间两个所述光敏元件所在的光信号接收区域的中部关联到所述触摸板上。
当同一排的滤光通道中存在奇数个所述光敏元件接收到所述光触点处反射的光线时，视为光触点位于中间的光敏元件所在的光信号区域，所述信号处理模块产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统将位于中间的光敏元件所在的光信号区域关联到所述触摸板上。
触摸件产生光束，所述光束在所述触摸板上形成一个光触点。
所述触摸件可以采用远程触摸笔，远程触摸笔采用激光器，通过激光在所述触摸板上形成光触点。远程触摸笔所述远程触摸笔包括激光器、电源，还具有信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的闪烁的激光信号。远程触摸笔通过远程控制光触点，对触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统实现相应的远程操作。远程触摸笔设有开关。
所述触摸件可以采用近程触摸笔，近程触摸笔包括一发光元件，触摸件在触摸所述触摸板时触发触摸件的发光元件发光，在触摸板上形成光触点。所述近程触摸板包括笔壳、电源、开关和发光元件，开关控制发光元件的发光情况；开关与近程触摸笔的触摸端连接，触摸端在触摸触摸板时触发开关，发光元件发光，在触摸板上形成光触点。近程触摸笔在与触摸板接触时发光，在触摸板上形成一光触点，光触点随近程触摸笔的移动而移动，从而通过光触点实现近程触摸笔对触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统的触摸操作。
还包括一供电电源，所述供电电源包括一蓄电池，所述蓄电池连接一光电池，所述光电池的受光面朝向触摸板，接受触摸板上的光能实现充电。
所述微型处理器系统连接一遥控器模块，所述微型处理器系统通过遥控器模块发送信号给受控设备的遥控器接收端。
所述遥控器模块采用红外遥控器模块，所述红外遥控器模块的红外发射头前方设有一散光板，使光信号向周围发射减少盲区。
至少四个所述滤光通道的的入光口呈条状，其中至少两个条状的入光口在所述触摸板上形成的所述光信号接收区域的长度方向存在交错。
所述光触点发出的光信号同时被长度方向存在交错的光信号接收区域的至少两个所述滤光通道内的光敏元件接收并识别时，所述微型处理器系统接收信号处理模块处理的一个光敏元件数据，得到光触点位于一光信号区域，所述微型处理器系统接收信号处理模块处理的另一个光敏元件数据，得到光触点位于另一光信号区域，所述微型处理器系统视为光触点位于一光信号区域与另一光信号区域交叉位置，所述微型处理器系统将位于一光信号区域与另一光信号区域交叉位置的光信号区域关联到触摸板上或者触摸板处显示的画面上。通过增加交错处的数量，在不增加光敏元件数量的前提下，可以有效提高触摸精度。
其中至少两个条状的入光口在所述触摸板上形成的所述光信号接收区域的宽度方向存在重叠区域。
所述光触点发出的光信号同时被宽度方向存在部分重叠区域的至少两个光信号接收区域对应的至少两个所述滤光通道内的光敏元件接收并识别时，所述微型处理器系统视为所述光触点位于所述触摸板上至少两个所述光信号接收区域的宽度方向的重叠区域。
通过对宽度方向的重叠区域的设置，和对重叠区域内的光触点的识别，可以有效提高触摸精度。
两个在宽度方向存在重叠区域的光信号接收区域，与另外两个在宽度方向存在重叠区域的光信号接收区域，在长度方向存在交错；所述光触点的光信号同时被上述两个光信号接收区域所对应的光敏元件接收并识别时，所述微型处理器系统视为所述光触点位于两个所述重叠区域的相交处。
通过增加上述算法，可以进一步有效提高触摸精度。
包括至少两个所述光信号接收头，至少两个所述光信号接收头置于触摸板前方；一光信号接收头的至少两个滤光通道的入光口为条状，且长度方向平行排列；另一光信号接收头的至少两个滤光通道的入光口为条状，且长度方向平行排列；
一光信号接收头在所述触摸板上形成的至少两条光信号接收区域，与另一光信号接收头在所述触摸板上形成的至少两条光信号接收区域在长度方向上存在交错。
通过设置两个所述光信号接收头简化单个所述光信号接收头的结构。并可以给进一步提高系统性能提供硬件基础。
触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统还包括一字线形激光器，所述一字线形激光器设置在所述触摸板的一侧，所述一字线形激光器在所述触摸板的触摸范围内形成一层与所述触摸板平行的激光出射面；当触摸件触摸触摸板时，遮挡激光出射面，形成光触点。当触摸板较大时，所述一字线形激光器可以设置为多个，多个一字线形激光器可以设置在触摸板的侧边，也可以根据需要设置，只要多个一字线形激光器形成的一层激光出射面覆盖触摸板的触摸范围即可。所述信号处理模块采用分时扫描的方式，分时接收两个所述光信号接收头发送的接收信息。上述设计可以减少一字线形激光器的个数，进而减少成本。
还包括一外壳，所述外壳采用一具有卡通动物造型的外壳；所述外壳上设有左右排布的两个透光口；
两个所述透光口处各设置一所述光信号接收头；所述透光口可以为卡通动物造型的眼部，放置于房间增加趣味性。两个所述光信号接收头中排列的滤光通道的入光口的长度方向不一致，以使得在所述触摸板上映射形成的光信号区域呈矩阵状排列。
两个所述透光口的中部设有一校准激光器系统，校准激光器系统的激光器发射口朝向触摸板上的触摸区域。所述激光器为十字激光器或点状激光器。
所述激光器上设有一激光器开关，所述开关为一常开开关。所述校准激光器系统用于校准使得两个所述光信号接收头的中心对准所述触摸屏系统的中心位置。
卡通动物造型的外壳上可以设置成上下对称的两个透光口，上下对称的两个所述透光口中各设置一光信号接收头。
所述微型处理器系统采用电视机机顶盒的微型处理器系统。采用本发明构成的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统与电视机机顶盒进行信号连接，并与电视机机顶盒共用微型处理器系统，实现对电视机的触摸操作。
所述微型处理器系统采用计算机的微型处理器系统。采用本发明构成的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统与计算机进行信号连接，并与计算机共用微型处理器系统，实现对计算机的触摸操作。
所述微型处理器系统连接一无线局域网通信模块，通过无线的方式与外界需要触摸操作的设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
所述微型处理器系统连接一蓝牙通信模块，通过蓝牙传输的方式与外界需要触摸操作的蓝牙设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
所述微型处理器系统连接一红外通信模块，通过红外传输或红外遥控的方式与外界需要触摸操作的红外设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
有益效果：由于采用上述技术方案，本发明不仅结构简单、成本低廉，而且可以用较少的器件，实现高精度触摸的功能。
附图说明
图1为本发明的电路结构图；
图2为本发明使用状态示意图；
图3为本发明的光信号接收头的一种结构示意图；
图4为本发明的光信号接收头的另一种结构示意图；
图5为图4所示的光信号接收头关联到触摸板上光信号接收区域的示意图；
图6为至少四个滤光通道的入光口分别呈条状的光信号接收头结构示意图；
图7为图6所示的光信号接收头关联到触摸板上光信号接收区域的示意图；
图8为采用两个光信号接收头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参照图1、图2，触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，包括一触摸板2、一微型处理器系统11。微型处理器系统11连接一检测触摸点位置的触摸位置检测模块12，触摸位置检测模块12包括光信号接收头13和信号处理模块14。光信号接收头13上设有光敏元件15，光敏元件15连接信号处理模块14。光信号接收头13置于触摸板2前方。在触摸板2透光的情况下，光信号接收头13也可以置于触摸板2的后方。光信号接收头13置于触摸板2的后方的方式特别适用于以背投方式显示的显示器。
触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统还包括一供电电源。供电电源包括一蓄电池，蓄电池连接一光电池，光电池的受光面朝向触摸板2。光电池接收触摸板2方向发来的光线，并转化为电能，为系统工作提供电能，或者为蓄电池充电。通过光电池为整个系统提供部分电能，或者全部电能。
触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统与受控设备间的通信方式可以采用如下方式中的一种或者多种：
（1）微型处理器系统11连接一无线局域网通信模块，通过无线的方式与外界需要触摸操作的设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
（2）微型处理器系统11连接一蓝牙通信模块，通过蓝牙传输的方式与外界需要触摸操作的蓝牙设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
（3）微型处理器系统11连接一红外通信模块，通过红外传输或红外遥控的方式与外界需要触摸操作的红外设备进行信号连接，实现触摸操作功能或者遥控功能。
（4）微型处理器系统11连接一遥控器模块，微型处理器系统11通过遥控器模块发送信号给受控设备的遥控器接收端。遥控器模块采用红外遥控器模块，红外遥控器模块的红外发射头前方设有一散光板，使光信号向周围发射减少盲区。特别适用于电视机遥控、空调遥控等。
微型处理器系统11可以采用以下形式：
（1）直接采用受控设备中的微型处理器系统11，如采用电视机机顶盒的微型处理器系统；采用计算机的微型处理器系统。通过共用CPU简化结构、降低成本。
（2）采用独立的微型处理器系统11，微型处理器系统11优选采用单片机系统、ARM系统等小型微型处理器系统。
参照图3，光信号接收头13包括至少四个滤光通道131。滤光通道131一端设有一入光口132，滤光通道131的另一端设有光敏元件15，滤光通道131的通道壁为具有遮光作用的通道壁。光信号接收头13的至少四个滤光通道131的入光口132朝向触摸板2。光敏元件15可以采用光敏二极管、光敏三极管或者红外接收头。具体设计中可以优选红外接收头，红外接收头为红外接收电路集成在一个元件中制成。一般内部电路包括红外监测二极管、放大器、限副器、带通滤波器、积分电路、比较器等。红外接收头可以视为是将光敏二极管和信号处理模块14的部分电路甚至全部电路集成在一起。因此采用红外接收头可以简化系统，降低触摸位置检测模块12的信号处理量或者省略信号处理模块14。
光敏元件15接收入光口132朝向区域内的光线，以使入光口132前方形成一有效的光信号接收区域21。滤光通道131内的光敏元件15通过入光口132接收光信号接收区域21内的光信号。触摸板2上光信号接收区域21以外的光信号，因为滤光通道131具有遮光作用的通道壁的遮光作用，很少被光敏元件15接收，甚至完全不被光敏元件15接收，以至于光敏元件15对光信号接收区域21以外的光信号不响应。
当在触摸板2上形成一能够被触摸位置检测模块12识别的光触点3时，光触点3处发出的光信号被触摸位置检测模块12中的至少一个光敏元件15接收，经信号处理模块14处理后产生触摸信号，并将触摸信号传递给微型处理器系统11。微型处理器系统11视为光触点3位于接收到光信号的光敏元件15所在滤光通道131的入光口132所对应的光信号接收区域21内，并将光信号接收区域关联到触摸板2上或者触摸板2处显示的画面上。上述设计特别适用于控制电视机、空调等电器。上述设计采用光敏元件15扫描光触点3，使触摸位置检测模块12具有结构简单、成本低廉、安装调试简单等显著优点。在屏幕较大时，可以采用多个光信号接收头13。
对于滤光通道131的具体设计如下：
具体设计中，滤光通道131的通道壁可以设置反光层，以增强光线。以便保证滤光通道131对应的光敏元件15能收到滤光通道131对应的光信号区域处发出的光信号。这一设计适用于光触点3光线较弱的情况。
滤光通道131的通道壁也可以设置深色涂层或者深色磨砂涂层，以吸收光线，以便避免滤光通道131对应的光敏元件15收到其他滤光通道对应的光信号区域处发出的光信号。这一设计适用于光触点3光线较强的情况。
参照图3，滤光通道131内部的宽度为：入光口132所在一端的宽度大于光敏元件15所在一端的宽度，且宽度自入光口132所在一端向光敏元件15所在一端逐渐减小。优选入光口132为弧形。在入光口132为弧形的前提下，进一步优选滤光通道131剖面为扇形。
产生光触点3的方式可以是如下两种：
一、采用发光的触摸件产生。
通过触摸件产生光束，光束在触摸板2上形成一个光触点。
触摸件可以采用远程触摸笔，远程触摸笔采用激光器，通过激光在触摸板2上形成光触点。远程触摸笔包括激光器、电源，还具有信号发生模块，电源连接信号发生模块，信号发生模块连接激光器，信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动激光器发出与电信号相对应的闪烁的激光信号。远程触摸笔通过远程控制光触点，对触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统实现相应的远程操作。远程触摸笔设有开关。
触摸件可以采用近程触摸笔，近程触摸笔包括一发光元件，触摸件在触摸触摸板2时触发触摸件的发光元件发光，在触摸板2上形成光触点。近程触摸板2包括笔壳、电源、开关和发光元件，开关控制发光元件的发光情况。开关与近程触摸笔的触摸端连接，触摸端在触摸触摸板2时触发开关，发光元件发光，在触摸板2上形成光触点。近程触摸笔在与触摸板2接触时发光，在触摸板2上形成一光触点，光触点随近程触摸笔的移动而移动，从而通过光触点实现近程触摸笔对触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统的触摸操作。
二、在触摸板前方设置激光器
参照图5，触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统还包括一字线形激光器4。一字线形激光器4设置在触摸板2的角部。一字线形激光器4在触摸板2的触摸范围内形成一层与触摸板2平行的激光出射面。当触摸件触摸触摸板2时，遮挡激光出射面，形成光触点3。当触摸板2较大时，一字线形激光器4可以设置为多个，多个一字线形激光器4可以设置在触摸板2的侧边，也可以根据需要设置。只要多个一字线形激光器4形成的一层激光出射面覆盖触摸板2的触摸范围即可。
具体实施例1：
参照图4，至少四个滤光通道131依次排列成至少两排，光敏元件15所在一端相邻，入光口132一端相邻，使光信号接收区域朝向一致。
其中优选，至少四个滤光通道131依次排列成一排，光敏元件15所在一端相邻，入光口132所在一端相邻。入光口132上设有滤光片，以便滤除非相关的光信号。光信号接收头13的至少四个入光口132采用同一滤光片，以简化结构。
参照图5，两两相邻的入光口132所对应的光信号接收区域21存在重叠部分，重叠部分如图中阴影部分所示。
当光触点3位于重叠部分（阴影部分）时，会有至少两个光敏元件15接收到光触点3处反射或散射的光线。比如三个、四个、五个甚至更多个光敏元件15接收到光线。
当同一排的滤光通道131中存在偶数个光敏元件15接收到光触点3处反射或散射的光线时，视为光触点3位于中间两个光敏元件15所在的光信号区域的中部，信号处理模块14产生触摸信号，并将触摸信号传递给微型处理器系统11，微型处理器系统11将位于中间两个光敏元件15所在的光信号接收区域的中部关联到触摸板2上，或者关联到触摸板2上显示的画面上。
当同一排的滤光通道131中存在奇数个光敏元件15接收到光触点3处反射的光线时，视为光触点3位于中间的光敏元件15所对应的光信号区域。信号处理模块14产生触摸信号，并将触摸信号传递给微型处理器系统11。微型处理器系统11将位于中间的光敏元件15所对应的光信号区域关联到触摸板2上，或者关联到触摸板2上显示的画面上。
具体实施例2：
参照图6，至少四个滤光通道131的入光口分别呈条状，包括纵向的入光口1321和横向的入光口1322。
参照图7，纵向的入光口1321，和横向的入光口1322在触摸板2上形成的光信号接收区域21的长度方向存在交错，交错处以阴影表示。
光触点3发出的光信号同时被长度方向存在交错的光信号接收区域211对应的至少两个滤光通道131内的光敏元件15接收并识别时，微型处理器系统11接收信号处理模块14处理的一个光敏元件数据，得到光触点3位于一光敏元件对应的光信号区域，微型处理器系统11接收信号处理模块14处理的另一个光敏元件数据，得到光触点位于另一光敏元件对应的光信号区域。微型处理器系统11视为光触点3位于一光信号区域与另一光信号区域交叉位置211。微型处理器系统11将位于一光信号区域与另一光信号区域交叉位置的光信号区域关联到触摸板2上或者触摸板2处显示的画面上。通过增加交错处的数量，在不增加光敏元件数量的前提下，可以有效提高触摸精度。
进一步参照图7，其中至少两个条状的入光口1321或入光口1322在触摸板2上形成的光信号接收区域21的宽度方向存在重叠区域，如多个入光口1322的重叠区域212。
光触点3发出的光信号同时被宽度方向存在部分重叠区域212的至少两个光信号接收区域对应的至少两个滤光通道131内的光敏元件15接收并识别时。微型处理器系统11视为光触点3位于触摸板2上至少两个光信号接收区域的宽度方向的重叠区域212。通过对宽度方向的重叠区域212的设置，和对重叠区域212内的光触点3的识别，可以有效提高触摸精度。
两个在宽度方向存在重叠区域212的光信号接收区域，与另外两个在宽度方向存在重叠区域213的光信号接收区域，在长度方向存在交错。光触点3的光信号同时被上述两个光信号接收区域所对应的光敏元件15接收并识别时，微型处理器系统11视为光触点3位于重叠区域212、重叠区域213的相交处。通过增加上述算法，可以进一步有效提高触摸精度。
参照图8，进一步为了简化单个光信号接收头的结构，并可以为进一步提高系统性能提供硬件基础。将原光信号接收头13分成两个，即光信号接收头13a，光信号接收头13b。
光信号接收头13a的至少两个滤光通道的入光口为条状，且长度方向平行排列。光信号接收头13b的至少两个滤光通道的入光口为条状，且长度方向平行排列。
参照图7，光信号接收头13a在触摸板2上形成的至少两条光信号接收区域，与光信号接收头13b在触摸板2上形成的至少两条光信号接收区域在长度方向上存在交错。类似于将图6具有入光口1321、入光口1322的两组滤光通道131，分开设置在两个相对独立的光信号接收头上。
进一步，触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统还包括一外壳，微型处理器系统11、触摸位置检测模块12、蓄电池等设置在外壳内。外壳采用一具有卡通动物造型的外壳。外壳上设有左右排布的两个透光口。两个透光口处分别设置光信号接收头13a、光信号接收头13b。透光口可以为卡通动物造型的眼部，放置于房间增加趣味性。光信号接收头13a、光信号接收头13b中排列的滤光通道的入光口的长度方向不一致。长度方向可以是相交，也可以进一步设置为相互垂直。以使得在触摸板2上映射形成的光信号区域呈矩阵状排列。卡通动物造型的外壳上也可以设置成上下对称的两个透光口，上下对称的两个透光口中各设置一光信号接收头。
两个透光口的中部，即光信号接收头13a、光信号接收头13b之间设有一校准激光器系统，校准激光器系统的激光器5发射口朝向触摸板2上的触摸区域。激光器5为十字激光器或点状激光器。激光器5设有一激光器开关，开关为一常开开关。校准激光器系统用于校准使得两个光信号接收头的中心尽量对准触摸屏系统2的中心位置。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (99)
1.触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，包括一触摸板、一微型处理器系统，所述微型处理器系统连接一检测触摸点位置的触摸位置检测模块，其特征在于，所述触摸位置检测模块包括光信号接收头和信号处理模块，所述光信号接收头上设有光敏元件，所述光敏元件连接所述信号处理模块；
所述光信号接收头包括至少四个滤光通道；所述滤光通道一端设有一入光口，所述滤光通道的另一端设有所述光敏元件，所述滤光通道的通道壁为具有遮光作用的通道壁；
所述光信号接收头置于触摸板前方，所述光信号接收头的至少四个滤光通道的入光口朝向所述触摸板，在所述触摸板上形成相应的光信号接收区域；
所述光敏元件接收所述入光口朝向区域内的光线，以使所述入光口前方形成一有效的所述光信号接收区域；
所述滤光通道内的光敏元件通过所述入光口接收所述光信号接收区域内的光信号，所述触摸板上所述光信号接收区域以外的光信号很少被所述光敏元件接收，甚至完全不被所述光敏元件接收，以至于所述光敏元件对所述光信号接收区域以外的光信号不响应；
当所述触摸板上形成一能够被所述触摸位置检测模块识别的光触点时，所述光触点处发出的光信号被所述触摸位置检测模块中的至少一个所述光敏元件接收，经信号处理模块处理后产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统；所述微型处理器系统视为所述光触点位于接收到所述光信号的光敏元件所在滤光通道的入光口所对应的光信号接收区域内，并将光信号接收区域关联到所述触摸板上或者触摸板处显示的画面上。
2.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述光信号接收头置于触摸板前方，是指所述光信号接收头置于触摸板正面的前方。
3.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述触摸板透光。
4.根据权利要求3所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述光信号接收头置于触摸板的后方。
5.根据权利要求4所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光信号接收头置于触摸板的后方的方式适用于以背投方式显示的显示器。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器系统采用单片机系统。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器系统采用ARM系统。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统连接一受控设备，所述微型处理器系统采用受控设备中的微型处理器系统。
9.根据权利要求8所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统与电视机机顶盒进行信号连接，并与所述电视机机顶盒共用微型处理器系统，实现对电视机的触摸操作。
10.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器系统采用计算机的微型处理器系统。
11.根据权利要求10所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统与计算机进行信号连接，并与计算机共用所述微型处理器系统，实现对计算机的触摸操作。
12.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光敏元件采用光敏二极管。
13.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光敏元件采用光敏三极管。
14.根据权利要求1-5中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光敏元件采用红外接收头。
15.根据权利要求14所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，红外接收头为红外接收电路集成在一个元件中制成。
16.根据权利要求15所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，红外接收头的内部电路包括红外监测二极管、放大器、限副器、带通滤波器、积分电路、比较器。
17.根据权利要求15所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，采用红外接收头可以简化系统，降低触摸位置检测模块的信号处理量或者省略信号处理模块。
18.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述滤光通道内部的宽度为：所述入光口所在一端的宽度大于所述光敏元件所在一端的宽度，且宽度自所述入光口所在一端向所述光敏元件所在一端逐渐减小。
19.根据权利要求18所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，入光口为弧形。
20.根据权利要求19所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，滤光通道剖面为扇形。
21.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，至少四个所述滤光通道依次排列成至少两排，所述光敏元件所在一端相邻，所述入光口所在一端相邻。
22.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，至少四个所述滤光通道依次排列成一排，所述光敏元件所在一端相邻，所述入光口所在一端相邻。
23.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述入光口上设有滤光片，以便滤除非相关的光信号。
24.根据权利要求23所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述光信号接收头的至少四个所述入光口采用同一滤光片。
25.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，两两相邻的入光口所对应的光信号接收区域存在重叠部分。
26.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述滤光通道的所述通道壁设有反光层，以增强光线。
27.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述滤光通道的所述通道壁设有深色涂层，以吸收光线，以便避免滤光通道对应的光敏元件收到其他滤光通道对应的光信号区域处发出的光信号。
28.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述滤光通道的通道壁设有深色磨砂涂层，以吸收光线，以便避免滤光通道对应的光敏元件收到其他滤光通道对应的光信号区域处发出的光信号。
29.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，适用于控制电视机。
30.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，适用于控制空调。
31.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，当光触点位于重叠部分时，会有至少两个光敏元件接收到光触点处散射的光线；
当同一排的滤光通道中存在偶数个所述光敏元件接收到所述光触点处反射或散射的光线时，视为光触点位于中间两个所述光敏元件所在的光信号区域的中部，所述信号处理模块产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统将位于中间两个所述光敏元件所在的光信号接收区域的中部关联到所述触摸板上，或者关联到触摸板上显示的画面上。
32.根据权利要求1所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，当光触点位于重叠部分时，会有至少两个光敏元件接收到光触点处反射或散射的光线；
当同一排的滤光通道中存在奇数个所述光敏元件接收到所述光触点处反射或散射的光线时，视为光触点位于中间的光敏元件所在的光信号区域，所述信号处理模块产生触摸信号，并将触摸信号传递给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统将位于中间的光敏元件所在的光信号区域关联到所述触摸板上，或者关联到触摸板上显示的画面上。
33.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，还包括一触摸件。
34.根据权利要求33所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，触摸件产生光束，所述光束在所述触摸板上形成一个光触点。
35.根据权利要求33所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述触摸件采用远程触摸笔。
36.根据权利要求35所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述远程触摸笔采用激光器，通过激光在所述触摸板上形成光触点。
37.根据权利要求35所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述远程触摸笔包括激光器、电源，还具有信号发生模块。
38.根据权利要求37所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述电源连接所述信号发生模块，所述信号发生模块连接所述激光器；
所述信号发生模块产生振荡的电信号，并驱动所述激光器发出与电信号相对应的闪烁的激光信号。
39.根据权利要求35所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述远程触摸笔通过远程控制光触点，对所述触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统实现相应的远程操作。
40.根据权利要求35所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述远程触摸笔设有开关。
41.根据权利要求33所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述触摸件采用近程触摸笔。
42.根据权利要求41所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述近程触摸笔包括一发光元件，所述触摸件在触摸所述触摸板时触发所述触摸件的发光元件发光，在所述触摸板上形成光触点。
43.根据权利要求41所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述近程触摸板包括笔壳、电源、开关和发光元件。
44.根据权利要求43所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述开关控制所述发光元件的发光情况。
45.根据权利要求44所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述开关与所述近程触摸笔的触摸端连接；
所述触摸端在触摸所述触摸板时触发所述开关，发光元件发光，在触摸板上形成光触点。
46.根据权利要求41所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述近程触摸笔在与所述触摸板接触时发光，在所述触摸板上形成一光触点，所述光触点随所述近程触摸笔的移动而移动，从而通过所述光触点实现所述近程触摸笔对所诉触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统的触摸操作。
47.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，至少四个所述滤光通道的的入光口呈条状，其中至少两个条状的入光口在所述触摸板上形成的所述光信号接收区域的长度方向存在交错。
48.根据权利要求47所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述光触点发出的光信号同时被长度方向存在交错的光信号接收区域的至少两个所述滤光通道内的光敏元件接收并识别时，所述微型处理器系统接收信号处理模块处理的一个光敏元件数据，得到光触点位于一光信号区域，所述微型处理器系统接收信号处理模块处理的另一个光敏元件数据，得到光触点位于另一光信号区域，所述微型处理器系统视为光触点位于一光信号区域与另一光信号区域交叉位置，所述微型处理器系统将位于一光信号区域与另一光信号区域交叉位置的光信号区域关联到触摸板上或者触摸板处显示的画面上。
49.根据权利要求47所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，至少两个条状的入光口在所述触摸板上形成的所述光信号接收区域的宽度方向存在重叠区域。
50.根据权利要求49所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述光触点发出的光信号同时被宽度方向存在部分重叠区域的至少两个光信号接收区域对应的至少两个所述滤光通道内的光敏元件接收并识别时，所述微型处理器系统视为所述光触点位于所述触摸板上至少两个所述光信号接收区域的宽度方向的重叠区域。
51.根据权利要求50所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，通过对宽度方向的重叠区域的设置，和对重叠区域内的光触点的识别，有效提高触摸精度。
52.根据权利要求49所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，两个在宽度方向存在重叠区域的光信号接收区域，与另外两个在宽度方向存在重叠区域的光信号接收区域，在长度方向存在交错；所述光触点的光信号同时被上述两个光信号接收区域所对应的光敏元件接收并识别时，所述微型处理器系统视为所述光触点位于两个所述重叠区域的相交处。
53.根据权利要求52所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，通过增加交错处的数量，在不增加光敏元件数量的前提下，有效提高触摸精度。
54.根据权利要求53所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，至少四个滤光通道的入光口，包括纵向的入光口和横向的入光口。
55.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，包括至少两个所述光信号接收头，至少两个所述光信号接收头置于触摸板前方；一光信号接收头的至少两个滤光通道的入光口为条状，且长度方向平行排列；另一光信号接收头的至少两个滤光通道的入光口为条状，且长度方向平行排列；
一光信号接收头在所述触摸板上形成的至少两条光信号接收区域，与另一光信号接收头在所述触摸板上形成的至少两条光信号接收区域在长度方向上存在交错。
56.根据权利要求55所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，通过设置两个所述光信号接收头简化单个所述光信号接收头的结构。
57.根据权利要求55所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，相邻的两个光信号接收头在触摸板上形成的至少两条光信号接收区域在长度方向上存在交错。
58.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统还包括一字线形激光器，所述一字线形激光器在所述触摸板的触摸范围内形成一层与所述触摸板平行的激光出射面；当触摸件触摸触摸板时，遮挡激光出射面，形成光触点。
59.根据权利要求58所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，一字线形激光器设置在触摸板的角部。
60.根据权利要求58所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述一字线形激光器设置在所述触摸板的一侧。
61.根据权利要求58所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述一字线形激光器设置为多个。
62.根据权利要求61所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，多个所述一字线形激光器设置在所述触摸板的侧边。
63.根据权利要求61所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，多个所述一字线形激光器形成的一层激光出射面覆盖触摸板的触摸范围。
64.根据权利要求58所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述信号处理模块采用分时扫描的方式，分时接收两个所述光信号接收头发送的接收信息。
65.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，还包括一外壳。
66.根据权利要求65所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，微型处理器系统、触摸位置检测模块设置在外壳内。
67.根据权利要求65所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述外壳采用一具有卡通动物造型的外壳。
68.根据权利要求65所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述外壳上设有至少两个透光口。
69.根据权利要求68所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，透光口有两个，两个所述透光口处各设置一所述光信号接收头。
70.根据权利要求68所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，透光口有两个，所述透光口为卡通动物造型的眼部。
71.根据权利要求68所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，两个所述光信号接收头中排列的滤光通道的入光口的长度方向不一致。
72.根据权利要求71所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，滤光通道的入光口的长度方向不一致，使得在触摸板上映射形成的光信号区域呈矩阵状排列。
73.根据权利要求71所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，滤光通道的入光口的长度方向相交。
74.根据权利要求71所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，滤光通道的入光口的长度方向相互垂直。
75.根据权利要求67所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，卡通动物造型的外壳上设有成上下对称的两个透光口，上下对称的两个透光口中各设置一光信号接收头。
76.根据权利要求69所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，两个所述透光口的中部设有一校准激光器系统，所述校准激光器系统的激光器发射口朝向触摸板上的触摸区域。
77.根据权利要求76所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述激光器为十字激光器。
78.根据权利要求76所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述激光器为点状激光器。
79.根据权利要求76所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述激光器上设有一激光器开关。
80.根据权利要求79所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述激光器开关为一常开开关。
81.根据权利要求76所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述校准激光器系统用于校准使得两个所述光信号接收头的中心对准所述触摸屏系统的中心位置。
82.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，还包括一供电电源。
83.根据权利要求82所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述供电电源包括一蓄电池，所述蓄电池连接一光电池，所述光电池的受光面朝向触摸板。
84.根据权利要求83所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光电池接收触摸板方向发来的光线，并转化为电能，为系统工作提供电能。
85.根据权利要求84所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光电池为系统提供部分电能。
86.根据权利要求84所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光电池为系统提供全部电能。
87.根据权利要求83所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，光电池接收触摸板方向发来的光线，并转化为电能，为蓄电池充电。
88.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器系统连接一无线局域网通信模块，通过无线的方式与外界需要触摸操作的设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
89.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器系统连接一蓝牙通信模块，通过蓝牙传输的方式与外界需要触摸操作的蓝牙设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
90.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器系统连接一红外通信模块，通过红外传输或红外遥控的方式与外界需要触摸操作的红外设备进行信号连接，实现触摸操作功能。
91.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，微型处理器系统连接一遥控器模块，微型处理器系统通过遥控器模块发送信号给受控设备的遥控器接收端。
92.根据权利要求91所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，遥控器模块采用红外遥控器模块。
93.根据权利要求92所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，红外遥控器模块的红外发射头前方设有一散光板，使光信号向周围发射减少盲区。
94.根据权利要求92所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，用于电视机遥控。
95.根据权利要求92所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，用于空调遥控。
96.根据权利要求1-5、18-28中任意一项所述的触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统，其特征在于，触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏与受控设备间的通信方式采用如下方式中至少两种的结合：
(1)微型处理器系统连接一无线局域网通信模块，通过无线的方式与外界需要触摸操作的设备进行信号连接；
(2)微型处理器系统连接一蓝牙通信模块，通过蓝牙传输的方式与外界需要触摸操作的蓝牙设备进行信号连接；
(3)微型处理器系统连接一红外通信模块，通过红外传输或红外遥控的方式与外界需要触摸操作的红外设备进行信号连接；
(4)微型处理器系统连接一遥控器模块，微型处理器系统通过遥控器模块发送信号给受控设备的遥控器接收端。
97.适用于触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统的电路单元，包括一触摸板、一微型处理器系统，其特征在于，所述微型处理器系统连接一检测触摸点位置的触摸位置检测模块，所述触摸位置检测模块包括光信号接收头和信号处理模块，所述光信号接收头上设有光敏元件，所述光敏元件连接所述信号处理模块；
微型处理器系统还连接无线局域网通信模块、蓝牙通信模块、红外通信模块、遥控器模块中的至少两个。
98.根据权利要求97所述的适用于触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统的电路单元，其特征在于，微型处理器系统同时连接无线局域网通信模块和红外通信模块，通过红外传输或红外遥控的方式与外界需要触摸操作的红外设备进行信号连接。
99.根据权利要求97所述的适用于触摸板前方设置光信号接收头的触摸屏系统的电路单元，其特征在于，微型处理器系统同时连接无线局域网通信模块和遥控器模块，微型处理器系统通过遥控器模块发送信号给受控设备的遥控器接收端。
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