CN104536624A - 设有校准功能的光学触摸屏系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸屏系统，具体为一种光学触摸屏。设有校准功能的光学触摸屏系统，微型处理器模块通信的通信模块、检测触摸点位置的触摸位置检测模块；触摸位置检测模块，为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块；设有校准功能的光学触摸屏系统包括一壳体，通信模块和触摸位置检测模块安装在壳体内。还包括一用于对设有校准功能的光学触摸屏系统进行校准的触摸点校准模块；触摸点校准模块是一具有划定触摸区域功能的触摸区域划定模块；为了能够得到需要的界限明确的触摸区域，采用触摸区域划定模块对触摸区域进行划定。

Description

设有校准功能的光学触摸屏系统

技术领域

本发明涉及一种触摸屏系统，具体为一种光学触摸屏。

背景技术

现有的触摸屏系统，不便于安装，因此需要安装触摸屏系统的设备上大都在出厂时已经将触摸屏系统安装在设备上。造成终端客户对于设备上有没有触摸屏系统，没有选择性可言。

有些设备事先装配了触摸屏系统，可是客户并不需要，这种情况对于客户和生产商来讲，都是一种浪费。有些设备事先没有装配触摸屏系统，可是客户需要用到触摸屏系统，这种情况下，客户可能会选择其它产品，或者需要花费较高的成本对设备进行改造，这种情况对客户和生产商也都不利，生产商可能因此丧失客户，客户可能因此花费较高。

如果解决上述矛盾。使设备上可以轻易地装配触摸屏系统或者拆卸触摸屏系统，以满足客户的需要，进而满足客户和生产商之间的利益。

现有的影像互动技术、虚拟激光键盘技术、光触摸屏系统技术，以及激光遥控技术，可以提供一定的技术基础。

发明内容

本发明的目的在于，提供设有校准功能的光学触摸屏系统，以解决光学触摸屏触摸精度问题。

本发明的目的还在于，提供设有校准功能的光学触摸屏系统的几种用途。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

设有校准功能的光学触摸屏系统，包括微型处理器模块，与所述微型处理器模块通信的通信模块、检测触摸点位置的触摸位置检测模块，其特征在于，还包括一便于将所述设有校准功能的光学触摸屏系统固定在屏幕一侧或角部的固定装置。所述固定装置为一便于进行安装和拆卸的固定装置。所述设有校准功能的光学触摸屏系统包括一壳体，所述通信模块和所述触摸位置检测模块安装在所述壳体内。

所述触摸位置检测模块，为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块。

所述固定装置可以是利用吸盘固定的固定装置、通过磁力固定的固定装置、通过胶固定的固定装置、通过静电固定的固定装置、通过夹子固定的固定装置、通过插接的方式固定的固定装置，或者通过卡槽与卡扣卡接的固定装置。有些固定装置，需要所连接的设备上有与之配合的部件。比如有光滑的部分，便于吸盘吸附；比如有便于静电吸附的绝缘部分，或存储电荷的部分；比如有便于夹子咬住的凸起；比如有便于插接的插槽；比如有便于插接的卡槽或卡扣。

还包括一用于对所述设有校准功能的光学触摸屏系统进行校准的触摸点校准模块。

所述触摸位置检测模块，可以是采用已有的虚拟激光键盘采用的，用于确定点击位置的，点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测模块。已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测模块，可以较好的对点击位置进行检测，并且精确定位。可以较为直接的将其应用于本发明，对触摸点进行检测定位。虚拟激光键盘的点击位置与本发明的触摸点，本质相同。因此对于采用已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测模块的具体结构，不再详述。

所述触摸位置检测模块，包括一红外发射源、一红外信号接收模块、一红外影像定位装置；所述红外信号接收模块连接所述红外影像定位装置。

所述触摸点校准模块可以是采用已有的触摸屏系统采用的校准模块的校准原理的校准模块。

本发明是通过光信号感知触摸点位置。电阻式触摸屏系统是通过电阻变化感知触摸点位置。两者感知触摸点位置的方式不同，但是在感知到触摸点位置后，都要实现将触摸点的位置转化为所连接设备的显示屏幕上的光标的工作，在这一点两者可以视为相同，所以电阻式触摸屏系统的校准模块的校准原理可以较为直接的应用于所述触摸点校准模块。同理已有的其他触摸屏系统的校准模块的校准原理也可以较为直接的应用于所述触摸点校准模块。

所述触摸点校准模块是一具有划定触摸区域功能的触摸区域划定模块。本发明上述技术方案中采用的所述触摸位置检测模块，与已有的触摸屏系统所采用的不同，本身没有非常明确的触摸区域界限。为了能够得到需要的界限明确的触摸区域，采用所述触摸区域划定模块对触摸区域进行划定。所述触摸点校准模块对划定触摸区域功能的实现在硬件上可以基于，甚至完全基于普通的触摸点校准模块。所述微型处理器模块首先使所连接设备的显示屏幕的四个角上分别呈现定位点，以该定位点作为区域划分标志点，使触摸点与四个定位点重合，所述微型处理器模块记忆下定位点的信息，以四个定位点围城的区域作为触摸区域。触摸区域以外的触摸操作不做响应。

所述触摸位置检测模块，还可以采用已有的专利名称为《激光遥控信号接收器及其配套的激光遥控信号发射器》，申请号为200810035508.x的专利中所述的技术方案中确定触摸点位置的触摸位置检测模块。这需要有专用的触摸笔配合使用。

所述触摸位置检测模块包括光敏元件组，与所述光敏元件组包括至少两个光敏元件，对光敏元件组上罩有一用于滤除非相关方向光信号的光信号定向接收装置；所述光敏元件连接，一用于处理所述光敏元件组传来的电信号的信号处理模块，所述信号处理模块包括用于滤除非相关光信号产生的电信号的选频模块。

所述光敏元件组包括四个光敏元件，所述定向接收装置罩在所述四个光敏元件上，将四个光敏元件接收的光信号区域分成四份。

使用时，将所述光敏元件组的四个光敏元件朝向一显示屏幕。所述定向接收装置罩，将四个光敏元件接收的光信号区域分成四份。四份光信号区域分别体现在所述显示屏幕上，因此触摸点影像呈现在所述显示屏幕上的某一光信号区域时，该区域对应的光敏元件接收到的光信号强度较强。信号处理模块对此做出响应，确定光信号触摸点影像的位置。

上述设计可以实现的控制功能较少，但是可以不参照背景图画，控制方便，特别适用于控制电视机、空调等操作较为简单的电器。所述通信模块采用红外通信模块，所述红外通信模块与所连接的设备上，原有的红外接收设备相搭配。所述微型处理器模块、所述通信模块、所述触摸位置检测模块，位于同一壳体内。

这样，采用上述设计的设有校准功能的光学触摸屏系统，只要放置在电视机、空调等操作较为简单的电器附近就可以利用触摸笔对这些电器进行远程触摸控制。可以不需要连线和对所连接的设备进行改造。

所述触摸位置检测模块，包括一用于摄取触摸板处图像的摄像装置，所述摄像装置连接所述微型处理器模块并将触摸点影像传递给所述微型处理器模块，所述微型处理器模块为具有通过所述触摸点影像确定出所述触摸点位置的微型处理器模块。现有的影像互动技术已经可以较好的完成上述技术要求，因此不再详述。

所述触摸位置检测模块，包括至少两个用于摄取触摸板处图像的摄像装置，分别将获取的触摸点影像传递给所述微型处理器模块，所述微型处理器模块为具有通过所述触摸点影像确定出所述触摸点位置的微型处理器模块。通过两个摄像装置可以更加精确的获得触摸点的位置信息，并且对摄像装置的位置要求更加宽泛。具体技术方案可以参照，专利名称为《光学触摸屏及其配套的触摸笔》，申请号为200910047241.0的专利文件。采用两个摄像装置的技术方案还有其它方式，不再一一详述。

所述微型处理器模块，可以采用单独的微型处理器模块，也可以与所连接的设备共用一微型处理器模块。

所述通信模块，可以采用有线模式的通信模块、蓝牙模式的通信模块，或者其他模式的通信模块。采用有线模式的通信模块与所连接设备的微型处理器模块进行通信，可以有效提高系统的抗干扰性能，便于从所连接的设备上直接获取电源。采用蓝牙模式的通信模块，可以省略与所连接设备间的连线，使系统更加简洁，更加便于安装和拆卸。采用蓝牙模式的通信模块还可以设置密码，使只有持有相关所述便于安装和拆卸的触摸屏系统的操作人员，才能够对受到限制的设备进行操作。

所述设有校准功能的光学触摸屏系统还包括一电源模块，所述电源模块包括可充电电池和一用于对所述可充电电池充电的光电池，所述光电池的光接收面朝向显示器光源。对于液晶显示器、阴极管显示器、等离子显示器等，所述显示器光源是屏幕，对于投影仪的显示器光源是显示器。这样可以利用显示器光源为所述设有校准功能的光学触摸屏系统提供部分能源，或者全部能源。

由上述技术方案可见，本发明可以方便的安装到相关设备上，以便于对触摸屏系统功能自由选择。

附图说明

图1为本发明的电气原理示意图；

图2为本发明的一种外部结构意图；

图3为具体实施例1的一种外部结构示意图；

图4为具体实施例1的定位点和校正点排布图；

图5为具体实施例2的部分物理结构示意图；

图6为具体实施例2的部分电路结构示意图；

图7为具体实施例2的使用状态示意图；

图8为具体实施例3的部分物理结构示意图；

图9为具体实施例4的部分物理结构示意图；

图10为电源模块结构原理图。

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，设有校准功能的光学触摸屏系统，包括微型处理器模块1，与微型处理器模块1通信的通信模块2、检测触摸点位置的触摸位置检测模块3。触摸位置检测模块3，为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块3。还包括一用于对所述设有校准功能的光学触摸屏系统进行校准的触摸点校准模块5。触摸点校准模块5可以不是单独的硬件，它的功能可以由微型处理器模块1通过软件形式得以实现。

参照图2，设有校准功能的光学触摸屏系统包括一个壳体4。通信模块2和触摸位置检测模块3安装在壳体4内，这样便于安装和拆卸。设有校准功能的光学触摸屏系统可以单独使用一个微型处理器模块1，这种情况下微型处理器模块1可以装在壳体4内。设有校准功能的光学触摸屏系统可以与所连接的设备共同使用一个微型处理器模块1，这种情况下微型处理器模块1往往不便于装在壳体4内。

壳体4上设有一便于将设有校准功能的光学触摸屏系统固定在所连接的设备的屏幕边侧的固定装置41。固定装置41可以是利用吸盘固定的固定装置41、通过磁力固定的固定装置41、通过胶固定的固定装置41、通过静电固定的固定装置41、通过夹子固定的固定装置41、通过插接的方式固定的固定装置41，或者通过卡槽与卡扣卡接的固定装置41。有些固定装置，需要所连接的设备上有与之配合的部件。比如有光滑的部分，便于吸盘吸附；比如有便于静电吸附的绝缘部分，或存储电荷的部分；比如有便于夹子咬住的凸起；比如有便于插接的插槽；比如有便于插接的卡槽或卡扣。采用一种便于安装的固定装置，以便用户方便的选择是否使用触摸屏系统功能。

在所连接的设备上可以标示出一个或者几个可以安装本发明的部位，以便于校准，和较少甚至消除盲区。如果固定装置41定位恰当，甚至可以不用校准。

具体实施例1：

参照图3，触摸位置检测模块3，可以是采用已有的虚拟激光键盘采用的，用于确定点击位置的，点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测模块。包括红外发射源310和红外信号接收模块311。内部设有红外影像定位装置，红外信号接收模块311连接所述红外影像定位装置。为了消除距离较近处的信号盲区，红外信号接收模块311的光信号接受部分较为凸出，且向下倾斜。

已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测模块，可以较好的对点击位置进行检测，并且精确定位。可以较为直接的将其应用于本发明，对触摸点进行检测定位。虚拟激光键盘的点击位置与本发明的触摸点，在识别原理上本质相同。因此对于采用已有的虚拟激光键盘采用的点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测模块的具体结构，不再详述。

触摸点校准模块5可以是采用已有的触摸屏系统采用的校准模块的校准原理的校准模块。本发明是通过光信号感知触摸点位置。电阻式触摸屏系统是通过电阻变化感知触摸点位置。两者感知触摸点位置的方式不同，但是在感知到触摸点位置后，都要实现将触摸点的位置转化为所连接设备的显示屏幕上的光标的工作，在这一点两者可以视为相同，所以电阻式触摸屏系统的校准模块的校准原理可以较为直接的应用于所述触摸点校准模块。同理已有的其他触摸屏系统的校准模块的校准原理也可以较为直接的应用于所述触摸点校准模块。

参照图4，具体方式可以是，首先利用微型处理器模块1在所连接设备的显示屏幕6上呈现数个校正点61，然后人为的对各个校正点61进行触摸，在各个校正点61上形成触摸点。微型处理器模块1将各个校正点61的参数，与对应的触摸点的参数进行记录，并结合处理，作为进行校正的参照。

触摸点校准模块5是一具有划定触摸区域功能的触摸区域划定模块5。本发明上述技术方案中采用的触摸位置检测模块5，与已有的触摸屏系统所采用的不同，本身没有非常明确的触摸区域界限。为了能够得到需要的界限明确的触摸区域，采用所述触摸区域划定模块对触摸区域进行划定。触摸点校准模块5对划定触摸区域功能的实现在硬件上可以基于，甚至完全基于普通的触摸点校准模块5。

具体方式可以是，微型处理器模块1首先使所连接设备的显示屏幕6的四个角上分别呈现定位点62，以该定位点62作为区域划分标志点。使触摸点与四个定位点重合，微型处理器模块1记忆下定位点62的信息，以四个定位点62围城的区域作为触摸区域。对触摸区域以外的触摸操作不做响应。校正点61与定位点62可以复用，直接将定位点62作为校正点61，可以省略一些操作步骤。

可以应用于手机、掌上电脑、台式电脑、投影仪系统等设备。特别对于投影仪系统，可以实现在屏幕处对电脑主机进行远程控制。为了进一步减少甚至消除盲区，上述设计特别易于安装在显示屏幕6的角部。

具体实施例2：

触摸位置检测模块3，还可以采用已有的专利名称为《激光遥控信号接收器及其配套的激光遥控信号发射器》，申请号为200810035508.x的专利中所述的技术方案中确定触摸点位置的触摸位置检测模块3。这需要有专用的可以发射光束的触摸笔配合使用。以光束在显示屏幕6上呈现的光点为触摸点。

参照图5、图6，触摸位置检测模块3包括光敏元件组，与光敏元件组包括至少两个光敏元件，对光敏元件组上罩有一用于滤除非相关方向光信号的光信号定向接收装置321。光敏元件321连接一用于处理所述光敏元件组传来的电信号的信号处理模块322。信号处理模块322包括用于滤除非相关光信号产生的电信号的选频模块。

光敏元件组包括四个光敏元件320，定向接收装置321罩在四个光敏元件上320，将四个光敏元件320接收的光信号区域分成四份。

参照图7，使用时将光敏元件组的四个光敏元件320朝向一显示屏6。定向接收装置321，将四个光敏元件320接收的光信号区域分成四份。四份光信号区域分别体现在显示屏6上，因此光点呈现在显示屏6上的某一光信号区域时，该区域对应的光敏元件320接收到的光信号强度较强。信号处理模块322对此做出响应，确定光点(触摸点)的位置。

为了使显示屏6可以划分成较为均匀的四份光信号区域。在四个光敏元件320中间装上一激光器。设置为，打开激光器后激光光点照射在显示屏6中央时，显示屏6被划分成较为均匀的四份光信号区域。使用时利用激光器进行校准。

上述设计可以实现的控制功能较少，但是可以不依照与背景图画，控制方便，特别适用于控制电视机、空调等操作较为简单的电器。通信模块2采用红外通信模块，红外通信模块与所连接的设备上原有的红外接收设备相搭配。微型处理器模块1、通信模块2、触摸位置检测模块3，位于同一壳体4内。

这样，采用上述设计的设有校准功能的光学触摸屏系统，只要放置在电视机、空调等操作较为简单的电器附近就可以利用触摸笔对这些电器进行远程触摸控制。可以不需要连线和对所连接的设备进行改造。

具体实施例3：

参照图8，触摸位置检测模块3，包括一用于摄取显示屏6处图像的摄像装置33。摄像装置33连接微型处理器模块1，并将触摸点影像传递给微型处理器模块1。微型处理器模块1是具有通过触摸点影像确定出触摸点位置的微型处理器模块1。现有的影像互动技术已经可以较好的完成上述技术要求，因此不再详述。

可以应用于手机、掌上电脑、台式电脑、投影仪系统等设备。特别对于投影仪系统，可以实现在屏幕处对电脑主机进行远程控制。为了进一步减少甚至消除盲区，上述设计特别易于安装在显示屏幕6的角部。

具体实施例4：

参照图9，触摸位置检测模块3，包括至少两个用于摄取触摸板处图像的摄像装置34，两个摄像装置34，安装在同一壳体内。两个摄像装置34可以采用摄像头，分别将获取的触摸点影像信息传递给微型处理器模块1。微型处理器模块1是具有通过触摸点影像信息确定出触摸点位置的微型处理器模块1。通过两个摄像装置34可以更加精确的获得触摸点的位置信息，并且对摄像装置的位置要求更加宽泛。具体技术方案可以参照，专利专利名称为《光学触摸屏及其配套的触摸笔》，申请号为200910047241.0的专利文件。采用两个摄像装置的技术方案还有其他方式，不再一一详述。

参照图10，上述三个具体实施例中的通信模块2，可以采用有线模式的通信模块2、蓝牙模式的通信模块2，或者其他模式的通信模块2。采用有线模式的通信模块2与所连接设备的微型处理器模块进行通信，可以有效提高系统的抗干扰性能，便于从所连接的设备上直接获取电源。采用蓝牙模式的通信模块，可以省略与所连接设备间的连线，使系统更加简洁，更加便于安装和拆卸。可以应用于手机、掌上电脑、台式电脑、投影仪系统等设备。特别对于投影仪系统，可以实现在屏幕处对电脑主机进行远程控制。

上述三个具体实施例中的设有校准功能的光学触摸屏系统，还包括一电源模块7。电源模块7包括可充电电池71和一用于对可充电电池充电的一光电池72。光电池72的光接收面朝向显示屏幕光源。对于液晶显示器、阴极管显示器、等离子显示器等，所述显示器光源是屏幕，对于投影仪的显示器光源是显示器。这样可以利用显示器光源为所述设有校准功能的光学触摸屏系统提供部分能源，或者全部能源。

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，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法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 (10)

1.设有校准功能的光学触摸屏系统，包括微型处理器模块，与所述微型处理器模块通信的通信模块、检测触摸点位置的触摸位置检测模块，其特征在于，还包括一便于将所述设有校准功能的光学触摸屏系统固定在屏幕一侧或角部的固定装置；

所述设有校准功能的光学触摸屏系统包括一壳体，所述通信模块和所述触摸位置检测模块安装在所述壳体内；

所述触摸位置检测模块，为一利用光学特性检测触摸点位置的触摸位置检测模块；

还包括一用于对所述设有校准功能的光学触摸屏系统进行校准的触摸点校准模块；

所述触摸点校准模块是一具有划定触摸区域功能的触摸区域划定模块；

为了能够得到需要的界限明确的触摸区域，采用所述触摸区域划定模块对触摸区域进行划定。

2.根据权利要求1所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述触摸位置检测模块包括光敏元件组，与所述光敏元件组包括至少两个光敏元件，对光敏元件组上罩有一用于滤除非相关方向光信号的光信号定向接收装置；所述光敏元件连接，一用于处理所述光敏元件组传来的电信号的信号处理模块，所述信号处理模块包括用于滤除非相关光信号产生的电信号的选频模块。

3.根据权利要求2所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述光敏元件组包括四个光敏元件，所述定向接收装置罩在所述四个光敏元件上，将四个光敏元件接收的光信号区域分成四份；将所述光敏元件组的四个光敏元件朝向一显示屏幕，所述定向接收装置罩，将四个光敏元件接收的光信号区域分成四份；四份光信号区域分别体现在所述显示屏幕上。

4.根据权利要求1所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述触摸位置检测模块，包括一红外发射源、一红外信号接收模块、一红外影像定位装置；所述红外信号接收模块连接所述红外影像定位装置。

5.根据权利要求1所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述触摸位置检测模块，是采用虚拟激光键盘采用的，用于确定点击位置的，点击位置检测模块的结构原理的触摸位置检测模块。

6.根据权利要求1所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器模块采用，与所连接的设备共用一微型处理器模块；所述通信模块，采用有线模式的通信模块，从所连接的设备上直接获取电源。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述触摸位置检测模块，包括一用于摄取触摸板处图像的摄像装置，所述摄像装置连接所述微型处理器模块并将触摸点影像传递给所述微型处理器模块，所述微型处理器模块为具有通过所述触摸点影像确定出所述触摸点位置的微型处理器模块。

8.根据权利要求7所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述触摸位置检测模块，包括至少两个用于摄取触摸板处图像的摄像装置，分别将获取的触摸点影像传递给所述微型处理器模块，所述微型处理器模块为具有通过所述触摸点影像确定出所述触摸点位置的微型处理器模块。

9.根据权利要求7所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，触摸点校准模块不是单独的硬件，它的功能由微型处理器模块通过软件形式得以实现。

10.根据权利要求7所述的设有校准功能的光学触摸屏系统，其特征在于，所述微型处理器模块使所连接设备的显示屏幕的四个角上分别呈现定位点，以该定位点作为区域划分标志点，使触摸点与四个定位点重合，所述微型处理器模块记忆下定位点的信息，以四个定位点围城的区域作为触摸区域；触摸区域以外的触摸操作不做响应。