CN106020572A - 一种触摸屏光路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种触摸屏光路系统。包括设有发射元件和接收元件的触摸边框以及设置在触摸边框内的触摸区域；其特征在于：包括子光路系统，子光路系统包括一个发射元件、与发射元件对应的接收元件、以及在发射元件和接收元件之间形成的扇形光区；子光路系统包括第一子光路系统和第二子光路系统，第一子光路系统的发射元件位于第一触摸边框，第一子光路系统的接收元件位于第二触摸边框；第二子光路系统的发射元件位于第二触摸边框，第二子光路系统的接收元件位于第一触摸边框。使得触摸区域之上排布满大量各个方向的光路，提高多点识别能力远超常规触摸屏，而且克服了常规触摸屏边角区域多点识别能力弱的问题。
Description
技术领域
本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种触摸屏光路系统。
背景技术
红外触摸屏实现触摸，必须要将光路覆盖到整个触摸区域，这样才能实现无盲区触摸。任何光从发射灯发出到被接收灯收到，所经过的路径我们称之为一条光路。所有的发射灯和接收灯都是具有宽度的，所以发射灯和接收灯之间形成的光路也都是具有宽度的。如果要在某一区域实现触摸感应，必须要有光路排布满该区域。由于硬件限制，覆盖触摸区域的光路越多，扫描一帧所需的时间也就越长，触摸屏帧率就越慢。因此，红外屏触摸区域上的光路排布方式就要准寻一条准则，以最少的光路覆盖所有的触摸区域。
如图1-2，现有的红外触摸屏呈矩形结构，由一个长发射边、一个长接收边、一个短发射边和一个短接收边组成。在发射边上有若干发射灯，接收边上有若干接收灯，其中，长发射边的发射灯与长接收边的接收灯一一相对设置，短发射边的发射灯与短接收边的接收灯一一相对设置。红外触摸屏的光路扫描过程中：在接收边选择一颗发射灯，在发射边选择一颗接收灯，形成一条光路，而后再各自选择一对其发射和接收相邻的灯，形成一条与上一条平行的光路，直到铺满整个触摸区域。此种光线排布方式存在一些以下缺陷：如图3中，左侧和底部为发射灯，右侧和上部为接收灯，触摸屏的左下角和右上角由于是发射灯对发射灯、接收灯对接收灯，因此无法排布该方向或接近该方向的光路，越靠近这两个角落，所能排布的不同角度的光路便越少，而通过某一区域的不同角度的光路越多，能识别的点数就越多。因此，触摸屏四个角落的触摸精度和多点识别能力相较中心区域低很多。
发明内容
本发明基于上述技术问题提供一种能够以最少的光路覆盖所有的触摸区域，并且克服触摸屏边角区域多点识别能力弱的问题的一种触摸屏光路系统。
一种触摸屏光路系统，包括设有发射元件和接收元件的触摸边框以及设置在所述触摸边框内的触摸区域；其特征在于：包括子光路系统，所述子光路系统包括一个发射元件、与所述发射元件对应的接收元件、以及在所述发射元件和所述接收元件之间形成的扇形光区；所述子光路系统包括第一子光路系统和第二子光路系统，所述第一子光路系统的发射元件位于第一触摸边框，所述第一子光路系统的接收元件位于第二触摸边框；所述第二子光路系统的发射元件位于所述第二触摸边框，所述第二子光路系统的接收元件位于所述第一触摸边框。
作为优选，所述第一子光路系统的扇形光区与所述第二子光路系统的扇形光区在所述触摸区域内间隔分布。
作为优选，所述第一子光路系统具有多个，多个所述第一子光路系统的扇形光区的面积不同；所述第二子光路系统具有多个，多个所述第二子光路系统的扇形光区的面积不同。
作为优选，位于所述第一触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第一子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第一触摸边框的中间部分的发射元件所在的第一子光路系统的扇形光区的面积；位于所述第二触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第二子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第二触摸边框的中间部分的发射元件所在的第二子光路系统的扇形光区的面积。
作为优选，所述第一子光路系统的扇形光区和所述第二子光路系统的扇形光区的组合覆盖所述触摸区域。
作为优选，所述子光路系统包括第三子光路系统和第四子光路系统，所述第三子光路系统的发射元件位于第三触摸边框，所述第三子光路系统的接收元件位于第四触摸边框；所述第四子光路系统的发射元件位于所述第四触摸边框，所述第四子光路系统的接收元件位于所述第三触摸边框。
作为优选，所述第三子光路系统的扇形光区与所述第四子光路系统的扇形光区在所述触摸区域内间隔分布。
作为优选，所述第三子光路系统具有多个，多个所述第三子光路系统的扇形光区的面积不同；所述第四子光路系统具有多个，多个所述第四子光路系统的扇形光区的面积不同。
作为优选，位于所述第三触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第三子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第三触摸边框的中间部分的发射元件所在的第三子光路系统的扇形光区的面积；位于所述第四触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第四子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第四触摸边框的中间部分的发射元件所在的第四子光路系统的扇形光区的面积。
作为优选，所述第一子光路系统的扇形光区、所述第二子光路系统的扇形光区、所述第三子光路系统的扇形光区、以及所述第四子光路系统的扇形光区的组合覆盖所述触摸区域。
在所述触摸屏的每一条触摸边框上都存在发射元件和接收元件，将各所述第一子光路系统和第二子光路系统的扇形光区相互拼合，基本上可覆盖整个所述触摸区域，并且相互拼合起来覆盖触摸区域的各光路子系统的扇形光区之前不重叠，不会造成光路的浪费，以最少的光路覆盖整个触摸区域，提高触摸品的反应时间。同时，使得触摸区域之上排布满大量各个方向（相互之间不平行）的光路，因此该光路排布方式下的多点识别能力远超常规触摸屏，而且该方法还克服了常规触摸屏边角区域多点识别能力弱的问题。
附图说明
图1现有技术光路排布示意图一。
图2现有技术光路排布示意图二。
图3现有技术光路排布示意图三。
图4本发明光路系统示意图一。
图5本发明光路系统示意图二。
图6本发明光路系统示意图三。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。如图3，一种红外触摸屏，包括矩形的触摸区域1以及设置在触摸区域四周的触摸边框。每一条触摸边框上均设置有发射灯和接收灯4。具体地，触摸边框上的发射灯和接收灯的排布方式可以为：
方式一：沿顺时针或者逆时针方向，每一触摸边框以发射灯为开端，每隔N颗接收灯排布一颗发射灯，相邻两颗发射灯之间间隔的接收灯数N可以相同也可以不同，最后以接收灯结尾。
方式二：沿顺时针或者逆时针方向，每一触摸边框以接收灯为开端，每隔N颗发射灯排布一颗接收灯，相邻两颗发射灯之间间隔的接收灯数N可以相同也可以不同，最后以发射灯结尾。
本实施例中，以方式二为例进行光路系统进行描述：
该光路系统包括：若干子光路系统，每个子光路系统包括一个发射灯、多个接收灯、以及该发射灯和多个接收灯之间的光路组合成的扇形光区。将触摸边框两两分组：可以如图4、5所示，将相互平行的两条触摸边框设置为一组；也可以如图6所示，将相邻的两条触摸边框设置为一组。
如图4中，将相互平行的较长的触摸边框（21、22）设置为一组。第一子光路系统51包括位于触摸边框21的发射灯31、位于触摸边框22上的与发射灯31对应的多个接收灯41、以及位于触摸区域的由发射灯31到接收灯41的光路拼合成的扇形光区511。第二子光路系统52包括位于触摸边框22的发射灯32、位于触摸边框21的与发射灯32对应的多个接收灯42、以及位于触摸区域的由发射灯32到接收灯42的光路拼合成的扇形光区521。第一子光路系统和第二子光路系统的扇形光区在触摸区域内间隔排列，可以覆盖整个触摸区域。每一个扇形光区中的不同光路的都具有不同的角度，提高了触摸屏的识别精度。各子光路系统的扇形光区之间相互没有重叠，将光路的利用效率发挥到极致，大大提升了触摸品的反应速度。并且，靠近触摸区域四个角落的触摸边框均设置有发射灯和接收灯，可以在触摸区域的四个角落都能够被光路覆盖，保证了触摸区域四个角落的触摸精度。
如图5中，将相互平行的较短的触摸边框（23、24）设置为一组。第一子光路系统51包括位于触摸边框23的发射灯31、位于触摸边框24上的与发射灯31对应的多个接收灯41、以及位于触摸区域的由发射灯31到接收灯41的光路拼合成的扇形光区511。第二子光路系统52包括位于触摸边框24的发射灯32、位于触摸边框23的与发射灯32对应的多个接收灯42、以及位于触摸区域的由发射灯32到接收灯42的光路拼合成的扇形光区521。第一子光路系统和第二子光路系统的扇形光区在触摸区域内间隔排列，可以覆盖整个触摸区域。每一个扇形光区中的不同光路的都具有不同的角度，提高了触摸屏的识别精度。各子光路系统的扇形光区之间相互没有重叠，将光路的利用效率发挥到极致，大大提升了触摸品的反应速度。并且，靠近触摸区域四个角落的触摸边框均设置有发射灯和接收灯，可以在触摸区域的四个角落都能够被光路覆盖，保证了触摸区域四个角落的触摸精度。
如图6中，将相邻的较短的触摸边框23和较长的触摸边框21设置为一组，相邻的较短的触摸边框24和较长的触摸边框22设置为一组。第一子光路系统51包括位于触摸边框23的发射灯31、位于触摸边框21上的与发射灯31对应的多个接收灯41、以及位于触摸区域的由发射灯31到接收灯41的光路拼合成的扇形光区511。第二子光路系统52包括位于触摸边框21的发射灯32、位于触摸边框23的与发射灯32对应的多个接收灯42、以及位于触摸区域的由发射灯32到接收灯42的光路拼合成的扇形光区521。第三子光路系统53包括位于触摸边框24的发射灯33、位于触摸边框22上的与发射灯33对应的多个接收灯43、以及位于触摸区域的由发射灯33到接收灯43的光路拼合成的扇形光区531。第四子光路系统54包括位于触摸边框22的发射灯34、位于触摸边框24的与发射灯34对应的多个接收灯44、以及位于触摸区域的由发射灯34到接收灯44的光路拼合成的扇形光区541。第一子光路系统、第二子光路系统、第三子光路系统、以及第四子光路系统的扇形光区在触摸区域内间隔排列，可以覆盖整个触摸区域。每一个扇形光区中的不同光路的都具有不同的角度，提高了触摸屏的识别精度。各子光路系统的扇形光区之间相互没有重叠，将光路的利用效率发挥到极致，大大提升了触摸品的反应速度。并且，靠近触摸区域四个角落的触摸边框均设置有发射灯和接收灯，可以在触摸区域的四个角落都能够被光路覆盖，保证了触摸区域四个角落的触摸精度。
该触摸屏进行光路扫描时，按照上述不同的光线排布方式进行不同的帧扫描，减少了扫描每一帧所花的时间，同时也提高了扫描精度。并且，由于每一帧内，各子光路系统的扇形光区没有重叠，降低了触摸点的计算难度，简化了触摸点计算算法，提高了触摸点计算速度和精度。
另外，还可以根据触摸精度的需求对各子光路系统的扇形光区面积进行设计。精度要求高，则减少扇形光区的面积，以提高触摸精度；精度要求低，则提高扇形光区的面积，以提高触摸点计算速度。另外，也可以对触摸区域的不同位置进行扇形光区的设计，以综合提高触摸精度和触摸点计算速度。以图4中的光路分布为例，可以减少位于触摸边框21两端的发射灯或者位于触摸边框22两端的发射灯对应的接收灯的数量，使得位于触摸屏长边两端的子光路系统的扇形光区面积较小，使得触摸区域的边缘分布较多的子光路系统；而增加位于触摸边框21中间部分以及触摸边框22中间部分的发射灯所对应的接收灯的数量，从而使得触摸区域的中间分布较少的子光路系统；在保证易出现触摸盲区的触摸区域的触摸精度的同时，不降低触摸点计算速度。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
Claims (10)
1.一种触摸屏光路系统，包括设有发射元件和接收元件的触摸边框以及设置在所述触摸边框内的触摸区域；其特征在于：包括子光路系统，所述子光路系统包括一个发射元件、与所述发射元件对应的接收元件、以及在所述发射元件和所述接收元件之间形成的扇形光区；所述子光路系统包括第一子光路系统和第二子光路系统，所述第一子光路系统的发射元件位于第一触摸边框，所述第一子光路系统的接收元件位于第二触摸边框；所述第二子光路系统的发射元件位于所述第二触摸边框，所述第二子光路系统的接收元件位于所述第一触摸边框。
2.根据权利要求1所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述第一子光路系统的扇形光区与所述第二子光路系统的扇形光区在所述触摸区域内间隔分布。
3.根据权利要求1所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述第一子光路系统具有多个，多个所述第一子光路系统的扇形光区的面积不同；所述第二子光路系统具有多个，多个所述第二子光路系统的扇形光区的面积不同。
4.根据权利要求3所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：位于所述第一触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第一子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第一触摸边框的中间部分的发射元件所在的第一子光路系统的扇形光区的面积；位于所述第二触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第二子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第二触摸边框的中间部分的发射元件所在的第二子光路系统的扇形光区的面积。
5.根据权利要求1或2所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述第一子光路系统的扇形光区和所述第二子光路系统的扇形光区的组合覆盖所述触摸区域。
6.根据权利要求1所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述子光路系统包括第三子光路系统和第四子光路系统，所述第三子光路系统的发射元件位于第三触摸边框，所述第三子光路系统的接收元件位于第四触摸边框；所述第四子光路系统的发射元件位于所述第四触摸边框，所述第四子光路系统的接收元件位于所述第三触摸边框。
7.根据权利要求6所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述第三子光路系统的扇形光区与所述第四子光路系统的扇形光区在所述触摸区域内间隔分布。
8.根据权利要求6所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述第三子光路系统具有多个，多个所述第三子光路系统的扇形光区的面积不同；所述第四子光路系统具有多个，多个所述第四子光路系统的扇形光区的面积不同。
9.根据权利要求8所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：位于所述第三触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第三子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第三触摸边框的中间部分的发射元件所在的第三子光路系统的扇形光区的面积；位于所述第四触摸边框的边缘部分的发射元件所在的第四子光路系统的扇形光区的面积大于位于所述第四触摸边框的中间部分的发射元件所在的第四子光路系统的扇形光区的面积。
10.根据权利要求6或7所述的一种触摸屏光路系统，其特征在于：所述第一子光路系统的扇形光区、所述第二子光路系统的扇形光区、所述第三子光路系统的扇形光区、以及所述第四子光路系统的扇形光区的组合覆盖所述触摸区域。
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