CN201583926U - 一种光学触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学触摸屏，这种光学触摸屏包括框架、光源、光学传感器、回归反射条、触摸表面、指示体及处理单元，所述光学传感器与所述处理单元相连接，所述回归反射条安装在所述框架上或安装在所述指示体的外表面上，在垂直于所述触摸表面的方向上，所述光源的安装高度不高于所述光学传感器的安装高度且所述光源不位于所述光学传感器的两侧，所述光源所发射的光线不会被所述光学传感器完全遮挡。这种光学触摸屏具有较低的触摸高度。

Description

一种光学触摸屏

技术领域

本实用新型涉及一种触摸屏，尤其涉及一种光学触摸屏。

背景技术

随着多媒体信息技术的发展，人们越来越多地使用光学触摸屏等人机交互设备，基于光学技术的光学触摸屏得到了越来越广泛的应用，光学触摸屏一般由框架、光学传感器、光源、回归反射条、触摸表面及处理单元组成，光源安装在光学传感器的上表面的附近，光源发射的光线经回归反射条反射后能够被与该光源向邻近的光学传感器所接收。当指示体(如使用者的手指、书写笔等)进入触摸表面时，会阻挡一部分光源所发射出的光线被与其相邻的光学传感器所接收而导致在光学传感器内中的感光芯片上形成阴影，通过分析阴影的位置就可以计算出指示体的位置。但是由于光源与光学传感器本身具有一定的厚度，使得光学触摸屏具有一定的触摸高度(指示体向触摸表面逐渐接近直到能够生成触摸信号时指示体与触摸表面之间的高度)，触摸高度会造成光学触摸屏在指示体还没触碰到触摸表面就会提前执行触摸操作，不符合使用习惯而且很容易造成误差。如何降低光学触摸屏的触摸高度已经成为大多数触摸屏制造商所重点关心的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种触摸高度低的光学触摸屏，这种光学触摸屏包括框架、光源、光学传感器、回归反射条、触摸表面、指示体及处理单元，所述光学传感器与所述处理单元相连接，所述回归反射条安装在所述框架上或安装在所述指示体的外表面上，在垂直于所述触摸表面的方向上，所述光源的安装高度不高于所述光学传感器的安装高度且所述光源不位于所述光学传感器的两侧，所述光源所发射的光线不会被所述光学传感器完全遮挡。

依照本实用新型的一个方面，在垂直于所述触摸表面的方向上，所述光源位于所述光学传感器与所述触摸表面之间。

依照本实用新型的一个方面，所述光源安装在所述光学传感器的底面。

依照本实用新型的一个方面，所述光源与所述光学传感器、所述触摸表面紧密相接。

依照本实用新型的一个方面，所述光学传感器为摄像头，所述光源的光心与所述摄像头的镜头的光心之间的连线垂直于所述触摸表面。

依照本实用新型的一个方面，所述光学传感器为摄像头且所述摄像头的镜头的直径至少为所述光源直径的两倍，所述光源的安装高度不高于所述摄像头的镜头的光心的高度，在平行于所述触摸表面的方向上，所述光源位于所述摄像头的镜头的前方。

依照本实用新型的一个方面，所述光源的底面与所述摄像头的镜头的底面处同一平面上。

依照本实用新型的一个方面，所述光源为扁平形状的光源。

本实用新型的其它方面和/或优点将在下面的说明中部分描述，并且其中部分在该说明中是显而易见的，或者可以通过本实用新型的实践中学习到。

附图说明

通过参考以下附图阅读以下详细说明，能够更好地了解本发明。要注意，附图中的各个细节都不是按照比例画出来的。相反，为了清楚起见，各个细节被任意地扩大或者缩小，在这些附图中：

图1为根据本实用新型的光学触摸屏的一种实施例的结构图；

图2a为图1所示光学触摸屏在实际应用中存在的触摸高度的示意图；

图2b为图1所示光学触摸屏中光学传感器为摄像头且摄像头的镜头的直径至少为光源直径的两倍时在实际应用中具有最小触摸高度的示意图；

图3a为现有技术中光源安装在光学传感器上表面的一种光学触摸屏在实际应用中存在的触摸高度的示意图；

图3b为现有技术中光源安装在光学传感器附近的一种光学触摸屏中光学传感器为摄像头且摄像头的镜头的直径至少为光源直径的两倍时在实际应用中具有最小触摸高度的示意图；

图4为指示体斜向进入图3a所示光学触摸屏的触摸表面的示意图；

图5为指示体斜向进入图2a所示光学触摸屏的触摸表面的示意图；

图6a为图4中指示体在感光芯片上所形成的阴影区域的局部示意图；

图6b为图5中指示体在感光芯片上所形成的阴影区域的局部示意图；以及

图6c为指示体垂直进入图2与图3所示光学触摸屏的触摸表面时在感光芯片上所形成的阴影区域的局部示意图。

具体实施方式

下面将开始本实用新型的实施例的详细说明，根据相应的附图说明其实施例，其中通篇相同的附图标记指代相同的元件。下面将通过参照附图说明实施例以解释本实用新型。

如图1所示为根据本实用新型的光学触摸屏的一种实施例，该光学触摸屏包括框架101、光学传感器102、光源103、触摸表面104、回归反射条105、指示体106及处理单元，光学传感器102虽可为多个，但在图1中被示为两个，两个光学传感器102分别安装框架101的两个相邻的拐角处，触摸表面104位于框架101的内部，回归反射条105安装在框架101的框架边上。当指示体(如使用者的手指、书写笔等)进入触摸表面时，会阻挡一部分光源所发射出的光线被光学传感器所接收而导致在光学传感器的感光芯片上形成阴影，通过分析阴影的位置就可以计算出指示体的位置。与现有技术中光源安装在光学传感器的上表面附近的这种光源的安装方式不同，在垂直于触摸表面104的方向上，光源103的安装高度不高于光学传感器102的安装高度且光源103不位于光学传感器102的两侧，光源103所发射的光线不会被光学传感器102完全遮挡。在图1中光源103被示为安装在光学传感器102与触摸表面104之间，光源103安装在光学传感器102的底面。作为一种优选设计，可令光源103与光学传感器102、触摸表面104紧密相接，光源103的上表面紧贴于光学传感器102的底面，光源103的底面贴于触摸表面104，光学传感器102可为摄像头，可令摄像头的镜头的光心与其所临近的光源103的光心之间的连线垂直于触摸表面104，图1所示的光学触摸屏采用的就是这种优化方案，这种设计可以使得光学传感器102所检测到阴影区域与指示体106所遮挡的实际区域基本一致，提高检测精度。当图1中的光学传感器102为摄像头且该摄像头的直径至少为光源101直径的两倍时，光源103的安装高度不能不高于摄像头的镜头的光心的高度，在平行于触摸表面104的方向上，光源103可位于摄像头的镜头的前方，作为一种优选，光源的底面与摄像头的镜头的底面处同一平面上。在此种情况下，虽然光源遮挡了摄像头的镜头的一部分，但是由于摄像头的镜头的直径比光源的直径大至少一倍，所以光源不会干扰摄像头从触摸表面上获得图像，这种设计可以使得该光学触摸屏减少了一个光源的厚度，缩减了光学传感器102与触摸表面104之间的距离。在上述的实施例中，光源103可为厚度更薄的扁平形状的红外光源或激光光源等，用于进一步缩减光学传感器102与触摸表面104之间的距离。在图1所示的光学触摸屏中，回归反射条105可不安装在框架边上，可将回归反射条105安装在指示体106的外表面，这种结构的光学触摸屏同样具有图1所示光学触摸屏的优点。

参照图2a，图2a示出了图1所示光学触摸屏在实际应用中所存在的触摸高度，光源103安装在光学传感器的底面201上，光学传感器102可为摄像头。在图2中指示体106向触摸表面104逐渐接近，由于光源103与光学传感器102本身具有一定的厚度，当指示体106移动到图示位置时，虽然没有触碰到触摸表面104但实际上已经对光学传感器102造成了阻挡，此时指示体106与触摸表面104之间的高度就是该光学触摸屏的触摸高度h₁。由图2中可以看出光学触摸屏所选用的光源103与光学传感器102的厚度对光学触摸屏的触摸高度h₁影响很大。在图2a中，光学传感器102被示为摄像头。为了便于计算，可令触摸高度h₁近似于光学传感器102的光心距离触摸表面104的高度，设光源103与光学传感器102都为标准圆柱体，光源103的厚度为m，光学传感器102的厚度为n，因为光学传感器102的厚度肯定大于光源103的厚度，所以n＞m＞0，则图1所示的根据本实用新型的光学触摸屏的触摸高度h₁＝n/2+m。参照图2b，当图2b中的光学传感器102为摄像头且摄像头的镜头的直径至少为光源的直径的两倍，光源103的安装高度不能高于摄像头的镜头的光心的高度时，在平行于触摸表面104的方向上，光源103可位于摄像头的镜头的前方，作为一种优选，光源103的底面201与摄像头的镜头的底面202处同一平面上。如图2b所示，此时光学触摸屏可具有的最低触摸高度h_1min＝n/2；同时参照图3a，图3a示出了现有技术中光源103安装在光学传感器102的上表面301的一种光学触摸屏在实际应用中所存在的触摸高度。在图3a中当指示体106移动到图示位置时，虽然没有触碰到触摸表面104单实际上已经阻挡了光源103所发射的光线，此时指示体106与触摸表面104之间的高度就是该光学触摸屏的触摸高度h₂，为了便于计算，可令触摸高度h₂近似于光源103的光心距离触摸表面104的高度，图3a所示的光学触摸屏所选用的光源、光学传感器的规格与图2a所示的光学触摸屏所选用的光源、光学传感器的规格完全相同，光源103与光学传感器102都为标准圆柱体，光源103的厚度为m，光学传感器102的厚度为n，n＞m＞0，则图3a所示的现有技术中光源安装在光学传感器上表面的光学触摸屏的触摸高度h₂＝m/2+n。参照图3b，当图3b中的光学传感器102为摄像头且摄像头的镜头的直径至少为光源的直径的两倍，光源103的安装高度不能低于摄像头的镜头的光心的高度时，作为一种优选，光源103的底面与摄像头的镜头的光心处同一平面。如图3b所示，此时光学触摸屏可具有的最低触摸高度h_2min＝n/2+m/2。将根据本实用新型的图2a与图2b所示的光学触摸屏的触摸高度h₁、h_1min与现有技术中的图3a与图3b所示的光学触摸屏的触摸高度h₂、h_2min进行比较，则h₁-h₂＝n/2+m-(m/2+n)＝1/2(m-n)＜0，h_1min-h_2min＝n/2-(n/2+m/2)＝-m/2＜0，即h₁＜h₂，h_1min＜h_2min。由此可以得出根据本实用新型的光学触摸屏的触摸高度低于现有技术中光源安装在光学传感器上表面附近的光学触摸屏的触摸高度，光学传感器与光源尺寸的差距越大，触摸高度降低的越明显，本实用新型所述的这种光学触摸屏尤其适用于大尺寸光学触摸屏。

在实际应用中，用户执行触摸操作，使用指示体与触摸表面相接触时绝大多数是会有些倾斜的，很少有指示体与触摸表面进行垂直接触这种理想情况。当光源安装在光学传感器的上表面时，由于需保证光源所发射的光线能够到达安装在触摸屏框架上的回归反射条，如图4所示，光源103所发射的光线会向斜下的方向辐射触摸表面104然后抵达回归反射条105，当指示体106斜向进入触摸表面104时，指示体106会阻挡光源103所发射出的光线并在光学传感器102内的感光芯片上形成如图6a所示的阴影区域601，在图6a中，600为感光芯片；当光源安装在光学传感器的底面时，同样需保证光源所发射的光线能够到达安装在触摸屏框架上的回归反射条，如图5所示，光源103所发射的光线会向斜上的方向辐射触摸表面104然后抵达回归反射条105，当指示体106斜向进入触摸表面104时，指示体106会阻挡光源103所发射出的光线并在光学传感器102内的感光芯片600上形成如图6b所示的阴影区域602；当指示体垂直进入触摸表面时，无论光源安装在光学传感器的上表面还是地面，都会在光学传感器102内的感光芯片600上形成如图6c所示的垂直阴影区域603。将图6a、图6b与图6c中的阴影区域进行比较我们可以看出阴影区域601、阴影区域602与阴影区域603相比都有所差别，但是相对的来说，阴影区域601与阴影区域603之间的差别比阴影区域602与阴影区域603之间的差别更为突出，所以本实用新型所述的这种光源安装在光学传感器底面的光学触摸屏比现有技术中光源安装在光学传感器顶部的光学触摸屏在实际应用中具有更高的检测精度。在本段中所提到的光学传感器102为摄像头，感光芯片600可为CCD或CMOS。

尽管已经对本实用新型的实施例作出了较为详细的说明和描述，但是本领域的技术人员应该明了在没有脱离本实用新型精神和原则的情况下可以对这些实施例进行改变，其范围定义仍在权利要求中。

Claims (8)

1.一种光学触摸屏，包括框架、光源、光学传感器、回归反射条、触摸表面、指示体及处理单元，所述光学传感器与所述处理单元相连接，所述回归反射条安装在所述框架上或安装在所述指示体的外表面上，其特征在于：在垂直于所述触摸表面的方向上，所述光源的安装高度不高于所述光学传感器的安装高度且所述光源不位于所述光学传感器的两侧，所述光源所发射的光线不会被所述光学传感器完全遮挡。

2.如权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于：在垂直于所述触摸表面的方向上，所述光源位于所述光学传感器与所述触摸表面之间。

3.如权利要求2所述的光学触摸屏，其特征在于：所述光源安装在所述光学传感器的底面。

4.如权利要求3所述的光学触摸屏，其特征在于：所述光源与所述光学传感器、所述触摸表面紧密相接。

5.根据权利要求1至4之一所述的光学触摸屏，其特征在于：所述光学传感器为摄像头，所述光源的光心与所述摄像头的镜头的光心之间的连线垂直于所述触摸表面。

6.如权利要求1所述的光学触摸屏，其特征在于：所述光学传感器为摄像头且所述摄像头的镜头的直径至少为所述光源直径的两倍，所述光源的安装高度不高于所述摄像头的镜头的光心的高度，在平行于所述触摸表面的方向上，所述光源位于所述摄像头的镜头的前方。

7.如权利要求6所述的光学触摸屏，其特征在于：所述光源的底面与所述摄像头的镜头的底面处同一平面上。

8.如权利要求2或6所述的光学触摸屏，其特征在于：所述光源为扁平形状的光源。

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