CN201725308U - 一种触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种触摸屏，包括至少两个光学传感器、至少两个光学传感器连接的处理单元、至少两个发光源和回归反射条，还包括：反射元件，倾斜安装在触摸检测区周围的全部或部分区域，与触摸检测区的触摸表面之间的夹角为锐角或钝角；在安装反射元件的区域，回归反射条安装在由至少两个发光源发射并经反射元件反射的部分或全部光所覆盖的区域，反射元件和回归反射条共同作用对至少两个发光源发射的光的反射效率大于回归反射条单独安装在触摸检测区周围时对至少两个发光源发射的光的反射效率。本实用新型可以增强反射到光学传感器的光，从而提高图像数据的质量。

Description

一种触摸屏 

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种触摸屏。 

背景技术

随着计算机技术的普及，在20世纪90年代初出现了一种新的人机交互技术一触摸屏技术。采用这种技术，使用者只要用手轻轻地触摸计算机显示屏上的图形或文字就能操作计算机，从而摆脱了键盘和鼠标的束缚，极大地方便了使用者。 

带摄像头触摸屏是一种通过摄像头采集触摸物的图像数据，再将图像数据传送给处理单元进行处理，从而检测出触摸物的位置信息的触摸屏。其中，检测出的触摸物的位置信息的精确程度与摄像头采集的图像数据的质量有密切关系。因此为了使摄像头采集高质量的图像数据，这种触摸屏上会装有光源。现有技术中，通常在摄像头对面的触摸屏框架上安装一排红外发光管作为光源，但是这种光源造价成本过高，从而导致带摄像头触摸屏的生产成本较高，影响该种触摸屏的推广应用。 

为了克服成产成本过高的问题，出现了一种新的带摄像头触摸屏，如图1所示，为现有技术中带摄像头触摸屏的结构示意图，包括触摸屏框架62、安装在触摸屏框架62的长边的两端的两个红外摄像头9和10、分别安装在邻近红外摄像头9和10的位置处的两个红外光源12和13、安装在触摸屏框架62的边缘上的回归反射条64、以及分别与红外摄像头9和10连接的处理单元66。其中，触摸屏框架62的内部为触摸检测区61，回归反射条64将由红外光源12和13发射的光分别反射到红外摄像头9和10，红外摄像头9和10分别采集图像数据并将该图像数据发送到处理单元66，处理单元66处理该图像数据以确定触摸物的位置信息。由于回归反射条64的成本较低，因此大大降低了触摸屏的生产成本。但是，发明人在研究本实用新型的过程中发现，回归反射条64的反射效率随着入射角的增大而减小，即随着入射角的增大，回归反射条64反射回红外摄像头9和10的 光将减少。以红外光源12为例，当红外光源12发射到回归反射条64的光的入射角θ₁大于55度时，红外光源12发射到回归反射条64上的光大大减少而且回归反射条64的反射效率急剧减小，反射回红外光源12的光将大大衰减，从而使得交叉线区域A的亮度较小，当触摸物位于交叉线区域A时，红外摄像头9采集的图像数据的质量较差，降低了检测的触摸物的位置信息的精确度。其中，入射角指的是红外光源12发射到回归反射条64的光与回归反射条64的表面的垂线的夹角。对于红外光源13存在同样的问题。 

实用新型内容

本实用新型提供一种触摸屏，用以实现提高回归反射条的反射效率，从而提高光学传感器采集的图像数据的质量，从而更精确地检测出的触摸物的位置信息。 

本实用新型提供一种触摸屏，包括安装在触摸屏检测区周围的至少两个光学传感器、与所述至少两个光学传感器连接的处理单元、分别安装在邻近所述至少两个光学传感器的位置处的至少两个发光源和安装在所述触摸检测区周围的回归反射条，还包括： 

反射元件，安装在所述触摸检测区周围的全部或部分区域，与所述触摸检测区的触摸表面之间的夹角为锐角或钝角； 

在安装所述反射元件的区域，所述回归反射条安装在由所述至少两个发光源发射并经所述反射元件反射的部分或全部光所覆盖的区域，所述至少两个发光源发射到所述反射元件的光经所述反射元件反射到所述回归反射条，再经所述回归反射条反射回所述反射元件，再经所述反射元件反射到所述至少两个光学传感器，所述反射元件和所述回归反射条共同作用对所述至少两个发光源发射的光的反射效率大于所述回归反射条单独安装在所述触摸检测区周围时对所述至少两个发光源发射的光的反射效率。 

在本实用新型中，在安装回归反射条和反射元件的区域中，回归反射条和反射元件共同作用对光的反射效率大于回归反射条单独安装在触摸屏框架的边缘上时对至少两个发光源发射的光的反射效率，回归反射条和反射元件共同作用反射到至少两个光学传感器的光将增多，从而提高了至少 两个光学传感器采集的图像数据的质量，进一步地处理单元可以更精确地检测出触摸物的位置信息。 

附图说明

图1为现有技术中带摄像头触摸屏的结构示意图； 

图2为本实用新型一种触摸屏第一实施例的结构示意图； 

图3为本实用新型一种触摸屏第一实施例中安装有反射元件和回归反射条的区域沿PP线的一种剖面示意图； 

图4为本实用新型一种触摸屏第一实施例中安装有反射元件和回归反射条的区域沿PP线的另一种剖面示意图； 

图5为本实用新型一种触摸屏第一实施例中处理单元获取触摸物位置信息的原理示意图； 

图6为本实用新型一种触摸屏第二实施例的结构示意图； 

图7为本实用新型一种触摸屏第三实施例的结构示意图； 

图8为本实用新型一种触摸屏第四实施例的结构示意图； 

图9为本实用新型一种触摸屏第五实施例的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。 

一种触摸屏第一实施例 

如图2所示，为本实用新型一种触摸屏第一实施例的结构示意图，可以包括：触摸检测区61、触摸屏框架62，至少两个光学传感器631、632…63m，回归反射条64，至少两个发光源651、652…65n，处理单元66，以及安装有回归反射条和反射元件的区域67。其中，m和n均为大于或等于2的自然数，m大于或等于n。 

触摸屏框架62安装在触摸检测区61周围。至少两个光学传感器631、632…63m，回归反射条64，至少两个发光源651、652…65n，处理单元66，以及区域67中的回归反射条和反射元件均安装在触摸屏框架62上。处理单元66与至少两个光学传感器631、632…63m连接。至少两个发光源651、652…65n分别安装在邻近至少两个光学传感器631、632…63m的位置处， 优选地，至少两个发光源651、652…65m可以放置在至少两个光学传感器631、632…63n上，可选地，至少两个发光源651、652…65m也可以放置在至少两个光学传感器631、632…63n旁边，至少两个发光源651、652…65m还可以放置在至少两个光学传感器631、632…63n之下。回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上并与触摸检测区61的触摸表面所在平面垂直。区域67中的回归反射条和反射元件安装在触摸屏框架62的边缘上的部分区域。 

优选地，区域67中安装的回归反射条和反射元件可以具有如下两种结构：如图3所示，为本实用新型一种触摸屏第一实施例中安装有反射元件和回归反射条的区域沿PP线的一种剖面示意图，区域67中安装有回归反射条64和反射元件671；其中，反射元件671向靠近触摸检测区61的方向倾斜，与触摸检测区61的触摸表面之间的夹角为锐角，回归反射条64与触摸检测区61的触摸表面在一个平面上，能够覆盖由至少两个发光源651、652…65n发射到反射元件671并经反射元件671反射的全部光。如图4所示，为本实用新型一种触摸屏第一实施例中安装有反射元件和回归反射条的区域沿PP线的另一种剖面示意图，反射元件671向远离触摸检测区61的方向倾斜，与触摸检测区61的触摸表面之间的夹角为钝角，回归反射条64安装在反射元件671上方，能够覆盖由至少两个发光源651、652…65n发射到反射元件671并经反射元件671反射的全部光。在本实施例中，至少两个发光源651、652…65m用于照亮触摸检测区61。回归反射条64用于将至少两个发光源651、652…65m发射到回归反射条64的光反射到至少两个光学传感器631、632…63n，将反射元件671反射到回归反射条64的光反射回反射元件671。反射元件671用于将至少两个发光源651、652…65m发射到反射元件671的光反射到回归反射条64，再将回归反射条64反射回反射元件671的光反射到至少两个光学传感器631、632…63n。至少两个光学传感器631、632…63n用于获取图像数据。处理单元66用于处理该图像数据以获取触摸物的位置信息。 

下面简要介绍图3和图4所示示意图的工作原理：由于各个发光源道理相同，在此以发光源651为例，再参见图3，反射元件671与触摸表面之间的夹角为β，发光源651发射到反射元件671的光与反射元件671之间 的夹角为α，当发光源651发射的光经反射元件671反射后，发射到回归反射条64的光与回归反射条64的垂线之间的夹角为θ，则存在如下关系： 

α+β+90°-θ＝180° 

可以推导出：α+β-θ＝90°。因此，可以通过调整β，使得发光源651发射到反射元件671再经反射元件671反射到回归反射条64的光与回归反射条64的垂线的夹角θ小于30度，并尽可能接近0度。此外，还可以通过调整β，使得触摸屏框架62尽可能地窄。 

再参见图4，反射元件671与触摸表面之间的夹角为β，发光源651发射到反射元件671的光与反射元件671之间的夹角为α，回归反射条64与反射元件671之间的夹角为ω，当发光源651发射的光经反射元件671反射后，发射到回归反射条64的光与回归反射条64的垂线之间的夹角为θ，则存在如下关系： 

α+ω+90°-θ＝180° 

可以推导出：α+ω-θ＝90°。而α与β有直接关系，因此，可以通过调整β和ω，使得发光源651发射到反射元件671再经反射元件671反射到回归反射条64的光与回归反射条64的垂线的夹角θ小于30度，并尽可能接近0度。此外，还可以通过调整β和ω，使得触摸屏框架62尽可能地窄。 

在本实施例中，安装了回归反射条64和反射元件671的区域67中，回归反射条64和反射元件671共同作用对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率。 

可选地，在图3所示示意图中，区域67中的回归反射条64还可以不与触摸检测区61的触摸表面在一个平面上，只要使得至少两个发光源651、652…65m发射到反射元件671再经反射元件671反射到回归反射条64的光与回归反射条64的垂线的夹角θ小于30度并尽可能接近0度即可。另外，回归反射条64还可以只覆盖由至少两个发光源651、652…65n发射到反射元件671并经反射元件671反射的部分光，只要回归反射条64和反射元件671共同作用对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率即可。图3和图4中所示的回归反 射条64与反射元件671也可以不相互接触。 

本实施例的工作原理如下：当触摸检测区61内没有触摸物时，至少两个发光源651、652…65m将光发射到回归反射条64和反射元件671，其中，发射到回归反射条64上的部分光经回归反射条64反射到至少两个光学传感器631、632…63n，发射到反射元件671上的部分光，经反射元件671反射到回归反射条64，再经回归反射条64反射回反射元件671，再经反射元件671反射到至少两个光学传感器631、632…63n，至少两个光学传感器631、632…63n采集的图像数据全部为亮点。当触摸检测区61内具有触摸物时，至少两个发光源651、652…65m发射到回归反射条64和反射元件671的光会被触摸物遮挡住一部分，该部分光不能反射回至少两个光学传感器631、632…63n，此时，至少两个光学传感器631、632…63n采集的图像数据中会有暗点区域。至少两个光学传感器631、632…63n将采集的图像数据发送给处理单元66进行处理。若处理单元66检测到图像数据中存在暗点区域，则证明触摸物的存在，进而根据至少两个光学传感器631、632…63n中的两个光学传感器的图像数据获取触摸物的位置信息。由于在区域67中，回归反射条64和反射元件671共同作用对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸框架62的边缘上时对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率，因此，回归反射条64和反射元件671共同作用反射到至少两个光学传感器631、632…63n中的光多于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时反射到至少两个光学传感器631、632…63n中的光，至少两个光学传感器631、632…63n采集的图像数据质量更高，处理单元66获取的触摸物的位置信息更准确。 

下面简要介绍处理单元66如何根据至少两个光学传感器631、632…63n中的两个光学传感器的图像数据获取触摸物的位置信息：以光学传感器631和632为例，如图5所示，为本实用新型一种触摸屏第一实施例中处理单元获取触摸物位置信息的原理示意图，处理单元66可以根据光学传感器631采集的图像数据中暗点区域的位置获取角1的度数，根据光学传感器632采集的图像数据中暗点区域的位置获取角2的度数，而且光学传感器631与光学传感器632之间的距离L是已知的，因此，处理单元 66可以采用三角测量法测量出触摸物68的位置信息。 

在本实施例中，优选地，反射元件671可以为平面镜。可选地，反射元件671还可以为光滑的金属表面等其他反射效率较高的元件。 

需要说明的是，安装反射元件671和回归反射条64的区域67还可以包括触摸屏框架62的边缘上的全部区域，只要反射元件671和回归反射条64共同作用对至少两个发光源651、652…65n发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对至少两个发光源651、652…65n发射的光的反射效率。 

在本实施例中，还可以不包括触摸屏框架62，此时，至少两个光学传感器631、632…63m，回归反射条64，至少两个发光源651、652…65n，处理单元66，以及区域67中的反射元件671和回归反射条64均安装在触摸检测区61周围。 

在本实施例中，由于安装在区域67中的回归反射条64和反射元件671共同作用对光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对至少两个发光源651、652…65m发射的光的反射效率，回归反射条64和反射元件671共同作用反射到至少两个光学传感器631、632…63n的光将增多，从而提高了至少两个光学传感器631、632…63n采集的图像数据的质量，进一步地处理单元66可以更精确地检测出触摸物的位置信息。 

一种触摸屏第二实施例 

如图6所示，为本实用新型一种触摸屏第二实施例的结构示意图，与图2所示结构示意图的不同之处在于，在本实施例中，n＝2，m＝2。 

触摸屏框架62为矩形，可以包括第一边缘621、第二边缘622、第三边缘623和第四边缘624，其中，第一边缘621与第三边缘623相对，第二边缘622与第四边缘624相对。光学传感器631安装在第一边缘621和第二边缘622的交角处，光学传感器632安装在第一边缘621和第四边缘624的交角处。发光源651和652分别安装在光学传感器631和632的附近。回归反射条64安装在第二边缘622、第三边缘623和第四边缘624上。 

在本实施例中，安装反射元件671和回归反射条64的区域67包括触摸屏框架62的边缘上发光源651或发光源652发射的光与单独安装在触摸屏框架62的边缘上的回归反射条64的垂线的夹角大于55度的区域。当回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时，在发光源651或发光源652发射的光与单独安装在触摸屏框架62的边缘上的回归反射条64的垂线的夹角大于55度的区域，随着该夹角的增大，回归反射条64的反射效率急剧减小，交叉线区域B的亮度较小。而在该区域安装反射元件671和回归反射条64后，反射元件671和回归反射条64共同作用使得发光源651或发光源652发射到回归反射条64的光与回归反射条64的垂线的夹角减小到小于30度，并尽可能接近0度，从而增大了回归反射条64的反射效率，反射元件671和回归反射条64共同作用增多了反射到光学传感器631和光学传感器632的光，因此，交叉线区域B的亮度增大，两个光学传感器631和光学传感器632采集的图像数据质量更高，处理单元66获取的触摸物的位置信息更准确。

可选地，安装反射元件671和回归反射条64的区域67还可以只包括触摸屏框架62的边缘上发光源651或发光源652发射的光与单独安装在触摸屏框架62的边缘上的回归反射条64的垂线的夹角大于55度的区域中的部分区域。 

优选地，反射元件671安装在所述触摸检测区周围、所述至少两个发光源发射的光与单独安装在触摸检测区周围的回归反射条的垂线的夹角大于45度且小于或等于55度的区域中的部分区域或全部区域。 

本实用新型通过安装在区域67中的回归反射条64和反射元件671共同作用对光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率，回归反射条64和反射元件671共同作用反射到光学传感器631和632的光将增加，从而提高了光学传感器631和632采集的图像数据的质量，进一步地处理单元66可以更精确地检测出触摸物的位置信息。 

一种触摸屏第三实施例 

如图7所示，为本实用新型一种触摸屏第三实施例的结构示意图，与图6所示结构示意图的不同之处在于，在本实施例中，为了便于安装，使得产品的外观更加美观，安装反射元件671和回归反射条64的区域67可以包括第二边缘622、第三边缘623和第四边缘624的全部区域，只要在该区域中，回归反射条64和反射元件671共同作用对光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率即可。 

再参见图7，可选地，安装反射元件671和回归反射条64的区域67也可以不包括第二边缘622或第四边缘624，或者不包括第二边缘622和第四边缘624，只要在安装了反射元件671和回归反射条64的区域67中，反射元件671和回归反射条64共同作用对两个发光源651和652发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率即可。 

一种触摸屏第四实施例 

如图8所示，为本实用新型一种触摸屏第四实施例的结构示意图，与图6所示结构示意图的不同之处在于，在本实施例中，为了增强局部区域的反射效率，安装反射元件671和回归反射条64的区域67还可以包括第二边缘622和第四边缘624上靠近第三边缘623的区域，只要在该区域中，反射元件671和回归反射条64共同作用对两个发光源651和652发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率即可。 

再参见图8，在实际应用中，安装反射元件671和回归反射条64的区域67也可以不包括第二边缘622上靠近第三边缘623的区域，或者不包括第四边缘624上靠近第三边缘623的区域，只要在安装了反射元件671和回归反射条64的区域67中，反射元件671和回归反射条64共同作用对两个发光源651和652发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率即可。 

触摸屏第七实施例 

如图9所示，为本实用新型一种触摸屏第五实施例的结构示意图，与图6所示结构示意图的不同之处在于，在本实施例中，安装反射元件671和回归反射条64的区域67可以包括触摸屏框架62的边缘上发光源651或发光源652发射的光与触摸屏框架62的边缘的垂线的夹角大于45度的区域，只要在该区域中，反射元件671和回归反射条64共同作用对两个发光源651和652发射的光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率即可。 

再参见图9，在实际应用中，安装反射元件671和回归反射条64的区 域67也可以只包括触摸屏框架62的边缘上发光源651或652发射到的光与触摸屏框架62的边缘的垂线的夹角大于45度的区域中的部分区域，只要在该部分区域中，反射元件671和回归反射条64共同作用对光的反射效率大于回归反射条64单独安装在触摸屏框架62的边缘上时对两个发光源651和652发射的光的反射效率即可。例如：安装反射元件671和回归反射条64的区域67也可以只包括触摸屏框架62的边缘上发光源651或发光源652发射的光与触摸屏框架62的边缘的垂线的夹角大于50度的区域。 

本实用新型所述的产品并不限于具体实施方式中所述的实施例。本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围。 

Claims (8)

1.一种触摸屏，包括安装在触摸屏检测区周围的至少两个光学传感器、与所述至少两个光学传感器连接的处理单元、分别安装在邻近所述至少两个光学传感器的位置处的至少两个发光源和安装在所述触摸检测区周围的回归反射条，其特征在于，还包括：

反射元件，安装在所述触摸检测区周围的全部或部分区域，与所述触摸检测区的触摸表面之间的夹角为锐角或钝角；

在安装所述反射元件的区域，所述回归反射条安装在由所述至少两个发光源发射并经所述反射元件反射的部分或全部光所覆盖的区域，所述至少两个发光源发射到所述反射元件的光经所述反射元件反射到所述回归反射条，再经所述回归反射条反射回所述反射元件，再经所述反射元件反射到所述至少两个光学传感器，所述反射元件和所述回归反射条共同作用对所述至少两个发光源发射的光的反射效率大于所述回归反射条单独安装在所述触摸检测区周围时对所述至少两个发光源发射的光的反射效率。

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，所述反射元件为平面镜。

3.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，至少一个发光源发射到所述反射元件再经所述反射元件反射到所述回归反射条的光与所述回归反射条的垂线的夹角小于30度。

4.根据权利要求1-3任一所述的触摸屏，其特征在于，所述触摸检测区包括第一边缘、第二边缘、第三边缘和第四边缘，其中，所述第一边缘与所述第三边缘相对，所述第二边缘与所述第四边缘相对，所述光学传感器的数量为两个，一个安装在所述第一边缘和所述第二边缘的交角处，另一个安装在所述第一边缘和所述第四边缘的交角处，所述两个光学传感器的附近分别安装有发光源，所述反射元件安装在所述触摸检测区周围、至少一个发光源发射的光与单独安装在所述触摸检测区周围的回归反射条的垂线的夹角大于55度的区域中的部分区域或全部区域。

5.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述反射元件安装在所述第三边缘上的全部区域。

6.根据权利要求5所述的触摸屏，其特征在于，所述反射元件还安装 在所述第四边缘和/或所述第二边缘上的全部区域。

7.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述反射元件还安装在所述第四边缘和/或所述第二边缘上靠近所述第三边缘的区域。

8.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，所述反射元件还安装在所述触摸检测区周围、所述至少两个发光源发射的光与单独安装在触摸检测区周围的回归反射条的垂线的夹角大于45度且小于或等于55度的区域中的部分区域或全部区域。 

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