專利名稱：一種觸摸屏上觸摸點位置的確定方法和觸摸屏的制作方法
技術領域：
本發明涉及觸摸屏技術，特別是指一種觸摸屏上觸摸點位置的確定方法和觸摸屏。
背景技術：
觸摸屏(Touch panel)又稱為觸控面板，是個可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置，當接觸屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式 驅動各種連接裝置，并借由液晶顯示畫面呈現出各種信息。目前，觸摸屏技術主要有四種方案電阻技術觸摸屏、電容技術觸摸屏、表面聲波技術觸摸屏、和紅外線掃描技術觸摸屏。其中，電阻技術觸摸屏，簡稱電阻觸摸屏，已從四線電阻觸摸屏發展到五線電阻觸摸屏，不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏，它們都是一種對外界完全隔離的工作環境，不怕灰塵、水汽和油污，可以用任何物體來觸摸，可以用來寫字畫畫，比較適合工業控制領域及辦公室內等有限數量的人使用。但是，所有電阻觸摸屏共有的一個缺點是因為復合薄膜的外層采用塑膠材料，如果用戶觸摸時太用力或使用銳器觸摸可能會劃傷整個觸摸屏而導致其報廢。對于五線電阻觸摸屏來說，在使用限度內，劃傷只會傷及觸摸屏的外導電層；而對四線電阻觸摸屏來說是劃傷外導電層卻是致命的。從檢測的難度上來說，電阻觸摸屏對尺寸的要求不大，但是大尺寸時，受到的傷害面積增大，更容易產生劃傷等問題。電容技術觸摸屏，簡稱電容觸摸屏，是一塊四層復合玻璃屏，當用戶觸摸電容屏時，由于人體電場作用，使手指和工作面形成一個耦合電容，又因為工作面上接有高頻信號，所以手指會吸收走一個很小的電流，這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，理論上流經這四個電極的四個電流與手指到四個角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。但是，電容觸摸屏的一個顯著缺點是用戴手套的手指或手持不導電的物體觸摸時沒有反應；而電容觸摸屏更主要的缺點是漂移當環境溫度、濕度改變時，環境電場發生改變，會引起電容觸摸屏的漂移，造成觸摸點計算不準確。當觸摸屏尺寸太大時，對應的電流信號衰減較為嚴重，而且較容易受外界的環境溫度、濕度等影響產生漂移。表面聲波技術觸摸屏，簡稱聲波觸摸屏，米用超聲波在介質表面的傳播技術，當有物體接觸時，聲波的能量和形狀發生變化，從而感知觸摸點位置，此外，表面聲波還可以感知第三個方向的變化量，能承受各種高強度的觸摸，適合面對公共場所的觸摸屏應用。但是當屏幕尺寸太大時，由于表面聲波的衰減相對較大，需要更高精度的檢測，增加了成本和實現難度。紅外線掃描技術觸摸屏，簡稱紅外觸摸屏，利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸。通常，紅外觸摸屏在液晶顯示器的前面安裝一個外框，依靠藏在外框中的電路板在屏幕四邊排布紅外發射管和紅外接收管，一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時，手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點的位置。但是，紅外觸摸屏只能承受有限的光干擾，因此在使用環境上有一定的限制。上述各種技術的觸摸屏在使用環境上都有一定的限制，同時，它們有一個共同的缺點在觸摸屏尺寸變大的過程中，制造的成本也逐漸變大，尤其是紅外觸摸屏；另外，上述四種觸摸屏在應用到大尺寸時，由于信號在膜內傳播會大幅度衰減，導致觸摸點檢測不精確，因此不適用于大尺寸。現有技術還提出了將電荷稱合元件(Charge-coupled Device,CO))交匯測量作為一種非接觸式坐標測量技術，在對空間動態目標進行坐標定位的應用顯示出其獨特的優越性，廣泛應用于對目標的位置、尺寸等測量領域中。目前，有一種雙CCD系統應用于觸摸位置的判定，雙CXD測量系統安裝于顯示屏表面，對顯示方式無限制，如CRT、DLP、PDP、IXD等顯示屏都可結合使用。在顯示尺寸上，不管顯示尺寸的大小，雙CXD監測系統的硬件構成除了背光源有差異外，其他的主要功能部分都不變化，因此尺寸越大，其系統的成本優勢及簡潔度越突出，更適合應用于較大尺寸的觸摸屏上。 但是雙CXD系統也有其存在的劣勢，比如由于采用雙CCD，需要兩套信號檢測系統獲得坐標位置，結構較復雜，另外，由于雙CXD互相影響，因此雙CXD的位置調試也比較復雜。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種觸摸屏上觸摸點位置的確定方法和觸摸屏，能夠解決現有各種觸摸屏技術在應用尺寸的限制問題。為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明提供了一種觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，所述觸摸屏包含多邊形結構的顯示屏；在所述顯示屏的任意一個邊框的內表面上設置反射鏡；在除所述設置有反射鏡的邊框外的其他任意相鄰兩邊框交點處設置一個圖像采集單元；該方法還包括觸摸所述顯示屏時，根據觸摸點在圖像采集單元上成像的位置和通過所述反射鏡在圖像采集單元上成像的位置，確定所述觸摸點的位置。在所述相鄰兩邊框組成的夾角處設置圖像采集單元，包括將所述相鄰兩邊框的交點與圖像采集單元的透鏡上的小孔對齊；將所述相鄰兩邊框的交點設為原點0，使所述相鄰兩邊框中的一邊框位于X軸，以垂直于X軸的方向作為I軸；所述相鄰兩邊框的夾角為W所述透鏡的中心法線與所述X軸成角度Θ。所述角度Θ為φΙ2。該方法還包括在所述透鏡的外表面上設置紅外透光片；在所述位于X軸的邊框的外表面上設置紅外背光源；所述觸摸點利用所述紅外背光源提供的紅外光線，透過所述紅外透光片后在所述圖像采集單元上成像、以及通過所述反射鏡后透過所述紅外透光片在所述圖像采集單元上成像。該方法還包括確定所述觸摸點在圖像采集單元上成像的位置，包括所述觸摸點通過所述透鏡，在所述透鏡的成像面成像，并由圖像采集單元芯片檢測成像面上的像點；所述觸摸點在成像面上的像點與所述中心法線在所述成像面上的投影點之間的距離為B1 ;所述觸摸點和所述觸摸點在成像面上的像點之間的連線與所述中心法線成角度
α ο確定所述觸摸點通過所述反射鏡在所述圖像采集單元上成像的位置，包括所述觸摸點通過所述反射鏡后成像的像點通過所述透鏡，在所述透鏡的成像面上成像，并由圖像采集單元芯片檢測成像面上的像點；所述觸摸點通過所述反射鏡在成像面上的像點與所述投影點之間的距離為a2 ;所述觸摸點通過所述反射鏡后成像的像點和所述觸摸點通過所述反射鏡在成像面上的像點之間的連線與所述中心法線成角度β。
權利要求
1.一種觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，所述觸摸屏包含多邊形結構的顯示屏；其特征在于，在所述顯示屏的任意一個邊框的內表面上設置反射鏡；在除所述設置有反射鏡的邊框外的其他任意相鄰兩邊框交點處設置一個圖像采集單元；該方法還包括 觸摸所述顯示屏時，根據觸摸點在圖像采集單元上成像的位置和通過所述反射鏡在圖像采集單元上成像的位置，確定所述觸摸點的位置。
2.根據權利要求I所述觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，其特征在于，在所述相鄰兩邊框組成的夾角處設置圖像采集單元，包括 將所述相鄰兩邊框的交點與圖像采集單元的透鏡上的小孔對齊； 將所述相鄰兩邊框的交點設為原點O，使所述相鄰兩邊框中的一邊框位于X軸，以垂直于X軸的方向作為I軸；所述相鄰兩邊框的夾角為W所述透鏡的中心法線與所述X軸成角度Θ。
3.根據權利要求2所述觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，其特征在于，所述角度Θ為φ 。
4.根據權利要求2所述觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，其特征在于，該方法還包括在所述透鏡的外表面上設置紅外透光片；在所述位于X軸的邊框的外表面上設置紅外背光源； 所述觸摸點利用所述紅外背光源提供的紅外光線，透過所述紅外透光片后在所述圖像采集單元上成像、以及通過所述反射鏡后透過所述紅外透光片在所述圖像采集單元上成像。
5.根據權利要求3或4所述觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，其特征在于，該方法還包括確定所述觸摸點在圖像采集單元上成像的位置，包括 所述觸摸點通過所述透鏡，在所述透鏡的成像面成像，并由圖像采集單元芯片檢測成像面上的像點； 所述觸摸點在成像面上的像點與所述中心法線在所述成像面上的投影點之間的距離為S1 ;所述觸摸點和所述觸摸點在成像面上的像點之間的連線與所述中心法線成角度α。
6.根據權利要求5所述觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，其特征在于，確定所述觸摸點通過所述反射鏡在所述圖像采集單元上成像的位置，包括 所述觸摸點通過所述反射鏡后成像的像點通過所述透鏡，在所述透鏡的成像面上成像，并由圖像采集單元芯片檢測成像面上的像點； 所述觸摸點通過所述反射鏡在成像面上的像點與所述投影點之間的距離為a2 ;所述觸摸點通過所述反射鏡后成像的像點和所述觸摸點通過所述反射鏡在成像面上的像點之間的連線與所述中心法線成角度β。
7.根據權利要求6所述觸摸屏上觸摸點位置的確定方法，其特征在于，確定所述觸摸 "_ 2NL點、(x,y)的位置，為:::;其中，所氣」1+血1 —伽“2.所編奸y —--__， M + Ns-a} tan Θ s + a2 tan OX軸的邊框的長度；所述s為所述原點O與所述投影點之間的距離。
8.一種觸摸屏，其特征在于，包括平行四邊形結構的顯示屏、設置在所述顯示屏的任意一個邊框的內表面上的反射鏡、和設置在除所述設置有反射鏡的邊框外的其他任意相鄰兩邊框交點處的圖像采集單元； 所述顯示屏上的觸摸點在所述圖像采集單元上成像，以及通過所述反射鏡在所述圖像采集單元上成像； 所述圖像采集單元，根據所述觸摸點在所述圖像采集單元上成像的位置和通過所述反射鏡在所述圖像采集單元上成像的位置，確定所述觸摸點的位置。
9.根據權利要求8所述觸摸屏，其特征在于，所述相鄰兩邊框的交點與所述圖像采集單元的透鏡上的小孔對齊；所述相鄰兩邊框的夾角為W 所述相鄰兩邊框的交點為原點O，所述相鄰兩邊框中的一邊框位于X軸，垂直于X軸的方向為y軸；所述透鏡的中心法線與所述相鄰兩邊框中位于X軸的邊框成角度θ ;所述θ為滬/2。
10.根據權利要求9所述觸摸屏，其特征在于，所述觸摸屏還包括 設置在所述相鄰兩邊框中位于X軸的邊框的外表面上的紅外背光源，用于為所述顯示屏上的觸摸點提供紅外光線； 設置在所述透鏡的外表面上的紅外透光片，用于過濾可見光，使所述顯示屏上的觸摸點利用所述紅外背光源提供的紅外光線，透過所述紅外透光片后在所述圖像采集單元上成像、以及通過所述反射鏡后透過所述紅外透光片在所述圖像采集單元上成像。
全文摘要
本發明公開了一種觸摸屏上觸摸點位置的確定方法和觸摸屏，包括觸摸屏包含多邊形結構的顯示屏，在顯示屏的任意一個邊框的內表面上設置反射鏡；在除設置有反射鏡的邊框外的其他任意兩邊框交點處設置圖像采集單元；觸摸顯示屏時，根據觸摸點在圖像采集單元上成像的位置和通過反射鏡在圖像采集單元上成像的位置，確定觸摸點的位置。通過本發明，除了能夠解決現有各種觸摸屏技術在應用尺寸的限制問題，相對于已有的雙圖像采集單元測量系統，減少了圖像采集單元數量，結構簡化，安裝方便，圖像采集單元的位置調試更容易。
文檔編號G06F3/042GK102778976SQ201210026319
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月7日 優先權日2012年2月7日
發明者曲連杰, 郭建 申請人:北京京東方光電科技有限公司