專利名稱：光觸摸屏和觸摸筆以及裝有光觸摸屏的桌子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏領(lǐng)域，具體涉及一種光學(xué)觸摸屏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的利用光學(xué)特性制成的觸摸屏主要有兩種， 一種是紅外觸摸屏；一 種是主要應(yīng)用于投影儀的叫做激光電子白板的觸摸屏，利用激光跟蹤技術(shù)掃 面觸摸筆跡。
現(xiàn)有紅外觸摸屏，相對(duì)于其他觸摸屏，具有性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)、 壽命長(zhǎng)、精度高等一系列優(yōu)點(diǎn)。幾乎以壓倒性的優(yōu)勢(shì)，逐漸占領(lǐng)其他觸摸屏 的市場(chǎng)。
但紅外觸摸屏仍有一致命性的弱點(diǎn)難以克服，就是紅外窗口怕臟。在不 清潔的環(huán)境不宜使用，比如不能應(yīng)用在工廠車間、礦區(qū)等油污較重的場(chǎng)合； 比如不能應(yīng)用在火車候車廳、市外的取款機(jī)等開(kāi)放性的公共場(chǎng)合。另外在屏 幕外側(cè)要裝紅外對(duì)射管，影響到了結(jié)構(gòu)的緊湊性，小型的屏幕上不便采用， 如不便用在手機(jī)和掌上電腦的屏幕上。
另外紅外觸摸屏成本仍然較高，分辨率仍然較低。
激光電子白板系統(tǒng)的主要用途是配合投影儀使用。投影儀屏幕兩側(cè)各裝 有用于掃描投影儀屏幕的激光發(fā)射器。激光電子白板啟動(dòng)后，激光發(fā)射器發(fā) 出激光掃描投影儀屏幕表面。與其配套的感光筆具有感應(yīng)激光的功能，這樣 使用者使用感光筆在電子白板上操作時(shí)，激光發(fā)射器會(huì)掃描到感光筆的位置。 激光電子白板系統(tǒng)通過(guò)感光筆的位置信息同電腦進(jìn)行交互。
激光電子白板系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以成本也高， 一般售價(jià)在3000元 到7000元。安裝調(diào)試?yán)щy，安裝時(shí)需要專業(yè)人員對(duì)其激光掃描部分進(jìn)行定
位，定位不準(zhǔn)確或者使用中略微移動(dòng)都容易引起誤操作，甚至?xí)斐刹荒苷?常使用，因此使用場(chǎng)合非常有限。
4綜合現(xiàn)有的觸摸屏，到現(xiàn)在為止還沒(méi)有出現(xiàn)一種像紙張一樣，可以讓人 趴在上面寫字的觸摸屏。人們無(wú)法通過(guò)觸摸屏得到原始書寫的感覺(jué)和方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種光觸摸屏，能有效改善觸摸屏的性能。
本發(fā)明的目的還在于提供與光觸摸屏配套的觸摸筆，所述觸摸筆，包括 接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆。接觸式觸摸筆，配合光觸摸屏進(jìn)行接觸式觸摸。 接觸式觸摸筆利用筆尖對(duì)觸摸屏進(jìn)行操作，因此可以讓使用人員像用趴在紙 張書寫一樣，趴在觸摸屏上書寫。遠(yuǎn)程觸摸筆，配合光觸摸屏實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸， 依照人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，具有使用簡(jiǎn)便、便于攜帶、精度高的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的目的在于提供一種裝有光觸摸屏的桌子。
為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
光觸摸屏，其特征在于，包括觸摸板、信號(hào)處理系統(tǒng)，還包括光敏元件 組，所述光敏元件組包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件，復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件連接信號(hào)處理系 統(tǒng)，光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接；
使用光觸摸屏?xí)r，在觸摸板上呈現(xiàn)一相關(guān)的光點(diǎn)，光敏元件受到來(lái)自所 述光點(diǎn)的光線的照射，反映為相關(guān)的電信號(hào)，所述電信號(hào)的強(qiáng)度與光敏元件
到所述光點(diǎn)的距離有關(guān)；
光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)分析復(fù) 數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)電信號(hào)的包括強(qiáng)度在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)在 觸摸板上的位置信息。
所述光點(diǎn)以一定頻率閃爍時(shí)，光敏元件將產(chǎn)生與光點(diǎn)的光信號(hào)頻率相關(guān) 的振蕩的電信號(hào)，振蕩的電信號(hào)便于放大、選頻，具有更好的抗干擾性，因 此所述光點(diǎn)選用以一定頻率閃爍的光點(diǎn)，信號(hào)處理系統(tǒng)包括一與所述光點(diǎn)閃 爍頻率對(duì)應(yīng)的選頻模塊。在觸摸板上呈現(xiàn)的可以被光觸摸屏識(shí)別的光點(diǎn)，認(rèn) 為是與光觸摸屏相關(guān)的光點(diǎn)。 一般情況下相關(guān)的光點(diǎn)需要滿足，閃爍頻率與 光觸摸屏的選頻模塊對(duì)應(yīng)，光點(diǎn)的光線波長(zhǎng)與光敏元件的接收波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)。
所述"光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接"是指經(jīng)過(guò)觸摸 板的光線中，至少一束光線經(jīng)過(guò)光敏元件。光敏元件組中的光敏元件不必全部與觸摸板通過(guò)光線連接，但至少有兩個(gè)光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接。 因?yàn)橹辽賰蓚€(gè)電信號(hào)才能形成強(qiáng)度上的對(duì)比。
所述"復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)電信號(hào)"中"復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件"可 以不是光敏元件組中的全部光敏元件。
上述技術(shù)方案中沒(méi)有涉及到對(duì)觸摸板形狀的要求，觸摸板的形狀不受具 體限制。由于現(xiàn)在使用的屏幕大都是四邊形的屏幕，以下參照四邊形的觸摸 板進(jìn)行講解。
本發(fā)明通過(guò)比較光點(diǎn)到光敏元件組中光敏元件的距離差值關(guān)系得到所述 光點(diǎn)的位置，距離的差值通過(guò)各光敏元件接收到的來(lái)自所述光點(diǎn)的光信號(hào)強(qiáng) 度的差值得到反映。對(duì)于平面的觸摸板，只需要兩排交叉排列的光敏元件既 可確定光點(diǎn)的位置。
一排橫向排列的光敏元件，通過(guò)各光敏元件產(chǎn)生的相關(guān)
的電信號(hào)差值關(guān)系，確定光點(diǎn)的橫向坐標(biāo)； 一排縱向排列的光敏元件，通過(guò)
各光敏元件產(chǎn)生的相關(guān)的電信號(hào)差值關(guān)系，確定光點(diǎn)的縱向坐標(biāo)，從而確定 光點(diǎn)在觸摸板上的位置。
觸摸板可以選用顯示器的屏幕，如背投式顯示器的屏幕、液晶顯示器屏
幕、陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕、LED顯示器的屏幕、投影儀屏幕；還 可以選用屏幕前方的透明的防護(hù)板。
觸摸板為屏幕時(shí)光敏元件排布在屏幕周圍。屏幕為透光的屏幕時(shí)，如背 投式顯示器的屏幕，由于光點(diǎn)的光線可以穿透屏幕，光敏元件除可以排布在 屏幕前方，還可以排布在屏幕后方；屏幕為前方為透明介質(zhì)的屏幕時(shí)，透明 介質(zhì)如玻璃、透明的塑料，光點(diǎn)射出的光線可以在透明介質(zhì)內(nèi)部傳播至透明 介質(zhì)周圍，因此光敏元件除可以排布在屏幕前方周圍，還可以排布在透光介 質(zhì)邊沿周圍。
觸摸板為透明的防護(hù)板時(shí)，光點(diǎn)的光線顯然可以穿透防護(hù)板，所以光敏 元件組可以設(shè)置在防護(hù)板的前方；也可以設(shè)置在屏幕與防護(hù)板之間，即防護(hù) 板的后面；還可以排布在防護(hù)板邊沿周圍。
依照上述設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，光觸摸屏可以做成多種類型的光觸摸屏，根據(jù)操作 方式不同分，包括，接觸式觸摸的光觸摸屏、遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏。
一、接觸式觸摸的光觸摸屏
6所述光點(diǎn)的光源有三種形式， 一種形式是光觸摸屏本身不具有光源，外 界與光觸摸屏搭配使用的器件具有光源，搭配的器件如接觸式觸摸筆，該光 源產(chǎn)生所述光點(diǎn)； 一種形式是光觸摸屏本身具有光源，該光源為所述光點(diǎn)的 光源； 一種形式是光觸摸屏本身具有光源，外界與光觸摸屏搭配的器件也具 有光源，所述光點(diǎn)的光源為其中的任意一光源。 (1)光觸摸屏本身不具有光源
需要外界與光觸摸屏搭配使用的器件與光觸摸屏配合使用，搭配的器件 如接觸式觸摸筆。
接觸式觸摸筆在與光觸摸板接觸時(shí)發(fā)光，在觸摸板上形成一光點(diǎn)，光點(diǎn) 隨接觸式觸摸筆的移動(dòng)而移動(dòng)，從而通過(guò)移動(dòng)的光點(diǎn)實(shí)現(xiàn)接觸式觸摸筆對(duì)光 觸摸屏的觸摸操作。
接觸式觸摸筆，包括筆殼、電源、開(kāi)關(guān)和發(fā)光元件，開(kāi)關(guān)控制發(fā)光元件 的發(fā)光情況；開(kāi)關(guān)與接觸式觸摸筆的觸摸端連接，觸摸端在觸摸觸摸板時(shí)觸 發(fā)開(kāi)關(guān)，光敏元件發(fā)光，在觸摸板上形成光點(diǎn)。
電源和發(fā)光元件間可以接入產(chǎn)生振蕩電信號(hào)的信號(hào)發(fā)生模塊，使發(fā)光元 件產(chǎn)生閃爍的光信號(hào)。
觸摸板選用范圍較廣，如背投式顯示器的屏幕、液晶顯示器屏幕、陰極 顯示管顯示器(CRT)屏幕、LED顯示器的屏幕、投影儀屏幕；還可以選用 各種屏幕前方的透明的防護(hù)板。
觸摸板為屏幕時(shí)光敏元件排布在屏幕周圍。屏幕為具有透光性的屏幕時(shí)， 如背投式顯示器的屏幕，由于光點(diǎn)可以穿透屏幕，光敏元件除可以排布在屏 幕前方，還可以排布在屏幕后方；屏幕是前方為透明介質(zhì)的屏幕時(shí)，透明介 質(zhì)如玻璃、透明的塑料，光點(diǎn)射出的光線可以在透明介質(zhì)內(nèi)部傳播至透明介 質(zhì)周邊，因此光敏元件除可以排布在屏幕前方，還可以排布在透明介質(zhì)邊沿 周圍，還可以嵌入在透明介質(zhì)內(nèi)部。
觸摸板為透明的防護(hù)板時(shí)，光點(diǎn)的光線顯然可以穿透防護(hù)板，所以光敏 元件組可以設(shè)置在防護(hù)板的前方，并排布在防護(hù)板周圍；也可以設(shè)置在屏幕 與防護(hù)板之間，即防護(hù)板的后面，排布在防護(hù)板周圍；還可以排布在防護(hù)板 邊沿周圍；還可以嵌入在透明介質(zhì)內(nèi)部。以上述技術(shù)為基礎(chǔ)可以制造一種裝有光觸摸屏的桌子。裝有光觸摸屏的 桌子包括桌子，桌子的桌面上裝有一顯示器，所述顯示器上裝有光觸摸屏。 使用時(shí)可以搭配接觸式觸摸筆使用。光觸摸屏對(duì)接觸式觸摸筆的筆尖響應(yīng)， 對(duì)人體或者其他物體可以不響應(yīng)，因此允許使用者趴在上面書寫或者進(jìn)行其 他操作。使操作更加舒適和自然。 (2)光觸摸屏本身具有光源
光觸摸屏還包括一光源。觸摸板前部為透明介質(zhì)，所述光源產(chǎn)生的光線 較均勻的照射在外表面有透明介質(zhì)的觸摸板上，并向觸摸板外側(cè)透射。
光源自觸摸板背面或側(cè)面較均勻的照射在觸摸板上，并向觸摸板外側(cè)較 均勻的透射；使用一觸摸件接觸觸摸板，觸摸件受到光源的光的照射，形成
光點(diǎn)。所述觸摸件是指觸摸觸摸板的物體，可以是手指、筆等。
光點(diǎn)隨觸摸件的移動(dòng)而移動(dòng)，通過(guò)光點(diǎn)的移動(dòng)、光點(diǎn)的有無(wú)以及光點(diǎn)的
閃爍頻率等信息實(shí)現(xiàn)觸摸件對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。
觸摸板可選用屏幕前部透明的防護(hù)板，還可以選用屏幕。若選用屏幕，
則需要屏幕前方為透明介質(zhì)，如可選用液晶顯示器屏幕、陰極顯示管顯示器
(CRT)屏幕。
以防護(hù)板為觸摸板-
在防護(hù)板的靠近屏幕一側(cè)的橫向一側(cè)設(shè)有條狀光源，另一橫向一側(cè)設(shè)有 一排光敏元件，條狀光源的光線透過(guò)防護(hù)板，照射方向?yàn)榕c其相對(duì)的另一橫 向一側(cè)，并微微斜向防護(hù)板前方；在防護(hù)板的靠近屏幕一側(cè)的縱向一側(cè)設(shè)有 條狀光源，另一縱向一側(cè)設(shè)有一排光敏元件，條狀光源的光線透過(guò)防護(hù)板， 照射方向?yàn)榕c其相對(duì)的另一縱向一側(cè)，并微微斜向防護(hù)板前方。兩排光敏元 件可以確定所述光點(diǎn)的位置。所述條狀光源，可以是由多個(gè)小的子光源排列 成的條狀的光源，也可以包括一條狀的發(fā)光體。因?yàn)闂l狀光源是微微斜向防 護(hù)板前方，所以在防護(hù)板中會(huì)存在處于全反射狀態(tài)的光線，這些光線也有利 于光線均勻。
在不用觸摸件觸摸觸摸板時(shí)，光敏元件接收到的光線較弱，觸摸板上的 光線強(qiáng)度較為均勻，不存在光點(diǎn)；用觸摸件對(duì)觸摸板進(jìn)行觸摸時(shí)，光線在觸 摸板上形成光點(diǎn)。光點(diǎn)隨觸摸件的移動(dòng)而移動(dòng)，從而通過(guò)光點(diǎn)的移動(dòng)、光點(diǎn)的有無(wú)等信息，實(shí)現(xiàn)觸摸件對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。
對(duì)觸摸件在與觸摸板接觸時(shí)形成光點(diǎn)原理進(jìn)行說(shuō)明，并提供證明 觸摸件離觸摸板較遠(yuǎn)時(shí)，由觸摸板透出的光線中只有少量光線照射在觸 摸件上，其中又只有少部分光線再反射回觸摸板，并且反射回的光線不集中， 不能形成光點(diǎn)，光觸摸屏不響應(yīng)。觸摸件與觸摸板接觸時(shí)光線不能射出觸摸 板，直接在觸摸件與觸摸板接觸處形成光點(diǎn)。本發(fā)明通過(guò)比較光點(diǎn)到光敏元 件組中各光敏元件的距離得到所述光點(diǎn)的位置，即使光點(diǎn)的面積較大也不影
響光觸摸屏對(duì)其位置的確定。
以一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)證明上述原理的正確性黑暗的夜晚，在光
線較亮的房間里幾乎看不見(jiàn)玻璃窗外面的事物，玻璃窗的玻璃像鏡面一樣。 假設(shè)玻璃窗外有一個(gè)人，在他離玻璃窗較遠(yuǎn)時(shí)，即使玻璃窗透出的光線能夠 照射到這個(gè)人，我們無(wú)法看到他，這證明玻璃窗射出的光線反射回來(lái)的很少。 當(dāng)他將鼻尖壓在玻璃上，我們會(huì)看到他的鼻尖非常亮，形成一光點(diǎn)，臉部的 其它部位隨與玻璃間距離的增大急劇變暗。
將上述簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)與本發(fā)明進(jìn)行對(duì)比使條狀光源產(chǎn)生具有一 定閃爍頻率的光信號(hào)，信號(hào)處理系統(tǒng)的選頻模塊只選取與條狀光源閃爍頻率 相關(guān)的電信號(hào)，即光觸摸屏系統(tǒng)只識(shí)別條狀光源產(chǎn)生的光線，相對(duì)于光觸摸 屏，觸摸板的外側(cè)是黑暗的，與上述經(jīng)驗(yàn)性的試驗(yàn)中的條件全部相符。因此 可以以觸摸件類比鼻尖，觸摸板類比玻璃窗的玻璃，光敏元件類比眼睛，這 證明觸摸件觸摸觸摸板時(shí)會(huì)形成一光點(diǎn)。
復(fù)數(shù)條條狀光源，同時(shí)射出光線時(shí)，觸摸板射出的光線很難均勻，會(huì)影 響到對(duì)光點(diǎn)位置的確定。
可以這樣解決光線難以均勻的問(wèn)題， 一條條狀光源射出的光信號(hào)，被與 之對(duì)應(yīng)的光敏元件轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng) 將該相應(yīng)的電信號(hào)作為獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置相關(guān)信息。與其他條 狀光源對(duì)應(yīng)的光敏元件不能將這一條條狀光源射出的光信號(hào)傳送到信號(hào)處理 系統(tǒng)，或者與其他條狀光源對(duì)應(yīng)的光敏元件能將這一條條狀光源射出的光信 號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，但信號(hào)處理系統(tǒng)不將該相應(yīng)的電信號(hào)作為獲得所述 光點(diǎn)在觸摸板上的位置相關(guān)信息。具體可采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題所述復(fù)數(shù)條條狀光源交 替點(diǎn)亮，其中一條條狀光源沒(méi)有點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的一排光敏元件輸出的電 信號(hào)不被接收。 一條條狀光源點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的光敏元件輸出的電信號(hào)被 信號(hào)處理系統(tǒng)接收并處理。這樣每排光敏元件接收的都是一條條狀光源射出 的光線，而一條條狀光源射出的光線很容易被均勻的投射在觸摸板上。
具體還可以采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題復(fù)數(shù)條條狀光源， 與各條狀光源對(duì)應(yīng)得設(shè)有光敏元件；各條狀光源分別具有相差較大的閃爍頻 率；與各條狀光源對(duì)應(yīng)的各光敏元件分別連接與該條狀光源閃爍頻率對(duì)應(yīng)的 選頻模塊。
(3)光觸摸屏本身具有光源，外界與光觸摸屏搭配的器件也具有光源 要實(shí)現(xiàn)光觸摸屏本身具有光源，外界與光觸摸屏搭配的器件也具有光源 的情況，只要給本身具有光源的光觸摸屏配備與光觸摸屏搭配使用的具有光 源的器件，即可同時(shí)具有兩種模式。關(guān)閉光觸摸屏本身的光源，光觸摸屏為 光觸摸屏本身不具有光源的模式；打開(kāi)光觸摸屏本身的光源，光觸摸屏為光
觸摸屏本身具有光源的模式。 二、遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏
需要與遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏搭配使用的器件配合使用。搭配使用的器件， 如遠(yuǎn)程觸摸筆。
遠(yuǎn)程觸摸筆包括激光器、電源，其特征在于，還具有信號(hào)發(fā)生模塊，電 源連接信號(hào)發(fā)生模塊，信號(hào)發(fā)生模塊連接激光器，信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生振蕩的 電信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的閃爍的激光信號(hào)。遠(yuǎn)程觸摸筆 設(shè)有開(kāi)關(guān)。
遠(yuǎn)程觸摸筆產(chǎn)生光束，該光束在觸摸板上形成一個(gè)光點(diǎn)。遠(yuǎn)程觸摸筆通 過(guò)遠(yuǎn)程控制光點(diǎn)，對(duì)光觸摸屏實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作。
遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏工作原理和結(jié)構(gòu)與接觸式觸摸的光觸摸屏本身不具 有光源的形式基本相同，區(qū)別重點(diǎn)在于遠(yuǎn)程觸摸筆可以產(chǎn)生一光強(qiáng)較強(qiáng)的光 束，在離觸摸板較遠(yuǎn)時(shí)，即可在觸摸板上形成光點(diǎn)。因此通過(guò)將遠(yuǎn)程觸摸筆 更換為接觸式觸摸筆，可以將遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏轉(zhuǎn)化為接觸式觸摸的光觸 摸屏，反之亦可。遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏與接觸式觸摸的光觸摸屏之間可以輕
10易的進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
遠(yuǎn)程觸摸的光敏元件的安置方式較為自由，可以設(shè)置在屏幕的前方，也 可以設(shè)置在防護(hù)板的前方。
由上述內(nèi)容可知，本發(fā)明中所述的光觸摸屏，由于通過(guò)復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件 產(chǎn)生的相關(guān)的電信號(hào)進(jìn)行比較得到光點(diǎn)的位置，并設(shè)有選頻模塊，所以不易 受光點(diǎn)的光強(qiáng)影響、溫度適用范圍廣。允許多個(gè)光點(diǎn)同時(shí)存在，可以實(shí)現(xiàn)多 點(diǎn)觸摸。
使用過(guò)程中不與光觸摸屏本身的電子器件接觸，所以使用壽命長(zhǎng)。 觸摸板采用顯示器原有的部件，不占用空間。
不但實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程觸摸，還可以輕易的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸模式與接觸式觸摸模 式間的轉(zhuǎn)換。
特別在不使用光觸摸屏本身的光源的情況下，光點(diǎn)的位置的確定只與光 點(diǎn)的位置有關(guān)，與光點(diǎn)光強(qiáng)的強(qiáng)弱、觸摸板上有無(wú)油污無(wú)關(guān)。所以抗干擾能 力強(qiáng)、不怕油污，適用于工廠車間、礦區(qū)等油污較重的場(chǎng)合。
遠(yuǎn)程觸摸筆和接觸式觸摸筆，都是通過(guò)閃爍的光信號(hào)與光觸摸屏進(jìn)行通 信，給光觸摸屏設(shè)置一密碼鎖系統(tǒng)，給接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆的信號(hào)發(fā) 生模塊設(shè)置一配套的電子鑰匙系統(tǒng)。對(duì)光觸摸屏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鎖定，防止非相關(guān) 人員操作。


圖1中a為接觸式觸摸筆整體圖，b為接觸式觸摸筆電氣原理圖； 圖2中a為遠(yuǎn)程觸摸筆整體圖，b為遠(yuǎn)程觸摸筆電氣原理圖3為具有一個(gè)戒指狀的固定結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程觸摸筆的正面視圖和側(cè)面視圖； 圖4為具有兩個(gè)戒指狀的固定結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)程觸摸筆的側(cè)面視圖； 圖5為具體實(shí)施例一中設(shè)有兩排光敏元件的觸摸板結(jié)構(gòu)圖； 圖6為濾光通道結(jié)構(gòu)圖7中a為光敏元件與信號(hào)處理系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖，b為提高了光觸摸 屏分辨率的光敏元件與信號(hào)處理系統(tǒng)連接關(guān)系示意圖8中a為橫向坐標(biāo)區(qū)域劃分示意圖，b為提高了光觸摸屏分辨率的橫向
ii坐標(biāo)區(qū)域劃分示意圖9為橫向坐標(biāo)區(qū)域與縱向坐標(biāo)區(qū)域交出的方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域的示意圖IO為光源設(shè)置在觸摸板背面的結(jié)構(gòu)示意圖11為光源設(shè)置在觸摸板側(cè)面的結(jié)構(gòu)示意圖12為觸摸板面積較大時(shí)的光敏元件排布示意圖13為觸摸板是由多個(gè)小屏幕拼接構(gòu)成的大屏幕背投式顯示器的屏幕時(shí) 光敏元件排布示意圖14為觸摸板是LED顯示器的屏幕時(shí)光敏元件排布示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了 解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
由于接觸式觸摸的光觸摸屏與遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏的工作原理及結(jié)構(gòu)基 本相同，不同之處重點(diǎn)在于所述光點(diǎn)的形成方式，形成光點(diǎn)的方式包括通過(guò) 接觸式觸摸筆形成光點(diǎn)、通過(guò)遠(yuǎn)程觸摸筆形成光點(diǎn)、通過(guò)觸摸件形成光點(diǎn)， 所述觸摸件是觸摸觸摸屏的物體，該物體可以不發(fā)光，可以是手指、筆等。
選擇接觸式觸摸筆或所述觸摸件與光觸摸屏配套使用，還是選擇遠(yuǎn)程觸 摸筆與光觸摸屏配套使用，很大程度上可以直接決定該光觸摸屏是接觸式觸 摸的光觸摸屏還是遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏。
接觸式觸摸筆、遠(yuǎn)程觸摸筆的具體結(jié)構(gòu)如下所述。
參照?qǐng)D1中a和b，接觸式觸摸筆，包括筆殼101、電源102、開(kāi)關(guān)103 和發(fā)光元件104，發(fā)光元件104通過(guò)產(chǎn)生振蕩的電信號(hào)的信號(hào)發(fā)生模塊105連 接電源102，開(kāi)關(guān)103控制發(fā)光元件104的發(fā)光情況。所述發(fā)光元件104可以 是發(fā)射可見(jiàn)光的發(fā)光元件，也可以是發(fā)射不可見(jiàn)光的發(fā)光元件。
發(fā)光元件104采用發(fā)光二極管，發(fā)光二極管位于筆殼101與觸摸板的接 觸端，發(fā)光二極管上端抵住開(kāi)關(guān)103的按鍵。
使用接觸式觸摸筆時(shí)發(fā)光二極管觸摸觸摸板，發(fā)光二極管受到壓力觸發(fā) 開(kāi)關(guān)103的按鍵，發(fā)光元件發(fā)光，在觸摸板上形成光點(diǎn)。該光點(diǎn)以信號(hào)發(fā)生 模塊105與開(kāi)關(guān)103對(duì)應(yīng)的頻率閃爍。光觸摸屏對(duì)以該頻率閃爍的光信號(hào)反應(yīng)為點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵功能。開(kāi)關(guān)103顯然還可以是壓力傳感器形式的開(kāi)關(guān)，或 其他一些小體積的公知的開(kāi)關(guān)。
接觸式觸摸筆還可以增設(shè)輔助按鍵，如按鍵106。信號(hào)發(fā)生模塊105設(shè)有 與按鍵106對(duì)應(yīng)的頻率。按下按鍵106，發(fā)光二極管觸摸觸摸板接通開(kāi)關(guān)103 時(shí)發(fā)光元件104以與按鍵106對(duì)應(yīng)的頻率閃爍。光觸摸屏對(duì)以該頻率閃爍的 光信號(hào)反應(yīng)為點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能。
接觸式觸摸筆顯然可以與現(xiàn)有的激光筆的無(wú)線功能、紅外功能進(jìn)行簡(jiǎn)單 的整合，如通過(guò)無(wú)線功能、紅外功能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能、點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵 功能和幻燈片翻頁(yè)功能。
接觸式觸摸筆的電源102可以是充電電源。筆殼101上設(shè)有充電接口， 便于接觸式觸摸筆充電。
接觸式觸摸筆應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備時(shí)如應(yīng)用于手機(jī)、掌上電腦、掌上 游戲機(jī)、筆記本電腦等時(shí)，便攜式電子設(shè)備設(shè)有接觸式觸摸筆插槽，接觸式 觸摸筆插槽內(nèi)設(shè)有充電電極，接觸式觸摸筆插入接觸式觸摸筆插槽內(nèi)時(shí)，所 述充電接口與充電電極對(duì)接，對(duì)充電電源充電。
遠(yuǎn)程觸摸筆用于產(chǎn)生光束，該光束在觸摸板上形成光點(diǎn)。遠(yuǎn)程觸摸筆通 過(guò)遠(yuǎn)程控制光點(diǎn)，對(duì)光觸摸屏實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的遠(yuǎn)程操作。參照?qǐng)D2中a和b，遠(yuǎn)程 觸摸筆包括激光器201、電源202、外殼203，外殼203上具有開(kāi)關(guān)部分204， 外殼203內(nèi)具電源202，電源202連接信號(hào)發(fā)生模塊205，信號(hào)發(fā)生模塊205 連接激光器201，信號(hào)發(fā)生模塊205產(chǎn)生振蕩的電信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)激光器201發(fā) 出與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的閃爍的激光信號(hào)，進(jìn)而在光觸摸屏上形成閃爍的光點(diǎn)。 激光器201可以是發(fā)射可見(jiàn)光的激光器，也可以是發(fā)射不可見(jiàn)光的激光器。
開(kāi)關(guān)部分204設(shè)有多個(gè)按鍵，各按鍵對(duì)應(yīng)于信號(hào)發(fā)生模塊205產(chǎn)生的不 同信號(hào)，因此遠(yuǎn)程觸摸筆可以產(chǎn)生多種帶有不同信息的激光信號(hào)。遠(yuǎn)程觸摸 筆的電源可以是充電電源。
遠(yuǎn)程觸摸筆的另一結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D3，激光器共有兩個(gè)301、 302，激光器 301發(fā)射可見(jiàn)光，激光器302發(fā)射紅外線，兩個(gè)激光器301、 302發(fā)出的光線 平行?？梢?jiàn)光線為人提供視覺(jué)反饋，紅外光線作為信號(hào)載體具有較可見(jiàn)光更 好的抗干擾性。信號(hào)發(fā)生模塊可以產(chǎn)生多種電信號(hào)，與開(kāi)關(guān)303按鍵連接，開(kāi)關(guān)303上 具有三個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)以一種電信號(hào)。每種電信號(hào)驅(qū)動(dòng)激光器產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)的激光信號(hào)。
觸摸筆的外殼300上具有戒指狀的固定結(jié)構(gòu)304。通過(guò)固定結(jié)構(gòu)304可將 觸摸筆固定在手指上，產(chǎn)生跟隨手指動(dòng)作的光點(diǎn)?？梢詫⒂|摸筆戴在右手食 指上，用拇指控制按鍵303。因?yàn)槿藗兺ǔＡ?xí)慣使用右手食指指東西和打手勢(shì)。 右手的食指具有很好的方向感，手槍的設(shè)計(jì)中一直都在利用這一點(diǎn)。
遠(yuǎn)程觸摸筆的再另一結(jié)構(gòu)，參照?qǐng)D4，為了讓人使用起來(lái)更加舒適，在外 殼上進(jìn)行如下改變，外殼上設(shè)有兩個(gè)戒指狀的固定結(jié)構(gòu)401、 402，兩個(gè)固定 結(jié)構(gòu)401、 402之間通過(guò)導(dǎo)線403連接，固定結(jié)構(gòu)401上裝有發(fā)射紅外線的激 光器，另一個(gè)固定結(jié)構(gòu)402上裝有開(kāi)關(guān)404、電源、信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)放大 模塊。
使用時(shí)裝有激光器的固定結(jié)構(gòu)401，戴在食指上，裝有開(kāi)關(guān)的固定結(jié)構(gòu) 402戴在中指上，激光器的光照方向朝向指尖，開(kāi)關(guān)404的按鍵朝向拇指。用 拇指控制開(kāi)關(guān)404的按鍵，激光器向食指指向的方向射出激光。食指的動(dòng)作 帶動(dòng)激光動(dòng)作，進(jìn)而操縱光點(diǎn)的動(dòng)作。
遠(yuǎn)程觸摸筆顯然也可以與現(xiàn)有的激光筆的無(wú)線功能、紅外功能進(jìn)行簡(jiǎn)單 的整合，如通過(guò)無(wú)線功能、紅外功能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵功能、點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵 功能和幻燈片翻頁(yè)功能。
對(duì)于本發(fā)明，單純的依照光點(diǎn)的形成方式，將光觸摸屏分為接觸式觸摸 的光觸摸屏和遠(yuǎn)程觸摸的光觸摸屏，便于簡(jiǎn)要說(shuō)明，但不便于進(jìn)行詳細(xì)講解。 下面主要依據(jù)所選觸摸板的不同類型，以及所述光敏元件在觸摸板上的安置 方法進(jìn)行分類詳細(xì)講解。
在本發(fā)明中以防護(hù)板為觸摸板時(shí)，所述光敏元件的安裝方式具有較高的 自由性，光點(diǎn)的產(chǎn)生方式也具有最高的自由性，因此首先以防護(hù)板為觸摸板 進(jìn)行闡述。另外在以防護(hù)板為觸摸板的光觸摸屏的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)以及原理基礎(chǔ)上， 可以輕易的得到以其他物體為觸摸板的光觸摸屏。以其他物體為觸摸板的光 觸摸屏，隨后以防護(hù)板為觸摸板的光觸摸屏為基礎(chǔ)進(jìn)行闡述。
具體實(shí)施例一、以屏幕前透光的防護(hù)板為觸摸板
14參照?qǐng)D5，觸摸板501的上方設(shè)有一排橫向排列的光敏元件502，左方設(shè) 有一排縱向排列的光敏元件503，兩排光敏元件構(gòu)成光敏元件組。光敏元件 502、光敏元件503可以設(shè)置在觸摸板501前方，可以設(shè)置在觸摸板501后方， 還可以事先埋設(shè)在觸摸板內(nèi)部。
光敏元件為適用波長(zhǎng)范圍較窄的光敏元件，利用光敏元件本身對(duì)光信號(hào) 波長(zhǎng)的選擇性，消除其他波長(zhǎng)光信號(hào)的干擾。如可選用紫外光敏元件、紅外 光敏元件。
本實(shí)施例中，所述光敏元件502、光敏元件503采用紅外光敏元件，如可 選用紅外光敏二極管、紅外光敏三極管。
在光敏元件502、光敏元件503前面罩上濾光玻璃也可以進(jìn)一步有效地消 除其他波長(zhǎng)光信號(hào)的干擾。
參照?qǐng)D6，光敏元件組上還可以設(shè)有遮光結(jié)構(gòu)，所述遮光結(jié)構(gòu)用于遮擋 非相關(guān)方向射來(lái)的光線。所述非相關(guān)方向，是指與光觸摸屏控制無(wú)關(guān)的方向， 一般情況下是指除朝向觸摸板以外的方向。出于上述目的，遮光結(jié)構(gòu)可以靈 活設(shè)計(jì)，可以是簡(jiǎn)單的位于光敏元件上方或下方的遮光片，也可以是較復(fù)雜 的結(jié)構(gòu)。
較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)如，遮光結(jié)構(gòu)采用濾光通道，光敏元件組上罩上由透光性 差的材料制成的濾光通道，用來(lái)濾除觸摸板501以外射向光敏元件的光線。 如濾光通道可以用不透明的塑料材料制成。
所述濾光通道600上設(shè)置有細(xì)長(zhǎng)的透光口 601，所述光敏元件502排布在 距所述透光口 601有一定距離的位置。
透光口 601微微朝向觸摸板501。透光口 601朝向方向與觸摸板501的夾 角隨觸摸板501在透光口 601朝向方向上的寬度的增加而減小，以便可以接 收到觸摸板501上盡量大的面積的光信號(hào)甚至整個(gè)觸摸板501上的光信號(hào)。 觸摸板501上的光線穿過(guò)透光口 601到達(dá)光敏元件502。觸摸板501以外的大 部分光線被濾光通道600遮擋。濾光玻璃可以安裝在透光口 601上。
參照?qǐng)D5，利用裝在觸摸板上方的一排橫向排列的光敏元件502，確定光 點(diǎn)的橫坐標(biāo)；利用裝在觸摸板左方的一排縱向排列的光敏元件503，確定光點(diǎn) 的縱坐標(biāo)，進(jìn)而通過(guò)兩排光敏元件對(duì)觸摸板上光點(diǎn)的位置進(jìn)行確定。一排光敏元件對(duì)光點(diǎn)的其中一維坐標(biāo)的確定方法，以橫向排列的光敏元 件502為例進(jìn)行說(shuō)明如下
參照?qǐng)D7中的a，對(duì)橫向排列的光敏元件502順序編號(hào)為，光敏元件000、 001、 010、 011、 100，分別連接選頻模塊700， 5個(gè)選頻模塊700的輸出端連 接求差模塊701 ，求差模塊701包括4個(gè)運(yùn)算放大器702，對(duì)5個(gè)選頻模塊700 輸出的電信號(hào)依次兩兩求差。
運(yùn)算放大器702輸出端連接微型處理器系統(tǒng)703，微型處理器系統(tǒng)703根 據(jù)各運(yùn)算放大器702輸出信號(hào)的不同，轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。
微型處理器系統(tǒng)703以各運(yùn)算放大器702左側(cè)所連接的光敏元件受到的 光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào)為"1"，反之為"0"，并按自左到右的位次排列數(shù) 據(jù)。進(jìn)而將光點(diǎn)所在的區(qū)域劃分為如圖8中a所示的坐標(biāo)區(qū)域1111、 0111、 0011、 0001、 0000。
光觸摸屏分辨率的提高顯然可以通過(guò)增加光敏元件數(shù)量得以實(shí)現(xiàn)。參照
圖7中的圖b，光觸摸屏分辨率的提高，還可以通過(guò)增加運(yùn)算放大器702的數(shù) 量，再次對(duì)相間的光敏元件502產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行求差，以對(duì)坐標(biāo)區(qū)域進(jìn)一 步細(xì)分，達(dá)到提高分辨率的效果。對(duì)圖8中a所示的坐標(biāo)區(qū)域1111、 0111、 0011、 0001、 0000，進(jìn)一步細(xì)分為圖8中b所示的坐標(biāo)區(qū)域，自左到右依次 為11111、 11110、 01111、 01110、 00111、 00110、 00011、 00010、 00001、 00000。
提高光觸摸屏分辨率，還可以通過(guò)對(duì)各光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行
A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息后相互比較得以實(shí)現(xiàn)。其原理與上述通過(guò)集成運(yùn)
放實(shí)現(xiàn)的原理相似，不同之處在于一個(gè)是通過(guò)硬件進(jìn)行比較， 一個(gè)是通過(guò)軟 件進(jìn)行比較。
參照?qǐng)D9，橫向排列的光敏元件502劃分出的區(qū)域與縱向排列的光敏元件 503劃分出的區(qū)域，交叉形成方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域，每個(gè)方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域代表 不同的數(shù)字信息。光點(diǎn)位于一個(gè)方塊狀的坐標(biāo)區(qū)域時(shí)，光觸摸屏反映出該方 塊狀的坐標(biāo)區(qū)域代表的數(shù)字信息，得到光點(diǎn)的位置。
上述方法受到硬件設(shè)施的限制，分辨率很容易達(dá)到極限。參照?qǐng)D8中b， 闡述一種利用模擬量提高分辨率的方法。
利用模擬量提高分辨率的方法基于圖8中b所示的硬件設(shè)備，通過(guò)軟件提高分辨率。
利用軟件提高分辨率的方法，基于以下思想光點(diǎn)在觸摸板501上移動(dòng)
時(shí)，其光強(qiáng)平滑變化，若光點(diǎn)在跨越坐標(biāo)區(qū)域iino時(shí)，與坐標(biāo)區(qū)域11110對(duì)
應(yīng)的橫向排列的兩個(gè)光敏元件，反映出的光線強(qiáng)度差值變化為e，則在橫向 跨越與坐標(biāo)區(qū)域11110相鄰的坐標(biāo)區(qū)域01111時(shí)，與坐標(biāo)區(qū)域01111對(duì)應(yīng)的橫 向排列的兩個(gè)光敏元件，反映出的光線強(qiáng)度差值變化為O, 0二P+A，設(shè)A
可忽略不計(jì)。
設(shè)定一個(gè)橫坐標(biāo)軸上的倍增系數(shù)為w， 一個(gè)坐標(biāo)區(qū)域的橫坐標(biāo)長(zhǎng)度為/ 。
當(dāng)光點(diǎn)位于坐標(biāo)區(qū)域01111內(nèi)時(shí)，以光點(diǎn)在跨越坐標(biāo)區(qū)域11110時(shí)的光線強(qiáng)度 差值變化e為參考。在坐標(biāo)區(qū)域01111內(nèi)與坐標(biāo)區(qū)域01111對(duì)應(yīng)的橫向排列的
兩個(gè)光敏元件，反映出的光線強(qiáng)度每變化2，視為光點(diǎn)在橫坐標(biāo)上移動(dòng)工。由
于A可忽略不計(jì)，通過(guò)上述方法可以將坐標(biāo)區(qū)域Ollll劃分為w份，即將01111 的橫坐標(biāo)上的分辨率增加w倍。當(dāng)光點(diǎn)由坐標(biāo)區(qū)域01111，進(jìn)入相鄰的坐標(biāo)區(qū) 域，如坐標(biāo)區(qū)域01110、坐標(biāo)區(qū)域00111，則以光點(diǎn)在跨越坐標(biāo)區(qū)域01111時(shí) 的光線強(qiáng)度差值變化O為參考。再假設(shè)縱坐標(biāo)軸上的倍增系數(shù)也為"，則整個(gè) 光觸摸屏的分辨率將提高為原有的"2倍。
總結(jié)為所述光觸摸屏包括一排光敏元件，所述一排光敏元件依據(jù)其位 置關(guān)系，將觸摸板劃分為復(fù)數(shù)個(gè)坐標(biāo)區(qū)域；信號(hào)處理系統(tǒng)記錄所述光點(diǎn)自一 個(gè)原坐標(biāo)區(qū)域一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)引起的光線強(qiáng)度差值設(shè)為P ;光點(diǎn)移至相鄰 坐標(biāo)區(qū)域時(shí)，將相鄰坐標(biāo)區(qū)域光線強(qiáng)度變化情況與e進(jìn)行比較，并根據(jù)相鄰 坐標(biāo)區(qū)域?qū)挾扰c原坐標(biāo)區(qū)域?qū)挾汝P(guān)系，確定光點(diǎn)在相鄰坐標(biāo)區(qū)域上的位置。
進(jìn)行上述光線強(qiáng)度差值的測(cè)量以及計(jì)算，可以通過(guò)先將光線強(qiáng)度差值通 過(guò)A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，由微型處理器系統(tǒng)通過(guò)軟件對(duì)數(shù)字信息依照上 述公式和方法進(jìn)行處理。
使用時(shí)可以選用遠(yuǎn)程觸摸筆，也可以選用接觸式觸摸筆。對(duì)于本發(fā)明中 兩種觸摸筆的不同之處，重點(diǎn)在于光點(diǎn)的產(chǎn)生方式不同。
采用接觸式觸摸筆時(shí)，若觸摸板501平放在桌面上，只有接觸式觸摸筆 的筆端與觸摸板501接觸時(shí)才會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)。這種效果與在紙張上書寫的效果
17下述設(shè)計(jì)使本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作
本實(shí)施例中若采用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作，則需要增加一套光源。光源可以自觸摸板501背面或側(cè)面較均勻的照射在觸摸板501上。光源產(chǎn)生的光線較均勻的自觸摸板501前方射出。
使用一觸摸件接觸觸摸板501，觸摸件受到光源產(chǎn)生的光線的照射，形成光點(diǎn)。觸摸件是觸摸觸摸板501的物體，可以是手指、筆等。
光點(diǎn)隨觸摸件的移動(dòng)而移動(dòng)，通過(guò)光點(diǎn)的移動(dòng)、光點(diǎn)的有無(wú)，以及光點(diǎn)的閃爍頻率等信息實(shí)現(xiàn)觸摸件對(duì)光觸摸屏的觸摸操作。
參照?qǐng)D10，光源101a可以設(shè)置在觸摸板501背面；參照?qǐng)D11，光源101b也可以設(shè)置在觸摸板501側(cè)面。
參照?qǐng)DIO，光源101a為兩條條狀光源，所述條狀光源，可以包括一條條狀的發(fā)光體，也可以是由多個(gè)小的子光源排列成的條狀的光源。設(shè)置在觸摸板501背面，照射方向?yàn)槲⑽⒊蛴|摸板501前方。光敏元件502、光敏元件503設(shè)置在觸摸板501背面，感光面微微朝向觸摸板501前方。盡量不要使光敏元件502、光敏元件503的感光面受到光源101a的直接照射。
參照?qǐng)Dll，光源101b為兩條條狀光源，所述條狀光源，可以包括一條條狀的發(fā)光體，也可以是由多個(gè)小的子光源排列成的條狀的光源。設(shè)置在觸摸板501側(cè)面，嵌入在防護(hù)板(觸摸板501)內(nèi)部，照射方向?yàn)槲⑽⒊蛴|摸板501前方。光敏元件503、光敏元件502 (圖11中未示出)設(shè)置在觸摸板側(cè)面，嵌入在防護(hù)板(觸摸板501)內(nèi)部，感光面朝向?yàn)槲⑽⒊蛴|摸板501前方。盡量不要使光敏元件502、光敏元件503的感光面受到光源101b的直接照射。
圖10以及圖11中的兩條條狀光源，同時(shí)射出光線時(shí)，觸摸板501射出的光線很難均勻，會(huì)影響到對(duì)光點(diǎn)位置的確定。
采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題，兩條條狀光源交替點(diǎn)亮， 一條狀光源點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的一排光敏元件輸出的電信號(hào)不被接收。這樣每排光敏元件接收的都是只是對(duì)應(yīng)的條狀光源射出的光線，而一條條狀光源射出的光線很容易被均勻的投射在觸摸板上，從而解決了上述問(wèn)題。 還可以采用如下方式解決光線難以均勻的問(wèn)題，兩條條狀光源分別選擇相差較大的閃爍頻率，與之對(duì)應(yīng)的兩排光敏元件分別連接與各條條狀光源閃爍頻率對(duì)應(yīng)的選頻模塊，從而解決了上述問(wèn)題。
參照?qǐng)D10和圖11，在觸摸件沒(méi)有對(duì)觸摸板501進(jìn)行觸摸時(shí)，光源101a或光源101b產(chǎn)生的光線只有很少部分照射到光敏元件502和光敏元件503。由于沒(méi)有形成光點(diǎn)，光敏元件502和光敏元件503接收到的光線均勻，運(yùn)算放大器不能比較出各光敏元件接收到的光線的明顯差值，反應(yīng)為沒(méi)有發(fā)生觸摸事件。
在觸摸件對(duì)觸摸板501進(jìn)行觸摸時(shí)，在觸摸板501上產(chǎn)生光點(diǎn)，光源101a或光源101b產(chǎn)生的光線被反射回來(lái)，光線在反射中存在漫反射，照射到光敏元件502和光敏元件503。各光敏元件接收到的光線不均勻，運(yùn)算放大器通過(guò)比較各光敏元件接收到的光線的差值，反應(yīng)出相應(yīng)的觸摸事件。
下述設(shè)計(jì)解決本實(shí)施例采用面積較大的防護(hù)板為觸摸板時(shí)潛在的問(wèn)題
參照?qǐng)D12，觸摸板501面積較大時(shí)，光敏元件組可能不能很好的接收到位于觸摸板501上各處的光點(diǎn)的信號(hào)。為解決上述問(wèn)題，采用圖12中所描述的設(shè)計(jì)，通過(guò)在觸摸板501四周裝光敏元件，將一塊觸摸板501劃分為四塊子觸摸板12a、 12b、 12c、 12d。通過(guò)對(duì)四塊子觸摸板上的光敏元件組統(tǒng)一編碼，將四塊子觸摸板整合在一起，從而將靈敏度提高。本發(fā)明允許多個(gè)光點(diǎn)同時(shí)存在，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸。
下述設(shè)計(jì)用于解決本實(shí)施例的系統(tǒng)安全問(wèn)題
參照?qǐng)Dlb、圖2、圖3、圖4，接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆均可以設(shè)置信號(hào)發(fā)生模塊，并將信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)傳送給光觸摸屏。給光觸摸屏設(shè)置一密碼鎖系統(tǒng)，給接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆的信號(hào)發(fā)生模塊設(shè)置一配套的電子鑰匙系統(tǒng)。使只有配套的接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆才能操作光觸摸屏，有利于系統(tǒng)安全。
為了增加接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆的通用性，即為了使一只接觸式觸摸筆或遠(yuǎn)程觸摸筆可以操作多個(gè)光觸摸屏，可以使信號(hào)發(fā)生模塊包含多組解鎖信息。接觸式觸摸筆或遠(yuǎn)程觸摸筆，發(fā)送攜帶有多組解鎖信息的光信號(hào)到光觸摸屏，其中一組解鎖信息符合光觸摸屏的解鎖要求即可完成解鎖。
所述一組解鎖信息可以是包含在載波中的數(shù)字信息，也可以是以特定頻率振蕩的信號(hào)。
接觸式觸摸筆和遠(yuǎn)程觸摸筆在使用時(shí)不斷的向光觸摸屏發(fā)送攜帶有多組解鎖信息的光信號(hào)，產(chǎn)生光點(diǎn)。光觸摸屏以攜帶有多組解鎖信息的光信號(hào)產(chǎn)生的光點(diǎn)為相關(guān)的光點(diǎn)。
為了使用方便，信號(hào)發(fā)生模塊包含的多組解鎖信息應(yīng)該便于使用者自行更新。因此信號(hào)發(fā)生模塊應(yīng)設(shè)有可以適時(shí)編輯解鎖信息的功能，該功能可通過(guò)將信號(hào)發(fā)生模塊與一閃存通訊連接實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施例二、以背投式顯示器的屏幕為觸摸板
參照?qǐng)D1至圖9，光觸摸屏以背投式顯示器的屏幕為觸摸板501與以防護(hù)板為觸摸板501，結(jié)構(gòu)及原理基本相同。
不同之一，若背投式顯示器的屏幕不是透明介質(zhì)，則光線不能在背投式顯示器的屏幕內(nèi)部有序傳播，所以不便于實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作。
不同之二，背投式顯示器的屏幕一般較大，為保證光點(diǎn)處射出的光信號(hào)能被順利接收，需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)。
現(xiàn)有的大屏幕背投式顯示器的屏幕一般由多個(gè)小屏幕拼接構(gòu)成。參照?qǐng)D
13，大屏幕背投式顯示器的屏幕(觸摸板501)由4個(gè)小屏幕13a、 13b、 13c、13d拼接構(gòu)成。視小屏幕13a、 13b、 13c、 13d為子觸摸板，每個(gè)子觸摸板均采用如圖12所示的結(jié)構(gòu)，將每個(gè)子觸摸板再次劃分為4個(gè)小的子觸摸板，從而將觸摸板501劃分為16個(gè)子觸摸板。
將光敏元件設(shè)置在大屏幕背投式顯示器的屏幕(觸摸板501)的背面，以免影響視覺(jué)效果。
具體實(shí)施例三、以液晶顯示器屏幕或陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕為觸摸板-
參照?qǐng)D1至圖9，以及圖11和圖12，光觸摸屏以液晶顯示器屏幕為觸摸板501或以陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕為觸摸板501，與以防護(hù)板為觸摸板501，結(jié)構(gòu)及原理基本相同。
不同之處液晶顯示器屏幕和陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕相對(duì)于防護(hù)板的不同之處，在于液晶顯示器屏幕和陰極顯示管顯示器(CRT)屏幕的前后兩面之間的透光性不好，即光不易穿透液晶顯示器屏幕和陰極顯示管顯示器
20(CRT)屏幕。光敏元件502、光敏元件503適宜設(shè)置在觸摸板501的側(cè)面，或前面。
使本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作時(shí)，不宜使用如圖IO所示的結(jié)構(gòu)，適宜使用如圖11所示的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例四、以LED顯示器的屏幕為觸摸板
參照?qǐng)D1至圖9，以及圖12，光觸摸屏以LED顯示器的屏幕為觸摸板501與以防護(hù)板為觸摸板501，結(jié)構(gòu)及原理基本相同。
不同之一，LED顯示器的屏幕相對(duì)于防護(hù)板的不同之處，在于LED顯示器的屏幕的前后兩面之間的透光性不好，即光不易穿透LED顯示器的屏幕。光敏元件502、光敏元件503適宜設(shè)置在觸摸板501的前面。
參照?qǐng)D14，多數(shù)LED顯示器的屏幕由大量的單個(gè)LED 141組成，光敏元件502、光敏元件503還可以設(shè)置在大量的單個(gè)LED 141之間，即光敏原件嵌入在觸摸板內(nèi)。由于光敏元件502、光敏元件503體積較小，且透明不會(huì)影響視覺(jué)效果。光敏元件502、光敏元件503設(shè)置在大量的單個(gè)LED 141之間，便于增加光敏元件502、光敏元件503數(shù)量，進(jìn)而增加光觸摸屏的精確度。為了便于接收光信號(hào)，光敏元件502、光敏元件503的感光面的高度應(yīng)高于單個(gè)LED 141高度。
對(duì)于其他前方透明的觸摸板，也可以采用光敏元件嵌入在觸摸板內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如大屏幕的液晶顯示器屏幕，光敏元件502、光敏元件503也可以嵌入在作為觸摸板的大屏幕的液晶顯示器屏幕內(nèi)。由于光敏元件502、光敏元件503體積較小，且透明不會(huì)影響視覺(jué)效果。這樣的結(jié)構(gòu)更加緊湊、穩(wěn)定。
不同之二，光線不能在LED顯示器的屏幕內(nèi)部有序傳播，所以不便于實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作。
具體實(shí)施例五、以投影儀屏幕為觸摸板
參照?qǐng)D1至圖9，以及圖12，光觸摸屏以投影儀屏幕為觸摸板501與以防護(hù)板為觸摸板501，結(jié)構(gòu)及原理基本相同。
不同之處，投影儀屏幕不是透明介質(zhì)，光線不能在背投式顯示器的屏幕內(nèi)部有序傳播，所以不便于實(shí)現(xiàn)用不發(fā)光的觸摸件進(jìn)行操作。光敏元件502、光敏元件503適宜設(shè)置在投影儀屏幕前方或后方。具體實(shí)施例六、裝有光觸摸屏的桌子
以光觸摸屏的技術(shù)為基礎(chǔ)可以制造一種裝有光觸摸屏的桌子。裝有光觸摸屏的桌子包括桌子，桌子的桌面上裝有一顯示器，所述顯示器上裝有光觸摸屏。使用時(shí)可以搭配接觸式觸摸筆使用。光觸摸屏對(duì)接觸式觸摸筆的筆尖響應(yīng)，對(duì)人體或者其他物體可以不響應(yīng)，因此允許使用者趴在上面書寫或者進(jìn)行其他操作。使操作更加舒適和自然。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.光觸摸屏，其特征在于，包括觸摸板、信號(hào)處理系統(tǒng)，還包括光敏元件組，所述光敏元件組包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件，復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件連接信號(hào)處理系統(tǒng)，光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接；使用光觸摸屏?xí)r，在觸摸板上呈現(xiàn)一相關(guān)的光點(diǎn)，光敏元件受到來(lái)自所述光點(diǎn)的光線的照射，反映為相關(guān)的電信號(hào)，所述電信號(hào)的強(qiáng)度與光敏元件到所述光點(diǎn)的距離有關(guān)；光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)分析復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)電信號(hào)的包括強(qiáng)度在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光觸摸屏，其特征在于信號(hào)處理系統(tǒng)包括一 與所述光點(diǎn)閃爍頻率對(duì)應(yīng)的選頻模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的光觸摸屏，其特征在于光敏元件組上設(shè)有用 于遮擋非相關(guān)方向射來(lái)的光線的遮光結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的光觸摸屏，其特征在于光觸摸屏還包 括一光源，所述光源產(chǎn)生的光線較均勻的照射在外表面有透明介質(zhì)的觸摸板 上，并向觸摸板外側(cè)透射。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光觸摸屏，其特征在于所述光源，包括復(fù)數(shù) 條條狀光源，與各條狀光源對(duì)應(yīng)得設(shè)有光敏元件；復(fù)數(shù)條條狀光源交替點(diǎn)亮， 一條條狀光源點(diǎn)亮?xí)r，與之對(duì)應(yīng)的光敏元件輸出的電信號(hào)被信號(hào)處理系統(tǒng)接 收并處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的光觸摸屏，其特征在于所述光觸摸屏 包括一排光敏元件，所述一排光敏元件依據(jù)其位置關(guān)系，將觸摸板劃分為復(fù) 數(shù)個(gè)坐標(biāo)區(qū)域；信號(hào)處理系統(tǒng)記錄所述光點(diǎn)自一個(gè)原坐標(biāo)區(qū)域一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)引起的光線強(qiáng)度差值設(shè)為e;光點(diǎn)移至相鄰坐標(biāo)區(qū)域時(shí)，將相鄰坐標(biāo)區(qū) 域光線強(qiáng)度變化情況與p進(jìn)行比較，并根據(jù)相鄰坐標(biāo)區(qū)域?qū)挾扰c原坐標(biāo)區(qū)域 寬度關(guān)系，確定光點(diǎn)在相鄰坐標(biāo)區(qū)域上的位置。
7. 接觸式觸摸筆，其特征在于，包括開(kāi)關(guān)和發(fā)光元件，開(kāi)關(guān)控制發(fā)光元件的發(fā)光情況；開(kāi)關(guān)與接觸式觸摸筆的觸摸端連接，觸摸端在觸摸觸摸板時(shí) 觸發(fā)開(kāi)關(guān)，光敏元件發(fā)光，在觸摸板上形成光點(diǎn)。
8. 裝有光觸摸屏的桌子，包括桌子，其特征在于，所述桌子的桌面上裝 有一顯示器，所述顯示器上裝有光觸摸屏。
9. 遠(yuǎn)程觸摸筆包括激光器、電源，其特征在于，還具有信號(hào)發(fā)生模塊， 電源連接信號(hào)發(fā)生模塊，信號(hào)發(fā)生模塊連接激光器，信號(hào)發(fā)生模塊產(chǎn)生振蕩 的電信號(hào)，并驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)出與電信號(hào)相對(duì)應(yīng)的閃爍的激光信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的遠(yuǎn)程觸摸筆，其特征在于信號(hào)發(fā)生模塊含有 多組解鎖信息，遠(yuǎn)程觸摸筆發(fā)送多組解鎖信息到光觸摸屏，其中一組解鎖信 息符合光觸摸屏的解鎖要求即可完成解鎖。
全文摘要
光觸摸屏和觸摸筆以及裝有光觸摸屏的桌子涉及觸摸屏領(lǐng)域。包括觸摸板、信號(hào)處理系統(tǒng)，還包括光敏元件組，光敏元件組包括復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件，復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件連接信號(hào)處理系統(tǒng)，光敏元件組中的光敏元件與觸摸板通過(guò)光線連接；在觸摸板上呈現(xiàn)一相關(guān)的光點(diǎn)，光敏元件受到來(lái)自光點(diǎn)的光線的照射，反映為相關(guān)的電信號(hào)，電信號(hào)的強(qiáng)度與光敏元件到光點(diǎn)的距離有關(guān)；光敏元件產(chǎn)生的電信號(hào)傳送到信號(hào)處理系統(tǒng)，信號(hào)處理系統(tǒng)通過(guò)分析復(fù)數(shù)個(gè)光敏元件產(chǎn)生的復(fù)數(shù)個(gè)電信號(hào)的包括強(qiáng)度在內(nèi)的信息，獲得所述光點(diǎn)在觸摸板上的位置信息?？垢蓴_能力強(qiáng)、不怕油污，適用于工廠車間、礦區(qū)等油污較重的場(chǎng)合。可以輕易的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程觸摸模式與接觸式觸摸模式間的轉(zhuǎn)換。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101661352SQ20091016626
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月22日
發(fā)明者臺(tái)小麗, 孫麗偉, 孫倩倩, 李興文, 李興武, 紅 汪, 牛余峰, 邢明陽(yáng) 申請(qǐng)人:李興文