專利名稱：一種光學(xué)觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種觸摸屏，尤其涉及一種光學(xué)觸摸屏。
背景技術(shù)：
隨著多媒體信息技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹碓蕉嗟厥褂霉鈱W(xué)觸摸屏等人機(jī)交互設(shè)備， 基于光學(xué)技術(shù)的光學(xué)觸摸屏得到了越來越廣泛的應(yīng)用，光學(xué)觸摸屏一般由框架、光學(xué)傳感 器、光源、回歸反射條、觸摸表面及處理單元組成，光源安裝在光學(xué)傳感器的上表面的附近， 光源發(fā)射的光線經(jīng)回歸反射條反射后能夠被與該光源向鄰近的光學(xué)傳感器所接收。當(dāng)指示 體(如使用者的手指、書寫筆等)進(jìn)入觸摸表面時(shí)，會(huì)阻擋一部分光源所發(fā)射出的光線被與 其相鄰的光學(xué)傳感器所接收而導(dǎo)致在光學(xué)傳感器內(nèi)中的感光芯片上形成陰影，通過分析陰 影的位置就可以計(jì)算出指示體的位置。但是由于光源與光學(xué)傳感器本身具有一定的厚度， 使得光學(xué)觸摸屏具有一定的觸摸高度(指示體向觸摸表面逐漸接近直到能夠生成觸摸信 號(hào)時(shí)指示體與觸摸表面之間的高度)，觸摸高度會(huì)造成光學(xué)觸摸屏在指示體還沒觸碰到觸 摸表面就會(huì)提前執(zhí)行觸摸操作，不符合使用習(xí)慣而且很容易造成誤差。如何降低光學(xué)觸摸 屏的觸摸高度已經(jīng)成為大多數(shù)觸摸屏制造商所重點(diǎn)關(guān)心的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種觸摸高度低的光學(xué)觸摸屏， 這種光學(xué)觸摸屏包括框架、光源、光學(xué)傳感器、回歸反射條、觸摸表面、指示體及處理單元， 所述光學(xué)傳感器與所述處理單元相連接，所述回歸反射條安裝在所述框架上或安裝在所述 指示體的外表面上，在垂直于所述觸摸表面的方向上，所述光源的安裝高度不高于所述光 學(xué)傳感器的安裝高度且所述光源不位于所述光學(xué)傳感器的兩側(cè)，所述光源所發(fā)射的光線不 會(huì)被所述光學(xué)傳感器完全遮擋。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，在垂直于所述觸摸表面的方向上，所述光源位于所 述光學(xué)傳感器與所述觸摸表面之間。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述光源安裝在所述光學(xué)傳感器的底面。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述光源與所述光學(xué)傳感器、所述觸摸表面緊密相接。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述光學(xué)傳感器為攝像頭，所述光源的光心與所述 攝像頭的鏡頭的光心之間的連線垂直于所述觸摸表面。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述光學(xué)傳感器為攝像頭且所述攝像頭的鏡頭的直 徑至少為所述光源直徑的兩倍，所述光源的安裝高度不高于所述攝像頭的鏡頭的光心的高 度，在平行于所述觸摸表面的方向上，所述光源位于所述攝像頭的鏡頭的前方。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述光源的底面與所述攝像頭的鏡頭的底面處同一 平面上。依照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，所述光源為扁平形狀的光源。
3[0011]本實(shí)用新型的其它方面和/或優(yōu)點(diǎn)將在下面的說明中部分描述，并且其中部分在 該說明中是顯而易見的，或者可以通過本實(shí)用新型的實(shí)踐中學(xué)習(xí)到。

通過參考以下附圖閱讀以下詳細(xì)說明，能夠更好地了解本發(fā)明。要注意，附圖中的 各個(gè)細(xì)節(jié)都不是按照比例畫出來的。相反，為了清楚起見，各個(gè)細(xì)節(jié)被任意地?cái)U(kuò)大或者縮 小，在這些附圖中圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)觸摸屏的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖2a為圖1所示光學(xué)觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用中存在的觸摸高度的示意圖；圖2b為圖1所示光學(xué)觸摸屏中光學(xué)傳感器為攝像頭且攝像頭的鏡頭的直徑至少 為光源直徑的兩倍時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中具有最小觸摸高度的示意圖；圖3a為現(xiàn)有技術(shù)中光源安裝在光學(xué)傳感器上表面的一種光學(xué)觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用 中存在的觸摸高度的示意圖；圖3b為現(xiàn)有技術(shù)中光源安裝在光學(xué)傳感器附近的一種光學(xué)觸摸屏中光學(xué)傳感器 為攝像頭且攝像頭的鏡頭的直徑至少為光源直徑的兩倍時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中具有最小觸摸高 度的示意圖；圖4為指示體斜向進(jìn)入圖3a所示光學(xué)觸摸屏的觸摸表面的示意圖；圖5為指示體斜向進(jìn)入圖2a所示光學(xué)觸摸屏的觸摸表面的示意圖；圖6a為圖4中指示體在感光芯片上所形成的陰影區(qū)域的局部示意圖；圖6b為圖5中指示體在感光芯片上所形成的陰影區(qū)域的局部示意圖；以及圖6c為指示體垂直進(jìn)入圖2與圖3所示光學(xué)觸摸屏的觸摸表面時(shí)在感光芯片上 所形成的陰影區(qū)域的局部示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將開始本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)說明，根據(jù)相應(yīng)的附圖說明其實(shí)施例，其 中通篇相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。下面將通過參照附圖說明實(shí)施例以解釋本實(shí)用新型。如圖1所示為根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)觸摸屏的一種實(shí)施例，該光學(xué)觸摸屏包括框 架101、光學(xué)傳感器102、光源103、觸摸表面104、回歸反射條105、指示體106及處理單元， 光學(xué)傳感器102雖可為多個(gè)，但在圖1中被示為兩個(gè)，兩個(gè)光學(xué)傳感器102分別安裝框架 101的兩個(gè)相鄰的拐角處，觸摸表面104位于框架101的內(nèi)部，回歸反射條105安裝在框架 101的框架邊上。當(dāng)指示體(如使用者的手指、書寫筆等)進(jìn)入觸摸表面時(shí)，會(huì)阻擋一部分 光源所發(fā)射出的光線被光學(xué)傳感器所接收而導(dǎo)致在光學(xué)傳感器的感光芯片上形成陰影，通 過分析陰影的位置就可以計(jì)算出指示體的位置。與現(xiàn)有技術(shù)中光源安裝在光學(xué)傳感器的上 表面附近的這種光源的安裝方式不同，在垂直于觸摸表面104的方向上，光源103的安裝高 度不高于光學(xué)傳感器102的安裝高度且光源103不位于光學(xué)傳感器102的兩側(cè)，光源103所 發(fā)射的光線不會(huì)被光學(xué)傳感器102完全遮擋。在圖1中光源103被示為安裝在光學(xué)傳感器 102與觸摸表面104之間，光源103安裝在光學(xué)傳感器102的底面。作為一種優(yōu)選設(shè)計(jì)，可 令光源103與光學(xué)傳感器102、觸摸表面104緊密相接，光源103的上表面緊貼于光學(xué)傳感
4器102的底面，光源103的底面貼于觸摸表面104，光學(xué)傳感器102可為攝像頭，可令攝像頭 的鏡頭的光心與其所臨近的光源103的光心之間的連線垂直于觸摸表面104，圖1所示的光 學(xué)觸摸屏采用的就是這種優(yōu)化方案，這種設(shè)計(jì)可以使得光學(xué)傳感器102所檢測(cè)到陰影區(qū)域 與指示體106所遮擋的實(shí)際區(qū)域基本一致，提高檢測(cè)精度。當(dāng)圖1中的光學(xué)傳感器102為攝 像頭且該攝像頭的直徑至少為光源101直徑的兩倍時(shí)，光源103的安裝高度不能不高于攝 像頭的鏡頭的光心的高度，在平行于觸摸表面104的方向上，光源103可位于攝像頭的鏡頭 的前方，作為一種優(yōu)選，光源的底面與攝像頭的鏡頭的底面處同一平面上。在此種情況下， 雖然光源遮擋了攝像頭的鏡頭的一部分，但是由于攝像頭的鏡頭的直徑比光源的直徑大至 少一倍，所以光源不會(huì)干擾攝像頭從觸摸表面上獲得圖像，這種設(shè)計(jì)可以使得該光學(xué)觸摸 屏減少了一個(gè)光源的厚度，縮減了光學(xué)傳感器102與觸摸表面104之間的距離。在上述的 實(shí)施例中，光源103可為厚度更薄的扁平形狀的紅外光源或激光光源等，用于進(jìn)一步縮減 光學(xué)傳感器102與觸摸表面104之間的距離。在圖1所示的光學(xué)觸摸屏中，回歸反射條105 可不安裝在框架邊上，可將回歸反射條105安裝在指示體106的外表面，這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)觸 摸屏同樣具有圖1所示光學(xué)觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)。 參照?qǐng)D2a，圖2a示出了圖1所示光學(xué)觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用中所存在的觸摸高度，光 源103安裝在光學(xué)傳感器的底面201上，光學(xué)傳感器102可為攝像頭。在圖2中指示體106 向觸摸表面104逐漸接近，由于光源103與光學(xué)傳感器102本身具有一定的厚度，當(dāng)指示體 106移動(dòng)到圖示位置時(shí)，雖然沒有觸碰到觸摸表面104但實(shí)際上已經(jīng)對(duì)光學(xué)傳感器102造成 了阻擋，此時(shí)指示體106與觸摸表面104之間的高度就是該光學(xué)觸摸屏的觸摸高度、。由 圖2中可以看出光學(xué)觸摸屏所選用的光源103與光學(xué)傳感器102的厚度對(duì)光學(xué)觸摸屏的觸 摸高度h影響很大。在圖2a中，光學(xué)傳感器102被示為攝像頭。為了便于計(jì)算，可令觸摸 高度h近似于光學(xué)傳感器102的光心距離觸摸表面104的高度，設(shè)光源103與光學(xué)傳感器 102都為標(biāo)準(zhǔn)圓柱體，光源103的厚度為m，光學(xué)傳感器102的厚度為n，因?yàn)楣鈱W(xué)傳感器102 的厚度肯定大于光源103的厚度，所以n > m > 0，則圖1所示的根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)觸 摸屏的觸摸高度、=n/2+m。參照?qǐng)D2b，當(dāng)圖2b中的光學(xué)傳感器102為攝像頭且攝像頭的 鏡頭的直徑至少為光源的直徑的兩倍，光源103的安裝高度不能高于攝像頭的鏡頭的光心 的高度時(shí)，在平行于觸摸表面104的方向上，光源103可位于攝像頭的鏡頭的前方，作為一 種優(yōu)選，光源103的底面201與攝像頭的鏡頭的底面202處同一平面上。如圖2b所示，此 時(shí)光學(xué)觸摸屏可具有的最低觸摸高度hlmin = n/2 ；同時(shí)參照?qǐng)D3a，圖3a示出了現(xiàn)有技術(shù)中 光源103安裝在光學(xué)傳感器102的上表面301的一種光學(xué)觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用中所存在的觸 摸高度。在圖3a中當(dāng)指示體106移動(dòng)到圖示位置時(shí)，雖然沒有觸碰到觸摸表面104單實(shí)際 上已經(jīng)阻擋了光源103所發(fā)射的光線，此時(shí)指示體106與觸摸表面104之間的高度就是該 光學(xué)觸摸屏的觸摸高度h2，為了便于計(jì)算，可令觸摸高度h2近似于光源103的光心距離觸摸 表面104的高度，圖3a所示的光學(xué)觸摸屏所選用的光源、光學(xué)傳感器的規(guī)格與圖2a所示的 光學(xué)觸摸屏所選用的光源、光學(xué)傳感器的規(guī)格完全相同，光源103與光學(xué)傳感器102都為標(biāo) 準(zhǔn)圓柱體，光源103的厚度為m，光學(xué)傳感器102的厚度為n，n > m > 0，則圖3a所示的現(xiàn) 有技術(shù)中光源安裝在光學(xué)傳感器上表面的光學(xué)觸摸屏的觸摸高度h2 = m/2+n。參照?qǐng)D3b， 當(dāng)圖3b中的光學(xué)傳感器102為攝像頭且攝像頭的鏡頭的直徑至少為光源的直徑的兩倍，光 源103的安裝高度不能低于攝像頭的鏡頭的光心的高度時(shí)，作為一種優(yōu)選，光源103的底面與攝像頭的鏡頭的光心處同一平面。如圖3b所示，此時(shí)光學(xué)觸摸屏可具有的最低觸摸高 度h2min = n/2+m/2。將根據(jù)本實(shí)用新型的圖2a與圖2b所示的光學(xué)觸摸屏的觸摸高度比、 hlfflin與現(xiàn)有技術(shù)中的圖3a與圖3b所示的光學(xué)觸摸屏的觸摸高度h2、h2min進(jìn)行比較，則^、 =n/2+m- (m/2+n) = 1/2 (m_n) < 0，hlmin-h2min = n/2_ (n/2+m/2) = -m/2 < 0，艮口 < h2, hlfflin < h2min。由此可以得出根據(jù)本實(shí)用新型的光學(xué)觸摸屏的觸摸高度低于現(xiàn)有技術(shù)中光源 安裝在光學(xué)傳感器上表面附近的光學(xué)觸摸屏的觸摸高度，光學(xué)傳感器與光源尺寸的差距越 大，觸摸高度降低的越明顯，本實(shí)用新型所述的這種光學(xué)觸摸屏尤其適用于大尺寸光學(xué)觸 摸屏。在實(shí)際應(yīng)用中，用戶執(zhí)行觸摸操作，使用指示體與觸摸表面相接觸時(shí)絕大多數(shù)是 會(huì)有些傾斜的，很少有指示體與觸摸表面進(jìn)行垂直接觸這種理想情況。當(dāng)光源安裝在光學(xué) 傳感器的上表面時(shí)，由于需保證光源所發(fā)射的光線能夠到達(dá)安裝在觸摸屏框架上的回歸反 射條，如圖4所示，光源103所發(fā)射的光線會(huì)向斜下的方向輻射觸摸表面104然后抵達(dá)回歸 反射條105，當(dāng)指示體106斜向進(jìn)入觸摸表面104時(shí)，指示體106會(huì)阻擋光源103所發(fā)射出 的光線并在光學(xué)傳感器102內(nèi)的感光芯片上形成如圖6a所示的陰影區(qū)域601，在圖6a中， 600為感光芯片；當(dāng)光源安裝在光學(xué)傳感器的底面時(shí)，同樣需保證光源所發(fā)射的光線能夠 到達(dá)安裝在觸摸屏框架上的回歸反射條，如圖5所示，光源103所發(fā)射的光線會(huì)向斜上的方 向輻射觸摸表面104然后抵達(dá)回歸反射條105，當(dāng)指示體106斜向進(jìn)入觸摸表面104時(shí)，指 示體106會(huì)阻擋光源103所發(fā)射出的光線并在光學(xué)傳感器102內(nèi)的感光芯片600上形成如 圖6b所示的陰影區(qū)域602 ；當(dāng)指示體垂直進(jìn)入觸摸表面時(shí)，無論光源安裝在光學(xué)傳感器的 上表面還是地面，都會(huì)在光學(xué)傳感器102內(nèi)的感光芯片600上形成如圖6c所示的垂直陰影 區(qū)域603。將圖6a、圖6b與圖6c中的陰影區(qū)域進(jìn)行比較我們可以看出陰影區(qū)域601、陰影 區(qū)域602與陰影區(qū)域603相比都有所差別，但是相對(duì)的來說，陰影區(qū)域601與陰影區(qū)域603 之間的差別比陰影區(qū)域602與陰影區(qū)域603之間的差別更為突出，所以本實(shí)用新型所述的 這種光源安裝在光學(xué)傳感器底面的光學(xué)觸摸屏比現(xiàn)有技術(shù)中光源安裝在光學(xué)傳感器頂部 的光學(xué)觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用中具有更高的檢測(cè)精度。在本段中所提到的光學(xué)傳感器102為攝 像頭，感光芯片600可為(XD或CMOS。盡管已經(jīng)對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作出了較為詳細(xì)的說明和描述，但是本領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)該明了在沒有脫離本實(shí)用新型精神和原則的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變， 其范圍定義仍在權(quán)利要求中。
權(quán)利要求一種光學(xué)觸摸屏，包括框架、光源、光學(xué)傳感器、回歸反射條、觸摸表面、指示體及處理單元，所述光學(xué)傳感器與所述處理單元相連接，所述回歸反射條安裝在所述框架上或安裝在所述指示體的外表面上，其特征在于在垂直于所述觸摸表面的方向上，所述光源的安裝高度不高于所述光學(xué)傳感器的安裝高度且所述光源不位于所述光學(xué)傳感器的兩側(cè)，所述光源所發(fā)射的光線不會(huì)被所述光學(xué)傳感器完全遮擋。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于在垂直于所述觸摸表面的方向上，所 述光源位于所述光學(xué)傳感器與所述觸摸表面之間。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述光源安裝在所述光學(xué)傳感器的 底面。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述光源與所述光學(xué)傳感器、所述觸 摸表面緊密相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述光學(xué)傳感器為攝像 頭，所述光源的光心與所述攝像頭的鏡頭的光心之間的連線垂直于所述觸摸表面。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述光學(xué)傳感器為攝像頭且所述攝 像頭的鏡頭的直徑至少為所述光源直徑的兩倍，所述光源的安裝高度不高于所述攝像頭的 鏡頭的光心的高度，在平行于所述觸摸表面的方向上，所述光源位于所述攝像頭的鏡頭的前方。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述光源的底面與所述攝像頭的鏡 頭的底面處同一平面上。
8.如權(quán)利要求2或6所述的光學(xué)觸摸屏，其特征在于所述光源為扁平形狀的光源。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光學(xué)觸摸屏，這種光學(xué)觸摸屏包括框架、光源、光學(xué)傳感器、回歸反射條、觸摸表面、指示體及處理單元，所述光學(xué)傳感器與所述處理單元相連接，所述回歸反射條安裝在所述框架上或安裝在所述指示體的外表面上，在垂直于所述觸摸表面的方向上，所述光源的安裝高度不高于所述光學(xué)傳感器的安裝高度且所述光源不位于所述光學(xué)傳感器的兩側(cè)，所述光源所發(fā)射的光線不會(huì)被所述光學(xué)傳感器完全遮擋。這種光學(xué)觸摸屏具有較低的觸摸高度。
文檔編號(hào)G06F3/042GK201583926SQ20102004699
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者劉建軍, 劉新斌, 葉新林, 吳振宇 申請(qǐng)人:北京匯冠新技術(shù)股份有限公司;北京匯冠觸摸技術(shù)有限公司