[发明专利]触摸屏定位装置及触摸屏定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，具体涉及一种触摸屏定位装置及触摸屏定 位方法。

背景技术

日常生活中触摸屏技术已经被广泛应用，带给人们更好的体验。现有基 于摄像头定位的触摸屏系统，属于光学触摸屏技术的类别。这种触摸屏系统 采用至少2个摄像头进行定位，即将2个视角足以覆盖整个显示屏幕的摄像 头置于显示屏幕的2个顶角，然后采集图像，再根据遮挡物在图像平面中像 素点坐标位置与摄像头位置、视角的关系，在摄像头视角范围内可以确定两 条射线从摄像头发出相交于屏幕遮挡物的位置，从而可以确定射线与边缘直 线所成角度，然后利用三角定理计算屏幕上遮挡物坐标位置实现定位。

但是上述至少包含2个摄像头的触摸屏系统，一般需要2套用于图像处 理的微机设备，占用空间与软硬件开发成本方面都存在劣势。

在中国专利CN101261557中，公开了一种用于触摸屏的图像传感装置。 该技术方案仅使用单摄像头方案，减小了设备占用空间并降低了研发成本。 该发明具体包括利用互锁的电子快门，实现不同光路在同一传播路径上的分 时复用；还包括通过利用独立的光路实现分区复用，成像在一片图像传感器 的表面。分时复用的过程为：在两路成像光学系统的光路上，安装有一面反 射镜和一面半反射/透射镜，反射镜的反射面和反射/透射镜的反射面相对安 装；该两路成像光学系统中的一路，其光路是通过反射镜的反射面和反射/透 射镜的反射面，而经由此光路的光线，经过两次反射，到达图像传感器的表 面；该两路成像光学系统中的另一路，其光路是通过反射/透射镜的透射面， 经由此光路的光线通过反射/透射镜，到达图像传感器的表面。在这种至少两 路成像光学系统上，都分别安装上一个电子快门，该电子快门按照互锁的方 式轮流开启关闭。分区复用的过程为：两路光学通道分区共用一片图像传感 芯片，该图像传感芯片被划分为两个图像传感的领域，两路光学成像系统的 成像，分别映射在这两个区域里。更一般的结构，是在这两个图像传感区域 的前方，分别安装有两面反射镜；以达到通过两条光路中的镜头的光线被反 射镜反射之后，到达两个图像传感的领域。

这个方法虽然采用一个图像传感器芯片的硬件结构，并降低了产品的生 产成本，但仍然存在着以下不足：一、图像传感芯片对采集图像数据分时复 用的变换频率有限制，即限制图像的帧率和刷新速度，而这对电子快门的精 确程度有非常高的要求；二、分区复用实际上是将1个图像采集芯片当做2 个来使用，减小了图像信息的采集面积，分辨率只能保留原来的一半，降低 了定位的准确程度。即采用分时复用或分区复用时，需要对两条光路增加相 应的图像传感器控制单元以及精确度高的电子快门，硬件成本仍然较高，定 位准确度因为图像信息采集面积的减小而降低。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种触摸屏定位装置及触摸屏定位方法，不增 加图像传感器控制单元以及高精确度的电子快门，降低硬件成本；并且保证 图像信息采集面积以提供定位的准确程度。

本发明提出的触摸屏定位装置，包括：广角摄像头、两个深色吸光材料 边框、两个平面反射镜、显示屏幕和计算处理模块；

所述广角摄像头位于所述显示屏幕的任意顶角；所述两个深色吸光材料边 框分别位于所述广角摄像头相邻两侧的显示屏幕边框上，并垂直于所述显示 屏幕的平面；所述两个平面反射镜边框分别位于所述广角摄像头对面两侧的 显示屏幕边框上，并垂直于所述显示屏幕的平面；

所述广角摄像头、所述计算处理模块、所述显示屏幕顺序连接；

所述计算处理模块预先设置屏幕坐标系，接收所述广角摄像头采集的图 像；所述计算处理模块对所述采集的图像进行畸变校正处理，并从所述图像 数据中确定两个参考点，然后根据所述屏幕坐标系和所述参考点从所述广角 摄像头的位置引出两条虚拟射线；所述计算处理模块确定所述两条虚拟射线 分别与所述反射镜的边框相交的交点坐标，根据所述交点坐标与所述虚拟射 线的斜率计算获得两个所述虚拟射线的反射线方程，再由所述两个反射线方 程计算得到触摸点坐标；所述计算处理模块将所述触摸点坐标发送至所述显 示屏幕进行显示。

本发明提出的触摸屏定位方法，是应用本发明提出的触摸屏定位装置的触 摸屏定位方法，包括：

步骤一，预先设置屏幕坐标系，接收采集的图像数据；

步骤二，对所述图像数据进行畸变校正处理；