[发明专利]利用光学干涉或衍射原理的触摸装置及其触摸检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种触摸装置及其触摸检测方法，尤其涉及一种利用光学干涉或衍射原理的触摸装置及其触摸检测方法。

背景技术

当今手机等便携式电子装置的人机接口已不再是按键触发中断，而是由触摸屏技术取代了。电容触摸屏也是现在市场上使用最广泛触摸屏，其对应的检测和驱动技术也越来越精准和成熟。电容式触摸技术主要有自电容式触摸技术和互电容式触摸技术，其都是利用检测人手指的电容来确定触摸点。

参照图1，电容触摸屏的基本原理是：当用户触摸屏幕时，手指头吸收走一个很小的电流，这个电流分从触摸屏四个角或四条边上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。目前的透明导电材料氧化金属非常脆弱，触摸几下就会损坏，还不能直接用来作为工作层，所以只能在外部增加一层非常薄的坚硬玻璃，而玻璃显然是不能导电，因此无法使用直流电，改用高频交流信号，靠人的手指头(隔着薄玻璃)与工作面形成的耦合电容来吸走一个交流电流(参见图2)。通过检测该手指头的寄生电容变化，来确定手指的触摸位置，就是电容屏的原理。

电容触摸屏唯一不足的是其透明导电材料氧化物制作成本相对较高，若同样能检测到触摸定点且成本较之低，这无疑是个替代的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够利用光学波动特性来实现触摸屏的装置，以代替电容触摸屏。

根据本发明的实施例，提供一种触摸装置，包括：多个光源，每个光源均选用非可见光；多个挡板，所述多个挡板沿互相垂直的两个方向成对设置，在所述多个挡板上设置有干涉或者衍射元件，光源通过干涉或者衍射元件能够形成干涉或衍射条纹；多个光检测器，所述多个光检测器与所述多个光源对应，用于检测干涉或衍射条纹的移动变化，其中，挡板设置在对应的光源与光检测器之间，挡板能够在外界的压力作用下带动挡板上设置的干涉或衍射元件向下发生位移或形变，从而使得相应的干涉或者衍射条纹发生移动变化。

所述装置还包括：透明玻璃板，设置于所述多个挡板之上，用于实现触碰振动的传导。

光源设置有四个，光检测器设置有四个，挡板设置有两个。

所述多个挡板上设置的干涉或者衍射元件为双缝单元，双缝单元中的狭缝沿水平方向延伸。

光检测器选用CCD。

所述光源采用单波长的红外光源。

对触摸过程中的状态用比较器去实时对比获得数字信号，对于亮条纹，采集并用比较器比较得到高电平1；对于暗条纹，采集并用比较器比较得到低电平0，每当得到的电平从高电平变为低电平或从低电平变为高电平时，计数器增1，通过计数器最后得到计数值来获得条纹的移动量。

采集触摸过程中的光信号，将光信号转换为电的模拟信号进行判断，不仅对检测点上移动的条纹进行计数，而且还检测小于一个条纹数的移动量。

对采集的全部数据进行对比，将条纹移动量最大的点确定为触摸点。

挡板沿x轴方向和y轴方向设置，x轴y轴形成的平面与触摸装置的触摸平面平行，x轴、y轴互相垂直，一部分光检测器平行于x轴，其余的光检测器平行于y轴，根据平行于x轴的光检测器检测到的条纹位移最大的位置来确定触摸点的x坐标，根据平行于y轴的光检测器检测到的条纹位移最大的位置来确定触摸点的y坐标。

挡板沿互相垂直的x轴方向和y轴方向设置，x轴方向和y轴方向分别平行于触摸屏的一个边界。

根据本发明的实施例，还一种使用如上所述的触摸装置的触摸检测方法，包括：当触摸屏受到触发而被激活时，启动光源；周期性采集触摸屏的条纹状态数据D1，比较条纹状态数据D1与存储器中存储的触摸屏不振动的情况下的初始条纹状态数据D0；如果比较的结果相同，仍继续采集条纹状态数据D1；如果比较的结果不同，执行误判算法，确定触摸屏的振动是否为环境噪声，在确定触摸屏的振动是环境噪声的情况下，仍继续采集条纹状态数据D1，在确定触摸屏的振动不是条纹状态数据，对比初始条纹状态数据D0与所采集的条纹状态数据D1以确定条纹的位移或变化，从而确定触摸位置，并执行根据触摸的相应操作。

所述方法还包括：在启动光源的步骤之后，根据用户设置确定是否执行初始化，在执行初始化的情况下，采集屏幕不振动的情况下的初始条纹状态数据D0，并将初始条纹状态数据D0存储于存储器中。

所述初始化步骤在每次触摸屏被激活之后都进行，或者定期执行一次初始化步骤。