[发明专利]一种触摸屏定位装置及触摸点计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学触控定位领域，更具体地，涉及一种触摸屏定位装置及触摸点计算方法。

背景技术

现有的光学触控定位方式，一般采用在屏幕两个角端放置LED及摄像头的方式，如图1所示，LED的发散角度为90°或以上，摄像头的拍摄角度为90°或以上，在屏幕的三边都放置回归反射条，其作用是可以把光朝着原来的方向反射回去；当屏幕中有触控点（任意的遮光物体）时，摄像头会拍摄到光场发生变化，根据此光场的变化可算出触控所在的角度；通过两个摄像头则可确定触控点在屏幕的位置。此方法的计算方式为，根据摄像头所采集的光斑确定触摸点与摄像头的连线跟屏幕边缘之间的夹角，如图1所示，触摸点与左摄像头的夹角为a，与右摄像头的夹角为b，L为屏幕的长边长度，H为屏幕的短边长度，所以触摸点的坐标为：x=L*tana/(tanb+tana)，y=x*tana。由以上公式则可计算出坐标点位置。

但是上述触控技术存在很多的不足或者缺陷：

（1）该触控技术难以使用于大屏幕中。当屏幕尺寸变大之后，譬如80寸，那么由于反射条反射的光强过于弱，将难以辨认触控点所引起的光场变化。如若为了获取亮度比较高的光场，需要提高反射条的厚度（一般需要达到10mm的厚度），但这样会导致整体的光学定位框高度过高，影响美观及断笔连笔的效果，也就是触控物未触摸到屏幕即引起触控屏光场的变化，造成误判，影响触控、书写的效果。

（2）上述触控技术中，需要摄像头拍摄整个触控屏幕，而对于后拍摄的技术方案来说，后拍摄的摄像头需要离屏幕一定的距离才能拍到整个屏幕的，使得整个触控结构尺寸较大，占用面积较大。

（3）由于需要摄像头拍摄整个触控屏幕，只能需要利用大角度面阵摄像头才能实现，面阵摄像头相对于线阵摄像头来说，成本较高。

（4）需要使用大角度面阵摄像头拍摄整个屏幕图像，而角度太大的摄像头畸变较大，在边角定位不够准确，影响触摸点定位的准确性。而且拍摄的图像存在一定的畸变，需要较复杂的算法进行校正，运算量较大，需要配置高运算速度的设备，如计算机，无法做到免驱的触摸设备。

（5）该触摸技术中触摸点的计算方法是先计算出触摸点与摄像头连线的夹角，然后根据一系列的较为复杂的三角函数转换公式而计算出触摸点的坐标位置。此计算方法容易引入一些计算误差，导致所计算出得坐标点不够精确。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是提供一种对触摸点定位更加准确的触摸屏定位装置。

本发明的进一步目的是提供一种对触摸点定位更加准确的触摸点计算方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种触摸屏定位装置，包括显示屏，还包括：

两个发散角为90度或者90度以上的一字线激光器，设置在显示屏一边的两个顶角上并位于显示屏前；

两个光电探测器，与两个一字线激光器对应设置在显示屏同一边的两个顶角上并位于显示屏后，用于探测光斑位置；

两个成像透镜，设置在光电探测器和显示屏之间，用于会聚触摸物的反射光线至光电探测器上；

数据处理模块与显示屏、两个光电探测器分别连接，用于根据光电探测器探测到的光斑位置计算触摸点坐标，并将计算的触摸点坐标发送给显示屏显示。

根据上述本发明的方案，两个发散角为90度或者90度以上的一字线激光器能令整个显示屏表面布满红外激光，当有触摸物触摸显示屏时，触摸物能把部分红外激光原路返回，反射回来的光强会在光电探测器处形成一个光斑，根据该光斑的位置可以求取触摸点的坐标。

一种采用上述的触摸屏定位装置的触摸点计算方法，具体步骤如下：

触摸点N经过成像透镜在光电探测器面形成的光斑为M；

光电探测器对应的成像透镜的光轴与一字线激光器光轴交于参考面的O点；所述O点经过成像透镜成像于对应光电探测器面的O’点，

由触摸点N、O点、成像透镜、M点和O’点形成两个相似三角形，根据M点和O’点的距离求取触摸点N与O点之间的距离a；

根据a和参考平面与一字线激光器的距离H求取触摸点到一字线激光器的距离L=H+X，由此获取触摸点到两个一字线激光器的距离L1和L2；

L1和L2结合两个一字线激光器之间的距离K，运用余弦定理求取触摸点的坐标X和Y。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：