一种通过光学测距实现的触摸识别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种触摸识别装置，包括多个可控准直光源，所述准直光源入射到触摸屏的触摸区域；还包括至少一个测距元件，用于检测所述可控准直光源发射的光从发射到经过触摸物体反射后到达该测距元件所经过的路程，所述触摸识别装置根据所述路程及已知参数计算出触摸物体所处的位置。利用本发明专利技术的上述方案，采用单边发射的方式，结构简单，减少灯的数量降低成本，因为红外屏的很大一部分成本来自于灯。将本发明专利技术的触摸识别装置设置在显示屏的上方，没有底边，还能解决红外屏底边容易积灰、落雪导致无法触摸的情形。

A touch recognition device and method realized by optical distance measurement

The invention discloses a touch recognition device comprises a plurality of controllable collimated light source, the collimated light source to incident touch area of the touch screen; also includes at least one ranging element to detect the emission light emitted from a collimated light source controlled through touch object reflection after arriving at the location element through the journey, the touch recognition device according to the distance and the known parameters calculated touch the object position. By using the above plan, the single side emission method is adopted, and the structure is simple, and the number of lamps is reduced, and the cost is reduced, because a large part of the cost of the infrared screen comes from the lamp. The touch recognition device of the invention is not at the bottom, at the top of the display, but also can solve the bottom ash, infrared screen easily lead to touch the snow.

【技术实现步骤摘要】
一种通过光学测距实现的触摸识别装置及方法本专利技术涉及触摸识别装置领域，尤其涉及一种通过光学测距进行触摸识别的触摸识别装置及识别方法。
技术介绍
目前触摸识别装置主要是电容式触摸识别装置、电阻式触摸识别装置、光学触摸识别装置、超声波触摸识别装置以及红外触摸识别装置，红外触摸识别装置的工作原理是利用红外发射元件与红外接收元件形成的扫描光线来检测触摸物体的位置，当有不透明物体置于其中时，会阻挡发射灯到接收灯的光路，从而检测到触摸物的位置。最常见的是触摸识别装置四周都设置红外发射和/或红外接收元件，有方形的、圆形的、椭圆形的以及不规则形状的，红外触摸识别装置在形状上具有独特的优势，不受限于任何形状，此外还有双边红外触摸识别装置，在红外触摸识别装置的相对边上设置红外收发元件，形成扫描光路。红外触摸识别装置的最大特点就是扫描光路越密集，精度就越高，但是同样的，需要的红外收发元件就需要的越多，控制电路也相应增加，成本就会比较高，在小尺寸显示屏的应用上，相对于电容屏没有任何成本优势，如果将红外元件减少，触摸精度又会达不到要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种通过光学测距进行触摸识别的触摸识别装置，具有元器件少、成本低还不影响触摸精度的优点。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种触摸识别装置，包括多个可控准直光源，所述准直光源入射到触摸屏的触摸区域；还包括至少一个测距元件，用于检测所述可控准直光源发射的光从发射到经过触摸物体反射后到达该测距元件所经过的路程，所述触摸识别装置根据所述路程及已知参数计算出触摸物体所处的位置。所述已知参数包括所述测距元件与所述可控准直光源之间的距离及所述测距元件与所述可控准直光源的连线与该可控准直光源的发射方向所成的夹角。优选的，所述可控准直光源包括光发射元件和光发射元件前方设置的准直透镜。优选的，所述夹角为90度。优选的，所述多个可控准直光源发射的方向不尽相同。优选的，所述多个可控准直光源形成一排阵列，包括两个测距元件，分别位于所述阵列的两端。优选的，所述多个可控准直光源形成一排阵列，还包括发射方向平行于所述阵列的可控准直光源。本专利技术还提供一种触摸识别方法，包括如下步骤：设置多个可控准直光源入射到触摸屏的触摸区域；设置至少一个测距元件，用于测试所述可控准直光源发射的光从发射到经过触摸物体反射后到达该测距元件所经过的路程，通过所述路程以及已知参数计算出触摸物体所处的位置。所述已知参数包括所述测距元件与所述可控准直光源之间的距离及所述测距元件与所述可控准直光源的连线与该可控准直光源的发射方向所成的夹角。优选的，所述可控准直光源包括光发射元件和光发射元件前方设置的准直透镜。利用本专利技术的上述方案，采用单边发射的方式，结构简单，减少灯的数量降低成本，因为红外屏的很大一部分成本来自于灯。将本专利技术的触摸识别装置设置在显示屏的上方，没有底边，还能解决红外屏底边容易积灰、落雪导致无法触摸的情形。附图说明图1现有技术中的光测距原理图；图2为本专利技术第一实施例光路原理图；图3为本专利技术第二实施例光路原理图；图4为本专利技术第三实施例光路原理图；图5为多点触摸存在有时无法识别的示意图；图6为本专利技术第四实施例光路原理图；图7为本专利技术第五实施例光路原理图；图8为本专利技术第五实施例另一光路原理图；图9为本专利技术电路原理示意图；图10为本专利技术采用校验工装获得修正因子示意图；图11为本专利技术采用校验工装获得修正因子另一方式示意图。具体实施方式下面将结合具体实施方式及附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术采用光测距的方式来定位触摸点，通过测量发射元件到测距元件之间的距离，来定位触摸物体的位置。本专利技术的触摸识别装置，包括多个可控准直光源，所述准直光源入射到触摸屏的触摸区域；还包括至少一个测距元件，用于检测所述可控准直光源发射的光从发射到经过触摸物体反射后到达该测距元件所经过的路程，所述触摸识别装置根据所述路程及已知参数计算出触摸物体所处的位置。所述已知参数包括所述测距元件与所述可控准直光源之间的距离及所述测距元件与所述可控准直光源的连线与该可控准直光源的发射方向所成的夹角。而且计算也很简单，根据三角形边长计算公式就可以计算出触摸物体所处的位置。现有技术中光学测距原理已经很成熟，广泛应用于激光测距仪、激光雷达以及体感设备等方面。光学测距一般是采用TOF(TimeofFlight)法，即通过测量光的飞行时间来计算距离。测量飞行时间一般采用相位法，其精度最高能达到毫米级。光测距原理如图1所示：TOF控制器连接发射器1和接收器2(实际产品中，通常控制器、发射器和接收器都集成为一个测距元件)。发射器1发出一束光3，该束光照到触摸物体4上发生散射，散射的光5会被接收器2接收到。发射器1发出的该束光一般被调制成正弦波形，由于时间延迟，接收器2和发射器1的波形会有一个相位差，根据相位差可以算出距离。第一实施例参见图2，本专利技术的触摸识别装置包括光发射阵列、准直透镜阵列6以及测距元件2，所述光发射阵列位于触摸识别装置边框的其中一边上(可以称之为触摸识别装置边框的主边)，所述测距元件2可以位于触摸识别装置的非触摸区域的任意地方，图2中该测距元2件位于光发射阵列的一端，所述光发射阵列包括多个光发射元件1，所述光发射元件1发射的光经过准直透镜阵列6后形成准直光32，且按照一定的角度θ发射到触摸识别装置的触摸区域，其中θ为该光发射元件1与测距元件之间的连线与所述准直光之间的夹角，且是已知的值，图2所示每个光发射元件发出的准直光平行，θ相同，在实际应用中，每个光发射元件对应的θ可以不必相同，或者说可以不尽相同，可以有相同，也可以有不同的存在。在生产测试时检测每个光发射元件对应的θ角度，一旦焊接完成，θ角度也就唯一确定了。除了θ是已知的，所述光发射元件1与测距元件之间的连线Y也是已知的定值，每个光发射元件1对应一个已知的θ和Y值，在触摸识别装置元器件安装完成后，这两个参数就确定下来了。由于测距元件2能检测到光线32和光线52的长度之和，假设测距元件2测得的长度之和为D，将光线32的长度设为L，将光线52的长度设为M，则L+M＝D，D为每次检测到的具体的数字。由于Y、θ和D为已知，只需要计算出x和y的值，就可以得到物体所处的坐标位置，1)L*sinθ＝x2)(Y-L*cosθ)2＝M2-x23)L+M＝D4)(Y-L*cosθ)＝y由上述1)至4)个公式可以得出x和y的值。经过坐标换算后，即可得到物体所处显示屏区域的实际坐标位置。本专利技术采用光发射元件与准直透镜组合构成准直光源，在实际应用中，可以通过对光发射元件加工，直接加工成准直光发射元件。例如对红外发射管的出光面增加聚光结构，让其变成准直红外发射管，直接发出准直光，或者光发射元件在制造时，直接制造成准直光发射元件，省略掉准直透镜阵列，使得触摸识别装置结构更紧凑。第二实施例作为一个优选实施例，参见图3，每个光发射元件1通过准直透镜6发出的准直光均垂直于该光发射元件与测距元件2之间的连线，即θ＝90°。上述公式就简化成：1)L＝x2)y2＝M2-x23)L+M＝D4)Y＝y由上述1)至4)个公司可以得出x和y的值。x＝(D2-y2)/2D；y＝Y；经过坐标换算后，即可得到物体所处显示屏区域的实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸识别装置，其特征在于，包括多个可控准直光源，所述准直光源入射到触摸屏的触摸区域；还包括至少一个测距元件，用于检测所述可控准直光源发射的光从发射到经过触摸物体反射后到达该测距元件所经过的路程，所述触摸识别装置根据所述路程及已知参数计算出触摸物体所处的位置。

【技术特征摘要】
1.一种触摸识别装置，其特征在于，包括多个可控准直光源，所述准直光源入射到触摸屏的触摸区域；还包括至少一个测距元件，用于检测所述可控准直光源发射的光从发射到经过触摸物体反射后到达该测距元件所经过的路程，所述触摸识别装置根据所述路程及已知参数计算出触摸物体所处的位置。2.根据权利要求1所述的一种触摸识别装置，其特征在于，所述已知参数包括所述测距元件与所述可控准直光源之间的距离及所述测距元件与所述可控准直光源的连线与该可控准直光源的发射方向所成的夹角。3.根据权利要求1所述的一种触摸识别装置，其特征在于，所述可控准直光源包括光发射元件和光发射元件前方设置的准直透镜。4.根据权利要求2所述的一种触摸识别装置，其特征在于，所述夹角为90度。5.根据权利要求1所述的一种触摸识别装置，其特征在于，所述多个可控准直光源发射的方向不尽相同。6.根据权利要求1所述的一种触...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，
申请(专利权)人：北京汇冠触摸技术有限公司，北京汇冠新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11