一种基于红外激光的触摸设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种基于红外激光的触摸设备。


背景技术：

[0002]
触摸屏技术已经比较普及，越来越多的用户已经习惯了用触摸屏进行人机互动。目前主流的触摸屏主要有电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外触摸屏、声波触摸屏和激光式触摸屏。其中，对于激光式触摸屏来说，由于激光收发元件均设置在触摸屏体的下方，而触摸屏体的上侧、左侧和右侧均不用设置其它元器件，因此触摸屏体的上侧、左侧和右侧基本可以做到零边框，这就使得激光式触摸屏也越来越被广泛地应用于各行各业中。
[0003]
公开号为cn103186295a的现有技术于2013年4月1日公开了一种触摸屏定位装置及触摸点计算方法。所述装置包括显示屏，还包括：两个发散角为90度或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；数据处理模块与显示屏、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。该技术克服了畸变问题，使得触摸点定位更加准确。但在实际应用中该技术仍然存在着如下缺陷：
[0004]
1、由于光电探测器和一字线激光器均安装在显示屏同一边的两个顶角上，而顶角的空间较为狭窄，势必会增加装配难度。同时光电探测器和一字线激光器距离较近，容易造成自激干扰。
[0005]
2、该技术只能被动接收反射光源，其功能较为单一。
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3、光电探测器仅设置在显示屏同一边的两个顶角上，不能很好地解决多点触摸时容易出现虚假触摸点的问题。


技术实现要素：

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本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种基于红外激光的触摸设备，本实用新型能够减少顶角的占用空间，降低装配难度，同时还能够避免出现自激干扰的情况。
[0008]
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
[0009]
一种基于红外激光的触摸设备，其特征在于：包括触摸屏、光学传感器和激光源，所述光学传感器和激光源均固定在触摸屏的其中一侧边；其中，光学传感器的数量至少为两个，触摸屏的两个顶角处各设置有一个光学传感器；激光源位于设置在触摸屏两个顶角处的光学传感器之间，且激光源发射的红外激光布满触摸屏表面。
[0010]
所述激光源的数量为两个，且激光源之间设置有光学传感器。
[0011]
所述的触摸设备还包括用于在触摸屏上进行触摸的触摸笔。
[0012]
所述触摸笔包括笔筒、电池、开关和用于发射红外激光的发射组件，发射组件和电
池均固定在笔筒内，且发射组件与电池固定连接；开关设置在笔筒表面，用于控制发射组件的开闭。
[0013]
所述发射组件包括激光管和与激光管相对应的反射锥体，激光管发射的红外激光通过反射锥体的锥形面垂直反射。
[0014]
所述笔筒上还设置有与电池相连的充电接口。
[0015]
所述触摸笔上设置有磁吸件，触摸笔通过磁吸件吸附在触摸屏上。
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所述磁吸件为环形结构，分别设置在触摸笔的两端。
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采用本实用新型的优点在于：
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1、本实用新型将光学传感器和激光源均固定在触摸屏的其中一侧边，但对光学传感器和激光源的具体位置进行了限定，具体的，触摸屏的两个顶角处各设置有一个光学传感器，激光源位于设置在触摸屏两个顶角处的光学传感器之间。该特定结构的触摸设备，能够有效减少顶角的占用空间，降低装配难度，同时由于激光源与光学传感器相距较远，因此还能够避免出现自激干扰的情况，从而保证触摸效果更好。
[0019]
2、本实用新型在激光源之间设置有光学传感器，相当于在除了顶角处的光学传感器外还设置了另外的光学传感器，其优点在于在进行多点触摸时能够排除虚假触摸点，有效识别真实触摸体，提升了多点触摸时的识别精度。
[0020]
3、本实用新型通过触摸笔有利于使用者方便地对触摸设备进行触摸操作或书写操作。
[0021]
4、本实用新型将触摸笔设为可发射红外激光的结构，能够通过触摸笔发射的红外激光实现触摸体的高精度定位。
[0022]
5、本实用新型通过反射锥体的锥形面垂直反射红外激光信号，有利于红外激光的均匀反射。
[0023]
6、本实用新型在触摸笔上设置有磁吸件，通过磁吸件既能够防止触摸笔丢失，也能够在不使用时方便地将触摸笔吸附在触摸屏上。
附图说明
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图1为实施例1中光学传感器数量为两个时的结构示意图；
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图2为实施例1中光学传感器数量超过两个时的结构示意图；
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图3为实施例1中计算触摸体时的结构示意图；
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图4为实施例3的结构示意图；
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图5为实施例3中触摸笔的结构示意图；
[0029]
图6为实施例3中发射组件的其中一种结构示意图；
[0030]
图7为实施例3中发射组件的另一种结构示意图；
[0031]
图8为实施例3的工作流程图；
[0032]
图中的标记为：1、触摸屏，2、光学传感器，3、激光源，4、触摸笔，5、笔筒，6、电池，7、开关，8、发射组件，9、激光管，10、反射锥体，11、充电接口，12、磁吸件，13、触摸体，14、虚假触摸点。
具体实施方式
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下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
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实施例1
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本实用新型提供了一种基于红外激光的触摸设备，如图1、2所示，其包括触摸屏1、光学传感器2和激光源3，所述光学传感器2和激光源3均固定在触摸屏1的其中一侧边，优选光学传感器2和激光源3均固定在触摸屏1的下侧边处。其中，光学传感器2的数量至少为两个，触摸屏1下侧边处的两个顶角处各设置有一个光学传感器2；激光源3的数量为两个，激光源3位于设置在触摸屏1两个顶角处的光学传感器2之间，且激光源3发射的红外激光布满触摸屏1表面。
[0036]
本实施例中，当光学传感器2的数量为两个时，两个光学传感器2分别设置在触摸屏1下侧边的两个顶角处，但该结构的触摸设备仅适用于单触摸体13触摸，若有多个触摸体13时，如图1所示将会出虚假触摸点14。当光学传感器2的数量超过两个时，除了其中两个光学传感器2设置在顶角处外，其余光学传感器2可设置在激光源3之间。该结构的触摸设备不仅适用于单触摸体13触摸，也适用于多触摸体13触摸，由于有多个光学传感器2，因此能够有效排除虚假触摸点14，从而有效识别出真实触摸体13。
[0037]
本实施例中，为了保证更好的触摸效果，优选在光学传感器2的镜头前方还设置有滤光片，用于滤除进入光学传感器2的干扰光源。
[0038]
本实施例主要通过触摸体13反射红外激光来实现触摸体13的识别，其相当于被动工作模式，现以a、b两个光学传感器2为例来说明具体的触摸识别原理，如图3所示，设置a、b两个光学传感器2的距离即底边为l，有触摸体13touch，l1方向和l2方向的光线分别被a号光学传感器2和b号光学传感器2所接收。通过触摸体13在光学传感器2的成像位置，即可得到触摸体13在光学传感器2的角度方位。已知触摸体13在a号光学传感器2投影的角度α、触摸体13在b号光学传感器2投影的角度β，从触摸体13出发作底边l的垂线h, 根据直角三角形函数关系，可由公式h*(cosα/sinα)+h*(cosβ/sinβ)=l求出h，h即为触摸体13的y坐标, 再由公式x=h*(cosα/sinα)可求出触摸体13touch到a号光学传感器2的水平距离，即触摸体13的x坐标。
[0039]
实施例2
[0040]
本实施例与实施例1基本相同，主要区别在于：
[0041]
所述的触摸设备还包括用于在触摸屏1上进行触摸的触摸笔4，触摸笔4可代替人体手指进行触摸。触摸笔4可通过磁铁等吸附件吸附在触摸屏1上，一方面避免丢失，另一方面方便使用者取用。
[0042]
实施例3
[0043]
本实施例与实施例1基本相同，主要区别在于：
[0044]
如图4、5所示，所述的触摸设备还包括用于在触摸屏1上进行触摸的触摸笔4，所述触摸笔4包括笔筒5、电池6、充电接口11、开关7和用于发射红外激光的发射组件8，发射组件8和电池6均固定在笔筒5内，且发射组件8与电池6固定连接；开关7设置在笔筒5表面，用于控制发射组件8的开闭；充电接口11设置在笔筒5表面，用于为电池6充电。
[0045]
本实施例中，所述触摸笔4上设置有磁吸件12，磁吸件12可为环形结构，分别设置在触摸笔4的两端的外部或内部，使用时可通过磁吸件12吸附在触摸屏1上。
[0046]
本实施例中，如图6、7所示，所述发射组件8包括激光管9和与激光管9相对应的反射锥体10，激光管9发射的红外激光通过反射锥体10的锥形面垂直反射。其中，反射锥体10包括一体成型的圆柱段和锥体段，在安装时既可使圆柱段与激光管9相对应，也可使锥体段与激光管9相对应。而不论哪种方式，激光管9发出的红外激光均通过锥体段的锥形面垂直反射出去。
[0047]
本实施例中，由于触摸设备本身可通过触摸体13反射红外激光来实现触摸体13的识别，因此触摸设备具备被动工作模式。又由于设置了可发射红外激光的触摸笔4，因此在实际使用时可通过触摸笔4与光学传感器2配合实现触摸体13的识别，进而使得触摸设备具备主动工作模式。其流程如图8所示，触摸设备上电后进行系统初始化，初始化后先关闭激光源3，由光学传感器2进行检测，若检测到有红外激光信号，表示此时有触摸笔4在触摸屏1上发出红外激光信号，因此进入主动工作模式对触摸体13进行定位，定位完成后输出触摸体13的坐标。若未检测到红外激光信号，则进入被动工作模式，再次打开激光源3，由光学传感器2采集检测信号，若检测到红外激光信号，表示此时有触摸体13在触摸，根据实施例1所述公式即可得出并输出触摸体13的坐标。
[0048]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。