專利名稱：激光掃描式觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種使用激光掃描定位技術(shù)的觸摸屏。
背景技術(shù)：
目前通用的觸摸屏基本采用紅外觸摸系統(tǒng)，其方式為通過由沿著觸摸區(qū)域四周安裝在x、
Y方向排布均勻的紅外發(fā)射管和紅外接收管，控制和驅(qū)動電路在MCU執(zhí)行代碼的控制下驅(qū) 動紅外發(fā)射管和紅外接收管，對應(yīng)掃描形成X方向和Y方向橫豎交叉的紅外線矩陣。當(dāng)有觸 摸時，手指或其它物體就會擋住經(jīng)過該點(diǎn)的橫豎紅外線，由控制系統(tǒng)判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的 位置。
由于紅外發(fā)射管和紅外接收管分布的稀密程度直接影響該觸摸屏對觸摸體的分辨能力， 因此隨著屏體尺寸的加大，紅外發(fā)射管和紅外接收管的個數(shù)也會成倍的增加(比如85吋的紅 外觸摸屏有500對左右的紅外發(fā)射管和紅外接收管)，如果某一支或幾支管子出現(xiàn)異常，都會 影響整個觸摸屏的性能，因此目前通用的紅外觸摸屏存在系統(tǒng)穩(wěn)定性不高、系統(tǒng)調(diào)試復(fù)雜、 硬件成本高等諸多弊端。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在解決普通紅外觸摸屏的紅外發(fā)光管太多、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等技術(shù)問題，以 提供一種系統(tǒng)穩(wěn)定性高、調(diào)試簡單、硬件成本低的激光掃描式觸摸屏。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，有顯示屏(14)、反射條或反射鏡、CPU系統(tǒng)控制電路、 接口控制電路，其中觸摸屏上邊至少設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(1)或激光接收處理單元， 其下邊相應(yīng)至少設(shè)有一個激光接收處理單元(2)或激光掃描發(fā)射單元，觸摸屏右邊至少設(shè)有 一個激光掃描發(fā)射單元(3)或激光接收處理單元，其左邊相應(yīng)至少設(shè)有一個激光接收處理單
元(4)或激光掃描發(fā)射單元。
本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，其中所述的激光掃描發(fā)射單元為利用二極管作為光源 的單線式掃描器。
本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，其中所述的單線式掃描器為轉(zhuǎn)鏡式、顫鏡式或其他形 式的單線式掃描器。
本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，其中所述的激光接收處理單元由以下電路順次連接構(gòu) 成，光電轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)理電路、信號處理電路、接口輸出電路。
本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，其中所述的激光掃描發(fā)射單元和接收單位可設(shè)于觸摸 屏四邊的任意位置。
本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，其中所述的反射條由設(shè)于觸摸屏四邊上的有規(guī)則排列 的反射條或反射鏡構(gòu)成。
本實(shí)用新型激光掃描式觸摸屏的有益效果
1. 系統(tǒng)穩(wěn)定性高；
2. 調(diào)試簡單；
3. 硬件成本低。


圖1主視圖
圖2系統(tǒng)電路原理圖
圖3接收處理單元電路原理圖
圖4激光傳輸路徑在同一平面的示意圖
圖5激光傳輸路徑在同一平面的信號波示意圖——有觸摸時接收信號波形 圖6激光傳輸路徑在同一平面的信號波示意圖——無觸摸時接收信號波形 圖7激光傳輸路徑在不同平面的示意圖
圖8激光傳輸路徑在不同平面的信號波示意圖——有觸摸時接收信號波形 圖9激光傳輸路徑在不同平面的信號波示意圖——無觸摸時接收信號波形 圖10單一發(fā)射與接收模塊示意圖
圖中標(biāo)號說明1激光掃描發(fā)射單元(X軸)、2激光接收處理單元(X軸)、3激光掃描 發(fā)射單元(Y軸)、4激光接收處理單元(Y軸)、5反射條或反射鏡、6反射條或反射鏡、7觸 摸點(diǎn)、8激光掃描發(fā)射單元(X軸)、9激光掃描發(fā)射單元(Y軸)、10激光接收處理單元(X/Y 軸)、ll觸摸點(diǎn)、12反射條或反射鏡、13反射條或反射鏡、14顯示屏、15激光掃描發(fā)射源、 16激光接收處理單元、17反射條、18反射條、19反射條、20反射條、21觸摸點(diǎn)
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型詳細(xì)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、作用與功效，參照附圖1-9，通過如下實(shí)施方式予以說明。
實(shí)施例一
參閱圖l、 2、 3所示，本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，包括有觸摸屏14、反射條或反 射鏡、CPU系統(tǒng)控制電路、接口控制電路，其中觸摸屏上邊設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(X 軸)1 (轉(zhuǎn)鏡式或顫鏡式單線掃描器)，其下邊設(shè)有一個激光接收處理單元(X軸)2，該激光 接收處理單元由光電轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)理電路、信號處理電路、接口輸出電路構(gòu)成，觸摸屏 右邊設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(Y軸)3 (轉(zhuǎn)鏡式或顫鏡式單線掃描器)，其左邊設(shè)有一個 激光接收處理單元(Y軸)4。
本實(shí)施例的觸摸屏工作流程如下
1. 啟動觸摸屏，通過CPU系統(tǒng)控制電路控制位于上邊的激光掃描發(fā)射單元(X軸)l和 位于右邊的激光掃描發(fā)射單元(Y軸)3工作?？刂茠呙杞嵌仁怪謩e達(dá)到對觸摸屏 X軸和Y軸方向的全覆蓋。同時打開位于下邊的激光接收處理單元(X軸)2和位于 左邊的激光接收處理單元(Y軸)4接收通過兩級反射后的激光信號。分別處理X、 Y軸向所有反射信號并按序號順序(1、 2、 3、…….n)保存其信號的強(qiáng)度。
2. 根據(jù)(歩驟l)中保存的數(shù)據(jù)(反射信號的強(qiáng)度)，根據(jù)信號的分析，判斷有無觸摸，如果有則保存被觸摸點(diǎn)的位置信息(即保存的序號)。
3. 由于反射通道均勻分布在X、 Y軸上，接收的信號的保存序號與X、 Y軸的軸向距離 成正比，根據(jù)(步驟2)判斷的位置信息計(jì)算出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。
4. 通過觸摸系統(tǒng)接口，將步驟3得出的觸摸點(diǎn)坐標(biāo)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中；
5. 返回l，開始進(jìn)行新的掃描。
實(shí)施例二
當(dāng)激光傳輸路徑在同一平面時，參閱圖2、 3、 4、 5、 6所示，本實(shí)用新型的激光掃描式 觸摸屏，，包括有觸摸屏、反射條或反射鏡、CPU系統(tǒng)控制電路、接口控制電路，其中觸摸屏 左下角處設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(X軸)8 (顫鏡式單線掃描器)，右下角處設(shè)有一個激 光掃描發(fā)射單元(Y軸)9 (顫鏡式單線掃描器)，左上角設(shè)有一個激光接收處理單元10 (X/Y 軸)。
本實(shí)施例的觸摸屏工作流程如下
激光掃描發(fā)射單元8 (X軸)發(fā)出的激光依次均勻的射到屏體下邊的(反射條或反射鏡 12)上，適當(dāng)?shù)脑O(shè)置反射條或反射鏡的反射角度使經(jīng)反射條或反射鏡反射的光線完全垂直于 X軸方向，該光線被屏體上方的(反射條或反射鏡13) 二次反射后全部集中到激光接收處理 單元IO (X軸)接收處理。在屏體內(nèi)無觸摸體時激光接收處理單元10 (X軸)能夠接收激光 掃描發(fā)射單元8 (X軸)發(fā)出的所有信號(如圖6);當(dāng)屏體內(nèi)有觸摸體(觸摸點(diǎn)ll)時掃描 光線掃到(x4)時通道被擋，激光接收處理單元IO (X軸)接收到的信號波形(如圖5)，根據(jù) 接收波形的變化情況很容易判斷出觸摸點(diǎn)的位置，由于反射條或反射鏡是均勻分布在X軸方 向，因此波形中的脈沖個數(shù)即為X軸反射條或反射鏡個數(shù)，脈沖位置與X軸的坐標(biāo)位置呈線 性關(guān)系。根據(jù)信號衰減點(diǎn)的脈沖編號就能計(jì)算出X軸的觸摸坐標(biāo)。Y軸處理方式與X軸類似。
實(shí)施例三
當(dāng)激光傳輸路徑不在同一平面時，參閱圖2、 3、 7、 8、 9所示，本實(shí)用新型的激光掃描 式觸摸屏，包括有觸摸屏、反射條或反射鏡、CPU系統(tǒng)控制電路、接口控制電路，其中觸摸 屏上邊設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(X軸)1 (轉(zhuǎn)鏡式單線掃描器)，其下邊設(shè)有一個激光接
收處理單元(X軸)2，該激光接收處理單元由光電轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)理電路、信號處理電路、 接口輸出電路構(gòu)成，觸摸屏右邊設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(Y軸)3 (轉(zhuǎn)鏡式單線掃描器)， 其左邊設(shè)有一個激光接收處理單元(Y軸)4。
本實(shí)施例的觸摸屏工作流程如下
激光掃描發(fā)射單元(X軸)1發(fā)出的激光依次均勻的射到屏體下邊的(反射條或反射鏡6) 上，適當(dāng)?shù)脑O(shè)置反射條或反射鏡的反射角度使經(jīng)反射條或反射鏡反射的光線完全垂直于X軸 方向，該光線被屏體上方的(反射條或反射鏡5) 二次反射后全部集中到激光接收處理單元 (X軸)2接收處理。在屏體內(nèi)無觸摸體時激光接收處理單元(X軸)2能夠接收激光掃描發(fā) 射單元(X軸)1發(fā)出的所有信號(如圖9);當(dāng)屏體內(nèi)有觸摸體(觸摸點(diǎn)7)時掃描光線掃 到(x4)時通道被擋，激光接收處理單元(X軸)2接收到信號波形(如圖8)，根據(jù)接收波形的 變化情況很容易判斷出觸摸點(diǎn)的位置，由于反射條或反射鏡是均勻分布在X軸方向，因此波 形中的脈沖個數(shù)即為X軸反射條或反射鏡個數(shù)，脈沖位置與X軸的坐標(biāo)位置呈線性關(guān)系。根 據(jù)信號衰減點(diǎn)的脈沖編號就能計(jì)算出X軸的觸摸坐標(biāo)。Y軸處理方式與X軸類似。(其中光 線傳輸路徑中的虛線部分應(yīng)該在觸摸區(qū)的不同面上。比如用玻璃隔開等方式)
實(shí)施例四
參閱圖10所示。激光掃描發(fā)射源15發(fā)出的激光依次均勻的射到屏體左邊反射條18、下 邊的反射條20上，適當(dāng)?shù)脑O(shè)置反射條的反射角度使經(jīng)反射條反射的光線完全垂直于Y軸、 垂直于X軸方向，該光線被屏體右方的反射條19、上方的反射條17二次反射后全部集中到 激光接收處理單元16接收處理。在屏體內(nèi)無觸摸體時接收處理單元能夠接收Y軸、X軸掃 描發(fā)射源發(fā)出的所有信號；當(dāng)屏體內(nèi)有觸摸體(觸摸點(diǎn)21)時掃描光線被擋，根據(jù)接收波形 的變化情況很容易判斷出觸摸點(diǎn)的位置，由于反射條紋是均勻分布在Y軸、X軸方向，因此 波形中的脈沖個數(shù)即為X軸反射條紋個數(shù)，脈沖位置與X軸的坐標(biāo)位置呈線性關(guān)系。根據(jù)信 號衰減點(diǎn)的脈沖編號就能計(jì)算出X軸的觸摸坐標(biāo)。Y軸處理方式與X軸類似。
由上可見，采用本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，可以有效解決目前通用的普通紅外觸 摸屏的紅外發(fā)射管和紅外接收管分布的稀密程度直接影響該觸摸屏對觸摸體分辨能力的技術(shù) 問題，采用本激光掃描式觸摸屏具有系統(tǒng)穩(wěn)定性高、調(diào)試簡單、硬件成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1. 一種激光掃描式觸摸屏，包括有顯示屏(14)、反射條或反射鏡、CPU系統(tǒng)控制電路、接口控制電路，其特征在于觸摸屏任一邊至少設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元，其相應(yīng)另一邊至少設(shè)有一個激光接收處理單元。
2. 如權(quán)利要求l所述的激光掃描式觸摸屏，其特征在于所述的觸摸屏上邊至少設(shè)有一個激 光掃描發(fā)射單元(1)或激光接收處理單元，其下邊相應(yīng)至少設(shè)有一個激光接收處理單元(2)或激光掃描發(fā)射單元，觸摸屏右邊至少設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元(3)或激光接收 處理單元，其左邊相應(yīng)至少設(shè)有一個激光接收處理單元(4)或激光掃描發(fā)射單元。
3. 如權(quán)利要求l所述的激光掃描式觸摸屏，其特征在于所述的激光掃描發(fā)射單元為利用二極管作為光源的單線式掃描器。
4. 如權(quán)利要求3所述的激光掃描式觸摸屏，其特征在于所述的單線式掃描器為轉(zhuǎn)鏡式或顫鏡式。
5. 如權(quán)利要求l所述的激光掃描式觸摸屏，其特征在于所述的激光接收處理單元由以下電 路順次連接構(gòu)成，光電轉(zhuǎn)換電路、信號調(diào)理電路、信號處理電路、接口輸出電路。
6. 如權(quán)利要求l所述的激光掃描式觸摸屏，其特征在于所述的激光掃描發(fā)射單元和激光接 收處理單元可設(shè)于觸摸屏四邊的任意位置。
7. 如權(quán)利要求l所述的激光掃描式觸摸屏，其特征在于所述的反射條由設(shè)于觸摸屏四邊上 的有規(guī)則排列的反射條或反射鏡構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型的激光掃描式觸摸屏，涉及光電信號處理技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決普通紅外觸摸屏的紅外發(fā)光管太多、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等技術(shù)問題。本實(shí)用新型包括有顯示屏、反射條或反射鏡、CPU系統(tǒng)控制電路、接口控制電路，其中觸摸屏任一邊至少設(shè)有一個激光掃描發(fā)射單元，其相應(yīng)另一邊至少設(shè)有一個激光接收處理單元。本實(shí)用新型適用于需要高穩(wěn)定性的觸摸屏設(shè)計(jì)制造工業(yè)。
文檔編號G06F3/041GK201212989SQ20082006406
公開日2009年3月25日 申請日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者沈海洋, 蒲彩林 申請人:成都吉銳觸摸技術(shù)股份有限公司