光学触控定位方法、装置及终端转让专利

申请号 : CN201310744445.6

文献号 : CN104750317B

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发明人 : 刘锋许铨芬周佳杜国楹

申请人 : 北京壹人壹本信息科技有限公司

摘要 :

本发明提供一种光学触控定位方法、装置及终端,该光学触控定位装置包括光源、传感单元以及触控面板,本发明提供的光学触控定位方法通过传感单元在手或笔触控触控面板时感应光源的反射光来识别下笔粗细和动笔方向。本发明提供的光学触控定位装置省去了现有技术中需要独立的电磁板并配合电磁笔来实现触控识别,降低了产品的厚度。

权利要求 :

1.一种光学触控定位方法,其特征在于,包括以下步骤:

分别确定至少第一、第二和第三光源以及传感单元的位置,以使得所述至少第一、第二和第三光源发射的光线经过面板的反射后均会落入所述传感单元中,其中,所述传感单元用于检测入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,所述至少第一、第二和第三光源以及所述传感单元位于所述面板的下方且设置在与所述面板平行的安装平面,所述面板与所述安装平面之间的高度为H,H为大于零的数值;

在外部触摸件尚未触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵;

在外部触摸件触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵;

分别从所述第一、第二和第三触摸参数矩阵中获取第一、第二和第三参数,其中,所述第一、第二和所述第三参数包括所述入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,所述第一参数未包含在所述第一初始参数矩阵中,所述第二参数未包含在所述第二初始参数矩阵中,所述第三参数未包含在所述第三初始参数矩阵中;

根据所述第一、第二和第三参数以及高度H计算得到所述外部触摸件触摸所述面板的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位。

2.根据权利要求1所述的光学触控定位方法,其特征在于,所述根据所述第一、第二和第三参数以及高度H计算得到所述外部触摸件触摸所述面板的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位的步骤中,还包括步骤:分别计算所述第一参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L1、所述第二参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L2以及所述第三参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L3,其中,所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标相当于所述触摸点在所述面板的坐标平移H,所述L1、L2和L3分别由如下计算公式计算得到:L1=H/tan a′1

L2=H/tan a′2

L3=H/tan a′3

其中,a′1为所述第一参数中的角度,a′2为所述第二参数中的角度,a′3为所述第三参数中的角度,H为所述安装平面至所述面板的高度;

根据所述第一参数中的坐标(X1,Y1)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离、所述第二参数中的坐标(X2,Y2)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离以及所述第三参数中的坐标(X3,Y3)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离,计算得到所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标(X,Y)的值,其中,所述计算公式如下:L12=(X-X1)2+(Y-Y1)2

2 2 2

L2=(X-X2) +(Y-Y2)

L32=(X-X3)2+(Y-Y3)2。

3.根据权利要求1所述的光学触控定位方法,其特征在于,所述在外部触摸件尚未触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵的步骤包括:在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第一光源,关闭第二和第三光源,记录所述第一光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第一初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;

在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第二光源,关闭第一和第三光源,记录所述第二光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第二初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;

在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第三光源,关闭第二和第一光源,记录所述第三光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。

4.根据权利要求1所述的光学触控定位的方法,其特征在于,

所述在外部触摸件触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵的步骤包括:使所述第一、第二和第三光源轮流交替开启,并且在所述第一、第二和第三光源开启时,记录所述第一、第二和第三光源发射的所有光线经所述面板反射后入射到所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成中间参数矩阵;

对比所述中间参数矩阵与所述第一、第二和第三光源对应的初始参数矩阵是否存在不同参数;

若所述中间参数矩阵与所述对应的初始参数矩阵存在不同参数,则将所述中间参数矩阵作为所述光源对应的触摸参数矩阵,并且记录所述第二、第三光源的对应的触摸参数矩阵,从而生成所述第一、第二和第三触摸参数矩阵。

5.一种光学触控定位装置,其特征在于,包括面板、至少第一、第二和第三光源以及传感单元,所述至少第一、第二和第三光源以及所述传感单元位于所述面板的下方且设置在与所述面板平行的安装平面,所述面板与所述安装平面之间的高度为H,H为大于零的数值,所述传感单元用于检测入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,其中,预设所述至少第一、第二和第三光源以及传感单元的位置,以使得所述至少第一、第二和第三光源发射的光线经过面板的反射后均会落入所述传感单元中;

第一建立单元,与所述传感单元电连接,在外部触摸件尚未触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵;

第二建立单元,与所述传感单元电连接,在外部触摸件触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵;

第一提取单元,与所述第二建立单元电连接,分别从所述第一、第二和第三触摸参数矩阵中获取第一、第二和第三参数,其中,所述第一、第二和所述第三参数包括所述入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,所述第一参数未包含在所述第一初始参数矩阵中,所述第二参数未包含在所述第二初始参数矩阵中,所述第三参数未包含在所述第三初始参数矩阵中;

第一计算单元,与所述第一提取单元电连接,根据所述第一、第二和第三参数以及高度H计算得到所述外部触摸件触摸所述面板的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位。

6.根据权利要求5所述的光学触控定位装置,其特征在于,所述第一计算单元分别计算所述第一参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L1、所述第二参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L2以及所述第三参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L3,其中,所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标相当于所述触摸点在所述面板的坐标平移H,所述L1、L2和L3分别由如下计算公式计算得到:L1=H/tan a′1

L2=H/tan a′2

L3=H/tan a′3

其中,a′1为所述第一参数中的角度,a′2为所述第二参数中的角度,a′3为所述第三参数中的角度,H为所述安装平面至所述面板的高度;

根据所述第一参数中的坐标(X1,Y1)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离、所述第二参数中的坐标(X2,Y2)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离以及所述第三参数中的坐标(X3,Y3)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离,计算得到所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标(X,Y)的值,其中,所述计算公式如下:L12=(X-X1)2+(Y-Y1)2

L22=(X-X2)2+(Y-Y2)2

L32=(X-X3)2+(Y-Y3)2。

7.根据权利要求5所述的光学触控定位装置,其特征在于,在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第一光源,关闭第二和第三光源,记录所述第一光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第一初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;

在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第二光源,关闭第一和第三光源,记录所述第二光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第二初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;

在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第三光源,关闭第二和第一光源,记录所述第三光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。

8.根据权利要求5所述的光学触控定位装置,其特征在于,所述光学触控定位装置还包括:

光控单元,所述光控单元与所述第一、第二和第三光源电连接,使所述第一、第二和第三光源轮流交替开启,并且在所述第一、第二和第三光源开启时,所述传感单元记录所述第一、第二和第三光源发射的所有光线经所述面板反射后入射到所述传感单元中的角度和坐标;

中间参数矩阵建立单元,与所述传感单元电连接,以所述角度和坐标作为参数生成中间参数矩阵;

对比单元,与所述中间参数矩阵建立单元和所述第一建立单元电连接,对比所述中间参数矩阵与所述第一、第二和第三光源对应的初始参数矩阵是否存在不同参数,若所述中间参数矩阵与所述对应的初始参数矩阵存在不同参数,则将所述中间参数矩阵作为所述光源对应的触摸参数矩阵,并且记录所述第二、第三光源的对应的触摸参数矩阵,从而生成所述第一、第二和第三触摸参数矩阵。

9.一种光学触控定位终端,其特征在于,所述光学触控定位终端包括权利要求5至8中任一项所述的光学触控定位装置。

说明书 :

光学触控定位方法、装置及终端

技术领域

[0001] 本发明涉及触摸控制技术领域,特别涉及一种光学触控定位方法、装置及终端。

背景技术

[0002] 随着多媒体信息技术的飞速发展,触摸控制逐渐成为主流的人机交互方式,触摸屏的应用越来越广泛。
[0003] 目前,主流触摸屏以电阻式、电容式、红外式和表面声波式为主,但这几种技术也都存在着瑕疵,如声波屏点击需要力度,电阻屏性能不稳定等等。光学触摸屏的出现基本解决了众多触摸屏的难题,并且具有领导未来触摸屏市场的充分条件。
[0004] 在可以实现原型笔记的终端中,需要独立的电磁板(约1毫米厚)并配合电磁笔来实现触控识别,无疑增加了终端设计的结构厚度。

发明内容

[0005] 本发明提供一种光学触控定位方法、装置及终端,以解决现有技术中可以实现原型笔记的终端需要独立的电磁板并配合电磁笔来实现触控识别增加了终端设计的结构厚度的问题。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种光学触控定位方法,包括以下步骤:
[0007] 分别确定至少第一、第二和第三光源以及传感单元的位置,以使得所述至少第一、第二和第三光源发射的光线经过面板的反射后均会落入所述传感单元中,其中,所述传感单元用于检测入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,所述至少第一、第二和第三光源以及所述传感单元位于所述面板的下方且设置在与所述面板平行的安装平面,所述面板与所述安装平面之间的高度为H,H为大于零的数值;
[0008] 在外部触摸件尚未触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵;
[0009] 在外部触摸件触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵;
[0010] 分别从所述第一、第二和第三触摸参数矩阵中获取第一、第二和第三参数,其中,所述第一、第二和所述第三参数包括所述入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,所述第一参数未包含在所述第一初始参数矩阵中,所述第二参数未包含在所述第二初始参数矩阵中,所述第三参数未包含在所述第三初始参数矩阵中;
[0011] 根据所述第一、第二和第三参数以及高度H计算得到所述外部触摸件触摸所述面板的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位。
[0012] 根据权利要求1所述的光学触控定位方法,所述根据所述第一、第二和第三参数以及高度H计算得到所述外部触摸件触摸所述面板的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位的步骤中,还包括步骤:
[0013] 分别计算所述第一参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L1、所述第二参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L2以及所述第三参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L3,其中,所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标相当于所述触摸点在所述面板的坐标平移H,所述L1、L2和L3分别由如下计算公式计算得到:
[0014] L1=H/tan a′1
[0015] L2=H/tan a′2
[0016] L3=H/tan a′3
[0017] 其中,a′1为所述第一参数中的角度,a′2为所述第二参数中的角度,a′3为所述第三参数中的角度,H为所述安装平面至所述面板的高度;
[0018] 根据所述第一参数中的坐标(X1,Y1)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离、所述第二参数中的坐标(X2,Y2)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离以及所述第三参数中的坐标(X3,Y3)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离,计算得到所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标(X,Y)的值,其中,所述计算公式如下:
[0019] L12=(X-X1)2+(Y-Y1)2
[0020] L22=(X-X2)2+(Y-Y2)2
[0021] L32=(X-X3)2+(Y-Y3)2。
[0022] 根据本发明一优选实施例,所述在外部触摸件尚未触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵的步骤包括:
[0023] 在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第一光源,关闭第二和第三光源,记录所述第一光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第一初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0024] 在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第二光源,关闭第一和第三光源,记录所述第二光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第二初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0025] 在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第三光源,关闭第二和第一光源,记录所述第三光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。
[0026] 根据本发明一优选实施例,所述在外部触摸件触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵的步骤包括:
[0027] 使所述第一、第二和第三光源轮流交替开启,并且在所述第一、第二和第三光源开启时,记录所述第一、第二和第三光源发射的所有光线经所述面板反射后入射到所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成中间参数矩阵;
[0028] 对比所述中间参数矩阵与所述第一、第二和第三光源对应的初始参数矩阵是否存在不同参数;
[0029] 若所述中间参数矩阵与所述对应的初始参数矩阵存在不同参数,则将所述中间参数矩阵作为所述光源对应的触摸参数矩阵,并且记录所述第二、第三光源的对应的触摸参数矩阵,从而生成所述第一、第二和第三触摸参数矩阵。
[0030] 为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种光学触控定位装置,包括面板、至少第一、第二和第三光源以及传感单元,所述至少第一、第二和第三光源以及所述传感单元位于所述面板的下方且设置在与所述面板平行的安装平面,所述面板与所述安装平面之间的高度为H,H为大于零的数值,所述传感单元用于检测入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,其中,预设所述至少第一、第二和第三光源以及传感单元的位置,以使得所述至少第一、第二和第三光源发射的光线经过面板的反射后均会落入所述传感单元中;
[0031] 第一建立单元,与所述传感单元电连接,在外部触摸件尚未触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵;
[0032] 第二建立单元,与所述传感单元电连接,在外部触摸件触摸所述面板时,分别建立包含有所述第一、第二和第三光源发射的光线经过所述面板反射后入射到所述传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵;
[0033] 第一提取单元,与所述第二建立单元电连接,分别从所述第一、第二和第三触摸参数矩阵中获取第一、第二和第三参数,其中,所述第一、第二和所述第三参数包括所述入射光线的角度和所述入射光线的入射点坐标,所述第一参数未包含在所述第一初始参数矩阵中,所述第二参数未包含在所述第二初始参数矩阵中,所述第三参数未包含在所述第三初始参数矩阵中;
[0034] 第一计算单元,与所述第一提取单元电连接,根据所述第一、第二和第三参数以及高度H计算得到所述外部触摸件触摸所述面板的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位。
[0035] 根据本发明一优选实施例,所述第一计算单元分别计算所述第一参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L1、所述第二参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L2以及所述第三参数中的坐标至所述触摸点在所述安装平面的投影点的距离L3,其中,所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标相当于所述触摸点在所述面板的坐标平移H,所述L1、L2和L3分别由如下计算公式计算得到:
[0036] L1=H/tan a′1
[0037] L2=H/tan a′2
[0038] L3=H/tan a′3
[0039] 其中,a′1为所述第一参数中的角度,a′2为所述第二参数中的角度,a′3为所述第三参数中的角度,H为所述安装平面至所述面板的高度;
[0040] 根据所述第一参数中的坐标(X1,Y1)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离、所述第二参数中的坐标(X2,Y2)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离以及所述第三参数中的坐标(X3,Y3)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离,计算得到所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标(X,Y)的值,其中,所述计算公式如下:
[0041] L12=(X-X1)2+(Y-Y1)2
[0042] L22=(X-X2)2+(Y-Y2)2
[0043] L32=(X-X3)2+(Y-Y3)2。
[0044] 根据本发明一优选实施例,在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第一光源,关闭第二和第三光源,记录所述第一光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第一初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0045] 在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第二光源,关闭第一和第三光源,记录所述第二光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第二初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0046] 在外部触摸件尚未触摸所述面板时,开启第三光源,关闭第二和第一光源,记录所述第三光源发射的所有光线经所述面板反射后落入所述传感单元中的角度和坐标,并以所述角度和坐标作为参数生成所述第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。
[0047] 根据本发明一优选实施例,所述光学触控定位装置还包括:
[0048] 光控单元,所述光控单元与所述第一、第二和第三光源电连接,使所述第一、第二和第三光源轮流交替开启,并且在所述第一、第二和第三光源开启时,所述传感单元记录所述第一、第二和第三光源发射的所有光线经所述面板反射后入射到所述传感单元中的角度和坐标;
[0049] 中间参数矩阵建立单元,与所述传感单元电连接,以所述角度和坐标作为参数生成中间参数矩阵;
[0050] 对比单元,与所述中间参数矩阵建立单元和所述第一建立单元电连接,对比所述中间参数矩阵与所述第一、第二和第三光源对应的初始参数矩阵是否存在不同参数,若所述中间参数矩阵与所述对应的初始参数矩阵存在不同参数,则将所述中间参数矩阵作为所述光源对应的触摸参数矩阵,并且记录所述第二、第三光源的对应的触摸参数矩阵,从而生成所述第一、第二和第三触摸参数矩阵。
[0051] 为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种光学触控定位终端,所述光学触控定位终端包括上述的光学触控定位装置。
[0052] 本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明提供的光学触控定位方法、装置及终端省去了现有技术中需要独立的电磁板并配合电磁笔来实现触控识别,降低了产品的厚度。

附图说明

[0053] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,其中:
[0054] 图1是本发明一优选实施例的光学触控定位方法的流程图;
[0055] 图2是图1中所示的光学触控定位方法中步骤S120的子流程图;
[0056] 图3是图1中所示的光学触控定位方法中步骤S130的子流程图;
[0057] 图4是本发明一优选实施例的光学触控定位方法的光路示意图,其处于未有外部触摸件触控的状态;
[0058] 图5是本发明一优选实施例的光学触控定位方法的另一光路示意图,其处于未有外部触摸件触控的状态;
[0059] 图6是图5中所示的光学触控定位方法在外部触摸件触控时的光路示意图;
[0060] 图7是本发明一优选实施例的光学触控定位方法实现触控识别的计算示意图;
[0061] 图8是本发明一优选实施例的光学触控定位装置的模块示意图。

具体实施方式

[0062] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0063] 请参阅图1,本发明提供一种光学触控定位方法,该光学触控定位方法包括以下步骤:
[0064] S110:分别确定至少第一、第二和第三光源以及传感单元的位置,以使得至少第一、第二和第三光源发射的光线经过面板的反射后均会落入传感单元中,其中,传感单元用于检测入射光线的角度和入射光线的入射点坐标,至少第一、第二和第三光源以及传感单元位于面板的下方且设置在与面板平行的安装平面,面板与安装平面之间的高度为H,H为大于零的数值;
[0065] 请参阅图4,面板210与安装平面220平行相对,并且面板210的面积和形状均与安装平面220的相当,因此,面板210上的点在安装平面220的垂直投影点的坐标值在定量平移后可作为面板210上的点的坐标值。面板210与安装平面220之间的高度H是指面板210与安装平面220之间的垂直距离。
[0066] 在本发明实施例中,可通过多次实验标定的方法设置光源230和传感单元240的位置,使得光源230发射的光能够覆盖面板210,并且经过面板210的反射后均能够落入传感单元240中。在本发明实施例中,光源230的数量至少为三个,传感单元240的数量为一个或多个。值得注意的是,本发明中的每一光源230发射出来光线均是有限条,是量化的。
[0067] S120:在外部触摸件尚未触摸面板时,分别建立包含有第一、第二和第三光源发射的光线经过面板反射后入射到传感单元的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵;
[0068] 在外部触摸件尚未触摸面板时,交替轮流开启第一、第二和第三光源,记录光源发射的所有光线经面板反射后落入传感单元中的角度和坐标的参数,生成第一、第二和第三初始参数矩阵,如图2所示,具体的步骤S120包括如下步骤:
[0069] S1201:在外部触摸件尚未触摸面板时,开启第一光源,关闭第二和第三光源,记录第一光源发射的所有光线经面板反射后落入传感单元中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第一初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0070] 初始参数矩阵中的参数是由光源发射的光线经过面板反射后入射到传感单元,由传感单元检测得到的,其中,参数包括角度和坐标两个数值,角度是指光线入射传感单元的角度,坐标是指光线入射传感单元的入射点的坐标,如图5中所示的角度a1、a2和坐标P1(X1,Y1)、坐标P2(X2,Y2)。而光源不同的光线反射后入射到传感单元的角度和坐标组成的参数均不同,使得角度和坐标具有对应关系,则记录光源所发射的所有光线反射后入射到传感单元的参数,形成初始参数矩阵。在第二和第三光源关闭,而第一光源开启的情况下,传感单元检测得到的各条光线的角度和坐标值均属于第一光源,生成第一光源对应的第一初始参数矩阵,如表1所示。
[0071]光线入射点 角度 坐标
P1 a1 X1,Y1
P2 a2 X2,Y2
…… …… ……
Pn an Xn,Yn
[0072] 表1
[0073] S1202:在外部触摸件尚未触摸面板时,开启第二光源,关闭第一和第三光源,记录第二光源发射的所有光线经面板反射后落入传感单元中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第二初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0074] 第二初始参数矩阵的生成方法如第一初始参数矩阵,此处不再一一赘述。
[0075] S1203:在外部触摸件尚未触摸面板时,开启第三光源,关闭第二和第一光源,记录第三光源发射的所有光线经面板反射后落入传感单元中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。
[0076] 第三初始参数矩阵的生成方法如第一初始参数矩阵,此处不再一一赘述。
[0077] S130:在外部触摸件尚未触摸面板时,开启第三光源,关闭第二和第一光源,记录第三光源发射的所有光线经面板反射后落入传感单元中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系;
[0078] 外部触摸件,例如:手写笔、手指等,触摸面板时,面板会发生形变,使得光源发射到面板的触摸点的光线在反射时也产生变化,如图6所示。记录外部触摸件触摸面板时,第一、第二和第三光源对应的第一、第二和第三触摸参数矩阵,具体的,如图3所示,步骤S130包括如下步骤:
[0079] S1301:使第一、第二和第三光源轮流交替开启,并且在第一、第二和第三光源开启时,记录第一、第二和第三光源发射的所有光线经面板反射后入射到传感单元中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成中间参数矩阵;
[0080] 中间参数矩阵生成的方法与初始参数矩阵生成方法相同,此处不再一一赘述。
[0081] 值得说明的是:完成第一、第二和第三光源轮流交替开启一次作为一个周期,其中,一个周期的时间极短,使得外部触摸件接触面板至离开面板之间,第一、第二和第三光源至少轮流交替开启了一次。本发明中所指的周期并没有固定起算的光源,只要三个光源轮流交替开启一次即可作为一个周期,例如:从第二光源开启起算,第二光源关闭,第三光源开启,第三光源关闭,第一光源开启,第一光源关闭,此为一个周期。
[0082] S1302:对比中间参数矩阵与光源对应的初始参数矩阵是否存在不同参数,若中间参数矩阵与光源对应的初始参数矩阵存在不同参数,进入S1303,否则返回S1301;
[0083] 中间参数矩阵和初始参数矩阵的参数中角度和坐标均是成对的,若中间参数矩阵中的一参数在与其对应的初始参数矩阵找不到相同参数,则说明该一参数是因为有外部触摸件触摸面板,造成反射光线发生变化的参数。另一方面,在进行对比过程中,若发现中间参数矩阵中存在参数在与其对应的初始参数矩阵找不到相同参数时,可判断此时有外部触摸件触摸了面板。其中,参数相同是指角度和坐标均相同;
[0084] S1303:若中间参数矩阵与对应的初始参数矩阵存在不同参数,则将中间参数矩阵作为光源对应的触摸参数矩阵,并且记录第二、第三光源的对应的触摸参数矩阵,从而生成第一、第二和第三触摸参数矩阵。
[0085] 由步骤S1303可知:若发现中间参数矩阵中存在参数在与其对应的初始参数矩阵找不到相同参数时,可判断此时有外部触摸件触摸了面板,则可将中间参数矩阵作为其对应的触摸参数矩阵,例如:若在第二光源开启,并判断到中间参数矩阵中存在参数在与其对应的初始参数矩阵找不到相同参数时,则将中间参数矩阵作为第二光源对应的第二触摸参数矩阵,然后在第三光源和第一光源交替开启生成第三触摸参数矩阵和第一触摸参数矩阵。
[0086] S140:分别从第一、第二和第三触摸参数矩阵中获取第一、第二和第三参数,其中,第一、第二和第三参数包括入射光线的角度和入射光线的入射点坐标,第一参数未包含在第一初始参数矩阵中,第二参数未包含在第二初始参数矩阵中,第三参数未包含在第三初始参数矩阵中;
[0087] 分别从第一触摸参数矩阵、第二触摸参数矩阵以及第三触摸参数矩阵中获取第一参数、第二参数以及第三参数,相当于获取三个条因外部触摸件触摸面板而造成光线反射发生变的光线,并且确定反射发生改变的光线入射安装平面的角度和入射点坐标,从而可以根据三点定位计算触摸点投影至安装平面的坐标。
[0088] S150:根据第一参数、第二参数、第三参数以及高度H计算得到外部触摸件触摸面板的触摸点的坐标,从而实现触摸定位;
[0089] 具体的,如图7所示,首先分别计算第一参数中的坐标至触摸点在安装平面的投影点的距离L1、第二参数中的坐标至所述触摸点在安装平面的投影点的距离L2以及第三参数中的坐标至触摸点在所述安装平面的投影点的距离L3,其中,触摸点在安装平面的投影点的坐标相当于触摸点在面板的坐标,L1、L2和L3分别由如下计算公式计算得到:
[0090] L1=H/tan a′1
[0091] L2=H/tan a′2
[0092] L3=H/tan a′3
[0093] 其中,a′1为第一参数中的角度,a′2为第二参数中的角度,a′3为第三参数中的角度,H为安装平面至面板的高度;
[0094] 其次,根据第一参数中的坐标(X1,Y1)至触摸点在安装平面的投影点(X,Y)的距离、第二参数中的坐标(X2,Y2)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离以及第三参数中的坐标(X3,Y3)至所述触摸点在所述安装平面的投影点(X,Y)的距离,计算得到所述触摸点在所述安装平面的投影点的坐标(X,Y)的值,其中,所述计算公式如下:
[0095] L12=(X-X1)2+(Y-Y1)2
[0096] L22=(X-X2)2+(Y-Y2)2
[0097] L32=(X-X3)2+(Y-Y3)2
[0098] 投影点的坐标(X,Y)值直接相当于触摸点的坐标值。
[0099] 需要说明的是:在完成一次定位后,可以将中间参数矩阵和触摸参数矩阵重新置为空,重新用于记录下一次定位时需要的参数。
[0100] 在本发明实施例中,光源发射的光到达面板时会产生反射,在外部触摸件触摸到面板时,面板会产生形变,进而会造成在光源发射的光在触摸点反射时会发生变化,获取至少三条在触摸点反射发生变化的光线,即可通过三点定位确定触摸点的投影点坐标,从而确定触摸点的坐标,简单而方便,并且使得使用触摸定位的设备中不再需要配备触摸板,节省成本。
[0101] 请一并参阅图8,本发明还提供一种光学触控定位装置100,该光学触控定位装置100包括面板210、至少第一光源231、第二光源232、第三光源233、传感单元240、第一建立单元110、第二建立单元120、第一提取单元130、第一计算单元140、光控单元150、中间参数矩阵建立单元160以及对比单元170。
[0102] 其中,至少第一光源231、第二光源232和第三光源233以及传感单元240位于面板210的下方且设置在与面板210平行的安装平面,面板210与安装平面之间的高度为H,H为大于零的数值,传感单元240用于检测入射光线的角度和入射光线的入射点坐标,其中,预设至少第一光源231、第二光源232和第三光源233以及传感单元240的位置,以使得至少第一光源231、第二光源232和第三光源233发射的光线经过面板210的反射后均会落入传感单元
240中。
[0103] 第一建立单元110与传感单元240电连接,在外部触摸件尚未触摸面板210时,分别建立包含有第一光源231、第二光源232和第三光源233发射的光线经过面板210反射后入射到传感单元240的角度和坐标的参数的第一、第二和第三初始参数矩阵。
[0104] 第二建立单元120与传感单元240电连接,在外部触摸件触摸面板210时,分别建立包含有第一光源231、第二光源232和第三光源233发射的光线经过面板210反射后入射到传感单元240的角度和坐标的参数的第一、第二和第三触摸参数矩阵。
[0105] 第一提取单元130与第二建立单元120电连接,分别从第一、第二和第三触摸参数矩阵中获取第一、第二和第三参数,其中,第一、第二和第三参数包括入射光线的角度和入射光线的入射点坐标,第一参数未包含在第一初始参数矩阵中,第二参数未包含在第二初始参数矩阵中,第三参数未包含在第三初始参数矩阵中。
[0106] 第一计算单元140与第一提取单元130电连接,根据第一、第二和第三参数以及高度H计算得到外部触摸件触摸面板210的触摸点投影到安装平面的坐标,从而实现触摸定位。
[0107] 优选地,第一计算单元140分别计算第一参数中的坐标至触摸点在安装平面的投影点的距离L1、第二参数中的坐标至触摸点在安装平面的投影点的距离L2以及第三参数中的坐标至触摸点在安装平面的投影点的距离L3,其中,触摸点在安装平面的投影点的坐标相当于触摸点在面板210的坐标平移H,L1、L2和L3分别由如下计算公式计算得到:
[0108] L1=H/tan a′1
[0109] L2=H/tan a′2
[0110] L3=H/tan a′3
[0111] 其中,a′1为第一参数中的角度,a′2为第二参数中的角度,a′3为第三参数中的角度,H为安装平面至面板210的高度。
[0112] 根据第一参数中的坐标(X1,Y1)至触摸点在安装平面的投影点(X,Y)的距离、第二参数中的坐标(X2,Y2)至触摸点在安装平面的投影点(X,Y)的距离以及第三参数中的坐标(X3,Y3)至触摸点在安装平面的投影点(X,Y)的距离,计算得到触摸点在安装平面的投影点的坐标(X,Y)的值,其中,计算公式如下:
[0113] L12=(X-X1)2+(Y-Y1)2
[0114] L22=(X-X2)2+(Y-Y2)2
[0115] L32=(X-X3)2+(Y-Y3)2。
[0116] 优选地,在外部触摸件尚未触摸面板210时,开启第一光源231,关闭第二光源232和第三光源233,记录第一光源231发射的所有光线经面板210反射后落入传感单元240中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第一初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。
[0117] 在外部触摸件尚未触摸面板210时,开启第二光源232,关闭第一光源231和第三光源233,记录第二光源232发射的所有光线经面板210反射后落入传感单元240中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第二初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。
[0118] 在外部触摸件尚未触摸面板210时,开启第三光源233,关闭第二光源232和第一光源231,记录第三光源233发射的所有光线经面板210反射后落入传感单元240中的角度和坐标,并以角度和坐标作为参数生成第三初始参数矩阵,其中,每一参数中的角度和坐标具有对应关系。
[0119] 光控单元150与第一光源231、第二光源232和第三光源233电连接,使第一光源231、第二光源232和第三光源233轮流交替开启,并且在第一光源231、第二光源232和第三光源233开启时,传感单元240记录第一光源231、第二光源232和第三光源233发射的所有光线经面板210反射后入射到传感单元240中的角度和坐标。
[0120] 中间参数矩阵建立单元160与传感单元240电连接,以角度和坐标作为参数生成中间参数矩阵。
[0121] 对比单元170与中间参数矩阵建立单元160和第一建立单元110电连接,对比中间参数矩阵与第一光源231、第二光源232和第三光源233对应的初始参数矩阵是否存在不同参数,若中间参数矩阵与对应的初始参数矩阵存在不同参数,则将中间参数矩阵作为光源对应的触摸参数矩阵,并且记录第二、第三光源的对应的触摸参数矩阵,从而生成第一、第二和第三触摸参数矩阵。
[0122] 本发明还提供一种光学触控定位终端,该光学触控定位终端可为平台电脑、智能手机等,该光学触控定位终端包括上述的光学触控定位装置100。
[0123] 综上所述,本领域技术人员容易理解,区别于现有技术的情况,本发明提供的光学触控定位方法、装置及终端本发明提供的光学触控定位装置省去了现有技术中需要独立的电磁板并配合电磁笔来实现触控识别,降低了产品的厚度,提出了一新的触控识别方法。
[0124] 以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。