[实用新型]使用摄像头和反射镜的触摸屏的光路结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用图像传感器(摄像头)的反射式的红外触摸屏的检测光路系统的结构，用于触摸标的物的坐标检测，属于光电检测技术和计算机多媒体技术领域范畴，尤其是用于计算机屏幕上触摸点的坐标输入技术领域。

技术背景

在计算机的显示器上实现触摸输入，现有成熟的技术包括电阻膜技术、电容技术、表面声波技术、红外技术、空间声波等几种技术。在这些技术中，以红外技术为代表的光检测输入技术以其结构简单、适用性广而被广泛应用，尤其是应用在尺寸较大的触摸屏上。但是由于传统的红外技术因为要在被检测的显示屏幕周围安装设置大量的红外光发射和接收元件，且分辨率有限，因此在大尺寸的触摸屏上的应用也受到了一些限制，如一般情况下反应速度较慢、造价较高、分辨率较低等。为此，号码为DE20016024549的德国专利和号码为US20050033183的美国专利分别给出了两种使用摄像头作为触摸检测元件的触摸屏的技术方案，达到了较高的分辨率，提高了响应速度，并且造价更低。

但是这种使用摄像头的触摸屏也有自身的缺陷。其中主要的一个，是由于摄像头本身有一个最小的焦距，在触摸物与镜头之间的距离小于这个焦距的范围内，触摸物不能在摄像头内部的图像传感器上成像，所以摄像头的前方有一定的盲区。另外的一个缺陷是一般摄像头拍摄物体图像的失真度与摄像头的拍摄角(在此称之为视角)度成反比，广角镜头的失真度最大，长焦镜头的失真度就要小不少。因此，安装在屏幕角上的摄像头的视角不能过大，不能因此产生很大的失真，进而影响对触摸物位置的检测精度；但又要求其视角能够覆盖整个屏幕，这样也要求摄像头与屏幕的边缘有一定的距离。如图1所示，如果由视角的边界线106、107所围成的摄像头的视角小于90°，那么摄像头就要离开显示屏幕的边角一定的距离，以保证摄像头的检测区域能够覆盖整个屏幕。为了避让上述的盲区，并保证摄像头对整个屏幕的覆盖，摄像头的镜头就要与显示器显示面的边界要留出一个距离，这就导致了触摸屏边框的尺寸过大、不容易安装在显示器上也不容易运输的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供了一种利用反射镜来缩小触摸屏尺寸的技术方案。为了实现上述目的，在本发明中我们采用了如下的技术方案：改变用于触摸物检测的摄像头的光轴与显示器的显示面所在的平面之间的为之关系，使二者之间有一个夹角；在每只摄像头的前方再安装一组反射镜，其中至少包含一只反射镜；并且使所述反射镜的反射面分别面向着显示器的表面和摄像头。

进一步来说，所述反射镜组的安装方式利用下面的规则确定：通过所述摄像头光轴的可逆光线经所述反射镜组反射后，平行于显示器的显示表面。

在本发明中，所述反射镜组中只可以包含有一只或者两只反射镜。如果使用一只反射镜，则该反射镜与所述摄像头的光轴之间的夹角，等于所述光轴与所述显示面所在的平面之间的夹角的一半，并且典型的安装方式是将摄像头光轴线与显示器的显示面所在的平面相垂直，这时反射镜上反射通过摄像头光轴的光线的部分的法线与摄像头的光轴和显示表面的夹角均为45度。如果反射镜组中包含两只反射镜，那么两个反射镜的反射面以倾斜的角度面对面安装，并且又分别面向着摄像头和显示器的表面。这时所述反射镜组的安装方式利用下面的规则确定：通过所述摄像头光轴的可逆光线经所述反射镜组反射后，平行于显示器的显示表面；典型的安装结构是摄像头光轴平行于显示器的显示表面；所述两只反射镜上反射通过摄像头光轴的光线的反光面部分的法线之间的夹角等于90°。

并且，还可以使用凸形反射面的曲面反射镜，来拓展摄像头的有效拍摄角。

通过上面对技术方案的描述，可知本发明采用了利用光路可逆性的原理，使用反射镜来将摄像头的盲区折叠到了触摸屏的边框内，因此有效地缩小了触摸屏边框的尺寸，方便了触摸屏的安装与运输。

附图说明

图1：一只摄像头和反射镜在显示屏幕边缘安装结构的立体视图。

图2：摄像头和单个反射镜的典型安装结构(图1的A向投影视图)。

图3：摄像头和单个反射镜的一般安装结构的投影视图。

图4：摄像头和两只反射镜的一般安装结构的投影视图。

图5：摄像头和两只反射镜的典型安装结构的投影视图。

具体实施例

下面结合附图，来说明本发明的几种实施结构。