[发明专利]用于光学触摸屏的摄像模组及其镜头

说明书

技术领域

本发明涉及一摄像模组，尤其涉及一光学触摸屏的摄像模组，供利用光学成像技术获取一触摸屏被触控的相对位置。

背景技术

随着移动互联网和科技的发展，以及多媒体信息设备的与日俱增，越来越多的设备搭配使用触摸屏(touchscreen)，又称为“触控屏”或“触控面板”。触摸屏的主要用途之一是作为一种计算机设置的输入装置，它被视为一种简单、方便且直接的人机沟通介面。利用这种技术，当使用者直接使用触控元件或者使用手指触碰显示屏上的图符或文字后，就能直接地激发主机去进行运转或操作。如此，让人机沟通介面的使用更为直接，也同时让操作各种设备更加的容易和方便。特别地，自从可携智能移动装置问世后，触控技术从原来的生产机台、计算机、ATM设备等人机介面的应用，跨入个人电子产品的领域。并且，现今的触摸屏技术至今不断地完善，目前的技术已经让触摸屏达到易于使用，坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点。

目前触摸屏技术大约有几大类：电阻式(类比或数位)、电容(表面电容或投射电容)、光学式(红外线式或光学影像式)、电磁式、表面声波式、液晶面板嵌入式等。其中，电阻式触摸屏定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损。表面电容触摸屏没有电阻式的机构结构，故无易刮损的问题点，但其最大的限制难以实现是多点触控和讯号干扰的问题。投射电容触摸屏则是在越大尺寸的触摸屏时，需要越多的感应电极，相对的控制晶片也需要更多的讯号通道，因此，目前尚不普遍于大尺寸触摸屏(像是电视机)。红外线触摸屏的优点是透光率高、反应快、准确性好，但受限解析度不足和成本问题，逐渐被光学影像式取代。表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，其缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。电磁式触摸屏准确度高且反应速度快，但由于需要使用特定的电磁笔，所以应用范围相对地受到限制。如上所述，在触摸屏的技术领域中，各项的技术都有其优缺点，目前没有一项技术是将所有的优点涵括的。

其中，光学影像式触摸屏是一种利用光学成像技术获取触摸位置的触摸屏设备，在准确度、反应速度、使用寿命长大、尺寸应用方面上都优于其他触摸屏，且成本低廉。光学影像式触摸屏工作原理是利用光遮断原理。其中在触摸屏左右上角各有一个摄像模组及一LED灯，一侧的LED灯发射红外光线经过反光条反射，再通过另一侧摄像模组接收，其中，红外光线在触摸屏区域形成光线网，当触摸一点时，该点的反射光线被挡住，通过软件计算出该点的坐标，实现触摸反应。其中，镜头组件是光学影像式触摸屏中关键的部件，本发明是根据所述摄像模组进行改进，使其优化。

另外，目前在解析镜头的成像上，比较科学的方法，是经由调制传递函数(MTF，ModulationTransferFunction)进行解析，这是一种测定光学频率的方法，其是以一毫米(mm)的范围内能呈现多少黑白两条线的线对。也就是说利用正弦光栅(黑白相间的栅格)进行测试。正弦光栅的线条疏密度又称为空间频率，其单位为lp/mm。更进一步的说，即解析镜头的分辨率和反差。分辨率是每毫米能够分辨出的线对数就是分辨率，其单位是线对/毫米(lp/mm)。反差即是对比度，反映光栅中最高亮与最暗的差别的一量值，利用调制的方法表示反差，即假设光栅的照度的最大值为Imax,-照度的最小值为Imin。因此：

反差＝(照度的最大值-照度的最小值)/(照度的最大值+照度的最小值)

调制度M＝(Imax－Imin)/(Imax+Imin)

可以理解的是，调制度会介于0和1之间。当调制度越大，反差越大，也就是照度最大值和照度最小值的跨度越大，当照度最大值和照度最小值相等时，反差完全消失，其调制度等于0。

另外，镜头成像的调制度随空间频率变化的函数称为调制度传递函数(MTF，ModulationTransferFunction)。对于原来调制度为M的正弦光栅，如果经过镜头到达像平面的像的调制度为M’，则MTF函数值为：

MTF值＝M’/M

由此可见，MTF值必定大于0，小于1。MTF值越接近1，说明镜头的性能越优异。

另外，值得一提的是，沿切线方向的线条与沿径向方向的线条的正弦光栅所测得的MTF值是不同的。将平行于直径的线条产生的MTF曲线称为弧矢曲线，标为S，而将平行于切线的线条产生的MTF曲线称为子午曲线，标为M或T。

发明内容