本發(fā)明涉及一種多點觸控裝置，具體涉及一種光學(xué)式觸摸屏裝置及其觸摸定位方法、以及光學(xué)畸變標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有市場上，可應(yīng)用于65英寸以上的大尺寸多點觸摸技術(shù)一般只有紅外掃描式及光學(xué)式兩種。目前的紅外掃描式多點觸摸屏從紅外掃描式單點觸摸屏改進(jìn)而來，通過采用射束角更大的紅外發(fā)射二極管、斜掃描以及求連通域的方法來確定多觸摸點的位置，計算量稍大，如專利號為cn201410142719的一種基于紅外觸摸主控屏的觸摸點識別方法。紅外紅外掃描式多點觸摸屏對于紅外對管的安裝及指向精度要求較高，且更大的射束角需要更高的掃描電流以減小環(huán)境光的影響，因而廠家一般需要使用較特殊的生產(chǎn)工藝來保證安裝精度及高掃描電流，并設(shè)置檢測電路掃描每個紅外管來檢出故障紅外管，如專利號為cn201320073519.3的一種紅外觸摸屏故障自檢電路。目前的光學(xué)式觸摸屏則由于作為光學(xué)傳感器的攝像頭光心須和背影光源平面重合，會造成作為背景光源的導(dǎo)光條或紅外燈條的斷點從而影響暗斑檢測，因而只能使用數(shù)量較少的攝像頭(2個或4個)，導(dǎo)致可有效識別的觸摸點個數(shù)偏少，在觸摸點較多的情況下易出現(xiàn)鬼點問題，如專利號為cn201410084129.5的一種光學(xué)觸摸模組的成像定位方法及光學(xué)觸摸控制設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種可視角度足夠大，保證觸摸點較多時也不出現(xiàn)鬼點問題；且安裝精度要求低、易于維護(hù)的光學(xué)式觸摸屏裝置及其觸摸定位方法、以及光學(xué)畸變標(biāo)定方法。

本發(fā)明提供一種光學(xué)式觸摸屏，其包括主控屏、線狀連續(xù)紅外背景光源、第一層傳感結(jié)構(gòu)、第二層傳感結(jié)構(gòu)和主控板，

所述線狀連續(xù)紅外背景光源內(nèi)置于光學(xué)式觸摸框結(jié)構(gòu)內(nèi)，且連續(xù)圍繞于主控屏四周設(shè)置；

第一層傳感結(jié)構(gòu)，由位于主控屏四角的四個第一類光學(xué)傳感器構(gòu)成，所述第一類光學(xué)傳感器的光學(xué)傳感平面與主控屏四周的線狀連續(xù)紅外背景光源構(gòu)成的光幕平面重合；

所述第二層傳感結(jié)構(gòu)，由位于主控屏四邊的多個第二類光學(xué)傳感器構(gòu)成，所述第二層傳感結(jié)構(gòu)的光學(xué)傳感平面高于主控屏四周的線狀連續(xù)紅外背景光源構(gòu)成的光幕平面；

主控板，用于產(chǎn)生線陣傳感器的驅(qū)動邏輯及光源驅(qū)動電流，接收第一層傳感結(jié)構(gòu)及第二層傳感結(jié)構(gòu)采集的光學(xué)傳感數(shù)據(jù)并解算觸摸坐標(biāo)發(fā)回主機。

一種對上述光學(xué)式觸摸屏的光學(xué)畸變標(biāo)定方法，所述光學(xué)畸變標(biāo)定方法包括如下步驟：

s1、制作四條長度分別和主控屏四邊的長度相等的標(biāo)定棒，所述標(biāo)定棒上每隔一段距離設(shè)置一條透光窄縫；

s2、將所述標(biāo)定棒設(shè)置在對應(yīng)外緣的線狀連續(xù)紅外背景光源之前；

s3、紅外光透過所述透光狹縫在線陣傳感器的感應(yīng)線形成亮點尖峰，求取尖峰的像素位置，并將尖峰的像素位置和與對應(yīng)的透光狹縫的幾何坐標(biāo)做四階數(shù)學(xué)擬合；

s4、再利用五個四階擬合參數(shù)求取主控屏四邊每隔很短距離的點和線陣傳感器的像素間的對應(yīng)關(guān)系表，即為標(biāo)定表。

一種上述光學(xué)式觸摸屏的光學(xué)式觸摸屏的觸摸定位方法，所述觸摸定位方法包括如下步驟：

s1、主控板接收來自兩組光學(xué)傳感器的10個周期的亮度信號并進(jìn)行比對，如果平均每個周期內(nèi)變化幅度超過3的像素不超過5個，則將第1個周期內(nèi)的像素亮度數(shù)據(jù)記下，作為各傳感器的背景數(shù)組；

s2、正常工作并接收一個周期內(nèi)光學(xué)傳感器的亮度信號，稱為實時數(shù)組；

s3、將各傳感器的背景數(shù)組減去實時數(shù)組，得到暗斑數(shù)組，并對暗斑數(shù)組進(jìn)行邊緣檢測和質(zhì)心法處理，得到各傳感器暗斑邊緣及中心位置；

s4、查標(biāo)定表并進(jìn)行比例插值運算確定各暗斑邊緣對應(yīng)的線狀連續(xù)紅外背景光源在觸摸框上的位置；

s5、根據(jù)第一類光學(xué)傳感器的暗斑邊緣在觸摸框上的位置以掃描畫線算法確定所有可能含有單個或多個觸摸點區(qū)域的連通域；

s6、根據(jù)第二類光學(xué)傳感器的暗斑邊緣在觸摸框上的位置以掃描畫線算法對步驟s5中的區(qū)域進(jìn)行細(xì)分，得到一系列只含有單個觸摸點的連通域，舍去其中面積明顯小于觸摸點面積的連通域，剩下的即為各只含有單觸摸點的連通域；

s7、計算各單觸摸點連通域重心坐標(biāo)，即為觸摸點坐標(biāo)。

本發(fā)明所述的光學(xué)式觸摸屏及其觸摸定位方法、以及光學(xué)畸變標(biāo)定方法，通過設(shè)置連續(xù)圍繞于主控屏四周的線狀連續(xù)紅外背景光源，構(gòu)成光幕平面，并在主控屏四角設(shè)置第一類光學(xué)傳感器，構(gòu)成與所述光幕平面重合的第一光學(xué)傳感平面，由設(shè)置在主控屏四邊的第二類光學(xué)傳感器構(gòu)成略高于所述光幕平面的第二光學(xué)傳感平面，所述第一類光學(xué)傳感平面與第二類光學(xué)傳感平面組合形成一雙層傳感結(jié)構(gòu)來檢測多觸摸點位置。

所述線狀連續(xù)紅外背景光源結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、發(fā)射角度較大且光強均勻，第一類光學(xué)傳感器的可視角度略超過90度，則使得整個屏幕都在第一類光學(xué)傳感器的可視范圍內(nèi)，所述第二類光學(xué)傳感器的可視角度能夠達(dá)到120度左右，超大的視角可保證屏幕的觸摸區(qū)域被較多的第二類光學(xué)傳感器檢測到，從而保證觸摸點較多時也不出現(xiàn)鬼點問題；且所述第二類光學(xué)傳感器的線狀傳感區(qū)域略高于線狀連續(xù)紅外背景光源，從而不會中斷線狀連續(xù)紅外背景光源而造成額外的暗斑，通過增加第二類光學(xué)傳感器的數(shù)量以檢測定位更多觸摸點，因此，采用本發(fā)明所述觸摸屏裝置進(jìn)行的觸摸定位方法，能夠精確的查找到觸控點。

所述光學(xué)標(biāo)定及觸摸定位方法，其通過使紅外光透過標(biāo)定棒上設(shè)置的窄縫而在線陣傳感器的感應(yīng)線形成亮點尖峰，求取尖峰的位置同將其和對應(yīng)透光窄縫的幾何坐標(biāo)做四階數(shù)學(xué)擬合，再利用5個四階擬和參數(shù)求取屏幕四邊每隔很短距離的點和線陣傳感器的像素間的對應(yīng)關(guān)系表，即得到標(biāo)定表，從而解決了光學(xué)畸變問題并避免了三角函數(shù)運算。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述光學(xué)式觸摸屏的一個示例性實施的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例所述管狀紅外光源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例所述側(cè)導(dǎo)光光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例所述第一類光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例所述第二類光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例所述第二類光學(xué)傳感器結(jié)構(gòu)安裝時成像面略高于側(cè)導(dǎo)光光纖的剖面示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例所述uv印刷在標(biāo)定棒表面的標(biāo)定結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例所述第一類和第二類光學(xué)傳感器使用標(biāo)定棒進(jìn)行標(biāo)定時的數(shù)據(jù)曲線；

圖9為本發(fā)明實施例所述觸摸定位方法的步驟流程圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例提供一種光學(xué)式觸摸屏，其包括主控屏100、線狀連續(xù)紅外背景光源、第一層傳感結(jié)構(gòu)、第二層傳感結(jié)構(gòu)和主控板。

所述線狀連續(xù)紅外背景光源內(nèi)置于光學(xué)式觸摸框結(jié)構(gòu)130130內(nèi)，且連續(xù)圍繞于主控屏100四周設(shè)置；具體的，如圖1所示，所述線狀連續(xù)紅外背景光源由裝有osramsfh4715s大功率紅外led211的帶有聚光結(jié)構(gòu)的8個管狀紅外光源210，以及4條3mm直徑的側(cè)導(dǎo)光光纖220組成，其中，如圖2所示，所述管狀紅外光源210包括焊接在與主控板電連接的鋁基板上的led211；一端套裝在led211外部、另一端設(shè)有出光孔的管狀殼體212，所述側(cè)導(dǎo)光光纖220的兩入光端分別自出光孔伸入管狀殼體212內(nèi)，所述led211與側(cè)導(dǎo)光光纖220之間設(shè)有聚光透鏡213，所述led211、聚光透鏡213以及側(cè)導(dǎo)光光纖220的入光端均同軸設(shè)置，通過聚光透鏡213將led211的光纖聚焦至側(cè)導(dǎo)光光纖220中。

所述側(cè)導(dǎo)光光纖220安裝在光學(xué)式觸摸框結(jié)構(gòu)130130內(nèi)，且朝向主控屏100一側(cè)設(shè)有長條形出光面221，如圖3所示，所述出光面221上有印刷點、蝕刻點、v型開槽或微透鏡等微光學(xué)結(jié)構(gòu)。所述大功率紅外發(fā)射led211sfh4715s的光從側(cè)導(dǎo)光光纖220兩側(cè)的入光端面處入射，其中部分在圓柱側(cè)面處發(fā)生全反射并被反射到出光面221，由于出光面221上有印刷點、蝕刻點、v型開槽或微透鏡等微光學(xué)結(jié)構(gòu)，因而出光面221的全反射條件被破壞，部分紅外光被微光學(xué)結(jié)構(gòu)折射為各向較均勻的紅外光源，部分反射回圓柱側(cè)面并繼續(xù)進(jìn)行全反射和出光面221折射的循環(huán)。因為是兩個入光端面入光，因此兩側(cè)的光強疊加會導(dǎo)致整個出光面221的光強都比較均勻。由于不是所有入光端面處的紅外光都在圓柱側(cè)面上滿足全反射條件，因此還可以在圓柱側(cè)面上鍍反射膜來提高出射光強。sfh4715s工作時紅外光的中心波長為850nm，因而本光源的波長范圍主要在780nm～900nm之間，中心波長為850nm。

第一層傳感結(jié)構(gòu)，由位于主控屏100四角的四個第一類光學(xué)傳感器300構(gòu)成，如圖4所示，所述第一類光學(xué)傳感器300包括第一金屬成像結(jié)構(gòu)301、第一平凸柱面透鏡302、第一光闌303和第一紅外濾光片304、以及第一傳感器ad采樣板305和第一線陣傳感器306，所述第一金屬成像結(jié)構(gòu)301設(shè)有入光端，所述入光端與側(cè)導(dǎo)光光纖220的出光面221位于同一水平高度；所述第一平凸柱面透鏡302設(shè)置在第一金屬成像結(jié)構(gòu)301入光端、且凸透面朝向第一金屬成像結(jié)構(gòu)301底端設(shè)置，所述第一平凸柱面透鏡302與凸透面相對設(shè)置的一側(cè)水平端面依次粘貼有中間開有窄縫的第一光闌303和第一紅外濾光片304；所述第一傳感器ad采樣板305設(shè)置于第一金屬成像結(jié)構(gòu)301底端，其朝向第一金屬成像結(jié)構(gòu)301入光端的一側(cè)焊接有第一線陣傳感器306，且所述第一傳感器ad采樣板305與主控板通過ffc電纜連接。所述第一傳感器ad采樣板305上還設(shè)有運算放大器ad8031和8位并行ad轉(zhuǎn)換器ad9057-40，所述運算放大器ad8031和8位并行ad轉(zhuǎn)換器ad9057-40電性連接在第一傳感器ad采樣板305與主控板之間的連接通路上。所述第一類光學(xué)傳感器300的第一線陣傳感器306的型號優(yōu)選為第一線陣傳感器306lis-770i。

成像時來自線狀連續(xù)紅外背景光源的紅外光經(jīng)第一平凸柱面透鏡302的聚焦而在第一線陣傳感器306lis-770i的感應(yīng)線上聚焦為一個狹長的矩形，該矩形的長邊與感應(yīng)線平行，窄邊具有一定寬度并和感應(yīng)線正交。相比使用球面透鏡，第一平凸柱面透鏡302在垂直圓柱母線的方向上不聚焦的特點保證了即使第一金屬成像結(jié)構(gòu)301的安裝面并不和主控屏100表面精確平行而對準(zhǔn)圖1中的側(cè)導(dǎo)光光纖220，側(cè)導(dǎo)光光纖220仍然可有相當(dāng)部分的光線能射到lis-770i的感應(yīng)線上，因而對安裝精度要求低且易于維護(hù)。具體的，所述第一線陣傳感器306lis-770i的感應(yīng)平面長6mm，配合焦距為2.8mm的h-zf13第一平凸柱面透鏡302，其可視角度為95度左右，超過了90度，因而將第一類光學(xué)傳感器300與水平方向呈45度安裝于主控屏100四角處，其可視范圍可以覆蓋整個主控屏100，所述第一層傳感結(jié)構(gòu)的四個第一線陣傳感器306的線狀傳感區(qū)域構(gòu)成的光學(xué)傳感平面與主控屏100四周的線狀連續(xù)紅外背景光源構(gòu)成的光幕平面重合。

所述第二層傳感結(jié)構(gòu)，由位于主控屏100四邊的多個第二類光學(xué)傳感器400400構(gòu)成，所述第二類光學(xué)傳感器400的結(jié)構(gòu)與第一類光學(xué)傳感器300的結(jié)構(gòu)一致，其結(jié)構(gòu)如圖5和圖6所示，所述第二類光學(xué)傳感器400包括第二金屬成像結(jié)構(gòu)401、第二平凸柱面透鏡402、第二光闌403和第二紅外濾光片404、以及第二傳感器ad采樣板405和第二線陣傳感器406，所述第二金屬成像結(jié)構(gòu)401設(shè)有入光端，所述入光端與側(cè)導(dǎo)光光纖220的出光面221位于同一水平高度；所述第二平凸柱面透鏡402設(shè)置在第二金屬成像結(jié)構(gòu)401入光端、且凸透面朝向第二金屬成像結(jié)構(gòu)401底端設(shè)置，所述第二平凸柱面透鏡402與凸透面相對設(shè)置的一側(cè)水平端面依次粘貼有中間開有窄縫的第二光闌403和第二紅外濾光片404；所述第二傳感器ad采樣板405設(shè)置于第二金屬成像結(jié)構(gòu)401底端，其朝向第二金屬成像結(jié)構(gòu)401入光端的一側(cè)焊接有第二線陣傳感器406，且所述第二傳感器ad采樣板405與主控板通過ffc電纜連接。所述第二傳感器ad采樣板405上還設(shè)有運算放大器ad8031和8位并行ad轉(zhuǎn)換器ad9057-40，所述運算放大器ad8031和8位并行ad轉(zhuǎn)換器ad9057-40電性連接在第二傳感器ad采樣板405與主控板之間的連接通路上。所述第二類光學(xué)傳感器400的第二線陣傳感器406的型號優(yōu)選為第二線陣傳感器406rplis-2k。

所述光學(xué)式觸摸框結(jié)構(gòu)130130為一端設(shè)有透光窗口的矩形框，所述第二類光學(xué)傳感器400內(nèi)置于光學(xué)式觸摸框結(jié)構(gòu)130130內(nèi)，且第二金屬成像結(jié)構(gòu)401前端朝向矩形框的透光窗口設(shè)置，所述第二類光學(xué)傳感器400的第二金屬成像結(jié)構(gòu)401前端下側(cè)設(shè)有一內(nèi)凹槽131，所述側(cè)導(dǎo)光光纖220容置在所述內(nèi)凹槽131中，從而保證了第二類光學(xué)傳感器400不會對線狀連續(xù)紅外背景光源造成中斷因而不會產(chǎn)生多余的暗斑影響觸摸定位，因而可設(shè)置多個第二類光學(xué)傳感器400以檢測定位更多觸摸點。

成像時來自線狀連續(xù)紅外背景光源的紅外光經(jīng)第二平凸柱面透鏡402的聚焦而在第二線陣傳感器406rplis-2k的感應(yīng)線上聚焦為一個狹長的矩形，該矩形的長邊與感應(yīng)線平行，窄邊具有一定寬度并和感應(yīng)線正交。相比使用球面透鏡，所述平凸柱面透鏡在垂直圓柱母線的方向上不聚焦的特點保證了雖然第二線陣傳感器406的感應(yīng)線高于側(cè)導(dǎo)光光纖220，側(cè)導(dǎo)光光纖220仍然可有相當(dāng)部分的光線能射到第二線陣傳感器406rplis-2k的感應(yīng)線上。具體的，所述第二線陣傳感器406rplis-2k的感應(yīng)平面長8.2mm，配合焦距為2.8mm的h-zf13第二平凸柱面透鏡402，其可視角度為120度左右，超大的視角可保證主控屏100的觸摸區(qū)域被較多的第二類光學(xué)傳感器400檢測到，從而保證觸摸點較多時也不出現(xiàn)鬼點問題。所述第二層傳感結(jié)構(gòu)的四個第二線陣傳感器406的線狀傳感區(qū)域構(gòu)成的光學(xué)傳感平面略高于主控屏100四周的線狀連續(xù)紅外背景光源構(gòu)成的光幕平面。

主控板包括spartan3s400的fpga，cypress68013usb單片機、升降壓電路、相關(guān)的周邊電路、電源開關(guān)及電源插口，用于產(chǎn)生線陣傳感器的驅(qū)動邏輯及光源驅(qū)動電流，接收第一層傳感結(jié)構(gòu)及第二層傳感結(jié)構(gòu)采集的光學(xué)傳感數(shù)據(jù)并解算觸摸坐標(biāo)發(fā)回主機；并通過cypress68013usb單片機以slavefifo的方式上傳2類共14個光學(xué)傳感器的原始數(shù)據(jù)于大端點，以及多點觸摸坐標(biāo)和trackid于小端點。

在采用上述光學(xué)式觸摸屏進(jìn)行觸摸定位工作之前，還需要對該光學(xué)式觸摸屏進(jìn)行光學(xué)畸變標(biāo)定檢測，因此，本發(fā)明基于所述光學(xué)式觸摸屏提供一種光學(xué)畸變標(biāo)定方法，所述光學(xué)畸變標(biāo)定方法包括如下步驟：

s1、制作四條長度分別和主控屏100四邊的長度相等的標(biāo)定棒，所述標(biāo)定棒上每隔一段距離設(shè)置一條透光窄縫；

s2、將所述標(biāo)定棒設(shè)置在對應(yīng)外緣的線狀連續(xù)紅外背景光源之前；

s3、紅外光透過所述透光狹縫在線陣傳感器的感應(yīng)線形成亮點尖峰，求取尖峰的像素位置，并將尖峰的像素位置和與對應(yīng)的透光狹縫的幾何坐標(biāo)做四階數(shù)學(xué)擬合；

s4、再利用五個四階擬合參數(shù)求取主控屏100四邊每隔很短距離的點和線陣傳感器的像素間的對應(yīng)關(guān)系表，即為標(biāo)定表。

如圖7所示為以uv印刷的方式印刷在有機玻璃板上的標(biāo)定圖案舉例，印刷完畢后將印有此標(biāo)定圖案的有機玻璃條從有機玻璃板上切下成為標(biāo)定棒。屏幕四邊各需1根相應(yīng)長度的標(biāo)定棒。標(biāo)定時將此標(biāo)定棒置于相應(yīng)邊的線狀連續(xù)紅外背景光源之前，緊貼光學(xué)式觸摸框結(jié)構(gòu)130130前端的有機玻璃片132放置。

光源透過狹縫成像于傳感器上的數(shù)據(jù)曲線如圖8所示，兩條曲線分別對應(yīng)于1個第一類光學(xué)傳感器300和1個第二類光學(xué)傳感器400，很明顯狹縫處為一高而窄的尖峰，這些尖峰位置對應(yīng)的第一線陣傳感器306lis-770i和第二線陣傳感器406rplis-2k上的像素位置很容易利用尖峰識別算法得到。

具體的，以主控屏100左上角的第1個第一類光學(xué)傳感器300及對側(cè)的紅外背景光源為例，其光學(xué)模型滿足以下的對應(yīng)關(guān)系：

p＝b4·x4+b3·x3+b2·x2+b1·x+b0

x為每隔20mm的光學(xué)狹縫的像素間距，在70寸1080p分辨率大屏的光學(xué)觸摸框的情況下分別為25,50…，p則為上位機接收主控板68013單片機的第一類光學(xué)傳感器300101的數(shù)據(jù)后以亮斑尖峰識別算法得出的lis-770i上對應(yīng)的像素位置。至少取11組x和對應(yīng)的p，利用數(shù)學(xué)擬合軟件進(jìn)行擬合，求出相應(yīng)的b4～b0這5個參數(shù)。對于其他13個傳感器及對側(cè)的紅外背景光源，過程相同只是參數(shù)不同。利用4個標(biāo)定棒分別標(biāo)定這14個傳感器對于主控屏100四周紅外背景光源的標(biāo)定參數(shù)，即得到了全部標(biāo)定參數(shù)。再利用標(biāo)定參數(shù)代入p＝b4·x4+b3·x3+b2·x2+b1·x+b0進(jìn)行計算，如對于下側(cè)邊，取x的間隔為1個像素，自主控屏100左側(cè)x＝0至主控屏100右側(cè)x＝1920求取對應(yīng)的p，對于左側(cè)邊及右側(cè)邊亦同樣處理，即得到了標(biāo)定表。

在光學(xué)式觸摸屏光學(xué)畸變標(biāo)定合格后，基于上述光學(xué)式觸摸屏，本發(fā)明還提供一種光學(xué)式觸摸屏的觸摸定位方法，所述觸摸定位方法包括如下步驟：

s1、主控板接收來自兩組光學(xué)傳感器的10個周期的亮度信號并進(jìn)行比對，如果平均每個周期內(nèi)變化幅度超過3的像素不超過5個，則將第1個周期內(nèi)的像素亮度數(shù)據(jù)記下，作為各傳感器的背景數(shù)組；

s2、正常工作并接收一個周期內(nèi)光學(xué)傳感器的亮度信號，稱為實時數(shù)組；

s3、將各傳感器的背景數(shù)組減去實時數(shù)組，得到暗斑數(shù)組，并對暗斑數(shù)組進(jìn)行邊緣檢測和質(zhì)心法處理，得到各傳感器暗斑邊緣及中心位置；

s4、查標(biāo)定表并進(jìn)行比例插值運算確定各暗斑邊緣對應(yīng)的線狀連續(xù)紅外背景光源在觸摸框上的位置；

s5、根據(jù)第一類光學(xué)傳感器300的暗斑邊緣在觸摸框上的位置以掃描畫線算法確定所有可能含有單個或多個觸摸點區(qū)域的連通域；

s6、根據(jù)第二類光學(xué)傳感器400的暗斑邊緣在觸摸框上的位置以掃描畫線算法對步驟s5中的區(qū)域進(jìn)行細(xì)分，得到一系列只含有單個觸摸點的連通域，舍去其中面積明顯小于觸摸點面積的連通域，剩下的即為各只含有單觸摸點的連通域；

s7、計算各單觸摸點連通域重心坐標(biāo)，即為觸摸點坐標(biāo)。

下面結(jié)合圖9說明觸摸定位方法的詳細(xì)步驟，以下步驟中提到的掃描畫線可為計算機圖形學(xué)中任一的經(jīng)典掃描畫線算法，如bresenham掃描畫線算法。算法步驟實際分為以下5個部分：

1.環(huán)境光檢測部分

步驟1：裝置上電，程序加載運行后各組光學(xué)傳感器將lis-770i及rplis-2048的亮度成像數(shù)據(jù)發(fā)給觸摸控制板。如果接收的10個掃描周期內(nèi)的亮度數(shù)據(jù)分別無明顯變化，即判別標(biāo)準(zhǔn)為灰度數(shù)據(jù)變化超過3的像元個數(shù)超過5個，則將此次記錄的亮度成像數(shù)據(jù)存儲為背景光源數(shù)組。判別成功后環(huán)境光檢測部分結(jié)束。

2.暗斑檢測及標(biāo)定表查表對應(yīng)部分

步驟2：觸摸解算狀態(tài)下當(dāng)有觸摸發(fā)生時，屏框四周的側(cè)導(dǎo)光光纖220形成的均勻線狀紅外背景光源被觸摸物體遮擋而在各光學(xué)傳感器的成像面上出現(xiàn)相應(yīng)的暗斑。將各光學(xué)傳感器的背景光源數(shù)組減去此時各光學(xué)傳感器的實時亮度數(shù)據(jù)，其差值數(shù)據(jù)曲線即為因觸摸點遮擋各像元的紅外線亮度下降了多少。以閾值法處理差值數(shù)據(jù)曲線，即得到了各暗斑的邊緣位置。再用標(biāo)定表對各暗斑的邊緣位置進(jìn)行插值計算，即得到了觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑中心位置、邊緣位置及寬度信息。

3.第一層傳感結(jié)構(gòu)確定所有可能含有觸摸點區(qū)域的連通區(qū)域

步驟3：設(shè)置一個m×n的和主控屏100的像素分辨率成比例的像素矩陣并置每個像素的初始權(quán)值為0。例如對于1個1920×1080顯示分辨率的大屏，設(shè)置m＝1920，n＝1080；

步驟4：依次以圖1中第一類傳感器101的光心為直線一端，觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置為直線另外一端兩兩確定若干組直線，以計算機圖形學(xué)中的掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟5：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟4中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值加1；

步驟6：依次以第一類傳感器102的光心為直線一端，觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置為直線另外一端兩兩確定若干組直線，以計算機圖形學(xué)中的掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟7：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟6中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值加1；

步驟8：依次以第一類傳感器103的光心為直線一端，觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置為直線另外一端兩兩確定若干組直線，以計算機圖形學(xué)中的掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟9：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟8中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值加1；

步驟10：依次以第一類傳感器104的光心為直線一端，觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置為直線另外一端兩兩確定若干組直線，以計算機圖形學(xué)中的bresenham掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟11：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟10中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值加1；

步驟12：計算步驟5、7、9、11所確定的連通區(qū)域的相交部分，仍然是一系列的連通區(qū)域，這些連通區(qū)域的所有點的權(quán)值都為4，且像素矩陣中所有權(quán)值都為4的點都包含在這些連通區(qū)域內(nèi)。

4.第二層傳感結(jié)構(gòu)細(xì)分含有單個觸摸點的連通區(qū)域并去除鬼點

步驟13：依次以第二類傳感器130的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟14：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟13中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟15：依次以第二類傳感器131的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟16：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟15中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟17：依次以第二類傳感器132的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟18：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟17中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟19：依次以第二類傳感器133的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟20：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟19中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟21：依次以第二類傳感器134的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟22：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟21中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟23：依次以第二類傳感器135的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟24：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟23中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟25：依次以第二類傳感器136的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟26：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟25中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟27：依次以第二類傳感器137的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟28：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟27中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟29：依次以第二類傳感器138的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟30：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟29中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟31：依次以第二類傳感器139的光心為直線一端，兩側(cè)視角邊界與屏框交點及觸摸點遮擋對應(yīng)的屏框暗斑兩側(cè)邊緣位置按照大小順序兩兩分組為直線另外一端，兩兩確定若干組直線，以掃描畫線算法計算每組直線的兩條直線和n行水平像素確定的直線的交點在m×n的像素矩陣中的位置；

步驟32：以計算機圖形學(xué)中的交點配對及區(qū)間填色的區(qū)域填充算法處理步驟31中的交點列表，對m×n的像素矩陣在每組兩條直線之間的連通區(qū)域進(jìn)行反“填色”處理，即區(qū)域內(nèi)對應(yīng)像素的權(quán)值減1；

步驟33：在剩下的像素權(quán)值為4的連通區(qū)域中，刪除面積明顯小于指尖觸摸區(qū)域面積的連通區(qū)域以去除鬼點，對剩下的權(quán)值為4的連通區(qū)域求重心，即各觸摸點的坐標(biāo)位置。

5.依據(jù)相鄰周期觸摸相關(guān)性分配trackid并對坐標(biāo)進(jìn)行運動濾波

步驟34：此部分為公開的通用算法，從略，將trackid及濾波后的坐標(biāo)填入觸摸數(shù)據(jù)包并上傳，即完成了整個觸摸周期。

本發(fā)明所述的光學(xué)式觸摸屏及其觸摸定位方法、以及光學(xué)畸變標(biāo)定方法，通過設(shè)置連續(xù)圍繞于主控屏100四周的線狀連續(xù)紅外背景光源，構(gòu)成光幕平面，并在主控屏100四角設(shè)置第一類光學(xué)傳感器300，構(gòu)成與所述光幕平面重合的第一光學(xué)傳感平面，由設(shè)置在主控屏100四邊的第二類光學(xué)傳感器400構(gòu)成略高于所述光幕平面的第二光學(xué)傳感平面，所述第一類光學(xué)傳感平面與第二類光學(xué)傳感平面組合形成一雙層傳感結(jié)構(gòu)來檢測多觸摸點位置，

所述線狀連續(xù)紅外背景光源結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、發(fā)射角度較大且光強均勻，第一類光學(xué)傳感器300的可視角度略超過90度，則使得整個屏幕都在第一類光學(xué)傳感器300的可視范圍內(nèi)，所述第二類光學(xué)傳感器400的可視角度能夠達(dá)到120度左右，超大的視角可保證屏幕的觸摸區(qū)域被較多的第二類光學(xué)傳感器400檢測到，從而保證觸摸點較多時也不出現(xiàn)鬼點問題；同時，所述第二類光學(xué)傳感器400的線狀傳感區(qū)域略高于線狀連續(xù)紅外背景光源，從而不會中斷線狀連續(xù)紅外背景光源而造成額外的暗斑，通過增加第二類光學(xué)傳感器400的數(shù)量以檢測定位更多觸摸點，因此，采用本發(fā)明所述觸摸屏裝置進(jìn)行的觸摸定位方法，能夠精確的查找到觸控點，且第一類光學(xué)傳感器300和第二類光學(xué)傳感器400的成像結(jié)構(gòu)對安裝精度要求低且易于維護(hù)。

所述光學(xué)標(biāo)定及觸摸定位方法，其通過使紅外光透過標(biāo)定棒上設(shè)置的窄縫而在線陣傳感器的感應(yīng)線形成亮點尖峰，求取尖峰的位置同將其和對應(yīng)透光窄縫的幾何坐標(biāo)做四階數(shù)學(xué)擬合，再利用5個四階擬和參數(shù)求取屏幕四邊每隔很短距離的點和線陣傳感器的像素間的對應(yīng)關(guān)系表，即得到標(biāo)定表，從而解決了光學(xué)畸變問題并避免了三角函數(shù)運算。

以上裝置實施例與方法實施例是一一對應(yīng)的，裝置實施例簡略之處，參見方法實施例即可。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能性一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)超過本發(fā)明的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機儲存器、內(nèi)存、只讀存儲器、電可編程rom、電可擦除可編程rom、寄存器、硬盤、可移動磁盤、cd-rom、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其他形式的存儲介質(zhì)中。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。