本实用新型专利技术提供一种用于光学触控定位的光学装置，包括设置在触控区域的底边及两侧边的主动发光的红外线状光源组件，该红外线状光源组件包括发光光源、只有一个出光口的光学振荡腔，所述发光光源安装在所述光学振荡腔内，所述红外线状光源组件还包括光扩散板、二次配光透镜，所述光扩散板设置于所述光学振荡腔的出光口处，所述二次配光透镜设置于所述发光光源以及光扩散板之间。本实用新型专利技术的光学装置，通过二次配光透镜对发光光源所发出的红外光进行二次配光，使其发光更加均匀；并且在出光口处加入光扩散板，进一步的匀化光场，为触控设备提供一个真正意义上的均匀发光的红外线状光源，从而提高了触控定位的稳定性及准确性，减少了误触发。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光学触控领域，尤其涉及一种用于光学触控定位的光学装置。
技术介绍
传统的光学触控定位方式，如图I所示，采用屏幕两个角端放置LED及摄像头的方式，且LED的发散角度为90°或以上，摄像头的拍摄角度为90°或以上；屏幕三边都放置回归反射条，其作用是可以把光朝着原来的方向反射回去；当屏幕中有触控点(任意的遮光物体)吋，摄像头会拍摄到光场发生变化，根据此光场的变化可计算出触控所在的角度；然 后通过两个摄像头则可确定触控点在屏幕的位置。但是上述触控技术只能进行单点触控，并且难以使用于大屏幕中。当屏幕尺寸变大之后，譬如80寸，那么由于反射条反射的光强过弱，将难以辨认触控点所引起的光场变化。同时，使用反射条时，为了获取亮度比较高的光场，需要提高反射条的宽度，这样会导致整体的光学定位框高度过高，影响美观及断笔连笔的效果，也就是说触控物尚未触摸到屏幕即引起触控屏光场的变化，这种情况下非常容易造成误判，影响了触控、书写的效果。为解决上述问题，目前已有人提出采用主动发光光源的方式。參考图2，在触控区域的底边及两侧边中布上主动发光的红外线状光源，此光源均匀的散出红外光。在屏幕的两个角端放置摄像头，此两个摄像头的拍摄角度均大于90°。此时，红外线状光源成像与摄像头中，当屏幕中存在触控物时，红外线状光源的光被遮挡，引起了摄像头拍摄到的光场发生变化，因此根据此光场的变化则可进行定位。由于该技术采用主动发光的光源，所以可以不受距离的约束，因此可以应用在大尺寸的显示屏幕上，其有效解决了连笔断笔的情况，不会发生未触摸到屏幕即引起触控的情況。然而，上述采用主动发光光源的技术，在进行触控定位的时候仍然存在ー个问题，即主动发光的红外线状光源无法提供ー个真正意义上的均匀的光面，进而导致触控定位的准确性比较低的问题。众所周知，在进行触控定位吋，摄像头需要拍摄ー个发光的光面作为基准来进行触控的判断，所以需要整个光面所形成的光场能够达到一定的均匀性，否则在光场过强或光场过弱的区域将无法准确判断出光斑位置，这是因为一、在光场过强的区域会令摄像头饱和，这样如果在此区域有触控物时，将无法引起此光场发生变化，从而也就无法准确判断出光斑位置；ニ、在光场过弱的区域会令摄像头所采集到的图像过低，这将会导致触控物体时所引起的光场变化不明显，导致无法准确判断出光斑位置。同时在光场过低的区域所提取光斑的阈值也相应降低，这样就使得触控定位技术容易受噪声的干扰(该噪声来源有可能是电流不稳导致LED发光光强波动或外部环境光干扰等)，噪声所产生的光场变化比较容易超过光斑阈值，从而引起误触发。同时，光场的不均匀性还可能会导致光斑判断时把ー个光斑判断成两个或多个光斑。如图3所示，图3(a)为无触控式的光场图像，图3(b)为存在触控时的光场图像，图3 (c)为两者取差值所得出的图像，该图中的虚线为阈值大小，可见如果光斑阈值取值不恰当，将会把图3(c)中的图像判断为存在两个光斑，导致误判的情况出现。通过研究发现，直接采用红外LED灯条，则无论是被动发光还是主动发光的形式，均难以达到上述均匀性的要求。这是因为普通LED自身发光就存在不均匀现象，在发散角较小区域LED的光强比较强，在发散角较大区域LED的光强比较弱，导致整个光面所形成的光场呈波浪形状。以某款LED为例，图4是该款LED的配光曲线图，从该图中可以看出其发光曲线很不均匀，这样就导致了其所形成的光场不均匀。因此，如何为触控设备提供一个均匀发光的红外线状光源以提高触控定位的准确性，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种用于光学触控定位的光学装置，能够为触控设备提供一个均匀发光的红外线状光源，进而提高触控定位的准确性。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案一种用于光学触控定位的光学装置，包括设置在触控区域的底边及两侧边的主动发光的红外线状光源组件，该红外线状光源组件包括发光光源、只有一个出光ロ的光学振荡腔，所述发光光源安装在所述光学振荡腔内，所述红外线状光源组件还包括光扩散板、ニ次配光透镜，所述光扩散板设置于所述光学振荡腔的出光ロ处，所述二次配光透镜设置于所述发光光源以及光扩散板之间。由以上方案可以看出，本技术的用于光学触控定位的光学装置，通过二次配光透镜对发光光源所发出的红外光进行二次配光，使其发光更加均匀；同时把发光光源放置于ー个只有一个出光ロ的腔体中，这样能够提高光强的利用率；并且在出光ロ处加入光扩散板，进ー步的匀化光场，为触控设备提供ー个真正意义上的均匀发光的红外线状光源，从而提高了触控定位的稳定性及准确性，減少了误触发。另外本技术的用于光学触控定位的光学装置实现起来简单方便，且成本较低，与现有技术相比，在引入二次配光技术后只需提供更少数量的LED灯即可为达到同等的均匀性要求。附图说明图I为传统的光学触控定位方式示意图；图2为采用主动发光光源方式的触控屏的结构示意图；图3为进行光斑判断时把ー个光斑判断成两个光斑的效果示意图；图4为某款LED的配光曲线图；图5为本技术用于光学触控定位的光学装置的结构示意图；图6为左边摄像头所拍摄到的触控屏示意图；图7为分别在不存在触控、存在触控条件下摄像头每个像素所采集到的光强强度对比示意图；图8为红外背光源的具体实现结构示意图；图9为二次配光透镜的形状的计算过程示意图；图10为以PMMA制成的二次配光透镜的形状示意图；图11为在缺少光扩散板情况下拍摄到的光场效果示意图。具体实施方式本技术提供一种用于光学触控定位的光学装置，以解决现有技术中不管是被动光源还是主动光源均无法为触控设备提供一个均匀发光的红外线状光源、进而降低触控定位的准确性的问题。本技术的一种用于光学触控定位的光学装置，如图5所示，包括设置在触控区域的底边及两侧边的主动发光的红外线状光源组件，该红外线状光源组件包括发光光源、只有一个出光ロ的光学振荡腔，所述发光光源安装在所述光学振荡腔内，所述红外线状光源组件还包括光扩散板、二次配光透镜，所述光扩散板设置于所述光学振荡腔的出光ロ处，所述二次配光透镜设置于所述发光光源以及光扩散板之间。整体的摄像头及红外线状光源的排布可以如图2所示，即在屏幕的两个角端放置摄像头，在触控区域的底边及两侧边布上主动发光的红外线状光源。那么左边的摄像头能 够拍摄到底边及右侧边的线状光源，參考图6，在不存在触控的情况下，此时摄像头所拍摄到的图像大致如图7(a)所示，此图所代表的意思为摄像头每个像素所采集到的光强强度。当屏幕中存在触控物时，摄像头所拍摄到的图像会发生变化，如图7(b)所示。根据图7(a)与图7(b)的对比则可计算出光斑的位置，即光斑所在的像素位置，可以假设为A。另外假设摄像头的总像素个数为1024，并且摄像头的视场角为90°，1024个像素把90°的视场角等分为1024份，那么此触控物所处的角度为0 =AX90° /1024。同理可算出右摄像头触控物所处的角度，那么根据这两个角度，并且屏幕大小已知则可算出触控点的坐标值。以上为触控定位的方法，本技术的重点在于采用能够提供均匀发光的红外线状光源，以下为具体描述如图8所示为红外背光源的具体实现形式，红外LED发出的光首先经过二次配光透镜，由该透镜对红外LED所发出本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任均宇，
申请(专利权)人：广东威创视讯科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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