CN102270063B - 红外真多点触摸屏 - Google Patents

Abstract

红外真多点触摸屏，涉及触摸屏领域，包括红外发射和接收对管阵列、附属电路、微型处理器系统，微型处理器系统在没有触摸点的情况下，通过附属电路控制红外发射和接收对管阵列中的红外接收管开启，并控制红外发射和接收对管阵列中的红外发射管逐个点亮；在扫描到一个以上触摸点的情况下，通过移轴扫描算法判断是否存在伪点，在确认存在伪点的情况下去除伪点，获得真实触摸点。红外真多点触摸屏在不改变原有的红外触摸屏的基础上，允许进行多点触摸操作，并且可以判断出伪点，并进行排除。

Description

红外真多点触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及红外触摸屏领域。

背景技术

红外触摸屏作为触摸屏的一个分支，以其安装方便、免维护、高可靠性等优点而逐渐被广泛应用于各个领域。现有的红外触摸屏，大都只是具有单点触摸功能，无法准确识别触摸屏上存在多个触摸点。

也有少量的红外触摸屏能够实现多点触摸功能，但是还存在结构负责、成本高、安装不方便等问题，特别是还存在识别精度低、识别速度慢等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外真多点触摸屏，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

红外真多点触摸屏，包括由沿着触摸区域四周均匀排列的红外发射和接收对管阵列；还包括控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管、红外接收管开启的附属电路；还包括控制所述附属电路并存储、计算、传输检测到的数据的微型处理器系统，其特征在于，

首先，所述微型处理器系统在触摸区域内没有触摸点的情况下，通过所述附属电路控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外接收管开启，并控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管逐个点亮；

在一红外发射管点亮时，所述微型处理器系统记录下该红外发射管的发射管坐标值，并至少记录下接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管的两个接收管坐标值，并将发射管坐标值与对应的至少两个接收管坐标值进行关联，并将关联关系进行存储；红外发射管逐个点亮，最终形成一数据库；

然后，所述微型处理器系统通过所述附属电路控制所述红外发射和接收对管阵列，对所述触摸区域内的触摸点进行扫描；

在扫描到一个以上触摸点的情况下，通过移轴扫描算法判断是否存在伪点，在确认存在伪点的情况下去除伪点，获得真实触摸点；

所述移轴扫描算法是指，首先测定所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管发射有效光信号的散射角度φ；在所述红外发射和接收对管阵列对触摸点扫描过程中，以直角坐标系作为参考，在其中X坐标轴上扫描出触摸点远离X坐标轴的坐标原点一侧所遮挡的红外发射管C1的X坐标值X1；在Y坐标轴上扫描出触摸点所遮挡的其中一个红外发射管C2或红外接收管D2的坐标值Y1；然后确定一参考红外发射管C3，红外发射管C3为一距离X坐标轴坐标值X3附近的红外发射管；以红外发射管C1的Y坐标轴坐标为Y0，则：

$X3=X1-|\tan \frac{\mathrm{\φ}}{2}\×(Y1-Y0)|$

通过微型处理器系统判断红外发射管C3关联的远离X坐标轴的坐标原点一侧的接收管坐标值上的红外接收管是否接收到红外发射管C3发出的信号，如果没有接收到，则证明被触摸点所遮挡，该触摸点为真实触摸点，否则判断为伪点，进行排除。

上述移轴扫描算法中体现出的坐标关系，重点在于体现出各个触摸点、红外发射管、红外接收管之间的位置关系，与坐标系本身的选取关系不大。坐标原点的选取、X坐标轴、Y坐标轴可以相对灵活。

在所述红外接收管接收到所述红外发射管发射出的信号的强度足够进行识别时，视为接收到红外发射管发出的信号。

也可以为所述红外接收管设定一信号电压强度参考值，在所述红外发射管发射出的信号使所述红外接收管所产生的电压波动值大于所述信号电压强度参考值时，视为接收到红外发射管发出的信号。所述信号电压强度参考值可以设置为0.2伏～2.5伏。通过设定所述信号电压强度参考值，有利于灵活控制散射角度φ，以便于调整识别精度。

通过上述技术方案，在不改变原有的红外触摸屏的基础上，允许进行多点触摸操作，并且可以判断出伪点，并进行排除。上述技术方案中微型处理器系统运算量小，可以对真实触摸点和伪点进行快速识别，以满足用户的操作需求。本发明中所述的直角坐标系，以及坐标原点的排布方式均作为参考，实际操纵中与坐标系的实际选取无关。

所述坐标值Y1，优选所述触摸点的两侧分别在Y坐标轴遮挡的两个红外发射管所对应的两个坐标值的中间值。通过取中间值可以提高操作精度。

通过所述附属电路控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管自两侧向中间依次逐个点亮。即实现从两侧向中间扫描，这样可以有效地提高扫描速度。

以距离X坐标轴坐标值X3最近的红外发射管作为红外发射管C3。以提高精度。

所述散射角度φ为所述数据库建立过程中，红外发射管的坐标，分别与接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管的两个坐标之间的连线构成的夹角值；所述散射角度φ由微型处理器系统在所述数据库建立过程中，根据红外发射管的发射管坐标值，接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管的两个接收管坐标值计算得出。所述散射角度φ并非人为设定，而是由设备本身的结构参数自行计算得出，可以提高精度。

以距离X坐标轴坐标值X3最近的2个～6个红外发射管分别作为红外发射管C3，进行2～6次所述移轴扫描算法，其中1次确认为真实触摸点，即认为该触摸点为真实触摸点。以减少外界误差造成真实触摸点无法识别。

触摸点的默认半径可以为5mm，即默认为所述触摸点的两侧分别在Y坐标轴遮挡的两个红外发射管之间的距离为5mm，所述触摸点的两侧分别在X坐标轴遮挡的两个红外发射管之间的距离为5mm，通过默认半径对触摸点位置判断进行修订。在微型处理器系统无法识别出真实触摸点，或者识别出大量真实触摸点实，调用所述默认半径。设置默认半径，可以防止设备出现识别位置偏差过大、复杂运算，甚至死机等问题。

附图说明

图1为本发明的部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1，对于一传统红外触摸屏而言，存在图中的两个真实触摸点A1、A2时，将会无法通过坐标关系进行识别，往往出现伪点B1、B2。

红外真多点触摸屏与传统红外触摸屏相比硬件结构类似。包括由沿着触摸区域1四周均匀排列的红外发射和接收对管阵列。还包括控制红外发射和接收对管阵列中的红外发射管2、红外接收管3开启的附属电路。还包括控制附属电路并存储、计算、传输检测到的数据的微型处理器系统。

首先，微型处理器系统在触摸区域内没有触摸点的情况下，通过附属电路控制红外发射和接收对管阵列中的红外接收管3开启，并控制红外发射和接收对管阵列中的红外发射管2逐个点亮。通过附属电路控制红外发射和接收对管阵列中的红外发射管2自两侧向中间依次逐个点亮。即实现从两侧向中间扫描，这样可以有效地提高扫描速度。

在一红外发射管2点亮时，微型处理器系统记录下该红外发射管2的发射管坐标值，并至少记录下接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管3的两个接收管坐标值，并将发射管坐标值与对应的至少两个接收管坐标值进行关联，并将关联关系进行存储。红外发射管逐个点亮，最终形成一数据库。

然后，微型处理器系统通过附属电路控制红外发射和接收对管阵列，对触摸区域1内的触摸点进行扫描。在扫描到一个以上触摸点的情况下，通过移轴扫描算法判断是否存在伪点，在确认存在伪点的情况下去除伪点，获得真实触摸点。

针对于触摸点A1为例。移轴扫描算法是指，首先测定红外发射和接收对管阵列中的红外发射管2发射有效光信号的散射角度φ。

散射角度φ为数据库建立过程中，红外发射管2的坐标，分别与接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管3的两个坐标之间的连线构成的夹角值。散射角度φ由微型处理器系统在数据库建立过程中，根据红外发射管2的发射管坐标值，和接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管3的两个接收管坐标值计算得出。散射角度φ并非人为设定，而是由设备本身的结构参数自行计算得出，可以提高精度。

在红外发射和接收对管阵列对触摸点A1扫描过程中，以直角坐标系作为参考，在其中X坐标轴上扫描出触摸点A1远离X坐标轴的坐标原点一侧所遮挡的红外发射管C1的X坐标值X1。在Y坐标轴上扫描出触摸点A1所遮挡的其中一个红外发射管C2或红外接收管D2的坐标值Y1。然后确定一参考红外发射管C3，红外发射管C3为一距离X坐标轴坐标值X3附近的红外发射管。以红外发射管C1的Y坐标轴坐标为Y0，则：

$X3=X1-|\tan \frac{\mathrm{\φ}}{2}\×(Y1-Y0)|$

通过微型处理器系统判断红外发射管C3关联的远离X坐标轴的坐标原点一侧的接收管坐标值上的红外接收管D4是否接收到红外发射管C3发出的信号，如果没有接收到，则证明被触摸点A1所遮挡，该触摸点A1为真实触摸点A1，否则判断为伪点，进行排除。

在红外接收管3接收到红外发射管2发射出的信号的强度足够进行识别时，视为接收到红外发射管2发出的信号。也可以为红外接收管3设定一信号电压强度参考值，在红外发射管2发射出的信号使红外接收管3所产生的电压波动值大于信号电压强度参考值时，视为接收到红外发射管2发出的信号。信号电压强度参考值可以设置为0.2伏～2.5伏。通过设定信号电压强度参考值，有利于灵活控制散射角度φ，以便于调整识别精度。

通过上述技术方案，在不改变原有的红外触摸屏的基础上，允许进行多点触摸操作，并且可以判断出伪点，并进行排除。上述技术方案中微型处理器系统运算量小，可以对真实触摸点和伪点进行快速识别，以满足用户的操作需求。本发明中所述的直角坐标系，以及坐标原点的排布方式均作为参考，实际操纵中与坐标系的实际选取无关。

坐标值Y1，优选触摸点A1的两侧分别在Y坐标轴遮挡的两个红外发射管C4、C5所对应的两个坐标值的中间值。通过取中间值可以提高操作精度。

以距离X坐标轴坐标值X3最近的红外发射管作为红外发射管C3。以提高精度。另外还可以以距离X坐标轴坐标值X3最近的2个～6个红外发射管分别作为红外发射管C3。进行2～6次所述移轴扫描算法，其中1次确认为真实触摸点A1，即认为该触摸点A1为真实触摸点A1。以减少外界误差造成真实触摸点无法识别。最好以4个红外发射管分别作为红外发射管C3。

实际设计中，可以将触摸点的默认半径为5mm，即默认为触摸点的两侧分别在Y坐标轴遮挡的两个红外发射管之间的距离为5mm，触摸点的两侧分别在X坐标轴遮挡的两个红外发射管之间的距离为5mm，通过默认半径对触摸点位置判断进行修订。在微型处理器系统无法识别出真实触摸点，或者识别出大量真实触摸点实，调用所述默认半径。设置默认半径，可以防止设备出现识别位置偏差过大、复杂运算，甚至死机等问题。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.红外真多点触摸屏，包括由沿着触摸区域四周均匀排列的红外发射和接收对管阵列；还包括控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管、红外接收管开启的附属电路；还包括控制所述附属电路并存储、计算与传输检测到的数据的微型处理器系统，其特征在于，

首先，所述微型处理器系统在触摸区域内没有触摸点的情况下，通过所述附属电路控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外接收管开启，并控制所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管逐个点亮；

在一红外发射管点亮时，所述微型处理器系统记录下该红外发射管的发射管坐标值，并至少记录下接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管的两个接收管坐标值，并将发射管坐标值与对应的至少两个接收管坐标值进行关联，并将关联关系进行存储；

红外发射管逐个点亮，最终形成一数据库；

然后，所述微型处理器系统通过所述附属电路控制所述红外发射和接收对管阵列，对所述触摸区域内的触摸点进行扫描；

在扫描到一个以上触摸点的情况下，通过移轴扫描算法判断是否存在伪点，在确认存在伪点的情况下去除伪点，获得真实触摸点；

所述移轴扫描算法是指，首先测定所述红外发射和接收对管阵列中的红外发射管发射有效光信号的散射角度φ；在所述红外发射和接收对管阵列对触摸点扫描过程中，以直角坐标系作为参考，在其中X坐标轴上扫描出触摸点远离X坐标轴的坐标原点一侧所遮挡的红外发射管C1的X坐标值X1；在Y坐标轴上扫描出触摸点所遮挡的其中一个红外发射管C2的坐标值Y1；然后确定一参考红外发射管C3，红外发射管C3为一距离X坐标轴坐标值X3附近的红外发射管；以红外发射管C1的Y坐标轴坐标为Y0，则：

$X3=X1-|\tan \frac{\mathrm{\φ}}{2}\×(Y1-Y0)|$

通过微型处理器系统判断红外发射管C3关联的远离X坐标轴的坐标原点一侧的接收管坐标值上的红外接收管是否接收到红外发射管C3发出的信号，如果没有接收到，则证明被触摸点所遮挡，该触摸点为真实触摸点，否则判断为伪点，进行排除。

2.根据权利要求1所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，在所述红外接收管接收到所述红外发射管发射出的信号的强度足够进行识别时，视为接收到红外发射管发出的信号。

3.根据权利要求1所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，所述坐标值Y1，是所述触摸点的两侧分别在Y坐标轴遮挡的两个红外发射管所对应的两个坐标值的中间值。

4.根据权利要求1所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，以距离X坐标轴坐标值X3最近的红外发射管作为红外发射管C3。

5.根据权利要求1所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，所述散射角度φ为所述数据库建立过程中，红外发射管的坐标，分别与接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管的两个坐标之间的连线构成的夹角值；所述散射角度φ由微型处理器系统在所述数据库建立过程中，根据红外发射管的发射管坐标值，接收到所发出的红外信号的两端的红外接收管的两个接收管坐标值计算得出。

6.根据权利要求1所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，以距离X坐标轴坐标值X3最近的2个～6个红外发射管分别作为红外发射管C3，进行2～6次所述移轴扫描算法，其中1次确认为真实触摸点，即认为该触摸点为真实触摸点。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，触摸点的默认半径为5mm，即默认为所述触摸点的两侧分别在Y坐标轴遮挡的两个红外发射管之间的距离为5mm，所述触摸点的两侧分别在X坐标轴遮挡的两个红外发射管之间的距离为5mm，通过默认半径对触摸点位置判断进行修订；

在微型处理器系统无法识别出真实触摸点，或者识别出大量真实触摸点，调用所述默认半径。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的红外真多点触摸屏，其特征在于，为所述红外接收管设定一信号电压强度参考值，在所述红外发射管发射出的信号使所述红外接收管所产生的电压波动值大于所述信号电压强度参考值时，视为接收到红外发射管发出的信号。