CN102902424A

CN102902424A - 一种提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法

Info

Publication number: CN102902424A
Application number: CN2012104065133A
Authority: CN
Inventors: 徐响林
Original assignee: Vtron Technologies Ltd
Current assignee: Vtron Technologies Ltd
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: CN102902424B

Abstract

本发明公开一种提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法，1）扫描红外发射接收管对，保存信号初始值，采集环境光信号强度，保存环境光初始值，设定检测阈值；2）扫描红外发射接收管对，保存信号当前值，采集环境光信号强度，保存环境光当前值；3）比较环境光当前值与环境光初始值，当环境光当前值与环境光初始值的差值超过设定的阈值则跳转至步骤4）；否则计算当前触摸坐标，至步骤2）；4）重新设定检测阈值，更新环境光初始值，计算当前触摸坐标，至步骤2）。采用本法能提高红外触摸屏抗环境光干扰、稳定性及触摸精度；作为独立模块嵌入现有软件中，不增加硬件成本；动态更新信号初始值和检测阈值，适应外界环境光强度的变化，提高了可靠性。

Description

一种提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法

技术领域

本发明属于红外触摸屏领域，特别涉及一种提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法。

背景技术

红外栅格扫描方案是触摸屏领域中起源较早，技术相对比较成熟的一种实现原理，在显示表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射管和红外接收管。这些红外发射管和红外接收管按照一对一的方式组成发射接收对，形成横向和纵向上的扫描阵列，在处理单元的控制下按照一定的顺序分别接通每对红外发射接收管，检测每对红外发射、接收管之间的红外光线是否被阻断，以此判定是否有触摸事件发生，并根据触摸发生的栅格节点位置计算出触摸事件发生的位置坐标。表面光波定位技术是在传统红外定位技术上发展而来，其主要原理采用大角度发射接收管，并在逻辑上是一个发射管对应多个接收管，以组成更为复杂的扫描阵列。

红外定位技术采用遮挡红外线来实现定位，采用滤光片来排除可见光干扰，而在正常的使用环境中存在大量红外信号，如日光灯、太阳光等，对触摸定位检测造成一定影响，甚至使触摸完全失效。

专利号为CN201020182433.0的实用新型公开一种防环境光干扰的红外触摸屏框架结构，通过将红外管及线路板靠内部安装，并使红外管在线路板下方，减少环境光干扰，提高了检测信号的信噪比。但由于使用环境中的干扰信号的方向具有随机性，其大小也可能随时间变化，如早上、中午、晚上的太阳光干扰强度各不相同，这些对触摸定位的准确性及精度造成一定影响。

如在触摸系统中有100对红外接收管，依次是发射管1、发射管2……发射管20…….发射管100，接收管1、接收管2……接收管20……接收管100，选择接收管20、接收管40、接收管60、接收管80作为采集环境光的样本，一般的红外扫描方法是：

（1）点亮发射管1，采集接收管1，记录信号值D1，关闭发射管1；

（2）点亮发射管2，采集接收管2，记录信号值D2，关闭发射管2；

……

（20）点亮发射管20，采集接收管20，记录信号值D20，关闭发射管20；

……

（100）点亮发射管100，采集接收管100，记录信号值D100，关闭发射管100；

采集的红外数据为D1、D2……D20……D100，若是系统上电的第一次扫描，这些数据还将作为初始值进行保存。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法及系统。本发明能够适应外界环境光强度的变化，增强了可靠性。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法，包括以下步骤：

1）扫描所有红外发射接收管对，保存为信号初始值，采集环境光信号强度，保存环境光初始值，设定检测阈值X；

2）扫描所有红外发射接收管对，保存为信号当前值，采集环境光信号强度，保存环境光当前值；

3）比较环境光当前值与环境光初始值，当环境光当前值与环境光初始值的差值的绝对值超过设定的阈值Y则跳转至步骤4）；否则计算当前触摸坐标，跳转至步骤2）；

4）重新设定检测阈值X，用环境光当前值更新环境光初始值，计算当前触摸坐标，跳转至步骤2）。

更进一步的，所述步骤1）和2）中采集环境光信号强度时对应的红外发射管未点亮。

更进一步的，所述步骤1）的检测阈值X为信号初始值的40%~60%。

更进一步的，所述检测阈值X为信号初始值的50%。

更进一步的，所述步骤2）采集环境光信号强度是通过采集多个线路板上不连续的多个红外接收管的光信号强度，也可以增加至少一个专用红外接收管或模块来采集环境光强度。

更进一步的，所述步骤3）的阈值Y为8%~15%。

更进一步的，所述阈值Y为10%。即当环境光当前值与环境光初始值的差值的绝对值超过10%，则更新环境初始值。

更进一步的，所述步骤4）在重新设定检测阈值X，更新环境光初始值后，还包括判断是否存在触摸物，当前存在触摸物则跳转到步骤2）；不存在触摸物则采用步骤2）获得的信号当前值更新信号初始值，并跳转到步骤2）。

更进一步的，所述信号初始值与信号当前值的差值的绝对值大于检测阈值X，则存在触摸物，否则不存在触摸物。

更进一步的，所述不存在触摸物时将信号当前值保存为一个临时数据，跳转至步骤1），在经历至少一个采集周期后，持续处于无触摸的状态，则用保存的临时数据更新信号初始值。能够确保当前所保存的数据是完全未受触摸影响的数据。

本发明的提高红外触摸屏抗干扰的方法可以达到以下有益效果：

1）提高红外触摸屏抗环境光干扰，提高触摸系统稳定性，在一定程度上可以提高触摸精度；

2）本发明方法可以作为一个模块，易于嵌入现有软件中，不增加硬件成本；

3）动态更新信号初始值和检测阈值，适应了外界环境光强度的变化，提高了可靠性。

附图说明

图1本发明方法的模块构成图；

图2是本发明方法的流程图；

图3、4是本发明方法的触摸检测原理。

具体实施方式

图1是本发明方法的模块构成图，红外扫描模块用于完成横向和纵向上红外栅格网络扫描，依次点亮每个红外发射管，并采集对应的红外接收管信号值，在多点触摸应用中，单个红外发射管对应多个红外接收管。

环境光采集模块用于采集当前使用环境中的红外信号成分，动态更新检测阈值X及信号初始化值。可以选择位于不同线路板上多个不连续的红外接收的信号值，并且在采集时，红外发射管是没有点亮的。

信号保存模块用于触摸系统上电时保存初始化值，信号保存模块还用于在环境光变化后，实时动态更新初始化值。

定位计算模块用于根据信号初始化值、检测阈值、当前信号采集值判断是否有红外线遮挡产生，并计算触摸位置，转换为触摸坐标。

图2是本发明方法的软件流程图，实施步骤如下：

1）系统初始化，扫描所有红外发射接收管对，保存为信号初始值，采集环境光信号强度，保存环境光初始值，设定检测阈值X；

3）比较环境光当前值与环境光初始值，当环境光当前值与环境光初始值的差值超过设定的阈值Y则跳转至步骤4）；否则计算当前触摸坐标，跳转至步骤2）；

4）重新设定检测阈值X，更新环境光初始值，计算当前触摸坐标，判断是否存在触摸物，当前存在触摸物则跳转到步骤2）；不存在触摸物则采用步骤2）获得的信号当前值更新信号初始值，并跳转到步骤2）。其中信号初始值与信号当前值的差值大于检测阈值X，则存在触摸物，否则不存在触摸物。

步骤1）和2）中采集环境光信号强度时对应的红外发射管未点亮。

在本实施例中检测阈值X为信号初始值的50%；阈值Y为10%。

本发明的工作过程：系统初始化，依次点亮红外发射管，扫描所有红外接收管，保存为信号初始值，采集环境光信号强度，保存为环境光初始值，采集环境光信号强度时对于的红外发射管关闭，设定检测阈值X为信号初始值的50%；扫描所有红外接收管，保存为信号当前值，采集环境光信号强度，保存为环境光当前值，采集环境光信号强度时对于的红外发射管关闭；判断环境光初始值与环境光当前值的差值的绝对值是否大于设定的阈值 10%，当小于等于10%则继续触摸坐标，当大于10%时，将环境光当前值更新为环境光初始值，同时更新检测阈值X，检测阈值X为信号当前值，计算当前触摸坐标，并判断是否存在触摸物，当信号初始值与信号当前值的差值大于检测阈值X，则存在触摸物重新扫描所有红外接收管，保存为信号当前值，采集环境光信号强度，保存为环境光当前值；否不存在触摸物则采用信号当前值更新信号初始值，重新扫描所有红外接收管，保存为信号当前值，采集环境光信号强度，保存为环境光当前值。

在本发明方法中实时采集了环境光中红外信号值，并动态更新信号初始值和检测阈值X。采集环境光中红外信号值可以扫描所有红外发射接收对管，在扫描之前或之后一次性采集所选取的用于检测环境光的红外接收管，也可以在扫描的过程中进行环境光的检测。

在触摸系统中有100对红外接收管，依次是发射管1、发射管2……发射管20…….发射管100，接收管1、接收管2……接收管20……接收管100，选择接收管20、接收管40、接收管60、接收管80作为采集环境光的样本，采用本发明方法后红外扫描方法是：

……

（20）采集接收管20，记录环境光值X20，点亮发射管20，采集接收管20，记录信号值D20，关闭发射管20；

……

按本发明方法多采集了X20、X40、X60、X80数据作为环境光初始值，也以此数据的变换来动态更新检测阈值X和信号初始值。

图3、4是本发明的触摸检测原理，在图3中坐标系的纵向301是采集的红外接收管信号值大小，横向的302是对应的每个红外管编号，303是采集所有红外接收管的信号值曲线，对应在某时刻305位置编号的红外对管被遮挡后，其信号值下降到304位置，由于信号值小于检测阈值50%，所以被认为一次有效遮挡，触摸系统将根据该红外接收管编号计算其位置，根据多个方向的扫描，可以计算出触摸物实际坐标。

如图4中坐标系的纵向301是采集的红外接收管信号值大小，横向的302是对应的每个红外管编号，306是采集所有红外接收管的信号值曲线，当环境光改变（增强）后，所有红外接收管的信号值曲线整体上升，在305相同位置的红外对管被遮挡后，信号值大小是307位置，从图中可以看出307明显高于304位置，并且还高于50%的检测阈值线，如果未提高检测阈值，那么此时的触摸将不会被检测到，造成触摸失效。同理当环境光减弱后，所有红外接收管的信号值曲线整体下降，部分信号值如果低于检测阈值则可能形成触摸事件，造成误判。

Claims

1.一种提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法，其特征在于所述步骤1）和2）中采集环境光信号强度时对应的红外发射管未点亮。

3.根据权利要求1所述提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法，其特征在于所述步骤1）的检测阈值X为信号初始值的40%~60%。

4.根据权利要求3所述提高红外触摸屏抗干环境光扰的方法，其特征在于所述检测阈值X为信号初始值的50%。

5.根据权利要求1所述提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法，其特征在于所述步骤2）采集环境光信号强度是通过采集多个线路板上不连续的多个红外接收管的光信号强度。

6.根据权利要求1所述提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法，其特征在于所述步骤3）的阈值Y为8%~15%。

7.根据权利要求6所述提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法，其特征在于所述阈值Y为10%。

8.根据权利要求1所述提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法，其特征在于所述步骤4）在重新设定检测阈值X，更新环境光初始值后，还包括判断是否存在触摸物，当前存在触摸物则跳转到步骤2）；不存在触摸物则采用步骤2）获得的信号当前值更新信号初始值，并跳转到步骤2）。

9.根据权利要求8所述提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法，其特征在于所述信号初始值与信号当前值的差值的绝对值大于检测阈值X，则存在触摸物，否则不存在触摸物。

10.根据权利要求8所述提高红外触摸屏抗环境光干扰的方法，其特征在于所述不存在触摸物时将信号当前值保存为一个临时数据，跳转至步骤1），在经历至少一个采集周期后，持续处于无触摸的状态，则用保存的临时数据更新信号初始值。