CN103472959A - 一种红外触摸屏的信号扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外触摸屏的信号扫描方法，所述扫描方法包括：对所述红外触摸屏的两接收板进行分区；按照设定的扫描顺序对各分区进行循环信号扫描，所述循环信号扫描为在对当前分区的红外接收管进行信号采集，同时对该分区后一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理；其中，最后一个分区的后一个分区为第一个被扫描的分区。本发明技术方案大大降低了信号扫描的等待时间，提高了信号扫描的工作效率，从而提高了红外触摸屏的触控响应速度。

Description

一种红外触摸屏的信号扫描方法

技术领域

本发明涉及数字控制技术领域，更具体地说，涉及一种红外触摸屏的信号扫描方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

红外触摸屏的结构简单，不受电流、电压和静电干扰，可以用于一些恶劣的环境条件中，且具有高稳定性、高分辨率以及安装方便等优点，其外壳加上一块钢化玻璃就能实现防尘、防爆、防水等诸多功能，被广泛用于各种电子显示产品中，是当今触摸屏市场的一种主流显示产品。

现有的红外触摸屏主要是利用x、y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。用户在进行触控操作时，手指就会挡住经过触摸位置的横竖两条红外线，通过对红外信号进行扫描，从而可判断出触摸点在显示器上的位置。

现有技术在对红外信号进行扫描时，是依序对各个红外接收管依次进行信号扫描，信号扫描的工作效率低，触控响应速度慢。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种红外触摸屏的信号扫描方法，提高了信号扫描的工作效率，提高了红外触摸屏的触控响应速度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种红外触摸屏的信号扫描方法，其特征在于，包括：

对所述红外触摸屏的两接收板进行分区；

按照设定的扫描顺序对各分区进行循环信号扫描，所述循环信号扫描为在对当前分区的红外接收管进行信号采集，同时对该分区后一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理；

其中，最后一个分区的后一个分区为第一个被扫描的分区。

优选的，在上述信号扫描方法中，每次扫描，对当前分区的一个红外接收管进行信号采集，同时对该分区后一分区中对应的一个红外接收管进行模拟开关导地处理。

优选的，在上述信号扫描方法中，每次扫描，对当前分区的多个红外接收管一起进行信号采集，同时对该分区后一分区中对应的多个红外接收管一起进行模拟开关导地处理。

优选的，在上述信号扫描方法中，所述红外触摸屏为正方形，所述对所述红外触摸屏的两接收板进行分区为将所述两接收板均单独作为一个分区。

优选的，在上述信号扫描方法中，所述红外触摸屏为长方形，两接收板上设置的红外接收管的个数分别为M、N，M与N均为正整数，且M不小于N，所述对所述红外触摸屏的两接收板进行分区包括：

当M=mN时，m为大于1的整数，将具有M个红外接收管的接收板平均分为m个分区，每个分区均具有N个红外接收管；

当nN<M<(n+1)N时，n为正整数，将具有N个红外接收管的接收板整体作为一个分区，将具有M个红外接收管的接收板分为n个或是n+1个分区。

优选的，在上述信号扫描方法中，当M=mN时，所述循环信号扫描为：

对当前分区的红外发射管进行信号采集，同时对该分区下一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理。

优选的，在上述信号扫描方法中，当nN<M<(n+1)N，且M为n或是n+1的整数倍时，分区方式包括：

当M为n的整数倍时，将具有M个红外接收管的接收板平均分为n个分区，每个分区中接收管的个数相同；

当M为n+1的整数倍时，将具有M个红外接收管的接收板平均分为n+1个分区，每个分区中接收管的个数相同。

优选的，在上述信号扫描方法中，当nN<M<(n+1)N，且M不是n的整数倍，也不是n+1的整数倍时，分区方式包括：

至少一个第一分区，至少一个第二分区，所述第一分区以及第二分区的红外接收管的个数均不小于

所有第一分区与第二分区的总数之和为n。

优选的，在上述信号扫描方法中，当nN<M<(n+1)N，且M不是n的整数倍，也不是n+1的整数倍时，分区方式包括：

至少一个第一分区，至少一个第二分区，所述第一分区以及第二分区的红外接收管的个数均不大于

所有第一分区与第二分区的总数之和为n+1。

优选的，在上述信号扫描方法中，如果所述两接收板的所有分区的红外接收管的个数不完全相同，在进行信号扫描时，通过空操作实现相邻两个具有不同个数红外接收管的分区进行信号扫描时的对应同步。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的信号扫描方法，对两个接收板进行分区后，按照设定的扫描顺序对各分区进行循环信号扫描。在对某一分区的一个或是多个红外接收管进行信号采集的同时对下一分区的对应的一个或是多个红外接收管进行模拟开关导地处理。这样，通过合理的分区，进行跳跃性的信号扫描，对当前分区的红外接收管进行信号采集时，由于空间隔离，与被采集红外接收管相对应的红外发射管发出的信号不会对下一分区正在进行模拟开关导地处理的信号处理单元的电路产生影响。

所以，本实施例所述信号扫描方法只在循环信号扫描的开始阶段有需要时间单独等待的模拟开关导地处理，在后续的整个循环信号扫描过程中，其他的红外接收管的模拟开关导地处理是与其他红外接收管的信号采集过程同时进行。相对于现有的扫描方式，本发明技术方案大大降低了信号扫描的等待时间，提高了信号扫描的工作效率，从而提高了红外触摸屏的触控响应速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为红外触摸屏的结构示意图；

图2为一个红外接收管的接收端的信号处理单元的电路图；

图3为本发明实施例提供的一种信号扫描方法的流程示意图；

图4为本发明所提供的一种红外触摸屏的结构示意图；

图5为本发明所提供的另一种红外触摸屏的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术部分所述，现有技术在对红外信号进行扫描时，是依序对各个红外接收管依次进行信号扫描，工作效率低，触控响应速度慢。

参考图1，红外触摸屏在显示器1的显示面安装一个电路板外框，所述电路板外框包括：设置有M个红外接收管的接收板21以及与所述接收板21对应的设置有M个红外发射管的发射板31；设置有N个红外接收管的接收板22以及与所述接收板22对应的设置有N个红外发射管的发射板32。其中，M、N为正整数；相对设置的发射板与接收板中，红外发射管与红外接收管一一对应。

每一组相对应的红外发射管与红外接收管均对应一个如图2所示的接收端信号处理单元电路，整个红外触摸屏的信号扫描电路由M+N个图2所示电路并联而成。

在对红外触摸屏进行信号扫描时，对某一支路，其红外接收管只能接收环境光信号，不能受到其他红外发射管发出的红外光的影响。这是因为，当该支路的模拟开关开启阶段，干扰光产生的信号为该支路的隔直电容充电，

假如旁边的红外发射管此时发射信号，则所述红外发射管产生的光电信号也会对该支路的隔直电容充电，那么该支路的隔直电容上面存储的电荷就不是真实环境光产生，滤波效果将会大大降低。

因此，现有红外扫描方法是按照设定的扫描顺序对各组红外发射管与红外接收管逐一进行信号检测与信号采集。如按照图1中逆时针顺序从红外接收管PR₁开始，到红外接收管PR_M+N逐一进行信号扫描，一周后再从红外接收管PR₁开始，循环进行扫描。

如当前扫描支路为第i支路，i为正整数，参考图2，当经过光电转换器件4的光电转换后，红外接收管PR_i产生的光电信号通过RC耦合的方式，利用隔直电容C_i把低频或是直流的干扰光电信号滤除。

为了取得更好的抗光滤波效果，在隔直电容C_i的输出端接模拟开关K_i，在与所述红外接收管PR_i对应的红外发射管PT_i发射之前先闭合所述模拟开关K_i，把低频信号和直流的干扰光产生的电信号导地，使隔直电容C_i两端达到平衡状态，然后断开模拟开关K_i，开启与所述红外接收管PR_i对应的红外发射管PT_i，对红外发射管PT_i以及检测电阻R_i供电，通过采样电路5对红外发射管PT_i与红外接收管PR_i的信号进行放大采样。

由第i支路的扫描过程可知，对任一支路的信号扫描包括两个时间段，一个是开启模拟开关，将光干扰信号导地的时间段，一个是对该组红外发射管与红外接收管进行信号采集的时间段。

在第i支路扫描结束后对其后一支路同样是依次经过开启模拟开关、信号采集。

发明人研究发现，采用上述扫描方法，对任一支路进行信号采集前，均需要有一个开启模拟开关，将光干扰信号导地的等待时间段，这样导致了信号扫描的工作效率低，触控响应速度慢。为解决该问题可通过对接收板进行合理的分区，通过跳跃性的信号扫描，以避免过多的开启模拟开关的等待时间。

基于上述研究，本发明提供了一种红外触摸屏的信号扫描方法，该信号扫描方法包括：对所述红外触摸屏的两接收板进行分区；按照设定的扫描顺序对各分区进行循环信号扫描，所述循环信号扫描为在对当前分区的红外接收管进行信号采集，同时对该分区后一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理；其中，最后一个分区的后一个分区为第一个被扫描的分区。

分区时优选方案是使得所有分区中的红外接收管的个数相同，如果在分区过程中无法使得所有分区的红外接收管个数均相同，当某一分区中与相邻两个分区由于红外接收管个数不同导致在进行信号扫描时的无法对应同步时，可使控制器进行空操作使得该分区与相邻两个分区在进行信号扫描时实现对应同步。

本发明所述技术方案通过合理的分区，进行跳跃性的信号扫描，对当前分区的红外接收管进行信号采集时，由于空间隔离，与被采集红外接收管相对应的红外发射管发出的信号不会对下一分区正在进行模拟开关导地处理的信号处理单元的电路产生影响。

所以，本实施例所述信号扫描方法只在循环信号扫描的开始阶段有需要时间单独等待的模拟开关导地处理，在后续的整个循环信号扫描过程中，其他的红外接收管的模拟开关导地处理是与其他红外接收管的信号采集过程同时进行。相对于现有的扫描方式，本发明技术方案大大降低了信号扫描的等待时间，提高了信号扫描的工作效率，从而提高了红外触摸屏的触控响应速度。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置件结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。

基于上述思想，本申请实施例提供了一种红外触摸屏的信号扫描方法，参考图3，该红外触摸屏的信号扫描方法包括：

步骤S11：对红外触摸屏的两接收板进行分区。

对设定规格的红外触摸屏，接收板上设置的红外接收管的密度是设定的。如果是正方形的红外触摸屏，则两个接收板的长度相同，其上设置的红外接收管的数量相同。此时可将所述两接收板均单独作为一个分区，即总共分为两个分区。

当所述红外触摸屏为长方形时，对设定的长方形的红外触摸屏，其长边接收板上设置的红外接收管的数量M以及短边接收板上设置的红外接收管的数量N均为定值。

如果M=mN，m为大于1的整数，可将长边的接收板平均分为m个分区，每个分区均具有N个红外接收管。

如果nN<M<(n+1)N时，n为正整数，将具有M个红外接收管的接收板分为n个或是n+1个分区。对于设定规格的红外触摸屏，M、N为已知常数，则n、n+1也为已知正整数，具体分区方式如下：

如果M为n的整数倍，将具有M个红外接收管的接收板平均分为n个分区，每个分区中接收管的个数相同。

如果M为n+1的整数倍，将具有M个红外接收管的接收板平均分为n+1个分区，每个分区中接收管的个数相同。

如果M不是n的整数倍，且不是n+1的整数倍，将具有N个红外接收管的接收板整体作为一个分区，对将具有M个红外接收管的接收板的分区方式包括：至少一个第一分区，至少一个第二分区，所述第一分区以及第二分区的红外接收管的个数均不小于

所有第一分区与第二分区的总数之和为n；或，至少一个第一分区，至少一个第二分区，所述第一分区以及第二分区的红外接收管的个数均不大于

所有第一分区与第二分区的总数之和为n+1。即对具有M个红外接收管的接收板分区后，使得各分区的红外接收管的个数均匀性好，且有最多的分区的红外接收管的个数与N靠近，避免出现第一分区与第二分区的红外接收管的个数相差较大、均匀性差等分区方式出现，以降低后续扫描过程中空操作的次数。

其中，

与

表示下取整运算。

当M不是n的整数倍，且不是n+1的整数倍时，上述两种方式优选的采用进行信号扫描时空操作较少的实现方式。

当所述触摸屏为长方形时，按照上述分区方式，是将短边接收板整体作为一个分区。对于现在主流的红外触摸显示器，长边接收板与短边接收板长度比为16:9，即长边接收板上设置的接收管与短边接收板上设置的接收管数量比约为16:9。此时，可将长边接收板分为两个分区，将短边单独作为一个分区。

步骤S12：按照设定的扫描顺序对各个分区进行循环信号扫描。

在扫描过程中，每次执行模拟开关导地和信号采集的红外接收管可以是一个或是多个。与之对应的每次执行发射的红外发射管可以是一个或是多个。

在上述步骤中对所述两接收板进行分区是为了在后续信号扫描过程中能够实现多级流水式循环扫描。

按照设定的扫描顺序，开始进行信号扫描时，首先进行初始化处理，将第一分区待扫描的红外接收管所在支路的模拟开关闭合，对光干扰信号进行导地。

设定导地时间后，断开上述模拟开关，此时与上述红外发射管对应的红外发射管开始发射信号。然后，开始对所述支路的红外接收管以及红外发射管进行信号采集，在进行信号采集的同时，第二分区中对应的红外接收管进行模拟开关导地处理，即将第二分区中与第一分区中正在进行信号采集的红外接收管对应的红外接收管所在支路的模拟开关闭合，对光干扰信号进行导地。

因为第一分区正在进行信号采集的红外接收管与第二分区中进行模拟开关导地处理的红外接收管处于不同分区，即空间位置不相邻，所以第一分区此时发射红外信号的发射管不会对第二分区中接地的红外接收管的滤波效果产生影响。

当对第一分区的全部红外接收管进行完信号扫描后，同时第二分区所有的红外接收管的模拟开关导地处理也完成。然后，在对完成第二分区所有的红外接收管完成信号扫描后，下一分区的所有的红外接收管的模拟开关导地处理也完成。

可见，所述循环信号扫描为在对当前分区的红外接收管进行信号采集的同时，对该分区后一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理。其中，最后一个分区的后一个分区为第一个被扫描的分区。

采用上述扫描方法，仅在初始化处理阶段需要有模拟开关导地的等待时间，此后红外接收管的模拟开关导地处理在前一分区对应的红外接收管进行信号采集时进行，避免了模拟开关导地处理的等待时间，大大缩短了信号扫描的时间，提高了信号扫描的工作效率，提高了红外触摸屏的响应速度。

下面结合具体实施方式对上述扫描方法进行说明：

参考图4，与x轴平行的接收板（长边接收板）上设置有6个红外接收管PR₁-PR₆，与y轴平行的接收板（短边接收板）上设置有3个红外接收管PR₇-PR₉，设定扫描顺序为逆时针，每次进行执行模拟开关导地和信号采集的红外接收管为一个。

将与x轴平行的接收板分为2个区，第一分区包括PR₁-PR₃三个红外接收管，第二分区包括PR₄-PR₆三个红外接收管，第二接收板单独作为第三分区。

循环开始阶段，首先进行初始化处理，对PR₁所在支路的模拟开关闭合。设定导地时间后，完成滤波后，断开PR₁所在支路的模拟开关闭合，与PR₁对应的红外发射管PT₁开始发射信号，PR₁所在支路开始信号采集，在进行信号采集的同时将PR₂所在支路的模拟开关闭合，对PR₂进行导地处理。PR₁所在支路开始信号采集完成后，PR₂导地处理完成后，断开PR₂所在支路的模拟开关。按照上述过程完成对第一分区的所有红外接收管的信号采集的时候，同时也完成了第二分区的所有红外接收管的导地处理。在此过程中，仅需要三次模拟开关导地时的等待时间。

此后，当第二分区所有的红外接收管的信号采集完成的时候，所有第三分区的红外接收管的导地处理也都完成。当所述第三分区所有的红外接收管的信号采集完成的时候，所有第一分区的红外接收管的导地处理也都完成。

可见，按照所述扫描方法，大大降低了模拟开关导地的等待时间，提高了扫描的工作效率。

如果经过分区后，所有分区的红外接收管的个数不完全相同，在进行信号扫描时，通过空操作实现相邻两个具有不同个数红外接收管的分区进行信号扫描时的对应同步。

参考图5，长边接收板上设置有5个红外接收管PR₁-PR₅，短边接收板上设置有3个红外接收管PR₆-PR₈。此时，按照上述分区方式，将短边接收板单独作为一个分区，长边接收板可分为1个分区或是2个分区。

长边接收板单独作为一个分区时，其比短边接收板多了2个红外发射管，按照上述扫描方法，当进行PR₄与PR₅信号采集时，对短边接收板所在分区进行2次空操作，即进行两次无效的模拟开关导地处理。当对短边发射板所有发射管完成信号采集时为了使得下一循环时长边各红外接收管均进行了模拟开关导地处理，对短边发射板所在分区再进行两次空操作，即进行两次无效的信号采集处理，使得PR₄与PR₅进行模拟开关导地处理。在此过程中，一个循环有四次空操作。

分为两个分区时，为了保证长边接收板各分区的红外接收管的个数均匀性好，且有最多的分区的红外接收管的个数与短边接收板上的红外接收管个数靠近，2个分区的红外接收管个数分别为：2个、3个。

假设按照逆时针扫描顺序，长边发射板的第一分区具有2个红外接收管、第二分区具有3个红外接收管，短边为第三分区，具有3个红外接收管。按照上述扫描方法，在对第一分区的红外发射管进行扫描时，第一分区两个发射管信号采集完成后，再进行一次空操作，即进行一次无效信号采集操作，使得PR₅进行模拟开关导地处理。当对第三分区的红外发射管进行扫描时，对PR₈进行信号采集时，对第一分区进行一次空操作，即进行一次无效模拟开关导地处理。在此过程中，一个循环有两次空操作。

通过上述描述可知，一方面，不同分区方式将会导致不同的空操作，为了提高控制程序的处理速度，要采用空操作少的分区方式；另一方面，可通过空操作实现相邻两个具有不同个数红外接收管的分区信号进行扫描时的对应同步。

在本申请所述实施例中，按照设定的扫描顺序，对每一个分区中的红外接收管进行排序，排序相同的红外接收管为相邻分区中对应的红外接收管。由于分区中红外接收管的个数不同导致某一分区中排序靠后的红外接收管在相邻分区中没有对应的红外接收管，采用空位补充，所述空位用于扫描时空操作的定位。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。申请文件中提及的动词“包括”、“包含”及其词形变化的使用不排除除了申请文件中记载的那些元素或步骤之外的元素或步骤的存在。元素前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元素的存在。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种红外触摸屏的信号扫描方法，其特征在于，包括：

对所述红外触摸屏的两接收板进行分区；

按照设定的扫描顺序对各分区进行循环信号扫描，所述循环信号扫描为在对当前分区的红外接收管进行信号采集，同时对该分区后一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理；

其中，最后一个分区的后一个分区为第一个被扫描的分区。

2.根据权利要求1所述的信号扫描方法，其特征在于，每次扫描，对当前分区的一个红外接收管进行信号采集，同时对该分区后一分区中对应的一个红外接收管进行模拟开关导地处理。

3.根据权利要求1所述的信号扫描方法，其特征在于，每次扫描，对当前分区的多个红外接收管一起进行信号采集，同时对该分区后一分区中对应的多个红外接收管一起进行模拟开关导地处理。

4.根据权利要求1所述的信号扫描方法，其特征在于，所述红外触摸屏为正方形，所述对所述红外触摸屏的两接收板进行分区为将所述两接收板均单独作为一个分区。

5.根据权利要求1所述的信号扫描方法，其特征在于，所述红外触摸屏为长方形，两接收板上设置的红外接收管的个数分别为M、N，M与N均为正整数，且M不小于N，所述对所述红外触摸屏的两接收板进行分区包括：

当M=mN时，m为大于1的整数，将具有M个红外接收管的接收板平均分为m个分区，每个分区均具有N个红外接收管；

当nN<M<(n+1)N时，n为正整数，将具有N个红外接收管的接收板整体作为一个分区，将具有M个红外接收管的接收板分为n个或是n+1个分区。

6.根据权利要求5所述的信号扫描方法，其特征在于，当M=mN时，所述循环信号扫描为：

对当前分区的红外发射管进行信号采集，同时对该分区下一分区的对应的红外接收管进行模拟开关导地处理。

7.根据权利要求5所述的信号扫描方法，其特征在于，当nN<M<(n+1)N，且M为n或是n+1的整数倍时，分区方式包括：

当M为n的整数倍时，将具有M个红外接收管的接收板平均分为n个分区，每个分区中接收管的个数相同；

当M为n+1的整数倍时，将具有M个红外接收管的接收板平均分为n+1个分区，每个分区中接收管的个数相同。

8.根据权利要求5所述的信号扫描方法，其特征在于，当nN<M<(n+1)N，且M不是n的整数倍，也不是n+1的整数倍时，分区方式包括：

至少一个第一分区，至少一个第二分区，所述第一分区以及第二分区的红外接收管的个数均不小于

所有第一分区与第二分区的总数之和为n。

9.根据权利要求5所述的信号扫描方法，其特征在于，当nN<M<(n+1)N，且M不是n的整数倍，也不是n+1的整数倍时，分区方式包括：

至少一个第一分区，至少一个第二分区，所述第一分区以及第二分区的红外接收管的个数均不大于

所有第一分区与第二分区的总数之和为n+1。

10.根据权利要求8或9所述的信号扫描方法，其特征在于，如果所述两接收板的所有分区的红外接收管的个数不完全相同，在进行信号扫描时，通过空操作实现相邻两个具有不同个数红外接收管的分区进行信号扫描时的对应同步。

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