CN103744561B - 一种红外触摸屏装置的多点定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种红外触摸屏装置及其多点定位方法，包括红外电子白板，所述红外电子白板包括红外控制模块、发射模块及接收模块，所述发射模块包括发射选择电路、驱动电路及红外发射管阵列，所述接收模块包括接收选择电路、信号放大电路及红外接收管阵列，所述红外发射管阵列与所述红外接收管阵列相对且平行。本发明还提供了一种红外触摸屏的多点触摸定位方法，首先，将红外触摸屏划分区域；之后，通过扫描确定触摸点所在区域位置；最后，根据所在区域计算出触摸点精确位置坐标，节省了成本，提高了定位效率。

Description

一种红外触摸屏装置的多点定位方法

技术领域

本发明涉及一种红外触摸屏装置的多点定位方法。

背景技术

传统红外白板是由X轴和Y轴成对构成一个矩形发射和接收电路，X轴发射红外线，相对的边上红外接收管接收红外信号，Y轴发射红外线，相对边上红外接收管接收红外信号，这样设计红外白板，硬件成本较高，而且红外检测的程序会比较复杂，并且没有可以控制某一个红外发射管发射信号及没有可以控制某一个红外接收管接收信号的控制电路，导致无法非常精确的定位到触摸点。

现在也可以看到有一种红外白板只有在一个轴(X轴或Y轴)的两个相对边上布满了红外发射管，红外接收管在四个角的位置，这样可以减少成本，但存在一个稳定性的问题，如一个角的红外接收管坏掉，对于判断和检测的准确性就会降低，对于检测的灵活性上，存在不足，比如想以固定斜率检测发射和红外接收管，就不容易检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种红外触摸屏装置，其节省了成本，提高了定位效率。

本发明问题之一是这样实现的：一种红外触摸屏装置具体包括红外电子白板，所述红外电子白板包括红外控制模块、发射模块及接收模块，所述红外控制模块连接至所述发射模块及接收模块，其特征在于：所述发射模块包括发射选择电路、驱动电路及红外发射管阵列，所述驱动电路分别连接所述红外发射管阵列及所述发射选择电路；所述接收模块包括接收选择电路、信号放大电路及红外接收管阵列，所述红外接收管阵列分别连接所述接收选择电路及信号放大电路，所述红外发射管阵列与所述红外接收管阵列相对且平行；所述红外控制模块分别连接所述接收选择电路、所述发射选择电路及所述信号放大电路。

进一步地，所述红外控制模块为主控制器，所述主控制器上置有通信接口用于与PC通信。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种红外触摸屏的多点触摸定位方法，提高了定位效率。

本发明问题之二是这样实现的：

一种红外触摸屏装置的多点触摸定位方法，包括如下步骤：

步骤10、将红外触摸屏划分区域；

步骤20、通过扫描确定触摸点所在区域位置；

步骤30、根据所在区域得到触摸点精确位置坐标。

进一步地，所述步骤10进一步具体为：

通过红外触摸屏最左侧的接收二极管作一条斜率为-k的直线，这条直线与红外触摸屏的红外发射二极管阵列交于点A，通过这个交点作一条垂直于红外触摸屏的发射二极管阵列的直线交红外触摸屏的红外接收二极管阵列于B点，则该直线AB左侧及该条直线都为区域Ⅰ，通过红外触摸屏最右侧的发射二极管作一条斜率为-k的直线，该条直线与红外触摸屏的红外接收二极管阵列交于点C，通过这个交点作一条垂直于红外触摸屏的接收二极管阵列的直线交红外触摸屏的红外发射二极管阵列于D点，则该直线CD右侧及该条直线都为区域Ⅲ，剩下的部分即为区域Ⅱ，k为大于-1且小于等于1的实数。

进一步的，所述步骤20进一步具体为：

作一条垂直于红外触摸屏的红外发射管阵列的直线，以这条直线从左到右或者从右到左开始扫描屏幕，确定触摸点所在区域。

进一步地，所述步骤30进一步具体为：

若触摸点在区域Ⅰ，则经过触摸点O的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点H，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线HG的方程式，则过点A作斜率为-k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列E点，过点B作斜率为-k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列F点，将点A、E、B及F连接形成平行四边形，以斜率为-k的直线扫描平行四边形区域，若扫描到触摸点，确定经过触摸点的直线方程，根据两直线方程相交于触摸点，可得触摸点位置坐标；若没有扫描到触摸点，则从红外触摸屏的红外发射管阵列的左端到点A发射信号，通过接收选择电路控制，该信号全部由红外触摸屏最左侧的红外接收管接收，确定发射信号的红外发射管位置点I，通过三角EGO和三角形IHO相似，确定触摸点O的位置坐标；

若触摸点在区域Ⅱ，则经过触摸点的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点E，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线EG的方程式，经过红外触摸屏的红外发射管发射E作斜率为k或-k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列F点，之后经过点G作斜率为k或-k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列H点，将点E、F、G及H连接形成平行四边形，以斜率为k或-k的直线扫描平行四边形区域，确定经过触摸点以k或-k为斜率的直线方程，根据两条直线相交于触摸点，最终确定触摸点位置坐标；

若触摸点在区域Ⅲ，则经过触摸点O的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点H，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线HG的方程式，则过点D作斜率为k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列E点，过点C作斜率为k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列F点，将点D、E、C及F连接形成平行四边形，以斜率为k的直线扫描平行四边形区域，若扫描到触摸点，确定经过触摸点的直线方程，根据两直线方程相交于触摸点，可得触摸点位置坐标；若没有扫描到触摸点，则从红外触摸屏的红外发射管阵列的右端到点D发射信号，通过接收选择电路控制，该信号全部由最右侧的红外接收管接收，确定发射信号的红外发射管位置点I，通过三角EGO和三角形IHO相似，确定触摸点O的位置坐标。

本发明具有如下优点：本发明只用某一个轴的两个相对边上有红外发射管阵列和红外接收管阵列，节约了成本，接收选择电路可以灵活选择红外接收管及发射选择电路可以灵活选择红外发射管，从而使电路的控制更加方便，定位更加精确，使用红外接收管阵列比单纯在四个角各一个接收管的电路更稳定。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的方法流程图。

图3为本发明的红外电子白板实施例分区示意图。

图4为本发明的红外电子白板实施例扫描方式一示意图。

图5为本发明的红外电子白板实施例扫描方式二示意图。

图6为本发明的红外电子白板实施例扫描方式三示意图。

图7为本发明的红外电子白板实施例扫描方式四示意图。

图8为本发明的红外电子白板实施例扫描方式五示意图。

图9是红外电子白板触摸点一点在Ⅱ区，一点在Ⅲ区时坐标计算示意图。

图10是红外电子白板触摸点一点在Ⅱ区，一点在Ⅰ区时坐标计算示意图。

具体实施方式

如图1和图3所示，一种红外触摸屏装置，具体包括红外电子白板(图中未示)，所述红外电子白板包括红外控制模块20、发射模块30及接收模块10，所述红外控制模块20连接至所述发射模块30及接收模块10，所述发射模块30包括发射选择电路31、驱动电路32及红外发射管阵列33，所述驱动电路32分别连接所述红外发射管阵列33及所述发射选择电路31；所述接收模块10包括接收选择电路13、信号放大电路12及红外接收管阵列11，所述红外接收管阵列11分别连接所述接收选择电路13及信号放大电路12，所述红外发射管阵列33与所述红外接收管阵列11相对且平行；所述红外控制模块20为主控制器21，所述主控制器21上置有通信接口用于与PC通信，所述主控制器21分别连接所述接收选择电路13、所述发射选择电路31及所述信号放大电路12。

由主控制器21控制发射选择电路31打开驱动电路32，之后让红外发射管阵列33中的发射管发射出信号，此时由主控制器21直接控制接收选择电路13选择红外接收管阵列11中的接收管接收信号，之后接收管会返回一个信号，通过信号放大电路12给主控制器21，主控制器21通过接收到的信号判断接收管是否接收到信号，确定触摸点的位置坐标。

如图2所示，一种红外触摸屏装置的多点触摸定位方法包括如下步骤：

步骤10、将红外触摸屏划分区域：通过红外触摸屏最左侧的接收二极管作一条斜率为-k的直线，这条直线与红外触摸屏的红外发射二极管阵列交于点A，通过这个交点作一条垂直于红外触摸屏的发射二极管阵列的直线交红外触摸屏的红外接收二极管阵列于B点，则该直线AB左侧及该条直线都为区域Ⅰ，通过红外触摸屏最右侧的发射二极管作一条斜率为-k的直线，该条直线与红外触摸屏的红外接收二极管阵列交于点C，通过这个交点作一条垂直于红外触摸屏的接收二极管阵列的直线交红外触摸屏的红外发射二极管阵列于D点，则该直线CD右侧及该条直线都为区域Ⅲ，剩下的部分即为区域Ⅱ，k为大于-1且小于等于1的实数。

步骤20、通过扫描确定触摸点所在区域位置：作一条垂直于红外触摸屏的红外发射管阵列的直线，以这条直线从左到右或者从右到左开始扫描屏幕，确定触摸点所在区域。

步骤30、根据所在区域得到触摸点精确位置坐标：若触摸点在区域Ⅰ，则经过触摸点O的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点H，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线HG的方程式，则过点A作斜率为-k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列E点，过点B作斜率为-k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列F点，将点A、E、B及F连接形成平行四边形，以斜率为-k的直线扫描平行四边形区域，若扫描到触摸点，确定经过触摸点的直线方程，根据两直线方程相交于触摸点，可得触摸点位置坐标；若没有扫描到触摸点，则从红外触摸屏的红外发射管阵列的左端到点A发射信号，通过接收选择电路控制，该信号全部由红外触摸屏最左侧的红外接收管接收，确定发射信号的红外发射管位置点I，通过三角EGO和三角形IHO相似，确定触摸点O的位置坐标；

若触摸点在区域Ⅱ，则经过触摸点的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点E，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线EG的方程式，经过红外触摸屏的红外发射管发射E作斜率为k或-k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列F点，之后经过点G作斜率为k或-k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列H点，将点E、F、G及H连接形成平行四边形，以斜率为k或-k的直线扫描平行四边形区域，确定经过触摸点以k或-k为斜率的直线方程，根据两条直线相交于触摸点，最终确定触摸点位置坐标；

若触摸点在区域Ⅲ，则经过触摸点O的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点H，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线HG的方程式，则过点D作斜率为k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列E点，过点C作斜率为k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列F点，将点D、E、C及F连接形成平行四边形，以斜率为k的直线扫描平行四边形区域，若扫描到触摸点，确定经过触摸点的直线方程，根据两直线方程相交于触摸点，可得触摸点位置坐标；若没有扫描到触摸点，则从红外触摸屏的红外发射管阵列的右端到点D发射信号，通过接收选择电路控制，该信号全部由最右侧的红外接收管接收，确定发射信号的红外发射管位置点I，通过三角EGO和三角形IHO相似，确定触摸点O的位置坐标。

本发明红外触摸屏装置的多点触摸定位方法的一具体实施例如下：

步骤一、如图3所示，通过最左侧的接收二极管作一条斜率为-k的直线，这条直线与一个发射二极管相交A点其坐标为(a,0)，通过这个交点作一条垂直于发射二极管阵列的直线交接收二极管阵列于B点其，则该直线AB左侧及该条直线都为区域Ⅰ，通过最右侧的发射二极管作一条斜率为-k的直线，该条直线与一个接收二极管C相交，通过这个交点作一条垂直于接收二极管阵列的直线交发射二极管阵列于D点，则该直线CD右侧及该条直线都为区域Ⅲ，剩下的部分即为区域Ⅱ；

步骤二、如图4所示，作一条垂直于红外发射管阵列的直线，以这条直线从左到右开始扫描屏幕，确定触摸点所在区域；

步骤三、若触摸点在区域Ⅰ，如图7所示，通过之前扫描可以确定经过触摸点J的直线GH的方程式为x＝a，经过红外发射管发射A作斜率为-k的直线交于红外接收管阵列E点，此E点即为红外接收管阵列11的最左边的接收管，E点坐标为(0,c)，之后经过红外接收管B作斜率为-k的直线交于红外发射管阵列F点，将点A、E、B及F连接形成平行四边形，以斜率为-k的直线扫描平行四边形AEBF区域，没有扫描到触摸点，则从发射阵列的左端到点A发射信号，通过接收选择电路13控制该信号全部由最左侧的红外接收管接收，可以确定点L的坐标为(b,0)，可以计算出HL的长为b-a，EG的长度为a，且红外触摸屏的宽度已知，可通过三角形JHL和三角形JGE相似，可以计算出JH的长度，确定触摸点的位置坐标；

若触摸点在区域Ⅱ，如图5和图6所示经过触摸点的直线交与红外发射管阵列于点E其坐标为(a,0)，交于红外接收管阵列于点G，直线EG方程为x＝a，将经过红外发射管发射E作斜率为k或-k的直线交于红外接收管阵列F点，之后经过红外接收管G作斜率为k或-k的直线交于红外发射管阵列H点，将点E、F、G及H连接形成平行四边形，以斜率为k或-k的直线扫描平行四边形EFGH区域，确定经过触摸点的直线PQ，由于可知是哪个红外发射管发射的信号，所以可以知道Q点坐标(b,0)，可以确定直线PQ的直线方程为：y＝kx-kb，可知直线EG和直线PQ的交点即为触摸点，由两个方程式计算出触摸点位置坐标；

若触摸点在区域Ⅲ，如图8所示，通过之前扫描可以确定经过触摸点J的直线HL的方程式为x＝a，则将经过红外发射管发射D作斜率为k的直线交于红外接收管阵列E点，此E点即为红外接收管阵列11的最右边的接收管，之后经过红外接收管C作斜率为k的直线交于红外发射管阵列F点，将点A、E、B及F连接形成平行四边形，以斜率为k的直线扫描平行四边形区域，没有扫描到触摸点，则从发射阵列的右端到点D发射信号，通过接收选择电路13该信号全部由最右侧的红外接收管接收，可以确定点O的坐标为(b,0)，可以计算出GL的长度为a-b，红外触摸屏的长度已知，则可以知红外触摸屏长度减去a即为HE长度，且红外触摸屏的宽度已知，可通过三角形HJE和三角形LJG相似计算出MN的长度确定触摸点的位置坐标。

如图9所示，通过作一条垂直于红外发射管阵列的直线，以这条直线从左到右开始扫描屏幕，确定触摸点，有一个在区域Ⅱ，还有一个在区域Ⅲ，在区域Ⅱ中经过触摸点的直线交与红外发射管阵列于点E，交于红外接收管阵列于点G，确定直线GE的方程式，经过红外发射管点E作斜率为k的直线交于红外接收管阵列F点，之后经过该红外发射管垂直的红外接收管G作斜率为k的直线交于红外发射管阵列H点，将点E、F、G及H连接形成平行四边形，以斜率为k的直线扫描平行四边形EFGH区域，确定经过触摸点的直线PQ的方程式，通过直线GE和直线PQ的方程式确定触摸点的位置；在区域Ⅲ中，确定经过触摸点M的直线NI的方程式，之后经过D点作斜率为k的直线交于红外接收管阵列于点J，经过C点作斜率为k的直线交于红外发射管阵列于点L，则以斜率为k的直线扫描平行四边形区域DJCL，没有扫描到触摸点，之后从发射阵列的右端到点D发射信号，通过接收选择电路13该信号全部由最右侧的红外接收管接收，确定ON的长度，之后可以通过三角形IMJ和三角形NMO相似，计算出出触摸点M的位置坐标。

如图10所示，通过作一条垂直于红外发射管阵列的直线，以这条直线从左到右开始扫描屏幕，确定触摸点，有一个在区域Ⅱ，还有一个在区域Ⅰ，在区域Ⅱ中经过触摸点的直线交与红外发射管阵列于点E，交于红外接收管阵列于点G，确定直线GE的方程式，经过红外发射管点E作斜率为-k的直线交于红外接收管阵列F点，之后经过该红外发射管垂直的红外接收管G作斜率为-k的直线交于红外发射管阵列H点，将点E、F、G及H连接形成平行四边形，以斜率为-k的直线扫描平行四边形EFGH区域，确定经过触摸点的直线PQ的方程式，通过直线GE及直线PQ的方程式确定触摸点的位置坐标；确定直线NI的方程式，之后经过A点作斜率为-k的直线交于红外接收管阵列于点J，经过B点作斜率为-k的直线交于红外发射管阵列于点L，则以斜率为-k的直线扫描平行四边形区域AJBL，没有扫描到触摸点，之后从发射阵列的左端到点A发射信号，通过接收选择电路13该信号全部由最右侧的红外接收管接收，确定ON的长度，通过三角形JIM和三角形ONM相似，计算出触摸点的位置坐标。

本发明具有如下优点：本发明只用某一个轴的两个相对边上有红外发射管阵列和红外接收管阵列，节约了成本，接收选择电路可以灵活选择红外接收管及发射选择电路可以灵活选择红外发射管，从而使电路的控制更加方便，定位更加精确，使用红外接收管阵列比单纯在四个角各一个接收管的电路更稳定。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种红外触摸屏装置的多点触摸定位方法，其特征在于：所述定位方法需提供一红外触摸屏装置，包括红外电子白板，所述红外电子白板包括红外控制模块、发射模块及接收模块，所述红外控制模块连接至所述发射模块及接收模块，所述发射模块包括发射选择电路、驱动电路及红外发射管阵列，所述驱动电路分别连接所述红外发射管阵列及所述发射选择电路；所述接收模块包括接收选择电路、信号放大电路及红外接收管阵列，所述红外接收管阵列分别连接所述接收选择电路及信号放大电路，所述红外发射管阵列与所述红外接收管阵列相对且平行；所述红外控制模块分别连接所述接收选择电路、所述发射选择电路及所述信号放大电路；具体包括如下步骤：

步骤10、将红外触摸屏划分区域：通过红外触摸屏最左侧的接收二极管作一条斜率为-k的直线，这条直线与红外触摸屏的红外发射二极管阵列交于点A，通过这个交点作一条垂直于红外触摸屏的发射二极管阵列的直线交红外触摸屏的红外接收二极管阵列于B点，则该直线AB左侧及该条直线都为区域Ⅰ，通过红外触摸屏最右侧的发射二极管作一条斜率为-k的直线，该条直线与红外触摸屏的红外接收二极管阵列交于点C，通过这个交点作一条垂直于红外触摸屏的接收二极管阵列的直线交红外触摸屏的红外发射二极管阵列于D点，则该直线CD右侧及该条直线都为区域Ⅲ，剩下的部分即为区域Ⅱ；

步骤20、通过扫描确定触摸点所在区域位置；

步骤30、根据所在区域得到触摸点精确位置坐标。

2.根据权利要求1所述的一种红外触摸屏装置的多点触摸定位方法，其特征在于：所述步骤20进一步具体为：

作一条垂直于红外触摸屏的红外发射管阵列的直线，以这条直线从左到右或者从右到左开始扫描屏幕，确定触摸点所在区域。

3.根据权利要求1所述的一种红外触摸屏装置的多点触摸定位方法，其特征在于：所述步骤30进一步具体为：

若触摸点在区域Ⅰ，则经过触摸点O的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点H，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线HG的方程式，则过点A作斜率为-k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列E点，过点B作斜率为-k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列F点，将点A、E、B及F连接形成平行四边形，以斜率为-k的直线扫描平行四边形区域，若扫描到触摸点，确定经过触摸点的直线方程，根据两直线方程相交于触摸点，可得触摸点位置坐标；若没有扫描到触摸点，则从红外触摸屏的红外发射管阵列的左端到点A发射信号，通过接收选择电路控制，该信号全部由红外触摸屏最左侧的红外接收管接收，确定发射信号的红外发射管位置点I，通过三角EGO和三角形IHO相似，确定触摸点O的位置坐标；

若触摸点在区域Ⅱ，则经过触摸点的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点E，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线EG的方程式，经过红外触摸屏的红外发射管发射E作斜率为k或-k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列F点，之后经过点G作斜率为k或-k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列H点，将点E、F、G及H连接形成平行四边形，以斜率为k或-k的直线扫描平行四边形区域，确定经过触摸点以k或-k为斜率的直线方程，根据两条直线相交于触摸点，最终确定触摸点位置坐标；

若触摸点在区域Ⅲ，则经过触摸点O的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列于点H，交于红外触摸屏的红外接收管阵列于点G，确定直线HG的方程式，则过点D作斜率为k的直线交于红外触摸屏的红外接收管阵列E点，过点C作斜率为k的直线交于红外触摸屏的红外发射管阵列F点，将点D、E、C及F连接形成平行四边形，以斜率为k的直线扫描平行四边形区域，若扫描到触摸点，确定经过触摸点的直线方程，根据两直线方程相交于触摸点，可得触摸点位置坐标；若没有扫描到触摸点，则从红外触摸屏的红外发射管阵列的右端到点D发射信号，通过接收选择电路控制，该信号全部由最右侧的红外接收管接收，确定发射信号的红外发射管位置点I，通过三角EGO和三角形IHO相似，确定触摸点O的位置坐标。