CN104049808A - 一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法及触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其中，每个发射元件对应多个接收元件形成多条光路，对应同一个发射元件的多个接收元件中相邻接收元件的间距不完全相同。还公开一种利用光线扫描的触摸屏，包括发射元件、接收元件及扫描控制电路，所述扫描控制电路在控制其中一个发射元件发光时，同时控制多个接收元件接收所述发射元件发出的光信号，形成多条光路，所述多个接收元件中相邻的接收元件之间的间距不完全相同。本发明采用上述特殊的布线方式，将扫描光路的布线无规律化，在相同数量扫描线的情况下，提高了精度和消除伪点能力。因此实现了兼顾速度、精度以及消除伪点能力。

Description

一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法及触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法及应用所述光网布线方法的触摸屏。

背景技术

红外触摸屏的应用越来越广泛，从最开始的单点触摸发展到两点触摸及现在的多点触摸，用于满足日趋复杂的触摸控制，红外触摸屏是利用扫描光路形成光网来检测光网所在区域的触摸情况，由于硬件的条件限制，不能将所有红外发射元件（也可以叫红外发射灯或发射管）及红外接收元件都建立光路，因此就要求选择性的选取光路构成光网，也就是光网的布线方式，即布置发射元件与接收元件之间的对应关系。这就导致光网的结构直接影响识别效果，尤其是识别精度，现有技术中，每个发射元件一般都会对应多个接收元件，接收元件之间可以一个挨着一个紧密排布，也可以等间距间隔排布。

紧密排布时，触摸精度较好，但扫描线的效率较低，在扫描线数量一定的情况下，扫描线的倾斜角度较小，消除鬼点（伪点）能力较弱。间隔排布时，扫描线效率较高，消除鬼点（伪点）能力较强，但精度相对较差。

传统的布线方式一般都是对称的、有规律的布线方式。参考图1，该图仅仅示出1个发射元件E5对应5个接收元件（D3至D7）的情况，且紧密排布（只示例发射元件E5的扫描光束），这种布线方式较为简单，电路也较容易实现，但效果不太理想（特别是用于多点触摸时）。参见图2所示的光网效果，从图2可以看出，中心区域死区1（光线扫描不到的区域）的宽度为1/2收发元件的间距。

这种布线方式精度较高，在单点时较为适宜。由于缺少大倾斜角度的光线，应用在多点触摸识别时，消除鬼点（伪点）的能力较弱。

图3为现有技术中的另外一种光路布线方式，同样为1个发射元件对应5个接收元件的情况，但是这5个接收元件不是紧密排列，有一定的间隔，中间间隔一个接收元件。图4为图3所示布线方式的光网效果图，从图中可以看出，采用间隔排布的方式形成的死区1的宽度增大了，中心区域死区的宽度为1收发元件的间距。

由此可以看出，在相同数量扫描线的情况下，间隔排布可以增大发射元件的扫描范围，增强去除鬼点（伪点）的能力，但同时也会增大死区宽度，降低了触摸精度。

在实现多点触摸屏时，需要兼顾速度、精度以及去鬼点能力。传统的技术很难兼顾做到这些。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不降低速度，还能提高精度和消除伪点的光网布线方法及利用这种光网布线方法的触摸屏。

为解决上述技术问题，本发明提供一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其中，每个发射元件对应多个接收元件形成多条光路，对应同一个发射元件的多个接收元件中相邻接收元件的间距不完全相同。

优选地，所述对应同一个发射元件的多个接收元件中的相邻接收元件之间的间距至少有两个不相同。

优选地，至少两个相同的间距相邻存在。

优选地，至少两个不同的间距相邻存在。

优选地，所述对应同一个发射元件的多个接收元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的接收元件间距小，位于两侧的接收元件的间距大；

B、将所述多个接收元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的接收元件间距小；

C、所述多个接收元件中，其中一侧的接收元件等间距，另一侧的接收元件间距依次增大或缩小。

本发明还提供另一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其中，每个接收元件对应多个发射元件形成多条光路，对应同一个接收元件的多个发射元件中相邻发射元件的间距不完全相同。

优选地，所述对应同一个接收元件的多个发射元件中的相邻发射元件之间的间距至少有两个不相同。

优选地，至少两个相同的间距相邻存在。

优选地，至少两个不同的间距相邻存在。

优选地，所述对应同一个接收元件的多个发射元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的发射元件间距小，位于两侧的发射元件的间距大；

B、将所述多个发射元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的发射元件间距小；

C、所述多个发射元件中，其中一侧的发射元件等间距，另一侧的发射元件间距依次增大或缩小。

本发明还提供一种利用光线扫描的触摸屏，包括发射元件、接收元件及扫描控制电路，所述扫描控制电路在控制其中一个发射元件发光时，同时控制多个接收元件接收所述发射元件发出的光信号，形成多条光路，所述多个接收元件中相邻的接收元件之间的间距不完全相同。

优选地，所述多个接收元件中的相邻接收元件之间的间距至少有两个不相同。

优选地，至少两个相同的间距相邻存在。

优选地，至少两个不同的间距相邻存在。

优选地，所述多个接收元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的接收元件间距小，位于两侧的接收元件的间距大；

B、将所述多个接收元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的接收元件间距小；

C、所述多个接收元件中，其中一侧的接收元件等间距，另一侧的接收元件间距依次增大或缩小。

本发明还提供另一种利用光线扫描的触摸屏，包括发射元件、接收元件及扫描控制电路，所述扫描控制电路在控制其中一个接收元件接收光信号时，连续控制多个发射元件发光，形成多条光路，其特征在于，所述多个发射元件中相邻的发射元件的间距不完全相同。

本发明采用上述特殊的布线方式，将扫描光路的布线无规律化，在相同数量扫描线的情况下，提高了精度和消除鬼点（伪点）能力。因此实现了兼顾速度、精度以及消除鬼点（伪点）能力。

附图说明

图1传统的光路布线方式示意图；

图2为图1所示布线方式的光网效果图；

图3为现有技术中的另外一种光路布线方式；

图4为图3所示布线方式的光网效果图；

图5为本发明光路布线示意图；

图6为图5所示布线方式的光网效果图；

图7为用于对比的现有光路布线图；

图8为图7所示布线方式的光网效果图；

图9和图10为第二种布线方式和效果图；

图11和图12为第三种布线方式和效果图；

图13和图14为第四种布线方式和效果图；

图15和图16为第五种布线方式和效果图；

图17和图18为第六种布线方式和效果图。

具体实施方式

下面将结合具体实施方式及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

利用光线扫描的触摸屏，常用的有红外触摸屏，包括发射元件、接收元件及扫描控制电路，所述扫描控制电路用于控制发射元件发光时，同时接收元件接收所述发射元件发出的光信号，形成光路。本发明的中心思想是，所述扫描控制电路在控制其中一个发射元件发光时，同时控制多个接收元件接收所述发射元件发出的光信号，形成多条光路，所述多个接收元件中相邻的接收元件之间的间距不完全相同。

下面从光网的布线方法上对本发明进行详细的说明。本发明提出的光网布线方法如图5所示，其中，中间的5个接收元件D9、D12、D15、D18、D21都是规律性的间隔2个接收元件，与发射元件E15的垂直位置偏差值为-6、-3、0、3、6（发射元件E15与其正对的接收单元D15在一条垂线上，垂直位置偏差值为0，以E15和D15连接线为Y轴，以发射元件或接收元件的排列方向为X轴，Y轴的左侧为负，右侧为正，可以看出来，偏差值的绝对值为N，则对应的接收元件为接收元件D15左侧或右侧第N个接收元件），对于不均匀排列的接收元件阵列不能采用上述方式计算）。偏差值的绝对值越大，说明对应的该光路倾斜角θ越大。

左侧的2个接收元件D4、D7也间隔2个接收元件，D4和D7与发射元件E15的垂直偏差值分别为-11、-8。

右侧的2个接收元件D23、D26也间隔2个接收元件，与发射元件E15的垂直偏差值分别为8、11。

在本实施例中有改进的地方在于，D7与D9、D21与D23中间只间隔1个接收元件。使得与发射单元E15对应的接收单元D4、D7、D9、D12、D15、D18、D21、D23和D26的排列间距不完全相同，图6为本实施例光网的效果图。本领域技术人员能够理解，本实施例中例举的光路布线方式是针对绝大多数收发元件来说的，对于接近边框角部的收发元件不能满足上述相同的布线方式。

为了体现本发明实施例带来的有益效果，下面采用同样尺寸屏（同样多的发射元件及接收元件）但是不同的布线方式进行对比，如图7所示，1个发射元件同样对应9个接收元件，且所述9个接收元件中相邻接收元件的间距都相同。都间隔两个接收单元。

图8示出了采用图7的布线方式的光网图，对比图6和图8可知，图8采用等间距布线方式的光网图中，菱形死区较大，而本发明采用不完全相等间距的布线方式获得的光网图（图6）菱形死区明显变小。

在具体的光网布线中，上述与同一个发射单元（例如E12）对应的多个接收元件的选择可以尽量的没有规律，所述多个接收元件中相邻的接收元件可以间隔0个、1个、2个、3个、4个、5个、6个或7个接收元件。可以同时包含上述8种情况中的两种或多种，间隔的数量还可以更大。作为一种优选实施方式，不同间距可以交替存在，也可以部分相同的间距连续存在，还可以部分不同的间距连续存在。这里用间隔几个接收元件来描述所述多个接收元件的位置关系，只是一种针对均匀排列的接收元件阵列的一种表达方式，其本质还是在于说明所述多个接收元件中相邻的接收元件的实际间距，本发明的有益效果还是所述多个接收元件中相邻的接收元件的实际间距的不完全相同所带来的。对于同一侧电路板上交替排列有接收元件和发射元件的触摸屏，同样适用，我们统一将接收元件和发射元件都称之为收发元件，所述多个接收元件中相邻的接收元件之间可以间隔有接收元件和发射元件，例如，所述多个接收元件中有两个相邻接收元件之间间隔有一个接收元件和一个发射元件，我们可以称之为间隔2个收发元件。

上述实施例中采用的是控制一个发射元件发光的同时控制多个接收元件进行接收的方案，但是本发明的光网布线方式并不限制这种扫描方式，光网相同，扫描方式不一定非要相同，针对本发明的光网布线方式，也可以采用利用一个接收元件进行接收光信号的同时，轮流驱动对应的发射元件进行发光，能够形成和图5相同的光路。

上述实施例中仅仅例举了触摸屏两个对边上设置发射元件和接收元件的情况，在实际应用中，很多触摸屏四个边上都设置有发射元件和接收元件，本发明的技术方案也同样适用另外两个对边上的布线方法。在识别触摸点坐标时，结合两个对边上的扫描数据进行识别。

为了更加清楚的说明本发明思想带来的有益效果，下面列举几个不同的布线方式和光网布线结果。

图9为第二种布线方式，中间密，两边疏，也就是中间对应的接收元件间距小，两侧接收元件的间距大。发射元件E15对应接收元件D5、D8、D11、D14、D15、D16、D19、D22、D25，与E15对应的相邻接收元件之间间隔接收元件的数目分别为：2：2：2：0：0：2：2：2；图10为该布线方式的效果图。很明显，相对于等间距排布，精度得到提高。

图11为第三种布线方式，间距从中心到外侧依次增大；发射元件E15对应接收元件D5、D9、D12、D14、D15、D16、D18、D21、D25，与E15对应的相邻接收元件之间间隔接收元件的数目分别为：3：2：1：0：0：1：2：3；图12为该布线方式的效果图。很明显，相对于等间距排布，精度得到很大提高。

图13为第四种布线方式，中间段接收元件之间的间距以及外面两侧段的接收元件的间距小，中间段与外侧段之间的间距大，也可以概括为，将所有与发射元件E15对应的接收元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的接收元件间距小。发射元件E15对应接收元件D5、D6、D7、D14、D15、D16、D23、D24、D25，与E15对应的相邻接收元件之间间隔接收元件的数目分别为：0：0：6：0：0：6：0：0；图14为该布线方式的效果图。很明显，相对于等间距排布，触摸区域中间部分精度得到很大提高，死区缩小，且向边框靠近。

图15为第五种布线方式，左侧等间距，右侧间距依次增大，发射元件E15对应接收元件D7、D9、D11、D13、D15、D16、D18、D22、D25，与E15对应的相邻接收元件之间间隔接收元件的数目分别为：1：1：1：1：0：1：2：3；图16为该布线方式的效果图。很明显，相对于等间距排布，精度得到很大提高。可以概括为其中一侧的接收元件等间距，另一侧的接收元件间距依次增大，还可以依次缩小。

在利用本发明的思想的同时，增加扫描线的数量，效果更好，图17为第六种布线方式，针对单个发射元件，将对应的接收元件增加到12个且不包含与发射元件E15正对的接收元件D15，发射元件E15对应接收元件D4、D7、D9、D11、D13、D14、D16、D18、D20、D21、D23、D25，与E15对应的相邻接收元件之间间隔接收元件的数目分别为：2：1：1：1：0：1：1：1：0：1：1；图18为该布线方式的效果图。很明显，相对于等间距排布，精度得到很大提高。

本发明的技术方案可以应用到所有采用光扫描方式的触摸屏中，包括红外触摸屏和非红外线的光扫描触摸屏。

由上述具体实例的对比情况可知，采用本发明的不规则布线可以减小菱形死区的大小，在同等数量的扫描线的情况下，有效的提高了触摸识别精度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其中，每个发射元件对应多个接收元件形成多条光路，其特征在于，对应同一个发射元件的多个接收元件中相邻接收元件的间距不完全相同。

2.根据权利要求1所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，所述对应同一个发射元件的多个接收元件中的相邻接收元件之间的间距至少有两个不相同。

3.根据权利要求2所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，至少两个相同的间距相邻存在。

4.根据权利要求2所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，至少两个不同的间距相邻存在。

5.根据权利要求1所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，所述对应同一个发射元件的多个接收元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的接收元件间距小，位于两侧的接收元件的间距大；

B、将所述多个接收元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的接收元件间距小；

C、所述多个接收元件中，其中一侧的接收元件等间距，另一侧的接收元件间距依次增大或缩小。

6.一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其中，每个接收元件对应多个发射元件形成多条光路，其特征在于，对应同一个接收元件的多个发射元件中相邻发射元件的间距不完全相同。

7.根据权利要求6所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，所述对应同一个接收元件的多个发射元件中的相邻发射元件之间的间距至少有两个不相同。

8.根据权利要求7所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，至少两个相同的间距相邻存在。

9.根据权利要求7所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，至少两个不同的间距相邻存在。

10.根据权利要求6所述的一种利用光线扫描的触摸屏的光网布线方法，其特征在于，所述对应同一个接收元件的多个发射元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的发射元件间距小，位于两侧的发射元件的间距大；

B、将所述多个发射元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的发射元件间距小；

C、所述多个发射元件中，其中一侧的发射元件等间距，另一侧的发射元件间距依次增大或缩小。

11.一种利用光线扫描的触摸屏，包括发射元件、接收元件及扫描控制电路，所述扫描控制电路在控制其中一个发射元件发光时，同时控制多个接收元件接收所述发射元件发出的光信号，形成多条光路，其特征在于，所述多个接收元件中相邻的接收元件之间的间距不完全相同。

12.根据权利要求11所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，

所述多个接收元件中的相邻接收元件之间的间距至少有两个不相同。

13.根据权利要求12所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，至少两个相同的间距相邻存在。

14.根据权利要求12所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，至少两个不同的间距相邻存在。

15.根据权利要求11所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，所述多个接收元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的接收元件间距小，位于两侧的接收元件的间距大；

B、将所述多个接收元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的接收元件间距小；

C、所述多个接收元件中，其中一侧的接收元件等间距，另一侧的接收元件间距依次增大或缩小。

16.一种利用光线扫描的触摸屏，包括发射元件、接收元件及扫描控制电路，所述扫描控制电路在控制其中一个接收元件接收光信号时，连续控制多个发射元件发光，形成多条光路，其特征在于，所述多个发射元件中相邻的发射元件的间距不完全相同。

17.根据权利要求16所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，所述多个发射元件中的相邻发射元件之间的间距至少有两个不相同。

18.根据权利要求17所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，至少两个相同的间距相邻存在。

19.根据权利要求17所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，至少两个不同的间距相邻存在。

20.根据权利要求16所述的一种利用光线扫描的触摸屏，其特征在于，所述多个发射元件中，相互关系为下列情况之一：

A、位于中间段的发射元件间距小，位于两侧的发射元件的间距大；

B、将所述多个发射元件分成至少两段，段与段之间的间距大，段内的发射元件间距小；

C、所述多个发射元件中，其中一侧的发射元件等间距，另一侧的发射元件间距依次增大或缩小。