CN104571728B - 一种红外触摸屏及快速识别两点的方法 - Google Patents

一种红外触摸屏及快速识别两点的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红外触摸屏及快速识别两点的方法，所述红外触摸屏，在触摸屏的两个边缘上安装若干红外发射灯，每个发射灯都受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭，在触摸屏另外两个边上安装红外接收灯，接收灯总体数量和发射灯总体数量相同，每个接收灯都和一个发射灯对准，每个接收灯都受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭。微控制器按顺序依次打开红外接收灯，每打开一个红外接收灯，依次打开接收灯正对的发射灯，读取电压模数转换值，然后根据阈值判断是否有触摸发生，当X和Y方向检测到有两个触摸时，认为有两点触摸发生，为了去除鬼点，通过一种快速识别两点的方法，识别真正的两个触摸点，本方法处理速度快，计算量小，不用增加额外的硬件，实用性强。

Description

一种红外触摸屏及快速识别两点的方法
技术领域
本发明涉及红外("IR")触摸系统，具体而言，涉及一种快速识别红外触摸屏两点的方法。
背景技术
作为触摸屏的一个分支，红外触摸屏因使用方便、抗爆性强、透光率高、可靠性高等优点而逐渐被广泛应用在各个领域。现在，一些像图片拖动、旋转、放大、缩小等操作来源于精确的将两个触摸点区分。很多红外触摸屏利用轴内和偏轴检测以定位实际两个触摸点，具体分辨方法有很多种，使本领域的一般技术人员所熟知的，关于定位实际两个触摸点方面的专利也非常多，如：申请号为200810044631.8，名称为“在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法”的专利申请；申请号为200810025705.3，名称为“红外线触摸屏及多点触摸定位方法”的专利申请；申请号为200810199142.X，名称为“一种红外线触摸屏多点识别方法”的专利申请；申请号为200910058459.6，名称为“红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法”的专利申请；申请号为201110143983.0，名称为“一种红外触摸屏及其多点触摸定位方法”的专利申请，等等等等。
本发明涉及一种快速识别红外触摸屏两点的方法，第一遍扫描只扫描正对红外灯，第二遍只扫描少数几对偏轴红外灯，就可以将两点区分开，以前为了区分两点，第二遍需要扫描所有偏轴红外灯，与以前方法相比，可以大大加快两点识别的速度，并且识别效果好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够快速识别红外触摸屏真正两个触摸点的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
所述的红外触摸屏组成：在触摸屏的两个相邻边缘上安装若干红外发射管，每个发射管都受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭，在触摸屏另外两个边上安装红外接收管，接收管总体数量和发射管总体数量相同，每个接收管都和一个发射管对准，每个接收管都受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭。
所述够快速识别红外触摸屏真正两个触摸点的方法，通过微控制器控制触摸屏红外发射装置及红外接收装置的开关，读取光电转换后的电压AD值，然后根据阈值进行触摸点判断，当有一个点触摸时，计算出触摸物的坐标(一个触摸点坐标计算方法，很多专利都有提及，这里不再论述)，当有两个点触摸时，搜索最外侧被遮挡的红外灯，然后对每侧利用三角函数关系，计算出两条光线：其中一条光线只能被真实触摸点遮挡，而不可能被产生的鬼点所遮挡，另外一条光线只能被鬼点遮挡，而不可能被真实触摸点所遮挡；然后根据计算出的光线，找到光线对应的红外发射接收灯，微控制控制扫描打开刚才找到的红外发射接收灯，读取其光电转换后的AD值，然后根据阈值判断是否被遮挡，反推出哪个点应该是真实触点，哪个应该是鬼点。具体步骤如下：
A.微控制器启动红外触摸屏，按顺序驱动第1、2、3、…、N只红外接收装置及红外发射装置，记录每对红外接收装置及红外发射装置光电转换后的电压AD值，跳转到步骤B；
B.微控制器根据记录的AD值，与一设定的阈值比较判断可能的触摸点个数，如果没有触摸，返回步骤A，进行下一次扫描；如果有一个触摸物，则跳转到步骤C，如果两个触摸点，则跳转到步骤D；
C.微控制器根据记录的AD值，计算出触摸物的坐标，把计算出的坐标返回，实现触摸点的定位，返回步骤A继续下一周扫描；
D.当有两个触摸点时，微控制器计算出每个触摸点所有的坐标，不能正确的区分坐标点，因为，水平方向会得到两个坐标值Hx1和Hx2(触摸物水平方向中心坐标值)，垂直方向会得到两个坐标值Vy1和Vy2(触摸物垂直方向中心坐标值)，四个值可以组合为四个点：P1(Hx1，Vy1)、P2(Hx1，Vy2)、P3(Hx2，Vy1)、P4(Hx2，Vy2)，因为实际只有两点，其中必定有两个点是伪坐标，必须将其消除；计算出坐标后，跳转到步骤E，以消除伪点；
E.根据记录的AD值，搜索最外侧被遮挡的红外灯。比如，当有两个触摸物时，H方向第一个点遮挡灯序号从左至右为：H11、H12、H13，第二个点遮挡灯序号从左至右为：H21、H22，则搜索到的最外侧被遮挡的红外灯为H11和H22；然后记录最外侧灯的外面灯序号H11-1、H22+1；
F.H方向的H11、H11-1两个边和V边两个坐标值Vy1、Vy2组合为四个点(H11-1，Vy1)、(H11，Vy1)、(H11-1，Vy2)、(H11，Vy2)，这四个点组成一个矩形，通过其对角线的两条光线满足：其中一条光线只能被真实触摸点遮挡，而不可能被产生的鬼点所遮挡，另外一条光线只能被鬼点遮挡，而不可能被真实触摸点所遮挡；同样，通过H方向的H22、H22+1和V边两个坐标值Vy1、Vy2组合四个点组合为四个点(H22，Vy1)、(H22+1，Vy1)、(H22，Vy2)、(H22+1，Vy2)也能找到两条这样的光线；
G.将对角线(H11-1，Vy1)(H11，Vy2)延长，与H方向发射边及H方向接收边都会有一个得到交点，利用三角函数关系可以求解交点的坐标值，根据坐标值，可以找到离交点最近的发射灯和接收灯，通过控制这两颗灯即可得到一条光线，这条光线会被实际触摸点遮挡，而不能被鬼点遮挡；同理通过对角线(H11，Vy1)(H11-1，Vy2)、对角线(H22，Vy1)(H22+1，Vy2)、对角线(H22+1，Vy1)(H22，Vy2)也能找到相应的三条光线；
H.微控制器控制红外发射接收灯，就可以得到这四条光线所对应的光电转换AD值，然后根据阈值判断这四条光线被遮挡情况，即可以断定哪个是鬼点，哪个是真实触摸点。
本发明的优点在于：所述红外触摸屏及快速识别两点的方法，当有两个点触摸时，搜索H方向最外侧被遮挡的红外灯对，及其外面相邻的红外灯对，然后利用和V侧两个触摸坐标，找到一个矩形，通过矩形的两条光线满足：其中一条光线只能被真实触摸点遮挡，而不可能被产生的鬼点所遮挡，另外一条光线只能被鬼点遮挡，而不可能被真实触摸点所遮挡；找到光线对应的红外发射接收灯，微控制控制扫描打开刚才找到的红外发射接收灯，读取其光电转换后的AD值，然后根据阈值判断是否被遮挡，反推出哪个点应该是真实触点，哪个应该是鬼点。本发明只是对几对红外灯进行偏轴扫描，成本和单点触摸红外触摸屏相比，完全不用变化，且本发明能真正实现两点区分、可靠性性高、适用性广。
附图说明
图1是现有技术中红外触摸屏的结构示意图；
图2是红外触摸屏两点触摸时会出现鬼点的原理示意图；
图3是红外触摸屏快速识别两点方法的原理示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
如图1所示的红外触摸屏，101为红外发射灯，103为红外接收灯，另外两边102为红外发射灯，104为红外接收灯。101侧的红外发射灯颗数与104侧红外接收灯的颗数相等，每个接收灯都和一个发射灯对准；102侧的红外发射灯颗数与103侧红外接收灯的颗数相等，每个接收灯都和一个发射灯对准。所有的发射受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭。
快速识别红外触摸屏真正两个触摸点的方法，具体实施步骤如下。
A.微控制器启动红外触摸屏，按顺序驱动第1、2、3、…、N只红外接收装置及红外发射装置，记录每对红外接收装置及红外发射装置光电转换后的电压AD值，跳转到步骤B；
B.微控制器根据记录的AD值，与一设定的阈值比较判断可能的触摸点个数，如果没有触摸，返回步骤A，进行下一次扫描；如果有一个触摸物，则跳转到步骤C，如果两个触摸点，则跳转到步骤D；
C.微控制器根据记录的AD值，计算出触摸物的坐标，把计算出的坐标返回，实现触摸点的定位，返回步骤A继续下一周扫描；
D.当有两个触摸点时，微控制器计算出每个触摸点所有的坐标，不能正确的区分坐标点。因为，如图2所示，假设设计触摸点为P1和P2，触摸屏扫描一周后，会在水平方向得到两个坐标值x1和x2(触摸物水平方向中心坐标值)，垂直方向得到两个坐标值y1和y2(触摸物垂直方向中心坐标值)，四个值可以组合为四个点：P1(x1，y2)、P2(x2，y1)、P3(x1，y1)、P4(x2，y2)，其中的P3和P4点是由于光线传播是直线传播，真实触摸物的阴影产生的鬼点；
E.根据记录的AD值，搜索最外侧被遮挡的红外灯。如图3所示，P1触摸物H方向遮挡灯序号从左至右为H11、H12，P2触摸物遮挡灯序号从左至右为H22，则搜索到的最外侧被遮挡的红外灯为H11和H22，其对应的光线分别为A3D3、E2H2，然后记录最外侧灯外面相邻灯序号H11-1、H22+1，其对应的光线分别为A2D2、E3H3；
F.如图3所示，H方向的H11、H11-1两个边A3D3、A2D2和V边两个坐标值y1、y2组合为四个点B1、B2、C1、C2，这四个点组成一个矩形，根据光线直线传播的原理，假设四个点全部真实存在，但是P3和P4仍称为鬼点，可以观察到，通过此矩形对角线的两条光线满足：其中一条光线只能被真实触摸点遮挡，而不可能被产生的鬼点所遮挡，另外一条光线只能被鬼点遮挡，而不可能被产生的真实触摸点所遮挡，即光线B2C1只可能被P3点(假设P3点真实存在)遮挡，而不能被P1点遮挡，光线B1C2只可能被P1点遮挡，而不能被P3点遮挡；同样通过H方向的H22、H22+1两边E2H2、E3H3和V边两个坐标值y1、y2组合为四个点F1、F2、G1、G2，也能找到两条这样的光线，光线F1G2只可能被P2点遮挡，而不能被P4点遮挡，光线F2G1只可能被P4点(假设P4点真实存在)遮挡，而不能被P2点遮挡；
G.将对角线B2C1延长，与H方向发射边及H方向接收边都会有一个得到交点，利用三角函数关系可以求解交点的坐标A4、D1，根据坐标值，可以找到离交点最近的发射灯和接收灯，通过控制这两颗灯即可得到一条光线，这条光线会被鬼点P3遮挡，而不能被真实点P1遮挡；同理通过对角线B1C2得到A1D4，会被真实点P1遮挡，而不能被鬼点P3遮挡；同理通过对角线F1G2得到E1H4，会被真实点P2遮挡，而不能被鬼点P4遮挡；同理通过对角线B1C2得到E4H1，会被鬼点P4遮挡，而不能被鬼点P2遮挡；
H.微控制器控制红外发射接收灯，就可以得到这四条光线所对应的光电转换AD值，然后根据阈值判断这四条光线被遮挡情况，即可以真实触摸点。因为被鬼点遮挡意味着没有遮挡，只用被真实点遮挡其AD值才会小于阈值，比如：A1D4光线对应的AD值(记为A1D4_AD)由于真实点P1的遮挡会小于阈值，而A4D1光线对应的AD值(记为A4D1_AD)，由于鬼点P3不存在，所以其AD值不会小于阈值；E4H1光线对应的AD值(记为E4H1_AD)由于真实点P2的遮挡会小于阈值，而E1H4光线对应的AD值(记为E1H4_AD)，由于鬼点P4不存在，所以其AD值不会小于阈值。综上A1D4_AD小于阈值、A4D1_AD不会小于阈值，就可以反推出P1是真实触摸点，E4H1_AD小于阈值、E1H4_AD不会小于阈值就可以反推出P2是真实点。
还可以用V边光线组合来达到同样的目的，这里就不再赘述。

Claims (1)

1.一种红外触摸屏及快速识别两点的方法，该红外触摸屏的组成如下：在触摸屏的两个边缘上安装若干红外发射灯，每个发射灯都受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭，在触摸屏另外两个边上安装红外接收灯，接收灯总体数量和发射灯总体数量相同，每个接收灯都和一个发射灯对准，每个接收灯都受控制器的控制，可以任意时刻打开或者关闭，其特征在于：包括下述步骤：步骤1：按顺序依次打开红外接收灯，每打开一个红外接收灯，然后打开接收管正对的发射灯，记录所有的扫描的电压模数转换AD值；同阈值比较，判断是否有触摸物；步骤2：将记录的AD值同阈值比较，判断是否有触摸物；如果无触摸物，则返回步骤1继续扫描，如果有触摸物，则进入步骤3；步骤3：如果X和Y方向每个方向只有一个触摸物，则计算触摸坐标后返回；如果X和Y方向都有两个触摸物，通过本发明的快速识别真正两点的方法识别真正的触摸点，去除鬼点；步骤4：根据记录的AD值，搜索最外侧被遮挡的红外灯，同时记录搜索到的最外侧灯的外面相邻的灯序号；步骤5：左边最外侧灯及其外面相邻的灯，和V边两个触摸点，会组成一个矩形，通过其对角线的两条光线满足：其中一条光线只能被真实触摸点遮挡，而不可能被产生的鬼点所遮挡，另外一条光线只能被鬼点遮挡，而不可能被真实触摸点所遮挡；同样右边最外侧灯及其外面相邻的灯，和V边两个触摸点，也能组成一个矩形，找到两条对角线，同样会满足：其中一条光线只能被真实触摸点遮挡，而不可能被产生的鬼点所遮挡，另外一条光线只能被鬼点遮挡，而不可能被真实触摸点所遮挡；步骤6：将每条对角线延长，与H方向发射边及H方向接收边都会有一个得到交点，利用三角函数关系可以求解交点的坐标值，根据坐标值，可以找到离交点最近的发射灯和接收灯，通过控制这两颗灯即可得到一条光线，这条光线或者能够被实际触摸点遮挡，或者能够被鬼点遮挡(被鬼点遮挡意味着，光线可以完全通过，没有任何遮挡)；步骤7：微控制器控制红外发射接收灯，就可以得到这四条光线所对应的光电转换AD值，由于被鬼点遮挡意味这没有遮挡，AD值不会小于阈值，只有被真实触摸点所遮挡的AD值才会小于阈值，所以根据阈值判断这四条光线被遮挡情况，即可以反推出真实触摸点。
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