CN105005416B - 降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法，包括以下步骤：将一组发射管和接收管进行扫描采样，将该组发射管和接收管的组编码与步骤A中的坏灯识别代码相比较，确定该灯是否为坏灯，若是则进入步骤D；若不是则进入步骤E。D将与该坏灯的相邻灯打开，相邻灯与原组中的另一只灯重新组成一组。E控制AD转换，接收按照步骤C或D中所对应的一组发射管和接收管工作时产生的信号。F将所有接收管采样值分别与阀值比较，得到红外触摸屏AD采样数据组根据补偿算法算出触摸点位置坐标。采用斜扫描光线补偿法弥补现有技术的不足，使用斜扫描光线代替原来的直扫描光线，在不改变硬件的基础上，可以高精度确定触摸位置坐标，降低了触摸屏的维修成本。

Description

降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法

技术领域

本发明涉及一种降低触摸屏精度误差的方法，具体涉及一种降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法。

背景技术

红外触摸屏包含一个完整的整合控制电路和一组高精度、抗干扰红外发射管和一组红外接收管，交叉安装在高度集成的电路板上的两个相对的方向，形成一个不可见的红外线光栅。内嵌在控制电路中的智能控制系统持续地对二极管发出脉冲形成红外光束格栅。其工作原理是利用X，Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用触摸的位置。通过在显示器的前面加装一个电路板外框，电路板四周分别排布红外线发射管和接收管，一一对应成横竖交叉的红外矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。

如果所有的红外对管通达，表示无触摸物体；当有触摸时，触摸物就会挡住经过该位置的横竖红外线，触摸屏扫描时发现有一条红外线受阻后，判断可能有触摸，同时立刻切换到另一坐标轴再扫描，如果发现该轴也有一条红外线受阻，判定为确实有触摸，然后将两个发现有阻隔的红外对管位置报告给主机，经过计算判断出触摸点在屏幕的具体位置。

当有物体触摸时，会遮挡部分红外发射灯发出的光线，引起红外接收灯电压的变化，通过判断被遮挡的红外发射接收等，就可以得到触摸坐标。通常没有物体遮挡时检测到的信号为“1”，有物体遮挡时检测到的信号为“0”。

在没有坏灯的情况下（即正常使用状态下）触摸物体挡住发射-接收管时，计算触摸物体的中心坐标的情形（假设水平方向和垂直方向各只有4组发射-接收管对，如果有多组发射-接收管对则与4组发射-接收管对的计算原理相同）分为三种情况：

（1）物体501只挡住一根线。如图4所示，红外触摸屏将检测到x2和y1被遮挡，计算触摸体中心坐标的方法是，求两根直线y= y1和x= x2的交点。按照此算法图4中的物体的中心坐标为（x2, y1）。

（2）物体505挡住x轴两根线。如图5所示，红外触摸屏将检测到x1、x2、y1被遮挡，计算触摸体中心坐标的方法是，求两根直线y= y1和x= (x1+x2)/2交点。按照此算法图5中的物体的中心坐标为（(x1+x2)/2, y1）。

（3）物体605挡住y轴两根线。如图6所示，红外触摸屏将检测到x1、y1、y2被遮挡，计算触摸体中心坐标的方法是，求两根直线x= x1和y= (y1+y2)/2交点。按照此算法图6中的物体的中心坐标为（x1, (y1+y2)/2）。

当红外触摸屏上出现一组或者多组发射-接收管出现坏灯时，会使红外触摸屏确定触摸体位置时造成严重的精度误差，目前市面上的红外触摸屏在对待该精度误差时有两种方式：第一，对该误差不作任何处理；第二，通过屏蔽坏灯的数据后进行判断触摸体的位置。

在第一种情况下，即不做任何处理造成的误差情况如下：

不论是否有触摸体挡住该灯，仍检测到该位置的接收管信号为“0”。如图7所示，x轴上x3对应的发射管或接收管损坏，当触摸屏上有真实物体901时，将会出现“虚假触摸物”902，按照上面算法，触摸屏将计算出，有两个触摸物体901和902，其中心坐标分别为（x1,y1）和（x3, y1）。同理，如图8所示，y轴上y3对应的发射管或接收管损坏，当触摸屏上有真实物体903时，将会出现“虚假触摸物”904，按照上面算法，触摸屏将计算出，有两个触摸物体903和904，其中心坐标分别为（x1, y1）和（x1, y3）。

在第二种情况下，即采用屏蔽坏灯的方法，仍会出现如下误判情况（分为六种情形）：

一、假设x轴上的发射管或接收管损坏：

（1）当出现如图9所示情况，物体101只挡住x2和y1，由于软件上将坏灯x2做了屏蔽，只靠y1被遮挡的条件，触摸屏不能识别确定触摸点中心坐标，所以误判此情况为没有触摸点。

（2）当出现如图10所示情况，物体104挡住x1 、x2、y1时，其中心坐标应该为（(x1+x2)/2，y1），由于软件上将坏灯x2做了屏蔽，触摸屏只能判别x1 、y1被遮挡，按照上面常规算法，触摸屏将计算出触摸物体为103，其中心坐标为（x1, y1），触摸屏将产生误差，误差大小为(x2- x1)/2。

（3）当出现如图11所示情况，物体105挡住x2 、x3、y1时，其中心坐标应该为（(x2+x3)/2，y1），由于软件上将坏灯x2做了屏蔽，触摸屏只能判别x3 、y1被遮挡，按照上面常规算法，触摸屏将计算出触摸物体为106，其中心坐标为（x3, y1），触摸屏将产生误差，误差大小为(x3- x2)/2。

二、假设y轴上发射管或接收管损坏：

（4）当出现如图12所示情况，物体201只挡住x1和y2，由于软件上将坏灯y2做了屏蔽，只靠x1被遮挡的条件，触摸屏不能识别确定触摸点中心坐标，所以误判此情况为没有触摸点。

（5）当出现如图13所示情况，物体203挡住x1 、y1、y2时，其中心坐标应该为（x1 ,(y1+y2)/2），由于软件上将坏灯y2做了屏蔽，触摸屏只能判别x1 、y1被遮挡，按照上面常规算法，触摸屏将计算出触摸物体为202，其中心坐标为（x1, y1），触摸屏将产生误差，误差大小为(y2- y1)/2。

（6）当出现如图14所示情况，物体204挡住x1 、y2、y3时，其中心坐标应该为（x1 ,(y2+y3)/2），由于软件上将坏灯y2做了屏蔽，触摸屏只能判别x1 、y3被遮挡，按照上面常规算法，触摸屏将计算出触摸物体为205，其中心坐标为（x1, y3），触摸屏将产生误差，误差大小为(y3- y2)/2。

综上所述，目前市面上缺少一种降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法，采用补偿法来弥补现有技术的不足，将损坏的发射管或者接收管旁边的相同发射管或者接收管打开，与原对应的发射管或者接收管组成一组，形成斜扫描光线，使用斜扫描光线代替原来的直扫描光线，在不改变硬件的基础上，可以高精度确定触摸位置坐标，降低了触摸屏的维修成本。

发明内容

针对上述情况，本发明提供一种降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法，采用补偿法来弥补现有技术的不足，将损坏的发射管或者接收管旁边的相同发射管或者接收管打开，与原对应的发射管或者接收管组成一组，形成斜扫描光线，使用斜扫描光线代替原来的直扫描光线，在不改变硬件的基础上，可以高精度确定触摸位置坐标，降低了触摸屏的维修成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法，包括以下步骤：

A根据AD采样数据的最大值和最小值与硬件本身误差确定坏灯情况的阀值。 B系统初始化，对红外触摸屏的所有发射管、接收管定义组编码，并进行一对一扫描，发现采样信号小于阀值时，认为该灯为故障灯，并生成与该组编码对应的坏灯识别代码。C将一组发射管和接收管进行扫描采样，将该组发射管和接收管的组编码与步骤A中的坏灯识别代码相比较，确定该灯是否为坏灯，若是则进入步骤D；若不是则进入步骤E。 D将与该坏灯的相邻灯打开，相邻灯与原组中的另一只灯重新组成一组。 E控制AD转换，接收按照步骤C或D中所对应的一组发射管和接收管工作时产生的信号。 F将步骤C中所有接收管采样值分别与阀值比较，当采样值小于阀值时，光路设置为有触摸；当采样值大于阀值时，光路设置为无触摸。 G将步骤F中光路设置转换为二值化，并保存二值化值。 H依次打开与步骤C中相邻的发射管和接收管进行扫描采样，并按照D-G步骤逐步操作。

I得到红外触摸屏AD采样数据组，系统对AD采样数据组中的数据处理、分析，并根据补偿算法算出触摸点位置坐标。

所述补偿算法的计算方式是：将触摸屏横向上接收管的接收数据中找到第一根被遮挡光线和最后一根被遮挡光线；将触摸屏纵向上接收管的接收数据中找到第一根被遮挡光线和最后一根被遮挡光线；此四条光线围成一个四边形，求出该四边形的中心坐标，为触摸点位置的中心坐标。

本发明的有益效果是，采用补偿法来弥补现有技术的不足，将损坏的发射管或者接收管旁边的相同发射管或者接收管打开，与原对应的发射管或者接收管组成一组，形成斜扫描光线，使用斜扫描光线代替原来的直扫描光线，在不改变硬件的基础上，可以高精度确定触摸位置坐标，降低了触摸屏的维修成本。

附图说明

图1为红外触摸屏触摸识别原理图。

图2为红外触摸屏传感器损坏时的示意图。

图3为红外触摸屏发射管和接收管扫描补偿方法示意图。

图4为x-y轴只挡住一根光线的示意图。

图5为x轴挡住2根光线，y轴挡住1根光线的示意图。

图6为x轴挡住1根光线，y轴挡住2根光线的示意图。

图7为触摸屏不做坏灯屏蔽处理时，x轴的x3为坏灯的示意图。

图8为触摸屏不做坏灯屏蔽处理时，y轴的y3为坏灯的示意图。

图9为屏蔽坏灯方法中x轴只挡住x2的示意图。

图10为屏蔽坏灯方法中x轴上挡住x1和x2，y轴上档住一个光线的示意图。

图11为屏蔽坏灯方法中x轴上挡住x2和x3，y轴上档住一个光线的示意图。

图12为屏蔽坏灯方法中挡住y2的示意图。

图13为屏蔽坏灯方法中y轴挡住y1和y2，x轴挡住一个光线的示意图。

图14为屏蔽坏灯方法中y轴挡住y2和y3，x轴挡住一个光线的示意图。

图15为光线补偿法中x轴有坏灯，只挡住了坏灯补偿光线的示意图。

图16为x轴上挡住补偿光线和左相邻的x1，y轴上档住一根光线的示意图。

图17为x轴上挡住补偿光线和右相邻的x3，y轴上档住一个光线的示意图。

图18为光线补偿法中y轴有坏灯，只挡住了坏灯补偿光线的示意图。

图19为y轴上挡住补偿光线和上相邻的y1，x轴上档住一根光线的示意图。

图20为y轴上挡住补偿光线和下相邻的y3，x轴上档住一根光线的示意图。

图21为红外触摸屏增强补偿扫描算法流程图。

在图1-3中：1、发射管；2、相邻发射管；3、损坏发射管；4、补偿发射管；5、损坏接收管；6、补偿接收管；7、补偿接收管。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图21：

A根据AD采样数据的最大值和最小值与硬件本身误差确定坏灯情况的阀值。 B系统初始化，对红外触摸屏的所有发射管、接收管定义组编码，并进行一对一扫描，发现采样信号小于阀值时，认为该灯为故障灯，并生成与该组编码对应的坏灯识别代码。 C将一组发射管和接收管进行扫描采样，将该组发射管和接收管的组编码与步骤A中的坏灯识别代码相比较，确定该灯是否为坏灯，若是则进入步骤D；若不是则进入步骤E。 D将与该坏灯的相邻灯打开，相邻灯与原组中的另一只灯重新组成一组。 E控制AD转换，接收按照步骤C或D中所对应的一组发射管和接收管工作时产生的信号。 F将步骤C中所有接收管采样值分别与阀值比较，当采样值小于阀值时，光路设置为有触摸；当采样值大于阀值时，光路设置为无触摸。 G将步骤F中光路设置转换为二值化，并保存二值化值。 H依次打开与步骤C中相邻的发射管和接收管进行扫描采样，并按照D-G步骤逐步操作。

I得到红外触摸屏AD采样数据组，系统对AD采样数据组中的数据处理、分析，并根据补偿算法算出触摸点位置坐标。

所述补偿算法的计算方式是：将触摸屏横向上接收管的接收数据中找到第一根被遮挡光线和最后一根被遮挡光线；将触摸屏纵向上接收管的接收数据中找到第一根被遮挡光线和最后一根被遮挡光线；此四条光线围成一个四边形，求出该四边形的中心坐标，为触摸点位置的中心坐标。

当物体未挡住坏灯补偿光线时，计算触摸点的中心情形与正常工作的情况一样，而且也不会产生误差。

当物体时X、Y方向上其中一个方向只挡住一根光线，另一个方向挡住两根线的情况时；分为6种情形。

其中挡住补偿光线在x轴上时，分为3种情形：

实施例1：

如图15所示，当触摸物体在x轴上只挡住了补偿光线，y轴上只挡住一根光线时，触摸物的中心坐标为补偿光线与光线y= y1的交点。补偿光线将经过(x2,0), (x3, ymax)，其中ymax为y轴上最大值，补偿光线为，y=( ymax /( x3- x2))*x-( ymax /( x3- x2))* x2，补偿光线与光线y= y1的交点为（( x3- x2)* y1/ ymax + x2, y1）。

实施例2：

如图16所示，当触摸物体在x轴上挡住二根光线，y轴上档住一个光线，其中挡住与补偿光线和左相邻的x1，与图15方法一样，求出补偿光线，然后求出补偿光线与光线y= y1的交点为（( x3- x2)* y1/ ymax + x2, y1），物体的中心坐标为两个光线与y= y1的两个交点取1/2平均，即触摸物的中心坐标为，（（( x3- x2)* y1/ ymax + x2+ x1）/2，y1）。

实施例3：

如图17所示，当触摸物体在x轴上挡住二根光线，y轴上档住一个光线，其中挡住与补偿光线和右相邻的x3，与图15方法一样，求出补偿光线，然后求出补偿光线与光线y= y1的交点为（( x3- x2)* y1/ ymax + x2, y1），物体的中心坐标为两个光线与y= y1的两个交点取1/2平均，即触摸物的中心坐标为，（（( x3- x2)* y1/ ymax + x2+ x3）/2，y1）。

当挡住补偿光线时，补偿光线在y轴上时，分为3种情形：

实施例4：

如图18所示，图中y轴y2为坏灯。当触摸物体在y轴上只挡住了补偿光线，x轴上只挡住一根光线时，触摸物的中心坐标为补偿光线与光线x= x1的交点。补偿光线将经过(0,y2), (y1, xmax)，其中xmax为x轴上最大值，补偿光线为，y=( (y1 – y2)/ xmax)*x+ y2，补偿光线与光线x= x1的交点为(x1, ((y1–y2)/ xmax)* x1+ y2)。

实施例5：

如图19所示，当触摸物体在y轴上挡住二根光线，x轴上档住一个光线，其中挡住与补偿光线和上相邻的y1，与图18的方法一样，求出补偿光线，然后求出补偿光线与光线x=x1的交点坐标为(x1, ((y1–y2)/ xmax)* x1+ y2)，物体的中心坐标为两个光线与x= x1的两个交点取1/2平均，即触摸物的中心坐标为， (x1,(( (y1–y2)/ xmax)* x1+ y2+ y1)/2)。

实施例6：

如图20所示，当触摸物体在y轴上挡住二根光线，x轴上档住一个光线，其中挡住与补偿光线和下相邻的y3，与图18的方法一样，求出补偿光线，然后求出补偿光线与光线x=x1的交点坐标为(x1, ((y1–y2)/ xmax)* x1+ y2)，物体的中心坐标为两个光线与x= x1的两个交点取1/2平均，即触摸物的中心坐标为， (x1,(( (y1–y2)/ xmax)* x1+ y2+ y3)/2)。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A根据AD采样数据的最大值和最小值与硬件本身误差确定坏灯情况的阀值；

B系统初始化，对红外触摸屏的所有发射管、接收管定义组编码，并进行一对一扫描，发现采样信号小于阀值时，认为该灯为故障灯，并生成与该组编码对应的坏灯识别代码；

C将一组发射管和接收管进行扫描采样，将该组发射管和接收管的组编码与步骤A中的坏灯识别代码相比较，确定该灯是否为坏灯，若是则进入步骤D；若不是则进入步骤E；

D将与该坏灯的相邻灯打开，相邻灯与原组中的另一只灯重新组成一组；

E控制AD转换，接收按照步骤C或D中所对应的一组发射管和接收管工作时产生的信号；

F将步骤C中所有接收管采样值分别与阀值比较，当采样值小于阀值时，光路设置为有触摸；当采样值大于阀值时，光路设置为无触摸；

G将步骤F中光路设置转换为二值化，并保存二值化值；

H依次打开与步骤C中相邻的发射管和接收管进行扫描采样，并按照D-G步骤逐步操作；

I得到红外触摸屏AD采样数据组，系统对AD采样数据组中的数据处理、分析，并根据补偿算法算出触摸点位置坐标。

2.根据权利要求1所述的降低传感器损坏导致红外触摸屏精度误差的方法，其特征在于，步骤I中补偿算法的计算方式是：将触摸屏横向上接收管的接收数据中找到第一根被遮挡光线和最后一根被遮挡光线；将触摸屏纵向上接收管的接收数据中找到第一根被遮挡光线和最后一根被遮挡光线；此四条光线围成一个四边形，求出该四边形的中心坐标，为触摸点位置的中心坐标。