CN106775091B - 一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法，包括如下步骤：（1）预先设定要分析的触摸屏的物理尺寸和红外发射及接收管的位置分布坐标，生成光路图，提取触摸屏的有效触摸区域，作为最大盲区的评估区域，所述盲区指的是没有光线通过的区域；（2）分析水平方向有效触摸区域的最大盲区和分析垂直方向有效触摸区域的最大盲区，所述最大盲区的值越小，精度越高。利用上述方案，可以对最大光路设计盲区进行量化；对触摸屏设计具有指导意义，缩短设计开发周期，而且不需要先制作样品再测试，非常直观，降低了设计成本。

Description

一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法

技术领域

本发明涉及触摸屏领域，尤其涉及一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法。

背景技术

现有红外触摸技术中，对红外触摸屏进行触摸定位是借助于触摸物遮挡了发射灯光线，根据被遮挡的光线信息来进行定位该触摸物的位置。

在高精度触摸屏中，光路设计由水平和垂直两组发射和接收灯管产生的扫描光线形成，通过数据解析得到水平和垂直两条边的单方向数据图像，然后将水平和垂直边分别得到的单方向数据图像进行图像叠加，得到最终的光路图像；

定位触摸物体的位置精度与红外发射灯和多轴（一个发射灯对多个接收灯）扫描角度设计有直接关系，发射灯和接收灯的间距直接影响了触摸屏的精度；触摸屏的精度指的是实际触摸位置坐标与触摸屏识别出来的位置坐标的偏差，偏差越小精度越高。在相同的灯排布条件下，多轴扫描时，光路设计也是影响精度的关键。在有限的红外灯条件下，好的光路设计对最终触摸精度有直接的影响。

光路设计完成后，对应精度主要受单方向精度差的扫描边影响，对应单方向某个区域的最大盲区直接表征了屏的精度。

现有技术测试触摸屏的精度通常采用制作样品进行测试，设计周期长，成本高，还没有出现一种利用计算机模拟分析触摸屏精度的方法，无法量化光路盲区，不能直观的表现该光路设计存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的缺陷，提供一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法，尤其是红外扫描边界定位精度的最小分辨率评估方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种本发明提供一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法，包括如下步骤：

（1）预先设定要分析的触摸屏的物理尺寸和红外发射及接收管的位置分布坐标，生成光路图，提取触摸屏的有效触摸区域，作为最大盲区的评估区域，所述盲区指的是没有光线通过的区域；

（2）分析水平方向有效触摸区域的最大盲区和分析垂直方向有效触摸区域的最大盲区，所述最大盲区的值越小，精度越高。

优选地，所述步骤（1）包括：

A、设定需要模拟的触摸屏的尺寸、红外发射管与红外接收管的位置坐标及光路对应表，按照模拟设计的触摸屏物理尺寸，以及对应的光路设计配置表，按照固定的比例，生成对应真实光路的模拟光路图；

B、排除非触摸区域，获取有效触摸区域；

C、通过垂直边光路设计数据构建垂直边单方向扫描图像，通过水平边光路设计数据构建水平边单方向光路图，提取出对应的有效触摸区域光路图。

优选地，所述步骤（2）中分析水平方向有效触摸区域的最大盲区包括：

第一步，图像求反，把盲区作为目标；

第二步，对目标进行图像形态学腐蚀操作，去除小的孔洞噪声；

第三步，轮廓遍历，提取出最大的盲区的轮廓信息，计算该盲区轮廓的最小面积的外接矩形信息，包括轮廓的长度和高度，以及中心位置信息，完成水平方向最大盲区的计算。

优选地，所述步骤（2）中分析垂直方向有效触摸区域的最大盲区包括：

第一步，图像求反，把盲区作为目标；

第二步，对目标进行图像形态学腐蚀操作，去除小的孔洞噪声；

第三步，轮廓遍历，提取出最大的盲区的轮廓信息，计算该盲区轮廓的最小面积的外接矩形信息，包括轮廓的长度和高度，以及中心位置信息，完成垂直方向最大盲区的计算。

本发明的上述方法，可以对最大光路设计盲区进行量化；对触摸屏设计具有指导意义，缩短设计开发周期，而且不需要先制作样品再测试，非常直观，降低了设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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它附图。

图1为本发明采用图像处理分析时的两个方向数据叠加后的图像；

图2为垂直边扫描数据构建的光路图；

图3为水平边扫描数据构建的光路图；

图4为水平边扫描数据构建的光路图提取出的有效触摸区域；

图5为从水平边扫描数据获得的有效触摸区域提取出最大盲区位置信息；

图6为图5的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

本发明分析红外触摸屏定位精度的方法包括如下步骤：

（1）预先设定触摸屏的物理尺寸和红外发射及接收管的位置分布坐标，生成光路图，提取触摸屏的有效触摸区域，作为最大盲区的评估区域，所述盲区指的是没有光线通过的区域。有效触摸屏区域指的是可以有效识别触摸动作的区域。触摸框要比显示屏大，有效触摸区域应该覆盖整个显示屏。

具体的计算方法如下：设定需要模拟的触摸屏的尺寸、红外发射管与红外接收管的位置坐标及光路对应表，按照模拟设计的触摸屏物理尺寸，以及对应的光路设计配置表，按照固定的比例，生成对应真实光路的模拟光路图（如图1）；图1所示是两个方向（垂直和水平方向）光路叠加的结果，此光路图的实现不用考虑真实设计过程中，灯的焊接误差以及其他安装误差，能更接近设计模型。在等比例缩放的光路图上，可以分析得到对应的最大盲区的大小。优先的选择光路图的大小为500pixel*400pixel分辨率，如果仿真分析模型的物理尺寸是540mm*304mm，那么光路图上对应的单像素与对应的物理尺寸的关系为：水平方向：1pixel=1.08mm，垂直方向：1pixel=0.76mm；水平和垂直方向可以不等比例缩放。从这个模型上，是可以从光路图中分析出对应的光路孔洞的物理尺寸，假如对应水平方向盲区是3个像素，那么对应物理尺寸上是3*1.08mm。

排除非触摸区域，获取有效触摸区域；因为红外屏设计结构的因素，生成的光路图中必然存在一些边界区域是触摸不到的区域，所以需要把这些区域排除掉，集中分析有效触摸区域的最小触摸精度。

通过垂直边光路设计数据构建垂直边单方向扫描图像（如图2所示），通过水平边光路设计数据构建水平边单方向光路图（如图3所示），消除在图2、图3中边界黑线绘制出的矩形框，提取出对应的有效触摸区域光路图（如图4所示），图4示出的是水平边单方向有效触摸区域光路图，是从水平边光路设计数据构建的光路图中提取的。

（2）分析水平方向有效触摸区域的最大盲区；影响触摸屏触摸精度的因素，是光网的稀疏程度，如果光路在设计之初，有的触摸区域是没有光路通过的，那么我们称为光路设计的盲区，因为触摸物体靠边界线来进行精确触摸点的位置，各个方向的光路都影响精度，如果盲区过大，全屏触摸精度就会被影响。因为触摸屏的采用水平和垂直两个方向分别对射的设计原理，我们可以分别进行水平和垂直单方向分析计算。因为每个触摸点的触摸精度是受水平和垂直两个方向光路因素影响，水平方向的盲区宽度和垂直方向的盲区高度是影响精度的两个独立的评估指标，所以我们单方向分析最大的光路盲区。

计算方法：

在水平方向有效触摸区域内，进行图像分析处理：

第一步，图像求反，把盲区作为目标；

第二步，对目标进行图像形态学腐蚀操作，去除小的孔洞噪声；

第三步，轮廓遍历，提取出最大的盲区的轮廓信息，计算该盲区轮廓的最小面积的外接矩形信息，包括轮廓的长度和高度，以及中心位置信息，完成水平方向最大盲区的计算，如图5，计算找到了水平方向最大盲区位置，以及对应的盲区物理信息；可参考图6，图6为图5的局部放大图；

（3）分析垂直方向有效触摸区域的最大盲区；

计算方法：

在垂直方向有效触摸区域内，进行图像分析处理，具体如下：

第一步，图像求反，把盲区作为目标；

第二步，对目标进行图像形态学腐蚀操作，去除小的孔洞噪声；

第三步，轮廓遍历，提取出最大的盲区的轮廓信息，计算该盲区轮廓的最小面积的外接矩形信息，包括轮廓的长度和高度，以及中心位置信息，完成垂直方向最大盲区的计算，

本方法首先模拟触摸屏的光路，通过将光路生成图像，进行图像处理，排除了复杂的光路数据分析，对光路设计没有特殊的角度等要求限制，直接从视觉原理上分析出最大盲区，单方向分析得出盲区的长度（水平方向光路）和高度（垂直方向光路），如果盲区的长度或高度过大，那么需要在硬件设计的时候进行加密光路或者缩小灯间距来缩小这个盲区，不需要制作实物去测试，既提高效率，又降低成本。

以上所揭露的仅为本发明的几个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法，包括如下步骤：

(1)预先设定要分析的触摸屏的物理尺寸和红外发射及接收管的位置分布坐标，生成光路图，提取触摸屏的有效触摸区域，作为最大盲区的评估区域，所述盲区指的是没有光线通过的区域；

(2)分析水平方向有效触摸区域的最大盲区和分析垂直方向有效触摸区域的最大盲区，所述最大盲区的值越小，精度越高；

所述步骤(2)分析水平方向有效触摸区域的最大盲区包括：

第一步，图像求反，把盲区作为目标；

第二步，对目标进行图像形态学腐蚀操作，去除小的孔洞噪声；

第三步，轮廓遍历，提取出最大的盲区的轮廓信息，计算该盲区轮廓的最小面积的外接矩形信息，包括轮廓的长度和高度，以及中心位置信息，完成水平方向最大盲区的计算；

所述步骤(2)分析垂直方向有效触摸区域的最大盲区包括：

第一步，图像求反，把盲区作为目标；

第二步，对目标进行图像形态学腐蚀操作，去除小的孔洞噪声；

第三步，轮廓遍历，提取出最大的盲区的轮廓信息，计算该盲区轮廓的最小面积的外接矩形信息，包括轮廓的长度和高度，以及中心位置信息，完成垂直方向最大盲区的计算。

2.根据权利要求1所述的一种红外触摸屏定位精度的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：

A、设定需要模拟的触摸屏的尺寸、红外发射管与红外接收管的位置坐标及光路对应表，按照模拟设计的触摸屏物理尺寸，以及对应的光路设计配置表，按照固定的比例，生成对应真实光路的模拟光路图；

B、排除非触摸区域，获取有效触摸区域；

C、通过垂直边光路设计数据构建垂直边单方向扫描图像，通过水平边光路设计数据构建水平边单方向光路图，提取出对应的有效触摸区域光路图。

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