CN201548935U - 一种红外触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括红外发射管、红外接收管、触摸检测区域及框架，红外触摸屏只包含有一组红外发射管和一组红外接收管且一组红外发射管和一组红外接收管相对，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在所述触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列。这种红外触摸屏只需要一组红外发射管与一组红外接收管就能实现触摸定位，简化了红外触摸屏的结构，降低了生产成本。

Description

一种红外触摸屏

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，具体涉及一种红外触摸屏。

背景技术

长期以来，触摸屏市场处于五彩纷呈的局面，采用不同技术的触摸屏适用于不同的应用环境，红外触摸技术只是其中的一种，它以高度的稳定性、适应性及透光性赢得业内人士的好评。如图1所示，为现有技术中的一种红外触摸屏的结构示意图，该红外触摸屏包括两组红外发射管101、两组红外接收管102、触摸检测区域103及框架104。该红外触摸屏通过横向的红外发射管与红外接收管来确定触摸物5的纵坐标，通过纵向的红外发射管与红外接收管来确定触摸物5的横坐标，从而实现触摸定位。其中，106为红外光路。这种红外触摸屏需要两组红外发射管与两组红外接收管才能实现触摸定位，生产成本过高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种只需要一组红外发射管与一组红外接收管就能实现触摸定位的红外触摸屏，该红外触摸屏包括红外发射管、红外接收管及触摸检测区域，所述红外触摸屏只包含有一组红外发射管和一组红外接收管且所述一组红外发射管和所述一组红外接收管相对，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在所述触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列。

依照本实用新型的一个方面，所述红外发射管为广角红外发射管。

依照本实用新型的一个方面，所述交叉的红外光阵列中包含有两组平行的红外光且该两组平行的红外光两两相交。

依照本实用新型的一个方面，所述一组红外发射管中的中间部分的每个红外发射管所发射出的红外光被两个红外接收管所接收且所述红外发射管与接收该红外发射管所发射出的红外光的两个红外接收管的位置构成了一等腰三角形。

依照本实用新型的一个方面，所述一组红外发射管中的中间部分的每个红外发射管所发射的红外光被三个红外接收管所接收且所述红外发射管与接收该红外发射管所发射出的红外光的一个红外接收管之间的连线垂直平分接收该红外发射管所发射出的红外光的其余两个红外接收管之间的连线。

依照本实用新型的一个方面，所述红外触摸屏还包含有框架，所述红外发光管与红外接收管分别安装在两条较长的框架边上。

依照本实用新型的一个方面，所述红外触摸屏还包含有框架，所述红外发光管与红外接收管分别安装在两条较短的框架边上。

依照本实用新型的一个方面，所述一组红外发射管中的两端部分的每个红外发射管所发射的红外光被至少两个红外接收管所接收。

依照本实用新型的一个方面，所述一组红外发射管中的两端部分的红外发射管与所述一组红外接收管中的两端部分的红外接收管的安装位置位于所述触摸检测区域之外。

依照本实用新型的一个方面，所述一组红外发射管中的两端部分的红外发射管与所述一组红外接收管中的两端部分的红外接收管的安装位置位于所述触摸检测区域之外。

本实用新型的其它方面和/或优点将在下面的说明中部分描述，并且其中部分在该说明中是显而易见的，或者可以通过本实用新型的实践中学习到。

附图说明

图1为现有技术中的一种红外触摸屏的结构示意图；

图2为本实用新型所述红外触摸屏的一种实施例的结构示意图；

图3为图2所示红外触摸屏的红外光路的一种设置方式的示意图；

图4为图2所示红外触摸屏的红外光路的另一种设置方式的示意图；

图5为图2所示红外触摸屏的红外光路的第三种设置方式的示意图；

图6为本实用新型实施例的一种优化方案的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的另一种优化方案的结构示意图；

图8为用于本实用新型实施例的触摸定位方法的流程图；以及

图9为图8所示触摸定位方法中用计算触摸物位置坐标的公式的参照图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

下面将开始本实用新型的实施例的详细说明，根据相应的附图说明其实施例，其中通篇相同的附图标记指代相同的元件。下面将通过参照附图说明实施例以解释本实用新型。

尽管公知的零件或元件对本实用新型重要，但是在下面将不说明或简要说明，如红外触摸屏的内部重要结构组件之间的连接关系等，只详细地对本实用新型的特征结构进行描述。

如图2所示为本实用新型所述红外触摸屏的一种实施例的结构示意图，这种红外触摸屏包括一组红外发射管101、一组红外接收管102、触摸检测区域103及框架104，一组红外发射管101与一组红外接收管102位置相对，每个红外发射管101所发射出的红外光被至少一个红外接收管102所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域103形成了交叉的红外光阵列(或被称为红外光网格)。当触摸物(如用户的手指、手写笔等)105在触摸检测区域103内触击，就会阻断至少两条红外光路106，而每条红外光路106所对应的红外发射管101与红外接收管102的位置是固定的，根据相似三角形定理，很容易就能计算出任意两条斜率不同的被阻断的红外光路106的交点的位置，该交点的位置即为触摸物105的位置。这种结构的红外触摸屏只需要一组红外发射管与一组红外接收管就能够实现触摸定位，极大的减少了电子元件的数量，既简化了结构又降低了生产成本。其中，框架104不是必须的，在某些时候可以去掉。这种红外触摸屏中的红外光路106只需要在触摸检测区域103内构造出有足够多的交点的交叉的红外光阵列即可，红外光路106的设置可以是无序的交叉红外阵列，具体可参照图3；红外光路106的分布也可以设置成有序的，例如，红外光路106可设置成两组平行的红外光路106且该两组平行的红外光路106两两相交，图2所示的红外触摸屏中的红外光路106就是这种设置方式中的一种情况，在实际应用中也多采用这种设置方式，这样设计利于红外触摸屏的大批量组装，减少因红外发射管与红外接收管安装角度偏差所造成的检测精度降低。为了进一步优化这种设置方式，可令一组红外发射管101中的中间部分的每个红外发射管101对应两个红外接收管102且该红外发射管101与两个红外接收管102的位置构成一等腰三角形，图4就为此种情况中的一种情况，红外发射管1011所发射的红外光可被其所对应的红外接收管1021与红外接收管1022所接收，红外发射管1011与红外接收管1021、红外接收管1022构成了一等腰三角形，这种对称结构更便于安装，提高红外触摸屏的检测精度；也可令一组红外发射管101中的中间部分的每个红外发射管101对应三个红外接收管102且该红外发射管101与其中一个红外接收管102之间的连线垂直平分其余两个红外接收管102之间的连线，图5为此种设置方式中的一种实例，在图5中红外发射管1011所发射的红外光被红外接收管1021、红外接收管1022与红外接收管1023所接收，红外发射管1011与红外接收管1023之间的连线垂直平分红外接收管1021与红外接收管1022之间的连线。同样也可以令每个红外发射管101对应四个、五个或更多个红外接收管，这里不再做图进行具体描述。在实际应用中，如该红外触摸屏为大尺寸红外触摸屏，则红外发射管101与红外接收管102一般被安装在两条长度较长的框架边上；如该红外触摸屏为小尺寸红外触摸屏，则红外发射管101与红外接收管102一般被安装在两条长度较短的框架边上。这两种安装方式在保证检测精度地条件下尽可能的降低了成本，因其安装方式简单，所以不再作图描述。

如图6所示为本实用新型实施例的一种优化方案的结构示意图，该优化方案令一组红外发射管101中的两端部分的每个红外发射管101所发射的红外光被至少两个红外接收管102所接收。在图6中，两端部分的红外发射管1012所发射的红外光能被红外接收管1024、红外接收管1025与红外接收管1026所接收。经过这种优化方案优化过的红外触摸屏与图2所示红外触摸屏相比在框架边区域601(虚线区域)处的红外光路106的数量更多，在框架边区域601内的红外网格也更为密集，从而提高了框架边区域601处的检测精度。

如图7所示为对本实用新型实施例的另一种优化方案的结构示意图，构成框架104的四条框架边分别为第一框架边1041、第二框架边1042、第三框架边1043及第四框架边1044。红外发射管101与红外接收管102分别安装在第一框架边1041与第三框架边1043内(红外发射管101与红外接收管102也可以分别安装在第二框架边1042与第四框架边1044内)。为了进一步提高框架边区域601处的检测精度，可将一组红外发射管101中的两端部分的红外发射管101与一组红外接收管102中的两端部分的红外接收管102的安装位置位于触摸检测区域103之外。也就是将两端处的红外发射管1013与红外接收管1027安装在第二框架边1042内，将红外发射管1014与红外接收管1028安装在第四框架边1044内。这种结构上的调整将检测精度低的原框架边区域601移至第二框架边1042与第四框架边1044内部，提高了触摸检测区域103的检测精度。

如图8所示为用于本实用新型实施例的触摸定位方法的流程图，该触摸定位方法包括以下步骤：

进入步骤801，启动红外触摸屏，依次选通所有预设的红外光路。

在步骤801中，依次选通所有红外发射管与其所对应的红外发光管之间的红外光路，在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列(或被称为红外光网格)。

如图2所示的红外触摸屏执行本步骤，其中红外发射管101的编号为i₁、i₂、i₃......i_n，红外接收管102的编号为r₁、r₂、r₃......r_n，依次选通红外光路i₁r_p、i₂r_p+1、i₃r_p+2......i_n+1-pr_n、i_qr₁、i_q+1r₂、i_q+2r₃......i_nr_n+1-q，在触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列。其中，n、p、q为自然数且p＜n，q＜n。

进入步骤802，判断是否有红外光路被阻断，如无红外光路被阻断，则返回步骤801；如有红外光路被阻断，则记录该被阻断的红外光路。

在步骤802中，如无红外光路被阻断，则说明在触摸检测区域内未存有触摸物，则返回步骤801，重新依次选通所有红外光路，检测整个触摸检测区域；如有红外光路被阻断，则说明在触摸检测区域内存有触摸物，则记录被阻断的红外光路所对应的红外发射管及红外接收管的坐标；

如图2所示的红外触摸屏执行本步骤，如红外触摸屏在依次选通红外光路i₁r_p、i₂r_p+1、i₃r_p+2......i_n+1-pr_n、i_qr₁、i_q+1r₂、i_q+2r₃......i_nr_n+1-q时没有红外光路被阻断，则返回步骤801；如红外光路i₃r_p+2、i_q+4r₅被阻断，则记录红外光路i₃r_p+2、i_q+4r₅所对应的红外发射管i₃、i_q+4、红外接收管r_p+2、r₅的坐标。

进入步骤803，计算被阻断的红外光路之间的交点的坐标，该交点的坐标即为触摸物的坐标，并把坐标数据送到计算机中进行处理。

参照图9，在步骤803中，从步骤801中所获取的被阻断的红外光路中选取任意两条被阻断的红外光路AC、BD，其中，被阻断的红外光路AC所对应的红外发射管A的内部坐标为(m，a)，所对应的红外接收管C的内部坐标为(n，c)；被阻断的红外光路BD所对应的红外发射管B的内部坐标为(m，b)，所对应的红外接收管D的内部坐标为(n，d)。同时需要满足c-a≠d-b，即AC与BD相交。将A(m，a)、C(n，c)、B(m，b)、D(n，d)带入公式将步骤中所得到的被阻挡的红外光路所对应的红外发射管与红外接收管的坐标代入公式

$x=\frac{\mathrm{an}-\mathrm{bn}+\mathrm{md}-\mathrm{mc}}{a-b+d-c}$

$y=\frac{\mathrm{ad}-\mathrm{bc}}{a-b+d-c}$

就可以计算出被阻断的红外光路AC与BD之间的交点O的内部坐标(x，y)。为了减少计算量，提高响应速度，可令m＝0。即红外发射管所在的直线被设置成y轴。同时令公式中的n＝h，h为红外发射管所在直线与红外接收管所在直线之间的间距。从而，此公式简化为

$x=\frac{a-b}{a-b+d-c}h$

$y=\frac{\mathrm{ad}-\mathrm{bc}}{a-b+d-c}$

然后将计算得到的交点O的坐标数据也就是触摸物的坐标数据(x，y)送到计算机中进行处理，并对触摸操作做出响应。

如图2所示红外触摸屏执行本步骤，将红外发射管i₃(0，3)、i_q+4(0，q+4)、与红外接收管r_p+2(h，p+2)、r₅(h，5)的坐标带入公式

$x=\frac{a-b}{a-b+d-c}h$

$y=\frac{\mathrm{ad}-\mathrm{bc}}{a-b+d-c}$

计算得出 $x=\frac{q+1}{p+q-2}h,$ $y=\frac{(q+4)(p+2)-15}{p+q-2},$ 然后将该坐标 $(\frac{q+1}{p+q-2}h,\frac{(q+4)(p+2)-15}{p+q-2})$ 送到计算机中进行处理，并对触摸操作做出响应。

尽管已经对本实用新型的实施例作出了较为详细的说明和描述，但是本领域的技术人员应该明了在没有脱离本实用新型精神和原则的情况下可以对这些实施例进行改变，其范围定义在权利要求中。

Claims (10)

1.一种红外触摸屏，包括红外发射管、红外接收管及触摸检测区域，其特征在于：所述红外触摸屏只包含有一组红外发射管和一组红外接收管且所述一组红外发射管和所述一组红外接收管相对，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在所述触摸检测区域内形成了交叉的红外光阵列。

2.如权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外发射管为广角红外发射管。

3.如权利要求2所述的红外触摸屏，其特征在于：所述交叉的红外光阵列中包含有两组平行的红外光。

4.如权利要求3所述的红外触摸屏，其特征在于：所述一组红外发射管中的中间部分的每个红外发射管所发射出的红外光被两个红外接收管所接收且所述红外发射管与接收该红外发射管所发射出的红外光的两个红外接收管的位置构成了一等腰三角形。

5.如权利要求3所述的红外触摸屏，其特征在于：所述一组红外发射管中的中间部分的每个红外发射管所发射的红外光被三个红外接收管所接收且所述红外发射管与接收该红外发射管所发射出的红外光的一个红外接收管之间的连线垂直平分接收该红外发射管所发射出的红外光的其余两个红外接收管之间的连线。

6.如权利要求2所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外触摸屏还包含有框架，所述红外发光管与红外接收管分别安装在两条较长的框架边上。

7.如权利要求2所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外触摸屏还包含有框架，所述红外发光管与红外接收管分别安装在两条较短的框架边上。

8.如权利要求1至7之一所述的红外触摸屏，其特征在于：所述一组红外发射管中的两端部分的每个红外发射管所发射的红外光被至少两个红外接收管所接收。

9.如权利要求1至6之一所述的红外触摸屏，其特征在于：所述一组红外发射管中的两端部分的红外发射管与所述一组红外接收管中的两端部分的红外接收管的安装位置位于所述触摸检测区域之外。

10.如权利要求7所述的红外触摸屏，其特征在于：所述一组红外发射管中的两端部分的红外发射管与所述一组红外接收管中的两端部分的红外接收管的安装位置位于所述触摸检测区域之外。

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