專利名稱：捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紅外線觸摸屏，尤指一種利用紅外線跟蹤掃描移動目標(biāo)的方法有關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子觸摸技術(shù)的出現(xiàn)，觸摸屏也經(jīng)歷了從底擋向高檔發(fā)展的歷程，發(fā)展至今，各種技術(shù)的觸摸屏層出不窮，而且其性能在不斷完善。由于其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、自然、而且反應(yīng)速度快、節(jié)省空間和易于人機(jī)交流等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前以廣泛的應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、多媒體教學(xué)等領(lǐng)域。
與其它觸摸技術(shù)相比，紅外線觸摸技術(shù)有著它獨(dú)特的優(yōu)勝之處；具有不磨損、不受電流、電壓和靜電干擾、使用壽命長、穩(wěn)定無漂移、防暴、防污可以在某些惡劣的環(huán)境下工作等諸多優(yōu)點(diǎn)，此外，利用紅外線還可以非常容易生產(chǎn)出超大規(guī)格的觸摸屏，使得紅外線觸摸屏異軍突起越來越成為觸摸屏市場的主流產(chǎn)品。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)紅外線觸摸屏的紅外線發(fā)射、接收管的位置分布圖。圖中，紅外線發(fā)射陣列，分為兩部分，一部分102位于紅外線觸摸捕捉裝置左側(cè)的邊沿位置上，按序列號排列，是用于Y軸發(fā)射掃描的；另一部分101位于紅外線捕捉裝置上邊沿位置，按序列號排列，是用于X軸發(fā)射掃描的；另有紅外線接收陣列，分為兩部分，一部分103位于102對面邊沿上，按序列號排列，是用于Y軸接收掃描的，另一部分104位于101對面邊沿上，按序列號排列，是用于X軸接收掃描的，101、102、103、104都是以模塊形式，通過連接器連接形成，而每個(gè)模塊是由發(fā)射、接收管單元構(gòu)成。
其中在X軸上的每對發(fā)射、接收管都是一一對應(yīng)的，而且具有相同的X軸序號。當(dāng)沒用觸摸物體在發(fā)射管和接收管之間移動時(shí)，接收管是可以正常接收到發(fā)射管所發(fā)出的高頻脈沖信號，但如有觸摸物體開始在X軸方向移動時(shí)，X軸的某個(gè)或某些發(fā)射管所發(fā)出的紅外線信號會被觸摸物體105阻斷，導(dǎo)致相對應(yīng)的那個(gè)或多個(gè)接收管所接收到的信號根據(jù)受遮擋的寬度相對衰減，根據(jù)這個(gè)接收或發(fā)射管所在位置的序號，通過應(yīng)有A/D轉(zhuǎn)換程序，計(jì)算出攔截物在光軸通道中遮擋部分的寬度，再利用坐標(biāo)公式，便可以知道物體105在X軸上移動的坐標(biāo)X值了，同樣在Y軸上的每對發(fā)射、接收管都是一一對應(yīng)的，而且具有相同的Y軸序號。當(dāng)觸摸物體105在發(fā)射管和接收管之間移動時(shí)，有某個(gè)或某些Y軸上的接收無法接收到對應(yīng)發(fā)射管高頻脈沖信號時(shí)，根據(jù)當(dāng)時(shí)接收或發(fā)射的Y軸序號，通過上述方法便可以得到觸摸物體105在Y軸上移動的坐標(biāo)Y值了。通過周而復(fù)始的對X、Y軸上的每個(gè)紅外線發(fā)射管輪流輸出脈沖信號，進(jìn)行掃描，同時(shí)也對位于其對面相應(yīng)的每個(gè)接收管進(jìn)行信號讀取，觸摸物體105在X軸和Y軸的移動坐標(biāo)軌跡便隨即可得。
為了縮短掃描時(shí)間，快速的捕捉到觸摸目標(biāo)，有許多國內(nèi)外的紅外線觸摸屏生產(chǎn)商嘗試?yán)酶鞣N方法，不斷研究出新的技術(shù)來解決快速的捕捉到觸摸目標(biāo)。如圖2所述；有人提出在原來的順序掃描的基礎(chǔ)上，改成X軸與Y軸同時(shí)進(jìn)行順序掃描。如圖3所述；還將X軸與Y軸上的發(fā)射管分成兩路或多路并同時(shí)順序掃描；所需掃描時(shí)間按長軸計(jì)算。X軸與Y軸上的紅外線接收管劃分越細(xì)，掃描所要的時(shí)間就越少。也有的則采用隔行掃描的方法來提高掃描捕捉目標(biāo)速度。按照上述方法實(shí)施，與傳統(tǒng)的紅外屏掃描捕捉觸摸目標(biāo)的速度相比是一大進(jìn)步。
盡管如此，對于一些快速移動的目標(biāo)還是無法識別、捕捉。很大程度上降低了它的應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種利用紅外線跟蹤快速掃描并捕捉移動目標(biāo)的掃描方法。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案是一種快速捕捉并追蹤紅外線觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，該紅外線觸摸屏包括一個(gè)由電路板構(gòu)成的四方形電路框，在電路框X軸與Y軸上焊接有一一對應(yīng)發(fā)射接收的紅外線發(fā)射管與接收管，形成一個(gè)橫豎交叉的紅外線矩陣，電路板上還電連接有控制電路和測量電路元?dú)饧摲椒ㄊ峭ㄟ^掃描捕獲第一個(gè)觸摸坐標(biāo)后，紅外線觸摸屏控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)入目標(biāo)追蹤掃描的階段，以每次掃描捕捉到的觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心，分別其向相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為掃描區(qū)追蹤掃描移動目標(biāo)。
所述的掃描方法依次包括如下步驟a.紅外線掃描X軸與Y軸上的接收管，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
b.以該觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心點(diǎn)，分別向其相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為掃描區(qū)；c.這時(shí)紅外線觸摸屏只掃描該區(qū)X軸與Y軸上的接收管，再發(fā)現(xiàn)并捕捉到新的觸摸坐標(biāo)；d.再以新的觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心，再分別向相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為新的掃描區(qū)，對該區(qū)進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)并捕捉新的觸摸目標(biāo)；不斷的追蹤捕捉觸摸目標(biāo)，調(diào)整以觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心點(diǎn)的掃描區(qū)進(jìn)行掃描。
更優(yōu)的是以觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對的接收管為中心，向相鄰的兩側(cè)確定的射管各為5---10個(gè)。
所述的紅外線掃描為順序掃描；從X軸或Y軸的第一個(gè)接收管開始順序掃描，掃描完一軸接著掃另一軸的接收管，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
所述的紅外線掃描為同時(shí)掃描；X軸與Y軸上的接收管同時(shí)開始掃描，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
所述的紅外線掃描為同時(shí)多路掃描；將X軸與Y軸上的接收管分別分成兩段或多段同時(shí)開始掃描，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
所述的紅外線掃描為隔行掃描；發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
采用上述方法后，本發(fā)明的有益效果是利用追蹤掃描的方法，大大的縮短了掃描周期時(shí)間，在該掃描區(qū)域內(nèi)能捕捉屏幕上快速移動的多個(gè)觸摸目標(biāo)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)紅外線觸摸屏的紅外線發(fā)射、接收管的位置分布圖。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)紅外線觸摸屏的X軸與Y軸同時(shí)進(jìn)行掃描的示意圖。
圖3是現(xiàn)有技術(shù)紅外線觸摸屏X軸與Y軸上的接收管分成兩路并同時(shí)順序掃描的示意圖。
圖4是本發(fā)明的具體實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了提高紅外線掃描捕捉速度，本發(fā)明公開了一種快速捕捉并追蹤紅外線觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法。如圖4所示；觸摸屏401由多個(gè)紅外線模塊在電路板上圍設(shè)而成。其中，紅外線模塊的使用數(shù)量是根據(jù)觸摸屏的大小而定的。下面就列舉常用的19寸觸摸屏為例，發(fā)射陣列，共有135個(gè)發(fā)射模塊，其中有60個(gè)模塊是在觸摸屏401左側(cè)，是用于對Y軸紅外線發(fā)射掃描的，75個(gè)模塊位于觸摸屏401的上邊沿，是用于對X軸紅外線發(fā)射掃描的。同樣，在發(fā)射模塊的對面有著相同數(shù)目一一對應(yīng)的接收模塊。
紅外線發(fā)射陣列共有75*60＝135個(gè)發(fā)射管，接收陣列有75*60＝135個(gè)接收管，用于捕捉屏幕上移動目標(biāo)。掃描X軸與Y軸上的接收管，按序號從第一個(gè)管直至最后一個(gè)，即完成一個(gè)掃描周期。如果要捕捉第一個(gè)平滑連續(xù)的移動坐標(biāo)，掃描的周期應(yīng)越快越好，每秒內(nèi)掃描的次數(shù)應(yīng)越多越好。
本發(fā)明對屏幕上移動目的標(biāo)坐標(biāo)跟蹤、捕捉的主要步驟1.先用順序掃描方法，從X軸或Y軸上的第一個(gè)接收管依次順序掃描，掃完一軸接著掃另一軸，如有觸摸物體(圖中的黑點(diǎn))在屏幕上出現(xiàn)時(shí)，X軸的某個(gè)或某些發(fā)射管所發(fā)出的紅外線信號會被觸摸物體阻斷，導(dǎo)致相對應(yīng)的那個(gè)或多個(gè)接收管所接收管所接收到的信號根據(jù)受遮擋的寬度相對衰減，根據(jù)這個(gè)接收或發(fā)射管所在位置的序號，通過應(yīng)有A/D轉(zhuǎn)換程序，計(jì)算出攔截物在光軸通道中遮擋部分的寬度，再利用坐標(biāo)公式，便可以知道觸摸物體在X軸上移動的坐標(biāo)X值了，用同樣的方法便可以得到觸摸物體在Y軸上移動的坐標(biāo)Y值了。
2.繼續(xù)步驟1，這時(shí)觸摸屏將捕捉到的觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心點(diǎn)，分別向其相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管劃分為掃描區(qū)，這要視觸摸屏大小而定，一般都向其相鄰的兩側(cè)確定5--10個(gè)接收管為掃描區(qū)，本發(fā)明采用向兩側(cè)各劃分5個(gè)接收管為掃描區(qū)為例進(jìn)行說明。
3.繼續(xù)步驟2，這時(shí)觸摸屏將進(jìn)入追蹤掃描階段，紅外線觸摸屏調(diào)整為只掃描該區(qū)X軸與Y軸上的接收管(圖中箭頭所示的管數(shù))，如向兩側(cè)各劃分5個(gè)接收管為掃描區(qū)的話，那X軸上為5+1+5＝11個(gè)接收管，Y軸上也是5+1+5＝11個(gè)接收管，只掃描X軸11個(gè)與Y軸11個(gè)就夠了，按單管掃描時(shí)間為0.4ms計(jì)算原來掃描一周為135*0.4＝54ms；現(xiàn)在掃描該區(qū)一周為(11+11)*0.4＝8.8ms；比原來掃描一個(gè)周期的速度要快6倍多，也就是說原來掃描一周的時(shí)間，現(xiàn)在可以掃6周多。
4.繼續(xù)步驟3，掃描速度提高了，在屏幕上的移動觸摸物體按常規(guī)3m/秒的速度計(jì)算，每個(gè)發(fā)射管的尺寸為5.08mm，掃描一周的長度是22*5.08＝111.76mm，掃描一圈的時(shí)間是8.8ms，111.76mm/8.8ms＝13.97mm/ms，按公式換算13.97m/秒，比3m/秒的移動速度相比要快4倍多，在掃描區(qū)內(nèi)掃描遠(yuǎn)遠(yuǎn)能跟上屏幕上的移動速度。
5.繼續(xù)步驟4，再捕捉到新的觸摸坐標(biāo)(圖中小黑點(diǎn))后，紅外線觸摸屏又以該坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心點(diǎn)，分別向其相鄰的兩側(cè)又各劃分5個(gè)接收管為掃描區(qū)(圖中箭頭所示的管數(shù))。這時(shí)紅外線又調(diào)整為只掃描該區(qū)X軸與Y軸上的接收管，掃描的程序與上述相同。
6.繼續(xù)步驟5，再次捕捉到新的觸摸坐標(biāo)后，周而復(fù)始的循環(huán)步驟5，跟蹤移動觸摸目標(biāo)調(diào)整掃描區(qū)域，并快速捕捉新的觸摸坐標(biāo)，又進(jìn)入下一輪的區(qū)域掃描。
上述的掃描可以是順序掃描；從X軸或Y軸的第一個(gè)接收管開始順序掃描，掃描完一軸接著掃另一軸的接收管?；蚴峭瑫r(shí)掃描；X軸與Y軸上的接收管同時(shí)開始掃描?；?yàn)橥瑫r(shí)多路掃描；將X軸與Y軸上的接收管分別分成兩段或多段同時(shí)開始掃描。還可以是隔行掃描等。
利用上述的追蹤掃描的方法，大大的縮短了掃描周期時(shí)間，就能在該掃描區(qū)域內(nèi)能捕捉屏幕上快速移動的多個(gè)移動觸摸目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，該紅外線觸摸屏包括一個(gè)由電路板構(gòu)成的四方形電路框，在電路框X軸與Y軸上焊接有一一對應(yīng)發(fā)射接收的紅外線發(fā)射管與接收管，形成一個(gè)橫豎交叉的紅外線矩陣，電路板上還電連接有控制電路和測量電路元?dú)饧?，其特征在于該方法是通過掃描捕獲第一個(gè)觸摸坐標(biāo)后，紅外線觸摸屏控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)入目標(biāo)追蹤掃描的階段，以每次掃描捕捉到的觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心，分別向其相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為掃描區(qū)追蹤掃描移動目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，其特征在于所述的掃描方法依次包括如下步驟a.紅外線掃描X軸與Y軸上的接收管，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。b.以該觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心點(diǎn)，分別向其相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為掃描區(qū)；c.這時(shí)紅外線觸摸屏只掃描該區(qū)X軸與Y軸上的接收管，再發(fā)現(xiàn)并捕捉到新的觸摸坐標(biāo)；d.再以新的觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心，再分別向相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為新的掃描區(qū)，對該區(qū)進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)并捕捉新的觸摸目標(biāo)；不斷的追蹤捕捉觸摸目標(biāo)，調(diào)整以觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心點(diǎn)的掃描區(qū)進(jìn)行掃描。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，其特征在于所述的紅外線掃描為順序掃描；從X軸或Y軸的第一個(gè)接收管開始順序掃描，掃描完一軸接著掃另一軸的接收管，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，其特征在于所述的紅外線掃描為同時(shí)掃描；X軸與Y軸上的接收管同時(shí)開始掃描，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，其特征在于所述的紅外線掃描為同時(shí)多路掃描；將X軸與Y軸上的接收管分別分成兩段或多段同時(shí)開始掃描，發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，其特征在于所述的紅外線掃描為隔行掃描；發(fā)現(xiàn)并捕捉觸摸坐標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，其特征在于以觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對的接收管為中心，分別向相鄰兩側(cè)確定射管各為5--10個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種捕捉并追蹤紅外觸摸屏上移動目標(biāo)的掃描方法，該紅外線觸摸屏包括一個(gè)由電路板構(gòu)成的四方形電路框，在電路框X軸與Y軸上焊接有一一對應(yīng)發(fā)射接收的紅外線發(fā)射管與接收管，形成一個(gè)橫豎交叉的紅外線矩陣，電路板上還電連接有控制電路和測量電路元?dú)饧摲椒ㄊ峭ㄟ^掃描捕獲第一個(gè)觸摸坐標(biāo)后，紅外線觸摸屏控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)入目標(biāo)追蹤掃描的階段，以每次掃描捕捉到的觸摸坐標(biāo)在X軸與Y軸上相對應(yīng)的接收管為中心，分別向其相鄰的兩側(cè)確定若干個(gè)接收管為掃描區(qū)追蹤掃描移動目標(biāo)。利用上述的追蹤掃描的方法，大大的縮短了掃描周期時(shí)間，就能在該掃描區(qū)域內(nèi)能捕捉屏幕上快速移動的多個(gè)移動觸摸目標(biāo)。
文檔編號G06F3/041GK101067775SQ200710074940
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者吳瓊 申請人:吳瓊