專利名稱：一種紅外觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種觸摸屏，尤其涉及一種應(yīng)用于游戲行業(yè)的紅外觸摸屏。
背景技術(shù)：
觸摸屏作為一種直觀、便于操作的人機(jī)交互設(shè)備被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域，游戲行業(yè)就是其中的一種。在游戲應(yīng)用領(lǐng)域，觸摸屏的應(yīng)用增加了
游戲的多樣性，同時(shí)也對(duì)觸摸屏的性能提出了相應(yīng)的要求 一、要求觸摸屏的響應(yīng)速度足夠快，以增強(qiáng)游戲玩家的體驗(yàn)效果；二、要求觸摸屏的成本低廉，利于批量化生產(chǎn)。但現(xiàn)有的游戲觸摸屏不是響應(yīng)速度沒有達(dá)到要求就是造價(jià)成本過高，制約了游戲紅外觸摸屏的發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供了一種響應(yīng)速度快、造價(jià)成本低的紅外觸摸屏及其檢測(cè)方法，所述紅外觸摸屏包括紅外發(fā)射管陣列、紅外接收管陣列、信號(hào)處理電路、微控制器及選通電路，所述信號(hào)處理電路的輸出端與所述微控制器相連接，所述選通電路的控制端與所述微控制器相連接，所述紅外發(fā)射管陣列由若干個(gè)包含有紅外發(fā)射管的發(fā)射單元構(gòu)成，所述紅外接收管陣列由若干個(gè)包含有紅外接收管的接收單元構(gòu)成，同向排列的紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列所包含的發(fā)射單元與接收單元的數(shù)量相同且——對(duì)應(yīng)，同向排列的每組發(fā)射、接收單元所包含的紅外發(fā)射管與紅外接收管的數(shù)量相同且——對(duì)應(yīng)，所述接收單元的信號(hào)輸出端與所述信號(hào)處理電路的信號(hào)輸入端相連接；所述選通電路的數(shù)量等于所述接收單元與所述發(fā)射單元的數(shù)量之和且每個(gè)選通電路與一個(gè)接收單元或一個(gè)發(fā)射單元相連接。
進(jìn)一步的，所述選通電路為移位寄存器或譯碼器。
更進(jìn)一步的，所述紅外發(fā)射管的視角區(qū)域覆蓋與其相對(duì)的紅外接收管且不超過所述紅外接收管所在的接收單元。
更進(jìn)一步的，所述每個(gè)紅外發(fā)射管的前方設(shè)置有限光孔。
更進(jìn)一步的，所述每個(gè)紅外接收管的前方設(shè)置有限光孔。
更進(jìn)一步的，所述限光孔為矩形、正方形、圓形或橢圓形。
進(jìn)一步的，所述信號(hào)處理電路為比較器。更進(jìn)一步的，所述比較器的數(shù)量與所述接收單元的數(shù)量相同且——對(duì)應(yīng)。
更進(jìn)一步的，所述比較器與所述接收單元的信號(hào)輸出端之間串聯(lián)有電容。
更進(jìn)一步的，所述電容與所述比較器之間串聯(lián)有放大器。
本實(shí)用新型所述的這種紅外觸4莫屏及其4企測(cè)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1) 由串行掃描改為并行掃描方式，極大地縮短了掃描周期；
(2) 信號(hào)處理電路簡(jiǎn)化為比較器，使得電路直接輸出對(duì)管狀態(tài)數(shù)據(jù)，大大減少控制器的運(yùn)算量，提高了響應(yīng)速度；
(3 )在紅外發(fā)射管的前方設(shè)置限光孔，通過限光孔來控制紅外發(fā)射管的一見角區(qū)域，原理簡(jiǎn)單，成本低廉，效果好。


圖1為紅外觸摸屏一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖2為紅外觸摸屏一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖3a為現(xiàn)有紅外觸摸屏的掃描時(shí)序圖3b為紅外觸摸屏一種實(shí)施例的掃描時(shí)序圖4為紅外觸摸屏一種實(shí)施例的一種優(yōu)化方案的結(jié)構(gòu)圖5a為圖4所示優(yōu)化方案中紅外發(fā)射管的光路原理圖5b為圖4所示優(yōu)化方案中紅外接收管的光路原理圖6為圖4、圖5中限光孔的幾種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖7為紅外觸摸屏一種實(shí)施例的一種優(yōu)化方案的電路結(jié)構(gòu)具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。參照?qǐng)D1、圖2,為本實(shí)用新型所述的一種紅外觸4莫屏的一種實(shí)施例，這種紅外觸摸屏包括框架101、紅外發(fā)射管陣列102、紅外接收管陣列103、信號(hào)處理電路201、微控制器202及選通電路205,信號(hào)處理電路201的輸出端與微控制器202相連接，選通電路205的控制端與微控制器202相連接，紅外發(fā)射管陣列102由若干個(gè)包含有紅外發(fā)射管104的發(fā)射單元203構(gòu)成，紅外接收管陣列103由若干個(gè)包含有紅外接收管105的接收單元204構(gòu)成，同向排列的紅外發(fā)射管陣列102與紅外接收管陣列103所包含的發(fā)射單元203與接收單元204的數(shù)量相同且——對(duì)應(yīng)，同向排列的每組發(fā)射、接收單元所包含的紅外發(fā)射管104與紅外接收管105的數(shù)量相同且——對(duì)應(yīng)，接收單元204的信號(hào)輸出端與信號(hào)處理電路201的信號(hào)輸入端相連接；選通電路205的數(shù)量等于接收單元204與發(fā)射單元203的數(shù)量之和且每個(gè)
4選通電路205與一個(gè)發(fā)射單元203或一個(gè)接收單元204相連接。其中同向排列的紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列所包含的發(fā)射單元與接收單元數(shù)量相同指的是同為橫向排列的紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列所包含的發(fā)射單元與接收單元數(shù)量相同或同為縱向排列的紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列所包含的發(fā)射單元與接收單元數(shù)量相同，橫向排列與縱向排列的紅外發(fā)射接收管陣列所包含的發(fā)射、接收單元的數(shù)量可以不相同，同理其中所包含的紅外發(fā)射接收對(duì)管的數(shù)量也可以不相同，其中橫向?yàn)閳D中帶箭頭實(shí)線A所示的方向，縱向?yàn)閳D中帶箭頭實(shí)線B所示的方向。選通電路205為移位寄存器或譯碼器，選通電路205在與發(fā)射單元203或接收單元204 —一對(duì)應(yīng)也不是必須的，通過特殊的電i 各結(jié)構(gòu)完全可以使得選通電路的數(shù)量小于接收單元與發(fā)射單元之和，本實(shí)施例所舉出的只是一種最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，同樣的選通電路的結(jié)構(gòu)也不局限于移位寄存器或譯碼器。這種紅外觸摸屏在使用時(shí)首先進(jìn)入啟動(dòng)步驟，接通電源，啟動(dòng)紅外觸摸屏；進(jìn)入掃描步驟，紅外觸摸屏內(nèi)部的微控制器控制選通電路依次同時(shí)選通所有組發(fā)射、接收單元中的第一對(duì)至最后一對(duì)紅外發(fā)射、接收對(duì)管。假設(shè)有n組
發(fā)射、接收單元，每組發(fā)射、接收單元的編號(hào)依次為1、 2、 3......n,每組
發(fā)射接收單元中包含有m對(duì)紅外發(fā)射、接收管，每對(duì)紅外發(fā)射、接收管的
編號(hào)依次為1、 2、 3......m，則編號(hào)為1的發(fā)射、接收單元中的每對(duì)紅外發(fā)
射、接收管的編號(hào)依次為11、 12、 13......lm,編號(hào)為2的發(fā)射、接收單元
中的每對(duì)紅外發(fā)射、接收管的編號(hào)依次為21、 22、 23......2m......編號(hào)為n
的發(fā)射、接收單元中的每對(duì)紅外發(fā)射、接收管的編號(hào)依次為nl、 n2、
n3......nm。本步驟所說的依次同時(shí)選通所有組發(fā)射、才妄收單元中的第一隊(duì)
至最后一對(duì)紅外發(fā)射、接收管就是依次選通從編號(hào)為11、 21、 31......nl
的紅外發(fā)射、接收對(duì)管到編號(hào)為lm、 2m、 3m......nm的紅外發(fā)射、接收對(duì)
管；進(jìn)入判斷步驟，如無紅外線被隔斷，則重復(fù)掃描步驟。如有紅外線被隔斷，則進(jìn)入下一步驟；進(jìn)入處理步驟，分別記錄存儲(chǔ)每一次紅外線被隔斷時(shí)所接通的紅外發(fā)射管及紅外接收管的內(nèi)部坐標(biāo)值，所述內(nèi)部坐標(biāo)值即為觸摸物的內(nèi)部坐標(biāo)值；將得到的觸摸物的內(nèi)部坐標(biāo)值轉(zhuǎn)換為與紅外觸摸屏相連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所能接收的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)通過紅外觸摸屏的接口傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，然后返回掃描步驟，重新開始下一輪掃描。其中，內(nèi)部坐標(biāo)值為紅外發(fā)射管及紅外接收管在微控制器內(nèi)的序號(hào)或者地址值，紅外觸摸屏的接口為USB接口 。這種檢測(cè)方法與現(xiàn)有紅外觸摸屏相比極大地縮短了掃描周期，提高了整個(gè)紅外觸摸屏的響應(yīng)速度。具體可參照?qǐng)D3，圖3中的a圖為現(xiàn)有紅外觸摸屏的掃描時(shí)序圖，b圖為本實(shí)施例中紅外觸摸屏的掃描時(shí)序圖，其中，UA、 UB、 UC、 UD為任意四個(gè)采集點(diǎn)的采集電壓，t0 t5為信號(hào)采集時(shí)刻。這種紅外觸摸屏主要適用于對(duì)檢測(cè)精度要求低的行業(yè)，尤其適用于游戲行業(yè)。雖然檢測(cè)精度不夠高，但是由于游戲行業(yè)所需求的紅外觸摸屏本身對(duì)檢測(cè)精度需求低，所以這種缺點(diǎn)可以忽略。
參照?qǐng)D4,為本實(shí)用新型所述紅外觸摸屏一種實(shí)施例的一種優(yōu)化方案，這種優(yōu)化方案是在每個(gè)紅外發(fā)射管104的前方設(shè)置有限光孔401,在每個(gè)紅外接收管105的前方設(shè)置有限光孔。圖中帶箭頭虛線為紅外發(fā)射管視角方向。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得每個(gè)紅外發(fā)射管104的視角區(qū)域在限光孔401的限制下能夠覆蓋與其相對(duì)的紅外接收管105且不超過紅外接收管105所在的接收單元204，防止光干擾，提高檢測(cè)精度；紅外接收管105前方的限光孔401的作用是限制紅外接收管105的接收窗口 ，減少有效接收區(qū)域，進(jìn)一步提高抗干擾性，具體可參照?qǐng)D5，圖5中a圖為圖4中紅外發(fā)射管的光路原理圖，其中帶箭頭虛線的相交區(qū)域501為紅外發(fā)射管的視角區(qū)域，帶箭頭實(shí)線的相交區(qū)域502為通過限光孔限定后的紅外發(fā)射管的視角區(qū)域；b圖為圖4中紅外接收管的光路原理圖，其中帶箭頭虛線的相交區(qū)域503為紅外接收管的有效接收區(qū)域，帶箭頭實(shí)線的相交區(qū)域504為通過限光孔限定后的紅外接收管的有效接收區(qū)域。當(dāng)然，也可以設(shè)計(jì)一種視角區(qū)域符合本優(yōu)化方案標(biāo)準(zhǔn)的紅外發(fā)射管104,但是這種成本過高，只適用于一些特殊情況如紅外發(fā)射管104前方的限光孔401的設(shè)計(jì)安裝足夠符合需求的標(biāo)準(zhǔn)，那么紅外接收管105前方的限光孔401可以不需要安裝。其中，限光孔401為矩形、正方形、圓形或橢圓形，具體情況可參照?qǐng)D6中的a、 b、 c、 d四種實(shí)施例，但并不局限于這幾種形狀。
參照?qǐng)D7,為本實(shí)用新型所述紅外觸摸屏一種實(shí)施例的電路的另一種優(yōu)化法案，圖7所示的為一套紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列的電路結(jié)構(gòu)圖，這種優(yōu)化方案中的信號(hào)處理電路為比較器701,比較器701的數(shù)量與接收單元204的數(shù)量相同，比較器701串聯(lián)在接收單元204的信號(hào)輸出端與微控制器202之間，在接收單元204的信號(hào)輸出端與比較器701之間串聯(lián)有電容702,在電容702與比較器701之間還串聯(lián)有》文大器703。在這種優(yōu)化方案中，信號(hào)處理電路筒化為比較器，簡(jiǎn)化了觸摸屏電路原理，電路直接輸出對(duì)管狀態(tài)數(shù)據(jù)，大大減少控制器的運(yùn)算量，進(jìn)一步縮短了掃描周期；串聯(lián)的電容能夠有效地阻擋環(huán)境光，具有優(yōu)秀的抗光干擾性；增加的放大器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行的優(yōu)化處理，進(jìn)一步提高了檢測(cè)精度。在特殊環(huán)
步降低l產(chǎn)成本。'- 、 5 , '
域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型的技術(shù)創(chuàng)新范圍。
權(quán)利要求1.一種紅外觸摸屏，所述紅外觸摸屏包括紅外發(fā)射管陣列、紅外接收管陣列、信號(hào)處理電路、微控制器及選通電路，所述信號(hào)處理電路的輸出端與所述微控制器相連接，所述選通電路的控制端與所述微控制器相連接，其特征在于所述紅外發(fā)射管陣列由若干個(gè)包含有紅外發(fā)射管的發(fā)射單元構(gòu)成，所述紅外接收管陣列由若干個(gè)包含有紅外接收管的接收單元構(gòu)成，同向排列的紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列所包含的發(fā)射單元與接收單元的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)，同向排列的每組發(fā)射、接收單元所包含的紅外發(fā)射管與紅外接收管的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)，所述接收單元的信號(hào)輸出端與所述信號(hào)處理電路的信號(hào)輸入端相連接；所述選通電路的數(shù)量等于所述接收單元與所述發(fā)射單元的數(shù)量之和且每個(gè)選通電路與一個(gè)接收單元或一個(gè)發(fā)射單元相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述選通電 路為移位寄存器或譯碼器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于所述紅外發(fā) 射管的視角區(qū)域覆蓋與其相對(duì)的紅外接收管且不超過所述紅外接收管所在 的接收單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于所述每個(gè)紅 外發(fā)射管的前方設(shè)置有限光孔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于所述每個(gè)紅 外接收管的前方設(shè)置有限光孔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于所述限 光孔為矩形、正方形、圓形或橢圓形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于所 述信號(hào)處理電路為比較器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述比較器 的數(shù)量與所述接收單元的數(shù)量相同且——對(duì)應(yīng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述比較器 與所述接收單元的信號(hào)輸出端之間串聯(lián)有電容。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述電容與 所述比較器之間串聯(lián)有放大器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種紅外觸摸屏，紅外觸摸屏的紅外發(fā)射管陣列由若干個(gè)包含有紅外發(fā)射管的發(fā)射單元構(gòu)成，紅外接收管陣列由若干個(gè)包含有紅外接收管的接收單元構(gòu)成，同向排列的紅外發(fā)射管陣列與紅外接收管陣列所包含的發(fā)射單元與接收單元的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)，同向排列的每組發(fā)射、接收單元所包含的紅外發(fā)射管與紅外接收管的數(shù)量相同且一一對(duì)應(yīng)；選通電路的數(shù)量等于接收單元與發(fā)射單元的數(shù)量之和且每個(gè)選通電路與一個(gè)接收單元或一個(gè)發(fā)射單元相連接。這種紅外觸摸屏具有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/042GK201429832SQ20092010844
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者劉建軍, 劉新斌, 葉新林, 張海兵 申請(qǐng)人:北京匯冠新技術(shù)股份有限公司;北京匯冠觸摸技術(shù)有限公司