紅外線觸摸屏及其觸摸點(diǎn)定位方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種紅外線觸摸屏及其觸摸點(diǎn)定位方法。其中，所述紅外觸摸屏只在兩相對側(cè)邊分別均勻分布設(shè)置n個紅外發(fā)射管，每間隔a個紅外發(fā)射管就在2個紅外發(fā)射管之間設(shè)置一個紅外接收管，每個紅外發(fā)射管所發(fā)射出的紅外光被至少一個紅外接收管所接收且發(fā)射與接收的紅外光在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)形成了交叉的紅外光陣列；當(dāng)紅外光路被觸摸點(diǎn)阻斷時，記錄被阻斷的紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管及紅外接收管的坐標(biāo)，計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)的坐標(biāo)，即為觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。本發(fā)明在紅外觸摸屏的相對側(cè)邊上分別設(shè)置紅外發(fā)射管與紅外接收管的間隔分布，就能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸定位，觸摸方案的長度不受紅外發(fā)射管發(fā)光強(qiáng)度的限制，簡化了結(jié)構(gòu)又降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】紅外線觸摸屏及其觸摸點(diǎn)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及觸摸定位技術(shù)，尤其是涉及一種紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法及使用該方法的紅外觸摸屏。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外觸摸技術(shù)是一種古老的人機(jī)交互技術(shù)，它是靠在觸摸屏的四周，均勻放置一對對的紅外線發(fā)射與接收器件，其紅外發(fā)射管與紅外接收管之間的紅外線構(gòu)成了一個紅外線的光線網(wǎng)格，這個網(wǎng)絡(luò)覆蓋在觸摸表面，任何不透光的物體接觸到觸摸屏表面就會阻擋到紅外線，導(dǎo)致接收不到信號或信號變?nèi)?，通過對信號強(qiáng)弱及紅外器件的位置計算，即可判定觸摸的位置。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的紅外定位技術(shù)是通過兩組紅外發(fā)射管I和紅外線線接收管2分別發(fā)射和接收的紅外線形成的X方向和Y方向垂直交叉點(diǎn)A的紅外線陣列來實(shí)現(xiàn)觸摸屏上的紅外定位，當(dāng)X方向的距離較長時，則X方向的紅外接收管會距離紅外發(fā)射管較遠(yuǎn)，由于紅外線傳輸距離較短，因此在X方向上紅外接收管只能接收到很弱的紅外線甚至接收不到紅外線，導(dǎo)致X方向上定位不準(zhǔn)甚至無法定位；并且，要對觸摸點(diǎn)形成有效的判斷，必須在觸摸框四周都排布紅外發(fā)射管和紅外接收管，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且實(shí)現(xiàn)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法及使用該方法的紅外觸摸屏，以解決目前紅外線觸摸屏在觸摸點(diǎn)定位時存在結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜且實(shí)現(xiàn)成本較高的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，所述方法包含步驟:
[0006]啟動紅外觸摸屏，依次選通所有預(yù)設(shè)的紅外光路；
[0007]判斷是否有紅外光路被阻斷，如有，則記錄被阻斷的紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管及紅外接收管的坐標(biāo)；
[0008]計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，該交點(diǎn)的坐標(biāo)即為觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)；
[0009]其中，所述紅外觸摸屏只在兩相對側(cè)邊分別均勻分布設(shè)置η個紅外發(fā)射管，且每間隔a個紅外發(fā)射管就在2個紅外發(fā)射管之間設(shè)置一個紅外接收管，且每個紅外發(fā)射管所發(fā)射出的紅外光被至少一個紅外接收管所接收且發(fā)射與接收的紅外光在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)形成了交叉的紅外光陣列，其中n、a均為自然數(shù)且a小于η。
[0010]其中，所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)計算為:控制每個紅外發(fā)射管在與Y方向成一銳角時分別進(jìn)行垂直掃描，找出垂直掃描時紅外光路被阻斷的兩個相鄰的紅外接收管，由該兩個紅外接收管的橫坐標(biāo)確定所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
[0011]其中，取這兩個相鄰的紅外接收管的橫坐標(biāo)的均值作為所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
[0012]其中，所述銳角小于2°。[0013]其中，2個相鄰的紅外發(fā)射管Ij和Ij+1向紅外接收管Ri發(fā)送紅外線時被所述交點(diǎn)阻斷，所述交點(diǎn)的縱坐標(biāo)計算為:
[0014]通過公式OE =⑶*EA/DA計算所述交點(diǎn)的縱坐標(biāo)0E，其中⑶為紅外發(fā)射管Ij的縱坐標(biāo)與紅外接收管Ri的縱坐標(biāo)之差，EA為所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)與紅外接收管Ri的橫坐標(biāo)之差，DA為2個紅外發(fā)射管Ij和Ij+1橫坐標(biāo)的均值與紅外接收管Ri的橫坐標(biāo)之差，1、j均為自然數(shù)且j小于η。
[0015]其中，a的大小由紅外發(fā)射管與Y方向之間的角度大小來決定。
[0016]一種紅外線觸摸屏，包括紅外發(fā)射管、紅外接收管、觸摸檢測區(qū)域及處理單元，所述紅外觸摸屏只在兩相對側(cè)邊分別均勻分布設(shè)置η個紅外發(fā)射管，且每間隔a個紅外發(fā)射管就在2個紅外發(fā)射管之間設(shè)置一個紅外接收管，且每個紅外發(fā)射管所發(fā)射出的紅外光被至少一個紅外接收管所接收且發(fā)射與接收的紅外光在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)形成了交叉的紅外光陣列，其中n、a均為自然數(shù)且a小于η ；
[0017]當(dāng)紅外光路被觸摸點(diǎn)阻斷時，記錄被阻斷的紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管及紅外接收管的坐標(biāo)，計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，該交點(diǎn)的坐標(biāo)即為觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019]本發(fā)明只需要在紅外觸摸屏的相對側(cè)邊上分別設(shè)置紅外發(fā)射管與紅外接收管的間隔分布，就能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸定位，觸摸方案的長度不受紅外發(fā)射管發(fā)光強(qiáng)度的限制，且極大的減少了電子元件的數(shù)量，既簡化了結(jié)構(gòu)又降低了生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有紅外線觸摸點(diǎn)定位的原理示意圖；
[0021]圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明紅外定位方法的裝置的原理示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明定位方法的流程示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明確定觸摸點(diǎn)橫坐標(biāo)的示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明確定觸摸點(diǎn)縱坐標(biāo)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖2所示，只在紅外觸摸屏的兩相對側(cè)邊上，分別均勻設(shè)置η個紅外發(fā)射管，以每隔a個紅外發(fā)射管就在相鄰的兩個紅外發(fā)射管之間設(shè)置一個紅外接收管，其中，a為自然數(shù)且小于n，且a的大小由紅外發(fā)射管的角度大小來決定。
[0026]并且，每個紅外發(fā)射管在Y方向的角度都有差異，使紅外觸摸屏的其中一側(cè)面相鄰2個紅外接收管之間的a個紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外光，都能夠被設(shè)置在紅外觸摸屏的另一側(cè)邊的至少一個紅外接收管所接收。因此，設(shè)置在其中一側(cè)邊的每個紅外發(fā)射管所發(fā)射出的紅外光被至少設(shè)置在另一側(cè)邊的一個紅外接收管所接收且發(fā)射與接收的紅外光在觸摸檢測區(qū)域形成了交叉的紅外光陣列(或被稱為紅外光網(wǎng)格)。當(dāng)觸摸物(如用戶的手指、手寫筆等)在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)觸擊，就會阻斷至少兩條紅外光路(紅外光路如圖2中虛線所示)，而每條紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管與紅外接收管的位置是固定的，根據(jù)相似三角形定理，處理單元很容易就能計算出任意兩條斜率不同的被阻斷的紅外光路的交點(diǎn)的位置，該交點(diǎn)的位置即為觸摸點(diǎn)的位置。
[0027]結(jié)合圖3所示，在一個實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)觸摸點(diǎn)定位方法包括步驟:
[0028]步驟S1、啟動紅外觸摸屏，依次選通所有預(yù)設(shè)的紅外光路。
[0029]在處理單元的控制下，依次選通所有紅外發(fā)射管與其所對應(yīng)的紅外發(fā)光管之間的紅外光路，在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)形成了交叉的紅外光陣列(或被稱為紅外光網(wǎng)格)。
[0030]步驟S2、判斷是否有紅外光路被阻斷，如無紅外光路被阻斷，則說明在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)未存有觸摸物，則返回步驟Si，在處理單元的控制下，重新依次選通所有紅外光路，檢測整個觸摸檢測區(qū)域，否則，轉(zhuǎn)入步驟S3。
[0031]步驟S3、如有紅外光路被阻斷，則說明在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)存有觸摸物，則處理單元記錄被阻斷的紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管及紅外接收管的坐標(biāo)。比如，以其中一個紅外接收管所在位置定義為坐標(biāo)原點(diǎn)，X方向?yàn)閄軸，Y方向?yàn)閅軸。
[0032]步驟S4、計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)O的坐標(biāo)，該交點(diǎn)的坐標(biāo)即為觸摸物的坐標(biāo)，并把坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到計算機(jī)中進(jìn)行處理。
[0033]其中，確定計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)O的坐標(biāo)具體包括:
[0034]首先，確定交點(diǎn)O的橫坐標(biāo)。如圖4所示，由在處理單元的控制下，控制每個紅外發(fā)射管在與Y方向存在一個銳角(比如該銳角小于2° )時發(fā)射紅外線依次進(jìn)行垂直掃描，找出哪兩個相鄰的紅外發(fā)射管發(fā)出的紅外線被交點(diǎn)O阻斷，記錄這兩個相鄰的紅外發(fā)射管為、和Ix+1，此時可以判斷出交點(diǎn)O的橫坐標(biāo)介于紅外發(fā)射管Ix的橫坐標(biāo)與紅外發(fā)射管Ix+1的橫坐標(biāo)之間，比如，取紅外發(fā)射管Ix的橫坐標(biāo)和紅外發(fā)射管Ix+1的橫坐標(biāo)的平均值作為交點(diǎn)O的橫坐標(biāo)，χ為自然數(shù)且小于η。
[0035]其次，如圖5所示，取被交點(diǎn)O阻斷的相鄰2個紅外光路(即由相鄰的2個紅外發(fā)射管Ij和Ij+1 (j為自然數(shù)且小于Π)向特定的某個紅外接收管Ri發(fā)出紅外線形成的紅外光路)的中心線，即從紅外接收管所在位置A經(jīng)過交點(diǎn)O連接至2個紅外發(fā)射管中間位置C的直線，交點(diǎn)O在紅外觸摸屏的側(cè)邊的垂直位置記為E，C點(diǎn)紅外觸摸屏的側(cè)邊的垂直位置記為D，由點(diǎn)AOE形成的三角形與由點(diǎn)A⑶形成的三角形相似。
[0036]根據(jù)相似三角形定理，處理單元計算被阻斷的兩條紅外光路的交點(diǎn)O在Y方向的縱坐標(biāo):三角形AOE與三角形A⑶是相似三角形，根據(jù)三角形的公式可以得到:EA/DA = 0E/⑶，即，OE =⑶*EA/DA。其中，OE為交點(diǎn)O的縱坐標(biāo)，⑶為2個紅外發(fā)射管中間位置C的縱坐標(biāo)與位置A的縱坐標(biāo)之差，即這2個紅外發(fā)射管與其形成紅外光路的紅外接收管Ri在Y方向的距離，EA為交點(diǎn)O與紅外接收管Ri在X方向的距離，DA為2個紅外發(fā)射管中間位置C與紅外接收管Ri在X方向的距離，其中2個紅外發(fā)射管中間位置C的橫坐標(biāo)為這2個紅外發(fā)射管的橫坐標(biāo)的均值。由于各個紅外發(fā)射管及各個紅外接收管的坐標(biāo)是已知的，因此處理單元非常容易計算出交點(diǎn)O的縱坐標(biāo)。
[0037]步驟S5、將計算得到的交點(diǎn)O的坐標(biāo)數(shù)據(jù)也就是觸摸物的坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到計算機(jī)中進(jìn)行處理，并對觸摸操作做出響應(yīng)。
[0038]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述方法包含步驟: 啟動紅外觸摸屏，依次選通所有預(yù)設(shè)的紅外光路； 判斷是否有紅外光路被阻斷，如有，則記錄被阻斷的紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管及紅外接收管的坐標(biāo)； 計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，該交點(diǎn)的坐標(biāo)即為觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)； 其中，所述紅外觸摸屏只在兩相對側(cè)邊分別均勻分布設(shè)置η個紅外發(fā)射管，且每間隔a個紅外發(fā)射管就在2個紅外發(fā)射管之間設(shè)置一個紅外接收管，且每個紅外發(fā)射管所發(fā)射出的紅外光被至少一個紅外接收管所接收且發(fā)射與接收的紅外光在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)形成了交叉的紅外光陣列，其中n、a均為自然數(shù)且a小于η。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)計算為: 控制每個紅外發(fā)射管在與Y方向成一銳角時分別進(jìn)行垂直掃描，找出垂直掃描時紅外光路被阻斷的兩個相鄰的紅外接收管，由該兩個紅外接收管的橫坐標(biāo)確定所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所 述紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，其特征在于，取這兩個相鄰的紅外接收管的橫坐標(biāo)的均值作為所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述銳角小于2° ο
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，其特征在于，2個相鄰的紅外發(fā)射管Ij和Ij+1向紅外接收管Ri發(fā)送紅外線時被所述交點(diǎn)阻斷，所述交點(diǎn)的縱坐標(biāo)計算為: 通過公式OE =⑶*EA/DA計算所述交點(diǎn)的縱坐標(biāo)0E，其中⑶為紅外發(fā)射管Ij的縱坐標(biāo)與紅外接收管Ri的縱坐標(biāo)之差，EA為所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)與紅外接收管Ri的橫坐標(biāo)之差，DA為2個紅外發(fā)射管Ij和Ij+1橫坐標(biāo)的均值與紅外接收管Ri的橫坐標(biāo)之差，1、j均為自然數(shù)且j小于η。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外線觸摸屏的觸摸點(diǎn)定位方法，其特征在于，a的大小由紅外發(fā)射管與Y方向之間的角度大小來決定。
7.—種紅外線觸摸屏，包括紅外發(fā)射管、紅外接收管、觸摸檢測區(qū)域及處理單元，其特征在于，所述紅外觸摸屏只在兩相對側(cè)邊分別均勻分布設(shè)置η個紅外發(fā)射管，且每間隔a個紅外發(fā)射管就在2個紅外發(fā)射管之間設(shè)置一個紅外接收管，且每個紅外發(fā)射管所發(fā)射出的紅外光被至少一個紅外接收管所接收且發(fā)射與接收的紅外光在觸摸檢測區(qū)域內(nèi)形成了交叉的紅外光陣列，其中n、a均為自然數(shù)且a小于η ； 當(dāng)紅外光路被觸摸點(diǎn)阻斷時，記錄被阻斷的紅外光路所對應(yīng)的紅外發(fā)射管及紅外接收管的坐標(biāo)，計算被阻斷的紅外光路之間的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，該交點(diǎn)的坐標(biāo)即為觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述紅外線觸摸屏，其特征在于，控制每個紅外發(fā)射管在與Y方向成一銳角時分別進(jìn)行垂直掃描，找出垂直掃描時紅外光路被阻斷的兩個相鄰的紅外接收管，由該兩個紅外接收管的橫坐標(biāo)確定所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述紅外線觸摸屏，其特征在于，2個相鄰的紅外發(fā)射管L和Ip1向紅外接收管Ri發(fā)送紅外線時被所述交點(diǎn)阻斷，所述交點(diǎn)的縱坐標(biāo)計算為: 通過公式OE =⑶*EA/DA計算所述交點(diǎn)的縱坐標(biāo)0E，其中⑶為紅外發(fā)射管Ij的縱坐標(biāo)與紅外接收管Ri的縱坐標(biāo)之差，EA為所述交點(diǎn)的橫坐標(biāo)與紅外接收管Ri的橫坐標(biāo)之差，DA為2個紅外發(fā)射管Ij和Ij+1橫坐標(biāo)的均值與紅外接收管Ri的橫坐標(biāo)之差，1、j均為自然數(shù)且j小于η。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述紅外線觸摸屏，其特征在于，a的大小由紅外發(fā)射管與Y方向之間的角度大 小來決定。
【文檔編號】G06F3/042GK103984445SQ201310050815
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月7日
【發(fā)明者】許軍 申請人:深圳市艾博德科技有限公司