專利背景
紅外觸控螢幕是利用X,Y方向上密布的紅外線矩陣來檢測並定位用戶的觸摸。紅外觸控螢幕在顯示器的前面安裝一個電路板外框,在螢幕四邊排布紅外線發射管和紅外接收管,一一對應形成縱橫交錯的紅外矩陣。用戶在觸控螢幕幕時,手指就會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線,因而可以判斷出觸摸點在螢幕的位置。紅外觸控螢幕,是高度集成的電子線路整合產品。紅外觸控螢幕包含一個完整的整合控制電路,一組高精度、抗干擾紅外發射管和一組紅外接收管,交叉安裝在高度集成的電路板上的兩個相對的方向,形成一個不可見的紅外線光柵。內嵌在控制電路中的智慧型控制系統持續地對二極體發出脈衝形成紅外線偏震光束格柵。當觸摸物體(如:手指等進入光柵時)便阻斷了光束。智慧型控制系統便會偵察到光的損失變化,並傳輸信號給控制系統,以確認X軸和Y軸坐標值。
截至2011年7月,紅外對管觸控螢幕觸摸點的識別主要採用的技術有:1、用模擬信號識別的紅外對管觸摸框可用於高精度的觸摸識別;2、使用數位訊號來識別;但受制於模擬信號系統的速度瓶頸,無法在允許時間長度內實現多個斜坐標系共同工作,多觸摸點識別能力較差;或者,受制於這種數位訊號的低解析度,其觸摸精確度無法滿足部分套用領域的需求(如書寫、畫圖)。
發明內容
專利目的
《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》公開了一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置,可以提高觸摸點識別精度、提高識別速度。
技術方案
一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,包括步驟:選通的紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時,在沒有觸摸點的情況下進行第一次全螢幕掃描,獲取紅外接收管的第一模擬信號數據,以後每個掃描周期對觸控螢幕進行全螢幕掃描,獲取紅外接收管的第二模擬信號數據;選通的紅外發射管與紅外接收管不在同一光軸線時,進行周期性的全螢幕掃描,獲取紅外接收管的數位訊號數據;若所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值大於等於預設數值,則根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據確定理論觸摸點;根據所述數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,若是,則根據所述被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點;獲取所述真實觸摸點的坐標。
《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》還公開了一種紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,包括:掃描單元,用於對觸控螢幕進行全螢幕掃描;第一獲取單元,用於當選通的紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時,並在沒有觸摸點時獲取紅外接收管的第一模擬信號數據,以及在下一個掃描周期開始後,獲取紅外接收管的第二模擬信號數據;第二獲取單元,用於當選通的紅外發射管與紅外接收管不在同一光軸線時,獲取紅外接收管的數位訊號數據;第一判斷單元,用於在所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值大於等於預設數值時,根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據確定理論觸摸點;第二判斷單元,用於根據所述數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,若是,則根據所述被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點;定位單元,用於獲取所述真實觸摸點的坐標。
改善效果
《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》通過獲取紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時的接收管模擬信號數據,比較初始狀態時的模擬信號數據和觸摸以後獲取的模擬信號數據,若他們的差值大於等於預設的數值,則判定存在觸摸點,並初步確定理論觸摸點;獲取紅外發射管和紅外接收管不在同一光軸線時的接收管數位訊號數據,剔除偽觸摸點;計算觸摸點坐標時,採用模擬信號數據,可以提高觸摸點的識別精度;採用數位訊號數據識別多個觸摸點可以提高多個觸摸點識別時的識別速度。
附圖說明
圖1是《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》方法的一個實施例流程圖;
圖2是該發明裝置的一個結構示意圖;
圖3是該發明裝置的另一個結構示意圖;
圖4是該發明的一個具體套用例示意圖;
圖5是該發明的另一個具體套用例示意圖。
技術領域
《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》涉及觸控螢幕領域,具體涉及一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置。
權利要求
1.一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,其特徵是,包括步驟:選通的
紅外發射管和
紅外接收管在同一光軸線時,在沒有觸摸點的情況下進行第一次全螢幕掃描,獲取紅外接收管的第一模擬信號數據,以後每個掃描周期對觸控螢幕進行全螢幕掃描,獲取紅外接收管的第二模擬信號數據;選通的紅外發射管與紅外接收管不在同一光軸線時,進行周期性的全螢幕掃描,獲取紅外接收管的數位訊號數據;若所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值大於等於預設數值,則根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據確定理論觸摸點;根據所述數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,若是,則根據所述被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點;獲取所述真實觸摸點的坐標。
2.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,其特徵是,在確定所述理論觸摸點後,包括步驟:判斷所述理論觸摸點是否超過一個,若是,進行所述根據數位訊號數據獲取被遮擋光線的步驟;若否,則直接根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據獲取觸摸點的坐標。
3.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,其特徵是,若所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值小於預設數值,則返回獲取所述第二模擬信號數據的步驟。
4.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,其特徵是,在所述根據數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋的步驟中,所述紅外發射管的光線沒有被遮擋,則返回所述獲取紅外接收管的第二模擬信號數據的步驟。
5.根據權利要求1至4任一項所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,其特徵是,在確定所述理論觸摸點時,同時根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據計算理論觸摸點的坐標;從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點的步驟後,直接獲取所述真實觸摸點的坐標。
6.一種紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,其特徵是,包括:掃描單元,用於對觸控螢幕進行全螢幕掃描;第一獲取單元,用於當選通的紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時,並在沒有觸摸點時獲取紅外接收管的第一模擬信號數據,以及在下一個掃描周期開始,獲取紅外接收管的第二模擬信號數據;第二獲取單元,用於當選通的紅外發射管與紅外接收管不在同一光軸線時,獲取紅外接收管的數位訊號數據;第一判斷單元,用於在所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值大於等於預設數值時,根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據確定理論觸摸點;第二判斷單元,用於根據所述數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,若是,則根據所述被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點;定位單元,用於獲取所述真實觸摸點的坐標。
7.根據權利要求6所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,其特徵是,還包括:第三判斷單元,用於判斷所述理論觸摸點的個數是否超過一個,若是,則通知所述第二判斷單元確定真實觸摸點,若否,則通知所述定位單元獲取觸摸點坐標。
8.根據權利要求6所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,其特徵是,包括:若所述第一判斷單元判斷所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值小於預設數值,則通知所述第一獲取單元繼續獲取所述第二模擬信號數據的操作。
9.根據權利要求6所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,其特徵是,若所述第二判斷單元判斷所述紅外發射管的光線沒有被遮擋,則通知所述第一獲取單元繼續進行獲取所述紅外接收管的第二模擬信號數據的操作。
10.根據權利要求6至9任一項所述的紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,其特徵是,所述第一判斷單元確定所述理論觸摸點時,根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據計算理論觸摸點的坐標;所述第二判斷單元從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點後,所述獲取單元直接獲取所述真實觸摸點的坐標。
實施方式
在進行闡述之前,首先說明什麼樣的情況下稱之為“紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線”以及“紅外發射管和紅外接收管不在同一光軸線”;參考圖5,在X軸方向上,有16對紅外發射接收對管,若紅外發射管x1發射,紅外接收管y1接收,此時稱之為“紅外發射管x1和紅外接收管y1在同一光軸線上”,在此種情況下,對觸控螢幕的掃描稱之為,垂直掃描;若紅外發射管x1發射,除紅外接收管y1以外的紅外接收管接收,此時稱之為“紅外發射管和紅外接收管不在同一光軸線上”,在此種情況下,對觸控螢幕的掃描,稱之為斜掃描;在Y軸方向上同理。
下面介紹《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》公開的一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法,參考圖1,包括步驟:
101、獲取紅外接收管的第一模擬信號;選通的紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時,在沒有觸摸點的情況下進行第一次全螢幕掃描,獲取紅外接收管的第一模擬信號數據。
102、獲取紅外接收管的第二模擬信號;以後每個掃描周期對觸控螢幕進行全螢幕掃描,獲取紅外接收管的第二模擬信號數據。
103、獲取紅外接收管的數位訊號數據;選通的紅外發射管與紅外接收管不在同一光軸線時,進行周期性的全螢幕幕掃描,獲取紅外接收管的數位訊號數據。
104、判斷是否存在觸摸點;根據第一模擬信號數據與第二模擬信號數據和預設的數值,判斷是否存在觸摸點,若第一模擬信號數據與第二模擬信號數據的差值大於等於預設數值,則判斷存在觸摸點,進行步驟105。
105、確定理論觸摸點;根據第一模擬信號數據和第二模擬信號數據確定理論觸摸點。
106、判斷是否有紅外光被遮擋;根據數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,若是,則進行步驟107。
107、根據數位訊號數據確定真實觸摸點;根據被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點。
108、計算真實觸摸點坐標。
獲取真實觸摸點的坐標。所述觸摸點的坐標可以在該步驟中根據第一模擬信號數據和第二模擬信號數據計算,也可以在步驟105確定理論觸摸點時計算。
《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》通過獲取紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時的接收管模擬信號數據,比較初始狀態時的模擬信號數據和觸摸以後獲取的模擬信號數據,若他們的差值大於等於預設的數值,則判定存在觸摸點,並初步確定理論觸摸點;獲取紅外發射管和紅外接收管不在同一光軸線時的接收管數位訊號數據,剔除偽觸摸點;計算觸摸點坐標時,採用模擬信號數據,可以提高觸摸點的識別精度;採用數位訊號數據的識別方法可以提高多個觸摸點識別時的識別速度。
具體地,作為一種優選方式,可以對所述紅外接收管接收的信號設定閾值,在所述紅外接收管的輸出超過所述閾值時,獲得數位訊號數據為1或0;在所述紅外接收管的輸出不超過所述閾值時,獲得數位訊號數據為0或1。通過所述數位訊號數據可以判斷所述紅外接收管是否接收到有效足量的紅外線,從而可快速判斷對應的紅外發射管與紅外接收管之間是否被遮擋。
在觸控螢幕上觸摸的時候並非每次都是多點觸摸,很多時候是單點觸摸,單點觸摸時,並非必須獲取紅外接收管的數位訊號數據,以剔除偽觸摸點;單點觸摸時,只需利用獲取的紅外接收管的模擬信號數據就可以準確的得到觸摸點的坐標。這樣可以提高觸摸點識別的速度。因此可以對上述實施例做進一步改進:
在步驟105中確定理論觸摸點後,包括步驟:判斷理論觸摸點是否超過一個,若是,進行106步驟;若否,則直接獲取觸摸點的坐標。
考慮到,觸控螢幕啟動之後可能存在沒有觸摸點的情況,可對上述實施例的方案,做進一步的改進:
在步驟104中,若第一模擬信號數據與第二模擬信號數據的差值小於預設數值,則返回102步驟。
同時考慮到,在進行斜掃描時,紅外發射管的光線並沒有被遮擋的情況,可對上述實施例,做進一步的改進:
在步驟106根據數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋的步驟中,若紅外發射管的光線沒有被遮擋,則返回102步驟。
上述步驟103的執行順序,並非一定要在步驟104之前,也可以在步驟104或者步驟105之後,步驟106之前。
以上實施例中,觸摸點坐標的計算並非一定要在確定真實觸摸點的步驟之後,可以在確定理論觸摸點時,計算理論觸摸點的坐標;待確定真實觸摸點之後,獲取對應的真實觸摸點的坐標即可。
其中,《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》中提及的模擬信號數據可以是紅外接收管輸出的電壓值,也可以是電流值。
接著介紹《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》的裝置,參考圖2,一種紅外觸控螢幕觸摸點識別裝置,包括:
掃描單元T1,用於對觸控螢幕進行全螢幕掃描;
第一獲取單元T2,用於當選通的紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時,並在沒有觸摸點時獲取紅外接收管的第一模擬信號數據,以及在下一個掃描周期開始,獲取紅外接收管的第二模擬信號數據;
第二獲取單元T3,用於當選通的紅外發射管與紅外接收管不在同一光軸線時,獲取紅外接收管的數位訊號數據;
第一判斷單元T4,用於在所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值大於等於預設數值時,根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據確定理論觸摸點;
第二判斷單元T5,用於根據所述數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,若是,則根據所述被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點;
定位單元T6,用於獲取所述真實觸摸點的坐標。
《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》通過獲取紅外發射管和紅外接收管在同一光軸線時的接收管模擬信號數據,比較初始狀態時的模擬信號數據和觸摸以後獲取的模擬信號數據,若他們的差值大於等於預設的數值,則判定存在觸摸點,並初步確定理論觸摸點;獲取紅外發射管和紅外接收管不在同一光軸線時的接收管數位訊號數據,剔除偽觸摸點;計算觸摸點坐標時,採用模擬信號數據,可以提高觸摸點的識別精度;採用數位訊號數據的識別多個觸摸點的方法可以提高多個觸摸點識別時的識別速度。
在觸控螢幕上觸摸的時候並非每次都是多點觸摸,很多時候是單點觸摸,單點觸摸時並非必須進行獲取紅外接收管的數位訊號數據,以剔除偽觸摸點;單點觸摸時,只需利用獲取的紅外接收管的模擬信號數據就可以準確的得到觸摸點的坐標。這樣可以提高觸摸點識別的速度。因此可以對上述實施例做進一步改進:
參考圖3,上述裝置還包括:
第三判斷單元T7,用於判斷理論觸摸點的個數是否超過一個,若是,則通知第二判斷單元T5確定真實觸摸點,若否,則通知定位單元T6獲取觸摸點坐標。
考慮到,觸控螢幕啟動之後可能存在沒有觸摸點的情況,可對上述實施例的方案,做進一步的改進:
經第一判斷單元T4的計算,若第一模擬信號數據與第二模擬信號數據的差值小於預設數值,則通知第一獲取單元T2繼續獲取第二模擬信號數據的操作。
同時考慮到,在進行斜掃描時,紅外發射管的光線並沒有被遮擋的情況,可對上述實施例,做進一步的改進:
第二判斷單元T5判斷紅外發射管的光線沒有被遮擋,則通知第一獲取單元T2繼續進行獲取紅外接收管的第二模擬信號數據的操作。
在第一判斷單元T4確定理論觸摸點時,同時根據第一模擬信號數據和第二模擬信號數據計算理論觸摸點的坐標;
在第二判斷單元T5根據被遮擋光線的交點情況確定真實觸摸點後,直接通知定位單元T6獲取真實觸摸點的坐標。
接著介紹《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》的具體套用例,參考圖4,以觸控螢幕的左下角為坐標原點建立如圖4所示的坐標系XOY,在X軸方向上,存在16對紅外發射接收管,在Y軸方向上,存在12對紅外發射接收管;進行垂直掃描時,得到相應的模擬信號數據,根據相應的模擬信號數據可以初步確定4個觸摸點:觸摸點A、觸摸點B、偽觸摸點C以及偽觸摸點D;在進行斜掃描之前,是不能排除偽觸摸點C和偽觸摸點D的;接著進行斜掃描,獲得對應的數位訊號數據,然後根據對應的數位訊號數據判斷紅外發射管的光線是否被遮擋,經過判斷,存在遮擋,然後獲取被遮擋光線,根據被遮擋光線的交點判斷哪些是真實的觸摸點,經過判斷剔除了偽觸摸點C和偽觸摸點D。
經過圖4實施例的方法,剔除了偽觸摸點;此時可以使用獲取的紅外接收管的模擬信號數據(如,紅外接收管的電壓或者電流值)來計算觸摸點的具體坐標。為節省篇幅,下面將以計算一個觸摸點的坐標為例進行介紹,請參考圖5,同樣,以觸控螢幕的左下角為坐標原點,建立如圖5所示的坐標系XOY,以紅外管在觸控螢幕上的地址為坐標值,或者以紅外管的按順序編號的號碼為坐標值,在X軸方向上,存在16對紅外發射接收管,在Y軸方向上,存在12對紅外發射接收管。在該實施例,以電壓值作為紅外接收管的模擬信號數據,以紅外管的編號為坐標值(在X軸方向,編號從原點開始依次為1、2、3......16,在Y軸方向,從原點開始依次為1、2、3......12)為例。
在觸控螢幕剛啟動時,進行X軸和Y軸的垂直掃描,獲取X軸方向上的紅外接收管的初始模擬信號數據;獲取Y軸方向上的紅外接收管的初始模擬信號數據;
有觸摸點時,進行垂直掃描,在X軸方向上,獲取紅外接收管的模擬信號數據,經過與初始模擬信號數據的比較發現y3、y4、y5、y6和y7的電壓值改變;並且紅外接收管y3和y7各自對應的紅外發射管的光線不是全部被遮擋,從初始模擬信號數據中獲取紅外接收管y3的模擬信號數據ORG[y3]以及紅外接收管y7的模擬信號數據ORG[y7];從有觸摸點時,掃描得到的紅外接收管的模擬信號數據中獲取紅外接收管y3的模擬信號數據X[y3]以及紅外接收管y7的模擬信號數據X[y7];則可依據以下步驟計算得到觸摸點在X軸方向上的坐標C1:D1=X[y3]/ORG[y3];D2=X[y7]/ORG[y7];A1=y3;A2=y7-1;B1=A1-D1;B2=A2+D2;那么C1=(B1+B2)/2。
在Y軸方向上,獲取紅外接收管的模擬信號數據,經過與初始模擬信號數據的比較發現z3、z4、z5和z6的電壓值改變;並且紅外接收管z3和z6各自對應的紅外發射管的光線不是全部被遮擋,從獲取的初始模擬信號數據中獲取紅外接收管z3的模擬信號數據ORG[z3]以及紅外接收管z6的模擬信號數據ORG[z6];從有觸摸點時,掃描得到的紅外接收管的模擬信號數據中獲取紅外接收管z3的模擬信號數據Y[z3]以及紅外接收管z6的模擬信號數據Y[z6];則可依據以下步驟計算得到觸摸點在Y軸方向上的坐標C2:D3=Y[z3]/ORG[z3];D2=Y[z6]/ORG[z6];A3=z3;A4=z6-1;B3=A3-D3;B4=A4+D4;那么C2=(B3+B4)/2。
由此得到觸摸點的精確坐標值(C1,C2)。
最後將對傳統方法中利用數位訊號識別觸摸點的方法定位每個觸摸點的坐標與採用《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》方法計算觸摸點坐標的差別:其中步長是衡量觸摸點識別精度的參數,步長越小,則觸摸點識別精度越高;傳統採用數位訊號識別觸摸點的方式中:坐標精度為:步長=最大邏輯坐標值÷總燈管數;例如:設x軸共100燈管,第2,3,4號燈管被遮,最大邏輯坐標為4095,則步長為4095÷100=41;而《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》方法中:坐標精度為:步長=最大邏輯坐標值÷總燈管數÷模擬信號獲取器件的解析度;例如:設x軸共100燈管,使用8位的模擬信號獲取器件(解析度為256)獲取模擬信號,最大邏輯坐標為4095,則步長=4095÷100÷256<1;理論上可達到步長=1。由此可見,《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》提高了觸摸點的識別精度。
榮譽表彰
2016年12月7日,《一種紅外觸控螢幕觸摸點識別方法和裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。