在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法

摘要

本发明公开了一种在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，包括如下步骤：启动红外线触摸屏，驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线阵列；确定所有触摸点在横向的坐标值集合和在纵向的坐标值集合，驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成在触摸区域有y(x)＝f(x)函数关系红外线阵列，得到触摸点在触摸区域的y(x)＝f(x)函数值集合，通过控制器对两种扫描的集合计算，得到所有触摸点的坐标值，并处理剔除伪触摸点。本发明不需要改变现有红外触摸屏的硬件结构，即可完成检测多个触摸点，在屏体四个角上没有多点检测的不确定区域，对相邻的多点检测灵敏度更高，并且分辨率高，扫描时间短，响应迅速。

权利要求

1.一种在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、启动红外线触摸屏，驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线阵列，并检测是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的序号或地址集合；b、对应扫描形成在触摸区域有满足yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn函数关系红外线阵列和yn(x)＝(tana)*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn函数关系红外线阵列，得到触摸点在触摸区域的y(x)＝f(x)函数值集合，并检测是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的序号或地址集合，其中，a表示红外发射管设计的视角度，a大于或等于+10度，小于或等于红外发射管视角度，bn表示第n只红外发射管常数项；c、通过控制器对a步骤和b步骤中的两种扫描的集合计算，得到所有触摸点的坐标值，并处理剔除伪触摸点。

2.根据权利要求1所述的在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，其特征在于：具体步骤如下：a、启动红外线触摸屏，控制和驱动电路执行控制器MCU执行代码，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线阵例；b、检测步骤a中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和/或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和/或接收管序号或地址集合；c、控制和驱动电路执行MCU执行代码，按照设定的要求驱动X轴上序号或地址为第n只红外发射管(n＝1，2，3，………N)的时候，接通的X轴上红外线接收管的序号或地址则为满足函数关系：yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn的那只，在触摸区中形成有yn(x)＝fn(x)函数特征的检测网络；d、检测步骤c中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和/或接收管序号或地址集合；e、控制和驱动电路执行MCU执行代码，按照设定的要求驱动Y轴上序号或地址为第n只红外发射管(n＝1，2，3，………M)的时候，接通的Y轴上红外线接收管的序号或地址则为满足函数关系：yn(x)＝(tana)*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn的那只，在触摸区中形成有yn(x)＝fn(x)函数特征的检测网络；f、检测步骤e中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的Y轴上红外发射管和/或接收管序号或地址集合；g、根据步骤b、d、f中记录的数据，计算得到各触摸点的坐标值，通过触摸系统接口，将得出的各触摸点坐标传输到计算机系统中，并返回步骤a，开始进行新的扫描。

3.根据权利要求1或2所述的在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，其特征在于：所述横向和纵向均匀分布的红外发射管在0.5倍相对辐射强度时角位移大于或等于±10度。

4.根据权利要求1或2所述的在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，其特征在于：所述横向和纵向均匀分布的红外接收管在0.5倍相对辐射强度时角位移大于或等于±10度。

5.根据权利要求2所述的在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，其特征在于：所述控制和驱动电路驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线矩阵。

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外触摸屏检测触摸点的方法，尤其涉及一种在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法。

背景技术

作为计算机触摸屏的一个分支，红外触摸屏以其安装方便、免维护、高抗爆性、高可靠性等优点而逐渐被广泛应用在各个领域。红外触摸屏的基本结构，是在一个适合安装的显示表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射和红外接收元件，红外发射管和接收管在0.5倍相对辐射强度时角位移β一般小于等于±15度，这些发射和红外接收元件按照一一对应的方式组成发射接收对，沿着显示表面的边缘构成一个互相垂直的发射接收阵列，控制电路和驱动电路在MCU执行代码的控制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线矩阵。当有触摸时，手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外线，由控制系统判断出触摸点在屏幕的位置。
现有的红外触摸屏系统，光线在显示表面构成栅格结构，检测到触摸时，确定触摸发生的栅格节点位置就可以算出触摸事件发生的位置坐标。这种触摸检测模式使得现有的红外触摸屏在给定的时段内，检测系统只接收唯一一组位置坐标数据，因此当只有一个触摸点时，触摸屏可以正常工作，对于两个或以上触摸点同时操作时，系统将计算错误的位置坐标，导致报告的触摸地点不是实际触摸的地点。由于上述原因，现有的红外触摸屏技术在一些需要使用多点触摸的场合就会失效，例如多人同时游戏，多人同时书写绘画等，这样极大的限制了红外触摸屏的使用领域。目前已经有一些解决方法例如通过检测触摸事件发生的先后顺序来识别多个触摸点，但对于多个触摸点之间无相对移动，也没有触摸点的形状大小值可以参照的情况下，容易发生误判。
由于现有红外触摸屏存在不能进行多点识别的问题，中国专利号为“200710028616.X”提出了“一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法”，该专利技术中采用一套红外发射扫描电路对应两套红外接收扫描电路。中国专利号为“200710117751.1”提出了“一种识别红外触摸屏上多个触摸点的方法”，该专利技术采用一组发射管对应多组接收管。
中国专利号为“200710028616.X”提出了“一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法”，即在触摸屏的至少一个检测方向上，一套红外发射扫描电路对应两套红外接受扫描电路；一套红外发射扫描电路中的一个红外发射单元发出的光线被一套红外接受扫描电路中的红外接受元件接收检测的同时，在接收范围内还被另一套红外接收扫描电路中的红外接受元件接收检测在红外触摸屏的算法程序中有可用于提前确定触摸点范围的触摸点预检测算法模块。并用通常的触摸位置检测算法得到一个触摸点位置坐标之后，以触摸点预检测算法确定另一个触摸点所在区域，再结合通常检测算法的到该触摸点位置坐标。
根据其发明描述以及图示说明，1、在4个角的部分区域是不能形成其所讲述的Y＝X[sinα*sin(α+β)]/sinβ，将不能有效识别在这一区域内的多点触摸。2、因其采用一发二收的方法，将产生过多的光干扰，其将采用的处理方法因红外接收管的响应时间特性也将额外延长触摸屏的触摸响应时间。3、因其采用一发二收的方法，电路实现在硬件上实现将增加产品成本，在逻辑上实现同样需硬件支持。4、因考虑边缘的抗光干扰，其将采用在X轴和Y轴不同波长的红外发射、接收管，将产生生产、管理成本。
中国专利号为“200710117751.1”提出了“一种识别红外触摸屏上多个触摸点的方法”，即在不改变红外触摸屏已有的结构环境中，通过执行MCU的固件代码及算法来实现，其方法为：对X轴上(或Y轴上)第i只红外线发射、接收对管的发射管驱动和接收管接收，然后再对第i只红外发射管和第i只接收管两侧m只(m大于等于2但小于等于5)接收管依次配对发射和接收，再后扫描完成X轴和Y轴上的所有对管，通过算法以此确定多点触摸。
根据其发明描述，同样结构环境下，扫描时间将是单点时的5倍及以上，存在扫描时间太长，这时其触摸屏的触摸响应时间将会大幅延长，影响触摸屏关键技术参数；此外，因构成函数矩阵的角度小，将影响相邻的多点检测。

发明内容

本发明的目的在于克服现有红外触摸屏在识别多个触摸点时存在的上述问题，提供一种在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，本发明不需要改变现有红外触摸屏的硬件结构，即可完成检测多个触摸点，在屏体四个角上没有多点检测的不确定区域，对相邻的多点检测灵敏度更高，并且分辨率高，扫描时间短，响应迅速。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，其特征在于包括如下步骤：a、启动红外线触摸屏，驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线阵列；b、对应扫描形成在触摸区域有满足yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn函数关系红外线阵列和yn(x)＝(tan a)*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn函数关系红外线阵列，得到触摸点在触摸区域的y(x)＝f(x)函数值集合；c、通过控制器对a步骤和b步骤中的两种扫描的集合计算，得到所有触摸点的坐标值，并处理剔除伪触摸点。
本发明具体步骤如下：a、启动红外线触摸屏，控制和驱动电路执行控制器MCU执行代码，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线阵例；b、检测步骤a中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；c、控制和驱动电路执行MCU执行代码，按照设定的要求驱动X轴上序号或地址为第n只红外发射管(n＝1，2，3，………N)的时候，接通的X轴上红外线接收管的序号或地址则为满足函数关系：yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn的那只，在触摸区中形成有yn(x)＝fn(x)函数特征的检测网络；d、检测步骤c中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；e、控制和驱动电路执行MCU执行代码，按照设定的要求驱动Y轴上序号或地址为第n只红外发射管(n＝1，2，3，………M)的时候，接通的Y轴上红外线接收管的序号或地址则为满足函数关系：yn(x)＝(tan a)*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn的那只，在触摸区中形成有yn(x)＝fn(x)函数特征的检测网络；f、检测步骤e中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；g、根据步骤b、d、f中记录的数据，计算得到各触摸点的坐标值，通过触摸系统接口，将得出的各触摸点坐标传输到计算机系统中，并返回步骤a，开始进行新的扫描。
所述横向和纵向均匀分布的红外发射管在0.5倍相对辐射强度时角位移大于或等于±10度。
所述横向和纵向均匀分布的红外接收管在0.5倍相对辐射强度时角位移大于或等于±10度。
所述控制器控制驱动电路和控制电路驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线矩阵。
采用本发明的优点在于：
一、本发明与中国专利号为“200710028616.X”名称为“一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法”的专利技术相比，不需要改变现有红外触摸屏的其它硬件结构形式，硬件成本同单点红外触摸屏完全一致，仅仅通过改变控制触摸屏工作的控制器内的执行代码，即能实现检测多个触摸点的目的，且触摸性能接近现有单点触摸系统，具有应用成本极低、性价比极高的优点。
二、本发明与中国专利号为“200710028616.X”名称为“一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法”的专利技术相比，X轴和Y轴的红外发射、接收管波长、型号相同，将不产生生产、管理成本，更易于生产。
三、本发明与中国专利号为“200710028616.X”名称为“一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法”的专利技术相比，无四个角的多点检测的不确定区域。
四、本发明与中国专利号为“200710117751.1”名称为“一种识别红外触摸屏上多个触摸点的方法”的专利技术相比，本发明的函数扫描的角度大于、等于10度，因此对相邻的多点检测灵敏度更高。
五、本发明与中国专利号为“200710117751.1”名称为“一种识别红外触摸屏上多个触摸点的方法”的专利技术相比，本发明对触摸区域的扫描检测所开销的时间远小于该专利技术中扫描所需的时间，因此引用本发明生产的红外触摸屏触摸响应时间快，接近于现有单点触摸红外触摸系统的触摸响应时间。
六、本发明同时识别多个触摸点，分辨率高，扫描时间短，响应迅速，且不会发生误判现象，适用范围广，易于实现。

附图说明

图1为本发明红外触摸屏结构示意图
图2为本发明流程结构示意图

具体实施方式

一种在红外触摸屏上识别多个触摸点的方法，包括如下步骤：a、启动红外线触摸屏，驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线阵列，当有触摸时记录所有触摸点在X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；b、驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成在触摸区域满足yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn函数关系红外线阵列和yn(x)＝(tan a)*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn函数关系红外线阵列，当有触摸时记录被阻挡点的X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；c、通过控制器对b和c两种扫描结果的集合计算，得到所有触摸点的坐标值，并处理剔除伪触摸点。
本发明还包括检测a步骤中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X和Y轴红外发射管和/或接收管序号或地址集合。
本发明还包括检测检测b步骤中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和/或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和/或接收管序号或地址集合。
本发明中，横向和纵向均匀分布的红外发射管在0.5倍相对辐射强度时角位移β大于或等于±10度。角位移是在辐射轴线上的辐射强度为1时，在等距扇形点0.5倍辐射强度处与辐射点的连线对辐射轴线的夹角，一般顺时针方向为正。横向和纵向均匀分布的红外接收管在0.5相对辐射强度时角位移β大于或等于±10度。控制器控制驱动电路和控制电路驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成横向和纵向的红外线矩阵。
展开说明，本发明是通过由沿着触摸区域四周安装在横向和纵向即X方向和Y方向排布均匀的红外发射管和红外接收管，红外发射管和红外接收管在0.5倍相对辐射强度时角位移β大于等于±10度，首先利用控制电路和驱动电路在MCU控制器执行代码的控制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线矩阵，当有触摸时首先确定所有触摸点在X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合，然后再利用控制电路和驱动电路在MCU执行代码的控制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向满足yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn函数关系红外线阵列和Y方向yn(x)＝(tan a)*x+bn和/或yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn函数关系红外线阵列，再次得出所有触摸点在X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合，通过MCU对两种扫描的序号或地址集合计算和处理，最终得到所有触摸点精确的(x，y)坐标值，同时全部剔除了伪触摸点。
X方向红外线阵列的函数关系：yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn，其中，n表示X方向排列的第n只红外发射管，a表示红外发射管设计的视角度，a大于或等于+10度，但小于或等于红外发射管在0.5倍相对辐射强度时角位移β，bn表示第n只红外发射管常数项；和/或函数关系：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn，其中，n表示X方向排列的第n只红外发射管，a表示红外发射管设计的视角度，a大于或等于+10度，但小于或等于红外发射管视角度β，bn表示第n只红外发射管常数项。
Y方向红外线阵列的函数关系：yn(x)＝(tan a)*x+bn，其中，n表示Y方向排列的第n只红外发射管，a表示红外发射管设计的视角度，a大于或等于+10度，但小于或等于红外发射管视角度β)，bn表示第n只红外发射管常数项；和/或函数关系：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn，其中，n表示Y方向排列的第n只红外发射管，a表示红外发射管设计的视角度，a大于或等于+10度，但小于或等于红外发射管视角度β，bn表示第n只红外发射管常数项。
本发明具体包括如下步骤：
a、启动红外线触摸屏，控制和驱动电路执行MCU执行代码，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线阵例；
b、检测步骤a中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合和Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；
c、控制和驱动电路执行MCU执行代码，按照设定的要求驱动X轴上序号或地址为第n只红外发射管(n＝1，2，3，………N)的时候，接通的X轴上红外线接收管的序号或地址则为满足函数关系：
yn(x)＝[tan(90-a)]*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(90+a)]*x+bn的那只，在触摸区中形成有yn(x)＝fn(x)函数特征的检测网络；
d、检测步骤c中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的X轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；
e、控制和驱动电路执行MCU执行代码，按照设定的要求驱动Y轴上序号或地址为第n只红外发射管(n＝1，2，3，………M)的时候，接通的Y轴上红外线接收管的序号或地址则为满足函数关系：
yn(x)＝(tan a)*x+bn和/或：yn(x)＝[tan(180-a)]*x+bn的那只，在触摸区中形成有yn(x)＝fn(x)函数特征的检测网络；
f、检测步骤e中是否有红外线被阻挡点，如果有则记录被阻挡点的Y轴上红外发射管和或接收管序号或地址集合；
g、根据步骤b、d、f中记录的数据，计算得到各触摸点的坐标值，通过触摸系统接口，将得出的各触摸点坐标传输到计算机系统中，并返回步骤a，开始进行新的扫描。
显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本发明基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均在本发明的保护范围之内。