專利名稱：一種提高紅外觸摸屏精度的方法
一種提高紅外觸摸屏精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外觸摸屏，特別涉及紅外觸摸屏內(nèi)使用的光電檢測(cè)方法。背景技術(shù)：
現(xiàn)有的一種紅外觸摸屏的組成如下在觸摸屏的兩個(gè)邊緣上安裝若干紅外發(fā)射 管，每個(gè)發(fā)射管都受控制器的控制，可以任意時(shí)刻打開或者關(guān)閉，在觸摸屏另外兩個(gè)邊上安 裝紅外接收管，接收管總體數(shù)量和發(fā)射管總體數(shù)量相同，每個(gè)接收管都和一個(gè)發(fā)射管對(duì)準(zhǔn)， 每個(gè)接收管都受控制器的控制，可以任意時(shí)刻打開或者關(guān)閉。這種紅外觸摸屏，由于兩個(gè)燈 之間的距離較大，兩個(gè)燈之間會(huì)存在一小段盲區(qū)，當(dāng)觸摸物移動(dòng)很小距離時(shí)，不會(huì)引起觸摸 物兩側(cè)掃描燈AD值的變化。如圖1所示，紅外觸摸屏，由于兩個(gè)燈之間距離較大，當(dāng)觸摸物由虛線位置POSl移 動(dòng)到實(shí)線位置P0S2時(shí)，TH4_RH4掃描的電壓AD轉(zhuǎn)換值、TH5_RH5掃描的電壓AD轉(zhuǎn)換值、TH6_ RH6掃描的電壓AD轉(zhuǎn)換值沒(méi)有變化，所以采用軸內(nèi)掃描方法，即使采用一些先進(jìn)插值算法， 由于沒(méi)有真正可靠的輸入，所以計(jì)算出的坐標(biāo)值不是很精確。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種能夠精確辨別觸摸物位置的提高紅外 觸摸屏精度的方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的包括下述步驟步驟1 按順序依次打開紅外接收管，每打開一個(gè)紅外接收管，依次打開接收管正 對(duì)的發(fā)射管，及正對(duì)接收管的發(fā)射管兩側(cè)的兩個(gè)發(fā)射管，即每個(gè)接收管對(duì)應(yīng)打開3個(gè)發(fā)射 管，其中一個(gè)是正對(duì)發(fā)射管，稱為軸內(nèi)發(fā)射管，另外兩個(gè)是離軸的發(fā)射管，稱為離軸發(fā)射管， 記錄所有的掃描的軸內(nèi)及離軸電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換值，記為初始AD值，并且保存下來(lái)；步驟2 根據(jù)軸內(nèi)AD值同閾值比較，判斷是否有觸摸物，如果觸摸，記錄觸摸狀 態(tài)；步驟3 如果無(wú)觸摸物，則返回步驟1繼續(xù)掃描，如果有觸摸物，則進(jìn)入步驟4 ；步驟4 通過(guò)軸內(nèi)掃描檢測(cè)估計(jì)觸摸位置粗略的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)，可以對(duì)被觸摸物 遮擋的兩側(cè)的燈的位置求平均值或者簡(jiǎn)單線性插值計(jì)算出粗略的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)；步驟5 根據(jù)粗略估計(jì)的Y坐標(biāo)和X離軸掃描線進(jìn)行三角計(jì)算，求出比較準(zhǔn)確的X 軸坐標(biāo)，根據(jù)粗略估計(jì)的X坐標(biāo)和Y離軸掃描線進(jìn)行三角計(jì)算，求出比較準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)；步驟6 把求出的較為準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)，認(rèn)為是橫方向一對(duì)虛擬的發(fā)射、接收管組 進(jìn)行的軸內(nèi)掃描，并且把對(duì)應(yīng)的離軸掃描得到的AD值記錄下來(lái)，把這個(gè)AD值稱為橫方向虛 擬AD;同樣，把求出的較為準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)，認(rèn)為是橫方向一對(duì)虛擬的發(fā)射、接收管組進(jìn)行 的軸內(nèi)掃描，并且把對(duì)應(yīng)的離軸掃描得到的電壓AD轉(zhuǎn)化值記錄下來(lái)，把這個(gè)AD值稱為縱方 向虛擬AD ；步驟7 然后根據(jù)較為準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)(虛擬X坐標(biāo))和橫方向虛擬AD及初始AD值、線性插值計(jì)算出準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)；根據(jù)較為準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)(虛擬Y坐標(biāo))和縱方向虛 擬AD及初始AD值、線性插值計(jì)算出準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)離軸掃描及粗略坐標(biāo)計(jì)算，在兩個(gè)燈之間虛擬出一對(duì)燈來(lái)， 解決燈距太大造成的不能精確辨別觸摸物位置的問(wèn)題，提高紅外觸摸屏的分辨率，且不需 要增加紅外發(fā)射管和紅外接收管的數(shù)量。

圖1軸內(nèi)掃描存在問(wèn)題的示意圖。圖2采用虛擬坐標(biāo)對(duì)掃描計(jì)算示意圖。
具體實(shí)施方式下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以 更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。如圖2，對(duì)于每個(gè)接收燈，掃描可實(shí)現(xiàn)范圍內(nèi)三個(gè)發(fā)射燈，對(duì)于接收燈RHi，依次打 開發(fā)射燈THi-I、THi、THi+l，對(duì)于接收燈RVi，依次打開發(fā)射燈TVi_l、TVi、TVi+l，這樣每個(gè) 接收燈對(duì)應(yīng)三個(gè)發(fā)射燈。初始上電時(shí)，保證觸摸屏沒(méi)有任何遮擋，掃描一周，記錄每一個(gè)接收燈對(duì)應(yīng)發(fā) 射燈的掃描值:AD_INI_RH1_THU AD_INI_RH1_TH2、AD_INI_RH2_TH1、AD_INI_RH2_TH2、
AD_INI_RH2_TH3........................AD_INI_RHn-l_THn 、AD_INI_RHn_THn,
AD_INI_RV1_TVU AD_INI_RV1_TV2、AD_INI_RV2_TV1、AD_INI_RV2_TV2、AD_INI_RV2_ TV3.....................AD_INI_RHm-l_THm、AD_INI_RHm_THm。初始化完畢后，進(jìn)行循環(huán)掃描。記錄每個(gè)接收燈得到離軸掃描和軸內(nèi)掃描AD值
AD_RH1_TH1、AD_RH1_TH2、AD_RH2_TH1、AD_RH2_TH2、AD_RH2_TH3...............ADR_RHn_l_
THn、AD_RHn_THn, AD_INI_RV1_TVU AD_RV1_TV2、AD_RV2_TVU AD_RV2_TV2、AD_RV2_TV3. · AD_RHm-l_THm、AD_RHm_THm。通過(guò)軸內(nèi)AD值和閾值相比較，如果每個(gè)燈軸內(nèi)AD值比閾值 小，說(shuō)明有觸摸物，反之，沒(méi)有觸摸物。如圖2所示，作為一個(gè)示例，觸摸物的位置為橫坐標(biāo) 方向，在第4對(duì)燈和第6對(duì)燈之間；縱坐標(biāo)方向，在第2對(duì)燈和第4對(duì)燈之間。下面開始說(shuō) 明本方法計(jì)算過(guò)程。1、計(jì)算觸摸物中心位置粗略坐標(biāo)如果有觸摸物，首先根據(jù)軸內(nèi)掃描計(jì)算觸摸物的中心所在的粗略位置。這里采用 簡(jiǎn)單線性插值法(也可采用平均值法，根據(jù)實(shí)際而定)。簡(jiǎn)單插值法原理是首先根據(jù)觸摸遮擋，判斷出遮擋中心坐標(biāo)位于兩個(gè)燈之間，然后根據(jù)兩個(gè)對(duì)燈的 AD值的大小，進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算。橫坐標(biāo)方向，假設(shè)觸摸物橫坐標(biāo)方向，左側(cè)燈序列號(hào)TCH_L，右側(cè)序列號(hào)TCH_R，左 側(cè)AD值為AD_TCH_L，右側(cè)AD值為AD_TCH_R，左側(cè)燈初始化AD值為AD_INI_TCH_L，右側(cè)初 始化AD值為AD_INI_TCH_R ；縱坐標(biāo)方向上側(cè)燈序列號(hào)TCH_T，下側(cè)序列號(hào)TCH_B，上側(cè)AD值 為AD_TCH_T，下側(cè)AD值為AD_TCH_B，上側(cè)燈初始化AD值為AD_INI_TCH_T，下側(cè)初始化AD 值為 AD_INI_TCH_B。X軸方向兩個(gè)燈中心的坐標(biāo)值
Pecx = (TCH_L+TCH_R) /2如果(AD_TCH_L/AD_INI_TCH_L)彡(AD_TCH_R/AD_INI_TCH_R)，說(shuō)明觸摸中心偏 向右方向，采用下面計(jì)算公式計(jì)算出X軸觸摸中心的粗略坐標(biāo)Pex = Pecx+ (AD_TCH_L/AD_INI_TCH_L-AD_TCH_R/AD_INI_TCH_R)如果(AD_TCH_L/ AD_INI_TCH_L) < (AD_TCH_R/AD_INI_TCH_R)，說(shuō)明觸摸中心偏向左方向，采用下面計(jì)算公 式計(jì)算出X軸觸摸中心的粗略坐標(biāo)Pex = Pecx- (AD_TCH_R/AD_INI_TCH_R-AD_TCH_L/AD_INI_TCH_L)Y軸方向兩個(gè)燈中心的坐標(biāo)值Pecy = (TCH_T+TCH_B) /2如果(AD_TCH_T/AD_INI_TCHT)彡(AD_TCH_B/AD_INI_TCH_B)，說(shuō)明觸摸中心偏向 下方向，采用下面計(jì)算公式計(jì)算出Y軸觸摸中心的粗略坐標(biāo)Pky = Prcy+(AD_TCH_T/AD_INI_ TCH_T-AD_TCH_B/AD_INI_TCH_B)如果(AD_TCH_T/AD_INI_TCH_T) < (AD_TCH_B/AD_INI_ TCH_B)，說(shuō)明觸摸中心偏向左方向，采用下面計(jì)算公式計(jì)算出X軸觸摸中心的粗略坐標(biāo)PKY =Pecy- (AD_TCH_B/AD_INI_TCH_B-AD_TCH_T/AD_INI_TCH_T) 2、計(jì)算觸摸物兩側(cè)虛擬燈對(duì)的 坐標(biāo)計(jì)算出粗略坐標(biāo)后，可計(jì)算出虛擬燈的坐標(biāo)，虛擬坐標(biāo)計(jì)算原理是對(duì)觸摸物一側(cè) 判斷離軸掃描是否被完全遮擋，如果完全被遮擋，則虛擬坐標(biāo)取離觸摸物最近的沒(méi)有被完 全遮擋的同側(cè)的軸內(nèi)坐標(biāo)，如果離軸沒(méi)有被完全遮擋，則采用離觸摸物最近的離軸光線通 過(guò)三角原理求出虛擬坐標(biāo)。如圖2所示，觸摸物左側(cè)離軸掃描光線TH4-RH5、TH5-RH4都沒(méi)有被完全遮擋， TH5-RH4離觸摸物最近，所以觸摸物左側(cè)虛擬燈坐標(biāo)采用TH5-RH4進(jìn)行三角計(jì)算得出，觸摸 物右側(cè)TH5-RH6、TH6-RH5完全被遮擋，所以采用離觸摸物最近的沒(méi)有被完全遮擋的同側(cè)的 軸內(nèi)坐標(biāo)TH6-RH6作為虛擬燈坐標(biāo)，不用再進(jìn)行計(jì)算?？v坐標(biāo)方向，原理相同，不再敘述。X軸的虛擬坐標(biāo)根據(jù)的Y軸粗略坐標(biāo)和X軸離軸掃描角度Φ計(jì)算得到。橫坐標(biāo)方向，如果所采用的離軸THih-RHih-I為，X軸虛擬坐標(biāo)為Pvx = THih-PEY*tgO橫坐標(biāo)方向，如果所采用的離軸THih-I-RHih為，X軸虛擬坐標(biāo)為Pvx = THih-l+PEY*tgOY軸的虛擬坐標(biāo)根據(jù)的X軸粗略坐標(biāo)和Y軸離軸掃描角度 計(jì)算得到?？v坐標(biāo)方向，如果所采用的離軸THiv-RHiv-I為，Y軸虛擬坐標(biāo)為Pvy = THiv_PKX*tg 縱坐標(biāo)方向，如果所采用的離軸THi-I-RHi為，Y軸虛擬坐標(biāo)為Pvy = THiv_l+PKX*tg 3、計(jì)算觸摸物精確的坐標(biāo)計(jì)算完虛擬坐標(biāo)后，根據(jù)虛擬坐標(biāo)及虛擬坐標(biāo)AD值，進(jìn)行線性插值，計(jì)算出精確 坐標(biāo)，線性插值計(jì)算原理和計(jì)算中心粗略坐標(biāo)值相同。橫坐標(biāo)方向，如果所采用的離軸THih-RHih-I為，則虛擬AD值為AD_THih_THih_l， 如果所采用的離軸THih-I-RHih為，則虛擬AD值為AD_THih-l_THih。縱坐標(biāo)方向，如果所采 用的離軸THiv-RHiv-I為，則虛擬AD值為AD_THiv_THiv-l，如果所采用的離軸THi-I-RHi為，則虛擬AD值為AD_THiv-l_THiv。然后進(jìn)行對(duì)虛擬燈進(jìn)行線性插值計(jì)算，計(jì)算出觸摸物各側(cè)的精確坐標(biāo)，最后對(duì)左 右側(cè)坐標(biāo)取平均值，求出精確X軸中心坐標(biāo)，對(duì)上下側(cè)精確坐標(biāo)求平均值，計(jì)算出精確Y軸 中心坐標(biāo)。通過(guò)虛擬燈的方法，通過(guò)計(jì)算，在兩個(gè)實(shí)際燈之間虛擬出燈對(duì)，根據(jù)虛擬燈進(jìn)行坐 標(biāo)計(jì)算，可以解決由于燈距較大造成的觸摸定位精度不高的問(wèn)題。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，我們所描述的具體的實(shí)施例只是說(shuō)明性的，而不是用于對(duì)本發(fā)明的范圍的限定，熟悉本 領(lǐng)域的技術(shù)人員在依照本發(fā)明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應(yīng)當(dāng)涵蓋在本發(fā)明的 權(quán)利要求所保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種提高紅外觸摸屏精度的方法，該紅外觸摸屏的組成如下在觸摸屏的兩個(gè)邊緣上安裝若干紅外發(fā)射管，每個(gè)發(fā)射管都受控制器的控制，可以任意時(shí)刻打開或者關(guān)閉，在觸摸屏另外兩個(gè)邊上安裝紅外接收管，接收管總體數(shù)量和發(fā)射管總體數(shù)量相同，每個(gè)接收管都和一個(gè)發(fā)射管對(duì)準(zhǔn)，每個(gè)接收管都受控制器的控制，可以任意時(shí)刻打開或者關(guān)閉，其特征在于包括下述步驟步驟1按順序依次打開紅外接收管，每打開一個(gè)紅外接收管，依次打開接收管正對(duì)的發(fā)射管，及正對(duì)接收管的發(fā)射管兩側(cè)的兩個(gè)發(fā)射管，即每個(gè)接收管對(duì)應(yīng)打開3個(gè)發(fā)射管，其中一個(gè)是正對(duì)發(fā)射管，稱為軸內(nèi)發(fā)射管，另外兩個(gè)是離軸的發(fā)射管，稱為離軸發(fā)射管，記錄所有的掃描的軸內(nèi)及離軸電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換值，記為初始AD值，并且保存下來(lái)；步驟2根據(jù)軸內(nèi)AD值同閾值比較，判斷是否有觸摸物，如果觸摸，記錄觸摸狀態(tài)；步驟3如果無(wú)觸摸物，則返回步驟1繼續(xù)掃描，如果有觸摸物，則進(jìn)入步驟4；步驟4通過(guò)軸內(nèi)掃描檢測(cè)估計(jì)觸摸位置粗略的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)；步驟5根據(jù)粗略估計(jì)的Y坐標(biāo)和X離軸掃描線進(jìn)行三角計(jì)算，求出比較準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)，根據(jù)粗略估計(jì)的X坐標(biāo)和Y離軸掃描線進(jìn)行三角計(jì)算，求出比較準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)；步驟6把求出的較為準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)，認(rèn)為是橫方向一對(duì)虛擬的發(fā)射、接收管組進(jìn)行的軸內(nèi)掃描，并且把對(duì)應(yīng)的離軸掃描得到的AD值記錄下來(lái)，把這個(gè)AD值稱為橫方向虛擬AD；同樣，把求出的較為準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)，認(rèn)為是橫方向一對(duì)虛擬的發(fā)射、接收管組進(jìn)行的軸內(nèi)掃描，并且把對(duì)應(yīng)的離軸掃描得到的電壓AD轉(zhuǎn)化值記錄下來(lái)，把這個(gè)AD值稱為縱方向虛擬AD；步驟7然后根據(jù)較為準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)和橫方向虛擬AD及初始AD值、線性插值計(jì)算出準(zhǔn)確的X軸坐標(biāo)；根據(jù)較為準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)和縱方向虛擬AD及初始AD值、線性插值計(jì)算出準(zhǔn)確的Y軸坐標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高紅外觸摸屏精度的方法，其特征在于所述步驟4中， 以對(duì)被觸摸物遮擋的兩側(cè)的燈的位置求平均值或者簡(jiǎn)單線性插值計(jì)算出粗略的X坐標(biāo)和Y 坐標(biāo)。
全文摘要
一種提高紅外觸摸屏精度的方法，首先通過(guò)軸內(nèi)掃描確定粗略的位置，然后通過(guò)離軸光線和粗略位置進(jìn)行三角計(jì)算，得出較為準(zhǔn)確的虛擬位置，最后通過(guò)虛擬位置根據(jù)掃描的電壓AD值線性插值計(jì)算精確的觸摸位置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)離軸掃描及粗略坐標(biāo)計(jì)算，在兩個(gè)燈之間虛擬出一對(duì)燈來(lái)，解決燈距太大造成的不能精確辨別觸摸物位置的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06F3/042GK101984393SQ20101056196
公開日2011年3月9日 申請(qǐng)日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者康濤, 郎立國(guó) 申請(qǐng)人:中航華東光電有限公司