多掃描組覆蓋的紅外觸摸屏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]交互式紅外顯示設(shè)備，具體涉及一種紅外邊框以及由其構(gòu)成的紅外觸摸產(chǎn)品(如紅外大屏或紅外電子白板)，主分類號應(yīng)為:G06F3/042 (2006.01)1。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外邊框是紅外電子白板和紅外大屏中用來執(zhí)行觸摸“感知”的主要部件，紅外邊框上集成有發(fā)射管、接收管、發(fā)射電路、接收電路以及用于對收發(fā)電路實現(xiàn)控制并對信號進(jìn)行集中處理的控制1C。當(dāng)用戶觸摸屏幕時，發(fā)射管發(fā)出的紅外光線由于受到觸摸物體的阻擋而不能到達(dá)相應(yīng)的接收管,藉由此“光線丟失”機(jī)理,實現(xiàn)對觸摸點的定位。紅外邊框的具體結(jié)構(gòu)參見圖14(中國專利201210226494.6)。
[0003]市售產(chǎn)品中的紅外邊框一般分為“一對多”型和“一對一”型兩種。見圖15(圖中黑色管表示接收管，
[0004]白色管表示發(fā)射管，下同)，申請?zhí)枮?01210225270.3(下稱Dl)的中國發(fā)明專利申請公開了一種紅外觸摸屏掃描方法，該方法涉及一種“一對一”型(即邊框上發(fā)射管和接收管方位上一一對應(yīng))紅外邊框；啟動時，首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，設(shè)置一個紅外信號強(qiáng)度閥值；然后依次點亮每一只紅外發(fā)射管；并在發(fā)射管發(fā)出紅外線的同時，掃描位于該紅外發(fā)射元件(E6)的發(fā)散角范圍內(nèi)(紅外發(fā)射元件發(fā)射的光束的覆蓋范圍內(nèi))的所有紅外接收元件；選取接收信號強(qiáng)度大于或等于信號強(qiáng)度閾值的紅外接收元件生成的掃描線作為優(yōu)選掃描線，進(jìn)而根據(jù)這些優(yōu)選掃描線進(jìn)行觸摸點的定位。
[0005]圖16公開了使用另外一種紅外邊框的電子白板(申請?zhí)枮?01110436294.9，下稱D2)，該電子白板包括矩形屏幕，矩形屏幕的每條邊上都布置有復(fù)數(shù)個發(fā)射管和至少3個接收管；矩形屏幕每條邊的兩端各布置I個接收管，每條邊上的接收管等距布置；每條邊上的發(fā)射管布置在該邊兩端的接收管之間。工作時，依次點亮S1-S8區(qū)段的每一個發(fā)射管，每當(dāng)I個發(fā)射區(qū)掃描工作時，該發(fā)射區(qū)兩側(cè)接收管正對面的兩個接收管選通采樣。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)的理解，以X軸方向上的情況為例，分別見圖15和圖16: —、圖17所示為1:11型紅外邊框的掃描線示意圖，其中每一只黑色接收管的“視野”能夠覆蓋對面的11只發(fā)射管。讀圖可知，觸摸區(qū)域(四條邊框之間的區(qū)域)內(nèi)點I被10只接收管覆蓋；點2被8只接收管覆蓋；點3被6只接收管覆蓋，點4被2只接收管覆蓋，點5被I只接收管覆蓋——進(jìn)行紅外掃描時，5個點分別得到10條、8條、6條、2條和I條掃描線，也即:在整個觸摸區(qū)域上，用于觸摸點定位的掃描信息(掃描線)自發(fā)射管至接收管依次減少，通過觸摸點的掃描線也趨于稀疏。
[0007]二、圖18所示為1:n型紅外邊框的掃描線示意圖，其中每一只黑色接收管對應(yīng)對面三只黑色接收管所形成的兩個掃描區(qū)域內(nèi)的發(fā)射管，η的大小取決于一個掃描區(qū)域內(nèi)發(fā)射管的個數(shù)。讀圖可知，觸摸區(qū)域內(nèi)任何一點均被正好二只接收管所覆蓋——掃描完一周，一定可以得到至少四條掃描線(X、Y軸向上各兩條)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]由以上描述可知，Dl中由于屏幕上不同區(qū)域的掃描信息不均衡，觸摸屏上不同位置的“觸感”也不一樣，降低了消費者體驗；D2中雖然任意一個觸摸點均可以憑借四條掃描線進(jìn)行定位，掃描信息比較均衡，但是掃描線的數(shù)量非常有限，定位的精度不夠理想。
[0009]針對上述問題，本發(fā)明提出了一種新型紅外邊框，該邊框通過“扇面掃描、多組覆蓋”的技術(shù)方案，可以在現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上大幅增加紅外掃描的信息量，觸感均勻且易于實現(xiàn)。
[0010]一種用于紅外觸摸屏的紅外邊框，所述紅外邊框的每一條邊上都設(shè)置有若干個非復(fù)用管和若干個復(fù)用管，所述非復(fù)用管等間距密集設(shè)置，復(fù)用管稀疏設(shè)置，每一枚復(fù)用管和對面邊框上位于其有效工作角度內(nèi)的非復(fù)用管組成一個掃描組。
[0011]一種紅外觸摸屏，包括用于接收觸摸輸入的觸摸面板和用于檢測觸摸點坐標(biāo)的紅外邊框，所述紅外邊框設(shè)置在觸摸面板的至少一個對邊上，紅外邊框上設(shè)置有若干個復(fù)用管、若干個非復(fù)用管、復(fù)用管驅(qū)動電路、非復(fù)用管驅(qū)動電路以及與復(fù)用管驅(qū)動電路和非復(fù)用管驅(qū)動電路之間電子連接的控制IC ;所述復(fù)用管連接到復(fù)用管電路，非復(fù)用管連接到非復(fù)用管電路；所述非復(fù)用管等間距密集設(shè)置，復(fù)用管稀疏設(shè)置，每一枚復(fù)用管和對面邊框上位于其有效工作角度內(nèi)的非復(fù)用管組成一個掃描組，其特征在于，所述觸摸面板上的任何一個點位理論上均被同一方向上的至少三個掃描組所覆蓋。
[0012]由于屏幕上任意一個點同時被多個掃描組所覆蓋，掃描組的“視野”發(fā)生了重疊，感應(yīng)區(qū)(屏幕)上的任何一個點位都可以同時被多個掃描組所“監(jiān)控”，依次掃描各個發(fā)射管和接收管，就可以采集到足夠多的觸摸點位置信息。相比現(xiàn)有技術(shù)，既能保證觸控精度、均衡屏幕上各點位的信息量，又節(jié)約了掃描時間，簡化了結(jié)構(gòu)和算法，提高了裝配效率。
[0013]本發(fā)明的另一方面，在于提供一種單對邊的紅外觸摸屏，該紅外觸摸屏包括用于接收觸摸輸入的觸摸面板和用于檢測觸摸點坐標(biāo)的紅外邊框，所述紅外邊框設(shè)置在觸摸面板的一個對邊上，紅外邊框上設(shè)置有若干個復(fù)用管、若干個非復(fù)用管、復(fù)用管驅(qū)動電路、非復(fù)用管驅(qū)動電路以及與復(fù)用管驅(qū)動電路和非復(fù)用管驅(qū)動電路之間電子連接的控制IC ;所述復(fù)用管連接到復(fù)用管電路，非復(fù)用管連接到非復(fù)用管電路；所述非復(fù)用管等間距密集設(shè)置，復(fù)用管稀疏設(shè)置，每一枚復(fù)用管和對面邊框上位于其有效工作角度內(nèi)的非復(fù)用管組成一個掃描組，其特征在于，所述觸摸面板上的任何一個點位理論上均被同一方向上的至少三個掃描組所覆蓋。
[0014]采用“扇面掃描、多組覆蓋”方案的紅外觸摸屏，由于屏幕上任何一個點均能同時被多個掃描組所覆蓋，扇面掃描時每一個掃描組均可得到多條掃描線(既包括非正交掃描線，也有可能包括正交掃描線，實踐上使用其中的一條進(jìn)行觸摸點坐標(biāo)的計算)，信息量得以成倍增長，只使用一個掃描方向上的掃描數(shù)據(jù)即可完成對觸摸點的定位，硬件結(jié)構(gòu)上可以節(jié)約一個對邊上的紅外邊框，成本有所降低，裝配效率得到提高。
[0015]進(jìn)一步地，同一條邊上的任意兩個復(fù)用管之間設(shè)置有至少一枚非復(fù)用管。進(jìn)一步地，同一條邊的兩端處的復(fù)用管的兩側(cè)各設(shè)置有至少一枚非復(fù)用管。這種結(jié)構(gòu)的紅外觸摸屏可以確保邊角處的復(fù)用管不被遮擋。以下結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。
[0016]說明書附圖
[0017]圖1:復(fù)用管、非復(fù)用管和掃描組的說明；
[0018]圖2:掃描組及其對應(yīng)的掃描線；
[0019]圖3:優(yōu)選實施例1，三組掃描示意圖；
[0020]圖4:優(yōu)選實施例2，四組掃描示意圖；
[0021]圖5:優(yōu)選實施例3，三組掃描示意圖；
[0022]圖6:發(fā)射管復(fù)用的紅外邊框示意圖；
[0023]圖7:多組覆蓋掃描組缺陷示意圖；
[0024]圖8:優(yōu)選實施例4，單邊框八組掃描示意圖；
[0025]圖9:優(yōu)選實施例5，單邊框四組掃描示意圖；
[0026]圖10:以紅外發(fā)射管為非復(fù)用管的PCB燈板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖11:以紅外發(fā)射管為復(fù)用管的PCB燈板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖12:復(fù)用管備用的實施例中紅外邊框示意圖；
[0029]圖13:圖12中PCB燈板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖14:現(xiàn)有技術(shù)中PCB燈板電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖15:對比文件I (Dl)附圖；
[0032]圖16:對比文件2(D2)附圖；
[0033]圖17:—對一型紅外邊框信息不均衡說明圖；
[0034]圖18:對比文件2(D2)存在的問題示意圖。
具體實施例
[0035]在具體介紹實施例之前，首先對本申請涉及的術(shù)語或?qū)ｉT用語進(jìn)行說明。
[0036]復(fù)用管和非復(fù)用管:圖1所示為本申請紅外邊框中的兩個掃描組，圖1中黑色管表示接收管，白色管表示發(fā)射管。如圖1所示，本申請紅外邊框的燈管布置分為兩種，第一種發(fā)射管密集等間距布置，接收管稀疏等間距布置(圖1a)，每一枚接收管的有效接收角度(有效工作角度)覆蓋對面邊框上的若干枚發(fā)射管；第二種相反(圖1b)，每一枚發(fā)射管的有效發(fā)射角度(有效工作角度)覆蓋對面邊框上的若干枚接收管。圖1a中所示掃描組中，復(fù)用管為接收管，非復(fù)用管為發(fā)射管；圖1b中所示掃描組中，復(fù)用管為發(fā)射管，非復(fù)用管為接收管。直觀上，可以將本發(fā)明公開的紅外邊框中數(shù)量較多的燈管稱為復(fù)用管，數(shù)量較少的燈管稱為非復(fù)用管。其中，掃描組是具有一定視角的一整套接收管與發(fā)射管的組合；屏幕上任何位置的任何一點，一個覆蓋其的掃描組就可以畫出一根線條來(見圖2，由于實際中的觸摸點并不是理想的點，因此，任何一個掃描組掃描得到的掃描線實際上都是一簇掃描線，圖2中虛線框內(nèi)的每一個發(fā)射管都得到一條掃描線。計算時選取其中的一條作為該掃描組的掃描線，本申請中所