[發明專利]全平面紅外多點觸控裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201310075305.4
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103116423A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 婁恩華
• 申請（專利權）人: 婁恩華
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 肜璐

【技術領域】

本發明涉及紅外觸控領域，尤其涉及一種全平面紅外多點觸控裝置及其控制方法。

【背景技術】

隨著微軟的Win7、Win8操作系統的發布和蘋果iPhone手機的推出，大型觸控屏的應用開始興起。現有的觸控屏類型按照觸控原理可分為：電阻式（雙層）、表面電容式和感應電容式、表面聲波式、紅外線式和光學成像式。

紅外線式觸摸屏，一般是在顯示器屏幕的前面安裝一個外框，外框內裝有電路板，在屏幕前框架的左邊（Y軸）和下邊（X軸）分別裝有紅外發射管，X、Y軸各自的對邊又裝有對應的紅外接收二極管，如圖1中所示。工作時在屏幕前形成縱橫交叉的紅外線矩陣，用戶的手指觸摸點將阻擋經過該點的X、Y軸兩個方向的紅外線，通過AD采樣紅外接收二極管的輸出，計算機便由此參數計算出觸摸點的位置，從而執行對計算機的操作目的。

另一種現有的紅外線式觸摸屏如圖2中所示，紅外觸控框上紅外發射管和接收二極管的排列方式與圖1中的相同，但是紅外發射管和接收二極管的發射及接收對應關系有所差異。當一個紅外發射管工作時，與之相應位置處的前一紅外接收二極管接收紅外信號，即發射和接收連線為一條斜線，形成相應的紅外檢測光網紅外管發射紅外光掃描觸摸區并保存接收頭數據，同樣是通過接收二極管的數據變化來確認點的位置。

圖1和圖2中所示的紅外線式觸摸屏中，由于所采用的單個紅外發射管的角度小，能夠覆蓋的面很有限，只是兩個紅外照射方向的檢查，所能夠形成的紅外檢測光網的較為稀疏，不能夠滿足對人們對紅外檢測光網密度日益增高的使用需求。

【發明內容】

有鑒于此，本發明提供一種可提供高密度紅外檢測光網的全平面紅外多點觸控裝置。

一種全平面紅外多點觸控裝置，包括紅外發射模塊、紅外接收模塊、控制電路及數據處理模塊，所述紅外發射模塊發射紅外脈沖信號，所述紅外接收模塊接收所述紅外發射模塊發射的脈沖信號，所述控制電路控制所述紅外發射模塊和所述紅外接收模塊的發射和接收，所述紅外接收模塊輸出的信號輸入所述數據處理模塊處理。所述紅外發射模塊包括至少三個紅外發射管，所述紅外發射管設置在觸控區域的至少兩個角上和至少一條邊上，所述紅外接收模塊包含若干紅外接收頭，所述紅外接收頭均勻排列在觸控區域的四條邊上。

優選地，所述設置觸控區域角上的紅外發射管為90°紅外發射管，所述設置在觸控區域邊上的紅外發射管為180°紅外發射管。

優選地，所述紅外發射模塊包括三個紅外發射管，所述紅外發射管設置在觸控區域的兩個角上和一條邊上，所述兩個角和一條邊上的紅外發射管的兩兩連線優選構成一個三角形。

優選地，所述紅外發射模塊包括四個紅外發射管，所述紅外發射管設置在觸控區域的三個角上和一條邊上，所述設置在觸控區域的一條邊上的紅外發射管位于所述設置在三個角上的紅外發射管的兩兩連線所構成的三角形區域外的其中一條邊上。

優選地，所述紅外發射模塊包括五個紅外發射管，所述紅外發射管設置在觸控區域的三個角上和兩條邊上，所述設置在觸控區域的兩條邊上的紅外發射管位于所述設置在三個角上的紅外發射管的兩兩連線所構成的三角形區域外。

優選地，所述紅外發射模塊包括六個紅外發射管，所述紅外發射管設置在觸控區域的四個角上和兩條相對的邊上。

優選地，所述數據處理模塊包含FPGA和分別與觸控區域四條邊相對應的移位鎖存器，所述四條邊上的紅外接收頭的輸出信號分別通過對應的移位鎖存器鎖存后，再通過所述FPGA快速移位讀入，處理后輸送給上位機。

本發明還提供一種上述全平面紅外多點觸控裝置的控制方法，包括以下步驟：所述控制電路按照控制時序控制所述紅外發射模塊中的紅外發射管依次發出帶載波信號的紅外脈沖；所述控制電路控制紅外接收模塊采集所述紅外發射管所對應邊上的紅外接收頭的輸出；所述數據處理模塊將紅外接收頭的輸出存入相對應的移位鎖存器鎖存；所述數據處理模塊將鎖存的信號通過FPGA給出的高速時鐘進行快速移位讀入，處理后送給上位機；所述上位機通過當前的采集數據的變換來確定觸控點的位置；完成一幀數據采集。

優選地，當觸控區域內無遮擋物時，所述紅外接收頭接收到紅外脈沖后會輸出低電平；當有觸控物遮擋時，紅外接收頭接收不到紅外脈沖，輸出高電平。