專利名稱：紅外觸摸屏多點識別方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及觸摸屏領域，尤其涉及一種基于紅外觸摸屏的多觸摸點識別方法及裝置。
背景技術：
近年來，觸摸屏技術在大型人機交互行業(yè)取得了較大的發(fā)展，尤其是多點觸摸互動技術更是觸摸屏行業(yè)的熱門課題，同時紅外LED掃描技術在觸摸屏行業(yè)中也有比較廣泛的應用?，F(xiàn)有的紅外LED掃描技術一般采用逐一垂直掃描方式，即任意時刻只開通X方向或 Y方向上對應的一對紅外發(fā)射接收對管，紅外LED掃描裝置按順序逐一掃描一個周期，可得到X方向和Y方向的可能存在的觸摸點的位置值，如果掃描一個周期后只得到一組X方向和Y方向的位置值X1、Y1，說明觸摸屏只存在一個觸摸點，那么可以很容易的得到觸摸屏對應的物理坐標為唯一的(XI，Yl)；但是當觸摸屏上存在多個觸摸點時，以兩個觸摸點為例， 掃描一周后會得到X方向的兩個值XI、Χ2，Y方向也有兩個值Yl、Υ2，那么經(jīng)過組合就有四個物理坐標，它們分別是(Χ1，Υ1)，(Χ2，Υ2)，(XI，Υ2)，(Χ2，Yl)，也就是說多出了兩個“虛假觸摸點”，那到底哪兩個物理坐標才是真正的觸摸點坐標呢？這就給觸摸屏系統(tǒng)帶來了困難，也給紅外LED掃描技術在多點觸摸人機交互技術的應用帶來了一定的局限性，因此， 如何在紅外LED掃描式觸摸屏上有效識別多個觸摸點成為亟待解決的問題。

發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種紅外觸摸屏多點識別方法及裝置，能夠在紅外觸摸屏上有效識別多個觸摸點。一種紅外觸摸屏多點識別方法，包括以下步驟在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值，所述三角掃描操作為一個發(fā)射管對應多個接收管的掃描操作；根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小以及各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，并根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標；根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作，得出各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標。一種紅外觸摸屏多點識別裝置，包括三角掃描模塊，用于在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值，所述三角掃描操作為一個發(fā)射管對應多個接收管的掃描操作；與所述三角掃描模塊相連接的大概位置坐標計算模塊，用于根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小以及各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，并根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標；與所述大概位置坐標計算模塊相連接的交叉點坐標計算模塊，用于根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作，得出各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標。通過以上方案可以看出，本發(fā)明的紅外觸摸屏多點識別方法及裝置，通過開通一個發(fā)射管對應多個接收管的三角掃描方式和記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值可得出遮擋物體在觸摸屏中的大概位置，再根據(jù)該大概位置開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行有針對性的三角掃描即可計算出觸摸屏上各遮擋物體的精確坐標點。本發(fā)明的方法及裝置解決了現(xiàn)有技術中紅外LED掃描技術無法有效識別多個觸摸點的難題，也解決了紅外LED掃描技術在多點觸摸人機交互技術上的應用局限性問題，適用性廣，易于實現(xiàn)；最重要的是本發(fā)明的方法及裝置在識別多個觸摸點時檢測速度快，具有快速檢測及精確計算多個觸摸點的優(yōu)點，且不需要增加任何硬件成本、不更改現(xiàn)有紅外LED掃描電路即可有效的識別多個觸摸點，具有一定的速度和成本優(yōu)勢。


圖1為本發(fā)明一種紅外觸摸屏多點識別方法的流程圖；圖2為在觸摸屏上進行三角掃描計算遮擋物體大概位置的示意圖；圖3為在觸摸屏上進行三角掃描計算遮擋物體的精確坐標的示意圖；圖4為本發(fā)明一種紅外觸摸屏多點識別裝置的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種紅外觸摸屏多點識別方法及裝置，能夠解決現(xiàn)有技術中在紅外觸摸屏上無法有效識別多個觸摸點的問題。下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例。如圖1所示，一種紅外觸摸屏多點識別方法，包括以下步驟步驟Sl，在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，完成所有X方向或Y方向上的掃描操作并記錄保存對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值。接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值可用一位bit表示，1表示開通，0表示關閉，眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值是由各接收管的狀態(tài)值簡單組成的，是一個設定位寬的數(shù)據(jù)，本實施例中一個發(fā)射管對應了由各接收管的狀態(tài)值 (0和1)組成的一個狀態(tài)數(shù)據(jù)值。如圖2所示的紅外掃描示意圖，圖中發(fā)射管和接收管是一一對應的，左邊框及上邊框為紅外發(fā)射管，下邊框及右邊框為紅外接收管。本發(fā)明所述的三角掃描操作為一個發(fā)射管對應多個接收管的掃描操作，設一個發(fā)射管所對應的接收管為N個，則N的取值需要根據(jù)觸摸屏尺寸的大小及所采用發(fā)射管的發(fā)射角度大小來進行設置。通常觸摸屏的X方向和 Y方向的尺寸是不一樣的，所以在X方向和Y方向上N的取值可以不同。假設一個發(fā)射管開通時，根據(jù)發(fā)射管的角度和觸摸屏尺寸的大小計算得到的、在沒有遮擋的情況下能照射到接收管的個數(shù)為M，則為了增加檢測遮擋區(qū)域計算的可靠性，作為一個較好的實施例，N的取值小于M。如圖2所示，眾發(fā)射管采用角度為a的射線從左到右進行三角掃描，t0時刻，第一個發(fā)射管被遮擋物體擋住的、由Ll和L2形成的區(qū)域和底邊相交于XI、X2 ；tw時刻，第w+1 個發(fā)射管被遮擋物體擋住的、由L3和L4形成的區(qū)域和底邊相交于X3、X4。Ll為第一條檢測到遮擋物體的射線，L4為Ll射線的平移，即與Ll平行，是tw時刻離開遮擋物體的射線?，F(xiàn)有的紅外LED多觸摸點掃描計算方法，一般是在垂直逐一掃描一個周期后加入了判斷多個觸摸點的步驟，即是在垂直掃描一個周期后如果發(fā)現(xiàn)存在多個觸摸點，則進入驗證觸摸點真實性的額外掃描周期。額外的驗證觸摸點真實性的掃描方法有很多，但是大部分的掃描方法都需要記錄保存各個接收管的A/D值進行比較以執(zhí)行后續(xù)的計算。然而， 傳統(tǒng)的觸摸屏電路裝置由于設計方法和硬件A/D轉換資源的限制，只能分時的開啟相鄰的 LED接收管A/D值轉換工作，因此記錄并保存N個接收管的A/D值需要耗費N個掃描單位時間。當存在多個觸摸點時，驗證多個觸摸點的掃描周期需要耗費較長的掃描時間，有時這樣的驗證多個觸摸點的掃描時間會超過垂直掃描周期的一半，這樣大大的降低了觸摸屏的響應速度，影響了用戶的體驗。有基于此，本發(fā)明提供了有別于傳統(tǒng)紅外LED觸摸屏分時采樣各接收管狀態(tài)值的電路結構，采用能同時采樣眾多接收管的電路結構，即將各接收管分別連接于采樣芯片的各管角，所述采樣芯片在一個指令周期內同時讀取各接收管的高低電平的狀態(tài)值并形成一個狀態(tài)數(shù)據(jù)值。本發(fā)明的這種不再采用傳統(tǒng)紅外LED觸摸中采樣各接收管光強度A/D值而是直接同時讀取個接收管高低電平狀態(tài)值的做法，能夠有效提升觸摸屏的掃描速度。步驟S2，根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小以及各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，并根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標。本步驟需要檢測各狀態(tài)數(shù)據(jù)值的狀態(tài)來進行后續(xù)的計算，當數(shù)據(jù)位由1過渡到0 的開始即為遮擋物體對應此發(fā)射管的遮擋區(qū)域的開始，同一個狀態(tài)數(shù)據(jù)由0過渡到1表明遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域的結束，所有連續(xù)的0組成的區(qū)域為遮擋物體對應此發(fā)射管的投影大小，一個狀態(tài)數(shù)據(jù)中存在的連續(xù)0的區(qū)域的個數(shù)即為該發(fā)射管檢測到的觸摸點的個數(shù)，由于一個發(fā)射管所對應的接收管是有限的，因此此處所得到的觸摸點的個數(shù)并不是一個準確的值，故將其稱之為“遮擋物體的大概個數(shù)”。如圖2所示，t0時刻為觸摸屏X方向左邊第一只發(fā)射管開通，同時讀取并保存對應的眾接收管的狀態(tài)值。完成X方向上所有發(fā)射管的掃描后，檢測已經(jīng)存儲的眾多狀態(tài)數(shù)據(jù)值，根據(jù)to時刻的狀態(tài)數(shù)據(jù)值可以簡單計算出圖中的遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小為X2-X1。對比相鄰的狀態(tài)數(shù)據(jù)值可計算出各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，即第 η個狀態(tài)數(shù)據(jù)的第a位開始檢測到遮擋物體，檢測n+1，n+2......狀態(tài)數(shù)據(jù)的第a位附近區(qū)域，判斷遮擋物體是否消失，由此計算從開始檢測到遮擋物體到遮擋物體消失的平行光線平移了多少個發(fā)射管的寬度，該計算方法又可稱之為“平移光線檢測法”。如圖2所示，tw 時刻，射線L4剛好離開檢測遮擋區(qū)域并與底邊相交于X4，判斷X4與Xl是否相距w個管的寬度，滿足這個條件即是Ll與L4平行，則可計算得該遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小為w個發(fā)射管的寬度。事實上上述的平移光線檢測法不僅可檢測出遮擋區(qū)域大小，還順帶計算出了整個觸摸屏中遮擋物體的個數(shù)，為了保險起見，可將通過平移光線檢測法計算得到的整個觸摸屏中遮擋物體的個數(shù)與各狀態(tài)數(shù)據(jù)值中檢測得到的連通0的區(qū)域的個數(shù)進行參考比較，將兩者中取較大值的結果確定為整個觸摸屏上最終的遮擋物體個數(shù)。以圖2開通X方向上的發(fā)射管進行的掃描為例，所述根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標的過程具體可以包括a、采用如下公式計算遮擋物體在Y方向上的坐標值Yl (Y-Yl)/Y = W/(X2_X1)； 式中，Y為發(fā)射管到接收管的垂直距離，W為所述遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小， X2-X1為所述遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小。這里主要是利用了三角形的相似原理，如圖2所示，分別以tO、Xl、X2為三個頂點構成了一個大三角形，而W是平行于底邊的，因此以to為頂點、W為底邊構成一個與上述大三角形相似的小三角形，上述的比例關系式也正是基于此相似原理所得出的；b、采用如下公式計算遮擋物體在X方向上的坐標值)(5 :(Y-Y1)/Y = (Χ2-Χ5)/ (Χ2-Χ0)；該關系式也是利用三角形的相似原理獲得的，如圖2所示，t0、X0、X2構成一個大三角形，X5、X2以及點X5垂直于直線L2的垂足(圖中未示出)這三個頂點構成一個小三角形，這兩個三角形是相似的，則根據(jù)相似原理進行簡單計算即可計算出坐標值)(5。顯見與大三角形的高Y相對應的小三角形的高并不是Y1，但是考慮到我們這里要計算的并不是精確的坐標值，因此允許存在一定的誤差；C、結合a、b步驟計算得出的X方向的坐標和Y方向的坐標即可求出所述遮擋物體的大概位置坐標。這里只例舉了一個遮擋物體的大概位置坐標的計算，需要按照如上的方法依次求出觸摸屏上的所有遮擋物體的大概位置坐標。步驟S3，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作，得出各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標。下面以觸摸屏上存在5個觸摸點(分別為A、B、C、I、J)為例詳細描述本步驟，如圖3所示。經(jīng)過步驟S2的光線平移檢測法可得到大概存在5個遮擋區(qū)域，并已經(jīng)計算出每個遮擋區(qū)域的大概位置，則可根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作(該兩個發(fā)射管分別進行三角掃描的操作又可稱之為“交叉掃描”)?？紤]到多個遮擋物體在X方向上或Y方向上容易發(fā)生互相遮擋的情況，因此作為一個較好的實施例，可根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對觸摸屏進行區(qū)域劃分，然后針對各區(qū)域的具體情況選擇開通兩個X方向上的發(fā)射管或Y方向上的發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作(交叉掃描)。也就是說針對每個區(qū)域的具體情況選擇開通的(兩個)發(fā)射管都是不同的，如圖3中，本實施例中根據(jù)各遮擋物體的不同位置對觸摸屏進行簡單的區(qū)域劃分，可將A、B、C劃分為一個區(qū)域，I、J各劃分為一個區(qū)域，再針對各區(qū)域的具體情況選擇開通不同的發(fā)射管①ta時刻對應的發(fā)射管檢測到了三個遮擋區(qū)域A、 B、C，結合光線平移檢測法計算遮擋區(qū)域A、B、C的大概位置，其Y方向的高度比較接近，如果采用Y方向的掃描，容易發(fā)生觸摸物體互相遮擋的情況，因此宜采用X方向交叉掃描的方式。如圖3所示的開通ta時刻與tb時刻的發(fā)射管進行交叉掃描，ta時刻的狀態(tài)數(shù)據(jù)值從步驟Sl中讀取，tb時刻的掃描方式與步驟Sl提到的一對多的原理一樣，只是掃描的方向相反；②遮擋區(qū)域J比較靠近X方向發(fā)射管，并且遮擋區(qū)域J的下方存在遮擋區(qū)域A、B、C， 如果采用X方向的掃描，容易發(fā)生互相遮擋的情況，因此可開通Y方向上的te、tf時刻的發(fā)射管來進行交叉掃描操作；③同理，開通tc時刻與td時刻的發(fā)射管以針對遮擋區(qū)域I進行交叉掃描操作。事實上為了便于計算，根據(jù)遮擋物體在觸摸屏中的大概位置，可選擇開通X方向或Y方向上以遮擋物體的大概位置坐標為中點的左右對稱且相鄰為N的兩個發(fā)射管來進行交叉掃描操作，上述的N根據(jù)假定觸摸點坐標與發(fā)射管的距離遠近來確定。即當假定觸摸點坐標與發(fā)射管的距離較近時，N可取較小值，如取1 ；當假定觸摸點坐標與發(fā)射管的距離較遠時，N可取較大值，如取2或3甚至更大值等，只要能夠保證左右相鄰N的兩個發(fā)射管所發(fā)出的光線可以覆蓋假定的觸摸點即可。進行交叉掃描后采用對應的交叉掃描法即可求得各遮擋物體在觸摸屏中的精確坐標，這個計算方法比較簡單，可以根據(jù)所述發(fā)射管到接收管的垂直距離、所開通的兩個發(fā)射管的間距、各遮擋物體所對應的兩個投影區(qū)域的中心之間的距離，利用三角形的相似原理計算得出各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離，再根據(jù)計算得到的各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離計算出各所述交叉點坐標。以計算遮擋區(qū)域I 的坐標為例進行描述，如圖3所示，I遮擋區(qū)域采用X方向的交叉掃描方法進行坐標計算， 還需要首先采用與步驟S2中相同的方法得出遮擋物體I在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小，并經(jīng)過簡單計算得出各投影區(qū)域中心的坐標，圖中L6為td時刻掃描投影區(qū)域中心到所開通的對應發(fā)射管的連線，L5為tc時刻掃描區(qū)域投影中心到另一個開通的對應發(fā)射管的連線，兩條連線的交叉點即為遮擋區(qū)域I的坐標(可記為T，圖3中未示出)。L5、 L6兩條連線及觸摸屏的上下底邊可構成的兩個相似三角形由tc、td、T為頂點構成的上三角形以及由)(c’、Xd’、T為頂點構成的下三角形，則根據(jù)相似三角形的比例關系可得到如下的關系式(Y-Yi)/Yi = (Xd-Xc)/(Xe’-Xd’)，而式中Y為發(fā)射管到接收管的垂直距離是已知的，(Xd-Xc)為td、tc時刻對應的發(fā)射管間的距離、(Xe’ -Xd')為td、tc時刻對應的投影區(qū)域中心的距離也都可簡單計算求出，故通過上述的三角形相似關系即可簡單求得遮擋區(qū)域I的Y坐標Yi。根據(jù)計算得到的交叉點的Y坐標Yi和采用同樣的原理可求得遮擋區(qū)域I的X坐標 Xi 以tCJC’、tC在接收管上的垂足為三個頂點可構成一個大三角形，以T、Xi、Xc’為三個頂點構成與上述大三角形相似的一個小三角形，則通過如下的關系式Yi/Y = (Xe’ -Xi)/ (Xe’ -Xe)，可計算求得Xi。則該交叉點坐標即為(Xi，Yi)，亦為遮擋區(qū)域I的精確坐標。上述的以遮擋區(qū)域I為例的計算交叉點坐標為在理想情況下的計算，因為上述計算是基于開通的兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線僅有一條的情況下的，而事實上，開通的兩個發(fā)射管的中心到對應投影區(qū)域中心的連線可能有很多條(由觸摸屏上觸摸點的個數(shù)所決定)，如果以兩兩相交的方式簡單的組合各投影區(qū)域中心到發(fā)射管中心的連線，將會在這個過程產(chǎn)生很多的虛假觸摸點(如圖3中ta時刻和tb時刻的X 方向交叉掃描，可能會得到虛假坐標D、E、F、G、H)。因此必須先根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，如本發(fā)明根據(jù)步驟S2的平移光線檢測法檢測到遮擋物體A、B、C的大概位置后，根據(jù)大概位置如A、B、C三個遮擋物體的大概X坐標和大概Y坐標，判斷他們之間的投影順序及可能存在的遮擋情況，即可有效的預測投影中心連線相交組合，將不可能存在的連線組合過濾掉。 如計算A點坐標，根據(jù)他們之間的投影順序及可能存在的遮擋情況應可預測選擇連線L7和 L8來計算相交點坐標，這樣可以有效的計算遮擋物體坐標并減少虛假觸摸坐標。對投影中心連線相交組合進行優(yōu)化后每一個遮擋區(qū)域對應一個交叉點，采用上述的交叉掃描法計算出開通的兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的各個交叉點坐標，即得到了觸摸屏上各遮擋物體的精確坐標。為了進一步增強觸摸點識別的可靠性和有效剔除虛假觸摸點，作為一個較好的實施例，本發(fā)明還可以包括步驟S4進行垂直驗證，即在計算出各所述交叉點坐標之后還包括步驟開通針對各交叉點X方向坐標和Y方向坐標所垂直對應的發(fā)射管進行垂直掃描操作， 若判斷出在X方向或Y方向兩者之一不存在遮擋區(qū)域，則說明此交叉點并不存在，是虛假觸摸點，因此需要剔除該虛假觸摸點。該步驟可以進一步增強觸摸點識別的可靠性，即就算步驟S3中在根據(jù)各交遮擋物體的大概位置對投影中心連線相交組合進行優(yōu)化后仍然留下了一些虛假觸摸點，經(jīng)過本步驟就可以有效的剔除這些虛假觸摸點。與本發(fā)明的一種紅外觸摸屏多點識別方法相對應的，本發(fā)明還提供一種紅外觸摸屏多點識別裝置，如圖4所示，包括三角掃描模塊，用于在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值，所述三角掃描操作為一個發(fā)射管對應多個接收管的掃描操作；與所述三角掃描模塊相連接的大概位置坐標計算模塊，用于根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小以及各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，并根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標；與所述大概位置坐標計算模塊相連接的交叉點坐標計算模塊，用于根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作，得出各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標?，F(xiàn)有的紅外LED多觸摸點掃描計算方法，一般都需要記錄保存各個接收管的A/D 值進行比較以執(zhí)行后續(xù)的額外驗證觸摸點真實性的計算。然而，傳統(tǒng)的觸摸屏電路裝置由于設計方法和硬件A/D轉換資源的限制，只能分時的開啟相鄰的LED接收管A/D值轉換工作，因此記錄并保存N個接收管的A/D值需要耗費N個掃描單位時間。當存在多個觸摸點時，驗證多個觸摸點的掃描周期需要耗費較長的掃描時間，有時這樣的驗證多個觸摸點的掃描時間會超過垂直掃描周期的一半，這樣大大的降低了觸摸屏的響應速度，影響了用戶的體驗。有基于此，本發(fā)明提供了有別于傳統(tǒng)紅外LED觸摸屏分時采樣各接收管狀態(tài)值的電路結構，采用能同時采樣眾多接收管的電路結構，具體做法為將各接收管分別連接于采樣芯片的各管角，所述采樣芯片在一個指令周期內同時讀取各接收管的高低電平的狀態(tài)值并形成一個狀態(tài)數(shù)據(jù)值。本發(fā)明裝置的這種不再采用傳統(tǒng)紅外LED觸摸中采樣各接收管光強度A/D值而是直接同時讀取個接收管高低電平狀態(tài)值的做法，能夠有效提升觸摸屏的掃描速度。另外，為了進一步增強觸摸點識別的可靠性和有效剔除虛假觸摸點，作為一個較好的實施例，本發(fā)明的裝置還可以包括垂直掃描驗證模塊，用于在計算出各所述交叉點坐標之后，開通針對各交叉點X方向坐標和Y方向坐標所垂直對應的發(fā)射管進行垂直掃描操作，若判斷出在X方向或Y方向不存在遮擋區(qū)域，則剔除該虛假觸摸點。優(yōu)選的，所述交叉點坐標計算模塊可以包括區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對觸摸屏進行區(qū)域劃分，針對各區(qū)域的具體情況選擇開通兩個X方向上的發(fā)射管或Y方向上的發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作，也就是說針對每個區(qū)域的具體情況選擇開通的(兩個)發(fā)射管都是不同的。優(yōu)選的，所述交叉點坐標計算模塊可以包括垂直距離計算模塊，用于根據(jù)所述發(fā)射管到接收管的垂直距離、所開通的兩個發(fā)射管的間距、各遮擋物體所對應的兩個投影區(qū)域的中心之間的距離，利用三角形的相似原理計算得出各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離；然后由所述交叉點坐標計算模塊根據(jù)所述垂直距離計算模塊中計算得到的各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離計算出各所述交叉點坐標，具體過程可以參考本發(fā)明的方法中的描述。本發(fā)明的一種紅外觸摸屏多點識別裝置的其他技術特征與本發(fā)明的方法相同，在此不予贅述。通過以上方案可以看出，本發(fā)明的紅外觸摸屏多點識別方法及裝置，通過開通一個發(fā)射管對應多個接收管的三角掃描方式和記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值可得出遮擋物體在觸摸屏中的大概位置，再根據(jù)該大概位置開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行有針對性的三角掃描即可計算出觸摸屏上各遮擋物體的精確坐標點。本發(fā)明的方法及裝置解決了現(xiàn)有技術中紅外LED掃描技術無法有效識別多個觸摸點的難題，也解決了紅外LED掃描技術在多點觸摸人機交互技術上的應用局限性問題，適用性廣，易于實現(xiàn)；最重要的是本發(fā)明的方法及裝置在識別多個觸摸點時檢測速度快，具有快速檢測及精確計算多個觸摸點的優(yōu)點，而且不需要增加任何硬件成本、不更改現(xiàn)有紅外LED掃描電路即可有效的識別多個觸摸點，具有一定的速度和成本優(yōu)勢。以上所述的本發(fā)明實施方式，并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種紅外觸摸屏多點識別方法，其特征在于，包括以下步驟在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值，所述三角掃描操作為一個發(fā)射管對應多個接收管的掃描操作；根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小以及各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，并根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標；根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作，得出各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標。
2.根據(jù)權利要求1所述的紅外觸摸屏多點識別方法，其特征在于，計算出各所述交叉點坐標之后還包括步驟開通針對各交叉點X方向坐標和Y方向坐標所垂直對應的發(fā)射管進行垂直掃描操作，若判斷出在X方向或Y方向不存在遮擋區(qū)域，則剔除該虛假觸摸點。
3.根據(jù)權利要求2所述的紅外觸摸屏多點識別方法，其特征在于，所述根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作的過程具體包括根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對觸摸屏進行區(qū)域劃分，針對各區(qū)域的具體情況選擇開通兩個X方向上的發(fā)射管或Y方向上的發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作。
4.根據(jù)權利要求2所述的紅外觸摸屏多點識別方法，其特征在于，所述計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標的過程具體包括根據(jù)所述發(fā)射管到接收管的垂直距離、所開通的兩個發(fā)射管的間距、各遮擋物體所對應的兩個投影區(qū)域的中心之間的距離，利用三角形的相似原理計算得出各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離，再根據(jù)計算得到的各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離計算出各所述交叉點坐標。
5.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的紅外觸摸屏多點識別方法，其特征在于，所述三角掃描中一個發(fā)射管對應N個接收管，且N的值小于M,所述M為根據(jù)發(fā)射管的角度和觸摸屏尺寸的大小計算得到的、發(fā)射管在沒有遮擋的情況下能照射到接收管的個數(shù)。
6.一種紅外觸摸屏多點識別裝置，其特征在于，包括三角掃描模塊，用于在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值，所述三角掃描操作為一個發(fā)射管對應多個接收管的掃描操作；與所述三角掃描模塊相連接的大概位置坐標計算模塊，用于根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小以及各遮擋物體在掃描方向上的遮擋區(qū)域大小，并根據(jù)所述投影區(qū)域大小、遮擋區(qū)域大小以及發(fā)射管到接收管的垂直距離計算各遮擋物體的大概位置坐標；與所述大概位置坐標計算模塊相連接的交叉點坐標計算模塊，用于根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標選擇開通X方向或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作， 得出各遮擋物體在對應的多個接收管上形成的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心的連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各所述兩個發(fā)射管的中心到各自對應的投影區(qū)域中心連線的交叉點坐標。
7.根據(jù)權利要求6所述的紅外觸摸屏多點識別裝置，其特征在于，將各接收管分別連接于采樣芯片的各管角，所述采樣芯片在一個指令周期內同時讀取各接收管的高低電平的狀態(tài)值并形成一個狀態(tài)數(shù)據(jù)值。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的紅外觸摸屏多點識別裝置，其特征在于，還包括垂直掃描驗證模塊，用于在計算出各所述交叉點坐標之后，開通針對各交叉點X方向坐標和Y方向坐標所垂直對應的發(fā)射管進行垂直掃描操作，若判斷出在X方向或Y方向不存在遮擋區(qū)域，則剔除該虛假觸摸點。
9.根據(jù)權利要求8所述的紅外觸摸屏多點識別裝置，其特征在于，所述交叉點坐標計算模塊包括區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)所述各遮擋物體的大概位置坐標對觸摸屏進行區(qū)域劃分，針對各區(qū)域的具體情況選擇開通兩個X方向上的發(fā)射管或Y方向上的發(fā)射管分別進行所述三角掃描操作。
10.根據(jù)權利要求8任意一項所述的紅外觸摸屏多點識別裝置，其特征在于，所述交叉點坐標計算模塊包括垂直距離計算模塊，用于根據(jù)所述發(fā)射管到接收管的垂直距離、所開通的兩個發(fā)射管的間距、各遮擋物體所對應的兩個投影區(qū)域的中心之間的距離，利用三角形的相似原理計算得出各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離；所述交叉點坐標計算模塊根據(jù)計算得到的各遮擋物體到X方向或Y方向上發(fā)射管的垂直距離計算出各所述交叉點坐標。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紅外觸摸屏多點識別方法及裝置，該方法包括以下步驟在X方向或Y方向上依次開通各發(fā)射管進行三角掃描操作，記錄對應的眾接收管的狀態(tài)數(shù)據(jù)值；根據(jù)各所述狀態(tài)數(shù)據(jù)值計算遮擋物體的大概個數(shù)、投影區(qū)域大小以及遮擋區(qū)域大小，并計算各遮擋物體的大概位置坐標；根據(jù)所述大概位置坐標選擇開通X或Y方向上的兩個發(fā)射管分別進行三角掃描操作，得出對應的投影區(qū)域大小并求出各投影區(qū)域中心坐標，根據(jù)所述大概位置坐標對投影區(qū)域連線組合進行優(yōu)化，計算出優(yōu)化后的各連線的交叉點坐標。本發(fā)明的方法及裝置解決了紅外觸摸屏上無法有效識別多個觸摸點的難題，適用性廣，易于實現(xiàn)；最重要的是掃描檢測速度快，而且成本低。
文檔編號G06F3/042GK102364417SQ20111017750
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權日2011年6月28日
發(fā)明者鄭金發(fā) 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司