專利名稱：抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種紅外觸摸屏，尤其是一種能夠抗強光干擾，并且具有高分辨率的紅外觸摸屏。
背景技術(shù)：
紅外屏觸摸屏就是在顯示屏幕的四周安裝紅外發(fā)送管和紅外接收管，形成紅外光矩陣，然后利用控制軟件在行、列的兩個方向進(jìn)行掃描，一旦手指或不透明物體在框架內(nèi)移動時，就會阻隔X，Y方向的紅外光路，從而導(dǎo)致接收電路的電信號發(fā)生變化，通過對電信號變化的處理得到觸摸位置從而進(jìn)行觸摸定位?，F(xiàn)有的紅外觸摸屏防強光是靠不讓或少讓外界光照射在紅外管上來實現(xiàn)防光的目的，存在著以下缺陷1、生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜不利于量產(chǎn)；2、由于裝配結(jié)構(gòu)復(fù)雜而導(dǎo)致不能實現(xiàn)防水；3、不能在太陽強光下應(yīng)用而達(dá)不到真正抗強光的效果；4、由于是物理防光而尺寸有限不能應(yīng)用在大尺寸屏上。

實用新型內(nèi)容本實用新型即是針對目前紅外觸摸屏存在的上述缺陷，提供一種抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏。本實用新型考慮到紅外觸摸屏是根據(jù)接收管有無數(shù)接收到的光信號源來判定是否被觸摸的，其分辯率由紅外管的對數(shù)來決定的，因此他的分辯率就等于屏的分辯率。即當(dāng)紅外觸摸屏X的方向上有80對管，Y方向有50對對管，它的分辨率為80*50，這樣觸摸屏的分辯率就比較低。實際上，當(dāng)物理觸摸后，不同的觸摸位置不僅會影響到紅外接收管是否能接收到信號，也會影響到其接收信號的強度有所不同。即觸摸物的位置與接收紅外光強度有直接的關(guān)系，因此如果將紅外光接收信號的強度進(jìn)行量化分級處理，對于接收管不僅要判斷是否有接收到信號，還要判斷接收信號具體的強度，這樣即使觸摸物移動非常小的距離，由于接收到的信號強度發(fā)生改變，也可探測到觸摸物的位置，從而可以得到極高的分辯率，此時紅外管的分辯率主要由紅外管的對數(shù)和每對接收管的光強量化級數(shù)來決定的。觸摸屏坐標(biāo)則由紅外管的物理坐標(biāo)和觸摸點在相應(yīng)管中的坐標(biāo)共同決定，另外紅外觸摸屏主要依靠紅外光工作，對環(huán)境光照因素變化比較敏感。太陽光中紅外光占50%，在有太陽光的環(huán)境，使用紅外觸摸屏?xí)艿綐O大的干擾，在光照變化較大時，會引起誤動作。因此，本實用新型的設(shè)計思路是不讓或少讓外界光照射在紅外管，即物理防光。具體來說，本實用新型所述的抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏，包括顯示屏和安裝在顯示屏四周的呈矩陣排布的多個成對的紅外發(fā)射管和紅外接收管，其特征在于在所述的紅外發(fā)射管前端加裝有凸透鏡。在紅外發(fā)射管前端加裝有凸透鏡有利于增加接收光的強度，從而增加各等級信號間強度的差值，減弱接收信號對干擾信號的敏感度，提高抗光干擾能力。[0010]進(jìn)一步的，所述的紅外觸摸屏還包括在紅外接收管上加裝紅外濾光片。也可以進(jìn)行環(huán)氣氧封裝，以濾除部分光干擾。進(jìn)一步的，所述的紅外觸摸屏通過USB接口或RS232接口連接電腦。本實用新型所述的紅外觸摸屏也同時采用脈沖方式來進(jìn)行抗干擾，紅外探測采用脈沖方式，即紅外發(fā)射管發(fā)射一個固定頻率的信號，接收方只對這一頻率進(jìn)行檢測，為提高抗干擾能力，對發(fā)射管和接收管均采用相同的固定頻率掃描，發(fā)射管發(fā)射固定頻率的信號， 同時以同樣頻率對相對應(yīng)的接收管進(jìn)行信號的采集，然后對接收到的信號進(jìn)行量化處理。本實用新型所述的抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏，設(shè)計合理，具有良好的抗強光干擾和高分辨率的優(yōu)點，使用范圍廣泛。

圖1是本實用新型實施例的紅外發(fā)射管和紅外接收管的矩陣分布示意圖；圖2是本實用新型中紅外接收管的紅外光信號變化曲線；其中，1為顯示屏、21為縱列紅外發(fā)射管、22為縱列紅外接收管、31為橫列紅外發(fā)射管、32為橫列紅外接收管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型所述的抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏進(jìn)行描述和說明，目的是為了公眾更好的理解本實用新型的技術(shù)內(nèi)容，而不是對所述技術(shù)內(nèi)容的限制，事實上，在以相同或近似的原理對所述觸摸屏進(jìn)行的改進(jìn)，包括觸摸屏的形狀、尺寸，紅外發(fā)射和接收對管的數(shù)目的改變，都在本實用新型所要求保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。如圖1，本實用新型所述的抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏，包括顯示屏1和安裝在顯示屏1四周的呈矩陣排布的多個成對的紅外發(fā)射管和紅外接收管，在“Y”軸上，縱列紅外發(fā)射管21和縱列紅外接收管22 ；在“X”軸上，橫列紅外發(fā)射管31和橫列紅外接收管 32，其中，在所述的縱列紅外發(fā)射管21和橫列紅外發(fā)射管31前端加裝有凸透鏡，有利于增加接收光的強度，從而增加各等級信號間強度的差值，減弱接收信號對干擾信號的敏感度， 提高抗光干擾能力；進(jìn)一步的，還可以在縱列紅外接收管22和橫列紅外接收管32上加裝紅外濾光片，有利于紅外光的濾過。紅外接收管的Vce變化范圍為0. 3v-5. 0v，實際上接收管是一個光控基極的NPN三極管，所以有三個區(qū)域，即截止區(qū)，放大區(qū)，飽和區(qū)，其曲線如圖2所示。由圖可知，本實用新型所述的紅外觸摸屏，計時必須把接收管工作于放大狀態(tài)，在檢測時主要是檢測接收電路中單個的VirRecv信號，也就是放大區(qū)的信號，這樣就可以采用下述方法來實現(xiàn)抗強光干擾和高分辨率。 具體來說，采用的方法包括1、抗干擾軟件處理在檢測VirRecv信號，不能采用簡單的高低電平來區(qū)分，在這里采用模擬變成數(shù)字的方法，即模數(shù)轉(zhuǎn)換，在PIC18LF1XK50芯片中集成了高性能的AD轉(zhuǎn)換模塊，可將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為信號的10位二進(jìn)制表示。該模塊使用模擬輸入，這些輸入通過多路開關(guān)連接到同一個采樣和保持電路。采樣保持電路的輸出與轉(zhuǎn)換器的輸入相連接。轉(zhuǎn)換器通過逐次逼近法產(chǎn)生10位二進(jìn)制結(jié)果，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲在ADC結(jié)果寄存器(ADRESI^PADRESH)中。 可通過軟件方式選擇VDD或施加在外部參考引腳上的電壓作為ADC參考電壓。ADC可在轉(zhuǎn)換完成時產(chǎn)生中斷。因為外界中的陽光在不停的變化，例如晚上和白天二者的外界光就完全不一樣，所以檢測系統(tǒng)就應(yīng)動態(tài)的隨著變化，這個使用OEH信號來適應(yīng)動態(tài)的變化，工作狀態(tài)如下把發(fā)送接收對管通電，首先控制OEH為高(以下簡稱OFF狀態(tài))，這樣發(fā)送沒有電流，這時候讀出VirRecv的值為外界光的光值保存為VirRecvOrgVol，然后控制OEH為低 (以下簡稱ON狀態(tài))，讀出VirRecv的值為對管完全工作時候的值保存為VirRecvIrOnVol， 當(dāng) VirRecvOrgVol = VirRecvIrOnVol 表示完全阻隔，VirRecvIrOnVol > VirRecvOrgVol 時，表示部分阻隔或者沒有阻隔，通過這個函數(shù)的返回值可以得出被觸摸的詳細(xì)情況。系統(tǒng)每隔IOOms檢測一次，而外界光的變化速度通常是每分鐘級變化的，所以可以完全的解決外界光動態(tài)變化的影響。2、高分辨率軟件處理保持紅外發(fā)射管和接收管對齊，相鄰紅外管的距離為5-10mm，記錄對應(yīng)不同的遮擋程度的輸出電壓，得到遮擋位置與輸出電壓的關(guān)系。可以看出遮擋位置與輸出電壓是一種近似的線性關(guān)系，因此觸摸點的位置與接收紅外信號強度建立起了一種線應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系。基于以上的原理，在“OFF”的狀態(tài)下采集紅外接收管的光強信號做為零點值，在“0N” 的狀態(tài)下采集紅外接收管的光強信號做為滿度值，這樣將兩次采集到的紅外接收管的光強歸一化，進(jìn)行1 級量化(允許誤差，最大量化等級為10M)，即接收到的光強信的值的取值范圍[0,128]。這樣得到的最小分辯率為5. 1/128 = 0. 0398，即在0. 0398mm的距離上即可探測到一個點。本設(shè)計中的42寸觸摸屏實際物理尺寸使用行對管數(shù)為182，列對管數(shù)為 102，這樣我們可以得到處理過后的分辨率為182*102*128 = 519792，這樣一來就可以把實際物理屏在長和管的基礎(chǔ)上各自放大了 1 倍。
權(quán)利要求1.一種抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏，包括顯示屏和安裝在顯示屏四周的呈矩陣排布的多個成對的紅外發(fā)射管和紅外接收管，其特征在于在所述的紅外發(fā)射管前端加裝有凸透鏡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述的紅外觸摸屏還包括在紅外接收管上加裝紅外濾光片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述的紅外觸摸屏通過USB接口或RS232接口連接電腦。
專利摘要本實用新型提供一種抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏，包括顯示屏和安裝在顯示屏四周的呈矩陣排布的多個成對的紅外發(fā)射管和紅外接收管，其中，在所述的紅外發(fā)射管前端加裝有凸透鏡，有利于增加接收光的強度，從而增加各等級信號間強度的差值，減弱接收信號對干擾信號的敏感度，提高抗光干擾能力，進(jìn)一步的，所述的紅外觸摸屏還包括在紅外接收管上加裝紅外濾光片或進(jìn)行環(huán)氣氧封裝，以濾除部分光干擾。所述的抗強光干擾的高分辨率紅外觸摸屏，設(shè)計合理，具有良好的抗強光干擾和高分辨率的優(yōu)點，使用范圍廣泛。
文檔編號G06F3/042GK202275387SQ20112037079
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者涂曉峰 申請人:深圳市奧邁和電子有限公司