專利名稱：一種觸摸點定位裝置及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子觸摸技術領域，特別是一種觸摸點定位裝置及方法。
背景技術：
現(xiàn)有的紅外觸摸裝置是將紅外發(fā)射和紅外接收元件按照一一對應的方式組成發(fā) 射接收對，沿著觸摸屏表面邊緣構成一個相互垂直的發(fā)射接收陣列，通過檢測每一對紅外 發(fā)射和接收元件之間的紅外光線是否被阻斷，判斷是否有觸摸事件發(fā)生。這種方式有一個 很大的缺點就是只能檢測一個觸摸點，若同時有兩個或兩個以上觸摸點時，則無法辨別實 際觸摸點。中國發(fā)明專利CN101493740A公開了一種紅外觸摸屏識別多個真實觸摸點的方 法，該方法首先對X軸、Y軸和Z軸方向進行紅外掃描，掃描單元對觸摸信號進行觸摸分析， 產(chǎn)生X軸、Y軸和Z軸的觸摸位置信息；控制器判斷產(chǎn)生是否為有效觸摸位置信息，有有效 觸摸位置信息時，控制器收集此信息，并對收集到的數(shù)據(jù)進行排列組合，產(chǎn)生所有的組合 點；控制器根據(jù)Χ + 泫(90-a) = Z分別對所有的組合點進行判斷是否有符合條件的組 合點，3為ζ軸掃描單元與χ軸掃描單元的夾角，將得出的各真實觸摸點的位置信息傳輸?shù)?計算機系統(tǒng)中。該發(fā)明中紅外掃描單元為紅外管，這種方法的缺點是(ι)紅外管發(fā)光的角 度有限，只能增加一次傾斜掃描，無法進行兩次或兩次以上的傾斜掃描，因此無法實現(xiàn)真正 意義上的多點掃描；(2)紅外管光能在小范圍內集中，使得傾斜掃描時光能很低，效果不 好；(3)如果采用大角度紅外管，則提高了觸摸裝置的成本，且功耗也較高。目前一字線型紅外激光光源因其輸出功率穩(wěn)定、可靠性強、功率分布均勻、線寬和 景深等技術參數(shù)相較普通光源優(yōu)異等特點，在工業(yè)產(chǎn)品表面質量檢測、紙幣防偽檢測、高速 路表面質量檢測等領域得到了越來越多的應用，因此考慮將一字線型紅外激光光源應用于 觸摸點定位領域成為一個有意義的課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一在于克服上述缺點和不足，提供一種觸摸點定位裝置，本發(fā)明 裝置具有定位準確、結構簡潔、適用范圍廣、實現(xiàn)成本低以及能有效實現(xiàn)多點觸摸定位等優(yōu)點。本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于上述裝置的觸摸點定位方法。本發(fā)明的目的之一是通過下述技術方案實現(xiàn)的一種觸摸點定位裝置，包括控制 單元、紅外接收管陣列、2個或2個以上一字線型紅外激光光源，所述一字線型紅外激光光 源安裝在觸摸顯示屏邊框的不同位置上，所述紅外接收管陣列安裝在觸摸顯示屏的邊框 上，一字線型紅外激光光源發(fā)射紅外激光形成的紅外激光平面覆蓋觸摸顯示屏，并被觸摸 顯示屏邊框上的紅外接收管陣列接收；所述控制單元分別與紅外接收管陣列、一字線型紅外激光光源相連，并對紅外接 收管陣列和一字線型紅外激光光源進行控制。
為更好的實現(xiàn)本發(fā)明目的，所述觸摸顯示屏邊框的左上角和右上角分別安裝有一 字線型紅外激光光源，所述觸摸顯示屏的左邊框、下邊框和右邊框分別安裝有紅外接收管 陣列。優(yōu)選的，所述觸摸顯示屏上邊框左端、中間和右端分別安裝有1個一字線型紅外 激光光源，所述觸摸顯示屏的左邊框、下邊框和右邊框分別安裝有紅外接收管陣列。優(yōu)選的，所述觸摸顯示屏的左上角、右上角和右下角分別安裝有一字線型紅外激 光光源，所述觸摸顯示屏的每條邊框均安裝有紅外接收管陣列。本發(fā)明的目的之二是通過下述技術方案實現(xiàn)的一種基于上述裝置的觸摸點定位 方法，包括以下步驟(1)獲得初始數(shù)據(jù)調整好每個一字線型紅外激光光源與各紅外接收管陣列之間 的垂直高度，保證一字線型紅外激光光源所發(fā)射的紅外激光能夠被放置在其對應位置處的 紅外接收管陣列接收到，對各個紅外接收管進行編號并依據(jù)自己所建坐標系給定其坐標， 然后控制模塊控制各個一字線型紅外激光光源依次獨立開啟，控制模塊依次讀取開啟的一 字線型紅外激光光源所對應紅外接收管陣列中各個紅外接收管的值，并將這些值作為初始 化值記入對應的初始化數(shù)組中；(2)觸摸點位置掃描在工作過程中，控制模塊控制各個一字線型紅外激光光源 依次獨立開啟，然后控制模塊依次讀取開啟的一字線型紅外激光光源所對應紅外接收管陣 列中各個紅外接收管的值，并將這些值與其在初始化數(shù)組中的對應值進行比較，如果二者 之差超過預先設定的閾值，則判斷為有觸摸點遮擋，記錄該紅外接收管和一字線型紅外激 光光源所在坐標；待每個一字線型紅外激光光源均開啟過一次后，即完成一個循環(huán)，然后進 入步驟⑶；(3)觸摸點位置確定將步驟(2)中找到的各紅外接收管和對應的一字線型紅外 激光光源坐標相連，在得到的多條斜線中，取其交點，如果通過該交點的斜線個數(shù)等于所設 置的一字線型紅外激光光源個數(shù)，則認為該交點即為觸摸點的坐標。所述步驟(2)中，每個一字線型紅外激光光源獨立開啟的時間必須大于或等于控 制模塊完成依次讀取該一字線型激光光源光照平面內所覆蓋的紅外接收管輸出值所需的 時間。所述步驟(2)中，預先設定的閾值根據(jù)每個紅外接收管的參數(shù)、排列位置、接收光 的角度不同，以相對于所得到的各初始值信號減少百分比為根據(jù)，如果紅外接收管得到的 信號值與其對應的初始化值相比至少減少15%，則判斷為有觸摸筆遮擋。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果第一、定位準確，結構簡潔本發(fā)明通過采用一字線型激光光源與紅外接收管相 結合的方式，與現(xiàn)有技術單純采用紅外光源相比，有效增大了發(fā)射角度，且本發(fā)明發(fā)出的是 面光源，光強更均勻，同時也增強了紅外接收管接收到的光強，使得觸摸定位準確性大大提 高，且結構更簡潔，維護更方便。第二、實現(xiàn)多點觸摸定位本發(fā)明可以采用多個一字線型激光光源與紅外接收管 相結合的方式，由于每個一字線型激光光源可以放置在不同位置，即不同的一字線型激光 光源被點亮時，同一個紅外接收管接收到的光源光線方向是不一樣的，更加能有效的區(qū)分 多個觸摸點，提高觸摸點的分辨能力，真正的實現(xiàn)多點觸摸。
第三、適用范圍廣，實現(xiàn)成本低。本發(fā)明只需要一字線型激光光源與紅外接收管， 不需要增加額外的高成本零部件，以低成本有效的實現(xiàn)多點觸摸定位。另外，由于采用一字 線型激光光源，其發(fā)出的光源的光強更均勻，同時也增強了紅外接收管接收到的光強，因此 也適用于較大屏幕，適用范圍更廣。


圖1是實施例1中裝置的結構示意圖；圖2是實施例1中裝置工作的流程圖；圖3是實施例2中裝置的結構示意圖；圖4是實施例3中裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖，對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不 限于此。實施例1一種觸摸點定位裝置，如圖1所示，包括控制單元201、紅外接收管陣列202、一字 線型紅外激光光源203和一字線型紅外激光光源204，控制單元201分別與紅外接收管陣列 202、一字線型紅外激光光源203、一字線型紅外激光光源204相連，并分別對其進行控制。其中紅外接收管陣列202安裝在觸摸顯示屏的三條邊框上(即觸摸顯示屏的左邊 框上安裝的紅外接收管a+Ι到a+n，觸摸顯示屏的下邊框上安裝的紅外接收管b+1到b+n， 觸摸顯示屏的右邊框上安裝的紅外接收管c+1到c+n)，觸摸顯示屏上邊框的兩端分別安裝 有一字線型紅外激光光源203和一字線型紅外激光光源204，一字線型紅外激光光源(203、 204)發(fā)射的紅外激光平面能分別被對應邊上的紅外接收管所接收到。在本實施例中，一字 線型紅外激光光源203發(fā)射的紅外激光平面能被對應邊上的紅外接收管b+Ι到紅外接收管 b+n,以及紅外接收管c+1到紅外接收管c+n所接收到；一字線型紅外激光光源204發(fā)射的 紅外激光平面能被對應邊上紅外接收管a+Ι到紅外接收管a+n，以及紅外接收管b+1到紅外 接收管b+n接收。所述紅外激光平面具體是指一字線型激光光源發(fā)射紅外激光形成的光照 平面。一種基于上述裝置的觸摸點定位方法，包括以下步驟(1)獲得初始數(shù)據(jù)調整好各個一字線型紅外激光光源與各紅外接收管陣列之間 的垂直高度，保證各一字線型紅外激光光源所發(fā)射的紅外激光能夠被放置在其對應位置處 的紅外接收管陣列接收到，對各個紅外接收管進行編號并依據(jù)自己所建坐標系給定其坐 標，然后控制模塊控制各個一字線型紅外激光光源依次獨立開啟，控制模塊依次讀取開啟 的一字線型紅外激光光源所對應紅外接收管陣列中各個紅外接收管的值，并將這些值作為 初始化值記入對應的初始化數(shù)組中。在本實施例中，控制模塊控制一字線型紅外激光光源 203開啟，控制模塊依次讀取一字線型紅外激光光源203所對應紅外接收管陣列中編號從 b+Ι到b+n和c+1到c+n的紅外接收管的值，并將這些值作為初始化值記入一字線型紅外激 光光源203對應的初始化數(shù)組中；然后關閉一字線型紅外激光光源203，打開一字線型紅外 激光光源204，同樣方法，讀取其所對應紅外接收管陣列中編號從a+Ι到a+n和b+Ι到b+n的紅外接收管的值，并將這些值作為初始化值記入一字線型紅外激光光源204對應的初始 化數(shù)組中；(2)觸摸點位置掃描在工作過程中，控制模塊控制各個一字線型紅外激光光源 依次獨立開啟，然后控制模塊依次讀取開啟的一字線型紅外激光光源所對應紅外接收管陣 列中各個紅外接收管的值，并將這些值與其在初始化數(shù)組中的對應值進行比較，如果二者 之差超過預先設定的閾值，則判斷為有觸摸點遮擋，記錄該紅外接收管和一字線型紅外激 光光源所在坐標；待每個一字線型紅外激光光源均開啟過一次后，即完成一個循環(huán)，然后進 入步驟(3)。本實施例中，在一字線型激光光源203被點亮的時間段內，控制單元201依次 讀取紅外接收管b+Ι到紅外接收管b+n，紅外接收管c+1到紅外接收管c+n的輸出值，并將 讀取的紅外接收管的輸出值與該紅外接收管相應的初始化值比較，若存在某個紅外接收管 的輸出值與該紅外接收管相應的初始化值之差超過預先設定的閾值，則判斷為有遮擋；例 如在圖1中，紅外接收管b+17的輸出值與初始值之差大于預先設定的閾值，那么控制單元 201記錄該紅外接收管和一字線型紅外激光光源203所在坐標；同理的，在一字線型激光光 源204被點亮的時間段內，控制單元201依次讀取紅外接收管a+Ι到紅外接收管a+n，紅外 接收管b+Ι到紅外接收管b+n的輸出值，并將讀取的紅外接收管的輸出值與該紅外接收管 相應的初始化值比較，若存在某個紅外接收管的輸出值與該紅外接收管相應的初始化值2 相差超過預先設定的閾值，則判斷為有遮擋；如圖1中，紅外接收管b+5的輸出值與初始值 之差大于預先設定的閾值，那么控制單元201記錄該紅外接收管和一字線型紅外激光光源 204所在坐標。(3)觸摸點位置確定將步驟(2)中找到的各紅外接收管和對應的一字線型紅外 激光光源坐標相連，在得到的多條斜線中，取其交點，如果通過該交點的斜線個數(shù)等于所設 置的一字線型紅外激光光源個數(shù)，則認為該交點即為觸摸點的坐標。本實施例中，經(jīng)過步驟 (2)得到一字線型激光光源203與紅外接收管b+17的連線形成的斜線Li，一字線型激光光 源204與紅外接收管b+5的連線形成的斜線L2，控制單元求取這兩斜線的交點坐標，因為僅 有兩個一字線型激光光源，所以求出的交點即為觸摸點A的坐標。所述步驟(2)中，每個一字線型紅外激光光源獨立開啟的時間必須大于或等于控 制模塊完成依次讀取該一字線型激光光源光照平面內所覆蓋的紅外接收管輸出值所需的 時間。所述步驟(2)中，預先設定的閾值根據(jù)每個紅外接收管的參數(shù)、排列位置、接收光 的角度不同，以相對于所得到的各初始值信號減少百分比為根據(jù)，如果紅外接收管得到的 信號值與其對應的初始化值相比至少減少15%，則判斷為有觸摸筆遮擋。實施例2本實施例除下述特征外其他結構同實施例1 如圖3所示，在實施例1的裝置圖的基礎上增加了一個一字線型激光光源205，該 光源置于一字線型激光光源203和204的中間，用來實現(xiàn)多個觸摸點識別定位。其定位方 法同實施例1。如圖3所示，當有遮擋物D和遮擋物B時，經(jīng)過一字線型激光光源203、一字線型激 光光源204掃描其相應的紅外接收管，可以得到斜線L3、L4、L7、L8，通過計算可得到B、C、 D、E這4個交點，但無法判斷遮擋物究竟是其中幾個還是全部都是。本實施例多設置了一
6個一字線型激光光源205，那么根據(jù)點亮一字線型激光光源205后掃描得到的相應的紅外 接收管信息，可得到斜線L5、L6，因為通過點B、D的斜線個數(shù)等于所設置的一字線型紅外激 光光源個數(shù)，通過點C、E的斜線個數(shù)小于所設置的一字線型紅外激光光源個數(shù)，則確定最 后的觸摸點為B和D點。實施例3本實施例除下述特征外其他結構同實施例1 如圖4所示，在實施例1裝置圖中增 加了一個一字線型激光光源206，該光源置于觸摸屏上不同于一字線型激光光源203和204 設置位置的一角處，用來實現(xiàn)多個觸摸點識別定位。其定位方法同實施例1。如圖4所示，當有遮擋物F和遮擋物H時，經(jīng)過一字線型激光光源203、一字線型激 光光源204掃描其相應的紅外接收管，可以得到斜線L9、L10、L11、L12，通過計算可得到F、 G、H、J這4個交點，但無法判斷遮擋物究竟是其中幾個還是全部都是。本實施例多設置了 一個一字線型激光光源206，那么根據(jù)點亮一字線型激光光源206后掃描得到的相應的紅 外接收管信息，可得到斜線L13、L14，因為通過點F、H的斜線個數(shù)等于所設置的一字線型紅 外激光光源個數(shù)，通過點G、J的斜線個數(shù)小于所設置的一字線型紅外激光光源個數(shù)，則確 定最后的觸摸點為F和H點。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受所述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種觸摸點定位裝置，其特征在于，包括控制單元、紅外接收管陣列、2個或2個以 上一字線型紅外激光光源，所述一字線型紅外激光光源安裝在觸摸顯示屏邊框的不同位置 上，所述紅外接收管陣列安裝在觸摸顯示屏的邊框上，一字線型紅外激光光源發(fā)射紅外激 光形成的紅外激光平面覆蓋觸摸顯示屏，并被觸摸顯示屏邊框上的紅外接收管陣列接收；所述控制單元分別與紅外接收管陣列、一字線型紅外激光光源相連，并對紅外接收管 陣列和一字線型紅外激光光源進行控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸摸點定位裝置，其特征在于，所述觸摸顯示屏邊框的左上 角和右上角分別安裝有一字線型紅外激光光源，所述觸摸顯示屏的左邊框、下邊框和右邊 框分別安裝有紅外接收管陣列。
3.根據(jù)權利要求1所述的觸摸點定位裝置，其特征在于，所述觸摸顯示屏上邊框左端、 中間和右端分別安裝有1個一字線型紅外激光光源，所述觸摸顯示屏的左邊框、下邊框和 右邊框分別安裝有紅外接收管陣列。
4.根據(jù)權利要求1所述的觸摸點定位裝置，其特征在于，所述觸摸顯示屏的左上角、右 上角和右下角分別安裝有一字線型紅外激光光源，所述觸摸顯示屏的每條邊框均安裝有紅 外接收管陣列。
5. 一種觸摸點定位方法，其特征在于，包括以下步驟(1)獲得初始數(shù)據(jù)調整好每個一字線型紅外激光光源與各紅外接收管陣列之間的垂 直高度，保證一字線型紅外激光光源所發(fā)射的紅外激光能夠被放置在其對應位置處的紅外 接收管陣列接收到，對各個紅外接收管進行編號并依據(jù)自己所建坐標系給定其坐標，然后 控制模塊控制各個一字線型紅外激光光源依次獨立開啟，控制模塊依次讀取開啟的一字線 型紅外激光光源所對應紅外接收管陣列中各個紅外接收管的值，并將這些值作為初始化值 記入對應的初始化數(shù)組中；(2)觸摸點位置掃描在工作過程中，控制模塊控制各個一字線型紅外激光光源依次 獨立開啟，然后控制模塊依次讀取開啟的一字線型紅外激光光源所對應紅外接收管陣列中 各個紅外接收管的值，并將這些值與其在初始化數(shù)組中的對應值進行比較，如果二者之差 超過預先設定的閾值，則判斷為有觸摸點遮擋，記錄該紅外接收管和一字線型紅外激光光 源所在坐標；待每個一字線型紅外激光光源均開啟過一次后，即完成一個循環(huán)，然后進入步 驟⑶；(3)觸摸點位置確定將步驟(2)中找到的各紅外接收管和對應的一字線型紅外激光 光源坐標相連，在得到的多條斜線中，取其交點，如果通過該交點的斜線個數(shù)等于所設置的 一字線型紅外激光光源個數(shù)，則認為該交點即為觸摸點的坐標。
6.根據(jù)權利要求5所述的觸摸點定位方法，其特征在于，所述步驟(2)中，每個一字線 型紅外激光光源獨立開啟的時間必須大于或等于控制模塊完成依次讀取該一字線型激光 光源光照平面內所覆蓋的紅外接收管輸出值所需的時間。
7.根據(jù)權利要求5所述的觸摸點定位方法，其特征在于，所述步驟(2)中，預先設定的 閾值根據(jù)每個紅外接收管的參數(shù)、排列位置、接收光的角度不同，以相對于所得到的各初始 值信號減少百分比為根據(jù)，如果紅外接收管得到的信號值與其對應的初始化值相比至少減 少15%，判斷為有觸摸筆遮擋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種觸摸點定位裝置，包括控制單元、紅外接收管陣列、2個以上一字線型紅外激光光源，所述一字線型紅外激光光源安裝在觸摸顯示屏邊框的不同位置上，所述紅外接收管陣列安裝在觸摸顯示屏的邊框上，一字線型紅外激光光源發(fā)射紅外激光形成的紅外激光平面覆蓋觸摸顯示屏，并被觸摸顯示屏邊框上的紅外接收管陣列接收；所述控制單元分別與紅外接收管陣列、一字線型紅外激光光源相連，并對紅外接收管陣列和一字線型紅外激光光源進行控制。本發(fā)明還公開了一種觸摸點定位方法。本發(fā)明裝置具有定位準確、結構簡潔、適用范圍廣、實現(xiàn)成本低以及能有效實現(xiàn)多點觸摸定位等優(yōu)點。
文檔編號G06F3/042GK102004586SQ20101055835
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權日2010年11月23日
發(fā)明者劉小青, 徐響林, 鐘杰婷 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司