專利名稱：一種紅外定位方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及紅外定位技術，特別涉及一種適用大屏幕的紅外定位方法和裝置。
技術背景
紅外線觸摸屏以結構簡單、不受電流、電壓和靜電干擾，并適宜在某些惡劣的環(huán)境條件下工作，以及具有高穩(wěn)定性、高分辨率、安裝方便、可用在各檔次的計算機，外殼加上一塊鋼化玻璃就能實現(xiàn)防塵、防暴、防水等諸多優(yōu)點，使得紅外線觸摸屏異軍突起，越來越成為觸摸屏市場的主流產(chǎn)品。
現(xiàn)有紅外觸摸裝置，采用四個邊均分布紅外接收元件和紅外發(fā)射元件，然后通過綜合縱橫方向的掃描結果，綜合分析計算出觸摸點的坐標。當需要搭建的觸摸屏長度較大時，受紅外發(fā)射元件功率限制，造成紅外光無法被相應的紅外接收元件感應到，從而無法有效的實現(xiàn)觸摸點識別。
同時，現(xiàn)有的紅外觸摸裝置的紅外發(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，沿著觸摸屏四個邊框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，就會無法辨別實際觸摸點。
因此，急需提供一種適用于大觸摸屏且能有效的實現(xiàn)觸摸點識別的紅外定位裝置及其定位方法。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于大觸摸屏且能有效的實現(xiàn)觸摸點識別的紅外定位方法。
本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)
一種紅外定位方法，包括以下步驟
(1)安裝紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊將兩組或兩組以上紅外發(fā)射模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的一個長邊上；將兩組或兩組以上紅外接收模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的另一個長邊上；
所述紅外發(fā)射模塊包括多個紅外發(fā)射元件，所述紅外接收模塊包括多個紅外接收元件，
所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件，η大于或等于2 ；
(2)對紅外發(fā)射模塊上的紅外發(fā)射元件和紅外接收模塊上的紅外接收元件進行初始化，記錄紅外接收元件的初始值；
(3)每組紅外發(fā)射模塊以依次點亮該組內(nèi)所有紅外發(fā)射元件為一個掃描周期；在某紅外元件處于被點亮狀態(tài)的連續(xù)時間段內(nèi)，依次接通與該紅外發(fā)射元件對應的η個紅外接收元件，讀取各紅外接收元件的輸出值；相鄰紅外發(fā)射模塊采用相反方向的掃描時序；
(4)控制模塊分析有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線，根據(jù)設定的計算方法計算觸摸點坐標。
步驟(3)中相鄰紅外發(fā)射模塊的掃描周期的開始時間相差At，At > 0。
步驟(1)中所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系，每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件，η大于或等于2，具體為
每個紅外發(fā)射元件對應5個紅外接收元件，所述5個紅外接收元件由該紅外發(fā)射元件垂直正對位置上的紅外接收元件及垂直正對位置上的紅外接收元件的左右兩邊的最近鄰和次近鄰的紅外接收元件組成。
步驟(1)中所述安裝紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊，還滿足以下要求位于屏幕邊框長邊的兩端的紅外發(fā)射模塊有若干個紅外發(fā)射元件的位置超出觸摸屏的長邊；位于屏幕邊框長邊的兩端的紅外接收模塊有若干個紅外接收元件的位置超出屏幕的長邊。
步驟(4)所述根據(jù)設定的計算方法計算觸摸點坐標，具體為
(4-1)定義垂直參考方向；
(4-2)在定位裝置中預先設定對比角度值，所述對比角度值定義為任一紅外發(fā)射元件與其對應的5個紅外接收元件之間的連線與垂直參考方向的夾角；
(4-3)定義紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線與垂直參考方向的夾角為連線的角度；若有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線間形成交點，則檢測通過交點的各個連線的角度；若測得的角度值包括了所有的對比角度值，則認為該交點為觸摸點，該交點的坐標即為觸摸點坐標。
一種紅外定位裝置，包括控制模塊、兩組或兩組以上的紅外發(fā)射模塊、兩組或兩組以上的紅外接收模塊；所述紅外發(fā)射模塊包括多個紅外發(fā)射元件，所述紅外接收模塊包括多個紅外接收元件，每組紅外發(fā)射模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的一個長邊上；
每組紅外接收模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的另一個長邊上；
所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件；
每組紅外發(fā)射模塊以依次點亮所有紅外發(fā)射元件為一個掃描周期；在某紅外發(fā)射元件處于被點亮狀態(tài)的連續(xù)時間段內(nèi)，依次接通與該紅外發(fā)射元件對應的η個紅外接收元件，讀取各紅外接收元件的輸出值；相鄰發(fā)射模塊間采用相反方向的掃描時序。
位于屏幕邊框的長邊兩端的紅外發(fā)射模塊有若干個紅外發(fā)射元件的位置超出觸摸屏的長邊；位于屏幕邊框的長邊兩端的紅外接收模塊有若干個紅外接收元件的位置超出屏幕的長邊。
所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系，每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件，η大于或等于2，具體為
每個紅外發(fā)射元件對應5個紅外接收元件，所述5個紅外接收元件由該紅外發(fā)射元件垂直正對位置上的紅外接收元件及垂直正對位置上的紅外接收元件的左右兩邊的最近鄰和次近鄰的紅外接收元件組成。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的具有以下優(yōu)點和有益效果
(1)只在一個邊上設置了紅外發(fā)射模塊，相應的一邊上設置紅外接收模塊，因此，當屏幕長度較大時，將紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊安裝在距離較短的兩邊，有效實現(xiàn)觸摸點識別。避免了觸摸屏長度較大時，受紅外發(fā)射元件功率限制，造成紅外光無法被相應的紅外接收元件感應到，從而無法有效的實現(xiàn)觸摸點識別的情況，使得觸摸屏的長度不受限制。
(2)本發(fā)明相鄰發(fā)射模塊間采用相反方向的掃描時序，可以避免一個發(fā)射模塊掃描到相鄰邊縫處，而相鄰的發(fā)射模塊則掃描到了相反的另一端，在兩相鄰發(fā)射模塊間的區(qū)域無法有效識別觸摸點的情況。
(3)相鄰發(fā)射模塊間每個掃描周期的開始掃描時間錯開，即分先后順序進行，使得在相鄰的兩發(fā)射模塊處在邊縫附近盡管一個紅外接收元件對應著相鄰兩個發(fā)射模塊中的紅外發(fā)射元件，也能不受干擾地識別出觸摸點情況。
(4)采用一個紅外發(fā)射元件對多個紅外接收元件的方式，大大提高進行多點定位的精確度，有效識別多個觸摸點。
(5)不需要對現(xiàn)有的紅外觸摸裝置進行很大改動，適用范圍廣，處理速度快，成本低。


圖1為本發(fā)明紅外定位裝置的第一個實施例的示意圖。
圖2為第一個實施例計算計觸摸點坐標時的示意圖。
圖3為第一個實施例的掃描時序圖。
圖4為本發(fā)明紅外定位裝置的第二個實施例的示意圖。
圖5為本發(fā)明紅外定位裝置的第三個實施例的示意圖。
具體實施方式
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
如圖1所示，本發(fā)明的紅外定位裝置包括控制模塊101、紅外發(fā)射模塊102 103 和紅外接收模塊104 105 ；紅外發(fā)射模塊102、103依次緊密排列在觸摸屏邊框的一個長邊上106 ；紅外接收模塊104、105依次緊密排列在觸摸邊框的另一個長邊107上。每組紅外發(fā)射模塊包括N個紅外發(fā)射元件，每組紅外接收模塊包括N個紅外接收元件，紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系每個紅外發(fā)射元件對應5個紅外接收元件，該5個紅外接收元件由其垂直正對位置上的紅外接收元件及垂直正對位置上的紅外接收元件的左右兩邊的最近鄰和次近鄰的紅外接收元件組成。以紅外發(fā)射模塊102的最后一個紅外發(fā)射元件102-N及紅外發(fā)射模塊103的第一個紅外發(fā)射元件103-1為例，紅外發(fā)射元件 102—N對應紅外接收模塊104上的紅外接收元件104--N-2、104—N-1、104—N和紅外接收模塊105上的105—1、105—2，其中紅外接收元件104—N位于紅外發(fā)射元件102—N的垂直正對位置，104-N-l,105-1為紅外接收元件104-N的最近鄰的紅外接收元件；紅外接收元件104--N-2、105--2為紅外接收元件104--N的最近鄰的紅外接收元件；紅外發(fā)射模塊103上的第一個紅外發(fā)射元件103—1對應紅外接收模塊104上的104-N-1U04—N和紅外接收模塊上的105—1、105—2、105—3 ；其中紅外接收元件105—1位于紅外發(fā)射元件 103-1的垂直正對位置，104-N、105-2為紅外接收元件105-1的次近鄰的的紅外接收元件；104-N-1U05—3的最近鄰的紅外接收元件。
上述紅外定位裝置的定位方法包括以下步驟
(1)安裝紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊將紅外發(fā)射模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的一個長邊上；將紅外接收模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的另一個長邊上；
(2)對紅外發(fā)射模塊上的紅外發(fā)射元件和紅外接收模塊上的紅外接收元件進行初始化，記錄紅外接收元件的初始值；
(3)每組紅外發(fā)射模塊以依次點亮該組內(nèi)所有紅外發(fā)射元件為一個掃描周期；在某紅外發(fā)射元件處于被點亮狀態(tài)的連續(xù)時間段內(nèi)，依次接通與該紅外發(fā)射元件對應的5個紅外接收元件，讀取各紅外接收元件的輸出值；相鄰發(fā)射模塊間采用相反方向的掃描時序； 且相鄰發(fā)射模塊的每個掃描周期的開始時間相差Δ t，Δ t > 0，如紅外發(fā)射模塊102在t時刻開始掃描，紅外發(fā)射模塊103在t+At時刻開始掃描。
掃描的時序圖如圖2所示，紅外發(fā)射模塊102按從第N個紅外發(fā)射元件102-N 至第1個紅外發(fā)射元件102-1的掃描順序。在紅外發(fā)射元件102-N點亮期間，依次讀取紅外接收元件104-N—2、104-N—1、104—N、105—1、105—2的輸出值；在紅外發(fā)射元件102-N—1點亮期間，依次讀取紅外接收元件104-Ν—3、104-Ν—2、104-Ν—1、104—Ν、 105-1的輸出值；紅外發(fā)射模塊103從第1個紅外發(fā)射元件103-1開始掃描，在紅外發(fā)射元件103—1點亮期間，依次讀取紅外接收元件104-N-1U04—N、105—1、105—2、105—3， 在紅發(fā)射外元件103—2點亮期間，依次讀取紅外接收元件104—Ν、105—1、105—2、 105-3、105-4的輸出值。其他元件的依次此類推。采用相鄰發(fā)射模塊間采用相反方向的掃描時序的作用在于避免一個發(fā)射模塊掃描到相鄰邊縫處，而相鄰的發(fā)射模塊則掃描到了相反的另一端，這樣，當觸摸物在邊縫處快速運動時，依然能夠綜合在一個周期的掃描中得到的遮擋數(shù)據(jù)來計算出觸摸物的坐標。若相鄰發(fā)射模塊間采用相同方向的掃描時序，如當觸摸物還在紅外發(fā)射模塊102的邊縫處，紅外發(fā)射模塊102能掃描到，但由于鄰發(fā)射模塊間采用相同方向的掃描時序，此時，紅外發(fā)射模塊103已經(jīng)掃描到了遠離觸摸點的另一邊，因此在兩相鄰發(fā)射模塊間的區(qū)域無法有效識別觸摸點的情況。
(4)控制模塊分析有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線，根據(jù)設定的計算方法計算觸摸點坐標，具體包括以下步驟
(4-1)定義垂直向上的方向為垂直參考方向；
(4-2)在定位裝置中預先設定對比角度值(本實施例中為圖1的Bi、Β2、Β3、Β4、 Β5)，所述對比角度值定義為任一垂直安裝的紅外發(fā)射元件與其對應的5個紅外接收元件之間的連線與垂直參考方向的夾角；
(4-3)定義紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線與垂直參考方向的夾角為連線的角度；如圖3所示，有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線間形成交點Μ, 檢測通過交點的各個連線的角度，分別為bl、b2、b3、b4、沾。
若測得的角度值包括了所有的對比角度值，即bl、b2、b3、b4、b5的值包括了所有的對比角度(B1、B2、B3、B4、B5)的值，則認為該交點M為觸摸點，該交點的坐標即為觸摸點坐標。
實施例2
如圖4所示，本實施例除下述特征外，其余與實施例1同
位于屏幕邊框的長邊106左端的紅外發(fā)射模塊102有兩個紅外發(fā)射元件(102-1、 102-2)的位置超出觸摸屏的長邊；位于屏幕邊框的長邊106右端的紅外發(fā)射模塊103有兩個紅外發(fā)射元件(103--N-1、103--N)的位置超出觸摸屏的長邊；位于屏幕邊框的長邊 107左端的紅外接收模塊104有兩個紅外接收元件(104--1、104—幻的位置超出屏幕的長邊；位于屏幕邊框的長邊107右端的紅外接收模塊105有兩個紅外接收元件(105-N-1、 104-N)的位置超出屏幕的長邊。超出的元件能有效避免屏幕邊上的掃描盲區(qū)，這幾個超出的元件用外部結構件108進行遮擋，以保持外觀。
實施例3
如圖5所示，本實施例除紅外發(fā)射模塊為三組(圖5中的202 204)、紅外接收模塊為三組(圖5中的205 207)夕卜，其余與實施例1同。
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(nèi)。
權利要求
1.一種紅外定位方法，其特征在于，包括以下步驟(1)安裝紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊將兩組或兩組以上紅外發(fā)射模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的一個長邊上；將兩組或兩組以上紅外接收模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的另一個長邊上；所述紅外發(fā)射模塊包括多個紅外發(fā)射元件，所述紅外接收模塊包括多個紅外接收元件，所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件，η大于或等于2 ；(2)對紅外發(fā)射模塊上的紅外發(fā)射元件和紅外接收模塊上的紅外接收元件進行初始化，記錄紅外接收元件的初始值；(3)每組紅外發(fā)射模塊以依次點亮該組內(nèi)所有紅外發(fā)射元件為一個掃描周期；在某紅外元件處于被點亮狀態(tài)的連續(xù)時間段內(nèi)，依次接通與該紅外發(fā)射元件對應的η個紅外接收元件，讀取各紅外接收元件的輸出值；相鄰紅外發(fā)射模塊采用相反方向的掃描時序；(4)控制模塊分析有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線，根據(jù)設定的計算方法計算觸摸點坐標。
2.根據(jù)權利要求1所述的紅外定位方法，其特征在于，步驟C3)中相鄰紅外發(fā)射模塊的掃描周期的開始時間相差At，At > 0。
3.根據(jù)權利要求1所述的紅外定位方法，其特征在于，步驟(1)中所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系，每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件，η大于或等于2，具體為每個紅外發(fā)射元件對應5個紅外接收元件，所述5個紅外接收元件由該紅外發(fā)射元件垂直正對位置上的紅外接收元件及垂直正對位置上的紅外接收元件的左右兩邊的最近鄰和次近鄰的紅外接收元件組成。
4.根據(jù)權利要求1所述的適用于大屏幕的紅外定位方法，其特征在于，步驟(1)中所述安裝紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊，還滿足以下要求位于屏幕邊框長邊的兩端的紅外發(fā)射模塊有若干個紅外發(fā)射元件的位置超出觸摸屏的長邊；位于屏幕邊框長邊的兩端的紅外接收模塊有若干個紅外接收元件的位置超出屏幕的長邊。
5.根據(jù)權利要求1所述的紅外定位方法，其特征在于，步驟(4)所述根據(jù)設定的計算方法計算觸摸點坐標，具體為(4-1)定義垂直參考方向；(4-2)在定位裝置中預先設定對比角度值，所述對比角度值定義為任一紅外發(fā)射元件與其對應的5個紅外接收元件之間的連線與垂直參考方向的夾角；(4-3)定義紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線與垂直參考方向的夾角為連線的角度；若有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線間形成交點，則檢測通過交點的各個連線的角度；若測得的角度值包括了所有的對比角度值，則認為該交點為觸摸點，該交點的坐標即為觸摸點坐標。
6.一種紅外定位裝置，包括控制模塊、兩組或兩組以上的紅外發(fā)射模塊、兩組或兩組以上的紅外接收模塊；所述紅外發(fā)射模塊包括多個紅外發(fā)射元件，所述紅外接收模塊包括多個紅外接收元件，其特征在于，每組紅外發(fā)射模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的一個長邊上；每組紅外接收模塊依次緊密排列在觸摸屏邊框的另一個長邊上；所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件；每組紅外發(fā)射模塊以依次點亮所有紅外發(fā)射元件為一個掃描周期；在某紅外發(fā)射元件處于被點亮狀態(tài)的連續(xù)時間段內(nèi)，依次接通與該紅外發(fā)射元件對應的η個紅外接收元件， 讀取各紅外接收元件的輸出值；相鄰發(fā)射模塊間采用相反方向的掃描時序。
7.根據(jù)權利要求6所述的紅外定位裝置，其特征在于，位于屏幕邊框的長邊兩端的紅外發(fā)射模塊有若干個紅外發(fā)射元件的位置超出觸摸屏的長邊；位于屏幕邊框的長邊兩端的紅外接收模塊有若干個紅外接收元件的位置超出屏幕的長邊。
8.根據(jù)權利要求6所述的紅外定位裝置，其特征在于，所述紅外發(fā)射元件與紅外接收元件滿足以下關系，每個紅外發(fā)射元件對應η個紅外接收元件，η大于或等于2，具體為每個紅外發(fā)射元件對應5個紅外接收元件，所述5個紅外接收元件由該紅外發(fā)射元件垂直正對位置上的紅外接收元件及垂直正對位置上的紅外接收元件的左右兩邊的最近鄰和次近鄰的紅外接收元件組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅外定位方法，包括以下步驟(1)將多個紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊安裝在觸摸屏邊框的長邊上；(2)初始化；(3)每組紅外發(fā)射模塊以依次點亮該組內(nèi)所有紅外發(fā)射元件為一個掃描周期；在某紅外元件處于被點亮狀態(tài)的連續(xù)時間段內(nèi)，依次接通與該紅外發(fā)射元件對應的n個紅外接收元件，讀取各紅外接收元件的輸出值；相鄰發(fā)射模塊間采用相反方向的掃描時序；(4)分析有遮擋的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的連線，根據(jù)設定的計算方法計算觸摸點坐標。本發(fā)明公開了一種定位裝置。本發(fā)明有效解決了大屏幕的觸摸點有效定位的問題，而且適用范圍廣，處理速度快，成本低。
文檔編號G06F3/042GK102508580SQ20111032934
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權日2011年10月26日
發(fā)明者劉小青, 鐘杰婷 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司