紅外接收管

在進行闡述之前，首先說明什么樣的情況下稱之為“紅外發(fā)射管和紅外接收管在同一光軸線”以及“紅外發(fā)射管和紅外接收管不在同一光軸線”；參考圖5，在X軸方向上，有16對紅外發(fā)射接收對管，若紅外發(fā)射管x1發(fā)射，紅外接收管y1接收，此時稱之為“紅外發(fā)射管x1和紅外接收管y1在同一光軸線上”，在此種情況下，對觸摸屏的掃描稱之為，垂直掃描；若紅外發(fā)射管x1發(fā)射，除紅外接收管y1以外的紅外接收管接收，此時稱之為“紅外發(fā)射管和紅外接收管不在同一光軸線上”，在此種情況下，對觸摸屏的掃描，稱之為斜掃描；在Y軸方向上同理。

下面介紹《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》公開的一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法，參考圖1，包括步驟：

101、獲取紅外接收管的第一模擬信號；選通的紅外發(fā)射管和紅外接收管在同一光軸線時，在沒有觸摸點的情況下進行第一次全屏掃描，獲取紅外接收管的第一模擬信號數據。

102、獲取紅外接收管的第二模擬信號；以后每個掃描周期對觸摸屏進行全屏掃描，獲取紅外接收管的第二模擬信號數據。

103、獲取紅外接收管的數字信號數據；選通的紅外發(fā)射管與紅外接收管不在同一光軸線時，進行周期性的全屏幕掃描，獲取紅外接收管的數字信號數據。

104、判斷是否存在觸摸點；根據第一模擬信號數據與第二模擬信號數據和預設的數值，判斷是否存在觸摸點，若第一模擬信號數據與第二模擬信號數據的差值大于等于預設數值，則判斷存在觸摸點，進行步驟105。

105、確定理論觸摸點；根據第一模擬信號數據和第二模擬信號數據確定理論觸摸點。

106、判斷是否有紅外光被遮擋；根據數字信號數據判斷紅外發(fā)射管的光線是否被遮擋，若是，則進行步驟107。

107、根據數字信號數據確定真實觸摸點；根據被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點。

108、計算真實觸摸點坐標。

獲取真實觸摸點的坐標。所述觸摸點的坐標可以在該步驟中根據第一模擬信號數據和第二模擬信號數據計算，也可以在步驟105確定理論觸摸點時計算。

《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》通過獲取紅外發(fā)射管和紅外接收管在同一光軸線時的接收管模擬信號數據，比較初始狀態(tài)時的模擬信號數據和觸摸以后獲取的模擬信號數據，若他們的差值大于等于預設的數值，則判定存在觸摸點，并初步確定理論觸摸點；獲取紅外發(fā)射管和紅外接收管不在同一光軸線時的接收管數字信號數據，剔除偽觸摸點；計算觸摸點坐標時，采用模擬信號數據，可以提高觸摸點的識別精度；采用數字信號數據的識別方法可以提高多個觸摸點識別時的識別速度。

具體地，作為一種優(yōu)選方式，可以對所述紅外接收管接收的信號設定閾值，在所述紅外接收管的輸出超過所述閾值時，獲得數字信號數據為1或0；在所述紅外接收管的輸出不超過所述閾值時，獲得數字信號數據為0或1。通過所述數字信號數據可以判斷所述紅外接收管是否接收到有效足量的紅外線，從而可快速判斷對應的紅外發(fā)射管與紅外接收管之間是否被遮擋。

在觸摸屏上觸摸的時候并非每次都是多點觸摸，很多時候是單點觸摸，單點觸摸時，并非必須獲取紅外接收管的數字信號數據，以剔除偽觸摸點；單點觸摸時，只需利用獲取的紅外接收管的模擬信號數據就可以準確的得到觸摸點的坐標。這樣可以提高觸摸點識別的速度。因此可以對上述實施例做進一步改進：

在步驟105中確定理論觸摸點后，包括步驟：判斷理論觸摸點是否超過一個，若是，進行106步驟；若否，則直接獲取觸摸點的坐標。

考慮到，觸摸屏啟動之后可能存在沒有觸摸點的情況，可對上述實施例的方案，做進一步的改進：

在步驟104中，若第一模擬信號數據與第二模擬信號數據的差值小于預設數值，則返回102步驟。

同時考慮到，在進行斜掃描時，紅外發(fā)射管的光線并沒有被遮擋的情況，可對上述實施例，做進一步的改進：

在步驟106根據數字信號數據判斷紅外發(fā)射管的光線是否被遮擋的步驟中，若紅外發(fā)射管的光線沒有被遮擋，則返回102步驟。

上述步驟103的執(zhí)行順序，并非一定要在步驟104之前，也可以在步驟104或者步驟105之后，步驟106之前。

以上實施例中，觸摸點坐標的計算并非一定要在確定真實觸摸點的步驟之后，可以在確定理論觸摸點時，計算理論觸摸點的坐標；待確定真實觸摸點之后，獲取對應的真實觸摸點的坐標即可。

其中，《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》中提及的模擬信號數據可以是紅外接收管輸出的電壓值，也可以是電流值。

接著介紹《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》的裝置，參考圖2，一種紅外觸摸屏觸摸點識別裝置，包括：

掃描單元T1，用于對觸摸屏進行全屏掃描；

第一獲取單元T2，用于當選通的紅外發(fā)射管和紅外接收管在同一光軸線時，并在沒有觸摸點時獲取紅外接收管的第一模擬信號數據，以及在下一個掃描周期開始，獲取紅外接收管的第二模擬信號數據；

第二獲取單元T3，用于當選通的紅外發(fā)射管與紅外接收管不在同一光軸線時，獲取紅外接收管的數字信號數據；

第一判斷單元T4，用于在所述第一模擬信號數據與所述第二模擬信號數據的差值大于等于預設數值時，根據所述第一模擬信號數據和所述第二模擬信號數據確定理論觸摸點；

第二判斷單元T5，用于根據所述數字信號數據判斷紅外發(fā)射管的光線是否被遮擋，若是，則根據所述被遮擋光線的交點情況從所述理論觸摸點中篩選出真實觸摸點；

定位單元T6，用于獲取所述真實觸摸點的坐標。

《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》通過獲取紅外發(fā)射管和紅外接收管在同一光軸線時的接收管模擬信號數據，比較初始狀態(tài)時的模擬信號數據和觸摸以后獲取的模擬信號數據，若他們的差值大于等于預設的數值，則判定存在觸摸點，并初步確定理論觸摸點；獲取紅外發(fā)射管和紅外接收管不在同一光軸線時的接收管數字信號數據，剔除偽觸摸點；計算觸摸點坐標時，采用模擬信號數據，可以提高觸摸點的識別精度；采用數字信號數據的識別多個觸摸點的方法可以提高多個觸摸點識別時的識別速度。

在觸摸屏上觸摸的時候并非每次都是多點觸摸，很多時候是單點觸摸，單點觸摸時并非必須進行獲取紅外接收管的數字信號數據，以剔除偽觸摸點；單點觸摸時，只需利用獲取的紅外接收管的模擬信號數據就可以準確的得到觸摸點的坐標。這樣可以提高觸摸點識別的速度。因此可以對上述實施例做進一步改進：

參考圖3，上述裝置還包括：

第三判斷單元T7，用于判斷理論觸摸點的個數是否超過一個，若是，則通知第二判斷單元T5確定真實觸摸點，若否，則通知定位單元T6獲取觸摸點坐標。

考慮到，觸摸屏啟動之后可能存在沒有觸摸點的情況，可對上述實施例的方案，做進一步的改進：

經第一判斷單元T4的計算，若第一模擬信號數據與第二模擬信號數據的差值小于預設數值，則通知第一獲取單元T2繼續(xù)獲取第二模擬信號數據的操作。

同時考慮到，在進行斜掃描時，紅外發(fā)射管的光線并沒有被遮擋的情況，可對上述實施例，做進一步的改進：

第二判斷單元T5判斷紅外發(fā)射管的光線沒有被遮擋，則通知第一獲取單元T2繼續(xù)進行獲取紅外接收管的第二模擬信號數據的操作。

在第一判斷單元T4確定理論觸摸點時，同時根據第一模擬信號數據和第二模擬信號數據計算理論觸摸點的坐標；

在第二判斷單元T5根據被遮擋光線的交點情況確定真實觸摸點后，直接通知定位單元T6獲取真實觸摸點的坐標。

接著介紹《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》的具體應用例，參考圖4，以觸摸屏的左下角為坐標原點建立如圖4所示的坐標系XOY，在X軸方向上，存在16對紅外發(fā)射接收管，在Y軸方向上，存在12對紅外發(fā)射接收管；進行垂直掃描時，得到相應的模擬信號數據，根據相應的模擬信號數據可以初步確定4個觸摸點：觸摸點A、觸摸點B、偽觸摸點C以及偽觸摸點D；在進行斜掃描之前，是不能排除偽觸摸點C和偽觸摸點D的；接著進行斜掃描，獲得對應的數字信號數據，然后根據對應的數字信號數據判斷紅外發(fā)射管的光線是否被遮擋，經過判斷，存在遮擋，然后獲取被遮擋光線，根據被遮擋光線的交點判斷哪些是真實的觸摸點，經過判斷剔除了偽觸摸點C和偽觸摸點D。

經過圖4實施例的方法，剔除了偽觸摸點；此時可以使用獲取的紅外接收管的模擬信號數據（如，紅外接收管的電壓或者電流值）來計算觸摸點的具體坐標。為節(jié)省篇幅，下面將以計算一個觸摸點的坐標為例進行介紹，請參考圖5，同樣，以觸摸屏的左下角為坐標原點，建立如圖5所示的坐標系XOY，以紅外管在觸摸屏上的地址為坐標值，或者以紅外管的按順序編號的號碼為坐標值，在X軸方向上，存在16對紅外發(fā)射接收管，在Y軸方向上，存在12對紅外發(fā)射接收管。在該實施例，以電壓值作為紅外接收管的模擬信號數據，以紅外管的編號為坐標值（在X軸方向，編號從原點開始依次為1、2、3......16，在Y軸方向，從原點開始依次為1、2、3......12）為例。

在觸摸屏剛啟動時，進行X軸和Y軸的垂直掃描，獲取X軸方向上的紅外接收管的初始模擬信號數據；獲取Y軸方向上的紅外接收管的初始模擬信號數據；

有觸摸點時，進行垂直掃描，在X軸方向上，獲取紅外接收管的模擬信號數據，經過與初始模擬信號數據的比較發(fā)現y3、y4、y5、y6和y7的電壓值改變；并且紅外接收管y3和y7各自對應的紅外發(fā)射管的光線不是全部被遮擋，從初始模擬信號數據中獲取紅外接收管y3的模擬信號數據ORG[y3]以及紅外接收管y7的模擬信號數據ORG[y7]；從有觸摸點時，掃描得到的紅外接收管的模擬信號數據中獲取紅外接收管y3的模擬信號數據X[y3]以及紅外接收管y7的模擬信號數據X[y7]；則可依據以下步驟計算得到觸摸點在X軸方向上的坐標C1：D1＝X[y3]/ORG[y3]；D2＝X[y7]/ORG[y7]；A1＝y3；A2＝y7-1；B1＝A1-D1；B2＝A2 D2；那么C1＝（B1 B2）/2。

在Y軸方向上，獲取紅外接收管的模擬信號數據，經過與初始模擬信號數據的比較發(fā)現z3、z4、z5和z6的電壓值改變；并且紅外接收管z3和z6各自對應的紅外發(fā)射管的光線不是全部被遮擋，從獲取的初始模擬信號數據中獲取紅外接收管z3的模擬信號數據ORG[z3]以及紅外接收管z6的模擬信號數據ORG[z6]；從有觸摸點時，掃描得到的紅外接收管的模擬信號數據中獲取紅外接收管z3的模擬信號數據Y[z3]以及紅外接收管z6的模擬信號數據Y[z6]；則可依據以下步驟計算得到觸摸點在Y軸方向上的坐標C2：D3＝Y[z3]/ORG[z3]；D2＝Y[z6]/ORG[z6]；A3＝z3；A4＝z6-1；B3＝A3-D3；B4＝A4 D4；那么C2＝（B3 B4）/2。

由此得到觸摸點的精確坐標值（C1，C2）。

最后將對傳統方法中利用數字信號識別觸摸點的方法定位每個觸摸點的坐標與采用《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》方法計算觸摸點坐標的差別：其中步長是衡量觸摸點識別精度的參數，步長越小，則觸摸點識別精度越高；傳統采用數字信號識別觸摸點的方式中：坐標精度為：步長＝最大邏輯坐標值÷總燈管數；例如：設x軸共100燈管，第2，3，4號燈管被遮，最大邏輯坐標為4095，則步長為4095÷100＝41；而《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》方法中：坐標精度為：步長＝最大邏輯坐標值÷總燈管數÷模擬信號獲取器件的分辨率；例如：設x軸共100燈管，使用8位的模擬信號獲取器件（分辨率為256）獲取模擬信號，最大邏輯坐標為4095，則步長＝4095÷100÷256＜1；理論上可達到步長＝1。由此可見，《一種紅外觸摸屏觸摸點識別方法和裝置》提高了觸摸點的識別精度。

安全光幕的工作原理介紹

如圖1所示是一個用安全光幕檢測物體（比如手）進入的測試原理結構示意圖。圖1中，光幕的一邊等間距安裝有多個紅外發(fā)射管，另一邊相應的有相同數量同樣排列的紅外接收管，每一個紅外發(fā)射管都對應有一個相應的紅外接收管，且安裝在同一條直線上。當同一條直線上的紅外發(fā)射管、紅外接收管之間沒有障礙物時，紅外發(fā)射管發(fā)出的調制信號（光信號）能順利到達紅外接收管。紅外接收管接收到調制信號后，相應的內部電路輸出低電平，而在有障礙物的情況下，紅外發(fā)射管發(fā)出的調制信號（光信號）不能順利到達紅外接收管，這時該紅外接收管接收不到調制信號，相應的內部電路輸出為高電平。當光幕中沒有物體通過時，所有紅外發(fā)射管發(fā)出的調制信號（光信號）都能順利到達另一側的相應紅外接收管，從而使內部電路全部輸出低電平。這樣，通過對內部電路狀態(tài)進行分析就可以檢測到物體存在與否的信息。

安全光幕的紅外發(fā)射和接收通路數目理論上最大可有無數個，考慮到實際光幕的高度和上下通路之間的間距，一般不會超過48個。

安全光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式，在直線掃描模式下，單片機每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送相同的通路選擇信號，即第一路發(fā)第一路收、第二路發(fā)第二路收、…第十五路發(fā)第十五路收、第十六路發(fā)第十六路收。而在交叉掃描模式下，單片機每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送不同的通路選擇信號。即第一路發(fā)第二路收、第二路發(fā)第一路收、……第十五路發(fā)第十六路收、第十六路發(fā)第十五路收。相比之下，交叉掃描模式對物體的高度測量更為精確，且在檢測區(qū)域中心1/3處的檢測精度最高。最小檢測高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實際需要，現在普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕。

如圖1所示是一個用安全光幕檢測物體(比如手)進入的測試原理結構示意圖。圖中，光幕的一邊等間距安裝有多個紅外發(fā)射管，另一邊相應的有相同數量同樣排列的紅外接收管，每一個紅外發(fā)射管都對應有一個相應的紅外接收管，且安裝在同一條直線上。當同一條直線上的紅外發(fā)射管、紅外接收管之間沒有障礙物時，紅外發(fā)射管發(fā)出的調制信號(光信號)能順利到達紅外接收管。紅外接收管接收到調制信號后，相應的內部電路輸出低電平，而在有障礙物的情況下，紅外發(fā)射管發(fā)出的調制信號(光信號)不能順利到達紅外接收管，這時該紅外接收管接收不到調制信號，相應的內部電路輸出為高電平。當光幕中沒有物體通過時，所有紅外發(fā)射管發(fā)出的調制信號(光信號)都能順利到達另一側的相應紅外接收管，從而使內部電路全部輸出低電平。這樣，通過對內部電路狀態(tài)進行分析就可以檢測到物體存在與否的信息。

安全光幕的紅外發(fā)射和接收通路數目理論上最大可有215個，考慮到實際光幕的高度和上下通路之間的間距，一般不會超過48個。

安全光幕分直線掃描方式和交叉掃描方式，在直線掃描模式下，單片機每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送相同的通路選擇信號，即第一路發(fā)第一路收、第二路發(fā)第二路收、…第十五路發(fā)第十五路收、第十六路發(fā)第十六路收。而在交叉掃描模式下，單片機每次向發(fā)送端和接收端發(fā)送不同的通路選擇信號。即第一路發(fā)第二路收、第二路發(fā)第一路收、……第十五路發(fā)第十六路收、第十六路發(fā)第十五路收。相比之下，交叉掃描模式對物體的高度測量更為精確，且在檢測區(qū)域中心1/3處的檢測精度最高。最小檢測高度可縮至直線掃描模式下的2/3。但是考慮到實際需要，普遍使用的都是直線掃描方式的安全光幕 。