一种红外多点触摸系统及其定位的方法.pdf

本发明公开了一种红外多点触摸系统及其定位的方法，包括坐标检测单元和辅助检测单元，坐标检测单元包括两组正对设置的红外发射管和红外接收管，该两组红外发射管和红外接收管在水平和垂直方向上组成垂直扫描红外线阵列；辅助检测单元与坐标检测单元层叠设置在显示屏幕上，所述辅助检测单元包括至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管，该至少一组红外发射管和红外接收管组成倾斜扫描红外线阵列；辅助检测单元和坐标检测单元分别根据接收到的同步扫描信号对所述显示屏幕进行同步扫描检测。本发明的坐标检测单元和辅助检测单元可以根据同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测，缩短扫描周期，可以提高本发明红外多点触摸系统的刷新率。

1、  一种红外多点触摸系统，包括坐标检测单元和辅助检测单元，所述坐标检测单元包括两组正对设置的红外发射管和红外接收管，该两组红外发射管和红外接收管在水平和垂直方向上组成垂直扫描红外线阵列；
其特征在于：所述辅助检测单元与所述坐标检测单元层叠设置在显示屏幕上，所述辅助检测单元包括至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管，该至少一组红外发射管和红外接收管组成倾斜扫描红外线阵列；
所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别根据接收到的同步扫描信号对所述显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据所述坐标检测单元的扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，所述辅助检测单元根据所述辅助检测单元的扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据。

2、  根据权利要求1所述的红外多点触摸系统，其特征在于：所述坐标检测单元位于所述显示屏幕和所述辅助检测单元之间。

3、  根据权利要求1或2所述的红外多点触摸系统，其特征在于：所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别与所述显示屏幕平行。

4、  根据权利要求3所述的红外多点触摸系统，其特征在于：所述辅助检测单元的红外发射管和/或红外接收管与所述坐标检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在同一块电路板的两面，或者所述辅助检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在第一电路板上，所述坐标检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在第二电路板上。

5、  根据权利要求1或2所述的红外多点触摸系统，其特征在于：所述辅助检测单元的红外发射管和所述坐标检测单元的红外接收管位于所述显示屏幕的一端，所述辅助检测单元的红外接收管和所述坐标检测单元的红外发射管位于在所述显示屏幕的另一端。

6、  一种红外多点触摸系统，包括坐标检测单元和辅助检测单元，所述坐标检测单元包括两组正对设置的红外发射管和红外接收管，该两组红外发射管和红外接收管在水平和垂直方向上组成垂直扫描红外线阵列；
其特征在于：还包括主控单元，分别与所述辅助检测单元与所述坐标检测单元连接；所述辅助检测单元与所述坐标检测单元层叠设置在显示屏幕上，所述辅助检测单元包括至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管，该至少一组红外发射管和红外接收管组成倾斜扫描红外线阵列；
所述主控单元分别向所述辅助检测单元和所述坐标检测单元发送同步扫描信号，所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别根据接收到的同步扫描信号对所述显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据所述坐标检测单元的扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，并将各触摸点的可能位置数据发送给所述主控单元；所述辅助检测单元根据所述辅助检测单元的扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据，并将各触摸点所在的区域数据发送给所述主控单元；所述主控单元根据各触摸点的可能位置数据和各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。

7、  根据权利要求6所述的红外多点触摸系统，其特征在于：所述坐标检测单元位于所述显示屏幕和所述辅助检测单元之间。

8、  根据权利要求6或7所述的红外多点触摸系统，其特征在于：所述辅助检测单元的红外发射管和/或红外接收管与所述坐标检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在同一块电路板的两面，或者所述辅助检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在第一电路板上，所述坐标检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在第二电路板上。

9、  一种如权利要求1或2所述的红外多点触摸系统定位的方法，其特征在于，包括步骤：
辅助检测单元和坐标检测单元分别接收同步扫描信号；
所述坐标检测单元和所述辅助检测单元分别根据所述同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据所述坐标检测单元的扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，所述辅助检测单元根据所述辅助检测单元的扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据；
根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。

10、  一种如权利要求6或7所述的红外多点触摸系统定位的方法，其特征在于，包括步骤：
所述主控单元分别向所述坐标检测单元和所述辅助检测单元发送同步扫描信号；
所述坐标检测单元和所述辅助检测单元分别根据所述同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据所述坐标检测单元的扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，并将各触摸点的可能位置数据发送给所述主控单元；所述辅助检测单元根据所述辅助检测单元的扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据，并将各触摸点所在的区域数据发送给所述主控单元；
所述主控单元根据各触摸点所在的可能位置数据和各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。

一种红外多点触摸系统及其定位的方法
技术领域
本发明涉及红外触摸系统，尤其涉及一种红外多点触摸系统及红外多点触摸系统定位的方法。
背景技术
目前市场上的红外单点触摸系统的基本结构，是在一个适合安装的触摸屏的表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射元件和红外接收元件。这些红外发射元件和红外接收元件按照一一对应的方式组成发射接收对，沿着触摸屏表面的边缘构成一个互相垂直的发射接收阵列，在微型计算机系统的控制下按照一定的顺序分别接通每一对发射和红外接收元件，检测每一对红外发射与红外接收元件之间的红外光线是否被阻断，以此来判定是否有触摸事件发生。这种栅格结构检测方式使得现有的红外触摸系统在给定的时段内，检测系统只接收唯一一组位置坐标数据，因此当只有一个触摸点时，红外触摸系统可以正常工作，对于两个或以上触摸点同时操作时，红外触摸系统将计算错误的位置坐标，导致报告的触摸地点不是实际触摸的地点。
为了解决多点触摸无法识别的情况，申请号为200710031082.6，公开日为2008年3月26日的专利申请公开了一种红外线触摸屏，包括设置在红外发射扫描电路板上的红外发射元件和设置在红外线接收扫描电路板上的红外接收元件，在至少一个检测方向上，所述红外发射扫描电路上的红外发射元件发出的光线除了能被一个与其在垂直正对位置上的红外线接收扫描电路上的红外接收元件接收外，还可以被至少一个偏离垂直正对位置即倾斜相对的红外线接收扫描电路上的红外接收元件在不同时刻接收。该方案是在普通的单点触摸检测技术的基础上引入了相应的辅助检测技术，将一个检测扫描周期分为至少分为两个扫描周期，在前半个扫描周期内一个红外发射元件发出的光线被与之垂直正对的一个红外接收元件接收检测，红外发射元件逐个接通点亮，与它们垂直正对的红外接收元件逐个接收检测，这个过程与普通的红外触摸屏检测方法类似，称作垂直扫描检测阶段；继续扫描至另外半个周期，当该红外发射元件再次点亮时，其发出的光线被另一个与之倾斜相对的红外接收元件接收检测，红外发射元件逐个接通点亮，与它们倾斜相对的红外接收元件逐个接收检测，这个过程称作倾斜扫描检测阶段。在垂直扫描检测阶段，计算触摸事件发生时各触摸点的可能位置数据，在倾斜扫描检测阶段计算触摸事件发生时各触摸点所在的区域数据，根据各触摸点的可能位置数据和所在的区域数据来确定各触摸点的准确坐标。
该方案可以解决多点触摸无法识别的问题，但是由于对触摸事件的检测处理需要先进行垂直扫描检测，再进行倾斜扫描检测，需要两个扫描周期才能完成，所需时间比较长，造成红外触摸系统的刷新率降低，给使用者的感受就是多点触摸响应变慢，书写或触摸操作出现延迟，在某些应用场合让人机交互失去了及时性和便利性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能提高触摸刷新率的红外多点触摸系统及其定位的方法。
本发明的第一种技术方案是：一种红外多点触摸系统，包括坐标检测单元和辅助检测单元，所述坐标检测单元包括两组正对设置的红外发射管和红外接收管，该两组红外发射管和红外接收管在水平和垂直方向上组成垂直扫描红外线阵列；
所述辅助检测单元与所述坐标检测单元层叠设置在显示屏幕前面，所述辅助检测单元包括至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管，该至少一组红外发射管和红外接收管组成倾斜扫描红外线阵列；
所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别根据接收到的同步扫描信号对所述显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据。
对应于第一种技术方案的红外多点触摸系统，本发明的红外多点触摸系统定位的方法，包括步骤：
所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别接收同步扫描信号；
所述坐标检测单元和所述辅助检测单元分别根据所述同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据；
根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。
本发明的第二种技术方案为：一种红外多点触摸系统，包括坐标检测单元和辅助检测单元，所述坐标检测单元包括两组正对设置的红外发射管和红外接收管，该两组红外发射管和红外接收管在水平和垂直方向上组成垂直扫描红外线阵列；
还包括主控单元，分别与所述辅助检测单元与所述坐标检测单元连接；所述辅助检测单元与所述坐标检测单元层叠设置在显示屏幕前面，所述辅助检测单元包括至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管，该至少一组红外发射管和红外接收管组成倾斜扫描红外线阵列；
所述主控单元分别向所述辅助检测单元和所述坐标检测单元发送同步扫描信号，所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别根据接收到的同步扫描信号对所述显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，并将各触摸点的可能位置数据发送给所述主控单元；所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据，并将各触摸点所在的区域数据发送给所述主控单元；所述主控单元根据各触摸点的可能位置数据和各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。
对应于第二种技术方案的红外多点触摸系统，本发明的红外多点触摸系统定位的方法，包括步骤：
所述主控单元分别向所述坐标检测单元和所述辅助检测单元发送同步扫描信号；
所述坐标检测单元和所述辅助检测单元分别根据所述同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，并将各触摸点的可能位置数据发送给所述主控单元；所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据，并将各触摸点所在的区域数据发送给所述主控单元；
所述主控单元根据各触摸点所在的可能位置数据和各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。
本发明的红外多点触摸系统及其定位的方法，所述红外多点触摸系统包括坐标检测单元和辅助检测单元，它们可以根据主控单元发送的同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测，相比于现有技术先进行垂直扫描检测、再进行倾斜扫描检测的方法，可以缩短扫描周期，可以提高本发明红外多点触摸系统的刷新率，使用者体验比较好，提高了人机交互的及时性和便利性，更能适应大尺寸屏幕对多点触摸定位的要求；且本发明结构简单，安装调试方便。
附图说明
图1是本发明红外多点触摸系统在一实施例中的结构示意图；
图2是本发明红外多点触摸系统在又一实施例中的结构示意图；
图3是本发明红外多点触摸系统在一实施例中的截面图；
图4是本发明红外多点触摸系统在又一实施例中的截面图；
图5是本发明红外多点触摸系统定位的方法在一实施例中的流程图；
图6是本发明红外多点触摸系统定位的方法在又一实施例中的流程图。
具体实施方式
本发明的红外多点触摸系统及其定位的方法，所述红外多点触摸系统包括坐标检测单元和辅助检测单元，它们可以根据主控单元发送的同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测，相比于现有技术先进行垂直扫描检测、再进行倾斜扫描检测的方法，可以缩短扫描周期，可以提高本发明红外多点触摸系统的刷新率，使用者体验比较好，提高了人机交互的及时性和便利性，更能适应大尺寸屏幕对多点触摸定位的要求；且本发明结构简单，安装调试方便。
下面结合附图和具体实施例对本发明做一详细的阐述。
实施例一
本发明的红外多点触摸系统，如图1，包括层叠设置在显示屏幕上的坐标检测单元101和辅助检测单元102，即坐标检测单元101设置在辅助检测单元的上面，辅助检测单元102设置在显示屏幕上，或者辅助检测单元102设置在坐标检测单元101的上面，坐标检测单元101设置在显示屏幕上；所述坐标检测单元包括两组正对设置的红外发射管和红外接收管，图中示出了位于水平方向上的一组红外发射管204和红外接收管203、位于垂直方向上的一组红外发射管201和红外接收管202，每组包括五个红外发射管和五个红外接收管，该两组红外发射管和红外接收管在水平和垂直方向上组成垂直扫描红外线阵列；所述辅助检测单元包括至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管，该至少一组红外发射管和红外接收管组成倾斜扫描红外线阵列，图中也示出了两组倾斜相对的红外发射管和红外接收管、位于水平方向上的一组红外发射管205和红外接收管206、位于垂直方向上的一组红外发射管207和红外接收管208，每组包括三个红外发射管和三个红外接收管。
坐标检测单元的两组红外发射管和红外接收管是设置在显示屏幕的垂直和水平方向上，辅助检测单元的至少一组倾斜相对的红外发射管和红外接收管可以设置在显示屏幕的水平方向上，也可以设置在显示屏幕的垂直方向上，但该辅助检测单元组成的倾斜扫描红外线阵列与坐标检测单元组成的垂直扫描红外线阵列成一定的倾斜角度。
所述坐标检测单元和辅助检测单元分别根据接收到的同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测，同步扫描信号可以是相同的扫描时间信息或者相同的扫描频率信息；这样坐标检测单元和辅助检测单元就可以根据同步扫描信号同时对显示屏幕进行扫描检测，可以缩短扫描时间，提高了本发明红外多点触摸系统的刷新率。当然坐标检测单元和辅助检测单元分别可以预设相同的扫描时间信息或相同的扫描频率信息，这样坐标检测单元和辅助检测单元分别根据预设的相同的扫描时间信息或相同的扫描频率信息对显示屏幕进行扫描检测。
所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据；根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据即可确定各触摸点的坐标，根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标的方法具体可以参考申请号为200710031082.6，公开日为2008年3月26日的在先申请专利。
在一较优实施例中，为了减少多点触摸发生连笔的可能，所述坐标检测单元位于所述显示屏幕和所述辅助检测单元之间，即将所述坐标检测单元设置在靠近显示屏幕的位置。另外所述辅助检测单元也可以位于所述显示屏幕和所述坐标检测单元之间，即所述辅助检测单元设置在靠近显示屏幕的位置。
在一较优实施例中，为了准确的计算出各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据，所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别与所述显示屏幕平行。
在一较优实施例中，为了节省安装空间，避免坐标检测单元和辅助检测单元之间的相互干扰，所述辅助检测单元的红外发射管和/或红外接收管与所述坐标检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在同一块电路板的两面，或者为了安装调试方便，降低系统调试的难度，所述辅助检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在第一电路板上，所述坐标检测单元的红外发射管和/或红外接收管安装在第二电路板上。
如图3，坐标检测单元的红外接收管203和辅助检测单元的红外发射管205安装在电路板A上，坐标检测单元的红外发射管204和辅助检测单元的红外接收管206安装在电路板B上。如图4，坐标检测单元的红外接收管203安装在电路板D上，辅助检测单元的红外发射管205安装在电路板C上，坐标检测单元的红外发射管204安装在电路板G上，辅助检测单元的红外接收管206安装在电路板F上，电路板C和电路板D通过支撑体E固定连接，电路板F和电路板G通过支撑体H固定连接。
在一较优实施例中，为了避免坐标检测单元的红外发射管和辅助检测单元的红外发射管之间的信号干扰，或者为了避免坐标检测单元的红外接收管和辅助检测单元的红外接收管之间的信号干扰，所述辅助检测单元的红外发射管与所述坐标检测单元的红外接收管位于在所述显示屏幕的一端，所述辅助检测单元的红外接收管与所述坐标检测单元的红外发射管位于在所述显示屏幕的另一端。如图3所示，坐标检测单元的红外接收管203和辅助检测单元的红外发射管205安装在电路板A上，位于所述显示屏幕的一端；坐标检测单元的红外发射管204和辅助检测单元的红外接收管206安装在电路板B上，位于所述显示屏幕的另一端。
当然在隔离措施较好的情况下，所述辅助检测单元的红外发射管与所述坐标检测单元的红外发射管也可以位于在所述显示屏幕的一端，所述辅助检测单元的红外接收管与所述坐标检测单元的红外接收管位于在所述显示屏幕的另一端。
对应于上述本发明的红外多点触摸系统，该实施例中本发明的红外多点触摸系统定位的方法，如图5，可以包括步骤：
S101、所述辅助检测单元和所述坐标检测单元分别接收同步扫描信号。
S102、所述坐标检测单元和所述辅助检测单元分别根据所述同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测。该同步扫描信号可以是相同的扫描时间信息或相同的扫描频率信息，所述坐标检测单元和所述辅助检测单元可以根据该同步扫描信号同时对显示屏幕进行扫描检测，这样可以比现有技术中采用先垂直扫描检测、后倾斜扫描检测的方法高出1倍的刷新率，可以明显改善多触摸点响应慢有延时的现象。
S103、所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据。
S104、主控单元根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。所述主控单元根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标的方法具体可以参考申请号为200710031082.6，公开日为2008年3月26日的在先申请专利。
实施例二
该实施例与实施例一不同的是，在该实施例中本发明的红外多点触摸系统还包括与坐标检测单元和辅助检测单元分别连接的主控单元103，如图2，所述主控单元103分别向所述辅助检测单元102和所述坐标检测单元101发送同步扫描信号，所述辅助检测单元102和所述坐标检测单元101分别根据接收到的同步扫描信号对所述显示屏幕进行同步扫描检测；所述坐标检测单元101根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，并将各触摸点的可能位置数据发送给所述主控单元103；所述辅助检测单元102根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据，并将各触摸点所在的区域数据发送给所述主控单元103；所述主控单元103根据各触摸点的可能位置数据和各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。主控单元103可以是微型计算机系统或中央处理单元CPU。
该实施例中，在主控单元103的控制下，辅助检测单元102和坐标检测单元101同步对显示屏幕进行扫描检测，这样可以比现有技术中采用先进行垂直扫描检测、后进行倾斜扫描检测的方法高出1倍的刷新率，可以明显改善多触摸点响应慢有延时的现象。
对应于上述本发明的红外多点触摸系统，该实施例中本发明的红外多点触摸系统定位的方法，如图6，可以包括步骤：
S201、所述主控单元分别向所述坐标检测单元和所述辅助检测单元发送同步扫描信号。
S202、所述坐标检测单元和所述辅助检测单元分别根据所述同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测。该同步扫描信号可以是相同的扫描时间信息或相同的扫描频率信息，所述坐标检测单元和所述辅助检测单元根据该同步扫描信号即可同时对显示屏幕进行扫描检测，这样可以比现有技术中采用先垂直扫描检测、后倾斜扫描检测的方法高出1倍的刷新率，可以明显改善多触摸点响应慢有延时的现象。
S203、所述坐标检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点的可能位置数据，并将各触摸点的可能位置数据发送给所述主控单元。
S204、所述辅助检测单元根据其扫描检测结果计算各触摸点所在的区域数据，并将各触摸点所在的区域数据发送给所述主控单元。
S205、所述主控单元根据各触摸点所在的可能位置数据和各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标。所述主控单元根据各触摸点的可能位置数据及各触摸点所在的区域数据确定各触摸点的坐标的方法具体可以参考申请号为200710031082.6，公开日为2008年3月26日的在先申请专利。
综上所述，本发明的红外多点触摸系统及其定位的方法，所述红外多点触摸系统包括坐标检测单元和辅助检测单元，它们可以根据主控单元发送的同步扫描信号对显示屏幕进行同步扫描检测，相比于现有技术先进行垂直扫描检测、再进行倾斜扫描检测的方法，可以缩短扫描周期，可以提高本发明红外多点触摸系统的刷新率，使用者体验比较好，提高了人机交互的及时性和便利性，更能适应大尺寸屏幕对多点触摸定位的要求；且本发明结构简单，安装调试方便。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。