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一种红外定位方法及装置.pdf

  • 上传人：b***
  • 文档编号：4212125
  • 上传时间：2018-09-07
  • 格式：PDF
  • 页数：10
  • 大小：371.44KB
    • 摘要
    申请专利号：

    CN201110329342.4

    		 申请日：

    2011.10.26
    公开号：

    CN102508580A

    		 公开日：

    2012.06.20
    当前法律状态：

    驳回

    		 有效性：

    无权
    法律详情：

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06F 3/042申请公布日:20120620|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/042申请日:20111026|||公开
    IPC分类号：

    G06F3/042

    		 主分类号：

    G06F3/042
    申请人：

    广东威创视讯科技股份有限公司
    发明人：

    刘小青; 钟杰婷
    地址：

    510663 广东省广州市广州高新技术产业开发区彩频路6号
    优先权：

    专利代理机构：

    广州市华学知识产权代理有限公司 44245

    		 代理人：

    杨晓松
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    内容摘要

    本发明公开了一种红外定位方法，包括以下步骤：(1)将多个红外发射模块和红外接收模块安装在触摸屏边框的长边上；(2)初始化；(3)每组红外发射模块以依次点亮该组内所有红外发射元件为一个扫描周期；在某红外元件处于被点亮状态的连续时间段内，依次接通与该红外发射元件对应的n个红外接收元件，读取各红外接收元件的输出值；相邻发射模块间采用相反方向的扫描时序；(4)分析有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线，根据设定的计算方法计算触摸点坐标。本发明公开了一种定位装置。本发明有效解决了大屏幕的触摸点有效定位的问题，而且适用范围广，处理速度快，成本低。

    权利要求书

    1： 一种红外定位方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： (1) 安装红外发射模块和红外接收模块 ： 将两组或两组以上红外发射模块依次紧密排 列在触摸屏边框的一个长边上 ； 将两组或两组以上红外接收模块依次紧密排列在触摸屏边 框的另一个长边上 ； 所述红外发射模块包括多个红外发射元件， 所述红外接收模块包括多个红外接收元 件， 所述红外发射元件与红外接收元件满足以下关系 ： 每个红外发射元件对应 n 个红外接 收元件， n 大于或等于 2 ； (2) 对红外发射模块上的红外发射元件和红外接收模块上的红外接收元件进行初始 化， 记录红外接收元件的初始值 ； (3) 每组红外发射模块以依次点亮该组内所有红外发射元件为一个扫描周期 ； 在某红 外元件处于被点亮状态的连续时间段内， 依次接通与该红外发射元件对应的 n 个红外接收 元件， 读取各红外接收元件的输出值 ； 相邻红外发射模块采用相反方向的扫描时序 ； (4) 控制模块分析有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线， 根据设定的计 算方法计算触摸点坐标。
    2： 根据权利要求 1 所述的红外定位方法， 其特征在于， 步骤 (3) 中相邻红外发射模块的 扫描周期的开始时间相差 Δt， Δt ＞ 0。
    3： 根据权利要求 1 所述的红外定位方法， 其特征在于， 步骤 (1) 中所述红外发射元件与 红外接收元件满足以下关系， 每个红外发射元件对应 n 个红外接收元件， n 大于或等于 2， 具 体为 ： 每个红外发射元件对应 5 个红外接收元件， 所述 5 个红外接收元件由该红外发射元件 垂直正对位置上的红外接收元件及垂直正对位置上的红外接收元件的左右两边的最近邻 和次近邻的红外接收元件组成。
    4： 根据权利要求 1 所述的适用于大屏幕的红外定位方法， 其特征在于， 步骤 (1) 中所述 安装红外发射模块和红外接收模块， 还满足以下要求 ： 位于屏幕边框长边的两端的红外发 射模块有若干个红外发射元件的位置超出触摸屏的长边 ； 位于屏幕边框长边的两端的红外 接收模块有若干个红外接收元件的位置超出屏幕的长边。
    5： 根据权利要求 1 所述的红外定位方法， 其特征在于， 步骤 (4) 所述根据设定的计算方 法计算触摸点坐标， 具体为 ： (4-1) 定义垂直参考方向 ； (4-2) 在定位装置中预先设定对比角度值， 所述对比角度值定义为 ： 任一红外发射元 件与其对应的 5 个红外接收元件之间的连线与垂直参考方向的夹角 ； (4-3) 定义红外发射元件和红外接收元件之间的连线与垂直参考方向的夹角为连线的 角度 ； 若有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线间形成交点， 则检测通过交点 的各个连线的角度 ； 若测得的角度值包括了所有的对比角度值， 则认为该交点为触摸点， 该 交点的坐标即为触摸点坐标。
    6： 一种红外定位装置， 包括控制模块、 两组或两组以上的红外发射模块、 两组或两组以 上的红外接收模块 ； 所述红外发射模块包括多个红外发射元件， 所述红外接收模块包括多 个红外接收元件， 其特征在于， 2 每组红外发射模块依次紧密排列在触摸屏边框的一个长边上 ； 每组红外接收模块依次紧密排列在触摸屏边框的另一个长边上 ； 所述红外发射元件与红外接收元件满足以下关系 ： 每个红外发射元件对应 n 个红外接 收元件 ； 每组红外发射模块以依次点亮所有红外发射元件为一个扫描周期 ； 在某红外发射元件 处于被点亮状态的连续时间段内， 依次接通与该红外发射元件对应的 n 个红外接收元件， 读取各红外接收元件的输出值 ； 相邻发射模块间采用相反方向的扫描时序。
    7： 根据权利要求 6 所述的红外定位装置， 其特征在于， 位于屏幕边框的长边两端的红 外发射模块有若干个红外发射元件的位置超出触摸屏的长边 ； 位于屏幕边框的长边两端的 红外接收模块有若干个红外接收元件的位置超出屏幕的长边。
    8： 根据权利要求 6 所述的红外定位装置， 其特征在于， 所述红外发射元件与红外接收 元件满足以下关系， 每个红外发射元件对应 n 个红外接收元件， n 大于或等于 2， 具体为 ： 每个红外发射元件对应 5 个红外接收元件， 所述 5 个红外接收元件由该红外发射元件 垂直正对位置上的红外接收元件及垂直正对位置上的红外接收元件的左右两边的最近邻 和次近邻的红外接收元件组成。

    说明书


    一种红外定位方法及装置

        【技术领域】
         本发明涉及红外定位技术， 特别涉及一种适用大屏幕的红外定位方法和装置。背景技术 红外线触摸屏以结构简单、 不受电流、 电压和静电干扰， 并适宜在某些恶劣的环境 条件下工作， 以及具有高稳定性、 高分辨率、 安装方便、 可用在各档次的计算机， 外壳加上一 块钢化玻璃就能实现防尘、 防暴、 防水等诸多优点， 使得红外线触摸屏异军突起， 越来越成 为触摸屏市场的主流产品。
         现有红外触摸装置， 采用四个边均分布红外接收元件和红外发射元件， 然后通过 综合纵横方向的扫描结果， 综合分析计算出触摸点的坐标。当需要搭建的触摸屏长度较大 时， 受红外发射元件功率限制， 造成红外光无法被相应的红外接收元件感应到， 从而无法有 效的实现触摸点识别。
         同时， 现有的红外触摸装置的红外发射和红外接收元件按照一一对应的方式组成 发射接收对， 沿着触摸屏四个边框构成一个相互垂直的发射接收阵列， 通过检测每一对红 外发射和接收元件之间的红外光线是否被阻断， 判断是否有触摸事件发生。这种方式有一 个很大的缺点就是只能检测一个触摸点， 若同时有两个或两个以上触摸点时， 就会无法辨 别实际触摸点。
         因此， 急需提供一种适用于大触摸屏且能有效的实现触摸点识别的红外定位装置 及其定位方法。
         发明内容 为了克服现有技术的不足， 本发明的目的在于提供一种适用于大触摸屏且能有效 的实现触摸点识别的红外定位方法。
         本发明的目的通过以下技术方案实现 ：
         一种红外定位方法， 包括以下步骤 ：
         (1) 安装红外发射模块和红外接收模块 ： 将两组或两组以上红外发射模块依次紧 密排列在触摸屏边框的一个长边上 ； 将两组或两组以上红外接收模块依次紧密排列在触摸 屏边框的另一个长边上 ；
         所述红外发射模块包括多个红外发射元件， 所述红外接收模块包括多个红外接收 元件，
         所述红外发射元件与红外接收元件满足以下关系 ： 每个红外发射元件对应 n 个红 外接收元件， n 大于或等于 2 ；
         (2) 对红外发射模块上的红外发射元件和红外接收模块上的红外接收元件进行初 始化， 记录红外接收元件的初始值 ；
         (3) 每组红外发射模块以依次点亮该组内所有红外发射元件为一个扫描周期 ； 在 某红外元件处于被点亮状态的连续时间段内， 依次接通与该红外发射元件对应的 n 个红外
         接收元件， 读取各红外接收元件的输出值 ； 相邻红外发射模块采用相反方向的扫描时序 ；
         (4) 控制模块分析有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线， 根据设定 的计算方法计算触摸点坐标。
         步骤 (3) 中相邻红外发射模块的扫描周期的开始时间相差 Δt， Δt ＞ 0。
         步骤 (1) 中所述红外发射元件与红外接收元件满足以下关系， 每个红外发射元件 对应 n 个红外接收元件， n 大于或等于 2， 具体为 ：
         每个红外发射元件对应 5 个红外接收元件， 所述 5 个红外接收元件由该红外发射 元件垂直正对位置上的红外接收元件及垂直正对位置上的红外接收元件的左右两边的最 近邻和次近邻的红外接收元件组成。
         步骤 (1) 中所述安装红外发射模块和红外接收模块， 还满足以下要求 ： 位于屏幕 边框长边的两端的红外发射模块有若干个红外发射元件的位置超出触摸屏的长边 ； 位于屏 幕边框长边的两端的红外接收模块有若干个红外接收元件的位置超出屏幕的长边。
         步骤 (4) 所述根据设定的计算方法计算触摸点坐标， 具体为 ：
         (4-1) 定义垂直参考方向 ；
         (4-2) 在定位装置中预先设定对比角度值， 所述对比角度值定义为 ： 任一红外发 射元件与其对应的 5 个红外接收元件之间的连线与垂直参考方向的夹角 ； (4-3) 定义红外发射元件和红外接收元件之间的连线与垂直参考方向的夹角为连 线的角度 ； 若有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线间形成交点， 则检测通过 交点的各个连线的角度 ； 若测得的角度值包括了所有的对比角度值， 则认为该交点为触摸 点， 该交点的坐标即为触摸点坐标。
         一种红外定位装置， 包括控制模块、 两组或两组以上的红外发射模块、 两组或两组 以上的红外接收模块 ； 所述红外发射模块包括多个红外发射元件， 所述红外接收模块包括 多个红外接收元件， 每组红外发射模块依次紧密排列在触摸屏边框的一个长边上 ；
         每组红外接收模块依次紧密排列在触摸屏边框的另一个长边上 ；
         所述红外发射元件与红外接收元件满足以下关系 ： 每个红外发射元件对应 n 个红 外接收元件 ；
         每组红外发射模块以依次点亮所有红外发射元件为一个扫描周期 ； 在某红外发射 元件处于被点亮状态的连续时间段内， 依次接通与该红外发射元件对应的 n 个红外接收元 件， 读取各红外接收元件的输出值 ； 相邻发射模块间采用相反方向的扫描时序。
         位于屏幕边框的长边两端的红外发射模块有若干个红外发射元件的位置超出触 摸屏的长边 ； 位于屏幕边框的长边两端的红外接收模块有若干个红外接收元件的位置超出 屏幕的长边。
         所述红外发射元件与红外接收元件满足以下关系， 每个红外发射元件对应 n 个红 外接收元件， n 大于或等于 2， 具体为 ：
         每个红外发射元件对应 5 个红外接收元件， 所述 5 个红外接收元件由该红外发射 元件垂直正对位置上的红外接收元件及垂直正对位置上的红外接收元件的左右两边的最 近邻和次近邻的红外接收元件组成。
         与现有技术相比， 本发明的具有以下优点和有益效果 ：
         (1) 只在一个边上设置了红外发射模块， 相应的一边上设置红外接收模块， 因此，
         当屏幕长度较大时， 将红外发射模块和红外接收模块安装在距离较短的两边， 有效实现触 摸点识别。 避免了触摸屏长度较大时， 受红外发射元件功率限制， 造成红外光无法被相应的 红外接收元件感应到， 从而无法有效的实现触摸点识别的情况， 使得触摸屏的长度不受限 制。
         (2) 本发明相邻发射模块间采用相反方向的扫描时序， 可以避免一个发射模块扫 描到相邻边缝处， 而相邻的发射模块则扫描到了相反的另一端， 在两相邻发射模块间的区 域无法有效识别触摸点的情况。
         (3) 相邻发射模块间每个扫描周期的开始扫描时间错开， 即分先后顺序进行， 使得 在相邻的两发射模块处在边缝附近尽管一个红外接收元件对应着相邻两个发射模块中的 红外发射元件， 也能不受干扰地识别出触摸点情况。
         (4) 采用一个红外发射元件对多个红外接收元件的方式， 大大提高进行多点定位 的精确度， 有效识别多个触摸点。
         (5) 不需要对现有的红外触摸装置进行很大改动， 适用范围广， 处理速度快， 成本 低。 附图说明
         图 1 为本发明红外定位装置的第一个实施例的示意图。 图 2 为第一个实施例计算计触摸点坐标时的示意图。 图 3 为第一个实施例的扫描时序图。 图 4 为本发明红外定位装置的第二个实施例的示意图。 图 5 为本发明红外定位装置的第三个实施例的示意图。具体实施方式
         下面结合实施例及附图， 对本发明作进一步地详细说明， 但本发明的实施方式不 限于此。
         实施例 1
         如图 1 所示， 本发明的红外定位装置包括控制模块 101、 红外发射模块 102 ～ 103 和红外接收模块 104 ～ 105 ； 红外发射模块 102、 103 依次紧密排列在触摸屏边框的一个长 边上 106 ； 红外接收模块 104、 105 依次紧密排列在触摸边框的另一个长边 107 上。每组 红外发射模块包括 N 个红外发射元件， 每组红外接收模块包括 N 个红外接收元件， 红外发 射元件与红外接收元件满足以下关系 ： 每个红外发射元件对应 5 个红外接收元件， 该5个 红外接收元件由其垂直正对位置上的红外接收元件及垂直正对位置上的红外接收元件的 左右两边的最近邻和次近邻的红外接收元件组成。以红外发射模块 102 的最后一个红外 发射元件 102--N 及红外发射模块 103 的第一个红外发射元件 103-1 为例， 红外发射元件 102--N 对应红外接收模块 104 上的红外接收元件 104--N-2、 104--N-1、 104--N 和红外接收 模块 105 上的 105--1、 105--2， 其中红外接收元件 104--N 位于红外发射元件 102--N 的垂 直正对位置， 104--N-1、 105--1 为红外接收元件 104--N 的最近邻的红外接收元件 ； 红外接 收元件 104--N-2、 105--2 为红外接收元件 104--N 的最近邻的红外接收元件 ； 红外发射模 块 103 上的第一个红外发射元件 103--1 对应红外接收模块 104 上的 104--N-1、 104--N 和红外接收模块上的 105--1、 105--2、 105--3 ； 其中红外接收元件 105--1 位于红外发射元件 103--1 的垂直正对位置， 104--N、 105--2 为红外接收元件 105--1 的次近邻的的红外接收元 件； 104--N-1、 105--3 的最近邻的红外接收元件。
         上述红外定位装置的定位方法包括以下步骤 ：
         (1) 安装红外发射模块和红外接收模块 ： 将红外发射模块依次紧密排列在触摸屏 边框的一个长边上 ； 将红外接收模块依次紧密排列在触摸屏边框的另一个长边上 ；
         (2) 对红外发射模块上的红外发射元件和红外接收模块上的红外接收元件进行初 始化， 记录红外接收元件的初始值 ；
         (3) 每组红外发射模块以依次点亮该组内所有红外发射元件为一个扫描周期 ； 在 某红外发射元件处于被点亮状态的连续时间段内， 依次接通与该红外发射元件对应的 5 个 红外接收元件， 读取各红外接收元件的输出值 ； 相邻发射模块间采用相反方向的扫描时序 ； 且相邻发射模块的每个扫描周期的开始时间相差 Δt， Δt ＞ 0， 如红外发射模块 102 在 t 时 刻开始扫描， 红外发射模块 103 在 t+Δt 时刻开始扫描。
         扫描的时序图如图 2 所示， 红外发射模块 102 按从第 N 个红外发射元件 102--N 至第 1 个红外发射元件 102--1 的扫描顺序。在红外发射元件 102--N 点亮期间， 依次读 取 红 外 接 收 元 件 104-N--2、 104-N--1、 104--N、 105--1、 105--2 的 输 出 值 ； 在红外发射元 件 102-N--1 点 亮 期 间， 依 次 读 取 红 外 接 收 元 件 104-N--3、 104-N--2、 104-N--1、 104--N、 105--1 的输出值 ； 红外发射模块 103 从第 1 个红外发射元件 103--1 开始扫描， 在红外发射 元件 103--1 点亮期间， 依次读取红外接收元件 104--N-1、 104--N、 105--1、 105--2、 105--3， 在 红 发 射 外 元 件 103--2 点 亮 期 间， 依 次 读 取 红 外 接 收 元 件 104--N、 105--1、 105--2、 105--3、 105--4 的输出值。其他元件的依次此类推。采用相邻发射模块间采用相反方向的 扫描时序的作用在于避免一个发射模块扫描到相邻边缝处， 而相邻的发射模块则扫描到了 相反的另一端， 这样， 当触摸物在边缝处快速运动时， 依然能够综合在一个周期的扫描中得 到的遮挡数据来计算出触摸物的坐标。若相邻发射模块间采用相同方向的扫描时序， 如当 触摸物还在红外发射模块 102 的边缝处， 红外发射模块 102 能扫描到， 但由于邻发射模块间 采用相同方向的扫描时序， 此时， 红外发射模块 103 已经扫描到了远离触摸点的另一边， 因 此在两相邻发射模块间的区域无法有效识别触摸点的情况。
         (4) 控制模块分析有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线， 根据设定 的计算方法计算触摸点坐标， 具体包括以下步骤 ：
         (4-1) 定义垂直向上的方向为垂直参考方向 ；
         (4-2) 在定位装置中预先设定对比角度值 ( 本实施例中为图 1 的 B1、 B2、 B3、 B4、 B5)， 所述对比角度值定义为 ： 任一垂直安装的红外发射元件与其对应的 5 个红外接收元件 之间的连线与垂直参考方向的夹角 ；
         (4-3) 定义红外发射元件和红外接收元件之间的连线与垂直参考方向的夹角为连 线的角度 ； 如图 3 所示， 有遮挡的红外发射元件和红外接收元件之间的连线间形成交点 M， 检测通过交点的各个连线的角度， 分别为 b1、 b2、 b3、 b4、 b5。
         若测得的角度值包括了所有的对比角度值， 即 b1、 b2、 b3、 b4、 b5 的值包括了所有 的对比角度 (B1、 B2、 B3、 B4、 B5) 的值， 则认为该交点 M 为触摸点， 该交点的坐标即为触摸点 坐标。实施例 2
         如图 4 所示， 本实施例除下述特征外， 其余与实施例 1 同 ：
         位于屏幕边框的长边 106 左端的红外发射模块 102 有两个红外发射元件 (102--1、 102--2) 的位置超出触摸屏的长边 ； 位于屏幕边框的长边 106 右端的红外发射模块 103 有 两个红外发射元件 (103--N-1、 103--N) 的位置超出触摸屏的长边 ； 位于屏幕边框的长边 107 左端的红外接收模块 104 有两个红外接收元件 (104--1、 104--2) 的位置超出屏幕的长 边； 位于屏幕边框的长边 107 右端的红外接收模块 105 有两个红外接收元件 (105--N-1、 104--N) 的位置超出屏幕的长边。 超出的元件能有效避免屏幕边上的扫描盲区， 这几个超出 的元件用外部结构件 108 进行遮挡， 以保持外观。
         实施例 3
         如图 5 所示， 本实施例除红外发射模块为三组 ( 图 5 中的 202 ～ 204)、 红外接收模 块为三组 ( 图 5 中的 205 ～ 207) 外， 其余与实施例 1 同。
         上述实施例为本发明较佳的实施方式， 但本发明的实施方式并不受所述实施例的 限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均应为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。

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