紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法及其系統的製作方法
2023-05-17 13:14:01 1
紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法及其系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法及其系統，包括：分別對紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的基準能量值；在所述紅外接收管的接收的光被遮擋時，根據所述紅外接收管接收的光信號，確定各個紅外接收管的被遮擋範圍；分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值；將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。本發明通過觸摸點位置的能量損失程度對觸摸點進行識別定位，提高觸摸點識別的準確性。
【專利說明】紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法及其系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及紅外觸控螢幕的【技術領域】，特別是涉及一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，以及一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統。
【背景技術】
[0002]通常的紅外觸控螢幕在四周都設置有燈管，包括相對設置的多個接收管和多個發射管，一個接收管會接收對面若干個發射管的信號。如果有觸摸物體進入觸摸區域擋住部分光線，則會有多個接收管的光路被遮擋，根據各個接收管被遮擋光路交叉的角度可以計算出觸摸點所在的交點。
[0003]然而，這種通過接收管被遮擋光路的交叉來計算觸摸點位置的方法在多點觸摸的情況下，因為不同觸摸點引起的各個接收管被遮擋的光路在真實觸摸點之外可能還會有交點，因此，會計算出很多非真實的觸摸點，從而導致觸摸點的識別不準確。
【發明內容】
[0004]針對現有紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法不準確的問題，本發明提出一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法及其系統，通過觸摸點位置的能量損失程度對觸摸點進行識別定位，提高觸摸點識別的準確性。
[0005]一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，包括以下步驟:
[0006]分別對紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的基準能量值；
[0007]在所述紅外接收管的接收的光被遮擋時，根據所述紅外接收管接收的光信號，確定各個紅外接收管的被遮擋範圍；
[0008]分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值；
[0009]將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。
[0010]一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，包括:
[0011]基準能量值模塊，用於分別對紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的基準能量值；
[0012]掃描模塊，用於在所述紅外接收管的接收的光被遮擋時，根據所述紅外接收管接收的光信號，確定各個紅外接收管的被遮擋範圍；
[0013]遮擋能量值模塊，用於分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值；
[0014]定位模塊，用於將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。
[0015]本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法及其系統中，通過紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍確定在無觸摸物時，經過各個所述像素點到各個接收管的光線的能量值疊加，為各個所述像素點設定一個基準能量值，其取值的高低取決於接收範圍覆蓋該像素點的紅外接收管的個數的多少。然後在有觸摸物時，根據各個紅外接收管的被遮擋範圍確定各個像素點的遮擋能量值，因為當有觸摸物時，經過所述觸摸物和各個紅外接收管的光全部被遮擋，所述觸摸物所在像素點到各個紅外接收管的被遮擋光線疊加的能量值，即所述遮擋能量值基本等於其基準能量值，通過將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果可以確定觸摸點坐標。本發明通過觸摸點位置的能量損失程度對觸摸點進行識別定位，避免了通過接收管被遮擋光路的交叉來計算觸摸點位置的方法，因此，在多點觸摸的情況下也不會識別到非真實的觸摸點，提高了觸摸點識別的準確率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法的流程示意圖；
[0017]圖2是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中紅外接收管的接收範圍示意圖；
[0018]圖3是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中獲得的各個像素點的基準能量值的示意圖；
[0019]圖4和圖5是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中紅外接收管和紅外發射管的掃描方式示意圖；
[0020]圖6是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中獲得的各個像素點的遮擋能量值的示意圖；
[0021]圖7是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中獲得的各個像素點的相對能量值的示意圖；
[0022]圖8是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中獲得的各個像素點的二值化的示意圖；
[0023]圖9是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中進行掃描精確定位觸摸點的示意圖；
[0024]圖10是本發明對觸摸點進行掃描精確定位的一種實施例的流程示意圖；
[0025]圖11是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統的結構程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]請參閱圖1，圖1是本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法的流程示意圖。
[0027]所述紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，包括以下步驟:
[0028]S102，分別對紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的基準能量值；
[0029]S104，在所述紅外接收管的接收的光被遮擋時，根據所述紅外接收管接收的光信號，確定各個紅外接收管的被遮擋範圍；
[0030]S106，分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值；
[0031]S108，將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。[0032]本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法中，通過紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍確定在無觸摸物時，經過各個所述像素點到各個接收管的光線的能量值疊加，為各個所述像素點設定一個基準能量值，其取值的高低取決於接收範圍覆蓋該像素點的紅外接收管的個數的多少。然後在有觸摸物時，根據各個紅外接收管的被遮擋範圍確定各個像素點的遮擋能量值，因為當有觸摸物時，經過所述觸摸物到各個紅外接收管的光全部被遮擋，所述觸摸物所在像素點到各個紅外接收管的被遮擋光線疊加的能量值，即所述遮擋能量值基本等於其基準能量值，通過將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果可以確定觸摸點坐標。本發明避免了通過接收管被遮擋光路的交叉來計算觸摸點位置的方法，因此，在多點觸摸的情況下也不會識別到非真實的觸摸點，提高了觸摸點識別的準確率。
[0033]請進一步參閱圖2，所述紅外接收管的位置和其接收角度範圍內的紅外發射管的位置限定了所述紅外接收管的接收範圍，從垂直於所述觸控螢幕的角度俯視，一個紅外接收管的接收範圍，即所述紅外接收管與其接收範圍內的紅外發射管的位置形成一個三角形，如圖2所示，圖中，黑色的為接收管，灰色的為發射管。
[0034]所述各個像素點的基準能量值由接收範圍覆蓋該像素點的紅外接收管的個數的多少決定，即接收範圍覆蓋該像素點的紅外接收管的個數越多，所述像素點的基準能量值越大，各個所述像素點的基準能量值構成了 一個基準能量面。
[0035]具體可通過創建一幅圖像來表示所述基準能量面，如圖2所示，整個矩形區域就是這一幅圖像。圖中所示的是其中一個接收管所覆蓋的三角形區域。各個紅外接收管的接收範圍都形成一個三角形，每個三角形所覆蓋的像素點都累加一個單位能量值。所述單位能量值的數值可由實際需要設定，由於紅外接收管的接收範圍有疊加的情況，所以要保證最大疊加的能量值不能超過可計算的數值範圍。例如假設最大疊加了 5個單位能量值，可計算數值範圍為255，則所述單位能量值的設定不能超過51。本實施方式中的單位能量值設定為10。將所有紅外接收管的接收範圍都用三角形表示，並都累加到這幅圖像中去，效果如圖3所示。顏色越淺的部分像素點說明疊加的單位能量值越多，基準能量值越大。該圖表示基準能量面，即在沒有光線被遮擋的情況下的各個像素點的總體能量水平。
[0036]當所述紅外觸控螢幕上出現觸摸物時，各個所述紅外接收管的接收的光部分被遮擋，一個紅外接收管被遮擋的光路與紅外觸控螢幕兩邊圍城一個區域，該區域即為所述紅外接收管的被遮擋範圍。根據所述紅外接收管接收的光信號，可以確定各個紅外接收管被遮擋的光線對於所述紅外接收管的入射角度，結合所述紅外接收管的位置，從而可以確定各個紅外接收管的被遮擋範圍的具體位置坐標。所述被遮擋範圍通常是一個俯視為三角形的區域，以所述紅外接收管為頂點。
[0037]為獲取所述被遮擋範圍的具體位置，可以令所述紅外觸控螢幕上的紅外接收管和紅外發射管以一定的方式排布並進行掃描。
[0038]本發明的實現需要各個紅外接收管的接收範圍有所重疊，此外，所述紅外觸控螢幕上的紅外接收管和紅外發射管的具體排布方式並不限定，所述紅外觸控螢幕上的紅外接收管和紅外發射管進行掃描的方式也不限定，為實現本發明的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法可以採用各種其他與本發明不違背的排布方式和掃描方式。
[0039]請進一步參閱圖4至5，在一個實施例中，所述紅外觸控螢幕為矩形，所述紅外觸控螢幕的四邊分布有多個紅外接收管，每兩個所述紅外接收管之間設置有一段紅外發射管，每一段紅外發射管包括多個紅外發射管；
[0040]則可採取以下掃描方式:
[0041]依次導通每個所述紅外接收管接收光信號，並且，在一個紅外接收管導通時，依次導通相對邊上所述紅外接收管兩側的各兩段紅外發射管。
[0042]兩個紅外接收管之間的所有紅外發射管稱為一段紅外發射管。本發明實施例的掃描規則為:一個紅外接收管導通時，對邊的上、下兩側各兩段的發射管逐次導通；如果上、下兩側的紅外發射管不足兩段的，就按實際存在的段數執行逐次導通；紅外接收管的導通順序可以設置為，從左排最下方第一個開始順時針逐次導通。
[0043]進一步地，在導通各段紅外發射管時，依次導通相應的每一段紅外發射管，並且在導通每一段紅外發射管時，依次導通每一段紅外發射管中的每個紅外發射管。從而按順序依次對各個紅外接收管進行掃描，防止掃描死角的出現。具體來說，例如，第一個導通的紅外接收管為左排最下方一個，則對邊的紅外發射管在右排，且對應所述紅外接收管的上側有兩段紅外發射管，而下側沒有紅外發射管，該兩段紅外發射管的逐次導通的順序為從下至上依次導通，如圖4所示；而到左排從下往上數第二個紅外接收管導通時，對應的上側有兩段紅外發射管，而下側有一段紅外發射管，該三段紅外發射管的導通順序為從下至上依次導通，如圖5所示。
[0044]實際方案中，一個紅外接收管的輸出需要接到一個模數轉換採集通道才能被採集成數位訊號。而實際的硬體通常沒有那麼多採集通道，所以會多個紅外接收管共用一個採集通道，分時採集。因此需要設計相應的掃描方法，即紅外發射管按照某種規則有序地導通並發光，紅外接收管也按照相應的規則有序地導通並採集光信號。同一種硬體方案可以有很多種掃描方法的設計，本發明不限定掃描方法，只介紹以上一種本發明作出改進的實現方式作為優選實施例。
[0045]所有的紅外接收管導通一遍，各自採集所屬範圍內的紅外發射管的信號。有遮擋的部分，信號會比較低，根據信號幅度可以計算出遮擋的位置。
[0046]請進一步參閱圖6，在確定各個紅外接收管的被遮擋範圍之後，分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值。
[0047]如圖6所示，可通過創建一幅圖像表示各個像素點的遮擋能量值，即為遮擋能量面，將代表被遮擋範圍的三角形區域疊加到所述遮擋能量面的圖像上。所述遮擋能量面即被遮擋光線的對應的能量所疊加出來的能量面。
[0048]請進一步參閱圖7，獲得各個像素點的遮擋能量值之後，將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。
[0049]上一步中得到的遮擋能量值是單純根據遮擋光線的疊加計算得到的，這不能完全地體現遮擋的程度，因為各個像素點的基準能量值的分布是不完全均勻的，有些部分高一些，有些部分則低一些。為了將遮擋的程度體現出來，將絕對遮擋能量值去比上基準能量值。一般來說，由於觸摸物出現的像素點所有光線均被遮擋，所以其遮擋能量值基本等於基準能量值，亦即遮擋能量值與基準能量值比值約等於I的像素點即為觸摸點。
[0050]在一種優選實施方式中，將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較時，根據各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值，按照以下公式計算各個像素點的相對能量值:
【權利要求】
1.一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，包括以下步驟: 分別對紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的基準能量值； 在所述紅外接收管的接收的光被遮擋時，根據所述紅外接收管接收的光信號，確定各個紅外接收管的被遮擋範圍； 分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值； 將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。
2.如權利要求1所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，將各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標的步驟包括: 根據各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值，按照以下公式計算各個像素點的相對能量值:
3.如權利要求2所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，根據各個像素點的相對能量值的大小，確定觸摸點坐標的步驟包括: 將各個像素點的相對能量值與預設的能量閾值比較，根據比較結果將每個像素點的能量值二值化； 根據二值化的結果確定觸摸點坐標。
4.如權利要求3所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，將各個像素點的相對能量值與預設的能量閾值比較，根據比較結果將每個像素點的能量值二值化的步驟包括: 將每個像素點的相對能量值與預設的能量閾值比較，如果高於所述能量閾值，則對所述像素點設定第一能量值；如果低於所述能量閾值，則對所述像素點設定第二能量值。
5.如權利要求4所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，根據二值化的結果確定觸摸點坐標的步驟包括: 對二值化後的所述紅外觸控螢幕的各個像素點進行掃描，獲取具有第一能量值的像素點的坐標集合作為觸摸點坐標所在的區域。
6.如權利要求5所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，對二值化後的所述紅外觸控螢幕的各個像素點進行掃描，獲取具有第一能量值的像素點的坐標集合作為觸摸點坐標所在的區域的步驟包括: 逐行或逐列掃描各個像素點，獲得具有第一能量值的像素點作為參考像素點； 在所述參考像素點所在的列或行，分別以所述參考像素點為中心向兩端搜索，直到搜索到所述參考像素點的四周具有第二能量值的像素點，將搜索到的所述參考像素點的四周具有第二能量值的像素點圍城的區域作為觸摸點坐標所在的區域。
7.如權利要求1至6任意一項所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，所述紅外觸控螢幕為矩形，所述紅外觸控螢幕的四邊分布有多個紅外接收管，每兩個所述紅外接收管之間設置有一段紅外發射管，每一段紅外發射管包括多個紅外發射管； 則進一步包括以下步驟: 依次導通每個所述紅外接收管接收光信號，並且，在一個紅外接收管導通時，依次導通相對邊上所述紅外接收管兩端的各兩段紅外發射管。
8.如權利要求7所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別方法，其特徵在於，依次導通相對邊上所述紅外接收管兩端的各兩段紅外發射管的步驟包括: 依次導通相應的每一段紅外發射管，並且在導通每一段紅外發射管時，依次導通每一段紅外發射管中的每個紅外發射管。
9.一種紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於，包括: 基準能量值模塊，用於分別對紅外觸控螢幕的各個紅外接收管的接收範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的基準能量值； 掃描模塊，用於在所述紅外接收管的接收的光被遮擋時，根據所述紅外接收管接收的光信號，確定各個紅外接收管的被遮擋範圍； 遮擋能量值模塊，用於分別對各個所述紅外接收管的被遮擋範圍內的像素點累加一個單位能量值，獲得各個像素點的遮擋能量值； 定位模塊，用於將各個像`素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值比較，根據比較結果確定觸摸點坐標。
10.如權利要求9所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於，所述定位模塊包括: 用於根據各個像素點的所述遮擋能量值與所述基準能量值，按照以下公式計算各個像素點的相對能量值的子模塊:
11.如權利要求10所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於，所述定位模塊還用於將各個像素點的相對能量值與預設的能量閾值比較，根據比較結果將每個像素點的能量值二值化。
12.如權利要求11所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於，所述定位模塊還包括: 用於將每個像素點的相對能量值與預設的能量閾值比較，如果高於所述能量閾值，則對所述像素點設定第一能量值；如果低於所述能量閾值，則對所述像素點設定第二能量值的子模塊。
13.如權利要求12所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於，所述定位模塊進一步對二值化後的所述紅外觸控螢幕的各個像素點進行掃描，獲取具有第一能量值的像素點的坐標集合作為觸摸點坐標所在的區域。
14.如權利要求13所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於，所述定位模塊進一步包括: 用於逐行或逐列掃描各個像素點，獲得具有第一能量值的像素點作為參考像素點的子模塊； 以及，用於在所述參考像素點所在的列或行，分別以所述參考像素點為中心向兩端搜索，直到搜索到所述參考像素點的四周具有第二能量值的像素點，將搜索到的所述參考像素點的四周具有第二能量值的像素點圍城的區域作為觸摸點坐標所在的區域的子模塊。
15.如權利要求9至14任意一項所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於: 所述紅外觸控螢幕為矩形，所述紅外觸控螢幕的四邊分布有多個紅外接收管，每兩個所述紅外接收管之間設置有一段紅外發射管，每一段紅外發射管包括多個紅外發射管； 所述掃描模塊依次導通每個所述紅外接收管接收光信號，並且，在一個紅外接收管導通時，依次導通相對邊上所述紅外接收管兩端的各兩段紅外發射管。
16.如權利要求15所述的紅外觸控螢幕的觸摸點識別系統，其特徵在於: 所述掃描模 塊在依次導通相對邊上所述紅外接收管兩端的各兩段紅外發射管時，依次導通相應的每一段紅外發射管，並且在導通每一段紅外發射管時，依次導通每一段紅外發射管中的每個紅外發射管。
【文檔編號】G06F3/042GK103699273SQ201310738220
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】黃斐銓, 黃安麒, 胡雋鵬, 葉燕妮, 李楠, 王宏磊, 顧都臨 申請人:廣州視睿電子科技有限公司