专利名称：捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法
技术领域：
本发明涉及红外线触摸屏，尤指一种利用红外线跟踪扫描移动目标的方法有关。
背景技术：
随着科学技术的发展，电子触摸技术的出现，触摸屏也经历了从底挡向高档发展的历程，发展至今，各种技术的触摸屏层出不穷，而且其性能在不断完善。由于其结构简单、使用方便、自然、而且反应速度快、节省空间和易于人机交流等诸多优点，目前以广泛的应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、多媒体教学等领域。
与其它触摸技术相比，红外线触摸技术有着它独特的优胜之处；具有不磨损、不受电流、电压和静电干扰、使用寿命长、稳定无漂移、防暴、防污可以在某些恶劣的环境下工作等诸多优点，此外，利用红外线还可以非常容易生产出超大规格的触摸屏，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。
图1是现有技术红外线触摸屏的红外线发射、接收管的位置分布图。图中，红外线发射阵列，分为两部分，一部分102位于红外线触摸捕捉装置左侧的边沿位置上，按序列号排列，是用于Y轴发射扫描的；另一部分101位于红外线捕捉装置上边沿位置，按序列号排列，是用于X轴发射扫描的；另有红外线接收阵列，分为两部分，一部分103位于102对面边沿上，按序列号排列，是用于Y轴接收扫描的，另一部分104位于101对面边沿上，按序列号排列，是用于X轴接收扫描的，101、102、103、104都是以模块形式，通过连接器连接形成，而每个模块是由发射、接收管单元构成。
其中在X轴上的每对发射、接收管都是一一对应的，而且具有相同的X轴序号。当没用触摸物体在发射管和接收管之间移动时，接收管是可以正常接收到发射管所发出的高频脉冲信号，但如有触摸物体开始在X轴方向移动时，X轴的某个或某些发射管所发出的红外线信号会被触摸物体105阻断，导致相对应的那个或多个接收管所接收到的信号根据受遮挡的宽度相对衰减，根据这个接收或发射管所在位置的序号，通过应有A/D转换程序，计算出拦截物在光轴通道中遮挡部分的宽度，再利用坐标公式，便可以知道物体105在X轴上移动的坐标X值了，同样在Y轴上的每对发射、接收管都是一一对应的，而且具有相同的Y轴序号。当触摸物体105在发射管和接收管之间移动时，有某个或某些Y轴上的接收无法接收到对应发射管高频脉冲信号时，根据当时接收或发射的Y轴序号，通过上述方法便可以得到触摸物体105在Y轴上移动的坐标Y值了。通过周而复始的对X、Y轴上的每个红外线发射管轮流输出脉冲信号，进行扫描，同时也对位于其对面相应的每个接收管进行信号读取，触摸物体105在X轴和Y轴的移动坐标轨迹便随即可得。
为了缩短扫描时间，快速的捕捉到触摸目标，有许多国内外的红外线触摸屏生产商尝试利用各种方法，不断研究出新的技术来解决快速的捕捉到触摸目标。如图2所述；有人提出在原来的顺序扫描的基础上，改成X轴与Y轴同时进行顺序扫描。如图3所述；还将X轴与Y轴上的发射管分成两路或多路并同时顺序扫描；所需扫描时间按长轴计算。X轴与Y轴上的红外线接收管划分越细，扫描所要的时间就越少。也有的则采用隔行扫描的方法来提高扫描捕捉目标速度。按照上述方法实施，与传统的红外屏扫描捕捉触摸目标的速度相比是一大进步。
尽管如此，对于一些快速移动的目标还是无法识别、捕捉。很大程度上降低了它的应用范围。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，从而提供一种利用红外线跟踪快速扫描并捕捉移动目标的扫描方法。
本发明的主要技术方案是一种快速捕捉并追踪红外线触摸屏上移动目标的扫描方法，该红外线触摸屏包括一个由电路板构成的四方形电路框，在电路框X轴与Y轴上焊接有一一对应发射接收的红外线发射管与接收管，形成一个横竖交叉的红外线矩阵，电路板上还电连接有控制电路和测量电路元气件，该方法是通过扫描捕获第一个触摸坐标后，红外线触摸屏控制系统转入目标追踪扫描的阶段，以每次扫描捕捉到的触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心，分别其向相邻的两侧确定若干个接收管为扫描区追踪扫描移动目标。
所述的扫描方法依次包括如下步骤a.红外线扫描X轴与Y轴上的接收管，发现并捕捉触摸坐标。
b.以该触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心点，分别向其相邻的两侧确定若干个接收管为扫描区；c.这时红外线触摸屏只扫描该区X轴与Y轴上的接收管，再发现并捕捉到新的触摸坐标；d.再以新的触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心，再分别向相邻的两侧确定若干个接收管为新的扫描区，对该区进行扫描，发现并捕捉新的触摸目标；不断的追踪捕捉触摸目标，调整以触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心点的扫描区进行扫描。
更优的是以触摸坐标在X轴与Y轴上相对的接收管为中心，向相邻的两侧确定的射管各为5---10个。
所述的红外线扫描为顺序扫描；从X轴或Y轴的第一个接收管开始顺序扫描，扫描完一轴接着扫另一轴的接收管，发现并捕捉触摸坐标。
所述的红外线扫描为同时扫描；X轴与Y轴上的接收管同时开始扫描，发现并捕捉触摸坐标。
所述的红外线扫描为同时多路扫描；将X轴与Y轴上的接收管分别分成两段或多段同时开始扫描，发现并捕捉触摸坐标。
所述的红外线扫描为隔行扫描；发现并捕捉触摸坐标。
采用上述方法后，本发明的有益效果是利用追踪扫描的方法，大大的缩短了扫描周期时间，在该扫描区域内能捕捉屏幕上快速移动的多个触摸目标。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是现有技术红外线触摸屏的红外线发射、接收管的位置分布图。
图2是现有技术红外线触摸屏的X轴与Y轴同时进行扫描的示意图。
图3是现有技术红外线触摸屏X轴与Y轴上的接收管分成两路并同时顺序扫描的示意图。
图4是本发明的具体实施例的平面结构示意图。
具体实施例方式
为了提高红外线扫描捕捉速度，本发明公开了一种快速捕捉并追踪红外线触摸屏上移动目标的扫描方法。如图4所示；触摸屏401由多个红外线模块在电路板上围设而成。其中，红外线模块的使用数量是根据触摸屏的大小而定的。下面就列举常用的19寸触摸屏为例，发射阵列，共有135个发射模块，其中有60个模块是在触摸屏401左侧，是用于对Y轴红外线发射扫描的，75个模块位于触摸屏401的上边沿，是用于对X轴红外线发射扫描的。同样，在发射模块的对面有着相同数目一一对应的接收模块。
红外线发射阵列共有75*60＝135个发射管，接收阵列有75*60＝135个接收管，用于捕捉屏幕上移动目标。扫描X轴与Y轴上的接收管，按序号从第一个管直至最后一个，即完成一个扫描周期。如果要捕捉第一个平滑连续的移动坐标，扫描的周期应越快越好，每秒内扫描的次数应越多越好。
本发明对屏幕上移动目的标坐标跟踪、捕捉的主要步骤1.先用顺序扫描方法，从X轴或Y轴上的第一个接收管依次顺序扫描，扫完一轴接着扫另一轴，如有触摸物体(图中的黑点)在屏幕上出现时，X轴的某个或某些发射管所发出的红外线信号会被触摸物体阻断，导致相对应的那个或多个接收管所接收管所接收到的信号根据受遮挡的宽度相对衰减，根据这个接收或发射管所在位置的序号，通过应有A/D转换程序，计算出拦截物在光轴通道中遮挡部分的宽度，再利用坐标公式，便可以知道触摸物体在X轴上移动的坐标X值了，用同样的方法便可以得到触摸物体在Y轴上移动的坐标Y值了。
2.继续步骤1，这时触摸屏将捕捉到的触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心点，分别向其相邻的两侧确定若干个接收管划分为扫描区，这要视触摸屏大小而定，一般都向其相邻的两侧确定5--10个接收管为扫描区，本发明采用向两侧各划分5个接收管为扫描区为例进行说明。
3.继续步骤2，这时触摸屏将进入追踪扫描阶段，红外线触摸屏调整为只扫描该区X轴与Y轴上的接收管(图中箭头所示的管数)，如向两侧各划分5个接收管为扫描区的话，那X轴上为5+1+5＝11个接收管，Y轴上也是5+1+5＝11个接收管，只扫描X轴11个与Y轴11个就够了，按单管扫描时间为0.4ms计算原来扫描一周为135*0.4＝54ms；现在扫描该区一周为(11+11)*0.4＝8.8ms；比原来扫描一个周期的速度要快6倍多，也就是说原来扫描一周的时间，现在可以扫6周多。
4.继续步骤3，扫描速度提高了，在屏幕上的移动触摸物体按常规3m/秒的速度计算，每个发射管的尺寸为5.08mm，扫描一周的长度是22*5.08＝111.76mm，扫描一圈的时间是8.8ms，111.76mm/8.8ms＝13.97mm/ms，按公式换算13.97m/秒，比3m/秒的移动速度相比要快4倍多，在扫描区内扫描远远能跟上屏幕上的移动速度。
5.继续步骤4，再捕捉到新的触摸坐标(图中小黑点)后，红外线触摸屏又以该坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心点，分别向其相邻的两侧又各划分5个接收管为扫描区(图中箭头所示的管数)。这时红外线又调整为只扫描该区X轴与Y轴上的接收管，扫描的程序与上述相同。
6.继续步骤5，再次捕捉到新的触摸坐标后，周而复始的循环步骤5，跟踪移动触摸目标调整扫描区域，并快速捕捉新的触摸坐标，又进入下一轮的区域扫描。
上述的扫描可以是顺序扫描；从X轴或Y轴的第一个接收管开始顺序扫描，扫描完一轴接着扫另一轴的接收管。或是同时扫描；X轴与Y轴上的接收管同时开始扫描。或为同时多路扫描；将X轴与Y轴上的接收管分别分成两段或多段同时开始扫描。还可以是隔行扫描等。
利用上述的追踪扫描的方法，大大的缩短了扫描周期时间，就能在该扫描区域内能捕捉屏幕上快速移动的多个移动触摸目标。
权利要求
1.捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，该红外线触摸屏包括一个由电路板构成的四方形电路框，在电路框X轴与Y轴上焊接有一一对应发射接收的红外线发射管与接收管，形成一个横竖交叉的红外线矩阵，电路板上还电连接有控制电路和测量电路元气件，其特征在于该方法是通过扫描捕获第一个触摸坐标后，红外线触摸屏控制系统转入目标追踪扫描的阶段，以每次扫描捕捉到的触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心，分别向其相邻的两侧确定若干个接收管为扫描区追踪扫描移动目标。
2.根据权利要求1所述的捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，其特征在于所述的扫描方法依次包括如下步骤a.红外线扫描X轴与Y轴上的接收管，发现并捕捉触摸坐标。b.以该触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心点，分别向其相邻的两侧确定若干个接收管为扫描区；c.这时红外线触摸屏只扫描该区X轴与Y轴上的接收管，再发现并捕捉到新的触摸坐标；d.再以新的触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心，再分别向相邻的两侧确定若干个接收管为新的扫描区，对该区进行扫描，发现并捕捉新的触摸目标；不断的追踪捕捉触摸目标，调整以触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心点的扫描区进行扫描。
3.根据权利要求1所述的捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，其特征在于所述的红外线扫描为顺序扫描；从X轴或Y轴的第一个接收管开始顺序扫描，扫描完一轴接着扫另一轴的接收管，发现并捕捉触摸坐标。
4.根据权利要求1所述的捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，其特征在于所述的红外线扫描为同时扫描；X轴与Y轴上的接收管同时开始扫描，发现并捕捉触摸坐标。
5.根据权利要求1所述的捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，其特征在于所述的红外线扫描为同时多路扫描；将X轴与Y轴上的接收管分别分成两段或多段同时开始扫描，发现并捕捉触摸坐标。
6.根据权利要求1所述的捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，其特征在于所述的红外线扫描为隔行扫描；发现并捕捉触摸坐标。
7.根据权利要求1所述的捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，其特征在于以触摸坐标在X轴与Y轴上相对的接收管为中心，分别向相邻两侧确定射管各为5--10个。
全文摘要
本发明公开了一种捕捉并追踪红外触摸屏上移动目标的扫描方法，该红外线触摸屏包括一个由电路板构成的四方形电路框，在电路框X轴与Y轴上焊接有一一对应发射接收的红外线发射管与接收管，形成一个横竖交叉的红外线矩阵，电路板上还电连接有控制电路和测量电路元气件，该方法是通过扫描捕获第一个触摸坐标后，红外线触摸屏控制系统转入目标追踪扫描的阶段，以每次扫描捕捉到的触摸坐标在X轴与Y轴上相对应的接收管为中心，分别向其相邻的两侧确定若干个接收管为扫描区追踪扫描移动目标。利用上述的追踪扫描的方法，大大的缩短了扫描周期时间，就能在该扫描区域内能捕捉屏幕上快速移动的多个移动触摸目标。
文档编号G06F3/041GK101067775SQ200710074940
公开日2007年11月7日 申请日期2007年6月14日 优先权日2007年6月14日
发明者吴琼 申请人:吴琼