多扫描组覆盖的红外触摸屏的制作方法
【技术领域】
[0001]交互式红外显示设备，具体涉及一种红外边框以及由其构成的红外触摸产品(如红外大屏或红外电子白板)，主分类号应为:G06F3/042 (2006.01)1。
【背景技术】
[0002]红外边框是红外电子白板和红外大屏中用来执行触摸“感知”的主要部件，红外边框上集成有发射管、接收管、发射电路、接收电路以及用于对收发电路实现控制并对信号进行集中处理的控制1C。当用户触摸屏幕时，发射管发出的红外光线由于受到触摸物体的阻挡而不能到达相应的接收管,藉由此“光线丢失”机理,实现对触摸点的定位。红外边框的具体结构参见图14(中国专利201210226494.6)。
[0003]市售产品中的红外边框一般分为“一对多”型和“一对一”型两种。见图15(图中黑色管表示接收管，
[0004]白色管表示发射管，下同)，申请号为201210225270.3(下称Dl)的中国发明专利申请公开了一种红外触摸屏扫描方法，该方法涉及一种“一对一”型(即边框上发射管和接收管方位上一一对应)红外边框；启动时，首先对系统进行初始化，设置一个红外信号强度阀值；然后依次点亮每一只红外发射管；并在发射管发出红外线的同时，扫描位于该红外发射元件(E6)的发散角范围内(红外发射元件发射的光束的覆盖范围内)的所有红外接收元件；选取接收信号强度大于或等于信号强度阈值的红外接收元件生成的扫描线作为优选扫描线，进而根据这些优选扫描线进行触摸点的定位。
[0005]图16公开了使用另外一种红外边框的电子白板(申请号为201110436294.9，下称D2)，该电子白板包括矩形屏幕，矩形屏幕的每条边上都布置有复数个发射管和至少3个接收管；矩形屏幕每条边的两端各布置I个接收管，每条边上的接收管等距布置；每条边上的发射管布置在该边两端的接收管之间。工作时，依次点亮S1-S8区段的每一个发射管，每当I个发射区扫描工作时，该发射区两侧接收管正对面的两个接收管选通采样。
[0006]现有技术的理解，以X轴方向上的情况为例，分别见图15和图16: —、图17所示为1:11型红外边框的扫描线示意图，其中每一只黑色接收管的“视野”能够覆盖对面的11只发射管。读图可知，触摸区域(四条边框之间的区域)内点I被10只接收管覆盖；点2被8只接收管覆盖；点3被6只接收管覆盖，点4被2只接收管覆盖，点5被I只接收管覆盖——进行红外扫描时，5个点分别得到10条、8条、6条、2条和I条扫描线，也即:在整个触摸区域上，用于触摸点定位的扫描信息(扫描线)自发射管至接收管依次减少，通过触摸点的扫描线也趋于稀疏。
[0007]二、图18所示为1:n型红外边框的扫描线示意图，其中每一只黑色接收管对应对面三只黑色接收管所形成的两个扫描区域内的发射管，η的大小取决于一个扫描区域内发射管的个数。读图可知，触摸区域内任何一点均被正好二只接收管所覆盖——扫描完一周，一定可以得到至少四条扫描线(X、Y轴向上各两条)。
【发明内容】
[0008]由以上描述可知，Dl中由于屏幕上不同区域的扫描信息不均衡，触摸屏上不同位置的“触感”也不一样，降低了消费者体验；D2中虽然任意一个触摸点均可以凭借四条扫描线进行定位，扫描信息比较均衡，但是扫描线的数量非常有限，定位的精度不够理想。
[0009]针对上述问题，本发明提出了一种新型红外边框，该边框通过“扇面扫描、多组覆盖”的技术方案，可以在现有产品结构的基础上大幅增加红外扫描的信息量，触感均匀且易于实现。
[0010]一种用于红外触摸屏的红外边框，所述红外边框的每一条边上都设置有若干个非复用管和若干个复用管，所述非复用管等间距密集设置，复用管稀疏设置，每一枚复用管和对面边框上位于其有效工作角度内的非复用管组成一个扫描组。
[0011]一种红外触摸屏，包括用于接收触摸输入的触摸面板和用于检测触摸点坐标的红外边框，所述红外边框设置在触摸面板的至少一个对边上，红外边框上设置有若干个复用管、若干个非复用管、复用管驱动电路、非复用管驱动电路以及与复用管驱动电路和非复用管驱动电路之间电子连接的控制IC ;所述复用管连接到复用管电路，非复用管连接到非复用管电路；所述非复用管等间距密集设置，复用管稀疏设置，每一枚复用管和对面边框上位于其有效工作角度内的非复用管组成一个扫描组，其特征在于，所述触摸面板上的任何一个点位理论上均被同一方向上的至少三个扫描组所覆盖。
[0012]由于屏幕上任意一个点同时被多个扫描组所覆盖，扫描组的“视野”发生了重叠，感应区(屏幕)上的任何一个点位都可以同时被多个扫描组所“监控”，依次扫描各个发射管和接收管，就可以采集到足够多的触摸点位置信息。相比现有技术，既能保证触控精度、均衡屏幕上各点位的信息量，又节约了扫描时间，简化了结构和算法，提高了装配效率。
[0013]本发明的另一方面，在于提供一种单对边的红外触摸屏，该红外触摸屏包括用于接收触摸输入的触摸面板和用于检测触摸点坐标的红外边框，所述红外边框设置在触摸面板的一个对边上，红外边框上设置有若干个复用管、若干个非复用管、复用管驱动电路、非复用管驱动电路以及与复用管驱动电路和非复用管驱动电路之间电子连接的控制IC ;所述复用管连接到复用管电路，非复用管连接到非复用管电路；所述非复用管等间距密集设置，复用管稀疏设置，每一枚复用管和对面边框上位于其有效工作角度内的非复用管组成一个扫描组，其特征在于，所述触摸面板上的任何一个点位理论上均被同一方向上的至少三个扫描组所覆盖。
[0014]采用“扇面扫描、多组覆盖”方案的红外触摸屏，由于屏幕上任何一个点均能同时被多个扫描组所覆盖，扇面扫描时每一个扫描组均可得到多条扫描线(既包括非正交扫描线，也有可能包括正交扫描线，实践上使用其中的一条进行触摸点坐标的计算)，信息量得以成倍增长，只使用一个扫描方向上的扫描数据即可完成对触摸点的定位，硬件结构上可以节约一个对边上的红外边框，成本有所降低，装配效率得到提高。
[0015]进一步地，同一条边上的任意两个复用管之间设置有至少一枚非复用管。进一步地，同一条边的两端处的复用管的两侧各设置有至少一枚非复用管。这种结构的红外触摸屏可以确保边角处的复用管不被遮挡。以下结合说明书附图和具体实施例对本发明技术方案进行具体说明。
[0016]说明书附图
[0017]图1:复用管、非复用管和扫描组的说明；
[0018]图2:扫描组及其对应的扫描线；
[0019]图3:优选实施例1，三组扫描示意图；
[0020]图4:优选实施例2，四组扫描示意图；
[0021]图5:优选实施例3，三组扫描示意图；
[0022]图6:发射管复用的红外边框示意图；
[0023]图7:多组覆盖扫描组缺陷示意图；
[0024]图8:优选实施例4，单边框八组扫描示意图；
[0025]图9:优选实施例5，单边框四组扫描示意图；
[0026]图10:以红外发射管为非复用管的PCB灯板结构示意图；
[0027]图11:以红外发射管为复用管的PCB灯板结构示意图；
[0028]图12:复用管备用的实施例中红外边框示意图；
[0029]图13:图12中PCB灯板结构示意图；
[0030]图14:现有技术中PCB灯板电路结构框图；
[0031]图15:对比文件I (Dl)附图；
[0032]图16:对比文件2(D2)附图；
[0033]图17:—对一型红外边框信息不均衡说明图；
[0034]图18:对比文件2(D2)存在的问题示意图。
具体实施例
[0035]在具体介绍实施例之前，首先对本申请涉及的术语或专门用语进行说明。
[0036]复用管和非复用管:图1所示为本申请红外边框中的两个扫描组，图1中黑色管表示接收管，白色管表示发射管。如图1所示，本申请红外边框的灯管布置分为两种，第一种发射管密集等间距布置，接收管稀疏等间距布置(图1a)，每一枚接收管的有效接收角度(有效工作角度)覆盖对面边框上的若干枚发射管；第二种相反(图1b)，每一枚发射管的有效发射角度(有效工作角度)覆盖对面边框上的若干枚接收管。图1a中所示扫描组中，复用管为接收管，非复用管为发射管；图1b中所示扫描组中，复用管为发射管，非复用管为接收管。直观上，可以将本发明公开的红外边框中数量较多的灯管称为复用管，数量较少的灯管称为非复用管。其中，扫描组是具有一定视角的一整套接收管与发射管的组合；屏幕上任何位置的任何一点，一个覆盖其的扫描组就可以画出一根线条来(见图2，由于实际中的触摸点并不是理想的点，因此，任何一个扫描组扫描得到的扫描线实际上都是一簇扫描线，图2中虚线框内的每一个发射管都得到一条扫描线。计算时选取其中的一条作为该扫描组的扫描线，本申请中所