红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法

专利名称：红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法
技术领域：
本发明涉及一种红外触摸屏，尤其涉及一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法。
背景技术：
作为计算机触摸屏的一个分支，红外触摸屏以其安装方便、免维护、高抗爆性、 高可靠性等优点而逐渐被广泛应用在各个领域。红外触摸屏的基本结构，是在一个 适合安装的显示表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射和红外接收元 件，红外发射管和接收管在0.5倍相对辐射强度时角位移卩 一般小于等于士15度， 这些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，沿着显示表面的边 缘构成一个互相垂直的发射接收阵列，控制电路和驱动电路在MCU执行代码的控 制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外 线矩阵。当有触摸时，手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外线，由控制系 统判断出触摸点在屏幕的位置。
现有的红外触摸屏系统，光线在显示表面构成栅格结构，检测到触摸时，确定 触摸发生的栅格节点位置就可以算出触摸事件发生的位置坐标。这种触摸检测模式 使得现有的红外触摸屏在给定的时段内，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，触摸屏可以正常工作，对于两个或以上触摸点同时操作 时，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。由于 上述原因，现有的红外触摸屏技术在一些需要使用多点触摸的场合就会失效，例如 多人同时游戏，多人同时书写绘画等，这样极大的限制了红外触摸屏的使用领域。 目前己经有一些解决方法例如通过检测触摸事件发生的先后顺序来识别多个触摸 点，但对于多个触摸点之间无相对移动，也没有触摸点的形状大小值可以参照的情 况下，容易发生误判。
现有红外触摸系统中，其采样方式是通过由沿着触摸区域四周安装在X、 Y方 向排布均匀的红外发射管和红外接收管，控制和驱动电路在MCU执行代码的控制 下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线 矩阵。当有触摸时，手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外线，由控制系统 判断出触摸点在触摸屏上的位置。如果需要识别多点则需要增加一个Z轴，才能完 成对多点中的虚假点的识别。现有技术中， 一般采用软件方式增加Z轴。软件方式具有不改变普通触摸屏硬件而达到对多点识别的优点，但是由于受发射管发射角度 和功率的限制，Z轴和X或Y轴的夹角一般较小(<20度)。使得该处理方式在Z 轴的分辨率大大降低(一般小于X或Y轴分辨率的1/3)。从而使得对虚假点的识别 效果大大降低，容易出现误判或漏判。
由于现有红外触摸屏存在不能进行多点识别的问题，中国专利号为 "200710028616.X"提出了 "一种红外线触摸屏及其多点触摸定位方法"。即在触摸 屏的至少一个检测方向上， 一套红外发射扫描电路对应两套红外接受扫描电路；一 套红外发射扫描电路中的一个红外发射单元发出的光线被一套红外接受扫描电路中 的红外接受元件接收检测的同时，在接收范围内还被另一套红外接收扫描电路中的 红外接受元件接收检测在红外触摸屏的算法程序中有可用于提前确定触摸点范围的 触摸点预检测算法模块。并用通常的触摸位置检测算法得到一个触摸点位置坐标之 后，以触摸点预检测算法确定另一个触摸点所在区域，再结合通常检测算法的到该 触摸点位置坐标。
中国专利号为"200710117751.1"提出了 "一种识别红外触摸屏上多个触摸点 的方法"。即在不改变红外触摸屏已有的结构环境中，通过执行MCU的固件代码及 算法来实现，其方法为对X轴上(或Y轴上)第i只红外线发射、接收对管的发射 管驱动和接收管接收，然后再对第i只红外发射管和第i只接收管两侧m只(m大于等 于2但小于等于5)接收管依次配对发射和接收，再后扫描完成X轴和Y轴上的所有对 管，通过算法以此确定多点触摸。
以上两种方式虽然都能在一定程度上实现的多点触摸，而且第一种还从硬件电 路和算法上一定程度的解决了红外多点触摸屏响应速度慢的问题，但都存在以下两 方面的缺点1、部分区域存在多点识别盲区。在4个角的部分区域是不能形成其所 讲述的Y二X[sino^sin (a+(3) ]/sinp，将不能有效识别在这一区域内的多点触摸。2、 分辨率较低。由于发射管受到发射功率的限制，其发射角度一般较小(〈20° )，斜 向的分辨率为水平方向的0.36倍(tg20。 =0.36),因此斜向的分辨率大大降低，不利于 对较近的多点的正确识别。

发明内容
本发明的目的在于克服现有红外触摸屏识别多个触摸点时存在的上述问题，提 供一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，本发明可以完全覆盖整个触摸区域， 在整个触摸区域内都不会存在多点识别的识别盲区，可以将虚假点完全排除掉，真 正实现对多个触摸点的正确识别，并且，本发明中的红外扫描部件完全独立，由于 不受同一发射管发射角度较小的限制，提高了分辨率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下-
一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于包括如下步骤a、
5在红外触摸屏的X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部件上分别设置Z轴红外扫描 部件；b、启动红外触摸屏，驱动X轴、Y轴和Z轴红外扫描部件的红外发射单元 和红外接收单元，对X轴、Y轴和Z轴方向进行红外扫描，红外发射单元将触摸信 号发送到红外接收单元，红外接收单元对接收的触摸信号进行触摸分析，产生X轴、 Y轴和Z轴的触摸位置信息；c、控制器判断产生的触摸位置信息是否为有效触摸 位置信息，没有有效触摸位置信息时，返回初始化，有有效触摸位置信息时，控制 器收集有效触摸位置信息，并对收集到的数据进行排列组合，产生所有的组合点；d、
控制器根据X+Y *tg(90-a) 二Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组 合点，其中，a为Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角；没有符合条件的组合点时， 返回初始化，有符合条件的组合点时，则为真实触摸点的位置信息，并将得出的各 真实触摸点的位置信息传输到计算机系统中后，返回初始化。
所述a步骤中，Z轴红外扫描部件焊接在X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部 件上。
所述a步骤中，X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外发 射单元，在X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外接收单元。
所述a步骤中，X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外接 收单元，在X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外发射单元。
所述红外发射单元为红外发射管，同一轴上的多个红外发射管组合形成红外发 射单元，红外接收单元为红外接收管，同一轴上的多个红外接收管组合形成红外接 收单元。
所述X轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外发射管，每个X轴红外 发射管与对应焊接的每个Z轴红外发射管形成的夹角大小相同，X轴上的多个红外 接收管上分别焊接有Z轴红外接收管，每个X轴红外接收管与对应焊接的每个Z轴 红外接收管形成的夹角大小相同；Y轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外 发射管，每个Y轴红外发射管与对应焊接的每个Z轴红外发射管形成的夹角大小相 同，Y轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外接收管，每个Y轴红外接收管 与对应焊接的每个Z轴红外接收管形成的夹角大小相同。
所述X轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外接收管，每个X轴红外 发射管与对应焊接的每个Z轴红外接收管形成的夹角大小相同，X轴上的多个红外 接收管上分别焊接有Z轴红外发射管，每个X轴红外接收管与对应焊接的每个Z轴 红外发射管形成的夹角大小相同；Y轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外 接收管，每个Y轴红外发射管与对应焊接的每个Z轴红外接收管形成的夹角大小相 同，Y轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外发射管，每个Y轴红外接收管 与对应焊接的每个Z轴红外发射管形成的夹角大小相同。
所述d步骤中，Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角为45度，控制器根据
6X+Y=Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组合点。
所述红外触摸屏的硬件电路包括驱动部件、红外扫描部件和供电模式控制部 件，所述驱动部件的NPN型三极管Q3的基极、发射极和集电极分别与PNP型三 极管Q4的基极、发射极和集电极连接，NPN型三极管Q3的基极通过限流电阻与 控制器的段控端连接，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的集电极分别与红外 扫描部件的红外发送管的负端连接形成双向驱动部件；所述红外发送管和红外接收 管反向并联；所述供电模式控制部件包括发送模式控制部件和接收模式控制部件， 发送模式控制部件包括NPN型三极管Ql，接收模式控制部件包括PNP型三极管 Q2， NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2的集电极连接到NPN型三极管Q3和 PNP型三极管Q4的发射极，NPN型三极管Ql的发射极接地，NPN型三极管Ql 的基极通过限流电阻接到控制器的发射使能端，PNP型三极管Q2的发射极接与接收 电源连接，PNP型三极管Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端连接。
所述NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的基极连接间还设置有稳压二极管 Dl， NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管Dl的正端连接，PNP型三极管Q4的 基极与稳压二极管D1的负端连接。
所述红外接收管的负端通过接负载电阻Rl接地，红外发射管的正端与PNP型 三极管Q5的集电极连接，PNP型三极管Q5的发射极与发送电源连接，PNP型三 极管Q5的基极通过限流电阻与控制器的位控端连接。 采用本发明的优点在于
一、 本发明在在X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置有Z轴红外 发射单元，在经X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置有Z轴红外接 收单元，控制器通过X+Y *tg(90-a) 二Z可以将虚假点排除掉，真正实现对多个触 摸点的正确识别，提高了触摸识别的精确度。
二、 本发明采用硬件方式增加Z轴红外扫描部件，由于X、 Y、 Z三轴的扫描 单元相对独立，本方法中三轴的扫描可以同步进行，从而提高了系统的红外扫描速 度，42寸红外多点触摸屏响应时间〈16mS，相对于中国专利号"200710117751.1" 中采用的方式，在红外扫描时间上可以节约80%的时间，使得系统的响应速度也大
大提咼。
三、 本发明通过硬件方式增加Z轴红外扫描部件，与X、 Y轴的红外扫描部件 完全独立，由于不受同一发射管发射角度较小的限制，因此角度可以设置到与X/Y 的夹角均为45度，斜向即Z轴方向的分辨率为水平方向的1倍(tg45。 =1)，使得比 中国专利号"200710028616.X"和中国专利号"200710117751.1"所采用的方式， 在Z轴的分辨率上至少提高三倍。
四、 本发明由于Z轴的红外扫描部件完全独立于X、 Y轴，Z轴的红外扫描部 件可以任意设置，完全覆盖整个触摸区域，因此在整个触摸区域内都不存在多点识别的识别盲区。
五、 本发明由于有效解决对虚假点的识别问题，而且同时降低了多点触摸系统 的响应时间，即提升了触摸响应速度，有效的解决了多点识别盲区等问题，从而扩 大了红外多点触摸屏的使用范围。
六、 本发明Z轴红外发射单元分别焊接在X轴红外发射单元和Y轴红外发射单 元上，Z轴红外接收单元分别焊接在X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上，采 用焊接工艺，制作简单方便。
七、 本发明Z轴红外发射管分别在X轴红外发射管和Y轴红外发射管上的排列 方向相同，Z轴红外接收管分别在X轴红外接收管和Y轴红外接收管上的排列方向 相同，使触摸识别效果达到最佳。
八、 本发明中的硬件电路将红外发射管和红外接收管反向并联在一起，使得发 射和接收单元互不影响，为发送电路和接收电路的结合提供了条件。
九、 本发明中的硬件电路由于将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合 在一起，从而降低了系统构成的复杂程度，使得硬件电路简化，降低了系统成本。
十、本发明中的硬件电路由于将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合 在一起，使得电路简化，减小了布板面积，减小了系统的体积，有利于系统的安装， 扩展了系统的使用范围，从而降低了调试和组装难度，并且简化了红外触摸屏的硬 件电路结构，尤其适用于多点触摸式红外触摸屏，使本发明的硬件电路大大简化。
十一、本发明中的硬件电路采用了系统集成和线路优化，巧妙地将两套独立的 发射和接收电路有机的结合在一起，使电路复杂度大大降低，同时也使布线难度大 大降低，很容易在一张电路板上实现收发两种功能，可以在一张电路板上实现对两 个方向的红外扫描，即X与Z轴或Y与Z轴，从而使多点触摸系统的实现难度大 大降低，其中对多个发送和接收管子的控制方式同样可以采用矩阵控制模式。


图1为本发明流程结构示意图
图2为本发明实施例1红外触摸屏屏体结构示意图
图3为本发明组成框图
图4为本发明硬件电路结构示意图
1、 Z轴红外发射管，2、 X轴红外发射管，3、 Z轴红外接收管，4、 X轴红外 接收管，5、 Y轴红外发射管，6、 Y轴红外接收管。
具体实施方式
实施例1
一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，包括如下步骤a、在红外触摸屏的X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部件上分别设置Z轴红外扫描部件；b、启 动红外触摸屏，驱动X轴、Y轴和Z轴红外扫描部件的红外发射单元和红外接收单 元，对X轴、Y轴和Z轴方向进行红外扫描，红外发射单元将触摸信号发送到红外 接收单元，红外接收单元对接收的触摸信号进行触摸分析，产生X轴、Y轴和Z轴 的触摸位置信息；c、控制器判断产生的触摸位置信息是否为有效触摸位置信息，没 有有效触摸位置信息时，返回初始化，有有效触摸位置信息时，控制器收集有效触 摸位置信息，并对收集到的数据进行排列组合，产生所有的组合点；d、控制器根据 X+Yng(90-a) -Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组合点，其中， X为触摸点在X轴向的坐标，Y为触摸点在Y轴向的坐标，Z为触摸点在Z轴向的 坐标，a为Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角；没有符合条件的组合点时，返回 初始化，有符合条件的组合点时，则为真实触摸点的位置信息，并将得出的各真实 触摸点的位置信息传输到计算机系统中后，返回初始化。
在a歩骤中，在X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外 接收单元，在X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外发射单
元o
红外发射单元为红外发射管，同一轴上的多个红外发射管组合形成红外发射单 元，红外接收单元为红外接收管，同一轴上的多个红外接收管组合形成红外接收单
元。本发明中，在X、 Y轴的红外发射管上反向并联红外接收管作为Z轴的接收部 分；在X、 Y轴的红外接收管上反向并联红外发射管作为Z轴的发射部分。在X轴 红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外接收单元，即在X轴红外 接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外发射单元时，X轴上的多个红外 发射管上分别焊接有Z轴红外接收管3，每个X轴红外发射管2与对应焊接的每个 Z轴红外接收管3形成的夹角大小相同，X轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z 轴红外发射管1，每个X轴红外接收管4与对应焊接的每个Z轴红外发射管1形成 的夹角大小相同；Y轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外接收管3，每个 Y轴红外发射管5与对应焊接的每个Z轴红外接收管3形成的夹角大小相同，Y轴 上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外发射管1，每个Y轴红外接收管6与对 应焊接的每个Z轴红外发射管1形成的夹角大小相同。
本发明由控制器MCU、红外扫描部件、PC机接口电路、电源和相应的辅助电 路组成。红外扫描部件包括X轴红外发射单元、X轴红外接收单元、Y轴红外发射 单元、Y轴红外接收单元、Z轴红外发射单元和Z轴红外接收单元、
在控制器MCU的作用下X、 Y、 Z轴的扫描单元分别对屏体内X、 Y、 Z轴向 进行红外扫描。如果当前屏体内存在A、 B两个触摸点，由于扫描的红外光部分被 触摸点挡住，通过对信号的分析，则会在X、 Y、 Z的红外扫描部件中分别产生Xa、 Xb; Ya、 Yb; Za、 Zb六个坐标值，红外扫描部件将产生的坐标值传送给控制器MCU集中处理。
控制器MCU将收到的X、 Y、 Z方向坐标的数据进行排列组合，组合模式数= 触摸点数A3，如两点触摸有8种组合模式、三点触摸有27种组合模式。然后将所 有的组合模式分别代入条件关系式进行判断，满足条件的组合模式则为触摸点的真 实坐标位置，从而可以排除其他所有的虚假点，得到A (Xa、 Ya、 Za、)， B (Xb、 Yb、 Zb、)两点的真实坐标。三点及以上触摸点的处理方法同上。
本发明是在普通触摸屏的基础上增加Z轴红外发射单元和红外接收单元，Z 轴的红外扫描部件与X、 Y轴的红外扫描部件完全独立，控制器MCU可通过如下 公式
X +Y * tg(90-a) = Z
其中a为Z轴红外扫描部件与X轴红外扫描部件的夹角 ， 控制器MCU通过上述计算式判断，就能识别出真实的触摸点排出虚假点。 本发明可采用现有的普通红外触摸屏硬件电路，也可采用如下简化电路 红外触摸屏的硬件电路包括驱动部件、红外扫描部件和供电模式控制部件，驱 动部件的NPN型三极管Q3的基极、发射极和集电极分别与PNP型三极管Q4的基 极、发射极和集电极连接，NPN型三极管Q3的基极通过限流电阻与控制器的段控 端SEGMENT—1连接，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的集电极分别与红外 扫描部件的红外发送管的负端连接形成双向驱动部件；所述红外扫描部件的红外发 射管S—LED和红外扫描部件的红外接收管R_LED反向并联；所述供电模式控制部 件包括发送模式控制部件和接收模式控制部件，发送模式控制部件包括NPN型三极 管Ql ，接收模式控制部件包括PNP型三极管Q2， NPN型三极管Ql和PNP型三极 管Q2的集电极连接到NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的发射极，NPN型三 极管Ql的发射极接地，NPN型三极管Ql的基极通过限流电阻接到控制器的发射 使能端SEND—POWER, PNP型三极管Q2的发射极接与接收电源RECV—VCC连接， PNP型三极管Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端RECV一POWER连接。 在NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的基极连接间还设置有稳压二极管 Dl， NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管Dl的正端连接，PNP型三极管Q4的 基极与稳压二极管D1的负端连接。
接收二极管R一LED的负端接负载电阻Rl到地，并从接收二极管R—LED的负 端输出红外接收信号；发射二极管S—LED的正端接到PNP型驱动三极管Q5的集 电极，PNP型驱动三极管Q5的发射极接到发送电源，PNP型驱动三极管Q5的基 极通过限流电阻接到控制器MCU的位控端BIT—CTLl。 采用此硬件电路结构的工作过程如下
A、启动红外线触摸屏上的控制器MCU，初始化所有参数，同时启动各单元板 上的红外扫描控制电路；
10B、 首先MCU根据各板所处的位置确定是先工作在接收还是发送模式；
C、 如果是先工作在接收模式，则MCU将SNED—POWER置低，RECV—POWER 置低，因此Q1截止，Q2导通；
D、 MCU根据序号同步将SEGMENT—1置低(根据矩阵模式， 一个SEGMENT 可以控制八只相邻的红外接收管)，Q4道通，Q3截止，红外接收管(R一LED)有 正向电流流过处于工作模式，红外发射管(S一LED)反向截止处于未工作状态。因 此RECV—VCC的接收电压通过Q2、 Q4、 Rl加在红外接收管(R_LED)上， RECV一0UT1上的电压高低即可表征红外接收管接收到的红外光的强度；
E、 通过以上方式，可以依次控制其他红外接收管接收红外信号，实现对该方 向的红外接收扫描；
F、 实现红外接收后，再将电路置于发送模式，即将SNED一POWER置高， RECV—POWER置高，因此Q2截止，Ql导通；
G、 MCU根据序号同步将SEGMENT—1置高(根据矩阵模式， 一个SEGMENT 可以控制八只相邻的红外接收管)，Q3道通，Q4截止，将BIT—CTL1置低，Q5导 通，因此SEND—VCC的发送电压通过Q5、 Q3、 Ql加在红外发射管S一LED上，红 外发射管S_LED有正向电流流过处于工作模式，红外接收管R一LED反向截止处于 为未工作状态；
H、 通过以上方式，可以依次控制其他发射二极管发送红外信号，实现对该方 向的红外发送扫描；
I、 通过以上步骤，可以完成对X/Y/Z三轴的红外扫描，MCU通过"X + Y * tg(90-a) =Z"可以将触摸点的位置定位，完成对多点的坐标识别。
其中，稳压二极管D1的稳压值V取值为
((RECV一VCC-0.7) >V> (RECV一VCC-2*0.7)) 如果RECV—VCC (接收电源电压)<1.4V，则可以去掉D1稳压二极管。
实施例2
一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，包括如下步骤a、在红外触摸
屏的X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部件上分别设置Z轴红外扫描部件；b、启
动红外触摸屏，驱动X轴、Y轴和Z轴红外扫描部件的红外发射单元和红外接收单 元，对X轴、Y轴和Z轴方向进行红外扫描，红外发射单元将触摸信号发送到红外 接收单元，红外接收单元对接收的触摸信号进行触摸分析，产生X轴、Y轴和Z轴 的触摸位置信息；c、控制器判断产生的触摸位置信息是否为有效触摸位置信息，没 有有效触摸位置信息时，返回初始化，有有效触摸位置信息时，控制器收集有效触 摸位置信息，并对收集到的数据进行排列组合，产生所有的组合点；d、控制器根据 X+Yng(卯-a) -Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组合点，其中，X为触摸点在X轴向的坐标，Y为触摸点在Y轴向的坐标，Z为触摸点在Z轴向的 坐标，(X为Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角；没有符合条件的组合点时，返回 初始化，有符合条件的组合点时，则为真实触摸点的位置信息，并将得出的各真实 触摸点的位置信息传输到计算机系统中后，返回初始化。
在a步骤中，Z轴红外扫描部件焊接在X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部件 上。X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外发射单元，在X 轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外接收单元。
红外发射单元为红外发射管，同一轴上的多个红外发射管组合形成红外发射单 元，红外接收单元为红外接收管，同一轴上的多个红外接收管组合形成红外接收单 元。
在X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外发射单元，在X 轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外接收单元时，X轴上的多 个红外发射管上分别对应焊接有Z轴红外发射管1,每个X轴红外发射管2与对应 焊接的每个Z轴红外发射管1形成的夹角大小相同，X轴上的多个红外接收管上分 别焊接有Z轴红外接收管3，每个X轴红外接收管4与对应焊接的每个Z轴红外接 收管3形成的夹角大小相同；Y轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外发射 管1，每个Y轴红外发射管5与对应焊接的每个Z轴红外发射管1形成的夹角大小 相同，Y轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外接收管3，每个Y轴红外接 收管6与对应焊接的每个Z轴红外接收管3形成的夹角大小相同。
实施例3
本发明的最佳实施方式为a-45。，以下以ot=45°的两点触摸为例展开说明-本发明包括X/Y/Z三个方向的红外扫描部件， 一个触摸点A会产生Xa、 Ya、 Za三个坐标值。由于Z轴与X/Y轴的夹角为45度，因此Xa、 Ya、 Za满足Za-Xa+Ya 关系。如果是两点触摸则会产生Xa、 Ya、 Za、 Xb、 Yb、 Zb六个坐标值，则可能形 成以下八种坐标组合-
A: (Xa， Ya， Za) B: (Xa， Yb, Za) C: (Xb， Ya， Za) D: (Xb， Yb， Za) E: (Xa， Ya， Zb) F: (Xa， Yb, Zb) G: (Xb， Ya， Zb) H: (Xb， Yb， Zb)
将以上八点的坐标值代入条件关系式X+Y-Z,只有A、 H两点满足条件，从
12而可以排除其他所有的虚假点。
三点及以上的情况类似，计算方法同上。 当(1=45°时控制处理方法如下-
系统初始化后，启动X、 Y、 Z轴的红外扫描部件，对X、 Y、 Z轴向进行红外 扫描，各扫描单元对接收信号进行触摸分析，如有触摸则分别产生X、 Y、 Z的触 摸位置信息，控制器MCU判断扫描单元是否有有效触摸位置信息，当没有有效触 摸位置信息时，返回初始化，当有有效触摸位置信息时，控制器MCU收集X、 Y、 Z轴扫描单元的有效触摸位置数据，对收集到的数据进行排列组合，产生所有的组 合点，并分别对所有的组合点进行条件判断(X+Y=Z)，找出符合条件的点，即为 真实触摸点的位置信息，控制器MCU判断是否有满足条件的触摸点位置信息产生， 没有时返回初始化，当有时，将得出的各触摸点坐标传输到计算机系统中，然后返 回初始化。
显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所 述内容，还可以作出不脱离本发明基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均 在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于包括如下步骤a、在红外触摸屏的X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部件上分别设置Z轴红外扫描部件；b、启动红外触摸屏，驱动X轴、Y轴和Z轴红外扫描部件的红外发射单元和红外接收单元，对X轴、Y轴和Z轴方向进行红外扫描，红外发射单元将触摸信号发送到红外接收单元，红外接收单元对接收的触摸信号进行触摸分析，产生X轴、Y轴和Z轴的触摸位置信息；c、控制器判断产生的触摸位置信息是否为有效触摸位置信息，没有有效触摸位置信息时，返回初始化，有有效触摸位置信息时，控制器收集有效触摸位置信息，并对收集到的数据进行排列组合，产生所有的组合点；d、控制器根据X+Y*tg(90-α)＝Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组合点，其中，α为Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角；没有符合条件的组合点时，返回初始化，有符合条件的组合点时，则为真实触摸点的位置信息，并将得出的各真实触摸点的位置信息传输到计算机系统中后，返回初始化。
2、 根据权利要求1所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述a步骤中，Z轴红外扫描部件焊接在X轴红外扫描部件和Y轴红外扫描部件上。
3、 根据权利要求1或2所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述a步骤中，X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外发射单元，在X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外接收单元。
4、 根据权利要求1或2所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述a步骤中，X轴红外发射单元和Y轴红外发射单元上分别设置Z轴红外接收单元，在X轴红外接收单元和Y轴红外接收单元上分别设置Z轴红外发射单元。
5、 根据权利要求1或2所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述红外发射单元为红外发射管，同一轴上的多个红外发射管组合形成红外发射单元，红外接收单元为红外接收管，同一轴上的多个红外接收管组合形成红外接收单元。
6、 根据权利要求5所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述X轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外发射管(1)，每个X轴红外发射管(2)与对应焊接的每个Z轴红外发射管(1)形成的夹角大小相同，X轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外接收管(3)，每个X轴红外接收管(4)与对应焊接的每个Z轴红外接收管(3)形成的夹角大小相同；Y轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外发射管(1)，每个Y轴红外发射管(5)与对应焊接的每个Z轴红外发射管(1)形成的夹角大小相同，Y轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外接收管(3)，每个Y轴红外接收管(6)与对应焊接的每个Z轴红外接收管(3)形成的夹角大小相同。
7、 根据权利要求5所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述X轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外接收管(3)，每个X轴红外发射管(2)与对应焊接的每个Z轴红外接收管(3)形成的夹角大小相同，X轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外发射管(1 ),每个X轴红外接收管(4)与对应焊接的每个Z轴红外发射管(1)形成的夹角大小相同；Y轴上的多个红外发射管上分别焊接有Z轴红外接收管(3)，每个Y轴红外发射管(5)与对应焊接的每个Z轴红外接收管(3)形成的夹角大小相同，Y轴上的多个红外接收管上分别焊接有Z轴红外发射管(1)，每个Y轴红外接收管(6)与对应焊接的每个Z轴红外发射管(1)形成的夹角大小相同。
8、 根据权利要求1所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述d步骤中，Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角为45度，控制器根据X+Y=Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组合点。
9、 根据权利要求1所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述红外触摸屏的硬件电路包括驱动部件、红外扫描部件和供电模式控制部件，所述驱动部件的NPN型三极管Q3的基极、发射极和集电极分别与PNP型三极管Q4的基极、发射极和集电极连接，NPN型三极管Q3的基极通过限流电阻与控制器的段控端连接，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的集电极分别与红外扫描部件的红外发送管的负端连接形成双向驱动部件；所述红外发送管和红外接收管反向并联；所述供电模式控制部件包括发送模式控制部件和接收模式控制部件，发送模式控制部件包括NPN型三极管Ql，接收模式控制部件包括PNP型三极管Q2， NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2的集电极连接到NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的发射极，NPN型三极管Ql的发射极接地，NPN型三极管Ql的基极通过限流电阻接到控制器的发射使能端，PNP型三极管Q2的发射极接与接收电源连接，PNP型三极管Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端连接。
10、 根据权利要求9所述的红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，其特征在于所述NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的基极连接间还设置有稳压二极管Dl， NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管Dl的正端连接，PNP型三极管Q4的基极与稳压二极管D1的负端连接。
全文摘要
本发明公开了一种红外触摸屏识别多个真实触摸点的方法，首先对X轴、Y轴和Z轴方向进行红外扫描，扫描单元对触摸信号进行触摸分析，产生X轴、Y轴和Z轴的触摸位置信息；控制器判断产生是否为有效触摸位置信息，有有效触摸位置信息时，控制器收集此信息，并对收集到的数据进行排列组合，产生所有的组合点；控制器根据X+Y*tg(90-α)＝Z分别对所有的组合点进行判断是否有符合条件的组合点，α为Z轴扫描单元与X轴扫描单元的夹角，将得出的各真实触摸点的位置信息传输到计算机系统中。本发明可以完全覆盖整个触摸区域，在整个触摸区域内都不会存在多点识别的识别盲区，可以将虚假点完全排除掉，真正实现对多个触摸点的正确识别。
文档编号G06F3/042GK101493740SQ200910058459
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月28日 优先权日2009年2月28日
发明者蒲彩林 申请人:成都吉锐触摸技术股份有限公司