专利名称：一种具有红外触摸屏的显示器及其触摸点判定方法
技术领域：
本发明涉及一种具有触摸屏的显示器及其触摸点判定方法，尤其涉及一种具有红外触摸屏的显示器及其触摸点判定方法。
背景技术：
触摸屏作为方便、快捷的计算机多媒体交互设备已经得到了广泛的应用，主要有电阻膜、电容、表面声波、和红外线等形式。其中，红外触摸屏，因生产工艺简单，成本较低， 且便于安装在现有显示器的边框内，得到了很大的发展，并被应用到许多领域。传统红外触摸屏的基本结构参见美国专利号5162783及中国专利号00250806. 0， 如图1所示，由分别安装在触摸屏10两个相邻边框内的红外LED发射阵列Li、L2以及与 LED发射阵列Ll、L2对侧安装的两个接收探测器阵列Dl、D2组成，这样就在显示器100的显示表面上形成了一个动态的红外线栅格，以检测是否有手指或其他触摸体进入栅格区域， 以及手指或其他触摸体在栅格区域内的坐标位置。这种结构对于实现简单的单点触摸是比较合适的，结构简单，算法也简单，成本低，便于应用推广。但是对于实现两点或者多点触摸，及要同时检测出两个或多个触摸点的位置，因为光路布置简单，容易出现如图1所示的鬼点la、2a，且如果两点或多点距离较近，因LED发射阵列L1、L2和接收探测器阵列D1、D2 不可能做得很紧密，对于分别距离很近的两触摸体1、2，很困难。对于两点或多点红外触摸的实现，通常的技术是改进LED发射阵列Li、L2与接收探测器阵列D1、D2的扫描算法，或者利用在触摸屏10对角方向安置斜扫描的LED发射阵列或接收探测器阵列。上述方法可以在一定程度上改善红外触摸屏10的鬼点现象，但在触摸屏10的边角区域及两点比较靠近的情况下，仍无法很好的解决鬼点及分辨率问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能较佳防止鬼点现象出现的具有红外触摸屏的显示器及其触摸点判定方法。本发明是这样实现的，一种具有红外触摸屏的显示器，其包括所述红外触摸屏； 第一、第二红外发射管阵列，位于所述红外触摸屏的相邻两侧；第一、第二接收探测器阵列， 位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置，所述第一、第二接收探测器阵列分别接收所述第一、第二红外发射管阵列发出的红外光线信号； 第三、第四接收探测器阵列，位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧，所述第三、第四接收探测器列阵用于接收所述两个触摸体对所述第一、 第二红外发射管阵列发出光线的漫反射信号，所述第三、第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号均存在两个峰值；处理单元，用于将所述第一接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为两个触摸体的待定横坐标，并将所述第二接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为所述两个触摸体的待定纵坐标，得到所述两个触摸体的待定坐标，所述处理单元还用于根据所述待定坐标将所述第三接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中一者的最终坐标，还用于根据所述待定坐标将所述第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中另一者的最终坐标。进一步地，所述显示器还包括电路板，所述第一红外发射管阵列与所述第三接收探测器阵列相对设置于同一电路板的相对两侧。进一步地，所述显示器还包括电路板，所述第二红外发射管阵列与所述第四接收探测器阵列相对设置于同一电路板的相对两侧。进一步地，所述显示器还包括安装在所述红外触摸屏上的电路板，所述第一、第二红外发射管阵列以及所述第一、第二、第三、第四接收探测器阵列均设置在所述电路板上。进一步地，所述电路板为框架电路板，所述第一、第二红外发射管阵列位于所述框架电路板的相邻两侧，所述第一、第二接收探测器阵列位于所述框架电路板的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置，所述第三、第四接收探测器阵列位于所述框架电路板的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧。进一步地，所述显示器还包括安装在所述第三接收探测器阵列前的第一聚焦透镜阵列、以及安装在所述第四接收探测器阵列前的第二聚焦透镜阵列。本发明还涉及一种具有红外触摸屏的显示器的触摸点判定方法，其包括如下步骤
位于所述红外触摸屏的相邻两侧的第一、第二红外发射管阵列分别发出红外光线信
号；
位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置的第一、第二接收探测器阵列分别接收所述第一、第二红外发射管阵列发出的红外光线信号；
位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧的第三、第四接收探测器阵列接收所述两个触摸体对所述第一、第二红外发射管阵列发出光线的漫反射信号，所述第三、第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号均存在两个峰值；
将所述第一接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为两个触摸体的待定横坐标，并将所述第二接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为所述两个触摸体的待定纵坐标，得到所述两个触摸体的待定坐标；
根据所述待定坐标将所述第三接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中一者的最终坐标，根据所述待定坐标将所述第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中另一者的最终坐标。本发明与现有技术相比，本发明提供的具有红外触摸屏的显示器及其触摸点判定方法，第三、第四接收探测器阵列通过散射光信号得到两个触摸体的位置坐标信息，与第一、第二接收探测器阵列通过扫描得到的两个触摸体的位置坐标信息相比对，可以得到两个触摸体的精确二维坐标信息，可以消除鬼点影响，并实现高的分辨率。_
图1是传统的具有红外触摸屏的显示器的结构示意图。图2是本发明第一实施方式提供的具有红外触摸屏的显示器的结构示意图。
图3是图2中第三接收探测器阵列接收第一触摸体时的漫反射信号的信号-探测器阵列曲线。图4是图2中第三接收探测器阵列接收第二触摸体时的漫反射信号的信号-探测器阵列曲线。图5是图2中第三接收探测器阵列接收第一、第二触摸体时的漫反射信号的信号-探测器阵列曲线。图6是本发明第二实施方式提供的具有红外触摸屏的显示器的局部结构示意图。 符号说明
显不器100红外触摸屏10第一红外发射管阵列Ll第二红外发射管阵列L2第一接收探测器阵列Dl第二接收探测器阵列D2第四接收探测器阵列D3第四接收探测器阵列D4第一触摸体1第二触摸体2接收探测器Dll鬼点la、2a第一聚焦透镜阵列Xl电路板50
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明中所用的实现两点及多点触摸的方法，是利用手指或其他触摸体的漫反射光线，在红外发射管阵列(LED发射阵列)的同侧增加接收探测器阵列，使用探测器的漫反射信号组成信号-探测器阵列曲线(S-DN曲线)，通过对多个触摸体S-DN曲线的拟合实现对多触摸体位置的识别，与传统触摸屏放置于LED发射阵列对侧的接收探测器信号的触摸体位置信息扫描信号相结合，可以有效地实现两个或多个触摸体位置的识别，消除鬼点，并实现对两个或多个触摸体两维位置的高分辨率精确定位。请参阅图2，其为本发明第一实施方式提供的具有红外触摸屏10的显示器100的结构示意图。显示器100包括红外触摸屏10、第一红外发射管阵列(LED发射阵列)Li、第二 LED发射阵列L2、第一接收探测器阵列D1、第二接收探测器阵列D2、处理单元(图未示)、 第四接收探测器阵列D3以及第四接收探测器阵列D4。红外触摸屏10用于供触摸体触摸， 在本实施方式中以两个触摸体为例进行说明，即第一、第二触摸体1、2。第一、第二 LED发射阵列L1、L2位于红外触摸屏10的相邻两侧，第一、第二接收探测器阵列D1、D2位于红外触摸屏10的相邻两侧且分别与第一、第二 LED发射阵列L1、L2相对设置，第一、第二接收探测器阵列D1、D2分别接收第一、第二 LED发射阵列L1、L2发出的红外光线信号。第三、第四接收探测器阵列D3、D4位于红外触摸屏10的相邻两侧且分别与第一、
6第二 LED发射阵列Li、L2相同侧，第三、第四接收探测器列阵D3、D4用于接收第一、第二触摸体1、2对第一、第二 LED发射阵列发出光线的漫反射信号，第三、第四接收探测器阵列D3、 D4接收的所述漫反射信号均存在两个峰值。处理单元可以为嵌入在显示器100内的程序也可以是控制芯片，在本实施方式中，所述处理单元为中央处理芯片，用于将第一接收探测器阵列Dl中没有接收所述红外光线信号的接收探测器Dll作为第一、第二触摸体1、2的待定横坐标，并将第二接收探测器阵列D2中没有接收所述红外光线信号的接收探测器Dll作为第一、第二触摸体1、2的待定纵坐标，得到第一、第二触摸体1、2的待定坐标。所述待定坐标包含了鬼点信息，对于距离很近的多个触摸体，也无法达到高分辨率的识别精度。所述处理单元还用于根据所述待定坐标将第三接收探测器阵列D3接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为第一、第二触摸体1、2中一者的最终坐标，还用于根据所述待定坐标将第四接收探测器阵列D4接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为第一、第二触摸体1、2中另一者的最终坐标。具体原理如下，第三接收探测器阵列D3接收第一触摸体1的所有漫反射信号构成信号强度-探测器阵列曲线(S-DN曲线)，如图3所示，可以对第一触摸体1的表面特性进行选择，使S-DN曲线的峰值位置与第一触摸体1的位置相对应，峰值强度与第一触摸体1距离D3/D4的垂直距离成反比。同理，第三接收探测器阵列D3接收第二触摸体2的所有漫反射信号构成信号强度-探测器阵列曲线(S-DN曲线)，如图4所示。通过对第一、第二触摸体 1、2形成的S-DN曲线的的拟合，确定多个触摸体的位置坐标信息，如图5所示，为第三接收探测器阵列D3接收到的由第一、第二触摸体1、2所形成的漫反射光(散射光)信号强度-探测器阵列曲线(S-DN曲线)，对图5所测的散射光信号曲线进行拟合，可以确定第一、第二触摸体1、2的位置坐标信息。第三、第四接收探测器阵列D3、D4通过散射光信号得到的第一、第二触摸体1、2的位置坐标信息，与第一、第二接收探测器阵列D1、D2通过扫描得到的触摸体1和触摸体2的位置坐标信息相比对，可以得到第一、第二触摸体1、2的精确二维坐标信息，可以消除鬼点影响，并实现高的分辨率。简而言之，第一、第二接收探测器阵列Dl、D2只是通过有无信号来确定触摸体坐标位置，第三、第四接收探测器阵列D3、D4是探测触摸体的强度信号，而强度是与距离成反比的，所以第一、第二触摸体1、2存在时，信号强度存在两个峰值，最大峰值肯定在第二触摸体2对应的位置，因为它距离第三接收探测器阵列D3距离较近；反之，如果鬼点Ia和加是实际的触摸体时，信号强度同样存在两个峰值，强度最大峰值位置肯定在鬼点Ia的位置。因此，是可以去除鬼点的。a
可以理解，显示器100可包括电路板，第一 LED发射阵列Ll与第三接收探测器阵列D3 相对设置于同一电路板的相对两侧，第二 LED发射阵列L2与第四接收探测器阵列D4相对设置于同一电路板的相对两侧。电路板可安装在红外触摸屏10上的第一、第二 LED发射阵列L1、L2以及所述第一、第二、第三、第四接收探测器阵列D1、D2、D3、D4均设置在所述电路板上。电路板可为框架电路板，第一、第二 LED发射阵列L1、L2位于所述框架电路板的相邻两侧，第一、第二接收探测器阵列Dl、D2位于所述框架电路板的相邻两侧且分别与第一、第二 LED发射阵列L1、L2相对设置，第三、第四接收探测器阵列D3、D4位于所述框架电路板的相邻两侧且分别与第一、第二 LED发射阵列Li、L2相同侧。
本发明还提供上述具有红外触摸屏10的显示器100的触摸点判定方法，其包括如下步骤
位于所述红外触摸屏的相邻两侧的第一、第二红外发射管阵列分别发出红外光线信
号；
位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置的第一、第二接收探测器阵列分别接收所述第一、第二红外发射管阵列发出的红外光线信号；
位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧的第三、第四接收探测器阵列接收所述两个触摸体对所述第一、第二红外发射管阵列发出光线的漫反射信号，所述第三、第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号均存在两个峰值；
将所述第一接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为两个触摸体的待定横坐标，并将所述第二接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为所述两个触摸体的待定纵坐标，得到所述两个触摸体的待定坐标；
根据所述待定坐标将所述第三接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中一者的最终坐标，根据所述待定坐标将所述第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中另一者的最终坐标。请参阅图6，其为本发明第二实施方式提供的具有红外触摸屏的显示器的局部结构示意图，其与第一实施方式提供的具有红外触摸屏10的显示器100的区别在于所述显示器还包括安装在第三接收探测器阵列D3前的第一聚焦透镜阵列XI、以及安装在第四接收探测器阵列D4前的第二聚焦透镜阵列(图未示)。第一 LED发射阵列Ll与第三接收探测器阵列D3位于电路板50的两侧。聚焦透镜Xl用作光电天线，以增加收集触摸体散射光信号的能力，同时提高抗杂散光干扰的能力，用以接收触摸体的漫反射光信号。通过对特定触摸体的定标等算法处理后，依靠第三、第四接收探测器阵列D3、D4的漫反射光信号可以实现对触摸体的二维方向定位。综上所述，本发明提供的具有红外触摸屏的显示器及其触摸点判定方法，第三、第四接收探测器阵列通过散射光信号得到两个触摸体的位置坐标信息，与第一、第二接收探测器阵列通过扫描得到的两个触摸体的位置坐标信息相比对，可以得到两个触摸体的精确二维坐标信息，可以消除鬼点影响，并实现高的分辨率。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种具有红外触摸屏的显示器，其包括所述红外触摸屏；第一、第二红外发射管阵列，位于所述红外触摸屏的相邻两侧；第一、第二接收探测器阵列，位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置，所述第一、第二接收探测器阵列分别接收所述第一、第二红外发射管阵列发出的红外光线信号；及处理单元，用于将所述第一接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为两个触摸体的待定横坐标，并将所述第二接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为所述两个触摸体的待定纵坐标，得到所述两个触摸体的待定坐标；其特征在于，所述显示器还包括第三、第四接收探测器阵列，位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧，所述第三、第四接收探测器列阵用于接收所述两个触摸体对所述第一、第二红外发射管阵列发出光线的漫反射信号，所述第三、第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号均存在两个峰值；所述处理单元还用于根据所述待定坐标将所述第三接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中一者的最终坐标，还用于根据所述待定坐标将所述第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中另一者的最终坐标。
2.如权利要求1所述的具有红外触摸屏的显示器，其特征在于，所述显示器还包括电路板，所述第一红外发射管阵列与所述第三接收探测器阵列相对设置于同一电路板的相对两侧。
3.如权利要求1所述的具有红外触摸屏的显示器，其特征在于，所述显示器还包括电路板，所述第二红外发射管阵列与所述第四接收探测器阵列相对设置于同一电路板的相对两侧。
4.如权利要求1所述的具有红外触摸屏的显示器，其特征在于，所述显示器还包括安装在所述红外触摸屏上的电路板，所述第一、第二红外发射管阵列以及所述第一、第二、第三、第四接收探测器阵列均设置在所述电路板上。
5.如权利要求4所述的具有红外触摸屏的显示器，其特征在于，所述电路板为框架电路板，所述第一、第二红外发射管阵列位于所述框架电路板的相邻两侧，所述第一、第二接收探测器阵列位于所述框架电路板的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置，所述第三、第四接收探测器阵列位于所述框架电路板的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧。
6.如权利要求1所述的具有红外触摸屏的显示器，其特征在于，所述显示器还包括安装在所述第三接收探测器阵列前的第一聚焦透镜阵列、以及安装在所述第四接收探测器阵列前的第二聚焦透镜阵列。
7.一种具有红外触摸屏的显示器的触摸点判定方法，其包括如下步骤位于所述红外触摸屏的相邻两侧的第一、第二红外发射管阵列分别发出红外光线信号；位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相对设置的第一、第二接收探测器阵列分别接收所述第一、第二红外发射管阵列发出的红外光线信号；将所述第一接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为两个触摸体的待定横坐标，并将所述第二接收探测器阵列中没有接收所述红外光线信号的接收探测器作为所述两个触摸体的待定纵坐标，得到所述两个触摸体的待定坐标； 其特征在于，所述触摸点判定方法还包括如下步骤位于所述红外触摸屏的相邻两侧且分别与所述第一、第二红外发射管阵列相同侧的第三、第四接收探测器阵列接收所述两个触摸体对所述第一、第二红外发射管阵列发出光线的漫反射信号，所述第三、第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号均存在两个峰值；根据所述待定坐标将所述第三接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中一者的最终坐标，根据所述待定坐标将所述第四接收探测器阵列接收的所述漫反射信号存在的最大峰值确定为所述两个触摸体中另一者的最终坐标。
全文摘要
本发明涉及一种具有红外触摸屏的显示器，其包括红外触摸屏；第一、第二红外发射管阵列；第一、第二接收探测器阵列，位于红外触摸屏的相邻两侧且分别与第一、第二红外发射管阵列相对设置；第三、第四接收探测器阵列，位于红外触摸屏的相邻两侧且分别与第一、第二红外发射管阵列相同侧，其接收的所述漫反射信号均存在两个峰值；处理单元，用于得到两个触摸体的待定坐标，还用于根据待定坐标将第三接收探测器阵列接收的漫反射信号存在的最大峰值确定为两个触摸体中一者的最终坐标，还用于根据待定坐标将第四接收探测器阵列接收的漫反射信号存在的最大峰值确定为两个触摸体中另一者的最终坐标。本发明还涉及所述显示器的触摸点判定方法。
文档编号G06F3/042GK102289330SQ20111029253
公开日2011年12月21日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者张春光, 张涛, 郑荣升 申请人:中航华东光电有限公司