一种用于红外屏的启发式快速扫描方法和系统与流程

技术领域

本发明涉及红外屏扫描技术领域，尤其涉及一种用于红外屏的启发式快速扫描方法和系统。

背景技术：

随着计算机技术的发展和普及，在20世纪90年代初，出现一种全新的人机交互技术——触摸屏技术。利用这种触摸屏技术用户只需在显示屏上的图标或文字上轻轻一点，计算机就能按照输入的指示进行相关操作，其完全摆脱了键盘和鼠标的束缚，使用范围广，使人机交互更加方便快捷。

随着触控产品技术日渐成熟，对触控产品的功能、性能和成本要求也越来越高。目前已经形成的各种商业化的触摸屏技术包括：电阻技术触摸屏、表面电容技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波(SAW)技术触摸屏等等。其中，红外触摸屏以其结构简单、成本低、可靠性高等优点被应用于多种场合，现有的红外触摸屏一般包括安装在触摸检测区域四周的印刷电路板上的红外发射元件阵列和红外接收元件阵列，通过检测红外发射元件阵列和红外接收元件阵列之间的光线的遮挡情况来识别触摸检测区域内的触摸点。

红外屏现有的扫描技术一般是：按照特定规律事先设定好红外发射元件和红外接收元件之间的对应关系，扫描时就按照设定好的对应关系进行扫描，这种设定好的对应关系称之为设计预期，所述对应关系是指驱动一个红外发射元件时，扫描哪些红外接收元件，比如每颗发射灯扫描正对相邻对称的7颗接收灯：发射灯n，对应扫描接收灯为 {n-3，n-2，n-1，n，n+1，n+2，n+3}。在每一帧中，将符合以上规律的扫描线全部扫出。这种扫描方式属于非智能的，每次都机械的扫描固定的扫描线，而这些固定的扫描线中有一些扫描线是不用的，重复扫描会导致扫描时间增加，扫描速度降低等缺陷。

综上，研发一种用于红外屏的启发式快速扫描方法和系统，在扫描时，通过对之前扫描信息的分析，有意的跳过一些确定不用的扫描线，减少大量扫描时间，提高扫描速度，显得格外重要。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有的缺陷，提供一种用于红外屏的启发式快速扫描方法和系统，在扫描时，通过对之前扫描信息的分析，判断并去除某些无用的扫描线，减少大量扫描时间，提高扫描速度。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种用于红外屏的启发式快速扫描方法，包括以下步骤：

S1、在红外屏的主控模块中预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线；

S2、扫描所述步骤S1中的若干条光线中的有限条光线，根据所述有限条光线，判断所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域，是否有触摸物遮挡，若否，则跳过对所述区域内的其他光线的扫描。

优选地，所述步骤S2进一步包括以下步骤：

S201、扫描所述步骤S1中的若干条光线中的有限条光线，所述有限条光线由相邻设置的发射器所发射；

S202、判断所述步骤S201中的有限条光线是否有触摸物遮挡，若所述有限条光线均没有触摸物遮挡，则判定所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域没有触摸物遮挡；

S203、跳过对所述步骤S202中的所述区域内的其他光线的扫描。

进一步地，所述步骤S202中的所述区域的形状为四边形。

进一步地，所述步骤S1之前还包括预设扫描规律的步骤，所述预设扫描规律具体为：每一个发射器扫描n个发射器，即每一个发射器发射的光线被n个接收器所接收。

进一步地，所述步骤S1之前还包括以下步骤：判断是否是多点操作，并在确定是多点操作的情况进入所述步骤S1。

相应地，本发明还公开了一种用于红外屏的启发式快速扫描系统，包括主控模块、发射模块、接收模块和信号处理模块，所述主控模块分别与所述发射模块、所述接收模块和所述信号处理模块电连接；所述发射模块包括发射控制单元和含有多个发射器的发射器阵列，所述接收模块包括含接收控制单元和多个接收器的接收器阵列；

所述发射控制单元，用于选通所述发射器；所述接收控制单元，用于选通所述接收器；

所述发射器用于向所述接收器发射光线，所述接收器用于接收所述发射器发射的光线，所述发射器与所述接收器之间形成若干条光线；

所述信号处理模块，用于接收和处理所述接收器输出的信号，并将处理过的信号发送给所述主控模块；

所述主控模块，预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线；控制扫描所述若干条光线中的有限条光线，并根据所述有限条光线，判断所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域，是否有触摸物遮挡，若否，则跳过对该区域内的其他光线的扫描。

进一步地，所述主控模块的信号输出端分别与所述发射控制单元的信号输入端和所述接收控制单元的信号输入端相连，所述发射控制单元的信号输出端与所述发射器的信号输入端相连，所述接收控制单元的信号输出端与所述接收器的信号输入端相连，所述接收器的信号输出端与所述信号处理模块的信号输入端相连，所述信号处理模块的信号输出端与所述主控模块的信号输入端相连。

进一步地，所述有限条光线由相邻设置的发射器所发射。

进一步地，所述区域的形状为四边形。

本发明的用于红外屏的启发式快速扫描方法和系统，具有如下有益效果：本发明先在红外屏的主控模块中预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线，扫描所述若干条光线中的有限的少量光线，判断该有限条光线、发射该有限条光线的发射器以及接收该有限条光线的接收器之间形成的区域，是否有触摸物遮挡，若该区域没有触摸物遮挡，则该区域内除了上述有限条光线之外的其他光线，均不需要被扫描，即本发明通过之前扫描出的信息，可以很容易判断并去除某些无用的扫描线（如处于上述区域中除了该有限条光线的其他光线），在扫描时，可以跳过这些确定无用的扫描线，大大减少扫描时间，提高扫描速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明的用于红外屏的启发式快速扫描方法的流程图；

图2是本发明的第一个实施例中的扫描方法的原理图；

图3是本发明的第二个实施例中的扫描方法的原理图；

图4是本发明的第三个实施例中的扫描方法的原理图；

图5是本发明的用于红外屏的启发式快速扫描系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种用于红外屏的启发式快速扫描方法，包括以下步骤：

本发明利用既有的信息（包括上一帧中点的位置、本帧中已扫描的部分、已扫描完成的前一边等），决定接下来进行的扫描操作。

扫描过程一般分为两个部分：横向扫描（H方向）和纵向扫描，（V方向）。

H方向和V方向一般是间隔扫描的，即 … H、V、H、V、H、V、H、V …

在多点识别时，触摸物一般是手指，尺寸较大，一般可以遮挡住主轴。因此，在确定是多点操作后，可立即开启这种快速扫描方式，并进入步骤S1；所述步骤S1之前还包括预设扫描规律的步骤，所述预设扫描规律具体为：每一个发射器扫描n个接收器，即每一个发射器发射的光线被n个接收器所接收；

S1、在红外屏的主控模块中预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线；

S2、扫描所述步骤S1中的若干条光线中的有限条光线，根据所述有限条光线，判断所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域，是否有触摸物遮挡，若否，则跳过对所述区域内的其他光线的扫描，若是，则扫描该区域内的光线；

其中，所述步骤S2进一步包括以下步骤：

S201、扫描所述步骤S1中的若干条光线中的有限条光线，所述有限条光线由相邻设置的发射器发射；

S202、判断所述步骤S201中的有限条光线是否有触摸物遮挡，若所述有限条光线均没有触摸物遮挡，则判定所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域没有触摸物遮挡，所述区域的形状为四边形；

S203、跳过对所述步骤S202中的所述区域内的其他光线的扫描。

在本实施例中，所述步骤S201中的有限条光线由相邻设置的发射器所发射且相互之间相互平行，该有限条光线与其相对应的接收器和发射器之间形成的四边形区域的形状为矩形。

如图2所示，发射元件中含有多个发射器（E₁、E₂、E₃、E₄、E₅、E₆、E₇、E₈等等），接收元件中含有多个接收器（D₁、D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇、D₈等等），扫描前事先确定预设扫描规律，即事先确定每一个发射器扫描n个发射器，n为大于或等于1的整数（如可以预先设定每一个发射器扫描对应7个接收器，并可以设定E₅对应扫描D₂-D₈，当然也可以设定E₅对应扫描非相邻设置的接收器，实现扫描的灵活设置），按照该预设扫描规律，多个发射器和多个接收器之间可以形成若干条光线。扫描时，在红外屏的主控模块中预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线，首先扫描若干条光线中的有限条光线，比如所述有限条光线为由E₂、E₃、E₄、E₅和E₆发射的，且相互平行的E₂D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅和E₆D₆，判断E₂D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅和E₆D₆是否被触摸物遮挡，若E₂D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅和E₆D₆均没有被触摸物遮挡，则可判定E₂D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅、E₆D₆与发射器E₂、E₃、E₄、E₅、E₆以及接收器D₂、D₃、D₄、D₅、D₆之间形成的矩形区域E₂D₂D₆ E₆没有触摸物遮挡，当矩形区域E₂D₂D₆ E₆没有触摸物遮挡的情况下，可以跳过对该矩形区域内的其他光线，如E₂D₃、E₂D₄、E₃D₆、E₄D₂、E₄D₅、E₅D₃、E₅D₆、E₆D₄等等的扫描，可以大大节约扫描时间。

继续如图2所示，对于某一个发射灯；如E₅（如可以预先设定每一个发射器扫描对应7个接收器，并可以设定E₅对应扫描D₂-D₈，当然也可以设定E₅对应扫描非相邻设置的接收器，本实施例以E₅对应扫描D₂-D₈为例进行说明）来说，扫描时，首先扫描 E₅D₅，判断E₅D₅是否有触摸物遮挡，对于由E₅发射的其他光线（E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇和E₅D₈），可通过判断E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈所穿过的光线是否被遮挡，来确定是否需要扫描E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈。若E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈所穿过的光线均没有被遮挡，则可跳过对E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈的扫描，比如，若E₂D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅和E₆D₆均未被遮挡，则说明矩形区域E₂D₂D₆ E₆内没有触摸物体存在，则可跳过对处于该矩形区域的E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄和E₅D₆的扫描，如果E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈所穿过的光线中有一条（含）以上被遮挡，则E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈需要被扫描。假如E₇D₇被遮挡，则说明此处存在触摸物，由于E₅D₇和E₅D₈会穿过E₇D₇，因此，E₅D₇和E₅D₈需要被扫描。

因此，对于发射灯E₅来说，需要扫描的线仅为E₅D₅、E₅D₇和E₅D₈三条线。而对于E₅D₅来说，其左侧的光线（如E₂D₂、E₃D₃、E₄D₄）是刚刚扫描过的，信息比较准确，可立即获得和使用，而其右侧的光线（如E₆D₆、E₇D₇、E₈D₈），于是上一帧扫描的结果，因此考虑到触摸物的运动，需在之前基础上扩大一些，以保证其准确性。在扫描完成之后，需要对右侧光线做检验，如发现与预测的不一致，需对扫描线做处理。

如图5所示，本实施例还公开了一种用于红外屏的启发式快速扫描系统，包括主控模块、发射模块、接收模块和信号处理模块，所述主控模块分别与所述发射模块、所述接收模块和所述信号处理模块电连接；所述发射模块包括发射控制单元和含有多个发射器的发射器阵列，所述接收模块包括含接收控制单元和多个接收器的接收器阵列；所述主控模块的信号输出端分别与所述发射控制单元的信号输入端和所述接收控制单元的信号输入端相连，所述发射控制单元的信号输出端与所述发射器的信号输入端相连，所述接收控制单元的信号输出端与所述接收器的信号输入端相连，所述接收器的信号输出端与所述信号处理模块的信号输入端相连，所述信号处理模块的信号输出端与所述主控模块的信号输入端相连；

所述发射控制单元，用于选通所述发射器；所述接收控制单元，用于选通所述接收器；

所述发射器用于向所述接收器发射光线，所述接收器用于接收所述发射器发射的光线，所述发射器与所述接收器之间形成若干条光线；

所述信号处理模块，用于接收和处理所述接收器输出的信号，并将处理过的信号发送给所述主控模块；

所述主控模块，预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线；控制扫描所述若干条光线中的有限条光线，所述有限条光线由相邻设置的发射器发射且相互平行，并根据所述有限条光线，判断所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域，所述区域的形状为四边形，具体为矩形，是否有触摸物遮挡，若否，则跳过对该区域内的其他光线的扫描。

实施例2

如图3所示，与实施例1不同的是，本实施例中的有限条光线与其相对应的接收器和发射器之间形成的四边形区域的形状为平行四边形。

扫描时，首先扫描若干条光线中的有限条光线，比如所述有限条光线为由E₃、E₄、E₅、E₆和E₇发射的，且相互平行的E₃D₁、E₄D₂、E₅D₃、E₆D₄和E₇D₅，判断E₃D₁、E₄D₂、E₅D₃、E₆D₄和E₇D₅是否被触摸物遮挡，若E₃D₁、E₄D₂、E₅D₃、E₆D₄和E₇D₅均没有被触摸物遮挡，则可判定E₃D₁、E₄D₂、E₅D₃、E₆D₄和E₇D₅与发射器E₃、E₄、E₅、E₆、E₇以及接收器D₁、D₂、D₃、D₄、D₅之间形成的平行四边形区域E₃D₁D₅ E₇没有触摸物遮挡，当平行四边形区域E₃D₁D₅ E₇没有触摸物遮挡的情况下，可以跳过对该平行四边形区域内的其他光线，如E₄D₁、E₅D₅、E₅D₂、E₄D₄、E₄D₅等等的扫描，可以大大节约扫描时间。

续如图3所示，对于某一个发射灯，如E₅（如可以预先设定每一个发射器扫描对应7个接收器，并可以设定E₅对应扫描D₂-D₈，当然也可以设定E₅对应扫描非相邻设置的接收器，本实施例以E₅对应扫描D₂-D₈为例进行说明）来说，其发射的光线为E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇和E₅D₈，若E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈所穿过的光线中有一条（含）以上被遮挡，则E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈需要被扫描。在本实施例中，因为E₅D₂、E₅D₄和E₅D₅均在平行四边形区域E₃D₁D₅ E₇内，当确定平行四边形区域E₃D₁D₅ E₇内没有触摸物遮挡时，可以跳过对E₅D₂、E₅D₄和E₅D₅的扫描，假如E₈D₆被遮挡，则说明此处存在触摸物，由于E₅D₆、E₅D₇、E₅D₈会穿过E₇D₇，因此，E₅D₆、E₅D₇和E₅D₈需要被扫描。

因此，对于发射灯E₅来说，需要扫描的线仅为E₅D₆、E₅D₇和E₅D₈三条线。

如图5所示，本实施例还公开了一种用于红外屏的启发式快速扫描系统，包括主控模块、发射模块、接收模块和信号处理模块，所述主控模块分别与所述发射模块、所述接收模块和所述信号处理模块电连接；所述发射模块包括发射控制单元和含有多个发射器的发射器阵列，所述接收模块包括含接收控制单元和多个接收器的接收器阵列；所述主控模块的信号输出端分别与所述发射控制单元的信号输入端和所述接收控制单元的信号输入端相连，所述发射控制单元的信号输出端与所述发射器的信号输入端相连，所述接收控制单元的信号输出端与所述接收器的信号输入端相连，所述接收器的信号输出端与所述信号处理模块的信号输入端相连，所述信号处理模块的信号输出端与所述主控模块的信号输入端相连；

所述发射控制单元，用于选通所述发射器；所述接收控制单元，用于选通所述接收器；

所述发射器用于向所述接收器发射光线，所述接收器用于接收所述发射器发射的光线，所述发射器与所述接收器之间形成若干条光线；

所述信号处理模块，用于接收和处理所述接收器输出的信号，并将处理过的信号发送给所述主控模块；

所述主控模块，预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线；控制扫描所述若干条光线中的有限条光线，所述有限条光线由相邻设置的发射器发射且相互平行，并根据所述有限条光线，判断所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域，所述区域的形状为四边形，具体为平行四边形，是否有触摸物遮挡，若否，则跳过对该区域内的其他光线的扫描。

实施例3

如图4所示，与实施例1和实施例2不同的是，本实施例中的有限条光线与其相对应的接收器和发射器之间形成的四边形区域的形状为梯形。

扫描时，首先扫描若干条光线中的有限条光线，比如所述有限条光线为由E₃、E₄、E₅和E₆发射的，且相互不平行的E₃D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅、E₆D₆和E₆D₇，判断E₃D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅ 、E₆D₆和E₆D₇是否被触摸物遮挡，若E₃D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅、E₆D₆和E₆D₇均没有被触摸物遮挡，则可判定E₃D₂、E₃D₃、E₄D₄、E₅D₅、E₆D₆和E₆D₇与发射器E₃、E₄、E₅、E₆以及接收器D₂、D₃、D₄、D₅、D₆、D₇之间形成的梯形区域E₃D₂D₇ E₆没有触摸物遮挡，当梯形区域E₃D₂D₇ E₆没有触摸物遮挡的情况下，可以跳过对该梯形内的其他光线，如E₃D₅、E₄D₆、E₃D₇、E₅D₃、E₆D₄等等的扫描，可以大大节约扫描时间。

继续如图4所示，对于某一个发射灯，如E₅（如可以预先设定每一个发射器扫描对应7个接收器，并可以设定E₅对应扫描D₂-D₈，当然也可以设定E₅对应扫描非相邻设置的接收器，本实施例以E₅对应扫描D₂-D₈为例进行说明）来说，其发射的光线为E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇和E₅D₈，若E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈所穿过的光线中有一条（含）以上被遮挡，则E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇或E₅D₈需要被扫描。在本实施例中，因为E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆、E₅D₇均在梯形区域E₃D₂D₇ E₆内，当确定梯形区域E₃D₂D₇ E₆没有触摸物遮挡时，可以跳过对E₅D₂、E₅D₃、E₅D₄、E₅D₅、E₅D₆和E₅D₇的扫描。假如E₇D₇被遮挡，因为E₅D₈需要穿过E₇D₇，因此E₅D₈需要被扫描。

因此，对于发射灯E₅来说，需要扫描的线仅为E₅D₅和E₅D₈两条线。

如图5所示，本实施例还公开了一种用于红外屏的启发式快速扫描系统，包括主控模块、发射模块、接收模块和信号处理模块，所述主控模块分别与所述发射模块、所述接收模块和所述信号处理模块电连接；所述发射模块包括发射控制单元和含有多个发射器的发射器阵列，所述接收模块包括含接收控制单元和多个接收器的接收器阵列；所述主控模块的信号输出端分别与所述发射控制单元的信号输入端和所述接收控制单元的信号输入端相连，所述发射控制单元的信号输出端与所述发射器的信号输入端相连，所述接收控制单元的信号输出端与所述接收器的信号输入端相连，所述接收器的信号输出端与所述信号处理模块的信号输入端相连，所述信号处理模块的信号输出端与所述主控模块的信号输入端相连；

所述发射控制单元，用于选通所述发射器；所述接收控制单元，用于选通所述接收器；

所述发射器用于向所述接收器发射光线，所述接收器用于接收所述发射器发射的光线，所述发射器与所述接收器之间形成若干条光线；

所述信号处理模块，用于接收和处理所述接收器输出的信号，并将处理过的信号发送给所述主控模块；

所述主控模块，预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线；控制扫描所述若干条光线中的有限条光线，所述有限条光线由相邻设置的发射器发射且相互之间并非呈平行关系，并根据所述有限条光线，判断所述有限条光线、发射所述有限条光线的发射器以及接收所述有限条光线的接收器之间形成的区域，所述区域的形状为四边形，具体为梯形，是否有触摸物遮挡，若否，则跳过对该区域内的其他光线的扫描。

本发明的用于红外屏的启发式快速扫描方法和系统，具有如下有益效果：本发明先在红外屏的主控模块中预先设定完整的扫描光网，该完整的扫描光网包括在发射器与所述接收器之间形成的若干条光线，扫描所述若干条光线中的有限的少量光线，判断该有限条光线、发射该有限条光线的发射器以及接收该有限条光线的接收器之间形成的区域，是否有触摸物遮挡，若该区域没有触摸物遮挡，则该区域内除了上述有限条光线之外的其他光线，均不需要被扫描，即本发明通过之前扫描出的信息，可以很容易判断并去除某些无用的扫描线（如处于上述区域中除了该有限条光线的其他光线），在扫描时，可以跳过这些确定无用的扫描线，大大减少扫描时间，提高扫描速度。

以上所揭露的仅为本发明的几个较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。