一种非接触式手势识别红外触摸屏的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触摸屏领域，尤其涉及一种具有非接触式手势识别功能的红外触摸屏。
【背景技术】
[0002]人机交互的普遍应用，大尺寸屏幕的人机交互需求，使得红外触摸屏在近十年得到了飞速的发展，由于触摸显示屏的供不应求，红外触摸屏每年的需求量都在快速递增，红外触摸屏的优点在大尺寸显示屏上得到淋漓尽致的体现，生产工艺简单，成本相比较电容屏、电阻屏等更低廉。
[0003]红外触摸屏的性能在不断发展，从最开始的单点、两点，发展到十点，从单一触摸识别发展到手势识别，但是目前的红外触摸屏手势识别均是需要触摸到触摸屏才能被识另Ij，可以参见中国专利公开文献CN103970360A，根据识别多点触摸的轨迹判断手势，这种技术必须要用手指在显示屏上滑动，快速和多次的滑动无疑对手指和显示屏都会带来伤害，在特殊场合，例如车载终端上，驾驶员不方便去观看显示屏的位置，盲目滑动还会容易伤及面板，因此，目前的红外触摸屏的手势识别技术还存在较大缺陷，用户体验很差。
[0004]已有技术中，非接触式手势识别主要还是利用摄像头进行图像分析获得，如果在红外触摸屏上增加摄像头识别手势，无疑增加了高昂的成本。
[0005]有人提出采用电容感应技术，在四边增加电容感应电极和相应的电路，但是这种方案可行性不高，因为影响外观，还增加工艺复杂度和生产成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高抗光性能且成本低廉的具有非接触式手势识别功能的红外触摸屏。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种红外触摸屏，包括第一红外发射元件、第一红外接收元件、控制及数据处理电路，所述控制及数据处理电路控制所述第一红外发射元件和所述第一红外接收元件进行触摸识别，还包括至少两个第二红外接收元件，分别位于触摸屏的相对边上，且所述第二红外接收元件距离触摸区域的距离小于所述第一红外接收元件或第一红外发射元件距离触摸区域的距离，所述控制及数据处理电路控制所述第二红外接收元件接收从触摸屏外部入射的光信号，根据接收的所述光信号进行手势识别。
[0008]优选地，所述第一红外发射元件和所述第一红外接收元件位于触摸面板的下方，在所述第一红外接收元件的上方具有遮光材料，所述红外发射元件发出的光入射到所述触摸面板中进行全内反射传播，所述第一红外接收元件接收所述全内反射传播的光线，所述第二红外接收元件位于触摸面板下方且不能完全被所述遮光材料遮挡。
[0009]优选地，所述第二红外接收元件附近的第一红外接收元件能够将一部分光发射到所述触摸屏外部。
[0010]优选地，在所述红外触摸屏的至少一边上，所述第一红外发射元件和/或所述第一红外接收元件位于触摸面板的上方，所述第二红外接收元件位于所述第一红外发射元件和/或所述第一红外接收元件的上方。
[0011]优选地，在所述至少一边上还包括滤光材料，所述第二红外接收元件固定在所述滤光材料上。
[0012]优选地，在所述红外触摸屏的至少一边上，还包括导光元件，所述第一红外发射元件发出的光经过导光元件导光后在所述触摸面板上方进行传播，或者，所述第一红外接收元件接收通过导光元件从触摸面板上方传导过来的光，在该至少一边上，所述第二红外接收元件设置在触摸面板下方。
[0013]优选地，所述第二红外接收元件的接收面朝向所述触摸屏外部。
[0014]优选地，还包括第二红外发射元件，所述第二红外发射元件位于所述第二红外接收元件附近，且用于向触摸屏外部发射红外光。
[0015]优选地，所述第二红外发射元件的发光面朝向触摸屏外部。
[0016]从本实用新型的上述方案可以看出，本实用新型的具有非接触式手势识别功能的红外触摸屏在依据本实用新型的方案简单调整就能获得很好的新增功能，这种功能在车载终端上尤其重要，驾驶员不用眼睛去看，不需要去触摸，只需要挥挥手就能进行翻页或者进行下一首歌等的选择工作，在采用独立的光源和检测元件后，信号强度更强，手势识别时抗干扰的能力更强。
【附图说明】
[0017]图1和图2为本实用新型红外触摸屏的第一种实施例示意图；
[0018]图3为本实用新型上述第一种实施例的优化实施例示意图；
[0019]图4为本实用新型红外触摸屏的第二种实施例示意图；
[0020]图5为本实用新型红外触摸屏的第三种实施例示意图；
[0021]图6为图4与图5所示实施例的结合方案示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合【具体实施方式】及附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]抗光性能是红外触摸屏的一个重要指标，也是红外触摸屏工作的基本条件，因为红外触摸屏是检测光信号来获得检测数据，进而分析触摸点的位置，如果没有很好的抗光性能，外部环境光轻则影响红外触摸屏识别的准确性，重则直接导致红外触摸屏无法工作。
[0024]市场上的红外触摸屏目前大多都采用滤光材料达到抗光目的，红外接收元件尽可能的隐藏在边框里面，避免受到环境光的影响。
[0025]本实用新型在满足抗光性能的基础上，使得红外触摸屏具有非接触式的手势识别功能。
[0026]本实用新型的红外触摸屏，包括第一红外发射元件、第一红外接收元件及控制及数据处理电路，所述控制及数据处理电路控制所述第一红外发射元件和所述第一红外接收元件进行触摸识别，与现有技术的不同在于，还包括至少两个第二红外接收元件，分别位于触摸屏的相对边框上，相比第一红外接收元件，所述第二红外接收元件距离触摸区域更近，即所述第二红外接收元件距离触摸区域的距离小于所述第一红外接收元件距离触摸区域的距离，所述控制及数据处理电路控制所述第二红外接收元件接收从触摸屏外部入射的光信号，根据接收的所述光信号进行手势识别。
[0027]下面描述本实用新型第一种实施例，参见图1，本实用新型的红外触摸屏包括第一红外发射元件1、第二红外发射元件11、第一红外接收元件2，透明介质8，遮光材料9(遮光材料9可以在接触透明介质8的一面设置反光材料)以及电路板12，还包括在图1中未示出的第二红外接收元件22(参见图2)，第一红外发射元件I发射的光进入透明介质8进行全内反射，被第一红外接收元件2接收，用于识别接触式触摸动作的扫描光线，所述遮光材料可以是薄膜，也可以是触摸屏的外壳。本实用新型的发明点是在超出遮光材料9的范围增加了一个第二红外接收元件22，所述第二红外接收元件22不能完全被所述遮光材料9遮挡，最好是在每条边的中间位置都增加一个第二红外接收元件22 (参见图2)，图1和图2所示实施例中，在第二红外接收元件22边上设置第二红外发射元件11，控制及数据处理电路控制所有红外发射元件和红外接收元件工作，控制第二红外发射元件11朝向屏幕外发射光线，同时控制相应的第二红外接收元件22接收从屏幕外反射的光线，当屏幕外有物体3 (操作者的手)经过时，第二红外发射元件11朝向屏幕外发射的光线经所述物体3反射后被相应的第二红外接收元件22接收，控制及数据处理电路根据至少两个不在同一边上(相对边上)的第二红外接收元件22接收的信号确定物体3的运动方向，将这种运动方向转换成手势，将手势信息反馈到计算机主机进行相应处理。达到利用手势进行控制的目的，例如手势从左到右，控制主机选择下一首歌进行播放，手势从下到上，控制主机返回上一首歌曲进行播放等，可以自由设定各种手势的命令解析，这不是本实用新型的重点，就不在细说。
[0028]由图1和图2所示的实施例可以看出，第二红外接收元件22所处位置不影响触摸屏的正常工作，而且利用接收元件与发射元件交叉排列的方式，第二红外接收元件22的接收电路不需要另行设置，只需要对PCB上的布线进行略微的改变即可，可实施性强，而且便捷，手势识别效果准确，触摸屏的整体抗光性能优良。
[0029]作为一种替代实施例，第一红外发射元件I的上方可以不必设置遮光材料9，直接让第一红外发射元件I的一部分光朝向触摸屏外部射出，被物体3反射后由第二红外接收元件22接收，此举能够省去第二红外发射元件。
[0030]如果需要提高第一红外发射元件I发射到透明介质8中的光能量，在第一红外发射元件I的上方可以设置遮光材料9，同时可以将靠近第二红外接收元件22的一个第一红外发射元件I设置到遮光材料的边缘或略微超出遮光材料9的位置，使其一部分光能发射到触摸屏外部，参见图3，由于只是一个或多个第一红外发射元件I向外部发射红外光，第一红外接收元件2还是受到遮光材料9遮挡，因此，不影响红外触摸屏的整体抗光性能。
[0031]本实施例的图中只是一个示意图，全内反射式红外触摸屏是非常成熟的现有技术，第一红外发射元件发出的光线入射到触摸面板中以及从触摸面板射出被第一红外接收元件所接收，需要与触摸面板不同折射率的材料辅助实现，例如折射膜或三角棱镜等，由