CN101477429B - 一种红外线触摸屏扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红外线触摸屏扫描方法，以顺序同时又以跳跃方式进行，在跳跃扫描时只检测判断红外线信号受到阻挡是否存在或是否有变化，当***检测到A/D转换器返回值有发生变化时，立即由跳跃式转为逐行式扫描直至当A/D返回值没有变化时为止，记录当前扫描的序列号以及A/D值，计算坐标或输出序列号及A/D值，当A/D值没有变化时***立即由逐行式转为跳跃式扫描，若***再次发现当前接收管信号的A/D值发生变化时，重复以上步骤，直至完成对整个触摸屏上所有红外线发射、接收对管的扫描工作为止。本发明专利的优点是可以有效缩短了扫描周期所需的时间，能够确保不影响扫描精确度的情况下，加快了整体扫描的速度，并同时能够保持对整个屏幕范围的扫描。

Description

一种红外线触摸屏扫描方法

技术领域

本发明涉及一种红外线触摸屏扫描方法。

背景技术

现有红外线触摸屏技术中一般是以顺序逐行扫描的方法完成对整个屏幕扫描的，但由于扫描每个红外线发射、接收管需要一定的时间，当尺寸不断增加时，完成一个整屏的扫描周期所需的时间就会很长，***对红外发射、接收管的扫描速度跟不上触摸物体的移动速度，导致产生触摸响应滞后现象，其特征明显表现于屏幕上的鼠标不能跟随触摸物的移动速度而移动。为了解决该问题，在现有技术中有利用分段扫描的方法，即将分布XY轴上的红外发射、接收管分为若干的段各自进行扫描予以缩短对整个触摸屏的扫描周期，但也有方法可以在不改变原有设计的同时，利用只对有物体触摸的位置范围进行循环跟踪扫描，而不对屏幕的其它区域进行扫描予以缩短完成整屏的扫描所需时间，该方法能有效缩短扫描周期，如专利申请200610140874.2及200710074940.5就是利用了这种方法，由于该方法非常简单，也很容易实现，且不需要任何对硬件做任何改动，但采用该方法也有一定的局限性，其主要缺点表现在多点触摸应用上。由于该方法采用缩短周期的方法是将扫描范围缩小，且不做整屏扫描，扫描只限于一个较小的动态范围，若触摸事件发生在该动态范围以外时，该方法就失效了，除非多点触摸是在整屏扫描时捕获的，否则利用该方法是无法实现多点触摸。换而言之，利用该方法在多点触摸应用时，我们必须给用户设定一个多点触摸的使用条件，该条件是在整屏扫描时，多点的触摸必须是同时触摸到触摸屏表面上，且在触摸后不能加入新的触摸物体，否则***失效，可见该方法局限性大，也很难实现多人多点触摸。为此本发明提出一种新的红外线触摸屏扫描方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有红外线触摸技术中扫描周期长，响应速度慢的缺点，提供一种有效缩短完整扫描所需时间、同时保持每个扫描周期对整屏扫描的完整性的红外线触媒屏扫描方法。

本发明的技术解决方案是：一种红外线触摸屏扫描方法，其包括以下主要步骤：

a、扫描周期开始时，设定初始扫描起点以及跳跃间隔即跳跃红外发射、接收管对的数量；

b、以初始化的跳跃间隔顺序扫描全屏，扫描时检测判断当前序列号接收管的A/D转换器返回值是否出现变化；

c、当出现A/D转换器返回值变化时，调整扫描方式为逐行扫描，直至A/D转换器返回值无变化为止，此时记录当前逐行扫描时的红外线发射、接收管对序列号及A/D转换器返回值，并输出序列号及该序列号的A/D返回值；。

d、返回步骤b，按照初始化的跳跃间隔值顺序扫描，直至本扫描周期结束。

本发明的扫描方式以顺序方式，同时又以一种跳跃方式进行，在跳跃扫描时

可选择利用高速扫描，也可低速扫描，所述的高速扫描是指在不对A/D转换器所返回的值进行高分辨率的坐标转换，且不做任何坐标精确测量，只检测判断红外线信号受到阻挡是否存在或是否有变化即可，所以在高速扫描时，可以缩短扫描每对红外发射、接收管所需的时间，在扫描时，当***检测到A/D有发生变化时，表示在该对发射、接收管序列号所在位置发现有遮挡物或物体触摸，此时***立即由高速扫描转为低速进行扫描，同时并由跳跃式转为逐行式，在逐行扫描每对发射接收管时，将有发生A/D值变化的发射、接收管序列号及其各自的A/D返回值直接输出到上位电脑计算坐标或微处理器直接计算坐标后再输出至上位电脑，继续逐行扫描直至当前序列号的A/D返回值没有变化为止。当A/D值没有变化时表明已经扫描完成触摸物体的所处位置及范围，此后扫描由逐行式转为跳跃式继续扫描，若***再次发现当前接收管信号的A/D值发生变化时，重复以上步骤，周而复始，直至完成对整个触摸屏上所有红外线发射、接收对管的扫描工作为止。在上述高速扫描时，扫描每对发射、接收管所需时间比低速扫描所需的扫描时间要短。

除此之外，它还设有步骤e：下一个周期开始时，将初始扫描起点按顺序调整一个红外发射、接收管对为扫描起点，返回步骤b，直至跳跃间隔内的全部红外发射、接收管对均作为起点扫描过为止，返回步骤a。***还需要进行跨周期逐行扫描，这是因为当采用跳跃扫描后，在扫描间隔距离增加后，当触摸物体尺寸小于扫描跳跃间隔时就会产生漏扫现象。为了防止这类事件发生，本发明同时又提出了一种跨周期逐行扫描方法予以解决漏扫现象，弥补了跳跃式扫描方法的不足，所述的跨周期逐行扫描是指，在每个不同的整屏跳跃扫描周期开始时，将跳跃扫描的起点按顺序依次逐行调整一个红外管距离后再进行当前周期的跳跃扫描，该起点的调整次数即是跳跃间隔内红外发射、接收管的数量，直至完成对跳跃间隔内所有发射、接收对管调整为止。***周而复始的重复以上扫描方式。

本专利所述的跨周期逐行扫描与现有技术中的逐行扫描是完全不同的两个概念，本发明中所述的跨周期逐行扫描的特点是逐行扫描不是发生在同一个周期内进行的，而是在不同周期发生的。在本发明所述的跳跃式扫描方式中，在扫描时是以顺序扫描方式进行，但不是逐行进行，而是以跳跃方式对发射、接收管进行扫描，跳跃间隔距离可以是1或2或3或n个发射、接收对管，跳跃间隔可以是固定的，也可以通过软件在扫描接近触摸物范围或离开时自行调整。

由于本专利所提出扫描方式是在全屏范围内进行的，所以当有多个触摸点在不同时期切入触摸屏时，***也可以通过上述的扫描方法快速发现。

当***在处理高速扫描和低速扫描之间相互切换时，可以采用以下两种方式：

在步骤b、c、d中，当前被扫描的红外线发射接收管对的序列号开始接近之前周期中被记录的红外线发射、接收管对序列号时，逐渐缩短跳跃间隔直至为0，进行逐行扫描，在逐渐缩短跳跃间隔期间包括逐行扫描时，将有发生A/D值变化的发射、接收管序列号及其各自的A/D返回值直接输出到上位电脑计算坐标或微处理器直接计算坐标后再输出至上位电脑，继续逐行扫描直至当前序列号的A/D返回值没有变化为止，此后逐渐增加跳跃间隔至初始值。这样一来，在每个周期扫描过程中，将发生A/D转换器返回值变化的接收对管的序列号记录下来，通过比较分析记录中的历史数据，判读物体移动方向，即可实现预测并更新在下个扫描周期中物体可能出现的大约位置，在下一个扫描周期中，当扫描序列号接近或离开预测的物体所在范围时，***便可对跳跃间隔进行预先调整了，利用预测的好处是可防止漏扫现象，并能提高扫描捕获准确率和坐标精度避免测量物体时坐标的不完整性。在所捕获的历史数据中，可以通过分析触摸物体的大小尺寸，当发现触摸物尺寸较大时，***可以将跳跃间隔调大一些，若尺寸较小时，则调小一些。

另一种处理方式是：在步骤b、c、d中，当检测到当前红外线发射、接收管对序列号出现A/D转换器返回值变化时，直接缩短跳跃间隔为逐行扫描，在逐行扫描每对发射、接收管序列号时，并输出当前红外线发射、接收管对序列号及其A/D转换器返回值；继续逐行扫描直至检测到当前红外线发射、接收管对序列号的A/D转换器返回值不变化时，直接以初始化的跳跃间隔开始扫描。这种处理方式，不去预测物体可能出现的位置，相应处理器运算的量也减少了。

在步骤c中当有A/D返回值变化时，可以立即将捕获的序列号即其A/D返回值直接输出或计算坐标，或也可以在完成整屏扫描后，以一批次将所有捕获的若干个触摸点范围内发生A/D值变化的序列号输出至上位电脑或直接利用微处理器进行坐标计算处理。，计算触摸点坐标的方法可根据专利03113702.4所述的方法，对捕获的坐标进行精确测量并计算出坐标及物体大小尺寸。

本发明专利的优点是：在高速扫描时可以几倍于低速扫描的速度缩短扫描时间，而当扫描到达物体所在位置时，则立即转为逐行扫描，且以低速进行，提高扫描精度，及精确测量物体的坐标位置及尺寸。该方法的能够确保不影响扫描精确度的情况下，加快了整体扫描的速度，有效缩短了扫描周期所需的时间，并同时能够保持对整个屏幕范围的扫描，所以不会产生因缩小扫描范围而导致漏扫造成的***无法响应触摸事件等缺点。

附图说明

附图1为红外线触摸屏红外线发射、接收管序列号排列图；

附图2为本发明所述的跳跃扫描与跨周期逐行扫描过程示意图；

附图3为本发明实施例1的流程图；

附图4为本发明实施例2的流程图；

1、红外线发射管，2、红外线接收管，3、红外线发射、接受管排列序号，4、第一个周期扫描序列号，5、第二个周期扫描序列号，6、第三个周期扫描序列号，7、第四个周期扫描序列号，8、第五周期扫描序列号，9、第六个周期扫描序列号，10、跨周期逐行扫描流程图。

具体实施方式

如图1所示，有分布在屏幕四周的红外线发射单元1与接收电路板单元2所构成的红外线触摸屏，包括分布在Y轴上的发射板与接收板面对，X轴上的发射板与接收板面对，其中在发射板单元上分布有红外线发射管按序列号1…N排列，接收板单元上分布有红外线接收管按序列号1…N排列，其中红外线发射管与接收管一一垂直对应，在X、Y轴上的每个发射管发射的红外线信号可由同轴对应的接收管接收，形成对管，同时也可根据将不同轴的任何一对发射、接收管进行配对。

本发明的方法可以推导获得下列公式， $N=b+\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}s\×i,$ 其中i是自然变量，i＝0，1，2，3…，n，b是每个周期的扫描起点，s是跳跃间隔，N是扫描序列号，该公式可以清楚表达本专利的扫描方法。

参阅图2，是利用上述公式，排列出的扫描序列号，进行的扫描模拟过程，由图中可以清楚看到跳跃扫描与跨周期逐行扫描方法是如何进行的，在第一个扫描周期4时，扫描的起点是b＝1，跳跃间隔是s＝3时，扫描的序列号是1，4，7，10，13，16…N，在第二个扫描周期5时，扫描的起点是b＝2，跳跃间隔是s＝3时，扫描的序列号是2，5，8，11，14…N，在第三个扫描周期6时，扫描的起点是b＝3，跳跃间隔是s＝3时，扫描的序列号是3，6，9，12，15…N，当来到第四个扫描周期7时，扫描的起点又回到1，跳跃间隔是3时，扫描的序列号是1，4，7，10，13，16…N，在第五个扫描周期8时，扫描的起点是b＝2，跳跃间隔是s＝3时，扫描的序列号是2，5，8，11，14…N，在第六个扫描周期9时，扫描的起点是b＝3，跳跃间隔是s＝3时，扫描的序列号是3，6，9，12，15…N。以上每周期的排序中，可以发现每个周期中，在不同周期下，因起点的变化所形成的逐行扫描序列号(1，2，3)，(4，5，6)，(7，8，9)…(N-2，N-1，N)的排序结果，由此可见，当完成三个周期的整屏后，随即跨周期逐行扫描也同时完成。

上述扫描整屏的周期大约是

其中当n是触摸屏上红外发射、接收对管的总数，s是跳跃间隔即跳跃红外发射、接收对管的数量，T为高速扫描每个红外发射、接收对管所需的时间，F是低速逐行扫描所需的时间，由于触摸物所处位置的遮挡接收管的范围很小，在实际应用中只有2到3个灯的距离，所以在触摸范围所需的逐行扫描的时间F可以很短，在此可以忽略不计，因此，扫描一个完整的屏幕所需要的周期大约只有需要原来的

其中跳跃间隔越大扫描周期越短，由此可见，根据本发明所述的跳跃式扫描法是能够大大缩短整屏的扫描周期，由于采用了跨周期改变扫描起点，将未能在上个周期内扫描的发射、接收管，通过在续后的几个周期内逐行改变起点进行扫描，形成本专利所述跨周期逐行扫描，实现了缩短扫描周期的目的，并同时能够保持对整个屏幕范围的扫描，由于本发明不采用局部扫描方式，所以不会产生因缩小扫描范围而导致漏扫造成的***无法响应触摸事件等缺点。

在具体实施本发明所述的方法时，可根据以下实施例中所述的流程，并通过利用微处理器实现程序编程及处理，最终实现控制红外线触摸屏上的发射、接收管的按照本专利所述方法进行扫描，其中处理器中的扫描程序包含有以下步骤，但所提供步骤只是实施例子用于具体说明实现本专利的可行性，并不代表本专利的所有发明部分。

实施例1：

以下步骤是根据图3中所示的流程，用于软件编程便可实现本专利所述的扫描方法的一个具体实施例。

A)将跳跃间隔设置为初始值，扫描起点为1；

B)根据所设的跳跃间隔顺序扫描配对的发射、接收管，进入步骤C；

C)判断是否有触摸坐标记录，若是则进入步骤D，若否则进入步骤G；

D)将触摸物所在X、Y轴上序列号范围与当前序列号进行对比，判断当前扫描的序列号是逼近或是离开触摸物位置，若是逼近则进入步骤F；若是离开则进入步骤E；

E)以每次递增方式调整跳跃间隔，并进入步骤G；

F)以每次递减方式调整跳跃间隔，进入步骤G；

G)检测当前的接收管信号A/D转换器的返回值是否有发生变化，若是则进入步骤H，若否则进入步骤J；

H)记录接收管的序列号所在位置，将当前被扫描的序列号与上一个或几个周期的序列号进行比较，计算出物体的X、Y轴上的移动方向，并更新触摸物所在X、Y轴上的序列号范围，进入步骤I；

I)计算触摸物的X、Y的精确坐标或将序列号及AD值输出至上位电脑，进入步骤J；

J)判断是否完成整个触摸屏扫描，若是进入步骤K，若否返回步骤B；

K)设置扫描起点＝扫描起点+1，进入步骤L；

L)判断调整扫描起点的次数是否≥跳跃间隔，若是则继续下一步骤M，若否则进入步骤N；

M)将扫描起点设置为1，清除扫描起点调整次数，返回步骤B。

N)记录扫描起点调整次数，返回步骤B；

在以上实施例1中，为了避免因跳跃间隔大于触摸物导致的漏扫现象，于是程序包含了跨周期逐行扫描方法，其中的步骤是由步骤K至步骤N，即在图3中标记10所指的流程部分。若不需要利用跨周期逐行扫描方法时，程序可以由步骤J完成后，重置扫描起点为1，并返回步骤B即可。

实施例2

以下步骤是根据图4所示的流程，用于软件编程便可实现本专利所述的扫描方法另一实施例。

A)***将跳跃间隔设置为初始值，起点设为1；

B)根据所设跳跃间隔顺序扫描红外发射、接收管，继续下一步骤C；

C)判断当前接收管信号A/D转换器返回值是否变化，若是则进入步骤F，若否则继续下一步骤D；

D)判断是否在连续接收管信号变化后当前接收管信号停止变化，若是则进入下一步骤E，若否则进入步骤I；

E)重置跳跃间隔，进入步骤I；

F)将跳跃间隔调整为0，继续下一步骤G；

G)记录接收管的序列号及A/D值，继续下一步骤H；

H)计算触摸物的X、Y的精确坐标或直接将序列号及A/D值输出至上位电脑，继续下一步骤I；

I)判断是否完成整个触摸屏的扫描，若是进入下一步骤J，若否返回步骤B；

J)设置扫描起点＝扫描起点+1，继续下一步骤K；

K)判断调整扫描起点的次数是否≥跳跃间隔，若是则继续下一步骤L，若否则进入步骤M；

L)将扫描起点设置为1，清除扫描起点调整次数，返回步骤B。

M)记录扫描起点调整次数，返回步骤B；

在以上实施例2中，为了避免因跳跃间隔大于触摸物导致的漏扫现象，于是程序包含了跨周期逐行扫描方法，其中的步骤是由步骤J至步骤M，即在图4中标记10所指的流程部分。若不需要利用跨周期逐行扫描方法时，程序可以由步骤I完成后，重置扫描起点为1，并返回步骤B即可。

在以上两个实施例中，可加入检测物体大小的功能，跳跃间隔也可根据触摸物尺寸大小进行调整，可参考实施例一种调整跳跃间隔的编程方法进行修改即可，在此不做详细说明。

从以上两个实施例的实施过程中，若因程序流程设计有不合理处或因考虑不周而导致部份出现错漏情况时，并不代表本专利无法实施，且因其不涉及本专利的基本原理及框架结构，即不亦因此而否定本专利的实施效果。

在实现本发明的时，通过利用高速的红外线成像装置捕获发射、接收管的扫描速度顺序。同时红外线成像装置还可以通过肉眼观察在扫描接近捕获范围时，高速扫描转为低速扫描、跳跃扫描转为逐行的扫描过程，利用红外成像装置有助于调试程序的可靠性。

Claims (5)

1.一种红外线触摸屏扫描方法，其特征在于：其包括以下步骤：

a、扫描周期开始时，设定初始扫描起点以及跳跃间隔即跳跃红外发射、接收管对的数量；

b、以初始化的跳跃间隔顺序扫描全屏，扫描时仅检测判断A/D转换器返回值是否出现变化；

c、当检测到当前红外线发射、接收管对序列号出现A/D转换器返回值变化时，直接缩短跳跃间隔为0进行逐行扫描，并记录当前红外线发射、接收管对序列号及A/D转换器返回值；当检测到当前红外线发射、接收管对序列号的A/D转换器返回值不变化时，直接以初始化值的跳跃间隔开始扫描；

d、返回步骤b，按照初始化的跳跃间隔顺序扫描，直至本扫描周期结束。

2.根据权利要求1所述的一种红外线触摸屏扫描方法，其特征在于：它还设有步骤e：下一个周期开始时，将初始扫描起点按顺序调整一个红外发射、接收管对为扫描起点，返回步骤b，直至跳跃间隔内的全部红外发射、接收管对均作为起点扫描过为止，返回步骤a。

3.根据权利要求1或2中所述的一种红外线触摸屏扫描方法，其特征在于：

步骤c中，在逐行扫描每对发射接收管时，将有发生A/D值变化的发射、接收管序列号及其各自的A/D返回值直接输出或直接计算坐标后再输出，继续逐行扫描直至当前序列号的A/D返回值无变化为止。

4.根据权利要求1或2中所述的一种红外线触摸屏扫描方法，其特征在于：步骤b、c、d中，当前被扫描的红外线发射接收管对的序列号接近之前周期中被记录的红外线发射、接收管对序列号时，逐渐缩短跳跃间隔直至为0，进行逐行扫描，并记录当前的红外线发射、接收管对序列号和A/D转换器返回值；当A/D转换器返回值无变化时，逐渐增加跳跃间隔至初始化值。

5.根据权利要求1或2所述的一种红外线触摸屏扫描方法，其特征在于：所述的跳跃间隔值与之前记录的红外线发射、接收管对序列号数量成正比关系。

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