[发明专利]一种多频扫描红外触摸装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种红外触摸装置，属于计算机人机交互技术领域，特别是用于红外触摸装置的触摸点检测扫描技术领域。 

背景技术

现有的红外触摸装置(即一般意义的红外触摸屏)，其主要结构和原理是在边框上安装若干对红外发射和接收对管，然后利用触摸装置内部的微控制器系统通过I/O端口，控制用于驱动红外发射管的驱动模块和用于选通红外接收管的选通模块，按照一定的顺序一次驱动和选通每一对红外发射接收对管，完成对触摸表面纵横方向的扫描。再通过检测哪一对发射和接收管之间的光线被阻挡，从被阻挡的对管所在的位置判断出触摸物在显示表面的位置。为提高红外触摸装置的抗干扰性，部分设计中还使用了载波来调制红外发射管的发射信号，同时在接收端使用通频带与调制载波相匹配的滤波电路。 

这种结构用于尺寸较小的红外触摸装置很适合，但是用于尺寸较大的触摸装置时，就会因为红外发射和接收对管的数量多、扫描检测的周期长而导致触摸装置对于操作的延迟过大等问题，影响正常使用。尤其当使用调制载波时，滤波电路的时域响应特性更限制了扫描周期的缩短。针对上述问题，号码为200610037391.X和200610140874.2的中国专利申请给出了两类不同的解决方案。专利申请200610037391.X给出的是一种采用多个主从微控制器的技术方案，虽然能够实现快速扫描和抗干扰等功能，但是多处理器的缺点在于大大增加了整个系统中软硬件的复杂程度，增加了红外触摸装置的设计和制造成本。专利申请200610140874.2所公开的技术方案，采用了一种触摸物跟踪的方法来缩短检测触摸物所需要的时间，只涉及微控制器系统内部控制软件的改变，因此几乎不增加系统硬件的复杂程度和成本，但是由于跟踪范围采用了特定算法的，所以当触摸物运动速度较快，或者突然快速运动时，常会有跟踪不到触摸物而需要重新全区域扫描的情况，导致操作过程中出现停顿和迟滞。 

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺点，公开了一种能够提高红外触摸装置全区域扫描速度数倍的多频扫描技术方案。 

为实现本发明的目的，本发明的红外触摸装置采用了如下技术方案： 

一种红外触摸装置，包含有若干对红外发射和接收对管，用于驱动红外发射管的驱动模块和用于选通红外接收管的选通模块，以及控制上述模块工作的微控制器系统，所述对管中的红外发射和接收对管分别被分为相互对应的若干组，每个组内红外发射管和接收管均并被按照相同的顺序标号；每组内每只发射管均与一个驱动器相连接，每一个驱动器包含有两个输入端，其中一个输入端与其他组中标号相同的红外发射管的驱动器的同名输入端耦合连接后，分别与一个载波频率源相耦合连接，另一个输入端耦合连接在一起，与驱动模块的一个选通输出端相连接；在这里，载波频率源的数量，与所述各组发射管中数量最多的发射管的数量相同，且频率各不相同。本发明中每一个接收管组中的每一只接收管的光电信号输出端，均与其他组中序号相同的接收管的输出端连接在一起以后，分别与一个包含有带滤波器的信号放大处理单元相连接，所述放大处理单元的数量与所述载波频率源的数量相同，并且其中每个滤波的通频带，分别与所述各个载波频率源的输出频率相对应；由每组中各个接收管构成的光电信号检测电路的电源输入端连接在一起，与所述接收管的选通模块的一个选通输出端相连接。 

在本发明中，每组中红外发射和接收对管的数量一般应该小于10对。这样一个10线输入4线输出的BCD码的编码器，就可以与各个放大处理单元的输出端相连接，通过这个编码器的输出端再与微控制器系统的I/O端口相连接，可以减少各个放大处理单元对微控制器系统的I/O端口的占用。 

更进一步，因为本发明采用了调制载波，所以红外接收管更适合使用频率响应更好的光敏二极管。本发明中与每组红外接收管中每只接收管所对应的各个光电信号检测电路，均包含有一只电阻；接收管的正极与电阻的一端相连接，并作为检测电路的输出端，电阻的另一端接地；接收管的负极连接在一起成为检测电路的电源输入端。当然接收电路还可以采用另一种结构：在光电信号检测电路串联一只二极管；每组内所有接收管的正极并联后接地，负极与电阻的一端相连接并作为检测电路的输出端，电阻的另一端与二极管负极相连接，二极管的正极并联后，作为检测电路的电源输入端。