[发明专利]全平面红外多点触控装置及其控制方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及红外触控领域，尤其涉及一种全平面红外多点触控装置及其控制方法。

【背景技术】

随着微软的Win7、Win8操作系统的发布和苹果iPhone手机的推出，大型触控屏的应用开始兴起。现有的触控屏类型按照触控原理可分为：电阻式（双层）、表面电容式和感应电容式、表面声波式、红外线式和光学成像式。

红外线式触摸屏，一般是在显示器屏幕的前面安装一个外框，外框内装有电路板，在屏幕前框架的左边（Y轴）和下边（X轴）分别装有红外发射管，X、Y轴各自的对边又装有对应的红外接收二极管，如图1中所示。工作时在屏幕前形成纵横交叉的红外线矩阵，用户的手指触摸点将阻挡经过该点的X、Y轴两个方向的红外线，通过AD采样红外接收二极管的输出，计算机便由此参数计算出触摸点的位置，从而执行对计算机的操作目的。

另一种现有的红外线式触摸屏如图2中所示，红外触控框上红外发射管和接收二极管的排列方式与图1中的相同，但是红外发射管和接收二极管的发射及接收对应关系有所差异。当一个红外发射管工作时，与之相应位置处的前一红外接收二极管接收红外信号，即发射和接收连线为一条斜线，形成相应的红外检测光网红外管发射红外光扫描触摸区并保存接收头数据，同样是通过接收二极管的数据变化来确认点的位置。

图1和图2中所示的红外线式触摸屏中，由于所采用的单个红外发射管的角度小，能够覆盖的面很有限，只是两个红外照射方向的检查，所能够形成的红外检测光网的较为稀疏，不能够满足对人们对红外检测光网密度日益增高的使用需求。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供一种可提供高密度红外检测光网的全平面红外多点触控装置。

一种全平面红外多点触控装置，包括红外发射模块、红外接收模块、控制电路及数据处理模块，所述红外发射模块发射红外脉冲信号，所述红外接收模块接收所述红外发射模块发射的脉冲信号，所述控制电路控制所述红外发射模块和所述红外接收模块的发射和接收，所述红外接收模块输出的信号输入所述数据处理模块处理。所述红外发射模块包括至少三个红外发射管，所述红外发射管设置在触控区域的至少两个角上和至少一条边上，所述红外接收模块包含若干红外接收头，所述红外接收头均匀排列在触控区域的四条边上。

优选地，所述设置触控区域角上的红外发射管为90°红外发射管，所述设置在触控区域边上的红外发射管为180°红外发射管。

优选地，所述红外发射模块包括三个红外发射管，所述红外发射管设置在触控区域的两个角上和一条边上，所述两个角和一条边上的红外发射管的两两连线优选构成一个三角形。

优选地，所述红外发射模块包括四个红外发射管，所述红外发射管设置在触控区域的三个角上和一条边上，所述设置在触控区域的一条边上的红外发射管位于所述设置在三个角上的红外发射管的两两连线所构成的三角形区域外的其中一条边上。

优选地，所述红外发射模块包括五个红外发射管，所述红外发射管设置在触控区域的三个角上和两条边上，所述设置在触控区域的两条边上的红外发射管位于所述设置在三个角上的红外发射管的两两连线所构成的三角形区域外。

优选地，所述红外发射模块包括六个红外发射管，所述红外发射管设置在触控区域的四个角上和两条相对的边上。

优选地，所述数据处理模块包含FPGA和分别与触控区域四条边相对应的移位锁存器，所述四条边上的红外接收头的输出信号分别通过对应的移位锁存器锁存后，再通过所述FPGA快速移位读入，处理后输送给上位机。

本发明还提供一种上述全平面红外多点触控装置的控制方法，包括以下步骤：所述控制电路按照控制时序控制所述红外发射模块中的红外发射管依次发出带载波信号的红外脉冲；所述控制电路控制红外接收模块采集所述红外发射管所对应边上的红外接收头的输出；所述数据处理模块将红外接收头的输出存入相对应的移位锁存器锁存；所述数据处理模块将锁存的信号通过FPGA给出的高速时钟进行快速移位读入，处理后送给上位机；所述上位机通过当前的采集数据的变换来确定触控点的位置；完成一帧数据采集。

优选地，当触控区域内无遮挡物时，所述红外接收头接收到红外脉冲后会输出低电平；当有触控物遮挡时，红外接收头接收不到红外脉冲，输出高电平。