激光测距识别触摸屏触摸点的方法技术

本发明专利技术公开了一种激光测距识别触摸屏触摸点的方法，本发明专利技术中，采用相位式光电测距的工作原理，首先得出发射装置到每个接收输入装置的发射距离，再计算得到各个接收输入装置坐标，存储完成定位后转入正常触摸状态，并通过各个接收输入装置得出发射装置到触摸点再到各个接收输入装置的空间距离，计算出触摸点的坐标后，将得出的该触摸点坐标传输到计算机系统中完成触摸点识别。本发明专利技术克服了现有红外触摸屏红外发光管和红外接收管多、系统稳定性不高、系统调试复杂、硬件成本高等技术问题，激光发射装置和激光接收输入装置之间没有硬性的机械限制，应用环境、安装环境灵活，更能适用于有大尺寸触摸要求的触摸系统中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种触摸屏检测识别触摸点的方法，尤其涉及一种激光测距识别触摸 屏触摸点的方法。
技术介绍
在红外触摸系统中，其工作方式是通过由沿着触摸区域四周安装在X、 Y方向排 布均匀的红外发射管和红外接收管，这些红外发射管和红外接收管根据一一对应的方 式组成发射接收对，沿着显示表面的边缘构成一个互相垂直的发射接收阵列，控制和 驱动电路在MCU执行代码的控制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方 向和Y方向横竖交叉的红外线光网矩阵。当有物体触摸物体进入红外光网阻挡住某处 的红外线发射接收时，此点的横竖两个方向的接收红外管接收到的红外线的强弱就会 发生变化，设备通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸。采用上 述红外触摸系统主要存在以下不足1、红外触摸屏的物理分辨率由框架中能容纳的红 外管数目决定，因此分辨率较低；2、红外触摸屏在对应扫描形成X方向和Y方向横竖 交叉的红外线光网矩阵时采用一一对应，按时间顺序扫描方式，随着屏体尺寸的增加， 扫描时间将同时增加，红外触摸屏响应时间慢；3、红外触摸屏随着屏体尺寸的加大， 红外发射管和红外接收管的个数也会成倍的增加，例如85英寸的红外触摸屏有500 对左右的红外发射管和红外接收管，如果某一支或几支管子出现异常，都会影响整个 触摸屏的性能，因此目前通用的红外触摸屏系统稳定性不高、系统调试复杂、硬件成 本高。为了解决现有红外触摸系统存在的上述问题，中国专利申请号为 "200510036124. 6"提出了一种"激光扫描测距式触摸屏"，在该激光扫描测距式触摸 屏中，利用激光扫描装置产生一束激光，在控制系统的控制下，扫描用户可能触摸的 区间，当用户没有触摸时，激光扫描光束只在周边产生反射或散射，扫描触摸区间所 获得的距离数据是激光扫描装置到触摸区间边界再返回到测距装置的距离；当用户发 生触摸时，激光扫描光束由触摸物反射或散射的激光，被测距装置接收，此时测距装 置的距离数据是小于该扫描光束到边界再返回到测距装置的距离数据的，因此通过控 制系统比较距离信息的变化情况，可以判断出是否有触摸发生，以及发生触摸时的坐 标信息。但该激光扫描测距式触摸屏也存在如下问题1、触摸坐标是通过激光扫描装 置的角度A和距离L，应用三角函数计算得到的(见该专利具体实施方式)，因现有技 术对角度A控制(如红外条码扫描)装置的精度约为0.5度，因此在远离发射接收输 入装置的触摸区域内，触摸屏的物理分辨率较低(如对42英寸16: 9的触摸屏，对角处触摸区域的物理分辨率大于9rmn)，并且物理分辨率较低将随着屏体尺寸的增加而降 低；2、对角度A控制(如红外条码扫描)装置就目前技术通常为机械机构；3、扫描 时按时间顺序通过角度扫描方式，检测各角度上的距离情况实现触摸检测，因此触摸 响应时间较慢。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有红外触摸屏在识别多个触摸点时存在的上述问题，提 供一种，本专利技术克服了现有红外触摸屏红外发光管 和红外接收管多、系统稳定性不高、系统调试复杂、硬件成本高等技术问题，激光发 射装置和激光接收输入装置之间没有硬性的机械限制，应用环境、安装环境灵活，更 能适用于有大尺寸触摸要求的触摸系统中。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下一种，其特征在于在触摸区域上设置至少三 个接收输入装置后，按如下步骤操作a、发射装置触摸通过定位校准确定的至少三个 坐标点；b、接收输入装置将发射装置发出的光信号转化为电信号；C、放大单元对接 收输入装置输入的电信号的幅值放大后输入信号混频单元；d、信号混频单元将输入信 号同与接收输入装置配合的信号发生器产生的信号源混频为电信号后输入鉴相单元； e、鉴相单元将输入电信号同频率相等的基础信号源鉴相和比较处理，输出相位信息后 转化为脉冲信号或电压信号；f、将脉冲信号或电压信号输入MCU计算得到发射装置与 该接收输入装置的发射距离；g、重复上述步骤，得出发射装置到每个接收输入装置的 发射距离；h、计算得到各个接收输入装置坐标，存储完成定位后转入正常触摸状态； i、当发射装置在触摸区域识别到有触摸确认要求时，重复步骤b—f; j、通过各个接 收输入装置得出发射装置到触摸点再到各个接收输入装置的空间距离，计算出触摸点 的坐标后，将得出的该触摸点坐标传输到计算机系统中完成触摸点识别。所述a步骤中，发射装置触摸通过运行定位校准程序确定的至少三个坐标点。 所述b步骤中，接收输入装置将发射装置发出的带有距离信息的，调制频率大于或 等于15MHz的光信号转化为电信号。所述c步骤中，放大单元将接收输入装置输入的电信号的幅值放大到1-4V。 所述d步骤中，信号混频单元将输入信号同与接收输入装置配合的信号发生器产生 的信号源混频，发射装置的电信号频率与接收输入装置配合的信号发生器产生的频率 差后，输出带有输入信号初始相位角的频率小于或等于10KHz的电信号。所述e步骤中，发射装置配合的信号发生器产生的工作频率减去与接收输入装置配 合的信号发生器产生的工作频率得到基础信号源，数字或模拟鉴相单元将信号混频单 元的输入信号同基础信号源鉴相和比较处理，输出相位信息后转化为脉冲信号或电压 信号。所述f步骤中，将d步骤中的电信号输入信号处理单元MCU，通过固件距离计算模快-距离-0,T衬低/f高(c:光在空气中的速度；N:输出的相位转化为脉冲信号后MCU在周期为T的方波信号时的插值个数；T: MCU设定的方波信号周期值；f低发射单元正弦信号发生器工作频率与接收单元正弦信号发生器工作频率差；f高发射单元正弦信号发生器工作频率)，得出发射装置到该接收输入装置的红外线经过的空间距离，根据已知的到各个接收输入装置的空间距离计算出需要触摸位置的坐标值。 所述h步骤中，MCU根据数学方程组V广'/广Sabl=0'/广'/「Scbl=0 '/r '/广Sab2=0 '/厂/广Scb2=0 '/2- '/rSab3:0 '/厂 '/2-Scb3=0Sal-Sbl二SablScl-Sbl:ScblSa2-Sb2=Sab2Sc2-Sb2=Scb2Sa3-Sb3二Sab3Sc3-Sb3二Scb3其中，Pl (xl， yl)， P2 (x2， y2)、 P3 (x3， y3)分别为定位校准程序在触摸 区域内的已确定的坐标点坐标；A (xa， ya)， B (xb， yb)， C (xc， yc)分别为接 收输入装置坐标点；Sal、 Sbl、 Scl分别为发射装置到Pl点再到接收输入装置a、 接收输入装置b、接收输入装置c的红外线经过的空间距离；Sa2、 Sb2、 Sc2分别 为发射装置到P2点再到接收输入装置a、接收输入装置b、接收输入装置c的红外 线经过的空间距离；Sa3、 Sb3、 Sc3分别为发射装置到P3点再到接收输入装置a、 接收输入装置b、接收输入装置c的红外线经过的空间距离；通过上述数学方程组计算出接收输入装置a (xa， ya)、接收输入装置b (xb， yb)、接收输入装置c (xc， yc)坐标，并将坐标值存储，完成定位校准并退出定 位校准程序，转入正常触摸环境。所述j步骤中，MCU根据数学方程组<formula>formula see original本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光测距识别触摸屏触摸点的方法，其特征在于：在触摸区域上设置至少三个接收输入装置后，按如下步骤操作：ａ、发射装置触摸通过定位校准确定的至少三个坐标点；ｂ、接收输入装置将发射装置发出的光信号转化为电信号；ｃ、放大单元对接收输入装置输入的电信号的幅值放大后输入信号混频单元；ｄ、信号混频单元将输入信号同与接收输入装置配合的信号发生器产生的信号源混频为电信号后输入鉴相单元；ｅ、鉴相单元将输入电信号同频率相等的基础信号源鉴相和比较处理，输出相位信息后转化为脉冲信号或电压信号；ｆ、将脉冲信号或电压信号输入ＭＣＵ计算得到发射装置与该接收输入装置的发射距离；ｇ、重复上述步骤，得出发射装置到每个接收输入装置的发射距离；ｈ、计算得到各个接收输入装置坐标，存储完成定位后转入正常触摸状态；ｉ、当发射装置在触摸区域识别到有触摸确认要求时，重复步骤ｂ－ｆ；ｊ、通过各个接收输入装置得出发射装置到触摸点再到各个接收输入装置的空间距离，计算出触摸点的坐标后，将得出的该触摸点坐标传输到计算机系统中完成触摸点识别。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈海洋，蒲彩林，周辉，石峰，沈力纳，
申请(专利权)人：成都吉锐触摸技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]