專(zhuān)利名稱(chēng)：高精度紅外線(xiàn)觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及紅外線(xiàn)觸摸屏技術(shù)，具體是指一種高精度紅外線(xiàn)觸摸屏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測(cè)部件安裝在 顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶(hù)觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏 控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐 標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行?，F(xiàn)有的觸摸屏包 括有電阻觸摸屏、電容觸摸屏、超聲波觸摸屏(表面聲波屏)、紅外線(xiàn)觸摸屏 等類(lèi)型，其特點(diǎn)與缺陷分別如下-
(1) 電阻觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采用塑膠材料，不知道 的人太用力或使用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢。不過(guò)，在限度之 內(nèi)，劃傷只會(huì)傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對(duì)于五線(xiàn)電阻觸摸屏來(lái)說(shuō)沒(méi)有關(guān) 系，而對(duì)四線(xiàn)電阻觸摸屏來(lái)說(shuō)是致命的。
(2) 我們知道，電容值雖然與極間距離成反比，卻與相對(duì)面積成正比， 并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此，當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠 近電容屏而不是觸摸時(shí)就能引起電容屏的誤動(dòng)作，在潮濕的天氣，這種情況尤 為嚴(yán)重，手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以?xún)?nèi)或身體靠近顯示器15厘 米以?xún)?nèi)就能引起電容屏的誤動(dòng)作。電容屏的另一個(gè)缺點(diǎn)用戴手套的手或手持不 導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒(méi)有反應(yīng)，這是因?yàn)樵黾恿烁鼮榻^緣的介質(zhì)。電容屏更主要 的缺點(diǎn)是漂移當(dāng)環(huán)境溫度、濕度改變時(shí)，環(huán)境電場(chǎng)發(fā)生改變時(shí)，都會(huì)引起電 容屏的漂移，造成不準(zhǔn)確。例如開(kāi)機(jī)后顯示器溫度上升會(huì)造成漂移用戶(hù)觸 摸屏幕的同時(shí)另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會(huì)漂移；電容觸摸屏附近較大的 物體搬移后回漂移，你觸摸時(shí)如果有人圍過(guò)來(lái)觀看也會(huì)引起漂移；電容屏的漂 移原因?qū)儆诩夹g(shù)上的先天不足，環(huán)境電勢(shì)面(包括用戶(hù)的身體)雖然與電容觸 摸屏離得較遠(yuǎn)，卻比手指頭面積大的多，他們直接影響了觸摸位置的測(cè)定。此 外，理論上許多應(yīng)該線(xiàn)性的關(guān)系實(shí)際上卻是非線(xiàn)性。電容觸摸屏最外面的矽土 保護(hù)玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲擊，敲出一個(gè)小洞就會(huì)傷及夾 層IT0，不管是傷及夾層ITO還是安裝運(yùn)輸過(guò)程中傷及內(nèi)表面ITO層，電容屏就不能正常工作了。
(3) 超聲波屏(表面聲波屏)需要經(jīng)常維護(hù)，因?yàn)榛覊m，油污甚至飲料 的液體沾污在屏的表面，都會(huì)阻塞觸摸屏表面的導(dǎo)波槽，使波不能正常發(fā)射， 或使波形改變而控制器無(wú)法正常識(shí)別，從而影響觸摸屏的正常使用，用戶(hù)需嚴(yán) 格注意環(huán)境衛(wèi)生。必須經(jīng)常擦抹屏的表面以保持屏面的光潔，并定期作一次全 面徹底擦除，在實(shí)際使用中并不方便。
(4) 紅外觸摸屏是利用X、 Y方向上密布的紅外線(xiàn)矩陣來(lái)檢測(cè)并定位用戶(hù)
的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊 排布紅外發(fā)射管和紅外接收管， 一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線(xiàn)矩陣。用戶(hù)在 觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線(xiàn)，因而可以判斷出觸 摸點(diǎn)在屏幕的位置。任何觸摸物體都可改變觸點(diǎn)上的紅外線(xiàn)而實(shí)現(xiàn)觸摸屏操 作。紅外觸摸屏存在分辨率低、觸摸方式受限制和易受環(huán)境干擾而誤動(dòng)作等技 術(shù)上的局限，因而一度淡出過(guò)市場(chǎng)。此后第二代紅外屏部分解決了抗光干擾的 問(wèn)題，第三代和第四代在提升分辨率和穩(wěn)定性能上亦有所改進(jìn)，但都沒(méi)有在關(guān) 鍵指標(biāo)或綜合性能上有質(zhì)的飛躍。第五代紅外線(xiàn)觸摸屏是全新一代的智能技術(shù) 產(chǎn)品，它實(shí)現(xiàn)了 1000X720高分辨率、多層次自調(diào)節(jié)和自恢復(fù)的硬件適應(yīng)能力 和高度智能化的判別識(shí)別，可長(zhǎng)時(shí)間在各種惡劣環(huán)境下任意使用。并且可針對(duì) 用戶(hù)定制擴(kuò)充功能，如網(wǎng)絡(luò)控制、聲感應(yīng)、人體接近感應(yīng)、用戶(hù)軟件加密保護(hù)、 紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?br> 但是現(xiàn)有的紅外線(xiàn)觸摸屏采用紅外扁管，數(shù)量多，其控制電路及紅外扁管 等器件全部設(shè)置在電路板外框上，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種高精度紅外線(xiàn) 觸摸屏，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)算速度快、控制精度高。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)本高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，包括顯示 屏、電路板外框、控制電路、紅外發(fā)射管、紅外接收管、位移鎖存芯片，電路 板外框設(shè)置在顯示屏外側(cè)，電路板外框的四邊兩兩對(duì)應(yīng)排布多組紅外發(fā)射管和 紅外接收管，多個(gè)位移鎖存芯片也相應(yīng)排布在電路板外框的四邊，各位移鎖存 芯片與紅外發(fā)射管、紅外接收管分別連接，且紅外發(fā)射管、紅外接收管、位移 鎖存芯片分別通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與控制電路的處理器連接，所述控制電路通過(guò)數(shù)據(jù)通 訊接口與外部控制計(jì)算機(jī)連接，其特征在于所述控制電路上還設(shè)有分辨率調(diào) 節(jié)(DIP)開(kāi)關(guān)，其與所述處理器連接，所述處理器還包括有乘四倍運(yùn)算模塊。為更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述紅外線(xiàn)發(fā)射管、紅外線(xiàn)接收管采用紅外圓管代 替現(xiàn)有的紅外扁管，以減少紅外線(xiàn)發(fā)射管、接收管的數(shù)量，降低成本，提高系 統(tǒng)穩(wěn)定性。
所述紅外線(xiàn)發(fā)射管、紅外線(xiàn)接收管各為60 120個(gè)，優(yōu)選64個(gè)，電路板 外框的兩條長(zhǎng)邊上分別相應(yīng)設(shè)置紅外線(xiàn)發(fā)射管、紅外線(xiàn)接收管各32 62個(gè)， 優(yōu)選36個(gè)，電路板外框的兩條短邊上分別相應(yīng)設(shè)置紅外線(xiàn)接收管、紅外線(xiàn)發(fā) 射管各28 58個(gè)，優(yōu)選28個(gè)。
所述位移鎖存芯片型號(hào)為74HC595。
所述處理器采用AVR單片機(jī)ATmega、 STC系列。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)操作，可以控制顯示屏的不同分 辨率，如800X600， 1024X768， 768X1024，以適應(yīng)不同的操作系統(tǒng)(Linux、 Windows系統(tǒng))。
當(dāng)物體(手指、觸摸筆等)觸摸顯示屏?xí)r，該物體阻斷了該觸摸位置相應(yīng) 的紅外線(xiàn)發(fā)射管發(fā)出的紅外線(xiàn)，使相應(yīng)的紅外線(xiàn)接收管不導(dǎo)通處于高阻狀態(tài)， 從而使位移鎖存芯片(74HC595芯片)編碼輸出串行信號(hào)給處理器；處理器根 據(jù)位移鎖存芯片輸入的串行信號(hào)判斷觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，并輸出信號(hào)給計(jì)算機(jī)，讓 計(jì)算機(jī)執(zhí)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊的動(dòng)作，最終使顯示顯示屏顯示觸摸操作結(jié)果。
乘四倍運(yùn)算模塊是本實(shí)用新型的主要發(fā)明點(diǎn)，本實(shí)用新型通過(guò)乘四倍運(yùn)算 模塊運(yùn)行乘四倍算法，放大單對(duì)紅外管管轄的區(qū)域，在高品精度的同時(shí)能夠簡(jiǎn) 化電路和結(jié)構(gòu)，降低成本。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、 運(yùn)算速度快、系統(tǒng)穩(wěn)定性高，控制精度高。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于卡拉0K 點(diǎn)歌系統(tǒng)、醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)、取款機(jī)等設(shè)備中。


圖1是本實(shí)用新型高精度紅外線(xiàn)觸摸屏的電路結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2是本實(shí)用新型高精度紅外線(xiàn)觸摸屏的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的 實(shí)施方式不限于此。 實(shí)施例
如圖1所示，本高精度紅外線(xiàn)觸摸屏應(yīng)用在卡拉OK點(diǎn)歌系統(tǒng)中，包括顯示屏l、電路板外框2、控制電路3、紅外發(fā)射管4、紅外接收管5、位移鎖存 芯片6，電路板外框2設(shè)置在顯示屏1外側(cè)，電路板外框2的四邊兩兩對(duì)應(yīng)排 布多組紅外發(fā)射管4和紅外接收管5，多個(gè)位移鎖存芯片6也相應(yīng)排布在電路 板外框2的四邊，各位移鎖存芯片6與紅外發(fā)射管4、紅外接收管5分別連接， 且紅外發(fā)射管4、紅外接收管5、位移鎖存芯片6分別通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)7與控制電 路3的處理器8連接，控制電路3通過(guò)數(shù)據(jù)通訊接口 9與外部控制計(jì)算機(jī)連接， 控制電路3上還設(shè)有分辨率調(diào)節(jié)(DIP)開(kāi)關(guān)IO，其與處理器8連接，處理器 8還包括有乘四倍運(yùn)算模塊。
上述高精度紅外線(xiàn)觸摸屏中，紅外線(xiàn)發(fā)射管4、紅外線(xiàn)接收管5分別采用 紅外圓管代替現(xiàn)有的紅外扁管，紅外線(xiàn)發(fā)射管4、紅外線(xiàn)接收管5各為64個(gè)， 電路板外框2的兩條長(zhǎng)邊上分別相應(yīng)設(shè)置紅外線(xiàn)接收管4、紅外線(xiàn)發(fā)射管5各 36個(gè)，電路板外框2的兩條短邊上分別相應(yīng)設(shè)置紅外線(xiàn)發(fā)射管4、紅外線(xiàn)接收 管5各28個(gè)。
位移鎖存芯片6型號(hào)為74HC595。處理器8采用AVR單片機(jī)ATmega、 STC 系列。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程是通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)10操作，控制顯示屏1的不同 分辨率，如800X600， 1024X768， 768X1024，以適應(yīng)不同的操作系統(tǒng)(Linux、 Windows系統(tǒng))。
當(dāng)物體(手指、觸摸筆等)觸摸顯示屏1時(shí)，該物體阻斷了該觸摸位置相 應(yīng)的紅外線(xiàn)發(fā)射管4發(fā)出的紅外線(xiàn)，使相應(yīng)的紅外線(xiàn)接收管5不導(dǎo)通處于高阻 狀態(tài)，從而使位移鎖存芯片6 (74HC595芯片)編碼輸出串行信號(hào)給單片機(jī)處 理器8;單片機(jī)處理器8根據(jù)位移鎖存芯片6輸入的串行信號(hào)判斷觸摸點(diǎn)的坐 標(biāo)，并輸出信號(hào)給計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊的動(dòng)作，最終使顯示屏1 顯示觸摸操作結(jié)果。
乘四倍運(yùn)算模塊是本實(shí)用新型的主要發(fā)明點(diǎn)，本實(shí)用新型通過(guò)乘四倍運(yùn)算 模塊運(yùn)行乘四倍算法，放大單根紅外管管轄的區(qū)域，在高品精度的同時(shí)能夠簡(jiǎn) 化電路和結(jié)構(gòu)，降低成本。
如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的較 佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍；即凡依本實(shí)用新型內(nèi)容所作 的均等變化與修飾，都為本實(shí)用新型權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求1、高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，包括顯示屏、電路板外框、控制電路、紅外發(fā)射管、紅外接收管、位移鎖存芯片，電路板外框設(shè)置在顯示屏外側(cè)，電路板外框的四邊兩兩對(duì)應(yīng)排布多組紅外發(fā)射管和紅外接收管，多個(gè)位移鎖存芯片也相應(yīng)排布在電路板外框的四邊，各位移鎖存芯片與紅外發(fā)射管、紅外接收管分別連接，且紅外發(fā)射管、紅外接收管、位移鎖存芯片分別通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與控制電路的處理器連接，所述控制電路通過(guò)數(shù)據(jù)通訊接口與外部控制計(jì)算機(jī)連接，其特征在于所述控制電路上還設(shè)有分辨率調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，其與所述處理器連接，所述處理器還包括有乘四倍運(yùn)算模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，其特征在于所述紅外線(xiàn)接 收管、紅外線(xiàn)發(fā)射管采用紅外圓管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，其特征在于所述紅外線(xiàn)發(fā) 射管、紅外線(xiàn)接收管各為60 120個(gè)；電路板外框的兩條長(zhǎng)邊上分別相應(yīng)設(shè)置 紅外線(xiàn)發(fā)射管、紅外線(xiàn)接收管各32 62個(gè)；電路板外框的兩條短邊上分別相應(yīng)設(shè)置紅外線(xiàn)接收管、紅外線(xiàn)發(fā)射管各28 58個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，其特征在于所述位移鎖存芯片型號(hào)為7犯C595。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，其特征在于所述處理器采 用AVR單片機(jī)ATmega、 STC系列。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供高精度紅外線(xiàn)觸摸屏，包括顯示屏、電路板外框、控制電路、紅外發(fā)射管、紅外接收管、位移鎖存芯片，電路板外框設(shè)置在顯示屏外側(cè)，電路板外框的四邊兩兩對(duì)應(yīng)排布多組紅外發(fā)射管和紅外接收管，多個(gè)位移鎖存芯片也相應(yīng)排布在電路板外框的四邊，各位移鎖存芯片與紅外發(fā)射管、紅外接收管分別連接，且紅外發(fā)射管、紅外接收管、位移鎖存芯片分別通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)與控制電路的處理器連接，所述控制電路通過(guò)數(shù)據(jù)通訊接口與外部控制計(jì)算機(jī)連接，控制電路上還設(shè)有分辨率調(diào)節(jié)(DIP)開(kāi)關(guān)，其與處理器連接，處理器還包括有乘四倍運(yùn)算算法。本觸摸屏結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、運(yùn)算速度快、系統(tǒng)穩(wěn)定性高，控制精度高。
文檔編號(hào)G06F3/041GK201142070SQ200820042938
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者禹 文 申請(qǐng)人:禹 文