[发明专利]一种触摸屏装置与多点触摸定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种触摸屏，特别涉及一种可以区分多个触摸点并可同时操作的触摸屏及其多点触摸定位方法。

背景技术

触摸屏作为一种较简单、成熟的人机交互设备在较多的领域得到广泛应用，现有的触摸屏技术主要有电阻、电容、摄像头、红外线等几种形式。红外触摸屏作为一种生产工艺简单、生产成本较低的交互设备得到了较快的发展。红外触摸屏的基本结构，是在一个显示表面四周边缘按照一定的顺序安装若干对红外发射和红外接收元件。这些发射和红外接收元件按照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，在微型计算机系统的控制下按照一定的顺序分别接通每一对发射和红外接收元件，检测每一对红外发射与红外接收元件之间的红外光线是否被阻断，以此来判定是否有触摸事件发生。详细的原理在美国专利US5162783以及国内许多专利中都有描述。

现有的红外触摸屏系统，光线在显示表面构成栅格结构，检测到触摸时，确定触摸发生的栅格节点位置就可以算出触摸事件发生的位置坐标。这种触摸检测模式使得现有的红外触摸屏在给定的时段内，检测系统只接收唯一的一组位置的坐标数据，因此当只有一个触摸点时，触摸屏可以正常工作，对于两个或以上触摸点同时操作时，系统将计算错误的位置坐标，导致报告的触摸地点不是实际触摸的地点。现有的其它原理的触摸屏，如电阻式、电容式触摸屏等，其坐标计算方法与红外触摸屏相类似，存在相同的问题。

由于上述原因，现有的触摸屏技术在一些需要使用多点触摸的场合就会失效，例如多人同时游戏，多人同时书写绘画等，这样极大的限制了触摸屏的使用领域。目前已经有一些解决方法例如通过检测触摸事件发生的先后顺序来识别多个触摸点，但对于多个触摸点之间无相对移动，也没有触摸点的形状大小值可以参照的情况下，容易发生误判。

鉴于目前触摸屏系统存在的上述不足，提供一种可以实现多点触摸定位并减少误判的结构和方法实为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以识别两个或两个以上的触摸操作的触摸屏装置。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述触摸屏实现多点同时触摸也能报告有效触摸位置的多点触摸定位方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种触摸屏装置，它包括：在横纵两个方向上排布的设有红外元件的红外触摸检测电路，构成红外触摸检测栅格，用来分别确定多个触摸点在检测区域内可能的位置；可拍摄到整个检测区域的摄像头装置，用来确定多个触摸点在检测区域内相对的位置；可分别接收红外触摸检测电路与摄像头装置所获取的数据的数据计算单元，比较分析后将确定的触摸点的准确位置坐标传输至计算机中。

在本发明触摸屏装置中，所述的摄像头装置位于检测区域的一个可拍摄到红外线发射元件的边角上，这样可以利用红外发射元件所发出的红外光线作为背景光源，使摄像头装置获得合适的触摸点图像。当然，也可以增设必要的辅助照明装置，特别是在与红外触摸检测栅格平面相平行的位置上安装摄像头装置时，使摄像头装置可以获取合适的图象。

采用本发明的触摸屏装置，当一个触摸点在触摸屏上操作时，由于触摸点的遮挡，导致触摸点所在位置的红外接收元件的输出值发生变化，红外触摸检测电路检测这种变化就可以判断出触摸点的位置；当两个或以上的触摸点在触摸屏上操作时，在同一时刻，红外触摸检测电路会检测到多个位置的红外接收元件输出值发生变化，根据这些数据，可以组合出多个可能的触摸位置坐标，此时，红外触摸检测电路可以算出可能的触摸点位置坐标而不能确定各个触摸点的准确位置。与此同时，与红外触摸检测平面相平行的摄像头装置会记录下各个触摸点在触摸屏上的相对位置，它们分布在与摄像头装置的光轴成一定角度的直线上，通过计算公式可以确定各个触摸点的横纵坐标之间的关系；结合红外触摸检测电路得到的触摸点可能的位置坐标，把各个可能的触摸点的横纵坐标与摄像头装置记录得到的触摸点坐标关系进行对比分析，找出满足横纵坐标关系的坐标值组合，这样就可以确定各个触摸点的准确位置坐标。

本发明实现多点触摸的定位方法主要包括以下步骤：

1.启动扫描，完成各红外接收元件的归一化和/或初始化；同时开启摄像头装置；

2.在一个扫描周期内，依次接通红外发射元件，读取红外接收元件输出值，并与归一化值和/或初始化值比较；若红外接收元件输出值与归一化值和/或初始化值不一致，则判断有触摸事件发生，标记该位置；