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红外线触摸屏技术 聽聽聽聽聽聽聽聽聽聽 【字体:
红外线触摸屏技术
http://www.yheda.com聽聽聽 更新时间:2011-7-14 16:13:13聽聽聽 访问次数:聽聽 聽聽

1 引言

  红外触摸屏是在紧贴屏幕前密布X、Y方向上的红外线矩阵,通过不停的扫描是否有红外线被物体阻挡检测并定位用户的触摸。如下图所示,这种触摸屏是在显示器的前面安装一个外框,外框里设计有电路板,从而在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管,一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。每扫描完一圈,如果所有的红外对管通达,绿灯亮,表示一切正常。

  当有触摸时,手指或其它物就会挡住经过该位置的横竖红外线,触摸屏扫描时发现并确信有一条红外线受阻后,红灯亮,表示有红外线受阻,可能有触摸,同时立刻换到另一坐标再扫描,如果再发现另外一轴也有一条红外线受阻,黄灯亮,表示发现触摸,并将两个发现阻隔的红外对管位置报告给主机,经过计算判断出触摸点在屏幕的位置。

  红外触摸屏产品分外挂式和内置式两种。外挂式的安装方法非常简单,是所有触摸屏中安装最方便的,只要用胶或双面胶将框架固定在显示器前面即可。

  2 红外线触摸屏技术特点

  红外触摸屏的优点是可用手指、笔或任何可阻挡光线的物体来触摸。

  红外触摸屏缺点是在球面显示器上使用时感觉不好,这是因为赖以工作的红外光栅矩阵显然要求保证在同一平面上,因此,真正感应触摸的工作平面距离弧形的显示器屏幕有较大的间隔,尤其在边角,但是这个缺点在平面显示器上不存在,比如液晶显示器。

  可以说在平面显示器上使用,红外触摸屏具有相当的优势。红外线探测技术利用同一波长的红外发射管、红外接收管(简称红外对管)就能得到简单的红外线探测方法:

  只要有物体阻挡住红外对管之间的连线,接收信号就急剧下降,因此红外线可以探测物体的阻挡,在防盗系统、自动感应系统、计数器等系统上广泛应用。

  红外线若是短距离应用,根据接收信号的衰减程度还可探知阻挡程度,这就是所谓的模拟方式,模拟方式在接收端采用密集的接收管阵列,还可用于造影成像;为防止干扰,红外探测还可采用脉冲方式,即红外发射管发射一个固定频率的信号,而接收方只对这一频率进行检测,脉冲方式抗干扰能力非常强。脉冲方式如果在工作频率上调制信号,还可用于数字通信,这就是大名鼎鼎的红外线通讯,家用电器的遥控、电脑的红外通信、甚至是当今最快的光纤通信,都缘于此。红外通信对人体没有影响,兼又发射距离短没有空间污染,当今备受亲睐。本章立意触摸屏,不神游其它,但是从这一家族兴旺,也可以看出红外触摸屏前途远大。

  3 红外线触摸屏技术难点

  环境光因素,红外接收管有最小灵敏度和最大光照度之间的工作范围,但是触摸屏产品却不能限制使用范围,从黑暗的歌厅包房到海南岛高强度阳光下的户外使用,作为产品,它必须适应。

  快速检测,红外触摸屏一般尺寸最少也有64套红外对管,也就是说至少要求在0.4毫秒内就要完成一条红外线的检测。

  周围的反射、折射、干扰,红外发射管有一个发射角,接收管有较大范围的接收角,如果周围反射到一定程度,你会发现手指放在什么地方也阻挡不住信号。

  要解决这些问题,选择模拟方式最大的好处是可以分析提高触摸屏的分辨率,但是抗干扰能力比不上脉冲方式;选择脉冲方式虽然抗干扰能力强,但是存在脉冲方式在接收方需要一个响应过程时间的问题,而触摸屏却要求极快的速度,因此要在自适应电路、单片机软件、模具设计、透光材料选择等几个方面要有技术突破。

  红外触摸屏靠多对红外发射和接收对管来工作,红外对管性能和寿命都比较可靠,任何阻挡光线的物体都可用来作触摸物,不过红外触摸屏使用传感器数目将近100对,并且共用外围电路,这就要求传感器不仅本身性能好,还要求将近100对的红外二极管鈥湽-电阻特性鈥澓外溄岬缛葩澏急3忠恢隆J导视τ弥校蛞挥心囊欢猿鱿止收希梢栽谏系缱约旃讨蟹⑾植⒃诖撕蠹右院雎裕苛诮暮焱庀叽妫捎诿恳欢院焱庀咧烩溂喙茆澰6mm左右的窄带,而手指通常在15mm左右粗细,用户是察觉不到的。但如果生产过程没有对红外发射管进行老化测试,没有很好的质量管理体系,将近100对的传感器,很快就不是一对两对鈥湹舳逾澋奈侍饬耍芴迨倜簿湍岩员VぁR虼耍郝蚝焱馄恋挠没вΩ昧私獬Ъ矣忻挥醒细竦闹柿考觳獍旆ɑ蚴欠裢ü齀SO9000认证。

  红外屏赖以工作的是红外线矩阵,矩阵上多点的x、y坐标能组合出平方倍多的触摸点,见下图,A、B两点和C、D两点对红外屏来说是相同的效果,无法分辨,怎么处理呢?目前市场上的红外屏对多点触摸常见的处理不管连续否,要么不判断,要么判为左上角,即下图中不管是A、B还是C、D都判为C点。真正技术过得硬的红外屏应该是对坐标连续的多点触摸判断取中点,即判断为大物体(比如粗手指)的触摸,而对不连续的多点触摸不予判断,所以说它技术过硬是这种算法对产品的品质要求更严,不允许出现各种各样的故障情况。这种红外屏现在市场有,价格非常高。

  电容触摸屏本身实际是一套精密的漏电传感器,带手套的手不能触摸,由于使用电容方式,导致有漂移现象,下节电容触摸屏有详细的介绍。

  超声波触摸屏有表面声波触摸屏和体波声波触摸屏,利用的都是电-声压电换能器作传感器,接收传感器和发射传感器所用的压电晶体不是一种型号,在制造时的掺杂材料略有不同,发射换能器功率大,接收换能器更加灵敏。压电换能器的寿命长,工作稳定,正常工作可以保证10年不出问题。触摸屏安装后,换能器是隐藏起来的,但是在运输和安装过程中需要小心谨慎,裸露的换能器晶体不能碰撞挤压。表面声波触摸屏有X、Y轴两对传感器,利用屏幕表面的声表面波来检测手指触摸,可以说,工作面是一层看不见、打不坏的声能,不怕暴力使用,最适合公共信息查询,是目前市场上最受欢迎的触摸屏产品。

  4 结语

  以上简单地谈了一些触摸屏技术领域的概念。

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