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触摸屏原理

国内小尺寸红外触摸技术介绍

  区别于国内主流大尺寸传统红外光学触摸屏,笔者发现一款小尺寸光学红外触摸屏方案—利尔达7寸光学红外触摸屏LSD1TP-1R70N1D3(以下简称LSD1TP。

  这款光学红外触摸屏通过独特的光学结构设计和算法,克服传统小尺寸红外触摸,成本高,技术不稳定,易受强光、灰尘干扰等劣势,相比电阻/电容触摸,具有透光率高,支持手套等操作,抗干扰能力强,寿命长等优点,适应于车载导航,工控,医疗人机互换及其他恶劣工作环境行业中使用。彻底颠覆了红外触摸屏原先的应用市场

  LSD1TP实现原理

  LSD1TP红外光学触摸屏由一组红外线发射器和探测器,光学导光,控制电路和控制软件组成。发射器发射脉冲红外光经过导光板和触摸表面上,探测器检测到的光强度的变化表明一个物体的触摸。触摸位置和对象的大小是由多个检测器(红外接收管PD)相结合的测量值计算。从多传感器的输出可以被用来识别诸如手势和扫描操作。

  1、光学结构

  LSD1TI红外光学触摸屏的导光体是触摸系统中的关键部分。它引导来自LED的红外光射向光学触摸区域,分散红外光束覆盖在显示区域上。在相反的一侧它引导所收集的光从光学触摸区域射向PD设备。

  导光体是一个注塑部分由光学级聚碳酸酯制成,是区别与传统红外屏的关键部件,其主要作用是:

  区别于传统红外触摸其红外发射、接收管直接放置在TFT显示屏上围四周,导致四周凸起高度过高,通过导光层结构设计,其四周凸起高度限制在1.8mm以内。

  导光层通过弧形凸台设计,实现每个LED发射会对应两个红外接收管(PD)接收,以实现差分式红外扫描,使得光学红外触摸屏极高的分辨率,并有效的克服灰尘及红外、强光干扰。

  2、差分式红外扫描

  传统的红外触摸屏只能实现红外发射和接收一一对应,红外接收管(PD)的lable值仅为0或者1,依靠红外发射接收管子的数量和密度来有限提高红外触摸的精度和分辨率。而LSD1TP红外光学触摸屏采用差分式红外扫描方式,在这个系统中,共采用28对红外发射接收管,每个LED发射对应两个红外接收管(PD)接收,如下图2所示

  每一个红外接收管PD,根据接收到的红外光的强弱,可以分为不同的16个等级,其lable值分0-15,从而实现用28对红外发射接收管的触摸分辨率能达到1024*600以上,DPI为500。另外这样的差分式红外扫描结合软件的算法能够有效克服传统红外触摸屏无法解决的灰尘、红外、强光的干扰,其信噪比>10:1,保证高可靠性和极强的抗干扰能力。红外最高扫描频率达到400Hz,毫秒级的高速反应,使得手写圆滑顺畅。

  多点触摸控制器(Controller):所有的控制硬件包括LED驱动,放大器,乘法器,电压调节器,滤波器都集成在Controller

  微处理器(MSP):执行控制软件部分,控制多点触摸控制器(Controller),并且通过I2C把触点的信息发送给主机(Host)。
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