基于HID類的紅外觸摸屏的研究與實現(xiàn).pdf

1、如今，觸摸和多點觸摸技術(shù)已經(jīng)普遍應用于各類電子產(chǎn)品中，從小型的移動互聯(lián)網(wǎng)終端到展廳的大型顯示屏幕，越來越多的設備開始從硬件上滿足用戶期望的更加自然、直觀的人機交互要求。紅外式觸摸在中大型尺寸屏幕應用中有其獨特的優(yōu)勢，其安裝簡單，成本低廉，透光性好，且不易造成顯示圖像質(zhì)量的下降。本文在研究各類常見觸摸技術(shù)實現(xiàn)原理和優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，設計并實現(xiàn)一種尤其適用于超大屏幕的基于USB HID類協(xié)議的紅外式觸摸屏。
　　為了支持多點觸摸識別，傳

2、統(tǒng)的紅外式觸摸屏在屏幕的四周排列兩組紅外發(fā)射接收對管，有的甚至通過額外增加一層紅外發(fā)射接收對管以構(gòu)成三個坐標軸，從而消除偽觸點，這些技術(shù)不僅造成紅外屏的結(jié)構(gòu)更加復雜，更長的掃描時間，而且對于超大型屏幕來說，由于紅外發(fā)射管和紅外接收管相隔距離過大，會造成發(fā)射出的紅外光線嚴重衰減，影響相對紅外接收管的正常感應。由于用戶的操作高度受其身高水平的影響，一般高度在兩米左右，位于紅外光線傳播的有效距離范圍。因此，本系統(tǒng)只在屏幕的上下兩邊安裝一組紅外

3、發(fā)射接收對管，并提出一種新的對應結(jié)構(gòu)的多點觸摸定位算法，這樣便可以將其應用于超大尺寸顯示屏上。
　　常見的紅外式觸摸屏通常采用RS-232串口與主機進行通信，不僅需要外接額外的電源，還要開發(fā)相應的驅(qū)動程序。盡管也有采用USB供電并使用USB接口與主機通信的紅外觸摸屏，但仍需開發(fā)相應的USB設備驅(qū)動程序。本文中的紅外觸摸屏系統(tǒng)是基于USB HID協(xié)議開發(fā)的。自Windows98操作系統(tǒng)開始操作系統(tǒng)就自帶有HID類設備的驅(qū)動程序，當該

4、類設備接入主機后，只需依據(jù)HID協(xié)議返回主機請求的描述符，使主機成功識別設備后，USB總線驅(qū)動程序就能自動加載系統(tǒng)中的驅(qū)動程序使其正常工作?；贖ID類協(xié)議的觸摸設備可以真正實現(xiàn)即插即用功能，無需安裝任何的上位機程序。
　　高分辨率和抗光干擾能力是紅外觸摸屏設計與生產(chǎn)者不得不考慮的問題。傳統(tǒng)的紅外式觸摸屏的分辨率較低，主要通過簡單地增加紅外二極管的數(shù)量來提高系統(tǒng)的分辨率。在本系統(tǒng)中，將接收到的紅外光線強度進行量化分級，使得原本一個

5、像素點，可以細分為更多的像素點，從而有效提高了系統(tǒng)的單位分辨率。
　　紅外式觸摸屏的紅外接收管很容易受到環(huán)境中紅外光源的影響，所以本系統(tǒng)結(jié)合環(huán)境中紅外光的特點，對提高系統(tǒng)的抗光干擾能力做了幾點改進:第一，由于環(huán)境中的紅外光比較穩(wěn)定，所以通過使紅外發(fā)射管發(fā)出高頻的紅外光，再通過RC高通濾波器就可以有效的過濾環(huán)境中低頻的穩(wěn)定的紅外光源;第二，由于環(huán)境中紅外光可能會在不同的時間，其強弱也不同，所以為了更好的進行A/D轉(zhuǎn)換，電路中添加了一