區別于國內主流大尺寸傳統紅外光學觸摸屏,筆者發現一款小尺寸光學紅外觸摸屏方案—利爾達7寸光學紅外觸摸屏LSD1TP-1R70N1D3(以下簡稱LSD1TP。
這款光學紅外觸摸屏通過獨特的光學結構設計和算法,克服傳統小尺寸紅外觸摸,成本高,技術不穩定,易受強光、灰塵干擾等劣勢,相比電阻/電容觸摸,具有透光率高,支持手套等操作,抗干擾能力強,壽命長等優點,適應于車載導航,工控,醫療人機互換及其他惡劣工作環境行業中使用。徹底顛覆了紅外觸摸屏原先的應用市場
LSD1TP實現原理
LSD1TP紅外光學觸摸屏由一組紅外線發射器和探測器,光學導光,控制電路和控制軟件組成。發射器發射脈沖紅外光經過導光板和觸摸表面上,探測器檢測到的光強度的變化表明一個物體的觸摸。觸摸位置和對象的大小是由多個檢測器(紅外接收管PD)相結合的測量值計算。從多傳感器的輸出可以被用來識別諸如手勢和掃描操作。
1、光學結構
LSD1TI紅外光學觸摸屏的導光體是觸摸系統中的關鍵部分。它引導來自LED的紅外光射向光學觸摸區域,分散紅外光束覆蓋在顯示區域上。在相反的一側它引導所收集的光從光學觸摸區域射向PD設備。
導光體是一個注塑部分由光學級聚碳酸酯制成,是區別與傳統紅外屏的關鍵部件,其主要作用是:
區別于傳統紅外觸摸其紅外發射、接收管直接放置在TFT顯示屏上圍四周,導致四周凸起高度過高,通過導光層結構設計,其四周凸起高度限制在1.8mm以內。
導光層通過弧形凸臺設計,實現每個LED發射會對應兩個紅外接收管(PD)接收,以實現差分式紅外掃描,使得光學紅外觸摸屏極高的分辨率,并有效的克服灰塵及紅外、強光干擾。
2、差分式紅外掃描
傳統的紅外觸摸屏只能實現紅外發射和接收一一對應,紅外接收管(PD)的lable值僅為0或者1,依靠紅外發射接收管子的數量和密度來有限提高紅外觸摸的精度和分辨率。而LSD1TP紅外光學觸摸屏采用差分式紅外掃描方式,在這個系統中,共采用28對紅外發射接收管,每個LED發射對應兩個紅外接收管(PD)接收,如下圖2所示
每一個紅外接收管PD,根據接收到的紅外光的強弱,可以分為不同的16個等級,其lable值分0-15,從而實現用28對紅外發射接收管的觸摸分辨率能達到1024*600以上,DPI為500。另外這樣的差分式紅外掃描結合軟件的算法能夠有效克服傳統紅外觸摸屏無法解決的灰塵、紅外、強光的干擾,其信噪比>10:1,保證高可靠性和極強的抗干擾能力。紅外最高掃描頻率達到400Hz,毫秒級的高速反應,使得手寫圓滑順暢。
多點觸摸控制器(Controller):所有的控制硬件包括LED驅動,放大器,乘法器,電壓調節器,濾波器都集成在Controller
微處理器(MSP):執行控制軟件部分,控制多點觸摸控制器(Controller),并且通過I2C把觸點的信息發送給主機(Host)。