一種非接觸式手勢識別紅外觸摸屏的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及觸摸屏領域，尤其涉及一種具有非接觸式手勢識別功能的紅外觸摸屏。
【背景技術】
[0002]人機交互的普遍應用，大尺寸屏幕的人機交互需求，使得紅外觸摸屏在近十年得到了飛速的發展，由于觸摸顯示屏的供不應求，紅外觸摸屏每年的需求量都在快速遞增，紅外觸摸屏的優點在大尺寸顯示屏上得到淋漓盡致的體現，生產工藝簡單，成本相比較電容屏、電阻屏等更低廉。
[0003]紅外觸摸屏的性能在不斷發展，從最開始的單點、兩點，發展到十點，從單一觸摸識別發展到手勢識別，但是目前的紅外觸摸屏手勢識別均是需要觸摸到觸摸屏才能被識另Ij，可以參見中國專利公開文獻CN103970360A，根據識別多點觸摸的軌跡判斷手勢，這種技術必須要用手指在顯示屏上滑動，快速和多次的滑動無疑對手指和顯示屏都會帶來傷害，在特殊場合，例如車載終端上，駕駛員不方便去觀看顯示屏的位置，盲目滑動還會容易傷及面板，因此，目前的紅外觸摸屏的手勢識別技術還存在較大缺陷，用戶體驗很差。
[0004]已有技術中，非接觸式手勢識別主要還是利用攝像頭進行圖像分析獲得，如果在紅外觸摸屏上增加攝像頭識別手勢，無疑增加了高昂的成本。
[0005]有人提出采用電容感應技術，在四邊增加電容感應電極和相應的電路，但是這種方案可行性不高，因為影響外觀，還增加工藝復雜度和生產成本。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高抗光性能且成本低廉的具有非接觸式手勢識別功能的紅外觸摸屏。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種紅外觸摸屏，包括第一紅外發射元件、第一紅外接收元件、控制及數據處理電路，所述控制及數據處理電路控制所述第一紅外發射元件和所述第一紅外接收元件進行觸摸識別，還包括至少兩個第二紅外接收元件，分別位于觸摸屏的相對邊上，且所述第二紅外接收元件距離觸摸區域的距離小于所述第一紅外接收元件或第一紅外發射元件距離觸摸區域的距離，所述控制及數據處理電路控制所述第二紅外接收元件接收從觸摸屏外部入射的光信號，根據接收的所述光信號進行手勢識別。
[0008]優選地，所述第一紅外發射元件和所述第一紅外接收元件位于觸摸面板的下方，在所述第一紅外接收元件的上方具有遮光材料，所述紅外發射元件發出的光入射到所述觸摸面板中進行全內反射傳播，所述第一紅外接收元件接收所述全內反射傳播的光線，所述第二紅外接收元件位于觸摸面板下方且不能完全被所述遮光材料遮擋。
[0009]優選地，所述第二紅外接收元件附近的第一紅外接收元件能夠將一部分光發射到所述觸摸屏外部。
[0010]優選地，在所述紅外觸摸屏的至少一邊上，所述第一紅外發射元件和/或所述第一紅外接收元件位于觸摸面板的上方，所述第二紅外接收元件位于所述第一紅外發射元件和/或所述第一紅外接收元件的上方。
[0011]優選地，在所述至少一邊上還包括濾光材料，所述第二紅外接收元件固定在所述濾光材料上。
[0012]優選地，在所述紅外觸摸屏的至少一邊上，還包括導光元件，所述第一紅外發射元件發出的光經過導光元件導光后在所述觸摸面板上方進行傳播，或者，所述第一紅外接收元件接收通過導光元件從觸摸面板上方傳導過來的光，在該至少一邊上，所述第二紅外接收元件設置在觸摸面板下方。
[0013]優選地，所述第二紅外接收元件的接收面朝向所述觸摸屏外部。
[0014]優選地，還包括第二紅外發射元件，所述第二紅外發射元件位于所述第二紅外接收元件附近，且用于向觸摸屏外部發射紅外光。
[0015]優選地，所述第二紅外發射元件的發光面朝向觸摸屏外部。
[0016]從本實用新型的上述方案可以看出，本實用新型的具有非接觸式手勢識別功能的紅外觸摸屏在依據本實用新型的方案簡單調整就能獲得很好的新增功能，這種功能在車載終端上尤其重要，駕駛員不用眼睛去看，不需要去觸摸，只需要揮揮手就能進行翻頁或者進行下一首歌等的選擇工作，在采用獨立的光源和檢測元件后，信號強度更強，手勢識別時抗干擾的能力更強。
【附圖說明】
[0017]圖1和圖2為本實用新型紅外觸摸屏的第一種實施例示意圖；
[0018]圖3為本實用新型上述第一種實施例的優化實施例示意圖；
[0019]圖4為本實用新型紅外觸摸屏的第二種實施例示意圖；
[0020]圖5為本實用新型紅外觸摸屏的第三種實施例示意圖；
[0021]圖6為圖4與圖5所示實施例的結合方案示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結合【具體實施方式】及附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0023]抗光性能是紅外觸摸屏的一個重要指標，也是紅外觸摸屏工作的基本條件，因為紅外觸摸屏是檢測光信號來獲得檢測數據，進而分析觸摸點的位置，如果沒有很好的抗光性能，外部環境光輕則影響紅外觸摸屏識別的準確性，重則直接導致紅外觸摸屏無法工作。
[0024]市場上的紅外觸摸屏目前大多都采用濾光材料達到抗光目的，紅外接收元件盡可能的隱藏在邊框里面，避免受到環境光的影響。
[0025]本實用新型在滿足抗光性能的基礎上，使得紅外觸摸屏具有非接觸式的手勢識別功能。
[0026]本實用新型的紅外觸摸屏，包括第一紅外發射元件、第一紅外接收元件及控制及數據處理電路，所述控制及數據處理電路控制所述第一紅外發射元件和所述第一紅外接收元件進行觸摸識別，與現有技術的不同在于，還包括至少兩個第二紅外接收元件，分別位于觸摸屏的相對邊框上，相比第一紅外接收元件，所述第二紅外接收元件距離觸摸區域更近，即所述第二紅外接收元件距離觸摸區域的距離小于所述第一紅外接收元件距離觸摸區域的距離，所述控制及數據處理電路控制所述第二紅外接收元件接收從觸摸屏外部入射的光信號，根據接收的所述光信號進行手勢識別。
[0027]下面描述本實用新型第一種實施例，參見圖1，本實用新型的紅外觸摸屏包括第一紅外發射元件1、第二紅外發射元件11、第一紅外接收元件2，透明介質8，遮光材料9(遮光材料9可以在接觸透明介質8的一面設置反光材料)以及電路板12，還包括在圖1中未示出的第二紅外接收元件22(參見圖2)，第一紅外發射元件I發射的光進入透明介質8進行全內反射，被第一紅外接收元件2接收，用于識別接觸式觸摸動作的掃描光線，所述遮光材料可以是薄膜，也可以是觸摸屏的外殼。本實用新型的發明點是在超出遮光材料9的范圍增加了一個第二紅外接收元件22，所述第二紅外接收元件22不能完全被所述遮光材料9遮擋，最好是在每條邊的中間位置都增加一個第二紅外接收元件22 (參見圖2)，圖1和圖2所示實施例中，在第二紅外接收元件22邊上設置第二紅外發射元件11，控制及數據處理電路控制所有紅外發射元件和紅外接收元件工作，控制第二紅外發射元件11朝向屏幕外發射光線，同時控制相應的第二紅外接收元件22接收從屏幕外反射的光線，當屏幕外有物體3 (操作者的手)經過時，第二紅外發射元件11朝向屏幕外發射的光線經所述物體3反射后被相應的第二紅外接收元件22接收，控制及數據處理電路根據至少兩個不在同一邊上(相對邊上)的第二紅外接收元件22接收的信號確定物體3的運動方向，將這種運動方向轉換成手勢，將手勢信息反饋到計算機主機進行相應處理。達到利用手勢進行控制的目的，例如手勢從左到右，控制主機選擇下一首歌進行播放，手勢從下到上，控制主機返回上一首歌曲進行播放等，可以自由設定各種手勢的命令解析，這不是本實用新型的重點，就不在細說。
[0028]由圖1和圖2所示的實施例可以看出，第二紅外接收元件22所處位置不影響觸摸屏的正常工作，而且利用接收元件與發射元件交叉排列的方式，第二紅外接收元件22的接收電路不需要另行設置，只需要對PCB上的布線進行略微的改變即可，可實施性強，而且便捷，手勢識別效果準確，觸摸屏的整體抗光性能優良。
[0029]作為一種替代實施例，第一紅外發射元件I的上方可以不必設置遮光材料9，直接讓第一紅外發射元件I的一部分光朝向觸摸屏外部射出，被物體3反射后由第二紅外接收元件22接收，此舉能夠省去第二紅外發射元件。
[0030]如果需要提高第一紅外發射元件I發射到透明介質8中的光能量，在第一紅外發射元件I的上方可以設置遮光材料9，同時可以將靠近第二紅外接收元件22的一個第一紅外發射元件I設置到遮光材料的邊緣或略微超出遮光材料9的位置，使其一部分光能發射到觸摸屏外部，參見圖3，由于只是一個或多個第一紅外發射元件I向外部發射紅外光，第一紅外接收元件2還是受到遮光材料9遮擋，因此，不影響紅外觸摸屏的整體抗光性能。
[0031]本實施例的圖中只是一個示意圖，全內反射式紅外觸摸屏是非常成熟的現有技術，第一紅外發射元件發出的光線入射到觸摸面板中以及從觸摸面板射出被第一紅外接收元件所接收，需要與觸摸面板不同折射率的材料輔助實現，例如折射膜或三角棱鏡等，由