红外多点触摸屏凭借独特优势,在诸多领域广泛应用。然而,在强光环境下,其性能易受干扰,如何有效应对强光干扰成为亟待解决的问题。

一、红外多点触摸屏工作原理
红外多点触摸屏在显示器前安装电路板外框,四边排布红外发射管与接收管,形成横竖交叉的红外线矩阵。当物体触摸屏幕,会阻断相应位置红外线,接收管接收信号变化,系统据此判断触摸点坐标,实现操作响应。例如,手指触摸屏幕时,挡住经过该位置的横竖两条红外线,从而确定触摸点位置。
二、强光干扰成因
强光中包含丰富的红外光成分。阳光直射或室内强光环境下,外部强光的红外光强度远超触摸屏自身红外发射管辐射强度,尤其在大尺寸触摸屏中更为明显。这些额外的红外光进入触摸屏接收管敏感范围,使接收管饱和,干扰其对自身发射管红外信号的接收与判别,进而影响触摸位置判断,导致触摸精度下降甚至误操作。
三、红外多点触摸屏强光干扰对策
(一)硬件优化
增加红外发射管功率:提升发射管瞬间电流,使其发光强度增大,如将瞬间电流比额定电流放大3-10倍,让发光强度达到300-1000mW/Sr强度,以增强信号在强光下的穿透能力,保证接收管能有效接收到自身发射管的信号。
优化红外接收管选型与排布:选用敏感角度在30°内的封装形式接收管,减少环境杂散光干扰。同时,将接收管在外围一周排布,增加到触摸屏开口距离,控制光线开口尺寸和位置,减小环境散射光进入角度。
(二)光学处理
使用红外光谱波段滤色片:在触摸屏开口处增加滤色片,如针对发射管主波波长940nm,设计镀膜滤色片波段通过范围为940±20nm,减少或消除发射管主峰波段外的环境散射光影响,提高抗环境散射光能力。
触摸屏结构边框处理:对触摸屏结构边框进行涂覆或表面处理,如采用黑色氨基无光油漆涂覆或铝合金黑色氧化处理,减小边框对770-1200nm波段红外光的反射或散射,降低环境散射光形成。
(三)电路设计改进
电路切换机制:在红外触摸屏左右两侧或上下两侧同时排列多颗红外发射管和接收管,交错排布。一侧发射管与对应对面接收管作为一组工作电路,同侧接收管与对面发射管作为另一组。当某一组检测到强阳光干扰信号强度大于正常对面红外发射管强度20%以上时,自动切换到同方向另一组工作电路。
增强电路抗干扰能力:对接收管接收到的微弱电信号,通过运算放大器放大后,利用滤波电路去除噪声,提高信号的纯净度,确保触摸信号准确识别。同时,在电源电路设计过流、过压保护功能,采用电容滤波和电感滤波降低电源噪声,保证系统稳定运行。
(四)软件算法优化
去噪与信号增强:对采集到的原始信号进行滤波处理,去除环境光和电磁干扰等噪声。运用数字信号处理技术增强触摸信号,提升信号可识别性。
阈值判断优化:依据触摸屏特性和实际应用场景,精确设定合适的阈值,对信号进行有效判断,准确识别真实触摸信号,排除强光干扰产生的误判信号。
通过从硬件、光学、电路以及软件算法多方面采取有效对策,可显著提升红外多点触摸屏在强光环境下的稳定性和准确性。