紅外多點觸摸屏強光干擾對策

發布日期:
2025-09-10
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紅外多點觸摸屏憑借獨特優勢,在諸多領域廣泛應用。然而,在強光環境下,其性能易受干擾,如何有效應對強光干擾成為亟待解決的問題。

紅外多點觸摸屏

一、紅外多點觸摸屏工作原理

紅外多點觸摸屏在顯示器前安裝電路板外框,四邊排布紅外發射管與接收管,形成橫豎交叉的紅外線矩陣。當物體觸摸屏幕,會阻斷相應位置紅外線,接收管接收信號變化,系統據此判斷觸摸點坐標,實現操作響應。例如,手指觸摸屏幕時,擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線,從而確定觸摸點位置。

二、強光干擾成因

強光中包含豐富的紅外光成分。陽光直射或室內強光環境下,外部強光的紅外光強度遠超觸摸屏自身紅外發射管輻射強度,尤其在大尺寸觸摸屏中更為明顯。這些額外的紅外光進入觸摸屏接收管敏感范圍,使接收管飽和,干擾其對自身發射管紅外信號的接收與判別,進而影響觸摸位置判斷,導致觸摸精度下降甚至誤操作。

三、紅外多點觸摸屏強光干擾對策

(一)硬件優化

增加紅外發射管功率:提升發射管瞬間電流,使其發光強度增大,如將瞬間電流比額定電流放大3-10倍,讓發光強度達到300-1000mW/Sr強度,以增強信號在強光下的穿透能力,保證接收管能有效接收到自身發射管的信號。

優化紅外接收管選型與排布:選用敏感角度在30°內的封裝形式接收管,減少環境雜散光干擾。同時,將接收管在外圍一周排布,增加到觸摸屏開口距離,控制光線開口尺寸和位置,減小環境散射光進入角度。

(二)光學處理

使用紅外光譜波段濾色片:在觸摸屏開口處增加濾色片,如針對發射管主波波長940nm,設計鍍膜濾色片波段通過范圍為940±20nm,減少或消除發射管主峰波段外的環境散射光影響,提高抗環境散射光能力。

觸摸屏結構邊框處理:對觸摸屏結構邊框進行涂覆或表面處理,如采用黑色氨基無光油漆涂覆或鋁合金黑色氧化處理,減小邊框對770-1200nm波段紅外光的反射或散射,降低環境散射光形成。

(三)電路設計改進

電路切換機制:在紅外觸摸屏左右兩側或上下兩側同時排列多顆紅外發射管和接收管,交錯排布。一側發射管與對應對面接收管作為一組工作電路,同側接收管與對面發射管作為另一組。當某一組檢測到強陽光干擾信號強度大于正常對面紅外發射管強度20%以上時,自動切換到同方向另一組工作電路。

增強電路抗干擾能力:對接收管接收到的微弱電信號,通過運算放大器放大后,利用濾波電路去除噪聲,提高信號的純凈度,確保觸摸信號準確識別。同時,在電源電路設計過流、過壓保護功能,采用電容濾波和電感濾波降低電源噪聲,保證系統穩定運行。

(四)軟件算法優化

去噪與信號增強:對采集到的原始信號進行濾波處理,去除環境光和電磁干擾等噪聲。運用數字信號處理技術增強觸摸信號,提升信號可識別性。

閾值判斷優化:依據觸摸屏特性和實際應用場景,精確設定合適的閾值,對信號進行有效判斷,準確識別真實觸摸信號,排除強光干擾產生的誤判信號。

通過從硬件、光學、電路以及軟件算法多方面采取有效對策,可顯著提升紅外多點觸摸屏在強光環境下的穩定性和準確性。

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