專利名稱：一種用于紅外線觸摸屏的紅外線發(fā)射和接收電路單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于紅外線觸4莫屏的紅外線發(fā)射和-接收電路單元4支術(shù)領(lǐng)J:或本實用新型涉及利用紅外線發(fā)射、接收光電器件構(gòu)建的觸摸裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紅外線觸摸技術(shù)發(fā)展至今，在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，從技術(shù)角度而言，原 理很簡單，但要制造出各種尺寸高分辨率觸摸屏就顯得尤為困難。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1、圖2所示的美國專利5， 162， 783中，紅外線觸摸裝置的所有控制電 路包括紅外線發(fā)射、接收管，紅外線發(fā)射、接收電路及微處理器等全部是集成在 觸摸屏的外框周圍的印刷電路板上，并通過一條RS232串口或USB 口與電腦連 接，由于紅外線發(fā)射、接收管必需連接到掃描電路上，若對其中電路進行切割 會導致紅外線發(fā)射、接收信號無法傳遞到微處理器或其相對應(yīng)連接的電路中， 當在設(shè)計大型紅外線觸摸屏時，現(xiàn)有技術(shù)需要將整個發(fā)射、接收陣列分成幾個 部分重新設(shè)計，根據(jù)屏幕尺寸大小增加紅外線發(fā)射，接受管的數(shù)目及其控制電 路，而每個獨立部分需要相互連接，且需要通過微處理器控制每個獨立部分完成 掃描控制及坐標定位，然后將攔截物的坐標上傳到電腦上。由于現(xiàn)有技術(shù)中的 電路設(shè)計的復雜性，在每個不同尺寸觸摸屏的設(shè)計時，電路基本必需要加以改 動，然后對產(chǎn)品所需的印刷電路板進行重新設(shè)計和制作。由于以上種種問題， 很大程度上限制了紅外線觸摸產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，更無法使紅外線觸摸產(chǎn)品走 入家庭達到大眾化的普及應(yīng)用的水平。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是要為了簡化紅外線發(fā)射、接收電路板設(shè)計和制造上的 復雜性，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的周期，提供出一比較簡單的紅外線發(fā)射、接收電路 單元，能夠方便的設(shè)計出不同尺寸的紅外線發(fā)射、接收電路板，以便適應(yīng)不同尺 寸的觸摸屏。本實用新型的技術(shù)解決方案是一種紅外線發(fā)射電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管，該電路板單元上設(shè)有貫通整個電路纟反單元的電源線、才妻i也線和時鐘信號線，在電路板單元 的一端上設(shè)置有行驅(qū)動器和列驅(qū)動器，其中行驅(qū)動器的信號輸入端口連接時鐘 信號線，信號輸出端口連接列驅(qū)動器的信號輸入端口；陣列中的每個紅外線發(fā) 射管的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū) 動器的行控制線連接。一種紅外線接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線接收管，該電路板單 元上設(shè)有貫通整個電路板單元的電源線、接地線、時鐘信號線以及紅外線接收 信號線，在電路板單元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動器和列驅(qū)動器，其中行驅(qū)動器的信號輸入端口連接時鐘信號線，信號輸出端口連接列驅(qū)動器的信號輸入端口 ； 陣列中的每個紅外線接收管的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連 接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器的行控制線連接。每塊紅外線發(fā)射電路板單元包括由電路板的 一端延伸至另 一端的電源線、 接地線、時鐘信號線，每塊紅外線接收電路板單元包括由電路板的一端延伸至 另一端的電源線、接地線、時鐘信號線以及紅外線接收信號線，相鄰兩塊電路 板單元可以分別通過焊接相應(yīng)接線實現(xiàn)拼接，其中電源線和接地線是原用于提 供整個觸摸屏裝置所需要的電源電路；行、列驅(qū)動器分布在電路板單元的兩端 的其中一端，使用該放置方法的目的是為了能夠構(gòu)成一個可切割的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，因為在發(fā)射、接收電路板單元中的紅外線發(fā)射或接收管是 以陣列方式連接的，只有使用這種放置方法，當在線路板切割時，印刷電路板 上的導線在切割后，陣列中的行驅(qū)動電路、列驅(qū)動電路不受影響，而在切割后， 放置有行、列驅(qū)動器的一段印刷電路板依然可以通過行、列驅(qū)動器控制選通與 其相連的所有紅外線發(fā)射或接收管，而該段印刷電路板單元也就成為了一個不 同于原有標準尺寸的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，該單元可以用于與其它電 路板單元進行拼接，從而得出一個新的尺寸。可以根據(jù)需要，制造出相同長度 的電路板單元，每塊紅外線發(fā)射電路板單元或接收電路板單元均設(shè)計在電路板 在制造時可容許的最大尺寸的電路板上，每個相同尺寸的電路板單元上都設(shè)置 有相同的數(shù)目的行與列驅(qū)動器，其電路設(shè)計相同，所以可以重復使用。在開發(fā) 生產(chǎn)不同尺寸的觸摸屏時，可根據(jù)顯示屏的尺寸大小，先將相同的電路板單元 拼接成一個小于顯示屏幕寬度或高度的最大尺寸的電路板，然后再切割出剩余 尺寸大小的電路板單元，通過連接線將不同長度尺寸的電路板單元相互連接，采用這種方式能夠更節(jié)省成本，同時新產(chǎn)品的開發(fā)周期也較短。在紅外線發(fā)射、接收電路板單元的兩端上設(shè)置有與相鄰電路板單元連接的 焊接口，可利用連接線將相鄰的焊接口連接，可利用預(yù)設(shè)的焊接口可以完成電 路板與電路板相互之間的連接工作。如上所述發(fā)射電路板單元的焊接口包括有 電源線、接地線、時鐘信號線，接收電路板單元的焊接口包括有，電源線.接 地線、時鐘信號線，以及紅外線接收信號線，相鄰兩塊電路板單元可以分別通 過焊接相應(yīng)連接線實現(xiàn)拼接。其中電源線和接地線是原用于提供整個觸摸屏裝置所需要的電源電路；至少有一組的行、列驅(qū)動器可設(shè)置在電路板單元的任意位置上。在紅外線發(fā)射或接收電路板單元中所述的行驅(qū)動器，列驅(qū)動器各有一個時 鐘輸入端口，行驅(qū)動器的時鐘輸入端口與時鐘發(fā)生器相連，該時鐘發(fā)生器所產(chǎn)生的一個周期為T的脈沖信號控制每次只選通一個行控制線，該行控制線再通 過三極管或直接控制選通陣列中的一個行驅(qū)動線，當依次完成n個行控制線的 選通后，即在n個時鐘周期T后，行驅(qū)動器的時鐘輸出端口產(chǎn)生一個周期為nx T脈沖信號，該脈沖信號輸入到列驅(qū)動器的時鐘輸入端口，使列驅(qū)動器每次只選 通下一個列控制線，如此循環(huán)直至完成整個紅外線發(fā)射或接收陣列中所有的行 與列的掃描。只利用一根時鐘信號線控制所有連接的行、列驅(qū)動器對陣列中的 紅外線發(fā)射、接收管的順序掃描選通方法是最簡單的設(shè)計結(jié)構(gòu)，該發(fā)方法具有 速度最快、開關(guān)延時短、線數(shù)少等優(yōu)點，適合應(yīng)用于大型紅外線觸摸屏裝置。同一個時鐘信號，所以每對發(fā)射、接收管的掃描是同步的。其中所述的行驅(qū)動器、 列驅(qū)動器選用的可以是計數(shù)器(Counter )、位移寄存器(Shift Register)或 具有等同功效的集成電路，如可編程芯片。在每個發(fā)射電路板單元上設(shè)有與所述列控制三極管相連接的紅外線脈沖信 號線，在發(fā)射陣列開始掃描時可以使每個一支接通的紅外線發(fā)射管發(fā)出帶有頻率 的紅外線，即提高紅外線波的抗干擾能力。與陣列中的每個紅外線發(fā)射或接收管連接的行、列驅(qū)動線分別通過行、列 控制三極管與行、列驅(qū)動器連接，每個行控制三極管的發(fā)射極連接行驅(qū)動線， 基極連接行驅(qū)動器的控制線，集電極連接電源線；列控制三極管的集電極連接 列驅(qū)動線，基極連接列驅(qū)動器的控制線，發(fā)射極連接紅外線脈沖信號線或紅外線4妻收信號線或4妻地線， <吏用三極管相當于開關(guān)作用并可控制提高電流驅(qū)動能 力，避免行、列驅(qū)動器集成電路的負載過大對電路造成的損害。在本實用新型 的電路板單元中所涉及紅外線發(fā)射、接收陣列中所連接行、列驅(qū)動線的三極管是NPN型，同時也可選擇使用PNP型，行、列三極管的發(fā)射極和集電極連接方 式相應(yīng)改變，但無論使用哪種三極管，其目的是提高行、列驅(qū)動線的電流驅(qū)動 能力和開關(guān)導通作用。在使用中若行、列控制器的控制線輸出為低電平有效則 使用PNP，若為高電平有效則使用NPN。 NPN與PNP的連接方式有所不同但該連 接方式的變化不影響利用行、列驅(qū)動器控制掃描紅外線發(fā)射、接收陣列最終目 的。本實用新型的優(yōu)點是設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、集成度高、生產(chǎn)成本低、 可大批量、大規(guī)模進行生產(chǎn)。本實用新型與現(xiàn)有觸摸屏裝置技術(shù)相比，由于本 實用新型大大提高了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計效率，降低產(chǎn)品的前期^:入成本，提高產(chǎn)品 更新?lián)Q代的速度及可無限制增加和擴充產(chǎn)品的種類，且產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時的一 致性強，可靠性高。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)的紅外線發(fā)射或接收電路板設(shè)計圖； 附圖2為現(xiàn)有技術(shù)的紅外線發(fā)射或接收電路板設(shè)計圖 附圖3為本實用新型實施例中紅外線觸摸屏電路板單元切割示意圖； 附圖4為本實用新型實施例中紅外線觸摸屏電路板單元拼接示意圖； 附圖5為本實用新型實施例中紅外線觸摸屏中的發(fā)射電路板單元的電路原 理圖；附圖6為本實用新型實施例中紅外線觸4莢屏中的接收電路板單元的電路原 理圖；1、觸摸屏，2、紅外線發(fā)射陣列，3、紅外線接收陣列，4、標準的紅外線 發(fā)射電路板單元，5、 6切割后的發(fā)射電鴻一反單元，7、標準紅外線接收電路板單 元，8、 9切割后的紅外線接收電路板單元，10、陣列中的紅外線發(fā)射管，11、 陣列中的紅外線接收管，12、行驅(qū)動器，13、列驅(qū)動器，14、纜線焊接口， 15、 紅外線接收信號線，16、時鐘信號線，17、紅外線脈沖信號線，18、電源線， 18、接地線，20、行控制三極管，21、列控制三極管。
具體實施方式
實施例參閱圖3、 4、 5和6，是一個由紅外線發(fā)射、接收電路板單元構(gòu)成的紅 外線觸摸屏1,在其四周設(shè)有由標準發(fā)射電路板單元4及切割后的紅外線發(fā)射電 路板5、 6連接構(gòu)成的觸摸屏紅外線發(fā)射陣列2;及在發(fā)射陣列2對面設(shè)置有由 標準的接收電路板單元7及切割后的接收電路板單元8、 9設(shè)置構(gòu)成的接收陣列 3;每個發(fā)射電路板單元4、 5、 6包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管10,且設(shè)有貫通 整個發(fā)射電路板單元的電源線18、接地線19、時鐘信號線16及紅外線脈沖信 號線17，在電路板單元的一端上設(shè)有行驅(qū)動器12和列驅(qū)動器13,電路板單元 的兩端設(shè)有分別連接電源線18、接地線19、時鐘信號線16及紅外線脈沖信號 線17的纜線焊接口 14，方便與相鄰的發(fā)射電路板單元連接。每個接收電路板單元7、 8、 9包括陣列設(shè)置的紅外線接收管11，且設(shè)有貫通整個接收電路板單元的電源線18、接地線19、時鐘信號線16及紅外線接收信 號線15，電路板單元的兩端設(shè)有分別連接電源線18、接地線19、時鐘信號線 16及紅外線接收信號線15的纜線焊接口 14,方便與相鄰的發(fā)射電路板單元連接。參閱圖5，每個紅外線發(fā)射電路板單元上設(shè)有貫通的電源線18、接地線l9、 時鐘信號線16及紅外線脈沖信號線17;在每個紅外線發(fā)射電路板單元的一端上 設(shè)置有行驅(qū)動器12，列驅(qū)動器13,其中行驅(qū)動器12的信號輸入端口與一個時 鐘信號線16相連，信號輸出端口連接列驅(qū)動器13的信號輸入端口；陣列中的 每個紅外線發(fā)射管IO的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管n與列驅(qū)動器13連接， 行驅(qū)動線分別通過行控制三極管20與行驅(qū)動器12連接；其中在紅外線發(fā)射電 路板單元中列控制三極管21的發(fā)射極連接紅外線脈沖信號線17上或接地線19 上；參閱圖6，每個紅外線接收電路板單元上設(shè)置有貫通的電源線18、接地線 19、時鐘信號線16及紅外線接收信號線15，在每個紅外線發(fā)射電路板單元的一 端上設(shè)置有行驅(qū)動器12，列驅(qū)動器13,其中行驅(qū)動器12的信號輸入端口與一 個時鐘信號線16相連，信號輸出端口連接列驅(qū)動器13的信號輸入端口；陣列中的每個紅外線接收管11的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管21與列驅(qū)動器13連接，行驅(qū)動線分別通過控制三極管20與行驅(qū)動器12連接；其中在紅外線接 收電路板單元中列控制三極管21發(fā)射極連接紅外線接收信號線15。以上所述的紅外線發(fā)射、接收電路板單元中的電源線18與電源正極相連， 接地線19與電源負極相連，時鐘信號線16與一個時鐘信號產(chǎn)生器相連，紅外 線脈沖信號線17與一個紅外線脈沖產(chǎn)生器相連，紅外線接收信號線15與紅外 線信號接收處理電路相連。其中所述的行驅(qū)動器、列驅(qū)動器選用的可以是計數(shù) 器(Counter )、位移寄存器(Shift Register)或具有等同功效的集成電路， 如可編程芯片。上列詳細說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例并非用 以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更， 均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求1. 一種紅外線發(fā)射電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管(10)，其特征在于該電路板單元上設(shè)有貫通整個電路板單元的電源線(18)、接地線(19)和時鐘信號線(16)，在電路板單元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動器(12)和列驅(qū)動器(13)，其中行驅(qū)動器(12)的信號輸入端口連接時鐘信號線(16)，信號輸出端口連接列驅(qū)動器(13)的信號輸入端口；陣列中的每個紅外線發(fā)射管(10)的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管(21)與列驅(qū)動器(13)連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器(12)的行控制線連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于陣列中 的每個紅外線發(fā)射管(10)的行驅(qū)動線分別通過行控制三極管(20)與所 述行驅(qū)動器(12)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于在紅 外線發(fā)射電路板單元上設(shè)有分別與所述電源線U8)、接地線(19)和時 鐘信號線(16)分別相連接的纜線焊接口 (14)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于在該 電路板單元上設(shè)有貫通的且與所述列控制三極管(21 )相連接的紅外線脈 沖信號線(17)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于所述 行驅(qū)動器(12 )和列驅(qū)動器(13 )是計數(shù)器或者位移寄存器或者可編程芯片。
6、 一種紅外線接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線接收管(11 )，其特 征在于該電路板單元上設(shè)有貫通整個電路板單元的電源線(18)、接地 線(19)和時鐘信號線(16 )以及紅外線接收信號線(15 )，在電路板單 元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動器U2)和列驅(qū)動器(13)，其中行驅(qū)動器(12) 的信號輸入端口連接時鐘信號線U6)，信號輸出端口連接列驅(qū)動器(13) 的信號輸入端口；陣列中的每個紅外線接收管(11)的列驅(qū)動線分別通過列 控制三極管(21)與列驅(qū)動器(13)連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器(12)的行控制線連接。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種紅外線接收電路板單元，其特征在于陣列中的 每個紅外線發(fā)射管(11)的行驅(qū)動線分別通行控制三極管(20)與所述行 驅(qū)動器(12)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述一種紅外線接收電路板單元，其特征在于在紅外線接收電路板單元上設(shè)有分別與所述電源線(18)、接地線(19)和時 鐘信號線(16 )以及紅外線接收信號線(15 )分別相連接的纜線焊接口( 14 )。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種紅外線接收電路板單元，其特征在于所 述行驅(qū)動器(12 )和列驅(qū)動器(13)是計數(shù)器或者位移寄存器或者可編程 芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種紅外線發(fā)射和接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管或接收管，該電路板單元上設(shè)有貫通整個電路板單元的電源線、接地線和時鐘信號線，在電路板單元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動器和列驅(qū)動器，其中行驅(qū)動器的信號輸入端口連接時鐘信號線，信號輸出端口連接列驅(qū)動器的信號輸入端口；陣列中的每個紅外線發(fā)射管或接收管的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器的行控制線連接。本實用新型設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、集成度高、生產(chǎn)成本低、可大批量、大規(guī)模進行生產(chǎn)，大大提高了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計效率，降低產(chǎn)品的前期投入成本，提高產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度及增加和擴充產(chǎn)品的種類，大批量生產(chǎn)時的一致性強，可靠性高。
文檔編號G06F3/042GK201122282SQ20072005300
公開日2008年9月24日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者偉 賀 申請人:偉 賀