專利名稱：紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種觸摸屏的硬件結(jié)構(gòu)電路，尤其涉及一種降低復(fù)雜度的紅 外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，可適用于單點(diǎn)或多點(diǎn)紅外觸摸屏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有紅外觸摸系統(tǒng)中，其采樣方式是通過由沿著觸摸區(qū)域四周安裝在X、 Y 方向排布均勻的紅外發(fā)射管和紅外接收管，控制和驅(qū)動電路在MCU執(zhí)行代碼的 控制下驅(qū)動紅外發(fā)射管和紅外接收管，對應(yīng)掃描形成X方向和Y方向橫豎交叉的 紅外線矩陣。當(dāng)有觸摸時(shí)，手指或其它物體就會擋住經(jīng)過該點(diǎn)的橫豎紅外線，由 控制系統(tǒng)判斷出觸摸點(diǎn)在觸摸屏上的位置。如果需要識別多點(diǎn)則需要增加一個(gè)Z 軸，才能完成對多點(diǎn)中的虛假點(diǎn)的識別一般增加Z軸的方式有軟件方式、和硬件 方式兩種。
軟件方式具有不改變普通觸摸屏硬件而達(dá)到對多點(diǎn)識別的優(yōu)點(diǎn)，但是由于受 發(fā)射管發(fā)射角度和功率的限制，Z軸和X或Y軸的夾角一般較小(<20度)。使 得該處理方式在Z軸的分辨率大大降低(一般小于X或Y軸分辨率的1/3)。從 而使得對虛假點(diǎn)的識別效果大大降低，容易出現(xiàn)誤判或漏判。
硬件方式是在原有普通單點(diǎn)式觸摸屏的基礎(chǔ)上，通過硬件方式增加一個(gè)Z軸， 因?yàn)榻嵌瓤梢栽O(shè)置到與X/Y的夾角均為45度，使得在Z軸的分辨率比軟件方式大大 提高。但是由于是通過硬件方式增加Z軸，使得發(fā)送接收二極管的個(gè)數(shù)要增加一 倍，控制電路也會增加一倍，從而導(dǎo)致印制板的尺寸成倍的增加，結(jié)構(gòu)也會成倍 的變大。而且也增加了調(diào)試和組裝難度。
普通單點(diǎn)式觸摸屏的發(fā)射和接收部件的單元控制電路，由于發(fā)射和接收電路 完全獨(dú)立，如"ZL200710117751.1"，當(dāng)發(fā)送和接收二極管數(shù)量較多時(shí)使得布線難 度較大，在此基礎(chǔ)上如果要將發(fā)送和接收電路布在同一張印制板上印制板的面積 基本要增加一倍。另外，在多點(diǎn)紅外觸摸屏中，硬件電路結(jié)構(gòu)尤其復(fù)雜。
普通的紅外觸摸屏采用單個(gè)發(fā)送和接收二極管控制單元的基本控制模式。多 個(gè)管子時(shí)一般采用矩陣控制方式控制但是基本控制模式還是和單個(gè)的控制方式相 同。因此采用普通控制方式通過硬件實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)時(shí)要在同一印制板上實(shí)現(xiàn)布線難度 太大，因?yàn)閮商转?dú)立的控制電路，使得控制線和元器件成倍增加，因則一般采用 將電路分兩層的方式實(shí)現(xiàn)，但同時(shí)也增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的厚度。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)存在的上述問題， 提供一種可適用于單點(diǎn)多點(diǎn)的紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型可降低紅外 觸摸屏硬件電路的復(fù)雜度，減小印制板的尺寸，從而降低系統(tǒng)成本，并且將發(fā)射 電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合，使發(fā)射單元和接收單元互不影響。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下.-
一種紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動部件、發(fā)送部件和接收部件，其特 征在于還包括供電模式控制部件，所述驅(qū)動部件的NPN型三極管Q3的基極、 發(fā)射極和集電極分別與PNP型三極管Q4的基極、發(fā)射極和集電極連接，NPN型 三極管Q3的基極通過限流電阻與控制器的段控端連接，NPN型三極管Q3和PNP 型三極管Q4的集電極分別與發(fā)送部件的發(fā)射二極管的負(fù)端連接形成雙向驅(qū)動部 件；所述發(fā)送部件的發(fā)射二極管和接收部件的接收二極管反向并聯(lián)；所述供電模 式控制部件包括發(fā)送模式控制部件和接收模式控制部件，發(fā)送模式控制部件包括 NPN型三極管Q1，接收模式控制部件包括PNP型三極管Q2， NPN型三極管Q1 和PNP型三極管Q2的集電極連接到NPN型三極管Q3和PNP型三極管Q4的發(fā) 射極，NPN型三極管Ql的發(fā)射極接地，NPN型三極管Ql的基極通過限流電阻 接到控制器的發(fā)射使能端，PNP型三極管Q2的發(fā)射極接與接收電源連接，PNP型 三極管Q2的基極通過限流電阻與控制器的接收使能端連接。
所述NPN型三極管Q3和PNP型三極管Q4的基極連接間還設(shè)置有穩(wěn)壓二極 管Dl， NPN型三極管Q3的基極與穩(wěn)壓二極管Dl的正端連接，PNP型三極管 Q4的基極與穩(wěn)壓二極管Dl的負(fù)端連接。
所述接收二極管的負(fù)端通過接負(fù)載電阻Rl接地，發(fā)射二極管的正端與PNP 型三極管Q5的集電極連接，PNP型三極管Q5的發(fā)射極與發(fā)送電源連接，PNP 型三極管Q5的基極通過限流電阻與控制器的位控端連接。
采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于
一、 本實(shí)用新型將紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管反向并聯(lián)在一起，使得 發(fā)射和接收單元互不影響，為發(fā)送電路和接收電路的結(jié)合提供了條件。
二、 本實(shí)用新型由于將原有觸摸屏的發(fā)送電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合在一起， 從而降低了系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜程度。
三、 本實(shí)用新型由于將原有觸摸屏的發(fā)送電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合在一起， 使得硬件電路簡化，降低了系統(tǒng)成本。
四、 本實(shí)用新型由于將原有觸摸屏的發(fā)送電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合在一起， 使得電路簡化，減小了布板面積，減小了系統(tǒng)的體積，有利于系統(tǒng)的安裝，擴(kuò)展
了系統(tǒng)的使用范圍。
五、 本實(shí)用新型由于將原有觸摸屏的發(fā)送電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合在一起，從而降低了調(diào)試和組裝難度。
六、 本實(shí)用新型將原有觸摸屏的發(fā)送電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合在一起，簡 化了紅外觸摸屏的硬件電路結(jié)構(gòu)，尤其適用于多點(diǎn)觸摸式紅外觸摸屏，使多點(diǎn)觸 摸式紅外觸摸屏的硬件電路大大簡化。
七、 本實(shí)用新型采用了系統(tǒng)集成和線路優(yōu)化，巧妙地將兩套獨(dú)立的發(fā)射和接 收電路有機(jī)的結(jié)合在一起，使電路復(fù)雜度大大降低，同時(shí)也使布線難度大大降低， 很容易在一張電路板上實(shí)現(xiàn)收發(fā)兩種功能，可以在一張電路板上實(shí)現(xiàn)對兩個(gè)方向 的紅外掃描，即X與Z軸或Y與Z軸，從而使多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度大大降
低，其中對多個(gè)發(fā)送和接收管子的控制方式同樣可以采用矩陣控制模式。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
一種紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動部件、發(fā)送部件和接收部件，還包
括供電模式控制部件，所述驅(qū)動部件的NPN型三極管Q3的基極、發(fā)射極和集電 極分別與PNP型三極管Q4的基極、發(fā)射極和集電極連接，NPN型三極管Q3的 基極通過限流電阻與控制器的段控端SEGMENT— 1連接，NPN型三極管Q3和PNP 型三極管Q4的集電極分別與發(fā)送部件的發(fā)射二極管的負(fù)端連接形成雙向驅(qū)動部 件；所述發(fā)送部件的發(fā)射二極管S一LED和接收部件的接收二極管R—LED反向并 聯(lián)；所述供電模式控制部件包括發(fā)送模式控制部件和接收模式控制部件，發(fā)送模 式控制部件包括NPN型三極管Ql，接收模式控制部件包括PNP型三極管Q2， NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2的集電極連接到NPN型三極管Q3和PNP 型三極管Q4的發(fā)射極，NPN型三極管Ql的發(fā)射極接地，NPN型三極管Ql的 基極通過限流電阻接到控制器的發(fā)射使能端SEND—POWER, PNP型三極管Q2的 發(fā)射極接與接收電源RECV—VCC連接，PNP型三極管Q2的基極通過限流電阻與 控制器的接收使能端RECV—POWER連接。
在NPN型三極管Q3和PNP型三極管Q4的基極連接間還設(shè)置有穩(wěn)壓二極管 Dl， NPN型三極管Q3的基極與穩(wěn)壓二極管Dl的正端連接，PNP型三極管Q4 的基極與穩(wěn)壓二極管D1的負(fù)端連接。
接收二極管R_LED的負(fù)端接負(fù)載電阻Rl到地，并從接收二極管R_LED的 負(fù)端輸出紅外接收信號；發(fā)射二極管S—LED的正端接到PNP型驅(qū)動三極管Q5 的集電極，PNP型驅(qū)動三極管Q5的發(fā)射極接到發(fā)送電源，PNP型驅(qū)動三極管Q5 的基極通過限流電阻接到控制器MCU的位控端BIT—CTLl。
以多點(diǎn)紅外觸摸屏為例，說明本實(shí)用新型的工作過程
5A、 啟動紅外線觸摸屏上的控制器MCU，初始化所有參數(shù)，同時(shí)啟動各單元 板上的紅外掃描控制電路；
B、 首先MCU根據(jù)各板所處的位置確定是先工作在接收還是發(fā)送模式
C 、如果是先工作在接收模式，則MCU將SNED—POWER置低，RECV—POWER 置低，因此Q1截止，Q2導(dǎo)通；
D、 MCU根據(jù)序號同步將SEGMENT_1置低(根據(jù)矩陣模式， 一個(gè)SEGMENT 可以控制八只相鄰的接收二極管)，Q4道通，Q3截止，接收二極管(R—LED)有 正向電流流過處于工作模式，發(fā)射二極管(S一LED)反向截止處于未工作狀態(tài)。 因此RECV—VCC的接收電壓通過Q2、 Q4、 Rl加在接收二極管(R—LED)上， RECV_OUTl上的電壓高低即可表征接收二極管接收到的紅外光的強(qiáng)度；
E、 通過以上方式，可以依次控制其他接收二極管接收紅外信號，實(shí)現(xiàn)對該 方向的紅外接收掃描；F、 實(shí)現(xiàn)紅外接收后，再將電路置于發(fā)送模式，即將SNED—POWER置高， RECV—POWER置高，因此Q2截止，Ql導(dǎo)通；
G、 MCU根據(jù)序號同步將SEGMENT—1置高(根據(jù)矩陣模式， 一個(gè)SEGMENT 可以控制八只相鄰的接收二極管)，Q3道通，Q4截止，將BIT—CTLl置低，Q5 導(dǎo)通，因此SEND—VCC的發(fā)送電壓通過Q5、 Q3、 Ql加在發(fā)射二極管S—LED上， 發(fā)射二極管S一LED有正向電流流過處于工作模式，接收二極管R一LED反向截止 處于為未工作狀態(tài)；
H、 通過以上方式，可以依次控制其他發(fā)射二極管發(fā)送紅外信號，實(shí)現(xiàn)對該 方向的紅外發(fā)送掃描；
I、 通過以上步驟，可以完成對X/Y/Z三軸的紅外掃描，MCU通過簡單的計(jì) 算可以將觸摸點(diǎn)的位置定位，完成對多點(diǎn)的坐標(biāo)識別。
其中，穩(wěn)壓二極管D1的穩(wěn)壓值V取值為 ((RECV—VCC - 0.7) >V> (RECV_VCC-2*0.7)) 如果RECV—VCC (接收電源電壓)<1.4V，則可以去掉Dl穩(wěn)壓二極管。
顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)所掌握的技術(shù)知識和慣用手段，根據(jù)以上 所述內(nèi)容，還可以作出不脫離本實(shí)用新型基本技術(shù)思想的多種形式，這些形式上 的變換均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，包括驅(qū)動部件、發(fā)送部件和接收部件，其特征在于還包括供電模式控制部件，所述驅(qū)動部件的NPN型三極管Q3的基極、發(fā)射極和集電極分別與PNP型三極管Q4的基極、發(fā)射極和集電極連接，NPN型三極管Q3的基極通過限流電阻與控制器的段控端連接，NPN型三極管Q3和PNP型三極管Q4的集電極分別與發(fā)送部件的發(fā)射二極管的負(fù)端連接形成雙向驅(qū)動部件；所述發(fā)送部件的發(fā)射二極管和接收部件的接收二極管反向并聯(lián)；所述供電模式控制部件包括發(fā)送模式控制部件和接收模式控制部件，發(fā)送模式控制部件包括NPN型三極管Q1，接收模式控制部件包括PNP型三極管Q2，NPN型三極管Q1和PNP型三極管Q2的集電極連接到NPN型三極管Q3和PNP型三極管Q4的發(fā)射極，NPN型三極管Q1的發(fā)射極接地，NPN型三極管Q1的基極通過限流電阻接到控制器的發(fā)射使能端，PNP型三極管Q2的發(fā)射極接與接收電源連接，PNP型三極管Q2的基極通過限流電阻與控制器的接收使能端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述NPN 型三極管Q3和PNP型三極管Q4的基極連接間還設(shè)置有穩(wěn)壓二極管Dl ， NPN型 三極管Q3的基極與穩(wěn)壓二極管Dl的正端連接，PNP型三極管Q4的基極與穩(wěn)壓 二極管D1的負(fù)端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 接收二極管的負(fù)端通過接負(fù)載電阻Rl接地，發(fā)射二極管的正端與PNP型三極管 Q5的集電極連接，PNP型三極管Q5的發(fā)射極與發(fā)送電源連接，PNP型三極管 Q5的基極通過限流電阻與控制器的位控端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種紅外觸摸屏硬件電路結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型中Q3的基極、發(fā)射極和集電極分別與Q4的基極、發(fā)射極和集電極連接形成雙向驅(qū)動部件，Q3的基極通過限流電阻與控制器的段控端連接，Q3和Q4的集電極分別與發(fā)射二極管的負(fù)端連接；發(fā)射二極管和接收二極管反向并聯(lián)；Q1和Q2的集電極連接到Q3和Q4的發(fā)射極，Q1的發(fā)射極接地，Q1的基極通過限流電阻接到控制器的發(fā)射使能端，Q2的發(fā)射極接與接收電源連接，Q2的基極通過限流電阻與控制器的接收使能端連接。本實(shí)用新型可降低紅外觸摸屏硬件電路的復(fù)雜度，減小印制板的尺寸，從而降低系統(tǒng)成本，并且將發(fā)射電路和接收電路有機(jī)的結(jié)合，使發(fā)射單元和接收單元互不影響。
文檔編號G06F3/041GK201359719SQ20092007931
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月28日
發(fā)明者沈海洋, 蒲彩林 申請人:成都吉銳觸摸技術(shù)股份有限公司