CN102129327A - 高效率的红外线式触控面板装置 - Google Patents

Abstract

红外线式触控面板装置包含一外框、复数个第一红外线接收器、一第一红外线发射器、复数个第二红外线接收器及一第二红外线发射器。该复数个第一红外线接收器，安装于该外框的下侧；该第一红外线发射器，安装于该外框的上侧，该第一红外线发射器的投射范围涵盖该复数个第一红外线接收器；该复数个第二红外线接收器，安装于该外框的右侧；该第二红外线发射器，安装于该外框的左侧，该第二红外线发射器的投射范围涵盖该复数个第二红外线接收器。藉由切断红外线发射器与红外线接收器之间的光径，便可控制该显示面板的操作。

Description

高效率的红外线式触控面板装置

技术领域

本发明涉及一种触控面板装置，尤指一种红外线式触控面板装置。

背景技术

由于现今具备显示器的电子产品，趋向体积小屏幕大，可是又不能没有操作按键，因此渐渐使得触控式屏幕需求量越来越大。而红外线式触控屏幕为触控式屏幕的一种，红外线式触控能在一般传统非触控式屏幕上外挂，使其具有触控的功能；或是在屏幕生产时，将红外线式触控功能所需的组件直接做进屏幕里。

红外线式触控是现有大尺寸触控屏幕最普遍的技术，红外线式触控的动作原理，是用红外线LED以接收端和发射端排列在PCB电路板的两端形成数组排列，排列四周的红外线LED会同时产生红外线讯号，形成一个整齐交错的红外线网，当我们要达到触控产生讯号的目的时，只要物体遮断红外线讯号即可，只要对遮断的位置做解析即可做到定位的目的，最后再经由控制电路的运算将讯号传送到控制螢幕的装置，再经由屏幕显示输出刚才触碰的位置，或者再经由其它软件执行其它的讯号操控运用。红外线式触控面板是采用遮断LED红外线讯号的方式来运作的，所以可以不必接触到底材就会有讯号触发，具有灵敏度高的优点，或是可隔着高硬度及高透光性的玻璃材质，压克力，塑料等不会刮伤原面板及保持面板原有的色彩，更能防尘及防电磁干扰。

请参照图1，图1为先前技术由複數個红外线发射器與複數個红外线接收器槽成的红外线式触控面板的示意图。如图1所示，红外线式触控面板四周布满红外线发射器和红外线接收器，形成一红外线发射器对一红外线接收器的红外线式触控矩阵，如此会造成数量庞大的LED模块发射器和接收器。请参照图2，图2为先前技术由一红外线接收器与复数个红外线发射器构成的非矩阵式触控面板的示意图。利用一红外线接收器接收复数个红外线发射器发出的红外线，复数个红外线发射器循序发射，再由该红外线接收器辨识光径是否被切断。请参照图3，图3为先前技术利用由一红外线发射器与複數个红外线接收器构成的非矩阵式触控面板的示意图。在图3的先前技术，是利用一红外线发射器及複數个红外线接收器形成複數条红外线联线。但图2和图3的先前技术，皆因每一光径上只能設定一髑控點，無法充份利用光徑上的空间来設定較多個髑控點，而未能有效率地使用髑控面板上的空间。

发明内容

本发明的一实施例揭露一种红外线式触控面板装置。该红外线式触控面板装置包含一基板、一外框、复数个第一红外线接收器、至少一第一红外线发射器、复数个第二红外线接收器、至少一第二红外线发射器及一微控制器。该外框安装于该基板的周围；该复数个第一红外线接收器，安装于该外框的下侧；该第一红外线发射器，安装于该外框的上侧，该第一红外线发射器的投射范围涵盖该复数个第一红外线接收器；该复数个第二红外线接收器，安装于该外框的右侧；该第二红外线发射器，安装于该外框的左侧，该第二红外线发射器的投射范围涵盖该复数个第二红外线接收器；该微控制器，电连接于该复数个第一红外线接收器及该复数个第二红外线接收器，用以接收该复数个红外线接收器传来的侦测讯号。

附图说明

图1为先前技术由複數個红外线发射器與複數個红外线接收器槽成的红外线式触控面板的示意图。

图2为先前技术由一红外线接收器与複數个红外线发射器构成的非矩阵式触控面板的示意图。

图3为先前技术由一红外线发射器与複數个红外线接收器构成的非矩阵式触控面板的示意图。

图4为本发明具有红外线式触控功能的显示面板的示意图。

图5为本发明说明微控制器、处理器及复数个第一红外线接收器的电连接方式的示意图。

图6为红外线接收器的电路结构的示意图。

图7为本发明的一实施例说明红外线式触控的方法的流程图。

图8、图9、图10为根据图4的扫描方式侦测触控点的示意图。

图11为本发明第二种具有红外线式触控功能的显示面板的示意图。

图12为本发明第三种具有红外线式触控功能的显示面板的示意图。

图13为本发明第四种具有红外线式触控功能的显示面板的示意图。

图14为本发明第五种具有红外线式触控功能的显示面板的示意图。

其中，附图标记说明如下：

40、110、120、130、140  显示面板

401                     基板

402                     外框

403、Q1-QN              第一红外线接收器

404                     第一红外线发射器

405                     第二红外线接收器

406                     第二红外线发射器

1103                    第三红外线接收器

1104                    第三红外线发射器

1203                    第四红外线接收器

1204                    第四红外线发射器

1303                    第五红外线接收器

1304                    第五红外线发射器

1403                    第六红外线接收器

1404                    第六红外线发射器

407            微控制器

408            处理器

1-13           触控点

700-716        步骤

Vcc            供应电压

GND            地电压

R1、R2         电阻

Output         输出

具体实施方式

请参照图4。图4为本发明具有红外线式触控功能的显示面板40的示意图。显示面板40包含一基板401、一外框402、复数个第一红外线接收器403、一第一红外线发射器404、复数个第二红外线接收器405、一第二红外线发射器406及一微控制器407。外框402安装于基板401的周围；复数个第一红外线接收器403(图1上有三个第一红外线接收器，但这仅是为了说明本发明的实施方式，本发明并不受限于此)，安装于外框402的下侧；第一红外线发射器404，安装于外框402的上侧，第一红外线发射器404的投射范围涵盖复数个第一红外线接收器403；复数个第二红外线接收器405(图1上有五个第二红外线接收器，但这仅是为了说明本发明的实施方式，本发明并不受限于此)，安装于外框402的右侧；第二红外线发射器406，安装于外框402的左侧，第二红外线发射器406的投射范围涵盖复数个第二红外线接收器405；微控制器407，电连接于复数个第一红外线接收器403、复数个第二红外线接收器405、第一红外线发射器404及第二红外线发射器406，用以接收复数个第一红外线接收器403及复数个第二红外线接收器405传来的侦测讯号；此外第一红外线发射器404及第二红外线发射器406的另一种电连接方式是直接电连接于显示面板40的一开关而不是电连接于微控制器407。上述两种第一红外线发射器404及第二红外线发射器406的电连接方式差别在于前者是根据微控制器407的控制讯号开启或关闭第一红外线发射器404及第二红外线发射器406，而后者是只要显示面板40一经开启，则第一红外线发射器404及第二红外线发射器406就一直维持开启状态。一处理器408，电连接于微控制器407，用以根据微控制器407传来的数位讯号控制显示面板40的操作。

请参照图4。本发明的实施例并非一对一式的红外线式触控，而是包含每一红外线发射器会对应于复数个红外线接收器。本实施例实现红外线式触控是指在水平方向至少有一个红外线发射器会对应到复数个红外线接收器，在垂直方向亦然。

请参照图5，图5为图4微控制器407、处理器408及复数个第一红外线接收器403(编号Q1-QN共N个)的电连接方式的示意图。另外，复数个第二红外线接收器405和微控制器407、处理器408的电连接方式和图5的复数个第一红外线接收器403的电连接方式相同。请参照图6，图6为第一红外线接收器403的电路结构的示意图。第一红外线接收器403包含一电阻R1、一电阻R2、一IR接受器、一数位晶体管。当第一红外线接收器403接收到红外线时，输出端Output输出逻辑低电位0；当没接收到红外线时，输出端Output输出逻辑高电位1。因此微控制器407可侦测N个第一红外线接收器403的讯号变化，而处理器408根据微控制器407传来的讯号控制显示面板40的操作。

请参照图7，图7本发明的一实施例说明红外线式触控的方法的流程图。以下所揭露的方法所用的装置代号皆以图4的实施例为主。

在步骤700，开启显示面板40；接着在步骤702，首先使能水平方向的复数个第二红外线接收器405和第二红外线发射器406，然后在步骤704中，微控制器407侦测並記錄水平方向的复数个第二红外线接收器405的输出端输出的逻辑电位變化；接着进行步骤706，关闭水平方向的复数个第二红外线接收器405和第二红外线发射器406，并使能垂直方向的第一红外线发射器404和复数个第一红外线接收器403；然後進行步骤708，侦测並記錄垂直方向的复数个第一红外线接收器403的输出端输出的逻辑电位變化；在步骤710中，微控制器407從水平方向的复数个第二红外线接收器405的输出端以及垂直方向的复数个第一红外线接收器403的输出端所記錄的輸出逻辑电位中，是否有至少一红外线接收器的輸出逻辑电位是逻辑高电位？若輸出逻辑电位是逻辑高电位，进行步骤712；若輸出逻辑电位是逻辑低电位，跳至步骤716；在步骤712中，微控制器407依照已接收水平方向的复数个第二红外线接收器405及垂直方向的复数个第一红外线接收器403的逻辑电位来判定触控点位置；接着步骤714：传送觸控點的位置信息给处理器408做出相对应的功能；然後进行步骤716，关闭垂直方向的第一红外线发射器404和复数个第一红外线接收器403，并跳回步骤702。

图7的实施例侦测方式为先扫瞄水平方向再扫瞄垂直方向，依序循环扫瞄，但本发明并不受限于此；亦可先扫瞄垂直方向再扫瞄水平方向，依序循环扫瞄。此外，在第一红外线发射器404及第二红外线发射器406所发出的红外线不会互相干扰的情况下，第一红外线发射器404、复数个第一红外线接收器403、第二红外线发射器406及复数个第二红外线接收器405亦可随时保持使能状态。

请参照图8、图9及图10，其为说明显示面板40的操作方式的示意图。图8、图9及图10所用的装置代号皆以图4的实施例为主。在图8、图9及图10的实施例中，显示面板40上具有13个触控点。

在显示面板40中，触控点1、2、3、4、5只可被水平方向的第二红外线发射器406所发射的红外线光束射及，当以一物体触控到触控点1、2、3、4、5其中一点时，例如触控点4，请参阅图8，该点水平方向的红外线光束就会被遮断，此时，微控制器407判定出触控点4被触发，并将讯号传至处理器408以做出相对应的功能。

在显示面板40中，触控点6、7、8只可被垂直方向的第一红外线发射器404所发射的红外线光束射及，当以一物体触控到触控点6、7、8其中一点时，例如触控点8，请参阅图9，该点垂直方向的红外线光束就会被遮断，此时，微控制器407判定出触控点8被触发，并将讯号传至处理器408以做出相对应的功能。

在显示面板40中，触控点9、10、11、12、13皆可同时被垂直方向的第一红外线发射器404所发射的红外线光束及水平方向的第二红外线发射器406所发射的红外线光束射及，当以一物体触控到触控点9、10、11、12、13其中一点时，例如触控点9，请参阅图10，该点垂直方向及水平方向的红外线光束就会同时被遮断，此时，微控制器407判定出触控点9被触发，并将讯号传至处理器408以做出相对应的功能。

请参阅图11，图11为本发明第二种具有红外线式触控功能的显示面板110的示意图。显示面板110与显示面板40的差别在于显示面板110另包括复数个第三红外线接收器1103，安装于外框402的上侧且电连接于微控制器407；及一第三红外线发射器1104，安装于外框402的下侧，第三红外线发射器1104的投射范围涵盖复数个第三红外线接收器403。因此如图11所示，比起显示面板40，显示面板110可提供更多的触控点。另外，复数个第三红外线接收器1103和微控制器407、处理器408的电连接方式和图5的复数个第一红外线接收器403的电连接方式相同。

请参阅图12，图12为本发明第三种具有红外线式触控功能的显示面板120的示意图。显示面板120与显示面板110的差别在于显示面板120另包括复数个第四红外线接收器1203，安装于外框402的左侧且电连接于微控制器407；及一第四红外线发射器1204，安装于外框402的右侧，第四红外线发射器1204的投射范围涵盖复数个第四红外线接收器1203。因此如图12所示，比起显示面板110，显示面板120可提供更多的触控点。另外，复数个第四红外线接收器1203和微控制器407、处理器408的电连接方式和图5的复数个第一红外线接收器403的电连接方式相同。

请参阅图13，图13为本发明第四种具有红外线式触控功能的显示面板130的示意图。显示面板130与显示面板40的差别在于显示面板130另包括复数个第五红外线接收器1303，安装于外框402的下侧且电连接于微控制器407；及一第五红外线发射器1304，安装于外框402的上侧，第五红外线发射器1304的投射范围涵盖复数个第五红外线接收器1303。因此如图13所示，比起显示面板40，显示面板130可提供更多的触控点。另外，复数个第五红外线接收器1303和微控制器407、处理器408的电连接方式和图5的复数个第一红外线接收器403的电连接方式相同。

请参阅图14，图14为本发明第五种具有红外线式触控功能的显示面板140的示意图。显示面板140与显示面板130的差别在于显示面板140另包括复数个第六红外线接收器1403，安装于外框402的右侧且电连接于微控制器407；及一第六红外线发射器1404，安装于外框402的左侧，第六红外线发射器1404的投射范围涵盖复数个第六红外线接收器1403。因此如图14所示，比起显示面板130，显示面板140可提供更多的触控点。另外，复数个第六红外线接收器1403和微控制器407、处理器408的电连接方式和图5的复数个第一红外线接收器403的电连接方式相同。

总结来说，一对一矩阵式红外线式触控虽然扫描范围大(可涵盖全屏幕)，但是重复扫描的范围太多，且太多红外线发射器与接收器也提高装置的成本。而一对多式或多对一式红外线式触控虽可节省红外线发射器与接收器的数量降低成本，但缺点是扫描范围窄。本发明不仅克服了一对一矩阵式红外线式触控会造成太多红外线发射器与接收器的缺点，也克服了一对多式或多对一式红外线式触控造成扫描范围窄的缺点。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种红外线式触控面板装置，包含：

一基板；

一外框，安装于该基板的周围；及

一微控制器；

其特征在于该红外线式触控面板装置另包含：

至少一第一组红外线接收器，该第一组红外线接收器包含复数个第一红外线接收器，安装于该外框的下侧；

至少一第一红外线发射器，安装于该外框的上侧，该第一红外线发射器的投射范围涵盖该第一组红外线接收器的复数个第一红外线接收器；

至少一第二组红外线接收器，该第二组红外线接收器包含复数个第二红外线接收器，安装于该外框的右侧；及

至少一第二红外线发射器，安装于该外框的左侧，该第二红外线发射器的投射范围涵盖该第二组红外线接收器的复数个第二红外线接收器；

其中该微控制器电连接于该至少一第一组红外线接收器的复数个第一红外线接收器及该至少一第二组红外线接收器的复数个第二红外线接收器，用以接收该复数个红外线接收器传来的侦测讯号。

2.如权利要求1所述的红外线式触控面板装置，其特征在于该红外线式触控面板装置另包含：

至少一第三组红外线接收器，该第三组红外线接收器包含复数个第三红外线接收器，安装于该外框的上侧且电连接于该微控制器；及

至少一第三红外线发射器，安装于该外框的下侧，该第三红外线发射器的投射范围涵盖该第三组红外线接收器的复数个第三红外线接收器。

3.如权利要求2所述的红外线式触控面板装置，其特征在于该红外线式触控面板装置另包含：

至少一第四组红外线接收器，该第四组红外线接收器包含复数个第四红外线接收器，安装于该外框的左侧且电连接于该微控制器；及

至少一第四红外线发射器，安装于该外框的右侧，该第四红外线发射器的投射范围涵盖该第四组红外线接收器的复数个第四红外线接收器。

4.如权利要求1所述的红外线式触控面板装置，其特征在于该红外线式触控面板装置另包含：

至少一第五组红外线接收器，该第五组红外线接收器包含复数个第五红外线接收器，安装于该外框的下侧且电连接于该微控制器；及

至少一第五红外线发射器，安装于该外框的上侧，该第五红外线发射器的投射范围涵盖该第五组红外线接收器的复数个第五红外线接收器。

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