CN111708469A - 一种红外触摸屏 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种红外触摸屏，包括：红外触摸屏的边缘设置有多个板卡；板卡上设置有混合芯片以及与混合芯片相连的多个红外发射管和光敏管，使得当板卡上红外发射管发射红外光时，红外触摸屏边缘的其余板卡上的光敏管接收到红外光；混合芯片与主控单元相连，使得主控单元根据混合芯片输出信号，识别红外触摸屏上的阻碍物的位置坐标和形状。本申请解决了触摸屏的红外光线均匀度差，部分区域光线过密而部分光线稀疏，只能用于触摸和书写，无法识别触摸物的形状。

Description

一种红外触摸屏
技术领域
本申请涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种红外触摸屏。
背景技术
红外线触摸屏幕的主要工作原理是在屏幕前框架Y轴方向的一边以及X轴方向的一边分别装设红外线发射管，各自的对边又装设有相对应的光敏管，红外线发射管及光敏管在屏幕前形成纵横交错的红外线矩阵。通过逻辑控制芯片控制红外发射管的开关以及三极管和运算放大器放大光敏管的信号。光敏管接收到红外线后经过光电转换为电信号，再经过信号放大最终通过A/D转换为数字信号被MCU识别；当使用者以手指触摸一触摸点时，经过点的X轴方向和Y轴方向的两个方向的红外线会被阻挡，MCU可以对其进行识别，并根据缺失光线的相对位置计算触摸物的坐标输出。
然而在现有技术中，由于红外发射管和光敏管分布于两对边，这样决定了光线的角度不会太大，整个触摸屏的红外光线均匀度差，部分区域光线过密而部分光线稀疏，只能用于触摸和书写，无法识别触摸物的形状。另一方面，红外发射管驱动装置和信号处理装置的电路元器件多，连线复杂，PCB板面积大，最终导致红外触摸屏无法做到窄边框设计，并且成本高。因此，研究新一代的红外触摸屏是非常有必要的。
发明内容
本申请实施例提供了一种红外触摸屏，解决了触摸屏的红外光线均匀度差，部分区域光线过密而部分光线稀疏，只能用于触摸和书写，无法识别触摸物的形状。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种红外触摸屏，包括：
红外触摸屏的边缘设置有多个板卡；
所述板卡上设置有混合芯片以及与所述混合芯片相连的多个红外发射管和光敏管，使得当所述板卡上所述红外发射管发射红外光时，所述红外触摸屏边缘的其余所述板卡上的所述光敏管接收到所述红外光；
所述混合芯片与主控单元相连，使得主控单元根据所述混合芯片的输出信号，识别所述红外触摸屏上的阻碍物的位置坐标和形状。
可选的，所述板卡设置于所述红外触摸屏的四周。
可选的，所述板卡设置于所述红外触摸屏的四周，且呈矩形排列。
可选的，所述红外发射管以及所述光敏管均匀交错地设置于所述板卡。
可选的，每个所述板卡上设置1个所述混合芯片，所述混合芯片控制多个所述红外发射管和所述光敏管。
可选的，所述主控单元与所述红外触摸屏的多个所述混合芯片相连，多个所述混合芯片的所述输出信号并行输入至所述主控单元，使得所述主控芯片根据所述输出信号识别阻碍物的位置坐标和形状
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中，提供了一种红外触摸屏，红外触摸屏的边缘设置有多个板卡；板卡上设置有混合芯片以及与混合芯片相连的多个红外发射管和光敏管，使得当板卡上红外发射管发射红外光时，红外触摸屏边缘的其余板卡上的光敏管接收到红外光；混合芯片与主控单元相连，使得主控单元根据混合芯片输出信号，识别红外触摸屏上的阻碍物的位置坐标和形状。本申请通过在卡板上同时设置红外发射管和光敏管，当红外触摸屏边缘的某一卡板上的红外发射管发射红外光时，其他的卡板上的光敏管都能接收到红外信号，使得扩大了红外光的角度，提高了红外光光网的均匀度；当主控单元接收到的广角度的红外信号时，主控单元通过分析红外信号识别出阻碍物的形状。
附图说明
图1为本申请一种红外触摸屏的一个实施例中红外触摸屏工作原理示意图；
图2为现有技术中红外触摸屏的结构示意图；
图3为现有技术中红外触摸屏的红外光发射接收示意图；
图4为本申请一种红外触摸屏的一个实施例中红外触摸屏红外光发射接收示意图；
图5为本申请中混合芯片与红外发射管以及光敏管的结构连接示意图；
图6为本申请中卡板与卡板之间混合芯片的结构连接示意图。
具体实施方式
在图2中所示的现有技术的红外触摸屏的结构示意图可知，现有的红外发射管驱动装置和信号处理装置的电路元器件多，具体包括驱动装置以及信号处理装置，导致连线复杂以及PCB板面积大，使得红外触摸屏无法做到窄边框设计，并且成本高。另一方面，由3的现有技术中红外触摸屏的红外光发射接收示意图可知，红外发射管以及光敏管分别设置于红外触摸屏的两对边，使得红外光的角度受限，整个触摸屏的红外光线均匀度差，部分区域光线过密而部分光线稀疏，导致现有的红外触摸屏智能用于触屏和书写，无法识别阻碍物的形状。
因此，本申请通过在卡板上同时设置红外发射管和光敏管，当红外触摸屏边缘的某一卡板上的红外发射管发射红外光时，其他的卡板上的光敏管都能接收到红外信号，使得扩大了红外光的角度，提高了红外光光网的均匀度；当主控单元接收到的广角度的红外信号时，主控单元通过分析红外信号识别出阻碍物的形状。另一方面本申请通过将集成电路的方式将电路功能(驱动装置以及信号处理装置)集成到芯片上，解决了器件多，连线复杂的问题，减小PCB面积以及降低成本。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1为本申请一种红外触摸屏的一个实施例中红外触摸屏工作原理示意图，图1中板卡、混合芯片、红外发射管以及光敏管的数量可以有多个，如图1所示，图1中包括：
红外触摸屏的边缘设置有多个板卡。
需要说明的是，红外触摸屏可以为任何形状，因此，板卡可以跟红外触摸屏的形状进行设置。同样，可以根据红外触摸屏的大小设置相应数量的板卡。
板卡上设置有混合芯片以及与混合芯片相连的多个红外发射管和光敏管，使得当板卡上红外发射管发射红外光时，红外触摸屏边缘的其余板卡上的光敏管接收到红外光。
需要说明的是，一块板卡上设置有混合芯片用于控制与混合芯片连接的多个红外发射管和光敏管，具体的板卡上的红外发射管和光敏管的密度可以根据实际需要进行设置。每个混合芯片可以用于控制一定数量的红外发射管和光敏管，具体的，一块板卡上的混合芯片可以根据红外发射管和光敏管的数量进行设置。混合芯片可以用于控制红外发射管发射红外光，同时，也可以收集光敏管接收的信号，并将收集的信号发送至主控芯片。当红外触摸屏的一块板卡上的红外发射管发射红外光时，红外触摸屏的边缘的其余板卡上的光敏管都能接收到红外光，具体可参考图4所示的红外触摸屏红外光发射接收示意图；光敏管可以根据接收到的红外光，输出感应信号至混合芯片，每个板卡上的混合芯片将感性信号输出至主控单元。
混合芯片与主控单元相连，使得主控单元根据混合芯片的输出信号，识别红外触摸屏上的阻碍物的位置坐标和形状。
需要说明的是，每个板卡上的混合芯片从光敏管采集的信号传输至主控芯片，主控芯片可以根据每个混合芯片的输出信号进行分析判断阻碍物的位置坐标和阻碍物的形状。
本申请通过在卡板上同时设置红外发射管和光敏管，当红外触摸屏边缘的某一卡板上的红外发射管发射红外光时，其他的卡板上的光敏管都能接收到红外信号，使得扩大了红外光的角度，提高了红外光光网的均匀度；当主控单元接收到的广角度的红外信号时，主控单元通过分析红外信号识别出阻碍物的形状。
在一种具体的实施方式中，板卡设置于所述红外触摸屏的四周，如图4所示，红外触摸屏的周围包括6块板卡，可以用于挡阻碍物进入到板卡围住的区域内时，根据每块板卡上光敏管接收到的信号变化，识别出阻碍物的位置坐标和形状。
在一种具体的实施方式中，板卡设置于红外触摸屏的四周，且呈矩形排列。
需要说明的是，板卡的设置还可以呈其他的形状排列，可以根据红外触摸屏的形状进行设置。
在一种具体的实施方式中，红外发射管以及光敏管均匀交错地设置于板卡。
需要说明的是，红外发射管以及光敏管可以均匀交错地设置于板卡上，具体的，可以在每个红外发射管之间设置一个光敏管，且每个红外发射管与每个光敏管之间的距离相等，可参考图4所示的示意图。以上仅为本申请的一个示例性说明，还可以每两个红外发射管之间设置一个光敏管，或者每两个光敏管之间设置一个红外发射管等，具体的，可以根据实际需要进行设置。
在一种具体的实施方式中，每个板卡上设置1个混合芯片，混合芯片控制多个红外发射管和光敏管。
需要说明的是，混合芯片可以控制多个红外发射管和光敏管，具体的，可参考如图5所示的混合芯片与红外发射管以及光敏管的结构连接示意图。图中一个混合芯片可以同时与三个红外发射管以及三个光敏管相连接，以上仅为本申请的一个示例性说明，红外发射管以及光敏管的数目可以根据实际需要设置。
在一种具体的实施方式中，主控单元与红外触摸屏的多个混合芯片相连，多个混合芯片的输出信号并行输入至主控单元，使得主控芯片根据输出信号识别阻碍物的位置坐标和形状。
需要说明的是，主控单元与红外触摸屏的多个混合芯片相连，多个混合芯片的输出信号并行输入至主控单元，可参考图6所示的卡板与卡板之间混合芯片的结构连接示意图，图中CLK_T和DIN_T为红外发射管驱动控制的控制线，每一个时钟的上升沿移位一次；CLK_R和DIN_R为光敏管的控制线，每一个时钟的上升沿移位一次；VOUT为混合芯片输出的模拟信号线；控制线之间为串行连接；VOUT之间为并联连接。主控芯片可以根据每个混合芯片的输出信号进行分析判断阻碍物的位置坐标和形状。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本申请中术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种红外触摸屏，其特征在于，包括：
红外触摸屏的边缘设置有多个板卡；
所述板卡上设置有混合芯片以及与所述混合芯片相连的多个红外发射管和光敏管，使得当所述板卡上所述红外发射管发射红外光时，所述红外触摸屏边缘的其余所述板卡上的所述光敏管接收到所述红外光；
所述混合芯片与主控单元相连，使得所述主控单元根据所述混合芯片的输出信号，识别所述红外触摸屏上的阻碍物的位置坐标和形状。
2.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于，所述板卡设置于所述红外触摸屏的四周。
3.根据权利要求2所述的红外触摸屏，其特征在于，所述板卡设置于所述红外触摸屏的四周，且呈矩形排列。
4.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于，所述红外发射管以及所述光敏管均匀交错地设置于所述板卡。
5.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于，每个所述板卡上设置1个所述混合芯片，所述混合芯片控制多个所述红外发射管和所述光敏管。
6.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于，所述主控单元与所述红外触摸屏的多个所述混合芯片相连，多个所述混合芯片的所述输出信号并行输入至所述主控单元，使得所述主控芯片根据所述输出信号识别阻碍物的位置坐标和形状。
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