CN201359719Y

CN201359719Y - 红外触摸屏硬件电路结构

Info

Publication number: CN201359719Y
Application number: CNU2009200793169U
Authority: CN
Inventors: 蒲彩林; 沈海洋
Original assignee: CHENGDU GENERAL TOUCH TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Chengdu Ji sharp epoch touching technique company limited
Priority date: 2009-02-28
Filing date: 2009-02-28
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2019-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种红外触摸屏硬件电路结构，本实用新型中Q3的基极、发射极和集电极分别与Q4的基极、发射极和集电极连接形成双向驱动部件，Q3的基极通过限流电阻与控制器的段控端连接，Q3和Q4的集电极分别与发射二极管的负端连接；发射二极管和接收二极管反向并联；Q1和Q2的集电极连接到Q3和Q4的发射极，Q1的发射极接地，Q1的基极通过限流电阻接到控制器的发射使能端，Q2的发射极接与接收电源连接，Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端连接。本实用新型可降低红外触摸屏硬件电路的复杂度，减小印制板的尺寸，从而降低系统成本，并且将发射电路和接收电路有机的结合，使发射单元和接收单元互不影响。

Description

红外触摸屏硬件电路结构

技术领域

本实用新型涉及一种触摸屏的硬件结构电路，尤其涉及一种降低复杂度的红外触摸屏硬件电路结构，可适用于单点或多点红外触摸屏。

背景技术

现有红外触摸系统中，其采样方式是通过由沿着触摸区域四周安装在X、Y方向排布均匀的红外发射管和红外接收管，控制和驱动电路在MCU执行代码的控制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线矩阵。当有触摸时，手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外线，由控制系统判断出触摸点在触摸屏上的位置。如果需要识别多点则需要增加一个Z轴，才能完成对多点中的虚假点的识别一般增加Z轴的方式有软件方式、和硬件方式两种。

软件方式具有不改变普通触摸屏硬件而达到对多点识别的优点，但是由于受发射管发射角度和功率的限制，Z轴和X或Y轴的夹角一般较小(＜20度)。使得该处理方式在Z轴的分辨率大大降低(一般小于X或Y轴分辨率的1/3)。从而使得对虚假点的识别效果大大降低，容易出现误判或漏判。

硬件方式是在原有普通单点式触摸屏的基础上，通过硬件方式增加一个Z轴，因为角度可以设置到与X/Y的夹角均为45度，使得在Z轴的分辨率比软件方式大大提高。但是由于是通过硬件方式增加Z轴，使得发送接收二极管的个数要增加一倍，控制电路也会增加一倍，从而导致印制板的尺寸成倍的增加，结构也会成倍的变大。而且也增加了调试和组装难度。

普通单点式触摸屏的发射和接收部件的单元控制电路，由于发射和接收电路完全独立，如“ZL200710117751.1”，当发送和接收二极管数量较多时使得布线难度较大，在此基础上如果要将发送和接收电路布在同一张印制板上印制板的面积基本要增加一倍。另外，在多点红外触摸屏中，硬件电路结构尤其复杂。

普通的红外触摸屏采用单个发送和接收二极管控制单元的基本控制模式。多个管子时一般采用矩阵控制方式控制但是基本控制模式还是和单个的控制方式相同。因此采用普通控制方式通过硬件实现多点时要在同一印制板上实现布线难度太大，因为两套独立的控制电路，使得控制线和元器件成倍增加，因则一般采用将电路分两层的方式实现，但同时也增加了系统结构的厚度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有红外触摸屏硬件电路结构存在的上述问题，提供一种可适用于单点多点的红外触摸屏硬件电路结构，本实用新型可降低红外触摸屏硬件电路的复杂度，减小印制板的尺寸，从而降低系统成本，并且将发射电路和接收电路有机的结合，使发射单元和接收单元互不影响。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种红外触摸屏硬件电路结构，包括驱动部件、发送部件和接收部件，其特征在于：还包括供电模式控制部件，所述驱动部件的NPN型三极管Q3的基极、发射极和集电极分别与PNP型三极管Q4的基极、发射极和集电极连接，NPN型三极管Q3的基极通过限流电阻与控制器的段控端连接，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的集电极分别与发送部件的发射二极管的负端连接形成双向驱动部件；所述发送部件的发射二极管和接收部件的接收二极管反向并联；所述供电模式控制部件包括发送模式控制部件和接收模式控制部件，发送模式控制部件包括NPN型三极管Q1，接收模式控制部件包括PNP型三极管Q2，NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的集电极连接到NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的发射极，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的基极通过限流电阻接到控制器的发射使能端，PNP型三极管Q2的发射极接与接收电源连接，PNP型三极管Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端连接。

所述NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的基极连接间还设置有稳压二极管D1，NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管D1的正端连接，PNP型三极管Q4的基极与稳压二极管D1的负端连接。

所述接收二极管的负端通过接负载电阻R1接地，发射二极管的正端与PNP型三极管Q5的集电极连接，PNP型三极管Q5的发射极与发送电源连接，PNP型三极管Q5的基极通过限流电阻与控制器的位控端连接。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型将红外发射二极管和红外接收二极管反向并联在一起，使得发射和接收单元互不影响，为发送电路和接收电路的结合提供了条件。

二、本实用新型由于将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合在一起，从而降低了系统构成的复杂程度。

三、本实用新型由于将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合在一起，使得硬件电路简化，降低了系统成本。

四、本实用新型由于将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合在一起，使得电路简化，减小了布板面积，减小了系统的体积，有利于系统的安装，扩展了系统的使用范围。

五、本实用新型由于将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合在一起，从而降低了调试和组装难度。

六、本实用新型将原有触摸屏的发送电路和接收电路有机的结合在一起，简化了红外触摸屏的硬件电路结构，尤其适用于多点触摸式红外触摸屏，使多点触摸式红外触摸屏的硬件电路大大简化。

七、本实用新型采用了系统集成和线路优化，巧妙地将两套独立的发射和接收电路有机的结合在一起，使电路复杂度大大降低，同时也使布线难度大大降低，很容易在一张电路板上实现收发两种功能，可以在一张电路板上实现对两个方向的红外扫描，即X与Z轴或Y与Z轴，从而使多点触摸系统的实现难度大大降低，其中对多个发送和接收管子的控制方式同样可以采用矩阵控制模式。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

具体实施方式

一种红外触摸屏硬件电路结构，包括驱动部件、发送部件和接收部件，还包括供电模式控制部件，所述驱动部件的NPN型三极管Q3的基极、发射极和集电极分别与PNP型三极管Q4的基极、发射极和集电极连接，NPN型三极管Q3的基极通过限流电阻与控制器的段控端SEGMENT_1连接，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的集电极分别与发送部件的发射二极管的负端连接形成双向驱动部件；所述发送部件的发射二极管S_LED和接收部件的接收二极管R_LED反向并联；所述供电模式控制部件包括发送模式控制部件和接收模式控制部件，发送模式控制部件包括NPN型三极管Q1，接收模式控制部件包括PNP型三极管Q2，NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的集电极连接到NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的发射极，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的基极通过限流电阻接到控制器的发射使能端SEND_POWER，PNP型三极管Q2的发射极接与接收电源RECV_VCC连接，PNP型三极管Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端RECV_POWER连接。

在NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的基极连接间还设置有稳压二极管D1，NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管D1的正端连接，PNP型三极管Q4的基极与稳压二极管D1的负端连接。

接收二极管R_LED的负端接负载电阻R1到地，并从接收二极管R_LED的负端输出红外接收信号；发射二极管S_LED的正端接到PNP型驱动三极管Q5的集电极，PNP型驱动三极管Q5的发射极接到发送电源，PNP型驱动三极管Q5的基极通过限流电阻接到控制器MCU的位控端BIT_CTL1。

以多点红外触摸屏为例，说明本实用新型的工作过程：

A、启动红外线触摸屏上的控制器MCU，初始化所有参数，同时启动各单元板上的红外扫描控制电路；

B、首先MCU根据各板所处的位置确定是先工作在接收还是发送模式；

C、如果是先工作在接收模式，则MCU将SNED_POWER置低，RECV_POWER置低，因此Q1截止，Q2导通；

D、MCU根据序号同步将SEGMENT_1置低(根据矩阵模式，一个SEGMENT可以控制八只相邻的接收二极管)，Q4道通，Q3截止，接收二极管(R_LED)有正向电流流过处于工作模式，发射二极管(S_LED)反向截止处于未工作状态。因此RECV_VCC的接收电压通过Q2、Q4、R1加在接收二极管(R_LED)上，RECV_OUT1上的电压高低即可表征接收二极管接收到的红外光的强度；

E、通过以上方式，可以依次控制其他接收二极管接收红外信号，实现对该方向的红外接收扫描；

F、实现红外接收后，再将电路置于发送模式，即将SNED_POWER置高，RECV_POWER置高，因此Q2截止，Q1导通；

G、MCU根据序号同步将SEGMENT_1置高(根据矩阵模式，一个SEGMENT可以控制八只相邻的接收二极管)，Q3道通，Q4截止，将BIT_CTL1置低，Q5导通，因此SEND_VCC的发送电压通过Q5、Q3、Q1加在发射二极管S_LED上，发射二极管S_LED有正向电流流过处于工作模式，接收二极管R_LED反向截止处于为未工作状态；

H、通过以上方式，可以依次控制其他发射二极管发送红外信号，实现对该方向的红外发送扫描；

I、通过以上步骤，可以完成对X/Y/Z三轴的红外扫描，MCU通过简单的计算可以将触摸点的位置定位，完成对多点的坐标识别。

其中，稳压二极管D1的稳压值V取值为：

((RECV_VCC-0.7)＞V＞(RECV_VCC-2*0.7))

如果RECV_VCC(接收电源电压)＜1.4V，则可以去掉D1稳压二极管。

显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本实用新型基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1、一种红外触摸屏硬件电路结构，包括驱动部件、发送部件和接收部件，其特征在于：还包括供电模式控制部件，所述驱动部件的NPN型三极管Q3的基极、发射极和集电极分别与PNP型三极管Q4的基极、发射极和集电极连接，NPN型三极管Q3的基极通过限流电阻与控制器的段控端连接，NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的集电极分别与发送部件的发射二极管的负端连接形成双向驱动部件；所述发送部件的发射二极管和接收部件的接收二极管反向并联；所述供电模式控制部件包括发送模式控制部件和接收模式控制部件，发送模式控制部件包括NPN型三极管Q1，接收模式控制部件包括PNP型三极管Q2，NPN型三极管Q1和PNP型三极管Q2的集电极连接到NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的发射极，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1的基极通过限流电阻接到控制器的发射使能端，PNP型三极管Q2的发射极接与接收电源连接，PNP型三极管Q2的基极通过限流电阻与控制器的接收使能端连接。

2、根据权利要求1所述的红外触摸屏硬件电路结构，其特征在于：所述NPN型三极管Q3和PNP型三极管Q4的基极连接间还设置有稳压二极管D1，NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管D1的正端连接，PNP型三极管Q4的基极与稳压二极管D1的负端连接。

3、根据权利要求1或2所述的红外触摸屏硬件电路结构，其特征在于：所述接收二极管的负端通过接负载电阻R1接地，发射二极管的正端与PNP型三极管Q5的集电极连接，PNP型三极管Q5的发射极与发送电源连接，PNP型三极管Q5的基极通过限流电阻与控制器的位控端连接。