CN207992939U - 触摸系统及交互平板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种触摸系统，包括开关装置、触摸装置和探测预定距离内人体靠近信号的探测装置；所述开关装置分别与所述触摸装置和探测装置连接。所述探测装置在探测到所述人体靠近信号后，传输触发信号至所述开关装置，所述开关装置接收所述触发信号后接通电源以给所述触摸装置供电。本实用新型还提供了一种应用上述触摸系统的交互平板。上述触摸系统在待机时，由于探测装置在预定距离内探测到有用户靠近时，触发开关装置接通电源给触摸装置供电，以响应用户将要进行的唤醒或开机操作，因此可以实现待机状态下功耗低的效果。

Description

触摸系统及交互平板

技术领域

本实用新型涉及触控技术领域，特别是涉及一种触摸系统及一种交互平板。

背景技术

触摸屏已经广泛应用于各种电子产品，其中的智能交互平板是触摸屏应用的典型代表之一。传统的智能交互平板在日常使用时，如商业展示、课堂教学等，用户可以直接在触摸屏上进行操作，如点击、拖动或书写；在使用完毕或者暂停使用时，智能交互平板将会进入待机状态，待机状态时智能交互平板的整机电源关闭，但触摸屏处于待机电源供电的状态，以响应用户在下次使用前的唤醒操作，如此，在长时间待机状态下功耗较大。

实用新型内容

基于此，有必要针对智能交互平板的触摸屏在待机状态时功耗大的问题，提供一种触摸系统及一种交互平板。

一种触摸系统，包括开关装置、触摸装置和探测预定距离内人体靠近信号的探测装置；

所述开关装置分别与所述触摸装置和探测装置连接，所述探测装置在探测到所述人体靠近信号后，传输触发信号至所述开关装置，所述开关装置接收所述触发信号后接通电源以给所述触摸装置供电。

在其中一个实施例中，所述开关装置与所述探测装置之间还连接有处理器，所述处理器接收所述触发信号后控制所述开关装置接通所述电源以给所述触摸装置供电。

在其中一个实施例中，所述处理器包括CPU或MCU。

在其中一个实施例中，所述开关装置包括驱动单元和开关单元，所述开关单元分别与所述驱动单元、所述电源和所述触摸装置连接；

所述驱动单元接收所述处理器输入的使能信号后，传输电平信号至所述开关单元，以控制所述开关单元导通。

在其中一个实施例中，所述驱动单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的基极通过所述电阻R2与所述处理器的使能信号输出端及所述电阻R1的第一端连接，所述电阻R1的第二端接地；

所述第一开关管Q1的发射极接地，所述第一开关管Q1的集电极分别与所述电阻R3的第一端、所述电阻R4第一端连接；

所述电阻R3的第二端与所述电源连接，所述电阻R4的第二端与所述开关单元连接。

在其中一个实施例中，所述开关单元包括电容C1和第二开关管Q2，所述电容C1的一端分别与所述第二开关管Q2的源极和所述电源连接，所述电容C1 的另一端分别与所述第二开关管Q2的栅极及所述电阻R4的第二端连接；

所述第二开关管Q2的漏极与所述触摸装置连接。

在其中一个实施例中，所述第一开关管Q1包括三极管或MOS管，所述第二开关管Q2包括三极管或MOS管。

在其中一个实施例中，所述处理器与所述触摸装置通过USB接口、串口、 SPI接口或I2C接口中的任意一种接口连接。

在其中一个实施例中，所述探测装置包括人体红外探测器或多普勒探测器。

一种交互平板，包括显示器，还包括上述的触摸系统。

本实用新型的触摸系统在待机时，关闭触摸装置的供电，当探测装置在预定距离内探测到有用户靠近时，触发开关装置接通电源给触摸装置供电，以响应用户将要进行的唤醒或开机操作，达到了待机状态下功耗低的效果。本实用新型中应用该触摸系统的交互平板在有用户靠近时才自动恢复触摸装置的待机供电，可以有效降低功耗，延长续航时间。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的触摸系统结构框示意图；

图2为本实用新型一个实施例的开关装置连接结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的开关电路的结构连接示意图；

图4为本实用新型一个实施例的开关电路结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例的触摸系统结构连接示意图。

具体实施方式

了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“对应”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在现有的触摸显示系统中，例如智能交互平板，触摸屏是必不可少的显示组件，人们在使用时，可以直接在触摸屏上进行点击、书写、唤醒或者其他的触摸操作。而现有的智能交互平板在待机时，整机电源关闭，触摸屏在待机电源的供电下处于持续供电的状态，在用户需要唤醒时候可以直接触摸触摸屏进行唤醒，使整机电源开启以进入正常供电，如此，智能交互平板可以快速切换到正常的使用状态。

请参阅图1，本实用新型实施方式的触摸系统100包括开关装置12、触摸装置14和探测装置16。开关装置12分别与触摸装置14和探测装置16连接。探测装置16探测到人体靠近信号后，向开关装置12传输触发信号，开关装置 12接收该触发信号后，接通电源以给触摸装置14供电，触摸装置14将由断电状态转为供电状态。供电状态下的触摸装置14可以响应用户的触摸唤醒操作。

可以理解，前段所述的电源可以是指待机电源，在一个实施例中，包含触摸系统100的智能交互平板，在用户使用完毕之后，用户在当天内还会再次使用时，该智能交互平板通常可以处于待机状态，此时，触摸系统100自动关闭整机电源，仅保持待机电源供探测装置16维持工作状态。

在用户需要继续使用该智能交互平板时，探测装置16探测到该用户靠近以后，触发开关装置12自动恢复触摸装置14的待机供电，用户即可直接进行触摸唤醒操作，以唤醒该智能交互平板进入正常使用状态。如此，在没有用户靠近时，触摸装置14不供电，有用户靠近时则恢复供电，以响应用户将要进行的唤醒或开机操作，解决了待机状态下没有用户在场，触摸装置14也持续供电带来的高待机功耗问题，达到待机状态下功耗极大降低的效果。

请参阅图2，在可选的一个实施例中，开关装置12和探测装置16之间还连接有处理器18，处理器18接收触发信号后控制开关装置12接通电源以给触摸装置14供电。可以理解，开关装置12还可以通过处理器18与探测装置16连接，利用处理器18所具备的多种控制功能，可以实现控制开关装置12的导通或开路。具体的，在探测装置16探测到有用户靠近时，生成电信号并传递到处理器18上，处理器18在该电信号的作用下，可以控制开关装置12由开路状态翻转为导通状态，以使触摸装置14与待机电源接通，恢复待机供电。如此，在用户靠近时候，触摸装置14可以通过探测装置16、开关装置12、和处理器18 开关装置12之间的配合实现自动恢复供电。

在一个实施例中，处理器18可以是CPU或MCU，以实现对探测装置16 输入的微小电信号做出快速的对应控制动作。处理器18还可以用一些常规的晶体管控制电路替代，只要能够实现根据探测装置16传递的电信号控制开关装置 12导通与开路即可。

请参阅图3，在一个实施例中，开关装置12可以是图3所示的一种结构。开关装置12可以为包括驱动单元122和开关单元124两个组成部分的电路，开关单元124分别与驱动单元122、电源和触摸装置14连接。驱动单元122通过与开关单元124对接，根据处理器18产生的使能信号所对应的触发电平信号触发开关单元124导通或者维持开路。

请参阅图4，可选的，驱动单元122包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和第一开关管Q1。第一开关管Q1可以是三极管或MOS管。以三极管为例，第一开关管Q1的基极也即三极管的基极通过电阻R2与处理器18的使能信号输出端及电阻R1的第一端连接。电阻R1的第二端接地，构成下拉电阻，以便确保三极管基极在使能信号输入前处于低电平。第一开关管Q1的发射极也即的三极管的发射极接地。第一开关管Q1的集电极也即三极管的集电极与电阻R3和电阻R4的第一端连接。电阻R3第二端连接到待机电源VCC_STB上，构成上拉电阻，确保在使能信号输入时，三极管的集电极能够输出一个高电平。

其中EN端和OUT端分别对应处理器18的使能输出端和触摸装置14的待机电源输入端。通过第一开关管Q1以及电阻R1和电阻R2的配合作用，在处理器18输入使能控制的电平信号也即第一开关管Q1状态翻转电平时，能够将第一开关管Q1的基极上的低电平改变，使第一开关管Q1工作。例如，翻转电平一般为高电平，在没有处理器18的使能控制电平信号输入时，三极管的集电极保持低电平。在有处理器18输入使能控制的电平信号时，三级管的基极电平翻转，三极管工作，三极管的集电极配合电阻R3作用产生高电平输出，经电阻 R4送入开关单元124。

可选的，开关单元124包括电容C1和第二开关管Q2。第二开关管Q2可以是MOS管或三极管。优选的，以MOS管为例，电容C1的一端与第二开关管 Q2第一端也即MOS管的源极和待机电源VCC_STB连接。电容C1的另一端与第二开关管Q2第二端也即MOS管的栅极及电阻R4的第二端连接。第二开关管Q2的漏极也即MOS管的漏极与触摸装置14的待机电源输入端连接。如此，在接收到驱动单元122送入的高电平之前，MOS管的源极和栅极之间通过电容 C1接上截止电平，MOS管截止使得待机电源于触摸装置14之间开路。当驱动单元122经电阻R4送入一个高电平时，MOS管的栅极与源极之间的电平关系翻转，MOS管由截止状态转为导通状态，使得待机电源VCC_STB由输出端OUT 连接到触摸装置14的待机电源输入端上，实现触摸装置14待机供电的恢复。

在一个实施例中，驱动单元122也可以通过输出低电平来控制包含有在低电平触发翻转的第二开关管Q2的开关单元124，只要能够实现开关装置12由原来的开路状态变为导通状态即可。

请参阅图5，可选的，本实用新型一实施例中的触摸系统可以是图5所示的具体连接结构，处理器18分别与触摸装置14、开关装置12和探测装置16连接。在进入待机同时，触摸装置14在整机控制下关闭电源，包括切断整机电源和待机电源。此时，处理器18进入深度休眠状态，探测装置16在待机电源分配的子电源VDD_STB供电的维持下进入工作状态，子电源VDD_STB的输出电压一般很低，如1V或更低，以适应探测装置16的工作电压需求。由于探测装置 16一般可以是传感器电路构成核心部件，工作电流一般是微安级别，故其工作时功耗极低，与触摸装置14的待机电源接通时相同时间内的功耗相比，探测装置16的功耗几乎可以忽略不计。

进一步的，探测装置16可以是人体红外探测器。人体红外探测器在探测到有人体进入预定距离内时，向处理器18发送一个触发信号，以触发处理器18 控制开关装置12导通。在一个实施例中，探测装置16可以通过人体红外探测器对预定距离范围内的用户红外信号进行探测，探测到该红外信号时，产生触发电信号输出，以触发处理18的后续控制动作。

具体的，当探测到用户身体发出的红外信号时，人体红外探测器产生相应的触发信号并传入处理器18，处理器18在该电信号的作用下向开关装置12发出使能控制电平。开关装置12在该使能控制电平的作用下，内部的第一开关管 Q1和第二开关管Q2先后发生状态翻转，使开关装置12从原来的开路状态转为导通状态，待机电源VCC_STB与触摸装置14接通，触摸装置14恢复待机供电。此时的触摸装置14可以随时响应用户输入的触摸唤醒操作以完成整机唤醒。

在一个实施例中，探测装置16还可以是多普勒探测器。多普勒探测器预定距离内探测到正在向本触摸系统100靠近的用户时，向处理器18发送一个触发信号，以触发处理器18控制开关装置12导通。如此也能够实现在用户靠近以将要使用本实施例的触摸系统100时，自动回复触摸装置14的待机供电。

可选的，在一个实施例中，预定距离为100cm。在100cm范围内，可以是指包含本实用新型实施例中的触摸系统14的显示系统，例如交互平板，距离整机外表面以100cm为半径的空间范围内。在这一距离范围内，是最容易判断出靠近的人体是将要使用本智能交互平板的用户。而在100cm距离外，很有可能是从该智能交互平板前经过的路人而已，若把探测装置16的有效探测距离即预定距离，设计为100cm以上，将会容易造成误认用户的问题，误认用户同样会触发触摸装置14恢复待机供电，进而无法起到更好的待机节能效果。

进一步地，在一个实施例中，交互平板是在小型会议室中使用时，前述的预定距离更有选为50cm，从而进一步提升防止误认用户的效果，到达更好的节能控制。也就是说，前述预定距离是可以根据使用场景在100cm范围内进行适应性调整设计的。

在其中一个实施例中，前述的人体红外探测器可以是市面上各种类型的红外传感器电路。这些红外传感器电路技术成熟易于取得，根据不同的应用场景，如弱光室内环境、一般室内环境或者甚至是室外，选用不同探测能力的红外传感器电路以配置成人体红外探测器，就可以实现在应用环境中有效探测到并识别出用户，进而实现触摸装置14待机供电的快速恢复以及防止环境光的误触发。

在另一个实施例中，探测装置16还可以是具有声音探测、识别功能的电路作为核心构成，例如，使用市面上的一些声控或者带有语音识别功能的探测电路，通过在使用环境中探测到用户发出的语音指令，控制开关装置12自动回复触摸装置14的待机供电。

在另一个实施例中，本实用新型的触摸系统100还可以不使用处理器18，而直接采用探测装置16与开关装置12连接，实现简单应用场景下的触摸装置14待机供电恢复。例如，包含本实施例的触摸系统100的显示器，固定安装室内环境中，用户只要发出一个声音即可将触摸装置14的待机电源恢复接通，该声音例如可以是用户的讲话声、鼓掌声或者是一次开门的声音。

在另一个实施例中，本实用新型的触摸系统100还可以使用电容式探测电路构成探测装置16，即只要在触摸装置14上产生输入动作，如点击、划动等，都可以被该电容式探测电路探测到后触发处理器18控制开关装置12接通触摸装置14的待机电源。此外，探测装置16还可以是其他具有探测功能的电路，只要能够在一定条件下，例如距离范围内、亮度范围内、温度范围内、压力范围内等，有效探测并识别到用户的存在或靠近以触发开关装置12接通触摸装置14的待机电源即可。

在一个实施例中，开关装置12与触摸装置14的之间连接的接口可以是USB 接口、串口、SPI或I2C中的任意一种。开关装置12与触摸装置14之间在实际使用时，会进行大量的数据交互传输，这就要求开关装置12与触摸装置14之间具备高效的数据传输通道，以满足数据交互的需要。例如，当用户在触摸装置14上选择休眠这一操作时，触摸装置14需要向开关装置12发送休眠控制请求电信号，用户唤醒触摸装置14时以及之后的所有触摸输入操作，开关装置12 与触摸装置14之间也将会频繁进行电信号传输，而USB系列接口、串口、SPI或I2C中任何一种都可以达到数据高速传输的目的，可以满足开关装置12与触摸装置14之间使用时的快速高效控制需求。

在一个实施例中，还提供一种交互平板，包括显示器和上述触摸系统100。如此，应用上述触摸系统100的交互平板待机功耗更低。

上述实施例中的触摸装置14可以是手机屏幕、智能交互平板的显示屏幕、电脑屏幕、电视机屏幕或者上述屏幕中的一个局部触摸区等。例如，应用本触摸系统100的交互平板，触摸系统100一般设置在交互平板的显示器上，在日常使用时，当在预先设定好的100cm半径空间范围内，以人体红外探测器为例，人体红外探测器中的红外传感器探测到有人体红外信号时，会经光电转换将接收的人体红外信号转换成电信号在电路中传输。在处理器18接收到该电信号时，处理器18上与该人体红外探测器相连的引脚发生电平跳变，触发处理器18对开关装置12输出使能控制信号，开关装置12在使能信号输入时，也发生电平跳变，从开路状态转为导通状态，使得显示器上相应的触摸屏部分与待机电源之间接通，触摸屏恢复待机供电，进而，在用户触摸进行唤醒或者触摸开机的操作时，触摸屏就会与处理器18发送数据交互，使处理器18控制主机开启整机电源，最终完成唤醒或者开机。其中整机电源一般与待机电源分开设置，整机电源通过处理器18与显示器及主机连接。前述的唤醒或开机所对应的内部处理过程仅仅只需要千分之一秒的时间，甚至更短。如此，用户即可在需要唤醒该交互平板时，只要走近即可进行触摸唤醒，并且由于只有当用户靠近时候才恢复触摸屏的待机供电，因此可以延长交互平板的使用寿命。

进一步的，在用户靠近屏幕但没有在屏幕上进行任何操作时，待用户离开屏幕可探测距离时，处理器18使能引脚将自动还原电平，开关装置12随之恢复开路状态，如此实现用户靠近但没有需要使用该交互平板的意图时，不至于将整机电源接通，从而可以更有效的降低待机功耗。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种触摸系统，其特征在于，包括开关装置、触摸装置和探测预定距离内人体靠近信号的探测装置；

所述开关装置分别与所述触摸装置和探测装置连接，所述探测装置在探测到所述人体靠近信号后，传输触发信号至所述开关装置，所述开关装置接收所述触发信号后接通电源以给所述触摸装置供电。

2.如权利要求1所述的触摸系统，其特征在于，所述开关装置与所述探测装置之间还连接有处理器，所述处理器接收所述触发信号后控制所述开关装置接通所述电源以给所述触摸装置供电。

3.如权利要求2所述的触摸系统，其特征在于，所述处理器包括CPU或MCU。

4.如权利要求2所述的触摸系统，其特征在于，所述开关装置包括驱动单元和开关单元，所述开关单元分别与所述驱动单元、所述电源和所述触摸装置连接；

所述驱动单元接收所述处理器输入的使能信号后，传输电平信号至所述开关单元，以控制所述开关单元导通。

5.如权利要求4所述的触摸系统，其特征在于，所述驱动单元包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和第一开关管Q1，所述第一开关管Q1的基极通过所述电阻R2与所述处理器的使能信号输出端及所述电阻R1的第一端连接，所述电阻R1的第二端接地；

所述第一开关管Q1的发射极接地，所述第一开关管Q1的集电极分别与所述电阻R3的第一端、所述电阻R4第一端连接；

所述电阻R3的第二端与所述电源连接，所述电阻R4的第二端与所述开关单元连接。

6.如权利要求5所述的触摸系统，其特征在于，所述开关单元包括电容C1和第二开关管Q2，所述电容C1的一端分别与所述第二开关管Q2的源极和所述电源连接，所述电容C1的另一端分别与所述第二开关管Q2的栅极及所述电阻R4的第二端连接；

所述第二开关管Q2的漏极与所述触摸装置连接。

7.如权利要求6所述的触摸系统，其特征在于，所述第一开关管Q1包括三极管或MOS管，所述第二开关管Q2包括三极管或MOS管。

8.如权利要求2所述的触摸系统，其特征在于，所述处理器与所述触摸装置通过USB接口、串口、SPI接口或I2C接口中的任意一种接口连接。

9.如权利要求2所述的触摸系统，其特征在于，所述探测装置包括人体红外探测器或多普勒探测器。

10.一种交互平板，包括显示器，其特征在于，还包括如权利要求1至8任一项所述的触摸系统。