专利名称：红外触摸屏硬件电路结构的制作方法
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Ql的发射极接地，NPN型三极管Ql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Dl， NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管Dl的正端连接，PNP型三极管 Q4的基极与稳压二极管Dl的负端连接。
所述接收二极管的负端通过接负载电阻Rl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。
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一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Ql，接收模式控制部件包括PNP型三极管Q2， NPN型三极管Ql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Ql的发射极接地，NPN型三极管Ql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 Dl， NPN型三极管Q3的基极与稳压二极管Dl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Rl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—CTLl。
以多点红外触摸屏为例，说明本实用新型的工作过程
5A、 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一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、 Rl加在接收二极管(R—LED)上， RECV_OUTl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，Ql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—CTLl置低，Q5 导通，因此SEND—VCC的发送电压通过Q5、 Q3、 Ql加在发射二极管S—LED上， 发射二极管S一LED有正向电流流过处于工作模式，接收二极管R一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Dl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。
权利要求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Dl ， NPN型 三极管Q3的基极与稳压二极管Dl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Rl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。
专利摘要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。
文档编号G06F3/041GK201359719SQ20092007931
公开日2009年12月9日 申请日期2009年2月28日 优先权日2009年2月28日
发明者沈海洋, 蒲彩林 申请人:成都吉锐触摸技术股份有限公司