專利名稱：紅外線發(fā)射接收電路板單元及應(yīng)用該電路板單元的紅外線觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用紅外線發(fā)射、接收光電器件構(gòu)建的觸摸裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景紅外線觸摸技術(shù)發(fā)展至今，在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，從技術(shù)角度而自—，原 理很簡單，但要制造出各種尺寸高分辨率觸摸屏就顯得尤為困難。在現(xiàn)有技術(shù)中，如圖l、圖2所示的美國專利5，162，783中，紅外線觸摸裝置的所有控制電 路包括紅外線發(fā)射、接收管，紅外線發(fā)射、接收電路及微處理器等全部是集成在 觸摸屏的外框周圍的印刷電路板上，并通過一條RS232串口或USB 口與電腦連 接，由于紅外線發(fā)射、接收管必需連接到掃描電路上，若對其中電路進(jìn)行切割 會(huì)導(dǎo)致紅外線發(fā)射、接收信號無法傳遞到微處理器或其相對應(yīng)連接的電路中， 當(dāng)在設(shè)計(jì)大型紅外線觸摸屏?xí)r，現(xiàn)有技術(shù)需要將整個(gè)發(fā)射、接收陣列分成幾個(gè) 部分重新設(shè)計(jì)，根據(jù)屏幕尺寸大小增加紅外線發(fā)射、接受管的數(shù)目及其控制電 路，而每個(gè)獨(dú)立部分需要相互連接,且需要通過微處理器控制每個(gè)獨(dú)立部分完成 掃描控制及坐標(biāo)定位，然后將攔截物的坐標(biāo)上傳到電腦上。由于現(xiàn)有技術(shù)中的 電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，在每個(gè)不同尺寸觸摸屏的設(shè)計(jì)時(shí)，電路基本必需要加以改 動(dòng)，然后對產(chǎn)品所需的印刷電路板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制作。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利200420066268.7中針對該問題，做出了相 應(yīng)的對策，并公開了一個(gè)利用柔性電路板(FPC)設(shè)計(jì)紅外線觸摸屏的技術(shù)方案， 該方案通過折疊方式將多余電路部分折疊隱藏，但該方案的缺點(diǎn)是伸縮范圍有 限，且不可能將幾十寸長的紅外線發(fā)射、接收電路板折疊成10寸大小的觸摸屏， 該發(fā)明只能適用于小尺寸范圍進(jìn)行自由伸縮，如在設(shè)計(jì)42寸和43寸的紅外線 觸摸屏?xí)r，即可使用該方案設(shè)計(jì)出的同一個(gè)電路板利用FPC具有可折疊的特性 適應(yīng)42寸和43寸的尺寸變化，可見該方案只能在小范圍內(nèi)解決問題，而對于 觸摸屏的尺寸距離偏差較大的設(shè)計(jì)，該方案便束手無策，在不同尺寸的紅外線 發(fā)射、接收電路板還是需要重新開發(fā)設(shè)計(jì)的，除此之外，該發(fā)明還存在著一些 具體實(shí)施過程中的技術(shù)問題，比如因?yàn)槿嵝噪娐钒?FPC)與常用印刷電路板生 產(chǎn)工藝不同對FPC有一定設(shè)計(jì)限制和要求，F(xiàn)PC只能做雙面板，而普通的印刷電路板是可以制成4、 6、 8層等，即在電路板的頂層和底層之間可夾有多層電路， 一般情況下，紅外線發(fā)射、接收電路板必需使用高密度4層或是更多層數(shù)的電 路板制成，否則是無法將所有電路放置在一個(gè)狹窄的邊框上的，若使用FPC的 話就需要對2個(gè)或2個(gè)以上的FPC進(jìn)行折疊，因此加大的折疊的難度，及增加 了折疊空間，另一方面，在折疊后FPC電器性能及可靠性在經(jīng)過這種超強(qiáng)度的 折疊后是否還能保持一致不受影響，這也是作為一個(gè)優(yōu)良設(shè)計(jì)必須考慮的問題。 該技術(shù)方案，雖然有所改善，但由于紅外線發(fā)射、接收管的掃描控制電路設(shè)計(jì) 原理基本上比較復(fù)雜，沒有根本上解決問題。時(shí)至今日，現(xiàn)有的大型液晶、等粒子電視機(jī)的尺寸不斷增多，由17吋乃至 65吋各種大小尺寸變化不同的電視機(jī)不斷推出，且有些同一尺寸的液晶電視因 廠家的不同卻有尺寸上的差異，再加上各類電腦顯示屏、背投電視機(jī)，投影機(jī) 等，這樣一來，可能有上百種不同的尺寸，若是針對每個(gè)尺寸，進(jìn)行一-對應(yīng) 的設(shè)計(jì)，恐怕需要設(shè)計(jì)出幾十種、甚至上百種尺寸不同的電路板，顯然這是不 合理的，且無法滿足市場需求的，而且產(chǎn)品質(zhì)量、性能及可靠性，以及一致性 都會(huì)因不同尺寸產(chǎn)生不同的差異，若使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)大小尺寸的觸摸屏，在某些 顯示屏又裝不上，若是將該技術(shù)應(yīng)用到電子白板上，又需要對每個(gè)電子白板的 尺寸進(jìn)行重新設(shè)計(jì)制造，由于以上種種問題，很大程度上限制了紅外線觸摸產(chǎn) 品的生產(chǎn)和銷售，更無法使紅外線觸摸產(chǎn)品走入家庭達(dá)到大眾化的普及應(yīng)用的 水平。由此看來，現(xiàn)有的紅外線觸摸產(chǎn)品都要根據(jù)顯示器的不同大小尺寸設(shè)計(jì)生產(chǎn) 出各種觸摸裝置所需要的不同大小尺寸的印刷電路板，因而產(chǎn)品前期投入時(shí)間 長，開發(fā)成本高，在生產(chǎn)時(shí)增加了不同尺寸觸摸屏庫存種類，無論是在設(shè)計(jì)上 還生產(chǎn)上所要付出的勞力物力都是廠家不愿去承擔(dān)的，所以到目前為止，能完 成各種尺寸的設(shè)計(jì)及制造的廠家并不多見。有鑒于此，發(fā)明一種可切割、拼接的，能夠同時(shí)兼顧不同尺寸大小的紅外線 發(fā)射、接收電路及紅外線觸摸屏就顯得非常重要。目前，能夠生產(chǎn)出大規(guī)模大 尺寸的觸摸屏已經(jīng)是一件比較困難的事，更何況對線路板進(jìn)行切割、拼接，這 似乎不可能。事實(shí)上當(dāng)紅外線觸摸屏尺寸不斷增加時(shí)，對紅外線發(fā)射、接收管 的掃描速度提出了嚴(yán)格的要求，假若設(shè)計(jì)不能達(dá)到應(yīng)有的掃描頻率，或信號未 能有效的進(jìn)行傳遞，這將會(huì)直接影響捕捉的響應(yīng)速度和使用效果，其最為明顯的是在書寫時(shí)可能出現(xiàn)筆畫時(shí)斷時(shí)續(xù)的現(xiàn)象，觸摸不靈敏，或是響應(yīng)速度滯后 等問題，或無法實(shí)現(xiàn)手寫功能的要求。由此看來，由于種種技術(shù)瓶頸的限制， 在切割、拼接后能否有效而又不受任何影響，確保高質(zhì)量的紅外線發(fā)射、接收 信號傳遞到微處理器進(jìn)行攔截物體定位判斷將成為該方案成敗的關(guān)鍵，可見， 若要設(shè)計(jì)出能夠隨意對印刷電路板進(jìn)行尺寸大小自由切割的產(chǎn)品，就顯現(xiàn)的尤 為困難，到目前為止，市場上還沒有一個(gè)產(chǎn)品的在設(shè)計(jì)上是能夠?qū)τ∷㈦娐愤M(jìn)行 自由切割，及拼接的紅外線觸摸產(chǎn)品。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是要設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠根據(jù)顯示屏尺寸的需要，可對一個(gè)或若 干個(gè)相同的紅外線發(fā)射或接收電路板單元分別進(jìn)行自由的切割，并且可以進(jìn)行 自由拼接的紅外線發(fā)射或接收電路板單元。本發(fā)明的另 一個(gè)目的是提供一種可以將電路板單元進(jìn)行自由拼接、組裝以 適應(yīng)不同尺寸的紅外線觸摸屏，同時(shí)，提供了可對紅外線發(fā)射、接收管分段同 步掃描技術(shù)使紅外線觸摸屏裝置在大尺寸下掃描速度不減慢，有效提高對攔截 物的檢測速度。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種紅外線發(fā)射或接收電路板單元，包括陣列 設(shè)置的紅外線發(fā)射或接收管，該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源 線、接地線、時(shí)鐘信號線以及紅外線接收信號線，電路板單元的一端設(shè)置具啟 用控制輸入端口的譯碼器及由譯碼器控制選通的行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，其中行 驅(qū)動(dòng)器的信號輸入端口連接時(shí)鐘信號線，信號輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器的信號輸 入端口；與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管的連接的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控 制三極管與列驅(qū)動(dòng)器連接，行驅(qū)動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器的行控制線連接。每塊紅外線發(fā)射或接收電路板單元均包括由電路板的一端延伸至另一端的 電源線、接地線、時(shí)鐘信號線以及紅外線接收信號線，相鄰兩塊電路板單元可 以分別通過焊接相應(yīng)接線實(shí)現(xiàn)拼接，其中電源線和接地線是原用于提供整個(gè)觸摸屏裝置所需要的電源電路；行、列驅(qū)動(dòng)器分布在電路板單元的兩端的其中一端，使用該放置方法的目的是為了能夠構(gòu)成一個(gè)可切割的紅外線發(fā)射或接收電 路板單元，因?yàn)樵诎l(fā)射、接收電路板單元中的紅外線發(fā)射或接收管是以陣列方 式連接的，只有使用這種放置方法，當(dāng)在線路板切割時(shí)，印刷電路板上的導(dǎo)線在切割后，陣列中的行驅(qū)動(dòng)電路、列驅(qū)動(dòng)電路不受影響，而在切割后，放置有 行、列驅(qū)動(dòng)器的一段印刷電路板依然可以通過行、列驅(qū)動(dòng)器控制選通與其相連 的所有紅外線發(fā)射或接收管，而該段印刷電路板單元也就成為了一個(gè)不同于原 有標(biāo)準(zhǔn)尺寸的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，該單元可以用于與其它電路板單 元進(jìn)行拼接，從而得出一個(gè)新的尺寸。其中所述的行驅(qū)動(dòng)器，列驅(qū)動(dòng)器各有一個(gè)時(shí)鐘輸入端口，行驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘 輸入端口與時(shí)鐘發(fā)生器相連，該時(shí)鐘發(fā)生器所產(chǎn)生的一個(gè)周期為T的脈沖信號 控制每次只選通一個(gè)行控制線，該行控制線再通過三極管控制選通陣列中的一個(gè)行驅(qū)動(dòng)線，當(dāng)依次完成n個(gè)行控制線的選通后，即在n個(gè)時(shí)鐘周期T后，行 驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘輸出端口產(chǎn)生一個(gè)周期為n x T脈沖信號，該脈沖信號輸入到列 驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘輸入端口，使列驅(qū)動(dòng)器每次只選通下一個(gè)列控制線，如此循環(huán)直 至完成整個(gè)紅外線發(fā)射或接收陣列中所有的行與列的掃描。只利用一根時(shí)鐘信 號線控制所有連接的行、列驅(qū)動(dòng)器的掃描選通的方法是最簡單的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，該 發(fā)方法具有速度最快、開關(guān)延時(shí)短、線數(shù)少等優(yōu)點(diǎn)，適合應(yīng)用于大型紅外線觸 摸屏裝置。由于發(fā)射電路板單元與接收電路板單元上的行驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘輸入端 口所用的是同一個(gè)時(shí)鐘信號，所以每對發(fā)射、接收管的掃描是同步的。所述的行 驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器選用的可以是計(jì)數(shù)器(Counter)、位移寄存器(Shift Register) 或具有等同功效的集成電路，所述的譯碼器可以選用位移寄存器(Shift Register)、 I/O擴(kuò)展器(I/O Expander)或譯碼器(Decoder)集成電路。在該電路板單元上設(shè)有至少一組分別與所述電源線、接地線、時(shí)鐘信號線 以及紅外線接收信號線連接的纜線焊接口，利用預(yù)設(shè)的纜線焊接口可以方便拼 接是的焊接工作，減少拼裝時(shí)的工作量。作為另一種技術(shù)方案， 一種紅外線發(fā)射或接收電路板單元，包括陣列設(shè)置 的紅外線發(fā)射或接收管，該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線、 接地線、傳輸協(xié)議控制線以及紅外線接收信號線，電路板單元的一端設(shè)置分別 連接傳輸協(xié)議控制線的行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器；與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接 收管連接的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動(dòng)器連接，行驅(qū)動(dòng)線分別與 行驅(qū)動(dòng)器的行控制線連接?？梢允褂冒ㄇ也⑾抻诶矛F(xiàn)有的SMBus、 SPI、CAN、 QSPI、 MICROWIRE、 I2C、 UART等數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的控制線，或是直接通過地址線 控制連接的行、列驅(qū)動(dòng)器的某個(gè)行、列的選通方式，同樣可以實(shí)現(xiàn)電路板單元在切割、拼接后電路部分的連接功能。在所述電路板單元的同一端上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動(dòng)器和所述列驅(qū)動(dòng) 器，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器。在所述的電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且連接所述譯碼器啟用輸 入端口的啟用控制線，可以用于選通某個(gè)或某幾個(gè)紅外線發(fā)射或接收電路板單 元上的行、列驅(qū)動(dòng)器一起工作或不工作，從而可以實(shí)現(xiàn)對若干個(gè)紅外線發(fā)射、 接收電路板單元分段同時(shí)進(jìn)行同步掃描，其目的是為了縮短掃描周期，提高掃 描速度，解決了大寸觸摸屏裝置由于尺寸的增加掃描速度慢的問題。在所述的電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且與所述列控制三極管相 連接的紅外線脈沖信號線，在發(fā)射陣列開始掃描時(shí)可以使每個(gè)被接通的紅外線 發(fā)射管發(fā)出帶有頻率的紅外線，即提高紅外線波的抗干擾能力。與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管連接的行、列驅(qū)動(dòng)線分別通過行、列 控制三極管與行、列驅(qū)動(dòng)器連接，每個(gè)行控制三極管的發(fā)射極連接行驅(qū)動(dòng)線，基極連接行驅(qū)動(dòng)器的控制線，集電極連接電源線；列控制三極管的集電極連接 列驅(qū)動(dòng)線，基極連接列驅(qū)動(dòng)器的控制線，發(fā)射極連接紅外線脈沖信號線或紅外 線接收信號線或接地線，使用三極管相當(dāng)于開關(guān)作用并可控制提高電流驅(qū)動(dòng)能 力，避免行、列驅(qū)動(dòng)器集成電路的負(fù)載過大對電路造成的損害。在本發(fā)明的電 路板單元中所涉及紅外線發(fā)射、接收陣列中所連接行、列驅(qū)動(dòng)線的三極管是NPN 型，同時(shí)也可選擇使用PNP型，行、列三極管的發(fā)射極和集電極連接方式相應(yīng) 改變，但無論使用哪種三極管，其目的是提高行、列驅(qū)動(dòng)線的電流驅(qū)動(dòng)能力和 開關(guān)導(dǎo)通作用。在使用中若行、列控制器的控制線輸出為低電平有效則使用PNP， 若為高電平有效則使用NPN。 NPN與PNP的連接方式有所不同但該連接方式的變 化不影響利用行、列驅(qū)動(dòng)器控制掃描紅外線發(fā)射、接收陣列最終目的。所述的譯碼器的輸出端口與開關(guān)列的一端連接，該開關(guān)列的另一端分別與 行驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器的啟用端口連接。通過預(yù)設(shè)在電路板單元上的開關(guān)列的選 通項(xiàng)，選擇該行、列驅(qū)動(dòng)器啟用或不啟用，即達(dá)到了控制了該紅外線發(fā)射或接 收陣列工作或不工作的目的。本發(fā)明的另一 目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-一種紅外線觸摸屏，它包括若干個(gè)其上設(shè)有紅外線發(fā)射或接收管陣列的紅 外線發(fā)射或接收電路板單元，以及設(shè)有單元控制端口的控制器單元；該控制器單元包括設(shè)有啟用控制輸出端的微處理器、時(shí)鐘發(fā)生器、連接微 處理器的紅外線信號處理器、電源端和接地端，其中時(shí)鐘發(fā)生器連接微處理器 并設(shè)有時(shí)鐘信號輸出端，紅外線信號處理器具有紅外線接收信號端；每個(gè)電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線、接地線、時(shí)鐘信號 線以及紅外線接收信號線，電路板單元的一端設(shè)置具啟用控制輸入端口的譯碼 器及由譯碼器控制選通的行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，其中行驅(qū)動(dòng)器的信號輸入端口 連接時(shí)鐘信號線，信號輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器的信號輸入端口；陣列中的每個(gè) 紅外線發(fā)射或接收管的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動(dòng)器連接，行驅(qū) 動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器行控制線連接；其中各電路板單元的電源線并聯(lián)連接控制器的電源端，接地線并聯(lián)連接接 地端，時(shí)鐘信號線并聯(lián)連接時(shí)鐘信號輸出端，紅外線接收信號線并聯(lián)連接紅外 線接收信號端，譯碼器的啟用控制輸入端口分別連接微處理器的啟用控制輸出 端。經(jīng)過將相應(yīng)的紅外線發(fā)射或接收電路板單元切割、拼裝成的紅外線觸摸屏， 每個(gè)電路板單元的相應(yīng)接線分別同控制器的相應(yīng)端口相連接，可制造出不同尺 寸的紅外線觸摸屏，大大簡化了觸摸屏的電路設(shè)計(jì)，通過微處理器控制不同電 路板單元上的譯碼器選通不同的行、列驅(qū)動(dòng)器工作，可以實(shí)現(xiàn)分段同步掃描接 收，大大提高紅外線觸摸屏的掃描速度，反應(yīng)靈敏。作為另一種實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案， 一種紅外線觸摸屏，它包括若干個(gè)其上設(shè)有紅 外線發(fā)射或接收管陣列的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，以及設(shè)有單元控制端 口的控制器單元；控制器單元包括設(shè)有傳輸協(xié)議控制輸出端的微處理器、連接微處理器的紅 外線信號處理器、電源端和接地端，其中紅外線信號處理器具有紅外線接收信 號端；每個(gè)電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線、接地線、傳輸協(xié)議 控制線以及紅外線接收信號線，電路板單元的一端設(shè)置分別連接傳輸協(xié)議控制 線的行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管的列驅(qū)動(dòng)線分別 通過列控制三極管與列驅(qū)動(dòng)器連接，行驅(qū)動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器的行控制線連接;其中各電路板單元的電源線并聯(lián)連接控制器單元的電源端，接地線并聯(lián)連 接接地端，紅外線接收信號線并聯(lián)連接紅外線接收信號端，傳輸協(xié)議控制線分別連接微處理器的傳輸協(xié)議控制輸出端。所述微處理器設(shè)有啟用控制輸出端，在每個(gè)所述電路板單元的同一端上設(shè) 有可控制選通所述行驅(qū)動(dòng)器和所述列驅(qū)動(dòng)器的譯碼器，該譯碼器的啟用控制輸 入端口分別連接所述微處理器的啟用控制輸出端。這樣既可以通過傳輸協(xié)議控 制行、列驅(qū)動(dòng)器工作，也可使用微處理器直接控制譯碼器選通行、列驅(qū)動(dòng)器工 作，進(jìn)一步增加可以實(shí)現(xiàn)分段同步掃描的方式。所述控制器單元設(shè)有具紅外線輸出端的紅外線脈沖發(fā)生器，在所述的電路 板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且與所述列控制三極管相連接的紅外線脈沖 信號線，紅外線脈沖信號線并聯(lián)連接紅外線脈沖輸出端。同樣在發(fā)射陣列開始 掃描時(shí)可以通過控制單元發(fā)出帶有頻率的紅外線，使每個(gè)被接通的紅外線發(fā)射 管也發(fā)出帶有頻率的紅外線，提高紅外線觸摸屏的抗干擾能力。每個(gè)所述紅外線電路板單元上的與每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管連接的行驅(qū)動(dòng) 線分別通過行控制三極管與行驅(qū)動(dòng)器連接，每個(gè)行控制三極管的發(fā)射極連接行 驅(qū)動(dòng)線，基極連接行驅(qū)動(dòng)器的控制線，集電極連接電源線。在所述電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且連接所述譯碼器啟用輸入 端口的啟用控制線，該啟用控制線并聯(lián)連接所述微處理器的啟用控制輸出端。所述譯碼器的輸出端口與開關(guān)列的一端連接，該開關(guān)列的另一端分別與行 驅(qū)動(dòng)器、列驅(qū)動(dòng)器的啟用端口連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、集成度高、分辨率高、生產(chǎn) 成本低、可大批量、大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明所 生產(chǎn)的觸摸屏裝置，是由一個(gè)或若干個(gè)相同的紅外線發(fā)射或接收電路板進(jìn)行自 由位置切割，然后將其拼接而成，無需針對某種顯示屏或液晶電視，重新進(jìn)行 觸摸屏的再次開發(fā)設(shè)計(jì)及調(diào)試，大大降低產(chǎn)品的前期投入成本，提高產(chǎn)品更新 換代的速度及可無限制增加和擴(kuò)充產(chǎn)品的種類，且產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時(shí)的一致性 強(qiáng)，可靠性高，因此，大大提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性。而在 價(jià)格上，本發(fā)明也具有相當(dāng)優(yōu)勢，相信能夠提高大尺寸的紅外線觸摸裝置在曰 常生活中應(yīng)用及普及。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)的紅外線發(fā)射或接收電路板設(shè)計(jì)圖；附圖2為現(xiàn)有技術(shù)的紅外線發(fā)射或接收電路板設(shè)計(jì)圖 附圖3為本發(fā)明紅外線觸摸屏電路板切割示意圖； 附圖4為本發(fā)明紅外線觸摸屏電路板拼接示意附圖5為本發(fā)明的紅外線觸摸屏中的發(fā)射或接收電路板單元的連接示意圖 附圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的紅外線發(fā)射或接收板單元的電路原理圖； 附圖7為本發(fā)明實(shí)施例1的控制器單元的電路原理圖； 附圖8為本發(fā)明實(shí)施例2中紅外線發(fā)射或接收板單元的電路原理圖； 附圖9為本發(fā)明實(shí)施例2中控制器單元的電路原理1、觸摸屏，2、紅外線發(fā)射或接收簇，3、紅外線發(fā)射或接收簇，4、標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)射或接收電路板單元，5、切割后的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，6 、切割 后的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，7、纜線焊接口， 8、纜線焊接口， 9、纜線 焊接口， 10、陣列中的紅外線發(fā)射管或接收管，11、譯碼器，12、行驅(qū)動(dòng)器， 13、列驅(qū)動(dòng)器，14、紅外線發(fā)射簇，15、紅外線接收簇，16、控制器單元，17、 USB連接線，18、傳輸協(xié)議控制線，19、紅外線接收信號線，20、時(shí)鐘信號線， 21、紅外線脈沖信號線，22、電源線，23、接地線，24 、啟用控制線，25、行 控制三極管，26、列控制三極管，27、開關(guān)列，28、微處理器，29、時(shí)鐘發(fā)生 器，30、紅外線信號處理器，31、紅外線脈沖發(fā)生器，32、紅外線接收信號端， 33、紅外線脈沖輸出端，34、時(shí)鐘信號輸出端，35、傳輸協(xié)議控制線端，36、 啟用控制輸出端，37、電源端，38、接地端，39、上位電腦。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
一種紅外線觸摸屏，它包括若干個(gè)其上設(shè)有紅外線發(fā)射或接收管10陣列的 紅外線發(fā)射或接收電路板單元，以及設(shè)有單元控制端口的控制器單元16;
該控制器單元(CU)16包括設(shè)有啟用控制輸出端36的微處理器28、時(shí)鐘發(fā) 生器29、設(shè)有紅外線脈沖輸出端33的紅外線脈沖發(fā)生器31、連接微處理器28 的紅外線信號處理器30、電源端37和接地端38，其中時(shí)鐘發(fā)生器29連接微處 理器28并設(shè)有時(shí)鐘信號輸出端34，紅外線信號處理器30具有紅外線接收信號 端32;
每個(gè)電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線22、接地線23、時(shí)鐘信號線20、啟用控制線24、紅外線脈沖信號線21以及紅外線接收信號線19， 電路板單元的一端設(shè)置具啟用控制輸入端口的譯碼器11、由譯碼器11控制選通 的行驅(qū)動(dòng)器12和列驅(qū)動(dòng)器13，其中行驅(qū)動(dòng)器12的信號輸入端口連接時(shí)鐘信號 線20，信號輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器13的信號輸入端口；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā) 射或接收管10的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管26與列驅(qū)動(dòng)器13連接，行驅(qū) 動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器12行控制線連接，每個(gè)行控制三極管25的發(fā)射極連接行 驅(qū)動(dòng)線，基極連接行驅(qū)動(dòng)器12的控制線，集電極連接電源線22;每個(gè)列控制三 極管26的集電極分別連接列驅(qū)動(dòng)線，基極連接列驅(qū)動(dòng)器13的控制線，發(fā)射極 連接紅外線脈沖信號線21或紅外線接收信號線19或接地線23;其中各電路板單元的電源線22并聯(lián)連接控制器的電源端37，接地線23并 聯(lián)連接接地端38，時(shí)鐘信號線20并聯(lián)連接時(shí)鐘信號輸出端34，紅外線脈沖信 號線21并聯(lián)連接紅外線脈沖輸出端33，紅外線接收信號線19并聯(lián)連接紅外線 接收信號端32，譯碼器11的啟用控制輸入端口分別通過啟用控制線24連接微 處理器28的啟用控制輸出端36。如圖3中所見， 一種紅外線觸摸屏l，有標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射或接收電路板單元4、切 割后的紅外線發(fā)射或接收電路板單元6連接構(gòu)成觸摸屏紅外線發(fā)射簇(IR Transmitting Cluster) 2，及由標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射或接收電路板單元4、 4、切割后的紅 外線發(fā)射或接收電路板單元5連接構(gòu)成的發(fā)射簇3，在發(fā)射簇2、 3對面設(shè)置有 與其相對應(yīng)的接收簇(IR Receiving Cluster) 2、 3，其電路結(jié)構(gòu)與發(fā)射簇相同， 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射或接收電路板單元4包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射或接收管10，該 電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線22、接地線23、時(shí)鐘信號線20、 紅外線脈沖信號線21、啟用控制線24以及紅外線接收信號線19，電路板單元 的一端設(shè)置具啟用控制輸入端口的譯碼器11及由譯碼器11控制選通的行驅(qū)動(dòng) 器12和列驅(qū)動(dòng)器13，其中行驅(qū)動(dòng)器的信號輸入端口連接時(shí)鐘信號線20，時(shí)鐘 信號輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器13的時(shí)鐘信號輸入端口；與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā) 射或接收管10的連接列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管26與列驅(qū)動(dòng)器13連接， 行驅(qū)動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器12行控制線連接，每個(gè)列控制三極管26的集電極分 別連接列驅(qū)動(dòng)線，基極連接列驅(qū)動(dòng)器13的控制線，發(fā)射極連接紅外線脈沖信號 線21或紅外線接收信號線19或接地線23。陣列中的與每個(gè)紅外線發(fā)射或接收 管10連接的行驅(qū)動(dòng)線分別通過行控制三極管25與行驅(qū)動(dòng)器12連接，每個(gè)行控制三極管25的發(fā)射極連接行驅(qū)動(dòng)線，基極連接行驅(qū)動(dòng)器12的控制線，集電極 連接電源線22。
在該電路板單元上設(shè)置有若干組纜線焊接口，其中包括分別設(shè)置在電路板 單元4兩端的兩組纜線焊接口 7，以下詳細(xì)說明電路板單元4的切割、拼接方法；
在如圖3中所見的標(biāo)準(zhǔn)紅外線發(fā)射或接收電路板單元4是一標(biāo)準(zhǔn)尺寸的設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)，其中纜線焊接口有7、 8及9各組，為若干組纜線焊接組中的幾個(gè)用于具 體說明如何通過切割、拼接將該電路板單元4制作成一個(gè)符合觸摸屏尺寸的發(fā) 射或接收簇2、 3。在每組纜線焊接口的右側(cè)有一個(gè)切割口位置，在切割后，位 于左側(cè)的一組纜線焊接口得以保留，且該組纜線焊接口可用于連接下一個(gè)電路 板單元。比如在一個(gè)電路板單元4的一組纜線焊接口 9的切割口處切割形成一 個(gè)電路板單元5，將兩個(gè)電路板單元4按圖4所見方式拼接，即第一塊電路板單 元4右端末的一組纜線焊接口 7與第二塊電路板單元4的左端起始處的一組纜 線焊接口 7利用FPC或FFC焊接連接，再將第二塊電路板單元4的右端末的一 組纜線焊接口 7與下一個(gè)電路板單元5的左端起始處的一組纜線焊接口 7利用 FFC或FPC相連接，然后形成圖3、 4中觸摸屏發(fā)射或接收簇3，根據(jù)所提供的 同樣方法可以將另一個(gè)電路板單元4切割形成電路板單元6，并將其與另一個(gè)線 路板單元4結(jié)合形成一個(gè)圖3、 4中觸摸屏所需的發(fā)射或接收簇2，再將兩個(gè)相 鄰簇中的位于兩個(gè)電路板單元相鄰端處的兩組纜線焊接口利用FFC或FPC將發(fā) 射簇2與3連接，接收簇2與3連接，發(fā)射簇2、 3與接收簇2、 3連接，最后 選擇觸摸屏所需的相應(yīng)適當(dāng)位置的一組纜線焊接口與一個(gè)控制器單元(CU) 16 相應(yīng)單元控制端口連接，形成一個(gè)完整的紅外線觸摸屏裝置的整個(gè)電路。
本發(fā)明所提供的切割、拼接方法適用于紅外線發(fā)射電路板單元，也同時(shí)適用 與接收電路板單元，無論是什么尺寸觸摸屏，只要根據(jù)尺寸要求在標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射 或接收電路板單元上找到合適的切割位置后切割，即可將若干個(gè)電路板單元拼 接并利用FPC或FFC焊接在一起，即可形成所需尺寸。電路在切割后能繼續(xù)保 持工作，是因?yàn)樾小⒘序?qū)動(dòng)器及譯碼器全部都是設(shè)置在電路板單元的一端，為 此電路板在切割后剩下的紅外線發(fā)射、接收管仍然與行、列驅(qū)動(dòng)線通過三極管 與行、列驅(qū)動(dòng)器相連，而又有相應(yīng)線路導(dǎo)線貫穿整個(gè)電路板單元，且在每個(gè)切 割口的左側(cè)都有一組纜線焊接口，因此具備了能夠使用切割、拼接的方法達(dá)到 制造各種不同尺寸的觸摸屏的目的。上述部分詳細(xì)說明了如何利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的紅外線發(fā)射、接收電路板單元 切割、拼接出不同尺寸的發(fā)射、接收單元，以下部分將詳細(xì)說明拼接后的電路 是如何工作的；如圖5所見，在每個(gè)紅外線發(fā)射簇或接收簇里包含有若干個(gè)發(fā)射或接收電路板單元4、 4、 5、 4、 6陣列，在每個(gè)發(fā)射或接收板單元里是由若干個(gè)發(fā)射管或 接收管構(gòu)成的發(fā)射管或接收管10陣列，本發(fā)明所涉及的發(fā)射電路板單元i、 4、 5、 4、 6中的各類電路線即圖(6)所示19、 20、 21、 22、 23、 24相互對應(yīng)連接 形成一個(gè)大的紅外線發(fā)射簇14，以同樣方式將接收電路板單元4、 4、 5、 4、 6 連接形成一個(gè)大的紅外線接收簇15，同時(shí)將各類電路線19、 20、 21、 22、 23、 24連接控制器單元(CU) 16的各自相互對應(yīng)端口即圖(7)所示32、 34、 33、 37、 38、 36， CU單元16通過USB連接線17與上位電腦39連接。為了提高掃描 速度可將發(fā)射簇、接收簇各自分割成兩個(gè)部分進(jìn)行同時(shí)進(jìn)行同步掃描，即將圖5 中發(fā)射電路板單元4、 4中的Txl、 Tx2陣列與接收電路板單元4、 4中的Rxl、 Rx2進(jìn)行同步掃描，同時(shí)將發(fā)射電路板單元5、 4、 6中的Tx3、 Tx4、 Tx5陣列與 接收電路板5、 4、 6中的Rx3、 Rx4、 Rx5陣列進(jìn)行同步掃描，因?yàn)橛蠧U單元16 通過連接在啟用控制端的啟用控制線24，控制譯碼器11發(fā)出啟用或不啟用地址 信息控制，可使某個(gè)或某幾個(gè)紅外線發(fā)射、接收電路板單元工作或不工作，從 而可以在同一時(shí)間內(nèi)對觸摸屏的發(fā)射、接收管陣列進(jìn)行分段同步掃描，達(dá)到了 提高觸摸屏掃描速度。以下是如何實(shí)現(xiàn)分段掃描、接收的具體方法；圖6和圖7分別是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的紅外線發(fā)射或接收電路板單元4的電路原 理圖和控制器單元(CU) 16的電路原理圖，電路板單元4中有時(shí)鐘信號線20， 電源線22，接地線23與控制器單元16中各自對應(yīng)的端口 34、 37、 38電路連接， 其中紅外線脈沖信號線21與紅外線脈沖輸出端33相連，紅外線接受信號線19 與紅外線接收信號端32分別相連，時(shí)鐘信號線20與行驅(qū)動(dòng)器12的時(shí)鐘輸入端 口連接，行驅(qū)動(dòng)器12的時(shí)鐘輸出端口與列驅(qū)動(dòng)器13連接，其中行控制三極管 25的集電極匯集處與電源線22相連，基極與行控制器12的控制線Rl…Rn分別 依次相連，發(fā)射極與連接陣列中紅外線發(fā)射或接收管10的行驅(qū)動(dòng)線相連，列控 制三極管26的發(fā)射極的匯集處與紅外線接收信號線19或紅外線脈沖信號線21 相連，基極與列控制器13的控制線Cl…Cn分別依次相連，集電極與連接紅外 線發(fā)射或接收管10的列驅(qū)動(dòng)線相連，譯碼器11的啟用控制線24與微處理器28的啟用控制端口 36依次連接，譯碼器11的輸出端口與一個(gè)開關(guān)列27的一端連 接，開關(guān)列27的另一端匯合處分別與行、列驅(qū)動(dòng)器12、 13的啟用端口連接。 在制造觸摸屏電路板單元時(shí)，將圖5中需要分段掃描的發(fā)射電路板單元4、 4中 的Txl的開關(guān)列27中的SW1接通與Pl接通，Tx2的開關(guān)列27中的SW2與P2接 通，同樣將接收電路板單元4、 4中的Rxl的開關(guān)列27中的SW1與Pl接通，Rx2 的開關(guān)列27中的SW2與P2接通，同樣方式可將Tx3、Rx3中的SW3與P3連接，Tx4 、 Rx4中的SW4與P4連接，Tx5、 Rx5中的SW5與P5連接，連接可利用焊接方式 將預(yù)制的焊盤連接或使用并列開關(guān)(DIP Switch)均可，當(dāng)分段掃描時(shí)，由控 制器單元16通過啟用控制線24發(fā)出的地址碼信息控制譯碼器11，使譯碼器11 的輸出端口P1為低電平，P2高，使管控Txl、 Rxl陣列的行、列驅(qū)動(dòng)器12、 13 同時(shí)啟用，此時(shí)因P2高，Tx2、 Rx2的行、列驅(qū)動(dòng)器不啟用，注意行、列驅(qū)動(dòng)啟 用控制為低電平有效，當(dāng)行驅(qū)動(dòng)器12的時(shí)鐘信號輸入端有第一個(gè)周期為T的脈 沖輸入后，行驅(qū)動(dòng)器12只選通第一個(gè)行控制線R1，當(dāng)?shù)诙€(gè)脈沖輸入后，只選 通第二個(gè)行控制線R2，直至依次由Rl至Rn完成所有行控制線掃描后，即在n 個(gè)脈沖周期T后，由行驅(qū)動(dòng)器12產(chǎn)生一個(gè)周期為(T)x(n)脈沖信號輸入到列驅(qū) 動(dòng)器13后選通列驅(qū)動(dòng)器13上的列控制線C2，系統(tǒng)將做如此循環(huán)由第一列控制 線Cl開始掃描Rl…Rn，然后第二列控制線C2開始掃描Rl…Rn，直至完成Cn， 直至將Txl及Rxl陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射、接收管全部掃描完成后，控制器 單元16發(fā)出地址碼信息控制譯碼器11使P2輸出低電平，使Tx2、 Rx2啟用， 同時(shí)控制P1輸出高電平，使Txl、 Rxl不啟用，且可以按如上同樣方式將Tx2、 Rx2掃描完成，然后P1、 P2依次輪流輸出高低電平交替循環(huán)，即可周而復(fù)始的 循環(huán)掃描(Txl、 Rxl)， (Tx2、 Rx2)，在此同時(shí)，同樣有P3、 P4、 P5依次輪流輸 出高低電平循環(huán)，即可周而復(fù)始的循環(huán)控制掃描陣列(Tx3、 Rx3)，(Tx4、 Rx4)， (Tx5、 Rx5)完成同時(shí)分段掃描不同的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，形成利用 同一個(gè)時(shí)鐘信號分段進(jìn)行各自不同掃描循環(huán)。在紅外線接收板單元Rxl、 Rx2的 紅外線接收信號線19的焊接口位置與控制器單元16中的紅外線接收信號端32 的預(yù)設(shè)在接收板單元上的第一個(gè)焊接口位置連接，Rx3、 Rx4、 Rx5的紅外線接收 信號線19與紅外線接收信號端32的預(yù)設(shè)在接收板單元上的第二個(gè)焊接口連接， 形成第兩個(gè)分段的掃描接收段，兩個(gè)接收段的信號輸入到控制器單元16中的紅 外線信號處理器30處理，并傳送給微處理器28進(jìn)行攔截位置的判斷處理。若不需要使用分段掃描的話，可將Txl、 Rxl的SW1與Pl接通，Tx2、 Rx2的SW2 與P2接通，Tx3、 Rx3的SW3與P3接通，Tx4、 Rx4的SW4與P4接通，Tx5、 Rx5 的SW5與P5接通，然后通過由控制器單元16發(fā)出地址控制信號控制譯碼器11 將P1、 P2、 P3、 P4、 P5依次輸出高低電平循環(huán)，即可完成對觸摸屏裝置上所有 的紅外線發(fā)射或接收電路板單元4的順序掃描工作。圖7所見是控制器單元(CU) 16的結(jié)構(gòu)，其中包括一個(gè)或多個(gè)微處理器28， 其有啟用控制端36與各電路板單元4的啟用控制線24依次對應(yīng)連接，并與具 有時(shí)鐘信號輸出端34的時(shí)鐘發(fā)生器29以及紅外線信號處理器30分別相連，通 過USB端口與上位電腦39相連，時(shí)鐘發(fā)生器29所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號通過時(shí)鐘信 號輸出端口 34與各電路板單元4中相對應(yīng)的時(shí)鐘信號線20連接，紅外線脈沖 發(fā)生器31所產(chǎn)生的脈沖信號通過紅外線脈沖輸出端33與各電路板單元4的紅 外線脈沖信號線21連接，紅外線接收處理器30的紅外線接收信號端32與各電 路板單元4中的紅外線接收信號線19分別連接，電源端37連接各電路板單元4 的電源線22，接地端38連接各接地線23。當(dāng)觸摸屏裝置開始工作時(shí)，由時(shí)鐘發(fā)生器29發(fā)出周期脈沖通過時(shí)鐘信號線 到達(dá)每個(gè)連接的發(fā)射或接收電路板單元4，因?yàn)榘l(fā)射和接收陣列的時(shí)鐘信號是出 自同一個(gè)信號源，所以陣列中的紅外線發(fā)射或接收管可以同步進(jìn)行掃描的，既 是由時(shí)鐘發(fā)生器29發(fā)出一個(gè)脈沖周期掃描一對紅外線發(fā)射、接收管，同時(shí)微處 理器28開始對時(shí)鐘發(fā)生器29發(fā)出的脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)在掃描到某對發(fā)射、接收管 時(shí)若紅外線信號受到阻攔時(shí)，由接收管的輸出的光電信號的變化通過各列控制 三極管26的匯集端輸出到紅外線接收信號線19再回傳到控制器單元(CU) 16中 的紅外線信號處理器30中，經(jīng)過處理的信號通過A/D轉(zhuǎn)換，再由微處理器28 判斷可知攔截物體的具體位置，若是分段掃描時(shí)，由不同的掃描段所接收到的 紅外線信號需要同時(shí)有若干個(gè)紅外線接收電路及A/D進(jìn)行同步處理，然后再將 處理后的數(shù)字信號輸入到一個(gè)或若干微處理器進(jìn)行位置判斷。由于具體攔截位 置的計(jì)算和判斷方法以超出本發(fā)明的覆蓋范圍，所以在此不予具體贅述，紅外 線脈沖發(fā)生器所31產(chǎn)生的紅外線脈沖通過紅外線脈沖信號線21分別連接到達(dá) 每個(gè)發(fā)射板單元4，在每個(gè)紅外線發(fā)射板單元4中的各列控制三極管26的發(fā)射 極匯集端連接于紅外線脈沖信號線21上，在發(fā)射陣列開始掃描時(shí)可以使每個(gè)被 接通的紅外線發(fā)射管發(fā)出帶有頻率的紅外線，即提高紅外線波的抗干擾能力。若是無需使用帶有頻率的紅外線信號，可將各發(fā)射板單元4中的各列控制三極管26的發(fā)射極匯集端與接地線23連接，使紅外線發(fā)射陣列中的發(fā)射管在發(fā)射 紅外線時(shí)只產(chǎn)生一個(gè)脈沖電壓即可。實(shí)施例2:在實(shí)施方案1中已經(jīng)詳細(xì)說明了有關(guān)紅外線發(fā)射或接收電路板單元的切割、 拼接方法，在實(shí)施方案2中對電路板切割、拼接方法是與實(shí)施方案1是相同的， 所不同的是在方案2中，用于控制行、列驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘信號線20被傳輸協(xié)議控 制線取代，如SMBus、 SPI、 CAN、 QSPI、 MIC,IRE、 I2C、畫T等控制線，或 是地址線控制也可。同時(shí)行、列驅(qū)動(dòng)器也不同與方案1中所述的利用時(shí)鐘信號 控制選通行、列驅(qū)動(dòng)器的輸出端口的工作原理，而是采用I/O擴(kuò)展器(I/O Expander)、LED驅(qū)動(dòng)器(LED driver)、編譯碼器(Multiplexer)、譯碼器(Decoder) 或具有等同功效的集成電路，達(dá)到能取代時(shí)鐘信號線控制各電路板單元中的行、 列驅(qū)動(dòng)器的目的，這種改動(dòng)并不影響電路板單元的作用及其原有的發(fā)明目的， 既要切割、拼接紅外線發(fā)射或接收電路板單元，如圖8中所見有一個(gè)或若干個(gè) 紅外線發(fā)射電路板單元控制的紅外線發(fā)射陣列Txl、 Tx2…Txn，紅外線接收陣列 Rxl、 Rx2…Rxn分別構(gòu)成紅外線發(fā)射、接收簇14、 15，控制器單元(CU) 16與 紅外線發(fā)射電路板Txl共同設(shè)置在同一塊印刷電路板上，控制器單元(CU)16通 過USB線17與上位電腦19相連，其它部分保持不變。圖9所見有傳輸協(xié)議控制線18分別與各電路板單元4的行、列驅(qū)動(dòng)器連接， 該線組18連接在控制器單元(CU)16中的微處理器28的傳輸協(xié)議控制端35上， 由微處理器28發(fā)出的控制信號分別控制各電路板單元中的行或列驅(qū)動(dòng)器的輸出 端口的依次輸出高電平，若是行、列驅(qū)動(dòng)器使用的是I/O擴(kuò)展器集成電路或 LED驅(qū)動(dòng)器集成電路，可以選擇適合與該行、列驅(qū)動(dòng)器使用的連接方式，如SPI 或12(:， SPI由四根線控制，12(:只需兩根即可，若是用編譯碼器(Multiplexer) 集成電路或譯碼器(Decoder)集成電路則需要三或四根地址線驅(qū)動(dòng)，無論是采 用那種方式，其最終是通過微處理器發(fā)出控制指令控制各電路板單元中的行、 列驅(qū)動(dòng)器在掃描時(shí)輸出端口的掃描次序，其動(dòng)作原理與實(shí)施例1中所述相同， 在此不予詳細(xì)枚舉說明。該線組中的控制線的目數(shù)多少只會(huì)影響電路板的寬窄 大小，并不會(huì)影響切割使用作。當(dāng)使用1/0擴(kuò)展器是，在圖9中的譯碼器單元11是可以省略不用的，因?yàn)?/0擴(kuò)展器有地址口可以直接通過傳輸協(xié)議信號線 18接收由微處理器28發(fā)出的地址信號，直接選用某個(gè)電路板單元的行或列驅(qū)動(dòng) 器即可實(shí)現(xiàn)分段掃描的工作。圖IO所見是控制器單元(CU) 16的內(nèi)部原理圖，與實(shí)施例1相比，因?yàn)闊o 需使用時(shí)鐘信號，時(shí)鐘發(fā)生器已經(jīng)取消，微處理器28的控制的傳輸協(xié)議控制線 端35利用SMBus、 SPI、 CAN、 QSPI、 MICROWIRE、 I2C、 UART等傳輸協(xié)議控制線 連接各電路板單元上的行、列驅(qū)動(dòng)器并控制行控制線、列控制線的選通對陣列 中的紅外線發(fā)射、接收管掃描，達(dá)到完成對攔截物檢測的目的。在控制器單元 (CU) 16中的其它部分與實(shí)施例1中的相同，在此不予具體贅述。上列詳細(xì)說明是針對本發(fā)明的可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限 制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本 案的專利范圍中。
權(quán)利要求
1. 一種紅外線發(fā)射或接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射或接收管(10)，其特征在于該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線(22)、接地線(23)、時(shí)鐘信號線(20)以及紅外線接收信號線(19)，電路板單元的一端設(shè)置具啟用控制輸入端口的譯碼器(11)及由譯碼器(11)控制選通的行驅(qū)動(dòng)器(12)和列驅(qū)動(dòng)器(13)，其中行驅(qū)動(dòng)器的信號輸入端口連接時(shí)鐘信號線(20)，信號輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器(13)的信號輸入端口；與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管(10)連接的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管(26)與列驅(qū)動(dòng)器(13)連接，行驅(qū)動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器(12)的行控制線連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征在于在該 電路板單元上設(shè)有至少一組分別與所述電源線(22)、接地線(23)、時(shí)鐘 信號線(20)以及紅外線接收信號線(19)連接的纜線焊接口。
3. —種紅外線發(fā)射或接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射或接收管(10) ，其特征在于該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線 (22)、接地線(23)、傳輸協(xié)議控制線(18)以及紅外線接收信號線(19)，電路板單元的一端設(shè)置分別連接傳輸協(xié)議控制線(18)的行驅(qū)動(dòng)器(12) 和列驅(qū)動(dòng)器(13);與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管(10)連接的列 驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管(26)與列驅(qū)動(dòng)器(13)連接，行驅(qū)動(dòng)線分 別與行驅(qū)動(dòng)器(12)的行控制線連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征在于在所 述電路板單元的同一端上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動(dòng)器(12)和所述列驅(qū) 動(dòng)器(13)，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器ll。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征在于 在該電路板單元上設(shè)有至少一組分別與所述電源線(22)、接地線(23)、 傳輸協(xié)議控制線(18)以及紅外線接收信號線(19)連接的纜線焊接口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或4所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征在 于在所述的電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且連接所述譯碼器(11) 啟用輸入端口的啟用控制線(24)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征 在于在所述的電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且與所述列控制三極管(26)相連接的紅外線脈沖信號線(21)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、 3或4所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特 征在于與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管(10)連接的行驅(qū)動(dòng)線分別 通過行控制三極管(25)與行驅(qū)動(dòng)器(12)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或4所述的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征在 于所述的譯碼器(11)的輸出端口與開關(guān)列(27)的一端連接，該開關(guān) 列的另一端分別與行驅(qū)動(dòng)器(12)、列驅(qū)動(dòng)器(13)的啟用端口連接。
10. —種紅外線觸摸屏，其特征在于它包括若干個(gè)其上設(shè)有紅外線發(fā)射或接 收管(10)陣列的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，以及有單元控制端口的 控制器單元(16);該控制器單元(16)包括設(shè)有啟用控制輸出端(36)的微處理器(28)、時(shí) 鐘發(fā)生器(29)、連接微處理器(28)的紅外線信號處理器(30)、電源端(37)和接地端(38)，其中時(shí)鐘發(fā)生器(29)連接微處理器(28)并設(shè)有 時(shí)鐘信號輸出端(34)，紅外線信號處理器(30)具有紅外線接收信號端(32); 每個(gè)電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線(22)、接地線(23)、 時(shí)鐘信號線(20)以及紅外線接收信號線(19)，電路板單元的一端設(shè)置具 啟用控制輸入端口的譯碼器(11)及由譯碼器(11)控制選通的行驅(qū)動(dòng)器(12)和列驅(qū)動(dòng)器(13)，其中行驅(qū)動(dòng)器(12)的信號輸入端口連接時(shí)鐘信 號線(20)，信號輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器(13)的信號輸入端口；與陣列中的 每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管(10)連接的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管(26) 與列驅(qū)動(dòng)器(13)連接，行驅(qū)動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器(12)的行控制線連接; 其中各電路板單元的電源線(22)并聯(lián)連接控制器的電源端(37)，接地線(23)并聯(lián)連接接地端(38)，時(shí)鐘信號線(20)并聯(lián)連接時(shí)鐘信號輸出端(34)，紅外線接收信號線(19)并聯(lián)連接紅外線接收信號端(32)，譯碼 器(11)的啟用控制輸入端口分別連接微處理器(28)的啟用控制輸出端(36)。
11. 一種紅外線觸摸屏，其特征在于它包括若干個(gè)其上設(shè)有紅外線發(fā)射或接收管(10)陣列的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，以及有單元控制端口的 控制器單元(16);控制器單元(16)包括設(shè)有傳輸協(xié)議控制輸出端(35)的微處理器(28)、連接微處理器(28)的紅外線信號處理器(30)、電源端(37 )和接地端(38 )， 其中紅外線信號處理器(30)具有紅外線接收信號端(32); 每個(gè)電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線(22)、接地線(23)、 傳輸協(xié)議控制線(18)以及紅外線接收信號線(19)，電路板單元的一端設(shè) 置分別連接傳輸協(xié)議控制線(18)的行驅(qū)動(dòng)器(12)和列驅(qū)動(dòng)器(13);與 陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管(10)連接的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制 三極管(26)與列驅(qū)動(dòng)器(13)連接，行驅(qū)動(dòng)線分別與行驅(qū)動(dòng)器(12)的 行控制線連接；其中各電路板單元的電源線(22)并聯(lián)連接控制器單元(16 )的電源端(37)， 接地線(23)并聯(lián)連接接地端(38)，紅外線接收信號線(19)并聯(lián)連接紅 外線接收信號端(32)，傳輸協(xié)議控制線(18)分別連接微處理器(28)的 傳輸協(xié)議控制輸出端(35)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的紅外線觸摸屏，其特征在于所述微處理器(28) 設(shè)有啟用控制輸出端(36)，在每個(gè)所述電路板單元的同一端上設(shè)有可控 制選通所述行驅(qū)動(dòng)器(12)和所述列驅(qū)動(dòng)器(13)的譯碼器(11)，該譯 碼器(11)的啟用控制輸入端口分別連接所述微處理器(28)的啟用控制 輸出端(36)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10、 11或12所述的紅外線觸摸屏，其特征在于所述控制 器單元(16)設(shè)有具紅外線輸出端(33)的紅外線脈沖發(fā)生器(31)，在 所述的電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且與所述列控制三極管(26)相連接的紅外線脈沖信號線(21)，紅外線脈沖信號線(21)并聯(lián) 連接紅外線脈沖輸出端(33)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10、 11或12所述的紅外線觸摸屏，其特征在于每個(gè)所述 紅外線電路板單元上的與每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管(10)連接的行驅(qū)動(dòng)線 分別通過行控制三極管(25)與行驅(qū)動(dòng)器(12)連接。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10或12所述的紅外線觸摸屏，其特征在于在所述電路板 單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元且連接所述譯碼器(11)啟用輸入端口的 啟用控制線(24)，該啟用控制線(24)并聯(lián)連接所述微處理器(28)的 啟用控制輸出端(36)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10或12所述的紅外線觸摸屏，其特征在于所述譯碼器(11)的輸出端口與開關(guān)列(27)的一端連接，該開關(guān)列(27)的另一端分別與 行驅(qū)動(dòng)器(12)、列驅(qū)動(dòng)器(13)的啟用端口連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以自由位置上切割并相互拼接的紅外線發(fā)射或接收電路板單元，該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線、接地線、時(shí)鐘信號線或傳輸協(xié)議控制線、紅外線脈沖信號線以及紅外線接收信號線，電路板單元的一端設(shè)置具啟用控制輸入端口的譯碼器及由譯碼器控制選通的行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，使用該電路板單元可以拼接成任何尺寸的紅外線觸摸屏，通過控制器單元相應(yīng)端口分別連接各電路板單元，可以同時(shí)進(jìn)行同步分段掃描，有效提高掃描速度。本發(fā)明無需針對不同尺寸的紅外線觸摸屏，進(jìn)行再次開發(fā)，大大提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性，降低產(chǎn)品的前期投入成本，提高產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度及可無限制增加和擴(kuò)充產(chǎn)品的種類。
文檔編號G06F3/041GK101236474SQ20071002669
公開日2008年8月6日 申請日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者偉 賀 申請人:偉 賀