專利名稱：一種用于紅外線觸摸屏的紅外線發(fā)射和接收電路單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于紅外線觸4莫屏的紅外線發(fā)射和-接收電路單元4支術(shù)領(lǐng)J:或本實(shí)用新型涉及利用紅外線發(fā)射、接收光電器件構(gòu)建的觸摸裝置的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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)角度而言，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1、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(duì)其中電路進(jìn)行切割 會(huì)導(dǎo)致紅外線發(fā)射、接收信號(hào)無法傳遞到微處理器或其相對(duì)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(duì)產(chǎn)品所需的印刷電路板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制作。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。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要為了簡化紅外線發(fā)射、接收電路板設(shè)計(jì)和制造上的 復(fù)雜性，縮短開發(fā)新產(chǎn)品的周期，提供出一比較簡單的紅外線發(fā)射、接收電路 單元，能夠方便的設(shè)計(jì)出不同尺寸的紅外線發(fā)射、接收電路板，以便適應(yīng)不同尺 寸的觸摸屏。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種紅外線發(fā)射電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管，該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路纟反單元的電源線、才妻i也線和時(shí)鐘信號(hào)線，在電路板單元 的一端上設(shè)置有行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，其中行驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端口連接時(shí)鐘 信號(hào)線，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端口；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā) 射管的列驅(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。一種紅外線接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線接收管，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(hào)線以及紅外線接收 信號(hào)線，在電路板單元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，其中行驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端口連接時(shí)鐘信號(hào)線，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端口 ； 陣列中的每個(gè)紅外線接收管的列驅(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。每塊紅外線發(fā)射電路板單元包括由電路板的 一端延伸至另 一端的電源線、 接地線、時(shí)鐘信號(hào)線，每塊紅外線接收電路板單元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(hào)線以及紅外線接收信號(hào)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?？梢愿鶕?jù)需要，制造出相同長度 的電路板單元，每塊紅外線發(fā)射電路板單元或接收電路板單元均設(shè)計(jì)在電路板 在制造時(shí)可容許的最大尺寸的電路板上，每個(gè)相同尺寸的電路板單元上都設(shè)置 有相同的數(shù)目的行與列驅(qū)動(dòng)器，其電路設(shè)計(jì)相同，所以可以重復(fù)使用。在開發(fā) 生產(chǎn)不同尺寸的觸摸屏?xí)r，可根據(jù)顯示屏的尺寸大小，先將相同的電路板單元 拼接成一個(gè)小于顯示屏幕寬度或高度的最大尺寸的電路板，然后再切割出剩余 尺寸大小的電路板單元，通過連接線將不同長度尺寸的電路板單元相互連接，采用這種方式能夠更節(jié)省成本，同時(shí)新產(chǎn)品的開發(fā)周期也較短。在紅外線發(fā)射、接收電路板單元的兩端上設(shè)置有與相鄰電路板單元連接的 焊接口，可利用連接線將相鄰的焊接口連接，可利用預(yù)設(shè)的焊接口可以完成電 路板與電路板相互之間的連接工作。如上所述發(fā)射電路板單元的焊接口包括有 電源線、接地線、時(shí)鐘信號(hào)線，接收電路板單元的焊接口包括有，電源線.接 地線、時(shí)鐘信號(hào)線，以及紅外線接收信號(hào)線，相鄰兩塊電路板單元可以分別通 過焊接相應(yīng)連接線實(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；至少有一組的行、列驅(qū)動(dòng)器可設(shè)置在電路板單元的任意位置上。在紅外線發(fā)射或接收電路板單元中所述的行驅(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(hào)控制每次只選通一個(gè)行控制線，該行控制線再通 過三極管或直接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nx T脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)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(hào)線控制所有連接的行、列驅(qū)動(dòng)器對(duì)陣列中的 紅外線發(fā)射、接收管的順序掃描選通方法是最簡單的設(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。同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，所以每對(duì)發(fā)射、接收管的掃描是同步的。其中所述的行驅(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，如可編程芯片。在每個(gè)發(fā)射電路板單元上設(shè)有與所述列控制三極管相連接的紅外線脈沖信 號(hào)線，在發(fā)射陣列開始掃描時(shí)可以使每個(gè)一支接通的紅外線發(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(hào)線或紅外線4妻收信號(hào)線或4妻地線， <吏用三極管相當(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(duì)電路造成的損害。在本實(shí)用新型 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。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、集成度高、生產(chǎn)成本低、 可大批量、大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有觸摸屏裝置技術(shù)相比，由于本 實(shí)用新型大大提高了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)效率，降低產(chǎn)品的前期^: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，且產(chǎn)品大批量生產(chǎn)時(shí)的一 致性強(qiáng)，可靠性高。


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為本實(shí)用新型實(shí)施例中紅外線觸摸屏電路板單元切割示意圖； 附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中紅外線觸摸屏電路板單元拼接示意圖； 附圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中紅外線觸摸屏中的發(fā)射電路板單元的電路原 理圖；附圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例中紅外線觸4莢屏中的接收電路板單元的電路原 理圖；1、觸摸屏，2、紅外線發(fā)射陣列，3、紅外線接收陣列，4、標(biāo)準(zhǔn)的紅外線 發(fā)射電路板單元，5、 6切割后的發(fā)射電鴻一反單元，7、標(biāo)準(zhǔn)紅外線接收電路板單 元，8、 9切割后的紅外線接收電路板單元，10、陣列中的紅外線發(fā)射管，11、 陣列中的紅外線接收管，12、行驅(qū)動(dòng)器，13、列驅(qū)動(dòng)器，14、纜線焊接口， 15、 紅外線接收信號(hào)線，16、時(shí)鐘信號(hào)線，17、紅外線脈沖信號(hào)線，18、電源線， 18、接地線，20、行控制三極管，21、列控制三極管。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參閱圖3、 4、 5和6，是一個(gè)由紅外線發(fā)射、接收電路板單元構(gòu)成的紅 外線觸摸屏1,在其四周設(shè)有由標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射電路板單元4及切割后的紅外線發(fā)射電 路板5、 6連接構(gòu)成的觸摸屏紅外線發(fā)射陣列2;及在發(fā)射陣列2對(duì)面設(shè)置有由 標(biāo)準(zhǔn)的接收電路板單元7及切割后的接收電路板單元8、 9設(shè)置構(gòu)成的接收陣列 3;每個(gè)發(fā)射電路板單元4、 5、 6包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管10,且設(shè)有貫通 整個(gè)發(fā)射電路板單元的電源線18、接地線19、時(shí)鐘信號(hào)線16及紅外線脈沖信 號(hào)線17，在電路板單元的一端上設(shè)有行驅(qū)動(dòng)器12和列驅(qū)動(dòng)器13,電路板單元 的兩端設(shè)有分別連接電源線18、接地線19、時(shí)鐘信號(hào)線16及紅外線脈沖信號(hào) 線17的纜線焊接口 14，方便與相鄰的發(fā)射電路板單元連接。每個(gè)接收電路板單元7、 8、 9包括陣列設(shè)置的紅外線接收管11，且設(shè)有貫通整個(gè)接收電路板單元的電源線18、接地線19、時(shí)鐘信號(hào)線16及紅外線接收信 號(hào)線15，電路板單元的兩端設(shè)有分別連接電源線18、接地線19、時(shí)鐘信號(hào)線 16及紅外線接收信號(hào)線15的纜線焊接口 14,方便與相鄰的發(fā)射電路板單元連接。參閱圖5，每個(gè)紅外線發(fā)射電路板單元上設(shè)有貫通的電源線18、接地線l9、 時(shí)鐘信號(hào)線16及紅外線脈沖信號(hào)線17;在每個(gè)紅外線發(fā)射電路板單元的一端上 設(shè)置有行驅(qū)動(dòng)器12，列驅(qū)動(dòng)器13,其中行驅(qū)動(dòng)器12的信號(hào)輸入端口與一個(gè)時(shí) 鐘信號(hào)線16相連，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器13的信號(hào)輸入端口；陣列中的 每個(gè)紅外線發(fā)射管IO的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管n與列驅(qū)動(dòng)器13連接， 行驅(qū)動(dòng)線分別通過行控制三極管20與行驅(qū)動(dòng)器12連接；其中在紅外線發(fā)射電 路板單元中列控制三極管21的發(fā)射極連接紅外線脈沖信號(hào)線17上或接地線19 上；參閱圖6，每個(gè)紅外線接收電路板單元上設(shè)置有貫通的電源線18、接地線 19、時(shí)鐘信號(hào)線16及紅外線接收信號(hào)線15，在每個(gè)紅外線發(fā)射電路板單元的一 端上設(shè)置有行驅(qū)動(dòng)器12，列驅(qū)動(dòng)器13,其中行驅(qū)動(dòng)器12的信號(hào)輸入端口與一 個(gè)時(shí)鐘信號(hào)線16相連，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器13的信號(hào)輸入端口；陣列中的每個(gè)紅外線接收管11的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管21與列驅(qū)動(dòng)器13連接，行驅(qū)動(dòng)線分別通過控制三極管20與行驅(qū)動(dòng)器12連接；其中在紅外線接 收電路板單元中列控制三極管21發(fā)射極連接紅外線接收信號(hào)線15。以上所述的紅外線發(fā)射、接收電路板單元中的電源線18與電源正極相連， 接地線19與電源負(fù)極相連，時(shí)鐘信號(hào)線16與一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生器相連，紅外 線脈沖信號(hào)線17與一個(gè)紅外線脈沖產(chǎn)生器相連，紅外線接收信號(hào)線15與紅外 線信號(hào)接收處理電路相連。其中所述的行驅(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， 如可編程芯片。上列詳細(xì)說明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用 以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(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)射電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管(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(18)、接地線(19)和時(shí)鐘信號(hào)線(16)，在電路板單元的一端上設(shè)置有行驅(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(hào)輸入端口連接時(shí)鐘信號(hào)線(16)，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器(13)的信號(hào)輸入端口；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射管(10)的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列控制三極管(21)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1所述的一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于陣列中 的每個(gè)紅外線發(fā)射管(10)的行驅(qū)動(dòng)線分別通過行控制三極管(20)與所 述行驅(qū)動(dòng)器(12)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于在紅 外線發(fā)射電路板單元上設(shè)有分別與所述電源線U8)、接地線(19)和時(shí) 鐘信號(hào)線(16)分別相連接的纜線焊接口 (14)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于在該 電路板單元上設(shè)有貫通的且與所述列控制三極管(21 )相連接的紅外線脈 沖信號(hào)線(17)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種紅外線發(fā)射電路板單元，其特征在于所述 行驅(qū)動(dòng)器(12 )和列驅(qū)動(dòng)器(13 )是計(jì)數(shù)器或者位移寄存器或者可編程芯片。
6、 一種紅外線接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線接收管(11 )，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(18)、接地 線(19)和時(shí)鐘信號(hào)線(16 )以及紅外線接收信號(hào)線(15 )，在電路板單 元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動(dòng)器U2)和列驅(qū)動(dòng)器(13)，其中行驅(qū)動(dòng)器(12) 的信號(hào)輸入端口連接時(shí)鐘信號(hào)線U6)，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器(13) 的信號(hào)輸入端口；陣列中的每個(gè)紅外線接收管(11)的列驅(qū)動(dòng)線分別通過列 控制三極管(21)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。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述一種紅外線接收電路板單元，其特征在于陣列中的 每個(gè)紅外線發(fā)射管(11)的行驅(qū)動(dòng)線分別通行控制三極管(20)與所述行 驅(qū)動(dòng)器(12)連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述一種紅外線接收電路板單元，其特征在于在紅外線接收電路板單元上設(shè)有分別與所述電源線(18)、接地線(19)和時(shí) 鐘信號(hào)線(16 )以及紅外線接收信號(hào)線(15 )分別相連接的纜線焊接口( 14 )。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種紅外線接收電路板單元，其特征在于所 述行驅(qū)動(dòng)器(12 )和列驅(qū)動(dòng)器(13)是計(jì)數(shù)器或者位移寄存器或者可編程 芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種紅外線發(fā)射和接收電路板單元，包括陣列設(shè)置的紅外線發(fā)射管或接收管，該電路板單元上設(shè)有貫通整個(gè)電路板單元的電源線、接地線和時(shí)鐘信號(hào)線，在電路板單元的一端上設(shè)置有行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，其中行驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端口連接時(shí)鐘信號(hào)線，信號(hào)輸出端口連接列驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入端口；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射管或接收管的列驅(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。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、集成度高、生產(chǎn)成本低、可大批量、大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)，大大提高了產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)效率，降低產(chǎn)品的前期投入成本，提高產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度及增加和擴(kuò)充產(chǎn)品的種類，大批量生產(chǎn)時(shí)的一致性強(qiáng)，可靠性高。
文檔編號(hào)G06F3/042GK201122282SQ20072005300
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者偉 賀 申請(qǐng)人:偉 賀