專利名稱：一種紅外線發(fā)射或接收電路板單元及紅外線觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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，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，該實(shí)用新型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，該實(shí)用新 型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，實(shí)用新型一種可切割、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
本實(shí)用新型的目的是要設(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，并且在進(jìn) 行自由拼接時(shí)，方便連接和加工操作的紅外線發(fā)射或接收電路板單元。
本實(shí)用新型的另一個(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。
本實(shí)用新型的技術(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，電路板單元的中間位置 上設(shè)置行驅(qū)動器和列驅(qū)動器，其中行驅(qū)動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)動線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連接，行驅(qū)動線分別 與行驅(qū)動器的行控制線連接。
在所述電路板單元的中間位置上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器和所述列驅(qū) 動器，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器。
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)動器分布在電路板單元的中間位置上，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，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)動電路、列驅(qū)動電路不受影響，放置有行、列驅(qū)動器的一段印刷 電路板依然可以通過行、列驅(qū)動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；將行列驅(qū)動器及譯碼器設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)電路板的中間位置，且從電路 板的兩端選擇切割，可以靈活的設(shè)置拼接點(diǎn)，而且拼接處的焊接點(diǎn)遠(yuǎn)離行、列 驅(qū)動器等IC芯片，不會因加熱拼接時(shí)產(chǎn)生的高溫?fù)p傷各芯片，有利于簡化生產(chǎn)
條件，及提高生產(chǎn)效率。
其中所述的行驅(qū)動器，列驅(qū)動器各有一個(gè)時(shí)鐘輸入端口，行驅(qū)動器的時(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)動器的時(shí)鐘輸入端口，使列驅(qū)動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。在整個(gè)觸摸屏的紅 外線發(fā)射、接收電路中，只利用一根時(shí)鐘信號線控制所有連接的行、列驅(qū)動器 的掃描選通的方法是實(shí)現(xiàn)同步發(fā)射、接收的最簡單的設(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，若由時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生 兩個(gè)先后不同時(shí)序的時(shí)鐘信號，且將兩個(gè)時(shí)鐘信號分別接入發(fā)射或接收電路中 的行驅(qū)動器的時(shí)鐘輸入端口，即可利用非同步時(shí)序信號實(shí)現(xiàn)非同步掃描。所述 的行驅(qū)動器、列驅(qū)動器選用的可以是計(jì)數(shù)器(Coimter)、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)、 1/0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。
在上述技術(shù)方案中，設(shè)有譯碼器控制各發(fā)射及接收電路板單元的行驅(qū)動器 及列驅(qū)動器啟用或不啟用，從而實(shí)現(xiàn)對各電路板單元拼接后的分段同時(shí)同步掃 描或順序掃描。在所涉及的各電路板單元中也可不設(shè)置該譯碼器，由于各電路 板單元的時(shí)鐘信號是并聯(lián)連接的，當(dāng)失去譯碼器的啟用控制后，各電路板單元 中的行、列驅(qū)動器都跟隨起始所輸入的時(shí)鐘信號開始掃描，實(shí)現(xiàn)電路板單元的 分段同時(shí)掃描工作，但由第一個(gè)電路板制單元到最后一個(gè)電路板單元的順序掃 描工作就無法實(shí)現(xiàn)。
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，電路板單元的中間位置上設(shè)
置分別連接傳輸協(xié)議控制線的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器；與陣列中的每個(gè)紅外線發(fā) 射或接收管連接的列驅(qū)動線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連接，行驅(qū)動線 分別與行驅(qū)動器的行控制線連接。可以使用包括且并限于利用現(xiàn)有的SMBus、 SPI、 C認(rèn)、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中間位置上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器和所述列驅(qū) 動器，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)動線分別通過行、列 控制三極管與行、列驅(qū)動器連接，每個(gè)行控制三極管的發(fā)射極連接行驅(qū)動線，基極連接行驅(qū)動器的控制線，集電極連接電源線；列控制三極管的集電極連接 列驅(qū)動線，基極連接列驅(qū)動器的控制線，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)動能 力，避免行、列驅(qū)動器集成電路的負(fù)載過大對電路造成的損害。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)動線的電流驅(qū)動 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)動器、列驅(qū)動器的啟用端口連接。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。
本實(shí)用新型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，或不使用 時(shí)鐘發(fā)生器，利用微處理器直接產(chǎn)生一個(gè)可用于控制發(fā)射或接收電路中的行驅(qū) 動器掃描陣列的時(shí)鐘信號；
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，電路板單元的中間位置上設(shè)置行驅(qū)動器和列驅(qū)動器， 其中行驅(qū)動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)動器的 信號輸入端口，無論是時(shí)鐘信號發(fā)生器或是由微處理器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號，可以 將一個(gè)時(shí)鐘信號同時(shí)連接于發(fā)射及接收電路中的行驅(qū)動器上的時(shí)鐘輸入端口， 實(shí)現(xiàn)同步掃描；也可以將由時(shí)鐘發(fā)生器或是由微處理器產(chǎn)生的兩個(gè)先后不同時(shí) 序的獨(dú)立的時(shí)鐘信號，分別接入發(fā)射及接收電路板單元中的時(shí)鐘輸入端口，利用非同步時(shí)序信號實(shí)現(xiàn)非同步掃描；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管的列驅(qū) 動線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器行控制 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。
在所述電路板單元的中間位置上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器和所述列驅(qū) 動器，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器，所述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)，而且通常用于安裝固定的 邊角位置上沒有IC芯片，固定螺絲與各芯片不產(chǎn)生接觸，因此，將行列驅(qū)動器 及譯碼器設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)電路板的中間位置，不用預(yù)留過多的間隙，有利于制作超 薄的紅外線觸摸屏。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)動器工作，可以實(shí)現(xiàn)分段同步掃描接收或?qū)崿F(xiàn)分段非同步掃描接收， 也可實(shí)現(xiàn)同步非同步順序掃描，大大提高紅外線觸摸屏的掃描速度，反應(yīng)靈敏。
當(dāng)在上述技術(shù)方案中，在所涉及的各發(fā)射及接收電路板單元中無需使用設(shè) 置的譯碼器控制時(shí)，在控制器單元中，由微處理器控制的啟用控制輸出端及啟 用控制線也就無需設(shè)置在所述電路中，且并聯(lián)連接在控制器單元上的各發(fā)射、 接收電路板單元中的行、列驅(qū)動器可根據(jù)時(shí)鐘信號線實(shí)現(xiàn)各電路板單元的分段 同步掃描工作。
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，電路板單元的中間位置上設(shè)置分別連接傳輸協(xié)議控制線的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器；陣列中的每個(gè)紅外線發(fā)射或接收管的列驅(qū)動 線分別通過列控制三極管與列驅(qū)動器連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器的行控制 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)所述電路板單元的中間位置上 設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器和所述列驅(qū)動器的譯碼器，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 線分別通過行控制三極管與行驅(qū)動器連接，每個(gè)行控制三極管的發(fā)射極連接行 驅(qū)動線，基極連接行驅(qū)動器的控制線，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)動器、列驅(qū)動器的啟用端口連接。
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、分辨率高、 生產(chǎn)成本低、可大批量、大規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于 本實(shí)用新型所生產(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?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，將行列驅(qū)動器及譯碼器設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)電路板的中間位置，拼接點(diǎn)選擇靈活，加工條件限制少，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，本實(shí)用新型也具有相當(dāng)優(yōu)勢，相信能夠提高大尺 寸的紅外線觸摸裝置在日常生活中應(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為本實(shí)用新型紅外線觸摸屏電路板切割示意圖； 附圖4為本實(shí)用新型紅外線觸摸屏電路板拼接示意附圖5為本實(shí)用新型的紅外線觸摸屏中的發(fā)射或接收電路板單元的連接示 意附圖6為本實(shí)用新型實(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為本實(shí)用新型實(shí)施例1的控制器單元的電路原理圖； 附圖8為本實(shí)用新型實(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為本實(shí)用新型實(shí)施例2中控制器單元的電路原理圖； 附圖10為控制器單元(CU) 16的內(nèi)部原理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)動器， 13、列驅(qū)動器，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h
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， 電路板單元的中間位置上設(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)動器12和列驅(qū)動器13，其中行驅(qū)動器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)動線分別通過列控制三極管26與列驅(qū)動器13連接， 行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器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)動線，基極連接行驅(qū)動器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)動線，基極連接列驅(qū)動器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 的中間位置上設(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)動器12和列驅(qū)動器13，其中行驅(qū)動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)動線分別通過列控制三極管26與列驅(qū)動器13連 接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器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)動線，基極連接列驅(qū)動器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)動線分別通過行控制三極管25與行驅(qū)動器12連接，每個(gè) 行控制三極管25的發(fā)射極連接行驅(qū)動線，基極連接行驅(qū)動器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)，其中纜線焊接口還包括8、 9，分別設(shè)置在電路板中間位置的各IC芯片兩 側(cè)，且與IC芯片保持足夠的距離，減少拼接高溫環(huán)境對芯片的影響?？梢愿鶕?jù) 需要分別從兩端切割，用于具體說明如何通過切割、拼接將該標(biāo)準(zhǔn)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左、右 兩側(cè)各有一個(gè)切割口位置，在切割后，位于另一側(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)標(biāo)準(zhǔn)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，在另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電路 板單元4的一組纜線焊接口 8的切割口處切割形成一個(gè)電路板單元6。將兩個(gè)標(biāo) 準(zhǔn)電路板單元4和一個(gè)切割后的電路板單元6按圖4所見方式拼接，即將第一 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6的左端起始 處的一組纜線焊接口 8利用FPC或FFC焊接連接形成圖3、 4中觸摸屏發(fā)射或接 收簇2;根據(jù)同樣的方法可以將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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)標(biāo)準(zhǔn)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，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。
本實(shí)用新型所提供的切割、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)動器及譯碼器全部都是設(shè)置在電路板單元的中間 位置上，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)動線 通過三極管與行、列驅(qū)動器相連，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)切割口的兩側(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。而且由于纜線焊接口與IC芯片 之間保持一定間距，高溫焊接不會對芯片本身產(chǎn)生不利影響，既可以簡化加工 工序，加工后產(chǎn)品也可以保證足夠的安全可靠性。
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，本實(shí)用新型所涉及的發(fā)射電路板單元4、 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)行分段同時(shí)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)動器12的時(shí)鐘輸入端 口連接，行驅(qū)動器12的時(shí)鐘輸出端口與列驅(qū)動器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ll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)動器12、 13 同時(shí)啟用，此時(shí)因P2高，Tx2、 Rx2的行、列驅(qū)動器不啟用，注意行、列驅(qū)動啟 用控制為低電平有效，當(dāng)行驅(qū)動器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)動器13后選通列驅(qū)動器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實(shí)用新型的覆蓋范圍，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。
在控制器單元16中所設(shè)的時(shí)鐘信號發(fā)生器29上的時(shí)鐘信號輸出端口 34上 設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)時(shí)鐘信號輸出端，當(dāng)發(fā)射電路板單元及接收電路板單元上所設(shè) 的行驅(qū)動器12上的時(shí)鐘信號輸入端通過時(shí)鐘信號線20同時(shí)連接在鐘信號發(fā)生 器29的時(shí)鐘信號輸出端口 34上所設(shè)的同一個(gè)時(shí)鐘信號端上時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射、 接收的同步順序掃描，若當(dāng)發(fā)射電路板單元及接收電路板單元所設(shè)的時(shí)鐘信號 線20分別連接到時(shí)鐘信號輸出端口 34上的不同的兩個(gè)時(shí)鐘信號線上時(shí)，可通 過先后時(shí)序不同的兩個(gè)時(shí)鐘信號分別驅(qū)動發(fā)射、接收電路板單元上的行驅(qū)動器， 利用這種控制方式即可實(shí)現(xiàn)發(fā)射、接收的非同步順序掃描。
在上述實(shí)施列中詳細(xì)說明了如何利用譯碼器控制觸摸屏中并聯(lián)連接在控制 器單元上的各發(fā)射、接收電路板單元實(shí)現(xiàn)分段掃描及順序掃描，若無需順序掃 描整個(gè)連接在控制器上的各個(gè)發(fā)射、接收電路板單元4時(shí)，可無需在所述的發(fā) 射、接收電路單元4中設(shè)置譯碼器11，及在控制器單元(CU) 16中也無需設(shè)置由微處理器28控制的啟用控制輸出端36及設(shè)置在各個(gè)電路板單元中的啟用控 制線24，當(dāng)不在發(fā)射及接收電路板單元4上設(shè)置譯碼器11時(shí)，由于并聯(lián)連接在 控制器單元16上的發(fā)射、接收電路板單元上失去了啟用或不啟用的控制信號的 控制，各個(gè)發(fā)射、接收電路板單元在通電后會同時(shí)啟用，并跟隨時(shí)鐘信號線20 上的時(shí)鐘信號，依次對連接在發(fā)射、接收電路板單元4的陣列中的發(fā)射管及接 收管進(jìn)行各自獨(dú)立掃描工作，形成數(shù)個(gè)由單一發(fā)射、接收電路板單元組成的同 時(shí)分段掃描工作，這種以發(fā)射、接收電路板單元4為分段單位的分段同時(shí)掃描 方式只能實(shí)現(xiàn)單一發(fā)射、接收電路板單元的分段掃描工作，而與設(shè)置有譯碼器 的分段掃描的技術(shù)方案的不同之處是，設(shè)置有譯碼器的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或 數(shù)個(gè)發(fā)射或接收電路板單元在完成切割、拼接后形成的一個(gè)新的發(fā)射或接收電 路單元5或6進(jìn)行分段掃描，而拼接的數(shù)量是不受限制的，這樣可以大大增加 利用標(biāo)準(zhǔn)電路板單元4構(gòu)成一個(gè)完整的觸摸屏電路時(shí)的各種組合靈活性，這種 靈活性能夠更加方便的制造出各種不同尺寸及在拼接后能夠提高掃描速度的觸 摸屏。
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、 UART等控制線，或 是地址線控制也可。同時(shí)行、列驅(qū)動器也不同與方案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)動器的目的，這種改動并不影響電路板單元的作用及其原有的實(shí)用新型目 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)動器的輸出 端口的依次輸出高電平，若是行、列驅(qū)動器使用的是I/O擴(kuò)展器集成電路或 LED驅(qū)動器集成電路，可以選擇適合與該行、列驅(qū)動器使用的連接方式，如SPI 或lt， 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，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)動器在掃描時(shí)輸出端口的掃描次序，其動作原理與實(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)多少只會影響電路板的寬窄 大小，并不會影響切割使用作。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
器即可實(shí)現(xiàn)分段掃描的工作。
圖10所見是控制器單元(CU) 16的內(nèi)部原理圖，與實(shí)施例l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)說明是針對本實(shí)用新型的可行實(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)，電路板單元的中間位置上設(shè)置行驅(qū)動器(12)和列驅(qū)動器(13)，其中行驅(qū)動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)動線分別通過列控制三極管(26)與列驅(qū)動器(13)連接，行驅(qū)動線分別與行驅(qū)動器(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)射或接收電路板單元，其特征在于 在所述電路板單元的中間位置上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器(12)和所 述列驅(qū)動器(13)，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器(11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅外線發(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。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外線發(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)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅外線發(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)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種紅外線發(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)動線分別通過 行控制三極管(25)與行驅(qū)動器(12)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外線發(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)動器(12)、列驅(qū)動器(13)的啟用端口連接。
8. —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)， 電路板單元的中間位置上設(shè)置分別連接傳輸協(xié)議控制線(18)的行驅(qū)動器(12)和列驅(qū)動器(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)動線分別通過列控制三極管(26)與列驅(qū)動器(13)連接，行驅(qū) 動線分別與行驅(qū)動器(12)的行控制線連接。
9， 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種紅外線發(fā)射或接收電路板單元，其特征在于-在所述電路板單元的中間位置上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器(12)和所 述列驅(qū)動器(13)，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器ll。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種紅外線發(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。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種紅外線發(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)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種紅外線發(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)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種紅外線發(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)動線分別通過 行控制三極管(25)與行驅(qū)動器(12)連接。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種紅外線發(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)動器(12)、列驅(qū)動器(13)的啟用端口連接。
15. —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)，電路板單元的中間位置上設(shè)置行驅(qū)動器(12)和列驅(qū)動器(13)，其中行驅(qū)動器(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 線分別通過列控制三極管(26)與列驅(qū)動器(13)連接，行驅(qū)動線分別與 行驅(qū)動器(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)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的一種紅外線觸摸屏，其特征在于在所述電路板 單元的中間位置上設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器(12)和所述列驅(qū)動器(13)，且具有啟用控制輸入端口的譯碼器(11)，所述譯碼器(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)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的一種紅外線觸摸屏，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)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的一種紅外線觸摸屏，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)動線 分別通過行控制三極管(25)與行驅(qū)動器(12)連接。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種紅外線觸摸屏，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)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種紅外線觸摸屏，其特征在于所述譯碼器(ll) 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)動器(12)、列驅(qū)動器(13)的啟用端口連接。
21. —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)，電路板單元的中間 位置上設(shè)置分別連接傳輸協(xié)議控制線(18)的行驅(qū)動器(12)和列驅(qū)動 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)動線分 別通過列控制三極管(26)與列驅(qū)動器(13)連接，行驅(qū)動線分別與行 驅(qū)動器(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)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的一種紅外線觸摸屏，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)所述電路板單元的中間位置上 設(shè)有可控制選通所述行驅(qū)動器(12)和所述列驅(qū)動器(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)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的一種紅外線觸摸屏，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)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的一種紅外線觸摸屏，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)動線 分別通過行控制三極管(25)與行驅(qū)動器(12)連接。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的一種紅外線觸摸屏，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)。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的一種紅外線觸摸屏，其特征在于所述譯碼器(ll)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)動器(12)、列驅(qū)動器(13)的啟用端口連接。
專利摘要本實(shí)用新型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及使用該電路板單元構(gòu)成的紅外線觸摸屏，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，電路板單元的中間位置上設(shè)置行驅(qū)動器和列驅(qū)動器，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。本實(shí)用新型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，同時(shí)拼接點(diǎn)選擇靈活，加工條件限制少，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性及一致性，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G06F3/041GK201259667SQ20082004444
公開日2009年6月17日 申請日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者偉 賀 申請人:偉 賀