專利名稱：一種多頻掃描紅外觸摸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紅外觸摸裝置，屬于計算機人機交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是用于紅外
觸摸裝置的觸摸點檢測掃描技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的紅外觸摸裝置(即一般意義的紅外觸摸屏)，其主要結(jié)構(gòu)和原理是在邊框
上安裝若干對紅外發(fā)射和接收對管，然后利用觸摸裝置內(nèi)部的微控制器系統(tǒng)通過1/0端
口，控制用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊，按照一定的
順序一次驅(qū)動和選通每一對紅外發(fā)射接收對管，完成對觸摸表面縱橫方向的掃描。再通過
檢測哪一對發(fā)射和接收管之間的光線被阻擋，從被阻擋的對管所在的位置判斷出觸摸物在
顯示表面的位置。為提高紅外觸摸裝置的抗干擾性，部分設(shè)計中還使用了載波來調(diào)制紅外
發(fā)射管的發(fā)射信號，同時在接收端使用通頻帶與調(diào)制載波相匹配的濾波電路。 這種結(jié)構(gòu)用于尺寸較小的紅外觸摸裝置很適合，但是用于尺寸較大的觸摸裝置
時，就會因為紅外發(fā)射和接收對管的數(shù)量多、掃描檢測的周期長而導(dǎo)致觸摸裝置對于操作
的延遲過大等問題，影響正常使用。尤其當(dāng)使用調(diào)制載波時，濾波電路的時域響應(yīng)特性更限
制了掃描周期的縮短。針對上述問題，號碼為200610037391. X和200610140874. 2的中國專
利申請給出了兩類不同的解決方案。專利申請200610037391. X給出的是一種采用多個主
從微控制器的技術(shù)方案，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)快速掃描和抗干擾等功能，但是多處理器的缺點在
于大大增加了整個系統(tǒng)中軟硬件的復(fù)雜程度，增加了紅外觸摸裝置的設(shè)計和制造成本。專
利申請200610140874. 2所公開的技術(shù)方案，采用了一種觸摸物跟蹤的方法來縮短檢測觸
摸物所需要的時間，只涉及微控制器系統(tǒng)內(nèi)部控制軟件的改變，因此幾乎不增加系統(tǒng)硬件
的復(fù)雜程度和成本，但是由于跟蹤范圍采用了特定算法的，所以當(dāng)觸摸物運動速度較快，或
者突然快速運動時，常會有跟蹤不到觸摸物而需要重新全區(qū)域掃描的情況，導(dǎo)致操作過程
中出現(xiàn)停頓和遲滯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，公開了一種能夠提高紅外觸摸裝置全區(qū) 域掃描速度數(shù)倍的多頻掃描技術(shù)方案。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的紅外觸摸裝置采用了如下技術(shù)方案 —種紅外觸摸裝置，包含有若干對紅外發(fā)射和接收對管，用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的
驅(qū)動模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊，以及控制上述模塊工作的微控制器系統(tǒng)，所
述對管中的紅外發(fā)射和接收對管分別被分為數(shù)量相同、相互對應(yīng)的若干組，每個組內(nèi)紅外
發(fā)射管和接收管的數(shù)量相同并被按照相同的順序標(biāo)號；每組內(nèi)每只發(fā)射管均與一個驅(qū)動器
相連接，每一個驅(qū)動器包含有兩個輸入端，其中一個輸入端與其他組中標(biāo)號相同的紅外發(fā)
射管的驅(qū)動器的同名輸入端耦合連接后，分別與一個載波頻率源相耦合連接，另一個輸入
端耦合連接在一起，與驅(qū)動模塊的一個選通輸出端相連接；在這里，載波頻率源的數(shù)量，與所述各組發(fā)射管中數(shù)量最多的發(fā)射管的數(shù)量相同，且頻率各不相同。本發(fā)明中每一個接收管組中的每一只接收管的光電信號輸出端，均與其他組中序號相同的接收管的輸出端連接在一起以后，分別與一個包含有帶濾波器的信號放大處理單元相連接，所述放大處理單元的數(shù)量與所述載波頻率源的數(shù)量相同，并且其中每個濾波的通頻帶，分別與所述各個載波頻率源的輸出頻率相對應(yīng)；由每組中各個接收管構(gòu)成的光電信號檢測電路的電源輸入端連接在一起，與所述接收管的選通模塊的一個選通輸出端相連接。 在本發(fā)明中，每組中紅外發(fā)射和接收對管的數(shù)量一般應(yīng)該小于10對。這樣一個10線輸入4線輸出的BCD碼的編碼器，就可以與各個放大處理單元的輸出端相連接，通過這個編碼器的輸出端再與微控制器系統(tǒng)的1/0端口相連接，可以減少各個放大處理單元對微控制器系統(tǒng)的I/0端口的占用。 更進一步，因為本發(fā)明采用了調(diào)制載波，所以紅外接收管更適合使用頻率響應(yīng)更好的光敏二極管。本發(fā)明中與每組紅外接收管中每只接收管所對應(yīng)的各個光電信號檢測電路，均包含有一只電阻；接收管的正極與電阻的一端相連接，并作為檢測電路的輸出端，電阻的另一端接地；接收管的負(fù)極連接在一起成為檢測電路的電源輸入端。當(dāng)然接收電路還可以采用另一種結(jié)構(gòu)在光電信號檢測電路串聯(lián)一只二極管；每組內(nèi)所有接收管的正極并聯(lián)后接地，負(fù)極與電阻的一端相連接并作為檢測電路的輸出端，電阻的另一端與二極管負(fù)極相連接，二極管的正極并聯(lián)后，作為檢測電路的電源輸入端。 在本發(fā)明中，所述的載波頻率源可以由一個基準(zhǔn)頻率發(fā)生器和若干個分頻器構(gòu)成，也可以利用微控制器系統(tǒng)的一個1/0端口輸出一個載波頻率，再由分頻器分頻而構(gòu)成。
在本發(fā)明中，用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊，均可由行譯碼器/多路分配器構(gòu)成，其中選通模塊由一個所述行譯碼器/多路分配器構(gòu)成順序選通電路，而驅(qū)動模塊則可以由一個所述行譯碼器/多路分配器構(gòu)成順序選通電路，也可以由兩個所述行譯碼器/多路分配器構(gòu)成驅(qū)動矩陣。如果驅(qū)動模塊由兩個行譯碼器/多路分配器構(gòu)成矩陣結(jié)構(gòu)的驅(qū)動模塊，則所述每組內(nèi)用于驅(qū)動各個紅外發(fā)射管的驅(qū)動器的耦合連接在一起的輸入端，與驅(qū)動矩陣的一個選通輸出端相連接，所述驅(qū)動器與被驅(qū)動的發(fā)射管連接后的電流匯集端，與所述驅(qū)動矩陣的另一個輸出端相連接。
更進一步，用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊的地址數(shù)據(jù)輸入端，可以使用所述微控制器系統(tǒng)的同一組1/0輸出端口，以實現(xiàn)對發(fā)射和接收管最簡單形式的同步驅(qū)動。 發(fā)明的益處通過上面對發(fā)明內(nèi)容的描述，可知本發(fā)明所公開的技術(shù)方案因為在一組紅外發(fā)射和和接收對管中采用了多頻載波調(diào)制技術(shù)，在一般紅外觸摸裝置驅(qū)動一對發(fā)射和接收對管的時間內(nèi)，可以同時驅(qū)動一組中多對發(fā)射和接收管并行掃描檢測觸摸區(qū)域而不會產(chǎn)生互相干擾的現(xiàn)象，因此能夠多倍提高掃描速度，非常適合應(yīng)用于尺寸較大的紅外觸摸裝置。同時本發(fā)明的技術(shù)方案還具有軟硬件結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、調(diào)試容易等優(yōu)點，非常適合于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1 :本發(fā)明紅外觸摸裝置的總體電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2 :本發(fā)明中一種結(jié)構(gòu)矩陣的發(fā)射驅(qū)動模塊及其與各組發(fā)射管之間的連接示意
4圖； 圖3 :每組發(fā)射管及其驅(qū)動電路與載波頻率源和驅(qū)動模塊之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4 :兩種可用于紅外發(fā)射管的驅(qū)動電路； 圖5 :本發(fā)明中各組接收管與選通模塊之間的連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6 :每組接收管與信號放大處理電路之間的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。 圖1中，101是被檢測的觸摸表面，102是紅外發(fā)射管組和驅(qū)動電路，103是發(fā)射管
驅(qū)動模塊，104是紅外接收管組及由其構(gòu)成的光電信號檢測電路，105是光電信號檢測電路
選通模塊和信號分配網(wǎng)絡(luò)，106是載波頻率源組，107是信號放大處理電路組，108是觸摸檢
測信號編碼器，109是紅外觸摸裝置中的微控制器系統(tǒng)，110是連接載波頻率源與微控制器
系統(tǒng)的控制線，lll是微控制器系統(tǒng)與使用本發(fā)明裝置的外部計算機的通信接口。 圖2中，201是矩陣結(jié)構(gòu)的發(fā)射模塊中的行輸出單元，202是是矩陣結(jié)構(gòu)的發(fā)射模
塊中的列輸出單元，203、204是任選的兩個包涵驅(qū)動電路的發(fā)射管組L1H1和L2H3， 205是載
波頻率源組與各個發(fā)射管組中驅(qū)動單元相連接的信號總線。 圖3中，301、303分別是發(fā)射管組203、204中的紅外發(fā)射管，302、304分別是與發(fā)射管組203、204中發(fā)射管相配合的驅(qū)動電路。 圖4中，401是與發(fā)射管相配合的與非門結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，402是與發(fā)射管相配合的與門結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路，403是紅外發(fā)射管的電路符號。 圖5中，501是接收管組的選通模塊，502是一個接收管組及其配合的檢測電路，503是光電信號檢測電路與信號放大處理電路之間的信號傳輸總線。 圖6中，601、603分別是兩個接收管組，602、604是與接收管組中接收管相配合構(gòu)成光電信號檢測電路的電阻。
具體實施例 下面結(jié)合附圖，來說明本發(fā)明的基本實施例。因為本發(fā)明所涉及的技術(shù)方案是關(guān)于紅外線號的發(fā)射和接收的電路部分的內(nèi)容，因此在實施例中不再給出紅外觸摸裝置(紅外觸摸屏)具體的機械結(jié)構(gòu)。 圖1是本發(fā)明紅外觸摸裝置的總體電路結(jié)構(gòu)示意圖。與現(xiàn)有紅外觸摸裝置的基本機構(gòu)相比，本圖中最大的區(qū)別在于觸摸裝置中包含有一個載波頻率源組106，其中包含有Fl F8共8個載波頻率源，同時在接收端增加了同樣數(shù)量的信號放大處理電路，且頻率源和信號放大處理電路的數(shù)量，與每組中紅外發(fā)射和接收對管的數(shù)量相同。為方便說明本發(fā)明的原理，這里每組中包含的紅外發(fā)射和接收管的數(shù)量設(shè)定為8只，實際設(shè)計時可以在4-10只之間選擇。每組中包含管子的數(shù)量越多，掃描速度就越快，但電路也隨之更復(fù)雜；反之包含的數(shù)量越少，電路就越簡單，但掃描的速度也就隨之降低。考慮到在接收端減少全部信號放大處理電路所占用的微控制器系統(tǒng)的I/O端口 ，可以使用現(xiàn)有的編碼器芯片，將各個放大處理電路的單路輸出轉(zhuǎn)變?yōu)锽CD碼后再與微控制器系統(tǒng)相連接；而現(xiàn)有的編碼器如CD40147只有10個輸入端，因此每組中紅外元件(發(fā)射管和接收管)的數(shù)量最好小于10只。因此，本實施例中使用了 8只一組的結(jié)構(gòu)。這樣，發(fā)射端的載波頻率源106就應(yīng)該有F1 F8共8個；接收端的信號放大處理電路中的濾波單元107也有fl f8共8個，是信號放
5大處理電路中的信號處理和放大單元108同樣需要有Al A8共8路。這樣，就可以實現(xiàn)每組發(fā)射和接收對管同時被驅(qū)動和選通，掃描發(fā)射和接收管組之間的被檢測區(qū)域且不會在非對管之間產(chǎn)生干擾，大大縮短了完成掃描檢測整個被檢測區(qū)域所需要的時間，因而提高了紅外觸摸裝置的響應(yīng)速度。這里，載波頻率源組106中的8個載波頻率源，可以由一個基準(zhǔn)頻率發(fā)生器和若干個分頻器構(gòu)成，也可以利用微控制器系統(tǒng)的一個1/0端口輸出一個載波頻率，通過信號線111與載波頻率源相連接后，再由分頻器分頻而構(gòu)成。
在圖1中可以看到紅外發(fā)射和接收管安裝在被檢測表面101的邊緣；紅外發(fā)射管組及其驅(qū)動電路102被發(fā)射驅(qū)動模塊103驅(qū)動，并且該驅(qū)動模塊通過地址數(shù)據(jù)線與微控制器系統(tǒng)110的I/0端口相連接；在接收端，紅外接收管組及由接收管構(gòu)成的光電信號檢測電路104與光電信號檢測電路選通模塊和信號分配網(wǎng)絡(luò)105相連接，并且其中的選通模塊，也通過地址數(shù)據(jù)線與微控制器系統(tǒng)110的1/0端口相連接；而被選通的接收管組中每只接收管及其檢測電路的輸出端，則通過其中的信號選通網(wǎng)絡(luò)，連接到信號放大處理電路組107中各個信號放大處理電路的輸入端。信號放大處理電路組107由濾波單元fl f8和放大處理單元A1 A8構(gòu)成，圖中給出的連接順序只是一種可用結(jié)構(gòu)，在實際應(yīng)用中可靈活設(shè)計。 一般情況下濾波單元實際上只是每一路信號放大處理電路中的一個組成部分，其中常常還包含有如放大器之類的有源元件。 通過上面對具體結(jié)構(gòu)的描述，可知本發(fā)明檢測觸摸物位置的原理因為每一組中每一對紅外發(fā)射和接收管在觸摸裝置上的安裝位置是已知的，因此通過檢測與接收管組中每只接收管相對應(yīng)的信號放大處理電路的輸出情況，就可以得到是否有觸摸物，以及觸摸物在掃描檢測區(qū)域內(nèi)的縱橫向精確位置坐標(biāo)。下面再結(jié)合其他附圖來進一步說明本實施列各部分的詳細(xì)原理和結(jié)構(gòu)。 圖2是一種可用于紅外發(fā)射管組的矩陣結(jié)構(gòu)的發(fā)射驅(qū)動模塊的結(jié)構(gòu)，即矩陣結(jié)構(gòu)的驅(qū)動模塊。圖中的驅(qū)動模塊103由行驅(qū)動單元201和列驅(qū)動單元202構(gòu)成一個4X4驅(qū)動矩陣的示例，這兩個驅(qū)動單元又通過用于選擇發(fā)射管組地址的地址數(shù)據(jù)線與微控制器系統(tǒng)109的1/0接口相連接。這兩個單元可以使用行譯碼器/多路分配器構(gòu)成，如根據(jù)輸出電平和輸出端口數(shù)量的要求，主要根據(jù)所需要的矩陣的大小，使用74HC138、139或74HC238、239等邏輯電路構(gòu)成，在本圖中的4X4矩陣則可以使用74HC238或239構(gòu)成。由于這部分的電路在現(xiàn)有的紅外觸摸屏中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，故無需在此詳細(xì)說明。各個紅外發(fā)射管組連接在行驅(qū)動單元和列驅(qū)動單元的輸出端口 Ll L4、H1 H4之間，如圖中的兩個單元203、204，分別連接在L1H1和L2H3之間。載波頻率源106中的各個頻率發(fā)生單元則通過信號總線205，與各個紅外發(fā)射管組及其內(nèi)部的電路相連接。 圖3選擇了兩個紅外發(fā)射管組203和204來說明紅外發(fā)射管組內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，以及與發(fā)射驅(qū)動矩陣中的行和列驅(qū)動單元201、202之間的連接結(jié)構(gòu)。因為各個發(fā)射管組中的每只發(fā)射管都需要與一個載波頻率源相連接，所以組內(nèi)的每個發(fā)射管301或303都需要分別配置有驅(qū)動單元302或304。結(jié)合圖4所給出的這個驅(qū)動單元的兩種結(jié)構(gòu)，可以更清楚地說明驅(qū)動單元與其他部分的連接結(jié)構(gòu)。從圖3可以看到，發(fā)射管組中203中的8只紅外發(fā)射管LED11 LED18分別與8個驅(qū)動單元Dll D18相連接；發(fā)射管組中204中的8只紅外發(fā)射管LED71 LED78分別與8個驅(qū)動單元D71 D78相連接；而每個組中相同序號的驅(qū)動單元，又分別通過信號總線205與8個載波頻率源Fl F8相連接；并且每個發(fā)射管組又
6有兩個輸入端分別與驅(qū)動模塊中行驅(qū)動單元和列驅(qū)動單元的相應(yīng)輸出端口相連接，如發(fā)射管組203的兩個輸入端LI和Hl、發(fā)射管組204的兩個輸入端L2和H3。
圖4給出的兩種可以應(yīng)用于上述驅(qū)動單元的兩種基本電路結(jié)構(gòu)與非門和與門結(jié)構(gòu)。在與非門結(jié)構(gòu)中，紅外發(fā)射管403的負(fù)極連接在與非門驅(qū)動單元401的輸出端；而在與門結(jié)構(gòu)中，紅外發(fā)射管403的正極連接在與門驅(qū)動單元402的輸出端；而紅外發(fā)射管的另一極則構(gòu)成電流匯集端COM，相應(yīng)的高低電平上。無論是與門還是與非門驅(qū)動單元，其輸入端都有兩個，一個用于發(fā)射管組中各個發(fā)射管的選通驅(qū)動，如圖中的輸入端Inl，另一個用于連接載波頻率源以實現(xiàn)載波的調(diào)制，如圖中的輸入端In2。用于發(fā)射管組中各個發(fā)射管的選通驅(qū)動的輸入端連接在一起之后，與驅(qū)動模塊的一個選通輸出端相連接，例如圖2和圖3中的Ll或者L2 ;另一個用于連接載波頻率源的輸入端與其他組中標(biāo)號相同的紅外發(fā)射管的驅(qū)動器的同名輸入端耦合連接后，與相應(yīng)的載波頻率源相連接，如圖3中的信號總線205。而同組發(fā)射管驅(qū)動單元的電流匯集端COM則連接在一起后，根據(jù)驅(qū)動模塊不同的結(jié)構(gòu)，或者連接到驅(qū)動模塊另一個選通輸出端，如圖2和圖3中的Hl或H3，或者與驅(qū)動電源或地電位相連接。在本發(fā)明中，驅(qū)動模塊103還可以使用行譯碼器/多路分配器構(gòu)成行輸出結(jié)構(gòu)的驅(qū)動模i央，即NXl的矩陣，這時同組發(fā)射管的電流匯集端COM連接在一起以后，就可以直接連接在觸摸裝置的電源Vcc或者地GND上。這種結(jié)構(gòu)比較適合于尺寸較小的觸摸裝置，可以簡化發(fā)射驅(qū)動模塊的設(shè)計，更容易承受較大的驅(qū)動電流。 圖5給出的是一種可用于紅外接收管組的選通模塊的結(jié)構(gòu)，以及由紅外接收管為核心構(gòu)成的光電信號檢測電路與信號放大處理電路組107之間的連接結(jié)構(gòu)。由于在紅外觸摸裝置的接收端涉及小信號的拾取和傳輸，因此接收管組的選通模塊501使用行譯碼器/多路分配器構(gòu)成單行串聯(lián)結(jié)構(gòu)的選通模塊，即NX1矩陣結(jié)構(gòu)的選通模塊，保證光電信號檢測電路的接地端直接接地更合適。在這里，選通模塊可以使用如74HC238這樣可以分配輸出高電平的邏輯電路構(gòu)成，根據(jù)所要選通的接收管組的數(shù)量的多少，來確定是使用單片邏輯電路還是多片級聯(lián)。圖5中給出的示例，是與發(fā)射模塊相配合的16路選通模塊，可由兩片74HC238級聯(lián)而成，從輸出端口 SV01 SV16輸出檢測電路所需要的高電平。從圖5中可以看到，上面所述的每一組紅外接收管及其構(gòu)成的光電信號檢測電路單元RUOl RU16，與信號放大處理電路組107之間，通過信號總線503相連接，圖6給出了更清楚的連接結(jié)構(gòu)，同時還給出了光電信號檢測電路的一種結(jié)構(gòu)。 在圖6中，以按順序排列的16組接收管及其光電信號檢測電路RU01 RU16中首尾兩組RU01和RU16之間的連接結(jié)構(gòu)為例，說明了接收管組及其光電信號檢測電路的兩種具體結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系。RU01單元給出了第一種結(jié)構(gòu)第一組接收管601中的每一只接收管的正極，都與電阻排602中的一只電阻的一端相連接，并作為光電信號的輸出端，電阻的另一端接地；每組接收管的正極連接在一起成為檢測電路的電源輸入端SVOl。 RU16單元給出的光電信號檢測電路則是另外一種結(jié)構(gòu)在電路中增加了一組二極管605。第十六組中每只接收管603的正極并聯(lián)后接地，負(fù)極與電阻排604中的一只電阻的一端相連接并作為檢測電路的輸出端，電阻的另一端與二極管組605中的一只二極管負(fù)極相連接，二極管組中所有二極管的正極并聯(lián)后，作為檢測電路的電源輸入端SV16。 雖然圖6中給出了兩種的結(jié)構(gòu)，但是在一個裝置中只能使用一種結(jié)構(gòu)。因為在本發(fā)明中，不同接收管組之間的序號相同的接收管的光電信號的輸出端，需要并聯(lián)在一起構(gòu)成一條信號線，所以如果光電信號檢測電路有兩種結(jié)構(gòu)，就會出現(xiàn)輸出端電位不平衡的問題，導(dǎo)致電路不能正常工作并影響到后面電路的正常工作。 由于在紅外觸摸裝置中，紅外發(fā)射管和接收管要一一配對安裝、同步驅(qū)動和選通，因此每組發(fā)射管都有一個對應(yīng)的接收管組，故此用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動模塊和用于選
通紅外接收管的選通模塊的地址數(shù)據(jù)輸入端，應(yīng)該與微控制器系統(tǒng)的同一組i/o輸出端口
相連接，以實現(xiàn)對發(fā)射和接收管最簡單形式的同步驅(qū)動。事實上，這也正是現(xiàn)有紅外觸摸裝置所使用的連接方式。 上面的實施例是本發(fā)明最基本的實施結(jié)構(gòu)，在具體實施時，可以根據(jù)本發(fā)明的基本技術(shù)方案構(gòu)建多種實際的電路結(jié)構(gòu)，如載波頻率源可以是一個功率頻率源，直接作為發(fā)射管驅(qū)動電路的電源；再如如果微控制器的1/0端口足夠，那么就可以將信號放大處理電路的輸出端直接與微控制器相連接而省去編碼器，因此在本發(fā)明基本技術(shù)方案基礎(chǔ)上的替換、改進、縮減，均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多頻掃描紅外觸摸屏，包含有若干對紅外發(fā)射和接收對管，用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊，以及控制上述模塊工作的微控制器系統(tǒng)，其特征在于所述對管中的紅外發(fā)射和接收對管分別被分為數(shù)量相同、相互對應(yīng)的若干組，每個組內(nèi)紅外發(fā)射管和接收管的數(shù)量相同并被按照相同的順序標(biāo)號；每組內(nèi)每只發(fā)射管均與一個驅(qū)動器相連接，每一個驅(qū)動器包含有兩個輸入端，其中一個輸入端與其他組中標(biāo)號相同的紅外發(fā)射管的驅(qū)動器的同名輸入端連接后，分別與一個載波頻率源相連接，另一個輸入端連接在一起，與所述驅(qū)動模塊的一個選通輸出端相連接；所述載波頻率源的數(shù)量，與所述各組發(fā)射管中數(shù)量最多的發(fā)射管的數(shù)量相同，且頻率各不相同；所述每個接收管組中的每一只接收管的光電信號輸出端，均與其他組中序號相同的接收管的輸出端連接在一起以后，分別與一個包含有帶濾波器的信號放大處理單元相連接，所述放大處理單元的數(shù)量與所述載波頻率源的數(shù)量相同，并且其中每個濾波的通頻帶，分別與所述各個載波頻率源的輸出頻率相對應(yīng)；由所述每組中各個接收管構(gòu)成的光電信號檢測電路的電源輸入端連接在一起，與所述接收管的選通模塊的一個選通輸出端相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述每組中紅外發(fā)射和接收對管 的數(shù)量小于10對。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述各個放大處理單元的輸 出端，分別與一個10線輸入4線輸出的BCD碼的編碼器的輸入端相連接；所述編碼器的輸 出端與所述微控制器系統(tǒng)的1/0端口相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述載波頻率源由一個基準(zhǔn)頻率 發(fā)生器和若干個分頻器構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述載波頻率源由若干個分頻器 構(gòu)成，所述分頻器的信號輸入端與所述微控制器系統(tǒng)的一個1/0端口相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述光電信號檢測電路還包含有 一只二極管，由紅外接收管正極與一只電阻相連接構(gòu)成；所述電阻的另一端地；所述接收 管的負(fù)極為檢測電路的電源輸入端。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述光電信號檢測電路，由紅外接 收管負(fù)極與一只電阻相連接構(gòu)成；接收管的正極接地；所述電阻的另一端還與一只二極管 的負(fù)極相連接，所述二極管的正極為檢測電路的電源輸入端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動 模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊，均由行譯碼器/多路分配器構(gòu)成；所述驅(qū)動模塊 由兩個所述行譯碼器/多路分配器構(gòu)成驅(qū)動矩陣；所述每組內(nèi)耦合連接在一起的驅(qū)動器的 輸入端，與所述驅(qū)動矩陣的一個選通輸出端相連接，所述驅(qū)動器與被驅(qū)動的發(fā)射管連接后 的電流匯集端，與所述驅(qū)動矩陣的另一個輸出端相連接；所述選通模塊由一個所述行譯碼 器/多路分配器構(gòu)成順序選通電路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述用于驅(qū)動紅外發(fā)射管的驅(qū)動 模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊，均為由行譯碼器/多路分配器構(gòu)成的順序選通電路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或8、9所述的紅外觸摸屏，其特征在于所述用于驅(qū)動紅外發(fā)射管 的驅(qū)動模塊和用于選通紅外接收管的選通模塊的地址數(shù)據(jù)輸入端，是所述微控制器系統(tǒng)的 同一組I/0輸出端口。
全文摘要
一種多頻掃描的紅外觸摸裝置，其中紅外發(fā)射和接收對管被分為若干組，每個發(fā)射管組內(nèi)的每只發(fā)射管均被一個載波頻率源和紅外發(fā)射管的驅(qū)動模塊同時驅(qū)動；載波頻率源的數(shù)量與組內(nèi)發(fā)射管的數(shù)量相同且頻率各不相同。接收管組中的每一只接收管的光電信號輸出端，均與其他組中序號相同的接收管的輸出端連接在一起以后，分別與一個包含有與各個載波頻率源的輸出頻率相對應(yīng)濾波器的放大處理單元相連接，處理的結(jié)果被送到控制觸摸裝置的微控制器，對實現(xiàn)觸摸物坐標(biāo)的檢測。本發(fā)明的優(yōu)點在于可以同時驅(qū)動一組中多對發(fā)射和接收管并行掃描檢測而不會產(chǎn)生互相干擾的現(xiàn)象，因此能夠多倍提高掃描速度，適合應(yīng)用于尺寸較大的紅外觸摸裝置。
文檔編號G06F3/042GK101788870SQ20091020986
公開日2010年7月28日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者肖衣鑒 申請人:深圳市山鷹科技有限公司