[实用新型]用于红外触摸屏的红外元件选通电路

说明书

本发明涉及一种用于红外触摸屏内，选扫描通红外发射和接收管矩阵中每个单元所使用的选通电路，尤其用于选通红外接收单元，属于计算机多媒体技术领域。

红外触摸屏经过多年发展，现在已经发展到第四代、第五代，其各种性能指标已经接近完美。但是由于红外触摸屏需要配合显示器才能使用，需要安装在显示器内显示屏周围的空间内，在这个空间内安装红外发射管和红外接收管阵列，以及相应的控制、选通、驱动电路。由于现有的红外触摸屏的这部分电路，都使用矩阵结构或者类似矩阵的连接方式，需要很多条连接导线，并配合译码器以及模拟开关，才能将每个红外元件单元，即每一只红外发射管或接收管连接起来，实施有效的扫描驱动或将接收到的光电信号输出到信号处理电路，如号码为00121462.4的中国专利申请所公布的技术内容及其参考专利所给出的电路结构。这样，原本安装红外元件就需要一定面积的印刷电路板，而过多的印刷导线就更需要较大面积的印刷电路板才能安放布置，因而导致印刷电路板的宽度增加，围绕显示屏周围的四片印刷电路板之间的连接器的接点也增加，以至于超过显示屏周围空间的尺寸，或者增加红外触摸屏的安装难度，并使可靠性降低。这种情况就会大大地限制触摸屏的适用范围，使得许多成品显示器难以安装红外触摸屏，也就限制了触摸屏的使用范围。

另外，由于红外接收管工作机理所决定，在进行光电转换过程中的瞬态响应并不理想，在突然受到光照的瞬时会产生过冲现象，如图5中所示的毛刺16。这种现象对于早期的红外触摸屏，如申请号为95101303的中国专利申请所涉及到的触摸屏结构，还不至于产生过大的影响，因为那时仅检测通过显示器表面的红外线是否被阻断，即光电信号的有无，而不关心红外光电信号的波形。而对于采用如上述00121462.4中国专利申请所公布的原理和结构的高性能红外触摸屏，光电信号的质量将明显影响触摸屏的性能。这时为了保证触摸屏的性能，就需要很复杂的信号处理过程，从而增加了电路的设计、调试的难度和电路的复杂程度。

本发明的目的就是针对上述现有红外触摸屏的缺点，公开一种主要由移位寄存器构成的红外单元选通电路，尤其是用于接通红外接收单元的选通电路，以最大限度地减少元器件之间、广告电路板之间的连接，减小电路板的宽度以适应各种成品显示器安装，同时也增加会产品的可靠性。本发明另外的目的是充分利用移位寄存器可以同时选通多个红外发射或接收单元的特点，使用滞后读取光电信号的方法，彻底消除光电元件瞬态效应所产生的过冲毛刺所产生的不利影响。

本发明的基本方案如下：使用串行输入并行输出的移位寄存器驱动每一个红外单元；所有移位寄存器的时钟输入端并联在一起，并与触摸屏的微控制器系统的扫描时钟输出端相连接；第一片移位寄存器的数据输入端，与上述微控制器系统的选通数据输出端相连接；其并行数据输出端的最高位，与下一片移位寄存器的数据输入端相连接，并按此方式根据实际需要连接更多的移位寄存器芯片；所述每一片移位寄存器芯片的并行数据输出端对应一个红外发射或接收单元，与该对应单元的驱动输入端相连接。这种电路结构既可以用于红外发射单元的扫描选通，也可以用于红外接收单元的扫描选通，但这两种红外单元都至少包含一个驱动输入端和一个汇流端；其中汇流端通过电阻连接到触摸屏系统电源回路的一端，如接电源正极或接地。

为了消除过冲毛刺的不利影响，本发明中还使用了如下技术方案：移位寄存器芯片的并行数据输出端对应的接收单元由光电晶体三极管构成；所述光电晶体三极管的集电极与所述移位寄存器的并行数据输出端相连接，所有与移位寄存器上号码为奇数的并行输出端相连接的光电三极管，其发射极并联到一起后，通过同一个电阻接地，光电信号由所述电阻与光电晶体三极管发射极的连接处输出到第一个模拟开关的输入端；所有码为偶数的并行输出端所对应光电三极管，其发射极并联到一起后，通过另外一个电阻接地，光电信号由所述电阻与光电晶体三极管发射极的连接处输出到第二个模拟开关的输入端；所述两个模拟开关的控制端，同两个与扫描时钟同步跳变且互为反向的模拟开关控制电路的输出端口相连接；两个模拟开关的输出端并联而构成全部光电信号的输出端。在这种连接方式的情况下，如果移位寄存器的数据输入端输入两个扫描时钟周期宽度的高电平数据信号，系统就能够通过控制两个模拟开关轮流开启与关断，在后一个时钟周期输出在前一个时钟周期已经稳定的光电信号。互为反向的模拟开关控制电路的输出端口，可以是微控制器系统的I/O端口，也可以由D触发器等外接芯片的输出端构成，由前述扫描时钟控制其连续翻转。