[发明专利]用于红外触摸屏的光电发射接收结构

说明书

技术领域

本发明涉及光电检测技术领域，尤其是应用于计算机触摸屏领域的、检测触摸物位置的红外光电检测技术领域。

背景技术

目前红外触摸屏的工作原理是在触摸屏四周按一定顺序安装许多对红外发射接收管，这些发射接收管沿触摸屏边缘纵向和横向排列，其发射接收的光线在显示屏幕的前方构成一个正交的或者以正交形式为主的红外扫描网格，通过检测手指等触摸物所隔断的红外光线，实现对触摸物位置的检测。这种典型结构的技术方案在号码为95105303.5、00121462.4的中国专利申请和号码为3,764,813、3,860,754、6,429,857的美国专利中都有详细描述。

这种结构要求在红外触摸屏的四个边框上都安装有红外元件——发射管和接收管，并且位置相对的两个边框之间，都安装有光轴在一条直线上的红外发射和接收对管，因此每对管子之间光线的最短距离都要不小于边框的长度或者宽度。这对于一般4∶3或者16∶9等常规尺寸的显示屏幕而言，一般不会有很大问题；但是对于某些特殊的应用，如长宽的比例超过2∶1甚至达到4∶1、10∶1等尺寸比例并且尺寸较大的拼合显示屏幕，沿显示屏幕长度方向传播的红外光线将会被严重衰减，导致触摸屏不能正常工作。另外，四个边框上都安装有红外元件，既增加了部件的数量，又对安装配合精度的要求比较高，因此也增加了生产制造和的成本。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有红外触摸屏的上述缺点，提出一种更适合大长宽比的显示屏幕的红外触摸屏的光电发射接收装置的技术方案。本发明的另一个目的是减少边框部件的数量，至少是降低对边框部件配合精度的要求。

为实现上述目的，本发明采用了如下的基本结构方案。在本发明的光电发射接收装置中，包含有红外元件即红外发射管和红外接收管、用于驱动每一只发射管并选通与该发射管对应的接收管的若干个开关阵列；耦合连接在与红外接收管对应的开关阵列的光电信号输出端的放大处理电路；以及通过I/O口线分别与上述各部分连接、控制上述部分工作的微型计算机系统。在本发明中，所述的红外元件，按照发射和接收元件分类，分别安装在构成触摸屏的框架的两个与显示屏幕的长边长度相同的长边上；在所述框架每个长边的延长部分，另各安装有M只同类型的红外元件，并且所述框架的两个长边的延长部分，与所述显示屏幕中心成中心对称结构；在所述两个长边的第一个长边上的第N只红外元件，对应于第二个长边上的第N只红外元件和第N+M只红外元件；在所述第一个长边的延长部分安装的M只红外元件，分别与框架第二个长边同一侧边缘部分安装的、在所述第一个长边上仅有一只红外元件与其对应的M只红外元件相对应；各个互相对应的红外元件，分别连接在不同的开关阵列内。

红外元件包含有红外发射和接收管，因此上述基本结构可以有两种具体构造。

第一种：在所述第一个长边上的第N只红外元件，以及所述框架长边的延长部分安装的红外元件，均是红外发射管；与所述第一个长边上的第N只红外元件相对应的第二个长边上的第N只、第M+N只红外元件，以及所述第二个长边的延长部分安装的M只红外元件，均为红外接收管。这样，所述第N只、第N+M只红外接收管，分别被连接在不同的开关阵列内。在这种结构下，接收管可以同时接收同一个发射管发射的红外线以提高扫描速度。为了使两只接收管互不影响，就需要所述第N只、第N+M只红外接收管的红外光电信号的输出端，分别被耦合连接到包含在光电信号放大处理电路中的独立的放大器的输入端。

第二种：在所述第一个长边上的第N只红外元件，以及所述框架长边的延长部分安装的红外元件，均是红外接收管；与所述第一个长边上的第N只红外元件相对应的第二个长边上的第N只、第N+M只红外元件，以及所述第二个长边的延长部分安装的M只红外元件，均为红外发射管。这时，所述第N只红外接收管、第N只、第N+M只红外发射管，分别被连接在不同的开关阵列内。由于一只接收管不能同时接受两只未经调制的红外发射管所发射的红外线，因此这是对接收管的光电信号处理电路中的放大器没有特殊要求。

无论第一种还是第二种具体的构造，在所述微型计算机系统包含微控制器，所述微控制器通过所述的I/O接口，控制所述开关阵列，在所述红外元件发射红外线时，选通与该发射红外线的原件相对应的红外接收元件。

当然，对于所述框架的两个长边的延长部分，还可以参照现有触摸屏的结构，安装在所述显示屏幕的宽度方向的边缘上，以缩减触摸屏在长度方向的尺寸。