[实用新型]适用于强环境光的红外触摸屏电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外触摸屏电路，尤其是涉及一种适用于强环境光的红外触摸屏电路。

背景技术

基于红外原理的触摸屏设备，通常都采用红外发光二极管作为发光源，红外光敏二极管或红外光敏三极管作为接收传感器。当有手指、笔等发生点击屏幕的操作时，会使接收传感器接收到的由发光源发出的红外光线出现被局部遮挡的情况。触摸屏控制器从而可以判断是否有触摸操作发生以及确定相应触摸点的位置。

在许多实际应用场合中，装有红外触摸屏的设备会放置在有强环境光直射、折射或者反射的位置。比如室外、办公室内靠近玻璃幕墙的位置、有强卤光灯、射灯的会场或者演播室等。

由于太阳光、卤光灯等光源中有非常强的红外分量，会严重影响接收传感器，往往会导致接收到有效信号在环境光产生的干扰中无法被有效的区分开来，从而影响到最终的使用效果。对于大尺寸的红外触摸屏，能够被接收传感器接收到的有效信号更加微弱，因此强光干扰会显得更加严重。这也是红外触摸屏一直以来都主要应用于室内，而无法大规模应用于室外或者强光场景的主要原因。

为了克服上述问题，目前主要使用的方法包括：从触摸屏的外框结构上尽量减少可能入射到接收传感器的外部环境光；在接收传感器上增加隔离非红外光线的涂层；降低触摸屏后级电路中对接收信号的放大、增加触摸屏红外发光源的强度；或者调制红外发光源等。

但是上述方案都有自身的局限，如：

外框结构的调整可以大幅度减少入射到传感器上的环境光，但是对于很多特定角度摆放的触摸设备还是会有问题。当环境光经过直射、折射或反射后，依然可以比较明显的影响的传感器。

传感器上增加涂层虽然可以有效阻隔可见光等非红外分量，但是对于红外分量本身是不进行过滤的。因此对于环境光中的红外分量则几乎没有任何效果的。

降低接收电路中对信号的放大，可以防止过强的环境光信号造成接收端的饱和，但本质上会直接降低信噪比。造成后级信号处理的困难。

增加红外发光源的强度，可以有效提高信噪比，并克服一定强度的环境光。但是由于发光源强度的提升，会大幅度增加系统功耗，并且随着发光源发光强度的增加，对红外发光源的寿命也会产生影响。

调制红外光源是另一种常用并有效的方法。通常阳光等环境光是一个变化缓慢的直流分量，而将红外光源调制后，可以在接收电路中通过比较成熟的滤波电路将有效信号提取出来。但是，如果采用高频调制，一般会大幅度的增加系统成本和设计复杂度。而采用开关模式的调制，则需要多次的开关红外发射灯来保证能够有效采样到信号的包络，从而会大幅度增加单次信号的采样周期，造成在大尺寸红外触摸屏，尤其是多点应用中采样频率过低的问题，并最终影响触摸的效果。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种适用范围广、实现成本低、电路结构简单、性能高的适用于强环境光的红外触摸屏电路，。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种适用于强环境光的红外触摸屏电路，其特征在于，包括多个受控红外发光源、多个与受控红外发光源对应的红外接收传感器及其信号处理电路以及主控制器，所述的主控制器分别与受控红外发光源和红外接收传感器及其信号处理电路连接；

所述的主控制器控制多个受控红外发光源进行快速开关切换，所述的红外接收传感器及其信号处理电路接收受控红外发光源的信号，并对其中的环境光进行滤除。

所述的受控红外发光源包括依次连接的供电模块、开关切换模块和红外发光二极管，所述的开关切换模块与主控制器连接；

所述的供电模块，将触摸屏的输入电源通过电压电流转换电路，转换成直接驱动红外发光二极管的电源；

所述的开关切换模块，受主控制器的控制，控制红外发光二极管的快速打开或者关闭。

所述的开关切换模块包括分别与主控制器连接的P-MOSFET和N-MOSFET，所述的主控制器通过控制信号打开P-MOSFET和N-MOSFET，所述的红外发光二极管接通电源、打开发光；当P-MOSFET和N-MOSFET任意一个关闭后，所述的红外发光二极管断开电源、停止发光。

所述的红外接收传感器及其信号处理电路包括依次连接的红外接收传感器、第一级信号放大电路和第二级信号放大电路；

所述的红外接收传感器的输出连接到第一级信号放大电路的输入，所述的第一级信号放大电路的输出连接到第二级信号放大电路的输入，所述的第二级信号放大电路的输出连接到主控制器。

所述的红外接收传感器包括依次串联的红外光敏二极管以及电阻。