[发明专利]一种红外触摸设备以及电压信号生成方法

说明书

本申请公开了一种红外触摸设备，其红外触摸屏的接收模块包括电阻电路以及光敏二极管电路，其中：电阻电路设有多个分别与预设的光强度范围对应的采样电阻，用于根据红外触摸设备当前所处的环境光强度，选择与环境光强度所在的光强度范围对应的采样电阻，来将光电流信号转换为电压信号；光敏二极管电路与电阻电路相连，并通过电阻电路接地，用于根据环境光强度产生光电流信号。通过应用本方案，可以在满足抗光性的基础上，根据实际光强度范围选择合适的采样电阻，从而降低了红外触摸设备的发射对管的驱动电流和功耗，提高了红外触摸设备的寿命。同时本申请还提出了一种电压信号生成方法以及装置。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种红外触摸设备。本发明同时还涉及一种电压信号生成方法。

背景技术

触摸屏是一个可以检测到在显示区域内触摸的存在和位置的电子系统，它简化了人机交互方法。当前触控技术中，红外触控技术具有环境适应性强、寿命更长、可识别触摸点数更多等优势。

红外线技术触摸屏(InfraredTouch ScreenTechnology)由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外线式触控屏的实现原理与表面声波式触控相似，它使用的是红外线发射与接收感测元件。这些元件在屏幕表面形成红外线探测网，触控操作的物体(比如手指)可以改变触电的红外线，进而被转化成触控的坐标位置而实现操作的响应。在红外线式触控屏上，屏幕的四边排布的电路板装置有红外发射管和红外接收管，对应形成横竖交叉的红外线矩阵。

红外触摸屏不仅结构简单，而且能够不受电流、电压和静电等干扰，因此适宜在许多恶劣环境下使用，同时红外触摸屏具有高稳定性、高分辨率、安装方便等优点，目前正越来越成为触摸屏市场的主流产品。

如图1所示，为现有技术中红外触摸屏的接收信号处理电路的示意图。该方案给光敏二极管(接收管)加一个偏置电压，通过采样电阻R接地，将光电流信号转换为电压信号。假设产生的光电流为I(ψ)，ψ为光敏二极管接收到的光强，则产生的信号幅度为：V(ψ)＝R·I(ψ)，换言之，在光强相同的条件下，采样电阻R越大，产生的信号幅值V(ψ)越大。红外发射管开关产生的光强差为Δ(ψ)，则产生的信号差：ΔV(ψ)＝Δ(ψ)·R，其中ΔV(ψ)＝为有效信号。

然而，红外触摸屏在工作的时候，如果环境中含有大量红外成分，特别是在阳光直射下，由于红外线的干扰，会导致红外触摸屏无法使用。因此在设计红外触摸屏时，必须考虑到抗光性能，保证触摸屏不受外界的干扰光的影响。

目前抗光的方法多种多样，除了软件算法和结构方面，电路上主要有以下几种方法：

1.使用RC滤波电路：一般环境中的干扰光频率低于红外触摸屏信号的频率，可以认为有效信号为高频信号，干扰信号为低频信号，滤波电路将低频的干扰信号滤除；

2.利用电容器两边电压不能突变的特性，电容器一定接光电转化后的信号，一端接泄放开关，将环境光产生的电压存储在电容上。当有效信号到来时，关闭泄放开关，电容输出的信号则为信噪比较高的有效信号。

3.发射端使用载波调制的方式，接收端进行滤波和解调处理。

发明人在实现本发明的过程中发现，以上方案在一定环境光强范围内可以滤除干扰光信号达到抗光的效果，但都有一个前提，就是最原始的采样电阻处(位置1处)信号不能饱和，即1处的电压V(ψ)＜VCC。为达到这一目标，需要降低采样电阻R的值，以避免在强环境光时信号饱和。但是，采样电阻确定后，其最大抗光性能就已经确定。同时，由于较小的采样电阻产生的有效信号较弱，需要增加发射灯的功率，即加大驱动电流，增加系统功耗，较大的电流冲击容易降低产品的寿命。而实际使用中，环境光较强的使用场景较少，没必要使用太小的采样电阻。