一種用於紅外觸控螢幕的光電檢測電路的製作方法

2023-10-17 09:44:14

專利名稱：一種用於紅外觸控螢幕的光電檢測電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及紅外觸控螢幕的光電檢測電路，尤其涉及光敏偏置電路。
背景技術：
隨著計算機系統的普及應用，目前各種包含有計算機或微處理器的裝置和設備正加速與觸控技術結合。隨著科技的進步，出現了很多種屏幕觸控輸入技術。根據其工作原理，其目前一般被分為電阻、電容、紅外、光學、表面聲波的觸控螢幕輸入技術和使用電磁、超聲、光學技術為代表的使用專用筆的交互式電子白板觸控輸入技術。其中，紅外屏觸控輸入技術是一種具有結構簡單、成本低、免維護、適用尺寸範圍大等諸多優點的技術。現有的紅外平處控技術的瓶頸是難於設計抗光性的問題。圖1為現有的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的原理圖。如圖1所示， 現有的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光面偏置電路包括光敏管D，一個電阻R，所述電阻R 的一端與所述光敏管D相連，另一端接地。由於電阻R是不可變的，因此沒有自適應性。如果電阻R值較大時，雖然靈敏度較高，但是抗飽和能力較弱；反之如果電阻R值較小時，抗飽和能力提高了，但是反之靈敏度會降低。因此現有的紅外觸控螢幕的光電檢測電路的抗光性很難設計。

實用新型內容需要解決的技術問題本實用新型提供的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，需要解決抗光性難於設計的問題。技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種用於紅外觸控螢幕的光電檢測電路， 包括光敏管和與光敏管相匹配的偏置電路，上述光敏管的偏置電路中設置有與上述光敏管串聯的低通濾波單元。上述低通濾波單元包括直流電阻的電感線圈，上述直流電阻可以是上述電感線圈的內阻，也可以是與電感線圈串聯的電阻。上述低通濾波單元是包括電晶體和電阻、電容的模擬電感電路。上述低通濾波單元是包括雙極型晶體三極體、第一電阻及第一電容的模擬電感電路，上述第一電阻兩端分別與上述雙極型晶體三極體的集電極和基極連接，上述第一電容兩端分別與上述雙極型晶體三極體的基極和發射極連接，上述雙極型晶體三極體的集電極和發射極是上述模擬電感的兩個引出端。上述低通濾波單元是包括場效應三極體、第三電阻及第二電容的模擬電感電路， 上述第三電阻分別與上述場效應三極體的漏極和柵極連接，上述第二電容兩端分別與上述場效應三極體的柵極和源極連接，上述場效應三極體的源極和漏極是上述模擬電感的兩個引出端。[0013]在上述第二電容的兩端還並聯有一個第四電阻。上述雙極型晶體三極體的發射極與第二電阻的一端連接，上述第二電阻的另一端與上述第一電容連接；上述場效應三極體的源極與第五電阻的一端連接，上述第五電阻的另一端與上述第二電容連接。上述低通濾波單元是包括運算放大器、電阻及電容的模擬電感電路。上述第三電容一端與上述運算放大器的同相輸入端相連接，另一端與第七電阻的一端連接後作為模擬電感的一個引出埠 ；上述第七電阻的另一端與上述運算放大器的反相輸入端和輸出端相連接；上述第三電容與上述同相輸入端的連接點與第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端與一個參考電位點連接。在上述低通濾波單元的兩端還並聯有一個電阻。有益效果本實用新型提供的紅外觸控螢幕的光電檢測電路具有自適應性強的優點，在提高了靈敏度的情況下大大提高了電路的抗飽和能力，從而能夠為提高了紅外觸控螢幕的抗光幹擾能力提供電路結構的基礎。

圖1為現有的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的原理圖；圖2為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第一實施例；圖3為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第二實施例；圖4為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第三實施例；圖5為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第四實施例。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施例。需要事先說明的是，本實用新型中的第一、第二、第三等等術語僅僅為了區別不同技術方案中所使用的同一屬性的電路部件，並非表示順序。實施例一本實用新型提供一種用於紅外觸控螢幕的光電檢測電路，包括光敏管和與光敏管相匹配的偏置電路，光敏管的偏置電路中設置有與光敏管串聯的低通濾波單元。圖2為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第一實施例。 如圖2所示，低通濾波單元包括直流電阻Rll的電感線圈L11，上述直流電阻Rll可以是上述電感線圈Lll的內阻，也可以是與電感線圈Lll串聯的電阻。該檢測電路中，根據電感線圈Lll 「電流不能突變」的特性，構成了一個低通濾波器。當變化劇烈的掃描光信號被接收到時，電感Lll的感抗很大，在其兩端形成較大電壓降。而當變化較為緩慢的環境光被接收到時，電感Lll的感抗很小，從而增加光敏管的飽和電流，避免其很快飽和而無法檢測掃描信號。 該設計具有成本低的優點。實施例二圖3為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第二實施例。如圖3所示，上述低通濾波單元是包括雙極型晶體三極體T21、第一電阻R21及第一電容 C21的模擬電感電路。上述第一電阻R21兩端分別與上述雙極型晶體三極體T21的集電極和基極連接，上述第一電容C21兩端分別與上述雙極型晶體三極體T21的基極和發射極連接，上述雙極型晶體三極體T21的集電極和發射極是上述模擬電感的兩個引出端。事實上圖3的電路就是一個典型的由雙極型電晶體構成的模擬電感電路。這個電路是利用互易原理，利用第一電容C21兩端的電壓不能突變的特性，使整個電路單元呈電感的特性，等效於圖2中的L11。這樣，基於圖2電路相同的原理可知這個電路單元在環境光較暗時具有高靈敏度、在環境光較強時具有抗飽和的特性。該設計具有成本低、體積小的優點。上述電路還有一些可用的變形。例如在需要輸出較高的雙極型晶體三極體T21的發射極與第二電阻R22的一端連接，第二電阻R22的另一端與上述第一電容C21連接的電路。這樣的電路設計是一個更穩定的負反饋設計，同時還能增加實施例三圖4為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第三實施例。如圖4所示，上述低通濾波單元是包括場效應晶體三極體T21、第三電阻R31及第二電容C31的模擬電感電路，上述第三電阻R31分別與上述場效應三極體T21的漏極和柵極連接，上述第二電容C31兩端分別與上述場效應三極體T21的柵極和源極連接，上述場效應三極體T21的源極和漏極，是上述模擬電感的兩個引出端。在上述第二電容C31的兩端還並聯有一個第四電阻R32。該檢測電路的工作原理與上述實施例二相同，只是將雙極型電晶體換為場效應電晶體，故此不再贅述。上述利用雙極型電晶體或場效應晶體三極體的電路，還可以根據如對輸出電平等的要求做一些變形。如電晶體T21的發射極或源極，與一個第五電阻R33的一端連接，上述第五電阻R33的另一端與上述第二電容C31連接。實施例四圖5為本實用新型的紅外觸控螢幕的光電檢測電路中光敏偏置電路的第四實施例。 如圖5所示，上述低通濾波單元是包括運算放大器Al、電阻及電容所構成的模擬電感電路。上述第三電容C41 一端與上述運算放大器Al的同相輸入端相連接，另一端與第七電阻R42的一端連接後作為模擬電感的一個引出埠 ；上述第七電阻R42的另一端與上述運算放大器Al的反相輸入端和輸出端相連接；上述第三電容C41與上述同相輸入端的連接點與第六電阻R41的一端連接，第六電阻R41的另一端與一個參考電位點連接。這裡，模擬電感的另一個連接埠是運放的電源線。該檢測電路的工作原理，也是利用了電感與電容的互易性的原理，構建了一個標準的模擬電感，同樣利用了電容兩端電壓不能突變的特性，在基本電子電路的教科書中有詳細的說明，不再贅述。因運放具有接近理想的電性能參數，所以該實施例具有設計最佳簡單的的優點。在某些情況下，如果環境幹擾光較弱或者環境光的強度變化較大，這時一般不要求觸控螢幕的靈敏度過高，以免造成誤觸發而降低觸控螢幕操作的可靠性，需要在這種環境下降低觸控螢幕的觸發靈敏度。這時可以在上述各種低通濾波單元的兩端並聯上一個電阻。這樣當電感或者模擬電感的交流阻抗較大時，由所述並聯的電阻決定了檢測電路的最高靈敏度，能夠有效地提高紅外觸控螢幕的操作可靠性。本實用新型提供的紅外觸控螢幕的光電檢測電路具有自適應性強的優點，並且提高了靈敏度和抗飽和度能力。最後應說明本實用新型的技術方案不局限於本具體實施例中說明的觸控螢幕及觸控螢幕的判斷觸摸點的方法，應了解不脫離本實用新型的技術思想的範圍內進行等同變換、 代替均屬於本實用新型要求保護的範圍。本實用新型的具體保護範圍參照權利要求書中公開的範圍。
權利要求1.一種用於紅外觸控螢幕的光電檢測電路，包括光敏管和與光敏管相匹配的偏置電路， 其特徵在於，所述光敏管的偏置電路中設置有與所述光敏管串聯的低通濾波單元。
2.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，所述低通濾波單元包括直流電阻的電感線圈，所述直流電阻可以是所述電感線圈的內阻，也可以是與電感線圈串聯的電阻。
3.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕光電檢測電路，其特徵在於，所述低通濾波單元是包括電晶體和電阻、電容的模擬電感電路。
4.根據權利要求3所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，所述低通濾波單元是包括雙極型晶體三極體、第一電阻及第一電容的模擬電感電路，所述第一電阻兩端分別與所述雙極型晶體三極體的集電極和基極連接，所述第一電容兩端分別與所述雙極型晶體三極體的基極和發射極連接，所述雙極型晶體三極體的集電極和發射極是所述模擬電感的兩個引出端。
5.根據權利要求3所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，所述低通濾波單元是包括場效應三極體、第三電阻及第二電容的模擬電感電路，所述第三電阻分別與所述場效應三極體的漏極和柵極連接，所述第二電容兩端分別與所述場效應三極體的柵極和源極連接，所述場效應三極體的源極和漏極是所述模擬電感的兩個引出端。
6.根據權利要求5所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，在所述第二電容的兩端還並聯有一個第四電阻。
7.根據權利要求4-6任一項所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，所述雙極型晶體三極體的發射極與第二電阻的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第一電容連接；所述場效應三極體的源極與第五電阻的一端連接，所述第五電阻的另一端與所述第二電容連接。
8.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，所述低通濾波單元是包括運算放大器、電阻及電容的模擬電感電路。
9.根據權利要求8所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，所述第三電容一端與所述運算放大器的同相輸入端相連接，另一端與第七電阻的一端連接後作為模擬電感的一個引出埠 ；所述第七電阻的另一端與所述運算放大器的反相輸入端和輸出端相連接；所述第三電容與所述同相輸入端的連接點與第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端與一個參考電位點連接。
10.根據權利要求1所述的紅外觸控螢幕的光電檢測電路，其特徵在於，在所述低通濾波單元的兩端還並聯有一個電阻。
專利摘要本實用新型提供紅外觸控螢幕的光電檢測電路，包括檢測光強的光敏管，其特徵在於，上述光敏管的偏置電路中設置有低通濾波單元，並與上述光敏管串聯。本實用新型提供的紅外觸控螢幕的光電檢測電路具有自適應性強的優點，並且提高了靈敏度和抗飽和度能力。
文檔編號G06F3/042GK202153348SQ20112029274
公開日2012年2月29日 申請日期2011年8月12日 優先權日2011年8月12日
發明者劉中華, 李欣原 申請人:北京博匯信通科技有限公司