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    • 专利摘要:
    Ein Schaltungsaufbau erfasst einen Berührungspunkt in einem Anzeigebereich. Eine Vielzahl von Lichtemittern ist rund um den Umfang des Anzeigebereichs angeordnet. Eine Vielzahl von Detektoren ist rund um den Umfang angeordnet, wobei sich jeder Detektor einem jeweiligen Lichtemitter gegenüber befindet. Eine Verknüpfungsschaltung für das Verbinden der Lichtemitter und Detektoren in einer Schaltmatrix hat eine Vielzahl von Matrixzeilen und Matrixspalten. Die Verknüpfungsschaltung enthält eine Vielzahl von Zeilenleitungen, wobei jede Zeilenleitung einer jeweiligen Matrixzeile entspricht, und eine Vielzahl von Spaltenleitungen, wobei jede Spaltenleitung einer jeweiligen Matrixspalte entspricht. Mit niedriger Spannung geschaltete Transistoren koppeln die Lichtemitter und Detektoren selektiv an die Zeilen- bzw. Spaltenleitungen an. Ein gemeinsames moduliertes Signal wird an die Anoden aller Lichtemitter gekoppelt. Durch das Verbinden der Kollektoranschlüsse wird den Detektorfototransistoren ein gemeinsames Erfassungssignal bereitgestellt. Folglich werden die mit hoher Spannung angesteuerten Multiplexschaltungen des Stands der Technik vermieden.A circuit structure detects a touch point in a display area. A variety of light emitters are arranged around the circumference of the display area. A large number of detectors are arranged around the circumference, each detector being located opposite a respective light emitter. A logic circuit for connecting the light emitters and detectors in a switching matrix has a large number of matrix rows and matrix columns. The logic circuit includes a plurality of row lines, each row line corresponding to a respective matrix row, and a plurality of column lines, each column line corresponding to a respective matrix column. Transistors switched at low voltage couple the light emitters and detectors selectively to the row or column lines. A common modulated signal is coupled to the anodes of all light emitters. By connecting the collector connections, a common detection signal is made available to the detector phototransistors. As a result, the high voltage driven multiplexing circuits of the prior art are avoided.
    公开号:DE102004005279A1
    申请号:DE200410005279
    申请日:2004-01-27
    公开日:2004-08-19
    发明作者:David Ryan West Lafayette Anderson；Gregory J. South Lyon Milne；Paul Fredrick Luther Novi Weindorf
    申请人:Visteon Global Technologies Inc；
    IPC主号:G06F3-042
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung bezieht sich allgemeinauf Touchscreen-Anzeigen und speziell auf Touchscreens, bei deneneine Kreuzungspunktmatrix mit rund um den Umfang eines Anzeigebereichsangeordneten Lichtemitter/Detektor-Paaren verwendet wird, die gescanntwerden, um eine durch Drücken miteinem Finger, einem Taststift oder einem anderen Zeigegerät gegendie Touchscreen-Anzeige bewirkte Blockade zu erfassen.The invention relates generallyon touchscreen displays and especially on touchscreens wherea crossing point matrix with around the circumference of a display areaarranged light emitter / detector pairs is used, which is scannedbe one by pressinga finger, a stylus or another pointing deviceblockage caused by the touchscreen display.
    [0002] Infrarot-(IR-)Touchscreens sind zurVerknüpfungvon Bildschirmberührungendurch den Finger eines Anwenders mit auf dem Bildschirm an verschiedenenStellen angezeigten Schaltflächenweit verbreitet. Typischerweise sind zur Bildung einer Vielzahlvon sich schneidenden Lichtwegen eine Anzahl von Lichtemittern (d.h. Sender) und Detektoren (d. h. Empfänger) rund um den Umfang desAnzeigebereichs angeordnet. Wenn der Anwender/die Anwenderin denBildschirm berührt,blockieren seine bzw. ihre Finger die IR-Übertragungganz bestimmter senkrecht zueinander angeordneter Sender/Empfänger-Paare.Auf der Basis der Identitätder blockierten Paare kann das Touchscreen-System den Standort derUnterbrechung feststellen.Infrared (IR) touchscreens are forshortcutof screen touchesthrough a user's finger with on the screen at variousSet displayed buttonswidespread. Typically they are used to form a varietyof intersecting light paths a number of light emitters (i.e.H. Transmitters) and detectors (i.e. receivers) around the scope of theDisplay area arranged. If the userTouched screen,his or her fingers block the IR transmissioncertain transmitter / receiver pairs arranged perpendicular to each other.Based on identityof the blocked pairs, the touchscreen system can change the location of theDetermine interruption.
    [0003] Typischerweise werden für die Emitterbzw. Detektoren IR-Leuchtdioden (LEDs) bzw. IR-Fototransistorenverwendet und auf einer rahmenförmigenLeiterplatte montiert, die an der Vorderseite des Bildschirms befestigtist. Die Schaltkreisdichte des LED/Fototransistoren-Bereichs einesKreuzungspunktmatrix-Touchscreens ist der Anzahl der in der Matrixverwendeten LED/Fototransistor-Paare (die wiederum eine Funktionder Anzahl der zu tastenden Schaltflächenstandorte ist) und derGröße der rahmenförmigen Leiterplatteproportional. Da das von einer LED emittierte Licht nicht einfachauf eine engbegrenzte, auf nur einen Fototransistor gerichtete Bahn gezwungenwerden kann, müssendie Paare sequenziell aktiviert werden. Die Mehrfachausnutzung der LED/Fototransistor-Paareerfordert zur Versorgung jedes Paars mit eigener Energie und/oderSteuersignalen und zur Ausbringung der erfassten Ausgangssignaledie Verwendung einer großenAnzahl von Leiterzügenauf der rahmenförmigenLeiterplatte.Typically for the emitteror detectors IR light-emitting diodes (LEDs) or IR photo transistorsused and on a frame-shapedPrinted circuit board mounted, which is attached to the front of the screenis. The circuit density of the LED / phototransistor area of aCross point matrix touchscreens is the number of in the matrixused LED / photo transistor pairs (which in turn have a functionthe number of button locations to be palpated) and theSize of the frame-shaped printed circuit boardproportional. Because the light emitted by an LED is not easyforced on a narrowly limited path directed at only one phototransistormay have to bethe pairs are activated sequentially. Multiple use of the LED / photo transistor pairsrequired to supply each couple with their own energy and / orControl signals and for outputting the detected output signalsthe use of a largeNumber of trackson the frame-shapedPCB.
    [0004] Da die rahmenförmige Leiterplatte außerhalb desAnzeigebereichs anzuordnen ist, muss die Gesamtpackungsgröße des Vorderteilseiner Touchscreen-Einheit größer alsder nutzbare Anzeigebereich sein. Ein breiter Rand um den Anzeigebereich herumkönntejedoch bei vielen Anwendungen, wie z. B. bei Anzeigegeräten in Kraftfahrzeuginstrumententafelnmit begrenztem Platz, unerwünschtsein. Der Rand legt außerdemdie Grenzen in der Ausführungder Einheit und der Möglichkeitzur Unterbringung anderer Komponenten (z. B. mechanische Stellknöpfe oderSchalter) nahe am Anzeigebereich fest. Außerdem führen größere Abmessungen zu höheren Kostender rahmenförmigenLeiterplatte und der Einheit insgesamt.Since the frame-shaped circuit board outside theDisplay area must be arranged, the total pack size of the front parta touchscreen unit larger thanthe usable display area. A wide border around the display areacouldhowever, in many applications such as B. in display devices in motor vehicle instrument panelswith limited space, undesirablehis. The margin also laysthe limits in executionof unity and possibilityto accommodate other components (e.g. mechanical control knobs orSwitch) close to the display area. In addition, larger dimensions lead to higher coststhe frame-shapedPCB and the unit as a whole.
    [0005] Die Erfindung verringert vorteilhaftdie Größe einerrahmenförmigenLeiterplatte durch Bereitstellung einer mit niedriger Spannung angesteuerten Schaltmatrixmit örtlicherMehrfachausnutzung, wodurch ein effizientes Leiterplattenlayoutmit einer verringerten Anzahl von Leiterzügen möglich ist. Außerdem werdendadurch weitere Vorteile bezüglichder Erfordernisse einer Versorgung mit reduzierter Energie, derFähigkeitzum Arbeiten in hell erleuchteter Umgebung, der kurzen Erfassungszeit,der Verringerung elektromagnetischer Störungen und der Beständigkeitgegen elektrostatische Entladung erreicht.The invention advantageously reducesthe size of oneframe-shapedPrinted circuit board by providing a switching matrix driven with a low voltagewith localMultiple use, resulting in an efficient circuit board layoutis possible with a reduced number of conductor runs. Also bethereby further advantages regardingthe requirements of a supply with reduced energy, theabilityfor working in brightly lit surroundings, the short acquisition time,electromagnetic interference reduction and durabilityagainst electrostatic discharge.
    [0006] In einem Aspekt der Erfindung wirdein Schaltungsaufbau zur Erfassung eines Berührungspunkts in einem Anzeigebereichbereitgestellt. Eine Vielzahl von Lichtemittern ist rund um denUmfang des Anzeigebereichs angeordnet. Eine Vielzahl von Detektorenist rund um den Umfang angeordnet, wobei sich jeder Detektor einemjeweiligen Lichtemitter gegenüberbefindet. Eine Verknüpfungsschaltungfür dasVerbinden der Lichtemitter und Detektoren in einer Schaltmatrixhat eine Vielzahl von Matrixzeilen und Matrixspalten. Die Verknüpfungsschaltungenthälteine Vielzahl von Zeilenleitungen, wobei jede Zeilenleitung einerjeweiligen Matrixzeile entspricht, und eine Vielzahl von Spaltenleitungen,wobei jede Spaltenleitung einer jeweiligen Matrixspalte entspricht.Jeder einer Vielzahl von Lichtemittertransistoren ist an einen jeweiligenLichtemitter und eine jeweilige Zeilenleitung angekoppelt. JederLichtemittertransistor hat einen an eine jeweilige Spaltenleitungangekoppelten und fürein jeweiliges Spaltenauswahlsignal zur Verbindung seines jeweiligenLichtemitters mit der jeweiligen Zeilenleitung empfindlichen Steuereingang.Jeder einer Vielzahl von Lastwiderständen koppelt eine jeweiligeZeilenleitung an eine festgelegte Spannung. Jeder einer Vielzahlvon Zeilentransistoren ist zwischen einer jeweiligen Zeilenleitungund der Erde geschaltet. Jeder Zeilentransistor hat einen an einejeweilige Zeilenleitung angekoppelten und für ein jeweiliges Zeilenauswahlsignal zurselektiven Verbindung seiner jeweiligen Zeilenleitung mit der Erdeempfindlichen Steuereingang.In one aspect of the inventiona circuit structure for detecting a touch point in a display areaprovided. A variety of light emitters are around theScope of the display area arranged. A variety of detectorsis arranged around the circumference, with each detector facing oneopposite each light emitterlocated. A logic circuitfor theConnecting the light emitters and detectors in a switching matrixhas a variety of matrix rows and columns. The logic circuitcontainsa plurality of row lines, each row line onecorresponds to the respective matrix row, and a large number of column lines,where each column line corresponds to a respective matrix column.Each of a plurality of light emitter transistors is connected to a respective oneLight emitter and a respective row line coupled. EveryoneLight emitter transistor has one on each column linecoupled and fora respective column selection signal to connect its respectiveLight emitter with the respective row line sensitive control input.Each of a plurality of load resistors couples a respective oneRow line to a specified voltage. Any of a varietyof row transistors is between a respective row lineand switched to earth. Each row transistor has one on onerespective row line coupled and for a respective row selection signalselective connection of its respective row line to earthsensitive control input.
    [0007] Jeder einer Vielzahl von Detektortransistorenist zwischen einem jeweiligen Detektor und einer jeweiligen Zeilenleitunggeschaltet. Jeder Detektortransistor hat einen an einer jeweiligenSpaltenleitung angekoppelten und für ein jeweiliges Spaltenauswahlsignalzur selektiven Verbindung seines jeweiligen Detektors mit der jeweiligenZeilenleitung empfindlichen Steuereingang. Unter Verwendung der Schaltungsanordnungder Erfindung wird ein gemeinsames moduliertes Signal zur Ansteuerungaller Lichtemitter verwendet, und die Detektortransistoren nutzendas Erfassungssignal gemeinsam (liegt z. B. an ihren Kollektoranschlüssen an).Folglich werden die mit hoher Spannung angesteuerten Multiplexschaltungendes Stands der Technik vermieden.Each of a plurality of detector transistors is connected between a respective detector and a respective row line. Each detector transistor has a control input coupled to a respective column line and sensitive to a respective column selection signal for the selective connection of its respective detector to the respective row line. Using the circuit arrangement of the invention, a common modulated signal for driving all Light emitter is used, and the detector transistors share the detection signal (e.g. at their collector connections). As a result, the high voltage driven multiplexing circuits of the prior art are avoided.
    [0008] 1 isteine perspektivische Explosionsdarstellung einer Touchscreen-Anzeige entsprechendder Erfindung. 1 is an exploded perspective view of a touch screen display according to the invention.
    [0009] 2 isteine schematische Ansicht einer durch die gepaarten Emitter undDetektoren gebildeten Kreuzungspunktmatrix. 2 Figure 3 is a schematic view of a cross point matrix formed by the paired emitters and detectors.
    [0010] 3 istein Blockschaubild einer Vorzugsausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektronischenIR-Erzeugungs-/Abtastsystems. 3 is a block diagram of a preferred embodiment of an electronic IR generation / scanning system according to the invention.
    [0011] 4 istein Schema einer Vorzugsausgestaltung einer entsprechend der Erfindungmit niedriger Spannung angesteuerten Schaltmatrix mit örtlicherMehrfachausnutzung. 4 Fig. 4 is a schematic of a preferred embodiment of a low voltage switching matrix with local multiple use according to the invention.
    [0012] 5 zeigtein schematisches Layout einer rahmenförmigen Leiterplatte. 5 shows a schematic layout of a frame-shaped circuit board.
    [0013] 6 istein Schema, das Abschnitte aus 3 detaillierterzeigt. 6 is a schema that consists of sections 3 shows in more detail.
    [0014] 7 isteine Draufsicht einer Rahmenleiterplatte mit einer Ausgestaltungeines Leiterzugmusters entsprechend der Erfindung. 7 is a plan view of a frame circuit board having a circuit pattern according to the invention.
    [0015] Bezug nehmend auf die Explosionsdarstellungvon 1 ist ein Anzeigefeld 10,wie z. B. eine aktive Matrixflüssigkristalldioden-(AMI,CD-)Anzeige, aneiner Hauptplatine 11 montiert. Eine Rahmenleiterplatte 12 trägt auf zweibenachbarten Seiten die Emitter 13 und auf zwei gegenüberliegendenSeiten die Detektoren, so dass jeder Emitter auf jeweils einen Detektor,ein jeweiliges Paar bildend, ausgerichtet ist. Zur Minimierung einerStörungdurch Umgebungslicht sind in einer Kraftfahrzeuganwendlung die Emittervorzugsweise an der Unter- und an der linken Kante und die Detektorenan der Ober- und der rechten Kante angeordnet (aufwärts istwenig Licht gerichtet, und der Fahrer unterstützt die Abschirmung des nachrechts einfallenden Lichts). Die Emitter 13 und Detektoren 14 können alternativauf der Rückseiteder Rahmenleiterplatte 12 (auf der dem Anzeigefeld 10 zugewandtenSeite) angeordnet sein, um eine zusätzliche Abschirmung vor Umgebungslichtzu erreichen.Referring to the exploded view of 1 is a display field 10 , such as B. an active matrix liquid crystal diode (AMI, CD) display on a motherboard 11 assembled. A frame circuit board 12 carries the emitters on two adjacent sides 13 and the detectors on two opposite sides, so that each emitter is aligned with a respective detector, forming a respective pair. In order to minimize interference from ambient light, in a motor vehicle application the emitters are preferably arranged on the lower and left edges and the detectors on the upper and right edges (little light is directed upwards and the driver supports the shielding of the right incident light). The emitters 13 and detectors 14 can alternatively on the back of the frame circuit board 12 (on the display panel 10 facing side) to be arranged to achieve additional shielding from ambient light.
    [0016] Ein Drahtbündel oder Kabel 15 verbindetdie Geräteauf der Rahmenleiterplatte 12 über einen Verbinder 16 mitder Steuerelektronik 17 auf der Hauptplatine 11.Es kann ein flaches flexibles Verbindungskabel mit passenden Verbindernauf der Rahmenleiterplatte 12 und auf der Hauptplatine 11 verwendet werden.A bundle of wires or cables 15 connects the devices on the frame circuit board 12 via a connector 16 with the control electronics 17 on the motherboard 11 , There can be a flat flexible connection cable with suitable connectors on the frame circuit board 12 and on the motherboard 11 be used.
    [0017] Die Steuerelektronik 17 kannin einer anwenderspezifischen Schaltung (ASIC) oder in anderen diskretenund integrierten Schaltkreisen implementiert sein. In einer Vorzugsausgestaltungwird zur Steuerung der Emitter- und Detektormatrix ein Mikroprozessoran einen Anschlussexpander verwendet, wie nachfolgend beschriebenwird. Ein Erfassungssignal (wie z. B. das in 6) wird zur Identifizierung eines vomAnwender berührtenKreuzungspunkts an einen Mikroprozessoreingang angelegt. Der Mikroprozessorkönntevorzugsweise außerdemAnzeigefunktionen und andere im Fachgebiet bekannte Funktionen desAnzeigefelds steuern.The control electronics 17 can be implemented in a user-specific circuit (ASIC) or in other discrete and integrated circuits. In a preferred embodiment, a microprocessor is used to control the emitter and detector matrix on a connection expander, as will be described below. A detection signal (such as that in 6 ) is applied to a microprocessor input to identify an intersection point touched by the user. The microprocessor could also preferably control display functions and other display panel functions known in the art.
    [0018] Die Touchscreen-Anzeigeeinheit enthält eine Abdeckungoder einen Rahmen 18, der über der Rahmenleiterplatte 12 liegtund diese abdeckt, ohne die Lichtwege zwischen den Emittern undDetektoren zu stören.Außerdemkönntezwischen der Rahmenleiterplatte 12 und dem Anzeigefeld 10 eineSchutzlinse angeordnet werden, um das Anzeigefeld vor scharfen Gegenständen, wiez. B. Fingernägel,zu schützen.Die Schutzlinse könnteaußerdemeine Beschichtung gegen Fingerabdrücke oder andere Beschichtungenenthalten.The touchscreen display unit contains a cover or a frame 18 that over the frame circuit board 12 lies and covers them without disturbing the light paths between the emitters and detectors. It could also be between the frame circuit board 12 and the display panel 10 a protective lens may be placed around the display panel in front of sharp objects such as B. protect fingernails. The protective lens could also contain a coating against fingerprints or other coatings.
    [0019] In 2 isteine Kreuzungspunktmatrix detaillierter dargestellt. Die LEDs 20a bis 20j werden entlangeiner linken Kante eines Scanngebiets 25 angeordnet undbefinden sich jeweils den entlang einer rechten Kante des Scanngebiets 25 angeordneten Fototransistoren 21a bis 21j gegenüber. DieLEDs 22a bis 22i werden entlang einer Unterkantedes Scanngebiets 25 angeordnet und befinden sich jeweilsden entlang einer Oberkante des Scanngebiets 25 angeordnetenFototransistoren 23a bis 23i gegenüber. ZurErfassung einer Fingerblockierung 24, wenn nämlich einAnwender einen Finger gegen den darunter liegenden Bildschirm drückt, werdendie LED/Fototransistor-Paare der Zeile nach je einmal aktiviert,so dass durch jede Aktivierung eine Fingerblockade entlang jedergestrichelten Erfassungslinie zwischen jedem jeweiligen LED/Fototransistor-Paar geprüft wird.Da nur die dem eingeschalteten Fototransistor direkt gegenüberliegendeLED zu diesem Zeitpunkt eingeschaltet ist, be deutet das Fehlen einesempfangenen Signals eine Fingerblockierung entlang dem entsprechendenLichtweg. Die horizontalen Zeilen und vertikalen Spalten werdenschnellgescannt (z. B. mehrmals pro Sekunde), und es werden dieSchnittpunkte beliebiger Zeilen und Spalten, an denen ein empfangenesSignal fehlt, ermittelt und anschließend mit der vom Anwender gewünschten Bildschirmauswahldurch die Systemsteuerung korreliert.In 2 a cross point matrix is shown in more detail. The LEDs 20a to 20j are along a left edge of a scanning area 25 arranged and are located along a right edge of the scanning area 25 arranged phototransistors 21a to 21j across from. The LEDs 22a to 22i are along a bottom edge of the scanning area 25 arranged and are located along an upper edge of the scanning area 25 arranged phototransistors 23a to 23i across from. To detect a finger block 24 namely, when a user presses a finger against the screen below, the LED / phototransistor pairs of the row are activated once, so that each activation checks a finger block along each dashed detection line between each respective LED / phototransistor pair. Since only the LED directly opposite the switched-on phototransistor is switched on at this point in time, the absence of a received signal means a finger blocking along the corresponding light path. The horizontal rows and vertical columns are scanned quickly (e.g., several times per second), and the intersections of any rows and columns that lack a received signal are determined and then correlated with the user-selected screen selection by the system control.
    [0020] Die IR-Detektoren der Erfindung müssen typischerweisebei Tageslicht oder in anderen Umgebungen, bei denen das Umgebungslichteine höhere Intensität als dasLicht der IR-Emitter hat, wirksam sein. Damit ein nichtblockiertesSignal zuverlässigerfasst werden kann, wird der Lichtoutput der LED bekanntermaßen derartmoduliert, dass das modulierte Licht leichter vom Umgebungslichtzu unterscheiden ist. Eine Vorzugsausgestaltung der Erfindung enthält die verbesserte,in 3 dargestellte Modulations- undErfassungsschaltung. Ein Wellenformgenerator 33 ist miteinem Spannung-Stromquellen-Wandler 34, einer LED 20 undeinem mit niedriger Spannung geschalteten Element 30 inZeile geschaltet. Ein Fototransistor 21 ist mit einem mitniedriger Spannung geschalteten Element 31 in Zeile geschaltet.LED 20, Fototransistor 21, LED-Schaltelement 30 undFototransistorschaltelement 31 repräsentieren eine beliebige einerVielzahl solcher einzelnen Komponentengruppen, wie sie sich für jedesEmitter/Detektor-Paar der Kreuzungspunktmatrix wiederholt.The IR detectors of the invention typically must be effective in daylight or in other environments where the ambient light is of higher intensity than the light of the IR emitters. As is known, the light output of the LED is modulated so that an unblocked signal can be reliably detected in such a way that the modulated light can be more easily distinguished from the ambient light is. A preferred embodiment of the invention includes the improved, in 3 Modulation and detection circuit shown. A waveform generator 33 is with a voltage-current source converter 34 , an LED 20 and a low voltage element 30 switched in line. A photo transistor 21 is with a low voltage element 31 switched in line. LED 20 , Photo transistor 21 , LED switching element 30 and photo transistor switching element 31 represent any of a variety of such individual component groups, as repeated for each emitter / detector pair of the cross point matrix.
    [0021] Der Generator 33 erzeugtvorzugsweise eine versetzte (d. h. mit Gleichstrom vorgespannte)Sinuswelle bei etwa 50 kHz. Anstelle einer Sinuswelle vom Generatorkönnteeine durch eine Hauptmikrosteuerung erzeugte Rechteckwelle verwendetwerden (mit Filterung zur Verringerung elektromagnetischer Störungen).Wenn Schalter 30 leitet, wird die 50-kHz-Sinuswelle durch den Wandler 34 vomSpannungssignal in eine variable Stromquelle umgewandelt und dasmodulierte Stromsignal an die LED 20 geliefert. Da derentsprechende Schalter 31 ebenfalls leitet, erzeugt jedesausgestrahlte Licht, das auf den Fototransistor 21 auftrifft,einen entsprechenden Strom. Eine aktive Induktivität 35 stellteine Lastimpedanz fürden Fototransistor 21 bereit. Die aktive Induktivität 35 istvorzugsweise derart auf die modulierende Frequenz des LED-Ansteuersignalsabgestimmt (z. B. 50 kHz), dass das gewünschte modulierte Signal verbessertund die aus dem Umgebungslicht stammende Gleichstromkomponente größtenteilseliminiert wird. Das gewünschteSignal wird außerdemdurch eine mit einer aktiven Klemme ausgestattete Hochpassverstärkungsstufe 36 ausgewählt, dereine zweite Hochpassverstärkungsstufe 37 folgt.Das modulierte Signal wird durch einen Differenzialspitzengleichrichter 38 verarbeitet,und anschließendwird das erfasste Signal (entweder di rekt oder über einen A/D-Wandler) an eineSteuerung (z. B. die Hauptmikrosteuerung) ausgegeben, die feststellt,ob eine Lichtblockade aufgetreten ist.The generator 33 preferably generates an offset (ie, DC biased) sine wave at about 50 kHz. Instead of a sine wave from the generator, a square wave generated by a main microcontroller could be used (with filtering to reduce electromagnetic interference). If switch 30 conducts, the 50 kHz sine wave through the converter 34 converted from the voltage signal into a variable current source and the modulated current signal to the LED 20 delivered. Because the corresponding switch 31 also directs, generates any emitted light that is directed onto the phototransistor 21 hits a corresponding current. An active inductor 35 provides a load impedance for the photo transistor 21 ready. The active inductance 35 is preferably matched to the modulating frequency of the LED drive signal (eg 50 kHz) in such a way that the desired modulated signal is improved and the direct current component originating from the ambient light is largely eliminated. The desired signal is also provided by a high-pass amplification stage equipped with an active terminal 36 selected a second high pass gain stage 37 follows. The modulated signal is through a differential peak rectifier 38 processed, and then the detected signal (either directly or via an A / D converter) is output to a controller (e.g. the main microcontroller) which determines whether a light blockage has occurred.
    [0022] In 4 wirdeine Vorzugsausgestaltung einer Schaltmatrix gezeigt. Die elektrischeSchaltmatrix sollte nicht mit der optischen Kreuzungspunktmatrixverwechselt werden. Die optische Kreuzungspunktmatrix bezieht sichzwecks Bildung von sich schneidenden Lichtwegen auf die physischePositionierung der Emitter/Detektor-Paare. Jede horizontale Zeileder Kreuzungspunktmatrix entspricht einem Emitter und einem Detektor.Jede vertikale Spalte entspricht einem Emitter und einem Detektor.In 4 a preferred embodiment of a switching matrix is shown. The electrical switching matrix should not be confused with the optical crossing point matrix. The optical cross point matrix relates to the physical positioning of the emitter / detector pairs in order to form intersecting light paths. Each horizontal line of the cross point matrix corresponds to an emitter and a detector. Each vertical column corresponds to an emitter and a detector.
    [0023] Die Schaltmatrix in 4 ist eine Gruppierung der Emitter undder Detektoren in Zeilen und Spalten mit einem an jeder Positionin der Matrix angeordneten Emitter/Detektor-Paar. Obwohl jedes die Kreuzungspunktmatrixbildende Emitter/Detektor-Paar an jede beliebige Position der Schaltmatrix gestelltwerden könnte,werden die wirksamsten Layouts der Rahmenleiterplatte durch so vielebenachbarte LEDs bzw. benachbarte Fototransistoren in derselbenZeile wie möglicherreicht.The switching matrix in 4 is a grouping of the emitters and the detectors in rows and columns with an emitter / detector pair arranged at each position in the matrix. Although any emitter / detector pair forming the cross point matrix could be placed at any position on the switching matrix, the most effective layouts of the frame circuit board are achieved by as many neighboring LEDs or neighboring phototransistors in the same row as possible.
    [0024] 4 enthält insgesamt 32 Emitter/Detektor-Paare,wie z. B. die mit Fototransistor 61a gepaarte LED 60a unddie mit Fototransistor 61b gepaarte LED 60b inder ersten (d. h. obersten) Matrixzeile. Die zweite Zeile und dieerste Spalte enthalten ein Paar aus LED 60i und Fototransistor 61i,das sich auf denselben gegenüberliegendenSeiten der Kreuzungspunktmatrix wie andere Paare in denselben oderanderen Zeilen oder Spalten der Schaltmatrix befinden oder nichtbefinden könnte.Die Schaltmatrix kann mit einer Anzahl von Zeilen R und einer Anzahlvon Spalten C eingerichtet sein, die zur Erzielung einer effektivenVerwendung der Signalleiterzügeausgewähltwerden. Zum einen muss das Produkt von R und C gleich der oder größer alsdie Gesamtzahl der Emitter/Detektor-Paare sein, und zum anderenwerden R und C vorzugsweise so gewählt, dass ihre Summe ein Minimumist. Im dargestellten Beispiel mit 32 Schaltmatrixpositionenwerden ein Wert von R gleich 4 und ein Wert von C gleich 8 gezeigt. Eskönntenzwar auch sechs Zeilen und sechs Spalten verwendet werden, jedochwurde gefunden, dass das Rahmenleiterplattenlayout verbessert werden kann,wenn die Anzahl der Zeilen so niedrig wie möglich gehalten wird. 4 contains total 32 Emitter / detector pairs, e.g. B. with the photo transistor 61a paired LED 60a and the one with a photo transistor 61b paired LED 60b in the first (ie top) matrix row. The second row and the first column contain a pair of LEDs 60i and photo transistor 61i that may or may not be on the same opposite sides of the cross point matrix as other pairs in the same or different rows or columns of the switch matrix. The switching matrix can be configured with a number of rows R and a number of columns C, which are selected to achieve effective use of the signal conductor lines. First, the product of R and C must be equal to or greater than the total number of emitter / detector pairs, and secondly, R and C are preferably chosen so that their sum is a minimum. In the example shown with 32 Switching matrix positions are shown a value of R equal to 4 and a value of C equal to 8. While six rows and six columns could be used, it has been found that the frame board layout can be improved if the number of rows is kept as low as possible.
    [0025] Alle 32 LEDs empfangen über eineStromversorgungsleitung 40 dasselbe Ansteuersignal. Alle Kollektorausgänge der 32 Fototransistorensind über eineErfassungsleitung 41 miteinander verbunden. Jede LED undjeder Fototransistor ist durch einen jeweiligen mit niedriger Spannunggeschalteten Transistor selektiv an eine jeweilige Zeilenleitungangekoppelt. In der Position Zeile #1; Spalte #1 ist zum BeispielLED 60a durch einen Feldeffekttran sistor (FET) 70a aneine Zeilenleitung 42 und einen Fototransistor 61a durcheinen FET 71a an eine Zeilenleitung 43 gekoppelt.Die in 4 gezeigten separaten Zeilenleitungenfür dieLEDs und die Fototransistoren verringern jedwede Querkopplung derSignale. Je nach dem Schaltungsaufbau (z. B. des verwendeten FET-Typs)dürftedie Querkopplung kein Problem sein, und es könnte eine einzige sowohl mitden mit niedriger Spannung geschalteten Schaltern für die LEDsals auch mit den mit niedriger Spannung geschalteten Schaltern für die Fototransistorenverbundene Zeilenleitung verwendet werden. Die Zeilenleitungen 46 bis 49 sindfür diezweite bis vierte Zeile bestimmt, wie dargestellt ist.All 32 LEDs receive via a power supply line 40 the same control signal. All collector outputs of the 32 Photo transistors are through a sense line 41 connected with each other. Each LED and each phototransistor is selectively coupled to a respective row line by a respective low-voltage transistor. In the position line # 1; For example, column # 1 is LED 60a through a field effect transistor (FET) 70a to a row line 42 and a photo transistor 61a through a FET 71a to a row line 43 coupled. In the 4 shown separate row lines for the LEDs and the phototransistors reduce any cross-coupling of the signals. Depending on the circuit design (e.g. the type of FET used), cross-coupling should not be a problem, and there could be a single one with both the low-voltage switches for the LEDs and the low-voltage switches for the phototransistors connected row line can be used. The row lines 46 to 49 are intended for the second to fourth lines as shown.
    [0026] Die Zeilenleitung 42 istdurch einen Lastwiderstand 80 an eine festgelegte VersorgungsspannungVcc und durch einen Zeilentransistor 81 selektiv anErde gekoppelt. Die Zeilenleitung 43 für die erste Zeile der Fototransistorenist durch einen Lastwiderstand 82 an eine festgelegte Versorgungsspannung Vcc und durch einen Zeilentransistor 83 selektivan Erde gekoppelt. In der zweiten Zeile sind die Zeilenleitungen 44 und 45 mitden Lastwiderständen 84 bzw. 86 undmit den Zeilentransistoren 85 bzw. 87 verbunden.In der dritten Zeile sind die Zeilenleitungen 46 und 47 mitden Lastwiderständen 90 bzw. 92 undmit den Zeilentransistoren 91 bzw. 93 verbunden.In der vierten Zeile sind die Zeilenleitungen 48 and 49 mitden Lastwiderständen 94 bzw. 96 undden Zeilentransistoren 95 bzw. 97 verbunden.The row line 42 is through a load resistor 80 to a fixed supply voltage V cc and through a line transistor 81 selectively coupled to earth. The row line 43 for the first line of phototransistors is through a load resistor 82 to a fixed supply voltage V cc and through a line transistor 83 selectively coupled to earth. The second line is the row lines 44 and 45 with the load resistors 84 respectively. 86 and with the line transistors 85 respectively. 87 connected. The third line is the row lines 46 and 47 with the load resistors 90 respectively. 92 and with the line transistors 91 respectively. 93 connected. The fourth line is the row lines 48 and 49 with the load resistors 94 respectively. 96 and the line transistors 95 respectively. 97 connected.
    [0027] Eine Spaltenleitung 50 istan die Gateanschlüssealler LED-FETs und aller Fototransistor-FETs in der ersten Zeileangeschlossen einschließlichder Gates der FETs 70a und 71a in der ersten Zeileund der FETs 70i und 71i in der zweiten Zeile.Die Spaltenleitungen 51 bis 57 sind in ähnlicher Weisean die FETs in den entsprechenden Spalten angeschlossen.A column line 50 is connected to the gate connections of all LED FETs and all phototransistor FETs in the first row, including the gates of the FETs 70a and 71a on the first line and the FETs 70i and 71i on the second line. The column lines 51 to 57 are similarly connected to the FETs in the corresponding columns.
    [0028] Zum Anschalten der FETs jedes beliebigen Emitter/Detektor-Paarsmuss (müssen)die entsprechende(n) Zeilenleitungen) mit einem niedrigen Spannungspegelverbunden und die entsprechende Spaltenleitung mit einem hohen Spannungspegelangesteuert werden. Fürein beliebiges Matrixelement (z. B. Emitter/Detektor-Paar) mit einemniedrigen Spannungspegel auf seiner Spaltenleitung sind die entsprechendenFETs ausgeschaltet, so dass die LED kein Licht aussendet und derFototransistor kein Erfassungssignal erzeugt. Für ein beliebiges Matrixelementmit einem zwar hohen Spannungspegel auf seiner Spaltenleitung, jedocheinem niedrigen Spannungspegel am Eingang (an den Eingängen) seines (seiner)Fototransistors (Fototransistoren), wird (werden) die Zeilenleitungen)durch den (die) entsprechenden Lastwiderstand (Lastwiderstände) aufeinen hohen Spannungspegel versetzt, und die LED und der Fototransistordes Matrixelements bleiben ausgeschaltet. Bei hohem Zeilen signalan dem (den) Eingang (Eingängen)schaltet (schalten) der (die) Zeilentransistoren) an, und die entsprechende(n) Zeilenleitung(en)wird (werden) auf einen niedrigen Spannungspegel versetzt, wodurchdas Leiten der entsprechenden LED und des entsprechenden Fototransistorsermöglichtwird.For switching on the FETs of any emitter / detector pairmust (must)the corresponding row line (s) with a low voltage levelconnected and the corresponding column line with a high voltage levelcan be controlled. Forany matrix element (e.g. emitter / detector pair) with onelow voltage levels on its column line are the corresponding onesFETs switched off so that the LED does not emit any light and theNo photo signal generated by photo transistor. For any matrix elementwith a high voltage level on its column line, howevera low voltage level at the input (s) of hisPhototransistors (phototransistors), the row lines willby the corresponding load resistance (s)offset a high voltage level, and the LED and the photo transistorof the matrix element remain switched off. Signal at high linesat the entrance (s)turns on the row transistors and the corresponding row line (s)is (are) placed at a low voltage level, wherebyconducting the corresponding LED and the corresponding phototransistorallowsbecomes.
    [0029] Das Scannen der Schaltmatrix kannvorzugsweise füreine vollständigeZeile durchgeführt werden,bevor zur nächstenZeile übergegangen wird,wie in 4 durch die anden Spaltenleitungen und den Zeilenleitungen angelegten Signalwellenformendargestellt ist. Deshalb steigt ein erstes Zeilensignal 100 ineinem ersten Zeitfenster fürdas Scannen der ersten Zeile an. Im ersten Zeitfenster steigen dieSpaltensignale 104 bis 111 zur Prüfung jedesentsprechenden Lichtwegs auf eine Blockade einmal kurz an. Anschließend steigenin nachfolgenden Zeitfenstern die Zeilensignale 101, 102 und 103 an,währendsich die Spaltensignale in jedem Zeitfenster periodisch wiederholen.Bei Erfassung eines ausgesendeten Signals ist für das aktivierte Matrixelementkeine Blockade vorhanden, andererseits wird jedoch eine Blockadeerfasst und zur Korrelation mit anderen Matrixelementen, die eineBlockade erfasst haben, gespeichert, so dass der Schnittpunkt inder Kreuzungspunktmatrix ermittelt wird.The switching matrix can preferably be scanned for a complete line before moving on to the next line, as in FIG 4 is represented by the signal waveforms applied to the column lines and the row lines. Therefore a first line signal rises 100 in a first time window for scanning the first line. The column signals increase in the first time window 104 to 111 to check each corresponding light path for a blockage. Then the line signals rise in subsequent time windows 101 . 102 and 103 on, while the column signals are repeated periodically in each time window. When a transmitted signal is detected, there is no blockage for the activated matrix element, but on the other hand a blockage is detected and stored for correlation with other matrix elements that have detected a blockage, so that the intersection point in the crosspoint matrix is determined.
    [0030] Alternativ kann das Scannen der Schaltmatrixdurch aufeinander folgendes Scannen jeder Spalte anstelle des Scannensder Zeilen durchgeführt werden.Damit könntefür dieaktive Induktivität 35 einekürzereReaktionszeit erreicht werden.Alternatively, the switching matrix can be scanned by sequentially scanning each column instead of scanning the rows. This could be for active inductance 35 a shorter response time can be achieved.
    [0031] Die Schaltmatrix in 4 kann für ein Layout auf einer Rahmenleiterplatteausgelegt sein, wie in den 5a bis 5d gezeigt wird. In dieserAusgestaltung enthältjede Zeile nur eine Zeilenleitung und nur einen durch jeweiligeZeilensignale angesteuerten Zeilentransistor. Die Anzahl der aufder Rahmenleiterplatte erforderlichen Signalleitungen ist gleichder Anzahl der Zeilen plus der Anzahl der Spalten plus vier (dieLED-Stromversorgung, das Fototransistorerfassungssignal, der Vcc-Eingang und die Erde). Da die LEDs unddie Fototransistoren auf der Rahmenleiterplatte örtlich mehrfach ausgenutztwerden, sind die Leiterzügefür dieSignalleitungen ringsum auf der Rahmenleiterplatte stark reduziert.In diesem Beispiel mit einer 4×8-Schaltmatrixist die Anzahl der Leiterzüge,die auf der Rahmenleiterplatte fürden Zugriff auf die LEDs und Fototransistoren rundum verlaufen,kleiner als oder gleich 13 (4 Zeilenleitungen plus 8 Spaltenleitungenplus entweder die LED-Ansteuerungsleitungoder die Fototransistorerfassungsleitung). Falls erwünscht, könnte eineErdungsleitung zur Verringerung elektromagnetischer Störungen undfür Beständigkeitgegen elektrostatische Entladung am inneren und/oder äußeren Umfanghinzugefügtwerden.The switching matrix in 4 can be designed for a layout on a frame circuit board, as in the 5a to 5d will be shown. In this embodiment, each row contains only one row line and only one row transistor driven by respective row signals. The number of signal lines required on the frame circuit board is equal to the number of rows plus the number of columns plus four (the LED power supply, the phototransistor detection signal, the Vcc input and the earth). Since the LEDs and the phototransistors on the frame circuit board are used several times locally, the conductor runs for the signal lines all around on the frame circuit board are greatly reduced. In this example with a 4 × 8 switching matrix, the number of conductor runs that run all around on the frame circuit board for access to the LEDs and phototransistors is less than or equal to 13 (4 row lines plus 8 column lines plus either the LED drive line or the phototransistor sense line). If desired, a ground wire could be added to reduce electromagnetic interference and electrostatic discharge resistance on the inner and / or outer periphery.
    [0032] 6 zeigtdie Schaltungselemente der 3 detaillierter.Der Sinuswellengenerator 33 erzeugt mithilfe eines Schiene-Schiene-Operationsverstärkers 120 (z.B. einer der vier Operationsverstärker in einer von Texas Instrumentshergestellten integrierten Schaltung TLC2274) eine mit einem gemitteltenStrom von etwa 10 mA versetzte Sinuswelle. Der Einsatz von Schiene-Schiene-Operationsverstärkern unddie Erfordernisse einer Ansteuerung mit geringerer Spannung beiVerwendung von Niederspannungs-FET-Schaltern erlaubt es, ein S-V-Systemzu realisieren. 6 shows the circuit elements of the 3 detail. The sine wave generator 33 generated using a rail-to-rail operational amplifier 120 (e.g., one of the four operational amplifiers in a TLC2274 integrated circuit manufactured by Texas Instruments) a sine wave offset with an average current of approximately 10 mA. The use of rail-to-rail operational amplifiers and the requirements for a control with a lower voltage when using low-voltage FET switches make it possible to implement an SV system.
    [0033] Ein Wandler 34 für das Wandelnder versetzten Sinuswellenspannung in eine versetzte Stromquelleenthälteinen Transistor 121, der ein LED-Ansteuerstromsignal andie Leitung 40 liefert. Die aktive Induktivität 35 wirddurch einen Transistor 122, einen Kondensator 123 undeinen Widerstand 124 gebildet. Die aktive Induktivität 35 wirktals Hochpassfilter zur Blockierung von Gleichstrom- und Niederfrequenzsignalen,die dem Umgebungslicht entsprechen.A converter 34 contains a transistor for converting the offset sine wave voltage into an offset current source 121 which sends an LED drive current signal to the line 40 supplies. The active inductance 35 is through a transistor 122 , a capacitor 123 and a resistance 124 educated. The active inductance 35 acts as a high pass filter to block DC and low frequency signals that match ambient light.
    [0034] Die Verstärkungsstufen 36 und 37 beruhen aufden Operationsverstärkern 125 und 126.Die aktive Klemme der Verstärkungsstufe 36 reduziertwährendder Schalterkopplungszeit die Systemsättigung. Der Differenzialspitzengleichrichter 38 richtetdas von der Verstärkungsstufe 37 kommendeverstärkteund gefilterte Signal gleich und führt anschließend mithilfedes Operationsverstärkers 127 eineSpitzenerfassung durch. Das vom Spitzengleichrichter 38 kommendeAusgangssignal Vcc hat einen hohen Logikpegel,wenn ein erfasstes Signal vorhanden war, und einen niedrigen Logikpegel,wenn der IR-Lichtweg blockiert war.The gain levels 36 and 37 are based on the operational amplifiers 125 and 126 , The active terminal of the gain stage 36 reduces system saturation during switch coupling time. The differential peak rectifier 38 judge that from the amplification level 37 coming amplified and filtered signal the same and then leads using the operational amplifier 127 a top performer solution. That from the top rectifier 38 Incoming output signal V CC has a high logic level if a detected signal was present and a low logic level if the IR light path was blocked.
    [0035] 7 zeigtein Leiterzugmuster füreine Rahmenleiterplatte, die die entsprechend der Erfindung miteiner mit niedriger Spannung angesteuerten Schaltmatrix mit örtlicherMehrfachausnutzung verwendet. Die Rahmenleiterplatte beanspruchtrund um den Erfassungsbereich herum lediglich einen sehr schmalenRand, wodurch die Kosten gesenkt und die Ziele bezüglich Gestaltungund Größe für Kraftfahrzeuganwendungenund andere Anwendungen erreicht werden. 7 shows a circuit pattern for a frame circuit board which uses the switching matrix according to the invention with a low-voltage switching matrix with local multiple use. The frame circuit board only occupies a very narrow edge around the detection area, which lowers costs and achieves design and size goals for automotive and other applications.
    权利要求:
    Claims (16)
    [1]
    Schaltungsaufbau zur Erfassung eines Berührungspunktsin einem Anzeigebereich, umfassend: – eine Vielzahl von rund umeinen Rand des Anzeigebereichs angeordneten Lichtemittern; – eine Vielzahlvon rund um einen Rand angeordneten Detektoren, wobei sich jederDetektor einem jeweiligen Lichtemitter gegenüber befindet; – eine Verknüpfungsschaltungfür dasVerbinden der Lichtemitter und Detektoren in einer Schaltmatrixmit einer Vielzahl von Matrixzeilen und Matrixspalten, wobei dieVerknüpfungsschaltungenthält: – eine Vielzahlvon Zeilenleitungen, wobei jede Zeilenleitung einer jeweiligen Matrixzeileentspricht; – eineVielzahl von Spaltenleitungen, wobei jede Spaltenleitung einer jeweiligenMatrixspalte entspricht; – eineVielzahl von Lichtemittertransistoren, wobei jeder zwischen einenjeweiligen Lichtemitter und eine jeweilige Zeilenleitung geschaltetist, wobei jeder Lichtemittertransistoren einen an eine jeweiligeSpaltenleitung angekoppelten und für ein jeweiliges Spaltenauswahlsignalzur Verbindung seines jeweiligen Lichtemitters mit der jeweiligenZeilenleitung empfindlichen Steuereingang hat; – eine Vielzahlvon Lastwiderständen,wobei jeder eine jeweilige der Zeilenleitungen an eine festgelegte Spannungkoppelt; – eineVielzahl von Zeilentransistoren, wobei jeder zwischen eine jeweiligeZeilenleitung und der Erde geschaltet ist, wobei jeder Zeilentransistoreinen an eine jeweilige Zeilenleitung gekoppelten und für ein jeweiligesZeilenauswahlsignal zur selektiven Verbindung seiner jeweiligenZeilenleitung mit der Erde empfindlichen Steuereingang hat.Circuit structure for the detection of a contact pointin a display area comprising:- a variety of all aroundlight emitters disposed at an edge of the display area;- a varietyof detectors arranged around an edge, each beingDetector is located opposite a respective light emitter;- a logic circuitfor theConnecting the light emitters and detectors in a switching matrixwith a large number of matrix rows and matrix columns, thecombining circuitincludes:- a varietyof row lines, each row line of a respective matrix rowcorresponds;- oneA plurality of column lines, each column line being a respective oneCorresponds to matrix column;- oneVariety of light emitter transistors, each between onerespective light emitter and a respective row line switchedis, each light emitter transistor one to a respective oneColumn line coupled and for a respective column selection signalto connect its respective light emitter with the respective oneRow line has sensitive control input;- a varietyof load resistors,each having a respective one of the row lines at a predetermined voltagecoupled;- oneA large number of line transistors, each between a respective oneRow line and the earth is connected, each row transistorone coupled to a respective row line and for a respective oneLine selection signal for the selective connection of its respectiveRow line with the earth sensitive control input.
    [2]
    Schaltungsaufbau nach Anspruch 1, wobei die Verknüpfungsschaltungaußerdementhält: – eine Vielzahlvon Detektortransistoren, wobei jeder zwischen einen jeweiligenDetektor und eine jeweilige Zeilenleitung geschaltet ist, wobeijeder Detektortransistor einen an eine jeweilige Spaltenleitunggekoppelten und fürein jeweiliges Spaltenauswahlsignal zur selektiven Verbindung seinesjeweiligen Detektors mit der jeweiligen Zeilenleitung empfindlichen Steuereinganghat.Circuit construction according to claim 1, wherein the logic circuitMoreoverincludes:- a varietyof detector transistors, each between a respective oneDetector and a respective row line is connected, whereineach detector transistor one to a respective column linecoupled and fora respective column selection signal for the selective connection of itsrespective detector with the respective row line sensitive control inputHas.
    [3]
    Schaltungsaufbau nach Anspruch 1 oder 2, außerdem umfassendeine rahmenförmigeLeiterplatte mit einer mit dem Anzeigebereich zusammentreffendenmittigen Öffnung,wobei die Leiterplatte mit den darauf rund um den Umfang montiertenLichtemittern und Fototransistoren ausgestattet ist, wobei jederder jeweiligen Lichtemittertransistoren auf der Leiterplatte nahebei seinem jeweiligen Lichtemitter montiert ist und wobei jederder jeweiligen Detektortransistoren auf der Leiterplatte nahe seinesjeweiligen Detektors montiert ist.Circuitry according to claim 1 or 2, further comprisinga frame-shapedPrinted circuit board with one that meets the display areacentral opening,whereby the circuit board with the mounted on it around the circumferenceLight emitters and photo transistors are equipped, eachof the respective light emitter transistors on the circuit boardis mounted on its respective light emitter and eachof the respective detector transistors on the circuit board near hisrespective detector is mounted.
    [4]
    Schaltungsaufbau nach Anspruch 3, wobei die LeiterplatteLeiterzügeenthält,die zur Versorgung der Zeilenleitungen und der Spaltenleitungenrund um den Umfang verlaufen.Circuitry according to claim 3, wherein the circuit boardconductor runscontainsthose for supplying the row lines and the column linesrun around the circumference.
    [5]
    Schaltungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis4, wobei die Lichtemitter aus Leuchtdioden bestehen, deren Anodenmit einem Anschluss an eine Stromquelle miteinander verbunden sind.Circuit structure according to one of claims 1 to4, wherein the light emitters consist of light-emitting diodes, their anodesare connected to each other with a connection to a power source.
    [6]
    Schaltungsaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis5, wobei die Detektoren aus Fototransistoren bestehen, deren Kollektoranschlüsse für die Bereitstellungeines Erfassungssignals miteinander verbunden sind.Circuit structure according to one of claims 1 to5, wherein the detectors consist of phototransistors, the collector connections for the provisionof a detection signal are interconnected.
    [7]
    Touchscreen-Anzeige, umfassend: – ein elektronischgesteuertes visuelles Anzeigefeld zur Präsentation visueller Informationenin einem Anzeigebereich; – einBerührungspunktschaltungsaufbau,enthaltend: – eineVielzahl von rund um einen Umfang des Anzeigebereichs angeordnetenLichtemittern; – eineVielzahl von rund um den Umfang angeordnete Detektoren, wobei sichjeder Detektor einem jeweiligen Lichtemitter gegenüber befindet,wobei die Detektoren jeweilige Ausgangsanschlüsse haben, die zur Bereitstellungeines Erfassungssignals miteinander verbunden sind; – eine Verknüpfungsschaltungfür dasVerbinden der Lichtemitter und Detektoren in einer Schaltmatrixmit einer Vielzahl von Matrixzeilen und Matrixspalten, wobei dieVerknüpfungsschaltungenthält: – eine Vielzahlvon Zeilenleitungen, wobei jede Zeilenleitung einer jeweiligen Matrixzeileentspricht; – eineVielzahl von Spaltenleitungen, wobei jede Spaltenleitung einer jeweiligenMatrixspalte entspricht; – eineVielzahl von Lichtemittertransistoren, wobei jeder zwischen einenjeweiligen Lichtemitter und eine jeweilige Zeilenleitung geschaltetist, wobei jeder Lichtemittertransistor einen an eine jeweiligeSpaltenleitung gekoppelten und fürein jeweiliges Spaltenauswahlsignal zur Verbindung seines jeweiligen Lichtemittersmit der jeweiligen Zeilenleitung empfindlichen Steuereingang hat; – eine Vielzahlvon Lastwiderständen,wobei jeder eine jeweilige der Zeilenleitungen an eine festgelegte Spannungkoppelt; – eineVielzahl von Zeilentransistoren, wobei jeder zwischen eine jeweiligeZeilenleitung und der Erde geschaltet ist, wobei jeder Zeilentransistoreinen an eine jeweilige Zeilenleitung gekoppelten und für ein jeweiligesZeilenauswahlsignal zur selektiven Verbindung seiner jeweiligenZeilenleitung mit der Erde empfindlichen Steuereingang hat; – eine Steuerungfür dasselektive Aktivieren von Paaren der Lichtemitter und Detektorenin einer Zeilenfolge zur Erfassung des Berührungspunkts.A touchscreen display comprising: an electronically controlled visual display panel for presenting visual information in a display area; A touch point circuitry comprising: a plurality of light emitters arranged around a circumference of the display area; A plurality of detectors arranged around the circumference, each detector being located opposite a respective light emitter, the detectors having respective output connections which are connected to one another to provide a detection signal; A logic circuit for connecting the light emitters and detectors in a switching matrix with a multiplicity of matrix rows and matrix columns, the logic circuit comprising: a multiplicity of row lines, each row line corresponding to a respective matrix row; A plurality of column lines, each column line corresponding to a respective matrix column; - A plurality of light emitter transistors, each being connected between a respective light emitter and a respective row line, each light emitter transistor being coupled to a respective column line and for a respective column selection signal for connecting its respective one Light emitter with the respective row line has sensitive control input; A plurality of load resistors, each coupling a respective one of the row lines to a fixed voltage; A plurality of row transistors, each being connected between a respective row line and the ground, each row transistor having a control input coupled to a respective row line and sensitive to a respective row selection signal for selectively connecting its respective row line to the earth; - A controller for the selective activation of pairs of light emitters and detectors in a row to detect the point of contact.
    [8]
    Touchscreen-Anzeige nach Anspruch 7, wobei die Lichtemitteraus Leuchtdioden bestehen, deren Anoden miteinander verbunden sind.The touchscreen display of claim 7, wherein the light emitterconsist of light-emitting diodes, the anodes of which are connected to one another.
    [9]
    Touchscreen-Anzeige nach Anspruch 7 oder 8, außerdem einenEnergiemodulator fürdie Lieferung modulierter Energie mit einer festgelegten Modulationsfrequenzan die miteinander verbundenen Anoden der Leuchtdioden umfassend.Touchscreen display according to claim 7 or 8, also oneEnergy modulator forthe delivery of modulated energy with a fixed modulation frequencyto the interconnected anodes of the light emitting diodes.
    [10]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis9, wobei die Verknüpfungsschaltung außerdem enthält: – eine Vielzahlvon Detektortransistoren, wobei jeder zwischen einen jeweiligenDetektor und eine jeweilige Zeilenleitung geschaltet ist, wobeijeder Detektortransistor einen an eine jeweilige Spaltenleitunggekoppelten und fürein jeweiliges Spaltenauswahlsignal zur selektiven Verbindung seinesjeweiligen Detektors mit der jeweiligen Zeilenleitung empfindlichen Steuereinganghat.Touchscreen display according to one of claims 7 to9, the link circuit also including:- a varietyof detector transistors, each between a respective oneDetector and a respective row line is connected, whereineach detector transistor one to a respective column linecoupled and fora respective column selection signal for the selective connection of itsrespective detector with the respective row line sensitive control inputHas.
    [11]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis10, wobei die Detektoren aus Fototransistoren bestehen, deren Kollektoranschlüsse für die Bereitstellungeines Erfassungssignals miteinander verbunden sind.Touchscreen display according to one of claims 7 to10, wherein the detectors consist of phototransistors, the collector connections for the provisionof a detection signal are interconnected.
    [12]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis11, außerdemeine an die Detektoren zum Empfangen des Erfassungssignals gekoppelte aktiveKlemme umfassend, wobei die aktive Klemme Restladung zwischen derAktivierung der selektiv aktivierten Paare eliminiert.Touchscreen display according to one of claims 7 to11, moreoveran active one coupled to the detectors for receiving the detection signalTerminal comprising, the active terminal residual charge between theActivation of the selectively activated pairs eliminated.
    [13]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis12, außerdemeine an jeden der Detektoren gekoppelte aktive Induktivität umfassend,wobei die aktive Induktivitätein Hochpassfilter ergibt.Touchscreen display according to one of claims 7 to12, moreovercomprising an active inductance coupled to each of the detectors,being the active inductanceresults in a high pass filter.
    [14]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis13, außerdemeinen Differenzialspitzengleichrichter umfassend, der an die aktiveInduktivitätgekoppelt und fürdas Empfangssignals empfindlich ist, so dass er erfasst, wenn dasEmpfangssignal an einem Berührungspunktzwischen einem ausgewähltenLichtemitter und einem ausgewählten Detektorblockiert wird.Touchscreen display according to one of claims 7 to13, moreovercomprising a differential peak rectifier connected to the activeinductancecoupled and forthe received signal is sensitive so that it detects when thatReceive signal at a point of contactbetween a selected oneLight emitter and a selected detectoris blocked.
    [15]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis14, wobei die Berührungspunktschaltungaußerdemumfasst: – einerahmenförmigeLeiterplatte mit einer mit dem Anzeigebereich zusammentreffendenmittigen Öffnung,wobei die Leiterplatte mit den darauf rund um den Umfang montiertenLichtemittern und Fototransistoren ausgestattet ist, wobei jederder jeweiligen Lichtemittertransistoren auf der Leiterplatte inder Näheseines jeweiligen Lichtemitter montiert ist und wobei jeder derjeweiligen Detektortransistoren auf der Leiterplatte in der Nähe seinesjeweiligen Detektors montiert ist.Touchscreen display according to one of claims 7 to14, the touch point circuitMoreoverincludes:- oneframe-shapedPrinted circuit board with one that meets the display areacentral opening,whereby the circuit board with the mounted on it around the circumferenceLight emitters and photo transistors are equipped, eachof the respective light emitter transistors on the circuit board innearbyits respective light emitter is mounted and each of therespective detector transistors on the circuit board near hisrespective detector is mounted.
    [16]
    Touchscreen-Anzeige nach einem der Ansprüche 7 bis15, wobei die Leiterplatte Leiterzüge enthält, die zur Versorgung derZeilenleitungen und der Spaltenleitungen rund um den Umfang verlaufen.Touchscreen display according to one of claims 7 to15, wherein the circuit board contains conductor tracks which are used to supply theRow lines and column lines run around the circumference.
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    同族专利:
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    US6961051B2|2005-11-01|
    US20040145575A1|2004-07-29|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-08-19| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2010-11-18| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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