[发明专利]一种具有校准功能的红外触摸按键及其电路

说明书

本发明涉及一种具有校准功能的红外触摸按键及其电路，本发明通过在红外触摸按键电路中增加电压调整电路来调整红外对管发射管的电压，消除了元器件个体差异、光线、水珠、表面磨损、水渍、油渍等环境变化的影响，保证了触摸灵敏度合适的条件下稳定工作；实现触摸按键在复杂条件下全生命周期内的稳定可靠运行。

技术领域

本发明属于人机交互技术领域，尤其涉及红外感应技术领域，具体涉及一种具有校准功能的红外触摸按键及其电路。

背景技术

在浴室、卫生间和厨房等场合使用使用按键时，必然会涉及按键的防水、防油等问题，目前普遍使用的方式是电容式触摸按键，虽然电容式触摸按键可以做到防水功能，但是如果按键表面有水珠、油渍等情况，会引起按键的误操作甚至不能正常使用。

为了解决电容式触摸存在因水珠导致的误操作的问题，现有技术采用红外式触摸按键，理论上可以解决水珠附着的影响并且抗电磁干扰，但是由于红外元件的工艺特性，导致红外元器件批次一致性比较差，批量生产的红外触摸按键会出现部分按键触摸不响应(不灵敏)或者感应距离较远引起的误触发(过于灵敏)情况；同时随着使用时间或者使用环境的改变也会存在红外接收强度的变化，导致按键的失效或者误触发(比如按键表面磨损或者附着水渍和油渍反射了部分红外光线)。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种具有校准功能的红外触摸按键及其电路，解决现有红外触摸按键因元件一致性较差而存在不响应或误触发的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

本发明的一种具有校准功能的红外触摸按键电路，包括红外对管、主控电路和电压调整电路；所述红外对管中的红外发射管通过电压调整电路接于电源端子之间；所述主控电路通过采样电路连接红外对管中红外接收管的一端；所述主控电路还控制连接电压调整电路以实现红外发射管供电电压的改变。

本发明的红外触摸按键电路，能够通过调整红外对管中红外发射管两端的电压，调整红外发射管的红外发射光强度，能够在红外发射管一致性较差的情况下，调整使得红外发射光强度达到最佳灵敏度时的红外发射光强度。对于红外发射光强度的检测，可以在无触发(没有触摸该按键)的条件下，通过按键的控制电路检测红外对管中接收管的初始采样值(即无按键触摸时接收管的采样值)，使对红外接收管的初始采样值达到设定的标准范围内。设定的标准范围可以通过标定出的灵敏度良好的红外触摸按键的接收管初始采样值来确定。

进一步的，通过如下方法实现红外触摸按键电路的校准：在无人触发对应红外触摸按键时，主控电路通过电压调整电路控制红外发射管两端的供电电压，使通过采样电路采集到的红外接收管的电压维持在设定值；当通过采样电路采集到的红外接收管的电压大于设定值时，降低红外发射管两端的供电电压，当通过采样电路采集到的红外接收管的电压小于设定值时，升高红外发射管两端的供电电压。

本发明的红外触摸按键电路，能够根据请求，例如按键触发主控单元，或者定时(每隔设定时间)，主动触发按键校准。校准具体为，在无触发(没有触摸该按键)的条件下，调整红外对管中红外发射管两端的电压，使对红外接收管的采样接收信号(也即无触摸产生反射时的接收值，即初始值)达到设定的标准范围内。可实现对应的红外触摸按键在密封防水的同时，针对批次一致性或使用环境的变化条件下，能够实现自动校准功能，始终保持最佳的按键灵敏度。

进一步的，所述电压调整电路包括三极管，所述三极管的集电极和发射极串联在红外发射管与电源端子的供电回路之中，所述主控电路控制连接三极管的基极；所述主控电路通过调节输入三极管基极PWM信号的占空比来控制红外发射管两端的供电电压。

电压控制电路采用开关元件PWM占空比控制实现，方案成熟可靠，调整精度高。

进一步的，所述采样电路包括分压电阻，所述分压电阻与红外接收管串联于电源端子之间；所述分压电阻与红外接收管之间与主控电路相连以输出采样值。

进一步的，所述设定值为500mV。