一種紅外觸摸屏的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一紅外觸摸屏，包括電路板和導光部件，所述電路板上固定有紅外發(fā)射元件和紅外接收元件，所述導光部件將所述紅外發(fā)射元件發(fā)射的光導向所述紅外接收元件；位于紅外發(fā)射元件端的導光部件和/或位于紅外接收元件端的導光部件包括第一反射面和第二反射面。本實用新型由于導光部件的結構設計，可以有效延長光程，進而可以增大紅外管元器件的間距，有效節(jié)約制造成本。同時本實用新型還可以有效過濾大角度的紅外信號，并進一步可以取消抗光元器件，進而可以提升紅外觸摸屏的處理速度，節(jié)約紅外觸摸屏的加工成本。
【專利說明】一種紅外觸摸屏
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及觸摸屏領域，尤指一種紅外觸摸屏。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)紅外觸摸屏的結構通常采用擠鋁框、角塊、紅外濾光條和掃描部件組合的結構形式。所述擠鋁框的內部設計有凸出的筋，用于固定紅外濾光條和掃描部件，角塊用于將擠鋁框組件結合為整屏。也出現有諸如申請?zhí)枮?01210039405.7中提供的采用導光鏡、發(fā)射鏡或導光鏡和發(fā)射鏡的組合所構成導光單元，然而上述現有的結構形式存在問題在于其中結構件的數量較多，組成較復雜。
[0003]所述紅外濾光條位于紅外發(fā)射管或紅外接收管的前方，用于過濾可見光，并讓特定頻段的紅外光自由穿過。因為紅外接收管正對紅外濾光條設置，所以可以接收到很大角度的紅外光線，同時，使更多的非紅外發(fā)射管發(fā)射的紅外光被接收。為了過濾多余的紅外光，需要在硬件上做抗光處理，然而這樣的抗光處理即增加成品成本，又影響觸摸屏的處理速度。因此，需要本領域技術人員提供一種即不增加成本，同時又能保證處理速度的紅外觸摸屏。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種紅外觸摸屏，其結構簡單，能夠節(jié)省現有紅外觸摸屏的制造成本。
[0005]本實用新型提供一種紅外觸摸屏，包括電路板和導光部件，所述電路板上固定有紅外發(fā)射元件和紅外接收元件，所述導光部件將所述紅外發(fā)射元件發(fā)射的光導向所述紅外接收元件；位于紅外發(fā)射元件端的導光部件包括第一反射面和第二反射面；
[0006]其中，所述第一反射面將所述紅外發(fā)射元件發(fā)出的光反射到所述第二反射面；所述第二反射面將所述第一反射面反射來的光反射到所述紅外接收元件所在的方向。
[0007]本實用新型提供一種紅外觸摸屏，包括電路板和導光部件，所述電路板上固定有紅外發(fā)射元件和紅外接收元件，所述導光部件將所述紅外發(fā)射元件發(fā)射的光導向所述紅外接收元件；位于紅外接收元件端的導光部件包括第一反射面和第二反射面；
[0008]其中，所述第二反射面將從所述紅外發(fā)射元件方向發(fā)射來的光反射到所述第一反射面，所述第一反射面將所述第二反射面反射來的光反射到所述紅外接收元件。
[0009]進一步地，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件也包括第一反射面和第二反射面；
[0010]其中，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第一反射面將所述紅外發(fā)射元件發(fā)出的光反射到該端的第二反射面；該端的第二反射面將該端的第一反射面反射來的光反射到所述紅外接收元件所在的方向。
[0011]進一步地，所述第一反射面和/或第二反射面為凹面。
[0012]進一步地，所述導光部件采用紅外濾光材料注塑成型。
[0013]進一步地，所述導光部件還包括第一折射面；[0014]其中，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第一折射面將該端第二反射面反射的光折射向所述紅外接收元件所在的方向；
[0015]位于紅外接收元件端的導光部件的第一折射面將從紅外發(fā)射元件方向折射來的光折射到該端的第二反射面。
[0016]進一步地，所述導光部件還包括第二折射面；
[0017]其中，紅外發(fā)射元件發(fā)出的光經過位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第二折射面折射后再射向該端的第一反射面；
[0018]位于紅外接收元件端的導光部件的第一反射面反射的光經過該端第二折射面折射后射向所述紅外接收元件。
[0019]進一步地，所述導光部件具有第一凹槽，紅外發(fā)射元件和紅外接收元件均設置于該第一凹槽中。
[0020]進一步地，所述第一凹槽的側壁形成第二折射面。
[0021]進一步地，所述第一凹槽的外側還設置有第二凹槽，所述電路板通過螺釘固定于導光部件上，且該螺釘嵌入該第二凹槽中。
[0022]進一步地，所述紅外接收元件和紅外發(fā)射元件的底部與第一凹槽的底部通過膠固定；所述導光部件通過膠固定于觸摸板上。
[0023]本實用新型具有的優(yōu)點在于:
[0024]本實用新型提供一種紅外觸摸屏，其結構簡單，由于其導光部件的結構設計，可以有效延長光程，進而可以增大紅外管元器件的間距，有效節(jié)約紅外觸摸屏的制造成本。同時本實用新型還可以有效過濾大角度的紅外信號，并進一步可以取消抗光元器件，進而可以提升紅外觸摸屏的處理速度，節(jié)約紅外觸摸屏的加工成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型提供的紅外觸摸屏的結構組成示意圖；
[0026]圖2為本實用新型的紅外發(fā)射端或紅外接收端的導光部件的截面放大示意圖；
[0027]圖3為本實用新型實現其功能的原理說明示意圖；
[0028]圖4為傳統(tǒng)觸摸屏的光程示意圖；
[0029]圖5為本實用新型中紅外觸摸屏的光程示意圖；
[0030]圖6為傳統(tǒng)觸摸屏的光程平面示意圖；
[0031]圖7為本實用新型觸摸屏的光程平面示意圖；
[0032]圖8為傳統(tǒng)觸摸屏的紅外管接收紅外線的角度示意圖；
[0033]圖9為本實用新型觸摸屏的紅外管接收紅外線的角度示意圖。
[0034]圖中:
[0035]101-電路板；102_導光部件；103-玻璃板；1011-紅外發(fā)射元件、紅外接收元件；1020-第二折射面；1021_第一反射面；1022_第二反射面；1023_第一折射面；1024_第一結構筋；1025_第二結構筋；201、202_雙面膠；203_螺釘；301_紅外線A ；401-紅外線B ；501-空氣；601_紅外管間距A ;602_紅外管間距B ;701_紅外線角度A ;702_紅外線角度B ；801-透光件?！揪唧w實施方式】
[0036]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
[0037]實施例1提供一種紅外觸摸屏，如圖1和圖2所示，包括電路板101、導光部件102和玻璃板103，所述電路板101通過螺釘203設置于導光部件102上。所述電路板101上固定有紅外發(fā)射元件、紅外接收元件1011，所述導光部件102用于將所述紅外發(fā)射元件1011發(fā)射的光導向所述紅外接收元件1011。如圖2所示，本實施例中所述位于紅外發(fā)射元件端的導光部件102的外部包括上下連接的處于上方的第一反射面1021和處于下方的第二反射面1022 ;而相對應的另一側紅外接收元件端的導光部件采用現有的導光部件的結構，即到對應位于紅外發(fā)射元件端的導光部件可以采用如圖4所示的采用擠鋁框和角塊搭配構成的結構；也或者可以采用申請?zhí)枮?01210039405專利中的導光單元。優(yōu)選地，所述第一反射面1021和/或第二反射面1022為凹面，凹面的弧度能夠使光線發(fā)生全反射并產生匯聚。
[0038]其中，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第一反射面1021將所述紅外發(fā)射元件1011發(fā)出的光反射到該端的第二反射面1022 ;該端的第二反射面1022將該端的第一反射面1021反射來的光反射到所述紅外接收元件1011所在的方向。
[0039]實施例2提供一種紅外觸摸屏，如圖1和圖2所示，包括電路板101、導光部件102和玻璃板103，所述電路板101通過螺釘203設置于導光部件102上。所述電路板101上固定有紅外發(fā)射元件、紅外接收元件1011，所述導光部件102用于將所述紅外發(fā)射元件1011發(fā)射的光導向所述紅外接收元件。如圖2所示，本實施例中所述位于紅外接收元件端的導光部件102的外部包括上下連接的處于上方的第一反射面1021和處于下方的第二反射面1022 ;而相對應的另一側的導光部件采用現有的導光部件的結構，即到對應位于紅外發(fā)射元件端的導光部件可以采用如圖4所示的采用擠鋁框和角塊搭配構成的結構；也或者可以采用申請?zhí)枮?01210039405專利中的導光單元。優(yōu)選地，所述第一反射面1021和/或第二反射面1022為凹面，凹面的弧度能夠使光線發(fā)生全反射并產生匯聚。
[0040]其中，位于紅外接收元件端的導光部件的第一反射面1021將所述紅外發(fā)射元件1011發(fā)出的光反射到該端的第二反射面1022 ;該端的第二反射面1022將該端的第一反射面1021反射來的光反射到所述紅外接收元件1011所在的方向。
[0041]實施例3提供一種紅外觸摸屏，為實施例1和實施例2的結合，如圖3所示，所述位于紅外發(fā)射元件端和位于紅外接收元件端的導光部件102的外部均包括上下連接的處于上方的第一反射面1021和處于下方的第二反射面1022。
[0042]實施例4提供一種紅外觸摸屏，如圖3所示，是在實施例3的基礎上改進的，與實施例3的區(qū)別僅在于，所述導光部件102還包括第一折射面1023，為處于導光部件框體內側的內側面，優(yōu)選為傾斜面，如圖3所示，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件102的第一折射面1023將該端第二反射面1022反射的光折射向所述紅外接收元件所在的方向；位于紅外接收元件端的導光部件102的第一折射面1023將從紅外發(fā)射元件方向折射來的光折射到該端的第二反射面1022。
[0043]實施例5提供一種紅外觸摸屏，如圖3所示，是在實施例4的基礎上改進的，與實施例4的區(qū)別僅在于，所述導光部件還包括第二折射面1020，為處于紅外發(fā)射元件或紅外接收元件的側面，并處于紅外發(fā)射元件或紅外接收元件與第一反射面1021之間。其中，紅外發(fā)射元件1011發(fā)出的光經過位于紅外發(fā)射元件端的導光部件102的第二折射面1020折射后再射向該端的第一反射面1021 ;位于紅外接收元件端的導光部件102的第一反射面1021反射的光經過該端第二折射面1022折射后射向所述紅外接收元件1011。
[0044]實施例6提供一種紅外觸摸屏，如圖3所示，是在實施例5的基礎上改進的，與實施例5的區(qū)別僅在于，所述導光部件還包括上表面，處于第一折射面1023、第一反射面1021以及第二反射面1022的上方，所述上表面具有第一凹槽，所述紅外發(fā)射元件、紅外接收元件1011均設置于該第一凹槽中。
[0045]實施例7提供一種紅外觸摸屏，是在實施例6的基礎上改進的，與實施例6的區(qū)別僅在于，所述第一凹槽的側壁形成第二折射面1020。
[0046]以上實施例3?實施例7中，所述導光部件全部紅外濾光材料注塑成型地一體成型結構，形成一體式導光部件，便于加工以及固定。
[0047]實施例8提供一種紅外觸摸屏的結構，如圖1和圖2所示，包括多個用于實現紅外信號發(fā)射與接收的電路板101、導光部件102和玻璃板103，所述玻璃板優(yōu)選為鋼化玻璃板，作為觸摸板。所述的電路板101處于同一平面上，并設置于導光部件102中，且所述玻璃板103設置于導光部件102的底部。
[0048]所述電路板101包括多個紅外發(fā)射板和多個紅外接收板，對應多個紅外發(fā)射板和多個紅外接收板對應導光部件的結構可以相互交錯參雜排列，并相互對應設置，即紅外發(fā)射板與紅外接收板相對設置。所述導光部件102優(yōu)選為一體成型的長方形邊框，具有四個邊條，相應的邊條上對應設置各個紅外發(fā)射板和紅外接收板，可以在一個邊條中均設置紅外發(fā)射板或紅外接收板，也可以相互參雜設置，并且各個發(fā)射板和接收板之間可以等距離或不等距離，僅要求與其相對設置的各個接收板或發(fā)射板與之相匹配。每一個紅外發(fā)射板上均焊接有紅外發(fā)射元件1011，用于發(fā)射紅外線，每一個紅外接收板上均焊接有紅外接收元件1011，用于接收紅外線。
[0049]如圖2所示，導光部件102的四條邊條采用紅外濾光材料一次性注塑成型，即可以作為結構件邊框，承載電路板101，起到結構支撐的作用，又可以作為透紅外線的透光框。導光部件102截面如圖2所示，具有第一折射面1023，為傾斜的內側面；與第一折射面1023相對地具有外側面，外側面包括上下連接的處于上方的第一反射面1021和處于下方的第二反射面1022,第二反射面1022和第一反射面1021均為凹面；具有處于上方的上表面,上表面凹嵌有第一凹槽，其中第一凹槽的朝向外側面方向的側壁為傾斜面，形成第二折射面1020 ;第一凹槽用于設置紅外發(fā)射元件或紅外接收元件1011 ;第一凹槽的相對即遠離第一折射面1023的側壁為傾斜壁，為第二折射面1020 ;還具有下表面，下表面的形狀不限，可以為平面。以上各面均為紅外透光材料與空氣接觸的介質面。其中第一反射面1021的弧度和第二反射面1022的弧度是根據紅外光線在紅外透光材料內部傳遞時發(fā)生全反射的條件和凹面鏡聚光原理精確計算所得。其中全反射條件為光由光密(即光在此介質中的折射率大的)介質射到光疏(即光在此介質中折射率小的)介質的界面時，當光線入射角大于臨界角時，光線全部被反射回原媒質內。凹面鏡聚光原理為光線在介質面發(fā)生反射時，入射角等于折射角，本實施例中第一反射面1021的弧度和第二反射面1022均為凹面，并采用鏡面，所以會產生匯聚效果。第二折射面1020和第一折射面1023是紅外線在邊條內部與空氣之間傳遞時的介質面。導光部件102的四條邊條鏈接為一個整體，不可以拆開，不需要二次機械加工。本實施例中的導光部件102的整體為一體成型結構。
[0050]如圖2所示，所述多個電路板101均通過螺釘203固定到導光部件102上，所述導光部件102的上表面上還具有第二凹槽，該第二凹槽通過內外相對設置的兩條結構筋即第一結構筋1024、第二結構筋1025構成，且該第二凹槽處于第二折射面1020所在第一凹槽的側面。每個電路板101的紅外發(fā)射元件和紅外接收元件1011的底部均貼有雙面膠202，起到粘貼固定電路板101于導光部件102的第一凹槽中的作用。如圖2所示，導光部件102底部通過雙面膠201粘貼固定到玻璃板103上方。
[0051]如圖3所示，導光部件102的相對兩側邊條相對于觸摸屏的中心對稱設置，為了便于說明本實施例的功能原理，以圖3中左側部分作為發(fā)射方向，以右側部分作為接收方向，進行詳細說明。紅外發(fā)射元件1011發(fā)射的紅外線A301，經過第二折射面1020的折射進入到導光部件102的內部。此紅外線A301射向第一反射面1021，紅外線A301在第一反射面1021上發(fā)生全反射改變光路方向，同時將發(fā)散的紅外線匯聚一定角度，增強紅外光亮度。然后，紅外線A301射向第二反射面1022，紅外線A301在第二反射面1022上再次發(fā)生全反射改變光路方向，紅外線A301射向第一折射面1023，經過第一折射面1023的折射進入到玻璃板103表面的空氣中傳播。
[0052]如圖3所示，觸摸屏的右側接收側接收到左側發(fā)射側的紅外線A301，紅外線A301經過第一折射面1023的折射后進入到導光部件102的內部，再經過第二反射面1022和第一反射面1021的全反射后射向第二折射面1020，紅外線A301在第二折射面1020上發(fā)生折射后射入接收邊條的紅外接收元件1011，最終接收到一個從左側發(fā)射側發(fā)射的紅外信號。
[0053]為了進一步說明本實用新型的優(yōu)點，下面將對本實用新型與傳統(tǒng)觸摸屏結構形式進行比較說明。
[0054]如圖4所示，為傳統(tǒng)的大尺寸紅外觸摸屏的紅外線B401從紅外發(fā)射元件1011發(fā)出，經過透光件801后進入到空氣501中的傳播距離，定義此距離為光程。如圖5所示，為實施例7提供的紅外觸摸屏的紅外線A301從紅外發(fā)射元件1011發(fā)出，經過導光部件102后進入到空氣501中的光程。為了更直觀的了解光程的意義，將剖面的光程轉換到平面上，分別如圖6和圖7所示，由于傳統(tǒng)紅外觸摸屏的透光件為薄片結構，本實用新型采用導光部件102為紅外線A301在發(fā)射過程以及接收過程中均提供了兩次全反射和兩次折射的過程，紅外線A301的光程被大幅度延長。紅外觸摸屏發(fā)生觸摸操作的空間是在透光件801或導光部件2之外的空氣501中，空氣501中形成的紅外信號的間距小于觸摸物體的直徑時，觸摸物體即可以發(fā)生觸摸操作。間距更小的信號，觸摸時需要的觸摸物體直徑更小。如圖6和圖7所示，由于紅外發(fā)射元件1011發(fā)射發(fā)光角度是錐型的光束，更大的光程即可覆蓋更寬的尺寸范圍，在空氣501中形成間距更小的信號。更進一步，確定觸摸物體直徑尺寸時，本實用新型的紅外管間距B602可以做的比傳統(tǒng)紅外屏的紅外管間距A601更大。更進一步，本實用新型的紅外管間距B602變大，相同尺寸的紅外觸摸屏需要的紅外管數量變少，一定程度上節(jié)省了紅外觸摸屏的制造成本。
[0055]如圖8所示，傳統(tǒng)觸摸屏的紅外發(fā)射元件1011發(fā)射的紅外線角度A701，穿過透光件801進入空氣501中，紅外線角度A701并沒有發(fā)生改變。根據光路傳播的可逆性，傳統(tǒng)觸摸屏的紅外管元器件1011接收到的紅外線角度A701也不會發(fā)生改變。[0056]如圖9所示，本實用新型的紅外發(fā)射元件1011發(fā)射的紅外線A301在導光部件102內部經過兩次全反射后，穿透第一折射面1023進入空氣501中，進入空氣501中的紅外線角度B702，受到第一反射面1021的匯聚作用，被收斂縮小。根據光路傳播的可逆性，本實用新型的紅外發(fā)射元件1011接收到的紅外線角度B702為縮小的小角度。由傳統(tǒng)觸摸屏的紅外線角度A701和本實用新型的觸摸屏的紅外線角度B702比較，本實用新型提供的紅外觸摸屏的紅外發(fā)射元件只能接收到玻璃板103上空小角度的紅外信號，其余大角度的紅外信號被有效的過濾掉，進一步，可以取消抗光元器件，提升紅外觸摸屏的處理速度，節(jié)約觸摸屏的加工成本。
[0057]以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型的保護范圍不限于此。本【技術領域】的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換，均在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種紅外觸摸屏，包括電路板和導光部件，所述電路板上固定有紅外發(fā)射元件和紅外接收元件，所述導光部件將所述紅外發(fā)射元件發(fā)射的光導向所述紅外接收元件；其特征在于，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件包括第一反射面和第二反射面； 其中，所述第一反射面將所述紅外發(fā)射元件發(fā)出的光反射到所述第二反射面；所述第二反射面將所述第一反射面反射來的光反射到所述紅外接收元件所在的方向。
2.—種紅外觸摸屏，包括電路板和導光部件，所述電路板上固定有紅外發(fā)射元件和紅外接收元件，所述導光部件將所述紅外發(fā)射元件發(fā)射的光導向所述紅外接收元件；其特征在于，位于紅外接收元件端的導光部件包括第一反射面和第二反射面； 其中，所述第二反射面將從所述紅外發(fā)射元件方向發(fā)射來的光反射到所述第一反射面，所述第一反射面將所述第二反射面反射來的光反射到所述紅外接收元件。
3.根據權利要求2所述的紅外觸摸屏，其特征在于，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件也包括第一反射面和第二反射面； 其中，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第一反射面將所述紅外發(fā)射元件發(fā)出的光反射到該端的第二反射面；該端的第二反射面將該端的第一反射面反射來的光反射到所述紅外接收元件所在的方向。
4.根據權利要求3所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述第一反射面和/或第二反射面為凹面。
5.根據權利要求4所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述導光部件采用紅外濾光材料注塑成型。
6.根據權利要求5所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述導光部件還包括第一折射面； 其中，位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第一折射面將該端第二反射面反射的光折射向所述紅外接收元件所在的方向； 位于紅外接收元件端的導光部件的第一折射面將從紅外發(fā)射元件方向折射來的光折射到該端的第二反射面。
7.根據權利要求6所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述導光部件還包括第二折射面； 其中，紅外發(fā)射元件發(fā)出的光經過位于紅外發(fā)射元件端的導光部件的第二折射面折射后再射向該端的第一反射面； 位于紅外接收元件端的導光部件的第一反射面反射的光經過該端第二折射面折射后射向所述紅外接收元件。
8.根據權利要求7所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述導光部件具有第一凹槽，紅外發(fā)射元件和紅外接收元件均設置于該第一凹槽中。
9.根據權利要求8所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述第一凹槽的側壁形成第二折射面。
10.根據權利要求9所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述第一凹槽的外側還設置有第二凹槽，所述電路板通過螺釘固定于導光部件上，且該螺釘嵌入該第二凹槽中。
11.根據權利要求10所述的紅外觸摸屏，其特征在于，所述紅外接收元件和紅外發(fā)射元件的底部與第一凹槽的底部通過膠固定；所述導光部件通過膠固定于觸摸板上。
【文檔編號】G06F3/042GK203480476SQ201320546184
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權日:2013年9月4日
【發(fā)明者】劉新斌, 劉松 申請人:北京匯冠新技術股份有限公司