CN102945100A - 红外触摸屏 - Google Patents

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刘新斌
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Abstract

本发明提供了一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括边框以及设置于所述边框的至少一条边上的多个红外发射管（2）和多个红外接收管（3），其中，所述多个红外发射管（2）靠近所述边框的内侧设置，所述多个红外接收管（3）靠近所述边框的外侧设置。利用本发明的红外触摸屏，大大降低了在强光的情况下入射光直射红外接收管的可能性，从而避免造成红外接收管的光饱和，有效地提高了红外触摸屏的抗光性能。

Description

红外触摸屏
技术领域
本发明涉及一种红外触摸屏。
背景技术
红外触摸屏因为工作稳定，大量应用在各种恶劣环境中。
通常，红外触摸屏是安装在显示器的前面的一个电路板外框，在电路板外框的四条边上排布红外发射管和红外接收管，一般情况下红外发射管和红外接收管设置在边框的相对的两条边上，从而形成交叉的红外矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖红外线，从而判断出触摸点在屏幕的位置。
在使用红外触摸屏的过程中，有时会遇到阳光直射红外触摸屏的红外接收管的情况，当在强光环境中，强光直接照射红外接收管很容易造成红外接收管的光饱和。衡量红外触摸屏抗光性能的标准是10万LUX(9mW/cm2)时阳光的入射角度，造成红外触摸屏的红外接收管光饱和的阳光入射角度越小，红外触摸屏的抗光性能越好。
在现有技术中，有的红外触摸屏，为了抗强光，采用红外接收管外移的方法，即在进行PCB布板时，为了避免在强光环境下强光直接照射红外接收管而造成红外接收管的光饱和，因而在PCB布板时使得触摸屏边框上设置的红外接收管尽量远离触摸检测区域而向边框外侧移动。
为了进一步抗强光，有的红外触摸屏还采用窄带滤光条的方法，以对强光进行过滤。
然而，上述红外接收管外移和采用窄带滤光条的方法都具有局限性，抗光效果不够理想。因为一方面，红外接收管外移会造成红外触摸屏的边框的宽度变大，红外接收管仅设置在边框的外侧，造成边框内侧空间的浪费。另一方面，现有的窄带滤光条长度都比较短，整个触摸屏要使用很多条拼接而成，在拼接处，对光路会有很大的损失，并且在温度变化时，因为窄带滤光条膨胀系数与其它结构不一致，也会造成窄带滤光条与固定结构脱离等问题，要根据触摸屏进行开模成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种红外触摸屏，以用于提供较好的抗光性能。
本发明提供了一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括边框以及设置于所述边框的至少一条边上的多个红外发射管和多个红外接收管，其中，所述多个红外发射管靠近所述边框的内侧设置，所述多个红外接收管靠近所述边框的外侧设置。
优选地，该红外触摸屏还包括反射部件，所述反射部件设置在所述边框的一条边上，在与设置有所述反射部件的一条边相对的所述边框的另一条边上设置有所述多个红外发射管和所述多个红外接收管。
优选地，在所述边框的相对的两条边上的每一条边上设置有所述多个红外发射管和所述多个红外接收管。
优选地，在所述边框的一条边上设置的红外发射管和相对的另一条边上设置的红外接收管构成第一组红外元件，在所述边框的所述一条边上设置的红外接收管和相对的所述另一条边上的红外发射管构成第二组红外元件，在所述第一组红外元件发生故障或者所述第一组红外元件中的红外发射管发出的红外光的光强与所述第一组元件中的红外接收管接收的红外光的光强之间的差值大于预定值时，所述第一组红外元件停用，所述第二组红外元件启用。
优选地，在所述边框的四条边上的每一条边上设置有所述多个红外发射管和所述多个红外接收管。
优选地，所述边框的一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管和红外接收管构成第一组红外元件，另一组相对的红外发射管和红外接收管构成第二组红外元件，所述边框的另一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管和红外接收管构成第三组红外元件，另一组相对的红外发射管和红外接收管构成第四组红外元件，在所述第一组红外元件和/或所述第三组红外元件发生故障，或者所述第一组红外元件和/或所述第三组红外元件的红外接收管发生光饱和状况时，所述第一组红外元件和/或所述第三组红外元件停用，所述第二组红外元件和/或所述第四组红外元件启用。
优选地，所述多个红外发射管等间距排列成一行，所述多个红外接收管等间距排列成一行，所述多个红外发射管和所述多个红外接收管交叉设置。
优选地，所述多个红外发射管和所述多个红外接收管以距离所述边框所围成的触摸检测区域不同的高度设置。
优选地，所述红外触摸屏还包括滤光条，所述滤光条安装在所述边框的设置有所述多个红外发射管与所述多个红外接收管的至少一条边的内侧。
优选地，该红外触摸屏还包括主控单元、发射控制电路、采样电路、模数转换电路和接收控制电路，所述发射控制电路与所述多个红外发射管电连接，所述接收控制电路与所述多个红外接收管电连接，所述多个红外接收管、所述采样电路和所述模数转换电路顺次电连接，所述主控单元与所述发射控制电路、所述接收控制电路和所述模数转换电路电连接。
优选地，该红外触摸屏还包括滤波电路和放大电路，所述滤波电路和所述放大电路电连接在所述采样电路与所述模数转换电路之间。
利用本发明提供的红外触摸屏，将红外发射管靠近触摸屏的边框的外侧设置，并采用红外发光管与红外接收管交错间隔排列的方式，大大降低了在强光的情况下入射光直射红外接收管的可能性，从而避免造成红外接收管的光饱和，有效地提高了红外触摸屏的抗光性能。
附图说明
图1为根据本发明的红外触摸屏的结构示意图；
图2为根据本发明的红外触摸屏的电路结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为根据本发明的红外触摸屏的结构示意图。
参考图1，本发明提供了一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括边框以及设置于所述边框的至少一条边上的多个红外发射管2和多个红外接收管3，其中，所述多个红外发射管2靠近所述边框的内侧设置，所述多个红外接收管3靠近所述边框的外侧设置。
如图1所示，在红外触摸屏的边框的至少一个边上既设置有红外发射管2，也设置有红外接收管3，边框以内所围成的区域为触摸检测区域。为了避免强光直射红外接收管3，根据本发明，将多个红外发射管2靠近边框的内侧设置，将多个红外接收管3靠近边框的外侧设置，这样，通过使得红外发射管2远离触摸检测区域，可以利用边框的内侧遮挡部分可能直射红外接收管3的强光，减少红外发射管2的暴露区域，大大降低强光直射红外接收管3的可能性，从而提高了红外触摸屏的抗光性能，同时，在靠近边框的内侧设置红外发射管2，利用了边框的内侧空间，不会对边框空间造成浪费。
可以理解，可以仅在红外触摸屏的边框的一条边上设置多个红外发射管2和多个红外接收管3，也可以在红外触摸屏的边框的两条边上设置多个红外发射管2和多个红外接收管3，还可以在红外触摸屏的边框的四条边上都设置多个红外发射管2和多个红外接收管3。
下面详细描述这几种具体的实施方式。
根据一种实施方式，该红外触摸屏还可以包括反射部件，所述反射部件设置在所述边框的一条边上，在与设置有所述反射部件的边相对的所述边框的另一条边上设置有所述多个红外发射管2和所述多个红外接收管3。
在这种实施方式中，设置在所述另一条边上的红外发射管2发出的红外光束被相对的一条边上的反射部件反射后可以被与红外发射管2设置在同一条边上的一个或多个红外接收管3接收，从而在触摸检测区域内形成一条或多条红外反射光路，通过依次选通红外发射管2和红外接收管3，并判断是否有红外反射光路被阻断，来确定触摸检测区域内是否有触摸物。可以理解，本发明对红外发射管2和红外接收管3的具体选通方式不做限定，只要能通过计算确定触摸检测区域内的触摸物的位置即可。
根据另一种实施方式，可以在所述边框的相对的两条边上的每一条边上设置有所述多个红外发射管2和所述多个红外接收管3。
在这种实施方式中，在所述边框的一条边上设置的红外发射管2和相对的另一条边上设置的红外接收管3构成第一组红外元件，在所述边框的所述一条边上设置的红外接收管3和相对的所述另一条边上的红外发射管2构成第二组红外元件。第一组红外元件中的红外发射管2发出的红外光束被该第一组红外元件的红外接收管3接收，从而在触摸检测区域内形成一条或多个条红外光路，通过依次选通第一组红外元件中的红外发射管2和红外接收管3，并判断是否有红外光路被阻断，来确定触摸检测区域内是否有触摸物。优选地，在第一组红外元件发生故障，或者第一组红外元件的红外接收管3发生光饱和等状况时（例如，当判断红外发射管2发出的红外光的光强与红外接收管3接收的红外光的光强之间的差值大于预定值时，判断红外接收管3发生光饱和），可以停用第一组红外元件，并启用第二组红外元件来发射和接收红外光束，从而确定触摸检测区域中是否有触摸物。可以理解，本发明对红外发射管2和红外接收管3的具体选通方式不做限定，只要能通过计算确定触摸检测区域内的触摸物的位置即可。
根据再一种实施方式，可以在所述边框的四条边上的每一条边上设置有所述多个红外发射管2和所述多个红外接收管3。
在这种实施方式中，可以构成四组红外元件，即所述边框的一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第一组红外元件，另一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第二组红外元件，类似地，边框的另一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第三组红外元件，另一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第四组红外元件。第一组红外元件中的红外发射管2发出的红外光束被该第一组红外元件的红外接收管3接收，第三组红外元件中的红外发射管2发出的红外光束被该第三组红外元件的红外接收管3接收，从而在触摸检测区域内形成网格状的红外光束阵列，通过依次选通第一组红外元件中的红外发射管2和红外接收管3以及第三组红外元件中的红外发射管2和红外接收管3，并判断是否有红外光路被阻断，来确定触摸检测区域内是否有触摸物。优选地，在第一组红外元件和/或第三组红外元件发生故障，或者第一组红外元件和/或第三组红外元件的红外接收管3发生光饱和等状况时，可以停用第一组红外元件和/或第三组红外元件，并启用第二组红外元件和/或第四组红外元件来发射和接收红外光束，从而确定触摸检测区域中是否有触摸物。可以理解，本发明对红外发射管2和红外接收管3的具体选通方式不做限定，只要能通过计算确定触摸检测区域内的触摸物的位置即可。
优选地，所述多个红外发射管2等间距排列成一行，所述多个红外接收管3等间距排列成一行，所述多个红外发射管2和所述多个红外接收管3交叉设置，从而使得红外接收管3和红外发射管2之间的光路不受遮挡。
根据一种实施方式，所述多个红外发射管和所述多个红外接收管可以距离所述边框所围成的触摸检测区域不同的高度设置，这样红外接收管和红外发射管不在一个平面上，使得红外发射管不会影响红外接收管对红外光束的接收。
其中，所述多个红外发射管2可以为发光二极管，所述多个红外接收管3可以为接收三极管。
为了进一步提高红外触摸屏的抗光性能，所述红外触摸屏还可以包括滤光条，所述滤光条安装在所述边框的设置有所述多个红外发射管2与所述多个红外接收管3的至少一条边的内侧，从而可以进一步对强光进行过滤，避免红外接收管3发生光饱和。
图2为根据本发明的红外触摸屏的电路结构框图。
参考图2，根据一种实施方式，该红外触摸屏还可以包括主控单元9、发射控制电路1、采样电路4、模数转换电路7和接收控制电路8，所述发射控制电路1与所述多个红外发射管2电连接，所述接收控制电路8与所述多个红外接收管3电连接，所述多个红外接收管3、所述采样电路4和所述模数转换电路7顺次电连接，所述主控单元9与所述发射控制电路1、所述接收控制电路8和所述模数转换电路7电连接。其中，所述发射控制电路1用于选通红外发射管2，以驱动红外发射管2依次发光，所述接收控制电路8用于选通红外接收管3，以启动一个或多个红外接收管3来接收红外光，所述红外接收管3将接收到的红外光转换成电流信号，所述电流信号通过采样电路4转换成电压信号，该采样电路4可以但不限于采样电阻，所述模数转换电路7将所述电压信号转换成数字信号，并将该数字信号输入到主控单元9，所述主控单元9接收所述数字信号并对数字信号进行处理，例如对数字信号进行计算来确定触摸点的位置，或者例如去除数字信号中的环境噪声并将去除噪声后的数字信号发送给CPU或其他处理单元来进行计算以确定触摸点的位置，以及主控单元9还根据处理结果来控制所述发射控制电路1和所述接收控制电路8，进而再通过发射控制电路1和接收控制电路8来驱动红外发射管2与红外接收管3。
进一步优选地，该红外触摸屏还可以包括滤波电路5和放大电路6，所述滤波电路5和所述放大电路6电连接在所述采样电路4与所述模数转换电路7之间。所述滤波电路5用于对从所述采样电路4接收的电压信号进行滤波，并将滤波后的信号输出到放大电路6，所述放大电路6用于对从所述滤波电路5接收到的信号进行放大，并将放大后的信号输出到模数转换电路7。
下面，参考图1和图2，详细描述本发明的工作流程。
根据图1中所示的一种优选的实施方式，可以在红外触摸屏的边框的四条边上的每一者上都设置有所述多个红外发射管2和所述多个红外接收管3，该多个红外发射管2和多个红外接收管3前后交叉设置。设置在四条边上的多个红外发射管2和多个红外接收管3可以构成四组红外元件，即边框的一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第一组红外元件，另一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第二组红外元件，类似地，边框的另一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第三组红外元件，另一组相对的红外发射管2和红外接收管3可以构成第四组红外元件。主控单元9控制所述发射控制电路1和所述接收控制电路8，进而再通过发射控制电路1和接收控制电路8来驱动红外发射管2与红外接收管3。优选地，可以启动第一组红外元件和第三组红外元件工作，第一组红外元件中的红外发射管2发出的红外光束被该第一组红外元件中的红外接收管3接收，第三组红外元件中的红外发射管2发出的红外光束被该第三组红外元件中的红外接收管3接收，从而在触摸检测区域内形成网格状的红外光束阵列，主控单元9通过控制所述发射控制电路1和所述接收控制电路8来依次选通第一组红外元件中的红外发射管2和红外接收管3以及第三组红外元件中的红外发射管2和红外接收管3，并根据接收到的代表红外接收管3所接收到的红外光的状态的数字信号，直接计算或将数字信号发送给CPU或其他处理单元进行计算来判断是否有红外光路被阻断，从而确定触摸检测区域内是否有触摸物以及确定触摸点的位置。主控单元9可以根据计算结果来控制切换红外发射管2和红外接收管3的选通方式，例如可以从一次选通多个红外接收管3切换成一次选通一个红外接收管3等。当主控单元9根据接收到的代表红外接收管3所接收到的红外光的状态的数字信号判断在第一组红外元件和/或第三组红外元件发生故障，或者第一组红外元件和/或第三组红外元件的红外接收管3发生光饱和等状况时，可以控制所述发射控制电路1和/或所述接收控制电路8停用第一组红外元件和/或第三组红外元件，启用第二组红外元件和/或第四组红外元件来发射和接收红外光束，从而确定触摸检测区域中是否有触摸物。可以理解，本发明对红外发射管2和红外接收管3的具体选通方式不做限定，只要能通过计算确定触摸检测区域内的触摸物的位置即可。
利用本发明提供的红外触摸屏，将红外发射管2靠近所述边框的外侧设置，并采用红外发光管与红外接收管3交错间隔排列的方式，大大降低了在强光的情况下入射光直射红外接收管3的可能性，从而避免造成红外接收管3的光饱和，有效地提高了红外触摸屏的抗光性能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种红外触摸屏，该红外触摸屏包括边框以及设置于所述边框的至少一条边上的多个红外发射管（2）和多个红外接收管（3），其中，
所述多个红外发射管（2）靠近所述边框的内侧设置，所述多个红外接收管（3）靠近所述边框的外侧设置。
2.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其中，该红外触摸屏还包括反射部件，所述反射部件设置在所述边框的一条边上，在与设置有所述反射部件的一条边相对的所述边框的另一条边上设置有所述多个红外发射管（2）和所述多个红外接收管（3）。
3.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其中，在所述边框的相对的两条边上的每一条边上设置有所述多个红外发射管（2）和所述多个红外接收管（3）。
4.根据权利要求3所述的红外触摸屏，其中，在所述边框的一条边上设置的红外发射管（2）和相对的另一条边上设置的红外接收管（3）构成第一组红外元件，在所述边框的所述一条边上设置的红外接收管（3）和相对的所述另一条边上的红外发射管（2）构成第二组红外元件，在所述第一组红外元件发生故障或者所述第一组红外元件中的红外发射管（2）发出的红外光的光强与所述第一组元件中的红外接收管（3）接收的红外光的光强之间的差值大于预定值时，所述第一组红外元件停用，所述第二组红外元件启用。
5.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其中，在所述边框的四条边上的每一条边上设置有所述多个红外发射管（2）和所述多个红外接收管（3）。
6.根据权利要求5所述的红外触摸屏，其中，所述边框的一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管（2）和红外接收管（3）构成第一组红外元件，另一组相对的红外发射管（2）和红外接收管（3）构成第二组红外元件，所述边框的另一对相对的边上的其中一组相对的红外发射管（2）和红外接收管（3）构成第三组红外元件，另一组相对的红外发射管（2）和红外接收管（3）构成第四组红外元件，在所述第一组红外元件和/或所述第三组红外元件发生故障，或者所述第一组红外元件和/或所述第三组红外元件的红外接收管（3）发生光饱和状况时，所述第一组红外元件和/或所述第三组红外元件停用，所述第二组红外元件和/或所述第四组红外元件启用。
7.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其中，所述多个红外发射管（2）等间距排列成一行，所述多个红外接收管（3）等间距排列成一行，所述多个红外发射管（2）和所述多个红外接收管（3）交叉设置。
8.根据权利要求7所述的红外触摸屏，其中，所述多个红外发射管（2）和所述多个红外接收管（3）以距离所述边框所围成的触摸检测区域不同的高度设置。
9.根据权利要求1所述的红外触摸屏，其中，所述红外触摸屏还包括滤光条，所述滤光条安装在所述边框的设置有所述多个红外发射管（2）与所述多个红外接收管（3）的至少一条边的内侧。
10.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的红外触摸屏，其中，该红外触摸屏还包括主控单元（9）、发射控制电路（1）、采样电路（4）、模数转换电路（7）和接收控制电路（8），所述发射控制电路（1）与所述多个红外发射管（2）电连接，所述接收控制电路（8）与所述多个红外接收管（3）电连接，所述多个红外接收管（3）、所述采样电路（4）和所述模数转换电路（7）顺次电连接，所述主控单元（9）与所述发射控制电路（1）、所述接收控制电路（8）和所述模数转换电路（7）电连接。
11.根据权利要求10所述的红外触摸屏，其中，该红外触摸屏还包括滤波电路（5）和放大电路（6），所述滤波电路（5）和所述放大电路（6）电连接在所述采样电路（4）与所述模数转换电路（7）之间。
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