CN103294282A

CN103294282A - 一种红外触摸装置和电子设备

Info

Publication number: CN103294282A
Application number: CN2013101612782A
Authority: CN
Inventors: 戴辉
Original assignee: Xian TCL Software Development Co Ltd
Current assignee: Xian TCL Software Development Co Ltd
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明提供了一种红外触摸装置和电子设备，其中，红外触摸装置包括触摸屏；至少两红外发射组，用于提供覆盖整个所述触摸屏区域且与所述触摸屏平行的目标平面光；若干红外接收器，位于所述触摸屏的一侧且沿所述触摸屏边缘设置，用于接收所述目标平面光；以及定位芯片，与所述若干红外接收器电连接，用于根据所述至少两红外发射组的位置坐标以及当前所述若干红外接收器中未接收到所述目标平面光的红外接收器的位置坐标，并按照预置规则获取触摸点的坐标。本发明无需设置多组红外发射管和多组红外接收管，具有降低成本，减少功耗的优点。

Description

一种红外触摸装置和电子设备

技术领域

本发明涉及红外触摸技术领域，特别涉及到一种红外触摸装置和电子设备。

背景技术

触摸屏作为一种新型的输入设备已经广泛应用于计算机、手机、音视频播放器和电子游戏等消费类电子行业，给用户带来了很大的便利，也可以用于军工和工业化控制等领域。现有技术中的红外触摸屏装置，参照图1所示，图1为现有技术红外触摸屏装置中的红外发射管和红外接收管的布置示意图，其包括多组红外发射管100和多组红外接收管200，并通过多组红外发射管100和多组红外接收管200形成对射系统，横向扫描与纵向扫描形成交叉点，依次扫描测试区域是否有某个交叉点被遮挡，从而判断是否有用户输入，这种扫描方式仅能扫描有限个交叉点，如果要增加交叉点的数量，必需使用更多的红外发射管和红外接收管，使得成本增加。

发明内容

本发明的主要目的是提供了一种红外触摸装置，旨在降低成本并实现全屏扫描。

本发明实施例公开了一种红外触摸装置，包括触摸屏，还包括：

至少两红外发射组，用于提供覆盖整个所述触摸屏区域且与所述触摸屏平行的目标平面光；

若干红外接收器，位于所述触摸屏的一侧且沿所述触摸屏边缘设置，用于接收所述目标平面光；

以及定位芯片，与所述若干红外接收器电连接，用于根据所述至少两红外发射组的位置坐标以及当前所述若干红外接收器中未接收到所述目标平面光的红外接收器的位置坐标，并按照预置规则获取触摸点的坐标。

优选地，所述触摸屏为方形，所述若干红外接收器沿所述触摸屏的第一边、第二边和第三边的边缘逐个设置，所述至少两红外发射组包括设置在所述触摸屏的第一边与第四边的连接处的第一红外发射组以及设置在所述触摸屏的第三边与第四边的连接处的第二红外发射组。

优选地，各红外发射组均包括红外发射器和准直镜片，所述红外发射器、所述准直镜片和所述若干红外接收器均位于所述触摸屏的同一侧，所述准直镜片的入射面正对所述红外发射器的发射端，且所述准直镜片将接收的由所述红外发射器发出的红外光线转换成所述目标平面光。

优选地，各红外发射组均包括红外发射器、准直镜片和导光镜片；所述红外发射器和所述准直镜片位于所述触摸屏背离所述若干红外接收器的一侧，所述准直镜片的入射面正对所述红外发射器的发射端，且所述准直镜片将接收的由所述红外发射器发出的红外光线转换成中间平面光；所述导光镜片的入射面正对所述准直镜片的出光面，且所述导光镜片将接收的所述中间平面光转换成所述目标平面光。

优选地，所述红外发射器包括红外二极管和扩束镜片，所述扩束镜片正对所述红外二极管的出光面以扩大所述红外二极管的扩散角；或者所述红外发射器为扩散角在90度以上的红外二极管。

优选地，所述红外发射器沿所述触摸屏的对角线设置且所述准直镜片的入射面与所述触摸屏的对角线垂直。

优选地，所述导光镜片包括导光镜片的入射面及与所述导光镜片的入射面连接的第一全反射面和第二全反射面，所述第一全反射面与所述导光镜片的入射面的夹角为45度，所述第二全反射面与所述导光镜片的入射面的夹角为45度。

优选地，所述预置规则为x = a*b*L/(W*L+a*b)，y = b*W*L/(W*L+a*b)；其中，L为所述触摸屏的长，W为所述触摸屏的宽，（0、L）为所述第一红外发射组的位置坐标，（0、0）为所述第二红外发射组的位置坐标，（0、b ）和（a、W ）为当前所述若干红外接收器中未接收到所述目标平面光的红外接收器的位置坐标，（x、y）为所述触摸点的位置坐标。

本发明实施例公开了一种包括上述任一技术方案中的红外触摸装置的电子设备。

本发明所公开的红外触摸装置，通过至少两红外发射组提供覆盖整个触摸屏区域且与触摸屏平行的目标平面光，当触摸屏被触摸时，目标平面光在触摸点处被遮挡，致使处于至少两红外发射组和触摸点形成的至少两条直线上的至少两个红外接收器无法接收到目标平面光，此时与若干红外接收器电连接的定位芯片接收到相应信号，即根据至少两红外发射组的位置坐标以及当前若干红外接收器中未接收到目标平面光的红外接收器的位置坐标，并按照预置规则计算出触摸点的坐标，即实现了对触摸点的定位。相对现有技术中的对射方式，本发明无需设置多组红外发射管，具有降低成本，减少功耗的优点。

附图说明

图1为现有技术红外触摸屏装置中的红外发射管和红外接收管的布置示意图；

图2为本发明红外触摸装置优选实施例的结构示意图；

图3为图2所示红外触摸装置中的触摸屏被触摸时的示意图；

图4为图2中A部分的放大示意图；

图5为图2所示红外触摸装置中的红外发射组的示意图；

图6为图2所示红外触摸装置中的红外发射组的布置示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种红外触摸装置，可参照图2和图3，在该优选实施例中，其包括触摸屏1、若干个红外接收器2、第一红外发射组3a、第二红外发射组3b和定位芯片（图中未示出）。其中触摸屏1为方形，用于提供一触摸区域；第一红外发射组3a和第二红外发射组3b均用于提供与触摸屏1平行的目标平面光，第一红外发射组3a和第二红外发射组3b提供的目标平面光可覆盖整个触摸屏1区域，且分别设置在触摸屏1的两相邻对角处，具体的，第一红外发射组3a设置在触摸屏1的第一边11与第四边14的连接处，第二红外发射组3b设置在触摸屏1的第三边13与第四边14的连接处；若干个红外接收器2设置在触摸屏1的正面且沿触摸屏1的第一边11、第二边12和第三边13的边缘逐个设置，用于接收第一红外发射组3a和第二红外发射组3b所提供的目标平面光。当触摸屏1被触摸时，目标平面光在触摸点处被遮挡，致使处于第一红外发射组3a和触摸点所形成的直线上的第一红外接收器2a（若干个红外接收器2的一个）无法接收到目标平面光，且处于第二红外发射组3b和触摸点所形成的直线上的第二红外接收器2b（若干个红外接收器2的一个）也无法接收到目标平面光，此时与若干个红外接收器2电连接的定位芯片接收到相应的信号，即根据第一红外发射组3a和第二红外发射组3b的位置坐标以及当前若干红外接收器2中未接收到目标平面光的第一红外接收器2a和第二红外接收器2b的位置坐标，并按照预置规则计算出触摸点的坐标，实现对触摸点的定位。相对现有技术中的对射方式，本发明红外触摸装置无需设置多组红外发射管，具有降低成本，减少功耗的优点。

当然本发明不限于仅设置两个红外发射组，当所设置的两个红外发射组所提供的目标平面光无法覆盖整个触摸屏1区域的情况下，可根据需要设置任意多个红外发射组以使所提供的目标平面光覆盖整个触摸屏1区域。

可以理解的是，触摸屏1不限于为方形，当触摸屏1不是方形时，若干红外接收器2的设置位置及红外发射组的个数需保证触摸屏1被触摸后，定位芯片可唯一确定触摸点的坐标。

在具体实施例中，请结合参照图4，第一红外发射组3a和第二红外发射组3b均包括红外发射器31、准直镜片32和导光镜片33，红外发射器31和准直镜片32设置在触摸屏1的背面，准直镜片32的入射面正对红外发射器31的发射端，且准直镜片32将接收的由红外发射器31发出的红外光线转换成中间平面光；请结合参照图5，导光镜片33包括导光镜片的入射面331、第一全反射面332和第二全反射面333，第一全反射面332与导光镜片的入射面331的夹角为45度，第二全反射面333与导光镜片的入射面331的夹角为45度，准直镜片32的出光面正对第一全反射面332，中间平面光经导光镜片的入射面331后，在第一全反射面332上发生全反射，并反射至第二全反射面333且在第二全反射面333上发生全反射以形成目标平面光。

准直镜片32可以是可在有效曲率平面内折射光线从而形成超薄的平面波的任一种镜片，如准直镜片32为横截面半圆的柱面镜。为了得到一个大角度低厚度的扇形发光平面，可以通过改变准直镜片32的有效曲率实现。

导光镜片33为全反射镜片，如为一细长棱镜，棱镜两端分别设置45度倾斜面。一般的棱镜用亚克力材料制造（利用全反射原理：入射光与法线的夹角大于全反射临界角时，入射光在入射面发生全反射，不会有光线发射折射而透出光线所在物体。由计算公式：SinC=1/n，亚克力的折射率约为1.49，计算得全反射临界角C=42.17°），上述结构的棱镜的入射角为45°大于42.17°，完全满足全反射条件。在棱镜内部因没有光焦度物体存在，准直镜片32传输的中间平面光的平面发射形态不会变形，因此导光镜片33输出的目标平面光仍旧为平面扇形。可以理解的是，当棱镜采用其他材料制造时，棱镜的结构只需保证全反射临界角小于发生全反射面的倾斜角度。

可以理解的是，导光镜片33不限于包括导光镜片的入射面331、第一全反射面332和第二全反射面333，导光镜片33只需将中间平面光转换成目标平面光即可，如导光镜片33可以包括导光镜片的入射面331和三个以上的全反射面。

可以理解的是，第一红外发射组3a和第二红外发射组3b不限于均包括红外发射器31、准直镜片32和导光镜片33，如在变形实施例中，第一红外发射组3a和第二红外发射组3b仅包括红外发射器和准直镜片，此时，红外发射器和准直镜片与若干个红外接收器2一样均设置在触摸屏1的正面，准直镜片32的入射面正对红外发射器31的发射端，且准直镜片32将接收的由红外发射器31发出的红外光线转换成目标平面光。

相对将红外发射器和准直镜片置在触摸屏1的正面的技术方案，将红外发射器31和准直镜片32设置在触摸屏1的背面可减少本发明红外触摸装置的整体厚度，实现超薄化设计。

作为另一种实施方案，第一红外发射组3a和第二红外发射组3b为了提供可覆盖整个触摸屏1区域的目标平面光，作为光源的红外发射器31包括红外二极管和扩束镜片，扩束镜片正对红外二极管的出光面以扩大所述红外二极管的扩散角。在其他变形实施例中，红外发射器可以为扩散角在90度以上的红外二极管。当然红外发射器也可以通过包括多个红外二极管以提供可覆盖整个触摸屏1区域的目标平面光。

在优选实施例中，结合参照图6，红外发射器31的具体设置位置为沿触摸屏1的对角线设置，且准直镜片32的入射面与触摸屏1的对角线垂直。

在具体实施例中，定位芯片根据相关参数，按照预置规则计算出触摸点的坐标，实现对触摸点的定位，其中预置规则为x = a*b*L/(W*L+a*b)，y = b*W*L/(W*L+a*b)；L为触摸屏1的长，W为触摸屏1的宽，（0、L ）为第一红外发射组3a的位置坐标，（0、0）为第二红外发射组3b的位置坐标，（0、b）为当前若干红外接收器2中未接收到目标平面光的第一红外接收器2a的位置坐标，（a 、W ）为当前若干红外接收器2中未接收到目标平面光的第二红外接收器2b的位置坐标，（x、y）为触摸点的位置坐标。

本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述实施例中任一种红外触摸装置，具体可参照图2和图6以及上述实施例中对红外触摸装置的文字描述，在此不再赘述。由于本发明实施例中的电子设备包括上述实施例中的红外触摸装置，所以其具有上述实施例中的红外触摸装置的所有优点，如成本低，功耗少。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种红外触摸装置，包括触摸屏，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于，所述触摸屏为方形，所述若干红外接收器沿所述触摸屏的第一边、第二边和第三边的边缘逐个设置，所述至少两红外发射组包括设置在所述触摸屏的第一边与第四边的连接处的第一红外发射组以及设置在所述触摸屏的第三边与第四边的连接处的第二红外发射组。

3.根据权利要求2所述的红外触摸装置，其特征在于，各红外发射组均包括红外发射器和准直镜片，所述红外发射器、所述准直镜片和所述若干红外接收器均位于所述触摸屏的同一侧，所述准直镜片的入射面正对所述红外发射器的发射端，且所述准直镜片将接收的由所述红外发射器发出的红外光线转换成所述目标平面光。

4.根据权利要求2所述的红外触摸装置，其特征在于，各红外发射组均包括红外发射器、准直镜片和导光镜片；所述红外发射器和所述准直镜片位于所述触摸屏背离所述若干红外接收器的一侧，所述准直镜片的入射面正对所述红外发射器的发射端，且所述准直镜片将接收的由所述红外发射器发出的红外光线转换成中间平面光；所述导光镜片的入射面正对所述准直镜片的出光面，且所述导光镜片将接收的所述中间平面光转换成所述目标平面光。

5.根据权利要求3或4所述的红外触摸装置，其特征在于，所述红外发射器包括红外二极管和扩束镜片，所述扩束镜片正对所述红外二极管的出光面以扩大所述红外二极管的扩散角；或者所述红外发射器为扩散角在90度以上的红外二极管。

6.根据权利要求3或4所述的红外触摸装置，其特征在于，所述红外发射器沿所述触摸屏的对角线设置且所述准直镜片的入射面与所述触摸屏的对角线垂直。

7.根据权利要求4所述的红外触摸装置，其特征在于，所述导光镜片包括导光镜片的入射面及与所述导光镜片的入射面连接的第一全反射面和第二全反射面，所述第一全反射面与所述导光镜片的入射面的夹角为45度，所述第二全反射面与所述导光镜片的入射面的夹角为45度。

8.根据权利要求2所述的红外触摸装置，其特征在于，所述预置规则为x= a*b*L/(W*L+a*b)，y = b*W*L/(W*L+a*b)；其中，L为所述触摸屏的长，W为所述触摸屏的宽，（0、L ）为所述第一红外发射组的位置坐标，（0、0）为所述第二红外发射组的位置坐标，（0、b ）和（a、W ）为当前所述若干红外接收器中未接收到所述目标平面光的红外接收器的位置坐标，（x、y）为所述触摸点的位置坐标。

9.一种电子设备，包括权利要求1至8任一项的所述的红外触摸装置。