CN104615312B - 一种计数型红外触摸屏 - Google Patents

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Abstract

一种计数型红外触摸屏，其触摸屏外框设置有若干红外灯源、反射镜和2个计数型的红外探测器；所述红外灯源包括红外发射管和设置在其发射方向的平面镜，所述平面镜可透射和/或反射红外线。同一方向红外灯源发射的红外线，依次经过后续的一系列反射镜和红外灯源中的平面镜反射，最终到达该方向的计数型红外探测器。红外灯源发出扫描信号，触摸点的阻挡会导致一个扫描周期内红外探测器端接收到的信号次数减少，由此可以判断该触摸点的位置。本发明通过设计一种全新的光路，实现了通过计数的方法判断红外触摸点位，可以有效的减少红外探测器的数量，减少触摸屏整体的损坏率，从而降低维护及更换成本。

Description

一种计数型红外触摸屏
技术领域
本发明涉及光电式触摸屏领域，特别是一种计数型红外触摸屏。
背景技术
触摸屏又称为触控屏、触控面板，是一种可接收触头等输入讯号的感应式显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板。红外线探测是一种常用的触摸屏实现方式，红外线探测技术利用同一波长的红外发射管和红外接收管就能简单的实现红外线探测方法，只要有物体阻挡住红外对管之间的连线，接收信号就急剧下降，将阻挡点纵横交叉的两个红外对管位置报告给主机，经过计算判断出触摸点在屏幕的位置从而实现触屏反馈。红外触摸屏可用手指、笔等任何可阻挡光线的物体来触摸，适用性广泛，且具有防止电磁干扰、适应恶劣环境的优点，可以说在平面显示器上使用红外触摸屏具有相当的技术优势。但目前使用的红外触摸屏使用较多的红外灯源以及与其对应数量的红外探测器，相比于其他触摸设备，其损坏概率较大，而且一旦有红外探测器或者红外灯源损坏，只能整版换掉，势必导致成本增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术需要使用较多红外灯源及红外探测器的不足，提供一种使用较少红外探测器的计数型红外触摸屏。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种计数型红外触摸屏，包括触摸屏外框和显示区，所述显示区位于触摸屏外框内，还包括扫描电压控制装置，触摸屏外框设置有若干红外灯源、反射镜和2个计数型的红外探测器，所述红外灯源包括红外发射管和设置在其发射方向的平面镜，所述平面镜可透射和/或反射红外线，其中：
所述触摸屏外框上沿每一侧边交替排列有多个红外灯源和反射镜，一侧的红外灯源与对侧的反射镜一一对应；
红外发射管发射的红外线透过其平面镜入射至对侧对应的反射镜，反射镜反射的红外线沿侧边方向入射至相邻红外灯源中的平面镜，并经该平面镜再次反射至对侧对应的反射镜；
每一对相对侧边设有1个红外探测器，所述红外探测器设置在该对侧边中红外线的最终出射光路上；2个红外探测器分别用于探测横向和纵向的红外线，并在一个扫描周期内分别对探测到的红外线计数。
扫描电压控制装置连接所述红外灯源以分别施加扫描电压。
优选的，所述平面镜为半透半反镜，所述红外发射管连接扫描电压控制装置。
另一优选的，所述平面镜为胆甾型反射镜。
进一步优选的，所述胆甾型反射镜连接扫描电压控制装置。
优选的，所述红外发射管为红外发光二极管或红外激光器，红外发光二极管具有一定的发散角度，经过多次传播后发散角度会增大，从而影响探测灵敏度；而红外激光器的激光准直性非常好，经过多次反射后发散角度也不会有太大变化。
优选的，所述反射镜背面设置有黑色吸收层，可吸收入射反射镜背面的透射光束，防止其影响其他光束。
本发明技术方案工作原理为：同一纵向或横向的第一个红外灯源中的红外发射管发射红外线，该红外线依次经过后续的一系列反射镜和红外灯源中的平面镜反射，最终到达该方向的计数型红外探测器；第二个红外灯源发射的红外线也依次经过后续的一系列反射镜和红外灯源中的平面镜，最终到达该方向的红外探测器；依此类推，最终纵向和横向的红外线各由一个计数型红外探测器统一接收；在一个扫描周期内扫描红外灯源，依次改变红外灯源电压形成红外探测器可识别的扫描红外信号，在没有触摸点时，红外探测器接收到的信号次数应该与该方向红外灯源数量一致；如果由于触摸点的阻挡而导致红外线传输在该处中断，那么一个扫描周期内红外探测器端接收到的红外信号次数就会减少，由此可以判断该触摸点的位置。
本发明通过设计一种全新的光路，实现了通过计数的方法判断红外触摸点位，相比于传统的红外触摸，可以有效的减少红外探测器的数量，减少触摸屏整体的损坏率。
附图说明
图1为本发明实施例触摸屏基本结构及工作原理示意图；
图2为本发明实施例1红外灯源及相邻反射镜结构和光路示意图。
其中：
1、1-1、1-2、1-3、1-4.红外灯源；101.红外发射管；102.半透半反镜；
2、2-1、2-2、2-3、2-4.反射镜；201.黑色吸收层；
3.红外探测器；4.触摸屏外框；5.显示区；6.触摸点；
A、B.入射光束；A-1、B-1.反射光束；A-2、B-2.透射光束。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本发明做进一步说明，以便更好的理解本发明。
实施例1：
本实施例中，红外发射管101采用红外激光器，平面镜采用半透半反镜102，扫描电压控制装置连接红外激光器提供扫描电压。
如图2所示，入射光束A由一个反射镜2反射到一个半透半反镜102上，被分为反射光束A-1部分和透射光束A-2部分，红外灯源1发射的入射光束B入射到半透半反镜102上，入射光束B也被分为反射光束B-1部分和透射光束B-2部分；反射光束A-1和透射光束B-2在同一路径上传播，而透射光束A-2和反射光束B-1入射到后续反射镜2的背面，该反射镜2的背面涂有黑色吸收层201，该黑色吸收层201可吸收透射光束A-2和反射光束B-1，防止其影响其它光束。
如图1所示，工作时，在扫描电压控制装置控制下，各个红外灯源依次发射红外信号，可识别该红外信号的红外探测器3及配套系统可以对接收到的红外信号的次数进行记录，如图1中的触摸点6(以横向为例)由于挡住了红外灯源1-1、红外灯源1-2和红外灯源1-3的光线，所以导致这三个红外灯源的红外信号无法被红外探测器接收，所以在一个周期内横向的红外探测器3接收到的信号次数会比正常减少三次，由此可以判断触摸点6的横向坐标。纵向也是同样的原理，可根据纵向的红外探测器3接收到的信号次数判断触摸点6的纵向坐标，综合可得触摸点6位置。
实施例2：
本实施例中，红外发射管101采用红外激光器，平面镜采用胆甾型反射镜，扫描电压控制装置连接胆甾型反射镜提供扫描电压。
胆甾型反射镜中的胆甾型液晶的状态依据施加电压的不同有三种形式：平面织构态(P态)、焦锥织构态(FC态)和垂直织构态(H态)，施加扫描电压可控制胆甾型液晶在对特定波长与偏振态的光线透射的H态与反射的P态之间切换。对于任一胆甾型反射镜，如图1中红外灯源1-2的胆甾型反射镜，首先不施加电压使胆甾型液晶处于P态，胆甾型反射镜处于反射态，此时该红外灯源1-2的红外发射管101发射的特定偏振态的红外线被胆甾型反射镜阻挡无法出射，透过的部分也将在到达红外灯源1-3时透过反射态的胆甾型反射镜入射到反射镜2-4背面，从而被其背面的黑色吸收层201吸收；但反射态的胆甾型反射镜可将由反射镜2-1入射的红外线特定偏振部分反射至后续的反射镜2-2并继续反射下去。当施加扫描电压时，胆甾型液晶处于H态，胆甾型反射镜处于透射态，这样由反射镜2-1入射的红外线透过该胆甾型反射镜而入射到顺次排列的反射镜2-3背面，被其背面的黑色吸收层201吸收，而红外灯源1-2的红外发射管101发射的红外线将透过该胆甾型反射镜出射至反射镜2-2。
在一个扫描周期内，扫描电压控制装置依次向各个红外灯源的胆甾型反射镜施加电压，使胆甾型反射镜由基本的反射态转换为透射态，从而使该红外灯源1发射的红外线全部得以出射，此时后续的胆甾型反射镜均处于反射态，出射的红外线的特定偏振部分再经过后续反射镜2和胆甾型反射镜的一系列反射到达红外探测器3，被探测器计数。红外灯源1扫描结束后，快速撤除扫描电压可使该处胆甾型反射镜返回反射态，等待下一扫描周期。
判断触摸点6位置原理与实施例1相同。
实施例3：
本实施例与实施例2基本相同，区别在于红外发射管101采用红外发光二极管，扫描电压控制装置同时连接红外发射管101和胆甾型反射镜同步提供扫描电压，每个红外灯源1的红外发射管101在该处胆甾型反射镜转变为透射态时才加压发射红外线。
应理解，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于供本领域技术人员了解本发明的内容并据以实施，并非具体实施方式的穷举，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种计数型红外触摸屏，包括触摸屏外框(4)和显示区(5)，所述显示区(5)位于触摸屏外框(4)内，其特征在于：还包括扫描电压控制装置，所述触摸屏外框(4)设置有若干红外灯源(1)、反射镜(2)和2个计数型的红外探测器(3)，所述红外灯源(1)包括红外发射管(101)和设置在其发射方向的平面镜，所述平面镜为半透半反镜(102)，其可透射和反射红外线，其中：
所述触摸屏外框(4)上沿每一侧边交替排列有多个红外灯源(1)和反射镜(2)，一侧的红外灯源(1)与对侧的反射镜(2)一一对应；
红外发射管(101)发射的红外线透过其对应的半透半反镜(102)入射至对侧对应的反射镜，反射镜(2)反射的红外线沿侧边方向入射至相邻红外灯源中的半透半反镜(102)，并经该半透半反镜(102)再次反射至对侧对应的反射镜；
每一对相对侧边设有1个红外探测器(3)，所述红外探测器(3)设置在该对侧边中红外线的最终出射光路上；根据红外探测器(3)接收到的信号次数确定触摸点(6)的坐标
扫描电压控制装置连接所述红外灯源(1)以分别施加扫描电压。
2.根据权利要求1所述的计数型红外触摸屏，其特征在于：所述半透半反镜(102)为胆甾型反射镜。
3.根据权利要求2所述的计数型红外触摸屏，其特征在于：所述胆甾型反射镜连接扫描电压控制装置。
4.根据权利要求1所述的计数型红外触摸屏，其特征在于：所述红外发射管(101)为红外发光二极管或红外激光器。
5.根据权利要求1至4任一项所述的计数型红外触摸屏，其特征在于：所述反射镜(2)背面设置有黑色吸收层(201)。
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