CN105404434A - 表面反射式红外触摸屏 - Google Patents

Abstract

一种表面反射式红外触摸屏，包括显示屏、第一组和第二组多个红外发射器、第一组和第二组多个红外接收器。显示屏具有相对的第一边和第二边以及相对的第三遍和第四遍。第一导光体和第二导光体设置在显示屏相对的第一边和第二边，第三导光体和第四导光体设置在显示屏相对的第三边和第四边。第一组多个红外发射器发出的红外光从第一入光面进入第一导光体并被反射而从第一出光面射出，从第一出光面射出的红外光从第二入光面进入第二导光体并被反射而从第二出光面射出，而且从第二出光面射出的红外光直接进入第一组多个红外接收器。从垂直于显示屏的方向上看，第一组多个红外发射器和第一组多个红外接收器位于显示屏的第一边和第二边之外。

Description

表面反射式红外触摸屏

技术领域

本发明涉及红外触摸领域，特别是利用反射材料将光反射到触摸屏表面的表面反射式红外触摸屏。

背景技术

红外触摸技术作为一种人机交互技术，其是靠在显示屏的四周，均匀放置一对对的红外光发射与接收器件，其发射与接收管之间的红外光构成了一个红外光的光线网格，这个网络覆盖在触摸表面，任何不透光的物体接触到显示屏表面就会阻挡到红外光，导致接收不到信号或信号变弱，通过对信号强弱及红外器件的位置计算，即可判定触摸的位置。

早期的红外显示屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因而一度淡出过市场。此后第二代红外屏部分解决了抗光干扰的问题，

随着以上问题的解决，红外显示屏的市场出现巨大的发展，做红外屏的厂家急剧增多，竞争激烈。同时促进了技术的多元化发展。目前各大红外显示屏厂家的竞争点主要是以下几个方面：

1)多系统的支持，即同时支持Windows7，Vista，XP，MacOS*，Linux*等多种操作系统。

2)多尺寸的支持，即能提供从12寸到150寸的各种不同尺寸。

3)多协议的支持，即能支持TUIO协议，WIN7多点协议等协议。

4)多点触摸，即可以同时支持多个手指的触摸。

5)外观尺寸的广泛适应性，即能适应各家电视机厂商的电视机结构来配合制造各种外形的显示屏

现有技术的缺点是必须把红外灯管与PCB板放置与玻璃表面，使红外灯管发出红外光，在玻璃表面形成一个光网络，从而检测人的触摸。而红外灯管以及PCB板会有一定的宽度和厚度，影响触摸体验和产品外观。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够较容易设计出较佳外观的表面反射式红外触摸屏。

本发明提供了一种表面反射式红外触摸屏，包括：

显示屏，显示屏具有相对的第一边和第二边以及相对的第三边和第四边；

第一组多个红外发射器和第一组多个红外接收器，第一组多个红外接收器与第一组多个红外发射器一一对应，用以接收对应的第一组红外发射器发出的红外光；以及

第二组多个红外发射器和第二组多个红外接收器，第二组多个红外接收器与第二组多个红外发射器一一对应，用以接收对应的第二组红外发射器发出的红外光，所述第二组红外发射器发出的红外光与第一组红外发射器发出的红外光交叉；

其中，所述表面反射式红外触摸屏包括第一导光体和第二导光体，所述第一导光体设置在所述第一边，包括第一入光面和第一出光面，所述第二导光体设置在所述第二边，包括第二入光面和第二出光面，所述第一组多个红外发射器、第一导光体、第二导光体和第二组多个红外接收器设置成使得所述第一组多个红外发射器发出的红外光直接从第一入光面进入第一导光体并被反射而从所述第一出光面射出，从所述第一出光面射出的红外光从所述第二入光面进入所述第二导光体并被反射而从所述第二出光面射出，而且从所述第二出光面射出的红外光直接进入所述第一组多个红外接收器，从垂直于所述显示屏的方向上看，所述第一组多个红外发射器和第一组多个红外接收器位于所述显示屏的第一边和第二边之外。

在一实施例中，所述表面反射式红外触摸屏包括第三导光体和第四导光体，所述第三导光体设置在所述第三边，包括第三入光面和第三出光面，所述第四导光体设置在所述第四边，包括第四入光面和第四出光面，所述第二组多个红外发射器、第三导光体、第四导光体和第二组多个红外接收器设置成使得所述第二组多个红外发射器发出的红外光直接从第三入光面进入第三导光体并被反射而从所述第三出光面射出，从所述第三出光面射出的红外光从所述第四入光面进入所述第四导光体并被反射而从所述第四出光面射出，而且从所述第四出光面射出的红外光直接进入所述第二组多个红外接收器，从垂直于显示屏的方向上看，所述第二组多个红外发射器和第二组多个红外接收器位于显示屏的第三边和第四边之外。

在一实施例中，所述第一组多个红外发射器发出的入射红外光与显示屏所在的平面垂直，从所述第二出光面射出并进入所述第一组多个红外接收器的红外光与显示屏所在的平面垂直。

在一实施例中，所述第一入光面、第二出光面、第三入光面和第四出光面皆为平面。

在一实施例中，所述第一入光面、第二出光面、第三入光面和第四出光面皆与显示屏所在的平面平行，所述第一出光面、第二入光面、第三出光面和第四出光面皆与显示屏所在的平面垂直。

在一实施例中，所述第一导光体、第二导光体、第三导光体和第四导光体各具有一反射平面，所述反射平面与入射到所述反射面上的入射光呈45度夹角。

在一实施例中，所述第一导光体只有一部分位于所述显示屏的第一边上方，所述第二导光体只有一部分位于所述显示屏的第二边上方，所述第三导光体只有一部分位于所述显示屏的第三边上方，所述第四导光体只有一部分位于所述显示屏的第四边上方。

综上，利用一种特殊形状的，能透红外光的导光材料，在显示屏边缘对红外光形成特定的反射光通路，使位于屏幕侧边的红外光，通过导光材料的反射与导光，在显示屏玻璃板表面形成一个光网络以检测人的触摸。由于发射器和接收器设置在侧边，导光体也只有一部分突出于显示屏上方。显示屏表面将只有一个窄窄的光学长条，因此容易设计成外表很酷的形状，一改传统的触摸电视都要背着个触摸框的外形。

附图说明

图1是一般红外触摸屏的触摸检测原理示意图。

图2是本发明表面反射式红外触摸屏一实施例的截面示意图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅作为例示用途，并不用于限定本发明。

参考图1，为一般红外触摸设备的原理示意图。红外触摸设备包括触摸检测单元，围绕显示屏10设置，并且设置在显示屏10相对的边缘上。显示屏10一般具有相对的第一边缘12和第二边缘14，以及相对的第三边缘16和第四边缘18。触摸检测单元包括第一组多个红外发射器20和第一组多个红外接收器22，其中第一组多个红外发射器20设置在显示屏10的第一边缘12，而第一组多个红外接收器22设置在显示屏10的第二边缘14。第一组多个红外接收器22与第一组多个红外发射器20一一对应，用以接收对应的第一组红外发射器20发出的红外光。

同样，触摸检测单元还包括第二组多个红外发射器24和第二组多个红外接收器26，其中第二组多个红外发射器24设置在显示屏10的第三边缘16，而第二组多个红外接收器26设置在显示屏10的第四边缘18。第二组多个红外接收器26与第一组多个红外发射器24一一对应，用以接收对应的第二组红外发射器24发出的红外光。

不同组的红外发射器发射的红外光相互交叉。如果某处(例如图1显示屏中的黑点处)发生触摸事件，则对应位置的红外光无法被接收，因此可以根据红外接收器的接收情况确定发生触摸事件的位置。

如前所述，本申请的发明人发现了一个普遍被业界忽视的事实，业界一般把红外灯管与PCB板放置与玻璃表面，使红外灯管发出红外光，在玻璃表面形成一个光网络，从而检测人的触摸。而红外灯管以及PCB板会有一定的宽度和厚度，影响触摸体验和产品外观。

图2是本发明表面反射式红外触摸屏的一个实施例的示意图，本实施例的表面反射式红外触摸屏通过更改红外发射器和接收器的位置，使得显示屏表面上的元器件大为减少，显示屏表面将只有一个窄窄的光学长条，因此容易设计成外表很酷的形状，一改传统的触摸电视都要背着个触摸框的外形。

如图2，为本实施例的表面反射式红外触摸屏的截面示意图。表面反射式红外触摸屏包括显示屏30、第一导光体32、第二导光体34、第一组多个红外发射器36和第一组多个红外接收器38。

显示屏30包括显示面板40和覆盖在显示面板49上的玻璃板42。显示屏30具有相对的第一边44和第二边46，以及相对的第三边和第四边。在图2的截面视图中，第三边和第四边不可见。但可以理解的是，上述第一边、第二边、第三边和第四边首尾连接形成一个矩形。第一组多个红外发射器36和第一组多个红外接收器38分别对应第一边44和第二边46设置，且第一组多个红外接收器38与第一组多个红外发射器36一一对应，用以接收对应的第一组红外发射器发出的红外光。应当理解的是，本红外触摸设备还包括第二组多个红外发射器(图未示)和第二组多个红外接收器(图未示)，分别对应第三边和第四边设置。这样，第一组多个红外发射器36和第二组多个红外发射器发出的红外光交叉形成红外光网以进行触摸检测。

第一导光体32和第二导光体34分别设置在显示屏30的第一边44和第二边46。第一导光体32包括第一入光面48和第一出光面50，第二导光体34包括第二入光面52和第二出光面54。第一入光面48和第二出光面54与显示屏30所在的平面平行，第一出光面50和第二入光面52与显示屏30所在的平面垂直。

第一组多个红外发射器36、第一导光体32、第二导光体34和第二组多个红外接收器38设置成使得第一组多个红外发射器36发出的红外光直接从第一入光面48进入第一导光体32并被反射而从第一出光面50射出，从第一出光面50射出的红外光从第二入光面52进入第二导光体34并被反射而从第二出光面54射出，而且从第二出光面54射出的红外光直接进入第一组多个红外接收器38。

在所示的实施例中，从垂直于显示屏30的方向上看，第一组多个红外发射器36和第一组多个红外接收器38位于显示屏30的第一边44和第二边46之外，即位于显示屏30的两侧。第一组多个红外发射器36发出的入射红外光与显示屏30所在的平面垂直，从第二出光面射出并进入第一组多个红外接收器38的红外光与显示屏30所在的平面垂直。

如上，发射器36发出的光线竖直向上，与第一导光体32内的反射平面呈45度夹角，经过左边的第一导光体32的反射后，改为从左到右。经过玻璃板42表面，传送到右边的第二导光体34。与第二导光体内34内的反射平面呈45度的方向进入第二导光体34内，再经过右边的第二导光体34的反射后，改为从上到下。之后光线再进入接收器38，接收器38接收后由接收板上的电路转换成电信号，再经过单片机处理成触摸信息。由于红外光只经过两次反射，并不会显著降低红外光的强度，即使是应用于大屏幕，即大于32英寸的屏幕的场合，也能满足强度需要。

同理，表面反射式红外触摸屏还包括第三导光体和第四导光体(图未示)。第三导光体设置在所述第三边，包括第三入光面和第三出光面。第四导光体设置在所述第四边，包括第四入光面和第四出光面。第二组多个红外发射器、第三导光体、第四导光体和第二组多个红外接收器设置成使得所述第二组多个红外发射器发出的红外光直接从第三入光面进入第三导光体并被反射而从所述第三出光面射出，从所述第三出光面射出的红外光从所述第四入光面进入所述第四导光体并被反射而从所述第四出光面射出，而且从所述第四出光面射出的红外光直接进入所述第二组多个红外接收器，从垂直于显示屏的方向上看，所述第二组多个红外发射器和第二组多个红外接收器位于显示屏的第三边和第四边之外。上述第三导光体的构造可以参照第一导光体32进行设置，第四导光体的构造可以参照第二导光体34进行设置。

由于发射器和接收器都设置在显示屏30侧边，只有一部分导光体位于玻璃板42表面上方。因此，显示屏表面上的元器件大为减少，将只有一个窄窄的光学长条，因此较容易设计成外表很酷的形状，一改传统的触摸电视都要背着个触摸框的外形。

而且，对于大屏幕触摸设备，例如32寸以上的广告机或查询机，为了获得好的产品外观效果，其具有较大的侧框宽度。发射器和接收器设置在显示屏两侧，较大的侧框刚好可以容纳两侧的发射器和接收器，因此本发明的构思非常适合这类产品。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种表面反射式红外触摸屏，包括：

显示屏，显示屏具有相对的第一边和第二边以及相对的第三边和第四边；

第一组多个红外发射器和第一组多个红外接收器，第一组多个红外接收器与第一组多个红外发射器一一对应，用以接收对应的第一组红外发射器发出的红外光；以及

第二组多个红外发射器和第二组多个红外接收器，第二组多个红外接收器与第二组多个红外发射器一一对应，用以接收对应的第二组红外发射器发出的红外光，所述第二组红外发射器发出的红外光与第一组红外发射器发出的红外光交叉；

其特征在于，

所述表面反射式红外触摸屏包括第一导光体和第二导光体，所述第一导光体设置在所述第一边，包括第一入光面和第一出光面，所述第二导光体设置在所述第二边，包括第二入光面和第二出光面，所述第一组多个红外发射器、第一导光体、第二导光体和第二组多个红外接收器设置成使得所述第一组多个红外发射器发出的红外光直接从第一入光面进入第一导光体并被反射而从所述第一出光面射出，从所述第一出光面射出的红外光从所述第二入光面进入所述第二导光体并被反射而从所述第二出光面射出，而且从所述第二出光面射出的红外光直接进入所述第一组多个红外接收器，从垂直于所述显示屏的方向上看，所述第一组多个红外发射器和第一组多个红外接收器位于所述显示屏的第一边和第二边之外。

2.如权利要求1所述的表面反射式红外触摸屏，其特征在于，所述表面反射式红外触摸屏包括第三导光体和第四导光体，所述第三导光体设置在所述第三边，包括第三入光面和第三出光面，所述第四导光体设置在所述第四边，包括第四入光面和第四出光面，所述第二组多个红外发射器、第三导光体、第四导光体和第二组多个红外接收器设置成使得所述第二组多个红外发射器发出的红外光直接从第三入光面进入第三导光体并被反射而从所述第三出光面射出，从所述第三出光面射出的红外光从所述第四入光面进入所述第四导光体并被反射而从所述第四出光面射出，而且从所述第四出光面射出的红外光直接进入所述第二组多个红外接收器，从垂直于显示屏的方向上看，所述第二组多个红外发射器和第二组多个红外接收器位于显示屏的第三边和第四边之外。

3.如权利要求2所述的表面反射式红外触摸屏，其特征在于，所述第一组多个红外发射器发出的入射红外光与显示屏所在的平面垂直，从所述第二出光面射出并进入所述第一组多个红外接收器的红外光与显示屏所在的平面垂直。

4.如权利要求2所述的表面反射式红外触摸屏，其特征在于，所述第一入光面、第二出光面、第三入光面和第四出光面皆为平面。

5.如权利要求4所述的表面反射式红外触摸屏，其特征在于，所述第一入光面、第二出光面、第三入光面和第四出光面皆与显示屏所在的平面平行，所述第一出光面、第二入光面、第三出光面和第四出光面皆与显示屏所在的平面垂直。

6.如权利要求2所述的表面反射式红外触摸屏，其特征在于，所述第一导光体、第二导光体、第三导光体和第四导光体各具有一反射平面，所述反射平面与入射到所述反射面上的入射光呈45度夹角。

7.如权利要求2的表面反射式红外触摸屏，其特征在于，所述第一导光体只有一部分位于所述显示屏的第一边上方，所述第二导光体只有一部分位于所述显示屏的第二边上方，所述第三导光体只有一部分位于所述显示屏的第三边上方，所述第四导光体只有一部分位于所述显示屏的第四边上方。