CN202257517U - 一种红外触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种红外触摸屏，涉及红外线触摸技术领域。包括红外发射元件阵列和红外接收元件阵列，在红外发射元件（101）前面设置能够使所述红外发射元件（101）发射的红外光的传播方向发生偏转的偏转元件（301）。本实用新型所述的红外触摸屏可以使红外发射元件（101）发射的红外光的出射方向发生改变，提供更多的倾斜角度较大的光线，能够较容易地区分鬼点，实现多点触摸识别，提高触摸精度。

Description

一种红外触摸屏

技术领域

本实用新型涉及红外触摸屏领域，尤其涉及一种能够实现多点触摸的红外触摸屏。

背景技术

触摸屏作为一种简单、方便的人机交互设备得到了广泛的应用，目前市场上已经出现了多种触摸屏技术，包括电阻屏、电容屏、光学屏、红外屏、表面声波屏、投射电容屏等等，其中红外屏因其结构简单、成本低等优点被应用于多种场合，例如，ATM机、POS机、地铁自动售票机等。近年来，随着红外触摸技术的发展，红外多点触摸技术也得到快速发展，应用的场合也越来越多，例如多人游戏、多人同时书写等，如图1所示，为现有的一种实现多点触摸的红外触摸屏的结构图，其基本结构是在触摸检测区域四周安装红外发射元件101和红外接收元件102，红外发射元件101与红外接收元件102一一对应，其中一个红外发射元件101发射的红外光可以被与其相对的红外接收元件102接收也可以被与其斜对的红外接收元件102接收，通过同轴光线和离轴光线的遮挡情况可以识别多个触摸点。

上述结构的红外触摸屏对于识别距离较远的且数量较少的触摸点比较有效，但是对于距离较近的触摸点或者触摸点数量较多的情况，由于互相遮挡，会产生误判的现象，如图2所示，两个真实触摸点201距离比较近，由于红外发射元件101发射的光线的发散角有限，光线的倾斜角度较小，通过水平方向和垂直方向被遮挡光线的相交组合，会产生两个和真实触摸点201大小接近、甚至比真实触摸点201还大的点，在实际应用中很难判断这两个点202是真实触摸点还是鬼点，容易产生误判。通过增大红外发射元件的发散角度，也就是说使一个红外发射元件发射的光线能够照射更广的范围，被更多的红外接收元件接收，这样可以减少鬼点，进而减少误判，但是采用大角度的红外发射元件的成本比较高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够改变部分红外发射元件发射的红外光的传播方向，进而提高多点触摸精度的红外触摸屏。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种红外触摸屏，包括红外发射元件阵列和红外接收元件阵列，在红外发射元件前面设置能够使所述红外发射元件发射的红外光的传播方向发生偏转的偏转元件。

如上所述的红外触摸屏，优选地，所述偏转元件间隔地设置在所述红外发射元件的前面。

优选地，两个相邻的所述偏转元件的设置方位能够使位于其后的所述红外发射元件发射的红外光向相反的方向偏转。进一步地，两个相邻的所述偏转元件相对设置。

优选地，一个所述偏转元件与一个或两个所述红外发射元件相关联。

优选地，所述红外发射元件阵列两端的n个红外发射元件的前面均设置有所述偏转元件，所述n为正整数且n≤3。

优选地，所述红外发射元件阵列前面的偏转元件集成在同一个带状透光基体上。

优选地，所述偏转元件为三棱镜、偏角棱镜或被涂覆有反射材料的倾斜的小平面。

优选地，在所述红外接收元件阵列的前面设置有使照射到所述红外接收元件的光线向正对接收面方向偏转的偏转元件。

优选地，所述红外接收元件前面的所述偏转元件与所述红外发射元件前面的所述偏转元件一一相对。

采用上述技术方案的红外触摸屏，通过在红外发射元件的前面设置偏转元件，使部分红外发射元件发射的红外光偏离原来的传播方向，能够提供较多的倾斜角度比较大的倾斜光线，这样倾斜度较大的光线穿过图2所示的鬼点区域，把鬼点区域分成许多较小的区域，而真实触摸点所在的位置不会有光线穿过，因此可以减小鬼点，提高触摸精度。

附图说明

图1为现有技术中一种实现多点触摸的红外触摸屏的结构图示意图；

图2为现有技术中存在两个距离较近的触摸点时产生鬼点的示意图；

图3为本实用新型实施例一所述的红外触摸屏的结构示意图；

图4a-4c为几种偏转元件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一中偏转元件和红外发射元件的相对位置关系示意图；

图6为偏转元件设置在一个透光基体上的结构示意图；

图7为本实用新型实施例一中存在两个距离较近的触摸点时，经过偏转元件后的光线穿过图2中鬼点区域的示意图；

图8a-8b为实施例二中位于触摸区域两端的红外发射元件前面安装偏转元件前与安装偏转元件后光路对比示意图；

图9a-9b为本实用新型实施例三中红外接收元件前面放置偏转元件的结构示意图及光路示意图；

图10为本实用新型实施例四中偏转元件和红外发射元件的相对位置关系示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

本实施例提供一种红外触摸屏，如图3所示，包括触摸区域103、由红外发射元件101组成的红外发射元件阵列和由红外接收元件102组成的红外接收元件阵列，红外发射元件阵列和红外接收元件阵列分别设置在触摸区域103的外边缘，每一个红外发射元件101发射的红外光被多个红外接收元件102接收，在红外发射元件101的前面设置有能够使红外发射元件101发射的红外光的传播方向发生偏转的偏转元件301，为了产生较好的偏转效果并使触摸区域103上的光线分布相对均匀，可以使一个偏转元件301与一个红外发射元件101相关联，每间隔一个红外发射元件101设置一个偏转元件301，即：一个偏转元件301对应一个红外发射元件101，如果一个红外发射元件101前面没有设置偏转元件301，那么与该红外发射元件101相邻的两个红外发射元件101的前面可以各设置一个偏转元件301，反之亦然。同时两个相邻的偏转元件301相对设置，该相邻的偏转元件能够使位于其后的红外发射元件101发射的红外光向相反的方向偏转，例如：一个偏转元件使位于其后的红外发射元件发射的红外光向左偏转，那么与其相邻的偏转元件的设置方位应该使位于其后的红外发射元件发射的红外光向右偏转，反之亦然。

优选地，上述偏转元件301可以是三棱镜(如图4a)、偏角棱镜(如图4b)，或者是其他能够使光线发生偏转的光学元件，如被涂覆有反射材料的倾斜的小平面(如图4c)。

为了更清楚地说明偏转元件301和红外发射元件101的相对位置关系，下面结合图5进行说明，对图3所示的红外触摸屏中水平方向排列的红外发射元件从左到右按1、2、3……的顺序编号，如图5所示，在序号为奇数（即序号为1、3、5、……）的红外发射元件前面各安装一个偏转元件301，序号为偶数（即序号为2、4、6、……）的红外发射元件的前面不安装偏转元件301，即：偏转元件301只与序号为奇数的红外发射元件相关联，序号为奇数的红外发射元件发射的红外光经过偏转元件301的偏转后照射到触摸区域，而序号为偶数的红外发射元件发射的红外光不偏转直接照射到触摸区域。相邻的两个偏转元件301设置的方位不同，两个相邻的偏转元件301的设置方位可以使两个偏转元件对红外光的偏转方向不同，以截面为直角梯形结构的偏转元件为例，如果一个直角梯形棱镜的较厚一端向右，那么与其相邻的之间梯形棱镜较厚的一端应该向左，具体来说就是，序号为1的红外发射元件发射的红外光经过偏转元件301后向右偏转，序号为3的红外发射元件发射的红外光经过偏转元件301后向左偏转，序号为5的红外发射元件发射的红外光经过偏转元件301后又向右偏转,……，而序号为2、4、6、……的红外发射元件发射的红外光不偏转。因此，位于水平方向的红外发射元件发射的红外光的偏转方向从左到右依次为：向右偏转、不偏转、向左偏转、不偏转、向右偏转、……，也即“向右偏转、不偏转、向左偏转”三种方式相互交替出现。其中光线不偏转的红外发射元件101可以补充光线向右和向左偏转的红外发射元件101产生的空缺，使分布在触摸区域103的光线较均匀，对于位于竖直方向的红外发射元件101及其前面的偏转元件301的相对位置关系和水平方向的相同。

需要说明的是，上述安装方式不是唯一的，也可以在序号为偶数的红外发射元件前面安装偏转部件，而序号为奇数的红外发射元件前面不安装偏转部件。

作为一种优选方式，红外发射元件前面的偏转元件301可以集成在一个带状透光基体上（如图6），便于偏转元件301的安装，可以通过在一个透光带状基体上刻蚀缺口的方式设置偏转元件301，使用时，将偏转元件所在的位置与需要发生偏转的红外发射元件相对应。

需要说明的是，使用的偏转元件301能够使光线偏转多大角度，根据实际需要来定，但是要保证每一个红外接收元件102能够接收到至少一个红外发射元件101发射的红外光，且尽量使触摸区域103的光线分布均匀。

本实施例提供一种红外触摸屏，通过在序号为奇数或序号为偶数的红外发射元件101的前面安装偏转元件，使红外发射元件101发射的红外光偏离原来的方向传播，可以提供更多的倾斜角度较大的光线，能够被距离较远的红外接收元件102接收，而前面没有安装偏转元件301的红外发射元件101发射的红外光不偏转，能够补充位于两边的红外发射元件101发射的红外光向两个不同方向偏转所产生的空缺，在触摸区域103产生较均匀的光场。如图7所示，经过偏转后的大角度倾斜的光线可以穿过图2中的鬼点区域，把鬼点区域分割成许多较小区域，真实触摸点相比很小，很容易被去除，可以大大减少鬼点的数量，进而减小误判的几率，提高红外触摸屏的精度。

实施例二

本实施例本实施例提供第二种红外触摸屏，基于实施例一，是对实施例一的改进。

在位于红外发射元件阵列两端的n个红外发射元件的前面设置偏转元件301，其中n为正整数且n≤3，使位于两端的红外发射元件发射的红外光经偏转元件301后，向触摸区域103内部偏转，可以减少边缘光线由于触摸区域103周围的边框或红外滤光条的折射、反射所造成的光干扰。以图8a和8b中红外触摸屏右下端的一个红外发射元件803为例，如果红外发射元件803的前面没有安装偏转元件301，由于红外发射元件803发射的光线具有一定发散角，红外发射元件803发射的红外光的主轴光线右侧的光线向右上方传播，这部分光线中的一部分经过触摸区域103右侧的红外滤光条折射后被位于触摸区域103右侧的红外接收元件1021接收，另一部分经触摸区域103右侧的红外滤光条或边框反射，然后被位于触摸区域103上侧的红外接收元件1022接收，这样会对红外接收元件接收到的信号产生干扰，影响红外触摸屏的精度，如图7a中虚线804所示的光路；如果在位于触摸区域103的外边缘两端的红外发射元件的前面设置偏转元件301，可以使经过偏转元件的红外光向触摸区域103内部偏转，如图8b中实线805所示的光路，一方面可以减少光干扰，另一方面也不会造成光能量的浪费。

在本实施例中，对图5所示的对红外发射元件101的编号可以不包括两端的红外发射元件，也即位于两端的红外发射元件可以不参与编号。

实施例三

本实施例提供第三种红外触摸屏，基于实施例一和实施例二，是对实施例一和实施例二的进一步改进， 为了提高红外接收元件102的接收效率，进一步地，如图9a和图9b所示，红外触摸屏还包括设置在红外接收元件阵列前面的偏转元件301，该偏转元件301可以使倾斜照射在红外接收元件102上的光线向正对接收面的方向偏转，当光线经过接收端的偏转元件301后垂直或接近垂直红外接收元件102的接收面传播，并被红外接收元件102接收，因此可以提高红外接收元件102的接收效果。根据红外接收元件102的特点可知，红外接收元件102对垂直或接近垂直照射在接收面上的光线的接收效果明显比倾斜照射在接收面上的接收效果好，因此可以增强红外接收元件102接收到的信号的强度。实际上，在红外接收元件102前面设置偏转元件301，相当于将位于偏转元件301后面的红外接收元件102倾斜安装，偏转元件301间隔地设置在红外接收元件102的前面，相当于红外接收元件102间隔地倾斜安装，其中与没有安装偏转元件的红外接收元件两边的红外接收元件相邻的两个红外接收元件相当于向两个不同方向倾斜安装。

为了进一步地提高接收效果，可以使红外发射元件前面的偏转元件与红外接收元件前面的偏转元件一一相对，也即如果一个红外发射元件前面安装一个偏转元件，那么与其相对的红外发射元件前面也安装一个偏转元件。

实施例四

本实施例提供第四种红外触摸屏，该红外触摸屏与实施例一相同，都是在红外发射元件101的前面安装偏转元件301，但是与实施例一不同之处在于，偏转元件301与红外发射元件101的对应关系不同，每一个偏转元件301与两个红外发射元件101相关联，也即，每一个偏转元件301后面安装两个红外发射元件101，如图10所示，对于水平排列的红外发射元件101，序号为1和2的红外发射元件前面安装一个偏转元件，序号为4和5的红外发射元件前面安装一个偏转元件，……，序号为3、6、9……的红外发射元件前面不安装偏转元件。本实施例提供的红外触摸屏，同样可以提供较多的倾斜角度较大的光线，能够减少鬼点，提高多点识别的精度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，如，每间隔两个红外发射元件设置一个偏转元件，或者前面设置与不设置偏转元件的红外发射元件相互间隔不均匀，或者一个偏转元件后面设置三个或三个以上红外发射元件，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 

Claims (10)

1.一种红外触摸屏，包括红外发射元件阵列和红外接收元件阵列，其特征在于：在红外发射元件（101）前面设置能够使所述红外发射元件（101）发射的红外光的传播方向发生偏转的偏转元件（301）。

2.按照权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于：所述偏转元件（301）间隔地设置在所述红外发射元件（101）的前面。

3.按照权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于：两个相邻的所述偏转元件(301)的设置方位能够使位于其后的所述红外发射元件(101)发射的红外光向相反的方向偏转。

4.按照权利要求3所述的红外触摸屏，其特征在于：两个相邻的所述偏转元件(301)相对设置。

5.按照权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于：一个所述偏转元件(301)与一个或两个所述红外发射元件(101)相关联。

6.按照权利要求1所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外发射元件阵列两端的n个红外发射元件(101)的前面均设置有所述偏转元件(301)，所述n为正整数且n≤3。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外发射元件阵列前面的偏转元件(301)集成在同一个带状透光基体上。

8.按照权利要求1至6中任一项所述的红外触摸屏，其特征在于：所述偏转元件(301)为三棱镜、偏角棱镜或被涂覆有反射材料的倾斜的小平面。

9.按照权利要求1至6中任一项所述的红外触摸屏，其特征在于：在所述红外接收元件阵列的前面设置有使照射到所述红外接收元件（101）的光线向正对接收面方向偏转的偏转元件（301）。

10.按照权利要求9所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外接收元件前面的所述偏转元件（301）与所述红外发射元件前面的所述偏转元件一一相对。

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