CN203012686U - 一种新型红外触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型红外触摸屏，包括触摸屏体、导光柱、电路板，电路板上固定安装有红外发射管和红外接收管，其特征在于：所述触摸屏体位于导光柱的承台上，所述电路板位于触摸屏体背面，且电路板上的红外发射管和红外接收管均位于承台内侧。本实用新型能够对触摸屏体定位，提高安装精度和触摸屏体的平行度，能够有效降低传统红外触摸屏中触摸悬浮高度的问题，同时能够的效地减少外界光干扰对触摸屏的干扰，有利于提高触摸屏的使用效果，延长触摸屏的使用寿命。

Description

一种新型红外触摸屏

技术领域

本实用新型涉及一种触摸屏，尤其涉及一种新型红外触摸屏。

背景技术

目前，不论是单点还是多点红外触摸屏，其基本组装方式通常是将红外发射管和红外接收管放于触摸屏体（由玻璃或透明塑料材质组成的面板）的触摸面（通过触碰触摸屏使其响应的平面）上，红外发射管所发射的红外光在触摸屏体的触摸面上形成一个不可见的红外线光栅。但由于红外发射管和红外接收管是放置在触摸屏体的触摸面之上，因此上述组装方式在使用中还存在着如下缺陷：一、外部的光干扰（如阳光、较强的白炽灯）很容易射到红外接收单元上，从而影响触摸屏的正常工作，因此一般的触摸屏都不能在光干扰下正常工作，其抗光干扰干扰的能力差；二、红外发射管和红外接收管的保护结构在触摸屏的四边形成较高和较宽的边沿凸起，对触摸屏的安装和触摸设备的外观产生很大的限制，不容易用于制造真正的一体化红外触摸产品。

为了解决上述问题，中国专利号“201220056298.4”公开了一种改变红外光传输路径的红外触摸屏，其公开日为2012年08月08日，其技术方案包括红外发射单元和红外接收单元，所述红外发射单元和红外接收单元设置在触摸屏体的非触摸面，且还包括用于将红外发射单元发出的红外光改变方向后传输到触摸面形成红外线光网的发射导光单元，用于将红外线光网改变方向后传输到红外接收单元的接收导光单元；所述发射导光单元和接收导光单元为导光柱、反光镜或导光柱和反光镜的组合。

但以上述专利文件为代表的现有技术，在实际使用过程中，仍然存在着如下缺陷：一、导光柱与触摸屏体一般采用粘接连接方式，两者之间无相对的定位装置，导致导光柱在触摸屏体上的安装精度低，从而影响红外接收管接收红外光的精确度，甚至导致触摸响应速度慢或触摸失灵；二、导光柱与导光柱之间、导光柱与触摸屏体之间通常采用粘接连接，粘接方式不能完全地将其连接处密封，外部光干扰、灰尘或水容易通过其连接处之间的细小缝隙进入触摸屏内部，对红外信号的发射和接收造成不利影响，灰尘和水还将导致触摸屏的使用寿命低；三、红外触摸屏中对触摸屏体的安装有很高要求，其平行度的精确性将直接影响到触摸效果，而该专利在安装时与导光柱之间无固定装置，触摸屏体的平行度不易控制，导致触摸屏上的触摸悬浮高度较高。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中触摸屏存在的上述问题，提供一种新型红外触摸屏，本实用新型在安装时能够对红外触摸屏体定位，提高安装精度和触摸屏体的平行度，能够有效降低传统红外触摸屏中触摸悬浮高度的问题，同时能够的效地减少外界光对触摸屏的干扰，有利于提高触摸屏的使用效果，延长触摸屏的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种红外触摸屏，包括触摸屏体、导光柱、电路板，电路板上固定安装有红外发射管和红外接收管，其特征在于：所述触摸屏体位于导光柱的承台上，所述电路板位于触摸屏体背面，且电路板上的红外发射管和红外接收管均位于承台内侧。

所述电路板的非元件面与触摸屏体背面粘接连接。

所述触摸屏体与承台的上表面粘接连接。

所述触摸屏体与导光柱的内表面嵌合连接。

所述承台的下表面连接有密封件，所述密封件、触摸屏体和承台三者通过密封胶形成密闭腔体结构，电路板及电路板上的红外发射管和红外接收管均位于该腔体内。

所述密封件是由塑料板或钣金面板制成的L形或条形结构，为L形时，L形一端与承台的下表面固定连接，另一端与触摸屏体背面粘接连接；为条形时，条形一端与承台的下表面固定连接，另一端通过防尘泡棉与触摸屏体背面固定连接。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型中，所述触摸屏体位于导光柱的承台上，因此在安装时，触摸屏体能够快速定位在由导光柱形成的一体式框架结构内，相应地使电路板、红外发射管和红外接收管也能够快速定位安装，使得红外触摸产品安装调试简便，有利于整个触摸屏结构的稳定，使触摸屏体的平行度和精确度更高，能够提升触摸屏的触摸精度和响应速度，由于承台的支撑作用，可以使用比传统红外触摸屏更薄的触摸屏体，使用更薄的触摸屏体，不仅能够节约生产材料，降低生产成本，还使红外光在触摸屏上的传输路径变短，传输路径变短能够减少红外光的发散度，提高触摸精度，更薄的触摸屏体也使整个触摸屏更富有美感，有利于增强市场竞争力；同时根据实际需要，生产不同厚度的承台，与不同厚度的触摸屏体配合，能够提高触摸屏体的平行度，无限减小触摸悬浮高度问题；电路板位于触摸屏体背面，且电路板上的红外发射管和红外接收管均位于承台内侧，能够减小外界光干扰对红外发射管和红外接收管的干扰，提高信号发射和接收的精确度，延长触摸屏的使用寿命；解决了现有技术中触摸悬浮高度较高、触摸屏体不易定位、平行度低、设备使用寿命低及触摸屏四边有较高和较宽边沿凸起的缺陷。

二、本实用新型中，所述电路板的非元件面与触摸屏体背面粘接连接，此结构使电路板及电路板上的红外发射管和红外接收管在触摸屏内更稳定，红外接收管都能精确地接收到对应红外发射管发射的经导光柱反射后的红外光，即使长久使用，也不会降低发射和接收精度，触摸屏的使用效果更好。

三、本实用新型中，所述触摸屏体与承台的上表面粘接连接，能够快速对触摸屏体定位，快速完成各部件安装，有利于提高生产效率。

四、本实用新型中，触摸屏体与导光柱的内表面嵌合连接，使导光柱与触摸屏体结合得更紧密，整个触摸屏中各部件的稳定性更好。

五、本实用新型中，将电路板及电路板上的红外发射管和红外接收管安装在由密封件、触摸屏体背面和承台三者通过密封胶形成密闭腔体内，该密闭腔体对电路板及电路板上的红外发射管和红外接收管构成二次保护，能够有效防止光干扰、灰尘或水从触摸屏各部件间的细小缝隙进入触摸屏内部，对红外信号的发射和接收造成影响，此结构有利于提高触摸屏的使用寿命。

六、本实用新型中，所述密封件是由塑料板或钣金面板制成的L形或条形结构，为L形时，能够对整个触摸屏起连接作用，为条形时，条形的另一端还能够用于支撑显示屏，使显示屏与触摸屏结合的更稳固，进一步增强触摸屏的稳定性。

七、本实用新型中，由导光柱、触摸屏体、电路板、红外发射管和红外接收管形成的触摸屏系统，与显示屏是分开设置的，既可以单独出售触摸屏，也可以与显示屏组装后一起出售，满足不同用户需要，克服了现有技术中红外触摸屏与显示屏组装后不能一起出售的缺点。

附图说明

图1为本实用新型的主视结构示意图。

图2为本实用新型中实施例4的导光柱结构示意图。

图3为本实用新型中实施例5的导光柱结构示意图。

图4为本实用新型中实施例6的导光柱结构示意图。

图5为本实用新型中实施例7的导光柱结构示意图。

图6是本实用新型中“凸”字形导光柱应用于触摸屏的结构示意图。

图7为本实用新型中实施例8的结构示意图。

图8为本实用新型中实施例9的结构示意图。

图中的标记为：1、触摸屏体，2、导光柱，3、红外发射管，4、红外接收管，5、承台，6、电路板，7、密封件，8、防尘泡棉，9、裙边，10、聚光界面，11、反光界面，12、护板，13、螺纹孔，14、触摸面。

具体实施方式

实施例1

一种红外触摸屏，包括触摸屏体1、导光柱2、电路板6，电路板6上固定安装有红外发射管3和红外接收管4，所述触摸屏体1位于导光柱2的承台5上，所述电路板6位于触摸屏体1背面，且电路板6上的红外发射管3和红外接收管4均位于承台5内侧。

本实施例的优选实施方式为，所述电路板6的非元件面与触摸屏体1背面粘接连接。

本实施例的又一优选实施方式为，所述触摸屏体1与承台5的上表面粘接连接。

本实施例的又一优选实施方式为，所述承台5的下表面连接有密封件7，所述密封件7、触摸屏体1和承台5三者通过密封胶形成密闭腔体结构，电路板6及电路板6上的红外发射管3和红外接收管4均位于该腔体内；密封件7与承台5优选粘接连接，但也可以通过螺栓连接或螺栓与粘接配合连接；所述密封胶包括防尘胶、防水胶、橡胶制品、硅胶制品，优选在密封的时候使用EVI泡绵、防尘条、EPE等柔性实体配合密封。

进一步的，所述密封件7优选为L形塑料板或钣金面板，L形一端与承台5的下表面固定连接，另一端与触摸屏体1背面粘接连接，但并不局限于上述设置方式，例如密封件7也可以为圆弧形的金属片等。

实施例2

本实施例与上述实施例基本相同，主要区别在于：所述触摸屏体1与导光柱2的内表面嵌合连接，优选嵌合连接的同时在触摸屏体1与导光柱2之间再通过防尘胶或防水胶密封。

实施例3

本实施例与上述实施例基本相同，主要区别在于：所述密封件7为条形塑料板或钣金面板，条形一端与承台5的下表面固定连接，另一端通过防尘泡棉8与触摸屏体1背面固定连接。

实施例4

本实施例中，所述触摸屏采用一次反射结构的导光柱2，该导光柱2的截面大致呈倾斜的“凸”字形，“凸”字形导光柱2一侧延伸为横向的承台5，另一侧延伸为竖向的裙边9，中部下端成外凸弧形面或直面的聚光界面10；“凸”字形导光柱2的外侧端成倾斜直面反光界面11，内侧端成倾斜的直面的折射界面。

本实施例的工作原理为：导光柱2为折射率1.488(以红外波长0.94nm)的PMMA材料，聚光界面10设计为弧面，弧面焦点位置与红外发射管3和红外接收管4相对应，反光界面11与承台5所在平面的夹角为大于39.5°小于45°或大于45°小于55°，当反光界面11与触摸屏体1的夹角为48°时，折射界面与触摸面14的夹角为107度，且发射端导光柱2和接收端导光柱2完全对称，在发射端红外发射管3发出的红外光经聚光界面10聚光后，大部分红外光转换为为垂直向上的平行光，并且垂直向上的红外光以48度入射角入射红外反光界面11，由于导光柱2的折射率为1.488，根据公式（1.488＝sin90/sina）可以计算出本材料的全反射角为a=41.5度，当红外光以48度入射角入射时，在反光界面114上将发生全发射，反射后红外光与触摸屏体1的夹角约等于6度，反射后的红外光以约为11度角入射折射界面，由折射率1.488计算出折射后的光以与触摸屏体1平行光出射；在接收端，从发射端导光柱2传输过来的平行光入射到接收端红外导光柱2折射界面，折射后约为11度入射到反光界面11，发生全发射，反射后红外光经聚光界面10汇聚后被红外接收管4接收。本实用新型利用凸透镜的聚光原理，适当调整红外发射管3、红外接收管4与曲面的距离，在发射端能将红外管发出的发射角度分散的红外光（类似点光源）汇聚成近似平行光向前传输。在接收端又能将较大角度范围内的近似平行的红外光汇聚，即能增加检测范围又能增强接收红外光信号强度。

实施例5

本实施例中，所述触摸屏采用一次反射结构的导光柱2，该导光柱2的截面大致呈倾斜的“凸”字形，“凸”字形导光柱2一侧延伸为横向的承台5，另一侧延伸为竖向的裙边9，中部下端成外凸弧形面的聚光界面10；“凸”字形导光柱2的外侧端成倾斜弧形面的反光界面11，内侧端成倾斜的直面的折射界面。

实施例6

本实施例中，所述触摸屏采用一次反射结构的导光柱2，该导光柱2的截面大致呈倾斜的“凸”字形，“凸”字形导光柱2一侧延伸为横向的承台5，另一侧延伸为竖向的裙边9，中部下端成直面的聚光界面10；“凸”字形导光柱2的外侧端成倾斜弧形面的反光界面11，内侧端成倾斜的直面的折射界面。

实施例7

本实施例中，所述触摸屏采用一次反射结构的导光柱2，该导光柱2的截面大致呈倾斜的“凸”字形，“凸”字形导光柱2一侧延伸为横向的承台5，另一侧延伸为竖向的裙边9，中部下端成外凸弧形面或直面的聚光界面10；“凸”字形导光柱2的外侧端成倾斜直面反光界面11，内侧端成倾斜的弧形面的折射界面。

本实用新型中，一次反射结构的“凸”字形导光柱2应用于触摸屏的连接关系是，触摸屏体1位于承台5的上表面，并与承台5上表面粘接，电路板6位于承台5的下表面，并与承台5的下表面固定连接，电路板6的一侧与导光柱2的裙边9紧密配合，使电路板6元件面、红外发射管3和红外接收管4位于由聚光界面10、承台5、电路板6以及裙边9所围成的相对密闭的空腔中，防尘防水效果更好，不仅有利于减少红外光信号的损失，提高触摸屏的抗干扰能力和触摸精度，同时又可以降低红外发射管3的发射功率，提高触摸屏的使用寿命。

实施例8

本实施例中，所述触摸屏体1的截面呈倒置的“凸”字形，倒“凸”形触摸屏体1上部形成触摸面14，下部中间部分凸出形成凸台，触摸屏体1两侧的下部放置在导光柱2的承台5上，所述电路板6置于承台5内侧与触摸屏体1下部凸台侧壁形成的空腔中，电路板6粘接在倒“凸”形触摸屏体1两侧的下部。

本实施例中，所述触摸屏还包括一护板12，护板12位于触摸屏体1中部凸台和承台5的下部，并与于触摸屏体1中部凸台和承台5的下部粘接，所述护板12选用金属板，金属护板12上设置有固定金属护板12的螺纹孔13，可以通过螺纹孔13与显示屏连接。

本实施例中，所述触摸屏体1、导光柱2、金属护板12围成一相对密闭空间，电路板6、红外发射管3和红外接收管4均位于所述密闭空间内，具有较好的防尘防水效果，倒“凸”形触摸屏体1的正面或背面涂有不透明层，如黑色不透明层，用于防光干扰。

本实施例中，所述触摸屏体1由双层玻璃或透明塑胶粘合形成整体。

本实施例中，所述红外发射管3和红外接收管4在触摸屏体1背面，能有效降低触摸屏整体厚度，同时由于采用导光柱2，生产的触摸屏具有超薄边框、超低边框，有效降低悬浮高度，触摸屏体1的正面或背面不透明设置（如印刷或喷涂在触摸屏体1可视区外设置一层不透明物质）用以遮蔽电路板6等电子元件以达到美观的效果；同时导光柱2及触摸屏体1背面，设置一安装定位板以方便触摸屏与显示设备（如显示器、一体机、平板电脑等）的安装。

实施例9

本实施例中，所述触摸屏体1的截面呈倒置的“凸”字形，倒“凸”形触摸屏体1上部形成触摸面14，下部中间部分凸出形成凸台，触摸屏体1两侧的下部放置在导光柱2的承台5上，所述电路板6置于承台5内侧与触摸屏体1下部凸台侧壁形成的空腔中，电路板6粘接在倒“凸”形触摸屏体1两侧的下部。

本实施例中，所述触摸屏还包括一护板12，护板12位于触摸屏体1中部凸台和承台5的下部，并与于触摸屏体1中部凸台和承台5的下部粘接；所述护板12为聚脂薄膜片，能有效降低触摸屏整体厚度，同时由于采用导光柱2，生产的触摸屏具有超薄边框、超低边框，有效降低悬浮高度。

本实施例中，所述触摸屏体1、导光柱2、聚脂薄膜片围成一相对密闭空间，电路板6位于所述密闭空间内，倒“凸”形触摸屏体1四周的正面或背面涂有不透明层，如黑色不透明层，用于防止光干扰。

本实施例中，所述触摸屏体1由一张玻璃或透明塑胶切割形成。

上述所有实施例，能防止红外信号的损失，适当调整折射界面与垂直方向的角度，又能使得反射后的红外光经折射界面折射后以平行于水平面的方向传输，同时又可以避免边沿效应；有利于减少红外光信号的损失，提高红外触摸屏的抗干扰能力，提高红外触摸屏的触摸精度，同时又能降低红外发射管3的发射功率，提高红外触摸屏的使用寿命；还能够有效防止外部光干扰、灰尘或水从触摸屏各部件间的细小缝隙进入触摸屏内部，对红外信号的发射和接收造成影响，有利于提高触摸屏的使用寿命；实际产品中触摸屏固定于承台5的上表面，电路板6固定于承台5的下表面，触摸屏固定在承台5的上面，有利于整个导光柱2结构的稳定，减少悬浮高度，同时也可以加强触摸手感；电路板6固定(粘结或螺钉锁护)在承台5的下表面，有利于红外发射和红外接收管4的对位，使得红外触摸产品安装调试简便，适合大批量生产。

显然，本领域的普通技术人员根据所掌握的技术知识和惯用手段，根据以上所述内容，还可以作出不脱离本实用新型基本技术思想的多种形式，这些形式上的变换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型红外触摸屏，包括触摸屏体（1）、导光柱（2）、电路板（6），电路板（6）上固定安装有红外发射管（3）和红外接收管（4），其特征在于：所述触摸屏体（1）位于导光柱（2）的承台（5）上，所述电路板（6）位于触摸屏体（1）背面，且电路板（6）上的红外发射管（3）和红外接收管（4）均位于承台（5）内侧。

2.如权利要求1所述的一种新型红外触摸屏，其特征在于：所述电路板（6）的非元件面与触摸屏体（1）背面粘接连接。

3.如权利要求1所述的一种新型红外触摸屏，其特征在于：所述触摸屏体（1）与承台（5）的上表面粘接连接。

4.如权利要求1所述的一种新型红外触摸屏，其特征在于：所述触摸屏体（1）与导光柱（2）的内表面嵌合连接。

5.如权利要求1、2、3或4所述的一种新型红外触摸屏，其特征在于：所述承台（5）的下表面连接有密封件（7），所述密封件（7）、触摸屏体（1）和承台（5）三者通过密封胶形成密闭腔体结构，电路板（6）及电路板（6）上的红外发射管（3）和红外接收管（4）均位于该腔体内。

6.如权利要求5所述的一种新型红外触摸屏，其特征在于：所述密封件（7）是由塑料板或钣金面板制成的L形或条形结构，为L形时，L形一端与承台（5）的下表面固定连接，另一端与触摸屏体（1）背面粘接连接；为条形时，条形一端与承台（5）的下表面固定连接，另一端通过防尘泡棉（8）与触摸屏体（1）背面固定连接。

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