CN204595816U - 红外触摸屏全反射光路结构和红外触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种红外触摸屏的全反射光路结构和红外触摸屏，将现有技术的红外触摸屏两个边上的红外发射管或者红外接收管用全反射棱镜来替代，同样能够使红外发射管发出的红外光经过全反射棱镜后准确到达对应的红外接收管上，在触摸屏的玻璃板上形成横竖交叉的红外线矩阵，从而达到红外触摸屏的效果。本实用新型的红外触摸屏结构简单，功耗低，能够节省红外触摸屏的原材料成本和生产制造成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及触控技术领域，尤其涉及红外触摸屏全反射光路和一种红外触摸屏。
背景技术：
随着显示技术的飞速发展，触摸屏(Touch Screen Panel)已经逐渐遍及人们的生活中。目前，触摸屏按照原理可以分为：电阻式触摸屏，电容式触摸屏，红外式触摸屏，压电式触摸屏以及表面声波式触摸屏等。其中，红外式触摸屏具有高稳定性、高适应性、高寿命、特性好等特点，已受到越来越多的关注与应用。
红外触摸屏的原理是利用X和Y方向上密布的红外线来检测并定位触摸操作，具体地，红外式触摸屏如图1所示。红外触摸屏的相邻两边框分别排布一层红外发射管1，与其相对的触摸屏边框上分别排布一层与红外发射管1一一对应的红外接收管2，各红外发射管发射的红外线11，在同一水平面上成横竖交叉组成红外矩阵。当手指或者物体触摸屏幕时，手指或者物体会挡住经过该触摸点3的横竖两条红外线，通过检测对应红外接收管信号的变化可以判断出触摸点的位置。现有红外触摸屏由于需要红外发射管和红外接收管要排布在触摸屏的四周，所需要的红外发射管和红外接收管数量较多，同时由于红外发射管和红外接收管要焊接在线路板上，这样就导致了采用这种技术的红外触摸屏的成本高，能耗大，生产工艺复杂，故障率高。
实用新型内容：
本实用新型的主要目的是提供一种红外触摸屏的全反射光路结构和红外触摸屏，其结构简单，功耗低，能够节省红外触摸屏的原材料成本和生产制造成本。
本实用新型提出一种红外触摸屏的全反射光路结构，包括红外接收管、红外发射管、光全反射棱镜和电路板，红外接收管和红外发射管排布在同一块电路板上，光全反射棱镜放置在排布有红外接收管和红外发射管的对面，红外发射管所发射的红外线经对面的光全反射棱镜的折射面、第一反射面和第二反射面发射后到达红外接收管，光全发射棱镜为由玻璃或者其它透光材料制作的全反射棱镜。
优选地，光全反射棱镜采用全反射三棱镜，光全反射棱镜由红外线穿透材料注塑成型。
本实用新型还提出一种红外触摸屏，包括电路板、导光部件、光全反射棱镜、遮光部件和背壳，所述的电路板上固定有红外发射管和红外接收管，所述的导光部件将红外发射管发射的红外光导向红外接收管，所述的遮光部件用于遮挡来自外界的干扰红外光和红外发射管所发出的不利于触摸识别的无效红外光，所述的背壳用于盖住电路板、导光部件和光全反射棱镜，同时具有电磁屏蔽和抗干扰作用。
优选地，固定有红外发射管和红外接收管的电路板所在端的导光部件包括第一折射面、第二折射面和凹槽；
其中，导光部件的第一折射面和第二折射面将红外发射管发出的红外光折射向其对面的光全反射棱镜上，同时通过导光部件的第二折射面和第一折射面将光全反射棱镜反射回来的红外光折射向红外接收管。
其中，导光部件的凹槽用于放置电路板和排布在电路板上的红外发射管和红外接收管。
优选地，导光部件的凹槽的一个侧壁形成导光部件的第一折射面和第二折射 面。
优选地，导光部件由红外线穿透材料注塑成型。
优选地，光全反射棱镜为全反射三棱镜，包括折射面、第一反射面和第二反射面。
其中，折射面将红外发射管发射的红外光折射到第一反射面上，第一反射面将从折射面折射过来的红外光反射到第二反射面上，第二反射面再将第一反射面反射的红外光反射到折射面上，折射面再将红外光反射到对面红外接收管所在的方向上。
优选地，光全反射棱镜由红外线穿透材料注塑成型。
优选地，背壳为由镀锌板冲压拉伸成型。
优选地，遮光部件由黑色的不透光材料注塑成型。
优选地，红外发射管和红外接收管在电路板上的排布次序为红外发射管在红外接收管的前面，靠近触摸面。
优选地，同一块电路板上的红外发射管和红外接收管数量相同。
优选地，所述红外发射管为红外LED，红外接收管为红外光敏三极管。
本实用新型的优点在于：
本实用新型提供了一种应用于红外触摸屏的全反射光路和红外触摸屏，该光路采用全反射棱镜，减少了红外光的传输损失，提高了红外光的传输距离，同时导光部件和全反射棱镜采用红外透光材料注塑成型，保证了其性能的一致性，采用上述方案的红外触摸屏，只需要在相邻两个边框上放置排布有红外发射管和红外接收管的电路板，其相对的两侧放置全反射棱镜，从而大大减少了红外发射管与红外接收管的数量和线路板的面积和焊接费用，降低了产品功耗，有效节约了红外触摸屏的原材料成本，同时使生产制造工艺变得简单，降低了红外触摸屏的生产制造成本，采用遮光部件，有效遮蔽和过滤了来自外界无用的红外信号的干扰，增强了红外触摸屏的抗干扰能力和产品性能。
附图说明
图1为现有的一种红外触摸屏的原理结构示意图；
图2为本实用新型第一种实施例的红外触摸屏的全反射光路结构原理图；
图3为本实用新型第二种实施例的红外触摸屏的结构示意图；
图4为本实用新型第二种实施例的红外触摸屏的全反射光路原理图；
图5为本实用新型第三种实施例的红外触摸屏的全反射光路原理图；
图6为本实用新型第三种实施例的红外触摸屏的结构示意图；
图7为本实用新型第二种实施例的全反射三棱镜的形状和结构图；
图8为本实用新型第三种实施例的全反射三棱镜的形状和结构图。
图中：
1-红外发射管；2-红外接收管；3-触摸点；4-玻璃板；5-电路板；6-遮光部件；7-空气；8-背壳；11-红外线；12-光全反射棱镜；1201-第一反射面；1202-第二反射面；1203-光全反射棱镜折射面；13-导光部件；1301-第一折射面；1302-第二折射面；1401-第一反射面；1402-第二反射面；51-螺柱；52-螺钉。
具体实施方式
为使本实用新型的目的实现、功能特点及优点更加清楚和更好的理解，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于对本实用新型的限定。
实施例1提供了一种红外触摸屏的全反射光路结构原理图，如图2所示，包括红外发射管1、红外接收管2和光全反射棱镜12和电路板5，红外发射管1和红外接收管2焊接在电路板5上，MCU焊接在电路板5上，电路板5固定在红外触摸屏的相邻两边上，光全反射棱镜12固定在与电路板5相对的红外触摸屏相邻两边上。其实际工作过程和原理如下，接通红外触摸屏的电源，焊接在电路板5上的红外发射管1发出红外线，该红外线会照射到对面的光全反射棱镜12上，红外线经过光全反射棱镜折射面1203到达光全反射棱镜12的第一反射面1201，经过光全反射棱镜的第一反射面1201的反射到达光全反射棱镜的第二反射面1202，经过光全反射棱镜的第二反射面1202的反射到达光全反射棱镜的折射面1203，经过光全反射棱镜的折射面1203折射后到达对面的红外接收管2上，电路板5上的所有红外发射管1在MCU的控制下分时执行上述操作，这便会在触摸屏表面组成横竖交叉的红外矩阵，当使用者用手指点击触摸屏某一触摸点3时，便会遮挡住经过该触摸点的红外线，使红外接收管2不能接收到相应红外发射管1发射的红外线，从而通过MCU便能计算出该触摸点3的位置坐标，通过数据线将该触摸点3的位置坐标信息传递给计算机，实现触控功能。
实施例2提供了一种红外触摸屏，如图3和图4所示，包括导光部件13、光全反射棱镜12、玻璃板4、遮光部件6、电路板5和背壳8。所述导光部件13包括第一折射面1301、第二折射面1302、用于放置电路板5和遮光部件6的凹槽和用于固定线路板和遮光部件的螺柱；遮光部件通过凹槽内的螺柱固定在导光部件的凹槽内；电路板5用螺钉52通过螺柱51固定在导光部件13的凹槽内；所述电路板5上焊接有红外发射管1和红外接收管2；光全反射棱镜12为全反射三棱镜，包括全反射棱镜折射面1203、第一反射面1201和第二反射面1202；导光部件13和光全发射棱镜12固定在玻璃板上，所述玻璃板优选为钢化玻璃板，做为触摸板；背壳与导光部件13和全发射棱镜12安装在一起。
如图4所示，红外发射管1发出的红外线经导光部件13的第一折射面1301和第二折射面1302的折射后进入到玻璃板4表面的空气中传播，到达对面的光全反射棱镜12，经过光全反射棱镜折射面1203的折射后到达光全反射棱镜第一反射面1201，经过第一反射面1201的反射后到达第二反射面1202，经过第二反射面1202的反射后到达光全反射棱镜折射面1203，经过光全反射棱镜折射面1203的折射后进入玻璃板4表面的空气中传播，到达导光部件13的第二折射面1302，经过第二折射面1302的折射后到达第一折射面1301，经过第一折射面1301的折射后，红外光线到达红外接收管2。通过电路板上MCU的控制，使X方向和Y方向的红外发射管发射出红外光，在玻璃板4表面上方的空气中传输，该光线经过全反射三棱镜的全反射后到达对应的红外接收管上，这样便在玻璃板4的表面上形成了横竖交叉的红外线矩阵，当使用者用手指点击触摸屏某一触摸点3时，便会遮挡住经过该触摸点的红外线，使红外接收管2不能接收到相应红外发射管1发射的红外线，从而通过MCU便能计算出该触摸点3的位置坐标，通过数据线将该触摸点3的位置坐标信息传递给计算机，实现触控功能。
实施例3提供了一种红外触摸屏如图5和图6所示，是在实施例2的基础上改进的，与实施例3的区别仅在于光全反射棱镜的形状和结构不同。该光全反射棱镜的形状和结构图如图8所示，图5表述的是X方向的全反射光路原理图，触摸屏的Y方向的全发射光路原理图和X方向完全相同。
以上实施例2和实施例3中所述的导光部件13和光全反射棱镜12优选地为由红外穿透材料注塑成型的一体式部件，便于加工和固定。
上述的具体实施例是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此，本领域的技术人员在本方法的启示下，在不脱离本方法宗旨和权利要求所保护的范围情况下还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种红外触摸屏的全反射光路结构，其特征在于：包括红外接收管、红外发射管、光全反射棱镜和电路板，红外接收管和红外发射管排布在同一块电路板上，光全反射棱镜放置在排布有红外接收管和红外发射管的对面，红外发射管所发射的红外线经对面的光全反射棱镜的折射面、第一反射面和第二反射面反射后到达红外接收管。
2.如权利要求1所述的全反射光路结构，其特征在于：光全反射棱镜为由透光材料制作的全反射棱镜。
3.如权利要求2所述的全反射光路结构，其特征在于：光全反射棱镜为由玻璃制作的全反射棱镜。
4.如权利要求1所述的全反射光路结构，其特征在于：光全反射棱镜采用全反射三棱镜，光全反射棱镜由红外线穿透材料注塑成型。
5.一种红外触摸屏，包括电路板、导光部件、光全反射棱镜、遮光部件和背壳，其特征在于：所述的电路板上固定有红外发射管和红外接收管，所述的导光部件将红外发射管发射的红外光导向红外接收管，所述的遮光部件用于遮挡来自外界的干扰红外光和红外发射管所发出的不利于触摸识别的无效红外光，所述的背壳盖住电路板、导光部件和光全反射棱镜。
6.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：固定有红外发射管和红外接收管的电路板所在端的导光部件包括第一折射面、第二折射面和凹槽。
7.如权利要求6所述的红外触摸屏，其特征在于：导光部件的第一折射面和第二折射面将红外发射管发出的红外光折射向其对面的光全反射棱镜上，同时通过导光部件的第二折射面和第一折射面将光全反射棱镜反射回来的红外光折射向红外接收管。
8.如权利要求6所述的红外触摸屏，其特征在于：导光部件的凹槽用于放置电路板和排布在电路板上的红外发射管和红外接收管。
9.如权利要求6所述的红外触摸屏，其特征在于：导光部件的凹槽的一个侧壁形成导光部件的第一折射面和第二折射面。
10.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：导光部件由红外线穿透材料注塑成型。
11.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：光全反射棱镜为全反射三棱镜，包括折射面、第一反射面和第二反射面，折射面将红外发射管发射的红外光折射到第一反射面上，第一反射面将从折射面折射过来的红外光反射到第二反射面上，第二反射面再将第一反射面反射的红外光反射到折射面上，折射面再将红外光反射到对面红外接收管所在的方向上。
12.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：光全反射棱镜由红外线穿透材料注塑成型。
13.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：背壳为由镀锌板冲压拉伸成型。
14.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：遮光部件由黑色的不透光材料注塑成型。
15.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：红外发射管和红外接收管在电路板上的排布次序为红外发射管在红外接收管的前面，靠近触摸面。
16.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：同一块电路板上的红外发射管和红外接收管数量相同。
17.如权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于：所述红外发射管为红外 LED，红外接收管为红外光敏三极管。
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