CN205942657U - 一种受抑全内反射触摸装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种受抑全内反射触摸装置。包括具有顶面和底面的透明主体，在所述透明主体的一端设有光发射管，所述透明主体的另一端设有光接收管；其特征在于：所述透明主体的底面设置有与所述光发射管对应的入射光调整膜、以及与所述光接收管对应的出射光调整膜。具有微结构的所述入射光调整膜和所述出射光调整膜体积小、厚度小，在底面与所述透明主体结合，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种受抑全内反射触摸装置。
背景技术
申请号为CN 104679346A，公布日为2015年6月3日的发明专利申请公开了一种基于受抑权内反射技术的多点触摸屏。包括形成全内反射的触摸屏基板，靠近触摸屏基板的非触摸面的光源，将光源导向触摸屏基板内形成全内反射的导光组件，接收经全内反射的光线的光接收器等。将零件置于触摸屏基板的非触摸面，通过导光组件改变光源的发射角度（保证光在触摸基板的触摸面上的入射角大于触摸基板相对与空气的临界角），在触摸屏基板内形成全内反射传播至触摸屏基板的另一端被光接收器检测。当触摸屏基板的触摸面发生触摸操作时，触摸面外部的介质由空气变为折射率大于面板材质的脂肪（手指），光在触摸屏基板内的全内反射受到抑制，光接收器检测到光强发生衰减，从而判断触摸面发生了触摸操作。该技术方案中光接收器以及导光组件的安装位置要求很精确，安装难度大。并且，任何一个部件的抖动或者位置改变都会导致光源发射角度的改变，从而影响通过全内反射传播至光接收器的光强，一旦安装位置不准确很容易导致在触摸面板内形成全内反射的光线强度不够。降低了触摸屏的抗干扰能力，大大降低了触摸屏的触摸精度。
发明内容
本发明基于上述技术问题提供一种对导光组件以及光源的安装位置精度要求较低的受抑全内反射触摸装置，降低触摸装置安装难度的同时提高触摸装置的抗干扰性和触摸精度。
一种受抑全内反射触摸装置，包括具有顶面和底面的透明主体，在所述透明主体的一端设有光发射管，所述透明主体的另一端设有光接收管；其特征在于：所述透明主体的底面设置有与所述光发射管对应的入射光调整膜、以及与所述光接收管对应的出射光调整膜。所述入射光调整膜包括：第一光输出层以及第一光输入层；所述第一光输出层包括与所述透明主体结合的第一基底、以及设置在所述第一基底中的直角三棱柱微结构；所述第一光输入层包括第二基底、以及设置在所述第二基底中的凸镜微结构；所述直角三棱柱微结构的第一直角面与所述第一光输入层贴合，所述凸镜微结构的轴线垂直于所述第一直角面；所述直角三棱柱微结构使得经所述第一光输入层进入所述第一光输出层的光线在所述透明面板内全内反射。所述出射光调整膜包括：与所述透明主体结合的第二光输入层、以及与所述第二光输入层结合的第二光输出层；所述第二光输入层包括与所述透明主体结合的第一光输入面、以及与所述第二光输出层结合的第一光输出面，所述第二光输出层包括与所述第二光输入层结合的第二光输入面、以及第二光输出面；所述第一光输出面使得至少部分在所述透明主体内形成全内反射的光线经所述第一光输出面达到所述第二光输出层，并且进一步经所述第二光输出面输出所述出射光调整膜。具有微结构的所述入射光调整膜和所述出射光调整膜体积小、厚度小，在底面与所述透明主体结合，安装方便。
作为优选，所述凸镜微结构为平凸镜微结构，所述凸镜微结构的凸起面朝向所述光发射管。
作为优选，所述凸镜微结构具有多个，并且多个所述凸镜微结构中至少两个所述凸镜微结构与在所述第二基底中的高度不同。不同高度的凸镜微结构能够对应不同的所述光发射管与所述入射光调整膜之间的距离和角度，将大部分所述光发射管发出的光调整为平行光，并且以垂直的入射角射入所述直角三棱柱微结构，提高触摸装置对所述光发射管安装位置和角度的容纳度。
作为优选，所述第一光输入层包括多个铺设有所述凸镜微结构的凸镜层，多个所述凸镜层在所述第二基底中的高度不同，所述凸镜微结构在所述凸镜层的分布使得各所述凸镜微结构在所述第二基底的高度方向不重叠。
作为优选，多个所述凸镜微结构中，至少两个所述凸镜微结构的中心厚度不同。不同中心厚度的所述凸镜微结构对应不同的所述光发射管与所述入射光调整膜之间的距离和角度，将大部分所述光发射管发出的光调整为平行光，并且以垂直的入射角射入所述直角三棱柱微结构，提高触摸装置对所述光发射管安装位置和角度的容纳度。
作为优选，多个所述凸镜微结构中，至少两个所述凸镜微结构的直径不同。不同直径的所述凸镜微结构能够对应不同的所述光发射管与所述入射光调整膜之间的距离和角度，将大部分所述光发射管发出的光调整为平行光，并且以垂直的入射角射入所述直角三棱柱微结构，提高触摸装置对所述光发射管安装位置和角度的容纳度。
作为优选，多个所述凸镜微结构中，至少两个所述凸镜微结构的中心厚度不同，至少两个所述凸镜微结构的直径不同。
作为优选，同一所述凸镜层中，处于边缘位置的所述凸镜微结构的中心厚度小于处于中心位置的所述凸镜微结构的中心厚度。对于安装在入射光调整膜的中心位置的光发射管，能够将光发射管发出的光线尽量多的调整为平行光，并且以垂直的入射角射入所述直角三棱柱微结构，提高触摸装置对所述光发射管安装位置和角度的容纳度。
作为优选，同一所述凸镜层中，处于边缘位置的所述凸镜微结构的直径小于处于中心位置的所述凸镜微结构的直径。对于安装在入射光调整膜的中心位置的光发射管，能够将光发射管发出的光线尽量多的调整为平行光，并且以垂直的入射角射入所述直角三棱柱微结构，提高触摸装置对所述光发射管安装位置和角度的容纳度。
作为优选，所述第一光输入层包括内反射面，所述内反射面设置在所述第二基底的垂直于所述透明主体的端面的内壁。增加所述光光发射管发出的光线中被转化为平行光的光强。
本发明具有如下有益效果：
1. 入射光调整膜和出射光调整膜安装方便；
2. 光发射管以及光接收管的安装位置精度要求低；
3. 入射光调整膜和出射光调整膜，降低了触摸装置的厚度。
附图说明
图1受抑全内反射触摸装置结构示意图。
图2入射光调整膜结构示意图。
图3出射光调整装置结构示意图。
其中， 1-透明主体、11-顶面、12-底面、2-光发射管、3-光接收管、4-入射光调整膜、5-出射光调整膜、41-第一基底、411-直角三角棱柱微结构、42-第二基底、421-凸镜微结构、4111-第一直角面、51-第二光输入层、52-第二光输出层、511-第一光输入面、512-第二光输入面、521-第二光输入面、522-第二光输出面、422-发射面。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的实施方式进行详细描述。
如图1，一种受抑全内反射触摸装置，包括具有顶面11和底面12的透明主体1，在透明主体1的一端设有光发射管2，透明主体的另一端设有光接收管3。透明主体1的底面11设置有与光发射管2对应的入射光调整膜4、以及与光接收管3对应的出射光调整膜5。
入射光调整膜4包括第一光输出层以及第一光输入层。第一光输出层包括与透明主体结合的第一基底41、以及设置在第一基底41中的直角三棱柱微结构411。第一光输入层包括第二基底42、以及设置在第二基底42中的凸镜微结构421。直角三棱柱微结构411的第一直角面4111与第一光输入层贴合。
第一光输入层的第二基底42中，包括铺设有多个凸镜微结构421的两个凸镜层。两个凸镜层沿第二基底的厚度方向平行设置，使得它们在第二基底中的高度不同。凸镜微结构421在凸镜层的可以有规律的分布，也可以随机分布，但是必须保证各凸镜微结构421在第二基底的高度（或厚度）方向不重叠。其中，凸镜微结构421可以为平凸镜微结构，其凸起面朝向光发射管3。凸镜微结构421的轴线垂直于第一直角面4111，使得部分光发射管3发出的光经过凸镜微结构以后被调整为平行于凸镜微结构421的轴线的光，垂直射入直角三棱柱微结构411。进一步根据折射定律合理设计直角三棱柱微结构411的斜面与第一光输出层的夹角，经能够使得垂直射入直角三棱柱微结构的光线经第一光输出层进入透明主体，并且在透明主体内形成全内反射，到达透明主体的另一端。
而安装于透明主体另一端的出射光调整膜5包括：与透明主体1结合的第二光输入层51、以及与第二光输入层51结合的第二光输出层52。第二光输入层51包括与透明主体1结合的第一光输入面511、以及与第二光输出层52结合的第一光输出面512，第二光输出层52包括与第二光输入层51（即第一光输出面513）结合的第二光输入面521、以及第二光输出面522。
第二光输入层51采用光学胶与透明主体紧密贴合，第二光输入层51最好采用折射率大于或者等于透明面板的材质，根据折射定律合理设计第一光输出面511与第一光输入面511的夹角，以及第二光输出面522与第一光输入面511的夹角，可以使得至少部分在透明主体内形成全内反射的光线经第一光输出面512达到第二光输出层52，并且进一步经第二光输出面522输出出射光调整膜5，并且被光接收管接收检测到。
凸镜层上的凸镜微结构421的形状参数可以有多重选择以获得具有不同焦距的凸镜微结构，能够将对应以不同角度射入凸镜层的光线转化为平行光。例如，凸镜微结构421可以具有不同的中心厚度、或者不同的直径大小、又或者同时具有不同的中心厚度和直径大小。合理设计各种形状参数的凸镜微结构的排列方式，可以达到增加通过凸镜层垂直射入直角三角棱柱微结构的光线强度。
对于将光发射管安装在对应于入射光调整膜中心位置的触摸装置，同一凸镜层中，处于边缘位置的凸镜微结构的中心厚度小于处于中心位置的凸镜微结构的中心厚度；或者同一凸镜层中，处于边缘位置的凸镜微结构的直径小于处于中心位置的凸镜微结构的直径；又或者同一凸镜层中，处于边缘位置的凸镜微结构的中心厚度小于处于中心位置的凸镜微结构的中心厚度，同时，处于边缘位置的凸镜微结构的直径小于处于中心位置的凸镜微结构的直径。能够在保证触摸装置对光发射管的安装位置误差具有较大的容错性的同时，提高透明主体内形成内反射的光线强度。
第一基底41和第二基底42可以采用相同的材质，以简化入射光调整膜的制作工艺。第二基底42的垂直于透明主体的端面的内壁设有反射涂层作为反射面422，可以提高照射到凸镜微结构上并且转换为平行光的光强。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。
Claims (10)
1.一种受抑全内反射触摸装置，包括具有顶面和底面的透明主体，在所述透明主体的一端设有光发射管，所述透明主体的另一端设有光接收管；其特征在于：所述透明主体的底面设置有与所述光发射管对应的入射光调整膜、以及与所述光接收管对应的出射光调整膜；
所述入射光调整膜包括：第一光输出层以及第一光输入层；所述第一光输出层包括与所述透明主体结合的第一基底、以及设置在所述第一基底中的直角三棱柱微结构；所述第一光输入层包括第二基底、以及设置在所述第二基底中的凸镜微结构；所述直角三棱柱微结构的第一直角面与所述第一光输入层贴合，所述凸镜微结构的轴线垂直于所述第一直角面；所述直角三棱柱微结构使得经所述第一光输入层进入所述第一光输出层的光线在所述透明主体内全内反射；
所述出射光调整膜包括：与所述透明主体结合的第二光输入层、以及与所述第二光输入层结合的第二光输出层；所述第二光输入层包括与所述透明主体结合的第一光输入面、以及与所述第二光输出层结合的第一光输出面，所述第二光输出层包括与所述第二光输入层结合的第二光输入面、以及第二光输出面；所述第一光输出面使得至少部分在所述透明主体内全内反射的光线经所述第一光输出面达到所述第二光输出层，并且进一步经所述第二光输出面输出所述出射光调整膜。
2.根据权利要求1所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：所述凸镜微结构为平凸镜微结构，所述凸镜微结构的凸起面朝向所述光发射管。
3.根据权利要求1或2所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：所述凸镜微结构具有多个，并且多个所述凸镜微结构中至少两个所述凸镜微结构与在所述第二基底中的高度不同。
4.根据权利要求3所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：所述第一光输入层包括多个铺设有所述凸镜微结构的凸镜层，多个所述凸镜层在所述第二基底中的高度不同，所述凸镜微结构在所述凸镜层的分布使得各所述凸镜微结构在所述第二基底的高度方向不重叠。
5.根据权利要求4所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：多个所述凸镜微结构中，至少两个所述凸镜微结构的中心厚度不同。
6.根据权利要求4所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：多个所述凸镜微结构中，至少两个所述凸镜微结构的直径不同。
7.根据权利要求4所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：多个所述凸镜微结构中，至少两个所述凸镜微结构的中心厚度不同，至少两个所述凸镜微结构的直径不同。
8.根据权利要求5或7所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：同一所述凸镜层中，处于边缘位置的所述凸镜微结构的中心厚度小于处于中心位置的所述凸镜微结构的中心厚度。
9.根据权利要求6或7所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：同一所述凸镜层中，处于边缘位置的所述凸镜微结构的直径小于处于中心位置的所述凸镜微结构的直径。
10.根据权利要求1所述的一种受抑全内反射触摸装置，其特征在于：所述第一光输入层包括内反射面，所述内反射面设置在所述第二基底的垂直于所述透明主体的端面的内壁。
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| CN201620580347.2U CN205942657U (zh) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 一种受抑全内反射触摸装置 |
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| CN105867703A (zh) * | 2016-06-15 | 2016-08-17 | 湖州佳格电子科技股份有限公司 | 一种受抑全内反射触摸装置 |
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2016
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