CN216120339U - 一种应用于红外触控领域的光学器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于红外触控领域的光学器件，属于电子白板技术领域。该光学器件包括支架、芯片和封装件，支架的顶端设有容纳槽；芯片设于容纳槽内，且芯片能够发射红外线；芯片的长宽比大于等于1：1；第一方向为芯片的长度方向，第二方向为芯片的宽度方向；封装件包括弧形体，弧形体包括多个第一圆弧和多个第二圆弧，多个第一圆弧沿第一方向依次设置，靠近支架方向的第一圆弧的弧度大于靠近弧形体顶端的第一圆弧的弧度，多个第二圆弧沿第二方向依次设置，靠近支架方向的第二圆弧的弧度大于靠近弧形体顶端的第二圆弧的弧度。上述光学器件的结构提高了光学器件的聚光效果，减少了各个方向上红外光源的浪费，提高了光学器件的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外触控技术领域，尤其涉及一种应用于红外触控领域的光学器件。
背景技术
现如今，随着科技的不断发展，红外触控技术已经被广泛应于各种领域。红外触控技术应用于白板上时，在白板的四周，布置有一对对的红外线发射与接收器件，其发射器件与接收器件之间的红外线构成了一个红外线的光线网络，这个网络覆盖在白板表面，任何在不透光的物体接触到白板表面就会阻挡到红外线，导致接收器件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。
红外线发射器件为光学器件，包括发光芯片和聚集发光芯片发出的红外线的透镜，发光芯片用于发射红外线，聚光透镜的设置便于红外线的透出和聚集，结合红外白板的工作原理，为了保证白板的产品性能，需要使得白板周围光学器件的发射角度满足在器件长度方向上的发射角度大于在器件宽度方向上的发射角度这一要求。但现有的应用于红外触控领域的光学器件虽然可以通过半椭圆形结构的透镜将红外线的发射长度进行改变，但在各个方向上的聚光效果差，使得各个方向上的红外线光存在一定的浪费。而且现有的应用于红外触控领域的光学器件中的发光芯片为正方形，使得红外线在白板宽度方向上的浪费更为严重，降低了红外线的利用率，即降低了应用于红外触控领域的光学器件的经济效益。
为此，亟需提供一种应用于红外触控领域的光学器件以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种应用于红外触控领域的光学器件，解决了现有光学器件所发出的红外线会浪费的问题，提高了光学器件的聚光效果和经济效益。
为实现上述目的，提供以下技术方案：
一种应用于红外触控领域的光学器件，包括：
支架，所述支架的顶端设有容纳槽；
芯片，所述芯片设于所述容纳槽内，且所述芯片能够发射红外线；所述芯片的长宽比大于等于1：1；
封装件，包括弧形体，所述弧形体用于聚集所述芯片发出的红外线；
所述弧形体在第一方向上的尺寸大于所述弧形体在第二方向上的尺寸；所述弧形体包括多个第一圆弧和多个第二圆弧，多个所述第一圆弧沿所述第一方向依次设置，靠近所述支架方向的所述第一圆弧的弧度大于靠近所述弧形体顶端的所述第一圆弧的弧度，多个所述第二圆弧沿所述第二方向依次设置，靠近所述支架方向的所述第二圆弧的弧度大于靠近所述弧形体顶端的所述第二圆弧的弧度；
所述第一方向为所述芯片的长度方向，所述第二方向为所述芯片的宽度方向。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述芯片的长宽比为2：1。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述芯片的长宽比为1.4：1。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述封装件还包括台阶体，所述台阶体设于所述支架与所述弧形体之间。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述容纳槽的槽底上间隔设有两个导电线路，其中一个所述导电线路与所述芯片电连接，所述芯片通过导线与另一个所述导电线路相连，以实现两个所述导电线路与所述芯片的导通。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，其中一个所述导电线路与所述芯片之间设有银胶。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述导线为金属线。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述弧形体在所述第一方向上的尺寸范围为1.33～3.33mm；所述弧形体在所述第二方向上的尺寸范围为0.65～2.65mm；所述弧形体在竖直方向上的尺寸范围为0.39～3.19mm。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述台阶体在所述第一方向上的尺寸范围为1.78～3.78mm；所述台阶体在所述第二方向上的尺寸范围为0.95～2.95mm；所述台阶体在竖直方向上的尺寸范围为0～1.7mm。
作为上述应用于红外触控领域的光学器件的一种可选方案，所述台阶体的四个拐角处均开设有弧形倒角。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型所提供的应用于红外触控领域的光学器件包括支架、芯片和封装件，支架的顶端设有容纳槽，芯片设于容纳槽内，以实现芯片在光学器件内的固定。芯片为长方形结构，长宽比大于等于1:1，芯片的长度方向为第一方向，芯片的宽度方向为第二方向。封装件包括弧形体，弧形体用于聚集芯片发出的红外线，即光学器件的聚光效果依赖于弧形体与芯片的配合及弧形体的具体结构。弧形体在第一方向上的尺寸大于弧形体在第二方向上的尺寸，结合芯片的结构，从而增大第一方向上的发光角度及强度，减小第二方向上的发光角度及强度，进而减小了红外线的浪费。弧形体包括多个第一圆弧和多个第二圆弧，靠近支架方向的第一圆弧的弧度大于靠近弧形体顶端的第一圆弧的弧度，靠近支架方向的第二圆弧的弧度大于靠近弧形体顶端的第二圆弧的弧度。由于靠近支架方向的圆弧大有利于芯片侧面发出的红外线光的聚集，靠近弧形体顶端的圆弧小有利于芯片表面的发出的红外线光的聚集，因此上述弧形体的结构提高了光学器件的聚光效果。即上述芯片和弧形体的结构提高了光学器件的经济效益。
附图说明
图1为本实用新型实施例中应用于红外触控领域的光学器件的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中应用于红外触控领域的光学器件的主视图；
图3为本实用新型实施例中应用于红外触控领域的光学器件的侧视图；
图4为本实用新型实施例中应用于红外触控领域的光学器件的俯视图。
附图标记：
1、支架；2、封装件；3、芯片、4、银胶；
11、容纳槽；
21、弧形体；211、第一圆弧；212、第二圆弧；22、台阶体；221、弧形倒角。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
现有的应用于红外触控领域的光学器件设置于电子白板中时，虽然可以通过半椭圆形结构的透镜对红外线的发射强度进行改变，但在各个方向上的聚光效果差，使得各个方向上的红外线存在一定的浪费。而且现有的应用于红外触控领域的光学器件中的发光芯片为正方形，使得红外线在光学器件宽度方向上的浪费更为严重，降低了红外线的利用率，即降低了应用于红外触控领域的光学器件的经济效益。因此，如图1-4所示，本实施例提供一种应用于红外触控领域的光学器件，以解决上述问题。
该应用于红外触控领域的光学器件包括支架1、芯片3和封装件2。支架1的顶端设有容纳槽11，芯片3设于容纳槽11内，以实现芯片3在光学器件内的固定。芯片3能够发射红外线，芯片3的长宽比大于等于1:1，芯片3的长度方向为第一方向(即附图中的X方向)，芯片3的宽度方向为第二方向(即附图中的Y方向)。封装件2包括弧形体21，弧形体21用于聚集芯片3发出的红外线。由上述可知，光学器件的聚光效果依赖于弧形体21与芯片3的配合及弧形体21的具体结构。弧形体21在第一方向上的尺寸大于弧形体21在第二方向上的尺寸，结合芯片3的结构，从而增大第一方向上的发光角度及强度，减小第二方向上的发光角度及强度，进而减小了红外线的浪费。弧形体21包括多个第一圆弧211和多个第二圆弧212，靠近支架1方向的第一圆弧211的弧度大于靠近弧形体21顶端的第一圆弧211的弧度，靠近支架1方向的第二圆弧212的弧度大于靠近弧形体21顶端的第二圆弧212的弧度。由于靠近支架1方向的圆弧大有利于芯片3侧面发出的红外线的聚集，靠近弧形体21顶端的圆弧小有利于芯片3表面的发出的红外线的聚集，因此上述弧形体21的结构提高了光学器件的聚光效果。即上述芯片3和弧形体21的结构提高了光学器件的经济效益。
本实施例中，芯片3的长宽比为2：1。在其他实施例中，芯片3的长宽比为1.4：1，只要能满足芯片3的长宽比大于等于1：1即可，并不局限于某一固定的长宽比。可选地，芯片3的中心对称点与封装件2的中心对称点重合，避免了芯片3偏离光学器件中心，造成发出的红外线不均匀的不良效果。
进一步地，多个第一圆弧211的弧度的变化趋势在本实施例中并没有做过多的限制，只要保证靠近支架1处的第一圆弧211的弧度大于弧形体21顶端处的第一圆弧211的弧度即可，中间的多个第一圆弧211的弧度可以有多种变化趋势。
进一步地，多个第二圆弧212的弧度的变化趋势在本实施例中并没有做过多的限制，只要靠近支架1处的第二圆弧212的弧度大于弧形体21顶端处的第二圆弧212的弧度即可，中间的多个第二圆弧212的弧度可以有多种变化趋势。
进一步可选地，弧形体21在第一方向上的尺寸范围为1.33～3.33mm；弧形体21在第二方向上的尺寸范围为0.65～2.65mm；弧形体21在竖直方向上的尺寸范围为0.39～3.19mm。
进一步可选地，封装件2还包括台阶体22，台阶体22设于支架1与弧形体21之间，抬高了弧形体21的高度，提高了红外线的聚光效果。
进一步可选地，台阶体22在第一方向上的尺寸范围为1.78～3.78mm；台阶体22在第二方向上的尺寸范围为0.95～2.95mm；台阶体22在竖直方向上的尺寸范围为0～1.7mm。台阶体22在竖直方向上的尺寸为0时，说明此时封装件2只包括弧形体21。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.2mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.35mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.75mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.2mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.55mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.75mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.3mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.55mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.75mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.35mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.55mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.75mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.2mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.45mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.75mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.31mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.53mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.77mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
示例性地，弧形体21在竖直方向上的尺寸为1.31mm，弧形体21在第一方向上的尺寸为2.53mm，弧形体21在第二方向上的尺寸为1.78mm；台阶体22在第一方向上的尺寸为2.78mm，台阶体22在竖直方向上的尺寸为0.7mm。
通过检测可以得知上述示例的所有封装件2的结构使得封装件2在第一方向上的50％功率及75％功率角度范围为50°～80°。封装件2在第二方向上的50％功率及75％功率角度范围为10°～25°。即上述封装件2的结构能够有效提高红外线的聚光效果。
进一步可选地，台阶体22的四个拐角处均开设弧形倒角221，以降低光学器件的制造成本。在本实施例中，弧形倒角221的半径为0.6mm。
进一步可选地，容纳槽11的槽底上间隔设有两个导电线路，其中一个导电线路与芯片3电连接，芯片3通过导线与另一个导电线路相连，以实现两个导电线路与芯片3的导通。当两个导电线路通电时，芯片3能够发出红外线。进一步可选地，其中一个导电线路与芯片3之间设有银胶4，一方面能够实现芯片3在容纳槽11槽底处的固定，另一方面还可以实现芯片3与该导电线路之间的导通。为了保证导线的硬度和导电效果，本实施例选取金属线作为导线。
进一步可选地，封装件2为环氧树脂胶压注成型。
进一步可选选地，封装件2通过钢膜压注成型，降低了加工难度。台阶的设置还使得压注后的封装件2容易取出。
进一步可选地，支架1在竖直方向上的尺寸为0.2～1.2mm，支架1为BT支架，由于BT树脂基板材料具有很高的高玻璃化温度、优秀的介电性能、低热膨胀率和良好的力学特征等性能，经常应用于芯片3的封装。
本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，包括：
支架(1)，所述支架(1)的顶端设有容纳槽(11)；
芯片(3)，所述芯片(3)设于所述容纳槽(11)内，且所述芯片(3)能够发射红外线；所述芯片(3)的长宽比大于等于1：1；
封装件(2)，包括弧形体(21)，所述弧形体(21)用于聚集所述芯片(3)发出的红外线；
所述弧形体(21)在第一方向上的尺寸大于所述弧形体(21)在第二方向上的尺寸；所述弧形体(21)包括多个第一圆弧(211)和多个第二圆弧(212)，多个所述第一圆弧(211)沿所述第一方向依次设置，靠近所述支架(1)方向的所述第一圆弧(211)的弧度大于靠近所述弧形体(21)顶端的所述第一圆弧(211)的弧度，多个所述第二圆弧(212)沿所述第二方向依次设置，靠近所述支架(1)方向的所述第二圆弧(212)的弧度大于靠近所述弧形体(21)顶端的所述第二圆弧(212)的弧度；
所述第一方向为所述芯片(3)的长度方向，所述第二方向为所述芯片(3)的宽度方向。
2.根据权利要求1所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述芯片(3)的长宽比为2：1。
3.根据权利要求1所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述芯片(3)的长宽比为1.4：1。
4.根据权利要求1所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述封装件(2)还包括台阶体(22)，所述台阶体(22)设于所述支架(1)与所述弧形体(21)之间。
5.根据权利要求1所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述容纳槽(11)的槽底上间隔设有两个导电线路，其中一个所述导电线路与所述芯片(3)电连接，所述芯片(3)通过导线与另一个所述导电线路相连，以实现两个所述导电线路与所述芯片(3)的导通。
6.根据权利要求5所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，其中一个所述导电线路与所述芯片(3)之间设有银胶(4)。
7.根据权利要求5所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述导线为金属线。
8.根据权利要求1所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述弧形体(21)在所述第一方向上的尺寸范围为1.33～3.33mm；所述弧形体(21)在所述第二方向上的尺寸范围为0.65～2.65mm；所述弧形体(21)在竖直方向上的尺寸范围为0.39～3.19mm。
9.根据权利要求4所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述台阶体(22)在所述第一方向上的尺寸范围为1.78～3.78mm；所述台阶体(22)在所述第二方向上的尺寸范围为0.95～2.95mm；所述台阶体(22)在竖直方向上的尺寸范围为0～1.7mm。
10.根据权利要求4所述的应用于红外触控领域的光学器件，其特征在于，所述台阶体(22)的四个拐角处均开设有弧形倒角(221)。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN115543129A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-12-30 | 广东省旭晟半导体股份有限公司 | 一种红外触控屏及智慧黑板 |
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2021
- 2021-11-02 CN CN202122653785.0U patent/CN216120339U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN115543129A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-12-30 | 广东省旭晟半导体股份有限公司 | 一种红外触控屏及智慧黑板 |
| CN115543129B (zh) * | 2022-04-25 | 2023-12-08 | 广东省旭晟半导体股份有限公司 | 一种红外触控屏及智慧黑板 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: An optical device used in infrared touch field Effective date of registration: 20220630 Granted publication date: 20220322 Pledgee: Heyuan Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: Guangdong Xusheng Semiconductor Co.,Ltd. Registration number: Y2022440000125 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230215 Granted publication date: 20220322 Pledgee: Heyuan Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: Guangdong Xusheng Semiconductor Co.,Ltd. Registration number: Y2022440000125 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: An optical device applied in the field of infrared touch Effective date of registration: 20230224 Granted publication date: 20220322 Pledgee: Heyuan Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: Guangdong Xusheng Semiconductor Co.,Ltd. Registration number: Y2023980033429 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Building 1, Shenhe Chuangzhi Industrial Park, High-tech Development Zone, Heyuan City, Guangdong Province, 517000 Patentee after: Guangdong Xusheng Optoelectronic Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 517025 Building 1, Shenhe Chuangzhi Industrial Park, high tech Development Zone, Heyuan City, Guangdong Province Patentee before: Guangdong Xusheng Semiconductor Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |