CN2453484Y - 一体化红外触摸显示器 - Google Patents

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叶新林
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Beijing Unitop New Technology Co Ltd
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Abstract

一种一体化红外触摸显示器,包含有一套安装在液晶显示器或纯平CRT显示器内的红外触摸屏组件。这些组件由安装有控制电路、分别安装有多个红外发射管和红外接收管的印刷电路板构成；围绕着显示屏安装在显示屏的面罩框与液晶显示屏或CRT显示屏边缘之间的空间内,并且安装在这些电路板上的红外发射和接收管位于所述显示屏的显示表面前方,其红外发射管和接收管的工作面与显示表面垂直。

Description

一体化红外触摸显示器
本发明公开了一种一体化的红外触摸显示器，尤其是使用液晶(LCD)和纯平面(CRT)显示屏的显示器，属于计算机多媒体技术中的信息触摸输入领域，是关于在计算机类产品的显示屏幕前方安装触摸屏，构成触摸显示器的一种结构。
随着计算机的普及，触摸显示器这种最简单成熟的人机对话方式正在被越来越广地使用。而现有的触摸显示器，均是在普通显示器上安装成品触摸屏构成，如将表面声波触摸屏、电阻触摸屏或电容触摸屏安装在显示器的阴极射线管表面而过程触摸屏。用这些种类的触摸屏安装在显示器上构成触摸屏的方式，有以下一些缺点。首先，安装复杂，必须打开显示器，由专业人士才能完成，给一般用户造成不便；其次，触摸屏售价高昂，常常比显示器价格还高，无法由生产企业捆绑在显示器内普及应用；第三，一般用户在显示器上安装了触摸屏以后，由于打开了显示器的封装，所以常常自动失去了售后服务的权利。
另外一种构成触摸显示器的方式，是使用红外触摸屏安装在显示器上，具有安装简单、成本较低的特点。但这种方式也有不少缺点。第一，触摸屏作为一个外挂件，破坏了显示器的整体形象，不如使用其它形式的触摸屏那样自然；第二，普通红外触摸屏有自己的外壳，只有当其外壳的结构与显示器的外形匹配时，才能顺利安装，因此一般需要根据显示器的外形定制。这在显示器的造型千变万化的今天，无疑是不现实的，即使可行也会大大增加生产成本。综上所述，现有的触摸显示器不适合普遍应用。
针对现有触摸显示器的缺点，特别是构成成本较低的红外触摸显示器的缺点，本发明公开了一种一体化红外触摸显示器，达到克服了现有红外触摸显示器的缺点，实现了一体化、免安装、不破坏显示器外观的目的。
为实现上述目的，本发明采用了一种触摸屏内藏的形式，具体结构如下：在显示器的面罩框与液晶显示屏或CRT显示屏边缘之间的空间内，围绕着显示屏，安装有一套红外触摸屏组件；该组建由多块安装有控制电路、以及分别安装有多个红外发射管和红外接收管的印刷电路板构成；并且安装在这些电路板上的红外发射和接收管位于所述显示屏的显示表面前方，其红外发射管和接收管的工作面，即管芯上发射和接收红外光线的表面，相互对应且均与所述显示表面垂直；在所述面罩框的内侧边框与液晶或CRT显示屏的显示表面之间，还开有一条能够让红外光线通过的缝隙。这个缝隙可以用对红外光线透明的材料填充。
由于本发明将红外触摸屏集成到了显示器之内，所以有以下一些优点：首先，由于省略了普通触摸屏的外壳，所以去掉了厚重的外壳所占有的体积，使触摸显示器的体积更小巧；第二，去掉了触摸屏的外壳，省掉了外壳的材料和模具费用，降低了触摸显示器的生产成本；第三；触摸屏安装在显示器内部，可以与多种显示器配合，不必开壳安装，方便用户使用；第四，由于投过红外光的缝隙可以用对红外光线透明的材料填充，所以可以选择安装或不安装触摸屏，而不需对显示器的外壳作任何改变。
附图说明：
图1：本发明使用液晶显示屏时红外触摸显示器的外形图
图2：图1的剖面结构图
图3：红外触摸显示器中触摸屏套件的结构图
图4：表面安装的红外发射管和接收管的在印刷电路板的安装图
图5：红外触摸显示器的另外一种结构图
图6：使用插针插座连接电路板的结构示意图
图7：本发明使用纯平CRT显象管时的剖面结构图
下面结合附图说明本发明的几个实施方案。
图1所示的使用液晶显示屏时本发明的外形图。可以看到，这种液晶显示器安装了触摸屏之后依然很简洁。图中102是触摸显示器的液晶显示屏，102是显示器的外壳，103是正在操作计算机的手指。触摸显示器安装的红外触摸屏就安装在外壳102之内。图2是延显示器中线的横切面的剖面图，即图1中的A-A切面或B-B切面的剖面图，给出了触摸显示器内部触摸屏的安装结构。图中201是触摸显示器的面罩框，是显示器外壳101的一部分，触摸屏的主要部件——安装红外发射管或接收管203和204及元器件205的印刷电路板202，就安装在显示屏102与面罩框201之间的空间内。这些印刷电路板组件在显示屏的周围安装成为一个框形，四面围绕着显示屏，并且安装元器件的铜箔面，与液晶显示器的显示面想垂直，如图3所示。这里的红外发射管和接收管203、204是一种示意，其位置可以互换。为了能够感知手指触摸在显示屏表面时红外光的变化，产生感应信号，红外发射管和接收管在应该安装在液晶显示屏的前面，如图2所示，工作面，即红外发射管的红外光线发射面和红外接收管的红外光线接收面互相对应，而且与图中的液晶显示屏的表面垂直，这种安装结构与通用的红外触摸屏相同。由于红外发射管和接收管安装在面罩框201的内部，所以在面罩框的四个内侧边缘与液晶显示屏表面之间，需要留出一个缝隙206，使得红外光线能够通过这个缝隙，从发射管到达接收管。这个缝隙的厚度H在2-4毫米之间就基本上可以满足要求。面罩框每一边与液晶显示屏之间的缝隙，在沿面罩框长度方向的尺寸，应该不小于红外发射和接收管的排列尺寸，即图3中的L。图中给出的L是沿显示屏长度方向的尺寸，但这个尺寸也可以是宽度方向的，在图3中没有画出。为了防止杂物和灰尘从上述缝隙进入显示器内部，并保持显示器美观，同时也防止环境的杂散光线干扰触摸屏的工作，在上述缝隙206中安装了一条红外光线滤色材料207，即能够阻止红外光线以外其它光线通过的滤色片，其厚度与缝隙的厚度相同。考虑到显示器外壳通用于安装触摸屏和不安装触摸屏两种情况，在不安装触摸屏时，这个缝隙可以用其它材料填补，而不影响显示器的内部构造和外观。
构成红外触摸屏的印刷电路板在显示器外壳内部的安装结构有多种方式。例如，可以使用螺钉螺母安装在面罩框201的内壁上或者液晶显示屏的保护框上，也可以用粘结剂直接安装在液晶显示屏的边缘，具体结构需要根据液晶显示屏和面罩框的结构和形状确定，在此不再多述。
围绕在液晶显示屏周围的电路板之间，使用连接器连接成为图3所示框形结构。这里可以使用的连接器有多种，如电缆排线、柔性印刷电路板、插针插座等。我们推荐使用插针插座连接，因为这种连接方式有一定的机械强度，自身就能够保证框体的形状和互相之间的位置，体积也很小，生产工艺简单。图6是这种连接的一个示例，601、602分别是通过焊点604安装在印刷电路板202上的插针和插座，603是插座内的插孔。
在本发明中，还可以使用表面安装的光电元件。图4给出了这样一个示例。图中401是表面安装的红外发射或接收管，402是其焊接引线。使用表面安装元件的优点有两个：第一是能够缩小红外触摸屏套件的体积，使触摸显示器的边框更窄；第二是能够提高光电元件的安装密度，提高触摸屏的分辨率。
图5表示的是红外触摸屏套件在显示器内的另外一种安装结构的剖面图，其剖面的位置与图2的相同。这种结构的特点是将围绕着显示屏的电路板组件202的铜箔面平行于显示表面安装，线路板之间的连接方式可以参照图6的结构。当液晶或CRT显示屏的边框较宽时，这种安装结构与图2所示的结构没有本质区别。但是这种安装方式，却还可以通过连接器502，在印刷电路板202上，增加铜箔面与显示器的显示面相垂直的印刷电路板501，扩大了可以用于安装元器件的面积，以容纳更复杂的电路而提高其性能。这里，是否在上述的4个边框都增加电路板，可根据实际的需要确定。将触摸屏的全部元件都安装在这些电路板上，可以避免对显示器的电路作任何改动，使触摸屏成为一个仅与显示器的尺寸有关的标准件，简化了各种触摸显示器的设计。
这里所说的印刷电路板的铜箔面与显示屏的显示表面之间的平行或垂直关系，是一种典型的关系。如果面罩框与显示屏之间的空间足够，那么电路板组件完全可以在上述的平行与垂直结构之间，选择一个合适的角度安装。电路板在采用这种安装结构的情况下，电路板之间很难使用普通的接插件连接，一般需要使用导线等实现柔性连接。
图1、图2和图5所示的是在使用液晶显示器时，触摸显示器的基本结构。由于这里所有的部件都安装在显示屏的周围，所以在显示屏使用纯平CRT显象管时，其基本结构也是适用的。图7就给出了这样的一种结构的示意图。在图7中，印刷电路板组件202安装在纯平CRT显象管701的周围，其铜箔面与CRT的显示面垂直。因为CRT显象管边缘较宽，所以上述电路板组件的铜箔面与显示表面之间各种角度的结构方案都适用。

Claims (7)

1．一种红外触摸显示器，该触摸显示器包含有一个液晶显示屏或纯平CRT显示屏，以及围绕在显示屏周围的，构成显示器壳体的一部分的面罩框；一套由多块安装有控制电路，并分别安装多个红外发射管和红外接收管的印刷电路板构成的红外触摸屏组件，其特征在于：
所述构成红外触摸屏组件的印刷电路板，围绕着显示屏，安装在所述面罩框与显示屏边缘之间的空间内，并且安装在这些电路板上的红外发射和接收管位于所述显示屏的显示表面的前方，其红外发射管和接收管的工作面相互对应且均与所述显示表面垂直；并且在所述面罩框的每个边缘与液晶显示屏的显示表面之间，都开有一条缝隙。
2．根据权利要求1所述的红外触摸显示器，其特征在于：所述缝隙内安装有红外光线过虑材料；该材料的厚度与缝隙的厚度相同。
3．根据权利要求1所述的红外触摸显示器，其特征在于：安装在印刷电路板上的红外光线发射和接收管，是表面安装形式的元件。
4．根据权利要求1所述的红外触摸显示器，其特征在于：所述印刷电路板的铜箔面，与显示屏的显示面相垂直安装。
5．根据权利要求1所述的红外触摸显示器，其特征在于：所述印刷电路板的铜箔面，与显示屏的显示面相平行安装。
6．根据权利要求5所述的红外触摸显示器，其特征在于：在所述的印刷电路板上，还安装有铜箔面与显示屏的显示面垂直另外的印刷电路板。
7．根据权利要求1所述的红外触摸显示器，其特征在于：所述印刷电路板的铜箔面，与显示屏的显示面成某一角度安装；该角度在与显示屏的显示表面相平行和相垂直之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004059570A1 (fr) * 2002-12-27 2004-07-15 Wai Ho Tableau blanc electronique interactif a infrarouges
WO2007079641A1 (fr) 2006-01-13 2007-07-19 Beijing Unitop New Technology Co., Ltd Appareil de détection d'effleurement pour écran tactile à infrarouges
CN101424993B (zh) * 2007-11-02 2011-06-15 群康科技(深圳)有限公司 红外线触控系统

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