一种红外触摸屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一红外触摸屏，包括电路板和导光部件，所述电路板上固定有红外发射元件和红外接收元件，所述导光部件将所述红外发射元件发射的光导向所述红外接收元件；位于红外发射元件端的导光部件和/或位于红外接收元件端的导光部件包括第一反射面和第二反射面。本实用新型由于导光部件的结构设计，可以有效延长光程，进而可以增大红外管元器件的间距，有效节约制造成本。同时本实用新型还可以有效过滤大角度的红外信号，并进一步可以取消抗光元器件，进而可以提升红外触摸屏的处理速度，节约红外触摸屏的加工成本。
【专利说明】一种红外触摸屏
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触摸屏领域，尤指一种红外触摸屏。
【背景技术】
[0002]传统红外触摸屏的结构通常采用挤铝框、角块、红外滤光条和扫描部件组合的结构形式。所述挤铝框的内部设计有凸出的筋，用于固定红外滤光条和扫描部件，角块用于将挤铝框组件结合为整屏。也出现有诸如申请号为201210039405.7中提供的采用导光镜、发射镜或导光镜和发射镜的组合所构成导光单元，然而上述现有的结构形式存在问题在于其中结构件的数量较多，组成较复杂。
[0003]所述红外滤光条位于红外发射管或红外接收管的前方，用于过滤可见光，并让特定频段的红外光自由穿过。因为红外接收管正对红外滤光条设置，所以可以接收到很大角度的红外光线，同时，使更多的非红外发射管发射的红外光被接收。为了过滤多余的红外光，需要在硬件上做抗光处理，然而这样的抗光处理即增加成品成本，又影响触摸屏的处理速度。因此，需要本领域技术人员提供一种即不增加成本，同时又能保证处理速度的红外触摸屏。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种红外触摸屏，其结构简单，能够节省现有红外触摸屏的制造成本。
[0005]本实用新型提供一种红外触摸屏，包括电路板和导光部件，所述电路板上固定有红外发射元件和红外接收元件，所述导光部件将所述红外发射元件发射的光导向所述红外接收元件；位于红外发射元件端的导光部件包括第一反射面和第二反射面；
[0006]其中，所述第一反射面将所述红外发射元件发出的光反射到所述第二反射面；所述第二反射面将所述第一反射面反射来的光反射到所述红外接收元件所在的方向。
[0007]本实用新型提供一种红外触摸屏，包括电路板和导光部件，所述电路板上固定有红外发射元件和红外接收元件，所述导光部件将所述红外发射元件发射的光导向所述红外接收元件；位于红外接收元件端的导光部件包括第一反射面和第二反射面；
[0008]其中，所述第二反射面将从所述红外发射元件方向发射来的光反射到所述第一反射面，所述第一反射面将所述第二反射面反射来的光反射到所述红外接收元件。
[0009]进一步地，位于红外发射元件端的导光部件也包括第一反射面和第二反射面；
[0010]其中，位于红外发射元件端的导光部件的第一反射面将所述红外发射元件发出的光反射到该端的第二反射面；该端的第二反射面将该端的第一反射面反射来的光反射到所述红外接收元件所在的方向。
[0011]进一步地，所述第一反射面和/或第二反射面为凹面。
[0012]进一步地，所述导光部件采用红外滤光材料注塑成型。
[0013]进一步地，所述导光部件还包括第一折射面；[0014]其中，位于红外发射元件端的导光部件的第一折射面将该端第二反射面反射的光折射向所述红外接收元件所在的方向；
[0015]位于红外接收元件端的导光部件的第一折射面将从红外发射元件方向折射来的光折射到该端的第二反射面。
[0016]进一步地，所述导光部件还包括第二折射面；
[0017]其中，红外发射元件发出的光经过位于红外发射元件端的导光部件的第二折射面折射后再射向该端的第一反射面；
[0018]位于红外接收元件端的导光部件的第一反射面反射的光经过该端第二折射面折射后射向所述红外接收元件。
[0019]进一步地，所述导光部件具有第一凹槽，红外发射元件和红外接收元件均设置于该第一凹槽中。
[0020]进一步地，所述第一凹槽的侧壁形成第二折射面。
[0021]进一步地，所述第一凹槽的外侧还设置有第二凹槽，所述电路板通过螺钉固定于导光部件上，且该螺钉嵌入该第二凹槽中。
[0022]进一步地，所述红外接收元件和红外发射元件的底部与第一凹槽的底部通过胶固定；所述导光部件通过胶固定于触摸板上。
[0023]本实用新型具有的优点在于:
[0024]本实用新型提供一种红外触摸屏，其结构简单，由于其导光部件的结构设计，可以有效延长光程，进而可以增大红外管元器件的间距，有效节约红外触摸屏的制造成本。同时本实用新型还可以有效过滤大角度的红外信号，并进一步可以取消抗光元器件，进而可以提升红外触摸屏的处理速度，节约红外触摸屏的加工成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型提供的红外触摸屏的结构组成示意图；
[0026]图2为本实用新型的红外发射端或红外接收端的导光部件的截面放大示意图；
[0027]图3为本实用新型实现其功能的原理说明示意图；
[0028]图4为传统触摸屏的光程示意图；
[0029]图5为本实用新型中红外触摸屏的光程示意图；
[0030]图6为传统触摸屏的光程平面示意图；
[0031]图7为本实用新型触摸屏的光程平面示意图；
[0032]图8为传统触摸屏的红外管接收红外线的角度示意图；
[0033]图9为本实用新型触摸屏的红外管接收红外线的角度示意图。
[0034]图中:
[0035]101-电路板；102_导光部件；103-玻璃板；1011-红外发射元件、红外接收元件；1020-第二折射面；1021_第一反射面；1022_第二反射面；1023_第一折射面；1024_第一结构筋；1025_第二结构筋；201、202_双面胶；203_螺钉；301_红外线A ；401-红外线B ；501-空气；601_红外管间距A ;602_红外管间距B ;701_红外线角度A ;702_红外线角度B ；801-透光件。【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0037]实施例1提供一种红外触摸屏，如图1和图2所示，包括电路板101、导光部件102和玻璃板103，所述电路板101通过螺钉203设置于导光部件102上。所述电路板101上固定有红外发射元件、红外接收元件1011，所述导光部件102用于将所述红外发射元件1011发射的光导向所述红外接收元件1011。如图2所示，本实施例中所述位于红外发射元件端的导光部件102的外部包括上下连接的处于上方的第一反射面1021和处于下方的第二反射面1022 ;而相对应的另一侧红外接收元件端的导光部件采用现有的导光部件的结构，即到对应位于红外发射元件端的导光部件可以采用如图4所示的采用挤铝框和角块搭配构成的结构；也或者可以采用申请号为201210039405专利中的导光单元。优选地，所述第一反射面1021和/或第二反射面1022为凹面，凹面的弧度能够使光线发生全反射并产生汇聚。
[0038]其中，位于红外发射元件端的导光部件的第一反射面1021将所述红外发射元件1011发出的光反射到该端的第二反射面1022 ;该端的第二反射面1022将该端的第一反射面1021反射来的光反射到所述红外接收元件1011所在的方向。
[0039]实施例2提供一种红外触摸屏，如图1和图2所示，包括电路板101、导光部件102和玻璃板103，所述电路板101通过螺钉203设置于导光部件102上。所述电路板101上固定有红外发射元件、红外接收元件1011，所述导光部件102用于将所述红外发射元件1011发射的光导向所述红外接收元件。如图2所示，本实施例中所述位于红外接收元件端的导光部件102的外部包括上下连接的处于上方的第一反射面1021和处于下方的第二反射面1022 ;而相对应的另一侧的导光部件采用现有的导光部件的结构，即到对应位于红外发射元件端的导光部件可以采用如图4所示的采用挤铝框和角块搭配构成的结构；也或者可以采用申请号为201210039405专利中的导光单元。优选地，所述第一反射面1021和/或第二反射面1022为凹面，凹面的弧度能够使光线发生全反射并产生汇聚。
[0040]其中，位于红外接收元件端的导光部件的第一反射面1021将所述红外发射元件1011发出的光反射到该端的第二反射面1022 ;该端的第二反射面1022将该端的第一反射面1021反射来的光反射到所述红外接收元件1011所在的方向。
[0041]实施例3提供一种红外触摸屏，为实施例1和实施例2的结合，如图3所示，所述位于红外发射元件端和位于红外接收元件端的导光部件102的外部均包括上下连接的处于上方的第一反射面1021和处于下方的第二反射面1022。
[0042]实施例4提供一种红外触摸屏，如图3所示，是在实施例3的基础上改进的，与实施例3的区别仅在于，所述导光部件102还包括第一折射面1023，为处于导光部件框体内侧的内侧面，优选为倾斜面，如图3所示，位于红外发射元件端的导光部件102的第一折射面1023将该端第二反射面1022反射的光折射向所述红外接收元件所在的方向；位于红外接收元件端的导光部件102的第一折射面1023将从红外发射元件方向折射来的光折射到该端的第二反射面1022。
[0043]实施例5提供一种红外触摸屏，如图3所示，是在实施例4的基础上改进的，与实施例4的区别仅在于，所述导光部件还包括第二折射面1020，为处于红外发射元件或红外接收元件的侧面，并处于红外发射元件或红外接收元件与第一反射面1021之间。其中，红外发射元件1011发出的光经过位于红外发射元件端的导光部件102的第二折射面1020折射后再射向该端的第一反射面1021 ;位于红外接收元件端的导光部件102的第一反射面1021反射的光经过该端第二折射面1022折射后射向所述红外接收元件1011。
[0044]实施例6提供一种红外触摸屏，如图3所示，是在实施例5的基础上改进的，与实施例5的区别仅在于，所述导光部件还包括上表面，处于第一折射面1023、第一反射面1021以及第二反射面1022的上方，所述上表面具有第一凹槽，所述红外发射元件、红外接收元件1011均设置于该第一凹槽中。
[0045]实施例7提供一种红外触摸屏，是在实施例6的基础上改进的，与实施例6的区别仅在于，所述第一凹槽的侧壁形成第二折射面1020。
[0046]以上实施例3?实施例7中，所述导光部件全部红外滤光材料注塑成型地一体成型结构，形成一体式导光部件，便于加工以及固定。
[0047]实施例8提供一种红外触摸屏的结构，如图1和图2所示，包括多个用于实现红外信号发射与接收的电路板101、导光部件102和玻璃板103，所述玻璃板优选为钢化玻璃板，作为触摸板。所述的电路板101处于同一平面上，并设置于导光部件102中，且所述玻璃板103设置于导光部件102的底部。
[0048]所述电路板101包括多个红外发射板和多个红外接收板，对应多个红外发射板和多个红外接收板对应导光部件的结构可以相互交错参杂排列，并相互对应设置，即红外发射板与红外接收板相对设置。所述导光部件102优选为一体成型的长方形边框，具有四个边条，相应的边条上对应设置各个红外发射板和红外接收板，可以在一个边条中均设置红外发射板或红外接收板，也可以相互参杂设置，并且各个发射板和接收板之间可以等距离或不等距离，仅要求与其相对设置的各个接收板或发射板与之相匹配。每一个红外发射板上均焊接有红外发射元件1011，用于发射红外线，每一个红外接收板上均焊接有红外接收元件1011，用于接收红外线。
[0049]如图2所示，导光部件102的四条边条采用红外滤光材料一次性注塑成型，即可以作为结构件边框，承载电路板101，起到结构支撑的作用，又可以作为透红外线的透光框。导光部件102截面如图2所示，具有第一折射面1023，为倾斜的内侧面；与第一折射面1023相对地具有外侧面，外侧面包括上下连接的处于上方的第一反射面1021和处于下方的第二反射面1022,第二反射面1022和第一反射面1021均为凹面；具有处于上方的上表面,上表面凹嵌有第一凹槽，其中第一凹槽的朝向外侧面方向的侧壁为倾斜面，形成第二折射面1020 ;第一凹槽用于设置红外发射元件或红外接收元件1011 ;第一凹槽的相对即远离第一折射面1023的侧壁为倾斜壁，为第二折射面1020 ;还具有下表面，下表面的形状不限，可以为平面。以上各面均为红外透光材料与空气接触的介质面。其中第一反射面1021的弧度和第二反射面1022的弧度是根据红外光线在红外透光材料内部传递时发生全反射的条件和凹面镜聚光原理精确计算所得。其中全反射条件为光由光密(即光在此介质中的折射率大的)介质射到光疏(即光在此介质中折射率小的)介质的界面时，当光线入射角大于临界角时，光线全部被反射回原媒质内。凹面镜聚光原理为光线在介质面发生反射时，入射角等于折射角，本实施例中第一反射面1021的弧度和第二反射面1022均为凹面，并采用镜面，所以会产生汇聚效果。第二折射面1020和第一折射面1023是红外线在边条内部与空气之间传递时的介质面。导光部件102的四条边条链接为一个整体，不可以拆开，不需要二次机械加工。本实施例中的导光部件102的整体为一体成型结构。
[0050]如图2所示，所述多个电路板101均通过螺钉203固定到导光部件102上，所述导光部件102的上表面上还具有第二凹槽，该第二凹槽通过内外相对设置的两条结构筋即第一结构筋1024、第二结构筋1025构成，且该第二凹槽处于第二折射面1020所在第一凹槽的侧面。每个电路板101的红外发射元件和红外接收元件1011的底部均贴有双面胶202，起到粘贴固定电路板101于导光部件102的第一凹槽中的作用。如图2所示，导光部件102底部通过双面胶201粘贴固定到玻璃板103上方。
[0051]如图3所示，导光部件102的相对两侧边条相对于触摸屏的中心对称设置，为了便于说明本实施例的功能原理，以图3中左侧部分作为发射方向，以右侧部分作为接收方向，进行详细说明。红外发射元件1011发射的红外线A301，经过第二折射面1020的折射进入到导光部件102的内部。此红外线A301射向第一反射面1021，红外线A301在第一反射面1021上发生全反射改变光路方向，同时将发散的红外线汇聚一定角度，增强红外光亮度。然后，红外线A301射向第二反射面1022，红外线A301在第二反射面1022上再次发生全反射改变光路方向，红外线A301射向第一折射面1023，经过第一折射面1023的折射进入到玻璃板103表面的空气中传播。
[0052]如图3所示，触摸屏的右侧接收侧接收到左侧发射侧的红外线A301，红外线A301经过第一折射面1023的折射后进入到导光部件102的内部，再经过第二反射面1022和第一反射面1021的全反射后射向第二折射面1020，红外线A301在第二折射面1020上发生折射后射入接收边条的红外接收元件1011，最终接收到一个从左侧发射侧发射的红外信号。
[0053]为了进一步说明本实用新型的优点，下面将对本实用新型与传统触摸屏结构形式进行比较说明。
[0054]如图4所示，为传统的大尺寸红外触摸屏的红外线B401从红外发射元件1011发出，经过透光件801后进入到空气501中的传播距离，定义此距离为光程。如图5所示，为实施例7提供的红外触摸屏的红外线A301从红外发射元件1011发出，经过导光部件102后进入到空气501中的光程。为了更直观的了解光程的意义，将剖面的光程转换到平面上，分别如图6和图7所示，由于传统红外触摸屏的透光件为薄片结构，本实用新型采用导光部件102为红外线A301在发射过程以及接收过程中均提供了两次全反射和两次折射的过程，红外线A301的光程被大幅度延长。红外触摸屏发生触摸操作的空间是在透光件801或导光部件2之外的空气501中，空气501中形成的红外信号的间距小于触摸物体的直径时，触摸物体即可以发生触摸操作。间距更小的信号，触摸时需要的触摸物体直径更小。如图6和图7所示，由于红外发射元件1011发射发光角度是锥型的光束，更大的光程即可覆盖更宽的尺寸范围，在空气501中形成间距更小的信号。更进一步，确定触摸物体直径尺寸时，本实用新型的红外管间距B602可以做的比传统红外屏的红外管间距A601更大。更进一步，本实用新型的红外管间距B602变大，相同尺寸的红外触摸屏需要的红外管数量变少，一定程度上节省了红外触摸屏的制造成本。
[0055]如图8所示，传统触摸屏的红外发射元件1011发射的红外线角度A701，穿过透光件801进入空气501中，红外线角度A701并没有发生改变。根据光路传播的可逆性，传统触摸屏的红外管元器件1011接收到的红外线角度A701也不会发生改变。[0056]如图9所示，本实用新型的红外发射元件1011发射的红外线A301在导光部件102内部经过两次全反射后，穿透第一折射面1023进入空气501中，进入空气501中的红外线角度B702，受到第一反射面1021的汇聚作用，被收敛缩小。根据光路传播的可逆性，本实用新型的红外发射元件1011接收到的红外线角度B702为缩小的小角度。由传统触摸屏的红外线角度A701和本实用新型的触摸屏的红外线角度B702比较，本实用新型提供的红外触摸屏的红外发射元件只能接收到玻璃板103上空小角度的红外信号，其余大角度的红外信号被有效的过滤掉，进一步，可以取消抗光元器件，提升红外触摸屏的处理速度，节约触摸屏的加工成本。
[0057]以上所述实施例仅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【技术领域】的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种红外触摸屏，包括电路板和导光部件，所述电路板上固定有红外发射元件和红外接收元件，所述导光部件将所述红外发射元件发射的光导向所述红外接收元件；其特征在于，位于红外发射元件端的导光部件包括第一反射面和第二反射面； 其中，所述第一反射面将所述红外发射元件发出的光反射到所述第二反射面；所述第二反射面将所述第一反射面反射来的光反射到所述红外接收元件所在的方向。
2.—种红外触摸屏，包括电路板和导光部件，所述电路板上固定有红外发射元件和红外接收元件，所述导光部件将所述红外发射元件发射的光导向所述红外接收元件；其特征在于，位于红外接收元件端的导光部件包括第一反射面和第二反射面； 其中，所述第二反射面将从所述红外发射元件方向发射来的光反射到所述第一反射面，所述第一反射面将所述第二反射面反射来的光反射到所述红外接收元件。
3.根据权利要求2所述的红外触摸屏，其特征在于，位于红外发射元件端的导光部件也包括第一反射面和第二反射面； 其中，位于红外发射元件端的导光部件的第一反射面将所述红外发射元件发出的光反射到该端的第二反射面；该端的第二反射面将该端的第一反射面反射来的光反射到所述红外接收元件所在的方向。
4.根据权利要求3所述的红外触摸屏，其特征在于，所述第一反射面和/或第二反射面为凹面。
5.根据权利要求4所述的红外触摸屏，其特征在于，所述导光部件采用红外滤光材料注塑成型。
6.根据权利要求5所述的红外触摸屏，其特征在于，所述导光部件还包括第一折射面； 其中，位于红外发射元件端的导光部件的第一折射面将该端第二反射面反射的光折射向所述红外接收元件所在的方向； 位于红外接收元件端的导光部件的第一折射面将从红外发射元件方向折射来的光折射到该端的第二反射面。
7.根据权利要求6所述的红外触摸屏，其特征在于，所述导光部件还包括第二折射面； 其中，红外发射元件发出的光经过位于红外发射元件端的导光部件的第二折射面折射后再射向该端的第一反射面； 位于红外接收元件端的导光部件的第一反射面反射的光经过该端第二折射面折射后射向所述红外接收元件。
8.根据权利要求7所述的红外触摸屏，其特征在于，所述导光部件具有第一凹槽，红外发射元件和红外接收元件均设置于该第一凹槽中。
9.根据权利要求8所述的红外触摸屏，其特征在于，所述第一凹槽的侧壁形成第二折射面。
10.根据权利要求9所述的红外触摸屏，其特征在于，所述第一凹槽的外侧还设置有第二凹槽，所述电路板通过螺钉固定于导光部件上，且该螺钉嵌入该第二凹槽中。
11.根据权利要求10所述的红外触摸屏，其特征在于，所述红外接收元件和红外发射元件的底部与第一凹槽的底部通过胶固定；所述导光部件通过胶固定于触摸板上。
【文档编号】G06F3/042GK203480476SQ201320546184
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】刘新斌, 刘松 申请人:北京汇冠新技术股份有限公司