一种新型红外滤光条的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型红外滤光条，由汇聚型红外滤光条和发散型红外滤光条组成，其特征在于：在红外触摸屏发射管前安装汇聚型红外滤光条，将有效信号汇聚在特定位置，在接收管前安装与汇聚型红外滤光条匹配的发散型红外滤光条，将汇聚的信号耦合到接收管，增强了有效信号。同时，发散型红外滤光条对干扰光起到发射作用，减弱干扰光信号，从而增加了接收管的信噪比，起到了有效的红外触摸屏抗强光效果。同时易于加工，安装方式灵活，成本较低，可适用于各类红外触摸屏。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光电【技术领域】，涉及一种红外滤光条，具体涉及一种提高红外触 摸屏抗环境光干扰性能的滤光条。 一种新型红外滤光条
【背景技术】
[0002] 相对于电容式、电阻式触摸屏，红外触摸屏具有结构简单、不受电流、电压和静电 干扰，并适宜在某些恶劣条件下长期稳定工作等优点，而广泛应用于公共服务信息查询、工 业自动化控制等领域。
[0003] 红外触摸屏主要依靠红外光工作，红外接收管响应的光谱范围往往很大，相对光 谱灵敏度在〇. 8时的响应光波长范围为600nm-1100nm，对环境光照因素的变化比较敏感。 太阳福射光谱的主要波长范围为〇. 15 μ m-4 μ m，完全覆盖红外发射管的响应波长范围。而 且在太阳光的能量分布中，红外波段约占48. 3%，所以在太阳光强度达到一定值时，即使没 有接收红外发射管发出的红外光，红外接收管也能产生很大的光电流，光电转换电路输出 电压达到1. 5V甚至更高。因此红外触摸屏受到太阳光的干扰很大，在光照变化较大时会引 起误动作。要确保能在多种环境下使用红外触摸屏，必须采取措施屏蔽掉太阳光的干扰。
[0004] 现有的滤光片主要有吸收型和干涉型两种，下面进行比较：
[0005] (1)吸收型：成本低、易于加工、切割、安装，应用成熟，但带宽不能做得很窄，透过 率随厚度指数衰减，在厚度受限时透过率达不到要求。目前商用的红外触摸屏用的都是吸 收型滤光片，这种滤光片材料都是一定的，只能进行尺寸上的改进，700nm以上全部透过，背 景光中的红外波段影响还是很大。
[0006] (2)干涉型：成本高、上升下降沿可以做得比较陡峭，存在的问题，一是对角度敏感 (10度以内影响较小)，二是可见光区域反射较强(通过结构改进可以减小影响)，三是玻璃 基片在结构和加工上存在难度(大尺寸镀膜问题)，国内最大尺寸只能达到100mm。
[0007] 另外，一些红外触摸屏所使用的参杂红外滤光粉的材料挡住接收管的方法，只能 对700nm以下的可见光有一定的吸收作用，对于工作于940nm的红外触摸屏，起不到消除干 扰光的作用，不能增强红外触摸屏抗强光效果。
[0008] 申请号为"201220632968. 2"的"设有一弧形面的滤光条以及采用该滤光条的红外 触摸屏"专利，提出了一种允许红外元器件头部伸入弧形滤光条弧形腔的滤光条，该技术主 要作用是提高红外元器件与滤光条的紧凑型，进而减少触摸屏的体积。虽然采用了弧形面 滤光条技术，但其应用为两个对称的弧形面滤光条为同一弧形滤光条，不具有对红外触摸 屏抗环境光干扰性能的提高功能。
【发明内容】
[0009] 为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了一种提高红外触摸屏抗环境光干 扰性能的滤光条。该滤光条使红外触摸屏抗强光效果显著，同时易于加工，安装方式灵活， 可适用于各类红外触摸屏。
[0010] 本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：
[0011] 一种新型红外滤光条，由汇聚型红外滤光条和发散型红外滤光条组成，其特征在 于：在红外触摸屏发射管前安装汇聚型红外滤光条，将有效信号汇聚在特定位置，在接收管 前安装与汇聚型红外滤光条匹配的发散型红外滤光条，将汇聚的信号耦合到接收管，增强 了有效信号。同时，发散型红外滤光条对干扰光起到发射作用，减弱干扰光信号，从而增加 了接收管的信噪比，起到了有效的红外触摸屏抗强光效果。
[0012] 所述的汇聚型红外滤光条采用透红外材料，其特征在于：一面为平面，一面为凸 面，具体地，与红外发射管对应的一面为平面，另一面为凸面。
[0013] 所述的发散型红外滤光条同样采用透红外材料，其特征在于：一面，一面为凹面， 具体地，与红外接收管对应的一面为平面，另一面为凹面。
[0014] 所述的汇聚型滤光条的凸面的曲率和所述的发射型滤光条的凹面的曲率，可根据 红外触摸屏的尺寸及结构进行调整，以保证传感器中心位置可以正好落在光学焦点上。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的滤光条示意图；
[0016] 图2为本实用新型的滤光条增强有效信号示意图；
[0017] 图3为本实用新型的滤光条减弱干扰光示意图；
[0018] 图4为本实用新型中平凸透镜和平凹透镜示意图。
[0019] 其中，101-汇聚型红外滤光条，102-发散型红外滤光条，103-红外触摸屏发射管， 104-红外触摸屏接收管，105-外框，106-光信号，107-干扰强光。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过附图及实施例对本实用新型进一步进行说明和描述：
[0021] 本实用新型通过在红外触摸屏发射管103前安装汇聚型红外滤光条101，将有效 信号汇聚在特定位置，在红外触摸屏接收管104前安装与汇聚型红外滤光条101匹配的发 散型红外滤光条102,将汇聚的信号耦合到红外触摸屏接收管104,增强了有效信号。同时， 发散型红外滤光条102对干扰强光107起到发散作用，减弱干扰强光107光信号，从而增加 了红外触摸屏接收管104的信噪比，起到了有效的红外触摸屏抗强光效果。
[0022] 参照附图1所示：本实用新型红外滤光条包括汇聚型红外滤光条101和发散型红 外滤光条102组成。汇聚型滤光条101为透红外材料，一面为平面，另一面为凸面，具体地， 与红外触摸屏发射管103对应的一面为平面，另一面为凸面。发散型滤光条102为透红外 材料，一面为凹面，另一面为平面，具体地，与红外触摸屏接收管104对应的一面为平面，另 一面为凹面。
[0023] 参照附图2,红外触摸屏发射管103前安装汇聚型滤光条101，固定于外框105中。 红外触摸屏接收管104前安装发散型红外滤光条102,固定在外框105中。红外触摸屏发射 管103发射的光信号106通过汇聚型滤光条101汇聚在发散型滤光条102后焦点处，通过 发散型滤光条102后的光信号106耦合到红外触摸屏接收管104中。显著增强了红外触摸 屏接收管104接收红外触摸屏发射管103的有效信号值。
[0024] 参照附图3,发散型滤光条102安装于红外触摸屏接收管104前，当红外触摸屏处 于强光环境中，干扰强光107照射到触摸屏接收边，由于发散型滤光条102对干扰强光107 的发射折光作用，降低了红外触摸屏接收管104处强光照度值，从而减弱了干扰强光107对 红外触摸屏的影响。
[0025] 根据红外触摸屏尺寸，可以调整汇聚型滤光条101凸面的曲率和发散型滤光条 102凹面的曲率，满足焦点重合与发散型滤光条102后焦点处，以达到较高耦合效率。
[0026] 参照图4,采用本实用新型的滤光条，是由一对平凹透镜（发散型滤光条102)和平 凸透镜（汇聚型滤光条101)组成的光学系统。其中，红外发射管103放置在平凸透镜（汇 聚型滤光条101)的焦点上，红外接收管104放置在平凹透镜（发散型滤光条102)的焦点 上，。图4中，为平凸透镜的焦点， Γι为平凸透镜的曲率半径，f2为平凹透镜的焦点，r2 为平凹透镜的曲率半径。
[0027] 按照几何光学理论，平凸透镜的焦点与平凸透镜的曲率半径关系为feiVU-l)， 其中η为滤光条的折射率。平凹透镜的焦点与平凹透镜的曲率半径关系为f2= n-1)， 其中η为滤光条的折射率。
[0028] 本实用新型中，红外发射管103发射中心点位于平凸透镜（汇聚型滤光条101)的 焦点上，红外接收管104发射中心点位于平凹透镜（发散型滤光条102)的焦点上。红外发 射管103相对滤光条位置根据实际PCB设计，以及结构设计决定的，本实用新型的透镜曲率 半径与发射管接收管距离关系如下表所示。
[0029] 表1本发明红外滤光条曲率与红外传感器对照关系表（η=1. 49)
[0030]
【权利要求】
1. 一种新型红外滤光条，由汇聚型红外滤光条和发散型红外滤光条组成，其特征在于： 在红外触摸屏发射管前安装汇聚型红外滤光条，在接收管前安装与汇聚型红外滤光条匹配 的发散型红外滤光条。
2. 根据权利要求1所述的一种新型红外滤光条，其特征在于，所述的汇聚型红外滤光 条采用透红外材料，固定于外框中，其特征在于：一面为平面，一面为凸面，具体地，与红外 发射管对应的一面为平面，另一面为凸面；所述的发散型红外滤光条同样采用透红外材料， 固定于外框中，其特征在于：一面为平面，一面为凹面，具体地，与红外接收管对应的一面为 平面，另一面为凹面。
3. 根据权利要求1所述的一种新型红外滤光条，其特征在于，所述的汇聚型滤光条的 凸面的曲率和所述的发射型滤光条的凹面的曲率，可根据红外触摸屏的尺寸及结构进行调 整，以保证传感器中心位置可以正好落在光学焦点上。
【文档编号】G06F3/042GK203849709SQ201420186929
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】刘军, 方亮, 赵东洋 申请人:上海沐泽信息技术有限公司