專利名稱：用于紅外觸摸屏的組合結(jié)構(gòu)紅外濾光框的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種用于紅外觸摸屏的紅外線濾光框，屬于計(jì)算機(jī)多媒體設(shè)備制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是紅外觸摸屏的制造技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有的紅外觸摸屏主要由安裝在印刷電路板上的紅外線發(fā)射和接收電路、紅外發(fā)射管陣列、紅外接收管陣列、紅外線濾光框以及上述各部分的安裝框架等部分構(gòu)成。其中紅外線濾光框由可以通過一定波長(zhǎng)的紅外線而阻擋其它波長(zhǎng)的光線的紅外光學(xué)材料構(gòu)成，安裝在紅外發(fā)射管陣列和紅外接收管陣列中發(fā)射管和接收管的發(fā)射面或接收面之間，框的內(nèi)側(cè)圍繞著顯示器的顯示表面。這個(gè)濾光框在保證紅外接收管只能接收到特定波長(zhǎng)的紅外線、不受其它環(huán)境光線干擾而正常工作的同時(shí)，也起到了防塵、保護(hù)、美觀的作用。
現(xiàn)有濾光框的結(jié)構(gòu)主要有兩種第一種是使用注塑方法形成的一體化結(jié)構(gòu)，即整個(gè)濾光框用熱塑性紅外光學(xué)材料一次注塑成形；第二種是拼接結(jié)構(gòu)，即注塑、剪切等方法將紅外光學(xué)材料使用一定寬度的濾光條，然后再按照需要的長(zhǎng)度剪切濾光條，并將濾光條的兩端切削成角度合適的平面，然后四角嚴(yán)密粘接而成。對(duì)于實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用，這兩種結(jié)構(gòu)都有其不足之處。對(duì)于一體化的結(jié)構(gòu)，由于現(xiàn)在液晶顯示器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，顯示器的尺寸已經(jīng)不局限于常規(guī)的9、14、15、17英寸等常用尺寸，而是出現(xiàn)了5、6、7、10.4、11.2、13.2、14.1英寸等許多尺寸，甚至在標(biāo)稱尺寸相同的情況下，受點(diǎn)距、工藝、應(yīng)用領(lǐng)域的影響，不同企業(yè)產(chǎn)品的實(shí)際尺寸也不完全相同。這種情況對(duì)紅外觸摸屏的生產(chǎn)的影響必然是多品種、小批量，因此對(duì)于觸摸屏這種與現(xiàn)有產(chǎn)品配合使用的部件，為了使紅外濾光框與這些不同的尺寸相配合，就必須制造大量模具，這將直接導(dǎo)致生產(chǎn)成本急劇上升、生產(chǎn)周期延長(zhǎng)等不良后果，既大大降低了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，又限制了產(chǎn)品的使用范圍。而拼接結(jié)構(gòu)的紅外濾光框雖然適合多品種小批量的生產(chǎn)要求，但為了保證產(chǎn)品的外觀和防護(hù)功能，需要通過切削、研磨、粘接等工藝實(shí)現(xiàn)濾光框四角接口接縫嚴(yán)密的配合，其致命的缺陷是勞動(dòng)生產(chǎn)率太低，生產(chǎn)工藝性差，成品率低，同樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種用于紅外觸摸屏的新型拼接結(jié)構(gòu)的紅外濾光框，從而適合小批量多品種的生產(chǎn)要求。
為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種“順序拼接”結(jié)構(gòu)的紅外濾光框，具體結(jié)構(gòu)如下濾光框由4根條形的濾光材料構(gòu)成，這4根濾光條的安裝方式如下第2根濾光條的一個(gè)端部與第1根濾光條的側(cè)面相接觸，第3根濾光條的一個(gè)端部與第2根濾光條的側(cè)面相接觸，第4根濾光條的一個(gè)端部與第3根濾光條的側(cè)面相接觸，第1根濾光條的一個(gè)端部與第4根濾光條的側(cè)面相接觸；上述4根濾光條構(gòu)成一個(gè)矩形框架。這里，濾光條的截面一般成四邊形，兩個(gè)端面中的至少一個(gè)是平面，即至少與其它濾光條的側(cè)面相接觸的端面是平面。由于光線傳播的需要，每一個(gè)濾光條的透光面一般需要與紅外發(fā)光管、接收管的光軸成一個(gè)小的傾角，即與顯示器的顯示平面成一個(gè)傾角，所以為保證接縫嚴(yán)密配合，上述端面的平面需要與其該濾光條的軸線有一個(gè)確定的角度。
通過考察本發(fā)明濾光框的結(jié)構(gòu)，可知本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于第一，由于每個(gè)濾光條的一個(gè)端面都有一個(gè)固定的配合端面，而該濾光條和配合端面都可以用一套模具一次成形，因此省略了配合接口的剪切、研磨工藝，最大限度地簡(jiǎn)化其生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本。第二，由于各個(gè)濾光條之間是“順序拼接”，所以只要改變每個(gè)濾光條的配合端面在其它濾光條側(cè)面接觸的位置，就能夠在濾光條長(zhǎng)度的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)濾光框的尺寸，以適合不同尺寸的顯示屏，規(guī)定尺寸外多余部分的濾光條只需要簡(jiǎn)單地剪去即可。綜合上述優(yōu)點(diǎn)，可以看到本發(fā)明非常適合多品種，小批量的生產(chǎn)模式。
以下結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案。


圖1.本發(fā)明濾光框的基本結(jié)構(gòu)示意圖及其在紅外觸摸屏內(nèi)的安裝位置圖2.圖1濾光框及其配合面的立體視圖圖3.兩根濾光條之間配合面的放大圖圖4.濾光條配合端面與濾光條軸線之間傾角的設(shè)計(jì)原理示意圖圖1給出了本發(fā)明濾光框的基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，4根濾光條1、2、3、4依次順次拼接，形成了一個(gè)矩形結(jié)構(gòu)的濾光框。由紅外觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)可知，該濾光框安裝在紅外元件(紅外發(fā)光管或紅外接收管)陣列6之間(圖中僅畫出了一個(gè)側(cè)面的紅外元件，其它3個(gè)側(cè)面相同，但沒有給出)，濾光框所包圍的面積就是使用觸摸屏的顯示器的顯示表面5。圖中清楚地表示出了本發(fā)明濾光框的基本結(jié)構(gòu)，即4根濾光條互相之間的安裝位置。以第一根濾光條為參考，它們之間的安裝關(guān)系如下第2根濾光條的一個(gè)端部與第1根濾光條的側(cè)面相接觸，第3根濾光條的一個(gè)端部與第2根濾光條的側(cè)面相接觸，第4根濾光條的一個(gè)端部與第3根濾光條的側(cè)面相接觸，第1根濾光條的一個(gè)端部與第4根濾光條的側(cè)面相接觸；上述4根濾光條構(gòu)成一個(gè)矩形框架。
本發(fā)明的另一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新，在于各個(gè)濾光條之間的配合結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有拼接結(jié)構(gòu)濾光框的一個(gè)主要缺點(diǎn)正是在于各個(gè)濾光條之間的配合困難。因?yàn)檫@種配合至少需滿足下面兩個(gè)要求。第一，尺寸要準(zhǔn)確，以保證觸摸屏尺寸的準(zhǔn)確和結(jié)構(gòu)的工整，既能夠準(zhǔn)確配合顯示器的尺寸，又能夠與使用觸摸屏的設(shè)備的外觀相媲美。第二，接縫要嚴(yán)密，既能夠有足夠的粘接面積保證強(qiáng)度，又能夠起到密閉防護(hù)作用，同時(shí)也是對(duì)外觀的基本要求。另外，因紅外線傳播的需要，如前所述，濾光條的透光面需要與顯示器表面有一定的傾角，因此，這個(gè)配合面就需要精確的加工，增加了工藝難度。但本發(fā)明中，雖然同樣需要這樣的配合，如圖1和本發(fā)明立體視圖圖2中的接縫(或稱為配合面)7，但這種結(jié)構(gòu)卻降低了配合的難度。首先，這種配合的數(shù)量從以往每條濾光條兩個(gè)減少為一個(gè)，其次，由于濾光框的尺寸能夠隨著各個(gè)濾光條之間接觸配合位置的改變而隨意調(diào)整，所以無論濾光框的尺寸怎樣變化，只要矩形濾光框邊的長(zhǎng)度小于濾光條的長(zhǎng)度，濾光條之間的配合都是相同的，不存在因?yàn)V光框尺寸不同而需要事先截?cái)酁V光條，而后再加工配合面的問題。這樣，每一根濾光條的一端或兩端，都可以事先用模具加工出精確的配合面，裝配時(shí)只需按照?qǐng)D1的結(jié)構(gòu)直接對(duì)接即可。濾光條上不要配合的一端，即自由伸展的部分，只需要根據(jù)安裝紅外觸摸屏的殼體以及其它部件的限制簡(jiǎn)單地剪斷。
圖2、圖3進(jìn)一步清楚地描述了濾光條之間的配合面的結(jié)構(gòu)，其中圖3是圖2的局部放大圖。這兩幅附圖實(shí)際上也展現(xiàn)了濾光框與顯示屏幕之間的傾角。從圖3的放大結(jié)構(gòu)可以比較清楚地看到，因?yàn)閮A角的原因，前述配合面與濾光條的各個(gè)側(cè)面和軸線之間的關(guān)系比較復(fù)雜，有一定的加工難度。但在本發(fā)明中，因?qū)V光條沒有長(zhǎng)度的限制，所以可以始終使用濾光條的一個(gè)端面來作為這個(gè)配合面，因此這個(gè)配合面完全可以利用模具來成形，既能夠達(dá)到普通機(jī)械加工難以達(dá)到的高精度和一致性，又極大地提高了生產(chǎn)效率。
圖4以第1根濾光條1和第4根濾光條4為例，給出了上述配合面7的設(shè)計(jì)方法。每根濾光條都有兩個(gè)用于透過紅外線的透光面，但設(shè)計(jì)時(shí)不需考慮濾光框外側(cè)的透光面，即靠近紅外元件的那個(gè)透光面10的位置和角度，只需考慮濾光框內(nèi)側(cè)的透光面9與顯示屏幕表面8的法線14之間的夾角(或傾角)α。從圖3、圖4中可以看到，這個(gè)傾角應(yīng)該與濾光條1端面的平面相配合。但濾光條1內(nèi)側(cè)透光面與顯示屏幕表面也有相同的夾角α，因此濾光條1的配合端的平面7的上邊緣12、下邊緣13應(yīng)該與濾光條的軸線11相垂直。這樣，配合端面7與軸線11之間的最小夾角β與夾角α之間有如下的關(guān)系式β＝90°-α據(jù)此，就能夠準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)該端面以及注塑該濾光條的模具。
本發(fā)明的非常適合于應(yīng)用在各種純平CRT和LCD顯示器上的紅外觸摸屏，上述的實(shí)施方案是一種最基本的結(jié)構(gòu)形式，當(dāng)然可以根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)整，如改變?yōu)V光條截面的形狀，在觸摸屏的殼體、電路板上附加定位結(jié)構(gòu)等。
權(quán)利要求1.一種用于紅外觸摸屏的組合結(jié)構(gòu)的紅外濾光框，由可以透過一定波長(zhǎng)紅外線但衰減阻擋其它波長(zhǎng)的光線的紅外光學(xué)材料構(gòu)成，其特征在于所述濾光框由4根條形的濾光材料構(gòu)成，這4根濾光條的安裝方式如下第2根濾光條的一個(gè)端部與第1根濾光條的側(cè)面相接觸，第3根濾光條的一個(gè)端部與第2根濾光條的側(cè)面相接觸，第4根濾光條的一個(gè)端部與第3根濾光條的側(cè)面相接觸，第1根濾光條的一個(gè)端部與第4根濾光條的側(cè)面相接觸；上述4根濾光條構(gòu)成一個(gè)矩形框架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光框，其特征在于所述濾光條的橫截面是四邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾光框，其特征在于所述濾光條兩個(gè)端面中的至少一個(gè)是平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的濾光框，其特征在于所述的平面，位于所述的濾光條與其它濾光條的側(cè)面相接觸的端面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濾光框，其特征在于位于所述濾光條端面的平面，與所述濾光條的軸線間的最小夾角β，等于所述濾光條內(nèi)側(cè)面與安裝濾光條的顯示屏幕表面的法線之間的夾角α之間有如下關(guān)系β＝90°-α。
專利摘要本實(shí)用新型專利公開了一種順序拼接的結(jié)構(gòu)紅外濾光框,用于各種紅外觸摸屏,由4根用紅外濾光材料制造的濾光條構(gòu)成,每一根濾光條的一個(gè)端面都與另外一根濾光條的透光面相配合,構(gòu)成一個(gè)尺寸可隨意調(diào)節(jié)的矩形濾光框,多余部分截?cái)嗌崛?。濾光條及其配合端面可以用模具成形,并通過計(jì)算得到上述配合端面與濾光條軸線之間的傾角。本實(shí)用新型特別適合于以多品種、小批量的方式生產(chǎn)紅外觸摸屏,具有設(shè)計(jì)周期短、加工簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK2515722SQ0127840
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者劉新斌, 葉新林, 劉建軍, 鄒鎮(zhèn)中 申請(qǐng)人:北京匯冠科技有限公司