專利名稱：一種紅外觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及觸摸屏，尤其涉及一種紅外觸摸屏。
背景技術(shù)：
目前，不論是單點還是多點紅外觸摸屏，其基本組裝方式通常是將紅外發(fā)射管和紅外接收管放于觸摸屏體的觸摸面上，紅外發(fā)射管所發(fā)射的紅外光在觸摸屏體的觸摸面上形成一個不可見的紅外線光柵。但由于紅外發(fā)射管和紅外接收管是放置在觸摸屏體的觸摸面之上，因此上述組裝方式在使用中還存在著如下缺陷:一、外部的光干擾(如陽光、較強的白熾燈)很容易射到紅外接收單元上，從而影響觸摸屏的正常工作，因此一般的觸摸屏都不能在光干擾下正常工作，其抗光干擾的能力差；二、紅外發(fā)射管和紅外接收管的保護結(jié)構(gòu)在觸摸屏的四邊形成較高和較寬的邊沿凸起，對觸摸屏的安裝和觸摸設(shè)備的外觀產(chǎn)生很大的限制，不容易用于制造真正的一體化紅外觸摸產(chǎn)品。為了解決上述問題，中國專利號“201220056298.4”公開了一種改變紅外光傳輸路徑的紅外觸摸屏，其
公開日為2012年08月08日，其技術(shù)方案包括紅外發(fā)射單元和紅外接收單元，其特征在于:所述紅外發(fā)射單元和紅外接收單元設(shè)置在觸摸屏體的非觸摸面，且還包括用于將紅外發(fā)射單元發(fā)出的紅外光改變方向后傳輸?shù)接|摸面形成紅外線光網(wǎng)的發(fā)射導(dǎo)光單元，用于將紅外線光網(wǎng)改變方向后傳輸?shù)郊t外接收單元的接收導(dǎo)光單元；所述發(fā)射導(dǎo)光單元和接收導(dǎo)光單元為導(dǎo)光柱、反光鏡或?qū)Ч庵头垂忡R的組合。但以上述專利文件為代表的現(xiàn)有技術(shù)，在實際使用過程中，仍然存在著如下缺陷:一、導(dǎo)光柱與觸摸屏體一般采用粘接連接方式，兩者之間無相對的定位裝置，導(dǎo)致導(dǎo)光柱在觸摸屏體上的安裝精度低，從而影響紅外接收管接收紅外光的精確度，甚至導(dǎo)致觸摸響應(yīng)速度慢或觸摸失靈；二、導(dǎo)光柱與導(dǎo)光柱之間、導(dǎo)光柱與觸摸屏體之間通常采用粘接連接，粘接方式不能完全地將其連接處密封，外部光干擾、灰塵或水容易通過其連接處之間的細(xì)小縫隙進入觸摸屏內(nèi)部，對紅外信號的發(fā)射和接收造成不利影響，灰塵和水還將導(dǎo)致觸摸屏的使用壽命低；三、對觸摸屏體的安裝有很高要求，其平行度的精確性將直接影響到觸摸效果，而該專利在安裝時與導(dǎo)光柱之間無固定裝置，觸摸屏體的平行度不易控制，導(dǎo)致觸摸屏上的觸摸懸浮高度較高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中觸摸屏存在的上述問題，提供一種紅外觸摸屏，本實用新型在安裝時能夠?qū)τ|摸屏體定位，提高安裝精度和觸摸屏體的平行度，能夠有效降低傳統(tǒng)紅外觸摸屏中觸摸懸浮高度的問題，同時能夠的效地減少外界光對觸摸屏的干擾，有利于提高觸摸屏的使用效果，延長觸摸屏的使用壽命。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:—種紅外觸摸屏，包括觸摸屏體、導(dǎo)光柱、電路板，電路板上固定安裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管，其特征在于:所述觸摸屏體位于導(dǎo)光柱的承臺上方，所述電路板位于導(dǎo)光柱的承臺下方，且電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管均位于承臺內(nèi)側(cè)。所述承臺、電路板和觸摸屏體三者組合形成一個U形腔體，該U形腔體通過防塵泡棉和密封膠形成密閉腔體，電路板元件面及電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管均位于該腔體內(nèi)。所述觸摸屏體與承臺的上表面平行，所述電路板與承臺的下表面平行。所述電路板與導(dǎo)光柱的承臺下表面粘接連接或螺栓連接。 所述觸摸屏體與承臺的上表面粘接連接。所述觸摸屏體與導(dǎo)光柱的內(nèi)表面嵌合連接。采用本實用新型的優(yōu)點在于:一、本實用新型中，所述觸摸屏體位于導(dǎo)光柱的承臺上方，因此在安裝時，觸摸屏體能夠快速定位在由導(dǎo)光柱形成的一體式框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，相應(yīng)地使電路板、紅外發(fā)射管和紅外接收管也能夠快速定位安裝，使得紅外觸摸產(chǎn)品安裝調(diào)試簡便，有利于整個觸摸屏結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，使觸摸屏體的平行度和精確度更高，能夠提升觸摸屏的觸摸精度和響應(yīng)速度，由于承臺的支撐作用，可以使用比傳統(tǒng)紅外觸摸屏更薄的觸摸屏體，使用更薄的觸摸屏體，不僅能夠節(jié)約生產(chǎn)材料，降低生產(chǎn)成本，還使紅外光在觸摸屏上的傳輸路徑變短，傳輸路徑變短能夠減少紅外光的發(fā)散度，提高觸摸信號強度，更薄的觸摸屏體也使整個觸摸屏更富有美感，有利于增強市場競爭力；同時根據(jù)實際需要，生產(chǎn)不同厚度的承臺，與不同厚度的觸摸屏體配合，能夠提高觸摸屏體的平行度，無限減小觸摸懸浮高度問題；電路板位于觸摸屏體背面，且電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管均位于承臺內(nèi)側(cè)，能夠減小外界光干擾對紅外發(fā)射管和紅外接收管的干擾，提高信號發(fā)射和接收信號強度，延長觸摸屏的使用壽命；解決了現(xiàn)有技術(shù)中觸摸懸浮高度較高、觸摸屏體不易定位、平行度低、設(shè)備使用壽命低及觸摸屏四邊有較高和較寬邊沿凸起的缺陷。二、本實用新型中，將電路板元件面及電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管安裝在由承臺、電路板和觸摸屏體背面三者組合形成一個U形腔體內(nèi)，并通過防塵泡棉和密封膠密封U形腔體形成一個密閉框體，該密閉腔體對電路板及電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管構(gòu)成二次保護，能夠防止外部光干擾、灰塵或水從觸摸屏各部件間的細(xì)小縫隙進入觸摸屏內(nèi)部，影響紅外信號的發(fā)射和接收，此結(jié)構(gòu)有利于提高觸摸屏的使用壽命。三、本實用新型中，所述電路板與導(dǎo)光柱的承臺下表面粘接連接或螺栓連接，此結(jié)構(gòu)使電路板及電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管在觸摸屏內(nèi)更穩(wěn)定，紅外接收管都能精確地接收到對應(yīng)紅外發(fā)射管發(fā)射的經(jīng)導(dǎo)光柱反射后的紅外光，即使長久使用，也不會降低發(fā)射和接收精度，觸摸屏的使用效果更好。四、本實用新型中，觸摸屏體與承臺的上表面平行，電路板與承臺的下表面平行，此結(jié)構(gòu)不僅能夠增強觸摸屏體的平行度，還使紅外發(fā)射管與導(dǎo)光柱之間、紅外接收管與導(dǎo)光柱之間的位置精度更高，有利于增強紅外光的聚集度，進一步克服因觸摸懸浮高度引起的誤操作問題。五、本實用新型中，電路板與導(dǎo)光柱承臺下表面的可以通過粘接連接或螺栓連接，連接方式多樣，工藝簡單，連接后觸摸屏的穩(wěn)定性好。六、本實用新型中，所述觸摸屏體與承臺的上表面粘接連接，能夠快速對觸摸屏體定位，快速完成各部件安裝，有利于提高生產(chǎn)效率。[0020]七、本實用新型中，觸摸屏體與導(dǎo)光柱的內(nèi)表面嵌合連接，使導(dǎo)光柱與觸摸屏體結(jié)合得更緊密，整個觸摸屏中各部件的穩(wěn)定性更好。七、本實用新型中，由導(dǎo)光柱、觸摸屏體、電路板、紅外發(fā)射管和紅外接收管形成的觸摸屏系統(tǒng)，與顯示屏是分開設(shè)置的，既可以單獨出售觸摸屏，也可以與顯示屏組裝后一起出售，滿足不同用戶需要。

圖1為本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型中實施例3的導(dǎo)光柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型中實施例4的導(dǎo)光柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型中實施例5的導(dǎo)光柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型中實施例6的導(dǎo)光柱結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實用新型中“凸”字形導(dǎo)光柱應(yīng)用于觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實用新型中實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為本實用新型中實施例8的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的標(biāo)記為:1、觸摸屏體，2、導(dǎo)光柱，3、紅外發(fā)射管，4、紅外接收管，5、承臺，6、電路板，7、防塵泡棉，8、密封膠，9、裙邊，10、聚光界面，11、反光界面，12、護板，13、螺紋孔，14,觸摸面。
具體實施方式
實施例1一種紅外觸摸屏，包括觸摸屏體1、導(dǎo)光柱2、電路板6，電路板6上固定安裝有紅外發(fā)射管3和紅外接收管4，所述觸摸屏體I位于導(dǎo)光柱2的承臺5上方，所述電路板6位于導(dǎo)光柱2的承臺5下方，且電路板6上的紅外發(fā)射管3和紅外接收管4均位于承臺5內(nèi)側(cè)。本實施例的優(yōu)選實施方式為，所述承臺5、電路板6和觸摸屏體I三者組合形成一個U形腔體，該U形腔體通過防塵泡棉7和密封膠8形成密閉腔體，電路板6元件面及電路板6上的紅外發(fā)射管3和紅外接收管4均位于該腔體內(nèi)，其中，所述密封膠8包括防塵膠、防水膠、橡膠制品、硅膠制品，優(yōu)選在密封的時候使用EVI泡綿、防塵條、EPE等柔性實體配合密封。本實施例中，所述觸摸屏體I與承臺5的上表面平行，所述電路板6與承臺5的下表面平行，優(yōu)選觸摸屏體1、承臺5的上表面、下表面和電路板6均平行設(shè)置，便于降低觸摸屏厚度，提高觸摸精度。本實施例中，優(yōu)選電路板6與導(dǎo)光柱2的承臺5下表面粘接連接，但也可以通過螺栓連接或螺栓與粘接配合連接。本實施例的優(yōu)選實施方式為，所述觸摸屏體I與承臺5的上表面粘接連接。實施例2本實施例與上述實施例基本相同，主要區(qū)別在于:所述觸摸屏體I與導(dǎo)光柱2的內(nèi)表面嵌合連接，優(yōu)選嵌合連接的同時在觸摸屏體I與導(dǎo)光柱2之間再通過防塵膠或防水膠密封。[0039]實施例3本實施例中，所述觸摸屏采用一次反射結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光柱2，該導(dǎo)光柱2的截面大致呈傾斜的“凸”字形，“凸”字形導(dǎo)光柱2 —側(cè)延伸為橫向的承臺5，另一側(cè)延伸為豎向的裙邊9，中部下端成外凸弧形面或直面的聚光界面10 ;“凸”字形導(dǎo)光柱2的外側(cè)端成傾斜直面反光界面11，內(nèi)側(cè)端成傾斜的直面的折射界面。本實施例的工作原理為:導(dǎo)光柱2為折射率1.488 (以紅外波長0.94nm)的PMMA材料，聚光界面10設(shè)計為弧面，弧面焦點位置與紅外發(fā)射管3和紅外接收管4相對應(yīng)，反光界面11與觸摸面14的夾角為大于39.5°小于45°或大于45°小于55° ,當(dāng)反光界面11與觸摸屏體I的夾角為48°時，折射界面與觸摸面14的夾角為107°，且發(fā)射端導(dǎo)光柱2和接收端導(dǎo)光柱2完全對稱，在發(fā)射端紅外發(fā)射管3發(fā)出的紅外光經(jīng)聚光界面10聚光后，大部分紅外光轉(zhuǎn)換為為垂直向上的平行光，并且垂直向上的紅外光以48度入射角入射紅外反光界面11，由于導(dǎo)光柱2的折射率為1.488,根據(jù)公式(1.488 = sin90/sina)可以計算出本材料的全反射角為a=41.5度，當(dāng)紅外光以48度入射角入射時，在反光界面114上將發(fā)生全發(fā)射，反射后紅外光與觸摸屏體I的夾角約等于6度，反射后的紅外光以約為11度角入射折射界面，由折射率1.488計算出折射后的光以與觸摸屏體I平行光出射；在接收端，從發(fā)射端導(dǎo)光柱2傳輸過來的平行光入射到接受端紅外導(dǎo)光柱2折射界面，折射后約為11度入射到反光界面11，發(fā)生全發(fā)射，反射后紅外光經(jīng)聚光界面10匯聚后被紅外接收管4接收。本實用新型利用凸透鏡的聚光原理，適當(dāng)調(diào)整紅外發(fā)射管3、紅外接收管4與曲面的距離，在發(fā)射端能將紅外管發(fā)出的發(fā)射角度分散的紅外光(類似點光源)匯聚成近似平行光向前傳輸。在接收端又能將較大角度范圍內(nèi)的近似平行的紅外光匯聚，即能增加檢測范圍又能增強接收紅外光信號強度。實施例4本實施例中，所述觸摸屏采用一次反射結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光柱2，該導(dǎo)光柱2的截面大致呈傾斜的“凸”字形，“凸”字形導(dǎo)光柱2 —側(cè)延伸為橫向的承臺5，另一側(cè)延伸為豎向的裙邊9，中部下端成外凸弧形面的聚光界面10 ;“凸”字形導(dǎo)光柱2的外側(cè)端成傾斜弧形面的反光界面11，內(nèi)側(cè)端成傾斜的直面的折射界面。實施例5本實施例中，所述觸摸屏采用一次反射結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光柱2，該導(dǎo)光柱2的截面大致呈傾斜的“凸”字形，“凸”字形導(dǎo)光柱2 —側(cè)延伸為橫向的承臺5，另一側(cè)延伸為豎向的裙邊9，中部下端成直面的聚光界面10 ;“凸”字形導(dǎo)光柱2的外側(cè)端成傾斜弧形面的反光界面11，內(nèi)側(cè)端成傾斜的直面的折射界面。實施例6本實施例中，所述觸摸屏采用一次反射結(jié)構(gòu)的導(dǎo)光柱2，該導(dǎo)光柱2的截面大致呈傾斜的“凸”字形，“凸”字形導(dǎo)光柱2 —側(cè)延伸為橫向的承臺5，另一側(cè)延伸為豎向的裙邊9，中部下端成外凸弧形面或直面的聚光界面10 ;“凸”字形導(dǎo)光柱2的外側(cè)端成傾斜直面反光界面11，內(nèi)側(cè)端成傾斜的弧形面的折射界面。本實用新型中，一次反射結(jié)構(gòu)的“凸”字形導(dǎo)光柱2應(yīng)用于觸摸屏的連接關(guān)系是，觸摸屏體I位于承臺5的上表面，并與承臺5上表面粘接，電路板6位于承臺5的下表面，并與承臺5的下表面固定連接，電路板6的一側(cè)與導(dǎo)光柱2的裙邊9緊密配合，使電路板6元件面、紅外發(fā)射管3和紅外接收管4位于由聚光界面10、承臺5、電路板6以及裙邊9所圍成的相對密閉的空腔中，防塵防水效果更好，不僅有利于減少紅外光信號的損失，提高觸摸屏的抗干擾能力，提高觸摸屏的觸摸精度，同時又可以降低紅外發(fā)射管3的發(fā)射功率，提高觸摸屏的使用壽命。實施例7本實施例中，所述觸摸屏體I的截面呈倒置的“凸”字形，倒“凸”形觸摸屏體I上部形成觸摸面14，下部中間部分凸出形成凸臺，觸摸屏體I兩側(cè)的下部放置在導(dǎo)光柱2的承臺5上，所述電路板6置于承臺5內(nèi)側(cè)與觸摸屏體I下部凸臺側(cè)壁形成的空腔中，電路板6粘接在倒“凸”形觸摸屏體I兩側(cè)的下部。本實施例中，所述觸摸屏還包括一護板12，護板12位于觸摸屏體I中部凸臺和承臺5的下部，并與于觸摸屏體I中部凸臺和承臺5的下部粘接。所述護板12選用金屬板，金屬護板12上設(shè)置有固定金屬護板12的螺紋孔13，可以通過螺紋孔13與顯示屏連接。本實施例中，所述觸摸屏體1、導(dǎo)光柱2、金屬護板12圍成一相對密閉空間，電路板6、紅外發(fā)射管3和紅外接收管4均位于所述密閉空間內(nèi)，具有較好的防塵防水效果，倒“凸”形觸摸屏體I的正面或背面涂有不透明層，如黑色不透明層，用于防光干擾。本實施例中，所述觸摸屏體I由雙層玻璃或透明塑膠粘合形成整體。本實施例中，所述紅外發(fā)射管3和紅外接收管4在觸摸屏體I背面，能有效降低觸摸屏整體厚度，同時由于采用導(dǎo)光柱2，生產(chǎn)的觸摸屏具有超薄邊框、超低邊框，有效降低懸浮高度，觸摸屏體I的正面或背面不透明設(shè)置(如印刷或噴涂在觸摸屏體I可視區(qū)外設(shè)置一層不透明物質(zhì))用以遮蔽電路板6等電子元件以達到美觀的效果；同時導(dǎo)光柱2及觸摸屏體I背面，設(shè)置一安裝定位板以方便觸摸屏與顯示設(shè)備(如顯示器、一體機、平板電腦等)的安裝。實施例8本實施例中，所述觸摸屏體I的截面呈倒置的“凸”字形，倒“凸”形觸摸屏體I上部形成觸摸面14，下部中間部分凸出形成凸臺，觸摸屏體I兩側(cè)的下部放置在導(dǎo)光柱2的承臺5上，所述電路板6置于承臺5內(nèi)側(cè)與觸摸屏體I下部凸臺側(cè)壁形成的空腔中，電路板6粘接在倒“凸”形觸摸屏體I兩側(cè)的下部。本實施例中，所述觸摸屏還包括一護板12，護板12位于觸摸屏體I中部凸臺和承臺5的下部，并與于觸摸屏體I中部凸臺和承臺5的下部粘接；所述護板12為聚脂薄膜片，能有效降低觸摸屏整體厚度，同時由于采用導(dǎo)光柱2，生產(chǎn)的觸摸屏具有超薄邊框、超低邊框，有效降低懸浮高度。本實施例中，所述觸摸屏體1、導(dǎo)光柱2、聚脂薄膜片圍成一相對密閉空間，電路板6位于所述密閉空間內(nèi)，倒“凸”形觸摸屏體I四周的正面或背面涂有不透明層，如黑色不透明層，用于防光干擾。本實施例中，所述觸摸屏體I由一張玻璃或透明塑膠切割形成。上述所有實施例，能防止紅外信號的損失，適當(dāng)調(diào)整折射界面與垂直方向的角度，又能使得反射后的紅外光經(jīng)折射界面折射后以平行于水平面的方向傳輸，同時又可以避免邊沿效應(yīng)；有利于減少紅外光信號的損失，提高紅外觸摸屏的抗干擾能力，提高紅外觸摸屏的觸摸精度，同時又能降低紅外發(fā)射管3的發(fā)射功率，提高紅外觸摸屏的使用壽命；還能夠有效防止外部光干擾、灰塵或水從觸摸屏各部件間的細(xì)小縫隙進入觸摸屏內(nèi)部，影響紅外信號的發(fā)射和接收，有利于提高觸摸屏的使用壽命；實際產(chǎn)品中觸摸屏固定于承臺5的上表面，電路板6固定于承臺5的下表面，觸摸屏固定在承臺5的上面，有利于整個導(dǎo)光柱2結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，減少懸浮高度，同時也可以加強觸摸手感；電路板6固定(粘結(jié)或螺釘鎖護)在承臺5的下表面，有利于紅外發(fā)射和紅外接收管4的對位，使得紅外觸摸產(chǎn)品安裝調(diào)試簡便，適合大批量生產(chǎn)。顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)所掌握的技術(shù)知識和慣用手段，根據(jù)以上所述內(nèi)容，還可以作出不脫離本實用新型基本技術(shù)思想的多種形式，這些形式上的變換均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種紅外觸摸屏，包括觸摸屏體(I)、導(dǎo)光柱(2)、電路板(6),電路板(6)上固定安裝有紅外發(fā)射管(3)和紅外接收管(4)，其特征在于:所述觸摸屏體(I)位于導(dǎo)光柱(2)的承臺(5)上方，所述電路板(6)位于導(dǎo)光柱(2)的承臺(5)下方，且電路板(6)上的紅外發(fā)射管(3)和紅外接收管(4)均位于承臺(5)內(nèi)側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述承臺(5)、電路板(6)和觸摸屏體(I)三者組合形成一個U形腔體，該U形腔體通過防塵泡棉(7 )和密封膠(8 )形成密閉腔體，電路板(6)元件面及電路板(6)上的紅外發(fā)射管(3)和紅外接收管(4)均位于該腔體內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述觸摸屏體(I)與承臺(5)的上表面平行，所述電路板(6)與承臺(5)的下表面平行。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述電路板(6)與導(dǎo)光柱(2)的承臺(5)下表面粘接連接或螺栓連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述觸摸屏體(I)與承臺(5)的上表面粘接連接。
6.如權(quán)利要求1、2或5所述的一種紅外觸摸屏，其特征在于:所述觸摸屏體(I)與導(dǎo)光柱(2)的內(nèi)表面嵌合連接。
專利摘要本實用新型公開了一種紅外觸摸屏，包括觸摸屏體、導(dǎo)光柱、電路板，電路板上固定安裝有紅外發(fā)射管和紅外接收管，所述觸摸屏體位于導(dǎo)光柱的承臺上方，所述電路板位于導(dǎo)光柱的承臺下方，且電路板上的紅外發(fā)射管和紅外接收管均位于承臺內(nèi)側(cè)。本實用新型能夠?qū)τ|摸屏體定位，提高安裝精度和觸摸屏體的平行度，能夠有效降低傳統(tǒng)紅外觸摸屏中觸摸懸浮高度的問題，同時能夠的效地減少外界光干擾對觸摸屏的干擾，有利于提高觸摸屏的使用效果，延長觸摸屏的使用壽命。
文檔編號G06F3/042GK203012683SQ20122066204
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者唐海衛(wèi), 鐘德超, 敖勇, 吳康 申請人:成都吉銳觸摸技術(shù)股份有限公司