CN105094467A - 一种触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触控装置，涉及触控显示技术领域，用于实现触控操作及检测用户体征指标。发射端发射的光线可以被两个接收端接收，进而提高光的利用率。包括：透明触摸板，包括：触摸面和非触摸面；遮光层，设置在透明触摸板的触摸面上的边框区域，且遮光层上具有通光孔；光收发器件，设置在透明触摸板的非触摸面上，光收发器件包括：与通光孔对应设置的第一发射端和第一接收端，以及位于第二发射端所在边的对边上的第二接收端，其中，第一接收端用于接收第一发射端射向透明触摸板的通光孔区域、并经由透明触摸板射回的光线，第二接收端用于接收第一发射端射向透明触摸板的触控区域、并在透明触摸板内发生全反射的光线。

Description

一种触控装置

技术领域

本发明涉及触控显示技术领域，尤其涉及一种触控装置。

背景技术

随着人们对视觉及操作便利性的需求不断提升，越来越多的产品都开始使用触控面板，以此来实现简易的人机操作。触控面板的应用领域将越来越广，不只局限于中小尺寸应用，大尺寸方面应用也将得到快速的发展。在教育领域应用的电子白板、日常生活中应用的数字标牌(DigitalSignage)等。触控面板的应用，极大地丰富了人机之间的交互，推动大尺寸触控面板的发展。

现有全反射光学式触控装置的结构如图1所示，PCB(Printedcircuitboard，印制电路板)上设置有发射端和接收端，PCB贴于保护玻璃上，发射端发出的红外光进入保护玻璃(触摸板)中，满足全反射条件的入射光发生全反射被接收端接收。当有手指触摸时，触摸板的折射率发生变化，接收端接收到的光强变弱，通过检测接收端接收到的光的强度定位触摸区域的位置坐标。但目前的全反射式触控装置的光利用率较低，仅有10％左右。

发明内容

本发明实施例提供一种触控装置，发射端发射的光线可以被两个接收端接收，进而提高光的利用率。

第一方面，公开了一种触控装置，包括：

透明触摸板，所述透明触摸板包括：触摸面和非触摸面；

遮光层，所述遮光层设置在所述透明触摸板的触摸面上的边框区域，且所述遮光层上具有通光孔；

光收发器件，所述光收发器件设置在所述透明触摸板的非触摸面上，所述光收发器件包括：与所述通光孔对应设置的第一发射端和第一接收端，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端，其中，所述第一接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线，所述第二接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的触控区域、并在所述透明触摸板内发生全反射的光线。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，还包括：

与所述通光孔对应设置的第二发射端；

则，所述第一接收端还用于接收所述第一发射端、所述第二发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线；所述第一发射端发出的光线的波长大于所述第二发射端发出的光线的波长。

结合第一方面和第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述光收发器件通过透明粘接层贴于所述透明触摸板的非触摸面上，其中，所述透明粘接层的折射率大于空气的折射率且小于所述透明触摸板的折射率。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第二接收端设置于所述非触摸面上与所述遮光层对应的区域。

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述透明触摸板的材质为玻璃。

结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一发射端、所述第一接收端设置于第一印制电路板PCB上，所述第二接收端设置于第二PCB上。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第一发射端、所述第二发射端以及所述第一接收端设置于第一PCB上，所述第二接收端设置于第二PCB上。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述第二发射端射出的光线为红光或绿光，所述第一发射端发出的光线为红外光。

结合第一方面或第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述触控装置还包括数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述第二接收端接收到的光线的强度，确定触控点；和/或，

当用户手指接触所述通光孔时，根据所述第一接收端接收到的光线，确定所述用户的体征指标。

结合第一方面的第八种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，

所述数据处理模块具体用于，当用户手指接触所述通光孔时，根据所述第一接收端接收到的光线，确定所述用户的心率或血氧值。

第二方面，公开了一种触控显示装置，包括：

显示屏；

以及触控装置，所述触控装置设置在所述显示屏的出光方向上，且所述触控装置为第一方面任一项所述的触控装置。

本发明提供的触控装置，包括透明触摸板、遮光层以及光收发器件。其中，所述透明触摸板包括：触摸面和非触摸面；遮光层，所述遮光层设置在所述透明触摸板的触摸面上的边框区域，且所述遮光层上具有通光孔；所述光收发器件包括：与通光孔对应设置的第一发射端和第一接收端，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端，其中，所述第一接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线，所述第二接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的触控区域、并在所述透明触摸板内发生全反射的光线。这样，第一发射端发射的光线可以被第二接收端接收用于实现触控点检测，第一发射端发射的光线还可以被第一接收端接收，进而提高光的利用率。另外，当用户手指触摸通光孔时还可以根据第一接收到的光线对用户体征指标进行检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有全反射式触控装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的触控装置的俯视图；

图3为本发明实施例1提供的触控装置的结构示意图；

图3a为本发明实施例1提供的触控装置的透明触摸板的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的触控装置的另一结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的触控装置的另一结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的触控装置的另一结构示意图；

图7为本发明实施例1提供的触控装置的另一结构示意图；

图8为本发明实施例1提供的触控装置的工作原理示意图；

图9为本发明实施例1提供的触控装置的另一工作原理示意图；

图10为本发明实施例2提供的触控显示装置的结构示意图；

图11为本发明实施例2提供的触控显示装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供一种触控装置1。图2是本发明提供的触控装置1的俯视图。参考图2，遮光层20，所述遮光层20设置在所述透明触摸板10的触摸面上的边框区域，且所述遮光层20上具有通光孔201。需要说明的是，所述遮光层20靠近透光区域的边缘到透明触摸板10的边缘的距离可以是相同的。所述通光孔201可以是图2所示的圆形，也可以是其他形状，在此不作限定。另外，所述透明触摸板10上除所述遮光层20外的区域可以是触控装置1的触控区域101。

图3是图2所示的触控装置1的AA向截面图。如图3所示，所述触控装置1包括：透明触摸板10，遮光层20以及光收发器件。

其中，如图3a所示，所述透明触摸板10包括：触摸面101和非触摸面102。所述透明触摸板的材质可以为玻璃。

遮光层20设置在所述透明触摸板10的触摸面101上的边框区域，且所述遮光层20上具有通光孔201。

如图3所示，所述光收发器件设置在所述透明触摸板10的非触摸面102上。所述光收发器件包括：与所述通光孔201对应设置的第一发射端30和第一接收端40，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端50。这里所述的与通光孔201对应设置就是将第一发射端30和第一接收端40设置在所述透明触摸板10的非触摸面上与所述通光孔201对应的区域，但并不绝对地将第一发射端30和第一接收端40限制在与所述通光孔对应的区域内，可以根据第一发射端30和第一接收端40的尺寸大小决定，只要可以满足本发明实施例中光线传输的要求即可。

需要说明的是，所述第一接收端40用于接收所述第一发射端射30向所述透明触摸板10的通光孔201区域、并经由所述透明触摸板10射回的光线，所述第二接收端50用于接收所述第一发射端30射向所述透明触摸板10的触控区域、并在所述透明触摸板10内发生全反射的光线。这样，第一发射端发射的光线被第一接收端、第二接收端接收，能够提高光的利用率。

如图4所示，所述触控装置1还包括：与所述通光孔对应设置的第二发射端60。

则，所述第一接收端40还用于接收所述第一发射端30、所述第二发射端60射向所述透明触摸板10的通光孔201区域、并经由所述透明触摸板10射回的光线；所述第一发射端30发出的光线的波长大于所述第二发射端60发出的光线的波长。示例的，所述第二发射端射出的光线为红光或绿光，所述第一发射端发出的光线为红外光。

需要说明的是，所述光收发器件(包括上述第一发射端30、第一接收端40、第二接收端50以及第二发射端60)通过透明粘接层贴于所述透明触摸板10的非触摸面102上。其中，所述透明粘接层的折射率大于空气的折射率且小于所述透明触摸板的折射率。这样，当光线从透明粘接层射入透明触摸板10的非触摸面102时，由于透明粘接层的折射率大于空气的折射率且小于所述透明触摸板的折射率，就有一部分入射角满足全反射条件的光线在所述透明触摸板10内发生全反射，最后被所述第二接收端接收。这部分光线的入射角C满足：arcsinC≥1/n，n为所述透明触摸板10的折射率。

如图3或图4所示，所述第二接收端50可以设置于所述非触摸面102上与所述遮光层20对应的区域，即设置在与所述透明处模板的边框对应的区域。另外，如图5所示，所述第二接收端50也可以设置于所述非触摸面102上与所述遮光层20所在平面垂直的平面区域。

需要说明的是，本领域技术人员根据公知常识能够获知，发射端或接收端均必然需要有电路支持，可选的，每个发射端或接收端均设置在一个PCB上，这样使用的PCB较多，增加生产成本；因此本发明实施例中优选的如图6所示，图3所示的触控装置的所述第一发射端、所述第一接收端设置于第一PCB70上，所述第二接收端设置于第二PCB80上。

如图7所示，图4所示的触控装置的所述第一发射端、所述第二发射端以及所述第一接收端设置于第一PCB70上，所述第二接收端设置于第二PCB80上。

具体的，本领域技术人员根据本发明的设计思路能够想到发射端和接收端应该与透明触摸板10的位置相对固定，本发明不限定其固定方式。示例的，可以是将发射端或接收端放置于固定壳中，再将固定壳利用粘接层贴在透明触摸板10的非触摸面上。又示例的，可以直接利用粘接层将发射端或接收端贴在透明触摸板10的非触摸面上。

另外，如图6所示，所述第一发射端30、第一接收端40、第二接收端50由保护层90包围；或如图7所示，所述第一发射端30、第一接收端40、第二接收端50以及第二发射端60由保护层90包围。保护层90可以是保护壳，内部是空的，可以容纳上述发射端接收端以及相连设置的PCB。当然，保护层90也可以是玻璃等材质的透明基板，其上设置凹槽，用于放置上述发射端接收端以及相连设置的PCB。

另外，所述触控装置1还包括数据处理模块。

所述数据处理模块用于根据所述第二接收端接收到的光线的强度，确定触控点；和/或，

当用户手指接触所述通光孔时，根据所述第一接收端接收到的光线，确定所述用户的体征指标。图3或图4所示的触控装置均可对用户体征指标进行检测。

具体实现中，触控时，第一发射端30可以不进行工作。所述第一发射端30发出的入射角C满足arcsinC≥1/n时，如图6所示，光线在触摸板10内发生全反射，被第二接收50端接收。当触摸板10上有手指(或其他指点物)接触时，触摸板10触摸处的折射率发生变化，第一发射端30发出的满足全反射条件的部分光线从触摸板10手指触摸处射出，因此第二接收端50接收到的光线的强度会变弱。通常，触控装置上设置有多个所述第一发射端以及多个所述第二接收端，当手指接触触摸板10时，至少有两个第二接收端接收到的光强变弱，在根据所述至少两个第二接收端对应的发射端就可以确定出至少两条光路，将所述至少两条光路的交点确定为触控点。

通常，是采用波长为660nm的红光和940nm的红外光，根据氧合血红蛋白(Hb02)对660nm红光吸收量较少，对940nm红外光吸收量较多。血红蛋白(Hb)对660nm红光吸收量较多，对940nm红外光吸收量较少。用分光光度法测定红外光吸收量与红光吸收量之比值，就能确定血红蛋白的氧合程度。

图3或图4所示的触控装置均可对用户体征指标进行检测，具体包括：

如图8所示，当进行用户体征指标检测时，第一发射端30发出的光线(如红外光)射入通光孔201后被用户手指反射，反射回来的光线被第一接收端40接收。数据处理模块进行数据采集，再对采集到的数据进行处理可测出用户的心率。

如图9所示，当进行血氧/心率测试时，第一发射端30发出的光线(如红外光)、第二发射端60发出的光线(如红光)射入通光孔201后被用户手指反射，反射回来的光线被第一接收端40接收。数据处理模块进行数据采集，再对采集到的数据进行处理。具体地，将检测到的经过手指的动脉血管反射的红光和红外光转换成电信号。由于皮肤、肌肉、脂肪、静脉血、色素和骨头等对这两种光的吸收系数是恒定的，只有动脉血流中的Hb02和Hb浓度随着血液的动脉周期性的变化，从而引起光电检测器输出的信号强度随之周期性变化，将这些周期性变化的信号进行处理，就可测出用户的血氧饱和度。

本发明提供的触控装置，包括透明触摸板、遮光层以及光收发器件。其中，所述透明触摸板包括：触摸面和非触摸面；遮光层，所述遮光层设置在所述透明触摸板的触摸面上的边框区域，且所述遮光层上具有通光孔；所述光收发器件包括：与通光孔对应设置的第一发射端和第一接收端，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端，其中，所述第一接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线，所述第二接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的触控区域、并在所述透明触摸板内发生全反射的光线。这样，第一发射端发射的光线可以被第二接收端接收用于实现触控点检测，第一发射端发射的光线还可以被第一接收端接收，进而提高光的利用率。另外，当用户手指触摸通光孔时还可以根据第一接收到的光线对用户体征指标进行检测。

实施例2：

本发明实施例还提供了一种触控显示装置，如图10所示，所述触控显示装置包括：透明触摸板10、遮光层20、显示屏30以及光收发器件。

其中，透明触摸板10包括：触摸面101和非触摸面102。

所述遮光层20设置在所述透明触摸板10的触摸面101上的边框区域，且所述遮光层上具有通光孔201；

所述光收发器件设置在所述透明触摸板的非触摸面上，所述光收发器件包括：与所述通光孔对应设置的第一发射端30和第一接收端40，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端50。其中，所述第一接收端40用于接收所述第一发射端30射向所述透明触摸板10的通光孔区域、并经由所述透明触摸板10射回的光线，所述第二接收端50用于接收所述第一发射端30射向所述透明触摸板10的触控区域、并在所述透明触摸板10内发生全反射的光线；

所述显示屏60设置于所述光收发器件远离所述透明触摸板的一侧。所述显示屏60还可以包括相对设置的背光源以及液晶盒，光线穿过背光源射入液晶盒，实现显示功能。

如图11所示，所述触控显示装置的光收发器件还可以包括与所述通光孔对应设置的第二发射端70。

则，所述第一接收端40还用于接收所述第一发射端30、所述第二发射端70射向所述透明触摸板10的通光孔201区域、并经由所述透明触摸板10射回的光线；所述第一发射端30发出的光线的波长大于所述第二发射端60发出的光线的波长。示例的，所述第二发射端射出的光线为红光或绿光，所述第一发射端发出的光线为红外光。

本发明提供的触控显示装置，包括透明触摸板、遮光层、显示屏以及光收发器件。其中，所述透明触摸板包括：触摸面和非触摸面；遮光层，所述遮光层设置在所述透明触摸板的触摸面上的边框区域，且所述遮光层上具有通光孔；所述光收发器件包括：与通光孔对应设置的第一发射端和第一接收端，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端，其中，所述第一接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线，所述第二接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的触控区域、并在所述透明触摸板内发生全反射的光线。这样，第一发射端发射的光线可以被第二接收端接收用于实现触控点检测，第一发射端发射的光线还可以被第一接收端接收，进而提高光的利用率。另外，当用户手指触摸通光孔时还可以根据第一接收到的光线对用户体征指标进行检测。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储折射率中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储折射率包括；ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的折射率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种触控装置，其特征在于，包括：

透明触摸板，所述透明触摸板包括：触摸面和非触摸面；

遮光层，所述遮光层设置在所述透明触摸板的触摸面上的边框区域，且所述遮光层上具有通光孔；

光收发器件，所述光收发器件设置在所述透明触摸板的非触摸面上，所述光收发器件包括：与所述通光孔对应设置的第一发射端和第一接收端，以及位于所述第一发射端所在边的对边上的第二接收端，其中，所述第一接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线，所述第二接收端用于接收所述第一发射端射向所述透明触摸板的触控区域、并在所述透明触摸板内发生全反射的光线。

2.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述光收发器件还包括：与所述通光孔对应设置的第二发射端；

所述第一接收端具体用于接收所述第一发射端、所述第二发射端射向所述透明触摸板的通光孔区域、并经由所述透明触摸板射回的光线；所述第一发射端发出的光线的波长大于所述第二发射端发出的光线的波长。

3.根据权利要求1或2所述的触控装置，其特征在于，所述光收发器件通过透明粘接层贴于所述透明触摸板的非触摸面上，其中，所述透明粘接层的折射率大于空气的折射率且小于所述透明触摸板的折射率。

4.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述第二接收端设置于所述非触摸面上与所述遮光层对应的区域。

5.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述透明触摸板的材质为玻璃。

6.根据权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述第一发射端、所述第一接收端设置于第一印制电路板PCB上，所述第二接收端设置于第二PCB上。

7.根据权利要求2所述的触控装置，其特征在于，所述第一发射端、所述第二发射端以及所述第一接收端设置于第一PCB上，所述第二接收端设置于第二PCB上。

8.根据权利要求2所述的触控装置，其特征在于，所述第二发射端射出的光线为红光或绿光，所述第一发射端发出的光线为红外光。

9.根据权利要求1或2所述的触控装置，其特征在于，所述触控装置还包括数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述第二接收端接收到的光线的强度，确定触控点；和/或，

当用户手指接触所述通光孔时，根据所述第一接收端接收到的光线，确定所述用户的体征指标。

10.根据权利要求9所述的触控装置，其特征在于，

所述数据处理模块具体用于，当用户手指接触所述通光孔时，根据所述第一接收端接收到的光线，确定所述用户的心率或血氧值。

11.一种触控显示装置，其特征在于，包括：

显示屏；

以及触控装置，所述触控装置设置在所述显示屏的出光方向上，且所述触控装置为权利要求1-10任一项所述的触控装置。