CN203812216U - 一种纯平触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种纯平触摸屏,包括透明基板、光源发射装置和感光装置，所述光源发射装置和感光装置均设置在所述透明基板的下方，所述光源发射装置和感光装置分别靠近所述透明基板的相对的两侧面，靠近所述光源发射装置的所述透明基板的侧面倾斜设置。光源发射装置发射出光束，光束入射到所述透明基板上，在所述透明基板的侧面形成反射后射到到所述透明基板的上表面上，在所述透明基板上反射几次后后从所述透明基板中射出，所述感光装置接收所述光源发射装置发射的所述光束。当所述透明基板上有触摸动作时，则光束被遮挡无法从所述透明基板中射出，因此所述感光装置无法接收光束，根据光源发射装置及感光装置的设置危机就可以判断出触摸的位置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种纯平触摸屏，属于触摸屏领域。
背景技术
现有的红外触摸屏，在边框上安装有红外对管阵列，该红外对管阵列包括一一对应的红外发射管和红外接收管，当在触摸检测区域内有触摸点时，红外发射管和红外接收管之间的红外光被触摸点阻挡，根据不能接收到红外光线的红外接收管的位置信息即可确定触摸点的位置。
现有的红外触摸屏有两种实现方式。第一种方式是红外光在透明基板（包括玻璃板，PMMA板,PC板等）外表面以上的空间传输，触摸物体触摸透明基板时，红外光被阻断，以此来识别触摸位置，这种方式的缺点是触摸屏边缘必须高于透明基板，无法制作成纯平触摸屏。第二种方式是红外光在透明基板内部靠与上下表面的反射传输，当触摸透明基板时，原有反射被破坏，形成漫反射，部分光逃逸出透明基板，使得接收到的光强度减弱，以此确定触摸位置。这种方式可以制作成纯平触摸屏，但是这种方式的缺点是，为让光线在透明基板内部形成可实现功能的反射，光需要以特定角度进入透明基板，并且，需要为每对红外发射管及红外接收管来设置一条导光结构件来改变光线原有方向并以特定角度在透明基板内反射，同样还需要一条导光结构件来使透明基板内光线射出并被感光装置捕获，因此除透明基板和光源发射装置、感光装置外，还需要有导光结构件来实现光路按预想方式传输，由于纯平红外触摸屏中需要对每对红外发射管及红外接收管都设置一条导光构件，因此这种设计使得产品成本极高，并且产品厚度和长宽尺寸比较大。
实用新型内容
为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中纯平红外触摸屏中需要设置导光结构所导致的产品成本高的问题，提供一种无需导光构建的纯平红外触摸屏。
为解决上述技术问题，本实用新型是一种纯平触摸屏,包括透明基板、光源发射装置和感光装置，所述光源发射装置和感光装置均设置在所述透明基板的下方，所述光源发射装置和感光装置分别靠近所述透明基板的相对的两侧面，靠近所述光源发射装置的所述透明基板的侧面倾斜设置。
一种纯平触摸屏，靠近所述感光装置的所述透明基板的侧面也倾斜设置。
一种纯平触摸屏，所述光源发射装置发射的光束中的中心光线垂直入射到所述透明基板内，并在所述透明基板的侧面上形成反射。
一种纯平触摸屏，所述透明基板的倾斜设置的侧面为平面或曲面。
一种纯平触摸屏，所述透明基板的倾斜设置的侧面与下表面的夹角为锐角。
一种纯平触摸屏，所述透明基板的倾斜设置的侧面上设置有反射涂层。
一种纯平触摸屏，所述光源发射装置及所述感光装置设置在电路板上，所述电路板平行或垂直于所述透明基板的下表面。
一种纯平触摸屏，所述光源发射装置发出的光线在所述透明基板的上表面和下表面产生全反射。
一种纯平触摸屏，所述光源发射装置发出的光线在所述透明基板的侧面上产生全反射。
一种纯平触摸屏，所述光源发射装置为红外发射管，所述感光装置为红外接收管。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本实用新型是一种纯平触摸屏,包括透明基板、光源发射装置和感光装置，所述光源发射装置和感光装置均设置在所述透明基板的下方，所述光源发射装置和感光装置分别靠近所述透明基板的相对的两侧面，靠近所述光源发射装置的所述透明基板的侧面倾斜设置。所述光源发射装置发射出光束，所述光束入射到所述透明基板上，在所述透明基板的侧面形成反射后射到所述透明基板的上表面上，在所述透明基板上反射几次后后从所述透明基板中射出，所述感光装置接收所述光源发射装置发射的所述光束。当所述透明基板上有触摸动作时，则光束被遮挡无法从所述透明基板中射出，因此所述感光装置无法接收光束，根据光源发射装置及感光装置的设置危机就可以判断出触摸的位置。本实用新型利用了透明基板的可以反射光线的原理，通过将透明基板的侧面倾斜设置的方式，使得光源发射装置发射的光线在该倾斜的侧面上发生发射，从而在所述透明基板的上表面和下表面之间传输，并被感光装置捕获，不需要专门设置导光结构件，便完成了光线的传输和捕获，因此大大降低了纯平触摸屏的成本。并且，由于本实用新型的光源发射装置和感光装置均设置在所述透明基板的下方，因此可以缩小非触摸区域的面积，减小了产品的体积。
2.本实用新型所述的纯平触摸屏,靠近所述感光装置的所述透明基板的侧面也倾斜设置，透过该倾斜设置的侧面对透明基板内部传输的光线进一步进行反射后被感光装置捕获，能够减少所述光束在射出时的光损失，增强了纯平触摸屏触摸精度。
3.本实用新型所述的纯平触摸屏,所述光源发射装置发射的光束中的中心光线垂直入射到所述透明基板内，并在所述透明基板的侧面上形成反射，由于光源发射装置的中心光线的强度最大，对触摸屏的触摸精度有较大的影响，因此光源发射装置中的中心光线需要经过倾斜侧面反射后进入透明基板的上表面和下表面，能够有效减少所述光束在所述透明基板内的光损失，进一步增强了纯平触摸屏触摸精度。
4.本实用新型所述的纯平触摸屏在所述透明基板的倾斜设置的侧面上设置有反射涂层，即使进入的光线不能发生全反射，通过该反射涂层防止所述光束在所述透明基板侧面上的泄露，减少了光损耗，增强了纯平触摸屏触摸精度。
5.本实用新型所述的纯平触摸屏，将所述光源发射装置及所述感光装置设置在电路板上，所述电路板平行或垂直于所述透明基板的下表面，能够有效减少所述纯平触摸屏的厚度。
6.本实用新型所述的纯平触摸屏，所述光源发射装置发出的光线在所述透明基板的上表面和下表面产生全反射，所述光源发射装置发出的光线在所述透明基板的侧面上产生全反射，能够使所述光束在所述透明基板中传输的能量损失为零，大大提高了所述纯平触摸屏的触摸精度。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1是本实用新型的一个实施例的中心红外线在透明基板中的传播示意图；
图2是本实用新型的一个实施例的透明基板局部的正视图；
图3是本实用新型的一个实施例的透明基板的侧面为曲面的示意图；
图4是本实用新型的一个实施例的光线照射到透明基板的侧面中间部位的示意图；
图5是本实用新型的一个实施例的光束照射到透明基板的示意图。
图中附图标记表示为：1-光源发射装置、2-感光装置、3-透明基板、4-中心光线、5-红外线光束、6-下表面、7-侧面、8-上表面、9-第一最大发射角红外线、10-第二最大发射角红外线。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
实施例1
本实用新型是一种纯平触摸屏,具体是一种纯平红外触摸屏，包括透明基板3、光源发射装置1和感光装置2，本实施例中的透明基板3为玻璃基板，光源发射装置1为红外发射管，感光装置2为红外接收器，所述红外发射管和红外接收管，均设置在所述玻璃基板的下方，所述红外发射管和红外接收管分别靠近所述玻璃基板的相对的两侧面，靠近所述红外发射管的所述透明基板3的侧面7倾斜设置。
所述光源发射装置1发射出光束，所述光束入射到所述透明基板3上，在所述透明基板3的侧面7形成反射后射到到所述透明基板3的上表面8上，在所述透明基板3上反射几次后后从所述透明基板3中射出，所述感光装置2接收所述光源发射装置1发射的所述光束。当所述透明基板3上有触摸动作时，则光束因透明基板3触摸变形而从所述透明基板3的上表面8或下表面6中泄露，因此所述感光装置2无法接收光束，根据光源发射装置1及感光装置2的设置位置就可以判断出触摸的位置。本实用新型利用了透明基板3的可以反射光线的原理，通过将透明基板3的侧面7倾斜设置的方式，使得光源发射装置1发射的光线在该倾斜的侧面7上发生反射，从而在所述透明基板3的上表面8和下表面6之间传输，并被感光装置2捕获，不需要专门设置导光结构件，便完成了光线的传输和捕获，因此大大降低了纯平触摸屏的成本。并且，由于本实用新型的光源发射装置1和感光装置2均设置在所述透明基板3的下方，因此可以缩小非触摸区域的面积，减小了产品的体积。
本实施例中所述的纯平触摸屏，理论上只需要将光源发射装置1所靠近的玻璃基板的侧面7设置为倾斜方向即可达到对进入玻璃基板内部的光源进行反射的目的，从而不需要设置导光结构件即可实现光线的传输。但是，在具体的应用中，为了保证触摸屏的触摸效果，需要有足够的光线进入所述透明基板3内并低损耗的传输后由感光装置2捕获才行，因此该倾斜设置的侧面7需要对光源发射出的光线具有较好的反射作用，故所述透明基板3的倾斜设置的侧面7与下表面6的夹角为锐角，保证对进入玻璃基板的多数光线具有反射作用。
在其他的实施方式中，为了进一步保证光源发射装置1发射的光线可充分使用，保证触摸屏的触摸效果，所述光源发射装置1发射的光束中的中心光线4垂直入射到所述透明基板3内，并在所述透明基板3的侧面7上形成全反射。由于光源发射装置1的中心光线4的强度最大，对触摸屏的触摸精度有较大的影响，因此光源发射装置中的中心光线4需要经过倾斜侧面7反射后进入透明基板3的上表面8和下表面6，能够有效减少所述光束在所述透明基板3内的光损失，进一步增强了纯平触摸屏触摸精度。
实施例2
作为本实用新型的另一个实施例，在上述实施例1的基础上，本实施例中将靠近所述感光装置2的所述透明基板3的侧面也倾斜设置，透过该倾斜设置的侧面对透明基板3内部传输的光线进一步进行反射后被感光装置2捕获，提高了光源的捕获率，从而提高触摸屏的识别精度。并且所述光源发射装置1发射的光束中的中心光线4垂直入射到所述透明基板3内，并在所述透明基板3的侧面7上形成反射，也就是说光源发射装置1的发光中心在所述透明基板3的倾斜设置的侧面7中间部位所对应的范围内，为进一步保证该倾斜设置的侧面7对光源发出的光线具有较好的反射效果，如图4所示，可以将该光源发射装置1的中心设置在所述透明基板3的倾斜的侧面7的中间部位所对应的范围内。靠近所述感光装置2的所述透明基板3的侧面也倾斜设置，也可以将感光装置2的中心设置在其靠近的侧面的中间部分所对应的范围内，可以通过该侧面的反射作用捕捉更多的光线，能够减少所述光束在射出时的光损失，增强了纯平触摸屏触摸精度。
本实施例中的透明基板3可以选择玻璃、PMMA、PC等，光源发射装置1可选择红外发光器件或激光发生器，所述感光装置2对应的分别选择或红外接收器或者激光接收器。
图1表示了所述光束中的中心光线4垂直入射所述透明基板3的下表面6时的所述红外触摸屏的透明基板3、光源发射装置1、感光装置2及中心光线4之间的传输及对应关系。
作为一种具体的实施方式，所述透明基板3的倾斜设置的侧面7为平面或曲面。如图1所示，所述透明基板3的倾斜设置的侧面7为平面。如图3所示，所述透明基板3的倾斜设置的侧面7为曲面。
作为一种具体的实施方式，所述透明基板3的倾斜设置的侧面7与下表面6的夹角为锐角，如40度-70度，本实施例中可选择50度。
在一些具体的实施方式中，透明基板3的倾斜设置的侧面7与下表面6的夹角是根据需要来选择设置的，设该夹角为θ，该θ的具体范围无法直接确定，涉及到光源发射装置1距离下表面6的距离、光源发射装置的发光角、上表面8与下表面6之间的距离等因素。如果光源在侧面7上的反射角为β，当光在侧面7反射后，射向上表面，在上表面反射且反射角为α，则能确定α，β，θ之间的关系为α+β+θ=180°。当光在侧面7反射后，射向下表面，在上表面反射且反射角为α，则α=β+θ。
实施例3
作为本发明的一个实施例，在实施例2的基础上，通过调整所述光源发射装置1的发光角、所述光源发射装置1的位置以及与所述透明基板3的下表面6的距离、透明基板3的侧面7的倾斜程度，可以使得所述光源发射装置1发出的光线全部射入所述透明基板3，且在靠近光源发射装置的所述透明基板3的倾斜侧面7上发生全反射进入透明基板3的上表面8和下表面6之间，然后这些光线在所述透明基板3的上表面8和下表面6产生全反射并进行传输，最后经过感光装置2靠近的玻璃基板的倾斜侧面7发生全反射后射出所述玻璃基板，这些光线被感光装置2捕捉，使能量损失为0，从而达到了减少光能损失的目的，提高了触摸精度。具体的实现过程如下：
如图5所示，首先，所述光源发射装置1以一定的发光角向所述透明基板3上发射一束光束，所述光束的中心光线4垂直入射到所述透明基板3内，且该光束位于发光角两侧的边缘位置的两条光线也射到基板的下表面6上。比如，光源发射装置1发射出的位于发光角最右侧的光线，通过透明基板3的下表面6射到所述透明基板3的倾斜侧面7上，在该侧面7上经过全反射射入所述透明基板3的上表面8，在该上表面8上经过全反射后射到所述透明基板3的下表面6，再由该下表面6发生全反射后射向上表面8，依次循环，再该透明基板3的上表面8和下表面6之间以全反射的方式进行传输，指导到达所述感光装置2设置的一端，由此处的侧面7以全反射的方式从透明基板3射出，由感光装置2接收。同样的，位于光源发射装置1另一边缘的光线，在经过透明基板3的此处的侧面7、透明基板3的上表面8和下表面6时，也同样发生全反射，最后在感光装置2所在侧的倾斜侧面7上发生全反射后射出。
通过调整上述光源发射装置1的发光角、所述光源发射装置1的位置以及与所述透明基板3的下表面6的距离、透明基板3的侧面7的倾斜程度，可以使得所述光源发射装置1的发射光束中位于两侧边缘的光线实现上述传输，在保证这两条边缘光线可实现上述全发射的基础上，该发射光束内的所有光线都可以实现上述全发射传输，这样，光传输的损耗即可理论上减小到0，在无需导光构建的情况下，大大降低了光损耗。
通过上述分析可以看出，当所述光束中的两条最外侧的光线均能够在所述透明基板3的侧面7、上表面8及下表面6形成全反射时，该所述光束中的所有光线都能够在所述透明基板3的侧面7、上表面8及下表面6形成全反射，当该所述光束中的光线从所述透明基板3的下表面6射出时，所述感光装置2接收光线，当所述透明基板3上有触摸操作时，由于基板变形，发射角度发射变化，所述光束在传输过程中从所述透明基板3中泄露，所述感光装置2则不能接收到光线，根据所述感光装置2的设置位置则可判断出触摸点的位置。
实施例4
作为本实用新型的一个实施例，所述透明基板3的倾斜设置的侧面7上设置有反射涂层，能够防止所述光束在所述透明基板3侧面7上的泄露，增强了纯平触摸屏触摸精度。在此种情况下，即使光源发射装置1发射出的光源在所述透明基板3上不能全部发生全反射，由于发射涂层的设置，避免了光线在反射时产生的折射，因此减小了光传输过程中的损耗，提高了能源利用率。
作为本实用新型的一种具体实施方式，所述光源发射装置1及所述感光装置2设置在电路板上，所述电路板平行或垂直于所述透明基板3的下表面6，能够有效减少所述纯平触摸屏的厚度。作为一种具体的实施方式，当所述电路板与所述透明基板3平行设置时，所述发光装置及所述感光装置2垂直安装在所述电路板上。作为其他的实施方式，当所述电路板与所述透明基板3垂直设置时，所述发光装置及所述感光装置2平行安装在所述电路板上，这样可以有效的利用所述透明基板3与所述电路板之间的空隙，能够减少所述纯平触摸屏的厚度。此外，由于光源发射装置1和感光装置2可以平行或垂直设置在电路板上，电路板又可以垂直或平行于所述透明基板3设置，这样在设计这些部件的位置时，可以具有更多的选择，可根据具体的位置空间进行合理设置，且可根据需要在合适的位置进行设置，便于准确定位，从而也提高了触屏的触摸精度。
实施例5
在上述实施例的基础上，所述光源发射装置1发出的光线在所述透明基板3的侧面7上产生全反射，能够使所述光束在所述透明基板3中传输的能量损失为零，大大提高了所述纯平触摸屏的触摸精度。
作为一种具体实施方式，所述光源发射装置1为红外发射管，所述感光装置2为红外接收管。
作为本实施例的一个具体实施方式，如图2所示，本实施例采用玻璃透明基板3，所述透明基板3为梯形台，透明基板3的侧面7与下表面6的夹角为θ为60°，玻璃折射率γ=1.52，故全反射角=41.12°。所述第一最大发射角红外线9与所述第二最大发射角红外线10之间的夹角φ为20°。φ=20°时，由几何关系能够计算出47.68≤θ≤66.16，可以在斜面和平面同时发生全反射。
所述红外线光束5中的中心红外线4垂直所述透明基板3的下表面6入射。
由上述条件可得，第一最大发射角红外线9在所述透明基板3上表面88形成的最小反射角αmin=53.44°，中心红外线在所述透明基板3上表面88形成的反射角α1=60°，第二最大发射角红外线10在所述透明基板3上表面8形成的反射角α2=66.56°，上述三个角度数值均大于全反射角的数值，由此可知，所述红外线光束5中的所有红外线都能在所述透明基板3上表面8形成全反射。同理，第二最大发射角红外线10在所述透明基板3侧面7上形成的最小反射角βmin=53.44°，中心红外线在所述透明基板3侧面7上形成的反射角β1=60°，第一最大发射角红外线9在所述透明基板3侧面7上形成的反射角为β2=66.56°，由此可知，所述红外线光束5中的所有红外线都能在所述透明基板3侧面7上形成全反射。
因此，当90°≥αmin≥θ并且90°≥βmin≥θ，所述红外线光束5中的所有红外线都能在所述透明基板3的上表面8及侧面7上形成全反射，故红外线光束5在所述透明基板3上传输的能量损失为零，不需要为每对红外发射管和红外接收管设置导光结构，故大大降低了所述纯平红外触摸屏的制造成本，具有产品成本低优点。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种纯平触摸屏,包括透明基板、光源发射装置和感光装置，其特征在于，所述光源发射装置和感光装置均设置在所述透明基板的下方，所述光源发射装置和感光装置分别靠近所述透明基板的相对的两侧面，靠近所述光源发射装置的所述透明基板的侧面倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：靠近所述感光装置的所述透明基板的侧面也倾斜设置。
3.根据权利要求2所述的纯平触摸屏，其特征在于：所述光源发射装置发射的光束中的中心光线垂直入射到所述透明基板内，并在所述透明基板倾斜设置的侧面上形成全反射。
4.根据权利要求3所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述透明基板的倾斜设置的侧面为平面或曲面。
5.根据权利要求1或2所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述透明基板的倾斜设置的侧面与下表面的夹角为锐角。
6.根据权利要求5所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述透明基板的倾斜设置的侧面上设置有反射涂层。
7.根据权利要求6所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述光源发射装置及所述感光装置设置在电路板上，所述电路板平行或垂直于所述透明基板的下表面。
8.根据权利要求3所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述光源发射装置发出的光线在所述透明基板的上表面和下表面产生全反射。
9.根据权利要求8所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述光源发射装置发出的光线在所述透明基板的侧面上产生全反射。
10.根据权利要求9所述的一种纯平触摸屏，其特征在于：所述光源发射装置为红外发射管，所述感光装置为红外接收管。
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Address after: 100015 Beijing Chaoyang District Jiuxianqiao East Road, building M8, block B, floor 4, layer 1 Patentee after: Three wisdom education Polytron Technologies Inc. Address before: 100015 Beijing Chaoyang District Jiuxianqiao East Road, building M8, block B, floor 4, layer 1 Patentee before: BEIJING IRTOUCH SYSTEMS Co.,Ltd. |
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Assignee: GUANGZHOU HUAXIN ELECTRONICS Co.,Ltd. Assignor: Three wisdom education Polytron Technologies Inc. Contract record no.: X2020440000071 Denomination of utility model: Pure flat touch screen Granted publication date: 20140903 License type: Common License Record date: 20200421 |
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