[实用新型]红外触摸屏的局部透镜抗干扰光路结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于红外触摸屏的光路结构，属于光学设计技术领域，尤其是用于红外触摸屏的光路设计技术领域。

背景技术

红外触摸屏的基本原理是利用纵向和横向排列的红外发射和接收对管阵列，在驱动电路的驱动下，通过按照一定的规则逐个选通每一对红外对管，在显示器或者被检测区域的表面形成一个纵横交错的扫描网格，来检测被检测的区域内是否有触摸物阻挡了某一对或者多对红外元件之间的光线，来判定是否有触摸事件发生，以及触摸发生的位置。

从理论上说，这种方式不会产生自身的干扰，但是在实际应用中，由于安装在红外发射和接收管阵列前方的、由红外滤光材料构成的红外透光窗口的表面比较平整，并且红外发射管所发射的红外线有一定的辐射角，红外接收管也有一定的接收角，这样在靠近红外触摸屏的边角部分，透光窗口的表面会反射边角部分的发射管所散射的部分红外线，绕过触摸物到达接收管，而出现检测不到触摸物的问题。如图1所示，位于一对红外发射管103和接收管104对管之间的触摸物105，因为透光窗口102的外表面109的反射光线106的作用，在直射光线107被阻挡以后，依然能够从发射管到达接收管，从而产生误检测的问题。

目前解决这个问题的技术方案有两个。一个是将红外透光窗口的外表面(面向被检测区域101，即图1中透光窗口102上的反射表面109)与被检测表面之间做成一定的角度，即该表面与由红外线构成的纵横网格所在的平面，或者说与被红外触摸屏所包围的显示器的表面成一钝角，这样所述的反射光线就在这个角度的作用下，一方面由于透光窗口的折射作用，大部分光线被偏转射向触摸屏前方，也就是显示器或者被检测区域的前方，减少了照射到相邻边框上的光的强度；另一方面，大部分照射到透光窗口外表面的红外线，也被反射到了触摸屏以外，从而减少了接收管所接收到的光强。这样反射光线的强度不足以激发接收管输出足够强度的光电信号，也就降低了误检测的可能性。

第二个技术方案是将边缘的几个发射接收管向内倾斜一定的角度，如号码为200620062143.6的中国专利中所给出的那样。发射和接收管倾斜一定角度后，因为发射角边缘的发射强度较低，再加上接收的灵敏度也降低，从而抑制了反射光线的干扰。

虽然这两种方案都有一定效果，但在实际应用中，通常要将这两种技术方案一起使用，才能得到很好的效果，尤其是将所述倾斜安装的方案，效果更明显。一般使用单个方案尚不能满足要求。但是即使这两种方案结合使用，对于最新发展的触摸屏的总线驱动、模块化技术，却存在有一些难以克服的缺点。比如针对中国专利申请200610083246.5、200610126079.8等专利所公开的模块化结构，由于各个模块是通用的，所以在触摸屏边框中间部位的模块，就不适合使用将红外元件倾斜安装的方法。因为倾斜安装红外元件，而且模块两端的红外元件都向模块中间倾斜，这样必然会在模块相连接的部位造成较大的空隙，从而影响整个触摸屏分辨率的均匀性。并且，倾斜安装发射和接收管，对不同尺寸的触摸屏、不同性能的发射接收管而言，要求倾斜的角度也各不相同，有着虽然不大但是比较严格的区别，因而加大了设计生产的难度。

发明内容

本发明的目的，就是针对现有用于红外触摸屏的透光窗口的不足之处，公开了一种能够消除反射干扰的红外透光窗口的结构方案。本发明所公开的技术方案，适用于包含有安装在构成触摸屏框架的印刷电路板上的红外发射和接收管的对管阵列、安装在所述发射和接收管阵列前方的、由红外滤光材料构成的红外透光窗口的红外触摸屏，具体内容如下：所述红外透光窗口在沿着其长度方向的两个边缘部分，也就是红外触摸屏的角部的位置的透光窗口上，包含有若干只凸透镜，所述凸透镜与安装在所述触摸屏角部位置的红外发射和接收对管一一对应。

在本发明中，所述凸透镜可以是球面的凸透镜，也可以是凸透镜表面的母线与透光窗口的长度方向和红外发射或接收管的光轴的方向都相垂直的柱面的凸透镜。由于柱面凸透镜的设计和制造都更简单些，所以更适合本发明的应用。并且为了方便与平板结构的透光窗口配合安装，同时还能保持视觉上的一致性，所述凸透镜最好使用一个面是曲面而另一个面是平面的结构，并且安装时其曲面面对着红外元件。