CN104679346A - 一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏及其识别多点触摸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，包括：形成全内反射的触摸屏基板，还包括：靠近触摸屏基板的非触摸面的光源，将光源的光导向触摸屏基板内形成全内反射的导光组件，接收经全内反射的光线的光接收器，半封闭光源、导管组件和光接收器于非触摸面下的支撑组件。本发明提供一种能有效减少基于受抑全内反射技术的触摸屏系统的整体厚度和重量，降低此类产品的成本，并将导光组件、发光器和光接收器都半封闭于支撑组件内，有效提高抗光干扰能力。

Description

一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏及其识别多点触摸的方法

技术领域

一种触摸屏，特别是一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏。

背景技术

现有的基于受抑全内反射技术的触摸屏，通常采用通过光学棱角将红外光导入触摸屏基板进行全内反射。这类结构，存在着以下的问题：

光学棱镜加工尺寸较大。为了确保将光信号导入到触摸屏基板形成全内反射，并确保在基板内传输的光信号具有足够的强度以便被光接收器接收，光学棱镜通常设计为与光源同尺寸，为保证光信号导入触摸屏面板的最小入射角，此类光学棱镜通常具有较高的投影高度。这样的设计就增加了触摸屏的厚度，不利于系统的设计和安装。 

为确保光信号导入触摸屏基板形成全内反射，光学棱镜通常需要耦合到触摸屏基板上，并与触摸屏基板具有接近的折射率，当触摸屏基板为玻璃材质时，通常也选择玻璃作为棱镜的材质，这导致光学棱镜重量的增加，从而也增加了整个触摸屏系统的重量；同时，光学棱镜通过粘胶方式与触摸屏基板耦合，在具有较大剪切力的情况下，光学棱镜与触摸屏基板容易脱落，从而影响触摸屏的性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能有效减少基于受抑全内反射技术的触摸屏系统的整体厚度和重量，降低此类产品的成本，并将导光组件、发光器和光接收器都半封闭于支撑组件内，有效提高抗光干扰能力。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，包括：形成全内反射的触摸屏基板，还包括：靠近触摸屏基板的非触摸面的光源，将光源的光导向触摸屏基板内形成全内反射的导光组件，接收经全内反射的光线的光接收器，半封闭光源、导管组件和光接收器于非触摸面下的支撑组件。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，支撑组件组成有：支撑触摸屏基板的支撑部，用于安装外接连接件的安装部，连接支撑部和安装部的封闭部。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，导光组件组成有：形成于触摸屏基板的入射面，倾斜形成于支撑组件上的反光镜，入射面相对于水平面是一个斜面。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，斜面为抛光斜面。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，斜面的角度至少为可将光信号导入到触摸屏基板内形成全内反射的最小入射角。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，导光组件组成有：置于支撑组件的多个折射件。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，折射件为棱角。

前述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，光源为红外发光器，光接收器为红外光接收器。

前述的多点触摸屏识别多点触摸的方法，包括以下步骤： 

a）光源可以根据需求改变光信号的发射角度，在触摸屏基板内形成全内反射，从而在触摸屏基板的触摸面形成多维光信号传输网络，光信号经导光组件后被光接收器接收，从而形成光学回路；

b）当有多个触摸点接触触摸屏基板的触摸面时，在触摸屏基板内进行全内反射传输的光信号会受到破坏从而从触摸位置溢出，导致在触摸屏基板内传输的各个维度的光信号衰减，通过光接收器接收到的各个维度的光信号强度变化可以确定触摸体的位置，从而识别多点触摸。

本发明的有益之处在于：本发明的零件均置于触摸屏基板的非触摸面，在触摸屏基板的触摸面上无需放置任何器件，从而可以实现触摸屏的纯平触摸面；由于支撑组件半封闭光源、导管组件和光接收器，从而可以屏蔽外部光线对光接收器的影响，具有很好的抗光干扰能力；本发明的导光组件降低了触摸屏系统的厚度和重量，提高了触摸屏系统的可靠性，使得该触摸屏系统更易于安装和使用；本发明中的零件可采用模块化的设计和安装，易于生产和维护，可降低产品的生产成本和售后维护成本；本发明的光源可以根据需求改变光信号的发射角度，在上述触摸屏基板内形成全内反射，从而在触摸屏的触摸面形成多维的光信号网格，以此实现多点触摸功能。

附图说明

图1是本发明第一种实施例的截面图；

图2是本发明第二种实施例的截面图；

图3是本发明第三种实施例的截面图；

图4是本发明第四种实施例的截面图； 

图中附图标记的含义：

1 触摸屏基板，101 触摸面，102 非触摸面，2 光源，301 支撑部，302 安装部，303 封闭部，4 斜面，5 光接收器，6 反光镜，7 棱角，8 光信号。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，包括：形成全内反射的触摸屏基板1，还包括：靠近触摸屏基板1的非触摸面102的光源2，将光源2的光导向触摸屏基板1内形成全内反射的导光组件，接收经全内反射的光线的光接收器5，半封闭光源2、导管组件和光接收器5于非触摸面102下的支撑组件；作为一种优选，光源2为红外发光器，光接收器5为红外光接收器5。

支撑组件组成有：支撑触摸屏基板1的支撑部301，用于安装外接连接件的安装部302，连接支撑部301和安装部302的封闭部303；由于支撑组件半封闭光源2、导管组件和光接收器5，从而可以屏蔽外部光线对光接收器5的影响，具有很好的抗光干扰能力。

导光组件组成有：形成于触摸屏基板1的入射面，倾斜形成于支撑组件上的反光镜6，入射面相对于水平面是一个斜面4；为了最低限度降低斜面4的散射，作为一种优选，斜面4为抛光斜面4；斜面4的角度至少为可将光信号8导入到触摸屏基板1内形成全内反射的最小入射角。

导光组件也可以组成有：置于支撑组件的多个折射件。为了减轻触摸屏的厚度，作为一种优选，折射件为棱角7。

多点触摸屏识别多点触摸的方法，包括以下步骤： 

a）光源2可以根据需求改变光信号8的发射角度，在触摸屏基板1内形成全内反射，从而在触摸屏基板1的触摸面101形成多维光信号8传输网络，光信号8经导光组件后被光接收器5接收，从而形成光学回路；

b）当有多个触摸点接触触摸屏基板1的触摸面101时，在触摸屏基板1内进行全内反射传输的光信号8会受到破坏从而从触摸位置溢出，导致在触摸屏基板1内传输的各个维度的光信号8衰减，通过光接收器5接收到的各个维度的光信号8强度变化可以确定触摸体的位置，从而识别多点触摸。

实施例1

如图1所示，红外发射管作为光源2，红外接收管作为光接收器5。光学玻璃（折射率约为1.52）作为触摸屏基板1，根据公式n₁sinθ₁=n₂算出最小入射角，选取角度大于45°斜面4并做抛光处理。红外发射管发射红外光经反光镜6反射后垂直于为触摸屏基板1的非触摸面102进入为触摸屏基板1内形成全内反射。反光镜6与触摸屏基板1的水平夹角约为112°，以确保红外光能垂直于为触摸屏基板1的非触摸面1023投射。红外光在为触摸屏基板1内按全反射方式传输，在触摸屏基板1的触摸面101形成红外光网络，并在触摸屏基板1的对应一端经触摸屏基板1的非触摸面102传输到反光镜6后，再反射到红外接收管，从而形成一个完整的发射接收系统。

当使用者触摸触摸屏基板1的触摸面101时，触摸屏基板1内按全反射方式传输的光信号8在触摸点处被破坏而溢出触摸屏基板1，从而导致在触摸屏基板1内传输的光信号8衰减，这个衰减的变化经红外接收管后被对应的电路处理，从而识别出在触摸屏基板1的触摸面101上相应的触摸位置。

支撑组件可设计为半封闭，这样可以避免外部环境光对红外接收管的干扰，从而提高系统的抗干扰能力。支撑部301用以支撑触摸屏基板1，从而提高触摸屏边沿部分的强度。安装部302用以固定可能用到的电路结构，以及与显示器等其他外部结构的连接。

实例2

如图2所示，本实施例是基于实施例1做进一步的耦合，将红外发射管与反光镜6耦合在一起形成光源2，将红外接收管与反光镜6耦合在一起形成光接收器5；光源2发射的红外光垂直于触摸屏基板1的非触摸面102，进入触摸屏基板1形成全内反射传输。触摸屏基板1的非触摸面102与水平面成45°角并抛光处理。红外光在触摸屏基板1内按全反射方式传输，在触摸屏基板1的触摸面101形成红外光网络，并在触摸屏基板1的对应一端经触摸屏基板1的非触摸面102传输到光接收器5，从而形成一个完整的发射接收系统。

实例3

本实施例利用反光镜6作为导光组件将光信号8传输到基板内形成全内反射。如图3所示，触摸屏基板1的非触摸面102与水平面成约大于113°角并做镜面镀膜处理成反光镜6，红外反射管垂直于触摸屏基板1发射红外光，经触摸屏基板1的非触摸面102反射后进入触摸屏基板1内形成全内反射。红外光在触摸屏基板1内按全反射方式传输，在触摸屏基板1的触摸面101形成红外光网络，并在触摸屏基板1的与光源2对应一端经触摸屏基板1的非触摸面102反射后传输到光接收器5，从而形成一个完整的发射接收系统。

实例4

本实施例利用多个棱角7作为导光组件将光信号8传输到触摸屏基板1内形成全内反射。如图4所示，在触摸屏基板1的非触摸面102耦合多个棱角7作为光源2和光接收器5，棱角7的入射面与触摸屏基板1的水平面成大于113°角（本实施例中触摸屏基板1的折射率为1.52）。红外反射管垂直于触摸屏基板1发射红外光，经棱角7的折射后进入触摸屏基板1内形成全内反射。红外光在触摸屏基板1内按全反射方式传输，在触摸屏基板1的触摸面101形成红外光网络，并在触摸屏基板1的对应一端经棱镜的反射面反射后传输到光接收器5，从而形成一个完整的发射接收系统。

本专利上述实施例不局限于所示的结构设计，其中的反光镜6、棱角7等光学元件和支撑组件可根据实际应用灵活使用。本专利上述实施例也不仅仅局限于使用光学玻璃，其他可用于光学传输的透明基板也可作为本专利涉及的触摸屏基板1使用，在某些应用中，甚至还可以使用非透明的导光材质作为基板。

本发明的零件均置于触摸屏基板1的非触摸面102，在触摸屏基板1的触摸面101上无需放置任何器件，从而可以实现触摸屏的纯平触摸面101；由于支撑组件半封闭光源2、导管组件和光接收器5，从而可以屏蔽外部光线对光接收器5的影响，具有很好的抗光干扰能力；本发明的导光组件降低了触摸屏系统的厚度和重量，提高了触摸屏系统的可靠性，使得该触摸屏系统更易于安装和使用；本发明中的零件可采用模块化的设计和安装，易于生产和维护，可降低产品的生产成本和售后维护成本；本发明的光源2可以根据需求改变光信号8的发射角度，在上述触摸屏基板1内形成全内反射，从而在触摸屏的触摸面101形成多维的光信号8网格，以此实现多点触摸功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，包括：形成全内反射的触摸屏基板，其特征在于，还包括：靠近上述触摸屏基板的非触摸面的光源，将光源的光导向上述触摸屏基板内形成全内反射的导光组件，接收上述经全内反射的光线的光接收器，半封闭上述光源、导管组件和光接收器于上述非触摸面下的支撑组件。

2.根据权利要求1所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述支撑组件组成有：支撑上述触摸屏基板的支撑部，用于安装外接连接件的安装部，连接上述支撑部和安装部的封闭部。

3.根据权利要求1所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述导光组件组成有：形成于上述触摸屏基板的入射面，倾斜形成于上述支撑组件上的反光镜，上述入射面相对于水平面是一个斜面。

4.根据权利要求3所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述斜面为抛光斜面。

5.根据权利要求3所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述斜面的角度至少为可将光信号导入到上述触摸屏基板内形成全内反射的最小入射角。

6.根据权利要求1所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述导光组件组成有：置于上述支撑组件的多个折射件。

7.根据权利要求5所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述折射件为棱角。

8.根据权利要求1所述的一种基于受抑全内反射技术的多点触摸屏，其特征在于，上述光源为红外发光器，上述光接收器为红外光接收器。

9.根据权利要求1所述的多点触摸屏识别多点触摸的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a）上述光源可以根据需求改变光信号的发射角度，在上述触摸屏基板内形成全内反射，从而在上述触摸屏基板的触摸面形成多维光信号传输网络，上述光信号经上述导光组件后被光接收器接收，从而形成光学回路；

b）当有多个触摸点接触上述触摸屏基板的触摸面时，在上述触摸屏基板内进行全内反射传输的上述光信号会受到破坏从而从触摸位置溢出，导致在上述触摸屏基板内传输的各个维度的上述光信号衰减，通过上述光接收器接收到的各个维度的光信号强度变化可以确定触摸体的位置，从而识别多点触摸。