高精度非接觸式紅外觸控裝置的制作方法

本實用新型涉及紅外觸控裝置，特別涉及一種高精度非接觸式紅外觸控裝置。

背景技術：

紅外觸控裝置是由裝在觸摸屏外框上的紅外發射器與紅外接收器構成，紅外發射器和紅外接收器一一對應，在屏幕表面上，形成紅外線探測網，通過改變紅外線探測網上的紅外信號的傳遞而實現觸摸屏操作。

在觸摸屏外框的四個邊框內分別排布一層紅外發射器和一一對應的紅外接收器，各紅外發射器發射的紅外線在同一水平面上成橫豎交叉組成紅外矩陣探測網，這樣的紅外矩陣探測網最終確定的用戶觸控點也是矩形的，這就會降低對用戶觸控點的形狀和位置的采集精度，從而影響紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度。

同時，由于紅外發射器和紅外接收器是一一對應的，信號的接收只存在接收與未接收兩種結果，為了使紅外觸控裝置達到較高的分辨率，只能同時增加紅外發射器和紅外接收器的數量，這便導致了相鄰的紅外發射器之間、相鄰的紅外接收器之間產生信號干擾，從而影響了紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度。

故需要提供一種高精度非接觸式紅外觸控裝置來解決上述技術問題。

技術實現要素：

本實用新型提供一種高精度非接觸式紅外觸控裝置，它的紅外發射器通過聚光透鏡有多個發射方向，紅外接收器通過導光透鏡可對紅外信號光進行多層接收并檢測接收的層數，能解決現有技術中的紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度較低的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為：一種高精度非接觸式紅外觸控裝置，其包括框體，所述框體包括四個矩形空心邊框，其為第一邊框、第二邊框、第三邊框、第四邊框。

其中，在所述第一邊框、所述第二邊框、所述第三邊框內設置有第一驅動電路板，在所述第一驅動電路板的底部設置有多個紅外發射器，在所述第四邊框內設置有第二驅動電路板，在所述第二驅動電路板的底部設置有多個紅外接收器；

所述紅外發射器包括紅外發射管和聚光透鏡，所述聚光透鏡有多個第一入光面和一個第一出光面，所述紅外接收器包括接收元件和導光透鏡，所述導光透鏡有多層第二入光面和一個第二出光面。

在本實用新型中，在所述第一邊框、所述第二邊框、所述第三邊框內還包括第一凸臺，所述第一凸臺的頂面與所述紅外發射器相接觸，在所述第四邊框內還包括第二凸臺，所述第二凸臺的頂面與所述紅外接收器相接觸。

在本實用新型中，在所述框體的邊框內側面上均設置有透光開口，在所述透光開口處設置有透鏡保護片。

進一步的，在四塊所述邊框的所述透光開口的頂部和底部對向設置有卡槽，在所述透鏡保護片上設置有與所述卡槽相對應的卡條。

在本實用新型中，所述聚光透鏡包括導光板和出光體，所述出光體包括拋物線形狀的光反射鏡、設置在所述光反射鏡的拋物線的焦點處的入光孔以及設置在所述光反射鏡的拋物線的開口處的第一出光面；所述第一入光面設置所述導光板的一側面上，所述導光板的另一側面與所述出光體的入光孔連接。

進一步的，所述導光板包括至少兩個光傳輸通道，每個所述光傳輸通道對應不同的所述第一入光面，每個所述光傳輸通道對應同一個所述第一出光面。

在本實用新型中，多層所述第二入光面分布于所述導光透鏡側面的不同高度上，且多層所述第二入光面所在平面的設定角度均不同，所述第二出光面設置在所述導光透鏡上靠近所述接收元件的一側。

進一步的，所述紅外接收器包括多個所述接收元件，多個所述接收元件均設置在所述第二出光面的上方，多個所述接收元件與多個所述第二入光面一一對應。

在本實用新型中，所述導光透鏡還包括反射面，所述反射面設置在所述導光透鏡的內側且呈圓錐狀。

在本實用新型中，所述聚光透鏡通過第一卡腳與所述第一驅動電路板固定連接，所述第一卡腳設置在所述聚光透鏡的頂部，所述第一卡腳為兩個，兩個所述第一卡腳關于所述聚光透鏡的豎直中心線對稱分布，所述導光透鏡通過第二卡腳與所述第二驅動電路板固定連接，所述第二卡腳設置在所述導光透鏡的頂部，所述第二卡腳為兩個，兩個所述第二卡腳關于所述導光透鏡的豎直中心線對稱分布。

本實用新型相較于現有技術，其有益效果為：本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的紅外發射器通過聚光透鏡有多個發射方向，使得每個紅外發射器的紅外信號光能發射至多個紅外接收器，紅外接收器通過導光透鏡可對紅外信號光進行多層接收并檢測接收的層數，信號的接收就不僅僅只有接收與未接收兩種結果，這樣大大提高了紅外觸控裝置的觸控靈敏度和觸控精準度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面對實施例中所需要使用的附圖作簡單的介紹，下面描述中的附圖僅為本實用新型的部分實施例相應的附圖。

圖1為本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的框體的優選實施例的結構示意圖。

圖2為圖1中的框體沿剖切線A－A｀所作的剖面圖。

圖3為本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的聚光透鏡的優選實施例的結構示意圖。

圖4為圖3中的聚光透鏡的右視圖。

圖5為本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的導光透鏡沿某一豎直中心線所作的全剖視圖。

圖中數字所代表的相應的名稱為：

11：第一邊框，12：第二邊框，121：第一驅動電路板，122：紅外發射器，123：第一凸臺，13：第三邊框，14：第四邊框，141：第二驅動電路板，142：紅外接收器，143：第二凸臺，15：透鏡保護片；

21：導光板，22：出光體，23：第一卡腳，211：第一入光面，221：第一出光面，222：光反射鏡；

31：第二入光面，32：第二出光面，33：反射面，34：第二卡腳。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

紅外觸控裝置是由裝在觸摸屏外框上的紅外發射器與紅外接收器構成，紅外發射器和紅外接收器一一對應，在屏幕表面上，形成紅外線探測網，通過改變紅外線探測網上的紅外信號的傳遞而實現觸摸屏操作。

但是，一一對應的紅外發射器和紅外接收器組成的矩形陣列探測網對用戶觸控點的確定也是矩形的，這就降低了對用戶觸控點的形狀和位置的采集精度，從而影響紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度。

而同時，為了提高觸控靈敏度和精準度，一般的做法是增加紅外發射器和紅外接收器的數量，但這卻會導致相鄰的紅外發射器之間、相鄰的紅外接收器之間產生信號干擾，從而影響了紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度。

在圖中，結構相似的單元是以相同標號表示。

請參照圖1和圖2，其中圖1為本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的框體的優選實施例的結構示意圖，圖2為圖1中的框體沿剖切線A－A｀所作的剖面圖。

如下為本實用新型提供的一種能解決以上技術問題的高精度非接觸式紅外觸控裝置的優選實施例。

本實用新型提供的高精度非接觸式紅外觸控裝置的優選實施例為：一種高精度非接觸式紅外觸控裝置，其包括框體，該框體包括四個矩形空心邊框，其為第一邊框11、第二邊框12、第三邊框13、第四邊框14。

其中，在第一邊框11、第二邊框12、第三邊框13內設置有第一驅動電路板121，在第一驅動電路板121的底部設置有多個紅外發射器122，在第四邊框14內設置有第二驅動電路板141，在第二驅動電路板141的底部設置有多個紅外接收器142。

本優選實施例的高精度非接觸式紅外觸控裝置在三個邊框設置紅外發射器，在一個邊框設置紅外接收器，且每個紅外接收器都與至少兩個紅外發射器對應，因此可有效的提高紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度。

其中，紅外發射器122包括紅外發射管和聚光透鏡，該聚光透鏡有多個第一入光面211和一個第一出光面221，紅外接收器142包括接收元件和導光透鏡，該導光透鏡有多層第二入光面31和一個第二出光面32。

同時，在第一邊框11、第二邊框12、第三邊框13內還包括第一凸臺123，第一凸臺123的頂面與紅外發射器122相接觸，第一凸臺123用于對紅外發射器122起支撐加固的作用。

在第四邊框14內還包括第二凸臺143，第二凸臺143的頂面與紅外接收器142相接觸，第二凸臺143用于對紅外接收器142起支撐加固的作用。

另外，在框體的邊框內側面上均設置有透光開口，在這個透光開口處設置有透鏡保護片15。

進一步的，在四塊邊框的透光開口的頂部和底部對向設置有用于卡住透光保護片15的卡槽，同樣的，在透鏡保護片15上設置有與該卡槽相對應的卡條。

請參照圖3和圖4，其中圖3為本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的聚光透鏡的優選實施例的結構示意圖，圖4為圖3中的聚光透鏡的右視圖。

在本優選實施例中，聚光透鏡包括導光板21和出光體22，第一入光面211設置導光板21的一側面上，導光板21的另一側面與出光體22的入光孔連接。

出光體22包括拋物線形狀的光反射鏡222、設置在光反射鏡222的拋物線的焦點處的入光孔以及設置在光反射鏡222的拋物線的開口處的第一出光面221。

另外，導光板21有三個光傳輸通道，導光板的光傳輸通道的個數不限于三個，但是至少為兩個。每個光傳輸通道對應不同的第一入光面211，每個光傳輸通道對應同一個第一出光面221。

請參照圖5，其中圖5為本實用新型的高精度非接觸式紅外觸控裝置的導光透鏡沿某一豎直中心線所作的全剖視圖。

在本優選實施例中，多層第二入光面31分布于該導光透鏡側面的不同高度上，且多層第二入光面31所在平面的設定角度均不同，該設定角度是一個將入射的紅外信號光導向第二出光面32相應的出光位置的設定角度，第二出光面32設置在該導光透鏡上靠近接收元件的一側。

同時，紅外接收器142包括多個接收元件，多個接收元件均設置在第二出光面32的上方，多個接收元件與多個第二入光面31一一對應，即接收元件只能接收到來自相對應的第二入光面的紅外信號光。

另外，導光透鏡還包括反射面33，反射面33設置在該導光透鏡的內側且呈圓錐狀。

聚光透鏡通過第一卡腳23與第一驅動電路板121固定連接，第一卡腳23設置在該聚光透鏡的頂部，第一卡腳23為兩個，兩個第一卡腳23關于該聚光透鏡的豎直中心線對稱分布。

導光透鏡通過第二卡腳34與第二驅動電路板141固定連接，第二卡腳34設置在該導光透鏡的頂部，第二卡腳34為兩個，兩個第二卡腳34關于該導光透鏡的豎直中心線對稱分布。

本實用新型的工作原理：設置在第一驅動電路板121底部的多個紅外發射器122通過聚光透鏡向設置在第二驅動電路板141底部的多個紅外接收器142發射平行的紅外信號光。

其中，紅外信號光從聚光透鏡的導光板21的第一入光面211射入，沿著導光板21從出光體22的入光孔射入，再經過出光體22上的拋物線形狀的光反射鏡222的反射，最后從第一出光面221出射平行的紅外信號光。

另外，導光板21有三個光傳輸通道，每個光傳輸通道對應不同的第一入光面211，每個光傳輸通道對應同一個第一出光面221，紅外信號光從不同的第一入光面射入，即可控制紅外信號光向不同的方向發射，使得每個紅外發射器的紅外信號光能發射至多個紅外接收器。

平行出射的紅外信號光射向導光透鏡的多層第二入光面31，經過反射面33反射后，從第二出光面32射出到相應的接收元件上。

當觸控主體在進行觸控時，觸控主體的邊界不會全部擋住射向多層第二入光面31的紅外信號光，例如，當觸控主體的邊界全部遮擋了射向上面幾層第二入光面的紅外信號光，而最下面兩層第二入光面只有部分入射的紅外信號光被遮擋，那么就只有最下面兩層第二入光面對應的接收元件才能接收到紅外信號光，紅外接收器就能檢測到紅外信號光的層數為兩層，同時紅外接收器會將這個層數信息反饋給紅外觸控裝置。

紅外觸控裝置將所有反饋的相同層數的數據坐標點連接起來即可形成觸控主體的一圈邊界軌跡。其中，紅外觸控裝置可設定根據任一相同層數數據形成的邊界軌跡來確定觸控主體最終的觸控點，這樣就提高了紅外觸控裝置對用戶觸控點的形狀和位置采集的精確度，進而提高紅外觸控裝置的觸控靈敏度和精準度。

這樣即完成了本優選實施例的高精度非接觸式紅外觸控裝置的紅外信號光從紅外發射器發射至紅外接收器的過程。

本優選實施例的高精度非接觸式紅外觸控裝置的紅外發射器通過聚光透鏡有多個發射方向，紅外接收器通過導光透鏡可對紅外信號光進行多層接收并檢測接收的層數，進而提高紅外觸控裝置的觸控靈敏度和觸控精準度。

綜上所述，雖然本實用新型已以優選實施例揭露如上，但上述優選實施例并非用以限制本實用新型，本領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，均可作各種更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍以權利要求界定的范圍為準。