一种用于红外触摸屏的液晶开关光路结构制造技术

一种用于红外触摸屏的液晶开关光路结构，其特点是在构成触摸屏一个红外光通道方向的每个边框上都各面对面地安装有一个反光镜，其反光面与安装在反光镜一端红外发射源或者接收管的光轴方向成一个小的倾角，在这些反光面上若干个根据红外光源特性设计的微结构反射图形；同时，在红外光的光通道上、沿上述光轴方向分别安装有液晶板，每块液晶板上都无缝隙地排列有若干个液晶光开关单元，通过驱动电路依次控制上述光开关单元的通断，实现红外光线对显示表面一个方向的扫描。由于本实用新型专利技术只使用数量很少的红外发射和接收管，并使用廉价的液晶材料构成红外扫描开关，因此在可靠性大幅度增加的基础上，有效地降低了整个触摸屏系统的成本。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种用于红外触摸屏的液晶开关光路结构
本技术涉及光学和光电检测
，尤其是适用于应用光电检测技术的红外触摸屏一类的产品。
技术介绍
典型的红外触摸屏的光电检测系统的光学部分是在显示器前部的框架结构内，四边布置了一一对应的红外发射接收对管，构成两个方向的光通道。红外触摸屏工作时，红外发射和接收管依次点亮，在无触摸的情况下，每一条红外光线是通畅的。当有触摸物接触屏幕时，触摸物阻挡相应位置的水平和垂直方向的红外线，单片机判断位置并将坐标传送给主机。虽然这种光学系统的结构很简单，就是红外发射管直接照射到红外接收管上，但是因为要使用大量的红外发射和接收管，所以导致触摸屏的造价一直居高不下，可靠性也不容易保证。尽管后来有很多种改进的光路系统或结构，如申请号为2004200935913的技术所公开的使用反光镜结构的红外触摸屏光路系统大量减少了红外接收管的使用，但是更容易出现故障的红外发射管的使用却没有减少，同时不同管子所对应的反光镜都各不相同，所以制造工艺相应复杂了很多，可靠性和造价的问题依然存在。专利技术目的本专利技术的目的，就是针对现有技术的上述缺陷，通过构造新的光路结构而使用液晶光开关技术，达到降低系统造价、提高可靠性目的。技术方案为了实现上述的专利技术目的，本技术使用了如下的技术方案。整个光路系统的结构由围绕安装在红外触摸屏四个边框内的反光镜、红外光发射源和红外接收管构成；在构成一个红外光通道的方向上的两个边框内，至少安装有一组由一个红外发射源、2个反光镜、一组红外接收管构成的光学组件；该组件内的反光镜的形状为狭长形，分别安装在红外线的发射端和接收端的每个边框内，其延伸方向与每条边框的长度的方向相同，并且反光面面对面地安装；所述红外发射源由至少一只红外线发射元件构成，安装在所述光源一侧边框所安装的反光镜的一端、位于反光面的一侧，并且其光轴方向与所述反光面成一个小的倾角，该倾角的大小，以红外发射源所发射出的红外光线能均匀地投射到整个反光面上为准；所述的红外接收管安装在与所述光源一侧的边框所对应的另外一侧的边框上的反光镜的一端、位于反光面的一侧，其光轴方向与红外发射源的光轴相平行；所述反光镜的反光面上包含有若干个根据红外光源特性设计的微结构反射图形，所述的这些图形，能够从红外发射源发射出来的红外光线反射到所述的红外光通道的方向，即水平或垂直方向中的一个。并且，在每条红外光-->的光通道上、位于触摸屏的每个边框内靠近所述两个反光面的位置上，分别安装有至少一层液晶板，该液晶板的长度方向与红外发射源的光轴方向相平行；每一个光通路上的每一条液晶板上都无缝隙地排列有若干个液晶光开关单元，一个光通路方向上的两块液晶板内的每一个对应的光开关单元，均在光通道方向上一一对齐；所有的单元均在所述每个光开关单元都有自己的控制引线，通过液晶板的一侧与安装液晶板的电路板上的引线相连接。在这里，如果红外发射源所发射的红外线是平行于光轴的平行光，所述反光镜的反光面是一个阶梯结构的反光面，即安装在红外发射源一侧边框上的反光镜的反光面，在红外线传播方向上，随着距离红外发射源的距离的增加，每个反光面的位置按照一个固定的尺寸，呈阶梯状向该光通道所对应的红外接收管所在的边框的方向延伸，既向所在边框的内侧边缘方向延伸，其中阶梯的平面部分与红外发射源或者接收管的光轴方向相平行，并且与使用该触摸屏的显示器的显示表面相垂直，而阶梯间的过渡部分也是一个个微小的平面，这些微小的平面既与红外发射源或者接收管的光轴方向成45°角，又与前面所述的显示表面相垂直；与此对应，安装在红外接收管一侧边框上的反光镜的反光面，结构与安装在红外发射源一侧边框上的反光镜的反光面的结构相同，但阶梯的延伸方向正好相反，沿着被反射的光线向接收管的传播方向，向所述边框的外测边缘方向延伸。为了能够保证红外光线能准确地被反射和接收，因此上述阶梯间的过渡部分的那些45°角的微小平面的数量，与所述液晶板内部的光开关的数量相同，并且这些微小反光面的中心位于与红外发射源一侧和接收管一侧的两条液晶板内、相对应的光开关单元在光路方向的投影的范围之内。事实上，本技术所使用的反光镜还可以有另外的结构：参照液晶显示器照明背光中所使用的反光镜的结构，使用光学材料制作成反光体。一般这种反光镜沿光源光轴方向的截面呈直角梯形的结构，这时红外发射源和接收管安装在梯形反光体下底边所在的一端，所述的反光面是该直角梯形的斜边。针对上述的光路结构，红外发射源和接收管也有两种安装结构。第一种是每一个光通道上的红外发射源和红外接收管在红外触摸屏的边框上同一个方向的一端安装，即所述红外发射源和红外接收管的基本安装位置，关于另外构成另外一条光通道的边框的中点的连线对称；所述两个反光镜之间的夹角等于所述红外发射源或者接收管的光轴方向与所述反光面形成的倾角的2倍。第二种是每一个光通道上的红外发射源和红外接收管在红外触摸屏的边框上成对角方位安装，即所述红外发射源和红外接收管的基本安装位置，关于整个触摸屏的中心对称；并且对应于红外发射源和红外接收管的两个反光面之间相互平行。另外，为了尽量缩短光路的长度以降低红外线的衰减率，还可以在红外触摸屏的每个方向的光通道上，使用多套本技术所公开的光学组件，这样某个方向光通道就由多套所述组件构成，每一套组件只-->负责在检测显示屏幕上某一区域的触摸事件。为了防止周围的杂光的干扰，在红外触摸屏在光通道上都安装有红外滤色片。在本技术中，可以使用只能通过红外光而可以滤除可见光的光学材料来制作液晶板的透光材料；还可以在制作液晶板的透光材料的表面上，附着有偏振方向相同的偏振片。由于一般触摸屏每个方向的光通道是由几十上百条检测红外光线构成的，因此在扫描整个显示表面时，就要顺序控制同样多的光开关单元依次开关，这样在显示屏幕较大时将会导致控制液晶板控制线布线的困难。为了解决这个问题，可以采用双层液晶板的方案：在每条红外光的光通道上、位于触摸屏的每个边框内靠近所述两个反光面的位置上，分别安装有两层液晶板，即在整个光通道上安装有4层光开关液晶板，每个边框内的两层液晶板构成一组光开关；在该组光开关中，一块液晶板内的光开关单元面积是另一块液晶板内光开关单元面积的若干倍，即在光线传播方向上，光开关单元面积大的那块液晶板的每个光开关单元的面积内，可以容纳数个光开关单元面积小的那块液晶板的光开关单元。专利技术优点根据前面的技术方案可知：由于本技术只使用数量很少的红外发射和接收管，并使用廉价的液晶材料构成红外线扫描开关，因此在可靠性大幅度增加的基础上，也有效的降低了整个触摸屏系统的成本，有利于红外触摸屏生产企业提供更质优价廉的产品。附图说明图1：本技术光路基本结构的示意图图2：本技术所使用的阶梯状反射面的结构及部分光路通道的示意图图3：本技术的液晶板光开关的基本结构示意图图4：本技术中红外发射源和接收管和光学元件的另外一种安装结构示意图图5：采用双层液晶板方案构成光开关单元的结构示意图图6：使用多套光学组件分别检测显示屏幕上不同区域的结构方案示意图图7：沿光源光轴方向的截面呈直角梯形的反光镜的结构示意图实施方案下面结合附图来详细说明本技术的具体实施方案。图1是本技术的光路的基本结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于红外触摸屏的液晶开关光路结构，由围绕安装在红外触摸屏四个边框内的反光镜、红外光发射源和红外接收管构成，其特征在于：　　　　在构成一个红外光通道的方向上的两个边框内，至少安装有一组由一个红外发射源、２个反光镜、一组红外接收管构成的光学组件；该组件内的反光镜的形状为狭长形，分别安装在红外线的发射端和接收端的每个边框内，其延伸方向与每条边框的长度的方向相同，并且反光面面对面地安装；所述红外发射源由至少一只红外线发射元件构成，安装在所述光源一侧边框所安装的反光镜的一端、位于反光面的一侧，并且其光轴方向与所述反光面成一个小的倾角，该倾角的大小，以红外发射源所发射出的红外光线能均匀地投射到整个反光面上为准；所述的红外接收管安装在与所述光源一侧的边框所对应的另外一侧的边框上的反光镜的一端、位于反光面的一侧，其光轴方向与红外发射源的光轴相平行；所述反光镜的反光面上包含有若干个根据红外光源特性设计的微结构反射图形，所述的这些图形，能够从红外发射源发射出来的红外光线反射到所述的红外光通道的方向，即水平或垂直方向中的一个；　　　　并且，在每条红外光的光通道上、位于触摸屏的边框内、靠近所述两个反光面的位置上，分别安装有至少一层液晶板，该液晶板的长度方向与红外发射源的光轴方向相平行；每一个光通路上的每一条液晶板上都无缝隙地排列有若干个液晶光开关单元，一个光通路方向上的两块液晶板内的每一个对应的光开关单元，均在光通道方向上一一对齐；所有的单元均在所述每个光开关单元都有自己的控制引线，通过液晶板的一侧与安装液晶板的电路板上的引线相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于红外触摸屏的液晶开关光路结构，由围绕安装在红外触摸屏四个边框内的反光镜、红外光发射源和红外接收管构成，其特征在于：在构成一个红外光通道的方向上的两个边框内，至少安装有一组由一个红外发射源、2个反光镜、一组红外接收管构成的光学组件；该组件内的反光镜的形状为狭长形，分别安装在红外线的发射端和接收端的每个边框内，其延伸方向与每条边框的长度的方向相同，并且反光面面对面地安装；所述红外发射源由至少一只红外线发射元件构成，安装在所述光源一侧边框所安装的反光镜的一端、位于反光面的一侧，并且其光轴方向与所述反光面成一个小的倾角，该倾角的大小，以红外发射源所发射出的红外光线能均匀地投射到整个反光面上为准；所述的红外接收管安装在与所述光源一侧的边框所对应的另外一侧的边框上的反光镜的一端、位于反光面的一侧，其光轴方向与红外发射源的光轴相平行；所述反光镜的反光面上包含有若干个根据红外光源特性设计的微结构反射图形，所述的这些图形，能够从红外发射源发射出来的红外光线反射到所述的红外光通道的方向，即水平或垂直方向中的一个；并且，在每条红外光的光通道上、位于触摸屏的边框内、靠近所述两个反光面的位置上，分别安装有至少一层液晶板，该液晶板的长度方向与红外发射源的光轴方向相平行；每一个光通路上的每一条液晶板上都无缝隙地排列有若干个液晶光开关单元，一个光通路方向上的两块液晶板内的每一个对应的光开关单元，均在光通道方向上一一对齐；所有的单元均在所述每个光开关单元都有自己的控制引线，通过液晶板的一侧与安装液晶板的电路板上的引线相连接。2.根据权利要求1所述的液晶开关光路结构，其特征在于：所述红外发射源所发射的红外光线是平行于该发射源光轴方向的平行光；所述反光镜的反光面的微结构反射图形，是一个阶梯结构的反光面；即安装在红外发射源一侧边框上的反光镜的反光面，在红外线传播方向上，随着距离红外发射源的距离的增加，每个反光面的位置按照一个固定的尺寸，呈阶梯状向该光通道所对应的红外接收管所在的边框的方向延伸，既向所在边框的内侧边缘方向延伸，其中阶梯的平面部分与红外发射源或者接收管的光轴方向相平行，并且与使用该触摸屏的显示器的显示表面相垂直，而阶梯间的过渡部分也是一个个微小的平面，这些微小的平面既与红外发射源或者接收管的光轴方向成45°角，又与前面所述的显示表面相垂直；与此对应，安装在红外接收管一侧边框上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新斌，叶新林，刘建军，
申请(专利权)人：北京汇冠新技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]