[实用新型]利用光线折射原理改变红外光传输路径的红外触摸屏

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种红外触摸屏，尤其涉及一种利用光的折射原理改变红外光传输路径的红外触摸屏。 

背景技术

现有红外触摸系统，其采用方式都是通过由沿着触摸区域四周安装在X、Y方向排布均匀的红外发射管和红外接收管，控制和驱动电路在MCU执行代码的控制下驱动红外发射管和红外接收管，对应扫描形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线矩阵。当有触摸时，手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外光，由控制系统判断出触摸点在触摸屏上的位置。 

目前在红外触摸屏领域，如专利号为200820109789.4的“一种应用于触摸屏上的反射镜”，此实用新型主要目的是：利用反射原理将，减少红外触摸屏上的发射和接收单元数量减半；如专利号为201020271758.6的“一种纯平结构的多点触摸屏”此发明的主要原理是：在普通红外触摸屏的基础上增加了一个导光板，用于填充普通触摸屏体触摸面上的凹腔，从而达到表面看似纯平的效果；如200710028616.X的“一种红外触摸屏及其多点触摸定位方法”等。现有红外触摸屏专利技术或产品中无论是单点还是多点红外触摸屏，其红外触摸屏的基本组装方式，都是将红外管放于触摸屏的触摸面之上，在该结构中，都存在以下问题： 

1、抗强光干扰的能力差。现有红外触摸屏，由于红外管是放在触摸面之上，外部的光线很容易射到红外接收单元，从而影响触摸屏的正常工作，因此一般的   屏体都不能在强光（如阳光或较强的白炽灯）下正常工作。

2、红外触摸屏触摸面的四边都存在较宽和较高的边沿凸起。在现有红外触摸屏领域，红外管一般都安装在屏体触摸面的上方，加上红外管保护结构的厚度，从而在屏体的四边形成较高和较宽的边沿凸起，对触摸屏的安装和触摸设备外观设计产生很大的限制。 

为了解决上述问题，美国专利US2007/0165008利用反光装置将红外发射和红外接收装置设置在触摸屏的背面，利用光的反射原理使红外光经反射面后改变传输方向，能将红外管置于触摸介质底部，能基本解决上述问题，但是由于红外光从发射到接收需经过多次反射，如专利中图3所示结构，从发射到接收需经两次反射，如专利中图5所示结构需经四次反射。反射的次数越多对信号的衰减就会越严重，信号越弱抗干扰能力越差。同时反射界面直接暴露在环境中，一旦粘上污染物（如水、灰尘、油脂等）或被锐器刮伤将影响红外触摸屏性能，严重情况下将无法正常工作。另外不同介质的物体（如手指等）触摸到反射界面时也容易造成干扰。 

发明内容

本实用新型的主要目的就是为了解决现有红外触摸屏存在的上述缺陷，提供一种利用光的折射原理改变红外光传输路径的红外触摸屏。采用本实用新型后，能够使红外触摸屏基本不受外界光干扰的影响，同时对外界污染物有很强的抵御能力。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下： 

一种利用光线折射原理改变红外光传输路径的红外触摸屏，包括红外发射单元、红外接收单元和导光单元，红外发射单元和红外接收单元位于触摸屏体的非触摸面，其特征在于：所述导光单元包括入射界面和出射界面，导光单元的入射界面与出射界面形成的夹角d满足：arcsin(sin a/n)< d<arc sin(sin a/n)+arcsin(1/n)，其中a为入射红外光与入射界面法线的夹角，n为发射导光单元折射率。

所述导光单元包括发射导光单元和接收导光单元，所述发射导光单元的入射界面与出射界面形成的夹角d1满足：arcsin(sin a1/n)< d1<arc sin(sin a1/n)+arcsin(1/n)，其中a1为发射端入射红外光与入射界面法线的夹角，n为发射导光单元折射率。 

所述接收导光单元的入射界面与出射界面形成的夹角d2满足：arcsin(sin a2/n) < d2 < arcsin(sin a2/n)+ arcsin(1/n)，其中a2为接收端入射红外光与入射界面法线的夹角，n为接收导光单元折射率。 

采用本实用新型的优点： 

一、本实用新型中，由于利用光的折射原理改变红外光传输方向，红外光只需经历入射和出射过程，然而反射式结构（如美国专利所示结构）红外光则需经历入射、反射（一次或两次）、出射过程，本实用新型能够使红外触摸屏基本不受外界光干扰的影响，同时对外界污染物（水、灰尘、油脂等）有很强的抵御能力，即使暴露在环境中部分被污染物污染或被锐器刮伤也不会影响红外触摸屏的触摸性能，因而本实用新型比现有反射式结构拥有更低的传输损耗，从而更能有效提高红外触摸屏的触摸性能。