專利名稱：一體化紅外觸摸顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種一體化的紅外觸摸顯示器，尤其是使用液晶(LCD)和純平面(CRT)顯示屏的顯示器，屬于計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)中的信息觸摸輸入領(lǐng)域，是關(guān)于在計(jì)算機(jī)類產(chǎn)品的顯示屏幕前方安裝觸摸屏，構(gòu)成觸摸顯示器的一種結(jié)構(gòu)。
隨著計(jì)算機(jī)的普及，觸摸顯示器這種最簡(jiǎn)單成熟的人機(jī)對(duì)話方式正在被越來(lái)越廣地使用。而現(xiàn)有的觸摸顯示器，均是在普通顯示器上安裝成品觸摸屏構(gòu)成，如將表面聲波觸摸屏、電阻觸摸屏或電容觸摸屏安裝在顯示器的陰極射線管表面而過(guò)程觸摸屏。用這些種類的觸摸屏安裝在顯示器上構(gòu)成觸摸屏的方式，有以下一些缺點(diǎn)。首先，安裝復(fù)雜，必須打開(kāi)顯示器，由專業(yè)人士才能完成，給一般用戶造成不便；其次，觸摸屏售價(jià)高昂，常常比顯示器價(jià)格還高，無(wú)法由生產(chǎn)企業(yè)捆綁在顯示器內(nèi)普及應(yīng)用；第三，一般用戶在顯示器上安裝了觸摸屏以后，由于打開(kāi)了顯示器的封裝，所以常常自動(dòng)失去了售后服務(wù)的權(quán)利。
另外一種構(gòu)成觸摸顯示器的方式，是使用紅外觸摸屏安裝在顯示器上，具有安裝簡(jiǎn)單、成本較低的特點(diǎn)。但這種方式也有不少缺點(diǎn)。第一，觸摸屏作為一個(gè)外掛件，破壞了顯示器的整體形象，不如使用其它形式的觸摸屏那樣自然；第二，普通紅外觸摸屏有自己的外殼，只有當(dāng)其外殼的結(jié)構(gòu)與顯示器的外形匹配時(shí)，才能順利安裝，因此一般需要根據(jù)顯示器的外形定制。這在顯示器的造型千變?nèi)f化的今天，無(wú)疑是不現(xiàn)實(shí)的，即使可行也會(huì)大大增加生產(chǎn)成本。綜上所述，現(xiàn)有的觸摸顯示器不適合普遍應(yīng)用。
針對(duì)現(xiàn)有觸摸顯示器的缺點(diǎn)，特別是構(gòu)成成本較低的紅外觸摸顯示器的缺點(diǎn)，本發(fā)明公開(kāi)了一種一體化紅外觸摸顯示器，達(dá)到克服了現(xiàn)有紅外觸摸顯示器的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了一體化、免安裝、不破壞顯示器外觀的目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了一種觸摸屏內(nèi)藏的形式，具體結(jié)構(gòu)如下在顯示器的面罩框與液晶顯示屏或CRT顯示屏邊緣之間的空間內(nèi)，圍繞著顯示屏，安裝有一套紅外觸摸屏組件；該組建由多塊安裝有控制電路、以及分別安裝有多個(gè)紅外發(fā)射管和紅外接收管的印刷電路板構(gòu)成；并且安裝在這些電路板上的紅外發(fā)射和接收管位于所述顯示屏的顯示表面前方，其紅外發(fā)射管和接收管的工作面，即管芯上發(fā)射和接收紅外光線的表面，相互對(duì)應(yīng)且均與所述顯示表面垂直；在所述面罩框的內(nèi)側(cè)邊框與液晶或CRT顯示屏的顯示表面之間，還開(kāi)有一條能夠讓紅外光線通過(guò)的縫隙。這個(gè)縫隙可以用對(duì)紅外光線透明的材料填充。
由于本發(fā)明將紅外觸摸屏集成到了顯示器之內(nèi)，所以有以下一些優(yōu)點(diǎn)首先，由于省略了普通觸摸屏的外殼，所以去掉了厚重的外殼所占有的體積，使觸摸顯示器的體積更小巧；第二，去掉了觸摸屏的外殼，省掉了外殼的材料和模具費(fèi)用，降低了觸摸顯示器的生產(chǎn)成本；第三；觸摸屏安裝在顯示器內(nèi)部，可以與多種顯示器配合，不必開(kāi)殼安裝，方便用戶使用；第四，由于投過(guò)紅外光的縫隙可以用對(duì)紅外光線透明的材料填充，所以可以選擇安裝或不安裝觸摸屏，而不需對(duì)顯示器的外殼作任何改變。


圖1本發(fā)明使用液晶顯示屏?xí)r紅外觸摸顯示器的外形圖圖2圖1的剖面結(jié)構(gòu)圖圖3紅外觸摸顯示器中觸摸屏套件的結(jié)構(gòu)圖圖4表面安裝的紅外發(fā)射管和接收管的在印刷電路板的安裝圖圖5紅外觸摸顯示器的另外一種結(jié)構(gòu)圖圖6使用插針插座連接電路板的結(jié)構(gòu)示意圖圖7本發(fā)明使用純平CRT顯象管時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)圖
以下結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案。
圖1所示的使用液晶顯示屏?xí)r本發(fā)明的外形圖?？梢钥吹?，這種液晶顯示器安裝了觸摸屏之后依然很簡(jiǎn)潔。圖中102是觸摸顯示器的液晶顯示屏，102是顯示器的外殼，103是正在操作計(jì)算機(jī)的手指。觸摸顯示器安裝的紅外觸摸屏就安裝在外殼102之內(nèi)。圖2是延顯示器中線的橫切面的剖面圖，即圖1中的A-A切面或B-B切面的剖面圖，給出了觸摸顯示器內(nèi)部觸摸屏的安裝結(jié)構(gòu)。圖中201是觸摸顯示器的面罩框，是顯示器外殼101的一部分，觸摸屏的主要部件——安裝紅外發(fā)射管或接收管203和204及元器件205的印刷電路板202，就安裝在顯示屏102與面罩框201之間的空間內(nèi)。這些印刷電路板組件在顯示屏的周圍安裝成為一個(gè)框形，四面圍繞著顯示屏，并且安裝元器件的銅箔面，與液晶顯示器的顯示面想垂直，如圖3所示。這里的紅外發(fā)射管和接收管203、204是一種示意，其位置可以互換。為了能夠感知手指觸摸在顯示屏表面時(shí)紅外光的變化，產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，紅外發(fā)射管和接收管在應(yīng)該安裝在液晶顯示屏的前面，如圖2所示，工作面，即紅外發(fā)射管的紅外光線發(fā)射面和紅外接收管的紅外光線接收面互相對(duì)應(yīng)，而且與圖中的液晶顯示屏的表面垂直，這種安裝結(jié)構(gòu)與通用的紅外觸摸屏相同。由于紅外發(fā)射管和接收管安裝在面罩框201的內(nèi)部，所以在面罩框的四個(gè)內(nèi)側(cè)邊緣與液晶顯示屏表面之間，需要留出一個(gè)縫隙206，使得紅外光線能夠通過(guò)這個(gè)縫隙，從發(fā)射管到達(dá)接收管。這個(gè)縫隙的厚度H在2-4毫米之間就基本上可以滿足要求。面罩框每一邊與液晶顯示屏之間的縫隙，在沿面罩框長(zhǎng)度方向的尺寸，應(yīng)該不小于紅外發(fā)射和接收管的排列尺寸，即圖3中的L。圖中給出的L是沿顯示屏長(zhǎng)度方向的尺寸，但這個(gè)尺寸也可以是寬度方向的，在圖3中沒(méi)有畫(huà)出。為了防止雜物和灰塵從上述縫隙進(jìn)入顯示器內(nèi)部，并保持顯示器美觀，同時(shí)也防止環(huán)境的雜散光線干擾觸摸屏的工作，在上述縫隙206中安裝了一條紅外光線濾色材料207，即能夠阻止紅外光線以外其它光線通過(guò)的濾色片，其厚度與縫隙的厚度相同。考慮到顯示器外殼通用于安裝觸摸屏和不安裝觸摸屏兩種情況，在不安裝觸摸屏?xí)r，這個(gè)縫隙可以用其它材料填補(bǔ)，而不影響顯示器的內(nèi)部構(gòu)造和外觀。
構(gòu)成紅外觸摸屏的印刷電路板在顯示器外殼內(nèi)部的安裝結(jié)構(gòu)有多種方式。例如，可以使用螺釘螺母安裝在面罩框201的內(nèi)壁上或者液晶顯示屏的保護(hù)框上，也可以用粘結(jié)劑直接安裝在液晶顯示屏的邊緣，具體結(jié)構(gòu)需要根據(jù)液晶顯示屏和面罩框的結(jié)構(gòu)和形狀確定，在此不再多述。
圍繞在液晶顯示屏周圍的電路板之間，使用連接器連接成為圖3所示框形結(jié)構(gòu)。這里可以使用的連接器有多種，如電纜排線、柔性印刷電路板、插針插座等。我們推薦使用插針插座連接，因?yàn)檫@種連接方式有一定的機(jī)械強(qiáng)度，自身就能夠保證框體的形狀和互相之間的位置，體積也很小，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。圖6是這種連接的一個(gè)示例，601、602分別是通過(guò)焊點(diǎn)604安裝在印刷電路板202上的插針和插座，603是插座內(nèi)的插孔。
在本發(fā)明中，還可以使用表面安裝的光電元件。圖4給出了這樣一個(gè)示例。圖中401是表面安裝的紅外發(fā)射或接收管，402是其焊接引線。使用表面安裝元件的優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)第一是能夠縮小紅外觸摸屏套件的體積，使觸摸顯示器的邊框更窄；第二是能夠提高光電元件的安裝密度，提高觸摸屏的分辨率。
圖5表示的是紅外觸摸屏套件在顯示器內(nèi)的另外一種安裝結(jié)構(gòu)的剖面圖，其剖面的位置與圖2的相同。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將圍繞著顯示屏的電路板組件202的銅箔面平行于顯示表面安裝，線路板之間的連接方式可以參照?qǐng)D6的結(jié)構(gòu)。當(dāng)液晶或CRT顯示屏的邊框較寬時(shí)，這種安裝結(jié)構(gòu)與圖2所示的結(jié)構(gòu)沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。但是這種安裝方式，卻還可以通過(guò)連接器502，在印刷電路板202上，增加銅箔面與顯示器的顯示面相垂直的印刷電路板501，擴(kuò)大了可以用于安裝元器件的面積，以容納更復(fù)雜的電路而提高其性能。這里，是否在上述的4個(gè)邊框都增加電路板，可根據(jù)實(shí)際的需要確定。將觸摸屏的全部元件都安裝在這些電路板上，可以避免對(duì)顯示器的電路作任何改動(dòng)，使觸摸屏成為一個(gè)僅與顯示器的尺寸有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)件，簡(jiǎn)化了各種觸摸顯示器的設(shè)計(jì)。
這里所說(shuō)的印刷電路板的銅箔面與顯示屏的顯示表面之間的平行或垂直關(guān)系，是一種典型的關(guān)系。如果面罩框與顯示屏之間的空間足夠，那么電路板組件完全可以在上述的平行與垂直結(jié)構(gòu)之間，選擇一個(gè)合適的角度安裝。電路板在采用這種安裝結(jié)構(gòu)的情況下，電路板之間很難使用普通的接插件連接，一般需要使用導(dǎo)線等實(shí)現(xiàn)柔性連接。
圖1、圖2和圖5所示的是在使用液晶顯示器時(shí)，觸摸顯示器的基本結(jié)構(gòu)。由于這里所有的部件都安裝在顯示屏的周圍，所以在顯示屏使用純平CRT顯象管時(shí)，其基本結(jié)構(gòu)也是適用的。圖7就給出了這樣的一種結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖7中，印刷電路板組件202安裝在純平CRT顯象管701的周圍，其銅箔面與CRT的顯示面垂直。因?yàn)镃RT顯象管邊緣較寬，所以上述電路板組件的銅箔面與顯示表面之間各種角度的結(jié)構(gòu)方案都適用。
權(quán)利要求1．一種紅外觸摸顯示器，該觸摸顯示器包含有一個(gè)液晶顯示屏或純平CRT顯示屏，以及圍繞在顯示屏周圍的，構(gòu)成顯示器殼體的一部分的面罩框；一套由多塊安裝有控制電路，并分別安裝多個(gè)紅外發(fā)射管和紅外接收管的印刷電路板構(gòu)成的紅外觸摸屏組件，其特征在于所述構(gòu)成紅外觸摸屏組件的印刷電路板，圍繞著顯示屏，安裝在所述面罩框與顯示屏邊緣之間的空間內(nèi)，并且安裝在這些電路板上的紅外發(fā)射和接收管位于所述顯示屏的顯示表面的前方，其紅外發(fā)射管和接收管的工作面相互對(duì)應(yīng)且均與所述顯示表面垂直；并且在所述面罩框的每個(gè)邊緣與液晶顯示屏的顯示表面之間，都開(kāi)有一條縫隙。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸顯示器，其特征在于所述縫隙內(nèi)安裝有紅外光線過(guò)慮材料；該材料的厚度與縫隙的厚度相同。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸顯示器，其特征在于安裝在印刷電路板上的紅外光線發(fā)射和接收管，是表面安裝形式的元件。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸顯示器，其特征在于所述印刷電路板的銅箔面，與顯示屏的顯示面相垂直安裝。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸顯示器，其特征在于所述印刷電路板的銅箔面，與顯示屏的顯示面相平行安裝。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的紅外觸摸顯示器，其特征在于在所述的印刷電路板上，還安裝有銅箔面與顯示屏的顯示面垂直另外的印刷電路板。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外觸摸顯示器，其特征在于所述印刷電路板的銅箔面，與顯示屏的顯示面成某一角度安裝；該角度在與顯示屏的顯示表面相平行和相垂直之間。
專利摘要一種一體化紅外觸摸顯示器,包含有一套安裝在液晶顯示器或純平CRT顯示器內(nèi)的紅外觸摸屏組件。這些組件由安裝有控制電路、分別安裝有多個(gè)紅外發(fā)射管和紅外接收管的印刷電路板構(gòu)成；圍繞著顯示屏安裝在顯示屏的面罩框與液晶顯示屏或CRT顯示屏邊緣之間的空間內(nèi),并且安裝在這些電路板上的紅外發(fā)射和接收管位于所述顯示屏的顯示表面前方,其紅外發(fā)射管和接收管的工作面與顯示表面垂直。
文檔編號(hào)G06F3/14GK2453484SQ0025080
公開(kāi)日2001年10月10日 申請(qǐng)日期2000年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月6日
發(fā)明者葉新林 申請(qǐng)人:北京匯冠科技有限公司