一種新型紅外線觸摸屏光學裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術設計了一套采用單顆紅外半導體激光器實現紅外線陣列的光學裝置，主要應用在紅外觸摸屏。通常要實現紅外線陣列，需要在觸摸屏周邊布置與陣列數量相同的紅外半導體激光器陣列和相應的整形聚束透鏡。這種實現方式成本較高，而且由于半導體激光器數量大導致維護不便。采用本發明專利技術的光學裝置可以達到同樣的光學效果，并降低成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一組光學元件組合，具體設計一種用于實現紅外線觸摸屏的激光紅外線陣列的光學裝置。
技術介紹
紅外線觸摸屏的工作原理是在觸摸屏的四周布滿紅外線接收管和半導體紅外激光器，這些紅外激光線在觸摸屏表面沿X軸和Y軸排列，形成一張由紅外線布成的光網，當有物體(手指、帶手套或任何觸摸物體)進入紅外光網阻擋住某處的紅外線發射接收時，此點橫豎兩個方向的接收管收到的紅外線的強弱就會發生變化，設備通過了解紅外線的接收情況的變化就能知道何處進行了觸摸。由于紅外觸摸屏本身的工作原理，使用時可以做到無壓力(指觸摸體對觸摸屏本身施加的壓力)觸摸工作，因此觸摸屏可以做到無玻璃工作。紅外觸摸屏通過硬件設計和軟件編程，可以對各點數據進行插值計算，可以達到4096 X 4096的分辨率。在紅外觸摸屏工作時的同一瞬間，只有一對紅外對管(指物理位置相對應的一只發射管和一只接收管)在進行數據工作，電路通過對紅外對管高頻率的數據采集來達到迅速反應的效果，因此觸摸屏的反應速度非?？臁ＭǔＲ獙崿F紅外線陣列，需要在觸摸屏周邊布置與陣列數量相同的紅外半導體激光器陣列和相應的整形聚束透鏡。這種實現方式成本較高，而且由于半導體激光器數量大導致維護不便。
技術實現思路
本專利技術的目的是使用單顆紅外半導體激光器實現紅外線陣列。于是本專利技術提供了這樣一組光學元件，它包括紅外半導體激光器，激光整形聚束透鏡，衍射光學元件，反射裝置，半反射裝置和楔形棱鏡組。首先紅外半導體激光器發出的激光經過激光整形聚束透鏡聚光，然后激光經過權利要求4所述的衍射光學元件被精確的分成3束激光，一束零級衍射主光線和兩束一級衍射光線。一級衍射光線的強度為主光線的25倍。一級衍射的光線通過權利要求5的反射裝置中心窗口中進入，在反射裝置和權利要求6的半反射裝置之間反復被反射。半反射裝置的透過率為4%，反射率為94%，這種半透膜可以通過光學濺射鍍膜來實現。射出半反射裝置的光線強度從主光線到邊緣依次衰減。單衰減的幅度經過計算是滿足紅外線觸摸屏的需要的。如果以主光線的光強定為100%，則主光線側旁第I根光線強度為100%，第2根光線強度為92%，第3根光線強度為85%，第4根光線強度為78%，以此類推，第19根光線的光強度為23%。因而，整個光學系統可以提供39根紅外光線，邊緣最弱光線的強度為中心光線強度的23%。楔形棱鏡組在的作用是將往返反射的一級衍射光線陣列調整與主光軸平行。兩個棱鏡之間的間隙用于通過零級衍射光線，即主光線。附圖說明圖1是權利要求1的激光紅外線陣列的光學裝置實施例。圖2是權利要求4的衍射光學元件的實施例。圖3是權利要求5的反射裝置的實施例。具體實施方式； 下面參考圖1，圖1畫出用權利要求1的激光紅外線陣列的光學裝置實施例。其光學裝置包括紅外半導體激光器I ;激光整形聚束透鏡2 ;衍射光學元件3 ；反射裝置4 ;半反射鏡5 ;楔形棱鏡組6。紅外半導體激光器I波長為900nm到IlOOnm之間。激光整形聚束透鏡2為平凸非球面玻璃透鏡，直徑為6_，焦距為4_。紅外激光經過透鏡2被聚束，到達衍射光學元件3時被分成3束激光，包括兩束一級衍射光線和一束零級衍射光線。這三束激光進入反射裝置4中間不鍍膜的窗口。其中的一級衍射光線在半反射裝置5和反射裝置之間被不斷反射。半反射裝置到反射裝置的距離為14_，光線透過率為4%，反射率為94%。光線每次都能透過4%的光強，剩余的光線被繼續反射。由于射出半反射裝置的一級衍射光線與主光線的夾角為19. 5度，所以需要楔形棱鏡組6將光線折射與主光軸平行。棱鏡間距為5_。主光線可以從兩個棱鏡之間通過。圖1中a為半反射裝置到反射裝置的距離，為14mm. 圖1中b為總的光學裝置的厚度，即從衍射光學元件到棱鏡組末端的距離，為20mm.下面參考圖2，圖2畫出衍射光學元件的實施例。激光7進入衍射光學元件3分成光線8,9,10。其中光線8和光線10為一級衍射光線，與零級衍射光線9之間的夾角d為19. 5度。下面參考圖3，圖3畫出了反射裝置4在中間位置的細節圖。反射裝置的左側不鍍膜，右側未鍍膜的窗口 11的寬e為5mm.其中窗口的中心在主光軸上。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種使用單顆紅外半導體激光器實現用于觸摸屏的紅外線陣列的光學裝置，包括這樣一組光學元件：紅外半導體激光器，激光整形聚束透鏡，衍射光學元件，反射裝置，半反射裝置和楔形棱鏡組。

【技術特征摘要】
1.一種使用單顆紅外半導體激光器實現用于觸摸屏的紅外線陣列的光學裝置，包括這樣一組光學元件紅外半導體激光器，激光整形聚束透鏡，衍射光學元件，反射裝置，半反射裝置和楔形棱鏡組。2.按照權利要求一所述的發生紅外線陣列的光學裝置，其中的紅外半導體激光器波長為900nm到IIOOnm之間。3.按照權利要求一所述的發生紅外線陣列的光學裝置，其中激光整形聚束透鏡為平凸非球面玻璃透鏡，直徑為6mm,焦距4mm。4.按照權利要求一的所述的發生紅外線陣列的光學裝置，其中衍射光學元件的一級衍射為兩束光線，與零級衍射光線即主光線的夾角為19. 5度；單束一級衍射光線的光強為零級衍射光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張倩，
申請(專利權)人：蘇州百納思光學科技有限公司，
類型：發明
國別省市：