一種液晶陣列型紅外觸摸屏的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光電式觸摸屏領域，特別是一種液晶陣列型紅外觸摸屏。
【背景技術】
[0002]觸摸屏又稱為觸控屏、觸控面板，是一種可接收觸頭等輸入訊號的感應式顯示裝置，當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程式驅動各種連結裝置，可用以取代機械式的按鈕面板。紅外線探測是一種常用的觸摸屏實現方式，紅外線探測技術利用同一波長的紅外發射管、紅外接收管(簡稱紅外對管)就能簡單的實現紅外線探測方法，只要有物體阻擋住紅外對管之間的連線，接收信號就急劇下降，因此紅外線可以探測物體的阻擋，在防盜系統、自動感應系統、計數器等系統上廣泛應用。紅外觸摸屏利用緊貼屏幕前密布的X、Y方向上的紅外線矩陣來檢測并定位用戶的觸摸，一般在顯示器的前面安裝一個電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外發射管和紅外接收管，一一對應形成橫豎交叉的紅外線矩陣，用戶在觸摸顯示屏幕時，手指就會擋住經過該位的分別屬于X、Y方向的兩條紅外線，將兩個發現阻隔的紅外對管位置報告給主機，經過計算判斷出觸摸點在屏幕的位置從而實現觸屏反饋。紅外觸摸屏可用手指、筆等任何可阻擋光線的物體來觸摸，適用性廣泛，且具有防止電磁干擾、適應惡劣環境的優點，可以說在平面顯示器上使用紅外觸摸屏具有相當的技術優勢。但由于現有的紅外觸控屏受制于紅外發射管和紅外接收管的體積，從而限制了紅外觸控屏的分辨率。
[0003]中國專利CN200710124257和CN201210376075提出了利用半透半反鏡來對紅外發射二極管分束，以減少紅外發射二極管的技術方案。如圖1所示是如圖1所示是CN201210376075實施例中的紅外觸摸屏基本結構，在觸摸屏的一角設有一個紅外發射管，在觸摸屏的長側邊和短側邊設有透光反射鏡組，紅外發射二極管發光的紅外光線被透光反射鏡部分反射，部分透射，這種結構使得紅外發射管的數量大大減少，且由于透光反射鏡的體積可以設計得遠遠小于紅外發射管，所以觸摸分辨率也可以得到很大提高。
[0004]但是上述技術方案存在以下缺陷:由于紅外發射二極管被透光反射鏡組分束，每一束的紅外光很微弱，例如使用一百只透光反射鏡，那么平均每只透光反射鏡只有百分之一的紅外發射二極管的光強，如果為了提高分辨率而增加透光反射鏡的數量，那么光強還將下降，這時觸屏的紅外接收裝置極易受到外界紅外光的干擾而使得整體靈敏度下降。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供既可減少紅外發射管的數量而具有較高的分辨率，又可提高紅外線矩陣的光強從而保證較高的靈敏度的一種液晶陣列型紅外觸摸屏。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型的一種技術方案為:
[0007]一種液晶陣列型紅外觸摸屏，包括觸摸屏外框、若干長邊紅外發射管和短邊紅外發射管、長邊紅外探測器陣列、短邊紅外探測器陣列、長邊膽留型液晶陣列、短邊膽留型液晶陣列和掃描電壓控制裝置，所述觸摸屏外框一條長側邊上設有長邊紅外發射管和長邊膽甾型液晶陣列，相鄰的短側邊上設有所述短邊紅外線發射管和短邊膽留型液晶陣列，膽甾型液晶陣列內的膽留型液晶螺距相同且沿其所在邊的方向順次排列；長邊紅外發射管射出的紅外線沿膽留型液晶排列方向入射長邊膽留型液晶陣列；短邊紅外發射管射出的紅外線沿膽甾型液晶排列方向入射短邊膽甾型液晶陣列；入射紅外線沿膽甾型液晶排列方向，即所在側邊的方向透射，反射光均平行于相鄰邊且指向觸摸屏外框內側；在長邊膽留型液晶陣列對側設有長邊紅外探測器陣列；在短邊膽留型液晶陣列對側設有短邊紅外探測器陣列；紅外探測器陣列中的紅外探測器一一對應于對側邊上膽留型液晶的反射光路；所述掃描電壓控制裝置連接長邊膽留型液晶陣列和長邊膽留型液晶陣列，對各個膽留型液晶分別施加掃描電壓。
[0008]優選的，所述長側邊上設有一個或多個長邊紅外發射管，長邊膽留型液晶陣列設置與長邊紅外發射管相同數量的段，每個長邊紅外發射管射出的紅外線入射至長邊膽甾型液晶陣列的相應段中，每段長邊膽甾型液晶陣列中的膽甾型液晶反射光方向對應于該段的紅外線入射方向；所述短側邊上設有一個或多個短邊紅外發射管，短邊膽留型液晶陣列設置與短邊紅外發射管相同數量的段，每個短邊紅外發射管射出的紅外線入射至短邊膽甾型液晶陣列的相應段中，每段短邊膽甾型液晶陣列中的膽甾型液晶反射光方向對應于該段的紅外線入射方向。
[0009]進一步優選的，所述長側邊一個端部設有一個長邊紅外發射管；所述短側邊端部設有一個短邊紅外發射管。
[0010]另一進一步優選的，所述長側邊兩個端部各設有一個長邊紅外發射管；所述短側邊端部設有一個短邊紅外發射管。
[0011]另一進一步優選的，所述長側邊上設有三個以上長邊紅外發射管；所述短側邊設有一個短邊紅外發射管。
[0012]優選的，長邊和短邊膽甾型液晶陣列中每段內排列的膽甾型液晶螺旋結構均相同。
[0013]優選的，在所述長邊膽甾型液晶陣列中，內部排列的膽甾型液晶分為兩個組，兩組膽甾型液晶的螺旋結構相反，分別僅反射左旋偏振光和右旋偏振光。
[0014]優選的，在所述短邊膽留型液晶陣列中，內部排列的膽留型液晶分為兩個組，兩組膽甾型液晶的螺旋結構相反，分別僅反射左旋偏振光和右旋偏振光。
[0015]優選的，所述長邊和短邊紅外發射管為紅外二極管或紅外激光器，也可以選擇其它具有低發散角特性的紅外發射元件。
[0016]本實用新型的第二種技術方案為:
[0017]一種液晶陣列型紅外觸摸屏，包括觸摸屏外框、一個長邊紅外發射管、一個反射鏡、長邊和短邊紅外探測器陣列、長邊和短邊膽留型液晶陣列及掃描電壓控制裝置，其中
[0018]所述觸摸屏外框一條長側邊設有長邊紅外發射管和長邊膽留型液晶陣列，所述長邊紅外發射管位于所述長側邊的一端，相鄰的短側邊上設有短邊膽留型液晶陣列；膽甾型液晶陣列內的膽留型液晶螺距相同且沿其所在邊的方向順次排列；所述長邊紅外發射管射出的紅外線沿長側邊方向入射至長邊膽留型液晶陣列；在所述長側邊的另一端設置反射鏡，所述反射鏡將長側邊中透射后出射的紅反射后沿短側邊入射短邊膽留型液晶陣列；入射紅外線均沿膽留型液晶排列方向透射，反射光均平行于相鄰邊且指向觸摸屏外框內側；在長邊膽留型液晶陣列對側設有長邊紅外探測器陣列；在短邊膽留型液晶陣列對側設有短邊紅外探測器陣列；紅外探測器陣列中的紅外探測器一一對應于對側邊上膽留型液晶的反射光路；所述掃描電壓控制裝置連接長邊膽留型液晶陣列和長邊膽留型液晶陣列，對各個膽甾型液晶分別施加掃描電壓。
[0019]本實用新型技術方案所用到的原理是膽留型液晶P態與H態之間的相互轉變。膽甾型液晶的狀態依據施加電壓的不同有三種形式:平面織構態(P態)、焦錐織構態(Fe態)和垂直織構態(H態)。其中P態具有Bragg反射特性，反射與膽留型液晶螺旋結構相同的旋光；FC態呈現散射狀態；H態光可以完全透過。三種狀態的轉換方式如圖2所示。其中P態和FC態之間可以互相轉換，FC態和H態之間可以互相轉換，而P態和H態之間只能由H態向P態轉換。當給P態施加的電壓V > Vrc時，P態轉換為FC態，其轉換時間為幾毫秒，當給P態施加的電壓V > Vh時，P態轉換為H態，其轉換時間也為幾毫秒；當液晶處于H態，快速降低電壓時，在不到Ims的時間內