專利名稱：組合結(jié)構(gòu)的紅外觸摸顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機多媒體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及紅外觸摸屏及其觸摸顯示器技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種將構(gòu)成觸摸屏的組件與顯示器組合安裝的紅外觸摸顯示器的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)有的紅外觸摸顯示器主要有兩種結(jié)構(gòu)外置式和內(nèi)置式。外置式的基本結(jié)構(gòu)是將成品的紅外觸摸屏安裝到普通顯示器上，主要由系統(tǒng)集成商或用戶完成安裝工作，事實上是觸摸屏+顯示器的簡單組合。這種結(jié)構(gòu)主要有以下兩個缺點第一，觸摸屏一般需要依照顯示器外殼的形狀和結(jié)構(gòu)特殊設(shè)計，缺乏通用性，市場上雖然有相應(yīng)的產(chǎn)品出售，但可供用戶選擇余地極小，否則就意味著高昂的成本；第二，由于觸摸屏安裝在顯示器的外殼上，使得觸摸屏的感應(yīng)區(qū)與顯示器顯示表面的距離過大，不僅破壞了顯示器的外觀，更大的問題是增加了視覺誤差，給使用帶來不便。對于內(nèi)置式紅外觸摸顯示器，如我公司的中國專利申請00250806.0所公開的一種一體化紅外觸摸顯示器的結(jié)構(gòu)，雖然可以避免外置式固有的視覺誤差問題，但卻引發(fā)了產(chǎn)品成本的問題。因為紅外觸摸屏的組件的成本比較高，所以這種觸摸顯示器只能針對需要觸摸功能的用戶定量生產(chǎn)，而對于不需要觸摸功能的用戶來說，這種產(chǎn)品在價格上缺乏市場競爭力。因此，這種產(chǎn)品同樣缺乏通用性。
本發(fā)明的目的就是針對上述紅外觸摸顯示器的缺點，尤其是針對現(xiàn)有內(nèi)置式紅外觸摸顯示器的缺點，公開了一種可拆卸的、組合結(jié)構(gòu)的紅外觸摸顯示器，解決了顯示器的紅外觸摸功能與成本以及通用性之間的矛盾。另外，針對現(xiàn)有的顯示器，本發(fā)明還給出了一種紅外觸摸屏在顯示器內(nèi)部的安裝方案。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下觸摸屏由安裝在電路板上的紅外發(fā)射和接收管陣列、信號處理電路、計算機接口構(gòu)成一框形結(jié)構(gòu)組件，安裝在顯示表面周圍與顯示器外殼內(nèi)表面之間的空間內(nèi)，與顯示器的外殼之間以可拆卸的緊固方式安裝在一起；安裝的位置可以是顯示器的面罩框，也可以是面罩框后面的后蓋部分。針對現(xiàn)有的成品顯示器，采用配套支架的方案，首先將觸摸屏組件安裝到這個支架上，然后再將這個支架安裝到顯示器的上述殼體上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點在于由于紅外觸摸屏組件與顯示器之間是一種可分離的活動連接，所以觸摸屏組件就成為了顯示器的一個模塊化的選裝件，可以根據(jù)用戶的需求隨時在顯示器內(nèi)安裝紅外觸摸屏組件而構(gòu)成觸摸顯示器；而作為普通顯示器使用時，又不增加顯示器的成本。同時，只要在顯示器內(nèi)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留上述的連接結(jié)構(gòu)，紅外觸摸屏組件模塊能夠通用于相同尺寸的多種型號顯示器，節(jié)約了顯示器生產(chǎn)企業(yè)用于外殼模具方面的費用。
以下結(jié)合附圖來舉例詳細說明本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)。


圖1本發(fā)明觸摸顯示器的一種典型結(jié)構(gòu)圖2紅外觸摸屏組件模塊在顯示器面罩框內(nèi)的一種安裝結(jié)構(gòu)圖3紅外觸摸屏組件模塊在顯示器面罩框內(nèi)的另外一種安裝結(jié)構(gòu)圖4圖3所示結(jié)構(gòu)的內(nèi)視圖圖5紅外觸摸屏組件模塊在顯示器面罩框內(nèi)縱向卡裝的結(jié)構(gòu)示意圖圖6紅外觸摸屏組件模塊在顯示器面罩框內(nèi)橫向卡裝的結(jié)構(gòu)示意圖圖7紅外觸摸屏組件模塊在顯示器外殼的后蓋上的一種安裝結(jié)構(gòu)示意圖圖8圖7的側(cè)視圖圖9一種使用支架安裝的結(jié)構(gòu)透視圖一般顯示器的結(jié)構(gòu)，顯示器的外殼主要由面罩框與其后面的后蓋構(gòu)成，并且面罩框與后蓋是可分離的，如圖1和圖9表示的CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)。在圖1中，101是顯示器的后蓋，102即是所述的面罩框，103是顯示器元件，對于CRT顯示器就是陰極射線管，如果是液晶顯示器，就是液晶顯示板。為了方便說明，在本發(fā)明中主要以現(xiàn)在最常用的CRT顯示器為例來說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。由于本發(fā)明所涉及的結(jié)構(gòu)僅限于顯示器前部面罩框附近，而不涉及其它部分。對于LCD顯示器，不同之處主要在于顯示元件，因此只要液晶顯示板外殼之間是可拆卸的安裝結(jié)構(gòu)，就可以參照CRT顯示器的結(jié)構(gòu)實施。
如圖1所示，陰極射線管103通過加固鋼帶104及其固定的耳片105，安裝在安裝柱106上，由于本發(fā)明沒有過多涉及這部分結(jié)構(gòu)，所以為了簡單起見，圖中沒有畫出相應(yīng)的緊固件。本發(fā)明的紅外觸摸屏組件模塊109由多塊電路板使用如插針座、平行電纜、彎針連接器等部件相連接構(gòu)成一框形結(jié)構(gòu)，通過緊固螺釘111安裝在面罩框的內(nèi)部，起到固定電路板模塊組件109和安裝在電路板上的紅外發(fā)射管或接收管110的位置的作用。同時，面罩框與后蓋之間通過掛鉤、螺釘?shù)瓤刹鹦兜木o固方式安裝在一起，也就固定了紅外元件110在顯示屏幕前方的位置。圖1、2、3、4和圖7、8中給出的是螺釘安裝的結(jié)構(gòu)，圖5、6給出的是通過卡槽安裝的結(jié)構(gòu)，圖9是一種在現(xiàn)有顯示器中使用支架的安裝結(jié)構(gòu)。
由于紅外觸摸屏組件模塊109是通過螺釘固定在顯示器內(nèi)部的，所以該模塊可以根據(jù)需要決定是否安裝。而無論是否安裝，只要安裝上由光學(xué)材料構(gòu)成紅外濾光條112(不安裝模塊時可用其它材料代替)，都不會影響顯示器的結(jié)構(gòu)和外觀。這樣就使顯示器能夠通用于“普通/觸摸”兩種模式，為生產(chǎn)企業(yè)降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本。如果顯示器的面罩框與后蓋之間的拆裝足夠簡單，甚至用戶都可以自行安裝或拆卸紅外觸摸模塊。事實上，一般顯示器的面罩框與后蓋之間的連接已經(jīng)非常簡單，如大部分是使用4個螺釘實現(xiàn)緊固連接，還有部分是使用卡接加螺釘?shù)姆绞?。另外，這種模塊化的安裝能夠嚴(yán)格地確定整個觸摸屏與顯示器之間的相對位置，在顯示器滿屏顯示的條件下，甚至可以省略校準(zhǔn)步驟，從另一個方面方便了安裝觸摸屏構(gòu)成紅外觸摸顯示器。圖中，113表示安裝在顯示器面罩框上的參數(shù)調(diào)節(jié)按鍵，114表示顯示器的底座。
圖2進一步從顯示器面罩框的內(nèi)部給出了紅外觸摸組件模塊的安裝位置圖。圖中，201表示面罩框中間的顯示窗口，202就是上述連接面罩框與后蓋所使用的螺釘?shù)墓潭ㄖ?，緊固面罩框與后蓋的螺釘，穿過后蓋上相應(yīng)位置的螺釘孔旋入該固定柱，將面罩框與后蓋牢固地連接為一體，可參考現(xiàn)有顯示器的一般結(jié)構(gòu)。構(gòu)成觸摸模塊組件109的電路板通過上述的連接器203形成電路的通道。圖中螺釘直接穿過電路板上的安裝孔將電路板固定在面罩框內(nèi)部。
圖1、圖2所給出的是構(gòu)成觸摸組件的電路板的銅箔面與顯示元件的顯示表面相平行時的安裝結(jié)構(gòu)圖。圖3給出了另外一種安裝結(jié)構(gòu)圖，即上述電路板的銅箔面與上述顯示表面相垂直時的安裝結(jié)構(gòu)。圖中給出的是一種插槽301與螺釘111互相結(jié)合的固定結(jié)構(gòu)，以螺釘連接為主，這一點與圖1或圖2所展示的結(jié)構(gòu)相似。這里，電路板可以伸展到后蓋與顯示元件(陰極射線管)之間的空隙內(nèi)，插槽301的作用只是起到輔助定位的任務(wù)，可以省略不用。圖中111僅給出了緊固螺釘?shù)陌惭b位置，即螺釘?shù)幕蚵葆斂椎闹休S線。螺釘與線路板之間的連接結(jié)構(gòu)是一個用焊接、塑壓等方式安裝在電路板上的耳片302。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以縮減面罩框在屏幕表面方向的寬度，使得顯示器的外殼與其標(biāo)稱尺寸更配合。
圖4進一步從顯示器內(nèi)側(cè)展示出圖3的全貌。圖中，構(gòu)成紅外觸摸組件模塊的4片印刷電路板互相之間以連接器401相連接，構(gòu)成一個框架安裝在插槽301中，在每塊線路板上都安裝有固定耳片302，然后使用螺釘111將該組件固定在面罩框內(nèi)。
圖5和圖6分別給出了與圖2、圖4的安裝方式對應(yīng)的另外一種類型的安裝結(jié)構(gòu)，即使用卡接件替代螺釘連接。圖5與圖2相比較，電路板的安裝方向相同，但使用了更簡單的卡槽結(jié)構(gòu)。如圖所示，在面罩框的內(nèi)部有一個凸出方向與顯示屏幕表面相垂直的懸臂梁501，在懸臂梁的懸垂端、面向顯示屏幕的方向有一個凹槽502，在面罩框的內(nèi)表面、與該凹槽位置對應(yīng)的地方有另外一個凹槽503，即電路板安裝槽。兩個凹槽底部之間的距離與構(gòu)成觸摸組件模塊的電路板的寬度相適應(yīng)。如果將上述電路板的一個邊緣先置于凹槽503內(nèi)，然后沿箭頭504所示的方向推動上述電路板的另一個邊緣，該邊緣就將沿凹槽502外側(cè)的小斜面抬起懸臂梁501而滑入凹槽502，而后懸臂梁復(fù)原卡住電路板，使其無法在與電路板表面相垂直的方向運動。如果電路板在凹槽內(nèi)的部分的寬度小于其在凹槽外部的寬度，那么上述電路板在任何方向上都無法活動，形成3維空間的緊固。事實上，這個結(jié)構(gòu)非常簡單，懸臂梁、凹槽等的位置和結(jié)構(gòu)，以及電路板的安裝方向(是否與顯示屏幕完全垂直等)有非常多的方案可供選擇，在此無法一一例舉。如圖6所示的結(jié)構(gòu)，雖然是圖4方案的另外一種卡槽安裝結(jié)構(gòu)，但也可以看作是圖5的一種變化。圖6與圖5的區(qū)別在于線路板的安裝方向相垂直，那么懸臂梁601的伸展方向、端部的凹槽602、與602對應(yīng)的凹槽603的開口方向，以及所述電路板的推入方向，都與圖5中對應(yīng)的方向相垂直；并且為了增加懸臂梁的彈性，還可以將其根部設(shè)計為圓弧結(jié)構(gòu)，同時分散了梁的應(yīng)力使其更不容易折斷。
圖5與圖6中所示的懸臂梁的寬度，應(yīng)該根據(jù)梁的長度、厚度和材料的彈性而確定，以能夠在各種運輸、使用的條件下都能夠穩(wěn)定地固定電路板為標(biāo)準(zhǔn)，并保證電路板能夠順利拆卸，因此不必很寬。建議的位置是在每條電路板的兩端，與圖2和圖4中緊固螺釘111所在的位置相對應(yīng)即可。這種位置的設(shè)置更容易控制電路板的安裝位置。另外，為了保證觸摸屏的操作性能，紅外發(fā)射或接收管應(yīng)盡量靠近屏幕的表面。
無論圖2、圖5還是圖4、圖6所示的結(jié)構(gòu)，或者其演變出的其它結(jié)構(gòu)，都可以設(shè)計在各種顯示器的面罩框的內(nèi)部，供其隨時安裝觸摸屏使用。但紅外觸摸屏組件模塊的安裝并不僅限于上述面罩框的內(nèi)部，還可以安裝在后蓋與面罩框結(jié)合處的邊緣部分，這時面罩框的作用是為該組件提供一個安置的空間。圖7給出了上述觸摸組件模塊安裝在后蓋上的一種基本結(jié)構(gòu)方案。在圖7中，顯示器的后蓋上凸出一個帶有螺釘孔的安裝柱701，構(gòu)成紅外觸摸組件模塊的電路板109通過螺釘111安裝在該安裝柱上，保持紅外元件的發(fā)射或接收面面向顯示屏幕的中心，并且同前面的結(jié)構(gòu)相似，紅外發(fā)射或接收管應(yīng)盡量靠近顯示屏幕的表面。圖8是圖7在某一個方向上的側(cè)視圖(僅僅給出一個側(cè)面的結(jié)構(gòu)，其它側(cè)面的結(jié)構(gòu)均未畫出)，給出了電路板、安裝柱和紅外元件之間的位置關(guān)系。
圖7和圖8中電路板的安裝方向與圖2所示的方向相同。但同前面的安裝結(jié)構(gòu)相似，這種安裝方向不是唯一的。例如在圖7中，將電路板還可以按照圖4中所示的方向安裝電路板，即使電路板的銅箔面與顯示器的顯示面相垂直。這時可以將電路板安裝在圖7中安裝柱的下側(cè)面702所在的位置，用螺釘固定，其它要求同前面已有的方案。由于這種結(jié)構(gòu)同樣非常簡單，所以在此沒有畫圖說明。
上面的敘述給出了兩種典型的安裝結(jié)構(gòu)，即構(gòu)成觸摸屏組件的電路板的安裝方向，與顯示元件的表面或者平行，或者垂直。而事實上，只要控制紅外發(fā)射和接收管焊接引線的結(jié)構(gòu)，電路板就能以任何角度安裝，如申請?zhí)枮?0250806.0所公開的內(nèi)容。
上面介紹的各種安裝結(jié)構(gòu)非常適合于在設(shè)計生產(chǎn)觸摸顯示器新產(chǎn)品時采用，無法用于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的顯示器。因此，針對現(xiàn)有顯示器，圖9給出了一種結(jié)構(gòu)用于安裝紅外觸摸屏。由于現(xiàn)有成品顯示器內(nèi)部沒有上述的各種安裝結(jié)構(gòu)，所以可以在顯示器內(nèi)加裝一個支架901(在圖中是框形)構(gòu)成觸摸屏組件的一部分，首先用前述的某種方式，如用螺釘、沖壓的彈性卡簧、卡槽等將觸摸屏組件109安裝到這個支架上，然后再將這個支架安裝到顯示器內(nèi)部，即面罩框102和后蓋101之間。在支架901上有數(shù)個與安裝陰極射線管的安裝耳片相對應(yīng)的耳片902，該支架就通過這些耳片安裝在陰極射線管的前面，如圖中穿過安裝孔的虛線903的所示。
綜合前面的各種安裝結(jié)構(gòu)可以看到，這些實施例所解決的問題，都是在顯示器的面罩框內(nèi)部空間內(nèi)設(shè)置一定的結(jié)構(gòu)，以便于隨時在顯示器上安裝紅外觸摸組件模塊而構(gòu)成紅外觸摸顯示器，盡管這些結(jié)構(gòu)所依附的部件(面罩框或后蓋)不同。因此，這種結(jié)構(gòu)多種具體形式，上面的各種結(jié)構(gòu)僅僅是用一些典型的結(jié)構(gòu)來說明其核心內(nèi)容，在實際應(yīng)用中可以根據(jù)實際情況修改和變化。
權(quán)利要求1.一種組合結(jié)構(gòu)紅外觸摸顯示器，包含有顯示元件、又顯示器后蓋、面罩框構(gòu)成的外殼，和紅外觸摸屏組件，其特征在于所述的觸摸屏組件由安裝在電路板上的紅外發(fā)射和接收管陣列、信號處理電路、計算機接口構(gòu)成一框形結(jié)構(gòu)；該組件安裝在顯示表面周圍與顯示器外殼內(nèi)表面之間的空間內(nèi)，與顯示器之間是以可拆卸安裝的方式，安裝在顯示器的面罩框內(nèi)，或者面罩框后面的顯示器后蓋上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合結(jié)構(gòu)紅外觸摸顯示器，其特征在于觸摸屏組件是通過緊固螺釘安裝在顯示器的外殼內(nèi)部；緊固螺釘將觸摸屏組件安裝在上述面罩框的內(nèi)部，或上述顯示器后蓋與面罩框結(jié)合處的邊緣部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合結(jié)構(gòu)紅外觸摸顯示器，其特征在于觸摸屏組件是通過卡槽安裝在顯示器的外殼內(nèi)部；該卡槽由突出面罩框內(nèi)表面帶有凹槽的懸臂梁和與所述凹槽位置相對應(yīng)的電路板安裝槽構(gòu)成，兩個凹槽底部之間的距離與構(gòu)成觸摸組件模塊的電路板的寬度相適應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的組合結(jié)構(gòu)紅外觸摸顯示器，其特征在于構(gòu)成即構(gòu)成觸摸屏組件的電路板的安裝方向，與顯示元件的表面相平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的組合結(jié)構(gòu)紅外觸摸顯示器，其特征在于構(gòu)成即構(gòu)成觸摸屏組件的電路板的安裝方向，與顯示元件的表面相垂直。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合結(jié)構(gòu)紅外觸摸顯示器，其特征在于所述的紅外觸摸屏組件還包含有一個框形支架，觸摸屏的電路板與該支架之間通過螺釘或卡接方式安裝，該框形支架則通過其角部的螺釘孔，與顯示元件的緊固耳片安裝在一起。
專利摘要一種組合結(jié)構(gòu)的紅外觸摸顯示器,采用可拆卸的緊固結(jié)構(gòu),將紅外觸摸屏組件,安裝在顯示器中顯示元件顯示表面的周圍、構(gòu)成顯示器外殼的面罩框和后蓋之間的空間內(nèi)。對于現(xiàn)有的成品顯示器,本實用新型在紅外觸摸屏組件內(nèi)增加了一個框形的安裝支架,通過該支架將觸摸屏安裝在上述位置。本實用新型的優(yōu)點在于觸摸屏組件成為了顯示器的一個模塊化的選裝件,可以根據(jù)用戶的需求隨時構(gòu)成觸摸顯示器低成本的觸摸顯示器。
文檔編號G06F3/14GK2485720SQ0120225
公開日2002年4月10日 申請日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者葉新林, 劉建軍 申請人:北京匯冠科技有限公司