КОРПУСНОЙ ОБЪЕДИНИТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ТАЧСКРИНА И ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ТАЧСКРИН Российский патент 2021 года по МПК G06F3/42 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[1] Настоящее техническое решение в общем относится к области вычислительной техники, в частности к области технологии сенсорного ввода информации в компьютер, и предназначено для использования в составе устройств интерфейса человеко-машинного взаимодействия вычислительных комплексов, систем подготовки данных и автоматизированных системах управления, эксплуатируемых в жестких условиях воздействия внешней среды, в том числе на транспортных средствах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Из уровня техники известна сборка оптоэлектронной панели, раскрытая в патенте США № 4818859 «Low profile opto-device assembly with specific optoelectronic lead mount», патентообладатель: Carroll Touch Inc. (US), опубликовано: 04.04.1989. Сборка оптоэлектронной панели содержит множество электронных компонентов, имеющих выводы, оптоэлектронные компоненты содержат множество излучающих свет элементов, выровненных с массивом принимающих свет элементов, периферийную рамку, включающую присоединительную основу, и оптоэлектронные компоненты установлены на рамке, причем, излучающие свет элементы расположены на расстоянии от выровненных принимающих свет элементов, рамка является открытой между соответствующими массивами излучающих свет элементов и принимающих свет элементов, основа имеет внутреннюю периферийную грань.

[3] Одним из недостатков известного технического решения является размещение излучающих свет элементов и принимающих свет элементов на присоединительной основе с примыканием их к внутренней периферийной грани. Данное техническое решение ведет к увеличению габаритных размеров оптоэлектронной панели по ширине и высоте.

[4] Другим недостатком известного технического решения является использование корпусов излучающих свет элементов и принимающих свет элементов, размещаемых на присоединительной основе. Причем излучающие свет элементы и принимающие свет элементы размещены ниже верхней поверхности присоединительной основы.

[5] Еще одним недостатком известного технического решения является использование оптоэлектронных компонентов со штыревыми выводами, закрепляемыми в присоединительных отверстиях присоединительной основы. Данное технические решение ограничивает возможности минимизации профиля сборки оптоэлектронной панели по сравнению с использованием оптоэлектронных компонентов с SMD корпусами.

[6] Также известны оптические сенсорные экраны со съемно подключаемыми оптическими элементами, раскрытые в патенте США № 7751671 «Optical touchscreens, comprising removable connected optical members», патентообладатель: Next Holding Limited (NZ), опубликовано: 06.07.2010. Оптические сенсорные экраны содержат несущую основу с размещенными на ней корпусными компонентами для установки оптических элементов и крепежными механизмами для крепления корпусных компонентов к несущей основе.

[7] Недостатком известного технического решения является использование в составе оптического сенсорного экрана корпусных компонентов, размещаемых на несущей основе, совместно крепежными механизмами, что существенно увеличивают профиль изделия.

[8] Другим известным техническим решением является низкопрофильная сенсорная система ввода, раскрытая в патенте США № 8384693 «Low profile touch panel systems», патентообладатель: Next Holding Limited (NZ), опубликовано: 05.03.2009. Сенсорная система ввода содержит несущую основу, источник излучения, размещаемый на краю несущей основы частично ниже плоскости поверхности касания, систему оптического детектирования, размещаемую частично выше и частично ниже плоскости поверхности касания, и оптическая сборочная конструкция, расположенная на краю несущей основы над плоскостью поверхности касания.

[9] Недостатком известного технического решения является размещение источника излучения в системе оптического детектирования и оптической сборочной конструкции с торцевой стороны несущей основы, поскольку приводит к увеличению габаритных размеров сенсорной системы.

[10] Еще одним известным техническим решением является рамочный компонент для инфракрасного сенсорного экрана и инфракрасный сенсорный экран, раскрытый в патенте США № 9046964 «Frame component for infrared touch screen and infrared touch screen», патентообладатель BEIJING http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=4&p=1&f=G&l=50&d=PTXT&S1=IRTOUCH.ASNM.&OS=AN/IRTOUCH&RS=AN/IRTOUCH - h0http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO2&Sect2=HITOFF&u=%2Fnetahtml%2FPTO%2Fsearch-adv.htm&r=4&p=1&f=G&l=50&d=PTXT&S1=IRTOUCH.ASNM.&OS=AN/IRTOUCH&RS=AN/IRTOUCH - h2IRTOUCH SYSTEMS CO., LTD (CN), опубликовано: 02.05.2013. Рамочный компонент размещается на верхней поверхности печатной платы оптического сенсорного экрана, на которой с двух сторон размещены электронные элементы, содержащие массив излучателей света и массив приемников света. Данная сборочная конструкция размещается внутри корпуса, монтируемого с торцевой стороны несущей основы сенсорного экрана, в качестве которой используется пластина стекла.

[11] Недостатком данного технического решения является ограниченные возможности при решении задачи минимизации профиля сенсорного экрана, вызванные использованием корпуса устройства как самостоятельной единицы его конструкции.

[12] Другим недостатком данного технического решения является невозможность реализации оптоэлектронного сенсорного экрана без несущей основы.

Предпосылки к созданию изобретения

[13] Одной из наиболее важных характеристик тачскринов является уровень их интегрирования в конечные изделия, такие как дисплейные устройства, определяемые как устройства человеко-машинного взаимодействия. Уровень интегрирования тачскрина, определяемый его общими габаритными характеристиками и прежде всего величиной его профиля, влияет на прозрачность интерфейса взаимодействия пользователя с компьютером, другими словами естественность его взаимодействия, и соответственно на эффективность функционирования системы человек-компьютер в целом. Величина общего профиля типового оптоэлектронного тачскрина складывается из следующих составляющих. Во-первых, величина профиля печатной платы с размещенными на ней электронными элементами. Во-вторых, величина профиля верхней и нижней стенок корпуса, который имеет конечное значение по причине обеспечения ими механической прочности и линейности формы корпуса тачскрина. В-третьих, величина профиля зазора между печатной платой с размещенными на ее поверхности электронными элементами и внутренними поверхностями верхней и нижней стенок корпуса. Величина профиля типового оптоэлектронного тачскрина составляет 6,8 мм и более, что существенно превышающий профиль тачскринов, выполненных по альтернативным технологиям: емкостной, резистивной и акустической.

[14] Одной из дополнительных критичных характеристик оптоэлектронного тачскрина является профиль окна приема инфракрасных лучей света принимающими свет элементами от излучающих свет элементов, характеризующий поток внешней освещенности на принимающие свет элементы и соответственно помехозащищенность тачскрина. Другой дополнительной критичной характеристикой оптоэлектронного тачскрина является профиль окна передачи инфракрасных лучей света от излучающих свет элементов на принимающие свет элементы, характеризующий поток инфракрасного излучения от излучающих свет элементов вовне тачскрина и соответственно безопасность тачскрина для пользователя и его окружения.

[15] Еще одной дополнительной критичной характеристикой для оптоэлектронного тачскрина, прежде всего для носимых устройств, по которой он уступает тачскринам, выполненным по другим сенсорным технологиям: емкостной, резистивной и акустической, является вес тачскрина.

[16] В этой связи является очевидной актуальность использования в конструкции оптоэлектронного тачскрина технических решений, позволяющих уменьшить его габаритно-весовые характеристики и габаритные характеристики его критически значимых элементов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[17] Данное техническое решение направлено на устранение ограничений, свойственных решениям, известным из уровня техники.

[18] Технический результат - снижение габаритно-весовых характеристик корпусного объединительного компонента и тачскрина, в котором он используется, и снижение габаритных характеристик критически значимых элементов тачскрина.

[19] Указанный технический результат достигается благодаря осуществлению корпусного объединительного компонента для оптоэлектронного тачскрина, который содержит:

- внешнюю корпусную рамку, внешняя боковая поверхность которой является внешней боковой поверхностью корпусного объединительного компонента;

- внутреннюю корпусную рамку, размещенную внутри внешней корпусной рамки, и внутренняя боковая поверхность которой является внутренней боковой поверхностью корпусного объединительного компонента; и

- множество опорных элементов, размещенных упорядоченно между внутренней корпусной рамкой и внешней корпусной рамкой; причем

- корпусной объединительный компонент выполнен с возможностью интегрирования печатной платы со множеством электронных элементов, содержащих по меньшей мере массив излучающих свет элементов и массив принимающих свет элементов и размещенных на верхней поверхности печатной платы, с обеспечением плоскостного контакта с областью верхней поверхности печатной платы, свободной от электронных элементов, причем нижняя поверхность внешней корпусной рамки и нижняя поверхность внутренней корпусной рамки являются по меньшей мере частью нижней поверхности корпусного объединительного компонента.

[20] В некоторых вариантах осуществления технического решения корпусной объединительный компонент выполнен с возможностью интегрирования печатной платы со множеством электронных элементов на основе рельефа верхней поверхности печатной платы.

[21] В некоторых вариантах осуществления технического решения корпусной объединительный компонент содержит паз заглубления, размещенный на его верхней поверхности и перекрывающий по меньшей мере опорные элементы, для интегрирования печатной платы в корпусной объединительный компонент.

[22] В некоторых вариантах осуществления технического решения опорные элементы сопряжены с внутренней корпусной рамкой и внешней корпусной рамкой с обеспечением массива сот заглубления для интегрирования электронных элементов, содержащих по меньшей мере излучающие свет элементы и принимающие свет элементы.

[23] В некоторых вариантах осуществления технического решения опорные элементы сопряжены с внутренней корпусной рамкой с обеспечением каждой отдельной парой смежных опорных элементов криволинейной поверхности, имеющей радиус кривизны в плоскости корпусного объединительного компонента.

[24] В некоторых вариантах осуществления технического решения криволинейная поверхность является рассеивающей линзой.

[25] В некоторых вариантах осуществления технического решения криволинейная поверхность является собирающей линзой.

[26] В некоторых вариантах осуществления технического решения внутренняя корпусная рамка выполнена из материала, пропускающего инфракрасный свет.

[27] В некоторых вариантах осуществления технического решения корпусной объединительный компонент является интегрально сформированным.

[28] В некоторых вариантах осуществления технического решения корпусной объединительный компонент является интегрально сформированным с использованием литьевой технологии.

[29] Также указанный технический результат достигается благодаря осуществлению оптоэлектронного тачскрина, который содержит:

- корпусной объединительный компонент, содержащий:

- внешнюю корпусную рамку, внешняя боковая поверхность которой является по меньшей мере частью внешней боковой поверхности тачскрина;

- внутреннюю корпусную рамку, размещенную внутри внешней корпусной рамки;

- массив опорных элементов, размещенных упорядоченно между внутренней корпусной рамкой и внешней корпусной рамкой;

- печатную плату, на верхней поверхности которой размещено множество электронных элементов, содержащих, по меньшей мере, массив излучающих свет элементов и массив принимающих свет элементов; и

- печатная плата интегрирована в корпусной объединительный компонент на основе рельефа верхней поверхности печатной платы, с обеспечением плоскостного контакта с областью верхней поверхности печатной платы, свободной от электронных элементов, причем, нижняя поверхность печатной платы является частью лицевой поверхности тачскрина.

В некоторых вариантах осуществления технического решения нижняя поверхность печатной платы имеет защитное покрытие, выбираемое из группы, включающей защитное покрытие от внешних помех и шумов, защитное покрытие от механических воздействий, защитное покрытие от воздействий факторов окружающей среды и любой подходящей комбинации перечисленных выше защитных покрытий.

[30] В некоторых вариантах осуществления технического решения нижняя поверхность печатной платы имеет защитное покрытие, выбираемое из группы, включающей защитное покрытие от механических воздействий, защитное покрытие от воздействий факторов окружающей среды, защитное покрытие от внешних помех и шумов и любой подходящей комбинации перечисленных выше защитных покрытий.

[31] В некоторых вариантах осуществления технического решения защитное покрытие выполнено с нахлестом на по меньшей мере часть верхней поверхности внутренней корпусной рамки.

[32] В некоторых вариантах осуществления технического решения защитное покрытие выполнено с нахлестом на по меньшей мере часть верхней поверхности внешней корпусной рамки.

[33] В некоторых вариантах осуществления технического решения оптоэлектронный тачскрин дополнительно содержит панель касания, интегрированную с корпусным объединительным компонентом с обеспечением плоскостного контакта части панели касания с по меньшей мере частью нижней поверхности корпусного объединительного компонента, и нижняя поверхность панели касания является по меньшей мере частью оборотной поверхности тачскрина.

[34] В некоторых вариантах осуществления технического решения панель касания является пропускающей свет пластиной.

[35] В некоторых вариантах осуществления технического решения панель касания является пластиной стекла.

[36] В некоторых вариантах осуществления технического решения панель касания является пластиной акрилового стекла.

[37] В некоторых вариантах осуществления технического решения печатная плата фиксирована на корпусном объединительном компоненте с использованием клеевой технологии.

[38] В некоторых вариантах осуществления технического решения панель касания фиксирована на корпусном объединительном компоненте с использованием клеевой технологии.

[39] В некоторых вариантах осуществления технического решения панель касания фиксирована на корпусном объединительном компоненте на основе литьевой технологии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[40] Описание технического решения приводится со ссылками на фигуры, приведенные ниже. В соответствии с общепринятой практикой, различные детали графических изображений выполнены не в едином масштабе. Размеры различных элементов графических изображений являются произвольно увеличенными или уменьшенным, конфигурация упрощена для лучшего восприятия и понимания сущности раскрываемого технического решения. На фигурах приведены следующие графические иллюстрации:

[41] Фиг.1 – общий вид печатной платы оптоэлектронного тачскрина;

[42] Фиг.2 – фрагмент общего вида печатной платы оптоэлектронного тачскрина;

[43] Фиг.3 – общий вид корпусного объединительного компонента, выполненного в соответствии с раскрываемым техническим решением;

[44] Фиг.4a – фрагмент общего вида корпусного объединительного компонента в соответствии с первым вариантом размещения паза заглубления;

[45] Фиг.4b – фрагмент общего вида корпусного объединительного компонента в соответствии со вторым вариантом размещения паза заглубления;

[46] Фиг.5 – компоновочная схема оптоэлектронного тачскрина в соответствии с первым вариантом его осуществления;

[47] Фиг.6 – сечение по оси излучающего свет элемента и принимающего свет элемента для первого варианта осуществления оптоэлектронного тачскрина;

[48] Фиг.7 – оптоэлектронный тачскрин в сборе в соответствии с первым вариантом его осуществления;

[49] Фиг.8 – компоновочная схема оптоэлектронного тачскрина в соответствии со вторым вариантом его осуществления;

[50] Фиг.9 – сечение по оси излучающего свет элемента и принимающего свет элемента для второго варианта осуществления оптоэлектронного тачскрина;

[51] Фиг.10 – оптоэлектронный тачскрин в сборе в соответствии со вторым вариантом его осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ

[52] Ниже приведены понятия и определения, необходимые для подробного раскрытия осуществляемого технического решения.

[53] SMD компоненты (англ. surface mounted device) - компоненты электронной схемы, устанавливаемые на печатную плату с использованием технологии монтажа на поверхность.

[54] HID устройство (англ. Human Interface Device) - устройство взаимодействия человека с компьютером, устройство ввода.

[55] Настоящее техническое решение раскрывается на примере трех вариантов осуществления технического решения: интегрально сформированного корпусного объединительного компонента, выполняющего функцию интегрирования составных частей конструкции оптоэлектронного тачскрина и двух вариантов осуществления оптоэлектронного тачскрина, использующего данный корпусной объединительный компонент.

[56] На Фиг.1 приведен общий вид печатной платы 100 оптоэлектронного тачскрина с электронными элементами, имеющей форму прямоугольной рамки, внутренняя область которой является областью 101 детектирования объекта, такого, как указатель. Электронные элементы печатной платы содержат, по меньшей мере, массив излучающих свет элементов 102, таких, как инфракрасные светодиоды, и массив принимающих свет элементов 103, таких, как фототранзисторы, которые размещены на ее верхней поверхности. Причем, массив излучающих свет элементов 102 размещен равномерно на верхней поверхности двух смежных сторон печатной платы. Соответственно, массив принимающих свет элементов 103 размещен равномерно на верхней поверхности двух других смежных сторон печатной платы 100. Каждый излучающий свет элемент выровнен с каждым противостоящим принимающим свет элементом по оси для обеспечения формирования ортогональной сетки инфракрасных лучей света, развертываемой циклически во времени. Соответственно, каждый излучающий свет элемент излучает инфракрасный луч света и выровненный с ним принимающий свет элемент принимает инфракрасный луч света. Соответственно детектирование присутствия объекта в области 101 детектирования основано на детектировании блокируемых объектом инфракрасных лучей света.

[57] На Фиг.2 представлен фрагмент общего вида печатной платы 100 оптоэлектронного тачскрина с размещенными на ее верхней поверхности излучающими свет элементами 102 и принимающими свет элементами 103, образующими рельеф ее верхней поверхности, применительно к варианту SMD исполнения названных электронных элементов.

[58] На Фиг.3 представлен общий вид интегрально сформированного корпусного объединительного компонента 104, другими словами первый вариант осуществления технического решения. Корпусной объединительный компонент 104 содержит внутреннюю корпусную рамку 105, внешнюю корпусную рамку 106 и массив опорных элементов 107, размещенных упорядоченно между внутренней корпусной рамкой 105 и внешней корпусной рамкой 106.

[59] Внутренняя боковая поверхность 108 внутренней корпусной рамки 105 является внутренней боковой поверхностью корпусного объединительного компонента 104 и внутренняя корпусная рамка 105 выполнена из материала, пропускающего инфракрасный свет. Соответственно внешняя боковая поверхность 109 внешней корпусной рамки 106 является внешней боковой поверхностью корпусного объединительного компонента 104.

[60] Корпусной объединительный компонент 104 содержит паз 110 заглубления, размещенный на верхней поверхности, для интегрирования печатной платы 100 путем ее заглубления. Опорные элементы 107 сопряжены с внутренней корпусной рамкой 105 и внешней корпусной рамкой 106 с образованием массива сот 111 заглубления для заглубления излучающих свет элементов 102 и принимающих свет элементов 103, размещенных на верхней поверхности печатной платы 104.

[61] На Фиг.4а и Фиг.4b представлены фрагменты общего вида корпусного объединительного компонента 104 для двух вариантов интегрирования печатной платы 100 в корпусной объединительный компонент 104.

[62] Фиг.4a иллюстрирует корпусной объединительный компонент 104 с пазом 110 заглубления, перекрывающим опорные элементы 109, размещенные между внутренней корпусной рамкой 105 и внешней корпусной рамкой 106. В результате чего, основание паза 110 заглубления, образуемое опорными элементами 107, обеспечивает плоскостной контакт корпусного объединительного компонента 104 и плоскостной части печатной платы 100, свободной от электронных элементов. Фиг.4a также иллюстрирует вариант сопряжения смежных опорных элементов 107 с внутренней корпусной рамкой 105 и внешней корпусной рамкой с образованием массива сот 111 заглубления. Сопряжение каждой пары смежных опорных элементов 107 с внутренней корпусной рамкой выполнено с образованием криволинейной поверхности, обращенной к внутренней корпусной рамке 105 и имеющей радиус кривизны в плоскости корпусного объединительного компонента 104. Данная криволинейная поверхность выполняет функцию рассеивающей линзы для излучающего свет элемента и функцию собирающей линзы, обеспечивающей более интенсивный поток света, поступающий на принимающий свет элемент.

[63] Фиг.4b иллюстрирует корпусной объединительный компонент 104, характеризующийся пазом 110 заглубления, который дополнительно частично перекрывает внутреннюю корпусную рамку 105 и внешнюю корпусную рамку 106. В соответствии с чем, плоскостной контакт печатной платы 100 с корпусным объединительным компонентом 104 обеспечивает основание паза 110, образуемое опорными элементам 107, частично поверхностью заглубленной части внутренней корпусной рамки 105 и частично поверхностью заглубленной части внешней корпусной рамки 106.

[64] На Фиг.5 приведена компоновочная схема первого варианта осуществления оптоэлектронного тачскрина, использующего корпусной объединительный компонент 104. Тачскрин содержит печатную плату 100 с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами, включающими излучающие свет элементы 102 и принимающие свет элементы 103, корпусной объединительный компонент 104 и защитное покрытие 115.

[65] Верхняя поверхность печатной платы 100 обращена к корпусному объединительному компоненту 104. Внутренняя боковая поверхность 108 корпусного объединительного компонента 104 является внутренней боковой поверхностью тачскрина и внешняя боковая поверхность 109 корпусного объединительного компонента 104 является внешней боковой поверхностью тачскрина. Нижняя поверхность 112 печатной платы 100, незаглубленная часть верхней поверхности 113 внутренней корпусной рамки 105 и незаглубленная часть верхней поверхности 114 внешней корпусной рамки образуют лицевую поверхность тачскрина. Другими словами, печатная плата 104 используется в качестве элемента корпуса тачскрина. Причем, лицевая поверхность тачскрина имеет защитное покрытие 115, перекрывающее, по меньшей мере, нижнюю поверхность печатной платы 100. Соответственно нижняя поверхность корпусного объединительного компонента 104, образуемая нижней поверхностью внутренней корпусной рамки 105, нижней поверхностью внешней корпусной рамки и нижними поверхностями опорных элементов 107, образуют оборотную поверхность тачскрина.

[66] На Фиг.6 представлено сечение оптоэлектронного тачскрина, выполненного в соответствии с первым вариантом его осуществления. Сечение выполнено по оси, проходящей через один из излучающих свет элементов 102 и выровненный с ним противостоящий один из принимающих свет элементов 103 и иллюстрирует структуру профиля сенсорного устройства. В соответствии с Фиг.6, профиль тачскрина определяется профилем корпусного объединительного компонента 104 и профилем защитного покрытия 115, нанесенного на лицевую поверхность тачскрина. При этом профиль корпусного объединительного компонента 104 складывается из профиля собственно печатной платы 100 и профиля размещенных на ее верхней поверхности электронных элементов 102 и 103. Крепление печатной платы 100 к корпусному объединительному компоненту 104 может быть выполнено с использованием клеевой технологии.

[67] В качестве защитного покрытия 115 могут быть использованы следующие материалы: акрилаты, силиконы, полиуретаны и покрытия на водной основе, которые обеспечивают надежность печатных плат, увеличивают их срок службы посредством формирования защитного слоя, который изолирует и защищает платы от воздействия влаги, химических и прочих загрязнений, повышает термо- и электроустойчивость.

[68] В соответствии с Фиг.6, защитное покрытие 115 выполнено с частичным нахлестом на незаглубленную часть верхней поверхности внутренней корпусной рамки 105 и частичным нахлестом на незаглубленную часть верхней поверхности внешней корпусной рамки 106. Данное техническое решение позволяет дополнительно обеспечить защиту верхней поверхности печатной платы и размещенных на ней электронных элементов от воздействия Факторов внешней среды.

[69] Также Фиг.6 иллюстрирует профиль окна 116 передачи инфракрасных лучей света от излучающих свет элементов 102 на противоположные принимающие свет элементы 103 и профиль окна 117 приема инфракрасных лучей света принимающими свет элементами 103 от противостоящих излучающих свет элементов 102. Использование печатной платы 100 в качестве элемента корпуса оптоэлектронного тачскрина, закрывающего с его лицевой стороны излучающие свет элементы 102 и принимающие свет элементы 103 позволяет минимизировать профиль окна 116 передачи и профиль окна 117 приема. Является очевидным, что профиль окна 116 передачи и профиль окна 117 приема определяются, по существу, величиной профиля соответственно принимающего свет элемента и излучающего свет элемента, другими словами минимально возможный профиль.

[70] На Фиг.7 представлен оптоэлектронный тачскрин в сборе, выполненный в соответствии со вторым вариантом его осуществления. Тачскрин включает печатную плату 100 с электронными элементами, корпусной объединительный компонент 104 и защитное покрытие 115 (на Фиг.7 не показан). Тачскрин характеризуется минимальным профилем и может использоваться при установке в конечные HID устройства, такие, как дисплейные панели или видеомониторы, в которых сенсорная функция отсутствует.

[71] На Фиг.8 приведена компоновочная схема оптоэлектронного тачскрина, выполненного в соответствии со вторым вариантом его осуществления. Тачскрин содержит корпусной объединительный компонент 104, печатную плату 100 с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами, защитное покрытие 115 и панель 118 касания. Печатная плата 100 с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами интегрирована в корпусной объединительный компонент 104 аналогично тому, как это было показано выше. Панель 118 касания присоединена к корпусному объединительному компоненту 104 с его нижней стороны с обеспечением плоскостного контакта, по меньшей мере, части нижней поверхности корпусного объединительного компонента 104 и части верхней поверхности панели 118 касания. В качестве панели 118 касания, как правило, используют пластину из листового пропускающего видимый свет материала, например, стекла или акрилового стекла.

[72] На Фиг.9 представлено сечение оптоэлектронного тачскрина, выполненного в соответствии со вторым вариантом его осуществления. Тачскрин включает печатную плату 100 с электронными элементами, корпусной объединительный компонент 104, защитное покрытие 115 и панель 118 касания. Согласно Фиг.9, профиль тачскрина складывается из профиля корпусного объединительного компонента 104, профиля защитного покрытия 115 нижней поверхности печатной платы 100, интегрированной в корпусной объединительный компонент 104, и профиля панели 118 касания. Является очевидным, что, как и для рассмотренного выше первого варианта осуществления оптоэлектронного тачскрина, профиль окна 116 передачи и профиль окна 117 приема ИК излучения характеризуются величиной профиля соответственно излучающего свет элемента и принимающего свет элемента.

[73] В соответствии с Фиг.9, внешняя боковая поверхность корпусного объединительного компонента 104 является внешней боковой поверхностью тачскрина. Нижняя поверхность печатной платы 100, незаглубленная часть 112 верхней поверхности внутренней корпусной рамки 105 и незаглубленная часть 113 верхней поверхности внешней корпусной рамки 106 с нанесенным на них защитным покрытием 115 являются частью лицевой поверхности тачскрина. Нижняя поверхность панели 118 касания является частью оборотной поверхности тачскрина. Другой частью оборотной стороны тачскрина является часть нижней поверхности внешней корпусной рамки 106 корпусного объединительного компонента 104.

[74] На Фиг.10 представлен общий вид оптоэлектронного тачскрина в сборе, выполненный в соответствии со вторым вариантом его осуществления (защитное покрытие не показано).

[75] Отличительной особенностью данного варианта осуществления оптоэлектронного тачскрина, от рассмотренного выше, является наличие в нем панели 118 касания. Панель 118 касания контактирует с, по меньшей мере, частью нижней поверхности корпусного объединительного компонента 104 способом плоскостного контакта и обеспечивает необходимую линейность печатной платы 100 и жесткость всей конструкции в целом. Использование в составе оптоэлектронного тачскрина панели касания 118 снижает требования по жесткости, предъявляемые непосредственно к корпусному объединительному компоненту 104. Корпусной объединительный компонент 104 и панель 118 касания могут быть скреплены друг с другом с использованием клея. В другом варианте осуществления технического решения корпусной объединительный компонент 104 и панель касания могут быть интегрированы путем формирования корпусного объединительного компонента 104 на поверхности панели 118 касания с использованием технологии литья пластмасс под давлением.

[76] Использование корпусного объединительного компонента 104, выполненного в соответствии с рассматриваемым техническим решением, позволяет уменьшить толщину оптоэлектронного тачскрина, с учетом профиля панели 118 касания в 2 мм, по существу до величины 3 мм.

[77] Выполнение корпусного объединительного компонента с возможностью интегрирования в него печатной платы с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами путем заглубления печатной платы в паз заглубления, заглубления электронных элементов в соты заглубления и использование печатной платы в качестве элемента корпуса тачскрина, в котором он используется, снижает профиль корпусного объединительного компонента и его вес.

[78] Сокращение общего числа конструктивных компонентов тачскрина и интегрирование в корпусной объединительный компонент печатной платы с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами путем заглубления печатной платы в паз заглубления и заглубления электронных элементов в соты заглубления и использование печатной платы в качестве элемента корпуса снижают профиль тачскрина и его вес.

[79] Сокращение общего числа конструктивных компонентов тачскрина и выполнение корпусного объединительного компонента тачскрина с возможностью интегрирования в него печатной платы с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами путем заглубления печатной платы в паз заглубления и заглубления электронных элементов в соты заглубления и использование печатной платы в качестве элемента корпуса тачскрина снижают профиль критического элемента тачскрина - окна приема инфракрасных лучей света принимающими свет элементами от противостоящих излучающих свет элементов, тем самым снижая поток внешней засветки на принимающие свет элементы и повышая помехозащищенность тачскрина.

[80] Сокращение общего числа конструктивных компонентов тачскрина и выполнение корпусного объединительного компонента тачскрина с возможностью интегрирования в него печатной платы с размещенными на ее верхней поверхности электронными элементами путем заглубления печатной платы в паз заглубления и заглубления электронных элементов в соты заглубления и использование печатной платы в качестве элемента корпуса тачскрина снижают профиль критического элемента тачскрина - окна передачи инфракрасных лучей света излучающими свет элементами на противоположные принимающие свет элементы, тем самым снижая поток инфракрасного света вовне тачскрина и повышая его безопасность для пользователя.

[81] Следует понимать, что настоящее техническое решение не ограничивается приведенными выше вариантами его осуществления и допускает различные модификации и изменения без отступления от его заявленного объема. По этой причине рассматриваемое техническое решение должно толковаться расширительно. Другими словами, возможны различные модификации и альтернативные варианты осуществления технического решения без отклонения от сущности и объема изобретения, определяемого формулой изобретения.

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к области технологии сенсорного ввода информации в компьютер, и предназначено для использования в составе устройств интерфейса человеко-машинного взаимодействия вычислительных комплексов. Техническим результатом является снижение габаритно-весовых характеристик корпусного объединительного компонента и тачскрина, в котором он используется, и снижение габаритных характеристик критически значимых элементов тачскрина. Технический результат заявляемого технического решения достигается тем, что корпусной объединительный компонент для оптоэлектронного тачскрина содержит внешнюю и внутреннюю корпусную рамку, при этом он выполнен с возможностью интегрирования печатной платы со множеством электронных элементов, содержащих массив излучающих свет элементов и массив принимающих свет элементов, размещенных на верхней поверхности печатной платы, с обеспечением плоскостного контакта с областью верхней поверхности печатной платы, свободной от электронных элементов, причем нижняя поверхность внешней корпусной рамки и нижняя поверхность внутренней корпусной рамки являются частью нижней поверхности корпусного объединительного компонента. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Корпусной объединительный компонент для оптоэлектронного тачскрина, содержащий:

- внешнюю корпусную рамку, внешняя боковая поверхность которой является внешней боковой поверхностью корпусного объединительного компонента;

- внутреннюю корпусную рамку, размещенную внутри внешней корпусной рамки, и внутренняя боковая поверхность которой является внутренней боковой поверхностью корпусного объединительного компонента; и

- массив опорных элементов, размещенных упорядоченно между внутренней корпусной рамкой и внешней корпусной рамкой; причем

- корпусной объединительный компонент выполнен с возможностью интегрирования печатной платы со множеством электронных элементов, содержащих по меньшей мере массив излучающих свет элементов и массив принимающих свет элементов и размещенных на верхней поверхности печатной платы, с обеспечением плоскостного контакта с областью верхней поверхности печатной платы, свободной от электронных элементов, причем нижняя поверхность внешней корпусной рамки и нижняя поверхность внутренней корпусной рамки являются по меньшей мере частью нижней поверхности корпусного объединительного компонента.

2. Корпусной объединительный компонент по п.1, в котором дополнительно:

- корпусной объединительный компонент выполнен с возможностью интегрирования печатной платы со множеством электронных элементов на основе рельефа верхней поверхности печатной платы.

3. Корпусной объединительный компонент по п.1, в котором дополнительно:

- корпусной объединительный компонент содержит паз заглубления, размещенный на его верхней поверхности и перекрывающий по меньшей мере опорные элементы, для интегрирования печатной платы в корпусной объединительный компонент.

4. Корпусной объединительный компонент по п.1, в котором:

- опорные элементы сопряжены с внутренней корпусной рамкой и внешней корпусной рамкой с обеспечением массива сот заглубления для интегрирования электронных элементов, содержащих по меньшей мере излучающие свет элементы и принимающие свет элементы.

5. Корпусной объединительный компонент по п.1, в котором

- опорные элементы сопряжены с внутренней корпусной рамкой с обеспечением каждой отдельной парой смежных опорных элементов криволинейной поверхности, имеющей радиус кривизны в плоскости корпусного объединительного компонента.

6. Корпусной объединительный компонент по п.5, в котором

- криволинейная поверхность является рассеивающей линзой.

7. Корпусной объединительный компонент по п.5, в котором

- криволинейная поверхность является собирающей линзой.

8. Корпусной объединительный компонент по п.1, в котором:

- внутренняя корпусная рамка выполнена из материала, пропускающего инфракрасный свет.

9. Корпусной объединительный компонент по п.1, в котором:

- корпусной объединительный компонент является интегрально сформированным.

10. Корпусной объединительный компонент по п.9, в котором:

- корпусной объединительный компонент является интегрально сформированным с использованием литьевой технологии.

11. Оптоэлектронный тачскрин, содержащий:

- корпусной объединительный компонент, содержащий:

- внешнюю корпусную рамку, внешняя боковая поверхность которой является по меньшей мере частью внешней боковой поверхности тачскрина;

- внутреннюю корпусную рамку, размещенную внутри внешней корпусной рамки;

- массив опорных элементов, размещенных упорядоченно между внутренней корпусной рамкой и внешней корпусной рамкой;

- печатную плату, на верхней поверхности которой размещено множество электронных элементов, содержащих, по меньшей мере, массив излучающих свет элементов и массив принимающих свет элементов; и

- печатная плата интегрирована в корпусной объединительный компонент на основе рельефа верхней поверхности печатной платы, с обеспечением плоскостного контакта с областью верхней поверхности печатной платы, свободной от электронных элементов, причем нижняя поверхность печатной платы является частью лицевой поверхности тачскрина.

12. Оптоэлектронный тачскрин по п.11, в котором:

- нижняя поверхность печатной платы имеет защитное покрытие, выбираемое из группы, включающей защитное покрытие от механических воздействий, защитное покрытие от воздействий факторов окружающей среды, защитное покрытие от внешних помех и шумов и любой подходящей комбинации перечисленных выше защитных покрытий.

13. Оптоэлектронный тачскрин по п.11, в котором:

- защитное покрытие выполнено с нахлестом на по меньшей мере часть верхней поверхности внутренней корпусной рамки.

14. Оптоэлектронный тачскрин по п.11, в котором:

- защитное покрытие выполнено с нахлестом на по меньшей мере часть верхней поверхности внешней корпусной рамки.

15. Оптоэлектронный тачскрин по п.11, содержащий дополнительно:

- панель касания, интегрированную с корпусным объединительным компонентом с обеспечением плоскостного контакта части панели касания с по меньшей мере частью нижней поверхности корпусного объединительного компонента, и нижняя поверхность панели касания является по меньшей мере частью оборотной поверхности тачскрина.

16. Оптоэлектронный тачскрин по п.15, в котором:

- панель касания является пропускающей свет пластиной.

17. Оптоэлектронный тачскрин по п.16, в котором:

- панель касания является пластиной стекла.

18. Оптоэлектронный тачскрин по п.17, в котором:

- панель касания является пластиной акрилового стекла.

19. Оптоэлектронный тачскрин по п.11, в котором:

- печатная плата фиксирована на корпусном объединительном компоненте с использованием клеевой технологии.

20. Оптоэлектронный тачскрин по п.15, в котором:

- панель касания фиксирована на корпусном объединительном компоненте с использованием клеевой технологии.

21. Оптоэлектронный тачскрин по п.15, в котором:

- панель касания фиксирована на корпусном объединительном компоненте на основе литьевой технологии.