專(zhuān)利名稱(chēng)：基于反射回波的表面聲波觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聲波觸摸定位傳感系統(tǒng)，尤其涉及一種基于反射回波的表面聲波觸摸屏。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)人機(jī)交互技術(shù)設(shè)備的需求越來(lái)越大，觸摸屏作為典型的人機(jī)交互設(shè)備，需求日益擴(kuò)大。常見(jiàn)的觸摸屏有電阻屏、電容屏、紅外屏、聲波觸摸屏等，而聲波觸摸屏具有穩(wěn)定、透光率高，抗刮擦等突出優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。普通聲波屏由發(fā)射/接收換能器成對(duì)構(gòu)成，聲波信號(hào)從發(fā)射換能器發(fā)射后，由反射條紋反射、匯聚后由接收換能器接收，有用聲波傳播路徑為單方向。為了定位觸摸體的平面位置坐標(biāo)，通常反射條紋、換能器布置成如圖1所示。由于換能器分布于屏體的不同位置，且數(shù)量較多，連線多，給連接電纜的走線帶來(lái)不便，影響產(chǎn)品加工制作和調(diào)試，不便于包裝及集成應(yīng)用。另一方面，換能器在屏體上會(huì)占用一定位置，給屏體尺寸的精簡(jiǎn)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化帶來(lái)困難，尤其是在和其他設(shè)備集成方面，對(duì)安裝結(jié)構(gòu)要求過(guò)多，很大程度上制約了聲波觸摸屏應(yīng)用，。目前，基于圖1的基本工作方式，在屏體結(jié)構(gòu)、條紋布局、工作方式等方面有許多改進(jìn)，在減少換能器方面，發(fā)射換能器同時(shí)兼作接收換能器是比較普遍的思路，如何有效控制掃描信號(hào)在屏體上的分布，實(shí)現(xiàn)收發(fā)換能器共用成了主要問(wèn)題。有文獻(xiàn)提出用屏體的邊緣代替部分反射條紋，但是屏體的加工精度、尺寸精度、形位精度難于控制，造成利用邊緣反射聲波的可控性差，技術(shù)還不成熟。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有觸摸屏存在的上述問(wèn)題，提供一種基于反射回波的表面聲波觸摸屏，本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整條紋的布局，形成反射回波，從而能采用同一換能器發(fā)射和接收信號(hào)，克服了獨(dú)立的發(fā)射、接收換能器存在的特性不一致的問(wèn)題，減少傳感器數(shù)量和連接電纜。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下—種基于反射回波的表面聲波觸摸屏，包括觸摸屏體、換能器和條紋陣列，其特征在于至少有一個(gè)條紋陣列中的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，且該條紋陣列中的條紋為一根或多根，為多根時(shí)條紋相互平行。所述第一條紋陣列和第二條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第三條紋和第四條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋陣列和第三條紋陣列與表面聲波的傳播方向垂直，換能器為兩個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上。所述第一條紋陣列的條紋和第四條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向成45度角，第二條紋陣列和第三條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋和第三條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，換能器為兩個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上。本實(shí)用新型還包括過(guò)渡條紋陣列，第一條紋陣列的條紋和第四條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向成45度角，第二條紋陣列和第三條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋和第三條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，過(guò)渡條紋陣列設(shè)置在第三條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上，換能器為一個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上。所述與表面聲波的傳播方向垂直的條紋陣列為一個(gè)，換能器為三個(gè)，分別設(shè)置在與該條紋陣列相對(duì)的屏體角上。所述條紋的橫截面為矩形，條紋按相同間距且均勻排列形成條紋陣列。所述條紋為橫截面呈矩形的單一條紋。所述條紋為反射體，通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上。所述條紋設(shè)置在殼體上，殼體通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上。采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于一、本實(shí)用新型中，至少有一個(gè)條紋陣列內(nèi)的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，通過(guò)此條紋設(shè)置方式，就可以采用同一換能器發(fā)射接收信號(hào)，既減少傳感器數(shù)量和連接電纜， 便于調(diào)試安裝、調(diào)試；又克服了獨(dú)立的發(fā)射、接收換能器存在的特性不一致的問(wèn)題。二、本實(shí)用新型中，采用垂直反射條紋，條紋的間距及分布單一，簡(jiǎn)化了條紋設(shè)計(jì)、 加工難度。三、采用本實(shí)用新型后，形成垂直反射條紋的方式更加靈活，可以是鍍膜、印刷、精密加工或粘接等方式制作。四、與普通聲波屏反射條紋相比，本實(shí)用新型局部垂直反射條紋的損傷、缺陷不會(huì)影響其他部分的工作，甚至經(jīng)過(guò)精密加工的觸摸屏框體可以直接與垂直條紋接觸，可以承力、可以粘接，便于設(shè)計(jì)防護(hù)結(jié)構(gòu)(防塵、防水)。五、本實(shí)用新型中，換能器為一個(gè)，過(guò)渡條紋陣列設(shè)置在第三條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上，過(guò)渡條紋陣列使聲波的傳播方向轉(zhuǎn)向(通常轉(zhuǎn)向90度角，但不限于90度)，沿相鄰條紋陣列排列方向傳播，采用此方式的優(yōu)點(diǎn)在于可以將換能器減少到一個(gè)的條件下，仍然可以確定觸摸位置的平面坐標(biāo)。六、本實(shí)用新型中，換能器為二個(gè)，分別設(shè)置在第一條紋和第四條紋相鄰處的屏體角上，采用此方式的優(yōu)點(diǎn)在于比普通表面聲波觸摸屏少一半的換能器，且換能器位置集中， 便于連線。七、本實(shí)用新型中，條紋的橫截面為矩形，條紋按相同間距且均勻排列形成條紋陣列，采用此方式的優(yōu)點(diǎn)在于多條條紋具有平均效應(yīng)，降低單條條紋質(zhì)量對(duì)信號(hào)的影響程度， 從而降低加工工藝難度。八、本實(shí)用新型中，條紋為橫截面呈矩形的單一條紋，采用此方式的優(yōu)點(diǎn)在于控制條紋寬度，可以控制條紋對(duì)表面聲波的反射程度。九、本實(shí)用新型中，條紋為反射體，通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上，采用此方式的優(yōu)點(diǎn)在于反射體可以單獨(dú)加工成型，便于合理利用加工資源，委外加工，便于批量生產(chǎn)。[0026]十、本實(shí)用新型中，條紋可以設(shè)置在殼體上或作為殼體的一部分，殼體通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上，采用此方式的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)觸摸屏用于系統(tǒng)整機(jī)集成設(shè)計(jì)時(shí)，觸摸屏與整機(jī)成為一體，共用部分空間，減少屏體占用較多的結(jié)構(gòu)空間。

圖1為現(xiàn)有表面聲波觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖圖4 a為本實(shí)用新型條紋陣列的實(shí)例之一的示意圖圖4b為本實(shí)用新型條紋陣列的實(shí)例之二的示意圖圖4 c為本實(shí)用新型條紋陣列的實(shí)例之三的示意圖圖4 d為本實(shí)用新型條紋陣列的實(shí)例之四的示意圖圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例4結(jié)構(gòu)示意圖圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例5結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)記為1、2、3、4和6為條紋陣列，5、8、12和13為換能器，7為屏體，9為條紋，10為反射體，11為殼體。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1圖2為使用兩個(gè)換能器的基于反射回波表面聲波觸摸屏實(shí)施例示意圖。如圖所示，由屏體7、換能器5，8以及屏體7上的條紋陣列1，2，3，4組成，條紋陣列2、3為直線反射回波條紋陣列，條紋陣列排列方向與掃描聲波的傳播方向垂直。反射條紋陣列1，4的條紋與聲波傳播方向成45度傾斜，條紋陣列2、3的條紋與聲波傳播方向成 90度。當(dāng)條紋與表面聲波的傳播方向所成的夾角確定后，設(shè)置條紋的間隔、寬度、長(zhǎng)度等，通過(guò)信號(hào)接收處理電路，相應(yīng)的控制程序，構(gòu)成完整的觸摸定位系統(tǒng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)，都能夠得出前述設(shè)置方式。換能器5發(fā)射出的水平方向(X軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列4反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列2，經(jīng)條紋陣列2反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列4反射返回?fù)Q能器5 ；換能器8發(fā)射出的垂直方向(Y軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列1反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列3，經(jīng)條紋陣列3反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列1反射返回?fù)Q能器8 ；當(dāng)屏體上有物體觸摸時(shí)，換能器5，8接收到的回波就會(huì)被部分或全部遮擋，形成接收信號(hào)的擾動(dòng)，與觸摸屏連接的控制器可以根據(jù)信號(hào)的擾動(dòng)檢測(cè)觸摸位置，實(shí)現(xiàn)觸摸定位。實(shí)施例2圖3為使用一個(gè)換能器的基于反射回波表面聲波觸摸屏實(shí)施例示意圖如圖所示，由屏體7、換能器5，屏體7上的條紋陣列1，2，3，4，6組成，條紋陣列6 為過(guò)渡條紋陣列。條紋陣列1、2為直線反射回波條紋，條紋陣列排列方向與掃描聲波的傳播方向垂直。換能器5發(fā)射出的水平方向(X軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列4反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列2，經(jīng)條紋陣列2反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列4反射返回?fù)Q能器5 ；同時(shí)換能器5發(fā)射出的聲波信號(hào)穿過(guò)條紋陣列 4，經(jīng)條紋陣列6反射轉(zhuǎn)向后，作為垂直方向(Y軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列4反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列1，經(jīng)條紋陣列1反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7 觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列3，6，4反射返回?fù)Q能器5，由換能器5接收。當(dāng)屏體上有物體觸摸時(shí)，換能器5接收到的回波就會(huì)被部分或全部遮擋，形成接收信號(hào)的擾動(dòng)，與觸摸屏連接的控制器可以根據(jù)信號(hào)的擾動(dòng)檢測(cè)觸摸位置，實(shí)現(xiàn)觸摸定位。實(shí)施例3基于反射回波的表面聲波觸摸屏反射條紋陣列實(shí)施例中，條紋陣列的橫截面可以為矩形、梯形、三角形、鋸齒形等，不同的寬度、間距及分布。圖中僅以矩形截面示意幾種實(shí)施方案。圖4 a，是反射條紋陣列的實(shí)例之一，條紋陣列中的條紋橫截面是矩形，并按相同間距均勻排列。圖4b，是反射條紋陣列的實(shí)例之二，橫截面為矩形的單一條紋形成條紋陣列。圖4c，是反射條紋陣列的實(shí)例之三，條紋陣列是精密加工的反射體10，通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于屏體。圖4d，是反射條紋陣列的實(shí)例之四，條紋陣列是精密加工的安裝殼體11的一部分，殼體與屏體通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠連接。實(shí)施例4圖5為使用三個(gè)換能器的基于反射回波的表面聲波觸摸屏實(shí)施例示意圖。如圖所示，由屏體7、換能器5，12，8以及屏體7上的條紋陣列1，2，3，4組成，條紋陣列2為直線反射回波條紋，條紋陣列排列方向與掃描聲波的傳播方向垂直。反射條紋陣列1，3,4的條紋與聲波傳播方向成45度傾斜，條紋陣列2的條紋與聲波傳播方向成90度。換能器5發(fā)射出的水平方向(X軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列4反射，通過(guò)屏體 7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列陣列2，經(jīng)條紋陣列2反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列4反射返回?fù)Q能器5 ；換能器12發(fā)射出的垂直方向(Y軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列3反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列1，經(jīng)條紋陣列1反射后，順著條紋陣列1傳播至換能器8，由換能器8接收。當(dāng)屏體上有物體觸摸時(shí)，換能器5，8接收到的回波就會(huì)被部分或全部遮擋，形成接收信號(hào)的擾動(dòng)，與觸摸屏連接的控制器可以根據(jù)信號(hào)的擾動(dòng)檢測(cè)觸摸位置，實(shí)現(xiàn)觸摸定位。實(shí)施例5圖6為使用兩個(gè)換能器的基于反射回波的表面聲波觸摸屏實(shí)施例示意圖。如圖所示，由屏體7、換能器5，8以及屏體7上的條紋陣列1，2，3，4組成，條紋陣列2、3為直線反射回波條紋陣列，條紋陣列與掃描聲波的傳播方向垂直。反射條紋陣列1， 4的條紋與聲波傳播方向雖然不成45度傾斜，但條紋陣列的角度、及條紋陣列的布局，滿(mǎn)足表面聲波的從同一換能器發(fā)射后，能夠按原路徑返回到該換能器。換能器5發(fā)射出的水平方向(X軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列4反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列2，經(jīng)條紋陣列2反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列4反射返回?fù)Q能器5 ；換能器8發(fā)射出的垂直方向(Y軸)的掃描聲波信號(hào)，經(jīng)條紋陣列1反射，通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，到達(dá)條紋陣列3，經(jīng)條紋陣列3反射后，再次按原來(lái)路徑通過(guò)屏體7觸摸有效區(qū)，經(jīng)條紋陣列1反射返回?fù)Q能器8 ；當(dāng)屏體上有物體觸摸時(shí)，換能器5，8接收到的回波就會(huì)被部分或全部遮擋，形成接收信號(hào)的擾動(dòng)，與觸摸屏連接的控制器可以根據(jù)信號(hào)的擾動(dòng)檢測(cè)觸摸位置，實(shí)現(xiàn)觸摸定位。實(shí)施例6一種基于反射回波的表面聲波觸摸屏，包括觸摸屏體、換能器和條紋陣列，至少有一個(gè)條紋陣列中的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，且該條紋陣列中的條紋為一根或多根，為多根時(shí)條紋相互平行。進(jìn)一步地，所述第一條紋陣列和第二條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第三條紋和第四條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋陣列和第三條紋陣列與表面聲波的傳播方向垂直，換能器為兩個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上?；蛘?，所述第一條紋陣列的條紋和第四條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向成 45度角，第二條紋陣列和第三條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋和第三條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，換能器為兩個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上?；蛘?，本實(shí)用新型還包括過(guò)渡條紋陣列，第一條紋陣列的條紋和第四條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向成45度角，第二條紋陣列和第三條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋和第三條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，過(guò)渡條紋陣列設(shè)置在第三條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上，換能器為一個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上?；蛘?，所述與表面聲波的傳播方向垂直的條紋陣列為一個(gè)，換能器為三個(gè)，分別設(shè)置在與該條紋陣列相對(duì)的屏體角上。本實(shí)用新型中，所述條紋的橫截面為矩形，條紋按相同間距且均勻排列形成條紋陣列?；蛘咚鰲l紋為橫截面呈矩形的單一條紋?；蛘咚鰲l紋為反射體，通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上?；蛘咚鰲l紋設(shè)置在殼體上，殼體通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于反射回波的表面聲波觸摸屏，包括觸摸屏體、換能器和條紋陣列，其特征在于至少有一個(gè)條紋陣列中的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，且該條紋陣列中的條紋為一根或多根，為多根時(shí)條紋相互平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述第一條紋陣列和第二條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第三條紋和第四條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋陣列和第三條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，換能器為兩個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述第一條紋陣列的條紋和第四條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向成45度角，第二條紋陣列和第三條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋和第三條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，換能器為兩個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于還包括過(guò)渡條紋陣列，第一條紋陣列的條紋和第四條紋陣列的條紋與表面聲波的傳播方向成45度角， 第二條紋陣列和第三條紋陣列與表面聲波的傳播方向垂直，第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，第二條紋和第三條紋相鄰設(shè)置在觸摸屏體上，過(guò)渡條紋陣列設(shè)置在第三條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上，換能器為一個(gè)，設(shè)置在第一條紋陣列和第四條紋陣列相鄰處的屏體角上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述與表面聲波的傳播方向垂直的條紋陣列為一個(gè)，換能器為三個(gè)，分別設(shè)置在與該條紋陣列相對(duì)的屏體角上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一5中任一所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述條紋的橫截面為矩形，條紋按相同間距且均勻排列形成條紋陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1一5中任一所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述條紋為橫截面呈矩形的單一條紋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1一5中任一所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述條紋為反射體，通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1一5中任一所述的基于反射回波的表面聲波觸摸屏，其特征在于所述條紋設(shè)置在殼體上，殼體通過(guò)耦合介質(zhì)或粘膠固定于觸摸屏體上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于反射回波的表面聲波觸摸屏，包括觸摸屏體、換能器和條紋陣列，至少有一個(gè)條紋陣列中的條紋與表面聲波的傳播方向垂直，且該條紋陣列中的條紋為一根或多根，為多根時(shí)條紋相互平行。本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)整條紋的布局，形成反射回波，從而能采用同一換能器發(fā)射和接收信號(hào)，克服了獨(dú)立的發(fā)射、接收換能器存在的特性不一致的問(wèn)題，減少傳感器數(shù)量和連接電纜。
文檔編號(hào)G06F3/043GK202145302SQ20112016077
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者張定慶, 張萍, 鐘德超 申請(qǐng)人:成都君銳信息技術(shù)有限公司