專利名稱：一種觸摸區(qū)域表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲波觸摸定位系統(tǒng)，特別是一種觸摸區(qū)域表面沒有換能器，并且可識別多個觸摸點的表面聲波觸摸屏及其檢測方法。
背景技術(shù)：
普通表面聲波觸摸屏由屏體 ，發(fā)射換能器、接收換能器、反射單元陣列及信號線組成。為定位觸摸坐標，通常反射單元陣列和換能器與觸摸區(qū)域布置在同一表面。而觸摸器件一般包括發(fā)射換能器、接收換能器、反射單元陣列及信號線，而現(xiàn)有表面聲波觸摸屏由于反射單元陣列和換能器分布在同一觸摸平面，占用一定的位置，給安裝優(yōu)化帶來困難，尤其是在設(shè)計無邊框結(jié)構(gòu)時，換能器明顯高于觸摸面，無法隱藏。雖然已有專利提出將屏體角上對應(yīng)的換能器位置磨為斜邊，換能器耦合在斜邊上，使換能器基本上不高于觸摸面，簡化了前框結(jié)構(gòu)。但采用此方式的換能器依然在正視方向可見，沒有達到隱藏的目的。專利CN2546945Y提出了一種反射單元陣列和觸摸面不在同一平面的表面聲波觸摸屏，但是，換能器依然在觸摸屏的正視方向，無法達到隱藏觸摸器件的目的。中國專利公開號CN101310248A、CN101669088A、CN201576267U、CN101719043A 公布了可以識別多個觸摸點的表面聲波觸摸屏，這些專利的觸摸器件均布置在與觸摸面在同一個平面，無法達到隱藏觸摸器件的目的，同時難以實施無邊框結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種可識別多個觸摸點，并且表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏及其檢測方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)
一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，包括屏體、觸摸器件和設(shè)置在屏體正視投影面上的觸摸區(qū)域以及信號線，其特征在于所述觸摸區(qū)域分為互成90度的X軸和Y軸方向以及與X軸和Y軸交叉的Zl軸和Z2軸方向，所述觸摸器件包括換能器和反射單元陣列，所述換能器包括X軸換能器和Y軸換能器，所述反射單元陣列包括X軸反射單元陣列以及分偏X軸信號的Zl軸分偏和Zl軸聚合單元陣列、Y軸反射單元陣列、以及分偏Y軸信號的Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列，所述換能器、X軸反射單元陣列和Y軸反射單元陣列布置在屏體觸摸區(qū)域正視投影面上的背面，所述Zl軸分偏、Zl軸聚合單元陣列、Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列布置在屏體觸摸區(qū)域正視投影面上的正面，可以將表面聲波能量傳播路徑分束為X、Y、Z1、Z2四個方向的聲波傳播路徑，以實現(xiàn)對多個觸摸點位置坐標的準確定位。所述屏體背面沿聲能傳播路徑方向上涂刷有用于遮蔽觸摸器件的印刷油墨，上述印刷油墨印刷可遮蔽所述屏體背面的換能器，使從觸摸區(qū)域正視投影面看不到換能器；而且，所述印刷油墨印刷材料可增強所述屏體上的聲能傳播強度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失。所述屏體背面包括平面和所述平面與所述觸摸區(qū)域所在面即屏體正面之間的過渡面，所述過渡面與所述屏體背面及觸摸區(qū)域所在的面結(jié)合棱線為光滑過渡，減少聲能傳播過程中的散射和衰減所述屏體背面和正面的至少一面的四周均設(shè)置有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，使屏體的背面沿聲能傳播路徑方向通過印刷油墨印刷成不透明狀態(tài)，增強所述屏體上的聲能傳播強度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失所述觸摸器件分別布置在印刷油墨邊框上，所述Zl軸分偏和Zl軸合單元陣列、分偏Y軸信號的Z2軸分偏和聚合單元陣列在同一個平面。所述X軸換能器和Y軸換能器分別設(shè)置在印刷油墨邊框的角落位置，即屏體背面角落位置；所述X軸反射單元陣列、Y軸反射單元陣列分別設(shè)置在印刷油墨邊框上，即屏體背面的四周，所述分偏X軸信號的Zl軸分偏和Zl軸聚合單元陣列、分偏Y軸信號的Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列分別設(shè)置在屏體正面的四周。所述X軸反射單元陣列、Y軸反射單元陣列、Zl軸分偏、Zl軸聚合單元陣列、Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列均通過印刷玻璃粉或蝕刻的工藝布置在屏體表面。所述Zl軸分偏單元陣列分偏X軸反射單元陣列的表面聲波能量后通過Zl軸聚合單元陣列聚合到Y(jié)軸反射單元陣列，所述Z2軸分偏單元陣列分偏Y軸反射單元陣列的表面聲波能量后通過Z2軸聚合單元陣列聚合到X軸反射單元陣列。所述過渡面的剖面為半圓形，所述過渡面的剖面圓弧半徑為屏體厚度的一半。所述過渡面的剖面為橢圓形、斜面、梯形面、拋光面或霧面。所述X軸反射單元陣列和Y軸反射單元陣列中的每個單元沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向的夾角為135±5度排列，保證表面聲波能量經(jīng)所述反射條紋反射后沿所述屏體向所述過渡面方向傳播。此外，所述X軸反射單元陣列和Y軸反射單元陣列中的每個單元沿表面聲波能量傳播路徑方向與路徑軸向的夾角可設(shè)計為其他角度，以保證聲能經(jīng)所述反射條紋反射后沿所述屏體向所述過渡面方向傳播?！N用于檢測上述的表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏上的多個觸摸的方法，所述方法包括步驟所述X軸換能器包括X軸發(fā)射換能器和X軸接收換能器，Y軸換能器包括Y軸發(fā)射換能器和Y軸接收換能器；在多點表面聲波觸摸屏的X軸、Y軸上各自均包含一組發(fā)射單元陣列和一組接收單元陣列，所述Zl軸、Z2軸反射單元陣列各自均包含一組分偏單元陣列和聚合單元陣列；
在屏體背面向所述X軸發(fā)射單元陣列發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述X軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量經(jīng)過過渡面、Zl軸分偏單元陣列、觸摸區(qū)域、Z2軸聚合單元陣列、屏體過渡面后又回到屏體背面的所述X軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第一路徑;
在屏體背面向所述Y軸發(fā)射單元陣列發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述Y軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量經(jīng)過屏體過渡面、Z2軸分偏單元陣列、觸摸區(qū)域、Zl軸聚合單元陣列、屏體過渡面后又回到屏體背面的所述Y軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第_■路徑；
用Zl軸分偏單元陣列將經(jīng)過所述X軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量分偏為沿觸摸區(qū)域?qū)蔷€方向經(jīng)過觸摸區(qū)域、經(jīng)Zl軸聚合單元陣列聚合后經(jīng)過屏體過渡面又回到屏體背面的所述Y軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第三路徑；
用Z2軸分偏單元陣列將經(jīng)過所述Y軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量分偏為沿觸摸區(qū)域?qū)蔷€方向經(jīng)過觸摸區(qū)域、經(jīng)Z2軸聚合單元陣列聚合后經(jīng)過屏體過渡面又回到屏體背面的所述X軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第四路徑；
接收第一路徑、第二路徑、第三路徑、第四路徑的表面聲波能量；
基于四個路徑的表面聲波能量檢測在觸摸區(qū)域的一個或多個觸摸的位置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下
I、本發(fā)明通過將換能器、X軸反射單元陣列、Y軸反射單元陣列和觸摸屏信號線放置在觸摸面的背面，通過反射單元的反向設(shè)計，使反射的聲能繞過屏體邊緣進入屏體觸摸區(qū)域正面，保證觸摸屏性能，實現(xiàn)觸摸區(qū)域正面沒有換能器高于屏體表面。2、本發(fā)明中，屏體的觸摸區(qū)域平面為完整平面，觸摸區(qū)平面完全裸露，有任何污物可直接擦除，有效地提高了維護方便性，避免了長期工作時由于灰塵、污垢堆積造成的觸摸區(qū)平面上表面聲波能量的衰減導致觸摸不靈敏等故障后不得不拆開顯示器或應(yīng)用設(shè)備實施維護的動作。3、本發(fā)明中，屏體的觸摸區(qū)域平面為完整平面，觸摸區(qū)平面完全裸露，避免了現(xiàn)有觸摸屏與顯示器或應(yīng)用設(shè)備集成時觸摸區(qū)與塑料前框、防塵條等安裝結(jié)構(gòu)或材料的接觸，更有效地保證了觸摸區(qū)平面上表面聲波能量的正常傳播。4、通過在觸摸區(qū)正面的Zl軸和Z2軸的分偏和聚合單元陣列使屏體觸摸區(qū)域內(nèi)增加了硬件第三軸Z軸，增加了聲波路徑，可準確實現(xiàn)多點觸摸，實現(xiàn)更廣泛的觸摸應(yīng)用。5.通過在將Zl軸和Z2軸的分偏和聚合單元陣列布置在與X軸反射單元陣列和Y軸反射單元陣列不同的平面，可以有效地減小屏體的整體尺寸，從而減小應(yīng)用設(shè)備的尺寸。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
來詳細說明本發(fā)明；
圖I為本發(fā)明屏體正面立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明屏體正面正視圖。圖3為本發(fā)明的屏體的多種形狀的過渡面示意圖。圖4為本發(fā)明屏體剖面結(jié)構(gòu)圖。圖5為本發(fā)明的實施例中屏體背面表面聲波傳播路徑結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明的實施例中屏體正面表面聲波傳播路徑結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明的實例中一軸向上表面聲波傳播路徑剖面不意圖。 圖8為本發(fā)明的實例中一軸向上表面另一聲波傳播路徑剖面不意圖。圖9為本發(fā)明的實例中另一軸向上表面聲波傳播路徑剖面不意圖。圖10為本發(fā)明的實例中另一軸向上表面另一聲波傳播路徑剖面不意圖。圖11為本發(fā)明的X軸及Y軸反射單元陣列角度示意圖。圖12為圖11的M放大圖。圖13為本發(fā)明的信號處理流程圖。圖14為本發(fā)明的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15為本發(fā)明的實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標記為I、屏體，2、X軸發(fā)射換能器，3、X軸接收換能器，4、Y軸發(fā)射換能器，5、Y軸接收換能器，6、X軸發(fā)射單元陣列，7、X軸接收單元陣列，8、Y軸發(fā)射單元陣列，9、Y軸接收單元陣列，10、屏體背面印刷油墨，11、觸摸區(qū)域，12、第一過渡面，13、第二過渡面，14、第三過渡面，15、第四過渡面，16、屏體正面印刷油墨，17、Zl軸分偏單元陣列，18、Zl軸聚合單元陣列，19、Z2軸分偏單元陣列，20、Z2軸聚合單元陣列。
具體實施例方式 為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng) 作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式
，進一步闡述本發(fā)明。實施例I :
如圖I、圖2所示，本實施例的一種觸摸區(qū)域無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其包括屏體I、布置在屏體I正面上的觸摸區(qū)域11、屏體正面印刷油墨16、Z1軸分偏單元陣列17、Zl軸聚合單元陣列18、Z2軸分偏單元陣列19、Z2軸聚合單元陣列20以及布置在屏體背面的X軸發(fā)射換能器2、X軸接收換能器3、Y軸發(fā)射換能器4、Y軸接收換能器5、X軸發(fā)射單元陣列6、X軸接收單元陣列7、Y軸發(fā)射單元陣列8、Y軸接收單元陣列9、屏體背面印刷油墨10。該觸摸區(qū)域11為透明可視區(qū)域，設(shè)置在在屏體正視投影面上，其分為互成90度的X軸和Y軸方向以及與X軸和Y軸交叉的Zl軸和Z2軸方向。本實施例中，換能器、八個反射單元陣列和觸摸屏信號線構(gòu)成觸摸器件；該換能器包括X軸換能器和Y軸換能器，反射單元陣列包括X軸反射單元陣列以及分偏X軸信號的Zl軸分偏和Zl軸聚合單元陣列、Y軸反射單元陣列、以及分偏Y軸信號的Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列；X軸發(fā)射換能器2和X軸接收換能器3構(gòu)成X軸換能器，Y軸發(fā)射換能器4和Y軸接收換能器5構(gòu)成Y軸換能器，X軸發(fā)射單元陣列6和X軸接收單元陣列7構(gòu)成X軸反射單元陣列，Y軸發(fā)射單元陣列8和Y軸接收單元陣列9構(gòu)成Y軸反射單元陣列；該X軸換能器、Y軸換能器、X軸反射單元陣列、Y軸反射單元陣列和屏體背面印刷油墨10布置在觸摸區(qū)域正視投影面背面即屏體背面上，屏體背面包括平面和所述平面與所述觸摸區(qū)域所在面之間的過渡面，該過渡面設(shè)置有第一過渡面12、第二過渡面13、第三過渡面14和第四過渡面15 ；Z1軸分偏單元陣列17和Zl軸聚合單元陣列18構(gòu)成Zl軸反射單元陣列，Z2軸分偏單元陣列19和Z2軸聚合單元陣列20構(gòu)成Z2軸反射單元陣列，該Zl軸反射單元陣列、Z2軸反射單元陣列和屏體正面印刷油墨16位于同一平面，即均設(shè)置在同一屏體觸摸區(qū)域11正面的平面上。參見圖3，本實施例的第一過渡面12、第二過渡面13、第三過渡面14和第四過渡面15均設(shè)置為圓滑過渡面，該圓滑過渡面的圓弧最佳半徑設(shè)置為屏體厚度的一半。但不限于本實施例，上述第一過渡面12、第二過渡面13、第三過渡面14和第四過渡面15的圓弧半徑也可以為任意長度。此外，該第一過渡面12、第二過渡面13、第三過渡面14和第四過渡面15的任何一種也可設(shè)置為橢圓形過渡面、斜面、梯形面、拋光面或霧面，該過渡面與屏體背面及觸摸區(qū)域所在的面結(jié)合棱線為光滑過渡，來減少聲能傳播過程中的散射和衰減。參見圖I、圖2和圖4，在屏體正面及背面的四周固定有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，X軸發(fā)射換能器2、X軸接收換能器3、Y軸發(fā)射換能器4和Y軸接收換能器5分別安裝在屏體背面印刷油墨邊框的角落位置，即屏體背面角落位置，本實施例X軸接收換能器3和Y軸接收換能器5位于同一角落，X軸發(fā)射換能器2和Y軸發(fā)射換能器4分別設(shè)置在靠近X軸接收換能器3和Y軸接收換能器5所在角落的相鄰兩角落位置；X軸發(fā)射單元陣列6、X軸接收單元陣列7、Y軸發(fā)射單元陣列8和Y軸接收單元陣列9分別布置在屏體背面印刷油墨邊框上，即屏體背面的四周；在屏體I的背面即印刷油墨邊框上沿聲能傳播路徑方向上涂刷有屏體背面印刷油墨10，用于遮蔽屏體背面的觸摸器件即各個換能器、反射單元陣列和觸摸屏信號線，通過屏體背面印刷油墨10使屏體的背面沿聲能傳播路徑方向為不透明狀態(tài)；在屏體正面的屏體背面印刷油墨10投影區(qū)域同樣涂刷屏體正面印刷油墨16，使屏體正面即觸摸區(qū)域的四周為不透明狀態(tài)，并且使Zl軸分偏單元陣列17、Z1軸聚合單元陣列18、Z2軸分偏單元陣列19和Z2軸聚合單元陣列20從視覺上形成為一個整體。本實施例通過屏體背面印刷油墨10和屏體正面印刷油墨16可遮蔽屏體背面的觸摸器件，使從觸摸區(qū)域11正視看不到換能器；而且，屏體背面印刷油墨10和屏體正面印刷油墨16的印刷材料可增強屏體上的聲能傳播強度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失。參見圖5至圖13，本實施例對多個觸摸點的檢測實現(xiàn)方法為
在屏體背面向所述X軸發(fā)射單元陣列6發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述X軸發(fā)射單元陣列6反射的部分表面聲波能量經(jīng)過屏體過渡面12、Zl軸分偏單元陣列17、觸摸區(qū)域11、Z2軸聚合單元陣列20、第二過渡面13后又回到屏體背面的所述X軸接收單元陣列7，此表面聲波能量路徑設(shè)為第一路徑，上述表面聲波能量的傳播通過X軸發(fā)射換能器2發(fā)射表面聲波能量，X軸接收換能器3接收表面聲波能量形成傳播路徑；
在屏體背面向所述Y軸發(fā)射單元陣列8發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述Y軸發(fā)射單元陣列8反射的部分表面聲波能量經(jīng)過屏體過渡面14、Z2軸分偏單元陣列19、觸摸區(qū)域11、Z1軸聚合單元陣列18、屏體過渡面15后又回到屏體背面的所述Y軸接收單元陣列9，此表面聲波能量路徑設(shè)為第二路徑，上述表面聲波能量的傳播通過Y軸發(fā)射換能器4發(fā)射表面聲波能量，Y軸接收換能器5接收表面聲波能量形成傳播路徑；
在屏體背面向X軸發(fā)射單元陣列6發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述X軸發(fā)射單元陣列6反射的部分表面聲波能量經(jīng)過屏體過渡面12進入屏體正面，用Zl軸分偏單元陣列17將經(jīng)過所述X軸發(fā)射單元陣列6反射的部分表面聲波能量分偏為沿觸摸區(qū)域?qū)蔷€方向經(jīng)過觸摸區(qū)域11、經(jīng)Zl軸聚合單元陣列18聚合后經(jīng)過屏體過渡面15又回到屏體背面的所述Y軸接收單元陣列9，此表面聲波能量路徑設(shè)為第三路徑，上述表面聲波能量的傳播通過X軸發(fā)射換能器2發(fā)射表面聲波能量，Y軸接收換能器5接收表面聲波能量形成傳播路徑，本實施例中，對于16 9的觸摸區(qū)域(顯示區(qū)域)，X軸發(fā)射單元陣列6反射的部分表面聲波能量沿能量傳播方向分偏約61度，此分偏角度是基于觸摸區(qū)域(顯示區(qū)域)的短邊除以長邊的反余切；
在屏體背面向Y軸發(fā)射單元陣列8發(fā)射表面聲波能量,經(jīng)所述X軸發(fā)射單元陣列8反射的部分表面聲波能量經(jīng)過屏體過渡面14進入屏體正面，用Z2軸分偏單元陣列19將經(jīng)過所述Y軸發(fā)射單元陣列8反射的部分表面聲波能量分偏為沿觸摸區(qū)域?qū)蔷€方向經(jīng)過觸摸區(qū)域11、經(jīng)Z2軸聚合單元陣列20聚合后經(jīng)過屏體過渡面13又回到屏體背面的所述X軸接收單元陣列7，此表面聲波能量路徑設(shè)為第四路徑，上述表面聲波能量的傳播通過Y軸發(fā)射換能器4發(fā)射表面聲波能量，X軸接收換能器3接收表面聲波能量形成傳播路徑，本實施例中，對于16 9的觸摸區(qū)域(顯示區(qū)域)，Z2軸分偏單元陣列19將經(jīng)過所述Y軸發(fā)射單元陣列8反射的部分表面聲波能量沿能量傳播方向分偏約29度，此分偏角度是基于觸摸區(qū)域(顯示區(qū)域)的長邊除以短邊的反余切；
接收第一路徑、第二路徑、第三路徑、第四路徑的表面聲波能量；
基于四個路徑的表面聲波能量檢測并計算在觸摸區(qū)域的一個或多個觸摸的位置從而實現(xiàn)對多個觸摸點位置的識別。值得一提的是，參見圖8，X軸發(fā)射單元陣列6、X接收單元陣列7、Y軸發(fā)射單元陣列8、Y軸接收單元陣列9沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向的最佳夾角a為135±5度排列，此外，反射單元陣列沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向也可設(shè)計為其他角度，來保證聲能經(jīng)所述反射條紋反射后沿屏體向外傳播。實施例2
參見圖14，僅在屏體正面的四周固定有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，X軸發(fā)射換能器2、X軸接收換能器3、Y軸發(fā)射換能器4和Y軸接收換能器5分別安裝在屏體背面的角落位置，即屏體背面角落位置，本實施例X軸接收換能器3和Y軸接收換能器5位于同一角落，X軸發(fā)射換能器2和Y軸發(fā)射換能器4分別設(shè)置在靠近X軸接收換能器3和Y軸接收換能器5所在角落的相鄰兩角落位置；X軸發(fā)射單元陣列6、X軸接收單元陣列7、Y軸發(fā)射單元陣列8和Y軸接收單元陣列9分別布置在屏體背面的四周；在屏體正面印刷油墨16用于遮蔽屏體背面的觸摸器件即各個換能器、反射單元陣列和觸摸屏信號線，通過印刷油墨16使屏體正面即觸摸區(qū)域的四周為不透明狀態(tài)，并且使Zl軸分偏單元陣列17、Zl軸聚合單元陣列18、Z2軸分偏單元陣列19和Z2軸聚合單元陣列20從視覺上形成為一個整體。本實施例通過屏體正面印刷油墨16可遮蔽屏體背面的觸摸器件，使從觸摸區(qū)域11正視看不到換能器；而且，屏體正面印刷油墨16的印刷材料可增強屏體上的聲能傳播強度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失。本實施例的其它部分與實施例I相同。實施例3
參見圖15，在屏體正面及背面的四周固定有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，X軸發(fā)射換能器2、X軸接收換能器3、Y軸發(fā)射換能器4和Y軸接收換能器5分別安裝在屏體背面印刷油墨邊框的角落位置，即屏體背面角落位置，本實施例X軸發(fā)射換能器2和Y軸接收換能器5位于同一角落，X軸接收換能器3和Y軸發(fā)射換能器4分別設(shè)置在靠近X軸發(fā)射換能器2和Y軸接收換能器5所在角落的相鄰兩角落位置；X軸發(fā)射單元陣列6、X軸接收單元陣列7、Y軸發(fā)射單元陣列8和Y軸接收單元陣列9分別布置在屏體背面印刷油墨邊框上，即屏體背面的四周；在屏體的背面即印刷油墨邊框上沿聲能傳播路徑方向上涂刷有屏體背面印刷油墨10，用于遮蔽屏體背面的觸摸器件即各個換能器、反射單元陣列和觸摸屏信號線，通過屏體背面印刷油墨10使屏體的背面沿聲能傳播路徑方向為不透明狀態(tài)；在屏體正面的屏體背面印刷油墨10投影區(qū)域同樣涂刷印刷油墨16，使屏體正面即觸摸區(qū)域的四周為不透明狀態(tài)，并且使Zl軸分偏單元陣列17、Z1軸聚合單元陣列18、Z2軸分偏單元陣列19和Z2軸聚合單元陣列20從視覺上形成為一個整體。本實施例通過屏體背面印刷油墨10和屏體正面印刷油墨16可遮蔽屏體背面的觸摸器件，使從觸摸區(qū)域11正視看不到換能器；而且，屏體背面印刷油墨10和屏體正面印刷油墨16的印刷材料可增強屏體上的聲能傳播強度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失。 本實施例的其它部分與實施例I相同。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā) 明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，包括屏體、觸摸器件和設(shè)置在屏體正視投影面上的觸摸區(qū)域以及信號線，其特征在于所述觸摸區(qū)域分為互成90度的X軸和Y軸方向以及與X軸和Y軸交叉的Zl軸和Z2軸方向，所述觸摸器件包括換能器和反射單元陣列，所述換能器包括X軸換能器和Y軸換能器，所述反射單元陣列包括X軸反射單元陣列以及分偏X軸信號的Zl軸分偏和Zl軸聚合單元陣列、Y軸反射單元陣列、以及分偏Y軸信號的Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列，所述換能器、X軸反射單元陣列和Y軸反射單元陣列布置在屏體觸摸區(qū)域正視投影面上的背面，所述Zl軸分偏、Zl軸聚合單元陣列、Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列布置在屏體觸摸區(qū)域正視投影面上的正面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述屏體背面沿聲能傳播路徑方向上涂刷有用于遮蔽觸摸器件的印刷油墨，所述屏體背面包括平面和所述平面與所述觸摸區(qū)域所在面即屏體正面之間的過渡面，所述過渡面與所述屏體背面及觸摸區(qū)域所在的面結(jié)合棱線為光滑過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述屏體背面和正面的至少一面的四周均設(shè)置有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，所述觸摸器件分別布置在印刷油墨邊框上，所述Zl軸分偏和Zl軸合單元陣列、分偏Y軸信號的Z2軸分偏和聚合單元陣列在同一個平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述X軸換能器和Y軸換能器分別設(shè)置在印刷油墨邊框的角落位置，即屏體背面角落位置；所述X軸反射單元陣列、Y軸反射單元陣列分別設(shè)置在印刷油墨邊框上，即屏體背面的四周，所述分偏X軸信號的Zl軸分偏和Zl軸聚合單元陣列、分偏Y軸信號的Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列分別設(shè)置在屏體正面的四周。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述X軸反射單元陣列、Y軸反射單元陣列、Zl軸分偏、Zl軸聚合單元陣列、Z2軸分偏和Z2軸聚合單元陣列均通過印刷玻璃粉或蝕刻的工藝布置在屏體表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述Zl軸分偏單元陣列分偏X軸反射單元陣列的表面聲波能量后通過Zl軸聚合單元陣列聚合到Y(jié)軸反射單元陣列，所述Z2軸分偏單元陣列分偏Y軸反射單元陣列的表面聲波能量后通過Z2軸聚合單元陣列聚合到X軸反射單元陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述過渡面的剖面為半圓形，所述過渡面的剖面圓弧半徑為屏體厚度的一半。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述過渡面的剖面為橢圓形、斜面、梯形面、拋光面或霧面。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述X軸反射單元陣列和Y軸反射單元陣列中的每個單元沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向的夾角為135 ±5度排列。
10.一種用于檢測權(quán)利要求I所述的表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏上的多個觸摸的檢測方法，所述方法包括步驟 所述X軸換能器包括X軸發(fā)射換能器和X軸接收換能器，Y軸換能器包括Y軸發(fā)射換能器和Y軸接收換能器；在多點表面聲波觸摸屏的X軸、Y軸上各自均包含一組發(fā)射單元陣列和一組接收單元陣列，所述Zl軸、Z2軸反射單元陣列各自均包含一組分偏單元陣列和聚合單元陣列； 在屏體背面向所述 X軸發(fā)射單元陣列發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述X軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量經(jīng)過過渡面、Zl軸分偏單元陣列、觸摸區(qū)域、Z2軸聚合單元陣列、屏體過渡面后又回到屏體背面的所述X軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第一路徑; 在屏體背面向所述Y軸發(fā)射單元陣列發(fā)射表面聲波能量，經(jīng)所述Y軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量經(jīng)過屏體過渡面、Z2軸分偏單元陣列、觸摸區(qū)域、Zl軸聚合單元陣列、屏體過渡面后又回到屏體背面的所述Y軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第_■路徑； 用Zl軸分偏單元陣列將經(jīng)過所述X軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量分偏為沿觸摸區(qū)域?qū)蔷€方向經(jīng)過觸摸區(qū)域、經(jīng)Zl軸聚合單元陣列聚合后經(jīng)過屏體過渡面又回到屏體背面的所述Y軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第三路徑； 用Z2軸分偏單元陣列將經(jīng)過所述Y軸發(fā)射單元陣列反射的部分表面聲波能量分偏為沿觸摸區(qū)域?qū)蔷€方向經(jīng)過觸摸區(qū)域、經(jīng)Z2軸聚合單元陣列聚合后經(jīng)過屏體過渡面又回到屏體背面的所述X軸接收單元陣列，此表面聲波能量路徑設(shè)為第四路徑； 接收第一路徑、第二路徑、第三路徑、第四路徑的表面聲波能量； 基于四個路徑的表面聲波能量檢測在觸摸區(qū)域的一個或多個觸摸的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種觸摸區(qū)域表面無換能器的多點表面聲波觸摸屏及其檢測方法，包括屏體、觸摸器件和設(shè)置在屏體正視投影面上的觸摸區(qū)域、信號線，觸摸器件包含X軸換能器和X軸反射單元陣列，以及分偏X軸信號的Z1軸分偏和聚合單元陣列，Y軸換能器和Y軸反射單元陣列，以及分偏Y軸信號的Z2軸分偏和聚合單元陣列，觸摸器件分別設(shè)置在屏體的正面和背面上，屏體正面和背面至少一面上沿聲能傳播路徑方向上涂刷有用于遮蔽觸摸器件的印刷油墨。本發(fā)明在觸摸區(qū)域表面上沒有換能器，通過背面發(fā)射聲能傳輸?shù)接|摸面，保證了觸摸屏性能不受影響，同時通過Z1軸和Z2軸的分偏和聚合單元陣列使屏體觸摸區(qū)域內(nèi)增加了硬件第三軸Z軸，可準確實現(xiàn)多點觸摸。
文檔編號G06F3/043GK102622141SQ201210079049
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者徐勇, 王志旭, 鄧秋雄, 陳世洪 申請人:昆山特思達電子科技有限公司