CN203596004U - 声波倾斜投射式表面声波触摸屏 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，包括触摸屏体和至少四组反射条纹阵列，所述其中两组反射条纹阵列设置在触摸屏体的其中一边缘上，另两组反射条纹阵列设置在与该边缘相平行的另一边缘上，且同一边缘上两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。本实用新型能够在同一坐标方向对触摸体形成至少两个方向的扫描检测，提高单个触摸体检测的可靠性，并实现多个触摸体的识别。

Description

声波倾斜投射式表面声波触摸屏

技术领域

本实用新型涉及一种触摸屏，尤其涉及一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏。

背景技术

随着计算机技术的发展和普及，应用领域越来越广泛，对人机交互技术设备的需求越来越大，触摸屏作为典型的人机交互设备，需求日益扩大。目前，常见的触摸屏有电阻触摸屏、电容触摸屏、红外触摸屏、表面声波触摸屏等，其中表面声波触摸屏由于具有分辨率高、响应时间短、环境适应强、稳定性好、透光性好、抗刮擦等优点，成为几种主流触摸屏中最具推广价值的触摸屏。

现有的普通表面声波触摸屏由通常由2个发射换能器、2个接收换能器和4组反射条纹阵列构成，为了定位触摸体的平面位置坐标，4组反射条纹阵列通常分布在触摸屏体的四周，4组反射条纹阵列中，相对边分布的为一组，共分两组，分别应用于对水平坐标轴（X轴）和垂直坐标轴（Y轴）的检测，阵列中条纹疏密成特定规律分布，且与所在边成45度或135度；4个换能器布置在对应角上，每两个换能器组成发射/接收换能器对，声波信号从发射换能器发射后，经反射条纹反射、汇聚后由接收换能器接收，实现触摸体的扫描检测。

上述表面声波触摸屏主要依赖两个相互垂直的定位轴定位触摸体的位置，但当两个触摸体同时触摸时，仅靠两个相互垂直的定位轴定位，容易产生触摸体坐标的配对问题，即两个触摸体时可能会出现三个或四个位置的坐标组合，其中一个或两个位置的坐标组合为鬼点坐标，导致得到的触摸体坐标不是真实的触摸体坐标，影响触摸精度。

为了解决上述问题，现有技术中提出了如下技术：

如中国专利号“200920298621.7”公开了一种多点式表面声波触摸屏，其公开日为2010年09月08日，其技术方案为所述表面声波触摸屏，包括控制器、X轴定位装置和Y轴定位装置，还包括独立的Z轴定位装置，Z轴定位装置包括设置在屏体上的二个Z轴发射换能器、二个Z轴接收换能器、二组Z轴发射条纹阵列和二组Z轴接收条纹阵列，二组Z轴发射条纹阵列和二组Z轴接收条纹阵列分布在屏体四边形成定位围合，且屏体边与对应的Z轴发射条纹阵列或Z轴接收条纹阵列平行，Z轴定位装置形成Z轴，X轴定位装置形成X轴，Y轴定位装置形成Y轴，Z轴与X轴和Y轴相交。但在实际使用过程中，由于Z轴投影与触摸屏体的对角线平行，因此在对角线附近区域存在扫描不连续的问题，又由于该区域在触摸屏体的显著位置，导致触摸精度差。并且，增加多组反射条纹阵列需要更宽的触摸屏体来满足反射条纹阵列的空间布置需求，这与目前市场需求的轻型化、窄边化、无边化和平板化触摸屏相背而驰，且以现有的加工工艺也无法生产有N组坐标轴的表面声波触摸屏。

另外，现有的普通表面声波触摸屏，换能器分布于触摸屏体的不同位置，且数量较多，连线多，给连接电缆的走线带来不便，不仅影响产品的加工制作和调试，还不便于包装及集成应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，本实用新型能够在同一坐标方向对触摸体形成至少两个方向的扫描检测，提高单个触摸体检测的可靠性，并实现多个触摸体的识别。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：包括触摸屏体和至少四组反射条纹阵列，所述其中两组反射条纹阵列设置在触摸屏体的其中一边缘上，另两组反射条纹阵列设置在与该边缘相平行的另一边缘上，且同一边缘上两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。

所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列、第二发射条纹阵列、第三接收条纹阵列和第四接收条纹阵列，所述第一发射条纹阵列和第二发射条纹阵列设置在触摸屏体的同一边缘上，所述第三接收条纹阵列和第四接收条纹阵列设置在触摸屏体的同一边缘上。

所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列、第二发射条纹阵列、第三接收条纹阵列和第四接收条纹阵列，所述第一发射条纹阵列和第三接收条纹阵列设置在触摸屏体的同一边缘上，所述第二发射条纹阵列和第四接收条纹阵列设置在触摸屏体的同一边缘上。

所述第一发射条纹阵列、第二发射条纹阵列、第三接收条纹阵列和第四接收条纹阵列均设置在触摸屏体正面。

所述第一发射条纹阵列和第四接收条纹阵列设置在触摸屏体的背面，所述第二发射条纹阵列和第三接收条纹阵列设置在触摸屏体的正面。

所述其中一组反射条纹阵列中的条纹与其所在边形成的夹角度数为45度。

所述同一边缘上的两组反射条纹阵列相互拼接、相互分隔或相互重叠设置在触摸屏体上。

所述反射条纹阵列的数量为八组，八组反射条纹阵列分别设置在触摸屏体四周的边缘上，每一边缘上反射条纹阵列的组数为二组，且至少其中一边缘上的两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。

采用本实用新型的优点在于：

一、本实用新型中，同一边缘上两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同，即经两组反射条纹阵列反射后的两组声波信号之间有一定夹角，使得声波信号能够在同一坐标方向对触摸体形成至少两个方向的扫描检测，通过检测触摸体在不同声波投射方向的投影，就能够快速精确地定位触摸体在触摸屏上的坐标，特别是当两个触摸体同时触摸时，该结构还能够消除鬼点，有利于精确定位两个触摸体的真实坐标。与现有的表面声波触摸屏相比，本实用新型中的反射条纹阵列只占用了触摸屏体的其中两条相互平行的边，有利于减小触摸屏体的体积，满足目前市场需求的轻型化、窄边化、无边化和平板化要求。

二、本实用新型中，第一发射条纹阵列可以和第二发射条纹阵列设置在触摸屏体的同一边缘上，第一发射条纹阵列也可以和第三接收条纹阵列设置在触摸屏体的同一边缘上，反射条纹阵列在触摸屏体上的设置方式多种多样，有利于安装和电缆的统一布线。

三、本实用新型中，众所周知，在表面声波触摸屏中，换能器设置在反射条纹阵列的疏端，因此，第一发射条纹阵列、第二发射条纹阵列、第三接收条纹阵列和第四接收条纹阵列均设置在触摸屏体正面的结构，只占用了触摸屏体的其中两条相互平行的边，使得与四组反射条纹阵列对应的四个换能器均设置在触摸屏的其中一边缘上，不仅降低了声波触摸屏的加工难度和调试难度，还使得声波触摸屏的包装及集成应用更加简单。

四、本实用新型中，所述第一发射条纹阵列和第四接收条纹阵列设置在触摸屏体的背面，所述第二发射条纹阵列和第三接收条纹阵列设置在触摸屏体的正面，此结构能够进一步减小触摸屏体的体积，真正实现表面声波触摸屏的纯平化、轻型化和超窄超薄化。

五、本实用新型中，所述其中一组反射条纹阵列中的条纹与其所在边形成的夹角度数为45度，此结构与现有触摸屏的条纹设置完全相同，便于在现有触摸屏上进行条纹的加工设计，有利于加工调试。

六、本实用新型中，所述同一边缘上的两组反射条纹阵列相互拼接、相互分隔或相互重叠设置在触摸屏体上的正面、背面或者不同面，形成各种组合的结构形式，满足不同安装使用需求，适用范围广。

七、本实用新型中，八组反射条纹阵列分别设置在触摸屏体四周的边缘上，每一边缘上反射条纹阵列的组数为二组，且至少其中一边缘上的两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同，此结构能够对触摸体形成四个方向的投射检测，增加单触摸体的容错能力，提高触摸检测的准确可靠性，或者实现对双触摸体、多触摸体的同时定位，满足不同功能需求。

八、本实用新型中，反射条纹阵列中条纹的倾斜角度可以自由设定，不受屏体尺寸限制，简化了条纹设计和加工难度，有利于提高产品质量和生产效率。

九、本实用新型可兼容现有单点触摸屏控制器，便于产品的升级。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例3的结构示意图。

图3为本实用新型实施例6的结构示意图。

图中的标记为：1、触摸屏体，2、第一发射条纹阵列，3、第二发射条纹阵列，4、第三接收条纹阵列，5、第四接收条纹阵列，6、第一发射换能器，7、第二发射换能器，8、第三接收换能器，9、第四接收换能器，10、触摸体，11、第五发射条纹阵列，12、第六发射条纹阵列，13、第七接收条纹阵列，14、第八接收条纹阵列，15、第五发射换能器，16、第六发射换能器，17、第七接收换能器，18、第八接收换能器。

具体实施方式

实施例1

一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，包括触摸屏体1、至少四个换能器和至少四组反射条纹阵列，所述四个换能器分别对应设置在四组反射条纹阵列的疏端，所述其中两组反射条纹阵列设置在触摸屏体1的其中一边缘上，另两组反射条纹阵列设置在与该边缘相平行的另一边缘上，且同一边缘上两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。

本实施例中，优选四组反射条纹阵列均设置在触摸屏体1的水平方向（即X轴方向）。

本实施例中，所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列2、第二发射条纹阵列3、第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5，所述四个换能器包括第一发射换能器6、第二发射换能器7、第三接收换能器8和第四接收换能器9，第一发射换能器6、第二发射换能器7、第三接收换能器8和第四接收换能器9分别对应设置在第一发射条纹阵列2、第二发射条纹阵列3、第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5的疏端。其中，优选第一发射条纹阵列2和第二发射条纹阵列3设置在触摸屏体1正面的同一边缘上，第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5设置在触摸屏体1正面的同一边缘上，此时，四组反射条纹阵列的疏端均在触摸屏体1的同一边缘上，使得四组换能器也位于该同一边缘上，不仅能够大幅减小触摸屏的体积，还使得触摸屏中电缆的走线更加方便。但并不局限于上述优选设置方式，例如四组反射条纹阵列还可以全部设置在触摸屏体1的背面。

进一步的，优选第一发射条纹阵列2与第三接收条纹阵列4相对应，即经第一发射条纹阵列2反射的声波信号由第三接收条纹阵列4汇聚到相应的接收换能器；优选第二发射条纹阵列3与第四接收条纹阵列5相对应，即经第二发射条纹阵列3反射的声波信号由第四接收条纹阵列5汇聚到相应的接收换能器。但并不局限于上述优选实施方式，例如第一发射条纹阵列2也可以与第四接收条纹阵列5相对应，第二发射条纹阵列3也可以与第三接收条纹阵列4相对应。

本实施例中，所述同一边缘上的两组反射条纹阵列优选相互分隔设置在触摸屏体1上，即同一边缘上的两组反射条纹阵列之间有一定间隙。

本实施例中，所述发射换能器阵列是指与发射换能器对应的反射条纹阵列，所述接收换能器阵列是指与接收换能器对应的反射条纹阵列。

本实施例的实施方式为：如图1所示，第一发射换能器6发射出的水平方向（X轴）的声波信号，经第一发射条纹阵列2反射后，沿与Y轴成夹角∠2的方向传播，穿过触摸屏体1的触摸有效区，到达第三接收条纹阵列4，经第三接收条纹阵列4反射后，由第三接收换能器8接收。第二发射换能器7发射出的水平方向（X轴）的声波信号，经第二发射条纹阵列3反射后，沿与Y轴成夹角∠1的方向传播，穿过触摸屏体1的触摸有效区，到达第四接收条纹阵列5，经第四接收条纹阵列5反射后，由第四接收换能器9接收。当触摸屏体1上有触摸体10时，第三接收换能器8和第四接收换能器9接收到的回波就会被部分或全部遮挡，形成接收信号的扰动，与触摸屏连接的控制器就可以根据信号的扰动检测出触摸体10的投影位置L1和L2，由于触摸体10在X轴和Y轴上的坐标与投影位置L1 、L2、夹角∠1和∠2相关，通过几何计算，就可以确定触摸体10在触摸屏体1上的坐标。

实施例2

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列2、第二发射条纹阵列3、第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5，其中优选第一发射条纹阵列2和第三接收条纹阵列4设置在触摸屏体1的同一边缘上，第二发射条纹阵列3和第四接收条纹阵列5设置在触摸屏体1的同一边缘上。

本实施例中，所述第一发射条纹阵列2与第四接收条纹阵列5相对应，即经第一发射条纹阵列2反射的声波信号由第四接收条纹阵列5汇聚到相应的接收换能器；所述第二发射条纹阵列3与第三接收条纹阵列4相对应，即经第二发射条纹阵列3反射的声波信号由第三接收条纹阵列4汇聚到相应的接收换能器。

本实施例中，所述同一边缘上的两组反射条纹阵列优选相互拼接设置在触摸屏体1上，即同一边缘上的两组反射条纹阵列相接触。

实施例3

一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，包括触摸屏体1和至少四组反射条纹阵列，所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列2、第二发射条纹阵列3、第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5，所述第一发射条纹阵列2和第二发射条纹阵列3设置在触摸屏体1正面的同一边缘上，所述第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5设置在触摸屏体1正面的同一边缘上，四组反射条纹阵列分别位于触摸屏体1其中两条相互平行边的边缘上，同一边缘上的两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同，且其中一组反射条纹阵列中的条纹与其所在边形成的夹角度数为45度。

本实施例中，优选第一发射条纹阵列2中的条纹与其所在边形成的夹角度数为45度，由于接收条纹阵列与发射条纹阵列相对应，那么与第一发射条纹阵列2相对应的第三接收条纹阵列4中的条纹与其所在边形成的夹角度数也为45度。

本实施例的实施方式为：如图2所示，第一发射换能器6发射出的水平方向（X轴）的声波信号，经第一发射条纹阵列2反射后，沿平行于Y轴的方向传播，穿过触摸屏体1的触摸有效区，到达第三接收条纹阵列4，经第三接收条纹阵列4反射后，由第三接收换能器8接收。第二发射换能器7发射出的水平方向（X轴）的声波信号，经第二发射条纹阵列3反射后，沿与Y轴成夹角∠1的方向传播，穿过触摸屏体1的触摸有效区，到达第四接收条纹阵列5，经第四接收条纹阵列5反射后，由第四接收换能器9接收。当触摸屏体1上有触摸体10时，第三接收换能器8和第四接收换能器9接收到的回波就会被部分或全部遮挡，形成接收信号的扰动，与触摸屏连接的控制器就可以根据信号的扰动检测出触摸体10的投影位置L1和L2，由于触摸体10在X 轴上的坐标与投影位置L1 对应，在Y轴上的坐标与投影位置L1、L2和夹角∠1相关，即在Y轴上的坐标对应于（L2-L1）* ctag（∠1），因此根据触摸体10的投影位置L1、L2和夹角∠1，就可以定位触摸体10在触摸屏体1上的坐标。

实施例4

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述第一发射条纹阵列2和第四接收条纹阵列5优选设置在触摸屏体1的背面，所述第二发射条纹阵列3和第三接收条纹阵列4优选设置在触摸屏体1的正面。但并不局限于上述优选实施方式，例如，所述第一发射条纹阵列2、第二发射条纹阵列3、第三接收条纹阵列4和第四接收条纹阵列5均可设置在触摸屏体1的背面，相应地，所述四个换能器也设置在触摸屏体1的背面。

实施例5

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述同一边缘上的两组反射条纹阵列优选相互重叠设置在触摸屏体1上，以便于进一步减小触摸屏的体积，实现超窄边框的触摸屏。

实施例6

本实施例与上述实施例相同，主要区别在于：所述反射条纹阵列的数量为八组，所述换能器的数量为八个，八个换能器分别对应设置在八组反射条纹阵列的疏端，八组反射条纹阵列分别设置在触摸屏体1四周的边缘上，每一边缘上反射条纹阵列的组数为二组，且至少其中一边缘上的两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。即在上述实施例的基础上，再在触摸屏体1的另外两边缘上增加四组反射条纹阵列（第五发射条纹阵列11、第六发射条纹阵列12、第七接收条纹阵列13和第八接收条纹阵列14）和四组换能器（第五发射换能器15、第六发射换能器16、第七接收换能器17和第八接收换能器18），在该结构中，对于单个触摸体10，由于反射条纹阵列增加，可以得到同一触摸体10的两组X、Y坐标，两组坐标可以相互验证，提高触摸体10坐标检测的准确性，并且，当某一组信号出现异常时，仍然可以依靠另一组正常工作，提高触摸屏的可靠性。对于两个触摸体10，或多个触摸体10，由于每个触摸体10经过不同角度的投射扫描，根据几何投射关系，可以进行坐标配对，分辨不同的触摸体10位置。

本实施例中，优选所述第一发射条纹阵列2和第三接收条纹阵列4中的条纹与其所在边形成的夹角均为45度。

本实施例中，可以得到触摸体10的二组坐标，其中触摸体10第一组坐标的得到方式与实施例3中的实施方式相同，不再说明，下面主要说明触摸体10第二组坐标的得到方式，如图3所示，第五发射换能器15发射出的垂直（Y轴）方向的声波信号，经第五发射条纹阵列11反射，沿平行于X轴方向传播，穿过触摸屏体1的触摸有效区，到达第七接收条纹阵列13，经第七接收条纹阵列13反射后，由第七接收换能器17接收。第六发射换能器16发射出的垂直（X轴）方向的声波信号，经第六发射条纹阵列12反射后，沿与X轴成夹角∠2的方向传播，穿过触摸屏体1的触摸有效区，到达第八接收条纹阵列14，经第八接收条纹阵列14反射后，由第八接收换能器18接收。当触摸屏体1上有触摸体10时，第七接收换能器17和第八接收换能器18接收到的声波信号就会被部分或全部遮挡，形成接收信号的扰动，与触摸屏连接的控制器可以根据信号的扰动检测出触摸体10的投影位置L3和L4，由于触摸体10在Y 轴的坐标与投影位置L4 对应，在X轴上的坐标与投影位置L3、L4和夹角∠2相关：即在X轴上的坐标对应于（L4-L3）* ctag（∠2），因此根据触摸体10的投影位置L3、L4和夹角∠2，就可以得到触摸体10的第二组坐标。得到的两组坐标可以相互验证，有利于提高检测的准确性，并且，当某一组信号出现异常，仍然可以依靠另一组正常工作，提高触摸屏的可靠性。

Claims (8)

1.一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：包括触摸屏体（1）和至少四组反射条纹阵列，所述其中两组反射条纹阵列设置在触摸屏体（1）的其中一边缘上，另两组反射条纹阵列设置在与该边缘相平行的另一边缘上，且同一边缘上两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。

2.如权利要求1所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列（2）、第二发射条纹阵列（3）、第三接收条纹阵列（4）和第四接收条纹阵列（5），所述第一发射条纹阵列（2）和第二发射条纹阵列（3）设置在触摸屏体（1）的同一边缘上，所述第三接收条纹阵列（4）和第四接收条纹阵列（5）设置在触摸屏体（1）的同一边缘上。

3.如权利要求1所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述四组反射条纹阵列包括第一发射条纹阵列（2）、第二发射条纹阵列（3）、第三接收条纹阵列（4）和第四接收条纹阵列（5），所述第一发射条纹阵列（2）和第三接收条纹阵列（4）设置在触摸屏体（1）的同一边缘上，所述第二发射条纹阵列（3）和第四接收条纹阵列（5）设置在触摸屏体（1）的同一边缘上。

4.如权利要求2或3所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述第一发射条纹阵列（2）、第二发射条纹阵列（3）、第三接收条纹阵列（4）和第四接收条纹阵列（5）均设置在触摸屏体（1）正面。

5.如权利要求2或3所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述第一发射条纹阵列（2）和第四接收条纹阵列（5）设置在触摸屏体（1）的背面，所述第二发射条纹阵列（3）和第三接收条纹阵列（4）设置在触摸屏体（1）的正面。

6.如权利要求1、2或3所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述其中一组反射条纹阵列中的条纹与其所在边形成的夹角度数为45度。

7.如权利要求1、2或3所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述同一边缘上的两组反射条纹阵列相互拼接、相互分隔或相互重叠设置在触摸屏体（1）上。

8.如权利要求1所述的一种声波倾斜投射式表面声波触摸屏，其特征在于：所述反射条纹阵列的数量为八组，八组反射条纹阵列分别设置在触摸屏体（1）四周的边缘上，每一边缘上反射条纹阵列的组数为二组，且至少其中一边缘上的两组反射条纹阵列中的条纹分别与该边所形成的夹角度数不同。

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