[发明专利]一种改进的声波触摸设备

说明书

技术领域

本发明大体上涉及声波触摸传感器，并且更确切地说涉及表面声波（SAW）触摸屏。 

背景技术

触摸传感器系统，例如，触摸屏或触摸监视器，可以充当用于交互计算机系统的输入装置，所述计算机系统用于多种应用，例如，信息亭、订单输入系统、视频显示器、移动通信等。此类系统可以集成到计算装置中，因此提供交互的能够触摸的计算装置，包含计算机、电子书阅读器，或移动通信装置。

通常，触摸传感器系统通过用户触摸表面启用衬底的表面上的位置的确定。触摸衬底通常是由覆盖在计算机或计算装置显示器（类似于液晶显示器（LCD）、阴极射线管（CRT）、等离子体等）上的一些形式的玻璃制成。触摸传感器系统以操作方式连接到装置显示器，因此它还能够确定装置显示器上的位置以及此外的显示在显示器上的用户介面的适当的控制动作。

可以使用不同的技术实施触摸传感器系统。声波触摸传感器（例如，使用表面声波的超声波触摸传感器）是目前可供使用的触摸传感器技术中的一种并且现在存在有多种类型的声波触摸传感器。举例来说，“阿德勒型”声波触摸传感器仅使用每坐标轴的两个转换器来空间地传播发射的表面声波信号并且通过分析来自触摸的波扰动的暂态方面来确定触摸表面坐标。对于每个轴，在对应的圆周表面处的一个转换器产生通过衬底沿垂直的圆周表面传播的表面声波脉冲，沿着所述圆周表面设置有第一反射光栅或阵列。所述第一反射阵列适于将表面声波的部分垂直地跨越衬底沿多个并联路径反射到设置在相对的圆周表面上的第二反射阵列。所述第二反射阵列将表面声波沿圆周表面反射到第二转换器，在所述第二转换器中接收所述波以进行处理。与X轴相关联的反射阵列垂直于与Y轴相关联的反射阵列，从而提供网格图案以在待确定的衬底上启用触摸的二维坐标。在一个点处触摸衬底表面通过表面声波穿过触摸的点而引起能量的损失。这是作为表面声波的衰减而显示的并且是作为表面声波信号中的扰动由接收转换器检测的。数据的时间延迟分析用于确定衬底上的触摸的表面坐标。

声波触摸传感器可以具有设置在衬底的前部圆周表面上的以及沿着衬底的前部圆周表面设置的大量的操作元件（多个转换器或转换器与反射阵列组合中的任一者）。为了防止由于曝光于环境或外部物体而受到损害，用于这些传感器或用于集成传感器的装置的壳体可以包含用于触摸衬底的前部圆周表面的带槽框，所述带槽框隐藏并且保护这些圆周操作元件，因此在衬底的前表面上仅有一个激活触摸区域是曝光的以用于可能的触摸输入。对于缺乏带槽框的声波触摸传感器，圆周操作元件可以位于衬底的背面圆周表面上（在这种情况下，表面声波围绕衬底圆形边缘传播、跨越前表面，并且围绕相对的衬底圆形边缘到达接收元件）。窄宽度带槽框和缺乏带槽框的声波触摸传感器各自扩大激活触摸区域以基本上达到衬底的整个前表面，这可以有益于小型集成装置，例如，智能电话、平板计算机、电子书阅读器或其他移动计算装置。

随着激活的触摸区域的扩大，越来越多的装置特征和触摸功能可以提供在激活的触摸区域中。然而，在一些情况下，这些额外特征和功能可能干扰表面声波在触摸衬底上的传播。举例来说，在具有一定的美观性考量的许多缺乏带槽框的系统中，衬底的后表面的圆周可以具有涂覆在其上的不透明的墨或涂料，其中圆周操作元件，例如，反射阵列和转换器，印刷在“边界涂料”的顶部上，因此这些元件是通过通常为透明的衬底隐藏起来不可见的。另外，标识或应用图标可以直接印刷在边界涂料下部的衬底的后表面的圆周上。这允许印刷标识或应用图标能够通过衬底被看到。替代地，涂料可以涂覆在边界涂料中具有标识或图标的形状的切出部分上方（如下文所述）。然而，在印刷标识或应用图标的位置处可以观察到接收转换器处的接收到的信号中的下降以及接收到的表面声波的急剧的相位差。具体而言，观察表明在接收到的信号中存在确定的下降并且在接收到的表面声波中存在对应于图标或应用图标的印刷材料的开启以及再次的在印刷材料的末端处的急剧的相位差。通常相信表面声波在穿过印刷材料时会经历速度的改变（并且因此损失相位相干性），从而导致观察到的效应。涂料成层和类似物、较慢的印刷材料的传播速度表明了观察到的效应的原因。