[发明专利]具有可变厚度基板的声学触摸设备

说明书

技术领域

本发明总体上涉及触摸传感器系统并且更具体地涉及表面声波(surface acoustic wave)(SAW)触摸屏。

背景技术

诸如触摸屏或触摸监控器的触摸传感器系统能够用作针对用于各种应用的交互式计算机系统的输入装置，例如，信息站(information kiosks)、订单录入系统、视频显示器等。这类系统可以集成至计算装置中，因此提供能够交互触摸的包括计算机的计算装置、电子书阅读器、移动通信装置和包括机器人的其他触摸敏感装置。

通常，触摸传感器系统能够经由表面的用户触摸确定在基板的表面上的位置。针对触控板或触摸敏感机器外壳的一些应用，基板可以由诸如金属的不透明材料制成。当触摸传感器是透明的触摸屏时，触摸基板通常由一些形式的玻璃制成，其置于计算机或计算装置显示器之上，类似液晶显示器(LCD)、等离子显示器等。触摸传感器系统可操作地连接到装置显示器，使得其能够确定在装置显示器上的位置，并且另外，确定在显示器上显示的用户界面的合适的控制动作。

可以使用不同技术实施触摸传感器系统。诸如使用表面声波的超声波触摸传感器的声学触摸传感器是当前主要的触摸传感器技术之一，并且现在存在许多类型的声学触摸传感器。图1a示出了“非阿德勒型(non-Adler-type)”声学触摸传感器1的基板2的前平面图。基板2的前表面4的周界区域3包围基板2的内部触摸区域5。诸如楔形变换器的多个变换器6a、6b、6c、6d在周界区域3中粘合至前表面4。触摸传感器1每坐标轴使用多个变换器，以空间地散布相应的传输的表面声波信号(例如，以实线箭头7a，7b示出)并且确定触摸区域5坐标。例如，对于X坐标轴，在相应的周界区域3上的X轴传输变换器6a生成表面声波脉冲，该表面声波脉冲沿着多个平行路径在穿过基板2(穿过触摸区域5)的Y方向上传播至被设置在用于处理接收的波的相对的周界区域3上的X轴接收变换器6b。在触摸区域5中触摸的X坐标通过与由该触摸所解释的表面声波相对应的哪个传输/接收变换器对确定。类似地，对于Y坐标轴，在相应的周界区域3上的Y轴传输变换器6c生成表面声波脉冲，该表面声波脉冲沿着多个平行路径在穿过基板2(穿过触摸区域5)的X方向上传播至被设置其中用于处理所接收的波的相对的周界区域3上的Y轴接收变换器6d。在触摸区域5中触摸的Y坐标与由该触摸所解释的表面声波相对应的哪个传输/接收变换器对确定。变换器布置提供了网格图形以允许确定在触摸区域5上的触摸的二维坐标。在一点上触摸该触摸区域5由表面声波穿过触摸的点而引起能量损失。这表现为表面声波的衰减。与每个接收变换器6b、6d相关联的检测电路检测表面声波信号的振幅，并且观察哪个发送/接收变换器对已经扰动或衰减信号，作为一种手段以确定在触摸区域5上的表面坐标。控制器(未示出)驱动变换器6的操作，并且将触摸坐标提供至操作系统和软件应用程序程序，以提供具有可操作地连接到变换器6的显示器的所需用户界面。应注意，触摸传感器1示出为平坦和矩形的，但是取决于应用可以呈现不同形状和构造。

“阿德勒型(Adler-type)”声学触摸传感器每坐标轴仅使用两个变换器以空间地散布传输的表面声波信号，并且通过分析来自触摸的波扰动的时间方面确来定触摸表面坐标。对于每个轴，在相应外围表面上的一个变换器生成表面声波脉冲，该表面声波脉冲穿过沿其设置第一反射光栅或阵列的垂直外围表面传播通过基板。第一反射阵列被适配为反射沿着多个平行于设置在相对的外围表面上的第二反射阵列的路径垂直穿过基板的部分表面声波。第二反射阵列适配为沿着外围表面将表面声波反射到在用于处理接收到波的相应的垂直外围表面上的第二变换器。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，从而提供网格图形以允许确定在基板上的触摸的二维坐标。在一点上触摸该基板表面由表面声波穿过触摸的点而引起能量损失。这表现为表面声波的衰减。与每个接收变换器相关联的检测电路检测在表面声波信号中作为扰动的衰减并且执行数据的时间延迟分析以确定在基板上的触摸的表面坐标。

过去，类似触摸屏和触摸板产品的利用声学触摸传感器的装置与保护框关联。声学触摸传感器可以具有布置在基板的前外围表面上并且沿着其的大量操作元件(或多个变换器、或变换器和反射阵列组合)。为了防止由于从环境或外部物体的曝光的损坏，用于这些传感器或用于集成传感器的装置的外壳可以包括隐藏并且保护这些外围操作元件的框，使得仅位于基板的前表面上的激活触摸区域可能被暴露用于触摸输入。