触摸屏装置及其控制方法制造方法及图纸

提供了一种基于超声波的触摸屏装置。触摸屏装置包括显示器、超声波传感器和处理器。超声波传感器发射超声波信号。处理器响应于超声波信号从超声波传感器发射、从显示器上触摸的对象反射并且被超声波传感器接收，而基于所接收的超声波信号的飞行时间(ToF)来确定对象的触摸点。

Touch screen device and control method thereof

The invention provides a touch screen device based on ultrasonic wave. The touch screen device comprises a display, an ultrasonic sensor and a processor. Ultrasonic sensor transmitting ultrasonic signal. The processor in response to the ultrasonic wave signal transmitted from the ultrasonic sensor, touch from the display object is reflected and receiving the ultrasonic sensor, and based on the ultrasonic signal received by time of flight (ToF) to determine the touch point object.

【技术实现步骤摘要】
对相关申请的交叉引用此申请要求2015年7月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0105136号以及2015年6月2日在美国专利商标局提交的美国临时No.62/169,783的优先权，通过引用将其公开全部合并于此。
与本公开一致的装置和方法涉及一种触摸屏装置及其控制方法，并且更特别地，涉及一种超声波触摸屏装置及其控制方法。
技术介绍
触摸感测装置，诸如触摸屏、触摸板等，是附接到显示装置来向用户提供直观的输入方法的输入设备。触摸感测装置已经被广泛应用于各种类型的电子设备，诸如便携式电话、个人数字助理(PDA)、导航系统等。特别是，随着对智能手机的需求增加，使用触摸屏作为能够在有限的外形因素下提供各种输入方法的触摸感测装置的比率也已经增加。根据感测触摸输入的方法，应用于便携式设备的触摸屏可以被实现为电阻型、电容型、红外(IR)型、表面声波(SAW)型等。与电阻型、电容型等屏幕相比，在SAW类型触摸屏中，发射的超声波遇到障碍，因而波的大小被减小。因为SAW类型触摸屏具有高光穿透性和高精度和分辨率，所以SAW类型触摸屏已经被主要广泛应用于无人信息终端等。然而，SAW类型触摸屏存在缺点。现有技术SAW类型触摸屏易受触摸屏表面上的污染物影响，并且超声波沿着触摸屏表面发射。因此，现有技术SAW类型触摸屏具有较低的软触摸识别性能。此外，现有技术SAW类型触摸屏需要多个声学反射器和额外的处理用于防止幻象触摸(ghost touch)。因此，现有技术SAW类型触摸屏的设计复杂，并且其成本增加。因此，拥有以低成本进一步方便地提高触摸的识别性能的方法将是有利的。
技术实现思路
示范性实施例克服了以上缺点和上面没有描述的其它缺点。此外，不要求示范性实施例克服上述缺点，并且示范性实施例可能没有克服上述任何缺点。一方面是提供一种可以通过使用超声波的飞行时间(ToF)来进一步精确地测量触摸点的触摸屏装置及其控制方法。根据示范性实施例的一方面，提供了一种触摸屏装置，其包括：显示器；多个超声波传感器，被配置为发射超声波信号；以及处理器，被配置为，响应于超声波信号从多个超声波传感器发射、从显示器上触摸的对象反射并且被所述多个超声波传感器接收，来基于所接收的超声波信号的飞行时间(ToF)确定对象的触摸点。响应于超声波信号分别从所述多个超声波传感器的第一和第二超声波传感器发射、从对象反射并且分别被第一和第二超声波传感器接收，处理器可以分别计算从第一和第二超声波传感器到对象的距离并且基于计算的距离来确定对象的触摸点。响应于在显示器上多个对象被触摸并且超声波信号从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并且被第二超声波传感器接收，处理器可以通过使用已经从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并被第二超声波传感器接收的超声波信号的ToF来移除第一对象的幻象触摸，来确定第一对象的触摸点。处理器可以从第一超声波传感器接收的超声波信号中分离从多个对象当中除第一对象之外的另一对象反射的超声波信号，来提取从第一对象反射的超声波信号，通过使用已经从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并被第二超声波传感器接收的超声波信号的ToF来从第二超声波传感器接收的超声波信号中提取从第一对象反射的超声波信号，并且基于所提取的超声波信号来确定第一对象的触摸点。触摸屏装置还可以包括存储器，该存储器被配置为存储超声波信号的多个反射波形，每个反射的波形对应于距离，其中处理器将所提取的超声波信号的波形与存储的反射波形比较来分别确定从第一和第二超声波传感器到第一对象的距离，并且基于所确定的距离来确定第一对象的触摸点。响应于在显示器上多个对象被触摸，并且超声波信号从多个对象的第一对象反射，并且超声波信号从多个对象的第二对象反射，其中超声波信号彼此重叠然后被接收，处理器可以通过使用重叠的超声波信号的波形上分别从第一和第二对象反射的超声波信号彼此重叠的重叠区域的大小以及超声波信号之间的相位差中的至少一个，来确定分别从第一和第二对象反射的超声波信号的ToF。触摸屏装置还可以包括存储器，该存储器被配置为存储取决于分别从第一和第二对象反射的超声波信号彼此重叠的超声波信号中重叠区域的大小和相位差中的至少一个的反射波形，其中处理器从与分别从第一和第二对象反射的超声波信号彼此重叠的重叠区域的大小和相位差中的至少一个对应的反射波形的候选组中，提取与重叠的超声波信号的峰值和斜率值中的至少一个对应的反射波形，并且处理器基于所提取的反射波形来确定分别从第一和第二对象反射的超声波信号彼此重叠的重叠区域的大小和相位差中的至少一个。处理器可以计算所接收的超声波信号的ToF来检测对象的外点，并从检测到的外点估计对象的大小和形状。处理器可以计算作为超声波信号从第一超声波传感器发射、从对象折射并且被第二超声波传感器接收的时间的时间，来检测对象的额外的外点。触摸屏装置还可以包括反射器装置，该反射器装置被配置为在显示器的外部提供，反射器装置具有在基本上平行于显示器的方向上反射或折射从所述多个超声波传感器发射的超声波信号的一部分的抛物面表面。触摸屏装置还可以包括超声波信号吸收材料，该超声波信号吸收材料被配置为吸收除了在基本上平行于显示器的方向上反射或折射的超声波信号之外的其它超声波信号的至少一部分。根据示范性实施例的另一方面，提供了一种控制触摸屏装置的方法，该方法包括：从多个超声波传感器发射超声波信号；通过所述多个超声波传感器接收已经从显示器上触摸的对象反射的反射超声波信号；以及基于所接收的超声波信号的ToF来确定对象的触摸点。超声波信号的接收可以包括从所述多个超声波传感器的第一和第二超声波传感器分别发射超声波信号，以及通过第一和第二超声波传感器来接收已经从对象反射的反射超声波信号，其中对象的触摸点的确定可以包括基于所接收的超声波信号的ToF来分别计算从第一和第二超声波传感器到对象的距离；以及基于所计算的距离来确定对象的触摸点。响应于显示器上多个对象被触摸，并且超声波信号从第一超声波传感器发射，从第一对象折射，并且被第二超声波传感器接收，可以通过使用已经从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并且被第二超声波传感器接收的超声波信号的ToF来移除第一对象的幻象触摸点，来确定第一对象的触摸点。第一对象的触摸点的确定可以包括从第一超声波传感器接收的超声波信号中分离从除第一对象之外的另一对象反射的超声波信号，来提取从第一对象反射的超声波信号，以及使用已经从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并被第二超声波传感器接收的超声波信号的ToF来从第二超声波传感器接收的超声波信号中提取从第一对象反射的超声波信号；并且基于所提取的超声波信号来确定第一对象的触摸点。该方法还可以包括：存储超声波信号的反射波形，每个反射的波形对应于距离，其中第一对象的触摸点的确定可以包括将所提取的超声波信号的波形与存储的反射波形比较来分别确定从第一和第二超声波传感器到第一对象的距离；以及基于所确定的距离来确定第一对象的触摸点。对象的触摸点的确定可以包括，响应于在显示器上多个对象被触摸，并且超声波信号从所述多个对象的第一对象反射，并且超声波信号从所述多个对象的第二对象反射，其中超声波信号彼此重叠然后被接收，而通过使用重叠且被接收的信号的波形上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸屏装置，包括：显示器；多个超声波传感器，被配置为发射超声波信号；以及处理器，被配置为，响应于超声波信号被从所述多个超声波传感器发射、从显示器上触摸的对象反射并且被所述多个超声波传感器接收，来基于所接收的超声波信号的飞行时间(ToF)确定对象的触摸点。

【技术特征摘要】
2015.07.24 KR 10-2015-0105136;2015.06.02 US 62/1691.一种触摸屏装置，包括：显示器；多个超声波传感器，被配置为发射超声波信号；以及处理器，被配置为，响应于超声波信号被从所述多个超声波传感器发射、从显示器上触摸的对象反射并且被所述多个超声波传感器接收，来基于所接收的超声波信号的飞行时间(ToF)确定对象的触摸点。2.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中响应于超声波信号分别从所述多个超声波传感器中的第一和第二超声波传感器发射，从对象反射并且分别被第一和第二超声波传感器接收，处理器分别计算从第一和第二超声波传感器到对象的距离，并且基于所计算的距离来确定对象的触摸点。3.如权利要求2所述的触摸屏装置，其中响应于在显示器上多个对象被触摸，并且超声波信号被从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并且被第二超声波传感器接收，处理器通过使用已经从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并且被第二超声波传感器接收的超声波信号的ToF来移除第一对象的幻象触摸，从而确定第一对象的触摸点。4.如权利要求3所述的触摸屏装置，其中处理器从第一超声波传感器接收的超声波信号中分离所述多个对象当中除第一对象之外的另一对象反射的超声波信号，来提取从第一对象反射的超声波信号，通过使用已经被从第一超声波传感器发射、从第一对象折射并且被第二超声波传感器接收的超声波信号的ToF来从第二超声波传感器接收的超声波信号中提取从第一对象反射的超声波信号，并且基于所提取的超声波信号来确定第一对象的触摸点。5.如权利要求4所述的触摸屏装置，进一步包括：存储器，被配置为存储多个超声波信号的反射波形，每个反射波形对应于一距离，其中处理器将所提取的超声波信号的波形与所存储的反射波形进行比较来分别确定从第一和第二超声波传感器到第一对象的距离，并且基于所确定的距离确定第一对象的触摸点。6.如权利要求1所述的触摸屏装置，其中响应于在显示器上多个对象被触摸，并且超声波信号被从所述多个对象中的第一对象反射，并且超声波信号被从所述多个对象中的第二对象反射，其中超声波信号彼此重叠并随后被接收，处理器通过使用分别从第一和第二对象反射的超声波信号在重叠的超声波信号的波形上彼此重叠的重叠区域的大小以及超声波信号之间的相位差中的至少一个，来确定分别从第一和第二对象反射的超声波信号的ToF。7.如权利要求6所述的触摸屏装置，还包括：存储器，被配置为存储取决于超声波信号中的重叠区域的大小和相位差中的至少一个的反射波形，其中在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔成焘，俞载宪，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR