一种改进的声波触摸设备制造技术

一种改进的声波触摸设备，所述声波触摸设备具有：涂覆在传播衬底的后表面上的标识或应用图标，可以穿过所述衬底观看所述标识或应用图标；以及位于邻近所述标识或应用图标处的声波元件，所述声波元件可以补偿在所述标识或应用图标上传播的表面声波的相速偏移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种改进的声波触摸设备
本专利技术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。
技术介绍
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，因此提供具有交互式触摸功能的计算装置，包含计算机、电子书阅读器，或移动通信装置。通常，触摸传感器系统使得能够通过用户触摸表面而确定在衬底的表面上的位置。触摸衬底通常是由覆盖在计算机或计算装置显示器（如液晶显示器（LCD）、阴极射线管（CRT）、等离子体等）上的某种形式的玻璃制成。触摸传感器系统可操作地被连接到装置显示器，使得其还能够确定装置显示器上的位置以及（进一步地）确定显示在显示器上的用户介面的相应的控制动作。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”声波触摸传感器每坐标轴仅使用两个转换器来空间地传播所发射表面声波信号，并且通过分析触摸引起的波扰动的时间特征来确定触摸表面坐标。对于每个轴，在对应的外围表面处的一个转换器产生通过衬底沿垂直的外围表面传播的表面声波脉冲，沿着所述垂直的外围表面设置有第一反射栅或阵列。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平行路径反射到设置在相对的外围表面上的第二反射阵列。所述第二反射阵列将表面声波沿外围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使得能够确定衬底上的触摸的二维坐标。在一个点处触摸衬底表面会由于表面声波穿过触摸点而引起能量损失。这表现为表面声波的衰减，并且作为表面声波信号中的扰动而由接收转换器检测。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外围表面上以及沿着衬底的前部外围表面设置的大量操作元件（多个转换器，或转换器与反射阵列组合）。为了防止由于曝露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有传感器的装置的壳体可以包含用于触摸衬底的前部外围表面的带槽框，所述带槽框隐藏并且保护这些外围操作元件，因此在衬底的前表面上仅有一个可用触摸区域露出以用于可能的触摸输入。对于没有带槽框的声波触摸传感器，外围操作元件可以位于衬底的背面外围表面上（在这种情况下，表面声波绕过衬底圆形边缘传播、跨越前表面，并且绕过相对的衬底圆形边缘到达接收元件）。窄宽度带槽框和没有带槽框的声波触摸传感器各自扩大可用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。随着可用的触摸区域的扩大，越来越多的装置特征和触摸功能可以提供在可用的触摸区域中。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没有带槽框的系统中，衬底的后表面的外围可以具有涂覆在其上的不透明的墨或涂料，其中外围操作元件，例如，反射阵列和转换器，印刷在“边界涂料”的顶部上，以使得这些元件隐藏起来而不能通过通常为透明的衬底被看见。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外围上。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口上方（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所接收信号的下降以及所接收表面声波的显著的相位差。具体而言，观察表明，在所接收信号中确定存在下降，并且在所接收表面声波中存在对应于图标或应用图标的印刷材料的开始以及印刷材料的末端处的显著的相位差。通常相信，表面声波在经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。涂料分层和可能较慢的印刷材料传播速度表明了观察到的效应的原因。更确切地说，相信由于印刷材料可以导致若干类型的信号减少。在印刷材料部分地重叠反射阵列的第一情况下，印刷材料下游的信号向下倾斜。这可以归因于印刷材料略微地重新定向表面声波。在印刷材料完全或大部分重叠反射阵列的第二情况下，印刷材料下游的信号受到抑制。这可以归因于经过印刷材料涂料的水平表面声波的衰减。如果印刷材料在反射阵列下方延伸，那么由于相位差而在印刷材料的开始处经常观察所接收信号的下降。再次由于相位差，在印刷材料的末端处在所接收信号中应该存在另一个下降，然而这通常是观察不到的，这可能是因为它被掩蔽。并且，如果印刷材料在反射阵列下方延伸，那么所接收信号中的降低将具有印刷材料的宽度。这是由于表面声波的衰减远离反射阵列在垂直方向上行进。具有补偿经过印刷材料时的表面声波速度改变的特定效应并且防止可能引起的所接收信号的减少的改进的声波触摸设备将是有利的。
技术实现思路
上述问题通过提供声波触摸设备的本专利技术而得以避免，所述声波触摸设备包括：具有若干个能够传播表面声波的表面的衬底；在第一表面上的至少一个声波转换器；以及在所述第一表面上的至少一个反射阵列，所述转换器能够发射表面声波到所述反射阵列或从所述反射阵列接收表面声波，并且所述反射阵列能够声学地耦合表面声波以在所述衬底的诸表面之间传播，并且所述衬底具有：设置在所述第一表面上的第一声学元件，其拦截在所述第一表面上的传播态表面声波并且引起传播态表面声波的相速的变化；以及设置在所述第一表面上的第二声学元件，其均衡所述变化。所述第二声学元件可以抵消由第一声学元件拦截的传播态表面声波的任何部分的相位前移或延迟。所述第二声学元件可以接近第一声学元件或者在物理上尽可能接近第一声学元件而设置在所述第一表面上。并且，所述第二声学元件可以用于拦截由第一声学元件拦截的传播态表面声波。在此类情况下，所述第二声学元件可以抵消由第一声学元件拦截的传播态表面声波的任何部分的相位前移。并且，所述第二声学元件可以用于拦截平行于由所述第一声学元件拦截的传播态表面声波的传播态表面声波。在此类情况下，所述第二声学元件可以抵消平行于由第一声学元件拦截的传播态表面声波的传播态表面声波的一部分的相位前移。所述第一声学元件可以包括沿第一表面的边界设置的声学惰性材料层的切口以及设置在切口上方的声学材料贴片。声学惰性材料层可以包括第一不透明墨并且所述贴片包括具有与第一不透明墨不同的视觉特性的第二不透明墨。替代地，所述第一声学元件可以包括沿第一表面的边界设置的声学惰性材料层的切口以及填充在所述切口中的声学材料，所述第一材料和第二材料在视觉上彼此不同。替代地，所述第一声学元件可以包括设置在第一表面上并且设置在沿第一表面的边界设置的声学惰性材料层的下方的声学材料。在此类情况下，声学惰性材料层可以包括第一不透明墨并且所述第一声学元件的声学材料包括具有与第一不透明墨不同的视觉特性的第二不透明墨。并且，所述第二声学元件可以包括邻近第一声学元件设置并且位于沿第一表面的边界设置的声学惰性材料层的上方或下方的声学材料。在此类情况下，所述第一声学元件可以包括多种形状并且所述第二声学元件具有由第一声学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种声波触摸设备，其包括：具有能够传播表面声波的表面的衬底；第一表面上的至少一个声波转换器；以及所述第一表面上的至少一个反射阵列，所述转换器能够将表面声波发射到所述反射阵列或者从所述反射阵列接收表面声波，并且所述反射阵列能够声学耦合表面声波以在所述衬底的表面之间传播，并且所述衬底具有拦截所述第一表面上的传播的表面声波并且引起所述传播的表面声波的相速变化的设置在所述第一表面上的第一声波元件以及均衡所述变化的设置在所述第一表面上的第二声波元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.14 US 13/274,1731.一种声波触摸设备，其特征在于，包括：具有若干个能够传播表面声波的表面的衬底；在第一表面上的至少一个声波转换器；以及在所述第一表面上的至少一个反射阵列，所述转换器能够将表面声波发射到所述反射阵列或者从所述反射阵列接收表面声波，并且所述反射阵列能够声学耦合表面声波以在所述衬底的诸表面之间传播，并且所述衬底具有设置在所述第一表面上的第一声学元件和第二声学元件，所述第一声学元件拦截所述第一表面上的传播态表面声波并且引起所述传播态表面声波的相速变化，所述第二声学元件均衡所述变化，其中第一声学元件包括已作为标识或图标使用的材料。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件抵消由所述第一声学元件拦截的所述传播态表面声波的任何部分的相位前移或延迟。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件接近所述第一声学元件设置在所述第一表面上。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件物理上尽可能接近所述第一声学元件设置在所述第一表面上。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件用于拦截由所述第一声学元件拦截的传播态表面声波。6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件用于拦截平行于由所述第一声学元件拦截的所述传播态表面声波的传播态表面声波。7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一声学元件包括沿所述第一表面的边界设置的声学惰性材料层的切口以及设置在所述切口上方的声学材料贴片。8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述声学惰性材料层包括第一不透明墨并且所述贴片包括具有与所述第一不透明墨不同的视觉特性的第二不透明墨。9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一声学元件包括沿所述第一表面的边界设置的声学惰性材料层的切口以及填充在所述切口中的声学材料，所述声学惰性材料和所述声学材料在视觉上彼此不同。10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一声学元件包括设置在所述第一表面上并且设置在沿所述第一表面的边界设置的声学惰性材料层的下方的声学材料。11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述声学惰性材料层包括第一不透明墨并且所述第一声学元件的声学材料包括具有与所述第一不透明墨不同的视觉特性的第二不透明墨。12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件包括邻近于沿所述第一表面的边界设置的所述声学惰性材料层而设置并且位于所述贴片的上方或下方的声学材料。13.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件包括设置在所述切口的上方的所述贴片上的声学材料。14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件包括邻近所述第一声学元件设置并且位于沿所述第一表面的所述边界设置的声学惰性材料层的上方或下方的声学材料。15.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件包括具有与所述切口相同的形式并且设置在所述贴片上从而叠加在所述切口上的声学材料。16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述叠加的声学材料在所述传播态表面声波的波长的一部分内与所述切口对齐。17.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述反射阵列沿所述第一表面的所述边界、所述第一声学元件的所述切口和所述贴片，以及所述第二声学元件设置在所述声学惰性材料层的上方，由所述第一声学元件拦截的所述传播态表面声波包括与所述反射阵列相互作用的所述表面声波的一部分。18.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述反射阵列沿所述第一表面的所述边界、所述第一声学元件，以及所述第二声学元件设置在所述声学惰性材料层的上方，由所述第一声学元件拦截的所述传播态表面声波包括与所述反射阵列相互作用的所述表面声波的一部分。19.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述切口包括多种形状并且所述第二声学元件具有由所述切口的多个形状组合而成的形状。20.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一声学元件包括多种形状并且所述第二声学元件具有由所述第一声学元件的多个形状组合而成的形状。21.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述切口包括多种间隔开的形状并且所述第二声学元件包括散布在所述形状之间的多个间隔开的区段，每个区段邻近对应的形状设置并且至少部分地拦截由所述对应的形状拦截的所述传播态表面声波。22.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述第一声学元件包括多种间隔开的形状并且所述第二声学元件包括散布在所述形状之间的多个间隔开的区段，每个区段邻近对应的形状设置并且至少部分地拦截平行于由所述对应的形状拦截的所述传播态表面声波的传播态表面声波的一部分。23.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第二声学元件包括设置在所述声学惰性材料层上方的所述贴片的延伸部，所述延伸部拦截平行于由所述贴片拦截的所述传播态表面声波的所述传播态表面声波的至少一部分。24.根据权利要求23所述的设备，其特征在于，所述贴片的所述延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·H·斯卡夫，约珥·C·肯特，达米安·波盖特，
申请(专利权)人：ELO触摸技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US