振动敏感接触式输入装置制造方法及图纸

公开了一种接触式输入装置，该装置通过感测在接触面板内传播的振动而确定接触位置，该振动表示施加在接触板上的接触。振动敏感器件比如压电传感器用来感测这些振动。选择接触板上的传感器的大小、形状、放置位置以及定向，能够提高传感器对振动的灵敏度并且产生相对于振动传播方向对称的响应。还公开了制造振动敏感接触式输入装置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种接触式输入装置。尤其涉及这样一种接触式输入装置其利用来自接触面板中的振动的信息来确定接触的位置。
技术介绍
电子显示器广泛应用在生活中的各个方面。尽管过去电子显示器的用途最初局限于诸如台式电脑和笔记本电脑等的计算应用，但由于处理能力变得更容易得到，因此这种能力已经结合到各种各样的应用中。例如，现在在各种各样的应用中普遍能看到电子显示器，这里仅举几个例子，比如取款机、游戏机、自动导航系统、餐厅管理系统、食品店结账线、气泵、信息亭以及手持数据组织器等。
技术实现思路
本专利技术提供一种接触式输入装置，其包括矩形基板和结合到基板上的至少三个细长的压电传感器，传感器构造成感测在基板中传播的振动，该振动表示接触式输入装置上的接触，每一个传感器均位于基板的角附近，并被定向成提供关于振动传播方向对称的灵敏度。控制电子电路可以结合到传感器上，并构造成利用从所感测的表示接触的振动产生的信息计算接触位置。此外，可以设置显示器以便透过接触式输入装置进行观看。在本专利技术的另一实施例中，提供一种接触式输入面板，包括矩形基板和结合到基板上的至少三个细长的压电传感器。传感器构造成感测在基板中传播的振动，该振动表示接触式输入装置上的接触，并且传感器结合到电线上，该电线构造成用于把从所感测的振动产生的信息传送到控制器中。该控制器利用该信息计算接触位置。每一个传感器均位于基板的角附近，并被定向成提供关于振动传播方向对称的灵敏度。本专利技术还提供一种制造振动敏感接触式输入装置的方法。该方法包括提供一种矩形基板，该基板能够支持在基板中传播的振动，该振动表示基板上的接触；选择基板上靠近基板的角的传感器区域和基板上靠近基板的边的尾部区域；在基板上制作成对电线的布线图案，每一对电线沿着基板的一个或多个边从一个传感器区域延伸到尾部区域；提供通过在两个电极之间施加电压而可触发的压电传感器，该电极被构造成可从传感器的相同侧接近；以及将一个传感器固定到每一个传感器区域上，以使各相应的一对电线中的每一根电线均电连接到各相应的传感器的唯一一个电极上。本专利技术的以上概述其本意并不是说明本专利技术的每一个公开的实施例或者每一种实施方式。随后的附图和详细说明更加详细地对这些实施例进行了举例。附图说明考虑以下本专利技术的不同实施例的详细说明并结合附图，将会更充分地理解本专利技术，其中图1表示本专利技术接触式输入装置系统的示意侧视图；图2(a)是根据本专利技术实施例的接触面板的示意平面图；图2(b)是根据本专利技术实施例的接触面板的示意图；图3是根据本专利技术实施例的接触面板的部分示意平面图，其图解了细长的弯曲波传感器的定位；图4是根据本专利技术实施例的接触面板的部分示意平面图，其图解了连接到弯曲波传感器的电线；图5是根据本专利技术实施例的接触面板的示意性平面图，其表示电线和尾部的布线图；以及图6表示制造根据本专利技术的弯曲波接触面板的方法的实施例中的步骤。尽管本专利技术可以接受各种修改和可选形式，但本专利技术的细节已经在附图中举例表示出来且将进行详细说明。不过，应该理解的是，其本意不是将本专利技术限制在所述的特定实施例。相反地，本其本意是覆盖落入本专利技术的主旨和范围以内的所有修改，等效置换以及可选方案。具体实施例方式本专利技术涉及接触式触发用户输入装置，其通过若干压电器件感测振动，该振动表示通过感测用接触板传播的离散接触。来自被感测的振动的信息可用于确定接触的位置。在国际公开WO 2003 005292和WO0148684中披露了尤其适于从弯曲波振动检测和确定接触位置的振动敏感接触式输入装置。本专利技术还涉及振动敏感接触式输入装置中的压电传感器的布置，尤其涉及传感器的定位、传感器的定向、传感器的形状等等，以获得增强的灵敏度。通过选择传感器的大小、形状、位置和定向，可以获得相对于振动传播方向的相对独立性，并获得相对于振动传播方向对称的传感器响应。在包括压电传感器的振动敏感接触式输入装置中，在接触面板平面内传播的振动使压电传感器受压，引起穿过传感器的可检测电压降。所接收的信号能够直接由接触输入的碰撞而引起的振动产生，或者通过接触输入影响现有的振动而产生，例如通过振动的衰减而产生。一旦接收表示接触的信号，就可以使用差时来推导接触输入的位置，在这些差时点，每一个传感器处都接收到相同信号。如国际公开WO 2003 005292和WO 0148684所披露的那样，当传播介质是频散介质时，由多频组成的振动波包展开并随着它的传播而衰减，使得信号的判读变得困难。于是，已提出转换所接收的信号从而能够判读它们，就好像它们在非频散介质中传播一样。这种技术尤其适用于检测弯曲波振动的系统。压电传感器由于它们的灵敏性、相对低的成本、适当的坚固性、潜在的小波形系数、适当的稳定性以及响应的线性度而尤其适于在本专利技术的装置中使用。除了别的以外，可用于振动敏感接触式输入装置的其他传感器包括电致伸缩的、磁致伸缩的、压阻的以及可动线圈的传感器。压电元件一般具有用于振动敏感应用的两种形式中的一种形式。第一种形式是单压电晶片元件，其对每一轴上的压缩敏感。第二种形式是双压电晶片元件，其由排列成具有相反极性的两个单压电晶片组成，并对弯曲敏感。选择使用哪一种传感器类型取决于传感器所针对的材料。例如，当板承受来自弯曲波的弯曲时，该板的表面处于弯曲和压缩中。弯曲对压缩之比取决于板的厚度和刚度。当板做得比较厚和比较硬时，那么对于给定的频率和扰动振幅，弯曲减小(因为更大的弯曲波长)而表面压缩增大(因为表面离中性轴线更远了)。因此，在更厚更硬的面板上，单压电晶片传感器比双压电晶片传感器能够更灵敏，且反之亦然。许多采用接触式输入装置的应用也使用电子显示器透过接触装置来显示信息。由于显示器通常是矩形的，因此使用矩形接触装置也是典型且方便的。同样地，固定传感器的接触板通常也是矩形的。在本专利技术中，振动传感器可以放置在接触板的角附近。因为许多应用要求显示器可以透过接触式输入装置来观看，所以希望把传感器放在外面而靠近接触板的边缘，从而它们不会不合需要的占用可视显示区。把传感器放在角落处还能够减少来自面板边缘的反射的影响。对于沿接触板边缘任意放置的振动传感器，由于接触式输入作用而接收到的信号是振动波包的初至波加上随后来自板的边缘的振动波包的延迟反射波的总和。传感器或者接触输入对板边缘的接近性决定了直接信号与第一反射信号的分离。将传感器定位在角上增加了传感器距可能反射边界的间距，这有助于原始信号和反射信号的分离，以便进行更好的接触检测。振动传感器的形状也很重要。理想的是传感器呈全向响应，换句话说，传感器响应相对不受振动传播的方向的影响。具有强的角相关性的传感器可能会不合需要的使根据接收的信号进行的接触位置的相关计算复杂化。为了研究压电传感器的响应的角相关性，可以驱动传感器从而使其充当发射器。然后，可以利用激光振动计测量输出波。作为发射器的压电器件的角相关性可以与预期的作为传感器的压电器件的角相关性联系起来。通过这些分析，可以确定细长的压电传感器，比如那些具有细长矩形或椭圆形状的传感器比正方形或圆形的传感器提供更好的全向性，尤其是当它们被固定在基板的角上时。例如，当长宽比约为3∶1的矩形传感器结合到钠钙玻璃的矩形板上，并被定向为使其长轴线与板的边缘成45度角时，该传感器被驱动时发出高度对称的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触式输入装置，包括：矩形基板；至少三个细长的压电传感器，其结合到所述基板上并构造成感测在所述基板中传播的振动，所述振动表示所述接触式输入装置上的接触，每个传感器均位于基板的角附近，并定向成提供关于振动传播方向对称的灵敏 度；以及控制电子电路，其结合到所述传感器上，并构造成利用来自于所感测的表示接触的振动的信息计算接触位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-5-19 10/440,6501.一种接触式输入装置，包括矩形基板；至少三个细长的压电传感器，其结合到所述基板上并构造成感测在所述基板中传播的振动，所述振动表示所述接触式输入装置上的接触，每个传感器均位于基板的角附近，并定向成提供关于振动传播方向对称的灵敏度；以及控制电子电路，其结合到所述传感器上，并构造成利用来自于所感测的表示接触的振动的信息计算接触位置。2.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述基板是玻璃。3.如权利要求2的接触式输入装置，其中，所述基板是钠钙玻璃。4.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述基板是塑料。5.如权利要求4的接触式输入装置，其中，所述基板是丙烯酸树脂。6.如权利要求4的接触式输入装置，其中，所述基板是聚碳酸酯。7.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述基板包括网纹接触面。8.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述基板包括防眩光涂层。9.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述基板包括防反射涂层。10.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述基板包括抗擦伤涂层。11.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述矩形基板是正方形的。12.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述传感器包括锆钛酸铅晶体。13.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述传感器是矩形的。14.如权利要求13的接触式输入装置，其中，所述传感器的长宽比大约为3∶1。15.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述传感器具有最大灵敏度的轴线，所述轴线被定向成与所述基板的邻边成大约45度角。16.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述传感器结合到所述基板的接触表面上。17.如权利要求1的接触式输入装置，其中，所述传感器结合到与所述基板的接触表面相反的表面上。18.如权利要求1的接触式输入装置，包括结合到所述基板上的四个细长的压电传感器，每一个传感器均位于所述基板的角上。19.如权利要求1的接触式输入装置，其中，至少一个传感器还构造成用作振动发射器。20.如权利要求1的接触式输入装置，还包括印刷的成对电线，所述成对电线对应于每一个传感器并置于所述基板上，以便把所述传感器结合到所述控制电子电路上。21.如权利要求20的接触式输入装置，还包括柔性电路尾部，所述柔性电路尾部连接到所述基板上的成对电线，以便把所述传感器结合到所述控制电子电路上。22.一种接触式输入装置系统，包括矩形基板；至少三个细长的压电传感器，其结合到所述基板上并构造成感测在所述基板中传播的振动，所述振动表示所述接触式输入装置上的接触，每一个传感器均位于所述基板的角附近，并定向成提供关于振动传播方向对称的灵敏度；控制电子电路，其结合到所述传感器上，并构造成利用从所感测的表示接触的振动而产生的信息计算接触位置；以及显示器，其被设置成以透过所述接触式输入装置进行观看。23.如权利要求22的接触式输入系统，其中，所述显示器包括液晶显示器。24.如权利要求22的接触式输入系统，其中，所述显示器包括阴极射线管。25.如权利要求22的接触式输入系统，其中，所述显示器包括电致发光显示器。26.如权利要求22的接触式输入系统，其中，所述显示器包括发光二极管显示器。27.如权利要求22的接触式输入系统，其中，所述显示器包括等离子体显示板。28.如权利要求22的接触式输入系统，其中，所述显示器包括静止图形。29.一种接触式输入装置系统，包括矩形基板；至少三个细长的压电传感器，其结合到所述基板上并构造成感测在所述基板中传播的振动，所述振动表示所述接触式输入装置上的接触，并且结合到...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J罗布瑞特，尼古拉斯PR希尔，达利斯M沙利文，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]