An acoustic touch detection device, which comprises a substrate with a surface and an acoustic transducer (11, 12), the latter through change can produce a through the substrate along a surface and intersecting the axis of propagation of body waves in the substrate, wherein the body wave energy is some grating transducer (5a, 5b, 8A, 8b) coupled with a conversion of the wave pattern on the surface of the energy and the wave propagation along the surface.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及声学换能器领域，较具体地涉及用于声学触摸屏的光栅换能器。
技术介绍
触摸屏是交互式计算机系统的输入装置。在商务上它们日益广泛应用于例如信息查询台和餐馆预订系统等等。电阻触摸屏、电容触摸屏、和声学触摸屏是占统治地位的触摸屏技术。对于要求有非常耐用的触摸敏感表面和最小程度地影响显示图像的光学质量的那些应用来说，声学触摸屏，也即超声触摸屏，尤其有优势。已经知道各种类型的超声换能器。声学触摸屏中使用最普遍的类型是楔板换能器和压电换能器元件与触摸基底之间的直接耦合。换能器是一个或一组能把能量从一种形式转换成另一种形式的物理元件。这包括各种声波模式之间的转换和电能与声能之间的转换。典型使用的压电换能器由一个其表面带有一些导体的矩形棱镜状压电陶瓷所形成，通过把该陶瓷元件的一个平面表面或形成在该表面上的金属电极安放得齐平于一个基底元件，例如楔板材料，的一个表面，它将与该表面发生声耦合。楔板换能器把表面波或平板波(plate wave)导入基底。楔板换能器利用当声波倾斜入射到两种不同媒质的界面时将发生折射的现象。典型的楔板换能器由一块塑料楔形板构成，其一个侧面上安装了一个压电元件，其斜面粘结在一块例如为玻璃的基底上。压电元件与楔板材料中的体波相耦合。该体波以临界角，即“楔角”传播，折射成玻璃中水平传播的波，或者由玻璃中水平传播的波折射而成。楔板材料的选择使得其中体波的声速低于接触基底中希望模式的相速；楔角的余弦等于这两个速度的比值。这样的楔板换能器可以用来发送和接收瑞利(Rayleigh)波、勒夫(Love)波、和像兰姆(Lamb)波这样的平板波。与之成对...
【技术保护点】
一种声学触摸传感装置，它包括： （ａ）一个带有一个表面的基底； （ｂ）一个耦合于一个第一波的声波换能器，该第一波是一个体波，沿着一条与上述表面相交的轴线通过上述基底传播； （ｃ）一个衍射声波模式耦合器，它能把上述第一波的能量转换成一个具有转换波模式的第二波，该转换波模式在上述表面上具有明显的能量并沿着一条平行于上述表面的轴线传播；以及 （ｄ）用来探测上述第二波的能量的扰动的器件。
【技术特征摘要】
JP 1996-12-25 345812/19961.一种声学触摸传感装置，它包括(a)一个带有一个表面的基底；(b)一个耦合于一个第一波的声波换能器，该第一波是一个体波，沿着一条与上述表面相交的轴线通过上述基底传播；(c)一个衍射声波模式耦合器，它能把上述第一波的能量转换成一个具有转换波模式的第二波，该转换波模式在上述表面上具有明显的能量并沿着一条平行于上述表面的轴线传播；以及(d)用来探测上述第二波的能量的扰动的器件。2.根据权利要求1的装置，其中上述声波换能器包括用来使体波沿一个相对于上述表面倾斜的方向传播的器件。3.根据权利要求1的装置，其中上述声波换能器直接把上述第一波耦合给上述衍射声波模式耦合器。4.根据权利要求1的装置，其中上述声波换能器至少通过上述第一波路径中的一次声学反射把上述第一波耦合给上述衍射声波模式耦合器。5.根据权利要求1的装置，其中上述衍射声波模式耦合器耦合于一个第三波，该第三波包含上述第一波的能量，具有与上述第一波不同的波模式。6.根据权利要求1的装置，它还包括一个耦合于一个第八波的第二声波换能器，该第八波是一个体波，沿一条与上述表面相交的轴线通过上述基底传播，上述衍射声波模式耦合器把上述第八波的能量耦合成一个第九波，该第九波与上术第二波不同，具有一个转换波模式，该模式在上述表面上具有明显能量并沿一个平行于上述表面的轴线传播。7.根据权利要求1的装置，其中上述衍射声波模式耦合器包括一组散射中心。8.根据权利要求7的装置，其中上述这组散射中心设置在上述表面上。9.根据权利要求1的装置，其中上述衍射声波模式耦合器包括一组空间分开的元件，这些元件的声学特性与上述基底周围区域的特性不同。10.根据权利要求9的装置，其中上述元件包括规则间隔的伸长直线栅线。11.根据权利要求9的装置，其中上述元件包括规则间隔的伸长曲线栅线。12.根据权利要求1的装置，其中上述衍射声波模式耦合器包括上述基底的周期性声学扰动。13.根据权利要求1的装置，它还包括一组沿着上述第二波路径的至少一部分设置的元件，用来把上述第二波的一部分能量反射成一组第四波，每个第四波沿着一个不同于上述第二波的传播轴的轴线平行于上述表面传播。14.根据权利要求13的装置，其中上述这组第四波具有单调增大改变的独特的特征时间延迟。15.根据权利要求14的装置，它还包括一组沿着一个与上述这组第四波的上述轴线相交的路径设置的元件，用来把上述这组第四波的至少一部分能量反射向一个共同的接收器，上述共同接收器产生一个与上述这组第四波的上述反射部分的能量相关连的信号。16.根据权利要求15的装置，其中上述用来探测上述第二波的能量扰动的器件包括用来分析来自上述共同接收器的信号以探测所接收到的能量扰动的器件。17.根据权利要求1的装置，它还包括多个上述声波换能器，每个换能器与一个不同的沿一个与上述表面相交的轴线通过上述基底传播的体波相耦合，上述每个不同体波的能量被一个衍射声波模式耦合器耦合成一个转换波模式，该波模式在上述表面上具有明显的能量并沿一个平行于上述表面的轴线传播。18.根据权利要求17的装置，其中至少两个上述耦合于上述不同体波的转换波模式沿着平行的路径传播。19.根据权利要求1的装置，它还包括一个波分散器和一个波会聚器，它们相继地设置在上述在上述表面上具有明显能量的波的声能路径的不同部分上，上述波分散器和上述波会聚器被上述表面的适用于触摸传感的一个部分分开。20.根据权利要求19的装置，它还包括一个耦合于一个第五波的第二声波换能器，该第五波是一个体波，沿一个与上述表面相交的轴线通过上述基底传播，上述第五波被耦合成一个具有一个转换波模式的第六波，该波模式在上述表面上具有明显的能量并沿一个平行于上述表面的轴线传播；上述第二波具有一个至少包含上述波发散器的一部分的路径，上述第六波具有一个至少包含上述波会聚器的一部分的路径。21.根据权利要求1的装置，其中上述探测器件探测上述扰动的地点。22.根据权利要求1的装置，其中上述表面是平面的。23.根据权利要求1的装置，其中上述表面是光滑的和非平面的，上述第二波的上述传播轴线随地改变以适配上述表面。24.根据权利要求1的装置，其中上述声波换能器包括一个平面声学耦合表面，上述平面声学耦合表面相对于上述表面上与上述第一波相交的那部分是倾斜的。25.根据权利要求1的装置，其中上述声波换能器包括一个压电元件。26.根据权利要求1的装置，其中上述声波换能器包括一个使一个第七声波与上述第一波相耦合的衍射声波耦合器。27.根据权利要求1的装置，其中上述第一波的传播轴线在上述表面上的投影与上述第二波的传播轴线不同。28.根据权利要求1的装置，其中上述第一波含有从压力模式、垂直剪切模式和水平剪切模式这组模式中选出的一个或多个振荡成份。29.根据权利要求1的装置，其中上述第二波含有从纵向模式、水平偏振剪切模式和垂直偏振剪切模式这组模式中选出的一个或多个振荡成份。30.根据权利要求1的装置，其中上述第二波包括瑞利型波。31.根据权利要求1的装置，其中上述第二波包括勒夫型波。32.根据权利要求1的装置，其中上述基底具有不均匀的声学性质。33.根据权利要求1的装置，其中上述基底包括一些具有不同声学性质的平行于上述表面的层。34.根据权利要求1的装置，其中上述第一波沿这样一个轴线传播，该轴线相对于上述表面在上述相交处的切平面倾斜至少约|π/8|弧度。35.根据权利要求1的装置，其中上述第一波包括剪切模式成份并且其传播轴线的投影相对于上述第二波的传播轴线有一个其大小至少约45°的夹角。36...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲原茂树，金田宏，罗伯特阿德勒，乔尔肯特，布鲁斯W马克斯菲尔德，竹内正男，
申请(专利权)人：埃罗接触系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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