[發明專利]接觸式傳感器、接觸式傳感器系統和檢測接觸的方法

無效

• 申請號: 201110083543.0
• 申請日: 2005-04-13
• 公開（公告）號: CN102129334A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: J·C·肯特;P·I·戈姆斯;R·阿德勒
• 申請（專利權）人: 泰科電子有限公司
• 主分類號: G06F3/043
• 分類號: G06F3/043
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;盧江

本申請是申請號為200580011388.4、申請日為2005年4月13日、發明名稱為“接觸式傳感器、接觸式傳感器系統和檢測接觸的方法”的申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請涉及標題為“聲音接觸式傳感器（Acoustic?Touch?Sensor）”、申請日為2004年4月14日的美國臨時專利申請序列號60/562，461，以及標題為“聲音接觸式傳感器（Acoustic?Touch?Sensor）”、申請日為2004年4月14日的美國臨時專利申請序列號60/562，455，這里將其公開的內容在此一并引用。

發明領域

本發明涉及接觸式傳感器，尤其是具有窄的功能邊界和增加的接觸敏感區域的聲音接觸式傳感器以及聲音觸摸屏。

本發明的引言

聲音接觸式傳感器具有接觸敏感區，在其上接觸的存在和位置是通過對接觸式傳感器襯底上的聲波傳輸接觸的影響而感知的。聲音接觸式傳感器可以使用瑞利波（Rayleigh?wave）（包括準瑞利波）、拉姆（Lamb）波或切變波，或不同類型聲波的組合。

附圖1示出傳統的聲音接觸式傳感器（聲音觸摸屏1）的操作。所述觸摸屏1具有接觸敏感區2，在其中確定接觸的二維坐標。例如，接觸敏感區2可以包括通過虛線框16界定的區域，其表示聚光圈（bezel）10的內部邊界。第一傳播換能器3a位于接觸敏感區2之外并且聲學地耦合到觸摸屏1的表面。換能器3a發送以聲波11a形式的聲信號，其平行于觸摸屏1的頂部邊緣并且一般位于觸摸屏1的平面內行進。和聲波11a傳輸路徑對準的是部分聲學反射的元件4的第一線性陣列13a，其中的每個元件部分地傳輸聲信號并且部分反射它們（大約90o的角度），創建橫過接觸敏感區2垂直行進的若干聲波（例如5a，5b和5c）。借助增加到第一發射器3a的距離，反射元件4的間距是可變的以補償聲信號的衰減。同時公知的是即使反射元件4是均勻間隔的，信號均衡可以通過變化反射元件4的反射強度獲得。聲波5a、5b和5c在達到觸摸屏1的下邊緣時由部分聲學反射元件4的第二線性陣列13b再次反射大約90o的角度（參見箭頭11b）朝向第一接收換能器6a的方向。在接收換能器6a，所述波被檢測并且轉換為電信號用于數據處理。同樣配置的反射元件沿著觸摸屏1的左和右邊緣定位。第二傳播換能器3b沿著左邊緣產生聲波12a，而部分聲學反射元件4的第三線性陣列13c創建橫過接觸敏感區2水平行進的若干聲波（例如7a、7b和7c）。聲波7a、7b和7c沿著12b由部分聲學反射元件4的第四線性陣列13d重定向朝向接收換能器6b的方向，在那里它們被檢測并且轉換為電信號用于數據處理。

如果接觸敏感區2在位置8由諸如手指或觸針的對象接觸，那么聲波5b和7a的一部分能量為接觸對象所吸收。產生的衰減由接收換能器6a和6b檢測為聲信號中的擾動（perturbation）。借助于微處理器（未示出）數據的時間延遲分析允許確定接觸位置8的坐標。附圖1的設備還可以起僅僅具有兩個換能器的觸摸屏的作用，其使用發射/接收換能器方案。

在附圖1中由虛線表示的外殼9可以是與觸摸屏1有關。外殼可以由任何合適的材料組成，例如模制的聚合物或金屬片。外殼9包括聚光圈（bezel）10，其由附圖1中的虛線16和虛線17表示，所述虛線16表示聚光圈10的內部邊界，而虛線17表示聚光圈10的外部邊界。內部虛線16顯示了外殼9覆蓋觸摸屏1的外圍，隱藏發射和接收換能器、反射元件及其它部件，但是暴露出接觸敏感區2。這種配置可以防止隱藏的部件遭到污染和/或損害，提供了美觀的外觀并且為定義了用戶的接觸敏感區。

觸摸屏可以包括覆蓋在顯示器面板上的單獨的面板。所述面板一般由玻璃構成，但是可以使用任何其它合適的襯底。顯示板可以是陰極射線管（CRT）、液晶顯示器（LCD）、等離子體、電致發光、有機發光二極管（OLED）顯示器或任何其它類型的顯示器。

如附圖1所示，接觸敏感區2由邊界區域15包圍，其中設置有反射元件4和發射和接收換能器3a、3b、6a和6b。邊界區域15寬度的減小增加了接觸敏感區2。對于使用諸如觸摸屏透明的接觸式傳感器的接觸式傳感器應用，邊界的寬度尤其是重要的。具有窄的邊界區域15的接觸式傳感器可以集成到在顯示圖象周圍本身具有窄的邊界的顯示監視器中。這種特點為一般市場趨勢所需要，所述趨勢為諸如監視器的設備朝著圓滑并且更加機械緊湊的方向設計。具有窄的邊界區域15的接觸式傳感器此外更加容易地密封并且是更輕的，還可以具有加大的傳感器區域。在觸摸屏技術競爭當中，（例如聲音、電容、電阻和紅外線的）聲音觸摸屏傾向于具有更寬的邊界。