[發(fā)明專利]基于表面電磁波的觸摸屏及觸摸屏系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710786274.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN107885403A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫維佳;胡傳燈;吳肖肖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市尚維高科有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/046
• 分類號(hào): G06F3/046
• 代理公司: 石家莊旭昌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)13126
• 代理人: 張會(huì)強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于表面電磁波的觸摸屏，本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用有該基于表面電磁波的觸摸屏的觸摸屏系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，觸摸屏成為一種常見且不可或缺的器件，其廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電視、電腦、打印機(jī)等電子及電控設(shè)備中。目前常用的觸摸屏主要有電容式、電阻式、表面聲波和紅外觸摸屏。其中電容式和電阻式觸摸屏是通過(guò)檢測(cè)觸摸位置處的直接的電信號(hào)的變化來(lái)確定具體觸摸位置，其能夠具有良好的精確度，而投射式電容屏以及表面電容屏的推出，則實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)的功能。

基于表面聲波檢測(cè)的觸摸屏是通過(guò)檢測(cè)觸摸處的聲波強(qiáng)度的變化來(lái)確認(rèn)具體觸摸位置。表面聲波是一種沿彈性材料表面?zhèn)鞑デ艺穹S深入表面深度指數(shù)衰減的波，在特定的基板上可以做到沿直線傳播，其中特定的基板指具有壓電性質(zhì)的基板，因?yàn)槁暡ǖ淖饔脵C(jī)理為物質(zhì)的機(jī)械振動(dòng)，壓電基板的作用為將超聲波在表面?zhèn)鞑r(shí)的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，換句話說(shuō)，表面聲波的傳播是一種不斷的振動(dòng)壓縮和解壓縮的過(guò)程。對(duì)該機(jī)械振動(dòng)過(guò)程有影響的物體的接觸導(dǎo)致傳播末端電信號(hào)的變化，映射到坐標(biāo)軸上從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)所對(duì)應(yīng)的接觸位置的檢測(cè)。

基于紅外檢測(cè)方法的觸摸屏通過(guò)檢測(cè)觸摸處的紅外信號(hào)的變化來(lái)確認(rèn)觸摸位置，其在應(yīng)用上任何能夠散射或吸收紅外信號(hào)的物體的觸摸均會(huì)被識(shí)別。

雖然現(xiàn)有的電容式、電阻式、表面聲波及紅外式觸摸屏均能夠?qū)崿F(xiàn)觸功能，并得到應(yīng)用，但其仍舊存在著如下的不足：

1、現(xiàn)有的電容式和電阻式觸摸屏均為多層觸摸屏，校準(zhǔn)工藝復(fù)雜，透光性能差，觸摸屏分辨率低且觸摸屏表面易損壞；

2、現(xiàn)有的表面聲波式觸摸屏不能做成完全密封器件，同時(shí)，表面聲波式觸摸屏也需要不定期調(diào)校，且其產(chǎn)品尺寸也有限；

3、現(xiàn)有的紅外式觸摸屏過(guò)于靈敏，而且觸摸屏分辨率不高，會(huì)限制其的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種基于表面電磁波的觸摸屏，以能夠獲得一種適用范圍廣、分辨率可調(diào)且工藝較為簡(jiǎn)單的觸摸屏。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種基于表面電磁波的觸摸屏，其包括：

介電基底；

多個(gè)表面電磁波輸入單元，設(shè)于所述介電基底一側(cè)，以構(gòu)成對(duì)外部生成的電磁波于所述介電基底表面的耦合，而形成表面電磁波；

周期性導(dǎo)體圖案，設(shè)于所述介電基底表面，每個(gè)所述導(dǎo)體圖案的特征尺寸為亞波長(zhǎng)尺寸，且所述導(dǎo)體圖案被構(gòu)造成適配于所述介電基底的結(jié)構(gòu)，而使所述表面電磁波輸入單元輸入的特定頻率的表面電磁波形成沿所述介電基底表面的自準(zhǔn)直傳播；

多個(gè)表面電磁波輸出單元，相對(duì)于所述表面電磁波輸入單元、設(shè)于所述介電基底的相對(duì)的另一側(cè)、并形成與所述表面電磁波輸入單元之間的一一對(duì)應(yīng)，所述表面電磁波輸出單元構(gòu)成對(duì)自準(zhǔn)直傳播的表面電磁波的耦合接收、并對(duì)所述接收的表面電磁波進(jìn)行向外部的電導(dǎo)出。

進(jìn)一步的，還包括覆設(shè)于所述介電基底的具有所述導(dǎo)體圖案一側(cè)上的保護(hù)層；所述保護(hù)層由透明或非透明的材料制成，且所述保護(hù)層的厚度為0～1cm。

進(jìn)一步的，所述介電基底的相對(duì)介電常數(shù)為1～100。

進(jìn)一步的，所述介電基底由透明或非透明的材料制成。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體圖案的材料包括金屬、石墨烯、聚乙撐二氧噻吩以及導(dǎo)電聚合物。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體圖案的圖形包括凹多邊形、凸多邊形、圓形、橢圓形和分形圖形。

進(jìn)一步的，所述分形圖形的基本圖形包括正方形、鉆石形、十字形、H形和工字形。

進(jìn)一步的，所述每個(gè)導(dǎo)體圖案被設(shè)置在形成于所述介電基底表面的一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，且每個(gè)所述矩形區(qū)域的邊長(zhǎng)為50nm～10cm，各個(gè)所述矩形區(qū)域相互分隔。

進(jìn)一步的，所述表面電磁波輸入單元和所述表面電磁波輸出單元包括可對(duì)表面電磁波進(jìn)行耦合的梯度超表面、微帶線。

進(jìn)一步的，于所述介電基底的相正交的兩個(gè)方向上的每個(gè)方向的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)置有對(duì)應(yīng)布置的所述表面電磁波輸入單元和所述表面電磁波輸出單元。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)：

本發(fā)明的基于表面電磁波的觸摸屏，通過(guò)利用輸入的表面電磁波的自準(zhǔn)直傳播，以及觸摸物體對(duì)表面電磁波的吸收和散射，而造成的表面電磁波信號(hào)的衰減，從而可由發(fā)生衰減的表面電磁波的傳播路徑所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)獲得觸摸點(diǎn)的位置坐標(biāo)，以提供一種新的基于表面電磁波的觸摸屏。