專利名稱：一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種聲波觸摸定位系統(tǒng)，特別是一種觸摸面的表面無任何觸摸器件的大尺寸表面聲波觸摸屏即觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏。
背景技術(shù)：
普通表面聲波觸摸屏由屏體基板，發(fā)射換能器、接收換能器、反射單元陣列及信號線組成。為定位觸摸坐標(biāo)，通常反射單元陣列和換能器耦合在同一觸摸平面。而觸摸器件一般包括發(fā)射換能器、接收換能器、反射單元陣列及信號線，而現(xiàn)有表面聲波觸摸屏由于反射單元陣列和換能器分布在同一觸摸平面，占用一定的位置，給安裝優(yōu)化帶來困難，尤其是在設(shè)計(jì)無邊框結(jié)構(gòu)時，換能器明顯高于觸摸面，無法隱藏。雖然已有專利提出將屏體角上對應(yīng)的換能器位置磨為斜邊，換能器耦合在斜邊上，使換能器基本上不高于觸摸面，簡化了前框結(jié)構(gòu)。但采用此方式的觸摸屏條紋依然在正視方向可見，沒有達(dá)到隱藏觸摸器件的目的。專利CN2546945Y提出了一種反射單元陣列和觸摸面不在同一平面的表面聲波觸摸屏，但是，換能器依然在觸摸屏的正視方向，無法達(dá)到隱藏觸摸器件的目的。專利CN202133983U提出了一種將反射單元陣列和換能器置于不同平面的表面聲波觸摸屏，該專利雖將換能器置于觸摸面的背面，但反射單元陣列仍置于觸摸面，無法達(dá)到隱藏觸摸器件的目的，且反射單元陣列所占位置部分無法實(shí)現(xiàn)觸摸，存在盲區(qū)。專利CN202495017U提出了一種完全將觸摸器件置于非觸摸面的表面聲波觸摸屏，但受表面聲波傳播衰減的影響，較難實(shí)現(xiàn)大尺寸的表面聲波觸摸屏。同時，由于觸摸屏基板的選擇局限，表面聲波能量在基板傳輸過程中呈指數(shù)量級衰減，以上專利實(shí)現(xiàn)的表面聲波觸摸屏僅針對中小尺寸得以實(shí)現(xiàn)。目前已知的可通過優(yōu)選傳導(dǎo)表面聲波的基板或降低表面聲波傳輸頻率的方式來實(shí)現(xiàn)大尺寸表面聲波觸摸屏，但前者通常導(dǎo)致較高的實(shí)現(xiàn)成本，后者則限制了觸摸屏基板的厚度并降低了觸摸的靈敏度。本實(shí)用新型是基于專利CN202495017U的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)，在實(shí)現(xiàn)隱藏觸摸器件的同時，通過級聯(lián)觸摸分區(qū)的方式，實(shí)現(xiàn)增大觸摸區(qū)域的目的。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實(shí)用新型目的是在于提供一種實(shí)現(xiàn)觸摸面完全無盲區(qū)，保證了觸摸屏性能，實(shí)現(xiàn)了大尺寸表面聲波觸摸屏的觸摸器件隱藏式的觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，增強(qiáng)所述屏體上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能的能量損耗。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，包括屏體，其特征在于所述屏體的正視投影面上設(shè)置有以級聯(lián)觸摸分區(qū)方式來增大有效觸摸范圍的觸摸區(qū)域和設(shè)置在屏體四周的復(fù)數(shù)個反射單元陣列以及換能器；所述反射單元陣列和換能器構(gòu)成觸摸器件，并形成多個級聯(lián)小范圍的觸摸有效區(qū)域；所述觸摸器件耦合在觸摸區(qū)域正視投影面背面即屏體背面上，所述屏體背面沿聲能傳播路徑方向上涂刷有用于遮蔽觸摸器件的印刷油墨，，使屏體的背面沿聲能傳播路徑方向通過印刷油墨印刷成不透明狀態(tài)，增強(qiáng)所述屏體上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失，并在觸摸區(qū)域設(shè)置在正視投影面上沒有任何觸摸器件，通過背面反射聲能傳輸?shù)接|摸面，可實(shí)現(xiàn)觸摸面完全無盲區(qū)的目的，通過觸摸區(qū)域級聯(lián)的方式來增大所述有效觸摸區(qū)域。所述屏體背面包括平面和所述平面與所述觸摸區(qū)域所在面即屏體正面之間的過渡面，所述換能器安裝在屏體的夾角位置。上述換能器設(shè)置有8個，并平均設(shè)置在屏體上印刷油墨邊框的四個夾角位置；所述反射單元陣列設(shè)置有8個，并平均設(shè)置在屏體四周的印刷油墨邊框上；所述換能器、反射單元陣列和印刷油墨邊框設(shè)置在同一所述屏體背面的平面上。所述屏體通過觸摸區(qū)域分區(qū)級聯(lián)的方式增大有效觸摸區(qū)域用一組反射單元陣列取代原有的一個反射單元陣列，并增加相應(yīng)的換能器設(shè)置，從而將大尺寸的觸摸有效區(qū)劃分為多個級聯(lián)的小尺寸觸摸有效區(qū)域。作為優(yōu)選，設(shè)置在同一側(cè)所述印刷油墨邊框上的反射單元陣列從兩端向中間陳列疏密度分別是由疏至密排列。作為優(yōu)選，所述屏體背面的四周設(shè)置有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，所述觸摸器件設(shè)置在印刷油墨邊框上。作為優(yōu)選，所述過渡面為圓滑過渡面，所述圓滑過渡面的圓弧半徑為屏體厚度的一半。此外，上述圓滑過渡面的圓弧半徑也可以為任意長度。作為優(yōu)選，過渡面設(shè)置為橢圓形過渡面，所述橢圓形過渡面的弧度半徑設(shè)計(jì)為任意長度。作為優(yōu)選，過渡面可設(shè)置為斜面或梯形面。此外，所述過渡面也可設(shè)置為拋光面或霧面。作為優(yōu)選，所述過渡面與所述屏體背面及觸摸區(qū)域所在的面結(jié)合棱線為光滑過渡，減少聲能傳播過程中的散射和衰減。作為優(yōu)選，所述反射單元陣列沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向的夾角為135±5度排列，保證聲能經(jīng)所述反射條紋反射后沿所述屏體向外傳播。作為優(yōu)選，所述反射單元陣列沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向可設(shè)計(jì)為其他角度，以保證聲能經(jīng)所述反射條紋反射后沿所述屏體向外傳播。作為優(yōu)選，所述屏體正面沿聲能傳播路徑方向即觸摸區(qū)域的四周涂刷所述印刷油墨，使屏體正面為不透明狀態(tài)。上述印刷油墨印刷可遮蔽所述屏體背面的觸摸器件，使從觸摸區(qū)域正視投影面看不到任何觸摸器件；而且，所述印刷油墨印刷材料可增強(qiáng)所述屏體上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果如下1、本實(shí)用新型通過將換能器、反射條紋和觸摸屏信號線放置在觸摸面的背面，通過條紋的反向設(shè)計(jì)，使反射的聲能繞過屏體邊緣，在耦合觸摸器件的背面形成完全的觸摸面，通過背面反射聲能傳輸?shù)接|摸面，可實(shí)現(xiàn)觸摸面完全無盲區(qū)，保證了觸摸屏性能。2、觸摸組件在觸摸區(qū)域的背面，且位于印刷油墨上，在觸摸區(qū)域正視投影面，看不到任何觸摸器件，真正實(shí)現(xiàn)無邊框設(shè)計(jì)。3、屏體背面通過印刷油墨提升聲能能量，增強(qiáng)屏體上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失，保證了觸摸屏性能不受影響。4、通過級聯(lián)分區(qū)觸摸區(qū)域來增大有效觸摸區(qū)域，即用一組反射單元陣列取代原有的一個反射單元陣列，并增加相應(yīng)的換能器設(shè)置，從而將大尺寸的觸摸有效區(qū)劃分為多個級聯(lián)的小尺寸觸摸有效區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了大尺寸表面聲波觸摸屏。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來詳細(xì)說明本實(shí)用新型；

圖1為本實(shí)用新型非觸摸區(qū)立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型觸摸區(qū)正視圖。圖3為本實(shí)用新型的屏體的多種形狀的過渡面示意圖。圖4為本實(shí)用新型觸摸區(qū)平面表面聲波傳播路徑平面圖。圖5為本實(shí)用新型的實(shí)施例中非觸摸區(qū)平面表面聲波傳播路徑結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本實(shí)用新型的實(shí)例中非觸摸區(qū)表面聲波傳播路徑剖面示意圖。圖8為本實(shí)用新型的另一實(shí)例中非觸摸區(qū)表面聲波傳播路徑剖面示意圖。圖9為本實(shí)用新型反射單元陣列典型設(shè)計(jì)角度示意圖。圖10為圖9的M放大圖。圖11為傳統(tǒng)的非分區(qū)級聯(lián)觸摸屏反射單元陣列典型設(shè)計(jì)示意圖。圖中標(biāo)記為1、屏體，2、第一換能器，3、第二換能器，4、第三換能器，5、第四換能器，6、第五換能器、7、第六換能器、8、第七換能器、9、第八換能器、10、第一反射單元陣列，
11、第二反射單元陣列，12、第三反射單元陣列，13、第四反射單元陣列，14、第五反射單元陣列，15、第六反射單元陣列，16、第七反射單元陣列，17、第八反射單元陣列，18、印刷油墨，19、觸摸區(qū)域，20、過渡面。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖1、圖2所示，本實(shí)施例的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其包括屏體I和設(shè)置在屏體I正視投影面上的觸摸區(qū)域19，觸摸區(qū)域19通過級聯(lián)觸摸分區(qū)方式增大觸摸范圍，即用一組反射單元陣列取代原有的一個反射單元陣列，并增加相應(yīng)的換能器設(shè)置，從而將大尺寸的觸摸有效區(qū)劃分為多個級聯(lián)的小尺寸觸摸有效區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了大尺寸表面聲波觸摸屏。在屏體背面安裝有換能器、反射單元陣列以及印刷油墨邊框18，換能器、反射單元陣列和觸摸屏信號線構(gòu)成觸摸器件，該觸摸器件耦合在觸摸區(qū)域正視投影面背面即屏體背面上，屏體背面包括平面和所述平面與所述觸摸區(qū)域所在面之間的過渡面20 ;本實(shí)施例中，換能器和反射單元陣列均設(shè)置有8個，分別為第一換能器2、第二換能器3、第三換能器
4、第四換能器5、第五換能器6、第六換能器7、第七換能器8、第八換能器9、第一反射單元陣列10、第二反射單元陣列11、第三反射單元陣列12、第四反射單元陣列13、第五反射單元陣列14、第六反射單元陣列15、第七反射單元陣列16和第八反射單元陣列17。上述換能器、反射單元陣列I和印刷油墨邊框18位于同一平面，即均設(shè)置在同一屏體背面的平面上。參見圖5至圖7，本實(shí)施例的每個換能器發(fā)射的聲能經(jīng)各個反射單元陣列反射后，繞過過渡面20，在屏體正面形成觸摸區(qū)域19。參見圖3，本實(shí)施例的過渡面20為圓滑過渡面，該圓滑過渡面的圓弧最佳半徑設(shè)置為屏體厚度的一半。但不限于本實(shí)施例，上述圓滑過渡面的圓弧半徑也可以為任意長度。此外，該過渡面20也可設(shè)置為橢圓形過渡面、斜面、梯形面、拋光面或霧面，該過渡面與屏體背面及觸摸區(qū)域所在的面結(jié)合棱線為光滑過渡，來減少聲能傳播過程中的散射和衰減。參見圖1、圖5和圖6，在屏體背面的四周固定有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，第一換能器2、第二換能器3、第三換能器4、第四換能器5、第五換能器6、第六換能器7、第七換能器8和第八換能器9分別安裝在印刷油墨邊框的角落位置，即屏體背面角落位置，本實(shí)施例第一換能器2和第二換能器3位于同一角落,第三換能器4和第四換能器5位于同一角落，第五換能器6和第六換能器7位于同一角落,第七換能器8和第八換能器9位于同一位置；該第一反射單元陣列10、第二反射單元陣列11、第三反射單元陣列12、第四反射單元陣列13、第五反射單元陣列14、第六反射單元陣列15、第七反射單元陣列16和第八反射單元陣列17分別設(shè)置在印刷油墨邊框上，即屏體背面的四周，其中第一反射單元陣列10由疏到密與第二反射單元陣列11由密到疏排列在屏體背面同一直邊上，第三反射單元陣列12由疏到密與第四反射單元陣列13由密到疏排列在屏體背面相對于第一反射單元陣列10和第二反射單元陣列11的另一直邊上；第五反射單元陣列14由疏到密與第六反射單元陣列15由密到疏排列在屏體背面同一直邊上，第七反射單元陣列16由疏到密與第八反射單元陣列17由密到疏排列在屏體背面相對于第五反射單元陣列14和第六反射單元陣列15的另一直邊上；在屏體的背面即印刷油墨邊框上沿聲能傳播路徑方向上涂刷有印刷油墨18，用于遮蔽觸摸器件即各個換能器、反射單元陣列和觸摸屏信號線，通過印刷油墨18使屏體的背面沿聲能傳播路徑方向?yàn)椴煌该鳡顟B(tài)，同時，在屏體正面沿聲能傳播路徑方向同樣涂刷印刷油墨18，使屏體正面沿聲能傳播路徑方向即觸摸區(qū)域的四周為不透明狀態(tài)(參見圖2和圖4)，本實(shí)施例通過印刷油墨18可遮蔽屏體背面的觸摸器件，使從觸摸區(qū)域19的正視投影面看不到任何觸摸器件；而且，印刷油墨18的印刷材料可增強(qiáng)屏體上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失。參見圖5至圖11，反射單元陣列沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向的最佳夾角a為135 ± 5度排列，此外，反射單元陣列沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向也可設(shè)計(jì)為其他角度，來保證聲能經(jīng)所述反射條紋反射后沿屏體向外傳播。另外，本實(shí)用新型中，僅反射單元陣列的采用反向設(shè)計(jì)，觸摸屏屏體加工工藝與普通表面聲波觸摸屏加工工藝相同，不增加生產(chǎn)的復(fù)雜性。觸摸組件在觸摸區(qū)域19的背面，且位于印刷油墨18上，在觸摸區(qū)域正視投影面，看不到任何觸摸器件，真正實(shí)現(xiàn)無邊框設(shè)計(jì)。而且屏體背面通過印刷油墨提升聲能能量，增強(qiáng)屏體I上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失，保證了觸摸屏性能不受影響。本實(shí)用新型克服現(xiàn)有表面聲波觸摸屏系統(tǒng)存在的上述問題，通過將換能器、反射條紋和觸摸屏信號線放置在觸摸面的背面隱藏，通過條紋的反向設(shè)計(jì)，使反射的聲能繞過屏體邊緣，在耦合觸摸器件的背面形成完全的觸摸面，同增強(qiáng)所述屏體上的聲能傳播強(qiáng)度，減少聲能一個面?zhèn)鬏數(shù)搅硪粋€面上的能量損失，并在觸摸區(qū)域設(shè)置在正視投影面上沒有任何觸摸器件，通過背面反射聲能傳輸?shù)接|摸面，可實(shí)現(xiàn)觸摸面完全無盲區(qū)的目的。以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求1.一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，包括屏體，其特征在于:所述屏體的正視投影面上設(shè)置有以級聯(lián)觸摸分區(qū)方式來增大有效觸摸范圍的觸摸區(qū)域和設(shè)置在屏體四周的復(fù)數(shù)個反射單元陣列以及換能器；所述反射單元陣列和換能器構(gòu)成觸摸器件，并形成多個級聯(lián)小范圍的觸摸有效區(qū)域；所述觸摸器件耦合在觸摸區(qū)域正視投影面背面即屏體背面上，所述屏體背面沿聲能傳播路徑方向上涂刷有用于遮蔽觸摸器件的印刷油墨，所述屏體背面包括平面和所述平面與所述觸摸區(qū)域所在面即屏體正面之間的過渡面，所述換能器安裝在屏體的夾角位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述屏體背面的四周設(shè)置有用于涂刷印刷油墨的印刷油墨邊框，所述觸摸器件設(shè)置在印刷油墨邊框上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述換能器設(shè)置有8個，并平均設(shè)置在屏體上印刷油墨邊框的四個夾角位置；所述反射單元陣列設(shè)置有8個，并平均設(shè)置在屏體四周的印刷油墨邊框上；所述換能器、反射單元陣列和印刷油墨邊框設(shè)置在同一所述屏體背面的平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，設(shè)置在同一側(cè)所述印刷油墨邊框上的反射單元陣列從兩端向中間陳列疏密度分別是由疏至密排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述過渡面為圓滑過渡面，所述圓滑過渡面的圓弧半徑為屏體厚度的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述過渡面設(shè)置為橢圓形過渡面，所述橢圓形過渡面的弧度半徑為任意長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述過渡面設(shè)置為斜面或梯形面。`
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述反射單兀陣列沿聲能傳播路徑方向與路徑軸向的夾角為135±5度排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述過渡面與所述屏體背面及觸摸區(qū)域所在的面結(jié)合棱線為光滑過渡。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，其特征在于，所述屏體正面沿聲能傳播路徑方向即觸摸區(qū)域的四周涂刷所述的印刷油墨。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的是一種觸摸器件隱藏式的級聯(lián)分區(qū)表面聲波觸摸屏，包括屏體，屏體的正視投影面上設(shè)置有以級聯(lián)觸摸分區(qū)方式來增大有效觸摸范圍的觸摸區(qū)域和設(shè)置在屏體四周的復(fù)數(shù)個反射單元陣列以及換能器，反射單元陣列和換能器構(gòu)成觸摸器件，觸摸器件耦合在觸摸區(qū)域正視投影面背面即屏體背面上，屏體背面沿聲能傳播路徑方向上涂刷有用于遮蔽觸摸器件的印刷油墨，屏體背面包括平面和過渡面。本實(shí)用新型在觸摸區(qū)域設(shè)置在正視投影面上沒有任何觸摸器件，通過背面反射聲能傳輸?shù)接|摸面，可實(shí)現(xiàn)觸摸面完全無盲區(qū)的目的，保證了觸摸屏性能不受影響；同時通過級聯(lián)觸摸區(qū)域，可增大有效觸摸區(qū)域，實(shí)現(xiàn)更大尺寸的表面聲波觸摸屏。
文檔編號G06F3/043GK202916821SQ201220637720
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者王志旭, 鄧秋雄, 陳世洪, 徐勇 申請人:昆山特思達(dá)電子科技有限公司