CN102270072B - 定位轴不同频率的表面声波触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位轴不同频率的表面声波触摸屏，包括控制器、X轴定位装置和Y轴定位装置，其X轴定位装置和Y轴定位装置采用不同频率的声波传输，且条纹阵列越长采用的声波频率越低。本发明根据不同轴向定位装置中的条纹阵列的长短选用不同的与之匹配的发射频率，克服了现有声波屏由于条纹的直线度以及局部变形而不能保证理论的45度或135度，而造成不同轴向信号相互串扰的问题；同时利用不同频率的声表面波在穿越条纹阵列时的不同特性还可调节不同轴向的信号强度，使不同轴向的电信号强弱基本一致，有利于控制器的信号处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面声波触摸屏，尤其涉及一种可抗干扰提高表面声波性能的声波触摸屏。
背景技术
当前触摸屏主要有表面声波、红外、电阻、电容等类型。表面声波触摸屏具分辨率高、响应时间短、稳定性很好、防暴性好、透光性好等特点；红外屏触摸屏分辨率一般、响应时间长、稳定性一般、防暴性好、透光性好、容易被光干扰等特点；电阻触摸屏具分辨率高、响应时间短、稳定性好、透光性差、防暴性差等特点；电容触摸屏具分辨率高、响应时间短、稳定性一般、透光性一般、防暴性较好、容易漂移等特点。综上所述，表面声波触摸屏由于其具有性能指标高、稳定可靠、环境适应强等优点，并且表面声波触摸屏是几种触摸屏中性价比最高的触摸屏，是几种主流触摸屏中最具推广使用价值的触摸屏。
现有的普通表面声波触摸屏有X轴和Y轴两个相互垂直物理定位轴，一般X轴、Y轴的是同频率的声波分布在屏体表面，当前表面波频率大多为5.54MHz。也有为2.56MHz-3.89MHz,例如专利号CN200810046542.7公开的用于提高表面声波屏性能的方法，公开日为2009年4月8日，介绍了将X轴、Y轴有表面波频率相同，为2.56MHz-3.89MHz。
现有表面声波屏X定位装置由1个发射换能器、1个接收换能器以及对应的45度或135度由疏到密间隔精密的发射条纹阵列和接受条纹阵列组成。同理Y轴定位装置也是1个发射换能器、1个接收换能器以及对应的45度或135度由疏到密间隔精密的发射条纹阵列和接受条纹阵列组成；由于工艺无法保证定位装置中的条纹阵例是理论的45度并每一根平直，会造成X方向的声波信号被Y接收到，或Y的被X接收到，造成波形干扰，使控制器无法正常识别。由于显示器发展方向为紧凑、轻薄，所以声波屏上X轴定位装置中的条纹和换能器与Y轴定位装置中的条纹和换能器安装位置很小，声波触摸屏X轴定位装置和Y轴定位装置中的X\Y接收换能器紧靠在一起相互干扰的更加严重。
现声波屏由于长宽比为4：3或16：9或16：10。长度方向X轴的声波走过的路径会大于宽度Y轴方向，在相同频率的情况下造成X轴声波信号上要比Y轴声波信号弱得多，而控制器处理时需将X、Y两组信号放大到同等强度才能计算处理，造成X轴的放大倍数远大于Y轴，同时X轴信号中的噪声也被放大（远大于Y轴信号中的噪声），此干扰噪声会对触摸信号产生影响，因此不利于控制器处理。
发明内容
本发明的目的在于克服现有表面声波触摸屏存在的上述问题，提供一种定位轴不同频率的表面声波触摸屏，本发明根据不同轴向定位装置中的条纹阵列的长短选用不同的与之匹配的发射频率，克服了现有声波屏由于条纹的直线度以及局部变形而不能保证理论的45度或135度，而造成不同轴向信号相互串扰的问题；同时利用不同频率的声表面波在穿越条纹阵列时的不同特性还可调节不同轴向的信号强度，使不同轴向的电信号强弱基本一致，有利于控制器的信号处理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种定位轴不同频率的表面声波触摸屏，包括控制器、X轴定位装置和Y轴定位装置，其特征在于：X轴定位装置和Y轴定位装置采用不同频率的声波传输，且条纹阵列越长采用的声波频率越低。
所述X轴定位装置和Y轴定位装置中，一轴定位装置的频率为4.5Mhz-3.5Mhz或3Mhz-2Mhz，另一轴定位装置的频率为6Mhz-5Mhz或4.5Mhz-3.5Mhz。
所述X轴定位装置的X轴换能器和Y轴定位装置的Y轴换能器的基准频率带宽均为100-500KHZ。
所述X轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为4.5Mhz-3.5Mhz；Y轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为6Mhz-5Mhz。
所述X轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为3Mhz-2Mhz；Y轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为4.5Mhz-3.5Mhz。
采用本发明的优点在于：
一、由于X轴定位装置、Y轴定位装置采用了不同频率的声波信号，使得X轴定位装置、Y轴定位装置的信号容易隔离，从而降低了屏体干扰，有利于屏体的稳定工作。
二、由于利用不同频率的表波穿越条纹阵列的不同特性还可调节X、Y方向的强度，改变现有屏体X轴表面声波信号弱于Y轴的情况，降低了控制器对信号的处理难度。
三、由于不同轴向采用不同的声波频率，利用不同频率的表波穿越条纹阵列的不同特性，能够弥补不同轴向的信号不一致问题，有利于信号处理。
四、由于不同轴向可以通过调整不同的发射频率使得信号幅度基本接近，有利于屏体制成。
五、由于不同轴向可以通过调整不同的发射频率使得信号幅度基本接近，为设计更大尺寸屏体提供了条件。
六、本发明中，由于一个轴定位装置采用的频率低于另一轴定位装置，根据V=f*λ，低频率方向的表面声波波长大于高频率方向的表面声波波长，根据表面声波屏原理，条纹阵列由许多的反射元件组成，每一个反射元件通常可反射一部分声波，其消耗一部分声波并使其余部分沿阵列的轴通过，后一反射元件的入射能量来源于前一反射元件的透射，根据波动学理论，波长大的声波更具翻越物体的能力，使得频率低的轴方向的反射元件具有发射率、损耗率、透射率的合适平衡。
七、本发明中，由于其中一个轴定位装置采用了低频率大波长的方法使得表面声波能量提升，改善了此轴较另一轴路径长造成的能量损失，使此轴和另一轴的能量较为一致，控制器处理时更好处理。
八、本发明中，X轴定位装置和Y轴定位装置中，一轴定位装置的频率为4.5Mhz-3.5Mhz或3Mhz-2Mhz，另一轴定位装置的频率为6Mhz-5Mhz或4.5Mhz-3.5Mhz，X轴换能器和Y轴换能器的基准频率带宽均为100-500KHZ，使得X轴换能器不会接收到Y轴信号，同理Y轴也不会收到X轴信号，X轴信号与Y轴信号相互不影响，使控制收到的信号更加纯净，减少干扰。
附图说明
图1为本发明应用在单点触摸屏中的结构示意图
图中标记为：1、X发射换能器，2、X接收换能器，3、X发射条纹阵列，4、X接收条纹阵列，5、Y发射换能器，6、Y接收换能器，7、Y发射条纹阵列，8、Y接收条纹阵列。
具体实施方式
实施例1
在单点触摸屏中只有X、Y两个轴，其中X定位轴采用4.5Mhz-3.5Mhz的频率传输；Y定位轴采用6Mhz-5Mhz的频率传输，具体方式如下。
调整X发射换能器的基准频率于4.5Mhz-3.5Mhz，X接收换能器的基准频率于4.5Mhz-3.5Mhz，X发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率位于4.5Mhz-3.5Mhz,根据V=f*λ,调整条纹阵列排布，并将X发射条纹阵列和接收条纹阵列放置在屏体的长边的上边缘和下边缘处。X的发射换能器与接收换能器与X发射条纹阵列和接收条纹阵列对应。
调整Y发射换能器的基准频率于6Mhz-5Mhz，Y接收换能器的基准频率于6Mhz-5Mhz，Y发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率位于6Mhz-5Mhz,根据V=f*λ,调整条纹阵列排布，并将Y发射条纹阵列和接收条纹阵列放置在屏体的短边的左边缘和右边缘处。Y的发射换能器与接收换能器与Y发射条纹阵列和接收条纹阵列对应。
由于X轴采用了频率低于Y轴的方法，根据V=f*λ，X方向的表面声波波长大于Y方向的表面声波波长，根据表面声波屏原理，条纹阵列由许多的反射元件组成，每一个反射元件通常可反射一部分声波，其消耗一部分声波并使其余部分沿阵列的轴通过，后一反射元件的入射能量来源于前一反射元件的透射。根据波动学理论，波长大的声波更具翻越物体的能力，使得X方向的反射元件具有发射率、损耗率、透射率的合适平衡。
由于X轴采用了低频率大波长的方法使得表面声波能量提升，改善了X轴较Y轴路径长造成的能量损失，使X轴和Y轴的能量较为一致，控制器处理时更好处理。
由于X轴采用了频率4.5Mhz-3.5Mhz，而Y轴采用了频率6Mhz-5Mhz方法，X和Y轴换能器基准频率带宽设于100-500KHZ，X轴换能器不会接收到Y轴信号，同理Y轴也不会收到X轴信号，X轴信号与Y轴信号相互不影响，使控制收到的信号更加纯净，减少干扰。
本实施例中，X定位轴采用4.5Mhz-3.5Mhz的频率传输，可以选择的频率如4.5 Mhz、4.0 Mhz或3.5Mhz等。Y定位轴采用6Mhz-5Mhz的频率传输，可以选择的频率如6Mhz、5.5 Mhz或5Mhz等。X和Y轴换能器基准频率带宽设于100-500KHZ，可以选择的基准频率带宽如100 KHZ、300 KHZ或500KHZ。
同理，当X轴采用的频率高于Y轴时，同样具有上述性能。
实施例2
在单点触摸屏中只有X、Y两个轴，其中X定位轴采用3Mhz-2Mhz 的频率传输；Y定位轴采用4.5Mhz-3.5的频率传输，具体方式如下。
调整X发射换能器的基准频率于3Mhz-2Mhz，X接收换能器的基准频率于3Mhz-2Mhz，X发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率位于3Mhz-2Mhz,根据V=f*λ,调整条纹阵列排布，并将X发射条纹阵列和接收条纹阵列放置在屏体的长边的上边缘和下边缘处。X的发射换能器与接收换能器与X发射条纹阵列和接收条纹阵列对应。
调整Y发射换能器的基准频率于4.5Mhz-3.5，Y接收换能器的基准频率于4.5Mhz-3.5，Y发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率位于4.5Mhz-3.5,根据V=f*λ,调整条纹阵列排布，并将Y发射条纹阵列和接收条纹阵列放置在屏体的短边的左边缘和右边缘处。Y的发射换能器与接收换能器与Y发射条纹阵列和接收条纹阵列对应。
由于X轴采用了频率低于Y轴的方法，根据V=f*λ，X方向的表面声波波长大于Y方向的表面声波波长，根据表面声波屏原理，条纹阵列由许多的反射元件组成，每一个反射元件通常可反射一部分声波，其消耗一部分声波并使其余部分沿阵列的轴通过，后一反射元件的入射能量来源于前一反射元件的透射。根据波动学理论，波长大的声波更具翻越物体的能力，使得X方向的反射元件具有发射率、损耗率、透射率的合适平衡。
由于X轴采用了低频率大波长的方法使得表面声波能量提升，改善了X轴较Y轴路径长造成的能量损失，使X轴和Y轴的能量较为一致，控制器处理时更好处理。
由于X轴采用了频率3Mhz-2Mhz，而Y轴采用了频率4.5Mhz-3.5方法，X和Y轴换能器基准频率带宽设于100-500KHZ，X轴换能器不会接收到Y轴信号，同理Y轴也不会收到X轴信号，X轴信号与Y轴信号相互不影响，使控制收到的信号更加纯净，减少干扰。
本实施例中，X定位轴采用3Mhz-2Mhz 的频率传输，可以选择的频率如3Mhz、2.5 Mhz或2Mhz。Y定位轴采用4.5Mhz-3.5的频率传输，可以选择的频率如4.5Mhz、4.0 Mhz或3.5Mhz。X和Y轴换能器基准频率带宽设于100-500KHZ，可以选择的基准频率带宽如100 KHZ、300 KHZ或500KHZ。
本发明实施例中描述的是将X轴定义为长轴，因此X轴相对Y轴选用低频率传输，反之如果X轴定义为短轴则应选用高频率传输。同理，当X轴采用的频率高于Y轴时，同样具有上述性能。
实施例3
一种定位轴不同频率的表面声波触摸屏，包括控制器、X轴定位装置和Y轴定位装置， X轴定位装置和Y轴定位装置采用不同频率的声波传输，且条纹阵列越长采用的声波频率越低。
具体为，所述X轴定位装置中，发射换能器和接收换能器的基准频率为6Mhz-5Mhz,对应的发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率为6Mhz-5Mhz；Y轴定位装置中，发射换能器和接收换能器的基准频率为4.5Mhz-3.5Mhz,对应的发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率为4.5Mhz-3.5Mhz。
并且，X轴换能器和Y轴换能器的基准频率带宽相同且为100-500KHZ，可以选择的基准频率带宽如100 KHZ、200 KHZ或500KHZ。本实施例中，X轴定位装置采用的频率为6Mhz-5Mhz，可以选择的频率如6Mhz、5.5 Mhz或5Mhz等。Y轴定位装置采用的频率为4.5Mhz-3.5Mhz, 可以选择的频率如4.5Mhz、4.0 Mhz或3.5Mhz。
实施例4
一种定位轴不同频率的表面声波触摸屏，包括控制器、X轴定位装置和Y轴定位装置， X轴定位装置和Y轴定位装置采用不同频率的声波传输，且条纹阵列越长采用的声波频率越低。
具体为，所述X轴定位装置中，发射换能器和接收换能器的基准频率为4.5Mhz-3.5Mhz,对应的发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率为4.5Mhz-3.5Mhz；Y轴定位装置中，发射换能器和接收换能器的基准频率为3Mhz-2Mhz,对应的发射条纹阵列和接收条纹阵列的频率为3Mhz-2Mhz。
并且，X轴换能器和Y轴换能器的基准频率带宽相同且为100-500KHZ，可以选择的基准频率带宽如100 KHZ、400 KHZ或500KHZ。本实施例中，X轴定位装置采用的频率为4.5Mhz-3.5Mhz，可以选择的频率如4.5Mhz、4.0 Mhz或3.5Mhz等。Y轴定位装置采用的频率为3Mhz-2Mhz, 可以选择的频率如3Mhz、2.5 Mhz或2Mhz。
Claims (4)
1.一种定位轴不同频率的表面声波触摸屏，包括控制器、X轴定位装置和Y轴定位装置，其特征在于：X轴定位装置和Y轴定位装置采用不同频率的声波传输，且条纹阵列越长采用的声波频率越低；所述X轴定位装置和Y轴定位装置中，一轴定位装置的频率为4.5Mhz-3.5Mhz或3Mhz-2Mhz，另一轴定位装置的频率为6Mhz-5Mhz或4.5Mhz-3.5Mhz。
2.根据权利要求1所述的定位轴不同频率的表面声波触摸屏，其特征在于：所述X轴定位装置的X轴换能器和Y轴定位装置的Y轴换能器的基准频率带宽均为100-500KHZ。
3.根据权利要求1或2 所述的定位轴不同频率的表面声波触摸屏，其特征在于：所述X轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为4.5Mhz-3.5Mhz；Y轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为6Mhz-5Mhz。
4.根据权利要求1或2所述的定位轴不同频率的表面声波触摸屏，其特征在于：所述X轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为3Mhz-2Mhz；Y轴定位装置的发射换能器、接收换能器和条纹阵列的频率均为4.5Mhz-3.5Mhz。
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