TWI383313B - 表面聲波式觸控面板之感測裝置 - Google Patents

Description

表面聲波式觸控面板之感測裝置

本發明係關於觸控面板之領域，更係關於一種反射器排中之反射器非以由疏漸密之樣式排列之表面聲波式(SAW)觸控面板的感測裝置。

表面聲波(SAW)式觸控面板是一種以在一目的地處感測一振動波訊號之方式以得知在一觸控螢幕上之一觸控輸入之所在位置的觸控面板，其係利用一包含一壓電材料的換能器將一電能訊號轉換成該振動波訊號、再感測該振動波訊號在該觸控螢幕上行進時是否被該觸控輸入所阻擋而不能被接收的方式為之。

第一A圖所示為一種傳統表面聲波式觸控面板的結構示意。如第一A圖所示，該觸控面板10具有一螢幕區11及一反射區12，該反射區12中具有一感測裝置13，該感測裝置13具有一第一及第二橫軸換能元件14a及14b與一第一及第二縱軸換能元件15a及15b，其中第二橫軸及縱軸換能元件14b及15b係分別用以接收與第一橫軸與縱軸換能元件14a及15a發出之輸入電能訊號Signal_Ei1及Singal_Ei2對應的振動波訊號Signal_V1及Signal_V2。此外，感測裝置13還包含一組第一及第二縱軸反射單元16a及16b與一組第一及第二橫軸反射單元17a及17b，且該四組反射單元16a、16b、17a及17b皆包含複數個反射器r，且該等反射器r皆為部份透射部份反射者。此時，感測各橫軸與縱軸上之可能觸點P輸入所需之振動波Signal_V2及Signal_V1便可由該等反射器r藉由部份反射及部份透射作用加以提供，而該等反射器r一般為印刷在觸控螢幕之一玻璃基板上的線層，故其製作成本低。此外，該等組反射單元16a、16b、17a及17b的反射器r皆為由疏至密排列(由振動波Signal_V1及Signal_V2的行進方向觀之)，其原因為振動波Signal_V1及Signal_V2在未加疏密設計之的單一組反射單元16a、16b、17a及17b上會因部份反射作用而使其較後方的反射器r所能反射的振動波Signal_V1及Signal_V2較少，如此便會影響對該等組反射單元16a、16b、17a及17b較後半部對應之輸入觸點位置的感測能力，故該等組反射單元16a、16b、17a及17b被加以疏密設置以達到對輸入至各反射器r之振動波Signal_V1及Signal_V2加以平均的補償作用。第一B圖及第一C圖所示分別為第一A圖所示表面聲波型觸控面板在無觸點P輸入及有觸點P輸入之時之輸出電能訊號Signal_Eo1及Singal_Eo2的位準圖，其中Vy為輸出電能訊號Signal_Eo1的電位圖，並為輸入觸點P之X軸的座標，Vx則為輸出電能訊號Singal_Eo2的電位圖，並為輸入觸點P之Y軸的座標，其中Vx之波形時間較Vy之者長之原因在於第二振動波Signal_V2所經過的路徑較長所致，而第一C圖之下凹波形部份即為觸點P輸入被感測得之代表，其被作為判定該觸點P輸入之位置的依據。此外，Vy及Vx在起始處有一尖波，其為輸入電能訊號Signal_Ei1及Singal_Ei2在剛輸入時即分別直接透過第二橫軸反射單元組17b及第二縱軸反射單元組16b而為第二橫軸換能元件14b及第二縱軸換能元件15b接收所致。

然而，上述具反射器疏密設置的表面聲波型觸控面板仍有其缺點，因在各反射器排上最前部份之反射器之設置疏，故某些輸入觸點位置處有介於經二相鄰反射器反射之振動波之間的傾向，故該等輸入觸點的位置在感測上較不理想。

鑑於上述目的，本發明提出一種全新之表面聲波式觸控面板的感測裝置，藉以改善習知技術之不足。

本發明之一目的為提出一種表面聲波式觸控面板的感測裝置，藉以改善習知技術之問題。

本發明提出之表面聲波式觸控面板的感測裝置包含一透明基板、一第一橫軸換能元件、一第二橫軸換能元件、一第一縱軸換能元件及一第二縱軸換能元件、與一組第一縱軸反射單元、一組第二縱軸反射單元、一組第一橫軸反射單元及一組第二橫軸反射單元，該透明基板實質上為矩形，具有一螢幕區及一反射區，並具有二相對立邊緣的一第一橫軸、一第二橫軸、一第一縱軸及第二縱軸，且該第一及第二橫軸實質上互相平行，該第一及第二縱軸實質上互相平行；該第一及第二橫軸換能元件分別被設於該反射區上之第一橫軸的二邊緣上，該第一及第二縱軸換能元件分別被設於該反射區上之第一縱軸的二邊緣上；該等組第一縱軸反射單元、第二縱軸反射單元、第一橫軸反射單元及第二橫軸反射單元分別被設於該反射區中，並分別沿該第一縱軸、第二縱軸、第一橫軸及第二橫軸而立，該等組第一及第二縱軸反射單元各包含一第一個數之反射器，該第一及第二橫軸反射單元各包含一第二個數之反射器，且該第一個數及第二個數個反射器沿該第二縱軸的邊緣而立，其中當一物件觸及該螢幕區上之一點時，該第一橫軸及縱軸換能元件分別用以在不同時間輪流接收一橫軸及縱軸輸入電能訊號，並分別將該橫軸及縱軸輸入電能訊號轉換為一縱軸振動波訊號及一橫軸振動波訊號，並接著分別沿該組第一縱軸反射單元及該組第一橫軸反射單元行進，以分別為該第二橫軸換能元件及第二縱軸換能元件接收，以將該縱軸及橫軸振動波訊號分別轉換為一縱軸輸出電能訊號及一橫軸輸出電能訊號，且該等組第一及第二縱軸反射單元與第一及第二橫軸單元上之第一及第二個數個反射器之每一者上皆有間隙，藉以各構成複數個子反射器。

在較佳實施例中，該等組第一及第二縱軸反射單元與第一及第二橫軸反射單元之子反射器之每一者間的間隙及該等組第一及第二縱軸反射單元與第一及第二橫軸反射單元之反射器之每一者的子反射器間之間隙與相鄰者的子反射器間之間隙間的關係與該等組反射單元之形成材料相關，且該間隙與該等間隙間之關係的一最佳值係依實驗結果而定。

藉由使用本發明，由於該等反射單元中的反射器不為疏密而立，故能避免習知技術中之疏處射置反射器不能有效提供對輸入觸點加以感測的問題。

本發明為一種表面聲波式觸控面板之感測裝置，其將藉由較佳實施例配合所附圖式詳細說明如下。

第二A圖所示為含本發明之感測裝置之表面聲波式觸控面板的結構示意圖。如圖所示，該觸控面板20實質上為一由橫軸及縱軸構成之矩形裝置，並具有一螢幕區21及一反射區22，該感測裝置23被設於該反射區22之下。感測裝置23包含一第一及第二橫軸換能器24a及24b與一第一及第二縱軸換能器25a及25b，並包含一組第一及第二縱軸反射單元26a及26b與一組第一及第二橫軸反射單元27a及27b，其中該等組反射單元26a、26b、27a及27b分別沿該螢幕區21直排而立，且該等組第一及第二縱軸反射單元26a及26b各包含一第一個數之反射器r，而該第一及第二橫軸反射單元27a及27b各包含一第二個數之反射器r。此外，該等反射器r皆為部份透射部份反射者，並各具有多個子反射器r_s ，且該等子反射器r_s 間係以一間隙g隔開。

在實際操作時，一電能訊號Signal_Ei1被送進觸控面板20之第一橫軸換能元件24a中，第一橫軸換能元件24a接著將該電能訊號Signal_Ei1轉換為一振動波訊號Signal_V1，該振動波訊號Signal_V1接著沿第一縱軸反射元件組26a部份行進及部份被反射，其中該等經部份反射的部份最後為第二橫軸換能元件24b接收，並將該經接收得之振動波訊號Signal_V1轉換為一輸出電能訊號Signal_Eo1(如對應箭頭A1所示)。同樣但在不同時後，一輸入電能訊號Signal_Ei2被送進觸控面板20之第一縱軸換能元件25a中，第一縱軸換能元件25a接著將該輸入電能訊號Signal_Ei2轉換為一振動波訊號Signal_V2，該振動波訊號Signal_V2接著沿第一橫軸反射元件組27a及27b行進，最後為第二縱軸換能元件25b接收(如對應箭頭A2所示)，並將該經接收得之振動波訊號Signal_V2轉換為一輸出電能訊號Signal_Eo2，以作為外部感測一觸點輸入所在位置的參考。

上述中，橫軸X與縱軸Y上對應之各換能器24a及24b與25a及25b之所以在不同時間工作係為使振動波訊號Signal_V1及Signal_V2不致互相干擾。此外，第一及第二輸入電能訊號Signal_Ei1及Signal_Ei2係以被連續輪流供的方式送至第一橫軸及縱軸換能元件24a及25a中，以對任何可能的觸點輸入做連續感測。

此時，在外部接收得之第一及第二輸出電能訊號Signal_Eo1及Signal_Eo2之訊號圖形如第二B圖之Vy及Vx所示。

當有一觸點輸入P出現在螢幕區21上時，第一及第二振動波Signal_V1及Signal_V2之對應於該點P的X及Y軸傳送路徑便被阻擋，故此時第一及第二輸出電能訊號Signal_Eo1及Signal_Eo2的位準Vy及Vx便下降，如第二C圖所示。藉參考該二位準Vy及Vx的下降時間點，該輸入觸點P在螢幕區21上的座標(X,Y)位置即可被判知。

由於上述子反射器r_s 的存在，在該等組反射單元26a、26b、27a及27b之較後半部(以振動波Signal_V1及Signal_V2自對應之換能元件24a及25b出射的方向觀之)的反射器r所能反射的振動波Signal_V1及Signal_V2未減少，因該等振動波Signal_V1及Signal_V2可穿透同組反射單元26a、26b、27a及27b之較前部份的反射器r之故。

再者，該等組反射單元26a、26b、27a及27b之反射器r可因該等子反射器r_s 的存在而使其反射器r可被等間隔而設(如一間隔sep)，這使得所有輸入觸點位置皆能位於經一次反射的振動波Signal_V1及Signal_V2路徑上，故不會有感測不良之情事，並因此避免習知技術中長久存在之問題。

在較佳實施例中，該等組第一及第二縱軸反射單元26a及26b與第一及第二橫軸反射單元27a及27b的反射器r之間的間隔sep大小相等。該等組第一及第二縱軸反射單元26a及26b與第一及第二橫軸反射單元27a及27b之子反射器r_s 之每一者間的間隙g及該等組第一及第二縱軸反射單元26a及26b與第一及第二橫軸反射單元27a及27b之反射器r之每一者的子反射器r_s 間之間隙g與相鄰者的子反射器r_s 的間之間隙g間的關係與該等組反射單元26a、26b、27a及27b之形成材料相關，且該等間隙g之一者與其它間隙g間之關係的一最佳值可依實驗結果得到。

此外，該等反射器r一般係各為一反射線層形式，且該等反射線層皆為一油墨層，並係以印刷方式製作於一透明基板(未顯示)上，且該感測裝置23亦設於該透明基板上，其中該透明基板在一實施例中為一透明玻璃基板。

此外，該第一及第二輸入電能訊號Signal_Ei1及Signal_Ei2可為一相同外部訊號源(未顯示)提供裝置所提供，此時一切換裝置(未顯示)可被提供以將該外部訊號源提供之訊號輪流切換為該第一及第二輸入訊號。此外，該第一及第二輸入電能訊號皆為一串訊衝(bursts)之形式。

本發明已藉由特定實施例說明如上，熟習該項技術者可藉由該等實施例之原理而推衍出其它可能實施例，如此推衍出之實施例皆屬於本發明的精神範圍，故本發明之實際範圍當由後附之申請專利範圍定義之。

10‧‧‧表面聲波式觸控面板

11‧‧‧螢幕區

12‧‧‧元件區

13‧‧‧感測裝置

14a‧‧‧第一橫軸換能元件

14b‧‧‧第二橫軸換能元件

15a‧‧‧第一縱軸換能元件

15b‧‧‧第二縱軸換能元件

16a‧‧‧第一橫軸換能元件

16b‧‧‧第二橫軸換能元件

17a‧‧‧第一縱軸換能元件

17b‧‧‧第二縱軸換能元件

20‧‧‧表面聲波式觸控面板

21‧‧‧螢幕區

22‧‧‧反射區

23‧‧‧感測裝置

24a‧‧‧第一橫軸換能元件

24b‧‧‧第二橫軸換能元件

25a‧‧‧第一縱軸換能元件

25b‧‧‧第二縱軸換能元件

26a‧‧‧第一橫軸反射單元

26b‧‧‧第二橫軸反射單元

27a‧‧‧第一縱軸反射單元

27b‧‧‧第二縱軸反射單元

本發明之較佳實施例的說明係透過下列圖式而為，其中：第一A圖為一習用表面聲波(SAW)式觸控面板之觸點輸入位置之感測原理的說明示意圖； 第一B圖為利用第一A圖之表面聲波式觸控面板在無觸點輸入時所得到之二輸出電能的訊號位準示意圖； 第一C圖為利用第一A圖之表面聲波式觸控面板在有觸點輸入時所得到之二輸出電能的訊號位準示意圖； 第二A圖為本發明之表面聲波式觸控面板之觸點輸入位置之感測原理的說明示意圖； 第二B圖為利用第二A圖之表面聲波式觸控面板在無觸點輸入時所得到之二輸出電能的訊號位準示意圖；及 第二C圖為利用第二A圖之表面聲波式觸控面板在有觸點輸入時所得到之二輸出電能的訊號位準示意圖。

20‧‧‧表面聲波式觸控面板

21‧‧‧螢幕區

22‧‧‧反射區

23‧‧‧感測裝置

24a‧‧‧第一橫軸換能元件

24b‧‧‧第二橫軸換能元件

25a‧‧‧第一縱軸換能元件

25b‧‧‧第二縱軸換能元件

26a‧‧‧第一橫軸反射單元

26b‧‧‧第二橫軸反射單元

27a‧‧‧第一縱軸反射單元

27b‧‧‧第二縱軸反射單元

Claims (6)

1. 一種表面聲波式觸控面板之感測裝置，包含：一透明基板，實質上為矩形，具有一螢幕區及一反射區，並具有二相對立邊緣的一第一橫軸、一第二橫軸、一第一縱軸及第二縱軸，且該第一及第二橫軸實質上互相平行，該第一及第二縱軸實質上互相平行；一第一橫軸換能元件、一第二橫軸換能元件、一第一縱軸換能元件及一第二縱軸換能元件，該第一及第二橫軸換能元件分別被設於該反射區上之第一橫軸的二邊緣上，該第一及第二縱軸換能元件分別被設於該反射區上之第一縱軸的二邊緣上；及一組第一縱軸反射單元、一組第二縱軸反射單元、一組第一橫軸反射單元及一組第二橫軸反射單元，分別被設於該反射區中，並分別沿該第一縱軸、第二縱軸、第一橫軸及第二橫軸而立，該等組第一及第二縱軸反射單元各包含一第一個數之反射器，該第一及第二橫軸反射單元各包含一第二個數之反射器，且該第一個數及第二個數個反射器沿該第二縱軸的邊緣而立，其中當一物件觸及該螢幕區上之一點時，該第一橫軸及縱軸換能元件分別用以在不同時間輪流接收一橫軸及縱軸輸入電能訊號，並分別將該橫軸及縱軸輸入電能訊號轉換為一縱軸振動波訊號及一橫軸振動波訊號，並接著分別沿該組第一縱軸反射單元及該組第一橫軸反射單元的每一個反射器行進，以分別為該第二橫軸換能元件及第二縱軸換能元件接收，以將該縱軸及橫軸振動波訊號分別轉換為一縱軸輸出電能訊號及一橫軸輸出電能訊號，且該等組第一及第二縱軸反射單元與第一及第二橫軸單元上之第一及第二個數個反射 器之每一者上皆有間隙，藉以各構成複數個直線排列的子反射器；其中該等組第一及第二縱軸反射單元與第一及第二橫軸反射單元的反射器之間的間距相等，並且該縱軸振動波訊號及該橫軸振動波訊號分別沿該組第一縱軸反射單元及該組第一橫軸反射單元的每一個反射器行進的過程中，該組第一縱軸反射單元及該組第一橫軸反射單元後半部的每一個反射器所能分別反射的該縱軸振動波訊號及該橫軸振動波訊號未減少。
2. 如申請專利範圍第1項之表面聲波式觸控面板之感測裝置，其中該等反射器皆為一反射線層。
3. 如申請專利範圍第2項之表面聲波式觸控面板之感測裝置，其中該等反射線層皆為一油墨層，並係以印刷方式製作於該透明基板上。
4. 如申請專利範圍第3項之表面聲波式觸控面板之感測裝置，其中該透明基板為一透明玻璃基板。
5. 如申請專利範圍第1項之表面聲波式觸控面板之感測裝置，其中該縱軸及橫軸輸入電能訊號係為一相同外部訊號提供裝置所提供。
6. 如申請專利範圍第1項之表面聲波式觸控面板之感測裝置，其中該縱軸及橫軸輸入電能訊號皆為一串訊衝(bursts)。