M366122 五、新型說明： 【新型所屬之技術領域】 本案涉及一種以具有三角柱之陶瓷壓電材料來改良聲波式觸控面板系 統，尤其涉及一種壓電薄膜製成之發射器及接收器的聲波式觸控面板系統。 【先前技術】 隨著電腦的普及，鍵盤及滑鼠已成為一般大眾接受程度最高的資訊輸 入设備，但是由於其具有體積較大不便攜帶及在使用上程式略顯複雜的缺 點’因而開發了另-種與螢幕疊合—體成型_控面板的輸入裝置。 觸控面板是可以直接以手指細控筆闕面板上特定區域，已達成輸 入指令的-種人性化輸人裝置。隨著電子產品輕、薄、短、小以及功能複 雜的發展~勢’產品可供放置輸人裝置的空間十分有限，而職面板的使 用可以完全不占空間，除可同時具有鍵盤、滑鼠的功能之外，且可提供手 寫輸入等人性化輯作方式，因此絲人機介面的最⑽擇。觸控面板依 其工作原理可分為電阻式、電容式、光學式以及表面聲波式，其中，電阻 式的觸控面板具有縣耗的輸，因崎低顯示螢幕的亮度與對比，·再 者，因電容式_控面板较溫度、獄或接地情況不咖產生的變化， ’又疋隨差’又’光學式簡控面板之騎度由紅外線發射接收對的 數目決定，固解析度易受到限制。 繁於上述觸控面板的缺點，因此，即有表面聲波式觸控面板的發展。 时表面聲波式觸控面板判斷觸控面板位置的方法約可分為兩類：-類為 單—發射轉能器與單一接收榦处 、 n 此益，而另一類為陣列式發射轉能器與陣列 式接收轉能器。 3 M3 66122 上述以單-發射雛n與單—接收麟n組成之表面聲波式觸控面板 係由發射轉能器激發-表面波，經由眾多反射栅或與面板邊緣成一特定角 度斜向發射’使行經面板不同位置之表面波在不同的時問抵達接收轉能 器，經由接收轉訊號強度與時間的關係曲線，即可靖觸碰面板的位置。 如第-圖所示之美國專利第4, 644,1〇〇號案，其即揭露—應用具該單一發 射轉能器舆單-接收轉能器之卫作原理的表面聲波式觸控面板之系統架構 圖如圖所不.该系統包括一基板1〇，該基板1〇上有_對發射轉能器打 #與T2以及-對接收轉能器則與敗，一與該兩對轉能器電性連接之控制系 統11，各個轉能器（ή、T2、R1及R2)分別沿著路徑Pi、P2、P3、p4具有 由複數個反射單元(el至en)所組成之反射柵以、⑵⑵及Μ。 該控制系統11透過一發射轉能器開關lla產生發射信號幻、從，以使 趙达信號SI、S2分別傳送至相對應的發射轉能器Ή、T2，致使該發射特 能器Ή、Τ2分別沿著路徑ρ卜ρ2而產生傳遞的表面波。 以沿者該路徑Ρ1所產生的傳遞表面波為例，該表面波經反射拇以所 擊傳遞的表面波與該路徑ρι成45度角發射後分成η個部分並與該路徑朽成 又角向下傳遞至與該反射栅G1相對向的反射栅G2，導致該反射栅G2中 射單元el至en將自該反射栅q所反射出的n個部分的表面波方向改 -欠兀使改熒方向的表面波沿著路徑Ρ3傳遞且到達接收轉能器幻，該接收 • R1將接收到的表破能量轉換成信號S3並輸it!至與該控制系統u 電性連接之振幅檢測器Ub。另—方面，當該發射轉能器τ2接收來自該發 射轉能器開關Ua所傳來的該發送信號S2後，致使該發射轉能器Τ2分別 著路&Ρ2而產生傳遞的表面波，該表面波經反射栅所傳遞的表面、皮 M366122 與該路徑P2絲度紐射後分成n购分域 傳遞至與_____ 向下 ’概㈣κ繼顺表面波能量 轉、成⑷4並輪出至與該控制系_電性連接之振幅檢測器仙。 .接著，該振幅檢測㈣纖號S3、S4進行分析。 =rr咖轉㈣，故物術同，接收到的信號 如弟二騎示，日销tQ為反射柵G2之反射單元el所反射的表面波到達 接收轉能㈣_，tn献解__絲_達該接收 轉能器R1的時間’實線部分為使用者尚未觸碰面板時的輸出訊號。假設點 觸面板的位置如第之點A1，舰反射栅G1反射部分表面波沿著路 徑PV傳遞並經過該點A1，經路徑Pv的部分表面波能量被部分吸收導致輸 出信號S3產生衰減的輸出信龍，如第二圖所示，該__的發生 時間為時問t ’由發生的時間t即可推得使用者於水平座標上的觸碰位置 X，而輸出信號D1的深度顺使用者觸碰的壓力有i依據此種方式，亦 可推得使用者於餘座標上的觸碰位置γ，籍由坐標位置(⑶即可碟定點 A1的位置。 在此貝把例巾’由於發射轉能器丁卜丁⑼射的表面波經由反射拇、 G2 G3 G4的η次反射及透射射猶減的減概器Ri、R2，導致發 射U卜T2發射的大部分表面波能量損失，使輸出信號％、S4為弱， 不利於控制系統11對該輪出信號分析。同時’為了使經反射樹gi、G3反 射後的rHil表面聲波具有相同的能量，導致反射栅的設計及基板1〇製 M366122 程變得複雜 此外’由於表面聲波波速快，鹏間ΐ0與時間tn間的時間間隔亦恨 短，故需較快速的信號處_度，從而需使用效能較高的㈣轉換器，由 於效能較高的A/D轉換器價格昂貴，故使該觸控面板的成本大幅增加。反 之，若為避免該觸控面板的成本提高，只有犧牲其解析度。 再者’如第三圖所示之美國專利第3, 673,32?號案，其即揭示另一類 應用陣列式發射轉能器及陣列式接收轉能器之表面聲波式觸控面板的系統 架構。請梅三騎示，錄嫩面板2&兩個相鄰的 邊上各設有複數個併排的發射器21、22，該平板挪另外兩個相鄰的邊且 ΓΓ排發射器21、22個別相對向的邊上亦設有複數個併排的接收器 、24，該細目發㈣i分職對邊上的—對 該發射器22分別與對邊上的_—+ 贼為23相對應 對向接收器24相對應。該發射㈣、22分 =^二、㈣橫越該觸控面板2〇的平行的表面聲波I%’以在該 千板20a上形成—探測矩陣。 所示請=Γ♦板2°上施加表面波一如圖 收_由；合成透明樹脂叫 合成透明樹脂23b構成，作時，《 打唬傳遞至該壓雷 初 生表面㈣物她 動’該屋電晶體a將震動轉變為電信嫩。透明樹脂娜以產生震 :傳入。控紙卿行信號分析處 ::再、街咖則器 在斜板上物麵―波的： M366122 控制系統30計算出使用者的點觸位置。 此種應周陣列式發射轉能器及陣列式接收轉能器所構成的觸控面板， 將使觸控面板的構造較為複雜，且該觸控面板的解析度與信號的分析處理 方法息息相關。且該觸控面板之解析度與該轉能器設置間距相同，故，在 製程技術成本的限制下’無法獲得高解析度的產品。 因此’如何提供-種可提高解析度及處理速度之表面聲波式觸控面板 系統’可避知技術之缺失實以成為目前業界丞待解決之難題。 【新型内容】 鑒於上述自知技1之缺點，本案之—目的在於提供—種可提高解析度 及處理速度之以具有三脉之陶賴紐料級良聲波式觸控面板系統。 本案之另-目的在於提供—種製義單之叫有三躲,麵電材 料來改良聲波式觸控面板系統。 7 1 為達上逑及其他目的，本案提供一種聲波式觸控面板，該觸控面板包 括-平板’且該平板表面兩她鄰邊緣上形成至少有—第—、第二發射器， 該平録面與設有該第一及第二發射器之邊緣的對向角落上亦分別形成至 少有第-、第二、第三及第四接收器，以分別接收來自第—及第二發射器 所傳來的㈣，其中，雜收器與發射量職係為绮多、多對一及 • 一對多知其中一者。 本案亦提供-種以具有三角柱之陶競電材料來改良聲波式觸控面板 系統，其系統包括上述之聲波式觸控面板；一輸入/輸出控制單元，係使用 M3 66122 工—方式激發該第—及第二發㈣發射—表面聲波，並以分時多 碰^纟觸H三咖刪純帛—及帛二發射器所 =射出^面聲波而產生之電錄，对侧者_該平板上的特定位置 =饱_絲面聲触繼被部分魏，從_出電 二=減::用以透過減法_第一、第二、第三及第四接收器 ，L號進仃處理以檢出震幅衰減的信號之訊號處理單元。 因此，本案以具有三脉之陶麵電材料來改良聲波式觸控面板系統 具有訊號處理速度快，觸控面板解析度高㈣點，_，使得該聲波式觸 控面板製程料、結構鮮與成本降低。 【實施方式】 以下係藉由特定的具體實例說明本案之實施方式，熟悉此技藝之人士 I由本說日聘所揭示之内容㈣地_本案之其他伽與功效。本案亦可 精由其他*_具體實例加以施行或細，本酬書巾的各項細節亦可基 於不同觀點與_，在稀離本案之精神我料種_與變更。 请茶閱第五圖，其係為本案之聲波式觸控面板第一實施例之上視圖。 如圖所示’核之表鱗波摘控面祕係由-具有義 及四個接收職、咖、咖、63級四個三細6_^^^^^ 66f的平板61所組成。 该平板61係為-玻璃材料製成的薄板，其可為透明的玻璃平板;該兩個 發射器咖、_及四個接收職、63b、63c、63d係利用壓電薄膜的製作 技術形成於該平細表社，其t，該魏_a係以正巾央之位置位於該 平板61之邊_a上，爾發細_紅巾央之位物彡邊輸相 8 M366122 鄰的邊賴d_L，且該邊緣62d對向的邊緣娜角落上亦形成兩個接收器 63a、，而該邊緣62a對向的邊概角落上亦形成兩健收職、伽，
藉此結構提供―種具有兩觸職、_與嗔議a、63b、63c、 63d的觸控面板Q 請參閱第，錢為躺核之聲波式·面《5之以具有三角柱 之陶免壓電材料來改良聲波式觸控面板系統的第—實補。如圖所示，該 系、、先包括聲波式觸控面板6卜_輸入/輸綱控制單元％、一檢測單元 36及一訊號處理單元。 ^亥表面聲波式觸控面板65係整合於—顯示裝置(在此未予圖示）内，其 形成方式即如上述第五圖所社聲波式觸控_。為簡化·，故在此 將不為文贅述。 —別翁制早；^35係以分時多工掃描方式激發兩個發射器⑽&、6此中之 每—發射器發射—表面聲波，且由該數個接收器63a、63b、63c、63d分別 接收該兩數個發射·a、所發射的經該平韻傳遞之表面聲波，並將 其所接收到的表面聲波轉換為電信號輸出。 。該檢測單元36係用以拾取各接收器咖、6北、63c、_所輸出的電信 唬，亚進订域放大處理。由於該各接收器m咖所輸出的 電信號制高雜號，例碰M_觀錄，為讎爾料元37對各 接收益63a、63b、63c、63d所傳來的電信號進行解調等後續處理，則需對 3亥電信號進行放大處理。 該訊號處理單元37係以減法器對該檢測單元36所放大的信號進行處 理。其中細虎處理單元37復包括-A/D轉換模組38、—解調模組洲及一演 M366122 收器 63a、63b、63c、 异模組40。鱗喊觸控面祕的崎度係依據該接 63d的數目與減法器架構而定。 該接收職、63b、63g、崎目無需與該發射·a、嶋目相等。 如圖所示’為簡單制本案之特徵，«示出-個發射器以說明以-維置 中排列的發射器60a，且以一個細以說明以一維置中排列的發射器 ’又以兩個接收器說明以—維陣列排列的接收器伽、咖，並再以兩個 接收器綱-維陣列排觸接收·c、_，同時定義邊職所在方向為 Y軸，邊糊所在方向為X軸，，且在各個發射器與接㈣下裝置—個三角 柱66a 66b 66c 66d、66e、66f在此須提出說明的是，此γ軸與χ軸的定 義方式並非偈限於此，亦即，端視實施型態而定。
該I/O控制單元35以-信制可同時或多瑪敫發該發射器咖，致使 該發射·b激翻-表面聲波，以—信號辦同時或w輪發該發射器 6〇a，致使該發射職激發出—表面聲波。而該接收驗、喝各別接 收該發射譏所激發出的表面聲波，並分別輸出電信號f2、f3，且該接收 器63c、63d亦各別接收該發射施所激發出的表面聲波，並分別輸出電信 號Π、f2。 且該檢測單元36即對各接收器63a、63b、咖、6犯所輪出的電信號進 打信號放大處理，並將放大制電信麟送至該訊號處理單元37。再者， 第六圖而言’由於_控面板65兩相鄰邊緣分別所設之接收脚&、咖、 63c、63d數量為多個’故本實施例之檢測單元％復具有分時多工處理，並 可依據該I/G控辦元35所傳來的錢s3膽制—次或分雜收經所有 接收器63a、63b、63c、63d對該發射器60a及發射器6〇b所傳來的表面聲波 M366122 進行轉換纽後祕來的電錢(η至⑶，其巾該檢測單元36所提供的分 時多工處理效能係依據硬體資源而達到不同的設計需求。 該A/D轉換模組38以峰值檢測方式對該檢測單元％所放大處理後的電 信號(fl至f3)進行解調處理。由於該觸控面板65所設之接收器⑽&、6北、 63c、63d)數量為多個，^:經該A/D轉換模組38所處理後的峰值信號則相對 -具有多個，且依該平板61被觸壓的情況，而使各接收器（咖、咖、咖、 63d)接收不同程度來自各發射器⑽a、_所發射的表面聲波。如圖所示， 籲該信號(si及s2)激發各發射n⑽a、6%)以產生沿該平板&表面之表面聲 波’當使用者關辭《1上之鱗，使科表面聲波能量被吸收，並令 该檢測單元36依據信號(S3及S4)接收經各接收器⑽a、63b、63c、伽)對 該發射H6()a、發射器60b所傳來的表面聲波進行轉換處理後所輪出的電信 號（Π至f3)，以令該A/D轉換模組雜據該檢測單元％放大處理後所得的複 數組電信號(F1W3)而檢出不同峰值，就本實施例而言，由於該接收器 ⑽a、63b、63c、63d)的數量為4個，則將輸出3組電信號⑺至⑼，且需 春對#電信號Π至F3)進行峰值檢出處理，之後透過該解調模_對檢出= ’貝進行取樣處理轉換並取得各組峰值所對應之數健號，其中每取一 -人則產生-域位碼，而該產生的數位碼即可儲存於—記憶裝置(在此未予 •二=不，其例如應等記憶裝置）中，得以供該演算模組仙根據儲存於該記 .U衣置巾的數位碼喊法輯算出該平紐被驢處之驗置。在此須提 出說明的是，該演算模刷姻減法器確定點觸位置之原理、方法係—般 熟知減法器者所習用，故在此將不予贅述。 本實施例之面板65係以接收錢強度以及空間（因本實施_板65之 M366122 兩相鄰邊紅分職係並由減法 壓之位置。 器計算該面板65被 觸 上述第六圖所示之觸控面板之兩相鄰邊緣上分別設有多 經該解調模組所處理後的峰值。故 檢出不同接此_對為多’則可依據實際觸控狀態而 蜂值，對這些不同輪出信號峰值取樣、轉換及 儲存處理，由演异模組針對所儲在 、 器 • ⑽峰辨航細對應接收 所在位置，以減法器之方式更精確地估測出該面板被觸壓之位置。 ”中抹用刀日守夕工掃描方式控制數個發射器及接收器，故可各 別控制發射騎鶴_表面聲波 辨興料日调，以及控制拾取各個 f ，故，細獅，纖用處理速 又快咖轉紙再者，祕軸法㈣術式，嫩於該觸控面 板側邊的發峨接嶋瓣—_，_斷缝_置，從 而降低觸控咖蝴本。料，核叫仏版咖電材料 來改良較摘控面«驗碱處理過財__綠，可提高訊號 處理速度及雜崎度。上蹄關伽彳雜朗核之原理及其功 效\而_於關本案。任何熟習此項技藝之人均可在不違背本案之精 神及範訂，壯述實翻進娜飾與改變。因此，核之翻健範圍， 應如後述之+請專聰圍所列。 M366122 【圖式簡單說明】 第-圖係為習知表面聲波相控面板系統之架構圖； 第一圖係為第一圖中之接收轉能器R1輸出信號幻之時間—振幅圖. 第二圖係為f知表面聲波式觸控面板之上視圖； 第四圖係為在第三圖所示的觸控面板上施加表面波之剖面視圖· 電材料來改良聲波式觸控面板系 第五圖係為本《置三紐聲波式觸控面板第—實施例之上視圖； 第六圓係為本案之以具有三雜之陶賴 統架構圖； 【主要元件符號說明】 I 〇 :基板 II .控制糸統 lib :振幅檢測器 65 :聲波式觸控面板 鲁 61 :平板 60a、60b :發射器 63a、63b、63c、63d :接收器 62a、62b、62c、咖：邊緣 66a、66b、66C、66d、66e、66f :三角才主 35 : I/O控制單元 36 :檢測單元 37 :訊號處理單元 13 M366122 38 : A/D轉換模組 39 :解調模組 40 :演算模組 20 :觸控面板 20a :平板 ’ 21、22 :發射器 21a、23a :壓電晶體 φ 21b、23b :合成透明樹脂 23、24 :接收器 25、26、28 :表面聲波 27 :驅動器 29 :信號檢測器 el、en :反射單元 A1 :點處位置 參 η、f2、f3 :輸出信號 Gl、G2、G3、G4 :反射柵 PI、P2、P3、P4、Ph、Pv :路徑 R1、R2 :接收轉能器 T1、T2 :發射轉能器 14