特許 6549229 表面弾性波タッチスクリーン及びタッチ表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6549229

(24)【登録日】2019年7月5日

(45)【発行日】2019年7月24日

(54)【発明の名称】表面弾性波タッチスクリーン及びタッチ表示装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/043 20060101AFI20190711BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20190711BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/043

   G06F3/041 510

【請求項の数】13

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-530376(P2017-530376)

(86)(22)【出願日】2014年10月21日

(65)【公表番号】特表2017-526098(P2017-526098A)

(43)【公表日】2017年9月7日

(86)【国際出願番号】CN2014089056

(87)【国際公開番号】WO2016029536

(87)【国際公開日】20160303

【審査請求日】2017年9月6日

(31)【優先権主張番号】201410427715.5

(32)【優先日】2014年8月27日

(33)【優先権主張国】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】510280589

【氏名又は名称】京東方科技集團股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＢＯＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＧＲＯＵＰ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(73)【特許権者】

【識別番号】512282165

【氏名又は名称】合肥▲シン▼晟光▲電▼科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＥＦＥＩ ＸＩＮＳＨＥＮＧ ＯＰＴＯＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】沙 金

【審査官】 木内 康裕

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００７−５３３０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０３０２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５１３２２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０６６８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９９９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２３２７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４１ − ３／０４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スクリーン本体及び駆動モジュールを備える表面弾性波タッチスクリーンであって、
上記スクリーン本体のタッチされる表面には、
駆動モジュールから提供される正弦電気信号の駆動によって、第１の方向に第１の表面弾性波信号を送信するとともに、第２の方向に第２の表面弾性波信号を送信する、圧電材料で製造された１つのみの表面弾性波送信機であって、上記第１の方向が第２の方向と垂直であり、上記第１の方向及び第２の方向がそれぞれに上記スクリーン本体のタッチされる表面の２つの隣接する側辺に平行し、上記１つのみの表面弾性波送信機の上記スクリーン本体のタッチされる上記表面に平行な断面が正方形であり、上記駆動モジュールは、上記第１の方向及び第２の方向に垂直な正弦電気信号を、上記１つのみの表面弾性波送信機に提供するように構成されており、それにより上記１つのみの表面弾性波送信機は、上記第１の方向で伸張する際、上記第２の方向では収縮し、上記１つのみの表面弾性波送信機は、上記第２の方向で伸張する際、上記第１の方向では収縮し、上記第１の方向における上記第１の表面弾性波信号及び上記第２の方向における上記第２の表面弾性波信号は同じ強度を有している、１つのみの表面弾性波送信機と、
第１の反射ユニット及び第２の反射ユニットと、
第３の反射ユニット及び第４の反射ユニットと、
第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサであって、上記第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサの双方は、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する角部に対向する角部に所在しているか、または、上記第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサの一方は、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する角部に対向する角部に所在しており、上記第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサの他方は、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する角部に隣接する角部に所在している、第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサとが取り付けられ、
上記第１の反射ユニットが上記第１の表面弾性波信号を上記第２の反射ユニットに反射し、上記第２の反射ユニットが上記第１の表面弾性波信号を上記第１の受信トランスデューサに反射し、上記第３の反射ユニットが上記第２の表面弾性波信号を上記第４の反射ユニットに反射し、上記第４の反射ユニットが上記第２の表面弾性波信号を上記第２の受信トランスデューサに反射し、第１の受信トランスデューサが受信した表面弾性波信号を第１のタッチ電気信号に変換し、第２の受信トランスデューサが受信した表面弾性波信号を第２のタッチ電気信号に変換することで、上記第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてタッチ位置を確定する表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項2】

上記１つのみの表面弾性波送信機が圧電セラミックスシートである請求項１に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項3】

上記第１の反射ユニット、第２の反射ユニット、第３の反射ユニット、及び第４の反射ユニットが、上記スクリーン本体の側辺にそれぞれ設置される請求項１または２に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項4】

上記各反射ユニットが、複数の平行な反射ストライプからなる反射ストライプアレイを含む請求項１に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項5】

各反射ユニットの上記１つのみの表面弾性波送信機から離れる方向に沿って、上記反射ストライプの密度が徐々に増加する請求項４に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項6】

上記第１の反射ユニットと第３の反射ユニットとが、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する上記角部をなす２つの側辺にそれぞれ設置され、
上記第２の反射ユニットが第１の反射ユニットと対向する側辺に設置され、上記第４の反射ユニットが第３の反射ユニットと対向する側辺に設置され、
上記第１の受信トランスデューサは、第２の反射ユニットが所在する側辺とそれに隣接する側辺とがなす角部に設置され、上記第２の受信トランスデューサは、第４の反射ユニットが所在する側辺とそれに隣接する側辺とがなす角部に設置される、請求項１に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項7】

上記各反射ユニットが、複数の平行な反射ストライプからなる反射ストライプアレイを含む請求項６に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項8】

上記第１の受信トランスデューサは、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する角部に対向する角部に所在しており、
第１の反射ユニットと第２の反射ユニットとの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサが所在する角部から上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する上記角部に向かう方向に沿って傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプが平行する請求項７に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項9】

上記第１の受信トランスデューサは、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する上記角部に隣接する角部に所在しており、
第１の反射ユニットの反射ストライプは、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する上記角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、第２の反射ユニットの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサが所在する角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプが垂直である請求項７に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項10】

上記第２の受信トランスデューサは、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する角部に対向する上記角部に所在しており、
第３の反射ユニットと第４の反射ユニットとの反射ストライプは、第２の受信トランスデューサが所在する角部から上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する上記角部に向かう方向に沿って傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプが平行する請求項７に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項11】

上記第２の受信トランスデューサは、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する角部に隣接する上記角部に所在しており、
第３の反射ユニットの反射ストライプは、上記１つのみの表面弾性波送信機が所在する上記角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、第４の反射ユニットの反射ストライプは、第２の受信トランスデューサが所在する角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプが垂直である請求項７に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項12】

上記スクリーン本体が長方形であり、且つ、各反射ユニットにおける反射ストライプと該反射ユニットが所在するスクリーン本体の側辺との間のアングルが４５度である請求項８から１１のいずれか１項に記載の表面弾性波タッチスクリーン。

【請求項13】

請求項１から１２のいずれか１項に記載の表面弾性波タッチスクリーン、及びタッチ位置決め回路を備えるタッチ表示装置であって、
上記タッチ位置決め回路は、上記表面弾性波タッチスクリーンの第１の受信トランスデューサと第２の受信トランスデューサとに接続され、上記第１の受信トランスデューサが変換した第１のタッチ電気信号と上記第２の受信トランスデューサが変換した第２のタッチ電気信号とを受信し、上記第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてタッチ位置を確定するタッチ表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表面弾性波タッチスクリーン及び上記表面弾性波タッチスクリーンを応用したタッチ表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

表面弾性波タッチスクリーンは、タッチが表面弾性波（超音波の１種）の伝達に与える影響を検出することでタッチ動作を識別するスクリーンであり、解像度が高く、光透過率が良好で、応答性が優れ、温度及び湿度等の環境要素の影響を受けない等の利点を有するため、ＣＲＴ（陰極線管ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオードディスプレイ）、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、及びＰＤＰ（プラズマディスプレイ）に広く適用されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の１つの実施例では、１つの表面弾性波送信機だけで、スクリーン本体の第１の方向及び第２の方向に伝達する表面弾性波を発生できる表面弾性波タッチスクリーン及びタッチ表示装置を提供して、装置の消費電力を低減させる。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の１つの実施例では、スクリーン本体及び駆動モジュールを備える表面弾性波タッチスクリーンであって、上記スクリーン本体の表面には、駆動モジュールから提供される周期的な電気信号の駆動によって、第１の方向に第１の表面弾性波信号を送信するとともに、第２の方向に第２の表面弾性波信号を送信する圧電材料で製造された表面弾性波送信機と、第１の反射ユニット及び第２の反射ユニットと、第３の反射ユニット及び第４の反射ユニットと、第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサと、が設けられている。第１の反射ユニットは第１の表面弾性波信号を第２の反射ユニットに反射し、第２の反射ユニットは第１の表面弾性波信号を第１の受信トランスデューサに反射し、第３の反射ユニットは第２の表面弾性波信号を第４の反射ユニットに反射し、第４の反射ユニットは第２の表面弾性波信号を第２の受信トランスデューサに反射し、第１の受信トランスデューサが受信した表面弾性波信号を第１のタッチ電気信号に変換し、第２の受信トランスデューサが受信した表面弾性波信号を第２のタッチ電気信号に変換することで、上記第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてタッチ位置を確定する表面弾性波タッチスクリーンを提供する。

【0005】

例えば、上記表面弾性波送信機は、圧電セラミックスシートである。

【0006】

例えば、上記駆動モジュールが上記表面弾性波送信機に提供する周期的な電気信号は、正弦電気信号である。

【0007】

例えば、上記第１の方向及び第２の方向は、それぞれに上記スクリーン本体の２つの隣接する側辺に平行する。

【0008】

例えば、上記第１の反射ユニット、第２の反射ユニット、第３の反射ユニット、及び第４の反射ユニットは、上記スクリーン本体の側辺にそれぞれ設置される。

【0009】

例えば、上記第１の方向は、第２の方向と垂直になる。

【0010】

例えば、上記表面弾性波送信機のスクリーン本体に平行な断面は正方形であり、且つ上記第１の方向及び第２の方向はそれぞれに上記スクリーン本体の２つの隣接する側辺に平行する。

【0011】

例えば、上記各反射ユニットが、複数の平行な反射ストライプからなる反射ストライプアレイを含む。

【0012】

例えば、各反射ユニットの上記表面弾性波送信機から離れる方向に沿って、上記反射ストライプの密度が徐々に増加する。

【0013】

例えば、上記表面弾性波送信機は、上記スクリーン本体に貼着される。

【0014】

例えば、上記スクリーン本体は平行四辺形であり、上記表面弾性波送信機、第１の受信トランスデューサ、及び第２の受信トランスデューサは上記スクリーン本体の角部に設置され、上記第１の反射ユニットと第３の反射ユニットとは、表面弾性波送信機が所在する角部をなす２つの側辺にそれぞれ設置され、上記第２の反射ユニットは第１の反射ユニットと対向する側辺に設置され、上記第４の反射ユニットは第３の反射ユニットと対向する側辺に設置され、上記第１の受信トランスデューサは、第２の反射ユニットが所在する側辺とそれに隣接する側辺とがなす角部に設置され、上記第２の受信トランスデューサは、第４の反射ユニットが所在する側辺とそれに隣接する側辺とがなす角部に設置される。

【0015】

例えば、上記第１の受信トランスデューサが所在する角部は、上記表面弾性波送信機が所在する角部に対向する角部であり、第１の反射ユニットと第２の反射ユニットとの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサが所在する角部から表面弾性波送信機が所在する角部に向かう方向に沿って傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプは平行する。

【0016】

例えば、上記第１の受信トランスデューサが所在する角部は上記表面弾性波送信機が所在する角部に隣接する角部であり、第１の反射ユニットの反射ストライプは、表面弾性波送信機が所在する角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、第２の反射ユニットの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサが所在する角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプは垂直である。

【0017】

例えば、上記第２の受信トランスデューサが所在する角部は上記表面弾性波送信機が所在する角部に対向する角部であり、第３の反射ユニットと第４の反射ユニットとの反射ストライプは、第２の受信トランスデューサが所在する角部から表面弾性波送信機が所在する角部に向かう方向に沿って傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプは平行する。

【0018】

例えば、上記第２の受信トランスデューサが所在する角部は上記表面弾性波送信機が所在する角部に隣接する角部であり、第３の反射ユニットの反射ストライプは、表面弾性波送信機が所在する角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、第４の反射ユニットの反射ストライプは、第２の受信トランスデューサが所在する角部からそれに対向する角部に向かって傾斜し、且つ、上記２つの反射ユニットの反射ストライプは垂直である。

【0019】

例えば、上記スクリーン本体は長方形であり、且つ、各反射ユニットにおける反射ストライプと該反射ユニットが所在するスクリーン本体の側辺との間のアングルは４５度である。

【0020】

また、本発明の１つの実施例では、本発明の前述した表面弾性波タッチスクリーン、及びタッチ位置決め回路を備えるタッチ表示装置であって、上記タッチ位置決め回路は、上記表面弾性波タッチスクリーンの第１の受信トランスデューサと第２の受信トランスデューサとに接続され、上記第１の受信トランスデューサが変換した第１のタッチ電気信号と上記第２の受信トランスデューサが変換した第２のタッチ電気信号とを受信し、上記第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてタッチ位置を確定するタッチ表示装置を提供する。

【0021】

本発明の技術案をより明確にするために、以下、実施例に係る図面を簡単に説明する。明らかに、以下の図面はただ本発明の部分的な実施例のみに係り、本発明に対する制限ではない。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。

【図2】図２は本発明の第１の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。

【図3】図３は表面弾性波送信機が第１の方向で伸張し、第２の方向で収縮する概略図である。

【図4】図４は表面弾性波送信機が第１の方向で収縮し、第２の方向で伸張する概略図である。

【図5】図５は表面弾性波送信機がスクリーン本体の左下角に位置する概略図である。

【図6】図６は表面弾性波送信機がスクリーン本体の左上角に位置する概略図である。

【図7】図７は表面弾性波送信機がスクリーン本体の右上角に位置する概略図である。

【図8】図８は本発明の第２の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。

【図9】図９は本発明の第３の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。

【図10】図１０は本発明の第４の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、本発明の実施例に係る図面を参照しながら、本発明の実施例の技術案を明確かつ完全に説明する。勿論、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。説明される本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしなく取得しえるすべての他の実施例は、全部本発明の保護範囲に属する。

【0024】

図１は、表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。図１に示すように、表面弾性波タッチスクリーンは、スクリーン本体１、第１の送受信ユニット２、及び第２の送受信ユニット３を備え、第１の送受信ユニット２は、ユーザによるタッチ位置のＸ軸における座標を確定し、第２の送受信ユニット３は、当該位置のＹ軸における座標を確定する。当該位置のＸ軸及びＹ軸における座標に基づいて、ユーザにタッチされる位置を識別することができる。

【0025】

第１の送受信ユニット２は、スクリーン本体１の右下角に設置される第１の送信トランスデューサ４、第１の反射ストライプアレイ５、及びスクリーン本体１の右上角に設置される第１の受信トランスデューサ６を備える。第１の送信トランスデューサ４は電気信号をパルス弾性波信号に変換してＸ軸方向に発射する。第１の反射ストライプアレイ５は、反射アレイ５ａ、５ｂを含み、反射アレイ５ａは、弾性波信号がＸ軸方向に伝達される過程中に、弾性波信号を反射アレイ５ｂに反射し続け、反射アレイ５ｂは弾性波信号を第１の受信トランスデューサ６に反射する。Ｘ軸上の異なる位置で反射アレイ５ｂに反射された弾性波信号が第１の受信トランスデューサ６に伝達される経路は異なるため、上記弾性波信号が第１の受信トランスデューサ６に到達する時間も異なり、これによって、異なる時間で第１の受信トランスデューサ６に到達した弾性波信号は重畳して広い波形信号になる。且つ、上記弾性波信号がＹ軸に沿って通過した行程は同じであるので、上記弾性波信号が重畳した後の波形信号の時間軸は上記弾性波信号のＸ軸座標を反映できる。よって、ユーザがスクリーン本体１上の任意の位置を押すと、該位置を介して反射アレイ５ｂに発射された弾性波信号はある程度減衰し、該減衰は上記重畳した後の波形信号に反映される。上記減衰に対応する時点に基づき、該位置のＸ軸座標を確定することができる。

【0026】

第２の送受信ユニット３はユーザタッチ位置のＹ軸座標を確定するための装置であり、スクリーン本体１の左上角に設置される第２の送信トランスデューサ７、反射アレイ８ａ、８ｂを含む第２の反射ストライプアレイ８、及びスクリーン本体１の右上角に設置される第２の受信トランスデューサ９を備える。第２の送受信ユニット３がユーザによるタッチ位置のＹ軸座標を確定する原理は、第１の送受信ユニット２が当該位置のＸ軸座標を確定する原理と同じで、ここで説明を省略する。

【0027】

図１に示す表面弾性波タッチスクリーンに対して、発明者は、上記表面弾性波タッチスクリーンにおいて、２つの送信トランスデューサ４、７でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ弾性波信号を送信してスクリーン本体１の横方向と縦方向とに伝達する表面弾性波を発生させるのには、高いエネルギーが消費され、上記表面弾性波タッチスクリーンの消費電力が高くなるのを見出した。

【0028】

図２は本発明の第１の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。図２に示すように、表面弾性波タッチスクリーン１０は、スクリーン本体１１及び駆動モジュール５０を備える。スクリーン本体１１の表面には、駆動モジュールから提供される周期的な電気信号の駆動によって、第１の方向Ｘに第１の表面弾性波信号を送信するとともに、第２の方向Ｙに第２の表面弾性波信号を送信する、圧電材料で製造された表面弾性波送信機１３と、第１の反射ユニット１２ａ及び第２の反射ユニット１２ｃと、第３の反射ユニット１２ｄ及び第４の反射ユニット１２ｂと、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５とが設けられている。第１の反射ユニット１２ａは第１の表面弾性波信号を第２の反射ユニット１２ｃに反射し、第２の反射ユニット１２ｃは第１の表面弾性波信号を第１の受信トランスデューサ１４に反射し、第３の反射ユニット１２ｄは第２の表面弾性波信号を第４の反射ユニット１２ｂに反射し、第４の反射ユニット１２ｂは第２の表面弾性波信号を第２の受信トランスデューサ１５に反射し、第１の受信トランスデューサ１４が受信した表面弾性波信号を第１のタッチ電気信号に変換し、第２の受信トランスデューサ１５が受信した表面弾性波信号を第２のタッチ電気信号に変換することで、第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてタッチ位置を確定する。

【0029】

本実施例で、表面弾性波送信機１３は圧電材料で製造され、たとえば圧電セラミックスシートであり、駆動モジュールが表面弾性波送信機１３に周期的な電気信号を提供する時、Ｄ３１効果（厚み方向に印加された交流電界による圧電材料の長手方向及び幅方向での変形現象）によって、表面弾性波送信機１３の第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙでの縦振動モードが励起され、表面弾性波送信機１３が第１の方向Ｘまたは第２の方向Ｙで伸縮動作を行なう。表面弾性波送信機１３の第１の方向Ｘでの振動モードの位相と第２の方向Ｙでの縦振動モードの位相の差はπ／２であり、つまり、図３において破線で示すように、表面弾性波送信機１３は、第１の方向Ｘで伸張する際、第２の方向Ｙでは収縮し、図４において破線で示すように、第２の方向Ｙで伸張する際、第１の方向Ｘでは収縮する。

【0030】

表面弾性波送信機１３の第１の方向Ｘでの伸縮運動によって、第１の表面弾性波信号が第１の方向Ｘに発射され、表面弾性波送信機１３の第２の方向Ｙでの伸縮運動によって、第２の表面弾性波信号が第２の方向Ｙに発射される。上記第１の表面弾性波信号は、第１の反射ユニット１２ａと第２の反射ユニット１２ｃに反射され、第１の受信トランスデューサ１４に発射される。第２の表面弾性波信号は、第３の反射ユニット１２ｄと第４の反射ユニット１２ｂに反射され、第２の受信トランスデューサ１５に発射される。第１の受信トランスデューサ１４は受信した表面弾性波信号を第１のタッチ電気信号に変換し、第２の受信トランスデューサ１５は受信した表面弾性波信号を第２のタッチ電気信号に変換する。第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号の波形を分析することで、タッチ位置を確定できる。通常に、第１のタッチ電気信号の波形をそれに対応する予め設定された基準波形と比較し、第２のタッチ電気信号の波形をそれに対応する予め設定された基準波形と比較する。第１のタッチ電気信号と第２のタッチ電気信号がそれぞれに対応する予め設定された基準波形と完全に一致する場合、タッチ動作がないことを意味し、上記２つのタッチ電気信号の波形に減衰ギャップがあると、当該減衰ギャップの位置に基づいて、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの座標を確定し、それによりスクリーン本体１１におけるユーザのタッチ位置を確定する。

【0031】

以上から分かるように、本実施例では、１つの表面弾性波送信機１３だけで、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに沿ってスクリーン本体１１で伝達する表面弾性波を発生させることができ、２つの送信トランスデューサを用いることに比べて、表面弾性波タッチスクリーンの消費電力を低減させる。

【0032】

本実施例において、第１の反射ユニット１２ａ、第２の反射ユニット１２ｃ、第３の反射ユニット１２ｄ、及び第４の反射ユニット１２ｂは、スクリーン本体１１の側辺にそれぞれ設置される。第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙは、スクリーン本体１１の２つの隣接する側辺にそれぞれ平行し、且つ、第１の方向Ｘは第２の方向Ｙと垂直になる。

【0033】

たとえば、駆動モジュールが表面弾性波送信機１３に提供する周期的な電気信号は正弦電気信号であり、表面弾性波送信機１３のスクリーン本体１１に平行な断面は正方形であり、且つ、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙはスクリーン本体１１の２つの隣接する側辺にそれぞれ平行する。このようにすることで、表面弾性波送信機１３が第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙにおいて行なう伸縮運動の幅が一致になり、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙで強度が同じ表面弾性波が発生する。

【0034】

本実施例で、第１の反射ユニット１２ａ、第２の反射ユニット１２ｃ、第３の反射ユニット１２ｄ、第４の反射ユニット１２ｂは、複数の平行な反射ストライプからなる反射ストライプアレイを含む。

【0035】

本実施例で、表面弾性波送信機１３は上記スクリーン本体１１に貼着される。これで、スクリーン本体１１に表面弾性波送信機１３を固定するための構造を設置する必要がないので、表面弾性波送信機１３とスクリーン本体１１との間の接続方式がより簡素化され、且つ、上記構造を減少させることで、スクリーン本体１１のエッジ幅をその分だけ減少させ、狭いエッジを実現するのに有利である。

【0036】

本実施例で、スクリーン本体１１は平行四辺形である。表面弾性波送信機１３、第１の受信トランスデューサ１４、及び第２の受信トランスデューサ１５は、上記スクリーン本体１１の角部に設置される。且つ、第１の反射ユニット１２ａ及び第３の反射ユニット１２ｄは、表面弾性波送信機１３が所在する角部をなす２つの側辺にそれぞれ設置される。第２の反射ユニット１２ｃは第１の反射ユニット１２ａに対向する側辺に設置され、第４の反射ユニット１２ｂは第３の反射ユニット１２ｄに対向する側辺に設置される。第１の受信トランスデューサ１４は、第２の反射ユニット１２ｃが所在する側辺とそれに隣接する側辺とがなす角部に設置される。第２の受信トランスデューサ１５は、第４の反射ユニット１２ｂが所在する側辺とそれに隣接する側辺とがなす角部に設置される。

【0037】

本実施例で、たとえば、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部及び第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部の両方は、表面弾性波送信機１３が所在する角部に対向する角部である。たとえば、図２に示すように、表面弾性波送信機１３はスクリーン本体１１の右下角に位置し、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５はスクリーン本体の左上角に位置する。もちろん、図５に示すように、表面弾性波送信機１３がスクリーン本体１１の左下角に位置し、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５がスクリーン本体の右上角に位置しでもよく、また、図６に示すように、表面弾性波送信機１３がスクリーン本体１１の左上角に位置し、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５がスクリーン本体の右下角に位置しでもよく、また、図７に示すように、表面弾性波送信機１３がスクリーン本体１１の右上角に位置し、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５がスクリーン本体の左下角に位置してもよい。

【0038】

図２に示された表面弾性波送信機１３がスクリーン本体１１の右下角に位置し、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５がスクリーン本体の左上角に位置する場合を例とすると、表面弾性波タッチスクリーン１０において、第１の反射ユニット１２ａ及び第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部（すなわち左上角）から表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）に向けた方向に沿って傾斜し、第１の反射ユニット１２ａ及び第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは平行する。且つ、第３の反射ユニット１２ｄ及び第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは、第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部（すなわち左上角）から表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）に向けた方向に沿って傾斜し、第３の反射ユニット１２ｄ及び第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは平行する。これで、表面弾性波送信機１３が第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに表面弾性波信号を発射する場合、スクリーン本体１１の下側辺に位置する第１の反射ユニット１２ａは表面弾性波をスクリーン本体１１の上側辺に位置する第２の反射ユニット１２ｃに反射し、第２の反射ユニット１２ｃは当該表面弾性波信号を第１の受信トランスデューサ１４に反射し、第１の受信トランスデューサ１４は受信した表面弾性波信号を第１のタッチ電気信号に変換する。且つ、スクリーン本体１１の右側辺に位置する第３の反射ユニット１２ｄは表面弾性波信号をスクリーン本体１１の左側辺に位置する第４の反射ユニット１２ｂに反射し、第４の反射ユニット１２ｂは当該表面弾性波信号をさらに第２の受信トランスデューサ１５に反射し、第２の受信トランスデューサ１５は受信した表面弾性波信号を第２のタッチ電気信号に変換する。これにより、ユーザがスクリーン本体１１上において任意の位置を押す時、第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号の波形における減衰ギャップに基づいて、スクリーン本体１１でユーザが押す位置を確定して、タッチ動作を識別することができる。

【0039】

本実施例で、たとえば、スクリーン本体１１は長方形であり、スクリーン本体１１の各側辺に位置する反射ユニットの反射ストライプとスクリーン本体１１の該側辺との間のアングルは４５度である。これで、第１の方向Ｘに発射した表面弾性波信号を第１の反射ユニット１２ａで第２の反射ユニット１２ｃに反射し、また、第２の方向Ｙに発射した表面弾性波信号を第３の反射ユニット１２ｄで第４の反射ユニット１２ｂに反射する際、表面弾性波信号がスクリーン本体１１の下端からその上端まで垂直に運動し、且つスクリーン本体１１の右端からその左端まで垂直に運動し、この場合、表面弾性波信号の反射経路がもっとも簡単であり、第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号の波形をよりシンプルにすることができ、ユーザの押し位置を容易に分析できる。

【0040】

本発明の少なくとも１つの実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０において、表面弾性波送信機１３は圧電材料で製造され、周期的な電気信号の駆動によって第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙで伸縮運動することができ、それにより、それぞれに第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに発射される第１の表面弾性波信号及び第２の表面弾性波信号を発生させ、当該第１の表面弾性波信号及び第２の表面弾性波信号は反射ユニットに反射され第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５にそれぞれ発射され、第１の受信トランスデューサ１４が受信した表面弾性波信号を第１のタッチ電気信号に変換し、第２の受信トランスデューサ１５が受信した表面弾性波信号を第２のタッチ電気信号に変換し、上記第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてユーザによるタッチ位置の第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの座標を確定して、ユーザのタッチ位置を確定できる。本発明の少なくとも１つの実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０は、１つのみの表面弾性波送信機１３だけで、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに沿ってスクリーン本体１１で伝達する表面弾性波を発生させるため、消費電力を低減できる。

【0041】

図８は、本発明の第２の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。図８に示すように、上記第１の実施例に比べて、本実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０もスクリーン本体１１、駆動モジュール、各反射ユニット、表面弾性波送信機１３、第１の受信トランスデューサ１４、及び第２の受信トランスデューサ１５を備える。これらについては、上記第１の実施例ですでに詳しく説明したので、上記第１の実施例と同一の点については重なる説明を省略する。

【0042】

以下、本実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０と上記第１の実施例との相違点のみを詳細に説明する。本実施例で、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部は表面弾性波送信機１３が所在する角部と対向する角部であり、第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部は表面弾性波送信機１３が所在する角部と隣接する角部である。

【0043】

図８に示された表面弾性波送信機１３がスクリーン本体１１の右下角に位置する場合を例とすると、第１の受信トランスデューサ１４はスクリーン本体１１の左上角に位置し、第２の受信トランスデューサ１５はスクリーン本体１１の左下角に位置する。この場合、第１の反射ユニット１２ａと第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部（すなわち左上角）から表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）を向けた方向に沿って傾斜し、第１の反射ユニット１２ａと第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは平行する。且つ、第３の反射ユニット１２ｄの反射ストライプは表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）からそれに対向する角部（すなわち左上角）に向かって傾斜し、第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部（すなわち左下角）からそれに対向する角部（すなわち右上角）に向かって傾斜し、第３の反射ユニット１２ｄと第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは垂直である。これで、第１の反射ユニット１２ａおよび第２の反射ユニット１２ｃは、第１の方向Ｘに発射した表面弾性波信号を第１の受信トランスデューサ１４に反射でき、第３の反射ユニット１２ｄおよび第４の反射ユニット１２ｂは、第２の方向Ｙに発射した表面弾性波信号を第２の受信トランスデューサ１５に反射できる。

【0044】

図９は、本発明の第３の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。図９に示すように、上記第１、第２の実施例に比べて、本実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０もスクリーン本体１１、駆動モジュール、各反射ユニット、表面弾性波送信機１３、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５を備える。これらについては、上記第１の実施例ですでに詳しく説明したので、上記第１、第２の実施例と同じ点については重なる説明を省略する。

【0045】

以下、本実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０と上記第１、第２の実施例との相違点のみを詳細に説明する。本実施例で、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部は表面弾性波送信機１３が所在する角部と隣接する角部であり、第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部は表面弾性波送信機１３が所在する角部と対向する角部である。

【0046】

図９に示された表面弾性波タッチスクリーン１３がスクリーン本体１１の右下角に位置する場合を例とすると、第１の受信トランスデューサ１４はスクリーン本体１１の右上角に位置し、第２の受信トランスデューサ１５はスクリーン本体１１の左上角に位置する。この場合、第１の反射ユニット１２ａの反射ストライプは、表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）からそれに対向する角部（すなわち左上角）に向かって傾斜し、第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部（すなわち右上角）からそれに対向する角部（すなわち左下角）に向かって傾斜し、第１の反射ユニット１２ａと第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは垂直である。第３の反射ユニット１２ｄおよび第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは、第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部（すなわち左上角）から表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）に向かう方向に沿って傾斜し、第３の反射ユニット１２ｄと第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは平行する。これで、第１の反射ユニット１２ａおよび第２の反射ユニット１２ｃは第１の方向Ｘに発射された表面弾性波信号を第１の受信トランスデューサ１４に反射でき、第３の反射ユニット１２ｄおよび第４の反射ユニット１２ｂは第２の方向Ｙに発射された表面弾性波信号を第２の受信トランスデューサ１５に反射できる。

【0047】

図１０は、本発明の第４の実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンの概略図である。図１０に示すように、上記第１、第２、第３の実施例に比べて、本実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０もスクリーン本体１１、駆動モジュール、各反射ユニット、表面弾性波送信機１３、第１の受信トランスデューサ１４及び第２の受信トランスデューサ１５を備える。これらについては、上記第１の実施例ですでに詳しく説明したので、上記第１、第２、第３の実施例と同じ点については重なる説明を省略する。

【0048】

以下、本実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン１０と上記第１の実施例との相違点のみを詳細に説明する。本実施例で、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部は表面弾性波送信機１３が所在する角部と隣接する角部であり、第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部は表面弾性波送信機１３が所在する角部と隣接する角部である。

【0049】

図１０に示された表面弾性波送信機１３がスクリーン本体１１の右下角に位置する場合を例とすると、第１の受信トランスデューサ１４はスクリーン本体１１の右上角に位置し、第２の受信トランスデューサ１５はスクリーン本体１１の左下角に位置する。この場合、第１の反射ユニット１２ａの反射ストライプは、表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）からそれに対向する角部（すなわち左上角）に向かって傾斜し、第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは、第１の受信トランスデューサ１４が所在する角部（すなわち右上角）からそれに対向する角部（すなわち左下角）に向かって傾斜し、第１の反射ユニット１２ａと第２の反射ユニット１２ｃの反射ストライプは垂直である。且つ、第３の反射ユニット１２ｄの反射ストライプは、表面弾性波送信機１３が所在する角部（すなわち右下角）からそれに対向する角部（すなわち左上角）に向かって傾斜し、第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは第２の受信トランスデューサ１５が所在する角部（すなわち左下角）からそれに対向する角部（すなわち右上角）に向かって傾斜し、第３の反射ユニット１２ｄと第４の反射ユニット１２ｂの反射ストライプは垂直である。これで、第１の反射ユニット１２ａおよび第２の反射ユニット１２ｃは、第１の方向Ｘに発射された表面弾性波信号を第１の受信トランスデューサ１４に反射でき、第３の反射ユニット１２ｄおよび第４の反射ユニット１２ｂは、第２の方向Ｙに発射された表面弾性波信号を第２の受信トランスデューサ１５に反射できる。

【0050】

本発明の少なくとも１つの実施例は、前記実施例に係る表面弾性波タッチスクリーン、及びタッチ位置決め回路を備えるタッチ表示装置を更に提供する。上記タッチ位置決め回路は、上記表面弾性波タッチスクリーンの第１の受信トランスデューサ及び第２の受信トランスデューサに接続され、上記第１の受信トランスデューサが変換した第１のタッチ電気信号及び上記第２の受信トランスデューサが変換した第２のタッチ電気信号を受信し、上記第１のタッチ電気信号及び第２のタッチ電気信号に基づいてタッチ位置を確定する。

【0051】

本実施例に係るタッチ表示装置は、前記実施例に係る表面弾性波タッチスクリーンを適用することで、タッチスクリーンの消費電力を低減できる。

【0052】

以上の実施例は、本発明の例示的な実施形態に過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではない。本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって確定するべきである。

【0053】

本願は、２０１４年８月２７日に出願した中国特許出願第２０１４１０４２７７１５．５号の優先権を主張し、ここで上記中国特許出願に開示されている内容の全部を本願の一部として援用する。

【符号の説明】

【0054】

１ スクリーン本体
２ 第１の送受信ユニット
３ 第２の送受信ユニット
４ 第１の送信トランスデューサ
５ 第１の反射ストライプアレイ
６ 第１の受信トランスデューサ
７ 第２の送信トランスデューサ
８ 第２の反射ストライプアレイ
９ 第２の受信トランスデューサ
５ａ、５ｂ 反射アレイ
８ａ、８ｂ 反射アレイ
１０ 表面弾性波タッチスクリーン
１１ スクリーン本体
１２ａ 第1の反射ユニット
１２ｂ 第４の反射ユニット
１２ｃ 第２の反射ユニット
１２ｄ 第３の反射ユニット
１３ 表面弾性波送信機
１４ 第１の受信トランスデューサ
１５ 第２の受信トランスデューサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】