专利名称：一种使用超声波触摸屏的触摸显示器的制作方法
技术领域：
本发明属于计算机多媒体技术领域中信息的触摸式输入方面，尤其是关于在计算机类产品的显示屏幕上或其前方安装超声波触摸屏，构成触摸显示器的一种结构。
现有的关于使用超声波触摸位置检测传感部件构成触摸显示设备(下面通称显示器)的技术，可以参考本人公开的申请号为98248471．2、98101325．2和98101663．4的中国专利申请。在这几份申请文件中，已经对如何使用超声波对平面或空间内的特定物体的位置坐标参数实施检测进行了详细的描述。尤其是在98101663．4和98248471．2号专利申请中，具体说明了这套检测部件在显示器上的各种安装方案、结构和超声波信号的发生发射、接收经处理得到超声波在介质中的渡越时间的基本电路结构。但是将这套触摸操作系统全部安装在显示器上，会产生一个很大的缺点，即导致了通用显示器的原材料成本增加较大，导致产品售价增加较多。在显示器上安装触摸操作系统即屏构成触摸显示器，对于简化计算机操作、普及计算机应用，使所有的消费者，尤其是家庭用户都能够轻松地使用计算机非常有益，但是对于不需要触摸功能的用户，产品在价格上显然缺乏竞争力。因为对于一般有一定知识水平的用户来讲，不是都需要使用触摸屏来替代鼠标和键盘。因此，这种触摸显示器的结构不便于生产企业在其产品上广泛应用。
本发明的目的就是针对现有技术过多增加显示器生产成本这个缺点，提出了一个触摸屏在显示器上安装的结构方案，使通用的计算机显示器能够在基本上不增加生产成本，或增加生产成本极少的条件下，具备实施触摸功能的基本条件。
为实现上述目的，本方案提出了一种超声波触摸操作系统即触摸屏的换能传感器组件，与超声波发射、接收、信号处理电路及其它的计时、计算、与计算机的通信接口等部分一一即触摸屏控制器分离的触摸显示器结构。具体的方案如下在显示器内安装触摸位置换能传感器部分，即安装上超声波换能器，所有预装在显示器内的换能器通过一个或一套接插件与控制器相连接。显示器上安装的超声波接收及发射换能器的数量和位置，根据前述专利申请中不同的关于触摸位置检测传感的方案来确定。
由于超声波换能器的价格很低，超声波触摸屏的绝大部分成本集中在控制器上，在通用显示器上安装上一套传感器基本上不会增加显示器的成本，所以本发明具有可以广泛应用于通用显示器上的优点，使通用显示器具备了实现触摸操作功能的基本部件一一触摸位置传感器。而对于用户来讲，如果不需要触摸功能，则预装触摸传感器的显示器既不影响正常使用，又基本上不需要额外费用支出如果需要触摸功能，只需要再选择购买控制器或控制卡连接到换能器的接口上即可。因此，实施本发明既能够扩大生产企业的市场份额，又能够为用户提供了一种新的使用价值，使得供需双方相得益彰。
以下结合附图详细说明本发明的实施方案。
图1安装在显示器上的触摸屏传感器组件与触摸屏控制器的基本连接结构图图2超声波触摸屏控制器在显示器上的一种插卡安装图图1给出了本发明最一般的安装结构方案。在图中，101是显示器的外壳，102是阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)的显示面，114是的控制器，即上述中国专利申请98101663．4号所述的发射接收电路，或982048471．2号中所述的传感检测系统，该系统通过一个接口与计算机相连接(图中未画出)；103、104、105、106是一组超声波发射和接收换能器，其中106是一只笔式结构的发射换能器，即专用的触摸笔，107、108、109是连接换能器的信号线。这组换能传感器通过一套插头110、112与安装在控制器114上的插座111、113相连接，连接触摸屏的检测传感部分与信号处理部分成为一个完整的触摸屏。在本图中，传感器的数量、种类根据检测传感的形式不同而不同，在本图中给出了最多可能需要的数量。在以使用者的手指为检测标的物的情况下，103、104是两个超声波接收传感器，安装在显示器的边角处，以虚线连接的105是一个发射换能器，最佳的安装位置是在显示器上方、103、104的中间；106则不需要，插头112也可省略；如果以触摸笔106为检测标的物，则105可以省略以降低系统成本，但也可以象103、104一样安装在显示器的其它边角处，以提高触摸屏的定位精度。在这种情况下，专用触摸笔106可以随控制器114一起提供，也可以不使用接插件而直接从控制器内引出。更多的关于传感换能器的种类、数量、在显示器内的安装位置以及控制器的结构等具体技术内容，请参照上述三个在先申请的专利中的说明，在此不再鳌述。这幅附图所说明的中心思想是所有预装在显示器上的超声波换能器均使用一个或一套接插件的结构与控制器连接。当然，控制器也可以通过这套接插件从显示器内取得电源的供应。
控制器也可以插卡(控制卡)的形式安装在显示器上，如图2所示。这种结构可以省去控制器的外壳降低成本，并能够减少占用的空间。在图中，控制卡212通过显示器外壳201上的插口209插入显示器内，换能器组204通过信号线205、显示器内电路板206上安装的插座208，与控制卡上的插排211连接。图中202是显象管(CRT)，203是显示器的显示面，207是显象管的尾板，210是一条导轨，用于帮助控制卡准确插入，215是控制卡的挡板，主要用于使用螺钉等紧固件把控制卡固定在显示器的外壳上。如果使用专用触摸笔的形式，则触摸笔106通过插头214与安装在控制卡上的插座213连接。在本图中，关于换能传感器组204的数量、种类及其安装方式等其它技术细节与图1相同。本图给出的是控制卡在CRT显示器上的立式安装结构，在LCD显示器的安装方式、结构可参照此图。
另外，控制卡也可以安装在计算机主板上，结构与上述相同，形状类似声卡、显示卡。但这时由于换能器的输出阻抗较高，信号线较长，所以应注意干扰问题，最好加上预放大电路后，再从显示器内引出。这种结构也有优点，即计算机内电源供应的种类更丰富，省略电源变换所节约的元器件成本完全可以抵消预放大电路增加的成本。
权利要求1．一种使用超声波触摸屏的触摸显示器，该触摸显示器包含有一台计算机显示器，一组安装在显示器内显示面边角处的超声波换能传感器，和一个包含有超声波发射、接收、处理、计算和与计算机进行通信的接口的触摸屏控制器，其特征在于所有安装在显示器内的超声波换能传感器，均通过一套接插件与触摸屏控制器相连接。
2．根据权利要求1所述的触摸显示器，其特征在于所述的控制器是一块可以插入显示器内的控制卡；该控制卡通过一个插排与位于显示器内电路板上的插座相连接，所述插座与安装在显示器内的超声波换能传感器相连接；所述显示器的外壳上开有能够插入上述控制卡的插口。
3．根据权利要求1所述的触摸显示器，其特征在于所述的控制器是一块可以安装在计算机主板上的控制卡。
专利摘要一种使用超声波触摸屏的触摸显示器,该触摸显示器由安装在显示器内的一组超声波换能传感器和触摸屏控制器构成,所有安装在显示器内的超声波换能器均通过一套接插件与控制器相连接;控制器可以以插卡的形式安装在显示器内或计算机主板上。
文档编号G06F3/033GK2417501SQ0020564
公开日2001年1月31日 申请日期2000年3月6日 优先权日2000年3月6日
发明者刘中华 申请人:刘中华