专利名称：一种多点触摸屏的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种触摸面板，特别是涉及一种多点触摸面板。
背景技术：
触摸屏作为一种便捷高效的输入方式已大规模普及，尤其在掌上数码产品 中，多点触摸的应用需求日益增长。现已投入使用的适用于掌上设备的多点触 摸屏，采用的主要是驱动屏幕上多个传感点，读取连接到传感点的所有传感线 的输出的方法，获取屏幕上的触摸信息。例如电容式多点触摸屏及压感式多点 触摸屏。另一种多点触摸屏是在屏幕边缘安装红外线接收和发射阵列的方法， 获取屏幕上的触摸信息，此方法因为遮挡影响，并不能实现严格意义上的多点触摸。
发明内容
本发明采用对多点触摸屏触摸区进行分区与声波测距相结合的方法，实现 多点触摸。按照在同一区域内的各点在二维平面坐标系的两个坐标值中，有一 个坐标值相同的原则，将多点触摸屏触摸区划分为多个区域。以X、 y平面直角坐标系为例，如图1所示，按照同一区域内各点的y坐标值相同的原则，将 屏幕划分为多个区域。触摸屏各个区域的区分，可以通过声波频率、工作时间 段、声电换能器阵列等方法中的一种或几种方法实现。通过声波频率进行区分是指通过确定声电换能器接收到的声波的频率与声波发出区域定位所用声波 频率相同，确定接收到的声波所对应的区域；通过工作时间段进行区分是指 各个区域在不同时间段内独立工作，通过声波到达声电换能器的时刻来确定其 所对应的区域。通过频率进行区分和通过时间段进行区分两种方法也可以同时 使用，具体实施方法是将所有区域平均分成多个组，各个组在不同时间段内独 立工作， 一个组内同时工作的多个区域彼此之间通过频率进行区分。声电换能 器阵列进行区分是指采用多个声电换能器，与各个区域一一对应，通过接收到 声波的声电换能器确定声波来自的区域。当确定了声波发出的区域后，只要通 过声波测距的方法测得另一个坐标值，将这个坐标值与声波发出区域的坐标值进行x，y值配对，即可得到声波发出点在屏幕上的坐标。触摸屏各个区域内为定 值的y坐标值通过系统预置，存储在系统的存储器中。以图1为例，当触摸屏开始工作时，触摸屏系统接收到点a发出的声波，通过以上方法的一种或多种可以确定其来自区域H。通过此声波从发出到到达声电 换能器的时间，计算得到点a的x坐标值xl，通过与区域H的y坐标yl进行配对， 得到点a的二维坐标(xl，yl)。重复上述过程，得到H区域上各个点对应的声波 信息。将各个区域的点的声波信息进行拼接，得到整个触摸屏上各点发出声波 的声波信息。根据触摸屏设计方案，选择相应算法，进行多点识别。
本发明将结合下列附图使具体描述更易于理解，其中图l是按照y坐标值相同的原则，对多点触摸屏触摸区进行的区域划分。图2是实例一的触摸区域侧视图。图3是实例二的l虫摸区域侧视图。图4是实例一的触摸区示意图。
具体实施例方式下面结合图l、图2、图3、图4及具体实施方式
，对本发明做进一步详细描述。实例一本实例采用工作时间段的方法区分各个区域。如图2所示l是起保护作用的表层玻璃、2是电声转换层、3是驱动电极层、4是玻璃基板。如图4所示5是声电换能器。电声转换层和驱动电极层电器连通，电声转换层水平方向彼此之间绝缘。驱动电极平行于x轴，按照y坐标等距离均匀排列。系统工作 时，各驱动电极开始依次工作，驱动相应的电声转换层发出声波。当人的手指 接近屏幕的时候，手指会对其附近的交变电场产生扰动，继而使电声转换层发 出的声波发生变化，位于屏幕边缘的声电换能器，将所接收到的变化的声波与 系统预置于存储器中的多点触摸屏触摸区没有触摸发生时的参照波形进行对 比，从而确定触摸位置。屏幕上y坐标不同的区域，由相应的平行于x轴的电极 驱动。在多点触摸屏的一个工作周期中，每个电极工作一次，驱动相应的电声 转换层发出声波。电极工作间隙应保证每个电极所驱动的电声转换层发出的声 波全部到达声电换能器后，下一个电极才开始工作。以图4为例，电声转换层由不同驱动电极按y坐标划分为多个区域，叙述触 摸屏工作流程。 步骤一在多点触摸屏工作的某一时刻，在电极的驱动下，H区域的电声转换层工作一段时间后停止，工作时间长度为所发出声波的一个周期。步骤二在H区域的电声转换层发出的声波全部到达声电换能器后，触摸屏系统根据声波到达的时刻，确定声波发出区域即Y坐标值。通过声波到达的时刻与声波发出区域的驱动电极开始工作时刻的时间差，确定各时刻声波所对应的触摸区域点的x坐标值，由此得到此区域各点所对应的声波信号。下一个电声转换层区域开始在电极的驱动下工作。步骤三如同步骤一、二确定H区域上各点对应的声波信号的方法，确定其 它各区域上各点所对应的声波信号。步骤四通过与屏幕上没有触摸时各区域的声波进行对比，根据各点声波 信号变化程度，得到一个与之对应的图。步骤五将各个区域生成的图进行拼接，得到整个屏幕的图。步骤六对整个屏幕的图进行降噪，得到降噪后的图。步骤七对降噪后的图，通过相应算法进行识别，确定各个触摸点坐标。 基于实例一所述多点触摸屏，通过采用时间段和声波频率相结合的方法， 将所有区域平均分为多个组，每组中各个区域的电声转换层发出彼此不同频率 的声波，同时工作。对声电换能器接收到的声波信号进行频率分离，对每组来 自多个区域的声波分别进行处理，生成多个区域上各点发出声波信号的分布图， 可使响应速度大幅提高。电声转换层多个区域发出不同频率声波的方法是使多 个区域的驱动电极发出不同频率的激励信号。实例二下面将参照图3和图1讨论本发明的另一个实施实例。 本实例采用工作时伺段的方法区分不同区域，如图l所示5是声电换能器。 图3是触摸区域侧视图，其中6是表面保护层，表面保护层位于触摸屏表面， 由耐磨材料制成，对其下构件起保护作用。7是上导电层，上导电层依附于表面 保护层上，由铟锡氧化,物或微米级镍薄膜等导电性良好，且有一定延展性的材 料制造。8是绝缘液体，其作用是使没有发生触摸的区域的上导电层与电声转换 层绝缘。9是电声转换层，其作用是发出定位用声波信号，其水平方向绝缘，竖直方向导电。io是驱动电极层，其作用是驱动电声转换层发出声波，驱动电极 平行于x轴方向，沿y轴方向均匀分布，与各区域坐标一一对应。ll是下层基板， 电声转换层在没有和上导电层接触时处于断路状态，不发出声波，当发生触摸时，触摸产生的压力使上导电层和触摸区域正下方的电声转换层接通，接通的 电声转换层发出声波。在一个工作周期内，驱动电极层内的驱动电极各工作一次，驱动其上方的电声转换层发出声波。电极之间的工作间隙应保证其所驱动的电声转换层发出的声波全部到达声电换能器。各电极工作一段时间后停止，工作时间长度为其所驱动的电声转换层发出声波的一个周期。 以图1为例，其工作流程如下歩骤一触摸产生的压力使触摸点A上方的导电层和电声转换层接触。步骤二 在多点触摸屏的一个工作周期内，屏幕上各区域驱动电极依次工 作，当区域H的驱动电极工作时，点A处的电声转换层发出声波。步骤三在H区域的电声转换层发出的声波全部到达声电换能器之后， 触摸屏系统根据声波到达的时刻，确定声波发出区域，通过声波到达时刻 和相应区域电极开始工作的时刻的时间差，确定各时刻声波与其对应的电 声转换层的X坐标，由此得到此区域各个点所对应的声波信号。下一个电声 转换层开始在电极的驱动下工作。步骤四如步骤一、步骤二、步骤三相同的工作方法，确定其它区域 上各时刻声波对应的电声转换层坐标。步骤五根据区域上各点发出声波的频率和强度生成一张图，将各个 区域的图进行拼接，得到整个屏幕触摸区的图。图上各点与电声转换层各 点一一对应，每个点包含所对应的电声转换层上的点发.出的声波频率和强 度。步骤六将所得到的整个屏幕触摸区的图进行降噪，降噪之后进行多 点识别。本发明涉及的某些信号处理及相关技术属本领域技术人员所熟知的成 熟技术，不再详细描述。
权利要求
1.一种声波式多点触摸屏，其特征是，按照同一区域内的各个点，在二维平面坐标系中的两个坐标值中有一个坐标值相同的原则，将多点触摸屏触摸区划分为多个区域。
2. 如权利要求l所述多点触摸屏，其特征是，对触摸区的不同区域采用不同频率的定位声波。
3. 如权利要求l所述多点触摸屏，其特征是，触摸区的不同区域按不 同时间段独立工作。
4. 如权利要求l所述多点触摸屏，其特征是，同时采用了权利要求2、 权利要求3所述方法。
5. 如权利要求2，权力要求3，权力要求4所述多点触摸屏，其特征是， 在触摸区域采用了电声转换层。
6. 如权利要求l所述多点触摸屏，其特征是，采用声波测距的方法。
7. 如权利要求5所述多点触摸屏，其特征是，触摸屏表面采用了刚性 材料。
8. 如权利要求5所述多点触摸屏，其特征是，触摸屏表面采用了柔性 材料。
9. 如权利要求8所述多点触摸屏，其特征是，通过触摸使电声转换层 相应区域形成通路，发出声波。
10. 如权利要求9所述多点触摸屏，其特征是，通过电声转换层发出的 声波到达声电换能器的时间，得到各区域上声波发出点的位置。
11. 如权利要求7所述多点触摸屏，其特征是，通过手指靠近电声转换 层，引起声波变形。
12. 如权利要求ll所述多点触摸屏，其特征是，通过声波测距的方法 测得各区域上变形声波的发出位置。
13. 如权利要求12所述多点触摸屏，其特征是，通过将各区域变形声 波的发出位置进行拼接，生成屏幕上各变形声波发出位置及各位置上声波 信号分布图。
14. 如权利要求10所述多点触摸屏，其特征是，通过将各区域所得声 波发出位置进行拼接，生成屏幕上声波发出位置及各位置上声波信号分布 图。
15. 如权利要求13所述多点触摸屏，其特征是，将权利要求13所述分布图进行降噪后，进行多点识别。
16. 如权利要求14所述多点触摸屏，其特征是，将权利要求14所述分 布图进行降噪后，进行多点识别。
17. 如权利要求5所述多点触摸屏，其特征是，不同区域电声转换层采用独立的电极驱动。
18. 如权利要求8所述多点触摸屏，其特征是，当电声转换层驱动电流 低于工作强度时，声电换能器及处理声电换能器生成数据的相关电路进入 低功耗休眠状态，当电声转换层工作电流达到工作强度时，休眠器件开始 工作。
全文摘要
一种分区式声波多点触摸屏。按照在同一区域的各点在二维平面坐标系的两个坐标值中，有一个坐标值相同的原则，将多点触摸屏触摸区划分为多个区域，结合声波测距的方法及相关数据处理，确定各触摸点。可作为一种便捷的输入方式应用于计算机输入及各类数码产品中。
文档编号G06F3/041GK101251785SQ20081000791
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月19日 优先权日2008年2月19日
发明者韩鼎楠 申请人:韩鼎楠