集超声波笔手写功能于一体的表面声波触摸屏的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种集超声波笔手写功能于一体的表面声波触摸屏。
【背景技术】
[0002]随着信息化时代来临，作为与电子平台便捷交互的触控技术应用已经深入到人们的日常生活中，很多的日常事务和商业事务以电子化方式自助办理，人们会使用手指触摸操作相关流程，同时又需要原笔迹手写进行数字签名，这就需要集指控触摸技术和手写笔技术结合的一种双控技术。
[0003]当前手写笔的技术有电阻笔、电容笔、电磁笔以及超声波笔，由于电阻笔和电容笔技术的局限性，无法实现原笔迹手写，因此当前更多应用是采用电磁笔和超声波笔实现笔迹手写。
[0004]如中国专利号“201410286542.X”在2014年11月19日公开了一种将电磁手写技术与电容触摸屏结合的触摸显示装置，和中国专利号为“201320637210”在2014年7月2日公开了一种将超声波笔与红外触摸屏联合应用的技术。对于电容触摸屏来说，其与电磁触摸屏一样，都需要有一层接收装置(即基板)来感应手指或电磁笔触摸，当将两种技术整合在同一设备上时，就遇到了一个问题:两者的基板同时放置于显示屏上方时，会造成光线的大量损耗，影响显示质量；同时电磁笔方案复杂，成本较高。而对来红外触摸来说，红外触摸屏屏体四边排布的电路板上装置有红外发射管和红外接收管，不仅导致整个结构显得复杂繁琐，还导致整个装置的厚度较厚和边框宽度边宽，同时还存在着成本较高、抗光干扰能力差和使用寿命短的缺陷。
[0005]另外，对于中国专利号为“201320637210”的现有技术来说，还存在以下缺陷:超声波的传播速度会随着温度的改变而改变，而该现有技术在使用过程中并未实时校准超声波的传播速度，导致容易影响超声波笔的定位精度，进而导致手写时的精度较差。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种集超声波笔手写功能于一体的表面声波触摸屏，本实用新型不仅能够在触摸屏体上实现触摸功能和手写输入功能，还能够降低整个触摸屏的厚度和边框宽度。
[0007]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]—种集超声波笔手写功能于一体的表面声波触摸屏，其特征在于:包括触摸装置和手写装置，所述触摸装置包括触摸屏体、换能器和主控制器单元，所述手写装置包括超声波笔和至少两个超声波接收器，所述换能器和超声波接收器均固定在触摸屏体上，所述换能器和超声波接收器均与主控制器单元连接，所述超声波笔与主控制器单元连接，所述触摸屏体上开设有孔；手写时，超声波笔发出的超声波信号通过触摸屏体正面和孔传递至超声波接收器。
[0009]所述超声波笔包括笔壳、压感单元、笔尖和超声波发射单元，所述压感单元和超声波发射单元均设置在笔壳内，且压感单元和超声波发射单元均通过信号线与主控制器单元连接，所述笔尖的一端与压感单元连接，另一端伸出笔壳，工作时，压感单元通过笔尖与触摸屏体配合产生压感信号。
[0010]所述超声波笔包括笔壳、压感单元、笔尖、超声波发射单元、从控制器单元和红外发射单元，所述压感单元、超声波发射单元、红外发射单元和从控制器单元均设置在笔壳内，所述超声波发射单元、红外发射单元和压感单元均与从控制器单元连接，所述笔尖的一端与压感单元连接，另一端伸出笔壳；所述触摸屏体上设置有与主控制器单元连接的红外接收单元，所述超声波笔通过红外发射单元和红外接收单元与主控制器单元连接；工作时，压感单元通过笔尖与触摸屏体配合产生压感信号，从控制器单元通过红外发射单元和红外接收单元将压感信号传递给主控制器单元。
[0011]所述红外发射单元包括多个红外发射管，所述的多个红外发射管呈环状设置在笔壳内，用于360度方向发射红外信号。
[0012]所述触摸屏体上还设置有笔座，所述笔座上设置有与主控制器单元连接的转换开关；当超声波笔位于笔座内时，触摸装置的触摸功能启用，手写装置的手写功能禁用；当超声波笔与笔座分离时，触摸装置的触摸功能禁用，手写装置的手写功能启用。
[0013]所述笔座固定在触摸屏体四周边的任意一周边上。
[0014]所述孔与触摸屏体正面的连接处圆滑过渡。
[0015]所述孔为内径为0.1—4mm的小孔或内径大于4mm的大孔，为小孔时，超声波接收器固定在触摸屏体背面；为大孔时，超声波接收器固定在大孔内，且在大孔内设置有由微孔材料制成的衍射层。
[0016]所述大孔内还设置有填充层。
[0017]采用本实用新型的优点在于:
[0018]—、本实用新型中，将手写装置与触摸装置组合成一体，两者共用同一个主控制器单元，在精简了设备部件/模块的前提下，在触摸屏体上实现了触摸功能和手写输入功能。超声波笔发出的超声波信号通过触摸屏体正面和孔传递至超声波接收器，主要利用孔的衍射原理改变超声波信号的传播路径，能使超声波笔发出的超声波信号先沿触摸屏体正面传播，并在达到孔处时经过衍射改变传输路径到达位于孔背面的声波接收器，这种方式使得触摸屏体的正面没有安装设备和部件，触摸屏体的正面整洁美观，既有利于超声波信号的稳定传播和书写笔迹的精确判定，又能达到触摸屏体纯平和零边框的目的。另外，超声波笔与主控制器单元连接，能够使超声波信号与主控制单元的电信号同步，从而便于快速确认手写笔迹。
[0019]二、本实用新型中，超声波笔手写时，压感信号的传输可以采取有线传输和红外线传输两种方式，具有适用范围广、传输速度快和稳定性的优点，能够满足不同用户的需要。特别是采用红外信号传输时，由于红外发射单元为360方向发射红外信号，因此也能够与有线传输一样保证压感信号的稳定传输和即时传输。
[0020]三、本实用新型中，通过笔座上的转换开关能够在触摸功能与手写功能之间任意切换，即在使用时只能有一个输入端，不仅能够避免两者之间相互影响，还有利于节约能源消耗。
[0021]四、本实用新型中，可通过主控制器单元预先设定并记录笔座的坐标，当超声波笔从笔座内拿出来时，主控制器单元可通过接收到超声波信号的时间和笔座的坐标等信息确定超声波的即时传播速度，达到手写前的校准，进而达到提高手写精度的目的。
[0022]五、本实用新型中，笔座可以固定在触摸屏体四周边的任意一周边上，具有固定方式简单灵活的优点。
[0023]六、本实用新型中，孔与触摸屏体正面的连接处圆滑过渡，该结构有利于降低超声波在传播过程中的损耗。
[0024]七、本实用新型中，当孔为小孔时，如果小孔内径小于0.1mm，将不利于超声波信号的引导，而如果小孔内径大于4mm，首先导致经小孔到达接收器的超声波信号的信噪比很低，不满足使用要求，其次也不利于防尘防水，因此，将小孔内径设置为0.1—4_，既有利于超声波信号的稳定传输和超声波信号的准确接收，又能使接收到的波形满足要求，同时还具有较好的防尘和防水效果。而当孔为大孔时，超声波接收器固定在设置有衍射层的大孔内，这样的设置方式既具有较好的防尘和防水效果，又具有制造优势，即具有便于快速开孔的优点。另外，超声波接收器固定在孔内的结构，还能够进一步降低触摸屏体的整体厚度。
[0025]八、本实用新型中，通过大孔内的填充层能够提高本实用新型的防尘防水效果。
[0026]九、本实用新型中，超声波笔的悬浮高度能够达到30cm，有利用引导人们快速且精确地书写。
【附图说明】
[0027]图1为实施例1的整体结构示意图；
[0028]图2为实施例1中触摸屏体的结构示意图；