CN102799320A - 拼接超声波触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备，尤其涉及一种触摸屏。拼接超声波触摸屏，包括触摸板、超声波接收器、触摸笔、信号接收模块、微型处理器系统，触摸板的触摸区域分成至少四个触摸信号接收区域，至少四个触摸信号接收区域依次排列成至少两排；至少四个触摸信号接收区域均设有超声波接收器，超声波接收器的两个超声波换能器分别设置在触摸信号接收区域的同一边侧；同一排中的触摸信号接收区域设置的超声波接收器位于同一直线上，相邻两排的触摸信号接收区域设置的超声波接收器按照相邻边对称设置。由于采用上述技术方案，本发明适用于超长触摸屏、拼接触摸屏、超大触摸屏等的触摸，具有结构简单、成本低廉等优点。

Description

拼接超声波触摸屏

技术领域

本发明涉及电子设备，尤其涉及一种触摸屏。

背景技术

随着多媒体技术的日益发展，触摸屏应用越来越广泛，如电信局、银行、城市街头的信息查询、工业控制、多媒体教学等。触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点。利用这种技术，使用者只要用手指或其他触摸件轻轻地碰显示屏上的图文就能实现操作，从而使人机交互更为直截了当，大大方便了使用者。

现有的触摸屏主要采用红外触摸屏。红外触摸屏相对于其他触摸屏，具有性能稳定、抗干扰能力强、寿命长、精度高等一系列优点。几乎以压倒性的优势，逐渐占领其他触摸屏的市场。但红外触摸屏的红外线发射和接受能力有限，在距离较远的呈对射关系的红外发射管和红外接收管之间的光信号，可能存在较大的衰减，不利于稳定工作，不适用于宽屏、超长屏、超大屏或拼接屏的触摸。

另外，超声波技术也被广泛地应用于触控产品上，现有的超声波触摸屏比较常见的技术参照图1，通常在触摸板1的边侧设有超声波接收器2、红外接收装置3，超声波接收器2包括两个超声波换能器，触摸笔上设有超声波发射装置、红外发射装置，触摸笔触摸触摸板1时，产生触摸点4，触摸笔可以发出超声波信号，超声波接收器收到来自触摸笔的超声波信号后能计算出触摸笔与两个超声波换能器的距离A、B，而两个超声波换能器之间的距离c已知，从而确定触摸点4在触摸屏1上的位置，以其中一个超声波换能器为坐标原点，则触摸点在触摸屏1上的坐标为(x，y)。但是超声波触摸屏也存在与红外触摸屏上述相似的技术问题，不适用于宽屏、超长屏、超大屏或拼接屏的触摸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拼接超声波触摸屏，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

拼接超声波触摸屏，包括触摸板、超声波接收器、触摸笔，所述超声波接收器包括两个分别设置在所述触摸板边侧的超声波换能器、一红外接收装置，两个所述超声波换能器、所述红外接收装置分别连接一信号接收模块，所述信号接收模块连接一微型处理器系统，所述触摸笔包括一与所述超声波换能器配套使用的超声波发射装置、一与所述红外接收装置配套使用的红外发射装置，所述触摸板的触摸区域分成至少四个触摸信号接收区域，至少四个触摸信号接收区域依次排列成至少两排；

至少四个所述触摸信号接收区域均设有所述超声波接收器，所述超声波接收器的两个超声波换能器分别设置在所述触摸信号接收区域的同一边侧；

同一排中的所述触摸信号接收区域设置的所述超声波接收器位于同一直线上，相邻两排的所述触摸信号接收区域设置的所述超声波接收器按照相邻边所在的直线对称设置；

所述触摸笔触摸触摸板，形成触摸点，所述微型处理器系统将一触摸信号接收区域中超声波接收器的两个超声波换能器与所述触摸点的距离中的最长距离，与另一触摸信号接收区域中超声波接收器的两个超声波换能器与所述触摸点的距离中的最长距离进行比较，视为最短距离所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于所述超声波接收器所在的触摸信号接收区域。

采用上述设计方法后，无需考虑由于触摸板太大、超声波接收器无法接收到远距离的超声波传输的问题，本发明特别适用于超长、超大触摸板或拼接触摸板的触摸。

所述触摸板上至少有两个所述超声波接收器接收到所述超声波信号，所述超声波接收器的两个超声波换能器分别将接收到的超声波信号发送给所述信号接收模块，所述信号接收模块将所述超声波信号发送给所述微型处理器系统，则所述微型处理器系统接收到至少四个超声波信号；所述微型处理器系统首先将至少四个所述超声波信号进行分组，一个超声波接收器的两个超声波换能器发射的超声波信号为一组；

所述微型处理器系统先处理一超声波接收器接收的两个超声波信号，计算出触摸点与一超声波接收器的两个超声波换能器之间的距离，所述微型处理器系统判断出一最长距离；所述微型处理器系统再处理另一超声波接收器接收的两个超声波信号，计算出触摸点距离另一超声波接收器的两个超声波换能器之间的距离，所述微型处理器系统判断出另一最长距离；所述微型处理器系统将一最长距离与另一最长距离进行比较，视为短的距离所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于所述超声波接收器所在的触摸信号接收区域；

所述微型处理器系统接收触摸点所在的所述触摸信号接收区域的所述超声波接收器发送的两个超声波信号、红外接收装置发送的红外线信号，得到触摸点在所述触摸信号接收区域中的位置信息，根据所述触摸信号区域在所述触摸板上的位置，确定所述触摸点在所述触摸板上的位置信息。

所述超声波接收器的两个超声波换能器设置在所述触摸板的后方。这种结构特别适合所述触摸板为透明结构的情况，一方面可以改善视觉效果，另一方面可以通过触摸板本身保护超声波接收器，以免超声波接收器损坏或者受到外界干扰。

在所述触摸板为透明结构的情况下，所述超声波接收器的两个超声波换能器可以分别设置在所述触摸板的边沿处，有利于使结构更紧凑。所述超声波接收器的两个超声波换能器可以贴在所述触摸板的边沿处。所述超声波接收器的两个超声波换能器还可以直接嵌入所述触摸板边沿内部。这样的话光源的利用率将更高，结构更加简洁。

所述触摸板采用矩形，优选采用正方形。所述触摸板分成的触摸信号接收区域为矩形，优选正方形。

所述触摸信号接收区域中的两个超声波换能器分别设置在所述触摸信号接收区域的边角处；

所述微型处理器系统在计算出所述触摸点与一超声波换能器之间的直线的距离后，先判断此距离是否大于，所述超声波换能器所在的触摸信号接收区域的对角线的长度，如大于，则微型处理器系统视为所述触摸点不在所述触摸信号接收区域中，不再进行对此触摸信号接收区域的后续判断。

相邻的两个触摸信号接收区域相邻边角处均存在超声波换能器的，则共用一个超声波换能器；

相邻的两个触摸信号接收区域的相邻边上均存在红外接收装置的，则共用一个红外接收装置。以便减少超声波换能器的个数，减少成本。

所述微型处理器系统计算出触摸点与超声波接收器的两个超声波换能器之间的距离相等时，所述微型处理器系统视为所述距离为最长距离。

微型处理器系统将一最长距离与另一最长距离进行比较时，存在一最长距离与另一最长距离相等，视为一最长距离或另一最长距离中一条直线所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于所述超声波接收器所在的触摸信号接收区域。

所述微型处理器系统在一设定时间内收到至少两批超声波信号，且所述设定时间小于所述超声波发射装置发射超声波信号的间隔时间，则所述微型处理器系统视为所述触摸板上存在至少有两个触摸点；

所述微型处理器系统分时处理每一批的所述超声波信号，确定至少两个所述触摸点在所述触摸板上的位置信息。

有益效果：由于采用上述技术方案，本发明适用于超长触摸屏、拼接触摸屏、超大触摸屏等的触摸，具有结构简单、成本低廉等优点。

附图说明

图1为背景技术超声波触摸屏的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明的另一种结构示意图；

图4为本发明的电路示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图2、图3、图4，拼接超声波触摸屏，包括触摸板1、超声波接收器2、触摸笔，超声波接收器2包括两个分别设置在触摸板1边侧的超声波换能器21、一红外接收装置3，两个超声波换能器21、红外接收装置3分别连接一信号接收模块5，信号接收模块5连接一微型处理器系统6。触摸笔包括一与超声波换能器21配套使用的超声波发射装置81、一与红外接收装置3配套使用的红外发射装置82，触摸板1的触摸区域分成至少四个触摸信号接收区域11，至少四个触摸信号接收区域11依次排列成至少两排。

参照图2，至少四个触摸信号接收区域11均设有超声波接收器2，超声波接收器2的两个超声波换能器21分别设置在触摸信号接收区域11的同一边侧。同一排中的触摸信号接收区域11设置的超声波接收器2位于同一直线上，相邻两排的触摸信号接收区域11设置的超声波接收器2按照相邻边相对设置。触摸笔触摸触摸板1，形成触摸点4，微型处理器系统6将一触摸信号接收区域11中超声波接收器2的两个超声波换能器21与触摸点4的距离中的最长距离，与另一触摸信号接收区域11中超声波接收器2的两个超声波换能器21与触摸点4的距离中的最长距离进行比较，视为最短距离所对应的超声波接收器2接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点4位于超声波接收器2所在的触摸信号接收区域11。

具体实施时，微型处理器系统采用如下方法确定触摸点4的位置：触摸板1上至少有两个超声波接收器2接收到超声波信号，超声波接收器2的两个超声波换能器21分别将接收到的超声波信号发送给信号接收模块5，信号接收模块5将超声波信号发送给微型处理器系统6，则微型处理器系统6接收到至少四个超声波信号。微型处理器系统6首先将至少四个超声波信号进行分组，一个超声波接收器2的两个超声波换能器21发射的超声波信号为一组。

微型处理器系统6先处理一超声波接收器2接收的两个超声波信号，计算出触摸点4与一超声波接收器2的两个超声波换能器21之间的直线的距离，微型处理器系统6判断出一最长距离。微型处理器系统6再处理另一超声波接收器2接收的两个超声波信号，计算出触摸点4距离另一超声波接收器2的两个超声波换能器21之间的距离，微型处理器系统6判断出另一最长距离。微型处理器系统6将一最长距离与另一最长距离进行比较，视为短的直线所对应的超声波接收器2接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点4位于超声波接收器2所在的触摸信号接收区域11。微型处理器系统6根据触摸点4所在的超声波接收器2发送的两个超声波信号、红外接收装置3发送的红外线信号，得到触摸点4在触摸信号接收区域11中的位置信息，根据触摸信号区域在触摸板1上的位置，确定触摸点4在触摸板1上的位置信息。采用上述设计方法后，无需考虑由于触摸板1太大、超声波接收器2无法接收到远距离的超声波传输的问题，本发明特别适用于超长、超大触摸板1或拼接触摸板1的触摸。使用者可以根据触摸板1的大小，划分若干个触摸信号接收区域11。

超声波接收器2的两个超声波换能器21设置在触摸板1的后方。这种结构特别适合触摸板1为透明结构的情况，一方面可以改善视觉效果，另一方面可以通过触摸板1本身保护超声波接收器2，以免超声波接收器2损坏或者受到外界干扰。在触摸板1为透明结构的情况下，超声波接收器2的两个超声波换能器21可以分别设置在触摸板1的边沿处，有利于使结构更紧凑。超声波接收器2的两个超声波换能器21可以贴在触摸板1的边沿处。超声波接收器2的两个超声波换能器21还可以直接嵌入触摸板1边沿内部。这样的话光源的利用率将更高，结构更加简洁。触摸板1采用矩形，优选采用正方形。触摸板1分成的触摸信号接收区域11为矩形，优选正方形。

参照图3，触摸信号接收区域11中的两个超声波换能器21分别设置在触摸信号接收区域11的边角处；微型处理器系统6在计算出所触摸点4与一超声波换能器21之间的直线的距离后，先判断此距离是否大于，超声波换能器21所在的触摸信号接收区域11的对角线的长度，如大于，则微型处理器系统6视为触摸点4不在触摸信号接收区域11中，不再进行对此触摸信号区域11的后续判断。为了减少超声波换能器21的个数，减少成本，相邻的两个触摸信号接收区域11相邻边角处均存在超声波换能器21的情况下，共用一个超声波换能器21。相邻的两个触摸信号接收区域11的相邻边均存在红外接收装置3的，则共用一个红外接收装置。当存在触摸点4位于一个触摸信号接收区域11的两个超声波换能器21的中部时，采用如下判断方法：微型处理器系统6计算出触摸点与超声波接收器2的两个超声波换能器21之间的距离相等时，微型处理器系统6视为此距离为最长距离。当存在触摸点位于两个相邻触摸信号接收区域11的相邻边处时，采用如下判断方法：微型处理器系统将一最长距离与另一最长距离进行比较，存在一最长距离与另一最长距离相等时，视为一最长距离或另一最长距离中任意一条直线所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于超声波接收器所在的触摸信号接收区域。

微型处理器系统6在一设定时间内收到至少两批超声波信号，且设定时间小于超声波发射装置81发射超声波信号的间隔时间，则微型处理器系统6视为触摸板1上存在至少有两个触摸点4。微型处理器系统6分时处理每一批的超声波信号，确定至少两个触摸点4在触摸板1上的位置信息。微型处理器系统6首先处理一批超声波信号，确定一触摸点的位置信息，微型处理器系统6在设定时间内再次收到一批超声波信号时，进行处理，确定另一触摸点的位置信息。微型处理器系统6在设定时间内收到多批超声波信号时，得到多个触摸点的位置信息。

实施例一：参照图2，触摸笔触摸触摸板1，形成触摸点4，超声波换能器2b、超声波换能器2c、超声波换能器2d、超声波换能器2e、超声波换能器2f、超声波换能器2i、超声波换能器2j均收到触摸笔发送的超声波信号，多个超声波接收器2均将超声波信息进行处理后发送给微型处理器系统。微型处理器系统将超声波换能器进行分组：1)超声波换能器2b应与超声波换能器2a一组，但是超声波换能器2a未收到超声波信号，则舍去超声波换能器2b，不用判断，也不用将触摸点4到超声波换能器2b的距离直线b与其它直线进行比较。2)超声波换能器2c与超声波换能器2d一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线c、直线d，判断出一最长距离为直线c。3)超声波换能器2e与超声波换能器2f一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线e、直线f，判断出另一最长距离为直线f。4)微型处理器系统将直线c与直线f进行比较，判断出直线c较短。5)超声波换能器2i与超声波换能器2j一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线i、直线j，判断出另一最长距离为直线i。6)微型处理器系统将直线c与直线i进行比较，判断出直线c较短。则认为直线c所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点4位于超声波换能器2c与超声波换能器2d所在的触摸信号接收区域11中。

实施例二：参照图3，触摸笔触摸触摸板1，形成触摸点4，超声波换能器2a、超声波换能器2b、超声波换能器2c、超声波换能器2d、超声波换能器2f、超声波换能器2g均收到触摸笔发送的超声波信号，多个超声波接收器2均将超声波信息进行处理后发送给微型处理器系统。微型处理器系统将超声波换能器进行分组：1)超声波换能器2a与超声波换能器2b一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线a、直线b，直线a与触摸信号接收区域11的对角线更长，则不用进行后续判断。2)超声波换能器2b与超声波换能器2c一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线b、直线c，判断出一最长距离为直线b。3)超声波换能器2c与超声波换能器2d一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线c、直线d，判断出另一最长距离为直线d。4)微型处理器系统将直线b与直线d进行比较，判断出直线b较短。5)超声波换能器2f与超声波换能器2g一组，计算出触摸点4到两个超声波换能器之间的距离直线f、直线g，判断出另一最长距离为直线f。5)微型处理器系统6将直线b与直线f进行比较，判断出直线b较短。则认为直线b所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点4位于超声波换能器2b与超声波换能器2c所在的触摸信号接收区域11中。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.拼接超声波触摸屏，包括触摸板、超声波接收器、触摸笔，所述超声波接收器包括两个分别设置在所述触摸板边侧的超声波换能器、一红外接收装置，两个所述超声波换能器、所述红外接收装置分别连接一信号接收模块，所述信号接收模块连接一微型处理器系统，所述触摸笔包括一与所述超声波换能器配套使用的超声波发射装置、一与所述红外接收装置配套使用的红外发射装置，其特征在于，所述触摸板的触摸区域分成至少四个触摸信号接收区域，至少四个触摸信号接收区域依次排列成至少两排；

至少四个所述触摸信号接收区域均设有所述超声波接收器，所述超声波接收器的两个超声波换能器分别设置在所述触摸信号接收区域的同一边侧；

同一排中的所述触摸信号接收区域设置的所述超声波接收器位于同一直线上，相邻两排的所述触摸信号接收区域设置的所述超声波接收器按照相邻边所在的直线对称设置；

所述触摸笔触摸触摸板，形成触摸点，所述微型处理器系统将一触摸信号接收区域中超声波接收器的两个超声波换能器与所述触摸点的距离中的最长距离，与另一触摸信号接收区域中超声波接收器的两个超声波换能器与所述触摸点的距离中的最长距离进行比较，视为短的距离所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于所述超声波接收器所在的触摸信号接收区域。

2.根据权利要求1所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，所述触摸板上至少有两个所述超声波接收器接收到所述超声波信号，所述超声波接收器的两个超声波换能器分别将接收到的超声波信号发送给所述信号接收模块，所述信号接收模块将所述超声波信号发送给所述微型处理器系统，则所述微型处理器系统接收到至少四个超声波信号；所述微型处理器系统首先将至少四个所述超声波信号进行分组，一个超声波接收器的两个超声波换能器发射的超声波信号为一组；

所述微型处理器系统先处理一超声波接收器接收的两个超声波信号，计算出触摸点与一超声波接收器的两个超声波换能器之间的距离，所述微型处理器系统判断出一最长距离；所述微型处理器系统再处理另一超声波接收器接收的两个超声波信号，计算出触摸点距离另一超声波接收器的两个超声波换能器之间的距离，所述微型处理器系统判断出另一最长距离；所述微型处理器系统将一最长距离与另一最长距离进行比较，视为短的距离所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于所述超声波接收器所在的触摸信号接收区域；

所述微型处理器系统接收触摸点所在的所述触摸信号接收区域的所述超声波接收器发送的两个超声波信号、红外接收装置发送的红外线信号，得到触摸点在所述触摸信号接收区域中的位置信息，根据所述触摸信号区域在所述触摸板上的位置，确定所述触摸点在所述触摸板上的位置信息。

3.根据权利要求1所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，所述超声波接收器的两个超声波换能器设置在所述触摸板的后方。

4.根据权利要求1所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，在所述触摸板为透明结构的情况下，所述超声波接收器的两个超声波换能器直接嵌入所述触摸板边沿内部。

5.根据权利要求1所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，所述触摸板采用矩形，所述触摸板分成的触摸信号接收区域为矩形。

6.根据权利要求1所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，所述触摸信号接收区域中的两个超声波换能器分别设置在所述触摸信号接收区域的边角处；

所述微型处理器系统在计算出所述触摸点与一超声波换能器之间的直线的距离后，先判断此距离是否大于，所述超声波换能器所在的触摸信号接收区域的对角线的长度，如大于，则微型处理器系统视为所述触摸点不在所述触摸信号接收区域中，不再进行对此触摸信号接收区域的后续判断。

7.根据权利要求6所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，相邻的两个触摸信号接收区域相邻边角处均存在超声波换能器的，则共用一个超声波换能器；

相邻的两个触摸信号接收区域的相邻边上均存在红外接收装置的，则共用一个红外接收装置。

8.根据权利要求1、2、6或7所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，所述微型处理器系统计算出触摸点与超声波接收器的两个超声波换能器之间的距离相等时，所述微型处理器系统视为所述距离为最长距离。

9.根据权利要求8所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，微型处理器系统将一最长距离与另一最长距离进行比较时，存在一最长距离与另一最长距离相等，视为一最长距离或另一最长距离中一条直线所对应的超声波接收器接收的超声波信号为接收信号，视为触摸点位于所述超声波接收器所在的触摸信号接收区域。

10.根据权利要求9所述的拼接超声波触摸屏，其特征在于，所述微型处理器系统在一设定时间内收到至少两批超声波信号，且所述设定时间小于所述超声波发射装置发射超声波信号的间隔时间，则所述微型处理器系统视为所述触摸板上存在至少有两个触摸点；

所述微型处理器系统分时处理每一批的所述超声波信号，确定至少两个所述触摸点在所述触摸板上的位置信息。

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