表面声波触摸屏工作原理_表面声波触摸屏特点

　　表面声波触摸屏工作原理

　　以下角的X轴发射换能器为例，发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递，声波能量经过屏体表面，再由上边的反射条纹聚成向右传播的声波给X轴的接收换能器，接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。

　　当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达，早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号。不难看出，接收信号集合了所有在轴方向历经长短不同路径回归的声波能量，它们在y轴走过的路程是相同的，但在x轴上，最远的比最近的多走了两倍x轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置，也就是X轴坐标。

　　在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其他能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收，反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后F轴同样的过程判定出触摸点的y坐标。除了一般触摸屏都能响应的x、y坐标外，表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机。

　　

　　控制器通过对比接收到的信号和不受触状况下的参考波形来探测触摸。这一过程可以让控制器忽略杂质如灰尘和划伤。控制器持续进行检测并将杂质污染因素排除出去。当一个“触摸”持续不变约3秒钟时，控制器便会进行判定并消除杂质因素。

　　在这种情况下，便要求有一个新的参照波形，从而有效地忽略杂质使触摸屏恢复正常操作。如果杂质被清除后，控制器会再次重复新参照波形要求程序。

　　表面声波触摸屏技术原理

　　是利用的特性设计而成。以X轴为例，控制电路产生发射信号（电信号），该电信号经玻璃屏上的X轴发射换能器转换成厚度方向振动的超声波，超声波经换能器下的楔形座折射产生沿玻璃表面传播的分量。超声波在前进途中遇到45度倾斜的反射线后产生反射，产生和入射波成90度、和Y轴平行的分量，该分量传至玻璃屏X方向的另一边也遇到45度倾斜的反射线，经反射后沿和发射方向相反的方向传至X轴接收换能器。X轴接收换能器将回收到的声波转换成电信号。控制电路对该电信号进行处理得到表征玻璃屏声波能量分布的波形。有触摸时，手指会吸收部分声波能量，回收到的信号会产生衰减，程序分析衰减情况可以判断出X方向上的触摸点坐标。同理可以判断出Y轴方向上的坐标，X、Y两个方向的坐标一确定，触摸点自然就被唯一地确定下来。

　　声波屏设计的精妙之处在于每个方向只用一对换能器便能侦测整个触摸面，而且之高；不像红外触摸屏，每个方向至少需要几十对发射/接收管，随着屏尺寸的增大或分辨率的提高，需要成比例地增加发射/接收管对的数量。其实现关键在于反射阵列，反射阵列精密准确的间距分布保证了回收信号的一致。

　　由于信号衰减程度和手指触摸力度直接相关，声波屏还能响应Z轴座标，即触摸力度，这在某些情形下变得很有用，很有趣。

　　表面声波触摸屏特点

　　（1）表面声波触摸屏是高耐久性结构，抗刮伤、抗暴力使用。因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量，触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力（表面声波触摸屏可以发展到直接做在CRT表面上而没有任何“屏幕”）。因此非常抗暴力使用，适合应用在公共场所。

　　（2）清晰美观。因为结构少，只有一层普通玻璃，透光率和清晰度都比电容、电阻触摸屏好得多。

　　（3）反应速度快。它是所有触摸屏中反应速度最快的，使用时感觉很顺畅。

　　（4）性能稳定。因为表面声波技术原理稳定，而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以表面声波触摸屏非常稳定，精度也非常高，目前表面声波技术触摸屏的精度通常是4096x4096x256级力度。

　　（5）表面声波触摸屏的缺点是触摸屏表面的灰尘和水滴也阻挡表面声波的传递，虽然聪明的控制卡能分辨出来，但尘土积累到一定程度时，信号也就衰减得非常厉害，此时表面声波触摸屏变得迟钝甚至不工作。因此，表面声波触摸屏一方面推出防尘型触摸屏，一方面建议每年定期清洁触摸屏。

　　（6）可用手指、带手套的手指或软的能吸收声波能量的物质激活触摸屏。如果一个饮料瓶放在平板声波触摸屏上，系统并不把这个瓶子作为触摸，而继续识别手指激活的触摸信号。这对电阻和电容触摸屏是不可能的。

　　（7）表面声波触摸屏能准确地知道什么是尘土和水滴，什么是手指，有多少在触摸。因为我们的手指触摸在4096x4096x256级力度的精度下，每秒65次的触摸数据不可能是纹丝不变的，而尘土或水滴就一点都不变，控制器发现一个“触摸”出现后纹丝不变超过3秒钟即自动识别为干扰物。

　　（8）表面声波触摸屏还具有第三轴（Z轴），也就是压力轴响应。这是因为用户触摸屏幕的力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深。目前在所有触摸屏中只有声波触摸屏具有能感知触摸压力这个性能。有了这个功能，每个触摸点就不仅仅是有触摸和无触摸的两个简单状态，而是成为能感知力的一个模拟量值的开关了。这个功能非常有用，比如在多媒体信息查询软件中，一个按钮就能控制动画或者影像的播放速度或颜色亮度、音量等。

　　（综合整理：通豪科技、百度知道）