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表面声波触摸屏

表面声波

表面声波，超声波的一种，

在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。

通过楔形三角基座（根据表面波的波长严格设计），

可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。

表面声波性能稳定、易于分析，并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性，

2013年间在无损探伤、造影和退波器方向上应用发展很快，

表面声波相关的理论研究、半导体材料、声导材料、检测技术等技术都已经相当成熟。

表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板，

安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。

玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，

右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。

玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。


表面声波触摸屏工作原理


以右下角的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的线传播给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*右边的*早到达，走*左边的*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X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，*远的比*近的多走了两倍X轴**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。

发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，

接收信号的波形与参照波形完全一样。

当手指或其它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，

计算缺口位置即得触摸坐标 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Y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。



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