專利名稱：聲波型觸摸檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲波型接觸檢測裝置，如超聲波觸摸板。
背景技術(shù)：
采用超聲波方式的聲波型接觸檢測裝置被廣泛應(yīng)用。其應(yīng)用實例包括個人計算機的操作屏、車站的自動售票機、設(shè)置在便利商店的復(fù)印機、以及金融機構(gòu)的ATM。這些聲波型接觸檢測裝置使用包括設(shè)置于玻璃等構(gòu)成的基底(觸摸板)上的壓電振動器(壓電元件)的換能器(transducer)。這些換能器充當(dāng)了體波生成部件和檢測由接觸觸摸板的手指等散射的聲波的傳感器。表面聲波被手指或類似物體散射。利用檢測部件檢測表面聲波的散射。檢測的信號與控制器的時鐘信號相對照，并確定表面聲波被散射的位置。
作為體波生成的超聲波振動被聲波生成部件轉(zhuǎn)換為表面聲波并沿著基底傳播。
在體波被聲波生成部件轉(zhuǎn)換成表面聲波時，并非所有的體波都被轉(zhuǎn)換成表面聲波。生成了包括有未轉(zhuǎn)換的體波、已經(jīng)通過反射陣列的表面聲波、以及在預(yù)定方向以外的方向上被反射的表面聲波的亂真波。如果這些亂真波沿著基底被反射并到達(dá)傳感器側(cè)轉(zhuǎn)換器，則它們使得這些轉(zhuǎn)換器振動并產(chǎn)生電壓。這些電壓作為噪聲被接收并擾亂了控制器的正常判斷。
出于這個原因，在基底上設(shè)置振動隔離或振動吸收材料以此吸收所生成的亂真波(例如，在日本未經(jīng)審查的專利公開出版物No.6(1994)-324792(第2頁，圖1)和61(1986)-239322(第11頁，圖2)中被公開的)。這些振動隔離和振動吸收材料通常是粘接于基底的樹脂帶的形式。到達(dá)該帶的亂真波被吸收并被衰減。
在傳統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域中，有必要將振動隔離或振動吸收構(gòu)件粘接于基底上。粘接操作通過手工實施，因此增加了制造步驟并降低了生產(chǎn)能力。結(jié)果，出現(xiàn)制造成本增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述觀點而提出。本發(fā)明的目的在于提供一種聲波型接觸檢測裝置，該裝置具有增強的生產(chǎn)能力和降低的制造成本并且能夠有效地散射和消除亂真波。
本發(fā)明的聲波型接觸檢測裝置包含基底，具有傳播聲波的表面；聲波生成部件；反射陣列，用于使產(chǎn)生的聲波沿基底表面?zhèn)鞑?；檢測器，用于檢測由接觸基底表面的物體引起的聲波的變化；以及控制器，用于確定物體的幾何坐標(biāo)；其中亂真波散射部件在基底上構(gòu)成，所述亂真波散射部件用于漫射伴隨聲波的產(chǎn)生而生成的亂真波。
采用其中亂真波散射部件包含與基底相同的材料構(gòu)成的反射陣列的構(gòu)造。
聲波生成部件和亂真波散射部件通過印刷或蝕刻而構(gòu)成。
在這里，“聲波”除了包括沿著基底的表面?zhèn)鞑サ谋砻媛暡ㄖ猓€包括在薄基底內(nèi)沿其表面?zhèn)鞑サ某暡ā?br> 聲波生成部件可包括模式轉(zhuǎn)換單元和超聲波振動器。
檢測器可以是轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器是將超聲波振動轉(zhuǎn)換為電信號的元件或者是將電信號轉(zhuǎn)換為超聲波振動的元件。
亂真波散射部件可以是漫射光柵。
在本發(fā)明的聲波型接觸檢測裝置中，亂真波散射部件在基底上構(gòu)成，所述亂真波散射部件用于漫射伴隨聲波的產(chǎn)生而生成的亂真波。因此，亂真波散射部件能夠有效地散射亂真波。
采用其中亂真波散射部件包含與基底相同的材料構(gòu)成的反射陣列的構(gòu)造。如此，可有效地使亂真波散射。
聲波生成部件和亂真波散射部件可通過印刷而構(gòu)成。在這種情形下，生產(chǎn)能力增強并且制造成本下降，因為通過自動化印刷除了能夠有效地使亂真波散射還使得高效率生產(chǎn)成為可能。聲波生成部件和亂真波散射部件可備選地通過蝕刻而構(gòu)成。同樣在這種情形下，生產(chǎn)能力增強并且制造成本下降，因為單一的方法除了能夠有效地使亂真波散射還可以用來構(gòu)成兩種部件。


圖1是在本發(fā)明的聲波型接觸檢測裝置中使用的觸摸板的正面圖。
圖2是說明附加于基底的柔性印刷電路(FPC)的正面圖。
圖3是表示FPC整體的示意性平面圖。
圖4是圖3中由B表示的FPC部分的放大圖。
圖5是與圖1所示相對應(yīng)的反射陣列的正面圖。
圖6是與圖1所示相對應(yīng)的模式轉(zhuǎn)換單元和漫射光柵的正面圖。
圖7是反射陣列和漫射光柵的局部放大圖。
圖8是反射陣列和漫射光柵的另一個局部放大圖。
圖9是漫射光柵的可替換形式的放大圖。
圖10是說明漫射光柵和反射陣列的相對位置的正面圖。
圖11是從箭頭A的方向看圖1的基底的示意性局部放大圖。
圖12是其上已經(jīng)形成了用于隨機散射并消除亂真波的亂真波散射部件的基底的正面圖。
圖13是亂真波散射部件在圖12的基底上形成的所在區(qū)域的局部放大圖。
圖14是具有亂真波散射部件的另一個實施例的基底的正面圖。
圖15是其上形成有與圖14相似的亂真波散射部件的基底的正面圖。
具體實施例方式
將參考附圖對聲波型接觸檢測裝置(在下文中，簡稱為“裝置”)的優(yōu)選實施例進行描述。
圖1是在裝置1中使用的觸摸板3的正面圖。如圖1所示，觸摸板3包含由矩形玻璃板形成的基底2、安裝在基底2上的柔性印刷電路4(FPC)、以及電連接至FPC 4的控制器6。
將FPC 4分支為FPC分支4a和FPC分支4b。FPC分支4a沿著基底2的水平方向(也就是，由箭頭X表示的X軸方向)伸展。FPC分支4b沿著與X軸正交的基底的垂直方向(也就是，由箭頭Y表示的Y軸方向)伸展。用于產(chǎn)生超聲波的轉(zhuǎn)換器(體波生成部件)8和10被安裝到FPC 4上。另外，充當(dāng)傳感器的轉(zhuǎn)換器(檢測器)12和14被安裝到FPC 4上。
包含許多傾斜線16的反射陣列18在基底2的前表面上沿著Y軸于其中的一個側(cè)面邊緣44附近形成。包含許多傾斜線20的反射陣列22在基底的另一側(cè)面邊緣44處面對著反射陣列18而形成。包含許多傾斜線26的反射陣列28在基底2的上部邊緣24附近沿著X軸形成。包含許多傾斜線30的反射陣列32在基底的下部邊緣45附近面對著反射陣列28而形成。這些反射陣列18、22、28和32的圖案在日本未經(jīng)審查的專利公開出版物No.61(1986)-239322和2001-14094中被公開。值得注意的是，反射陣列18、22、28和32被總稱為反射陣列33。反射陣列33反射聲波并使其沿著基底2的前表面?zhèn)鞑ァ?br> 轉(zhuǎn)換器8、10、12和14粘接于基底2的后面。模式轉(zhuǎn)換單元78、80、82和84(光柵)在基底2的前表面上、分別與轉(zhuǎn)換器8、10、12和14相對應(yīng)的位置處形成。這種構(gòu)造將參考圖11并將模式轉(zhuǎn)換單元80作為例子進行描述。圖11是從箭頭A的方向看基底2的示意性局部放大圖。圖11的模式轉(zhuǎn)換單元80通過在基底2上燒結(jié)玻璃膏而形成并且包含多根平行隆起線80a。圖11所示的隆起線80a在與圖紙表面正交的方向上延伸。
隆起線80a的寬度設(shè)為400μm并且其高度設(shè)為35μm或以上。通過改變隆起線80a之間的間隔，體波被反射的方向改變。在本實施例中，形成帶有間隔的隆起線80a，其導(dǎo)致表面聲波直接在隆起線80a旁邊生成。轉(zhuǎn)換器10粘接于和模式轉(zhuǎn)換單元80相對的基底一側(cè)，并且利用焊料與FPC分支4b電連接。
其他模式轉(zhuǎn)換單元78、82和84具有相同的構(gòu)造。在這些模式轉(zhuǎn)換單元當(dāng)中，由附圖標(biāo)記78和80表示的模式轉(zhuǎn)換單元(聲波生成部件)將由發(fā)送側(cè)轉(zhuǎn)換器8和10產(chǎn)生的體波轉(zhuǎn)換成表面聲波。模式轉(zhuǎn)換單元82和84將已經(jīng)沿著基底2的前表面?zhèn)鞑サ谋砻媛暡?聲波)轉(zhuǎn)換成體波。
轉(zhuǎn)換器10產(chǎn)生頻率接近5.5MHz的超聲波振動(體波)。超聲波振動的傳播由基底2的后面穿過基底2的內(nèi)部并到達(dá)模式轉(zhuǎn)換單元80。模式轉(zhuǎn)換單元80將超聲波振動轉(zhuǎn)換為表面聲波，其在與隆起線80a正交并朝著反射陣列32的方向上傳播(反射)。表面聲波被反射陣列32的向內(nèi)傾斜線30反射，并沿著基底2的前表面朝向反射陣列28傳播直至其到達(dá)向內(nèi)傾斜線26。
未被模式轉(zhuǎn)換單元78和80轉(zhuǎn)換成表面聲波的體波不會在特定方向上輻射，而是從模式轉(zhuǎn)換單元78和80開始在所有方向上傳播。如果未轉(zhuǎn)換的體波部分被傳輸至轉(zhuǎn)換器12和14，則它們變?yōu)榉恋K主要信號檢測的亂真波。另外，盡管模式轉(zhuǎn)換單元78和80被構(gòu)造成可在正交于其中隆起線的方向上產(chǎn)生表面聲波，但是已知在非有意的方向上產(chǎn)生了輕微的表面聲波。這些表面聲波也可變?yōu)樽璧K主要信號檢測的亂真波。如果這些亂真波到達(dá)轉(zhuǎn)換器12和14，則于此產(chǎn)生噪聲信號。
到達(dá)反射陣列28的表面聲波被反射，從而朝向模式轉(zhuǎn)換單元84傳播。到達(dá)模式轉(zhuǎn)換單元84的表面聲波因此被轉(zhuǎn)換為體波。轉(zhuǎn)換的體波被傳輸至基底2的后面上的轉(zhuǎn)換器14，其感測并將其中的振動轉(zhuǎn)換為電信號。
以相同的方式，由轉(zhuǎn)換器8產(chǎn)生的超聲波振動(體波)被模式轉(zhuǎn)換單元78轉(zhuǎn)換為表面聲波。然后，表面聲波借助于反射陣列18和反射陣列22到達(dá)模式轉(zhuǎn)換單元82。表面聲波被模式轉(zhuǎn)換單元82轉(zhuǎn)換為體波，并被傳輸至轉(zhuǎn)換器14，其感測并將體波轉(zhuǎn)換為電信號。
如此，使表面聲波傳過被反射陣列18、22、28和32覆蓋的基底2的前表面的整個區(qū)域。因此，如果手指(物體)接觸(觸摸)該區(qū)域內(nèi)的基底2，則被手指阻礙的表面聲波消失或衰減。伴隨表面聲波改變的信號變化從充當(dāng)傳感器的轉(zhuǎn)換器12和14被傳輸至連接于此的控制器6的定時電路(圖中未示出)?？刂破?確定手指觸摸位置的幾何坐標(biāo)。
表面聲波被反射陣列33的每條傾斜線16、20、26和30反射。到達(dá)每條傾斜線的表面聲波的0.5％至1％因此被反射。剩余的表面聲波通過并傳輸至鄰近的傾斜線，以使所有傾斜線連續(xù)反射表面聲波。
通過漫射亂真波減少噪聲的亂真波散射部件(即漫射光柵(漫射部分))在裝置1的基底2的前表面上形成。漫射光柵包括在圖1中用附圖標(biāo)記34、36和38表示的矩形部分、由沿著上部邊緣24的傾斜線40和42形成的漫射光柵43、以及由沿著側(cè)面邊緣44的傾斜線46和48形成的漫射光柵49。傾斜線40、42、46和48構(gòu)造第二反射陣列，其具有不同于反射陣列18、22、28和32的功能。還在漫射光柵34、36和38中設(shè)置了第二反射鏡陣列(參見圖7)。漫射光柵34、36、38、43和49的細(xì)節(jié)將在稍后討論。值得注意的是，漫射光柵將被總稱為漫射光柵50。
接下來，將參考圖2、圖3和圖4來描述粘接于基底2的FPC 4。圖2是說明附加于基底2的FPC 4的正面圖。盡管FPC 4粘接于基底2的后面，但是為方面起見用實線繪制。值得注意的是，在圖2中省略了反射陣列33和漫射光柵50。圖3是表示FPC 4整體的示意性平面圖。圖4是圖3中由B表示的FPC 4部分的放大圖。如圖3和圖4所示的FPC 4對應(yīng)于其中從圖2的基底2的后面看到的狀態(tài)。
如圖3和圖4所示，分別與轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14對應(yīng)的電極52和54設(shè)置在FPC 4的一端。電極52和54由上面通過焊接、導(dǎo)電粘接劑(如銀膏)或各向異性導(dǎo)電粘接劑被連接至轉(zhuǎn)換器12和14。也就是，轉(zhuǎn)換器12和14位于FPC 4和基底2的后面之間。FPC 4由前述的FPC分支4a和4b以及用于連接控制器6的連接線4c構(gòu)成。
連接線4c和FPC分支4a具有相同的長度并且整體形成一條帶(參見圖3)。穿孔56在連接線4c和FPC分支4a之間形成，以此使兩者分離。用于連接轉(zhuǎn)換器8的電極58在與設(shè)置電極52處相對的FPC分支4a的末端形成。用于連接控制器6的電極60在鄰近電極58的連接線4c的末端形成。用于連接轉(zhuǎn)換器10的電極62在與設(shè)置電極54處相對的FPC分支4b的末端形成(參見圖3)。
如圖4所示，連接線4c的印刷布線64包含十條印刷線64a、64b、64c、64d、64e、64f、64g、64h、64i和64j。信號線組由四條印刷線(信號接收線)64d、64e、64f和64g構(gòu)成，它們被連接到轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14。在這里，重要的是接地線64c和64h設(shè)置在信號線組的任一端。
連接到發(fā)送轉(zhuǎn)換器8和10的信號線64b和64i分別設(shè)置于鄰近接地線64c和64h。另外，接地線64a和64j分別設(shè)置于鄰近信號線64b和64i，并在其外側(cè)。這種構(gòu)造導(dǎo)致所有信號線分別被由接地線64c和64h包圍的信號接收線64d、64e、64f和64g、以及由接地線64c和64a包圍的信號傳輸線64b和64i、以及接地線64h和64j所屏蔽。這種關(guān)系同樣在FPC分支4a和4b中維持。按照這種構(gòu)造，由印刷線64b、64d、64e、64f、64g和64i組成的信號線組幾乎不可能受外部電磁波的影響。同時，還獲得電磁波幾乎不可能向外輻射的結(jié)果。在FPC 4沿著基底2伸展很長距離的情形中，上述構(gòu)造在改進抗EMI特性方面尤其有效。
值得注意的是，在圖4中FPC分支4b的彎曲線用附圖標(biāo)記66和68表示。FPC分支4b在朝向圖4圖紙表面的方向上沿著彎曲線66彎曲。然后，F(xiàn)PC分支4b再次在遠(yuǎn)離圖4圖紙表面的方向上沿著彎曲線68彎曲，以使電極62(參見圖3)面向轉(zhuǎn)換器10。在圖2中，彎曲部分用附圖標(biāo)記69表示。如此，F(xiàn)PC分支4b沿著基底2的側(cè)面邊緣44布置。值得注意的是，F(xiàn)PC 4通過粘接劑(圖中未示出)等被固定于基底2上。
接下來，將參考圖5對反射陣列33的布置進行描述。圖5是與圖1所示相對應(yīng)的反射陣列33的正面圖。圖5省略了用于散射亂真波的漫射光柵34、36、38等。反射陣列18、22、28和32的每條傾斜線16、20、26和30以45°角傾斜。傾斜線16、20、26和30被配置成可朝向反射陣列反射表面聲波，反射陣列通過基底2面對著表面聲波。通過絲網(wǎng)印刷等在基底2的前表面上印刷變成膏狀的鉛玻璃細(xì)粒、然后以約500℃燒結(jié)來形成反射陣列33。值得注意的是，用附圖標(biāo)記25表示的基底2的轉(zhuǎn)角在圖5中被部分地說明。另外，UV可固化的有機墨或者在這里作為填料添加以此改進其中反射特性的、具有金屬顆粒的有機墨可用作反射陣列材料。
傾斜線16、20、26和30之間的間隔減少，即布置的傾斜線的密度越高，它們距離發(fā)送側(cè)轉(zhuǎn)換器8和10就越遠(yuǎn)。這是因為表面聲波的強度隨著它們通過傾斜線16、20、26和30而衰減。因此，采用上述構(gòu)造補償均勻地沿著基底2的前表面?zhèn)鞑サ谋砻媛暡ǖ乃p是必要的。值得注意的是，反射陣列22和28分別設(shè)置于基底的上部邊緣24和側(cè)面邊緣44的稍微內(nèi)側(cè)(參見圖1)。這使得漫射光柵50的傾斜線40、42、46和48(稍后將描述)可設(shè)置在反射陣列22和28的外側(cè)。
接下來，將參考圖6描述充當(dāng)亂真波散射部件的漫射光柵50。圖6是與圖1相對應(yīng)的正面圖，示出的是漫射光柵50連同模式轉(zhuǎn)換單元78、80、82和84。組成第二反射陣列的傾斜線40和42在基底2的上部邊緣24附近以相互反向的角度的形成。傾斜線的角度使得它們朝向基底2的中心部分接近垂直，并且朝向其邊緣逐漸減小。以相同的方式，組成第二反射陣列的另外的傾斜線46和48以相互反向的角度伴隨逐漸變化的角度形成。如此使得亂真波未以相同的方向被反射而是被漫射。
傾斜線40、42、46和48位于傳統(tǒng)觸摸板中線帶(tape)等所粘附的區(qū)域。也就是，傾斜線40、42、46和48的形成代替了傳統(tǒng)觸摸板的膠帶。到達(dá)這些區(qū)域的亂真波被傾斜線40、42、46和48漫反射以使它們沒有被傳播至轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14。超聲波振動能量的衰減率根據(jù)超聲波的頻率、振動模式和玻璃類型而有所不同。頻率為5.5MHz的表面聲波的強度在沿著鈉鈣玻璃制成的典型基底2傳播40cm之后衰減到其初始強度的1/10。因此，在漫反射的亂真波于基底2上被反射時它們快速衰減并消失。
以除45°或-45°之外的角度傾斜的多條分離的隆起線(即傾斜線)形成于矩形漫射光柵34、36和38處。隆起線的形狀將參考圖7和圖8來描述。圖7是漫射光柵36和反射陣列33的局部放大圖。圖8是漫射光柵38和反射陣列33的局部放大圖。圖7清楚地表示漫射光柵36的傾斜線36a的取向角度不同于反射陣列18和32的取向角度。同樣地，圖8清楚地示出了由陡峭的傾斜線38a組成的漫射光柵38。
這些漫射光柵36和38還起到漫反射以除45°或-45°之外的角度沿著基底2的前表面向外傳播的亂真波的作用。漫射光柵34(盡管未詳細(xì)說明)具有相同的結(jié)構(gòu)和功能。在各自對應(yīng)的漫射光柵36和38內(nèi)，傾斜線36a和38a可以是平行的或具有逐漸變化的角度。漫射光柵34和38還起到阻擋在除預(yù)定方向以外的方向上傳播的表面聲波路徑的作用，以使它們不到達(dá)轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14。
利用變成膏狀的鉛玻璃顆粒并以與反射陣列33相同的方式在基底2上印刷漫射光柵50。因此在形成反射陣列33的同時可印刷漫射光柵50。這改進了生產(chǎn)能力并降低了制造成本。
漫射光柵36和38的傾斜線36a和38a形成為多根隆起線。然而，漫射光柵不限于由隆起線形成，各種修改都是可能的。圖9示出了漫射光柵(漫射部分)的可替換構(gòu)造。圖9是漫射光柵(漫射部分)的可替換形式的放大圖。這個漫射光柵51由許多的凸起51a構(gòu)成，這些凸起51a在平面圖中為菱形。到達(dá)漫射光柵51的亂真波被衰減同時因此在形成的區(qū)域內(nèi)分別被凸起51a反射。凸起的形狀不限于菱形并且可以是任何想要的形狀，如矩形、三角形、其他多邊形、或橢圓形。
圖10是說明在基底2的前表面上形成的漫射光柵50和反射陣列33的相對位置的正面圖。圖10清楚地說明了傾斜線40和42位于反射陣列28的外側(cè)并且傾斜線46和48位于反射陣列22的外側(cè)。漫射光柵34、36和38被定位成以使通過反射陣列33未被反射的聲波(表面聲波)在與其中反射陣列33反射聲波的方向不同的方向上被反射。
具體地說，比如，由轉(zhuǎn)換器8和模式轉(zhuǎn)換單元78產(chǎn)生的表面聲波在通過反射陣列18時朝向反射陣列22被反射陣列18反射。沒有被反射陣列18反射的表面聲波到達(dá)漫射光柵36。如圖7所示，漫射光柵36起到朝向基底2的外側(cè)反射表面聲波的作用。也就是，漫射光柵36以和主要方向相反的方向反射表面聲波，以使將引起噪聲的超聲波振動不會到達(dá)轉(zhuǎn)換器(傳感器)12。
沿著基底2的邊緣形成的傾斜線40、42、46和48被構(gòu)造成漫反射并衰減沿著基底2的前表面?zhèn)鞑サ捏w波。通常，體波被模式轉(zhuǎn)換單元78和80轉(zhuǎn)換成表面聲波。然而，沒有被100％轉(zhuǎn)換的體波在預(yù)定方向之外的方向上傳播。因此，傾斜線40、42、46和48被用來衰減這些亂真體波。
另外，表面聲波在被模式轉(zhuǎn)換單元78和80轉(zhuǎn)換之后在預(yù)定方向之外的方向上傳播。傾斜線40、42、46和48還漫反射這些雜散的表面聲波以使它們在不同方向上被散射。亂真超聲波振動到達(dá)轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14引起噪聲的風(fēng)險被這種漫反射降低。
在圖10中，海豚的圖片82被印在傾斜線40和42之間并且還印在傾斜線46和48之間。圖片82在降低噪聲方面也是有效的。圖片82具有彎曲的輪廓。到達(dá)圖片82輪廓的體波或雜散表面聲波在不同方向上被反射并被衰減。可利用任何圖片只要其中的輪廓形成了曲線或具有導(dǎo)致亂真波在不同方向上被漫反射的角度即可。另外，可將圖案印刷在基底2的這些部分上。
上面已經(jīng)對本發(fā)明的實施例進行了詳細(xì)地描述。然而，本發(fā)明不限于上述的實施例。例如，利用氫氟酸通過蝕刻可形成漫射光柵50。利用激光、噴砂或切削通過化學(xué)或物理切除過程也可形成漫射光柵50。換句話說，通過凹槽而不是凸起可形成漫射光柵50。
在本實施例中，已經(jīng)對其中具有模式轉(zhuǎn)換單元78、80、82和84的所謂“光柵類型”的表面聲波生成部件的情形進行了描述。然而，本發(fā)明不限于利用這種類型的表面聲波生成部件的裝置。例如，本發(fā)明可適用于通過使用丙烯酸棱柱(圖中未示出)的楔形轉(zhuǎn)換器(圖中未示出)產(chǎn)生表面聲波的聲波型接觸檢測裝置。本發(fā)明還可適用于既無光柵也無楔形、而是使用在超聲波振動器上形成的一對梳狀電極的聲波型接觸檢測裝置。
可利用任何期望的粘接劑將本發(fā)明中使用的FPC 4粘接于基底2上。然而，優(yōu)選地利用紫外線固化粘接劑來粘接壓電振動器。這使得轉(zhuǎn)換器8、10、12和14的位置能夠相對于模式轉(zhuǎn)換單元78、80、82和84來調(diào)節(jié)，以此在導(dǎo)致粘接的紫外線照射之前確定表面聲波的最佳發(fā)生。
如上所述，亂真波散射部件可以是導(dǎo)致漫反射和衰減的類型。值得注意的是，在上述實施例中，所設(shè)置的兩個轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14彼此鄰近。然而，轉(zhuǎn)換器(傳感器)12和14可與發(fā)送轉(zhuǎn)換器8和10變換位置，以使它們的位置互相分離。如此，在表面聲波從轉(zhuǎn)換器12或14中泄漏時，因為另外的轉(zhuǎn)換器14或12彼此不接近，因此由另外的轉(zhuǎn)換器拾取的噪聲被抑制。另外，可縮短從控制器6至發(fā)送轉(zhuǎn)換器8和10的電路徑。因此，可抑制來自電路徑的亂真波(即電磁波的發(fā)射)。
接下來，將描述以上述相同的方法衰減和消除亂真波的亂真波散射部件的其他實施例。值得注意的是，在下面的描述中，將描述的是其中通過印刷變?yōu)楦酄畹牟Ａьw粒構(gòu)成具有高生產(chǎn)效率的亂真波散射部件，并同時構(gòu)成具有反射陣列的亂真波散射部件。然而，可使用用于形成凹槽的化學(xué)或物理切除過程，如利用氫氟酸蝕刻、使用激光處理、噴砂或切削。
圖12是其上已經(jīng)形成用于隨機散射和消除亂真波的第二實施例亂真波散射部件的基底的正面圖。圖13是亂真波散射部件在圖12的基底上形成的所在區(qū)域的局部放大圖。圖14是具有第三實施例亂真波散射部件的基底的正面圖。圖15是其上形成有與圖14相似的第四實施例亂真波散射部件的基底的正面圖。值得注意的是，圖12、圖13、圖14和圖15說明了對圖1所示的(觸摸板)裝置的修改，其中漫射光柵34、36和38已經(jīng)被第二、第三和第四實施例的亂真波散射部件替代。其余的結(jié)構(gòu)在三個實施例當(dāng)中是共有的，因此相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記表示并且省略了其中的描述。還值得注意的是，在圖12至圖15中，只說明了部分重要性，省略了其他部分。
1.通過隨機散射來消除亂真波作為實例，將描述其中細(xì)小的凸起隨機地分布在基底上(通過前述的印刷方法)以此形成亂真波散射部件的例子。值得注意的是，如上所述，通過化學(xué)或物理開槽過程(打孔過程)而不是細(xì)小凸起可形成凹陷。
如圖12和圖13所示，作為亂真波散射部件的漫射部分100和102在基底2a上的側(cè)面邊緣44、下部邊緣45和其轉(zhuǎn)角處形成。漫射部分100為矩形并且沿著側(cè)面邊緣44和下部邊緣45伸展。漫射部分102以L形在轉(zhuǎn)角處形成。所有的漫射部分100、100和102位于反射陣列106和108的外側(cè)。大量的漫射凸起104在漫射部分100、100和102內(nèi)隨機分布，也就是說沒有規(guī)律性。漫射凸起104的形狀在平面圖中為矩形。然而，漫射凸起104不限于為矩形，其可以是任何想要的形狀，如圓形、橢圓形或多邊形。漫射凸起104可以具有相同的尺寸，或者每個漫射凸起104可具有不同的尺寸和形狀。在這里，漫射凸起104的分布被設(shè)置成以使亂真波(如寄生回波)被充分散射和消除(以使它們不會被傳感器檢測為噪聲)。
其中具有成組的漫射凸起104的漫射部分100、100和102散射和消除沿著基底2a的表面?zhèn)鞑サ膩y真波的方式與上述實施例相同。因此，將省略詳細(xì)的描述。值得注意的是，圖12中示出了路經(jīng)130、132、134、136，亂真波沿著這些路徑傳播直到被消除。
2.通過相干散射來消除亂真波在其中通過印刷呈膏狀的玻璃顆粒同時在基底上形成亂真波散射部件和反射陣列的方法中，有必要使亂真波散射部件的隆起線和反射陣列的傾斜線的高度基本匹配(如高度為5μm至10μm)。另外，有限區(qū)域內(nèi)亂真波的衰減和消除是需要的。在這種情形下，通過形成產(chǎn)生相干散射效應(yīng)的漫射光柵可有效實施亂真波的衰減和消除。
在這里，已知從轉(zhuǎn)換器發(fā)射并傳過基底的亂真波的頻率和波長分別是5.5MHz和大約570μm(在鈉玻璃的情形中)。優(yōu)點來自于這些事實。
如圖14所示，漫射光柵110a和110b沿著基底2b的側(cè)面邊緣44形成。漫射光柵110c和110d沿著基底2b的下部邊緣45形成。值得注意的是，漫射光柵110a、110b、110c和110d將被總稱為漫射光柵110。漫射光柵110設(shè)置在與模式轉(zhuǎn)換單元78、80、82和84相對的基底2b的邊緣附近。漫射光柵110包含與漫射光柵43和49相似的向外傾斜線112。所設(shè)置的傾斜線112彼此平行并且其傾斜角小于漫射光柵43和49的傾斜角。按照傾斜線112的這種布置，漫射光柵110通過瑞利波(表面聲波)的相干散射起到散射并消除亂真波的作用。也就是，瑞利波在相互干擾的同時被散射并被消除。
3.通過利用相干散射將瑞利波轉(zhuǎn)換為體波來消除亂真波在上面，標(biāo)題2下所描述的通過相干散射來消除亂真波沒有將已經(jīng)變?yōu)閬y真波的瑞利波(表面聲波)轉(zhuǎn)換為不同形式的瑞利波。然而，其中將相對于基底表面垂直振動的分量去掉而使瑞利波(表面聲波)轉(zhuǎn)換為體波的方法同樣有效。
也就是，亂真波的傳播方向被改變或被散射，并且被改變?yōu)樵诨椎那昂竺嬷g傳播同時跳動的體波。與表面聲波不同的是，體波不會沿著水平面以大的速度傳播，它們也不會遠(yuǎn)距離傳播。因此，可更快地衰減并消除亂真波。在聲學(xué)領(lǐng)域中，表面聲波轉(zhuǎn)換為體波被稱作“將瑞利波結(jié)合到蘭姆模式”。
如圖15所示，在基底2c上形成的漫射光柵120(120a、120b、120c和120d)與上面的標(biāo)題2下所描述的、通過相干散射消除亂真波的漫射光柵110(參見圖14)相似。然而，組成漫射光柵的傾斜線之間的間隔以及傾斜線的寬度是不同的。另外，傾斜線的取向(角度)可與傾斜線112的相同，或者它們可以是不同的。
如上所述，各種構(gòu)造可用作散射并消除亂真波的亂真波散射部件。
值得注意的是，在上述實施例中，柔性印刷電路(FPC)被用作安裝在基底上的電路的布線。然而，可以備選地將柔性扁平電纜(FFC)用作布線。
權(quán)利要求
1.一種聲波型接觸檢測裝置，包含基底，具有傳播聲波的表面；聲波生成部件；反射陣列，用于使產(chǎn)生的聲波沿著所述基底的表面?zhèn)鞑?；檢測器，用于檢測由接觸所述基底的表面的物體引起的聲波的變化；以及控制器，用于確定所述物體的幾何坐標(biāo)；其中亂真波散射部件在所述基底上構(gòu)成，所述亂真波散射部件用于漫射伴隨所述聲波的產(chǎn)生而生成的亂真波。
2.如權(quán)利要求1所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述亂真波散射部件包含與所述基底相同的材料構(gòu)成的反射陣列。
3.如權(quán)利要求1所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述聲波生成部件和所述亂真波散射部件通過印刷或蝕刻而構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述聲波生成部件和所述亂真波散射部件通過印刷或蝕刻而構(gòu)成。
5.一種聲波型接觸檢測裝置，包含基底，具有傳播聲波的表面；模式轉(zhuǎn)換單元；反射陣列，用于使產(chǎn)生的聲波沿著所述基底的表面?zhèn)鞑?；檢測器，用于檢測由接觸所述基底的表面的物體引起的聲波的變化；以及控制器，用于確定所述物體的幾何坐標(biāo)；其中漫射部分在所述基底上構(gòu)成，所述漫射部分用于漫射伴隨所述聲波的產(chǎn)生而生成的亂真波。
6.如權(quán)利要求5所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述漫射部分包含一組隨機分布的漫射凸起。
7.如權(quán)利要求5所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述漫射部分包含多條基本平行的傾斜線，所述多條基本平行的傾斜線密集地分布于與設(shè)置所述模式轉(zhuǎn)換單元之處相對的所述基底的邊緣附近。
8.如權(quán)利要求5、6或7所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述漫射部分由與所述基底相同的材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求5、6或7所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述模式轉(zhuǎn)換單元和所述漫射部分通過印刷或蝕刻而構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求8所述的聲波型接觸檢測裝置，其中所述模式轉(zhuǎn)換單元和所述漫射部分通過印刷或蝕刻而構(gòu)成。
全文摘要
包括在亂真波散射部件內(nèi)的兩組傾斜線(16、20)以互相反向的角度形成在基底(2)的上部邊緣附近。傾斜線的角度使得它們朝向基底中心部分接近垂直以及朝向其邊緣逐漸減小。以相同的方式，同樣包括在亂真波散射部件內(nèi)的另外兩組傾斜線(26、30)以相互反向的角度形成并伴隨逐漸變化的角度。到達(dá)這些區(qū)域的亂真波被傾斜線漫射，以使它們沒有被傳播至轉(zhuǎn)換器(傳感器)(12、14)。由以45°以外的角度傾斜的傾斜線構(gòu)成的三個矩形亂真波散射部件(34、36、38)還起到了漫射和消除沿著基底的前表面?zhèn)鞑サ膩y真波的作用。
文檔編號G06F3/033GK1950787SQ200480039872
公開日2007年4月18日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
發(fā)明者田中芳和, J·肯特, J·羅尼 申請人:泰科電子有限公司