FI92530B - Akustisia aaltoja käyttävä kosketuspaneeli - Google Patents

Description

» 1 92530

Akustisia aaltoja käyttävä kosketuspaneeli Tämä keksintö liittyy yleisesti kosketusohjausjärjestelyyn käytettäväksi grafiikkanäyttölaitteessa ja erityi-5 sesti uuteen järjestelyyn ja järjestelmään kosketuspaikan koordinaattien identifioimiseksi.

Tässä käsitellyn tyyppinen grafiikkanäyttölaite käyttää yleensä hyväkseen katodisädeputkea (CRT), vaikkakin muunkintyyppisiä näyttöelimiä voidaan käyttää. Tyypillises-10 sä tekniikan tason mukaisessa järjestelyssä on kaksi vierekkäistä näyttöpinnan (etulevy) sivua varustettu valolähteen rivistöllä, jotka on järjestetty kehittämään ryhmän rinnakkaisia valoreittejä, jotka ulottuvat etulevyn poikki, ryhmien leikatessa mieluummin suorassa kulmassa valoteiden 15 verkkokuvion muodostamiseksi, joka peittää näyttöpinnan. Vastaavat valoilmaisimien rivistöt reunustavat etulevyn niitä sivuja, jotka ovat valolähteiden rivistöjä vastapäätä.

Käytännössä tietty grafiikka välitetään näytölle ohjaimella vasteena operaattorin käskylle, joka käsky voi-20 daan ottaa etulevyn jonkin alueen osoittamisen muodossa.

Tämä osoittaminen katkaisee yhden tai useampia valonsäteitä, mikä katkaiseminen saa säteen määrittämän valoilmaisimen kehittämään signaalin, joka johdetaan ohjaimelle tietyn grafiikan valitsemiseksi. Esimerkiksi US-patenttijulkaisu 25 3 775 560 selvittää esimerkillä tämäntyyppistä grafiikka- • » .

näyttölaitteen ohjaamista. Yllä esitetyn tyyppinen kosketusohjaus järjestely pyrkii olemaan melko kallis, koska kutakin valolähdettä kohden otetaan käyttöön erillinen valo-ilmaisin.

30 On tunnettua käyttää pinta-akustisen aallon (SAW) energiaa kosketusohjaukseen. US-patenttijulkaisu 3 134 099 • · (Woo) esittää järjestelyn, jossa joukko pietsosähköisiä muuntimia, jotka on kytketty sähköisesti rinnakkain, on sijoitettu pitkin lasilevyn kahta vierekkäistä reunaa. Muun-35 timet on kytketty levyyn ja luovat vasteena ohjaussignaalille pinta-aaltoja, jotka etenevät lasilevyn pinnan 2 92530 poikki. Kirjoituskynä, joka sisältää pietsosähköisen komponentin, asetetaan kosketukseen lasilevyn kanssa tuntemaan etenevä häiriö ja sitten antamaan sopiva signaali ohjausyksikölle, joka mittaa kuluneen aikavälin ajan, jolloin 5 ohjaussignaali johdettiin muuntimelle, joka synnytti häiriön, ja ajan, jolloin signaali vastaanotettiin kynällä, välillä. On huomionarvoista, että Woon järjestelyssä tarvitaan joukko pietsosähköisiä muuntimia kutakin lasilevyn kahta vierekkäistä sivua kohden. Lisäksi Woon järjestelmä 10 vaatii erikoisen kosketuskynän käyttöä, joka kykenee tuntemaan pinta-akustiset aallot, jotka kulkevat paneelin poikki.

US-patenttijulkaisu 3 653 031 (Hlady) on kohdistettu kosketusherkkään sijaintikoodaimeen, joka myös käyttää 15 elastisia pinta-aaltoja generoivia muuntimia, jotka on sijoitettu pitkin läpinäkyvän lasilevyn reunoja. Muuntimet toimivat säteilijöinä, samoin kuin myös antureina, ja siten palvelevat lähettämällä pinta-aaltoja lasilevyn poikki, samoin kuin myös vastaanottamalla näitä aaltoja.

20 Toiminnassa sormi tai kynä, joka on sijoitettu tiettyyn paikkaan lasilevyllä, heijastaa siihen törmänneet pinta-aallot. Heijastunut aalto, joka ilmaistaan, johdetaan an-tureihin liittyvälle ajoituspiiristölle, joka piiristö määrittää sormen tai kynän paikan geometriset koordinaatit.

,, 25 Taas, kuten Woon tapauksessa, tarvitaan kaksi muuntimien * ryhmää tai rivistöä luomaan pinta-aallot, jotka etenevät lasilevyn poikki.

US-patenttijulkaisu 3 673 327 (Johnson et ai.) esittää jälleen erään SAW-tyyppisen kosketusherkän paneelin ko-30 koonpanon, joka käsittää katodisädeputken etulevyn päälle sijoitetun paneelin ja jolla on ensimmäinen joukko lähetti-miä sijoitettuna pitkin paneelin ensimmäistä reunaa generoimaan samansuuruinen joukko Rayleigh (pinta-)säteitä, jotka etenevät paneelin pinnan poikki X-suunnassa, ja jos-35 sa on vastaava joukko ilmaisimia sijoitettuna pitkin paneelin reunaa, joka on vastapäätä ensimmäistä reunaa, « · >

II

3 92530 yksilöllisesti vastaanottamaan määritellyn säteen mainitusta säteiden joukosta. Samalla tavalla on toinen joukko lähettimiä sijoitettu pitkin toista paneelin reunaa, joka on ensimmäisen reunan vieressä, samanaikaisesti synnyttä-5 mään toinen joukko Rayleigh-aaltosäteitä, jotka etenevät paneelin poikki Y-suunnassa, joka on kohtisuorassa X-suun-taa vastaan. Samansuuruinen toinen joukko ilmaisimia on sijoitettu pitkin paneelin reunaa, joka on mainittua toista reunaa vastapäätä, vastaanottamaan määritetty säde mai-10 nitusta toisesta säteiden joukosta. Tämän mukaisesti tämä aaltosäteiden X-Y-verkon synnyttämiseksi tarvitaan lähetin kutakin aaltosädettä kohden ja tarvitaan ilmaisin kutakin tällaista lähetintä kohden.

Käytön aikana jokainen lähetin lähettää säteen 15 Rayleigh-pinta-aaltoja pitkin paneelin pintaa. Kun sormi tai muu esine tämän jälkeen painetaan paneelia vasten, absorboituu akustista aaltoenergiaa keskeyttäen siten sen lähetyksen sille määrätylle ilmaisimelle. Normaalin signaalin poissaolo tai vähentyminen tietyllä ilmaisimella muo-20 dostaa kosketusilmaisun, joka johdetaan tietokoneelle.

Kuitenkin Johnsonin et ai. kosketusohjausjärjes-telmän samoin kuin sen optisen vastineen periaatteellinen haitta piilee siinä, että tarvitaan paljon lähettimiä ja ilmaisimia toteuttamaan leikkaavat aaltoenergian reitit, 25 jotka muodostavat paneelin päällä olevan ristikon. Mekaaniset seikat ja kustannukset, jotka liittyvät samansuuruisen määrän lähettimiä ja ilmaisimia, joiden kaikkien tulee olla erikseen johdatettuja, käytännön hyväksikäyttöön, ovat ilmeisiä epäkohtia.

30 Muut US-patenttijulkaisut kosketusohjaustekniikan alueella ovat seuraavat: 3 775 560, 3 808 364, 3 916 099, 3 956 745, 4 198 623, 4 254 333, 4 286 289 ja 4 346 376.

Lisäksi US-patenttijulkaisut ja kirjallisuusviitteet pinta-akustisten aaltojen alueelta, joita käsiteltiin, 35 ovat: 3 883 831 ja 4 403 165.

4 92530 "Use ofApodized Metal Gratings in Fabricating Low Cost Quartz RAC Filters", G.W. Judd ja J.L. Thoss. Proceedings of the IEEE 1980 Ultrasonics Symposium, s.

343.

5 Keksintö on yleisesti suunnattu tuottamaan paran nettu kosketusherkkä paneelijärjestelmä, joka on ensisijaisesti suunniteltu grafiikkanäyttö-CRT:lle tai käytettäväksi sen kanssa.

Esillä oleva keksintö tuottaa siten kosketuspanee-10 lijärjestelmän, joka käsittää: pohjalevyn, jolla on kosketuspinta; ja välineet, jotka ovat herkkiä kosketukselle mainitulla kosketuspinnalla signaalin kehittämiseksi, jolla on ensimmäinen ominaisuus, joka ilmaisee kosketuksen sijainnin mainitulla kosketuspinnalla ja toinen ominaisuus, 15 joka ilmaisee kosketuksen itsensä.

Keksinnön eräs piirre on, että keksinnön kosketus-herkkä järjestely on tunnettu minimaalisesta mekaanisesta ja elektronisesta monimutkaisuudesta sekä pienentyneistä tuotantokustannuksista.

20 Esillä oleva keksintö liittyy myös kosketuspaneeli- järjestelmään, joka käsittää: aluslevyn, jolla on kosketuspinta; välineet, jotka ovat herkkiä kosketukselle mainitulla kosketuspinnalla ulostulosignaalin kehittämiseksi, jolla on ensimmäinen ominaisuus, joka ilmaisee kosketuksen si-25 jainnin mainitulla kosketupinnalla, ja toinen ominaisuus, joka ilmaisee kosketuspaineen; ja välineet mainitun ulostulosignaalin vastaanottamiseksi, jotka välineet ovat herkkiä ensimmäiselle ominaisuudelle ennalta määrätyn ohjattavissa olevan toiminnan identifioimiseksi ja jotka ovat 30 herkkiä mainitulle toiselle ominaisuuden mainitun ohjattavissa olevan toiminnan ohjaamiseksi.

Esillä oleva keksintö liittyy edelleen katodisäde-putkeen käytettäväksi kosketuspaneelinäyttöjärjestelmässä, joka kykenee tunnistamaan kosketusten sijainnit ennalta 35 määrätyllä akselilla järjestelmän näyttöpinnalla, mainitulle putkelle ollessa tunnusomaista, että se sisältää:

II

5 läpinäkyvän tasaisen lasietulevyn, jossa on kosketusnäyttö-pinta, joka kykenee kuljettamaan pinta-akustisia aaltoja ja jolle on ominaista, että kosketus tällä pinnalla aiheuttaa pinta-aallon, joka etenee kosketusalueen läpi, häiriintymisen; sisääntulon pinta-aaltomuunninvälineet, jotka on mekaanisesti ja akustisesti kytketty etulevyn kosketus-näyttöpintaan ja ovat käyttökelpoiset, kun ne on aktivoitu lähettämään pinta-aaltojen purskeen mainitulle pinnalle; ja ainakin yhden aaltoja heijastavien elementtien ryhmän etu-levyn kosketusnäyttöpinnassa tai pinnalla pinta-aaltojen, jotka on johdettu sisääntulomyynninvälineiltä, suuntaamiseksi etulevyn kosketusnäyttöpinnan poikki.

Keksinnön lisäpiirteet ja edut ymmärretään parhaiten seuraavan selityksen ja oheisten piirustusten avulla, joissa:

Kuvio 1 kuvaa, osittain periaatteellisessa muodossa, grafiikkanäyttölaitetta, joka toteuttaa keksinnön;

Kuvio 2 on tasokuva kuvion 1 kosketusherkästä näyt-töpaneelista kuvaten joissakin yksityiskohdissa heijastavan tilan rakennetta ja sijoitusta;

Kuvio 3 on graafinen kuvaus, joka esittää vastaanotettua pinta-akustisen aallon energiaa, joka kulkee kuvion 2 kosketuspaneelin erään koordinaatin läpi;

Kuvio 4 on graafinen kuvaus, joka esittää vastaanotetun pinta-akustisen aallon energiaa, joka kulkee kuvion 2 kosketuspaneelin toisen, kohtisuorassa olevan, koordinaatin läpi;

Kuvio 5 on kaavamainen esitys heijastushilasta ja joukosta heijastuneita aaltokomponentteja, jotka tämä hila on kehittänyt;

Kuvio 6 esittää aaltomuotoa, joka on kehitetty ulos-tulomuuntimella, joka on herkkä kuviossa 5 esitetyille heijastuneille aaltokomponenteille;

Kuvio 7 esittää aaltomuotoa, joka on kehitetty ulos-tulomuuntimella, joka on herkkä heijastuneiden aaltokompo-nenttien pitkänomaisille joukoille; , 92530 6

Kuvio 8 on kaavamainen esitys ulostulomuuntimen, jota käytetään keksinnön mukaisesti rakennetussa kosketus-näyttöpaneelilaitteessa, ulostulosignaalin tasasuunnatun version; 5 Kuvio 9 on kaavamainen esitys heijastavasta ryhmästä, jossa elementtien kuvio seuraa "sormen poisvetämisestä";

Kuvio 10 on kaavamainen esitys heijastavasta ryhmästä, jossa yksittäiset elementit ovat pirstoutuneet kuvion mukaisella tavalla; 10 Kuvio 10A on kaavamainen esitys heijastavasta ryh mästä, jossa yksittäisten elementtien pituus kasvaa suunnassa, joka on poispäin viereisestä muuntimesta;

Kuvio 11 on kaavamainen esitys kosketuspaneelijärjestelystä, jossa käytetään yhtä elintä sisääntulo- ja 15 ulostulomuuntimena;

Kuvio 12 on kaavamainen esitys kosketuspaneelijärjestelystä, joka hyödyntää ulostulomuunninta, joka on yhtä laaja paneelin yhden koordinaatin kanssa;

Kuvio 13 on kaavamainen esitys kosketuspaneelijär-20 jestelystä, jossa pinta-aaltoja heijastava ristikko käsittää heijastajien elementtien erillisiä ryhmiä;

Kuvio 14 kuvaa pulssityyppisen aaltomuodon, jonka ulostulon muunnin kehittää vasteena purskekomponenteille, jotka kehitetään kuvion 13 suoritusmuodolla; 25 Kuvio 15 esittää kuviossa 14 esitetyn aaltomuodon muunnelman; j a

Kuvio 16 on kaavamainen esitys keksinnön toisesta suoritusmuodosta, joka esittää ympyräkoordinaattijärjestelmää; 30 Kuvio 17 on osittain kaavamainen esitys kuviossa 1 esitetystä laitteesta kun se on muutettu toimimaan yhteistyössä kosketuspaneeliohjausjärjestelmän ensisijaisen muodon kanssa;

Kuvio 17a on lohkokaavio kosketuspaneeliohjausjär-35 jestelmästä, joka on tarkoitettu käytettäväksi kuvion 17 näyttölaitteen kanssa;

II

7 92530

Kuvio 18 on esitys kosketusohjauspaneelista kohdistimen, joka liittyy kauko-ohjättävään laitteeseen, ohjaamiseksi;

Kuvio 19 on esitys yhden koordinaatin kosketusoh-5 jauspaneelista;

Kuvio 20 on perspektiivikuva katodisädeputkesta, joka toteuttaa keksinnön;

Kuvio 21a on osittain kaavamainen esitys keksinnön vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta esittäen kosketusohjaus-10 paneelin sijoitettuna paikkaan, joka on kaukana ohjatusta kuvannäyttölaitteesta; ja

Kuvio 21b on osittain kaavamainen esitys toisesta suoritusmuodosta esittäen kauaksi sijoitetun kosketusoh-jauspaneelin, joka liittyy ohjattavaan laitteeseen.

15 Kuvio 1 esittää grafiikkanäyttölaitteen 10, joka käsittää grafiikkaohjaimen 12 ja näyttöyksikön 14, jolla on näyttöpinta 16. Katodisädeputki voidaan ottaa käyttöön näyttämään grafiikkaa ja esillä oleva keksintö tullaan selittämään tässä ympäristössä. Kuitenkin on ymmärrettävä, 20 että keksintö on heti sovellettavissa muihin näyttölaitteisiin, esimerkiksi elektroluminenssi- tai nestekidelaittei-siin tai jopa niin yksinkertaisiin näyttöihin kuin hissi-numeronäyttö, joista jokaista voidaan käyttää katodisäde-putken asemesta. Joissakin sovellutuksissa on erillinen 25 paneeli sijoitettu näyttölaitteen etulevyn päälle.

Etulevy tai paneeli on tavallisesti määritetty "kosketusohjauspaneeliksi", koska grafiikka tai muu informaatio voidaan muodostaa näytölle ohjaimella 12 vasteena operaattorin käskylle, joka voidaan saada vaiintataulukon, 30 joka liittyy kosketusohjauspaneelin, tietyn alueen koskettamisen muodossa. Näyttöpinta 16, oli se sitten katodisäde-putken etulevy tai erillinen paneeli, muodostaa aluslevyn, jonka pinta kykenee johtamaan pinta-akustisia aaltoja. Kuten tullaan esittämään, koskettaminen keskeyttää aaltoener-35 gian kulun tai vähentää aaltoenergiaa, joka on suunnattu pitkin yhtä tai useampia reittejä, jotka muodostavat 8 92530 paneelin päällä olevan hilan. Sellaisen keskeyttämisen ilmaisu ja analysointi auttaa identifioimaan koordinaatin X, Y tai kosketetun alueen muut koordinaatit, joka informaatio puolestaan on määräävä grafiikalle, joka välitetään 5 näytölle tai laitteen muille vasteille.

Tätä varten laite 10 edelleen sisältää tietokoneen 22 liitäntäpiirin 24 saamiseksi toimimaan ennalta määrätyssä järjestyksessä, niin että kun akustisen aaltoener-gian häiriintyminen tai keskeyttäminen on ilmaistu, muun-10 nettu sähköiseksi signaaliksi ja syötetty takaisin tietokoneelle liitäntäpiirin 24 kautta, on keskeytyksen sijainti identifioitavissa tietokoneella. Grafiikkaohjain 12 käsittää ohjauselektroniikan katodisädeputkea 14 varten ja tätä tarkoitusta varten vahvistaa ja muulla tavoin sääte-15 lee tietokoneen 22 ulostuloa. Toimintojensa suorittamiseksi käsittää tietokone kellon (ajoitussignaalien lähteen), videoinformaation lähteen (lähteet), sekä vaaka- ja pysty-synkronointipulssien lähteet. Ohjaimen 12 ulostulo on kytketty katodisädeputken 14 ohjauselektrodeihin sekä katodi-20 sädeputken poikkeutuskäämeihin valitun grafiikan näyttämiseksi tietokoneen 22 valvonnan alaisena. Vastaavasti, kun tietokone identifioi aallon keskeytyksen sijainnin tai osoitteen, se antaa ulostulona sopivaa informaatiota ohjaimelle 12 videonäytön muuttamiseksi grafiikalle, joka .. 25 liittyy operaattorin koskettamaan osoitteeseen.

Kuten kuviossa 1 esitetään, on liitäntäpiirillä 24 sisääntulonavat kytkettyinä väylän 30 kautta vastaanotin muuntimille R1, R2 ja ulostulonavat kytkettynä lähetin-muuntimille T1, T2 väylän 32 kautta. Piirillä 24 on lisä-30 sisääntulo- ja ulostulonavat kytkettynä tietokoneeseen 22 sen kanssa vuorovaikuttamista varten. Piiri 24 antaa vasteena ajoitussignaaleille tietokoneelta 22 ulostuloksi laukaisusignaaleja, jotka aktivoivat muuntimet T1, T2 ajoitetussa järjestyksessä, niin että pinta-aallon tämän jäl-35 keen tapahtuvan häiritsemisen sijainti on identifioitavissa.

92530 9

Sisääntulomuuntimet T1 ja T2, jotka kuvataan tarkemmin myöhemmin, on sijoitettu alustan pinnalle 16 reunojen 18 ja vastaavasti 20 viereen kuviossa 2. Lähde 25 liitäntäpiirissä 24 palvelee liittämällä sisääntulosignaa-5 lit S1 ja S2 väylän 32 kautta vastaaviin muuntimiin T1 ja T2, jotka muuntimet, vasteena näihin signaaleihin, yksilöllisesti lähettävät akustisten pinta-aaltojen purskeen pitkin ensimmäistä ja toista reittiä T1 ja T2 pinnalla 16.

Kuten kuviossa 2 myös esitetään, on ensimmäinen ja 10 toinen ulostulomuunnin R1 ja R2 asetettu aluslevyn pinnalle 16 vastaavien sivujen 18 ja 20 eli sivujen, jotka ovat lähellä niihin liittyviä sisääntulomuuntimia T1 ja T2, viereen. Tavalla, joka kerrotaan yksityiskohtaisesti myöhemmin, kehittävät muuntimet R1 ja R2 vastaanottaes-15 saan pinta-aaltoja, jotka niihin liittyvät sisääntulomuuntimet ovat lähettäneet, vastaavat ulostulosignaalit S3 ja S4, jotka analyysin aikana tuovat esiin lähetetyn pinta-aallon ominaisuuden, esimerkiksi muutoksen amplitudissa, joka johtuu vastaanotetun pinta-aaltopurskeen häiritsemi-20 sestä.

Ensimmäinen heijastava tila G1, joka käsittää heijastavien elementtien e1-en ryhmän, on sijoitettu reitille P1 jokaisen edellä mainituista elementeistä ollessa tehokkaasti järjestetty ensisijaisesti samanlaisiin osu-25 makulmiin reitin P1 pituusakseliin nähden. On suositeltavaa, että heijastavien elementtien osumakulmat ovat suhteessa reitin P1 akseliin noin 45°. Lisäksi reitin P1 pituusakseli on ensisijaisesti sijoitettu rinnakkain alus-levyn pinnan 16 ylemmän reunan kanssa, kuten kuvioissa 1 30 ja 2 esitetään.

Heijastavat elementit e1-en lohkovat alunperin lähetetystä pinta-aaltopurskeesta suuren joukon aaltokompo-nentteja ja suuntaavat nämä aaltopurskekomponentit alus-levyn pinnan 16 poikki pitkin vastaavansuuruista määrää 35 reittejä pv, joista kukin on sijoitettu kulmaan reitin P1 akseliin nähden. Kuten kuvioissa 1 ja 2 on piirretty, 10 92530 on kukin reitti tässä suuressa määrässä reittejä sijoitettu 90° kulmaan reitin P1 akseliin nähden.

Toinen heijastava tila G2 käsittää samalla tavoin heijastavien elementtien e'1-e'n joukon, joka on sijoitet-5 tu pitkin reittiä P3 ja on tehokkaasti järjestetty samansuuruisiin osumakulmiin reitin P3 pituusakseliin nähden niiden aaltokomponenttien sieppaamiseksi, jotka on lohkaistu reittiä P1 kulkevasta aallosta ja ohjattu aluslevyn pinnan 16 poikki pitkin reittejä pv. Hila G2 sieppaa 10 aaltopurskekomponentit, jotka saapuvat pitkin reittejä pv ja suuntaa ne uudelleen pitkin reittiä P3 kohti vastaanottavaa rauunninta R1, joka muuntaa vastaanotetun purs-keen aaltoenergian sähköiseksi ulostulosignaaliksi S3. Vastakkaisella tavalla ensimmäiseen heijastavaan hilaan G1 näh-15 den on hilan G2 elementit sijoitettu 45° kulmiin reitin P3 pituusakseliin nähden mahdollistamaan niiden aaltokomponenttien sieppaus ja uudelleen suuntaaminen, jotka saapuvat hilalta G1.

Yllä kuvattu muunninpari T1, R1 ja hilat G1, G2 20 muodostavat yhden osan pinta-aaltopurskereittien pv, jotka ovat sijoitettu aluslevyn pinnan 16 poikki, ristikosta. Toinen osa tätä ristikkoa luodaan toisella muunninpari11a T2, R2 ja niihin liittyvillä hiloilla G3, G4. Vastaavalla tavalla kuin yllä kuvattiin, lähettää muunnin T2, vastee-25 na laukaisusignaalille S2 lähteeltä 25 liitäntäpiirissä 24, akustisten pinta-aaltojen purskeen pitkin reittiä P2, joka reitti on sijoitettukohtisuoraan aikaisemmin kuvattuja reittejä P1, P2, vastaan. Kolmas heijastava hila G3 käsittää ryhmän heijastavia elementtejä e11-enn, jotka 30 on sijoitettu pitkin reittiä P2, niin että elementit on tehokkaasti järjestetty samansuuruisiin törmäyskulmiin reitin P2 akseliin nähden.. Hila G3 lohkoo pinta-aallosta, joka on lähetetty muuntimella T2, suuren joukon aaltopurs-kekomponentteja ja suuntaa nämä aaltopurskekomponentit 35 aluslevyn pinnan 16 poikki pitkin suurta joukkoa reittejä ph, joista kukin on sijoitettu 90° kulmaan reitin P2 akseliin nähden.

I! „ 92530

Neljäs heijastava hila G4, joka käsittää heijastavien elementtien e'11-e'nn ryhmän, on sijoitettu pitkin reittiä P4, kunkin elementin ollessa järjestetty 45° kulmaan reitin P4 pituusakseliin nähden. Hilan G4 heijasta-5 vat elementit sieppaavat aaltokomponentit, jotka on suunnattu sinne hilan G3 elementeillä pitkin reittejä ph, ja uudelleensuuntaa nämä siepatut aaltopurskekomponentit pitkin reittiä P4 vastaanotinmuuntimelle R2.

Koska muuntimet T2 ja T2 lisäksi lähettävät pinta-10 akustisia aaltoja pitkin reittejä P1 ja P2 suunnissa, jotka ovat vastakkaiset niiden vieressä oleville vastaaville hiloille G1 ja G3, on toivottavaa hankkia välineet tällaisen aaltoenergian pysäyttämiseksi. Tämän seurauksena on pari vaimentimia 33 ja 35, jotka voivat olla muodos-15 tettu pehmeästä epoksista, asennettu näyttöpinnalle välittömästi vastaavien muuntimien T1 ja T2 taakse.

Juuri kuvatulla tavalla ja kuten kuviossa 2 on piirretty, on näyttöpinta 16 nyt varustettu ristikolla, joka käsittää suuren joukon akustisten pinta-aaltopurs-20 keiden toisiaan leikkaavia reittejä, jotka pinta-aallot on sidottu ennalta määrätyille reiteille reittien ph sarjan ollessa sijoitettu samansuuntaisesti sen kanssa, jota voidaan kutsua näyttöpinnan 16 horisontaali- tai pääakseliksi, leikkaavan reittien pv joukon ollessa si-25 joitettu samansuuntaisesti näyttöpinnan vertikaali- tai pikkuakselin kanssa. Tällä tavoin toisiaan leikkaavat aaltoenergiareitit kulkevat näyttöelimen pinnan poikki muodostaen näyttöpinnan 16 päällä olevan ristikon.

Kuten yllä kuvattiin, ovat välineet, jotka ovat 30 liitäntäpiirin 24 ja väylän 32 muodossa, kytketty sisään tulomuuntimi in T1 ja T2 aloittamaan pinta-aaltopurs-keiden lähettämisen pitkin reittejä P1 ja P2. Signaalien S1 ja S2 liittäminen muuntimille T1 ja T2 synnyttää ja lähettää pitkin pintaa 16 elastisia (ultraääni) pinta-35 aaltoja, joilla on oleellisesti tasomainen aaltorintama, jolla on yhtenäinen amplitudi ja vaihe pitkin synnyttävän 12 92530 muuntimen kanssa yhdensuuntaisia rivejä. Muuntimet T1 ja T2 (samoin kuin R1 ja R2) ovat tyypillisesti pietsosäh-köisiä muuntimia, jotka muodostuvat lyijy-sirkonaatti-titanaatti-keramiikasta, joka on asennettu pienemmän no-5 peuden omaavan materiaalin prismalle, esimerkiksi Lucite, joka aiheuttaa tehokkaan sähkömekaanisen kytkennän alus-levyn pintaan 16.

Synnytetyt pinta-aallot, jotka on lähetetty pitkin reittejä P1 ja P2, vastaanotetaan lopulta muuntimilla R1 ja 10 R2 ja muunnetaan sähköisiksi signaaleiksi S3 ja S4. Väline, joka käsittää signaalin käsittelypiirin 23 ja sisältyy liitäntäpiiriin 24 (ks. kuvio 1), on kytketty vastaanottavien muuntimien R1 ja R2 ulostuloihin määrittämään analyysillä, joka perustuu häirityn pinta-aaltopurskeen siirto-15 aikaan, mitä reiteistä ph, pv kosketuksen häiritsemä aalto kulki ja sitä kautta muodostamaan kosketuksen sijainti näyttöpinnan kahdella koordinaatilla. Esimerkiksi yhden koordinaatin järjestelmässä, X-koordinaatin identifioimiseksi häirityn aaltopurskeen reitin sijainnille vaaka-ak-20 selillä, kuten kuviossa 2 esitetään, on määrittämisväli-neet järjestetty tekemään aika-analyysi pinta-aaltopurs-keelle, joka vastaanotetaan muuntimella R1. Tätä varten määrittämisvälineen analyysi alkaa hetkellä, jolla sisään-tulosignaali S1 tuodaan muuntimelle T1 lähettämään pinta-25 aalto. Kuvion 3 aikakaaviossa on piirretty aikaisin aika, ' jona akustinen aaltopurske lähettimeltä T1 voisi saapua vastaanottimelle R1.

Kun oletetaan, että näyttöpinnan 16 päällä olevan verkon dimensiot ovat noin 20 x 28 cm, ja kun edelleen 30 oletetaan, että siirtoaika, joka vaaditaan pinta-aalto-purskeelta ensimmäisen heijastavan elementin e1 reitillä P1 tavoittamiseksi, on noin 2 mikrosekuntia, kuten on myös siirtoaika, joka vaaditaan pinta-aaltopurskeelta siirtymiseksi vastaanottimelle R1 elementiltä e'1; tähän lisätään 35 pinta-aallon siirtoaika heijastavalta elementiltä e1 näyttöpinnan 16 poikki elementille en, joka aika on noin

II

92530 13 64 mikrosekuntia. Tämän mukaisesti ilmaisin havaitsee minkä tahansa häiriön, joka saapuu ensimmäisten 64 mikrose-kunnin aikana, jotka seuraavat välittömästi lähettimen T1 liipaisemista. Kun oletetaan vähän aikaa, ettei mitään het-5 kellisen pinta-aallon, jonka T1 lähetti, havaita, saattaisi muuntimen R2 ulostulo esittää kiinteäviivaisen vasteen, joka on esitetty kuviossa 3. Siinä on piirretty aaltomuoto, jolla on suhteellisesti vakio amplitudi, noin 176 mikrose-kunnin ajan. Tämä vaste on muodostettu sen tosiasian no-10 jalla, että hetkellä tO alkavalle jaksolle, vastaanotetaan jatkuvasti pinta-aaltoenergiaa ilmaisimella R1 176 mikro-sekuntia, eli aikaan tn asti. 176 mikrosekunnin aikaväli on suurin piirtein se aika, joka pinta-aallolta vaaditaan koko heijastavan hilan G1 pituuden kulkemiseksi ja palaa-15 miseksi pitkin heijastavan hilan G2 pituutta. Häiriön puuttuessa syöttää muuntimen R2 ulostulo, analysoitaessa liitäntäpiirillä 22, signaalin tietokoneelle 22, joka signaali ilmaisee tosiasian, että keskeyttämätön pinta-aaltojen purske kulki aluslevyn pinnan 16 poikki ilman interfe-20 renssiä. Tietokone välittää tämän tiedon ohjaimelle 12, joka vuorostaan säilyttää grafiikkanäytön katodisädeput-kella häiritsemättömänä.

Oletetaan, että operaattori haluaa valita eri grafiikan kuin se, jota ollaan näyttämässä. Valintataulukko, ku-25 ten kaavio tai muuntyyppinen hakemisto, ilmaisee, mitä eri-tyistä näyttöpinnan 16 aluetta pitäisi koskea halutun grafiikan kutsumiseksi. Tämän mukaisesti olettaen, että tämä erityinen alue on kuviossa 2 esitetty alue A1, vie operaattori sitten sormensa toisiaan leikkaavien pinta-aaltojen 30 ristikkoon koskettamalla näyttöpintaa kohdassa A1, mikä «toiminta aiheuttaa osan akustisen pinta-aallon energiasta, joka kulkee kosketetun alueen poikki, absorboitumisen. Tä-|mä kosketustoiminta on parhaiten selitetty ja ilmaistu viittaamalla jälleen kuvioon 3, joka kuvaa vaikutusta R1:n 35 Ulostulon aaltomuotoon, joka johtuu pinta-aallon, joka kulkee näyttöpinnan poikki alueen A1 läheisyydessä, häiritse- 14 92530 misestä. Tämä vaikutus ilmenee aaltomuodossa painumana D1 aika-akselilla, joka vastaa pistettä, jossa operaattori koski paneeliin. Olettakaamme, että kosketuspiste sattuu noin yhden neljäsosan etäisyydelle näyttöpinnan pää-5 akselilla, joka alkaa vasemmalta puolelta, kuten kuviossa 2 kuvataan. Kuten on aikaisemmin todettu, oletettiin, että aika, jonka pinta-aalto tarvitsee kulkeakseen hilan G1 pituuden, oli 88 mikrosekuntia. 1/4 tästä ajasta olisi 22 mikrosekuntia. Lisättäessä tähän määrään 64 mikrosekuntia, 10 joka aallolta vaaditaan kulkemiseen pitkin reittejä, jotka ovat yhdensuuntaisia pinnan pikkuakselin kanssa, lisäämällä 22 mikrosekuntia, joka vaaditaan kuljettaessa vastaava ryhmän G2 osa, ja lopulta lisättäessä 4 mikrosekuntia (2 + 2) aloitus- ja lopetussiirtoaikoja, kertoo ilmaisimen ulos-15 tuloaaltomuoto, että aaltopurskeen, jonka T1 lähetti ja jonka R1 myöhemmin vastaanotti, tapahtui noin 112 mikrosekuntia (2 + 2 + 64 + 22 + 22) sen jälkeen kun lähetin T1 lähetti käsiteltävänä olevan pinta-aallon. Tämä 112 mikro-sekunnin aikaväli analysoidaan tietokoneella 22, joka in-20 formoi ohjaimelle 12, että häiriö ilmaistiin vastaanottimella R1 tietyllä hetkellä aikatasossa.

Mieluummin lyhyen aikaa myöhemmin lähetetään pinta-aaltopurske lähettimellä T2 ja heijastetaan hiloilla G3 ja G4 tämän aallon komponenttien palauttamiseksi vastaanotti-25 melle R2. Tavalla, joka kuvattiin edellä viitattaessa häi- • · * riöön, joka ilmaistiin R1:lla, ilmaistaan nyt pinta-aalto- komponentit, jotka nyt kulkevat näytön pinnan pääakselin kanssa yhdensuuntaista reittiä ph, vastaanottimella R2, joka samalla tavoin määrittää tapahtuman ja ajan, jolloin 30 edellä mainittu aallon häiritseminen, joka ilmenee kuviossa 4 painumana D2, tunnettiin Y-akselilla. Liittämällä tämä aikaan suhteutettu informaatio informaatioon, joka kehitettiin suhteessa toiseen akseliin, tietokone informoi ohjainta 12 häiriön (A1:n koskettaminen) koordinaateista, 35 niin että ohjain voi välittää näytettäväksi katodisädeput- 1 li ,5 92530 ken kuvapinnalla tietyn grafiikan, joka liittyy tai on määritetty paikkaan, jossa kosketus tapahtui.

On havaittu, että samanaikaiset operaatiot molempien koordinaattien identifioimiseksi ovat mahdollisia, mutta en-5 sisijäinen toimintamuoto on vuorotella kahden välillä. Jälkimmäinen käytäntö eliminoi ylikuulumisen ongelmat ja tekee mahdolliseksi säästää kustannuksia vuorottelemalla tiettyjä piirielementtejä (esim. viritettyä vahvistinta) koordinaatin määrittämien kanavien välillä näiden elementtien kak-10 sinkertaisen käytön sijasta.

Onnistuneesti käytäntöön muunnetussa suoritusmuodossa ovat yllä kuvatut hilat G1-G4 muodostettu turvautumalla silkkipainantatekniikkaan, jossa sulatemateriaali (juo-toslasi) sijoitettiin kuvioon, joka kuvataan kuviossa 2.

15 Vielä tarkemmin sanottuna generoitiin hilaelementtiku- vion muoto ja sijoittelu tietokoneella sormen poisvetome-netelmää hyödyntäen. Käsitellään ensin perusmallista heijastavaa lineaarista ryhmää, joka käsittää suuren joukon pinta-aaltoja heijastavia samanlevyisiä sormia (element-20 tejä), joilla on yhtä suuri välimatka ja jotka on kollektiivisesti sijoitettu 45° kulmaan niiden määrittämän reitin pituusakseliin nähden. Välimatkan tai jakovälin vierekkäisten elementtien välillä pitäisi mieluimmin olla lähettävän muuntimen lähettämän akustisten aaltojen purs-25 keen taajuuden yksi aallonpituus. Akustinen aalto, joka • kulkee sellaisen ryhmän poikki, jossa heijastavilla sor milla on tasaiset välimatkat, kokee tehon ekspotentiaali-sen vaimenemisen etäisyyden mukana, niin että ryhmän lopussa on vähän, jos lainkaan, akustista aaltoenergiaa 30 käytettävissä heijastamista varten. Lisäksi käsitellyn kaltainen yhden muotoinen ryhmä tuottaa pakostakin etäisyyden mukana ekspotentiaalisesti pienenevän tehotihey-den heijastuneissa akustisissa aaltokomponenteissa, jotka suunnataan näyttöpinnan poikki. Toisin sanoen, alunperin 35 heijastuneiden aaltokomponenttien tehotiheys tulee olemaan merkittävästi suurempi kuin myöhemmin heijastuneiden > 16 92530 aaltokomponenttien tehotiheys. Heijastuneiden aaltokompo-nenttien, jotka kulkevat näyttöpinnan poikki, pitäisi mieluummin olla tunnettuja oleellisesti vakiosta tehotihey-destä, kuten kuvioissa 3 ja 4 graafisesti esitetään, muu-5 tenhan nämä käyrät esittäisivät eksponentiaalisesti pienenevän amplitudin.

Haluttu heijastuneiden aaltojen vakio tehotiheys saavutetaan toteutuksessa, joka on muunnettu käytäntöön, hilan heijastavien elementtien kuviollisella poistolla, 10 missä poistettujen elementtien prosentti pienenee asteittain lähetyspisteestä hilan päätepisteeseen päin. Tämä tuottaa progressiivisesti kasvavan heijastuskertoimen, joka kulminoituu vakion tehotiheyden etsinnässä.

Heijastava hila, joka tehtiin tilaustyönä yllä mai-15 nittua toteutusta varten, suunniteltiin alkuperäisestä n.

300 tasavälisen elementin ryhmästä, joilla on 4 MHz akustisen aallon yhden aallonpituuden pituinen jakoväli (aallon etenemissuunnassa). Käytännössä elementit poistetaan selektiivisesti, niin että jäljelle jäävien vierekkäis-20 ten elementtien välinen välimatka hilassa on yllä mainitun yhden aallonpituuden monikerta. Kyseisessä toteutuksessa poistettiin ryhmän elementit selektiivisesti seu-raavan yhtälön mukaisesti: 25 / C-1 P V C exp (£) -1

Yllä olevassa yhtälössä on p yhtä suuri kuin elementtien tiheys koordinaatissa x, missä x on etäisyys mitattuna 30 ryhmän kauimmaisesta päästä takaisin kohti lähetyspäätä. Kun x on yhtä suuri kuin 0, on elementtitiheys 1, mikä on tapaus yhden muotoiselle ryhmälle, josta yhtään elementtiä ei ole poistettu. C ja L ovat vakioita, joiden arvot on määritetty turvautumalla kokeelliseen dataan ja riippuvat 35 näyttöpaneelin ja heijastavien elementtien materiaalin ominaisuuksista, heijastavien elementtien pituudesta, leveydes- 11 92530 17 tä, paksuudesta jne. Tuloksena saatava hila käsittää noin 130 elementin ryhmän, jolla on yllä mainitulla yhtälöllä määritetty kuvio ja jossa yksittäiset elementit ovat 17,8 mm pitkät ja 0,28 mm leveät.

5 Kun keksinnön ensisijainen suoritusmuoto on selos tettu, tullaan selostamaan joukko keksinnön pohjana olevia periaatteita ja ensisijaisen suoritusmuodon muunnelmia. Vaikka keksinnön ensisijainen suoritusmuoto on kuvattu tuottamaan kosketuspaikan ilmaisu Cartesian-koornaateilla, 10 täytyy ymmärtää, että keksinnön periaatteet ovat sovellettavissa laitteissa, joilla on ympyrä tai jokin muu koordinaatti järjestelmä tai laitteissa, joilla on yksi koordi-naattiakseli.

Esillä oleva suoritusmuoto on kuvattu sellaisen jär-15 jestelmän yhteydessä, joka lähettää pinta-aaltojen purs-keen heijastavaan ryhmään tai hilaan, josta johdetaan joukko purskekomponentteja. Ryhmä uudelleensuuntaa nämä komponentit näyttöpinnan poikki. Laajemmassa mielessä voidaan keksintöä ajatella pinta-akustisen aallon pyyhkäisy-20 välineenä, joka sisältää pinta-akustisen aallon sisääntu-lomuunninvälineen kytkettynä pinta-aaltoa kuljettavaan aluslevyyn pinnan pyyhkäisemiseksi koordinaattiakselin suunnassa ajallisesti toisiaan seuraavilla pinta-aalto-purskeilla, jotka on suunnattu oleellisesti yhdensuuntai-25 sille reiteille pinnan poikki, jotka reitit leikkaavat mainittua koordinaattiakselia. Joukko reittejä liittyy vastaavasti eri sijainteihin näyttöpinnan koordinaattiak-selilla. Koska kosketuksen sijainti-informaatio kehitetään ajoittamalla pinta-aaltopurskekomponentti, jota on häiritty, 30 täytyy kunkin peräkkäisen pinta-aaltopurskeen, joka on suunnattu paneelin poikki, lähtöaika olla huolellisesti kontrolloitu. Edellä mainitussa ensisijaisessa suoritusmuodossa on ajoitus luonnostaan pinta-aaltopurskeen etenemisnopeudessa, kun aalto kulkee heijastavan hilan läpi. Muut suo-35 ritusmuodot ovat mahdollisia, joissa pinta-aaltopurskeiden tai aaltokomponenttien lähettäminen pitkin yhdensuuntaisia » « 92530 18 reittejä paneelin poikki määritetään muulla tavoin kuin pinta-aaltojen luonnollisella etenemisnopeudella näyttö-pinnalla. Esimerkiksi suoritusmuodossa# jossa heijastavaa ryhmää, jollainen on esitetty kuviossa 2, käytetään lähet-5 tämään pinta-aaltopurskekomponentit paneelin poikki, voi heijastava ryhmä olla muodostettu erillisille liuskalle, joka on muodostettu materiaalista, jolla on erilainen aallon etenemisnopeus, kuten erilaisella lasilla tai metallilla, joka on liimattu näyttöpinnalle. Täytyy olla huolelli-10 nen, jotta varmistetaan aaltojen tehokas siirtyminen heijastavalta hilalta näyttöpinnalle esimerkiksi tekemällä suikaleen liitäntäpinta sulkamaiseksi. Aaltoja heijastava ryhmä voidaan muodostaa erilliselle suikaleelle myös muista syistä, kuten valmistamisen helppouden tai taloudelli-15 suuden vuoksi.

Laajassa mielessä voidaan keksintöä myös ajatella absorption asteitusjärjestelmänä, joka on melko erilainen kuin edellä käsitelty heijastustyyppinen asteitusjärjestelmä, joka esitetään edellä mainitulla US-patenttijulkaisussa 20 3 653 031. Esillä olevassa keksinnössä aaltoenergian puut tuminen tai alemmalla tasolla olevan aaltoenergian läsnäolo, joka seuraa, kun sormi tai kynä, jolla on riittävä kyky absorboida akustisen pinta-aallon energiaa, vaimentaa pinta-aaltopurskekomponentin amplitudia, joka etenee kosketus-25 alueen läpi, havaitaan ja tämän informaation ajoitusta käytetään hyväksi määrittämään, mitä purskeen etenemisreittien joukon reittiä on häiritty, ja sitä kautta määrittämään kosketuksen sijainti. Huomataan, että ensisijaisessa suoritusmuodossa aika, joka vaaditaan pinta-aaltopurskekompo-30 nenteilta paneelin poikki etenemiseen, on vakio kaikille purskereiteille. Kuitenkin aika, joka vaaditaan sisääntulo-muuntimen lähettämältä pinta-aaltopurskeelta etenemiseen pisteeseen, jossa se jälleen uudelleensuunnataan paneelin poikki, ja pisteestä, jossa se uudelleensuunnataan ulostu-35 lomuuntimelle, vaihtelee pitkin koordinaattiakselia, jolla kosketus voi tapahtua. Juuri tätä muuttuvaa etäisyyttä ja

II

» 19 siihen liittyvää pinta-aallon etenemisaikaa käytetään esillä olevassa keksinnössä sijoittamaan kosketuksen paikka koordinaattiakselille.

Toisin tekniikan tason mukaisissa järjestelmissä, 5 joissa on kiinteä määrä lähettimiä yhdellä kosketuspaneelin sivulla ja vastaava kiinteä määrä ilmaisimia sen vastakkaisella sivulla, ja joka ilmaisee kosketuksen sijainnin määrittämällä, mikä lähetin-ilmaisinpareista on ilmaistu, opettaa esillä oleva keksintö jatkuvan peräkkäisten pinta-10 aaltopurskeiden muodostamisen, jotka purskeet pyyhkäisevät paneelin poikki ja kehittävät ulostuloon analogisen ulostulosignaalin. Esillä olevan keksinnön yhteydessä on kosketus-paneeli järjestelmän suunnittelijalla mahdollisuus, ilmaisu-piirin suunnittelulla, valita kosketuspaneelispesifikaatiot, 15 jotka ovat yhtenäiset näytön ohjaaman laitteen, esimerkiksi tietokoneen, kanssa tekemättä mekaanisia muutoksia. Tätä aihetta tullaan käsittelemään enemmän myöhemmin.

Kuvio 5 auttaa ymmärtämään tiettyjä esillä olevaan keksintöön liittyviä periaatteita sekä tiettyjä haluttuja 20 optimointeja. Vaikka muita välineitä voidaankin suunnitella uudelleensuuntaamaan sisääntulomuuntimen lähettämän pin-ta-aaltopurskeen näyttöpinnan poikki, kuten yllä kuvatussa ensisijaisessa suoritusmuodossa, kuvio 5 esittää heijastavan hilan 40 tätä tarkoitusta varten. Hilan esitetään käsittä-25 vän heijastavat elementit E1, E2, E3, E4 ja E5, jotka on järjestetty kosketuskoordinaattiakselin 41 suuntaan. Käytännössä hila käsittäisi lisäelementtejä, kuten on esitetty kuviossa 2, esityksen selvyyden vuoksi esitetään kuitenkin vain viisi elementtiä. Sisääntulosignaalin 42 kaavio-30 maisesti esitettyä sisääntulomuunninta 44 varten esitetään käsittävän viisivaiheisen signaalipurskeen, joka piirretään tässä siniaaltona, jolla on vaiheet C1, C2, C3, C4 ja C5.

Sisääntulosignaalin 42 liittäminen sisääntulomuun-35 timelle 44 tuottaa sama-amplitudisten pinta-aaltojen purs-keen muuntimelta 44. Vaiheiden C1-C5 aallonpituus on 92530 20 valittu olemaan yhtä suuri kuin hilan 40 jakso. Signaalin 42 ensimmäinen vaihe C1 synnyttää ensimmäisen pinta-aallon, joka osittain heijastetaan hilan 40 ensimmäisestä elementistä E1, joka on tässä esitetty esimerkin muodossa 5 sijoitetuksi 45° kulmaan akselin 41 suhteen. Heijastunut pinta-aalto etenee 90° kulmassa lähetetyn pinta-aallon kulkusuuntaan nähden. Ensimmäinen heijastunut pinta-aalto on merkitty kuviossa 5 C1E1 tarkoittaen sisääntulosignaa-livaiheen C1 kehittämää ensimmäistä pinta-aaltoa heijas-10 tettuna hilaelementistä E1.

Sama ensimmäinen aalto heijastettuna hilaelementistä E2 on esitetty kuviossa 5 C1E2:nä. Elementeistä E3-E5 heijastuneet pinta-aallot on merkitty C1E3, C1E4 ja vastaavasti C1E5. Samalla tavoin sisääntulosignaalin 42 toinen 15 vaihe C2 kehittää toisen pinta-aallon, joka seuraa ensimmäistä pinta-aaltoa yhden jakson jäljessä tuottaen pinta-aaltojen toisen kuvion, jolla on tarkalleen sama muoto kuin sisääntulosignaalin ensimmäisen vaiheen C1 tuottamalla aaltokuviolla, mutta joka on ajallisesti yhden jak-20 son myöhässä. Samalla tavoin tuottavat sisääntulosignaali-vaiheet C3-C5 kolme muuta pinta-aaltokuviota. Siksi sisääntulosignaalin 42 liittäminen tuottaa pinta-aaltojen purskeen sisääntulomuuntimelta 44, joka pinta-aaltojen purske etenee heijastavan hilan 40 läpi. Joukko pinta-aal-25 topurskekomponentteja, jotka etenevät näyttöpinnan poikki, johdetaan hilalta 40. Tässä käytettynä muodostavat C1E1, C2E1, C3E1, C4E1 ja C5E1 yhden purskekomponentin. Toinen olisi C1E2, C2E2, C3E2, C4E2 ja C5E2. On toivottavaa, että purskekomponentit ovat voimakkaasti päällekkäin pehmeän 30 analogisen signaalin tuottamiseksi ulostuloon, kuten tullaan selostamaan enemmän myöhemmin.

Ulostulomuuntimella 45, joka on sijoitettu kuviossa 5 esitetyllä tavalla, kehittämä ulostulo ottaa muodon, joka on esitetty kaaviomaisesti kuviossa 6, missä ilmais-35 tun signaalin amplitudi nousee huippuunsa ja sitten palaa nollaan. Tämä voidaan helposti ymmärtää kuviosta 5, jossa il 92530 21 voidaan nähdä, että pinta-aaltojen pursketta johtaa yksi aalto C1E1, jota seuraa kaksoisaalto C1E2 ja C2E1, jota puolestaan seuraa kolmoisaalto jne. Kun huippu on saavutettu, pinta-aaltojen lukumäärä, joka summataan ulostu-5 lossa, vähenee progressiivisesti kunnes purske on mennyt ohi ja ilmaistu aaltoenergia putoaa nollaksi.

On havaittu, että jos signaali/kohinasuhde otetaan huomioon, on olemassa optimaalinen suhde pinta-aaltopurs-keen pituuden ja sisääntulomuuntimen leveyden (tai tarkem-10 min sanottuna hilojen G1, G2 jne. leveyden) välillä. Erityisesti esillä olevan keksinnön ensisijaisessa toteutuksessa sisääntulopinta-aaltopurskeen ("T"), joka tulee esiin sisääntulomuuntimelta, kestoajan pitäisi olla alueella 1,0 w/c - 2,0 w/c, missä "w" on yllä mainittu leveys 15 ja "c" on'pinta-aaltojen etenemisnopeus johtavalla aluslevyllä .

Yllä olevan sisältö voidaan paremmin ymmärtää viittaamalla kuvioon 8, joka on hyvin kaavamainen esitys signaalin aaltomuodon tasasuunnatusta versiosta, joka signaa-20 li voitaisiin tuottaa ulostulomuuntimen ulostulossa esillä olevan keksinnön mukaisessa kosketuspaneelinäyttölaittees-sa. Kuvio 8 on kaavamainen esitys, joka vastaa yllä selostettua kuviota 3 tai 4. Käyttämällä yllä kuvattua optimoitua konfiguraatiota, saadaan tulokseksi ulostulosignaali 25 48, jossa amplitudipainuma 49, joka seuraa pinta-aaltojen purskeen vaimenemisesta tietyllä purskereitillä, on huomattava amplitudi. Signaalin 48 signaalikohinasuhde on riittävä. Tasasuunnatun signaalin 48 aaltomuodossa olevalla painumalla 49, joka vastaa aallon ilmaistua vaimenemista, on 30 hyvin määritetty pohja, joka voidaan sijoittaa äärimmäisen tarkasti, kuten alla tullaan selostamaan. Jos pinta-aaltojen sisääntulopurskeen pituus on oleellisesti optimialueen yläpuolella, kehittää ulostulomuunnin ulostulosignaalin, jolla on erittäin pitkänomaisen puolisuunnikkaan muodon 35 omaava verhokäyrä, kuten esitetään kaavamaisesti kuviossa 7. Kuviossa 8 aaltomuoto 50 edustaa tasasuunnatun 22 92530 ulostulon tyyppiä, joka olisi seurauksena - nimittäin ulostulosignaalin, jolla on häiriöön liittyvä painuma 51, jolla on huonosti määritetty pohja ja tämän takia huono kos-ketusresoluutio. Käänteisesti, jos pinta-aaltojen sisään-5 tulopurskeen (sisääntulosignaalin 42 kesto) on merkittävästi lyhyempi kuin optimaalinen pituus, seuraa heikko signaali, kuten kuviossa 8 esitetty 52, jolla on alempi signaali-kohinasuhde ja tämän vuoksi signaali, jonka luotettavuus ja kosketusresoluutio on huono. Juuri ulostulomuuntimen 10 kehittämän signaalin signaali- ja kohinasuhde määrittää rajoittavan kosketusresoluution esillä olevassa järjestelmässä.

Esimerkin muodossa hilaelementtien välimatka ja pinta-aaltojen, jotka muodostavat pinta-aaltopurskeet, 15 voi esimerkiksi olla 0,76 mm. Määritettäessä optimaalista sisääntulopurskeen pituutta esillä olevan keksinnön mukaisesti, yksi tekijä, joka täytyy ottaa huomioon, on matka, jonka pinta-aallot kulkevat paneelin poikki ilman difrak-tiovaikutuksen aiheuttamaa merkittävää leviämistä. Peuka-20 losääntö on, että pinta-aalto etenee lähettävältä muunti-melta matkan, joka on karkeasti yhtä suuri kuin muuntimen leveyden neliö mitattuna aallonpituuksien lukumäärässä, ilman liian suurta leviämistä. Esimerkiksi pinta-aallon lähettämiseksi 38,1 cm leveän paneelin poikki, pitäisi si-25 sääntulomuuntimen olla noin 24 aallonpituutta leveä. Kun oletetaan aallonpituudeksi 0,76 mm, pinta-aalto kulkee noin 576 aallonpituutta tai noin 43 cm ennen kuin merkittävää leviämistä tapahtuu. Käytännössä on kuitenkin havaittu, että 38 cm paneelin leveyttä varten tarvitsee muuntimen ol-30 la vain 16 aallonpituutta (1,2 cm) leveä; tämä myönteinen havainto selitetään kahden hilan (esim. G1 ja G2) samanaikaisella toiminnalla määrättäessä aaltoreittejä näyttöpin-nan poikki. Jos pinta-aallon nopeus näyttöpinnalla on nyt 3 000 m/s, niin w/c on yhtä kuin 4 ms, ja seurauksena on 35 optimaalinen purskeen kesto välillä 4-8 ms, joka vastaa aluetta 16-32 vaihetta. Näitä lukuja vastaava taajuus, 11 23 92530 joka määritetään nopeuden c ja aallonpituuden osamäärällä, on 4 MHz.

On tärkeää huomata, että niin pitkien purskeiden kuin 32 vaihetta kulkiessa hilan läpi, on oikean suhteen 5 ylläpitäminen lähetetyn taajuuden ja heijastavien nauhojen keskinäisen välimatkan S välillä tärkeä. Tähän asti selostetussa suoritusmuodossa on nauhat sijoitettu 45° kulmaan törmäävän aallon suuntaan nähden, sopiva välimatka tätä tapausta varten on yksi aallonpituus tai aallonpituuksien 10 monikerta; oikea taajuus on f = c/S tai sen monikerta, ja lähetetyn taajuuden pitäisi olla hyvin lähellä teoreettista arvoa; lyhyemmille purskeille t.s. vähemmän vaiheita sisältäville, taajuustoleranssi on suhteellisesti leveämpi. Tehon heijastuskyvyn, joka tullaan määrittämään myöhemmin, 15 täytyy myös olla määrätty oikealle taajuudelle. Samasta syystä on tärkeää, että valittu S:n arvo ylläpidetään tarkasti vakiona pitkin koko hilan sillä poikkeuksella, että S:n monikerrat sallitaan.

Kuten yllä on annettu ymmärtää, esillä oleva kek-20 sintö eroaa muista kosketuspaneelijärjestelmistä ensisijaisessa suoritusmuodossaan analogisen ulostulosignaalin erityisellä hyväksikäytöllään. Tämän keksinnön näkökannan mukaisesti on tuotettu piirivälineet, jotka on kytketty sisääntulo- ja ulostulomuunninvälineisiin pinta-aaltopurs-25 keiden tai purskekomponenttien ajallisen peräkkäisyyden • aikaansaamiseksi näyttöpinnalla ja vastaanotettujen aal- topurskeiden kosketusperäisten häiriöiden ilmaisemiseksi, piirivälineiden sisältäessä välineet tasasuuntaamaan ulostulon ulostulomuunninvälineiltä kehittämään häiriön sähköi-30 sen esityksen ja kehittämään ulostulon, joka edustaa mainitun häiriön mainitun esityksen ajoitusta. Tästä ulostulosta määritetään, mitä reittijoukon reittiä kosketuksen häiritsemä aaltopurske kulki ja sitä kautta kosketuksen sijainti näyttöpinnan koordinaattiakselilla.

35 Monia järjestelyjä on harkittu ulostulosignaalin analysoimiseksi, niin että määritetään aaltopurskeen 24 92530 häiriön ajoitus. Ensisijaisessa suoritusmuodossa on käytössä välineet näytteen ottamiseksi ulostulomuuntimen tasa-suunnatun ulostulon amplitudista joukossa toisistaan ajallisesti erillään olevissa pisteissä. On otettu käyttöön vä-5 lineet amplitudin näytteiden tallentamiseksi tulevaa vertailua varten. Näyttöpinnan koskemisen aikana on välineet näytteiden ottamiseksi jälleen ulostulomuuntimen ulostulon amplitudista ja kehitettyjen kosketukseen liittyvien amplitudinäytteiden vertaamiseksi tallennettuihin vertai-10 lunäytteisiin. On otettu käyttöön välineet kehittämään signaali/ joka edustaa pistettä, jossa on suurin ero tai jos halutaan, suurin suhde, vertailunäytteiden amplitudien ja kosketukseen liittyvien näytteiden välillä ja siten kosketuksen häiritsemän aaltopurskeen ajoitusta.

15 Kuten yllä mainittiin, on esillä olevaa keksintöä hyväksikäyttävällä suunnittelijalla vapaa mahdollisuus räätälöidä kosketuspaneelin spesifikaatiot paneelin ohjaamaan laitteen standardeiksi. Toisin sanoen näytteenotto-välineet voidaan asettaa ja suunnitella ottamaan näyte mil-20 lä tahansa valitulla aikavälillä, jotta vastattaisiin ohjatun laitteen standardeja. Esimerkiksi jos kosketuspanee-lilaite ohjaa tietokonetta, voidaan näytteenottotaajuus halutulla tavalla valita vastaamaan jokaista merkkiä tai jokaista toista merkkiä, jolle tietokone on ohjelmoitu.

25 Tyypillisillä tietokoneilla on nykyisin 640 matriisipis-tettä vaakalinjalla, mikä vastaa 80 merkkiä. Saatettaisiin haluta kosketusresoluutioelementtejä, joilla on jokin kokonaislukusuhde numeroon 640, jos ohjatulla tietokoneella on 640 vaakasuuntaista matriisipistettä. Esillä 30 olevan keksinnön mukaisesti kehitetyssä ulostulosignaalissa ei ole mitään kiinteästi kuuluvaa, jota tarvitsisi muuttaa, jos halutaan ohjata tietokonetta, jolla sen sijaan on 512 matriisipistettä (64 merkkiä) vaakasuuntaisella akselillaan. Kaikki mitä tarvitaan, on että elektroni-35 sen näytteenottosignaalin ajoitus muutetaan. Näin ei ole laita tekniikan tason kiinteän emitterin järjestelmissä,

II

25 92530 koska niitä ei voida heti muuttaa vastaamaan erilaisia standardeja. Niinpä tällaisissa tekniikan tason järjestelmissä täytyisi tuottaa fyysisesti erilainen kosketus-paneeli jokaiselle standardille, jota halutaan vastata.

5 Esillä olevassa keksinnössä vain näytteenottosignaalin ajoitus tarvitsee muuttaa, jotta se sovitetaan vastaamaan lukuisia erilaisia standardeja ohjatuissa laitteissa.

Vielä yksi lähestymistapa ulostulomuuntimen ulostulon analysoimiseksi häirityn aaltopurskeen ajoituksen 10 määrittämistä varten, on ottaa käyttöön differentiointi-välineet ulostulomuunninvälineen tasasuunnatun ulostulon differentiointia varten. Tuloksena saatavan signaalin nollan ylitys edustaa kosketushäirityn aaltopurskeen ajoitusta. Vaikka differentiointi lähestymistavalla on se etu, 15 että voidaan käyttää suhteellisen edullista elektroniikkaa, täytyy tässä järjestelmässä käyttöönotettujen hilojen olla hyvin tarkoin räätälöity varmistamaan, että niiltä lähtevät ja niiden sieppaamat purskekomponentit saavat ulostulomuuntimen tuottamaan oleellisesti tasaisen ulostulosig-20 naalin. Lisäksi differentiointilähestymistapa herkästi käsittää epäpuhtauden (esim. rasvan näyttöpinnalla) läsnäolon (kosketuksena).

Yllä selostettu ensisijainen suoritusmuoto (kuvio 2) on esitetty niin, että sillä on heijastavat hilat 25 G1, G2, G3 ja G4, joiden elementit eivät ole tasaisin vä- • · • limatkoin. Kuten jo todettiin, on tämä toivottavaa käy tännön suoritusmuodossa, koska hila, jonka elementit ovat sijoitettu tasaisin välimatkoin, heijastaisi tasaisesti ja siten tuottaisi eksponentiaalisen huononemisen lähetetyssä 30 tehossa pitkin sen pituutta. Tämä tahtoo sanoa, että jos kiinteän hilan jokaisella pituusyksiköllä heijastetaan sivuun kiinteä prosentti tehosta, joka osuu siihen, jäljelle jää pienempi jäännös tehoa. Jos sama kiinteä prosentti tätä tehoa heijastetaan seuraavassa lohkossa, voidaan näh-35 dä, että teho vähenee geometrisen progression mukaisesti.

► 92530 26

Kertauksena sanottakoon, että kuvioissa 3, 4 tai 8 esitetyn kaltainen tasainen vaste on ensisijaisesti toivottu. Tämän keksinnön näkökannan mukaisesti heijastavien elementtien, jotka muodostavat heijastavat hilan 5 tai hilat, jotka ovat sisääntulomuuntimen vieressä, hei-jastuskyky on painotettu, niin että alkupään elementeillä on suhteellisesti matala heijastuskyky ja perässä seu-raavilla elementeillä on kasvava heijastuskyky. Toisella tavalla esitettynä on heijastavalla ryhmällä kasvava hei-10 jastuskerroin vieressä olevasta muuntimesta poispäin olevassa suunnassa, jotta kompensoitaisiin heikkeneminen aal-toamplitudissa, joka seuraa aaltoenergian jatkuvasta poik-keuttamisesta paneelin poikki kulkeville reiteille. Pitäisi ymmärtää, että sisääntulomuuntimen vieressä olevalla 15 heijastavalla ryhmällä pitäisi olla kasvava heijastuskyky aallon etenemissuunnassa, mutta että ulostulomuuntimen vieressä olevalla ryhmällä pitäisi olla vastaava väheneminen heijastuskyvyssä aaltojen etenemissuunnassa. Siten molemmissa tapauksissa pitäisi heijastuskyvyn kasvaa suun-20 nassa, joka on poispäin vieressä olevasta muuntimesta. Tämä toivottu ominaisuus on realisoitavissa kuvion 2 suoritusmuodossa heijastavien elementtien, jotka muodostavat kunkin hiloista G1-G4, piirrettyjen epäyhtenäisten välimatkojen nojalla.

25 Poikittain säteillyn pinta-aaltoenergian täydelli sen yhtenäisyyden vuoksi ja kun oletetaan, ettei missään kohdassa ryhmää ole tehohäviöitä hajoamisen takia, täytyy tehon ryhmässä vähentyä lineaarisesti etäisyyden mukana. Jotta tämä tapahtuisi, täytyy tehon heijastuskyvyn kasvaa 30 käänteisesti etäisyyden mukana, joka etäisyys jää ryhmän takana olevaan pisteeseen, jossa lineaarisesi vähenevä teho putoaisi nollaan. (Tässä käytettynä on heijastuskyky se pituussuuntaisesti osuneen tehon osa, joka käännetään poikittaisesti pituusyksikköä kohden.) Toisin sanoen te-35 hon heijastuskyvyn K täytyy kasvaa etäisyyden x mukana muuntimelta yhtälön 27 92530 K - 1 G - x + 1/Ke mukaisesti, missä Ke on maksimiheijastuskyky, jota käytetään kauimmaisessa päässä, missä x = G, synbolin G edustaessa hi-5 lan pituutta. Huomaa, että K ja Ke omaavat käänteisen pituuden dimension (käännetyn tehon osa pituusyksikköä kohden).

On olemassa monia tapoja, joilla hilan heijastusky-kyä voidaan kasvattaa suunnassa, joka on poispäin vieressä olevasta muuntimesta, jotta tasoitetaan ulostulomuuntimen 10 ulostulon aaltomuotoa. Yksi tapa olisi kasvattaa heijastavien elementtien paksuutta suunnassa, joka on poispäin vieressä olevasta muuntimesta, kun tehon heijastuskyky on verrannollinen heijastavien elementtien paksuuden neliöön. Tämä voitaisiin teoriassa tehdä filmipainolla tai etsauksella 15 (jossa käytetään uria), kuitenkin käytännössä tämä lähestymistapa saattaisi osoittautua vaikeaksi toteuttaa.

Toinen käytännöllisempi lähestymistapa on poistaa valitut yksilöt heijastavista elementeistä yhtälön, joka antaa halutun kasvun heijastuskyvyssä pitkin ryhmää, kat-20 so kuvio 9 ja myös kuvio 2 sekä aikaisempaa selostusta, joka koskee heijastavan hilan räätälöintiä. Esimerkiksi, jos haluttaisiin kattaa tehon heijastuskyvyn vaihtelu-alue 9-1 (amplitudisuhde on noin 3/1), voitaisiin eliminoida kaksi kolmesta nauhasta ryhmän alussa. Nauhoja lisättäi-25 siin vähitellen (vähemmän nauhoja eliminoitaisiin) pitkin ryhmän pituutta, kunnes ryhmän lopussa ei enää eliminoitaisi nauhoja. Tämä on käytännöllinen menetelmä ja sitä on sovellettu käytäntöön menestyksellisesti.

Vielä yksi menetelmä liittyy kunkin yksilöllisen 30 heijastavan elementin heijastuskyvyn painottamiseen, kuten esitetään kaavamaisesti kuviossa 10 paloittelemalla :· ryhmän G'1 yksilölliset elementit. Elementeillä on suuremmat keskeytykset (mikä voidaan tuottaa satunnaisyhtälön mukaisesti) muunninta (sisääntulo tai ulostulo) lähinnä 35 olevassa ryhmän päässä kuin ryhmän vastakkaisessa päässä.

28 92530

Vielä yhdessä suoritusmuodossa (kuvio 1OA) on heijastavalla ryhmällä G"1 ryhmäelementtejä, joiden yksilöllinen pituus kasvaa suunnassa, joka on poispäin vieressä olevasta muuntimesta, ja joiden yksilöllinen sijainti 5 elementin pituuden suunnassa vaihtelee ryhmän sivurajojen sisällä. Kaikissa näissä menetelmissä väheneminen elementin pituudessa p vastaa yhtä suurta vähenemistä heijastetun purskeen amplitudissa, ja tehon väheneminen, johon yl- 2 lä viitattiin merkinnällä K/Ke, on yhtä suuri kuin p .

10 Samaa tekniikkaa voidaan käyttää, ts. heijastavien elementtien painottamista edellä kuvatun heijastuskyvyn varjostamisyhtälön mukaisesti, kompensoimaan energian hajoamista heijastavassa ryhmässä tai muita tekijöitä, joille kompensointi voi olla toivottavaa. Yhtälö, joka edellä 15 mainittiin ensisijaisen suoritusmuodon yhteydessä, mahdollistaa yhtenäisen hajoamisen. Erilaisia muita esillä olevan keksinnön periaatteiden sovellutuksia tullaan nyt selostamaan.

Vaikka ensisijainen suoritusmuoto on kuvattu, niin 20 että sillä on erilliset sisääntulo- ja ulostulomuunninvä-lineet ja välineet pinta-aaltojen purskeen, joka on lähetetty sisääntulomuuntimelta eri ulostulomuuntimelle, uudelleensuuntaamiseksi, on harkittu sitä, että sisääntulo-muunnin voi olla myös ulostulomuunnin. Katso kuviota 11, 25 jossa on otettu käyttöön heijastin 60 heijastamaan aallot, jotka on lähetetty yhteisellä sisääntulo/ulostulomuunti-mella 61, takaisin paneelin poikki, missä ne uudelleensuun-nataan hilalla 62 takaisin sisääntulo/ulostulomuuntimelle 61.

Heijastin 60 voi koostua joukosta puolen aallonpi-30 tuuden välein sijoitetuista heijastavista elementeistä -joko kohotetut tai painetut urat - kuten on hyvin tunnettua pinta-aaltotekniikassa.

Kuvio 12 esittää vielä yhden keksinnön suoritusmuodon, joka käsittää aluslevyn 64, jolle on kytketty sisään-35 tulomuunnin 66 pinta-aaltojen purskeen lähettämiseksi aluslevyn 64 pinnalle. Pinta-aaltojen uudelleensuuntaus-

II

92530 29 väline sisältää yllä kuvattujen hilojen luonteisen hilan 68 siitä johdettujen pinta-aaltopurskekomponenttien suuntaamiseksi uudelleen aluslevyn 64 pinnan poikki ulostulo-muunninvälineelle 70 pitkin joukkoa eripituisia reittejä, 5 jotka vastaavasti liittyvät erilaisiin sijainteihin näyt-töpinnan koordinaattiakseleilla.

Kuvion 12 suoritusmuoto eroaa muista selostetuista suoritusmuodoista siinä, että ulostulomuunninväline 70 ulottuu koordinaattiakselin 60 suunnassa ja on riittävän 10 pitkä sieppaamaan jokaisen purske komponenttireittien joukosta. Voidaan ottaa käyttöön piirivälineet (ei esitetty) pinta-aaltopurskeiden saattamiseksi pinnalle ja vastaanotettujen aaltopurskekomponenttien kosketuksen aiheuttamien häiriöiden ilmaisemiseksi. On ymmärrettävä, että toi-15 sin kuin muut selostetut suoritusmuodot, jokaisen pinta-aaltopurskekomponentin siirtoajan vaihteleva komponentti on vain puolet siitä, mitä edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa. Edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa on pinta-aaltopurskekomponentin siirtoajan muuttuvalla osalla ulos-20 menevä komponentti ja palaava komponentti, kun taas kuvion 12 suoritusmuodossa on pinta-aaltopurskekomponentin siirtoa jaila vain ulosmenevä komponentti. On tietenkin ymmärrettävä, että sisääntulo- ja ulostulomuuntimen toiminnat voidaan vaihtaa keskenään.

25 Keksinnön vielä yksi suoritusmuoto esitetään kaa- viomaisesti kuviossa 13. Kun jokaisessa edellä kuvatussa suoritusmuodossa on aallon uudelleensuuntausväline tai heijastava hila jatkuva tuottaen analogisen ulostulosignaalin, kuvion 13 suoritusmuodossa aallon uudelleensuun-30 tausväline käsittää aallon heijastavien elementtien diskreetit ryhmät, joista ryhmistä kaksi on esitetty viitteillä 72 ja 74. Ryhmät ovat erillään koordinaattiakselin suunnassa, niin että pinta-aaltopurskekomponenttien reitit, jotka on esitetty kaavamaisesti viitteillä 76 ja 78, 35 ovat diskreettejä eivätkä mene päällekkäin.

30 92530

Ulostulomuuntimen (ei esitetty) ulostulolla, mieluummin kuin että se olisi analoginen signaali, kuten on esitetty esimerkiksi viitteellä 48 kuviossa 8, on pulssi-ominaisuus, kuten esitetään esimerkiksi kuviossa 14. Ku-5 viossa 14 on pulsseilla 80 korkeus, joka määrittää verho-käyrän, joka vastaa aaltomuotoa 48 kuviossa 8. Kuviossa 14 pienenneen korkeuden pulssi 88 vastaa ajassa sen pinta-aaltopurskekomponentin ajoitusta, jota on häiritty sen kulkiessa kosketetun alueen läpi kosketuspaneelilaitteen 10 pinnalla.

Kuvion 13 suoritusmuodossa piirivälineet (ei esitetty) sisältävät käsittelyvälineet pulssien käsittelemiseksi ja voivat kehittää aaltomuodon, jollainen on esitetty kuviossa 15, koostuen sarjasta pulsseja 84 aina kun pulssin-15 korkeus saavuttaa ennalta määrätyn kynnysarvon ja tyhjän tilan 86, joka vastaa puuttuvaa pulssia 82 (pienempi kuin kynnysarvo). Edellä kuvatut piirivälineet pinta-aaltopurs-keiden synnyttämiseksi pinnalle ja vastaanotettujen aalto-purskekomponenttien kosketusperäisten häiriöiden ilmaise-20 miseksi voivat sisältää välineet määrittämään analyysillä, joka perustuu ilmaistun tyhjän tilan ajoitukseen, joka tyhjä tila liittyy häirittyyn aaltopurskekomponenttiin tai laskemalla tyhjää tilaa edeltävät pulssit, mitä reittien reittien joukosta kosketuksen häiritsemä aaltopurskekom-25 ponentti kulki ja siten kosketuksen sijainti näyttöpinnan koordinaattiakselilla.

Kuvio 16 kuvaa keksinnön vielä erästä suoritusmuotoa, jossa koordinaattiakseli ei ole lineaarinen, vaan mieluummin kulmikas. Tällaista yhden koordinaatin järjestelmää 30 (vain kulma) voitaisiin käyttää esimerkiksi perinteisen mittarin peittona aloittamaan toiminta vasteena mittarin-lukemalle. Kuvion 16 suoritusmuoto, joka esittää tällaisen järjestelmän hyvin kaavamaisessa muodossa, käsittää näytön aluslevyn 88, jolle on kytketty sisääntulomuunnin 90 lä-35 hettämään ympyrän muotoisia pinta-aaltoja, jotka säteilevät ulospäin näyttöpinnan poikki, jolla on ympyräkoordi-

II

92530 31 naattimerkinnät 92, ympyräkoordinaattijärjestelmän ilmeisestä keskipisteestä. Pinta-aallon uudelleensuuntausväli-neet, jotka ovat diskreettien heijastajien 94 joukon muodossa, uudelleensuuntaavat aaltokomponentit, jotka on joh-5 dettu purskeesta, ulostulo muuntimelle 96 pitkin joukkoa eripituisia reittejä, jotka vastaavasti liittyvät erilaisiin kulmasijainteihin näyttöpinnalla. Voidaan ottaa käyttöön piirivälineet, jotka ovat samanlaiset kuin yllä kuvattu ja jotka ovat kytketty sisääntulo- ja ulostulomuunninvä-10 lineisiin 90, 96 pinta-aaltopurskeiden synnyttämiseksi aluslevyn 88 pinnalle. Kuten yllä kuvatussa suoritusmuodossa, piirivälineet sisältävät välineet määrittämään ilmaistun häirityn aaltopurskekomponentin siirtoajan analyysillä, mitä reittiä joukosta säteittäisiä reittejä kosketuksen häi-15 ritsemä aaltopurskekomponentti kulki ja siten kosketuksen kulmasijainti näyttöpinnan kulma-akselilla.

Kuvion 16 suoritusmuoto esittää, että keksinnön periaatteet voidaan ottaa käyttöön järjestelmässä, jossa uu-delleensuuntausväline ei uudelleensuuntaa pinta-aaltoja 20 näyttöpinnan poikki kosketuksen ilmaisemiseksi, vaan ennemminkin sieppaa pinta-aallot sen jälkeen kun ne ovat kulkeneet näyttöpinnan (kosketuspinnan) poikki. On kuitenkin ymmärrettävä, että sisääntulo- ja ulostulomuuntimien toiminnat voidaan vaihtaa keskenään, ja jos tämä on tehty, . 25 uudelleensuuntausväline 94 toimii uudelleensuunnaten pinta- aallot, jotka nyt generoidaan muuntimella 96, säteittäi-sille reiteille näyttöpinnan poikki kohti muunninta 90.

Kuten jokaisessa yllä olevassa suoritusmuodossa, kehitetään ulostulosignaali, joka osoittaa näyttöpinnan koske-30 tukseen liittyvän häiriön ja jonka häiriön ajoitus ilmaisee tai voidaan käsitellä ilmaisemaan kosketuksen sijain-ti paneelilla ennalta määrätyllä koordinaattiakselilla.

Kuvio 17 kuvaa erään tavan, jolla kuvion 1 laite 10 voidaan fyysisesti kytkeä ohjausjärjestelmään 110 tar-35 koituksena kehittää ohjaussignaalit, jotka osoittavat 32 92530 käyttäjän kosketuksen sijainnin ja paineen laitteen 10 aluslevyn pinnalla 16.

Tätä varten kosketuspaneelin ohjausjärjestelmä 110, joka on yksityiskohtaisesti kuviossa 17 ja joka kuvataan 5 täysin alla, sisältää tietokoneen 22 saattamaan siihen liittyvä piiristö toimintaan ennalta määrätyssä sekvenssissä, niin että kun akustisen aaltoenergian kosketuspe-räinen häiriö ilmaistaan, muunnetaan sähköiseksi signaaliksi ja syötetään takaisin tietokoneelle, on kosketuksen 10 sijainti samoin kuin kosketuksen paine, jota on käytetty tuottamaan häiriö, identifioitavissa tietokoneella ja muunnettu ohjaussignaaleiksi, jotka sisältävät informaation, joka osoittaa kosketuksen sijainnin ja kosketuksen paineen. Kuten tullaan osoittamaan, nämä signaalit johdetaan ohja-15 tulle laitteelle 123, joka voi olla kuviossa 2 esitetty näyttölaite 14.

Kuten kuviossa 17 esitetään, laitteen 14 aluslevyn pinta 16 tukee sisääntulo- tai lähetinmuunninparia T1, T2 ja ulostulo- tai vastaanotinmuunninparia R1, R2. Tavalla, 20 joka tullaan kuvaamaan alapuolella järjestelmän 110 selityksen yhteydessä, muuntimet T1, T2 stimuloidaan laukai-susignaaleilla ajoitetussa sekvenssissä, niin että pinta-aallon tämän jälkeen tapahtuvan häiritsemisen sijainti on identifioitavissa. Sisääntulomuuntimet T1, T2, jotka se-. 25 lostetaan tarkemmin alla, on sijoitettu aluslevyn pinnalle 16 reunojen 18 ja vastaavasti 20 viereen, katso kuvio 2. Lähdekytkin T1/T2, joka liittyy tietokoneeseen 122, esitetty kuviossa 17A, liittää sisääntulon laukaisusignaalit S1, S2 vastaaville muuntimille T1, T2, jotka muuntimet vastee-30 na näille signaaleille yksilöllisesti laukaisevat akustisten pinta-aaltojen purskeen pitkin ensimmäistä reittiä P1 ja vastaavasti toista reittiä P2 aluslevyn pinnalla 16.

Kuten myös kuviossa 2 esitetään, on ensimmäinen ja toinen ulostulomuunnin R1, R2 asennettu aluslevyn pinnalle 35 16 vastaavien reunojen 18, 20 viereen, ts. reunoihin, jotka ovat lähellä niihin liittyviä sisääntulomuuntimia T1,

II

33 92530 T2. Kuten yllä selostettiin, kehittävät muuntimet R1, R2, vastaanotettuaan niihin liittyvien sisääntulomuuntimien lähettämät pinta-aallot, jotka kokevat kosketusperäisen häiritsemisen, vastaavat ulostulosignaalit S3, S4, jotka ana-5 lyysin jälkeen esittävät ensimmäisen ominaisuuden, joka osoittaa kosketuksen paikan tai sijainnin aluslevyn pinnalla, ja toisen ominaisuuden, joka osoittaa kosketuksen paineen.

Kuten kuviossa 17A esitetään, johdetaan ulostulo-10 signaalit S3, S4 välineille, jotka sisältävät vahvistimen ja AM-ilmaisimen 140, joka on kytketty vastaanottavien muuntimien R1, R2 ulostuloihin määrittämään, mitä reiteistä ph, pv kosketuksen häiritsemä aalto kulki ja sitä kautta muodostamaan kosketuksen sijainti aluslevyn 16 kahdella 15 koordinaatilla tavalla, joka kuvattiin yllä yleisesti kuvioiden 2 ja 4 yhteydessä.

Nyt tullaan esittämään tapa, jolla kuvion 17A kos-ketuspaneelin ohjausjärjestelmä 110 auttaa synnyttämään ja johtamaan laukaisusignaalit aluslevyn muuntimille T1 ja T2 20 ja analysoimaan kosketuksen häiritsemät pinta-aaltokompo-nentit, jotka vastaanotinmuuntimet R1 ja R2 välittävät.

Kuvio 17A käsittää lohkokaavion ohjausjärjestelmässä 110, joka on kytketty sisääntulomuuntimien T1, T2 ja ulostulomuuntimien R1 ja R2 väliin. Kuten myöhemmin tullaan 25 yksityiskohtaisesti selittämään, ohjausjärjestelmä 110 aloittaa ajoitettujen pinta-akustisten aaltojen synnyttämisen etupaneelin aluslevyn pinnan 16 pinnan poikki ja käsittelee analogiset ulostulosignaalit S1, S2, jotka on tuotettu niiden vasteena ja jotka on graafisesti piirretty 30 kuvioissa 3 ja 4, vastaavien ohjaussignaalien johtamiseksi, jotka sisältävät kosketuksen sijainnin ja kosketuksen paineen osoittavan informaation.

Erityisesti ohjausjärjestelmä 110 käsittää tietokoneen 122, jolla on liipaisu-ulostuloliitin 142 kytket-35 tynä laskurin 144 aloitussisäänmenoon ja purskegeneraatto-rin 146 sisäänmenoon. Vasteena liipaisusignaalille, joka 34 92530 määrittää muistin "write"-jakson alkamisen, purskegene-raattori 146 synnyttää suuritaajuisen purskeen (esim.

16-24 jaksoa 4 MHz taajuudella), joka on kytketty T1/T2 (X/Y) kytkimelle 148 muuntimille T1 ja T2 liittämistä var-5 ten. Kytkimen 148 tilaa ohjataan bitillä, joka kehitetään tietokoneen 122 X/Y-ulostuloon 150, siten että purske kytketään vuorotellen X- ja Y-muuntimille (T1/T2) pinta-akustisten aaltojen tuottamiseksi kosketuspaneelin poikki X ja Y suunnissa (kuten suuntia perinteisesti merkitään).

10 Liipaisusignaali aktivoi myös laskimen 144, joka alkaa laskea kellopulsseja, jotka kello 152 generoi. Laskurin 144 ulostulo käsittää osoitesignaalien sekvenssin, joka kytketään aktivoidulla kolmitilaisella puskurilla 154 osoiteväyIälle 156 RAM:in 158 osoitesisääntuloon kytke-15 mistä varten. Amplitudimoduloitu signaali 153 tai 154, jotka on kehittänyt joko ulostulomuunnin R1 tai R2 vasteena suurtaajuiselle purskeelle, kytketään vahvistimella ja ilmaisimella 140 A/D-muuntimen 160 sisääntuloon. A/D-muunnin 160 muuntaa analogisen sisääntulosignaalin digi-20 taaliseen muotoon, esimerkiksi 6-bittiseksi signaaliksi, digitaalisen signaalin ollessa kytketty toisella aktivoidulla 3-tilaisella puskurilla 162 dataväylälle 164 RAM:in 158 datasisääntuloon liittämistä varten sekä kolmannen 3-tilaisen puskurin 166 sisääntuloon, jonka ulostulo on 25 kytketty tietokoneen 122 datasisääntuloon. Neljäs ja vii-* meinen 3-tilainen puskuri 168 on kytketty tietokoneen 122 osoiteulostulon ja dataväylän 156 väliin. Muistin "write"-jakson aikana, jonka liipaisupulssi tietokoneen 122 ulostulossa 142 aloittaa, ovat puskurit 166 ja 168 molemmat 30 aktivoimattomia estäen datan liittämisen tietokoneelle 122 puskurin 66 kautta ja osoitesignaalien liittämisen tietokoneelta 122 osoiteväylälle 156 puskurin 168 kautta. Siten muistin "write"-jakson aikana joukko digitaalisia näytteitä, esimerkiksi 320, analogisesta ulostulosignaa-35 lista X tai Y kirjoitetaan RAM:iin 158 vasteena osoite-signaaleille laskurilta 144.

Il 92530 35

Kun laskuri 144 saa täyteen täyden laskentajakson (ts. 320 kellopulssia) se pidetään sisäisesti viimeisessä laskentatilassaan ja sen ulostulo 170 siirtyy loogisesta alatilasta loogiseen ylätilaan. Tämä siirtyminen määrittää 5 muistin "write"-jakson loppumisen ja muistin "read"-jakson alkamisen. Tarkemmin sanottuna looginen ylätila ulostulossa 170 aktivoi puskurit 166 ja 168 ja kytketään invert-terin 172 kautta poistamaan toiminnasta aikaisemmin aktivoidut puskurit 154 ja 162. Jäljessä seuraavan muistin 10 "read"-jakson aikana tietokoneen 122 generoimat osoite-signaalit ovat tämän vuoksi kytketty aktivoidun puskurin 168 kautta osoiteväylälle 156 RAM:iin 158 tallennettujen digitaalisten näytteiden lukemiseksi dataväylälle 164. Dataväylälle 164 luetut digitaaliset tallennetut näyt-15 teet kytketään aktivoidun puskurin 166 kautta tietokoneelle 122, joka, kuten tullaan myöhemmin yksityiskohtaisesti selostamaan, käsittelee dataa, jotta tuotetaan kaksi ohjaussignaalia ulostuloihin 174 ja 176, jotka signaalit vastaavasti edustavat kosketuksen sijaintia ja painetta 20 kosketuspaneelin aluslevyllä 16. Sen jälkeen kun kaikki RAM:iin 158 tallennetut näytteet on luettu tietokoneeseen ja käsitelty sillä, kehitetään ulostuloon 142 toinen lii-paisupulssi, joka aloittaa toisen muistin "write"-jakson, jota seuraa toinen muistin "read"-jakso jne. On ymmärret-25 tävä, että X/Y-bitti ulostulossa 150 vuorottelee X/Y-kyt-kintä 148 vuorottelevien muistin "write"-jaksojen aikana, niin että pinta-aallot synnytetään vuorotellen X- ja Y-suun-nissa.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa ensimmäiset 30 kaksi muistin "write"-jaksoa, jotka seuraavat tietokoneen 122 tehojen päällekytkemistä, asettavat analogisen ulostulosignaalin vertailuprofiilit sekä X- että Y-suunnissa, joihin vertailuprofiileihin myöhemmin tulevia ulostuloja verrataan kosketuksen sijainnin ja paineen määrittämisek-35 si. Nämä vertailuprofiilit on tallennettu vertailu-RAM:iin 92530 36 178 tietokoneessa 122 muistin "read"-jaksojen aikana, jotka seuraavat ensimmäisiä kahta muistin "write"-jaksoa.

Kunkin myöhemmin seuraavan muistin "write"-jakson aikana, joka ensisijaisesti suoritetaan suhteellisen suu-5 rella nopeudella (esim. 4,0 miljoonaa kirjoitusta/s), kirjoitetaan RAM:iin 158 320 digitaalista näytettä, jotka edustavat joko X- tai Y-ulostulosignaalia. Näytteet siirretään tämän jälkeen tietokoneelle 122 paljon alhaisemmalla nopeudella (esim. 250 tuhatta lukemista/s) käsittelyä 10 varten. Tietokone 122 on ohjelmoitu vertaamaan kutakin näytettä, kun se on vastaanotettu RAM:ilta 158, vastaavaan vertailunäytteeseen, joka on tallennettu vertailu-RAM:iin 178. Jokainen positiivinen ero RAM:iin 178 tallennetun vertailunäytteen ja vastaavan näytearvon, jota 15 ollaan lukemassa RAM:ilta 158, ja joka ylittää ennalta määrätyn kohinakynnystason, välillä edustaa kosketusta aluslevyn pinnalla 16.

Kosketuksen paikka tai sijainti paineelilla 16 määritetään suhteessa muistipaikkoihin RAM:issa 178, jossa 20 erot X- ja Y-suunnissa ilmaistiin. Kosketuksen paine määritetään suhteessa erojen suuruuteen. Erityisesti on todettu hyödylliseksi laskea keskiarvo eroille X- ja Y-suunnissa edustamaan kosketuksen painetta. Tämä keskimääräinen ero voidaan mukavasti johtaa jakamalla X- ja Y-erojen sum-.. 25 ma kahdella. Johdettu kosketuksen sijainti- tai paikkain-“ formaatio on tallennettu X-rekisteriin 180 ja Y-rekiste- riin 182 ja kehitetty ulostuloon 174, kun taas johdettu kosketuspaineinformaatio on tallennettu painerekisteriin 184 ja kehitetty ulostuloon 176.

30 Kuvallista esitystä varten on kosketuksen sijainte ja paineinformaatio, joka on tuotettu tietokoneen 122 ulostuloon 174 ja vastaavasti 176, esitetty kytkettynä kytkinparin 186 ja 188 kautta kahdelle ohjattavissa olevalle laitteelle 123 ja 125. Kytkimien ollessa kuviossa 35 17A esitetyissä asennoissa, sekä sijaintia että painetta edustavat signaalit johdetaan laitteelle 123. Signaali • · * 92530 37 ulostulossa 174 tuottaa siten kosketuksen sijainti-informaation laitteelle 123, kun taas signaaliulostulossa 176 tuottaa kosketuksen paineinformaation laitteelle 123. Koska kosketuksen paineinformaatiolla on korkea resoluutioas-5 te, mielellään käsittäen esimerkiksi 6-bittisen signaalin, sitä voidaan pitää kosketuspaineen useita diskreettejä nollasta eroavia tasoja osoittavana tai kosketuspaineen tasojen katkeamatonta sarjaa osoittavana, ja siten tehokkaasti edustavan jatkuvasti muuttuvaa signaalityyppiä, joka on 10 käyttökelpoinen analogisten funktioiden, kuten tilavuuden säätö ja vastaava, esittämiseksi.

Kun kytkimet 186 ja 188 on kytketty toisiin asentoihinsa, tuotetaan kosketuksen sijainti-informaatio suoraan elimelle 125, kun taas kosketuksen paineinformaatio on 15 kytketty elimelle kynnysarvon ilmaisimen 190 kautta. Kynnysarvon ilmaisin 190 voi olla esimerkiksi suunniteltu tuottamaan ulostulo elimelle 125 vain kun paineinformaatio ulostulossa 176 ylittää valitun kynnysarvon. Tällä tavoin elimen 125 päälle/pois-tyyppistä funktiota voidaan muka-20 vasti säätää vasteena kosketuksen paineelle. Esimerkiksi sovellutuksessa tai suoritusmuodossa, jossa järjestelmä on konfiguroitu, kuten se on kun kytkimet 186 ja 188 kytkevät ulostulot 174 ja 176 elimelle 125, järjestelmä voitaisiin suunnitella, niin että kosketuspaine tietyn ennal-.. 25 ta määrätyn kohinakynnyksen yläpuolella aktivoi näytön tai osoittimen, joka antaa käyttäjälle merkin, että tietty funktio on valittu. Paneelin painaminen kovemmin aiheuttaa toisen kynnyksen ylittämisen ja käskyn tulemisen "otetuksi sisään". Toisena esimerkkinä kytkimien 186 ja 30 188 ollessa toisessa asennossa, saattaisi käyttökosketus (kohinakynnysarvon yläpuolella) aktivoida näytön (auto-** radio, esimerkiksi) - lyjemmin painaminen saattaisi sit ten säätää radion ulostulon voimakkuutta.

Kuvio 18 esittää suoritusmuodon, jossa kosketuspa-35 neeli voi käsittää avaintyynyaluslevyn 200 muodon, ts. ohjauksen kun akustisten pinta-aaltojen synnyttäminen ja 38 92530 jakautuminen alustan 200 poikki on kyseessä, tämän synnyttämisen ja kosketuksen häiritsemien pinta-aaltojen ilmaisun ollessa saavutettu samalla tavalla kuin saavutettiin perussuoritusmuodossa. Kuten esitetään katkoviivoitetuilla 5 lohkoilla, jotka liittyvät muuntimiin, prosessoidaan sisääntulo- ja ulostulosignaalit kosketuspaneelin ohjausjärjestelmällä 110, joka on jo kuvattu. On ajateltu, että tällainen avaintyyny olisi erityisesti houkutteleva kauko-ohjaimena. Erityisesti avaintyyny voisi olla käsin pidet-10 tävä ja saatettu jäljittämään kuvia tai sijoittamaan kursori kauempana olevalla näyttöpaneelilla. Kun haluttu kursorin sijainti on saavutettu, kohdistetaan avaintyynyyn paine ohjausvaikutuksen tuottamiseksi. Jos näyttöpaneeli liittyy CRTrhen, voidaan ohjausvaikutusta käyttää muuttamaan 15 menua, tuhoamaan sana tai lohko valitussa kursorin paikassa tai liikuttamaan sanaa tai lohkoa jne.

Toinen sovellutusalue tällaiselle avaintyynylle on videopelien alue. Jäljitetty sormin reitti voisi kehittää ensimmäisen signaalin aiheuttamaan maalin löytämisen (pai-20 kallistamisen) näyttölaitteella, kun taas paineen lisääminen voisi kehittää toisen signaalin, joka tehokkaasti ampuu ohjuksen maaliin. Keksinnön mukaisesti kussakin yllä selostetussa avaintyynyn esimerkissä turvautuminen yllä selostettuun kosketuspaneeliohjausjärjestelmään auttaa 25 tuottamaan kaksi ohjaussignaalia, joista yksi liittyy kos-• ketuksen sijaintiin ja toinen liittyy kosketuksen painee seen.

Kuvio 19 kuvaa kekseliästä kosketusohjausjärjestelmän sovellutusta suoritusmuodolle, joka on tunnettu yhden 30 koordinaatin kosketuspaneelista 202. Jälleen on pinta-aallon generointi ja kosketuksen häiritsemien pinta-aal-" tojen ilmaisu toteutettu yllä selostetulla tavalla. Eri tyisesti voi tässä esitetty ohjauspaneeli käsittää konso-liohjaimen radio- tai televisiovastaanottimeen, stereole-35 vysoittimeen jne. Vastaanotinsovellutuksessa kosketuksen tuominen lähelle paneelin vasenta reunaa voisi palvella

II

39 92530 kehittämään ensimmäisen ohjaussignaalin RF-signaalinvalit-simen aktivoimiseksi ja sitten paineen tuominen tähän paikkaan kehittäisi toisen ohjaussignaalin, joka aloittaa pvyh-käisyn RF-spektrin poikki paineen voimakkuuden määrätessä 5 pyyhkäisynopeuden.

Vastaavasti sormen liikuttaminen oikealle kehittää ohjaussignaalin, joka sallii käyttäjän säätää äänen voimakkuutta. Silloin tietenkin paineen lisääminen tuottaa toisen ohjaussignaalin voimakkuustason asettamiseksi. Muiden 10 toimintojen ohjaus kehittäisi säännön mukaisesti muissa paikoissa kaksi ohjaussignaalia (1) toiminnan valitsemiseksi ja (2) muodostamaan säätövaikutus tähän toimintaan.

Kuluttajaelektroniikkakentän ulkopuolella, mukaan lukien tietenkin sanaprosessorit ja muut näyttölaitetta 15 hyväksi käyttävät laitteet, on ajateltu, että keksintö olisi erityisesti houkutteleva kaupallisissa asennuksissa, esimerkiksi pankin kassa-asemassa, jossa karkea alustan pinta yhdessä kekseliään kosketusohjausjärjestelmän kanssa voitaisiin ottaa käyttöön syöttämään ohjaussignaaleja 20 asemalle käteisen nostamiseksi, saldon tiedustelemiseksi jne. Itse asiassa keksintö löytää sovellutuksen miltä tahansa alueelta, jossa pari ohjaussignaaleja, jotka kertovat kosketuksen sijainnin ja siihen liittyvän kosketuksen paineen, on hyödynnettävissä muodostamaan kaksi toisiinsa . . 25 liittyvää tai jopa toisiinsa liittymätöntä toimintoa.

Kuten edellä todettiin, voi näyttölaite 14 käsittää katodisädeputken ja kuvio 20 esittää ensisijaista katodi-sädeputken muotoa, joka on käyttökelpoinen keksinnön laitteen 10 kanssa. Kuten kuviossa 20 esitetään, käsittää ka-30 todisädeputki 210 läpinäkyvää lasia olevaa lasia olevan ta-·· saisen etulevyn 216, jossa on kosketusnäyttöpinta 218, jo ka muodostaa aluslevyn, joka on samanlainen kuin edellä selostettu aluslevy 16 ja joka kykenee johtamaan pinta-akus-tisia aaltoja ja jolle on tunnusomaista, että kosketus täl-35 lä pinnalla aiheuttaa pinta-aallon, joka etenee kosketus- 40 92530 alueen läpi, häiritsemisen. Katodisädeputki 210 käsittää edelleen suppilon 220, jonka etupää on sulattamalla tiiviisti kiinnitetty etulevyyn 216. Suppilon ulompi pää päättyy kaula-alueeseen 222, joka sulkee sisäänsä elektro-5 nitykkirakenteen.

Etulevyn 216 pinta 218 on samanlainen kuin edellä mainittu aluslevyn pinta 16 siinä, että se myöskin tukee ensimmäistä paria sisääntulo- ja ulostulopinta-aaltomuun-ninvälineitä Tl.ja vastaavasti R1 sekä toista paria si-10 sääntulo- ja ulostulomuunninvälineitä T2 ja vastaavasti R2. Lisäksi ovat sisääntulomuuntimet (lähettimet) T1 ja T2 mekaanisesti ja akustisesti kytketty etulevyn pintaan 218, jotta ne aktivoituina yksilöllisesti lähettävät vastaavat pinta-aaltojen purskeet pinnalle 218. Ulostulomuun-15 timet (vastaanottimet) R1 ja R2 ovat vastaavasti kytketty pinnalle 218, niin että pinta-aaltoenergian vastaanottamisen aikana ne antavat yksilölliset sähköiset ulostulosignaalit. Sisääntulomuuntimet T1 ja T2 on asennettu etu-levyn pinnalle 218 reunan 226 ja vastaavasti reunan 228 20 viereen, katso kuvio 21.

Heijastavat hilat, kuten hilat G1, G2, G3 ja G4 kuviossa 2, on sijoitettu aluslevyn pinnalle 218, kuten esitetään kuviossa 21. Siten ensimmäinen heijastava hila G1 on ensisijaisesti sijoitettu yhdensuuntaisesti aluslevyn 25 pinnan 218 ylemmän reunan kanssa.

Toinen heijastava hila G2 on sijoitettu yhdensuuntaisesti aluslevyn pinnan 218 alemman reunan 228 kanssa.

Vastaavasti on kolmas heijastava hila G3 sijoitettu yhdensuuntaisesti aluslevyn pinnan 218 sivureunan 226 30 kanssa.

Neljäs heijastava hila G4 on sijoitettu yhdensuun-taisesti aluslevyn pinnan 218 vastakkaisen sivureunan kanssa.

Siten näyttöpinta 218 on nyt tehokkaasti varustettu 35 sen päällä olevalla verkolla, joka käsittää suuren määrän toisiaan leikkaavia akustisten aaltopurskeiden reittejä,

II

92530 41 jotka pinta-aallot on määrätty ennalta määrätyille reiteille, yhden joukon ph ollessa sijoitettu yhdensuuntaisesti sen kanssa, jota voidaan kutsua näyttöpinnan 218 vaaka- tai pää-akseliksi, kun taas toinen leikkaava reittien pv joukko on 5 sijoitettu yhdensuuntaisesti näyttöpinnan pysty- tai pikku-akselin kanssa. Tällä tavoin leikkaavat aaltoenergiareitit kulkevat näyttölaitteen pinnan poikki muodostaen näkymättömän verkon, joka peittää näyttöpinnan 218.

Kuvatussa sovellutuksessa on etulevy tai paneeli 10 tavallisesti määritetty "kosketusohjauspaneeliksi", koska grafiikka tai muu informaatio voidaan määrätä näytölle, esimerkiksi kuvion 1 ohjaimelta 12 vasteena operaattorin käskylle, joka voi saada kosketusohjauspaneeliin liittyvän menun tietyn alueen koskettamisen muodon. Näyttöpinta 16, 15 oli se sitten katodisädeputken etulevy tai erillinen paneeli, muodostaa aluslevyn, joka kykenee johtamaan pinta-akustisia aaltoja.

Tässä suhteessa on suositeltavaa, että kosketuspa-neeli voi saada levykkeen muodon, esimerkiksi lasilevy tai 20 muu aluslevy, joka kykenee johtamaan pinta-akustisia aaltoja ja joka mukavuussyistä tai joustavuuden tuomiseksi järjestelmään voi olla sijoitettu paikkaan, joka on kaukana ohjattavasta laitteesta. Tarkemmin esitettynä kuvio 21A kuvaa kosketusohjauslevykkeen 317, joka on sijoitettu paik-... 25 kaan, joka on kaukana ohjatusta kuvan näyttölaitteesta 319, joka voi olla videomonitori. Kuten esitetään, on kosketus-ohjauspaneeli tai levyke 3.17 kytketty monitoriin kaapelilla; kuitenkin on havaittu, että levykkeen tuottamat ohjausvaikutukset voitaisiin helposti johtaa monitorille infrapu-30 nakytkennällä, niin että tehdään kaapelointi tarpeettomaksi. Lisäksi, kuten on todettu, kosketusohjauslevykkeen ohjaaman laitteen ei tarvitse olla kuvannäyttölaite. Kuvio 21B antaa esimerkin suoritusmuodosta, jossa ohjattava laite 321, joka voi olla kodin viihdekeskus (radio, stereo, TV 35 jne.), saatetaan toimintaan kauemmaksi sijoitetulla kos-ketusohjauslevykkeellä 317’. Kuten kuvion 21A suoritusmuo- 42 92530 dossa, on kosketusohjauslevyke 317' esitetty kytkettynä kaapelilla laitteeseen 321 aktivoimaan laite valitsemaan viihdekeskuksen tietty toiminto. Jälleen infrapuna- tai muu kytkentä voi korvata kaapeloinnin. 1 11 · « • · • ·

Claims (19)

1. 43 92530 1. Ääniaaltopohjäinen kosketuspaneelijärjestelmä (10) kosketuksen tunnistamiseksi ja vasteen tuottamiseksi 5 siihen pitkin kosketuspinnan (16) määrättyä koordinaattiak-selia, joka järjestelmä sisältää pinta-aaltomuunninvälineet käsittäen sisääntulon ja ulostulon muunninvälineet (Tl, T2; Rl, R2) vastaavasti, jotka on kytketty aluslevyyn (16) ja mainittuihin sisääntulon muunninvälineisiin (Tl, T2) liit-10 tyvä sisääntulopiiri (25) pinta-aaltojen generoimiseksi mainitulla aluslevyn joukon sisääntulon ja ulostulon muun-ninvälineiden (Tl, T2; Rl, R2) välisiä reittejä (Pv, Ph) pitkin, mainittuihin ulostulon muunninvälineisiin (Rl, R2) kytketty ulostulopiiri (23) kosketuksen sijainnin detektoi-15 miseksi mainitulla aluslevyllä (16), tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu pinta-aaltojen uudelleen-suuntausvälineet (Gl, G2, G3, G4) kytkettyinä aluslevyyn (16) sisääntulon muunninvälineiden (Tl, T2) tuottaman pin-ta-aaltopurskeen komponenttien uudelleen suuntaamiseksi 20 mainitun pinnan poikki ulostulon muunninvälineille (Rl, R2) pitkin joukkoa eri pituisia reittejä (Pv, Ph), jotka vastaavasti liittyvät eri paikkoihin kosketuspinnan (16) mainitulla koordinaattiakselilla, ja joka ulostulopiiri (23) kykenee detektoimaan kosketuksen indusoimaa amplitudin -25 vaimenemista vastaanotetuissa purskekomponenteissa sen johdosta, että kosketus aluslevyllä (16) ainakin osittaisena energian absorptiolla vaimentaa kosketusalueen kautta etenevän pinta-aallon amplitudia, ja kehittämään ulostulosignaalin, jolla on aallon ajoitukseen suhteessa oleva 30 ominaisuus, joka ilmaisee mitä reittiä mainitusta reittien (Pv, Ph) joukosta kosketuksen vaimentama aaltopurskekom-ponentti kulki ja siten kosketuksen sijainnin mainitun pinnan (16) koordinaattiakselilla.
2. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kosketuspaneeli- 35 järjestelmä, tunnettu siitä, että sisääntulon 92530 44 muunninvälineiden (Tl, T2) tuottamalla pinta-aaltopurskeel-la on kestoaika T alueella 1,0 w/c - 2,0 w/c, missä "w" on sisääntulon muunninvälineiden (Tl, T2) leveys ja "cM on pinta-aaltojen etenemisnopeus aluslevyllä (16).
3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kosketus- paneeli järjestelmä, tunnettu siitä, että ulostulon pinta-aaltomuunninvälineet (Rl, R2) ulottuvat aluslevyllä (16) koordinaattiakselin suunnassa etäisyydelle, joka tarvitaan leikkaamaan aaltopurskekomponenttien reittien (Pv,
4. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kosketus-paneeli järjestelmä, tunnettu siitä, että sisääntulon muunnin (Tl) lähettää pinta-aallot pitkin ensimmäistä reittiä (Pl) mainitulla pinnalla (16), ja että ulostulon 15 muunnin (R2) on sijoitettu pinnalla (16) olevan toisen reitin (P3) loppupäähän, pinta-aallon uudelleensuuntaus-välineiden sisältäessä ensimmäisen heijastavan hilan (Gl), joka käsittää ryhmän ensimmäistä reittiä (Pl) pitkin sijoitettuja heijastavia elementtejä (el-en) tehokkaasti järjes-20 tettyinä yhtä suuriin kohtauskulmiin ensimmäisen reitin (Pl) pituusakseliin nähden, mainitun hilan (Gl) poimiessa joukon aaltokomponentteja mainitusta pinta-aallosta ja suunnatessa näitä aaltokomponenteja aluslevyn (16) pinnan poikki pitkin yhtä suurta määrää reittejä (Pv), joista -25 kukin on sijoitettu kulmaan ensimmäisen reitin (Pl) mainittuun akseliin nähden, ja toisen heijastavan hilan (G2), joka käsittää ryhmän heijastavia elementtejä (e'1-e'n), jotka on sijoitettu pitkin toista reittiä (P3) tehokkaasti järjestettyinä yhtä suuriin kohtauskulmiin toisen reitin 30 (P3) pituusakseliin nähden aaltokomponenttien sieppaamisek- . si ja siepattujen aaltokomponenttien uudelleen suuntaami- • · seksi pitkin mainittua toista reittiä kohti ulostulon muun-ninta (Rl).
5. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kosketuspaneeli- 35 järjestelmä, tunnettu siitä, että pinta-aaltoja ♦ · II 92530 45 heijastavat välineet (G1-G4) sisältävät ryhmän puolen aallonpituuden välein sijoitettuja uria tai aaltoja heijastavan materiaalin kerrostumia.
6. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen kosketus-5 paneelijärjestelmä, tunnettu siitä, että pinta- aaltoja heijastavat välineet (Gl, G2) käsittävät heijastavan ryhmän, jolla on kasvava heijastuskyky suunnassa, joka on poispäin mainitusta sisääntulon muunninvälineestä (Tl, T2) , kasvavan aallon reitinpituuden mukana heikkenevän aal- 10 lon amplitudin ainakin osittaiseksi kompensoimiseksi.
7. 7. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen kosketus-paneeli järjestelmä, tunnettu siitä, että heijastavan ryhmän (Gl, kuvio 9) valitut ryhmän elementit on sisääntulon muunninvälineestä (Tl) poispäin olevassa suun- 15 nassa poistettu progressiivisesti pienenevässä suhteessa kasvavan heijastuskyvyn aiheuttamiseksi.
8. 8. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen kosketus-paneelijärjestelmä, tunnettu siitä, että heijastavalla ryhmällä (G''l, kuvio 10a) on ryhmäelementtejä, 20 joiden yksilöllinen pituus kasvaa sisääntulon muunninvälineestä (Tl) poispäin olevassa suunnassa, ja joiden yksilöllinen sijainti elementin pituuden suunnassa muuttuu ryhmän (G''l) sivurajojen sisällä.
9. 9. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kosketus- • •25 paneeli järjestelmä, tunnettu siitä, että järjes telmään kuuluu hei jastinvälineet (60) pinta-aaltopurskeiden komponenttien, jotka on johdettu mainitusta pinta-aalto-purskeesta, uudelleensuuntaamiseksi aluslevyn (16) pinnan poikki takaisin ulostulon muunninvälineelle (61) pitkin 30 joukkoa reittejä (Ph), jotka vastaavasti liittyvät eri paikkoihin koordinaattiakselilla aluslevyn (16) pinnalla.
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kosketuspaneeli-järjestelmä, tunnettu siitä, että sisääntulon ja ulostulon pinta-aaltomuunninvälineet (Tl, T2; Rl, R2) ovat 35 osa yhteisistä sisääntulo- ja ulostulomuunninvälineistä (61) . , · I 92530 46

    10 Ph) joukko.
11. 11. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kosketus-paneeli järjestelmä käytettäväksi ympyräkoordinaattisen kos-ketuspaneelinäyttölaitteen kanssa, tunnettu siitä, että järjestelmä (10) on sovitettu tunnistamaan kosketuksen 5 sijainnit eri kulmissa laitteen näyttöpinnalla (88, kuvio 16) , ja että sisääntulon pinta-aaltomuunninvälineet (90) kykenevät lähettämään ympyrän muotoisten pinta-aaltojen purskeen, joka säteilee ulospäin näyttöpinnan (88) poikki koordinaattijärjestelmän ilmeisestä keskipisteestä, pinta-10 aallon uudelleensuuntausvälineiden (94) uudelleen suunnatessa pinta-aaltopurskekomponentit, jotka on johdettu mainitusta pinta-aaltopurskeesta, ulostulon muunninvälineille (96) pitkin joukkoa eripituisia reittejä, jotka vastaavasti liittyvät eri kulmasijainteihin mainitulla näyttöpinnalla 15 (88) , ja ulostulopiirin (23) sisältäessä välineet määrittä mään analyysillä, joka perustuu ilmaistun häirityn aalto-purskekomponentin siirtoaikaan, mitä reittiä mainitusta reittien joukosta kosketuksen häiritsemä aaltopurskekom-ponentti kulki ja siten kosketuksen kulmasijainti näyttö-20 pinnalla (88).
12. 12. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen kosketuspaneelijärjestelmä, tunnettu siitä, että ulostulopiiri käsittää ohjausjärjestelmän (110, kuvio 17a), joka vastaanottaa ulostulosignaalin (S3, S4), jolla ..25 on ensimmäinen aallon ajoitukseen liittyvä ominaisuus, joka osoittaa, mitä reittiä (Ph, Pv) joukosta reittejä kosketuksen vaimentama aaltopurskekomponentti kulki ja siten kosketuksen sijainnin pinnan (16) koordinaattiakselilla, ulostulosignaalilla (S3, S4) ollessa toinen ominaisuus, joka 30 osoittaa aaltopurskekomponentin, joka etenee mainitulla pinnalla kosketusalueen läpi, kosketuksen paineen aiheuttaman vaimenemisen, ja että järjestelmä (110) sisältää tun-nistamispiirivälineet (122), jotka vastaanottavat ulostulosignaalin (S3, S4) ja ovat herkkiä mainitulle ensimmäi-35 selle ominaisuudelle ensimmäisen signaalin (174) kehittämi- . «t li 47 92530 seksi, joka sisältää informaation, joka osoittaa kosketuksen sijainnin, ja jotka ovat herkkiä mainitulle toiselle ominaisuudelle toisen signaalin (176) kehittämiseksi, joka sisältää informaation, joka osoittaa lukuisia nollasta 5 eroavia kosketuspaineen diskreettejä tasoja tai keskeytymättömän sarjan kosketuspaineen tasoja.
13. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kosketuspaneeli-järjestelmä, tunnettu siitä, että ulostulosignaalilla (S3, S4) on signaalin tasoa ajan funktiona 10 kuvaava ominaisuus, jossa on painuma, jonka sijainti aika-akselilla osoittaa ilmaistun vaimenneen aaltopurskekom-ponentin siirtoajan, ja jonka syvyys osoittaa ilmaistun vaimenneen aaltopurskekomponentin vaimenemisen asteen, ja että tunnistuspiirivälineet (122) ovat herkkiä mainitun 15 painuman ajoitukselle ulostulon signaalin (S3, S4) tasoa ajan funktiona esittävässä ominaisuudessa ensimmäisen signaalin (174) kehittämiseksi, joka osoittaa kosketuksen sijainnin mainitun pinnan (16) koordinaattiakselilla, tun-nistuspiirivälineiden (122) ollessa myös herkkiä mainitun 20 painuman syvyydelle toisen signaalin (176) kehittämiseksi, joka osoittaa pinta-akustisten aaltojen, jotka etenevät mainitulla pinnalla (16) kosketusalueen läpi, vaimenemisen tason.
14. 14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen kosketus-.25 paneelijärjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä (110) sisältää siihen kytkety välineet (160) sähköisen amplitudikuvaajan kehittämiseksi kosketuspaineen aiheuttamasta häitiöstä, välineet (158) näytteen ottamiseksi ulostulon muunninvälineiden (Rl, R2) tasasuunnatun 30 ulostulon amplitudista joukosta ajallisesti erillään olevia pisteistä, amplitudinäytteiden tallentamiseksi tuleviksi vertailuarvoiksi, näytteiden ottamiseksi jälleen laitteen (10) koskettamisen aikana ulostulon muuntimen (Rl, R2) ulostulon amplitudista ja kehitettyjen kosketukseen liitty-35 vien amplitudinäytteiden vertaamiseksi tallennettuihin ver- 92530 48 tailunäytteisiin, ensimmäisen ohjaussignaalin (174) kehittämiseksi, joka esittää ajoitukseen liittyvää suurimman eron pistettä vertailunäytteiden ja kosketukseen liittyvien näytteiden amplitudien välillä ja siten kosketuksen häirit-5 semän aaltopurskeen ajoituksen, ja toisen ohjaussignaalin (176) kehittämiseksi, joka esittää mainitun suurimman eron suuruutta.
15. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen koksetuspaneeli-järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjausjärjestel- 10 mä (110) sisältää differentiointivälineet ulostulon muun-ninvälineiden (Rl, R2) tasasuunnatun ulostulon differenti-oimiseksi, tuloksena saatavan signaalin nollan ylityksen edustaessa kosketuksen häiritsemän aaltopurskeen ajoitusta.
16. 16. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai-15 nen koksetuspaneelijärjestelmä, tunnettu siitä, että aluslevy (218, kuvio 20) on muodostettu tai liitetty katodisädeputken (210) läpinäkyvälle tasaiselle etulevylle (216), sisääntulon ja ulostulon pinta-aaltomuunninvälinei-den (Tl, T2; Rl, R2) ollessa mekaanisesti ja akustisesti 20 kytkettynä mainitun etulevyn (216) pinnalle, ja heijastavan ryhmän (G1-G4) ollessa muodostettu tai liitetty etulevyn (216) pinnalle toimimaan yhteistyössä sisääntulomuunninvä-lineiden (Tl, T2) kanssa.
17. 17. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen kos- 2. ketuspaneelijärjestelmä käytettäväksi etäälle sijoitetun ohjattavan laitteen ohjaamisessa, tunnettu siitä, että aluslevy käsittää levyn (200, 317, 317'), joka on sijoitettu erilleen mainitusta laitteesta (319, 321), mutta joka on toiminnallisesti kytketty siihen sopivalla kytken-30 nällä.
18. 18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että ohjattava laite käsittää gra-fiikkanäyttölaitteen (319).
19. 19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen kosketus- 35 paneelijärjestelmä, tunnettu siitä, että levy (200, 317, 317') on muodostettu lasilevystä. Il 49 92530