FI92530C - Akustisia aaltoja käyttävä kosketuspaneeli - Google Patents

Description

» 1 92530

Akustisia aaltoja kåyttåva kosketuspaneeli Tåma keksinto liittyy yleisesti kosketusohjausjarjes-telyyn kSytettavåksi grafiikkanåyttolaitteessa ja erityi-5 sesti uuteen jårjestelyyn ja jarjestelmåån kosketuspaikan koordinaattien identifioimiseksi.

Tassa kåsitellyn tyyppinen grafiikkanayttolaite kåyt-tåå yleensa hyvåkseen katodisådeputkea (CRT), vaikkakin muunkintyyppisiå nåyttoelimiå voidaan kayttaa. Tyypillises-10 sa tekniikan tason mukaisessa jarjestelyssa on kaksi vie-rekkaista nayttopinnan (etulevy) sivua varustettu valolåh-teen rivistolla, jotka on jarjestetty kehittamaan ryhman rinnakkaisia valoreitteja, jotka ulottuvat etulevyn poikki, ryhmien leikatessa mieluuminin suorassa kulinassa valoteiden 15 verkkokuvion muodostamiseksi, joka peittåa nayttopinnan. Vastaavat valoilmaisimien rivistot reunustavat etulevyn niita sivuja, jotka ovat valolahteiden rivistoja vastapaata.

Kaytannossa tietty grafiikka vålitetaån naytolle ohjaimella vasteena operaattorin kåskylle, joka kasky voi-20 daan ottaa etulevyn jonkin alueen osoittamisen muodossa.

Tama osoittaminen katkaisee yhden tai useampia valonsatei-ta, mika katkaiseminen saa sateen maarittåman valoilmaisi-men kehittamaSn signaalin, joka johdetaan ohjaimelle tietyn grafiikan valitsemiseksi. Esimerkiksi US-patenttijulkaisu 25 3 775 560 selvittåa esimerkilla tamantyyppistå grafiikka- • » .

nayttdlaitteen ohjaamista. Ylla esitetyn tyyppinen kosketusohjaus jar jestely pyrkii olemaan melko kallis, koska ku-takin valolåhdetta kohden otetaan kayttoon erillinen valo-ilmaisin.

30 On tunnettua kayttåS pinta-akustisen aallon (SAW) energiaa kosketusohjaukseen. US-patenttijulkaisu 3 134 099 • · (Woo) esittåa jårjestelyn, jossa joukko pietsosåhkoisiå muuntimia, jotka on kytketty sahkoisesti rinnakkain, on si-joitettu pitkin lasilevyn kahta vierekkåistå reunaa. Muun-35 timet on kytketty levyyn ja luovat vasteena ohjaussignaa-lille pinta-aaltoja, jotka etenevat lasilevyn pinnan 2 92530 poikki. Kirjoituskynå, joka sisåltaa pietsosåhkoisen kom-ponentin, asetetaan kosketukseen lasilevyn kanssa tunte-maan eteneva hairio ja sitten antamaan sopiva signaali oh-jausyksikolle, joka mittaa kuluneen aikavalin ajan, jolloin 5 ohjaussignaali johdettiin muuntimelle, joka synnytti håi-rion, ja ajan, jolloin signaali vastaanotettiin kynalla, vålillå. On huomionarvoista, ettå Woon jårjestelysså tar-vitaan joukko pietsosåhkoisia muuntimia kutakin lasilevyn kahta vierekkåistå sivua kohden. Lisaksi Woon jårjestelmå 10 vaatii erikoisen kosketuskynan kåyttoå, joka kykenee tun-temaan pinta-akustiset aallot, jotka kulkevat paneelin poikki.

US-patenttijulkaisu 3 653 031 (Hlady) on kohdistet-tu kosketusherkkaån sijaintikoodaimeen, joka myos kayttåå 15 elastisia pinta-aaltoja generoivia muuntimia, jotka on sijoitettu pitkin lapinakyvan lasilevyn reunoja. Muunti-met toimivat sateilijoinå, samoin kuin myos antureina, ja siten palvelevat lahettamallå pinta-aaltoja lasilevyn poikki, samoin kuin myos vastaanottamalla naita aaltoja.

20 Toiminnassa sormi tai kynå, joka on sijoitettu tiettyyn paikkaan lasilevyllå, heijastaa siihen tormanneet pinta-aallot. Heijastunut aalto, joka ilmaistaan, johdetaan an-tureihin liittyvalle ajoituspiiristolle, joka piiristo maå-rittaa sormen tai kynan paikan geometriset koordinaatit.

,, 25 Taas, kuten Woon tapauksessa, tarvitaan kaksi muuntimien * ryhmaå tai rivistoå luomaan pinta-aallot, jotka etenevat lasilevyn poikki.

US-patenttijulkaisu 3 673 327 (Johnson et al.) esit-taa jalleen eraån SAW-tyyppisen kosketusherkan paneelin ko-30 koonpanon, joka kåsittaa katodisSdeputken etulevyn paaile sijoitetun paneelin ja jolla on ensimmåinen joukko lahetti-miå sijoitettuna pitkin paneelin ensimmaista reunaa gene-roimaan samansuuruinen joukko Rayleigh (pinta-)såteitå, jotka etenevat paneelin pinnan poikki X-suxinnassa, ja jos-35 sa on vastaava joukko ilmaisimia sijoitettuna pitkin paneelin reunaa, joka on vastapaata ensimmaista reunaa, « · >

II

3 92530 yksilollisesti vastaanottamaan mååritellyn såteen maini-tusta sateiden joukosta. Samalla tavalla on toinen joukko lahettimia sijoitettu pitkin toista paneelin reunaa, joka on ensimmaisen reunan vieresså, samanaikaisesti synnyttå-5 måan toinen joukko Rayleigh-aaltosåteitå, jotka eteneVat 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 vastapååtå, vastaanottamaan mååritetty såde mai-10 nitusta toisesta sateiden joukosta. Tåmån mukaisesti tama aaltosåteiden X-Y-verkon synnyttamiseksi tarvitaan låhe-tin kutakin aaltosådetta kohden ja tarvitaan ilmaisin kuta-kin tållaista låhetintå kohden.

Kayton aikana jokainen lahetin låhettaa sateen 15 Rayleigh-pinta-aaltoja pitkin paneelin pintaa. Kun sormi tai muu esine taman jalkeen painetaan paneelia vasten, absorboituu akustista aaltoenergiaa keskeyttåen siten sen lahetyksen siile mååratylle ilmaisimelle. Normaalin signaa-lin poissaolo tai vahentyminen tietylla ilmaisimella muo-20 dostaa kosketusilmaisun, joka johdetaan tietokoneelle.

Kuitenkin Johnsonin et al. kosketusohjausjårjes-telman samoin kuin sen optisen vastineen periaatteellinen haitta piilee siinå, ettå tarvitaan paljon lahettimia ja ilmaisimia toteuttamaan leikkaavat aaltoenergian reitit, 25 jotka muodostavat paneelin paalla olevan ristikon. Mekaa-niset seikat ja kustannukset, jotka liittyvåt samansuu-ruisen mååran lahettimia ja ilmaisimia, joiden kaikkien tulee olla erikseen johdatettuja, kåytannon hyvåksikayt-toon, ovat ilmeisiå epakohtia.

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.

Lisaksi US-patenttijulkaisut ja kirjallisuusviit-teet pinta-akustisten aaltojen alueelta, joita kasiteltiin, 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 Keksinto on yleisesti suunnattu tuottamaan paran- nettu kosketusherkka paneelijarjestelma, joka on ensisijai-sesti suunniteltu grafiikkanaytto-CRT:lle tai kaytettavaksi sen kanssa.

Esilla oleva keksinto tuottaa siten kosketuspanee-10 lijarjestelman, joka kasittaa: pohjalevyn, jolla on kos-ketuspinta; ja valineet, jotka ovat herkkiS kosketukselle mainitulla kosketuspinnalla signaalin kehittamiseksi, jolla on ensimmainen ominaisuus, joka ilmaisee kosketuksen sijainnin mainitulla kosketuspinnalla ja toinen ominaisuus, 15 joka ilmaisee kosketuksen itsensa.

Keksinnon eras piirre on, ettå keksinnon kosketusherkka jarjestely on tunnettu minimaalisesta mekaanises-ta ja elektronisesta monimutkaisuudesta seka pienentyneis-ta tuotantokustannuksista.

20 Esilla oleva keksinto liittyy myos kosketuspaneeli- jarjestelmaån, joka kasittåå: aluslevyn, jolla on kosketus-pinta; valineet, jotka ovat herkkia kosketukselle mainitulla kosketuspinnalla ulostulosignaalin kehittamiseksi, jolla on ensimmainen ominaisuus, joka ilmaisee kosketuksen si-25 jainnin mainitulla kosketupinnalla, ja toinen ominaisuus, joka ilmaisee kosketuspaineen; ja valineet mainitun ulostulosignaalin vastaanottamiseksi, jotka valineet ovat herkkia ensimmaiselle ominaisuudelle ennalta maaratyn ohjatta-vissa olevan toiminnan identifioimiseksi ja jotka ovat 30 herkkia mainitulle toiselle ominaisuuden mainitun ohjatta-vissa olevan toiminnan ohjaamiseksi.

Esilla oleva keksinto liittyy edelleen katodisade-putkeen kaytettavaksi kosketuspaneelinayttojarjestelmassa, joka kykenee tunnistamaan kosketusten sijainnit ennalta 35 maaratyllå akselilla jarjestelmån nayttopinnalla, mainitulle putkelle ollessa tunnusomaista, etta se sisåltåå:

II

5 låpinåkyvån tasaisen lasietulevyn, jossa on kosketusnåytto-pinta, joka kykenee kuljettamaan pinta-akustisia aaltoja ja jolle on ominaista, ettå kosketus talla pinnalla aiheut-taa pinta-aallon, joka etenee kosketusalueen låpi, håiriin-tymisen; sisååntulon pinta-aaltomuunninvålineet, jotka on mekaanisesti ja akustisesti kytketty etulevyn kosketus-nayttopintaan ja ovat kåyttokelpoiset, kun ne on aktivoitu lahettåmåån pinta-aaltojen purskeen mainitulle pinnalle; ja ainakin yhden aaltoja heijastavien elementtien ryhman etulevyn kosketusnåyttopinnassa tai pinnalla pinta-aaltojen, jotka on johdettu sisååntulomyynninvålineiltå, suuntaami-seksi etulevyn kosketusnåyttopinnan poikki.

Keksinnon lisapiirteet ja edut ynunarretaan parhai-ten seuraavan selityksen ja oheisten piirustusten avulla, joissa:

Kuvio 1 kuvaa, osittain periaatteellisessa muodossa, grafiikkanåyttolaitetta, joka toteuttaa keksinnon;

Kuvio 2 on tasokuva kuvion 1 kosketusherkasta nayt-tdpaneelista kuvaten joissakin yksityiskohdissa heijasta-van tilan rakennetta ja sijoitusta;

Kuvio 3 on graafinen kuvaus, joka esittaå vastaan-otettua pinta-akustisen aallon energiaa, joka kulkee kuvion 2 kosketuspaneelin eraan koordinaatin lapi;

Kuvio 4 on graafinen kuvaus, joka esittåa vastaan-otetun pinta-akustisen aallon energiaa, joka kulkee kuvion 2 kosketuspaneelin toisen, kohtisuorassa olevan, koordinaatin låpi;

Kuvio 5 on kaavamainen esitys heijastushilasta ja joukosta heijastuneita aaltokomponentteja, jotka tåmå hila on kehittånyt;

Kuvio 6 esittåa aaltomuotoa, joka on kehitetty ulos-tulomuuntimella, joka on herkkå kuviossa 5 esitetyille hei-jastuneille aaltokomponenteille;

Kuvio 7 esittåå aaltomuotoa, joka on kehitetty ulos-tulomuuntimella, joka on herkkå heijastuneiden aaltokompo-nenttien pitkånomaisille joukoille; c 92530 6

Kuvio 8 on kaavamainen esitys ulostulomuuntimen, jota kaytetåån keksinnon mukaisesti rakennetussa kosketus-nayttopaneelilaitteessa, ulostulosignaalin tasasuunnatun version; 5 Kuvio 9 on kaavamainen esitys heijastavasta ryhmastå, jossa elementtien kuvio seuraa "sormen poisvetåmisesta";

Kuvio 10 on kaavamainen esitys heijastavasta ryh-masta, jossa yksittåiset elementit ovat pirstoutuneet ku-vion mukaisella tavalla; 10 Kuvio 10A on kaavamainen esitys heijastavasta ryh- måstå, jossa yksittaisten elementtien pituus kasvaa suun-nassa, joka on poispain viereisesta muuntimesta;

Kuvio 11 on kaavamainen esitys kosketuspaneelijår-jestelysta, jossa kaytetåån yhtå elintå sisaantulo- ja 15 ulostulomuuntimena;

Kuvio 12 on kaavamainen esitys kosketuspaneelijår-jestelysta, joka hyodyntaa ulostulomuunninta, joka on yhta laaja paneelin yhden koordinaatin kanssa;

Kuvio 13 on kaavamainen esitys kosketuspaneelijar-20 jestelysta, jossa pinta-aaltoja heijastava ristikko ka-sittåå heijastajien elementtien erillisia ryhmia;

Kuvio 14 kuvaa pulssityyppisen aaltomuodon, jonka ulostulon muunnin kehittaå vasteena purskekomponenteille, jotka kehitetaån kuvion 13 suoritusmuodolia; 25 Kuvio 15 esittåå kuviossa 14 esitetyn aaltomuodon muunnelman; j a

Kuvio 16 on kaavamainen esitys keksinnon toisesta suoritusmuodosta, joka esittåa ympyråkoordinaattijarjes-telmåa; 30 Kuvio 17 on osittain kaavamainen esitys kuviossa 1 esitetysta laitteesta kun se on muutettu toimimaan yhteis-tySssa kosketuspaneeliohjausjarjestelman ensisijaisen muo-don kanssa;

Kuvio 17a on lohkokaavio kosketuspaneeliohjausjar-35 jestelmåstå/ joka on tarkoitettu kaytettavåksi kuvion 17 nayttolaitteen kanssa;

II

7 92530

Kuvio 18 on esitys kosketusohjauspaneelista kohdis-timen, joka liittyy kauko-ohjattavaan laitteeseen, ohjaa-miseksi;

Kuvio 19 on esitys yhden koordinaatin kosketusoh-5 jauspaneelista;

Kuvio 20 on perspektiivikuva katodisadeputkesta, joka toteuttaa keksinnon;

Kuvio 21a on osittain kaavamainen esitys keksinndn vaihtoehtoisesta suoritusmuodosta esittaen kosketusohjaus-10 paneelin sijoitettuna paikkaan, joka on kaukana ohjatusta kuvannayttolaitteesta; ja

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

15 Kuvio 1 esittaa grafiikkanåyttolaitteen 10, joka kSsittaa grafiikkaohjaimen 12 ja nayttoyksikon 14, jolla on nayttopinta 16. Katodisådeputki voidaan ottaa kayttoon nayttamaan grafiikkaa ja esilla oleva keksinto tullaan selittåmaån tSsså ympåristossa. Kuitenkin on ymmårrettava, 20 etta keksinto on heti sovellettavissa muihin nayttolaittei-siin, esimerkiksi elektroluminenssi- tai nestekidelaittei-siin tai jopa niin yksinkertaisiin nayttdihin kuin hissi-numeronayttd, joista jokaista voidaan kayttaa katodisade-putken asemesta. Joissakin sovellutuksissa on erillinen 25 paneeli sijoitettu nayttdlaitteen etulevyn paålle.

Etulevy tai paneeli on tavallisesti maaritetty "kosketusohjauspaneeliksi", koska grafiikka tai muu infor-maatio voidaan muodostaa nåytolle ohjaimella 12 vasteena operaattorin kåskylle, joka voidaan saada valintataulukon, 30 joka liittyy kosketusohjauspaneelin, tietyn alueen kosket-tamisen muodossa. Nayttopinta 16, oli se sitten katodisade-putken etulevy tai erillinen paneeli, muodostaa aluslevyn, jonka pinta kykenee johtamaan pinta-akustisia aaltoja. Ku-ten tullaan esittamaan, koskettaminen keskeyttaa aaltoener-35 gian kulun tai vahentaa aaltoenergiaa, joka on suunnattu pitkin yhtå tai useampia reitteja, jotka muodostavat 8 92530 paneelin påållå olevan hilan. Sellaisen keskeyttåmisen il-maisu ja analysointi auttaa identifioimaan koordinaatin X, Y tai kosketetun alueen muut koordinaatit, joka infor-maatio puolestaan on måaråava grafiikalle, joka vålitetåån 5 naytolle tai laitteen muille vasteille.

Tåtå vårten laite 10 edelleen sisåltaå tietokoneen 22 liitantapiirin 24 saamiseksi toimimaan ennalta mååra-tyssa jårjestyksessa, niin etta kun akustisen aaltoener-gian hairiintyminen tai keskeyttåminen on ilmaistu, muun-10 nettu såhkoiseksi signaaliksi ja syotetty takaisin tieto-koneelle liitantapiirin 24 kautta, on keskeytyksen sijain-ti identifioitavissa tietokoneella. Grafiikkaohjain 12 ka-sittåå ohjauselektroniikan katodisadeputkea 14 vårten ja tatå tarkoitusta vårten vahvistaa ja muulla tavoin saate-15 lee tietokoneen 22 ulostuloa. Toimintojensa suorittamisek-si kasittaa tietokone kelion (ajoitussignaalien lahteen), videoinformaation lahteen (lMhteet), seka vaaka- ja pysty-synkronointipulssien lahteet. Ohjaimen 12 ulostulo on kyt-ketty katodisadeputken 14 ohjauselektrodeihin seka katodi-20 sadeputken poikkeutuskaameihin valitun grafiikan naytta-miseksi tietokoneen 22 valvonnan alaisena. Vastaavasti, kun tietokone identifioi aallon keskeytyksen sijainnin tai osoitteen, se antaa ulostulona sopivaa informaatiota oh-jaimelle 12 videonåyton muuttamiseksi grafiikalle, joka .. 25 liittyy operaattorin koskettamaan osoitteeseen.

Kuten kuviossa 1 esitetåån, on liitantapiirilla 24 sisSåntulonavat kytkettyinS vaylan 30 kautta vastaanotin muuntimille R1, R2 ja ulostulonavat kytkettyna lahetin-muuntimille T1, T2 vaylan 32 kautta. Piirillå 24 on liså-30 sisåantulo- ja ulostulonavat kytkettyna tietokoneeseen 22 sen kanssa vuorovaikuttamista vårten. Piiri 24 antaa vas-teena ajoitussignaaleille tietokoneelta 22 ulostuloksi laukaisusignaaleja, jotka aktivoivat muuntimet T1, T2 ajoi-tetussa jarjestyksessa, niin etta pinta-aallon taman jal-35 keen tapahtuvan håiritsemisen sijainti on identifioitavissa.

92530 9

Sisååntulomuuntimet T1 ja T2, jotka kuvataan tar-kenunin myohemmin, on sijoitettu alustan pinnalle 16 reu-nojen 18 ja vastaavasti 20 viereen kuviossa 2. Lahde 25 liitantapiirissa 24 palvelee liittåmållå sisååntulosignaa-5 lit S1 ja S2 våylån 32 kautta vastaaviin muuntimiin T1 ja T2, jotka muuntimet, vasteena naihin signaaleihin, yksi-lollisesti låhettåvåt akustisten pinta-aaltojen purskeen pitkin ensimmåistå ja toista reittia T1 ja T2 pinnalla 16.

Kuten kuviossa 2 myos esitetåån, on ensimmåinen ja 10 toinen ulostulomuunnin R1 ja R2 asetettu aluslevyn pinnalle 16 vastaavien sivujen 18 ja 20 eli sivujen, jotka ovat låhellå niihin liittyvia sisaantulomuuntimia T1 ja T2, viereen. Tavalla, joka kerrotaan yksityiskohtaisesti myohemmin, kehittåvåt muuntimet R1 ja R2 vastaanottaes-15 saan pinta-aaltoja, jotka niihin liittyvåt sisaåntulomuuntimet ovat låhettåneet, vastaavat ulostulosignaalit S3 ja S4, jotka analyysin aikana tuovat esiin låhetetyn pinta-aallon ominaisuuden, esimerkiksi muutoksen amplitudissa, joka johtuu vastaanotetun pinta-aaltopurskeen håiritsemi-20 sestå.

Ensimmåinen heijastava tila G1, joka kåsittåå hei-jastavien elementtien e1-en ryhmån, on sijoitettu reitil-le P1 jokaisen edellå mainituista elementeistå ollessa tehokkaasti jårjestetty ensisijaisesti samanlaisiin osu-25 makulmiin reitin P1 pituusakseliin nåhden. On suositelta-vaa, ettå heijastavien elementtien osumakulmat ovat suh-teessa reitin P1 akseliin noin 45°. Lisåksi reitin P1 pituusakseli on ensisijaisesti sijoitettu rinnakkain aluslevyn pinnan 16 ylemmån reunan kanssa, kuten kuvioissa 1 30 ja 2 esitetåån.

Heijastavat elementit e1-en lohkovat alunperin lå-hetetystå pinta-aaltopurskeesta suuren joukon aaltokompo-nentteja ja suuntaavat nåmå aaltopurskekomponentit aluslevyn pinnan 16 poikki pitkin vastaavansuuruista mååråå 35 reittejå pv, joista kukin on sijoitettu kulmaan reitin P1 akseliin nåhden. Kuten kuvioissa 1 ja 2 on piirretty, ,0 92530 on kukin reitti tåsså suuressa mååråsså reitteja sijoi-tettu 90° kulmaan reitin P1 akseliin nahden.

Toinen heijastava tila G2 kasittåa samalla tavoin heijastavien elementtien e'1-e'n joukon, joka on sijoitet-5 tu pitkin reittia P3 ja on tehokkaasti jarjestetty saman-suuruisiin osumakulmiin reitin P3 pituusakseliin nahden niiden aaltokomponenttien sieppaamiseksi, jotka on loh-kaistu reittia P1 kulkevasta aallosta ja ohjattu alusle-vyn pinnan 16 poikki pitkin reitteja pv. Hila G2 sieppaa 10 aaltopurskekomponentit, jotka saapuvat pitkin reitteja pv ja suuntaa ne uudelleen pitkin reittia P3 kohti vas-taanottavaa rauunninta R1, joka muuntaa vastaanotetun purs-keen aaltoenergian sahkoiseksi ulostulosignaaliksi S3. Vas-takkaisella tavalla ensimmaiseen heijastavaan hilaan G1 nah-15 den on hilan G2 elementit sijoitettu 45° kulmiin reitin P3 pituusakseliin nahden mahdollistamaan niiden aaltokomponenttien sieppaus ja uudelleen suuntaaminen, jotka saapuvat hilalta G1.

Yllå 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 tata ristikkoa luodaan toisella muunninpari11a T2, R2 ja niihin liittyvillå hiloilla G3, G4. Vastaavalla tavalla kuin ylla kuvattiin, lShettaa muunnin T2, vastee-25 na laukaisusignaalille S2 låhteelta 25 liitantapiirissa 24, akustisten pinta-aaltojen purskeen pitkin reittia P2, joka reitti on sijoitettukohtisuoraan aikaisemmin kuvat-tuja reittejS P1, P2, vastaan. Kolmas heijastava hila G3 kåsittaå ryhman heijastavia elementtejå e11-enn, jotka 30 on sijoitettu pitkin reittia P2, niin ettå elementit on tehokkaasti jarjestetty samansuuruisiin tormayskulmiin reitin P2 akseliin nahden.. Hila G3 lohkoo pinta-aallosta, joka on låhetetty muuntimella T2, suuren joukon aaltopurs-kekomponentteja ja suuntaa nameL aaltopurskekomponentit 35 aluslevyn pinnan 16 poikki pitkin suurta joukkoa reitteja ph# joista kukin on sijoitettu 90° kulmaan reitin P2 akseliin nahden.

I! „ 92530

Neljas heijastava hila G4, joka kåsittåå heijasta-vien elementtien e'11-e'nn ryhmån, on sijoitettu pitkin reittia P4, kunkin elementin ollessa jårjestetty 45° kul-maan reitin P4 pituusakseliin nåhden. Hilan G4 heijasta-5 vat elementit sieppaavat aaltokomponentit, jotka on suun-nattu sinne hilan G3 elementeillå pitkin reitteja ph, ja uudelleensuuntaa nåmå siepatut aaltopurskekomponentit pitkin reittia P4 vastaanotinmuuntimelle R2.

Koska muuntimet T2 ja T2 lisaksi lahettavat pinta-10 akustisia aaltoja pitkin reitteja P1 ja P2 suunnissa, jotka ovat vastakkaiset niiden vieresså oleville vastaaville hiloille G1 ja G3, on toivottavaa hankkia valineet tål-laisen aaltoenergian pysåyttåmiseksi. Tåman seurauksena on pari vaimentimia 33 ja 35, jotka voivat olla muodos-15 tettu pehmeåstå epoksista, asennettu nayttopinnalle va-littomåsti vastaavien muuntimien T1 ja T2 taakse.

Juuri kuvatulla tavalla ja kuten kuviossa 2 on piirretty, on nayttopinta 16 nyt varustettu ristikolla, joka kåsittåå suuren joukon akustisten pinta-aaltopurs-20 keiden toisiaan leikkaavia reitteja, jotka pinta-aallot on sidottu ennalta mååråtyille reiteille reittien ph sarjan ollessa sijoitettu samansuuntaisesti sen kanssa, jota voidaan kutsua nayttopinnan 16 horisontaali- tai paåakseliksi, leikkaavan reittien pv joukon ollessa si-25 joitettu samansuuntaisesti nayttdpinnan vertikaali- tai pikkuakselin kanssa. Tålla tavoin toisiaan leikkaavat aaltoenergiareitit kulkevat nåyttoelimen pinnan poikki muodostaen nayttopinnan 16 påållå olevan ristikon.

Kuten yllå kuvattiin, ovat valineet, jotka ovat 30 liitåntåpiirin 24 ja våylån 32 muodossa, kytketty si- sååntulomuuntimiin T1 ja T2 aloittamaan pinta-aaltopurs-keiden lahettåmisen pitkin reitteja P1 ja P2. Signaalien S1 ja S2 liittåminen muuntimille T1 ja T2 synnyttåå ja låhettåå pitkin pintaa 16 elastisia (ultraååni) pinta-35 aaltoja, joilla on oleellisesti tasomainen aaltorintama, jolla on yhtenåinen amplitudi ja vaihe pitkin synnyttåvån ,2 92530 muuntimen kanssa yhdensuuntaisia riveja. Muuntimet T1 ja T2 (samoin kuin R1 ja R2) ovat tyypillisesti pietsosåh-koisiå muuntimia, jotka muodostuvat lyijy-sirkonaatti-titanaatti-keramiikasta, joka on asennettu pienemman no-5 peuden omaavan materiaalin prismalle, esimerkiksi Lucite, joka aiheuttaa tehokkaan sahk5mekaanisen kytkennan alus-levyn pintaan 16.

Synnytetyt pinta-aallot, jotka on lahetetty pitkin reitteja P1 ja P2, vastaanotetaan lopulta muuntimilla R1 ja 10 R2 ja muunnetaan sahkoisiksi signaaleiksi S3 ja S4. Valine, joka kasittaa signaalin kåsittelypiirin 23 ja sisaltyy liitantapiiriin 24 (ks. kuvio 1), on kytketty vastaanotta-vien muuntimien R1 ja R2 ulostuloihin maarittåmåån analyy-silla, joka perustuu hairityn pinta-aaltopurskeen siirto-15 aikaan, mitå reiteistå ph, pv kosketuksen håiritsema aal-to kulki ja sita kautta muodostamaan kosketuksen sijainti nayttopinnan kahdella koordinaatilla. Esimerkiksi yhden koordinaatin jarjestelmassa, X-koordinaatin identifioimi-seksi hairityn aaltopurskeen reitin sijainnille vaaka-ak-20 selilla, kuten kuviossa 2 esitetaan, on måarittamisvali-neet jårjestetty tekemaan aika-analyysi pinta-aaltopurs-keelle, joka vastaanotetaan muuntimella R1. Tata vårten maSrittamisvalineen analyysi alkaa hetkellå, jolla sisaån-tulosignaali S1 tuodaan muuntimelle T1 låhettamaan pinta-25 aalto. Kuvion 3 aikakaaviossa on piirretty aikaisin aika, ' jona akustinen aaltopurske låhettimelta T1 voisi saapua vastaanottimelle R1.

Kun oletetaan, etta nåyttSpinnan 16 paalla olevan verkon dimensiot ovat noin 20 x 28 cm, ja kun edelleen 30 oletetaan, ettS siirtoaika, joka vaaditaan pinta-aalto-purskeelta ensimmåisen heijastavan elementin e1 reitilla P1 tavoittamiseksi, on noin 2 mikrosekuntia, kuten on myos siirtoaika, joka vaaditaan pinta-aaltopurskeelta siirtymi-seksi vastaanottimelle R1 elementilta e'1; tåhån lisåtaan 35 pinta-aallon siirtoaika heijastavalta elementilta e1 nayttopinnan 16 poikki elementille en, joka aika on noin

II

92530 13 64 mikrosekuntia. Taman mukaisesti ilmaisin havaitsee minka tahansa hairion, joka saapuu ensimmåisten 64 mikrose-kunnin aikana, jotka seuraavat valittomasti låhettimen T1 liipaisemista. Kun oletetaan våhån aikaa, ettei mitåån het-5 kellisen pinta-aallon, jonka T1 låhetti, havaita, saattaisi muuntimen R2 ulostulo esittaa kiinteaviivaisen vasteen, joka on esitetty kuviossa 3. Siina on piirretty aaltomuoto, jolla on suhteellisesti vakio amplitudi, noin 176 mikrose-kunnin ajan. Tama vaste on muodostettu sen tosiasian no-10 jalla, etta hetkella tO alkavalle jaksolle, vastaanotetaan jatkuvasti pinta-aaltoenergiaa ilmaisimella R1 176 mikrosekuntia, eli aikaan tn asti. 176 mikrosekunnin aikavåli on suurin piirtein se aika, joka pinta-aallolta vaaditaan koko heijastavan hilan G1 pituuden kulkemiseksi ja palaa-15 miseksi pitkin heijastavan hilan G2 pituutta. Hairion puuttuessa syottåå muuntimen R2 ulostulo, analysoitaessa liitåntåpiirilla 22, signaalin tietokoneelle 22, joka sig-naali ilmaisee tosiasian, ettå keskeyttamåton pinta-aalto-jen purske kulki aluslevyn pinnan 16 poikki ilman interfe-20 renssia. Tietokone valittaa tåmån tiedon ohjaimelle 12, joka vuorostaan såilyttåå grafiikkanåyton katodisådeput-kella hairitsemattomånå,

Oletetaan, etta operaattori haluaa valita eri grafii-kan kuin se, jota ollaan nåyttamåsså. Valintataulukko, ku-25 ten kaavio tai muuntyyppinen hakemisto, ilmaisee, mita eri-tyistå nayttopinnan 16 aluetta pitåisi koskea halutun gra-fiikan kutsumiseksi. Tåman mukaisesti olettaen, etta taraa erityinen alue on kuviossa 2 esitetty alue A1, vie operaattori sitten sormensa toisiaan leikkaavien pinta-aaltojen 30 ristikkoon koskettamalla nSyttopintaa kohdassa A1, mika <toiminta aiheuttaa osan akustisen pinta-aallon energiasta, joka kulkee kosketetun alueen poikki, absorboitumisen. Talma kosketustoiminta on parhaiten selitetty ja ilmaistu viit-taamalla jalleen kuvioon 3, joka kuvaa vaikutusta R1:n 35 Ulostulon aaltomuotoon, joka johtuu pinta-aallon, joka kul-Jcee nayttopinnan poikki alueen A1 låheisyydessa, hairitse- 14 92530 misesta. Tama vaikutus ilmenee aaltomuodossa painumana D1 aika-akselilla, joka vastaa pistettå, jossa operaatto-ri koski paneeliin. Olettakaamme, etta kosketuspiste sat-tuu noin yhden neljasosan etåisyydelle nayttopinnan påa-5 akselilla, joka alkaa vasemmalta puolelta, kuten kuviossa 2 kuvataan. Kuten on aikaisemmin todettu, oletettiin, etta aika, jonka pinta-aalto tarvitsee kulkeakseen hilan G1 pi-tuuden, oli 88 mikrosekuntia. 1/4 tasta ajasta olisi 22 mikrosekuntia. Lisattaessa tåhån mååråån 64 mikrosekuntia, 10 joka aallolta vaaditaan kulkemiseen pitkin reitteja, jotka ovat yhdensuuntaisia pinnan pikkuakselin kanssa, lisaamal-la 22 mikrosekuntia, joka vaaditaan kuljettaessa vastaava ryhmån G2 osa, ja lopulta lisattaessa 4 mikrosekuntia (2 + 2) aloitus- ja lopetussiirtoaikoja, kertoo ilmaisimen ulos-15 tuloaaltomuoto, etta aaltopurskeen, jonka T1 låhetti ja jonka R1 myohemmin vastaanotti, tapahtui noin 112 mikrosekuntia (2 + 2 + 64 + 22 + 22) sen jalkeen kun lahetin T1 lahetti kasiteltavanå olevan pinta-aallon. Tama 112 mikro-sekunnin aikavåli analysoidaan tietokoneella 22, joka in-20 formoi ohjaimelle 12, etta hairio ilmaistiin vastaanotti-mella R1 tietylla hetkella aikatasossa.

Mieluummin lyhyen aikaa myohemmin lahetetaan pinta-aaltopurske lahettimella T2 ja heijastetaan hiloilla G3 ja G4 taman aallon komponenttien palauttamiseksi vastaanotti-25 melle R2. Tavalla, joka kuvattiin edella viitattaessa hai- • · * rioon, joka ilmaistiin R1:lla, ilmaistaan nyt pinta-aalto- komponentit, jotka nyt kulkevat nayton pinnan påaakselin kanssa yhdensuuntaista reittiå ph, vastaanottimella R2, joka samalla tavoin maårittaå tapahtuman ja ajan, jolloin 30 edella mainittu aallon hairitseminen, joka ilmenee kuviossa 4 painumana D2, tunnettiin Y-akselilla. Liittamalla tama aikaan suhteutettu informaatio informaatioon, joka ke-hitettiin suhteessa toiseen akseliin, tietokone informoi ohjainta 12 hairiSn (A1:n koskettaminen) koordinaateista, 35 niin etta ohjain voi vålittaå nåytettåvaksi katodisadeput- • ll 15 92530 ken kuvapinnalla tietyn grafiikan, joka liittyy tai on maa-ritetty paikkaan, jossa kosketus tapahtui.

On havaittu, etta samanaikaiset operaatiot molempien koordinaattien identifioimiseksi ovat mahdollisia, mutta en-5 sisijainen toimintamuoto on vuorotella kahden valilla. Jal-kimmåinen kåytanto eliminoi ylikuulumisen ongelmat ja tekee mahdolliseksi saastaa kustannuksia vuorottelemalla tiettyja piirielementteja (esim. viritettya vahvistinta) koordinaa-tin maarittamien kanavien valilla naiden elementtien kak-10 sinkertaisen kayton sijasta.

Onnistuneesti kåytåntoon muunnetussa suoritusmuodos-sa ovat ylla kuvatut hilat G1-G4 muodostettu turvautumal-la silkkipainantatekniikkaan, jossa sulatemateriaali (juo-toslasi) sijoitettiin kuvioon, joka kuvataan kuviossa 2.

15 Viela tarkemmin sanottuna generoitiin hilaelementtiku- vion muoto ja sijoittelu tietokoneella sormen poisvetome-netelmaa hyodyntaen. Kasitellaan ensin perusmallista hei-jastavaa lineaarista ryhmaa, joka kasittaa suuren joukon pinta-aaltoja heijastavia samanlevyisia sormia (element-20 teja), joilla on yhta suuri valimatka ja jotka on kollek-tiivisesti sijoitettu 45° kulmaan niiden maarittaman rei-tin pituusakseliin nahden. Valimatkan tai jakovålin vie-rekkaisten elementtien valilla pitåisi mieluimmin olla la-hettavSn muuntimen lahettåman akustisten aaltojen purs-25 keen taajuuden yksi aallonpituus. Akustinen aalto, joka • kulkee sellaisen ryhmSn poikki, jossa heijastavilla sor- milla on tasaiset valimatkat, kokee tehon ekspotentiaali-sen vaimenemisen etåisyyden mukana, niin etta ryhmån lo-pussa on vahSn, jos lainkaan, akustista aaltoenergiaa 30 kåytettåvisså heijastamista vårten. Lisaksi kasitellyn kaltainen yhden muotoinen ryhma tuottaa pakostakin etåi-syyden mukana ekspotentiaalisesti pienenevån tehotihey-den heijastuneissa akustisissa aaltokomponenteissa, jotka suunnataan nayttopinnan poikki. Toisin sanoen, alunperin 35 heijastuneiden aaltokomponenttien tehotiheys tulee olemaan merkittavasti suurempi kuin myohemmin heijastuneiden > 16 92530 aaltokomponenttien tehotiheys. Heijastuneiden aaltokompo-nenttien, jotka kulkevat nayttdpinnan poikki, pitåisi mie-luummin olla tunnettuja oleellisesti vakiosta tehotihey-desta, kuten kuvioissa 3 ja 4 graafisesti esitetåån, muu-5 tenhan nama kåyråt esittaisivat eksponentiaalisesti pie-nenevån amplitudin.

Haluttu heijastuneiden aaltojen vakio tehotiheys saavutetaan toteutuksessa, joka on xnuunnettu kåytantoon, hilan heijastavien elementtien kuviollisella poistolla, 10 missa poistettujen elementtien prosentti pienenee asteit-tain lahetyspisteesta hilan paatepisteeseen pain. Tama tuottaa progressiivisesti kasvavan heijastuskertoimen, joka kulminoituu vakion tehotiheyden etsinnassa.

Heijastava hila, joka tehtiin tilaustyona ylla mai-15 nittua toteutusta vårten, suunniteltiin alkuperåisestå n.

300 tasavalisen elementin ryhmåsta, joilla on 4 MHz akus-tisen aallon yhden aallonpituuden pituinen jakovåli (aal-lon etenemissuunnassa). Kaytanndssa elementit poistetaan selektiivisesti, niin ettå jåljelle jåavien vierekkåis-20 ten elementtien valinen vålimatka hilassa on ylla maini-tun yhden aallonpituuden monikerta. Kyseisessa toteutuksessa poistettiin ryhmån elementit selektiivisesti seu-raavan yhtålSn mukaisesti: 25 / C-1 P V C exp (J) -1

Ylla olevassa yhtålSsså on p vhtå suuri kuin elementtien tiheys koordinaatissa x, missa x on etSisyys mitattuna 30 ryhman kauimmaisesta paasta takaisin kohti lShetyspaata. Kun x on yhta suuri kuin 0, on elementtitiheys 1, mika on ta-paus yhden muotoiselle ryhmalle, josta yhtaan elementtiå ei ole poistettu. C ja L ovat vakioita, joiden arvot on måå-ritetty turvautumalla kokeelliseen dataan ja riippuvat 35 nayttSpaneelin ja heijastavien elementtien materiaalin omi-naisuuksista, heijastavien elementtien pituudesta, leveydes- 11 92530 17 tå, paksuudesta jne. Tuloksena saatava hila kåsittåå noin 130 elementin ryhmån, jolla on yllå mainitulla yhtålolla mååritetty kuvio ja jossa yksittåiset elementit ovat 17,8 mm pitkåt ja 0,28 mm leveåt.

5 Kun keksinnon ensisijainen suoritusmuoto on selos- tettu, tullaan selostamaan joukko keksinnon pohjana olevia periaatteita ja ensisijaisen suoritusmuodon muunnelmia. Vaikka keksinnon ensisijainen suoritusmuoto on kuvattu tuottamaan kosketuspaikan ilmaisu Cartesian-koornaateilla, 10 tåytyy ymmårtåå, ettå keksinnon periaatteet ovat sovellet-tavissa laitteissa, joilla on ympyrå tai jokin muu koordi-naattijårjestelmå tai laitteissa, joilla on yksi koordi-naattiakseli.

Esillå oleva suoritusmuoto on kuvattu sellaisen jår-15 jestelmån yhteydesså, joka låhettåå pinta-aaltojen purs-keen heijastavaan ryhmåån tai hilaan, josta johdetaan joukko purskekomponentteja. Ryhmå uudelleensuuntaa nåmå komponentit nåyttopinnan poikki. Laajemmassa mielesså voi-daan keksintoå ajatella pinta-akustisen aallon pyyhkåisy-20 vålineenå, joka sisåltaå pinta-akustisen aallon sisååntu-lomuunninvålineen kytkettynå pinta-aaltoa kuljettavaan aluslevyyn pinnan pyyhkåisemiseksi koordinaattiakselin suunnassa ajallisesti toisiaan seuraavilla pinta-aalto-purskeilla, jotka on suunnattu oleellisesti yhdensuuntai-25 siile reiteille pinnan poikki, jotka reitit leikkaavat mainittua koordinaattiakselia. Joukko reittejå liittyy vastaavasti eri sijainteihin nåyttopinnan koordinaattiak-selilla. Koska kosketuksen sijainti-informaatio kehitetåån ajoittamalla pinta-aaltopurskekomponentti, jota on håiritty, 30 tåytyy kunkin peråkkåisen pinta-aaltopurskeen, joka on suunnattu paneelin poikki, låhtoaika olla huolellisesti kont-rolloitu. Edellå mainitussa ensisijaisessa suoritusmuodossa on ajoitus luonnostaan pinta-aaltopurskeen etenemisnopeu-dessa, kun aalto kulkee heijastavan hilan låpi. Muut suo-35 ritusmuodot ovat mahdollisia, joissa pinta-aaltopurskeiden tai aaltokomponenttien låhettåminen pitkin yhdensuuntaisia » « 92530 18 reittejå paneelin poikki mååritetåån muulla tavoin kuin pinta-aaltojen luonnollisella etenemisnopeudella nåytto-pinnalla. Esimerkiksi suoritusmuodossa, jossa heijastavaa ryhmåå, jollainen on esitetty kuviossa 2, kaytetaan låhet-5 tåmåån pinta-aaltopurskekomponentit paneelin poikki, voi heijastava ryhmå olla muodostettu erillisille liuskalle, joka on muodostettu materiaalista, jolla on erilainen aal-lon etenemisnopeus, kuten erilaisella lasilla tai metallil-la, joka on liimattu nayttopinnalle. Taytyy olla huolelli-10 nen, jotta varmistetaan aaltojen tehokas siirtyminen hei-jastavalta hilalta nayttopinnalle esimerkiksi tekemalla suikaleen liitantapinta sulkamaiseksi. Aaltoja heijastava ryhmå voidaan muodostaa erilliselle suikaleelle myos muis-ta syistå, kuten valmistamisen helppouden tai taloudelli-15 suuden vuoksi.

Laajassa mielesså voidaan keksintoa myos ajatella absorption asteitusjårjestelmånå, joka on melko erilainen kuin edella kasitelty heijastustyyppinen asteitusjårjestel-ma, joka esitetaan edella mainitulla US-patenttijulkaisussa 20 3 653 031. Esilla olevassa keksinnosså aaltoenergian puut- tuminen tai alemmalla tasolla olevan aaltoenergian låsnaolo, joka seuraa, kun sormi tai kynå, jolla on riittåva kyky ab-sorboida akustisen pinta-aallon energiaa, vaimentaa pinta-aal topurskekomponentin amplitudia, joka etenee kosketus-25 alueen lapi, havaitaan ja taman informaation ajoitusta kaytetaan hyvaksi måarittamaan, mitå purskeen etenemisreittien joukon reittiå on håiritty, ja sitå kautta måårittåmåån kosketuksen sijainti. Huomataan, ettå ensisijaisessa suoritusmuodossa aika, joka vaaditaan pinta-aaltopurskekompo-30 nenteilta paneelin poikki etenemiseen, on vakio kaikille purskereiteille. Kuitenkin aika, joka vaaditaan sisååntulo-muuntimen låhettåmåltå pinta-aaltopurskeelta etenemiseen pisteeseen, jossa se jålleen uudelleensuunnataan paneelin poikki, ja pisteestå, jossa se uudelleensuunnataan ulostu-35 lomuuntimelle, vaihtelee pitkin koordinaattiakselia, jolla kosketus voi tapahtua. Juuri tåtå muuttuvaa etåisyyttå ja

II

» 19 siihen liittyvåa pinta-aallon etenemisaikaa kåytetaån esilla olevassa keksinnSssa sijoittamaan kosketuksen paikka koordinaattiakselille.

Toisin tekniikan tason mukaisissa jarjestelmissa, 5 joissa on kiintea maara låhettimia yhdella kosketuspaneelin sivulla ja vastaava kiintea maara ilmaisimia sen vastak-kaisella sivulla, ja joka ilmaisee kosketuksen sijainnin mSårittåmallå, mikå låhetin-ilmaisinpareista on ilxnaistu, opettaa esillå oleva keksinto jatkuvan perakkaisten pinta-10 aaltopurskeiden muodostamisen, jotka purskeet pyyhkåisevat paneelin poikki ja kehittavSt ulostuloon analogisen ulostu-losignaalin. Esilla olevan keksinnon yhteydessa on kosketus-paneelijarjestelman suunnittelijalla mahdollisuus, ilmaisu-piirin suunnittelulla, valita kosketuspaneelispesifikaatiot, 15 jotka ovat yhtenSiset nayton ohjaaman laitteen, esimerkiksi tietokoneen, kanssa tekematta mekaanisia muutoksia. Tata ai-hetta tullaan kåsittelemaan enemman myohemmin.

Kuvio 5 auttaa ymmartamaan tiettyjS esilla olevaan keksintdon liittyvia periaatteita seka tiettyja haluttuja 20 optimointeja. Vaikka muita valineita voidaankin suunnitel-la uudelleensuuntaamaan sisaåntulomuuntimen lahettåman pin-ta-aaltopurskeen nayttopinnan poikki, kuten ylla kuvatussa ensisijaisessa suoritusmuodossa, kuvio 5 esittaM heijastavan hilan 40 tata tarkoitusta vårten. Hilan esitetaan kåsitta-25 van heijastavat elementit E1, E2, E3, E4 ja E5, jotka on jårjestetty kosketuskoordinaattiakselin 41 suuntaan. Kay-tånndssa hila kasittaisi lisåelementteja, kuten on esitet-ty kuviossa 2, esityksen selvyyden vuoksi esitetåan kuiten-kin vain viisi elementtia. Sisaantulosignaalin 42 kaavio-30 maisesti esitettya sisaåntulomuunninta 44 vårten esitetaan kasittavan viisivaiheisen signaalipurskeen, joka piirretaan tassM siniaaltona, jolla on vaiheet C1, C2, C3, C4 ja C5.

Sisaantulosignaalin 42 liittaminen sisaantulomuun-35 timeile 44 tuottaa sama-amplitudisten pinta-aaltojen purs-keen muuntimelta 44. Vaiheiden C1-C5 aallonpituus on 92530 20 valittu olemaan yhta suuri kuin hilan 40 jakso. Signaalin 42 ensimmåinen vaihe C1 synnyttåå ensimmåisen pinta-aal-lon, joka osittain heijastetaan hilan 40 ensimmåisestå elementistå E1, joka on tassa esitetty esimerkin muodossa 5 sijoitetuksi 45° kulmaan akselin 41 suhteen. Heijastunut pinta-aalto etenee 90° kulmassa låhetetyn pinta-aallon kulkusuuntaan nåhden. Ensimmainen heijastunut pinta-aalto on merkitty kuviossa 5 C1E1 tarkoittaen sisååntulosignaa-livaiheen C1 kehittåmåå ensimmåistå pinta-aaltoa heijas-10 tettuna hilaelementista E1.

Sama ensimmainen aalto heijastettuna hilaelementista E2 on esitetty kuviossa 5 C1E2:na. Elementeistå E3-E5 heijastuneet pinta-aallot on merkitty C1E3, C1E4 ja vastaa-vasti C1E5. Samalla tavoin sisaantulosignaalin 42 toinen 15 vaihe C2 kehittåå toisen pinta-aallon, joka seuraa ensimmaista pinta-aaltoa yhden jakson jaljessa tuottaen pinta-aalto jen toisen kuvion, jolla on tarkalleen sama muoto kuin sisaantulosignaalin ensimmaisen vaiheen C1 tuotta-malla aaltokuviolla, mutta joka on ajallisesti yhden jak-20 son myohåsså. Samalla tavoin tuottavat sisaåntulosignaali-vaiheet C3-C5 kolme muuta pinta-aaltokuviota. Siksi sisaantulosignaalin 42 liittaminen tuottaa pinta-aaltojen purskeen sisaantulomuuntimelta 44, joka pinta-aaltojen purske etenee heijastavan hilan 40 låpi. Joukko pinta-aal-25 topurskekomponentteja, jotka etenevåt nayttopinnan poikki, johdetaan hilalta 40. Tåsså kåytettynå muodostavat C1E1, C2E1, C3E1, C4E1 ja C5E1 yhden purskekomponentin. Toinen olisi C1E2, C2E2, C3E2, C4E2 ja C5E2. On toivottavaa, ettå purskekomponentit ovat voimakkaasti påållekkåin pehmeån 30 analogisen signaalin tuottamiseksi ulostuloon, kuten tul-laan selostamaan enemmån myohemmin.

Ulostulomuuntimella 45, joka on sijoitettu kuviossa 5 esitetyllå tavalla, kehittåmå ulostulo ottaa muodon, joka on esitetty kaaviomaisesti kuviossa 6, misså ilmais-35 tvin signaalin amplitude nousee huippuunsa ja sitten palaa nollaan. Tåmå voidaan helposti ymmårtåå kuviosta 5, jossa il 92530 21 voidaan nåhdå, etta pinta-aaltojen pursketta johtaa yksi aalto C1E1, jota seuraa kaksoisaalto C1E2 ja C2E1, jota puolestaan seuraa kolmoisaalto jne. Kun huippu on saavu-tettu, pinta-aaltojen lukumaarå, joka summataan ulostu-5 lossa, vahenee progressiivisesti kunnes purske on mennyt ohi ja ilmaistu aaltoenergia putoaa nollaksi.

On havaittu, etta jos signaali/kohinasuhde otetaan huomioon, on olemassa optimaalinen suhde pinta-aaltopurs-keen pituuden ja sisMMntulomuuntimen leveyden (tai tarkem-10 min sanottuna hilojen G1 , G2 jne. leveyden) valilla. Eri-tyisesti esillå olevan keksinnon ensisijaisessa toteutuk-sessa sisaantulopinta-aaltopurskeen ("T"), joka tulee esiin sisSSntulomuuntimelta, kestoajan pitaisi olla alueel-la 1,0 w/c - 2,0 w/c, missa "w" on ylla mainittu leveys 15 ja "c" on'pinta-aaltojen etenemisnopeus johtavalla alusle-vylla.

Ylla olevan sisalto voidaan paremmin ymmartaå viit-taamalla kuvioon 8, joka on hyvin kaavamainen esitys sig-naalin aaltomuodon tasasuunnatusta versiosta, joka signaa-20 li voitaisiin tuottaa ulostulomuuntimen ulostulossa esilla olevan keksinnon mukaisessa kosketuspaneelinSyttolaittees-sa. Kuvio 8 on kaavamainen esitys, joka vastaa ylla selos-tettua kuviota 3 tai 4. Kayttamalla ylla kuvattua optimoi-tua konfiguraatiota, saadaan tulokseksi ulostulosignaali 25 48, jossa amplitudipainuma 49, joka seuraa pinta-aaltojen purskeen vaimenemisesta tietylla purskereitillå, on huomat-tava amplitude. Signaalin 48 signaalikohinasuhde on riittå-va. Tasasuunnatun signaalin 48 aaltomuodossa olevalla pai-numalla 49, joka vastaa aallon ilmaistua vaimenemista, on 30 hyvin mååritetty pohja, joka voidaan sijoittaa aårimmaisen tarkasti, kuten alla tullaan selostamaan. Jos pinta-aaltojen sisaantulopurskeen pituus on oleellisesti optimialueen ylapuolella, kehittaå ulostulomuunnin ulostulosignaalin, jolla on erittåin pitkånomaisen puolisuunnikkaan muodon 35 omaava verhokåyra, kuten esitetaån kaavamaisesti kuvios-sa 7. Kuviossa 8 aaltomuoto 50 edustaa tasasuunnatun 22 92530 ulostulon tyyppiå, joka olisi seurauksena - nimittåin ulos-tulosignaalin, jolla on håirioon liittyvå painuxna 51, jol-la on huonosti maaritetty pohja ja tåmån takia huono kos-ketusresoluutio. Kåånteisesti, jos pinta-aaltojen sisaån-5 tulopurskeen (sisååntulosignaalin 42 kesto) on merkittåvås-ti lyhyempi kuin optimaalinen pituus, seuraa heikko signaa-li, kuten kuviossa 8 esitetty 52, jolla on alempi signaali-kohinasuhde ja tåmån vuoksi signaali, jonka luotettavuus ja kosketusresoluutio on huono. Juuri ulostulomuuntimen 10 kehittåmån signaalin signaali- ja kohinasuhde maarittåå rajoittavan kosketusresoluution esillå olevassa jårjestel-måssa.

Esimerkin muodossa hilaelementtien vålimatka ja pinta-aaltojen, jotka muodostavat pinta-aaltopurskeet, 15 voi esimerkiksi olla 0,76 mm. Maåritettaessa optimaalista sisaåntulopurskeen pituutta esilla olevan keksinnon mukai-sesti, yksi tekija, joka taytyy ottaa huomioon, on matka, jonka pinta-aallot kulkevat paneelin poikki ilman difrak-tiovaikutuksen aiheuttamaa merkittavaS leviamistå. Peuka-20 losSånto on, etta pinta-aalto etenee lahettåvalta muunti-melta matkan, joka on karkeasti yhta suuri kuin muuntimen leveyden nelid mitattuna aallonpituuksien lukumaaråssa, ilman liian suurta leviåmista. Esimerkiksi pinta-aallon la-hettåmiseksi 38,1 cm levean paneelin poikki, pitaisi si-25 såantulomuuntimen olla noin 24 aallonpituutta levea. Kun oletetaan aallonpituudeksi 0,76 mm, pinta-aalto kulkee noin 576 aallonpituutta tai noin 43 cm ennen kuin merkitta-vaa leviamistå tapahtuu. Kåytånnosså on kuitenkin havaittu, ettå 38 cm paneelin leveyttå vårten tarvitsee muuntimen ol-30 la vain 16 aallonpituutta (1,2 cm) leveå; tamå myonteinen havainto selitetåån kahden hilan (esim. G1 ja G2) samanai-kaisella toiminnalla mååråttåesså aaltoreittejå nåyttopin-nan poikki. Jos pinta-aallon nopeus nåyttopinnalla on nyt 3 000 m/s, niin w/c on yhta kuin 4 ms, ja seurauksena on 35 optimaalinen purskeen kesto vålillå 4-8 ms, joka vastaa aluetta 16-32 vaihetta. Nåitå lukuja vastaava taajuus, 11 23 92530 joka mååritetåån nopeuden c ja aallonpituuden osamåårållå, on 4 MHz.

On tårkeåå huomata, ettå niin pitkien purskeiden kuin 32 vaihetta kulkiessa hilan lapi, on oikean suhteen 5 yllåpitåminen låhetetyn taajuuden ja heijastavien nauhojen keskinåisen vålimatkan S vålillå tarkea. Tahan asti selos-tetussa suoritusmuodossa on nauhat sijoitettu 45° kulmaan tormååvån aallon suuntaan nåhden, sopiva vålimatka tåtå tapausta vårten on yksi aallonpituus tai aallonpituuksien 10 monikerta; oikea taajuus on f = c/S tai sen monikerta, ja lahetetyn taajuuden pitaisi olla hyvin låhellå teoreettis-ta arvoa; lyhyemmille purskeille t.s. våhenunån vaiheita si-såltåville, taajuustoleranssi on suhteellisesti leveåmpi. Tehon heijastuskyvyn, joka tullaan måårittåmåån myohemmin, 15 taytyy myds olla måaratty oikealle taajuudelle. Samasta syysta on tårkeåa, ettå valittu S:n arvo yllåpidetåån tar-kasti vakiona pitkin koko hilan sillå poikkeuksella, ettå S:n monikerrat sallitaan.

Kuten yllå on annettu ymmårtåå, esillå oleva kek-20 sintS eroaa muista kosketuspaneelijårjestelmistå ensisi-jaisessa suoritusmuodossaan analogisen ulostulosignaalin erityisellå hyvåksikåytollåån. Tåmån keksinnon nåkokannan mukaisesti on tuotettu piirivålineet, jotka on kytketty sisååntulo- ja ulostulomuunninvålineisiin pinta-aaltopurs-25 keiden tai purskekomponenttien ajallisen peråkkåisyyden • aikaansaamiseksi nåyttopinnalla ja vastaanotettujen aal- topurskeiden kosketusperåisten håirioiden ilmaisemiseksi, piirivålineiden sisåltåesså vålineet tasasuuntaamaan ulos-tulon ulostulomuunninvålineiltå kehittåmåån håirion såhkoi-30 sen esityksen ja kehittåmåån ulostulon, joka edustaa mai-nitun håirion mainitun esityksen ajoitusta. Tåstå ulostu-losta mååritetåån, mitå reittijoukon reittiå kosketuksen håiritsemå aaltopurske kulki ja sitå kautta kosketuksen si-jainti nåyttopinnan koordinaattiakselilla.

35 Monia jårjestelyjå on harkittu ulostulosignaalin analysoimiseksi, niin ettå mååritetåån aaltopurskeen 24 92530 hairion ajoitus. Ensisijaisessa suoritusmuodossa on kaytos-sa valineet nåytteen ottamiseksi ulostulomuuntimen tasa-suunnatun ulostulon amplitudista joukossa toisistaan ajal-lisesti erillaan olevissa pisteissa. On otettu kayttoon va-5 lineet amplitudin naytteiden tallentamiseksi tulevaa ver-tailua vårten. Nayttopinnan koskemisen aikana on valineet naytteiden ottamiseksi jalleen ulostulomuuntimen ulostulon amplitudista ja kehitettyjen kosketukseen liittyvien amplitudinaytteiden vertaamiseksi tallennettuihin vertai-10 lunaytteisiin. On otettu kayttoon valineet kehittåmaan signaali, joka edustaa pistetta, jossa on suurin ero tai jos halutaan, suurin suhde, vertailunaytteiden amplitudien ja kosketukseen liittyvien naytteiden valilla ja siten kos-ketuksen håiritseman aaltopurskeen ajoitusta.

15 Kuten ylla mainittiin, on esilla olevaa keksintoa hyvaksikåyttavalla suunnittelijalla vapaa mahdollisuus rååtåloida kosketuspaneelin spesifikaatiot paneelin oh-jaamaan laitteen standardeiksi. Toisin sanoen naytteenotto-valineet voidaan asettaa ja suunnitella ottamaan nayte mil-20 la tahansa valitulla aikavalillå, jotta vastattaisiin oh-jatun laitteen standardeja. Esimerkiksi jos kosketuspanee-lilaite ohjaa tietokonetta, voidaan naytteenottotaajuus halutulla tavalla valita vastaamaan jokaista merkkia tai jokaista toista merkkiS, jolle tietokone on ohjelmoitu.

25 Tyypillisillå tietokoneilla on nykyisin 640 matriisipis-tetta vaakalinjalla, mika vastaa 80 merkkia. Saatettai-siin haluta kosketusresoluutioelementteja, joilla on jo-kin kokonaislukusuhde numeroon 640, jos ohjatulla tieto-koneella on 640 vaakasuuntaista matriisipistetta. Esilla 30 olevan keksinnon mukaisesti kehitetyssa ulostulosignaa-lissa ei ole mitaan kiinteasti kuuluvaa, jota tarvitsisi muuttaa, jos halutaan ohjata tietokonetta, jolla sen si-jaan on 512 matriisipistetta (64 merkkiS) vaakasuuntaisel-la akselillaan. Kaikki mita tarvitaan, on ettå elektroni-35 sen naytteenottosignaalin ajoitus muutetaan. Nåin ei ole laita tekniikan tason kiinteån emitterin jårjestelmissa,

II

25 9 2 5 3 0 koska niitå ei voida heti muuttaa vastaamaan erilaisia standardeja. Niinpå tållaisissa tekniikan tason jarjes-telmisså tåytyisi tuottaa fyysisesti erilainen kosketus-paneeli jokaiselle standardille, jota halutaan vastata.

5 Esilla olevassa keksinnosså vain nåytteenottosignaalin ajoitus tarvitsee muuttaa, jotta se sovitetaan vastaamaan lukuisia erilaisia standardeja ohjatuissa laitteissa.

Vielå yksi låhestymistapa ulostulomuuntimen ulos-tulon analysoimiseksi håirityn aaltopurskeen ajoituksen 10 måårittåmistå vårten, on ottaa kåyttoon differentiointi-vålineet ulostulomuunninvålineen tasasuunnatun ulostulon differentiointia vårten. Tuloksena saatavan signaalin nollan ylitys edustaa kosketushåirityn aaltopurskeen ajoi-tusta. Vaikka differentiointi låhestymistavalla on se etu, 15 ettå voidaan kåyttåå suhteellisen edullista elektroniikkaa, tåytyy tåsså jårjestelmåsså kåyttoonotettujen hilojen olla hyvin tarkoin rååtåloity varmistamaan, ettå niiltå låhte-våt ja niiden sieppaamat purskekomponentit saavat ulostulomuuntimen tuottamaan oleellisesti tasaisen ulostulosig-20 naalin. Lisåksi differentiointilåhestymistapa herkåsti kåsittåå epåpuhtauden (esim. rasvan nåyttdpinnalla) låsnå-olon (kosketuksena).

Yllå selostettu ensisijainen suoritusmuoto (ku-vio 2) on esitetty niin, ettå sillå on heijastavat hilat 25 G1, G2, G3 ja G4, joiden elementit eivåt ole tasaisin vå- • · • limatkoin. Kuten jo todettiin, on tåmå toivottavaa kåy- tånnon suoritusmuodossa, koska hila, jonka elementit ovat sijoitettu tasaisin vålimatkoin, heijastaisi tasaisesti ja siten tuottaisi eksponentiaalisen huononemisen låhetetysså 30 tehossa pitkin sen pituutta. Tåmå tahtoo sanoa, ettå jos kiinteån hilan jokaisella pituusyksikollå heijastetaan sivuun kiinteå prosentti tehosta, joka osuu siihen, jåljelle jåå pienempi jåånnos tehoa. Jos sama kiinteå prosentti tåtå tehoa heijastetaan seuraavassa lohkossa, voidaan nåh-35 då, ettå teho våhenee geometrisen progression mukaisesti.

► 92530 26

Kertauksena sanottakoon, ettå kuvioissa 3, 4 tai 8 esitetyn kaltainen tasainen vaste on ensisijaisesti toivottu. Tåmån keksinnon nåkokannan mukaisesti heijas-tavien elementtien, jotka muodostavat heijastavat hilan 5 tai hilat, jotka ovat sisååntulomuuntimen vieressa, hei-jastuskyky on painotettu, niin etta alkupåån elementeil-lå on suhteellisesti matala heijastuskyky ja perassa seu-raavilla elementeillå on kasvava heijastuskyky. Toisella tavalla esitettyna on heijastavalla ryhmållå kasvava hei-10 jastuskerroin vieressa olevasta muuntimesta poispain ole-vassa suunnassa, jotta kompensoitaisiin heikkeneminen aal-toamplitudissa, joka seuraa aaltoenergian jatkuvasta poik-keuttamisesta paneelin poikki kulkeville reiteille. Pitai-si yimnårtaa, etta sisaåntulomuuntimen vieressa olevalla 15 heijastavalla ryhmålla pitaisi olla kasvava heijastuskyky aallon etenemissuunnassa, mutta etta ulostulomuuntimen vieressa olevalla ryhmallå pitaisi olla vastaava våhene-minen heijastuskyvysså aaltojen etenemissuunnassa. Siten molemmissa tapauksissa pitaisi heijastuskyvyn kasvaa suun-20 nassa, joka on poispain vieressa olevasta muuntimesta. Tama toivottu ominaisuus on realisoitavissa kuvion 2 suori-tusmuodossa heijastavien elementtien, jotka muodostavat kunkin hiloista G1-G4, piirrettyjen epayhtenåisten våli-matkojen nojalla.

25 Poikittain sateillyn pinta-aaltoenergian taydelli- sen yhtenåisyyden vuoksi ja kun oletetaan, ettei missåan kohdassa ryhmåå ole tehohåvioitå hajoamisen takia, tåytyy tehon ryhmåsså våhentyå lineaarisesti etåisyyden mukana. Jotta tåmå tapahtuisi, tåytyy tehon heijastuskyvyn kasvaa 30 kåånteisesti etåisyyden mukana, joka etåisyys jåå ryhmån takana olevaan pisteeseen, jossa lineaarisesi våhenevå teho putoaisi nollaan. (Tåsså kåytettynå on heijastuskyky se pituussuuntaisesti osuneen tehon osa, joka kåånnetåån poikittaisesti pituusyksikkoå kohden.) Toisin sanoen te-35 hon heijastuskyvyn K tåytyy kasvaa etåisyyden x mukana muuntimelta yhtålon 27 92530 κ - 1 G - χ + 1/Ke mukaisesti, misså Ke on maksimiheijastuskyky, jota kåytetåån kauimmaisessa pååsså, misså χ = G, synbolin G edustaessa hi-5 lan pituutta. Huomaa, ettå K ja Ke omaavat kåånteisen pituu-den dimension (kåånnetyn tehon osa pituusyksikkoå kohden).

On olemassa monia tapoja, joilla hilan heijastusky-kyå voidaan kasvattaa suunnassa, joka on poispåin vieresså olevasta muuntimesta, jotta tasoitetaan ulostulomuuntimen 10 ulostulon aaltomuotoa. Yksi tapa olisi kasvattaa heijasta-vien elementtien paksuutta suunnassa, joka on poispåin vieresså olevasta muuntimesta, kun tehon heijastuskyky on ver-rannollinen heijastavien elementtien paksuuden neliodn. Tå-må voitaisiin teoriassa tehdå filmipainolla tai etsauksella 15 (jossa kåytetåån uria), kuitenkin kåytånndsså tåmå låhesty-mistapa saattaisi osoittautua vaikeaksi toteuttaa.

Toinen kåytånnollisempi låhestymistapa on poistaa valitut yksilot heijastavista elementeistå yhtålon, joka antaa halutun kasvun heijastuskyvysså pitkin ryhmåå, kat-20 so kuvio 9 ja myos kuvio 2 sekå aikaisempaa selostusta, joka koskee heijastavan hilan raåtålointiå. Esimerkiksi, jos haluttaisiin kattaa tehon heijastuskyvyn vaihtelu-alue 9-1 (amplitudisuhde on noin 3/1), voitaisiin eliminoi-da kaksi kolmesta nauhasta ryhmån alussa. Nauhoja lisåttåi-25 siin våhitellen (våhemmån nauhoja eliminoitaisiin) pitkin ryhmån pituutta, kunnes ryhmån lopussa ei enåå eliminoi-taisi nauhoja. Tåmå on kåytånnollinen menetelmå ja sitå on sovellettu kåytåntdon menestyksellisesti.

Vielå yksi menetelmå liittyy kunkin yksilollisen 30 heijastavan elementin heijastuskyvyn painottamiseen, kuten esitetåån kaavamaisesti kuviossa 10 paloittelemalla :· ryhmån G'1 yksilolliset elementit. Elementeillå on suurem-mat keskeytykset (mikå voidaan tuottaa satunnaisyhtålon mukaisesti) muunninta (sisååntulo tax iilostulo) låhinnå 35 olevassa ryhmån pååsså kuin ryhmån vastakkaisessa pååsså.

28 92530

Viela yhdesså suoritusmuodossa (kuvio 10A) on hei-jastavalla ryhmållå G"1 ryhmåelementtejå, joiden yksilol-linen pituus kasvaa suunnassa, joka on poispåin vieresså olevasta muuntimesta, ja joiden yksilollinen sijainti 5 elementin pituuden suunnassa vaihtelee ryhman sivurajojen sisalla. Kaikissa naissa menetelmisså vaheneminen elementin pituudessa p vastaa yhta suurta våhenemistå heijaste- tun purskeen amplitudissa, ja tehon vaheneminen, johon yl- 2 la viitattiin merkinnalla K/Ke, on yhta suuri kuin p .

10 Samaa tekniikkaa voidaan kåyttåå, ts. heijastavien elementtien painottamista edella kuvatun heijastuskyvyn varjostamisyhtålon mukaisesti, kompensoimaan energian ha-joamista heijastavassa ryhmassa tai muita tekijditå, joil-le kompensointi voi olla toivottavaa. Yhtålo, joka edella 15 mainittiin ensisijaisen suoritusmuodon yhteydesså, mahdol-listaa yhtenaisen hajoamisen. Erilaisia muita esilla ole-van keksinnon periaatteiden sovellutuksia tullaan nyt se-lostamaan.

Vaikka ensisijainen suoritusmuoto on kuvattu, niin 20 etta silla on erilliset sisååntulo- ja ulostulomuunninvå-lineet ja valineet pinta-aaltojen purskeen, joka on låhe-tetty sisåantulomuuntimelta eri ulostulomuuntimelle, uu-delleensuuntaamiseksi, on harkittu sita, etta sisaåntulo-muunnin voi olla myos ulostulomuunnin. Katso kuviota 11, 25 jossa on otettu kayttoon heijastin 60 heijastamaan aallot, jotka on låhetetty yhteisella sisaåntulo/ulostulomuunti-mella 61, takaisin paneelin poikki, misså ne uudelleensuun-nataan hilalla 62 takaisin sisååntulo/ulostulomuuntimelle 61.

Heijastin 60 voi koostua joukosta puolen aallonpi-30 tuuden vålein sijoitetuista heijastavista elementeistå -joko kohotetut tai painetut urat - kuten on hyvin tunnet-tua pinta-aaltotekniikassa.

Kuvio 12 esittåå vielå yhden keksinnon suoritusmuodon, joka kåsittåå aluslevyn 64, jolle on kytketty sisåån-35 tulomuunnin 66 pinta-aaltojen purskeen låhettåmiseksi aluslevyn 64 pinnalle. Pinta-aaltojen uudelleensuuntaus-

II

29 92530 valine sisaltaa ylla kuvattujen hilojen luonteisen hilan 68 siita johdettujen pinta-aaltopurskekomponenttien suun-taamiseksi uudelleen aluslevyn 64 pinnan poikki ulostulo-muunninvalineelle 70 pitkin joukkoa eripituisia reitteja, 5 jotka vastaavasti liittyvat erilaisiin sijainteihin nåyt-topinnan koordinaattiakseleilla.

Kuvion 12 suoritusmuoto eroaa muista selostetuista suoritusmuodoista siina, ettå ulostulomuunninvåline 70 ulottuu koordinaattiakselin 60 suunnassa ja on riittåvan 10 pitka sieppaamaan jokaisen purske komponenttireittien jou-kosta. Voidaan ottaa kayttoon piirivalineet (ei esitetty) pinta-aaltopurskeiden saattamiseksi pinnalle ja vastaan-otettujen aaltopurskekomponenttien kosketuksen aiheutta-mien hairioiden ilmaisemiseksi. On ymmårrettåvå, etta toi-15 sin kuin muut selostetut suoritusmuodot, jokaisen pinta-aaltopurskekomponentin siirtoajan vaihteleva komponentti on vain puolet siita, mitå edellå kuvatuissa suoritus-muodoissa. Edellå kuvatuissa suoritusmuodoissa on pinta-aaltopurskekomponentin siirtoajan muuttuvalla osalla ulos-20 menevå komponentti ja palaava komponentti, kun taas kuvion 12 suoritusmuodossa on pinta-aaltopurskekomponentin siir-toajalla vain ulosmenevå komponentti. On tietenkin ymmårret-tåvå, ettå sisååntulo- ja ulostulomuuntimen toiminnat voidaan vaihtaa keskenåån.

25 Keksinnon vielå yksi suoritusmuoto esitetåån kaa- viomaisesti kuviossa 13. Kun jokaisessa edellå kuvatussa suoritusmuodossa on aallon uudelleensuuntausvåline tai heijastava hila jatkuva tuottaen analogisen ulostulosig-naalin, kuvion 13 suoritusmuodossa aallon uudelleensuun-30 tausvåline kåsittåå aallon heijastavien elementtien diskreetit ryhmåt, joista ryhmistå kaksi on esitetty viit-teillå 72 ja 74. Ryhmåt ovat erillåån koordinaattiakselin suunnassa, niin ettå pinta-aaltopurskekomponenttien rei-tit, jotka on esitetty kaavamaisesti viitteillå 76 ja 78, 35 ovat diskreettejå eivåtkå mene påållekkåin.

30 92530

Ulostulomuuntimen (ei esitetty) ulostulolla, mie-luummin kuin ettå se olisi ånaloginen signaali, kuten on esitetty esimerkiksi viitteellå 48 kuviossa 8, on pulssi-ominaisuus, kuten esitetaan esimerkiksi kuviossa 14. Ku-5 viossa 14 on pulsseilla 80 korkeus, joka måårittåå verho-kåyrån, joka vastaa aaltomuotoa 48 kuviossa 8. Kuviossa 14 pienenneen korkeuden pulssi 88 vastaa ajassa sen pinta-aaltopurskekomponentin ajoitusta, jota on hairitty sen kulkiessa kosketetun alueen lapi kosketuspaneelilaitteen 10 pinnalla.

Kuvion 13 suoritusmuodossa piirivålineet (ei esitetty) sisåltåvåt kasittelyvålineet pulssien kåsittelemiseksi ja voivat kehittaa aaltomuodon, jollainen on esitetty kuviossa 15, koostuen sarjasta pulsseja 84 aina kun pulssin-15 korkeus saavuttaa ennalta maåratyn kynnysarvon ja tyhjan tilan 86, joka vastaa puuttuvaa pulssia 82 (pienempi kuin kynnysarvo). Edella kuvatut piirivålineet pinta-aaltopurs-keiden synnyttåmiseksi pinnalle ja vastaanotettujen aalto-purskekomponenttien kosketusperåisten håirioiden ilmaise-20 miseksi voivat sisåltåå vålineet måårittåmåån analyysillå, joka perustuu ilmaistun tyhjan tilan ajoitukseen, joka tyh-jå tila liittyy håirittyyn aaltopurskekomponenttiin tai laskemalla tyhjåå tilaa edeltåvåt pulssit, mitå reittien reittien joukosta kosketuksen håiritsemå aaltopurskekom-25 ponentti kulki ja siten kosketuksen sijainti nåyttopinnan koordinaattiakselilla.

Kuvio 16 kuvaa keksinnon vielå eråstå suoritusmuotoa, jossa koordinaattiakseli ei ole lineaarinen, vaan mieluum-min kulmikas. Tållaista yhden koordinaatin jårjestelmåå 30 (vain kulma) voitaisiin kåyttåå esimerkiksi perinteisen mittarin peittona aloittamaan toiminta vasteena mittarin-lukemalle. Kuvion 16 suoritusmuoto, joka esittåå tållaisen jårjestelmån hyvin kaavamaisessa muodossa, kåsittåå nåyton aluslevyn 88, jolle on kytketty sisååntulomuunnin 90 lå-35 hettåmåån ympyrån muotoisia pinta-aaltoja, jotka såteile-våt ulospåin nåyttopinnan poikki, jolla on ympyråkoordi-

II

92530 31 naattimerkinnåt 92, ympyråkoordinaattijårjestelmån ilmei-sestå keskipisteestå. Pinta-aallon uudelleensuuntausvåli-neet, jotka ovat diskreettien heijastajien 94 joukon muo-dossa, uudelleensuuntaavat aaltokomponentit, jotka on joh-5 dettu purskeesta, ulostulo muuntimelle 96 pitkin joukkoa eripituisia reittejå, jotka vastaavasti liittyvat erilai-siin kulmasijainteihin nayttopinnalla. Voidaan ottaa kayt-toon piirivålineet, jotka ovat samanlaiset kuin ylla kuvat-tu ja jotka ovat kytketty sisååntulo- ja ulostulomuunninva-10 lineisiin 90, 96 pinta-aaltopurskeiden synnyttåmiseksi aluslevyn 88 pinnalle. Kuten ylla kuvatussa suoritusmuodos-sa, piirivålineet sisåltåvat vålineet måarittamaån ilmaistun håirityn aaltopurskekomponentin siirtoajan analyysilla, mi-tå reittiå joukosta såteittåisiå reittejå kosketuksen håi-15 ritsemå aaltopurskekomponentti kulki ja siten kosketuksen kulmasijainti nåyttopinnan kulma-akselilla.

Kuvion 16 suoritusmuoto esittåå, ettå keksinndn pe-riaatteet voidaan ottaa kåyttoon jårjestelmåsså, jossa uu-delleensuuntausvåline ei uudelleensuuntaa pinta-aaltoja 20 nåyttopinnan poikki kosketuksen ilmaisemiseksi, vaan en-nemminkin sieppaa pinta-aallot sen jålkeen kun ne ovat kulkeneet nåyttopinnan (kosketuspinnan) poikki. On kuiten-kin ymmårrettåvå, ettå sisååntulo- ja ulostulomuuntimien toiminnat voidaan vaihtaa keskenåån, ja jos tåmå on tehty, ; 25 uudelleensuuntausvåline 94 toimii uudelleensuunnaten pinta- aallot, jotka nyt generoidaan muuntimella 96, såteittåi-sille reiteille nåyttopinnan poikki kohti muunninta 90.

Kuten jokaisessa yllå olevassa suoritusmuodossa, kehite-tåån ulostulosignaali, joka osoittaa nåyttopinnan koske-30 tukseen liittyvån håirion ja jonka håirion ajoitus ilmai-see tai voidaan kåsitellå ilmaisemaan kosketuksen sijain-ti paneelilla ennalta mååråtyllå koordinaattiakselilla.

Kuvio 17 kuvaa eråån tavan, jolla kuvion 1 laite 10 voidaan fyysisesti kytkeå ohjausjårjestelmåån 110 tar-35 koituksena kehittåå ohjaussignaalit, jotka osoittavat 32 92530 kåyttåjån kosketuksen sijainnin ja paineen laitteen 10 aluslevyn pinnalla 16.

Tåta vårten kosketuspaneelin ohjausjårjestelma 110, joka on yksityiskohtaisesti kuviossa 17 ja joka kuvataan 5 tåysin alla, sisaltaa tietokoneen 22 saattamaan siihen liittyva piiristo toimintaan ennalta maåråtysså sekvenssisså, niin ettå kun akustisen aaltoenergian kosketuspe-rainen hairio ilmaistaan, muunnetaan såhkoiseksi signaa-liksi ja syotetaan takaisin tietokoneelle, on kosketuksen 10 sijainti samoin kuin kosketuksen paine, jota on kaytetty tuottamaan hairio, identifioitavissa tietokoneella ja muun-nettu ohjaussignaaleiksi, jotka sisaltåvat informaation, joka osoittaa kosketuksen sijainnin ja kosketuksen paineen. Kuten tullaan osoittamaan, nåma signaalit johdetaan ohja-15 tulle laitteelle 123, joka voi olla kuviossa 2 esitetty nayttolaite 14.

Kuten kuviossa 17 esitetaån, laitteen 14 aluslevyn pinta 16 tukee sisååntulo- tai lahetinmuunninparia T1, T2 ja ulostulo- tai vastaanotinmuunninparia R1, R2. Tavalla, 20 joka tullaan kuvaamaan alapuolella jårjestelmån 110 seli-tyksen yhteydesså, muuntimet T1, T2 stimuloidaan laukai-susignaaleilla ajoitetussa sekvenssisså, niin etta pinta-aallon tåman jalkeen tapahtuvan hairitsemisen sijainti on identifioitavissa. Sisaantulomuuntimet T1, T2, jotka se-. 25 lostetaan tarkemmin alla, on sijoitettu aluslevyn pinnalle 16 reunojen 18 ja vastaavasti 20 viereen, katso kuvio 2. Lahdekytkin T1/T2, joka liittyy tietokoneeseen 122, esitetty kuviossa 17A, liittaa sisåantulon laukaisusignaalit S1, S2 vastaaville muuntimille T1, T2, jotka muuntimet vastee-30 na naille signaaleille yksilollisesti laukaisevat akustis-ten pinta-aaltojen purskeen pitkin ensimmaista reittia P1 ja vastaavasti toista reittia P2 aluslevyn pinnalla 16.

Kuten myos kuviossa 2 esitetaan, on ensimmainen ja toinen ulostulomuunnin R1, R2 asennettu aluslevyn pinnalle 35 16 vastaavien reunojen 18, 20 viereen, ts. reunoihin, jotka ovat låhella niihin liittyviå sisåantulomuuntimia T1,

II

33 92530 T2. Kuten yllå selostettiin, kehittåvåt muuntimet R1, R2, vastaanotettuaan niihin liittyvien sisååntulomuuntimien la-hettåmåt pinta-aallot, jotka kokevat kosketusperåisen hai-ritsemisen, vastaavat ulostulosignaalit S3, S4, jotka ana-5 lyysin jålkeen esittavat ensimmaisen ominaisuuden, joka osoittaa kosketuksen paikan tai sijainnin aluslevyn pin-nalla, ja toisen ominaisuuden, joka osoittaa kosketuksen paineen.

Kuten kuviossa 17A esitetåån, johdetaan ulostulo-10 signaalit S3, S4 vålineille, jotka sisaltåvat vahvistimen ja AM-ilmaisimen 140, joka on kytketty vastaanottavien muuntimien R1, R2 ulostuloihin måårittåmåån, mitå reiteis-tå ph, pv kosketuksen håiritsemå aalto kulki ja sita kaut-ta muodostamaan kosketuksen sijainti aluslevyn 16 kahdella 15 koordinaatilla tavalla, joka kuvattiin ylla yleisesti ku-vioiden 2 ja 4 yhteydessa.

Nyt tullaan esittåmåan tapa, jolla kuvion 17A kos-ketuspaneelin ohjausjarjestelmå 110 auttaa synnyttamaån ja johtamaan laukaisusignaalit aluslevyn muuntimille T1 ja T2 20 ja analysoimaan kosketuksen hairitsemat pinta-aaltokompo-nentit, jotka vastaanotinmuuntimet R1 ja R2 valittavat.

Kuvio 17A kåsittåa lohkokaavion ohjausjarjestelmas-så 110, joka on kytketty sisååntulomuuntimien T1, T2 ja ulostulorauuntimien R1 ja R2 valiin. Kuten myohemmin tullaan 25 yksityiskohtaisesti selittamåån, ohjausjarjestelmå 110 aloittaa ajoitettujen pinta-akustisten aaltojen synnyttåmi-sen etupaneelin aluslevyn pinnan 16 pinnan poikki ja kasit-telee analogiset ulostulosignaalit S1, S2, jotka on tuo-tettu niiden vasteena ja jotka on graafisesti piirretty 30 kuvioissa 3 ja 4, vastaavien ohjaussignaalien johtamisek-si, jotka sisåltSvåt kosketuksen sijainnin ja kosketuksen paineen osoittavan informaation.

Erityisesti ohjausjarjestelmå 110 kåsittåa tieto-koneen 122, jolla on liipaisu-ulostuloliitin 142 kytket-35 tynå laskurin 144 aloitussisåånmenoon ja purskegeneraatto-rin 146 sisåånmenoon. Vasteena liipaisusignaalille, joka 34 92530 måårittåa muistin "write"-jakson alkamisen, purskegene-raattori 146 synnyttaa suuritaajuisen purskeen (esim.

16-24 jaksoa 4 MHz taajuudella), joka on kytketty T1/T2 (X/Y) kytkimelle 148 muuntimille T1 ja T2 liittåmista var-5 ten. Kytkimen 148 tilaa ohjataan bitilla, joka kehitetåån tietokoneen 122 X/Y-ulostuloon 150, siten etta purske kytketaan vuorotellen X- ja Y-muuntimille (T1/T2) pinta-akustisten aaltojen tuottamiseksi kosketuspaneelin poikki X ja Y suunnissa (kuten suuntia perinteisesti merkitaan).

10 Liipaisusignaali aktivoi myos laskimen 144, joka alkaa laskea kellopulsseja, jotka kello 152 generoi. Laskurin 144 ulostulo kasittaa osoitesignaalien sekvenssin, joka kytketaan aktivoidulla kolmitilaisella puskurilla 154 osoitevaylalle 156 RAM:in 158 osoitesisaantuloon kytke-15 mistå vårten. Amplitudimoduloitu signaali 153 tai 154, jotka on kehittanyt joko ulostulomuunnin R1 tai R2 vastee-na suurtaajuiselle purskeelle, kytketaan vahvistimella ja ilraaisimella 140 A/D-muuntimen 160 sisaantuloon. A/D-muunnin 160 muuntaa analogisen sisaantulosignaalin digi-20 taaliseen muotoon, esimerkiksi 6-bittiseksi signaaliksi, digitaalisen signaalin ollessa kytketty toisella aktivoidulla 3-tilaisella puskurilla 162 datavaylalle 164 RAM:in 158 datasisaantuloon liittamista vårten seka kolmannen 3-tilaisen puskurin 166 sisaantuloon, jonka ulostulo on 25 kytketty tietokoneen 122 datasisaantuloon. Neljas ja vii-* meinen 3-tilainen puskuri 168 on kytketty tietokoneen 122 osoiteulostulon ja datavåylån 156 valiin. Muistin "write"-jakson aikana, jonka liipaisupulssi tietokoneen 122 ulos-tulossa 142 aloittaa, ovat puskurit 166 ja 168 molexnmat 30 aktivoimattomia estaen datan liittamisen tietokoneelle 122 puskurin 66 kautta ja osoitesignaalien liittamisen tietokoneelta 122 osoitevaylalle 156 puskurin 168 kautta. Siten muistin "write"-jakson aikana joukko digitaalisia naytteita, esimerkiksi 320, analogisesta ulostulosignaa-35 lista X tai Y kirjoitetaan RAM:iin 158 vasteena osoite-signaaleille laskurilta 144.

II

92530 35

Kun laskuri 144 saa tåyteen tåyden laskentajakson (ts. 320 kellopulssia) se pidetåån sisåisesti viimeisesså laskentatilassaan ja sen ulostulo 170 siirtyy loogisesta alatilasta loogiseen ylåtilaan. Tamå siirtyminen måarittåå 5 muistin "write"-jakson loppumisen ja muistin "read"-jakson alkamisen. Tarkemmin sanottuna looginen ylatila ulostu-lossa 170 aktivoi puskurit 166 ja 168 ja kytketaån invert-terin 172 kautta poistamaan toiminnasta aikaisemmin akti-voidut puskurit 154 ja 162. Jåljessa seuraavan muistin 10 "read"-jakson aikana tietokoneen 122 generoimat osoite-signaalit ovat taman vuoksi kytketty aktivoidun puskurin 168 kautta osoitevaylålle 156 RAM:iin 158 tallennettujen digitaalisten naytteiden lukemiseksi datavaylalle 164. Datavåylålle 164 luetut digitaaliset tallennetut nayt-15 teet kytketaan aktivoidun puskurin 166 kautta tietokoneel-le 122, joka, kuten tullaan mydhemmin yksityiskohtaisesti selostamaan, kåsittelee dataa, jotta tuotetaan kaksi oh-jaussignaalia ulostuloihin 174 ja 176, jotka signaalit vastaavasti edustavat kosketuksen sijaintia ja painetta 20 kosketuspaneelin aluslevylla 16. Sen jalkeen kun kaikki RAM:iin 158 tallennetut nåytteet on luettu tietokoneeseen ja kåsitelty silla, kehitetaån ulostuloon 142 toinen lii-paisupulssi, joka aloittaa toisen muistin "write"-jakson, jota seuraa toinen muistin "read"-jakso jne. On ymmårret-25 tåva, etta X/Y-bitti ulostulossa 150 vuorottelee X/Y-kyt-kintå 148 vuorottelevien muistin "write"-jaksojen aikana, niin etta pinta-aallot synnytetaån vuorotellen X- ja Y-suun-nissa.

Keksinndn ensisijaisessa suoritusmuodossa ensimmaiset 30 kaksi muistin "write"-jaksoa, jotka seuraavat tietokoneen 122 tehojen pMallekytkemistå, asettavat analogisen ulostu-losignaalin vertailuprofiilit sekå X- etta Y-suunnissa, joihin vertailuprofiileihin myohemmin tulevia ulostuloja verrataan kosketuksen sijainnin ja paineen maårittamisek-35 si. Nama vertailuprofiilit on tallennettu vertailu-RAM:iin 92530 36 178 tietokoneessa 122 muistin "read"-jaksojen aikana, jot-ka seuraavat ensimmåisia kahta muistin "write"-jaksoa.

Kunkin my6hemmin seuraavan muistin "write" -jakson aikana, joka ensisijaisesti suoritetaan suhteellisen suu-5 rella nopeudella (esim. 4,0 miljoonaa kirjoitusta/s), kir-joitetaan RAMriin 158 320 digitaalista naytetta, jotka edustavat joko X- tai Y-ulostulosignaalia. Naytteet siir-retaån taman jålkeen tietokoneelle 122 paljon alhaisemmal-la nopeudella (esim. 250 tuhatta lukemista/s) kasittelya 10 vårten. Tietokone 122 on ohjelmoitu vertaamaan kutakin naytetta, kun se on vastaanotettu RAM:ilta 158, vastaa-vaan vertailunaytteeseen, joka on tallennettu vertailu-RAM:iin 178. Jokainen positiivinen ero RAM:iin 178 tal-lennetun vertailunåytteen ja vastaavan nåytearvon, jota 15 ollaan lukemassa RAM:ilta 158, ja joka ylittaå ennalta maaratyn kohinakynnystason, valilla edustaa kosketusta aluslevyn pinnalla 16.

Kosketuksen paikka tai sijainti paineelilla 16 måå-ritetaan suhteessa muistipaikkoihin RAM:issa 178, jossa 20 erot X- ja Y-suunnissa ilmaistiin. Kosketuksen paine maa-ritetåån suhteessa erojen suuruuteen. Erityisesti on to-dettu hyodylliseksi laskea keskiarvo eroille X- ja Y-suunnissa edustamaan kosketuksen painetta. Tama keskimaarainen 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 esitysta vårten on kosketuksen sijainti- ja paineinformaatio, joka on tuotettu tietokoneen 122 ulostuloon 174 ja vastaavasti 176, esitetty kytkettyna kytkinparin 186 ja 188 kautta kahdelle ohjattavissa ole-valle laitteelle 123 ja 125. Kytkimien ollessa kuviossa 35 17A esitetyissa asennoissa, sekå sijaintia ettå painetta edustavat signaalit johdetaan laitteelle 123. Signaali • · * 92530 37 ulostulossa 174 tuottaa siten kosketuksen sijainti-infor-maation laitteelle 123, kun taas signaaliulostulossa 176 tuottaa kosketuksen paineinformaation laitteelle 123. Kos-ka kosketuksen paineinformaatiolla on korkea resoluutioas-5 te, mielellåån kasittaen esimerkiksi 6-bittisen signaalin, sitå voidaan pitaå kosketuspaineen useita diskreetteja nol-lasta eroavia tasoja osoittavana tax kosketuspaineen taso-jen katkeamatonta sarjaa osoittavana, ja siten tehokkaas-ti edustavan jatkuvasti muuttuvaa signaalityyppia, joka on 10 kayttokelpoinen analogisten funktioiden, kuten tilavuuden saato ja vastaava, esittåmiseksi.

Kun kytkimet 186 ja 188 on kytketty toisiin asentoi-hinsa, tuotetaan kosketuksen sijainti-informaatio suoraan elimelle 125, kun taas kosketuksen paineinformaatio on 15 kytketty elimelle kynnysarvon ilmaisimen 190 kautta. Kyn-nysarvon ilmaisin 190 voi olla esimerkiksi suunniteltu tuottamaan ulostulo elimelle 125 vain kun paineinformaatio ulostulossa 176 ylittaa valitun kynnysarvon. Talla tavoin elimen 125 paalle/pois-tyyppista funktiota voidaan muka-20 vasti saåtåå vasteena kosketuksen paineelle. Esimerkiksi sovellutuksessa tai suoritusmuodossa, jossa jarjestelma on konfiguroitu, kuten se on kun kytkimet 186 ja 188 kyt-kevat ulostulot 174 ja 176 elimelle 125, jarjestelma voi-taisiin suunnitella, niin etta kosketuspaine tietyn ennal-.. 25 ta maaratyn kohinakynnyksen ylapuolella aktivoi naytdn tai osoittimen, joka antaa kdyttajSlle merkin, etta tietty funktio on valittu. Paneelin painaminen kovemmin ai-heuttaa toisen kynnyksen ylittåmisen ja kaskyn tulemisen "otetuksi sisaan". Toisena esimerkkina kytkimien 186 ja 30 188 ollessa toisessa asennossa, saattaisi kayttokosketus (kohinakynnysarvon ylapuolella) aktivoida nayton (auto-*' radio, esimerkiksi) - lyjemmin painaminen saattaisi sit- ten saataa radion ulostulon voimakkuutta.

Kuvio 18 esittåå suoritusmuodon, jossa kosketuspa-35 neeli voi kasittaM avaintyynyaluslevyn 200 muodon, ts. oh-jauksen kun akustisten pinta-aaltojen synnyttaminen ja 38 92530 jakautuminen alustan 200 poikki on kyseesså, tåmån synnyt-tåmisen ja kosketuksen hairi'tsemien pinta-aaltojen ilmai-sun ollessa saavutettu samalla tavalla kuin saavutettiin perussuoritusmuodossa. Kuten esitetaan katkoviivoitetuilla 5 lohkoilla, jotka liittyvat muuntimiin, prosessoidaan sisåån-tulo- ja ulostulosignaalit kosketuspaneelin ohjausjarjes-telmållå 110, joka on jo kuvattu. On ajateltu, ettå tål-lainen avaintyyny olisi erityisesti houkutteleva kauko-ohjaimena. Erityisesti avaintyyny voisi olla kasin pidet-10 tava ja saatettu jåljittamaån kuvia tai sijoittamaan kursori kauempana olevalla nåyttopaneelilla. Kun haluttu kurso-rin sijainti on saavutettu, kohdistetaan avaintyynyyn pai-ne ohjausvaikutuksen tuottamiseksi. Jos nayttopaneeli liit-tyy CRT:hen, voidaan ohjausvaikutusta kåyttåå muuttamaan 15 menua, tuhoamaan sana tai lohko valitussa kursorin paikas-sa tai liikuttamaan sanaa tai lohkoa jne.

Toinen sovellutusalue tållaiselle avaintyynylle on videopelien alue. Jåljitetty sormin reitti voisi kehittaa ensimmaisen signaalin aiheuttamaan maalin loytamisen (pai-20 kallistamisen) nåyttolaitteella, kun taas paineen lisååmi-nen voisi kehittaa toisen signaalin, joka tehokkaasti am-puu ohjuksen maaliin. Keksinnon mukaisesti kussakin ylla selostetussa avaintyynyn esimerkissa turvautuminen ylla selostettuun kosketuspaneeliohjausjarjestelmaån auttaa 25 tuottamaan kaksi ohjaussignaalia, joista yksi liittyy kos-• ketuksen sijaintiin ja toinen liittyy kosketuksen painee- seen.

Kuvio 19 kuvaa kekseliasta kosketusohjausjarjestel-man sovellutusta suoritusmuodolle, joka on tunnettu yhden 30 koordinaatin kosketuspaneelista 202. Jalleen on pinta-aallon generointi ja kosketuksen hairitsemien pinta-aal-" tojen ilmaisu toteutettu ylla selostetulla tavalla. Eri tyisesti voi tassa esitetty ohjauspaneeli kasittaa konso-liohjaimen radio- tai televisiovastaanottimeen, stereole-35 vysoittimeen jne. Vastaanotinsovellutuksessa kosketuksen tuominen lahelle paneelin vasenta reunaa voisi palvella

II

39 92530 kehittamaån ensimmåisen ohjaussignaalin RF-signaalinvalit-simen aktivoimiseksi ja sitten paineen tuominen tahan paik-kaan kehittaisi toisen ohjaussignaalin, joka aloittaa pvyh-kåisyn RF-spektrin poikki paineen voimakkuuden maåråtessa 5 pyyhkåisynopeuden.

Vastaavasti sormen liikuttaminen oikealle kehittaå ohjaussignaalin, joka sallii kMyttajån saataa aanen voimak-kuutta. Silloin tietenkin paineen lisaåminen tuottaa toisen ohjaussignaalin voimakkuustason asettamiseksi. Muiden 10 toimintojen ohjaus kehittåisi saannon mukaisesti muissa paikoissa kaksi ohjaussignaalia (1) toiminnan valitsemisek-si ja (2) rauodostamaan sååtovaikutus tåhån toimintaan.

Kuluttajaelektroniikkakentån ulkopuolella, mukaan lukien tietenkin sanaprosessorit ja muut nåyttolaitetta 15 hyvaksi kayttavåt laitteet, on ajateltu, etta keksinto oli-si erityisesti houkutteleva kaupallisissa asennuksissa, esimerkiksi pankin kassa-asemassa, jossa karkea alustan pinta yhdessa kekseliaån kosketusohjausjårjestelmån kans-sa voitaisiin ottaa kayttoon syottåmaan ohjaussignaaleja 20 asemalle kMteisen nostamiseksi, saldon tiedustelemiseksi jne. Itse asiassa keksinto loytaa sovellutuksen milta ta-hansa alueelta, jossa pari ohjaussignaaleja, jotka kerto-vat kosketuksen sijainnin ja siihen liittyvan kosketuksen paineen, on hyodynnettavisså muodostamaan kaksi toisiinsa . . 25 liittyvaa tai jopa toisiinsa liittymatontå toimintoa.

Kuten edella todettiin, voi nayttdlaite 14 kåsittaa katodisSdeputken ja kuvio 20 esittaå ensisijaista katodi-sadeputken muotoa, joka on kayttokelpoinen keksinnon lait-teen 10 kanssa. Kuten kuviossa 20 esitetåan, kåsittaa ka-30 todisadeputki 210 låpinakyvåS lasia olevaa lasia olevan ta-·· saisen etulevyn 216, jossa on kosketusnayttopinta 218, jo ka muodostaa aluslevyn, joka on samanlainen kuin edellH se-lostettu aluslevy 16 ja joka kykenee johtamaan pinta-akus-tisia aaltoja ja jolle on tunnusomaista, etta kosketus tal-35 la pinnalla aiheuttaa pinta-aallon, joka etenee kosketus- 40 92530 alueen låpi, håiritsemisen. Katodisådeputki 210 kåsittåå edelleen suppilon 220, jonka etupåa on sulattamalla tii-viisti kiinnitetty etulevyyn 216. Suppilon ulompi påå pååttyy kaula-alueeseen 222, joka sulkee sisåånsa elektro-5 nitykkirakenteen.

Etulevyn 216 pinta 218 on samanlainen kuin edellå mainittu aluslevyn pinta 16 siinå, ettå se myoskin tukee ensimmåistå paria sisååntulo- ja ulostulopinta-aaltomuun-ninvålineitå Tl.ja vastaavasti R1 sekå toista paria si-10 sååntulo- ja ulostulomuunninvålineitå T2 ja vastaavasti R2. Lisåksi ovat sisååntulomuuntimet (låhettimet) T1 ja T2 mekaanisesti ja akustisesti kytketty etulevyn pintaan 218, jotta ne aktivoituina yksilollisesti lahettåvåt vas-taavat pinta-aaltojen purskeet pinnalle 218. Ulostulomuun-15 timet (vastaanottimet) R1 ja R2 ovat vastaavasti kytketty pinnalle 218, niin ettå pinta-aaltoenergian vastaanotta-misen aikana ne antavat yksilolliset såhkoiset ulostulo-signaalit. Sisååntulomuuntimet T1 ja T2 on asennettu etulevyn pinnalle 218 reunan 226 ja vastaavasti reunan 228 20 viereen, katso kuvio 21.

Heijastavat hilat, kuten hilat G1, G2, G3 ja G4 ku-viossa 2, on sijoitettu aluslevyn pinnalle 218, kuten esi-tetåån kuviossa 21. Siten ensimmåinen heijastava hila G1 on ensisijaisesti sijoitettu yhdensuuntaisesti aluslevyn 25 pinnan 218 ylemmån 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.

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

Siten nåyttopinta 218 on nyt tehokkaasti varustettu 35 sen påållå olevalla verkolla, joka kåsittåå suuren måårån toisiaan leikkaavia akustisten aaltopurskeiden reittejå,

II

92530 41 jotka pinta-aallot on mååråtty ennalta maaratyille reiteil-le, yhden joukon ph ollessa sijoitettu yhdensuuntaisesti sen kanssa, jota voidaan kutsua nayttopinnan 218 vaaka- tai paa-akseliksi, kun taas toinen leikkaava reittien pv joukko on 5 sijoitettu yhdensuuntaisesti nayttopinnan pysty- tai pikku-akselin kanssa. Tålla tavoin leikkaavat aaltoenergiareitit kulkevat nåyttolaitteen pinnan poikki muodostaen nåkymåtto-mån verkon, joka peittåå nayttopinnan 218.

Kuvatussa sovellutuksessa on etulevy tai paneeli 10 tavallisesti mååritetty "kosketusohjauspaneeliksi", koska grafiikka tai muu informaatio voidaan mååråtå nåytolle, esimerkiksi kuvion 1 ohjaimelta 12 vasteena operaattorin kåskylle, joka voi saada kosketusohjauspaneeliin liittyvån menun tietyn alueen koskettamisen muodon. Nåyttopinta 16, 15 oli se sitten katodisådeputken etulevy tai erillinen paneeli, muodostaa aluslevyn, joka kykenee johtamaan pinta-akustisia aaltoja.

Tåsså suhteessa on suositeltavaa, ettå kosketuspa-neeli voi saada levykkeen muodon, esimerkiksi lasilevy tai 20 muu aluslevy, joka kykenee johtamaan pinta-akustisia aaltoja ja joka mukavuussyistå tai joustavuuden tuomiseksi jår-jestelmåån voi olla sijoitettu paikkaan, joka on kaukana ohjattavasta laitteesta. Tarkemmin esitettynå kuvio 21A kuvaa kosketusohjauslevykkeen 317, joka on sijoitettu paik-... 25 kaan, joka on kaukana ohjatusta kuvan nåyttolaitteesta 319, joka voi olla videomonitori. Kuten esitetåån, on kosketus-ohjauspaneeli tai levyke 3.17 kytketty monitoriin kaapelil-la; kuitenkin on havaittu, ettå levykkeen tuottamat ohjaus-vaikutukset voitaisiin helposti johtaa monitorille infrapu-30 nakytkennållå, niin ettå tehdåån kaapelointi tarpeettomaksi. Lisåksi, kuten on todettu, kosketusohjauslevykkeen ohjaa-man laitteen ei tarvitse olla kuvannåyttolaite. Kuvio 21B antaa esimerkin suoritusmuodosta, jossa ohjattava laite 321, joka voi olla kodin viihdekeskus (radio, stereo, TV 35 jne.), saatetaan toimintaan kauemmaksi sijoitetulla kos-ketusohjauslevykkeellå 317’. Kuten kuvion 21A suoritusmuo- 42 92530 dossa, on kosketusohjauslevyke 317' esitetty kytkettynå kaapelilla laitteeseen 321 aktivoimaan laite valitsemaan viihdekeskuksen tietty toiminto. Jålleen infrapuna- tai muu kytkenta voi korvata kaapeloinnin.

• · « • · • ·

II

Claims (19)

43 92530

1. Aåniaaltopohjainen kosketuspaneelijarjestelma (10) kosketuksen tunnistamiseksi ja vasteen tuottamiseksi 5 siihen pitkin kosketuspinnan (16) måårattya koordinaattiak-selia, joka jarjestelma sisåltåa pinta-aaltomuunninvalineet kåsittåen sisaantulon ja ulostulon muunninvålineet (TI, T2; RI, R2) vastaavasti, jotka on kytketty aluslevyyn (16) ja mainittuihin sisaantulon muunninvålineisiin (TI, T2) liit-10 tyva sisaantulopiiri (25) pinta-aaltojen generoimiseksi mainitulla aluslevyn joukon sisSSntulon ja ulostulon muun-ninvålineiden (TI, T2; RI, R2) valisiM reitteja (Pv, Ph) pitkin, mainittuihin ulostulon muunninvålineisiin (RI, R2) kytketty ulostulopiiri (23) kosketuksen sijainnin detektoi-15 miseksi mainitulla aluslevylla (16), tunnettu siita, etta jSrjestelmaan kuuluu pinta-aaltojen uudelleen-suuntausvSlineet (Gl, G2, G3, G4) kytkettyina aluslevyyn (16) sisSantulon muunninvalineiden (TI, T2) tuottaman pin-ta-aaltopurskeen komponenttien uudelleen suuntaamiseksi 20 mainitun pinnan poikki ulostulon muunninvalineille (RI, R2) pitkin joukkoa eri pituisia reitteja (Pv, Ph), jotka vastaavasti liittyvHt eri paikkoihin kosketuspinnan (16) mainitulla koordinaattiakselilla, ja joka ulostulopiiri (23) kykenee detektoimaan kosketuksen indusoimaa amplitudin -25 vaimenemista vastaanotetuissa purskekomponenteissa sen johdosta, etta kosketus aluslevylla (16) ainakin osittaise-na energian absorptiolla vaimentaa kosketusalueen kautta etenevan pinta-aallon amplitudia, ja kehittamaSn ulostu-losignaalin, jolla on aallon ajoitukseen suhteessa oleva 30 ominaisuus, joka ilmaisee mi tå reittiå mainitusta reittien (Pv, Ph) joukosta kosketuksen vaimentama aaltopurskekom-ponentti kulki ja siten kosketuksen sijainnin mainitun pinnan (16) koordinaattiakselilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kosketuspaneeli- 35 jarjestelma, tunnettu siitå, etta sisaantulon 92530 44 muunninvålineiden (TI, T2) tuottamalla pinta-aaltopurskeel-la on kestoaika T alueella 1,0 w/c - 2,0 w/c, missa "w" on sisååntulon muunninvålineiden (TI, T2) leveys ja "cM on pinta-aaltojen etenemisnopeus aluslevylla (16).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kosketus- paneeli jår jestelmå, tunnettu siitå, ettå ulostulcn pinta-aaltomuunninvalineet (RI, R2) ulottuvat aluslevylla (16) koordinaattiakselin suunnassa etåisyydelle, joka tar-vitaan leikkaamaan aaltopurskekomponenttien reittien (Pv,

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kosketus-paneelijarjestelmå, tunnettu siitå, ettå sisaåntu-lon muunnin (TI) låhettåå pinta-aallot pitkin ensimmaista reittiå (PI) mainitulla pinnalla (16), ja ettå ulostulon 15 muunnin (R2) on sijoitettu pinnalla (16) olevan toisen reitin (P3) loppupååhån, pinta-aallon uudelleensuuntaus- valineiden sisåltåesså ensimmaisen heijastavan hilan (GI), joka kasittåå ryhman ensimmaista reittiå (PI) pitkin sijoi- tettuja heijastavia elementtejå (el-en) tehokkaasti jårjes- 20 tettyinå yhtå suuriin kohtauskulmiin ensimmaisen reitin (PI) pituusakseliin nåhden, mainitun hilan (GI) poimiessa joukon aaltokomponentteja mainitusta pinta-aallosta ja suunnatessa nåitå aaltokomponenteja aluslevyn (16) pinnan poikki pitkin yhtå suurta mååråå reittejå (Pv), joista -25 kukin on sijoitettu kulmaan ensimmaisen reitin (PI) mai- nittuun akseliin nåhden, ja toisen heijastavan hilan (G2), joka kåsittåå ryhmån heijastavia elementtejå (e'l-e'n), jotka on sijoitettu pitkin toista reittiå (P3) tehokkaasti jårjestettyinå yhtå suuriin kohtauskulmiin toisen reitin 30 (P3) pituusakseliin nåhden aaltokomponenttien sieppaamisek- , si ja siepattujen aaltokomponenttien uudelleen suuntaami- • · seksi pitkin mainittua toista reittiå kohti ulostulon muun-ninta (RI).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen kosketuspaneeli- 35 jårjestelmå, tunnettu siitå, ettå pinta-aaltoja ♦ · II 92530 45 heijastavat valineet (G1-G4) sisåltåvåt ryhmån puolen aal-lonpituuden vålein sijoitettuja uria tai aaltoja heijasta-van materiaalin kerrostumia.

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen kosketus-5 paneelijårjestelmå, tunnettu siitå, ettå pinta- aaltoja heijastavat valineet (GI, G2) kåsittåvåt heijasta-van ryhmån, jolla on kasvava heijastuskyky suunnassa, joka on poispåin mainitusta sisååntulon muunninvålineestå (TI, T2) , kasvavan aallon reitinpituuden mukana heikkenevån aal-

7. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen kosketus-paneelijårjestelmå, tunnettu siita, ettå heijasta-van ryhmån (GI, kuvio 9) valitut ryhmån elementit on sisååntulon muunninvålineestå (TI) poispåin olevassa suun- 15 nassa poistettu progressiivisesti pienenevåsså suhteessa kasvavan heijastuskyvyn aiheuttamiseksi.

8. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen kosketus-paneelijårjestelmå, tunnettu siita, ettå heijas-tavalla ryhmållå (G''l, kuvio 10a) on ryhmåelementtejå, 20 joiden yksilollinen pituus kasvaa sisååntulon muunninvålineestå (TI) poispåin olevassa suunnassa, ja joiden yksilollinen sijainti elementin pituuden suunnassa muuttuu ryhmån (G''l) sivurajojen sisållå.

9. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen kosketus- • •25 paneeli jår jestelmå, tunnettu siitå, ettå jårjes- telmåån kuuluu heijastinvålineet (60) pinta-aaltopurskeiden komponenttien, jotka on johdettu mainitusta pinta-aalto-purskeesta, uudelleensuuntaamiseksi aluslevyn (16) pinnan poikki takaisin ulostulon muunninvålineelle (61) pitkin 30 joukkoa reittejå (Ph), jotka vastaavasti liittyvåt eri paikkoihin koordinaattiakselilla aluslevyn (16) pinnalla.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kosketuspaneeli-jårjestelmå, tunnettu siitå, ettå sisååntulon ja ulostulon pinta-aaltomuunninvålineet (TI, T2; RI, R2) ovat 35 osa yhteisistå sisååntulo- ja ulostulomuunninvålineistå (61) . , · I 92530 46

10 Ion amplitudin ainakin osittaiseksi kompensoimiseksi.

10 Ph) joukko.

11. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kosketus-paneelijårjestelmå kåytettavaksi ympyråkoordinaattisen kos-ketuspaneelinåyttolaitteen kanssa, tunnettu siita, ettå jar jestelma (10) on sovitettu tunnistamaan kosketuksen 5 sijainnit eri kulmissa laitteen nayttopinnalla (88, kuvio 16) , ja ettå sisaantulon pinta-aaltomuunninvålineet (90) kykenevat låhettåmåån ympyrån muotoisten pinta-aaltojen purskeen, joka sateilee ulospain nayttopinnan (88) poikki koordinaattijarjestelman ilmeisesta keskipisteestå, pinta-10 aallon uudelleensuuntausvalineiden (94) uudelleen suunna-tessa pinta-aaltopurskekomponentit, jotka on johdettu mai-nitusta pinta-aaltopurskeesta, ulostulon muunninvalineille (96) pitkin joukkoa eripituisia reitteja, jotka vastaavasti liittyvat eri kulmasijainteihin mainitulla nayttdpinnalla 15 (88) , ja ulostulopiirin (23) sisMltaesså valineet mSMritta- maan analyysilla, joka perustuu ilmaistun hairityn aalto-purskekomponentin siirtoaikaan, mitå reittiå mainitusta reittien joukosta kosketuksen hairitsema aaltopurskekom-ponentti kulki ja siten kosketuksen kulmasijainti naytto-20 pinnalla (88).

12. Jonkin edellå olevan patenttivaatimuksen mukainen kosketuspaneelijarjestelma, tunnettu siita, ettå ulostulopiiri kåsittåå ohjausjårjestelman (110, kuvio 17a), joka vastaanottaa ulostulosignaalin (S3, S4), jolla ..25 on ensimmainen aallon ajoitukseen liittyvå ominaisuus, joka osoittaa, mitå reittiå (Ph, Pv) joukosta reittejå kosketuksen vaimentama aaltopurskekomponentti kulki ja siten kosketuksen sijainnin pinnan (16) koordinaattiakselilla, ulostu-losignaalilla (S3, S4) ollessa toinen ominaisuus, joka 30 osoittaa aaltopurskekomponentin, joka etenee mainitulla pinnalla kosketusalueen låpi, kosketuksen paineen aiheutta-man vaimenemisen, ja ettå jårjestelmå (110) sisåltåå tun-nistamispiirivålineet (122), jotka vastaanottavat ulostulosignaalin (S3, S4) ja ovat herkkiå mainitulle ensimmai-35 selle ominaisuudelle ensimmaisen signaalin (174) kehittåmi- . «t ii 47 92530 seksi, joka sisaltaå informaation, joka osoittaa kosketuk-sen sijainnin, ja jotka ovat herkkiå mainitulle toiselle ominaisuudelle toisen signaalin (176) kehittåmiseksi, joka sisaltaå informaation, joka osoittaa lukuisia nollasta 5 eroavia kosketuspaineen diskreetteja tasoja tai keskeytymå ttomån sarjan kosketuspaineen tasoja.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kosketuspaneeli-jårjestelmå, tunnettu siita, ettå ulostu-losignaalilla (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 ettå tunnistuspiirivålineet (122) ovat herkkiå mainitun 15 painuman ajoitukselle ulostulon signaalin (S3, S4) tasoa ajan funktiona esittåvåsså ominaisuudessa ensimmåisen signaalin (174) kehittåmiseksi, joka osoittaa kosketuksen sijainnin mainitun pinnan (16) koordinaattiakselilla, tun-nistuspiirivålineiden (122) ollessa myos herkkiå mainitun 20 painuman syvyydelle toisen signaalin (176) kehittåmiseksi, joka osoittaa pinta-akustisten aaltojen, jotka etenevåt mainitulla pinnalla (16) kosketusalueen låpi, vaimenemisen tason.

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen kosketus-.25 paneelijårjestelmå, tunnettu siitå, ettå ohjaus- jårjestelmå (110) sisåltåå siihen kytkety vålineet (160) såhkoisen amplitudikuvaajan kehittåmiseksi kosketuspaineen aiheuttamasta håitiostå, vålineet (158) nåytteen ottami-seksi ulostulon muunninvålineiden (RI, R2) tasasuunnatun 30 ulostulon amplitudista joukosta ajallisesti erillåån olevia pisteistå, amplitudinåytteiden tallentamiseksi tuleviksi vertailuarvoiksi, nåytteiden ottamiseksi jålleen laitteen (10) koskettamisen aikana ulostulon muuntimen (RI, R2) ulostulon amplitudista ja kehitettyjen kosketukseen liitty-35 vien amplitudinåytteiden vertaamiseksi tallennettuihin ver- 92530 48 tailunåytteisiin, ensimmåisen ohjaussignaalin (174) kehit-tåmiseksi, joka esittåå ajoitukseen liittyvåå suurimman eron pistettå vertailunåytteiden ja kosketukseen liittyvien nåytteiden amplitudien valilla ja siten kosketuksen håirit-5 semån aaltopurskeen ajoituksen, ja toisen ohjaussignaalin (176) kehittåmiseksi, joka esittåå mainitun suuriininan eron suuruutta.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen koksetuspaneeli-jårjestelmå, tunnettu siitå, ettå ohjausjarjestel- 10 na (110) sisåltåå differentiointivålineet ulostulon muun-ninvalineiden (RI, R2) tasasuunnatun ulostulon differenti-oimiseksi, tuloksena saatavan signaalin nollan ylityksen edustaessa kosketuksen hairitsemMn aaltopurskeen ajoitusta.

16. Jonkin edella olevan patenttivaatimuksen mukai- 15 nen koksetuspaneelijarjestelmS, tunnettu siitM, ettS aluslevy (218, kuvio 20) on muodostettu tai liitetty katodisSdeputken (210) lapinakyvalle tasaiselle etulevylle (216), sisååntulon ja ulostulon pinta-aaltomuunninvMlinei-den (TI, T2; RI, R2) ollessa mekaanisesti ja akustisesti 20 kytkettynS mainitun etulevyn (216) pinnalle, ja heijastavan ryhmSn (G1-G4) ollessa muodostettu tai liitetty etulevyn (216) pinnalle toimimaan yhteistyossa sisaantulomuunninva-lineiden (TI, T2) kanssa.

17. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen kos- 2. ketuspaneelijarjestelma kSytettavaksi etaalle sijoitetun ohjattavan laitteen ohjaamisessa, tunnettu siitS, ettå aluslevy kåsittaM levyn (200, 317, 317'), joka on sijoitettu erilleen mainitusta laitteesta (319, 321), mutta joka on toiminnallisesti kytketty siihen sopivalla kytken-30 nålla.

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen jårjestelma, tunnettu siitå, ettå ohjattava laite kåsittåå gra-fiikkanåyttdlaitteen (319).

19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen kosketus- 35 paneelijårjestelmå, tunnettu siitå, ettå levy (200, 317, 317') on muodostettu lasilevystå. Il 49 92530