JP2017527146A - 感知画面、制御回路及びその制御方法、並びに感知画面装置 - Google Patents

感知画面、制御回路及びその制御方法、並びに感知画面装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、感知画面と、制御回路及びその制御方法と、感知画面装置とを開示し、ワイヤレス通信の分野に関する。感知画面は、表示画面と、第１の透明媒質層と、透明接続層と、アンテナ層とを含む。アンテナ層は、複数のアンテナユニットを含み、アンテナユニットは、少なくとも１つの第１のアンテナユニットと、複数の第２のアンテナユニットとを含む。第１のアンテナユニットは、感知信号を送信するように構成され、第２のアンテナユニットは、感知信号の反射信号を受信するように構成され、反射信号は、接触物によって感知信号の反射により生成される。代替として、第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは同時に通信信号を送信するか又は受信するように構成される。複数の第２のアンテナユニットに、第１のアンテナユニットが点在する。本発明によれば、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。さらに、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、感知機能が実施される。

Description

本発明は、ワイヤレス通信の分野に関し、特に、感知画面と、制御回路及びその制御方法と、感知画面装置とに関する。
ワイヤレス通信技術の進展とともに、新たに出現する適用シナリオ及び要求が絶えず数多く発生し、無線アクセスネットワークも、大容量、ミリメートル波、マルチバンド等に向かって発展している。低周波通信技術に基づく従来のモバイル端末又は携帯デバイスのアンテナは、全方向性カバレージを実施することができ、アンテナの利得は通常約２ｄＢｉである。しかしながら、高周波通信技術に基づくモバイル端末又は携帯デバイスでは、高周波通信技術の伝送損失が比較的大きいので、特定の距離内の通信の要件を満たすには、アンテナサイズを大きくして、アンテナ利得を増加させる必要がある。モバイル端末又は携帯デバイスのアンテナ利得は、ミリメートル波の適用では１０ｄＢｉ超に達する必要があり、アンテナ利得は、さらに、いくつかの適用シナリオでは２５〜３０ｄＢｉに達する必要があると推定されている。
先行技術において、タッチ表示機能を有するモバイル端末又は携帯デバイスが提供されている。モバイル端末又は携帯デバイスは、従来の低周波通信技術に基づいており、タッチ表示画面、タッチスクリーン感知ユニット、発光部、アンテナ、及び透明導電性材料を含む。タッチ表示画面、タッチスクリーン感知ユニット、及び発光部は、一緒に、モバイル端末又は携帯デバイスのタッチスクリーン領域を占める。透明導電性材料は、タッチスクリーン領域の一部に置かれる。アンテナは、主として、非タッチスクリーン領域に置かれ、アンテナの一部は透明導電性材料のまわりに置かれる。
本発明の実施中、発明者は、先行技術には少なくとも以下の問題があることを見出している。
従来のモバイル端末又は携帯デバイスはアンテナ利得への比較的低い要件を有しており、アンテナとタッチ表示画面とはモバイル端末又は携帯デバイスの異なる位置に配置することができ、タッチ表示画面及びアンテナの配置要件は完全に満たされ得る。しかしながら、高周波通信技術を使用するミリメートル波ワイヤレス通信システムでは、ミリメートル波ワイヤレス通信システムはアンテナ利得へのかなり増加した要件を有し、それゆえに、アンテナサイズ（又は物理的開口）が大きくなる。その上、視覚効果への考慮のため、モバイル端末又は携帯デバイスのサイズが制限される場合、モバイル端末又は携帯デバイスのタッチ表示画面のサイズはますます大きくなり、アンテナのために利用できる領域はますます小さくなり、モバイル端末又は携帯デバイスのタッチスクリーン領域を効率的に利用することができない。
先行技術の先の問題を解決するために、本発明の実施形態は、感知画面と、制御回路及びその制御方法と、感知画面装置とを提供する。技術的解決策は以下の通りである。
第１の態様によれば、本発明の一実施形態は感知画面を提供し、ここで、感知画面は、表示画面と、第１の透明媒質層と、透明接続層と、透明アンテナ層とを含み、ここで、第１の透明媒質層は接続層とアンテナ層との間に挟まれ、接続層は第１の透明媒質層と表示画面との間に挟まれ、
アンテナ層は複数のアンテナユニットを含み、複数のアンテナユニットは、少なくとも１つの第１のアンテナユニットと、複数の第２のアンテナユニットとを含み、ここで、第１のアンテナユニットは、感知信号を送信するように構成され、第２のアンテナユニットは、感知信号の反射信号を受信するように構成され、ここで、反射信号は、接触物によって感知信号の反射により生成され、又は第１のアンテナユニット及び第２のアンテナユニットは同時に通信信号を送信するか又は受信するように構成され、複数の第２のアンテナユニットに、第１のアンテナユニットが点在する。
さらに、アンテナ層は、アンテナユニットに給電するように構成された複数のアンテナ給電線を含み、各アンテナ給電線は１つのアンテナユニットに接続されるか、又は各アンテナ給電線は複数のアンテナユニットに接続され、異なるアンテナ給電線は異なるアンテナユニットに接続される。
オプションとして、すべてのアンテナユニットがアンテナアレイを形成し、アンテナアレイのいくつかのアンテナユニットによって形成されたアレイの放射方向は表示画面と平行であり、アンテナアレイのその他のアンテナユニットによって形成されたアレイの放射方向は表示画面に垂直である。
オプションとして、アンテナユニットは、インジウム酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ、アルミニウムドープ酸化亜鉛、及びインジウムドープ酸化亜鉛のうちの１つ又は複数で製作される。
オプションとして、アンテナユニットは低姿勢アンテナであり、低姿勢アンテナは、パッチアンテナ、スロットアンテナ、及びＶｉｖａｌｄｉアンテナのうちの１つ又は複数を含む。
さらに、接続層は、シールド層と、接地層とを含み、ここで、シールド層は、アンテナ層をシールドし、通信信号、感知信号、及び反射信号を戻すように構成され、接地層は、アンテナ層を接地するように構成される。
オプションとして、感知画面は、表示画面と接続層との間に配置された第２の透明媒質層をさらに含む。
オプションとして、感知画面は、アンテナ層の上に重なる透明保護層をさらに含み、透明保護層及び第１の透明媒質層は、アンテナ層の２つの側に位置する。
第２の態様によれば、本発明の一実施形態は、第１の態様による感知画面を制御するように構成された感知画面の制御回路を提供し、ここで、制御回路は、調節モジュールと、制御モジュールとを含み、調節モジュールは、制御モジュールによって制御されて、感知信号、反射信号、及び通信信号を調節し、制御モジュールは、さらに、調節された感知信号及び反射信号に従って接触物の位置を決定するように構成され、調節モジュールは、感知画面と制御モジュールとに別々に電気的に接続される。
さらに、調節モジュールは、
感知信号、反射信号、及び通信信号を受信し、感知信号、反射信号、及び通信信号に定在波検出と、信号増幅と、フィルタ処理とを実行するように構成された無線周波数フロントエンドチャネルと、
感知信号、反射信号、及び通信信号の振幅、位相、又は遅延を調節するように構成された調節ユニットと、
感知信号、反射信号、及び通信信号に周波数変換を実行するように構成された周波数変換ユニットと、
感知信号に電力分割を実行し、反射信号に電力結合を実行し、通信信号に電力結合又は電力分割を実行するように構成された電力分割及び結合ユニットと
を含む。
オプションとして、無線周波数フロントエンドチャネルと、調節ユニットと、電力分割及び結合ユニットと、周波数変換ユニットとが、感知画面と制御モジュールとの間に順次接続されるか、又は
無線周波数フロントエンドチャネルと、調節ユニットと、周波数変換ユニットと、電力分割及び結合ユニットとが、感知画面と制御モジュールとの間に順次接続されるか、又は
無線周波数フロントエンドチャネルと、周波数変換ユニットと、調節ユニットと、電力分割及び結合ユニットとが、感知画面と制御モジュールとの間に順次接続される。
第３の態様によれば、本発明の一実施形態は感知画面装置を提供し、ここで、感知画面装置は、第１の態様による感知画面と、制御装置とを含み、ここで、制御装置は、ハウジングと、第２の態様による制御回路とを含み、制御回路は、ハウジングに配置され、制御回路は、ハウジングを使用することによって感知画面に接続される。
オプションとして、感知画面は、ジャンパ、又はコネクタ、又はハウジングに配置されたスロットを使用することによって制御回路に接続される。
第４の態様によれば、本発明の一実施形態は、第１の態様による感知画面を制御するために使用される感知画面の制御方法を提供し、ここで、この方法は、
感知タイムスロットにおいて、感知画面の第１のアンテナユニットを制御して感知信号を送信するステップ、及び第２のアンテナユニットを制御して感知信号の反射信号を受信するステップであり、ここで、反射信号が、接触物によって感知信号の反射により生成される、ステップと、
感知信号の反射信号が受信されると、感知画面が位置する面における接触物の座標を、受信した反射信号の電力と、面における反射信号を受信した第２のアンテナユニットの座標とに従って決定するステップと
を含む。
オプションとして、この方法は、
通信タイムスロットにおいて、アンテナユニットを制御して通信信号を同時に送信するか又は受信するステップ
をさらに含む。
さらに、１つ又は複数の感知タイムスロットが、１つの通信タイムスロットに間隔を置いて挿入されるか、又は２つの隣接する通信タイムスロット間に間隔を置いて挿入される。
オプションとして、感知画面の第１のアンテナユニットを制御して感知信号を送信するステップが、
複数のアンテナユニットから１つのアンテナユニットをランダムに選択するステップ、又は複数のアンテナユニットから最も高い使用頻度をもつ１つのアンテナユニットを選択するステップと、
選択された１つのアンテナユニットを制御して感知信号を送信するステップと
を含む。
さらに、感知画面が位置する面における接触物の座標を、受信した反射信号の電力と、面における反射信号を受信した第２のアンテナユニットの座標とに従って決定するステップが、
受信した反射信号から、最も高い電力をもつ４つの反射信号を選択するステップと、
４つの選択した反射信号を受信する４つの第２のアンテナユニットの座標を決定するステップと、
４つの選択した反射信号と、４つの第２のアンテナユニットの座標とに従って面における接触物の座標を決定するステップと
を含む。
さらに、４つの選択した反射信号と、４つの第２のアンテナユニットの座標とに従って面における接触物の座標を決定するステップが、
４つの反射信号の電力が設定閾値に達しているかどうかを検出するステップと、
４つの反射信号の中の１つの反射信号の電力が設定閾値に達していない場合、第１のアンテナユニットを再選択するステップと
を含む。
オプションとして、この方法は、チェック結果を得るために、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えているかどうかをチェックするステップと、
面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えていないというチェック結果である場合、面における接触物の座標に従って動作制御命令を生成するステップと
をさらに含む。
さらに、この方法は、
面における接触物の座標と、面における接触物の座標のチェック結果とを記憶するステップ
をさらに含む。
オプションとして、この方法は、
面における接触物の座標と、接触物から感知画面までの距離とに従って、通信タイムスロットにおいてアンテナユニットによって生成されるビーム角を制御するステップであり、ここで、接触物が、生成されるビーム角の外側に位置する、ステップ
をさらに含む。
オプションとして、この方法は、
各アンテナユニットによって受信された反射信号の強度が設定閾値に達しているかどうかを別々に検出するステップと、
閾値に達した反射信号に対応するアンテナユニットの通信チャネルを閉じるステップと
をさらに含む。
本発明の実施形態によって提供される技術的解決策は、以下の有益な効果を有する。
透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
本発明の実施形態の技術的解決策をより明確に説明するために、以下は、実施形態を説明するのに必要とされる添付図面を簡単に説明する。明らかに、以下の説明の添付図面は、本発明のいくつかの実施形態を示しているにすぎず、当業者は、依然として、創造的な努力なしにこれらの添付図面から他の図面を導き出すことができる。
本発明の実施形態１による感知画面の概略構成図である。 本発明の実施形態１によるアンテナ層の概略構成図である。 本発明の実施形態２による感知画面の概略構成図である。 本発明の実施形態２による均一アンテナアレイ配置方式の概略図である。 本発明の実施形態２による不均一アンテナアレイ配置方式の概略図である。 本発明の実施形態２によるアンテナの放射方向の概略図である。 本発明の実施形態３による制御回路の概略構成図である。 本発明の実施形態４による制御回路の概略構成図である。 本発明の実施形態４による調節ユニットの概略構成図である。 本発明の実施形態４による無線周波数フロントエンドチャネルの概略構成図である。 本発明の実施形態４による周波数変換ユニットの概略構成図である。 本発明の実施形態５による制御方法の流れ図である。 本発明の実施形態６による制御方法の流れ図である。 本発明の実施形態６による感知画面の位置決めアルゴリズムの概略図である。 本発明の実施形態７による感知画面装置の概略構成図である。
本発明の目的、技術的解決策、及び利点をより明瞭にするために、以下は、さらに、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。
実施形態１
本発明のこの実施形態は感知画面を提供する。図１及び図１ａを参照すると、感知画面は、表示画面１と、接続層２と、透明アンテナ層３と、第１の透明媒質層４とを含む。第１の透明媒質層４は、接続層２とアンテナ層３との間に挟まれ、接続層２は、第１の透明媒質層４と表示画面１との間に挟まれる。アンテナ層３は、複数のアンテナユニット３１を含み、複数のアンテナユニット３１は、少なくとも１つの第１のアンテナユニット３１１と、複数の第２のアンテナユニット３１２とを含む。第１のアンテナユニット３１１のアンテナは、感知信号を送信するように構成され、第２のアンテナユニット３１２のアンテナは、感知信号の反射信号を受信するように構成され、ここで、反射信号は、接触物によって感知信号の反射により生成される。代替として、第１のアンテナユニット３１１及び第２のアンテナユニット３１２はすべて同時に通信信号を送信するか又は受信するように構成される。複数の第２のアンテナユニット３１２に、第１のアンテナユニット３１１が点在する。
第１のアンテナユニット３１１及び第２のアンテナユニット３１２が通信信号を生成するように構成されているとき、例えば、感知画面が適用されている移動電話が電話中であるとき、第１のアンテナユニット３１１は第２のアンテナユニット３１２と解釈され得る。第１のアンテナユニット３１１のアンテナが感知信号を送信するように構成され、第２のアンテナユニット３１２のアンテナが感知信号の反射信号を受信するように構成される場合、感知画面は、端末の非接触表示画面として使用され得る。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
実施形態２
本発明のこの実施形態は感知画面を提供する。図２を参照すると、感知画面は、表示画面１と、透明接続層２と、透明アンテナ層３と、第１の透明媒質層４とを含む。第１の透明媒質層４は、接続層２とアンテナ層３との間に挟まれ、接続層２は、第１の透明媒質層４と表示画面１との間に挟まれる。アンテナ層３は複数のアンテナユニット３１を含み、複数のアンテナユニット３１は、少なくとも１つの第１のアンテナユニット３１１と、複数の第２のアンテナユニット３１２とを含む。第１のアンテナユニット３１１のアンテナは、感知信号を送信するように構成され、第２のアンテナユニット３１２のアンテナは、感知信号の反射信号を受信するように構成され、ここで、反射信号は、接触物によって感知信号の反射により生成される。代替として、第１のアンテナユニット３１１及び第２のアンテナユニット３１２は同時に通信信号を送信するか又は受信するように構成される。複数の第２のアンテナユニット３１２に、第１のアンテナユニット３１１が点在する。
表示画面１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，発光ダイオード）表示画面又はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ，液晶ディスプレイ）のいずれかを使用することができる。
第１の透明媒質層４は、感知信号、反射信号、及び通信信号を送信するように構成される。第１の透明媒質層４は、透明ガラス又は空気を使用することができる。第１の透明媒質層４が空気を使用する場合、媒質構造体が、支持のためにさらに必要とされる。
この実施形態では、接続層２は、シールド層２１と、接地層２２（図示せず）とを含む。シールド層２１は、アンテナ層３をシールドし、通信信号、感知信号、及び反射信号を戻すように構成される。接地層２２は、アンテナ層を接地するように構成される。接地層２２は、シールド層２１に配置された突起とすることができ、突起は回路基盤にはんだ付けされ、それにより、接地機能を実施することができる。実施中、シールド層２１及び接地層２２は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ，インジウム酸化スズ）などの材料で製作され得る。
別の実施方式では、シールド層２１及び接地層２２は、１つの層に統合されてもよい。
実施中、アンテナ層３は、アンテナユニット３１に給電する複数のアンテナ給電線３２を含む。図２ｂ及び図２ｃを参照すると、アンテナユニット３１は均一に配置され、各アンテナ給電線３２は１つのアンテナユニット３１に接続される。代替として、各アンテナ給電線３２は複数のアンテナユニット３１に接続され、異なるアンテナ給電線３２は異なるアンテナユニット３１に接続される。
この実施形態では、図２ａを参照すると、すべてのアンテナユニット３１はアンテナアレイを形成し、アンテナアレイのいくつかのアンテナユニット、すなわち、アンテナユニット３１３によって形成されたアレイの放射方向は、表示画面１と平行であり、アンテナアレイのその他のアンテナユニット、すなわち、アンテナユニット３１４によって形成されたアレイの放射方向は、表示画面１に垂直である。実施中、各アンテナユニットの信号の振幅及び位相を調節してアンテナアレイのビーム方向を特定の範囲内で変え、それにより、アンテナアレイの、表示画面全体をカバーする放射パターン（又はアンテナ指向性パターン）を形成することができる。アンテナユニットによって形成されたアレイの放射方向は、アンテナユニットのタイプと、アンテナ給電線とアンテナユニットとの間の接続の方式と、アンテナユニットで生成される信号の位相及び振幅とによって影響されることが容易に理解できる。
アンテナユニットは、ＩＴＯ、ＦＴＯ（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｄｏｐｅｄ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ， フッ素ドープ酸化スズ）、ＺｎＯ：Ａｌ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ−ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ，アルミニウムドープ酸化亜鉛）、及びＺｎＯ：Ｉｎ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ，インジウムドープ酸化亜鉛）のうちの１つ又は複数で製作される。実施中、アンテナユニットは低姿勢アンテナとすることができる。低姿勢アンテナは、パッチアンテナ、スロットアンテナ、Ｖｉｖａｌｄｉアンテナ、及び低姿勢高利得垂直偏波全方向性アンテナのうちの１つ又は複数を含むことができる。
実際の適用では、感知画面の製造及び後続の制御処理に利便をもたらすために、通常、第２のアンテナユニットはすべて同じタイプの低姿勢アンテナ、例えば、パッチアンテナを使用し、第１のアンテナユニットはすべて同じタイプの低姿勢アンテナを使用し、第１のアンテナユニットは、タイプが第２のアンテナユニットと同じであっても異なっていてもよいことに留意されたい。
この実施形態では、感知画面は、表示画面１と接続層２との間に配置された第２の透明媒質層５をさらに含み、ここで、第２の透明媒質層５も、透明ガラス又は空気を使用することができる。第２の透明媒質層５が空気を使用する場合、媒質構造体が、支持のためにさらに必要とされる。
この実施形態では、感知画面は、アンテナ層３の上に重なる透明保護層６をさらに含むことができ、透明保護層６及び第１の透明媒質層４は、アンテナ層３の２つの側に位置する。実施中、透明保護層６は、比較的低い誘電率をもつ透明媒質によって形成された薄層である。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
実施形態３
本発明のこの実施形態は、感知画面の制御回路を提供する。制御回路３０は、実施形態１と実施形態２とに対応する感知画面を制御するように構成される。制御回路３０は、調節モジュール３０１と、制御モジュール３０２とを含む。調節モジュール３０１は、制御モジュール３０２によって制御されて、感知信号、反射信号、及び通信信号を調節する。制御モジュール３０２は、さらに、調節された感知信号及び反射信号に従って接触物の位置を決定するように構成される。調節モジュール３０１は、感知画面１０と制御モジュール３０２とに別々に電気的に接続される。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
実施形態４
本発明のこの実施形態は、感知画面の制御回路を提供する。制御回路は、実施形態１と実施形態２とに対応する感知画面を制御するように構成される。制御回路３０は、調節モジュール４０と、制御モジュール５０とを含む。調節モジュール４０は、制御モジュール５０によって制御されて、感知信号、反射信号、及び通信信号を調節する。制御モジュール５０は、さらに、調節された感知信号及び反射信号に従って接触物の位置を決定するように構成される。調節モジュール４０は、感知画面１０と制御モジュール５０とに別々に電気的に接続される。
この実施形態では、調節モジュール４０は、調節ユニット４０１と、無線周波数フロントエンドチャネル４０３と、周波数変換ユニット４０４と、電力分割及び結合ユニット４０５とを含むことができ、制御モジュール５０は、変換ユニット５０１と、デジタル信号処理ユニット５０２と、制御ユニット５０３とを含むことができる。
実施中、図４を参照すると、各アンテナユニット１０３は、対応して、１つの無線周波数フロントエンドチャネル４０３と１つの調節ユニット４０１とを備え、複数のアンテナユニット１０３が、１つの周波数変換ユニット４０４と１つの電力分割及び結合ユニット４０５とに接続される。１つの制御ユニット５０３が、すべての調節ユニット４０１を制御する。
一実施方式では、無線周波数フロントエンドチャネル４０３と、調節ユニット４０１と、電力分割及び結合ユニット４０５と、周波数変換ユニット４０４とは、感知画面１０と制御モジュール５０との間に順次接続される。この実施形態では、例としてこの接続方式を使用することによって説明が行われる。
別の実施方式では、無線周波数フロントエンドチャネル４０３と調節ユニット４０１とが、電気的に接続され、周波数変換ユニット４０４と電力分割及び結合ユニット４０５とが、感知画面１０と制御モジュール５０との間に順次接続される。
さらなる別の実施方式では、無線周波数フロントエンドチャネル４０３と周波数変換ユニット４０４とが、電気的に接続され、調節ユニット４０１と電力分割及び結合ユニット４０５とが、感知画面１０と制御モジュール５０との間に順次接続される。
もう１つの実施方式では、さらなる別の実施方式に基づいて、周波数変換ユニット４０４は、調節ユニット４０１と電力分割及び結合ユニット４０５との間にさらに配置される。
制御ユニット５０３は、感知画面の表示画面１０１と調節ユニット４０１とに電気的に接続され、デジタル信号処理ユニット５０２は、変換ユニット５０１と制御ユニット５０３とに別々に電気的に接続される。
無線周波数フロントエンドチャネル４０３は、感知信号、反射信号、及び通信信号を受信し、感知信号、反射信号、及び通信信号に定在波検出と、信号増幅と、フィルタ処理とを実行するように構成される。具体的には、図４ｂを参照すると、無線周波数フロントエンドチャネル４０３は、定在波検出サブユニット４０３１と、信号増幅サブユニット４０３２と、フィルタ処理サブユニット４０３３とを含むことができる。
調節ユニット４０１は、感知信号、反射信号、及び通信信号の振幅、位相、又は遅延を調節するように構成される。図４ａを参照すると、調節ユニット４０１は、感知信号、反射信号、及び通信信号の振幅、位相、又は遅延を調節するために、位相又は遅延調節サブユニット４０１１と、振幅調節サブユニット４０１２とを含むことができる。
周波数変換ユニット４０４は、感知信号、反射信号、及び通信信号に周波数変換を実行して、それにより、無線周波数信号と中間周波数信号とベースバンド信号との間で感知信号、反射信号、及び通信信号の周波数を変換するように構成される。図４ｃを参照すると、周波数変換ユニット４０４は、局部発振器４０４１と、混合器４０４２と、フィルタ４０４３と、増幅器４０４４とを含むことができる。
電力分割及び結合ユニット４０５は、感知信号に電力分割を実行し、反射信号に電力結合を実行し、通信信号に電力結合又は電力分割を実行するように構成される。
変換ユニット５０１は、感知信号とデジタル信号との間の、反射信号とデジタル信号との間の、及び通信信号とデジタル信号との間の変換を実施するように構成される。変換ユニット５０１は、少なくとも、アナログ−デジタル変換サブユニットと、デジタル−アナログ変換サブユニットとを含む。
デジタル信号処理ユニット５０２は、通信信号、感知信号、及び反射信号に変調及び復調を実行し、反射信号の電力を決定し、反射信号と反射信号の電力とに従って接触物の位置を決定するように構成される。デジタル信号処理ユニット５０２は、少なくとも、変調サブユニットと、復調サブユニットと、計算サブユニットとを含むことが容易に理解できる。
制御ユニット５０３は、電流信号に位相又は遅延調節を実行するために調節ユニット４０１を制御するか、又は電流信号に振幅調節を実行するために調節ユニット４０１を制御するように構成される。
制御回路は、通信プロトコルの変換を実行するように構成されたサービス処理ユニット６０をさらに含むことに留意されたい。サービス処理ユニット６０は、デジタル信号処理ユニット５０２に接続される。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
実施形態５
本発明のこの実施形態は、感知画面の制御方法を提供する。この方法は、実施形態１と実施形態２とに対応する感知画面を制御するために使用される。この方法は以下のステップを含む。
ステップ５０１：感知タイムスロットにおいて、感知画面の第１のアンテナユニットを制御して感知信号を送信し、第２のアンテナユニットを制御して感知信号の反射信号を受信する。ここで、反射信号は、接触物によって感知信号の反射により生成される。
実施中、感知許可信号を生成して、アンテナユニットをトリガし、感知信号を送信し、且つ別のアンテナユニットをトリガし、感知信号の反射信号をモニタすることができる。感知許可信号は、感知画面が適用されている端末のシステム、又は先の制御回路によって生成され、１つの感知動作を完了するために使用される。
実際の適用では、この方法は、
通信タイムスロットにおいて、感知画面のアンテナユニットを制御して通信信号を同時に送信するか又は受信すること
をさらに含むことができる。ここで、通信タイムスロットは１つ又は複数の通信動作を完了するために使用され、１つ又は複数の感知タイムスロットが、１つの通信タイムスロットに間隔を置いて挿入されるか、又は２つの隣接する通信タイムスロット間に間隔を置いて挿入され、実施中、１つ又は複数の非接触感知動作が各通信タイムスロットに間隔を置いて完了され得る、すなわち、感知許可信号が各通信タイムスロットに１回又は複数回生成されるか、又は１つ又は複数の非接触感知動作が複数の通信タイムスロット間で完了され得る、すなわち、感知許可信号は各通信タイムスロットの後１回又は複数回生成される。
接触物は、限定はしないが、手とスタイラスとを含む。
ステップ５０２：感知信号の反射信号が受信されると、感知画面が位置する面における接触物の座標を、受信した反射信号の電力と、面における反射信号を受信した第２のアンテナユニットの座標とに従って決定する。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
実施形態６
本発明のこの実施形態は、感知画面の制御方法を提供する。この方法は、実施形態１と実施形態２とに対応する感知画面を制御するために使用される。この方法は以下のステップを含む。
ステップ６０１：複数のアンテナユニットから１つのアンテナユニットをランダムに選択するか、又は複数のアンテナユニットから最も高い使用頻度をもつ１つのアンテナユニットを選択する。
実施中、各アンテナユニットが第１のアンテナユニットとして実際に使用される回数の量の統計を収集して、各アンテナユニットの使用頻度の統計を収集することができる。
この実施形態では、第１のアンテナユニットが、実際の状況に従って複数のアンテナユニット間で切り替えられ得る。別の実施方式では、１つ又は複数の固定アンテナユニットが、１つ又は複数の第１のアンテナユニットとして使用され得る。例えば、図１ａを参照すると、左から右に及び上から下に数えて７番目のアンテナユニット及び１２番目のアンテナユニットが、第１のアンテナユニットとして使用され得る。
ステップ６０１の前に、この方法は、空間デカルト座標系を確立することをさらに含む。実施中、１つの任意のアンテナユニットを座標系の原点として選択することができ、次に、座標系が右手の法則に従って確立される。感知信号を送信する第１のアンテナユニットが座標系の原点として使用されてもよいことが容易に理解できる。実際には、各アンテナユニットが原点の役割をする場合、対応する座標系を前もって確立して、それにより、他のアンテナユニット（すなわち、第２のアンテナユニット）の座標を対応して決定することができる。
ステップ６０２：感知タイムスロットにおいて、選択された１つのアンテナユニットを制御して、感知信号を送信する。
ステップ６０３：感知タイムスロットにおいて、第２のアンテナユニットを制御して感知信号の反射信号を受信する。ここで、反射信号は、接触物によって感知信号の反射により生成される。
ステップ６０４：受信した反射信号から、最も高い電力をもつ４つの反射信号を選択する。
ステップ６０５：４つの選択した反射信号の電力が設定閾値に達しているかどうかを検出する。
４つの選択した反射信号の電力が設定閾値に達している場合、ステップ６０６が実行され、４つの選択した反射信号の中の１つの反射信号の電力が設定閾値に達していない場合、ステップ６０７が実行される。
ステップ６０６：４つの選択した反射信号の電力と４つの第２のアンテナユニットの座標とに従って面における接触物の座標を決定する。
上述のように、４つの第２のアンテナユニットの座標は、第１のアンテナユニットを座標原点として使用することによって決定され得る。
図６ａを参照すると、反射信号中の最も高い電力をもつ４つの第２のアンテナユニットの座標と、反射信号の電力と従って面における接触物の座標を決定するための特定の位置決めアルゴリズムは、以下の通りである。
最も高い電力をもつ４つの第２のアンテナユニットの座標は、それぞれ、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、及び（ｘ４，ｙ４）で表され、最も高い電力をもつ４つの第２のアンテナユニットの対応する電力は、それぞれ、Ｐｒ１、Ｐｒ２、Ｐｒ３、及びＰｒ４で表され、式（１）から式（３）によって形成される式の組の解を得ることによって、面における接触物の座標ｘ及びｙと、接触物から感知画面までの距離ｚとを得ることができる。
Figure 2017527146
Figure 2017527146
Figure 2017527146
別の実施方式では、最も高い電力をもつ３つのアンテナユニットがステップ６０４において選択されてもよく、対応して、計算も、ステップ６０５及びステップ６０６において、最も高い電力をもつ３つのアンテナユニットを使用することによって実行されることになる。
ステップ６０７：第１のアンテナユニットを再選択する。
実施中、走査及びトラバースによって、アンテナユニットは、第１のアンテナユニットとしての適格性が１つずつチェックされる。第１のアンテナユニットが再選択された後、ステップ６０２に戻って、実行を再度開始する。
ステップ６０８：チェック結果を得るために、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えているかどうかをチェックする。ここで、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えていないというチェック結果である場合、ステップ６０９が実行され、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えているというチェック結果である場合、ステップ６１０が実行される。
ステップ６０９：面における接触物の座標に従って動作制御命令を生成する。
ステップ６１０：面における接触物の座標と、面における接触物の座標のチェック結果とを記憶する。
ここでのチェック結果は、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えていることと、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えていないこととを含む。
面における接触物の座標が記憶され、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えていない場合、第２のアンテナユニットの使用回数の量が１つだけ増加される。各アンテナユニットの使用頻度は、各アンテナユニットの使用回数の量に従って決定されて、それにより、次回に第１のアンテナユニットを選択するための根拠を提供する。
感知画面が特定の期間、例えば、１ヶ月又は３ヶ月の間使用された後、面における接触物の記憶された座標は、次のチェックのための基準情報をさらに提供することができることに留意されたい。例えば、レジスタなどを使用して、面における接触物の有効座標（すなわち、感知画面の縁部を超えていない、面における接触物の座標）を一緒に記憶することができ、面における現在の接触物の座標が計算されるとき、すなわち、ステップ６０８において、面における現在の接触物の座標は、レジスタにおける座標と直接突き合わされて、それにより、感知速度及び信頼性を改善することができる。
面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えているときの面における接触物の座標が記憶され、その結果、第１のアンテナユニットが次回に又は次のチェックにおいて選択されるとき、決定をより迅速に実行することができ、それゆえに、感知速度及び信頼性も改善され得ることが容易に理解できる。実施中、面における接触物の座標が感知画面の縁部を超えている場合、感知エラーの量をさらに記録することができ、カウンタの値が設定値に達すると、エラー警告が送られる。
この実施形態では、この方法は、
面における接触物の座標と、接触物から感知画面までの距離とに従って、通信タイムスロットにおいてアンテナユニットによって生成されるビーム角を制御することであり、ここで、接触物が、生成されるビーム角の外側に位置すること
をさらに含むことができる。
接触物から感知画面までの距離は、以下の方式で計算することができる。
最も高い電力をもつ４つのアンテナユニットがステップ６０４において使用される場合、接触物から感知画面までの距離は、ステップ６０６において式（１）から式（３）に従って直接得ることができる。
最も高い電力をもつ３つのアンテナユニットがステップ６０４において使用される場合、接触物から感知画面までの距離は、感知信号の送信と反射信号の受信との間の時間差と、感知信号及び反射信号の伝搬速度と、感知信号を送信する第１のアンテナユニットと、反射信号を受信する第２のアンテナユニットとの間の距離とに従って得ることができる。
この実施形態では、感知画面に近づき過ぎているか感知画面に直接接触している接触物が、事実上、アンテナユニットの信号を阻止するのを防止するために、接触物は、生成されるビーム角の外側に位置する、すなわち、接触物が位置する領域に使用可能なビームが存在しない。
接触物が感知画面に近づき過ぎている場合、アンテナユニットによって行われる反射が引き起こされることがあり、その結果、アンテナユニットの放射性能が制御されず、アンテナユニットの放射安全性を保証することが困難となる。接触物が、生成されたビーム角の外側に位置することは、感知画面に近づき過ぎている阻止物体、すなわち、非接触接触物が、事実上、アンテナユニットの感度に影響するのを防止することができる。
この実施形態では、この方法は、
各アンテナユニットによって受信された反射信号の強度が設定閾値に達しているかどうかを別々に検出することと、
閾値に達した反射信号に対応するアンテナユニットの通信チャネルを閉じることと
をさらに含むことができる。
このステップは、ステップ６０４の前に実行され得る。反射信号の強度は、反射信号の電力、振幅などとすることができる。実施中、定在波検出器を使用して、反射信号の強度を検出することができる。
アンテナユニットの通信チャネルは、通常、システム設計中にアンテナユニットの量などに従って計画される。１つの通信チャネルは１つのアンテナユニットに対応してもよく、又は１つの通信チャネルは複数のアンテナユニットに対応してもよい。１つの通信チャネルが複数のアンテナユニットに対応する場合、複数のアンテナユニットのうちの１つのアンテナユニットによって受信された反射信号の強度が設定閾値を超えているが、複数のアンテナユニットのうちの他のアンテナユニットによって受信された反射信号の強度は設定閾値を超えていないとすれば、対応する通信チャネルも、通信タイムスロットにおいて閉じられる必要がある。しかしながら、次の通信タイムスロットにおいて、閉じられた通信チャネルは自動的に開けられ、その結果、アンテナユニットは通信チャネルを正常に使用する。
実施中、アンテナユニットの対応する通信チャネルが閉じられた後、警告情報がさらに送られ得る。警告情報を使用して、接触物又は阻止物体が感知画面に近づき過ぎていることをユーザに知らせる。警告情報を表示画面に表示して、それにより、問題を避けるようにユーザに促し、それによって、感知画面におけるアンテナユニットの放射保護を改善することができる。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
実施形態７
本発明のこの実施形態は、感知画面装置を提供する。図７を参照すると、装置は、実施形態１と実施形態２とに対応する感知画面７１と、制御装置７２とを含む。制御装置７２は、ハウジング７２１と、実施形態３と実施形態４とに対応する制御回路７２２とを含む。制御回路７２２はハウジング７２１に配置される。制御回路７２２は、ハウジング７２１を使用することによって感知画面７１に接続される。
実施中、感知画面７１は、ジャンパ、又はコネクタ、又はハウジング７２１に配置されたスロット７２１ａを使用することによって制御回路７２２に接続され得る。ハウジング７２１に配置されたスロット７２１ａを使用することによって感知画面７１が制御回路７２２に接続される方式では、図７ａを参照すると、感知画面７１の側面は張出し突起７１１を備え、ここで、張出し突起７１１は導体であり、導体はスロット７１２ａに搭載され得る。ジャンパ７３又はコネクタ（図示せず）を使用することによって感知画面７１が制御回路７２２に接続される方式では、図７ｂ及び図７ｃを参照すると、接続線７３１が、感知画面７１と制御回路７２２とにさらに接続される。好ましくは、感知画面７１は、ハウジング７２１に配置されたスロット７２１ａを使用することによって制御回路７２２に接続され、この実施方式は、比較的簡単であり、感知画面と制御回路との全体的統合化を容易にする。
本発明のこの実施形態によれば、透明材料で製作されたアンテナ層と、透明接続層と、第１の透明媒質層と、表示画面とを使用して感知画面を製作し、アンテナ層は表示画面の真上に配置され、その結果、感知画面のタッチ領域が十分に利用され、一方、画面表示は影響されず、それにより、アンテナサイズが実質的に増大し、アンテナ利得が増加する。加えて、第１のアンテナユニットは感知信号を送信し、第２のアンテナユニットは感知信号の反射信号を受信し、接触物に対応する位置が反射信号に従って決定されて、それにより、余分なコストを加えることなく感知機能が実施され、それによって、コストが低減され、使用利便性が達成される。
先の実施形態で提供された感知画面装置において、感知画面の制御は、単に、先の機能モジュールの分割の例として説明されており、実際の適用では、先の機能は、実施のために必要に応じて異なる機能モジュールに割り当てられてもよい、すなわち、装置の内部構造は、上述の機能のすべて又は一部を実施するために異なる機能モジュールに分割されることに留意されたい。加えて、先の実施形態によって提供された感知画面装置は、感知画面の制御方法の実施形態と同じ概念に基づいており、感知画面装置の特定の実施処理の詳細は、方法実施形態を参照することができ、ここでは繰り返さない。
本発明の先の実施形態のシーケンス番号は、単に例示の目的のためのものであり、実施形態の優先順位を示すようには意図されていない。
実施形態のステップのすべて又は一部は、ハードウェアによって、又は関連ハードウェアに指示するプログラムによって実施され得ることを当業者は理解できる。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され得る。記憶媒体は、読出し専用メモリ、磁気ディスク、又は光ディスクを含むことができる。
先の説明は、単に本発明の例示的な実施形態であるが、本発明を限定するものではない。本発明の趣旨及び原理から逸脱することなく行われるいかなる変更、等価な置換、及び改善も、本発明の保護範囲内にあるものとする。
ワイヤレス通信技術の進展とともに、新たに出現する適用シナリオ及び要求が絶えず数多く発生し、無線アクセスネットワークも、大容量、ミリメートル波、マルチバンド等に向かって発展している。低周波通信技術に基づく従来のモバイル端末又は携帯デバイスのアンテナは、全方向性カバレージを実施することができ、アンテナの利得は通常約２ｄＢｉである。しかしながら、高周波通信技術に基づくモバイル端末又は携帯デバイスでは、高周波通信技術の伝送損失が比較的大きいので、ある距離内の通信の要件を満たすには、アンテナサイズを大きくして、アンテナ利得を増加させる必要がある。モバイル端末又は携帯デバイスのアンテナ利得は、ミリメートル波の適用では１０ｄＢｉ超に達する必要があり、アンテナ利得は、さらに、いくつかの適用シナリオでは２５〜３０ｄＢｉに達する必要があると推定されている。
本発明の実施形態１による感知画面の概略構成図である。 本発明の実施形態１によるアンテナ層の概略構成図である。 本発明の実施形態２による感知画面の概略構成図である。 本発明の実施形態２による均一アンテナアレイ配置方式の概略図である。 本発明の実施形態２による不均一アンテナアレイ配置方式の概略図である。 本発明の実施形態２によるアンテナの放射方向の概略図である。 本発明の実施形態３による制御回路の概略構成図である。 本発明の実施形態４による制御回路の概略構成図である。 本発明の実施形態４による調節ユニットの概略構成図である。 本発明の実施形態４による無線周波数フロントエンドチャネルの概略構成図である。 本発明の実施形態４による周波数変換ユニットの概略構成図である。 本発明の実施形態５による制御方法の流れ図である。 本発明の実施形態６による制御方法の流れ図である。 本発明の実施形態６による感知画面の位置決めアルゴリズムの概略図である。 本発明の実施形態７による感知画面装置の概略構成図である。 本発明の実施形態７による感知画面装置の別の概略構成図である。 本発明の実施形態７による感知画面装置の別の概略構成図である。 本発明の実施形態７による感知画面装置の別の概略構成図である。
この実施形態では、接続層２は、シールド層２１と、接地層２２（図示せず）とを含む。シールド層２１は、アンテナ層３をシールドし、通信信号、感知信号、及び反射信号を戻すように構成される。接地層２２は、アンテナ層３を接地するように構成される。接地層２２は、シールド層２１に配置された突起とすることができ、突起は回路基盤にはんだ付けされ、それにより、接地機能を実施することができる。実施中、シールド層２１及び接地層２２は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ，インジウム酸化スズ）などの材料で製作され得る。
この実施形態では、図２ａを参照すると、すべてのアンテナユニット３１はアンテナアレイを形成し、アンテナアレイのいくつかのアンテナユニット、すなわち、アンテナユニット３１３によって形成されたアレイの放射方向は、表示画面１と平行であり、アンテナアレイのその他のアンテナユニット、すなわち、アンテナユニット３１４によって形成されたアレイの放射方向は、表示画面１に垂直である。実施中、各アンテナユニットの信号の振幅及び位相を調節してアンテナアレイのビーム方向をある範囲内で変え、それにより、アンテナアレイの、表示画面全体をカバーする放射パターン（又はアンテナ指向性パターン）を形成することができる。アンテナユニットによって形成されたアレイの放射方向は、アンテナユニットのタイプと、アンテナ給電線とアンテナユニットとの間の接続の方式と、アンテナユニットで生成される信号の位相及び振幅とによって影響されることが容易に理解できる。
周波数変換ユニット４０４は、感知信号、反射信号、及び通信信号に周波数変換を実行して、それにより、無線周波数信号と中間周波数信号とベースバンド信号との間で感知信号、反射信号、及び通信信号を変換するように構成される。図４ｃを参照すると、周波数変換ユニット４０４は、局部発振器４０４１と、混合器４０４２と、フィルタ４０４３と、増幅器４０４４とを含むことができる。
感知画面がある期間、例えば、１ヶ月又は３ヶ月の間使用された後、面における接触物の記憶された座標は、次のチェックのための基準情報をさらに提供することができることに留意されたい。例えば、レジスタなどを使用して、面における接触物の有効座標（すなわち、感知画面の縁部を超えていない、面における接触物の座標）を一緒に記憶することができ、面における現在の接触物の座標が計算されるとき、すなわち、ステップ６０８において、面における現在の接触物の座標は、レジスタにおける座標と直接突き合わされて、それにより、感知速度及び信頼性を改善することができる。
実施中、感知画面７１は、ジャンパ、又はコネクタ、又はハウジング７２１に配置されたスロット７２１ａを使用することによって制御回路７２２に接続され得る。ハウジング７２１に配置されたスロット７２１ａを使用することによって感知画面７１が制御回路７２２に接続される方式では、図７ａを参照すると、感知画面７１の側面は張出し突起７１１を備え、ここで、張出し突起７１１は導体であり、導体はスロット７２１ａに搭載され得る。ジャンパ７３又はコネクタ（図示せず）を使用することによって感知画面７１が制御回路７２２に接続される方式では、図７ｂ及び図７ｃを参照すると、接続線７３１が、感知画面７１と制御回路７２２とにさらに接続される。好ましくは、感知画面７１は、ハウジング７２１に配置されたスロット７２１ａを使用することによって制御回路７２２に接続され、この実施方式は、比較的簡単であり、感知画面と制御回路との全体的統合化を容易にする。

Claims (23)

  1. 表示画面と、第１の透明媒質層と、透明接続層と、透明アンテナ層とを含み、前記第１の透明媒質層が前記接続層と前記アンテナ層との間に挟まれ、前記接続層が前記第１の透明媒質層と前記表示画面との間に挟まれ、
    前記アンテナ層が複数のアンテナユニットを含み、前記複数のアンテナユニットが、少なくとも１つの第１のアンテナユニットと、複数の第２のアンテナユニットとを含み、前記第１のアンテナユニットが感知信号を送信するように構成され、前記第２のアンテナユニットが前記感知信号の反射信号を受信するように構成され、前記反射信号が、接触物によって前記感知信号の反射により生成され、又は前記第１のアンテナユニット及び前記第２のアンテナユニットが同時に通信信号を送信するか又は受信するように構成され、前記複数の第２のアンテナユニットに、前記第１のアンテナユニットが点在する、感知画面。
  2. 前記アンテナ層が、前記アンテナユニットに給電するように構成された複数のアンテナ給電線を含み、各アンテナ給電線が１つのアンテナユニットに接続されるか、又は各アンテナ給電線が複数のアンテナユニットに接続され、異なるアンテナ給電線が異なるアンテナユニットに接続される、請求項１に記載の感知画面。
  3. すべての前記アンテナユニットがアンテナアレイを形成し、前記アンテナアレイのいくつかのアンテナユニットによって形成されたアレイの放射方向が前記表示画面と平行であり、前記アンテナアレイのその他のアンテナユニットによって形成されたアレイの放射方向が前記表示画面に垂直である、請求項１に記載の感知画面。
  4. 前記アンテナユニットが、インジウム酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ、アルミニウムドープ酸化亜鉛、及びインジウムドープ酸化亜鉛のうちの１つ又は複数で製作される、請求項３に記載の感知画面。
  5. 前記アンテナユニットが低姿勢アンテナであり、前記低姿勢アンテナが、パッチアンテナ、スロットアンテナ、及びＶｉｖａｌｄｉアンテナのうちの１つ又は複数を含む、請求項３に記載の感知画面。
  6. 前記接続層が、シールド層と、接地層とを含み、前記シールド層が、前記アンテナ層をシールドし、前記通信信号、前記感知信号、及び前記反射信号を戻すように構成され、前記接地層が、前記アンテナ層を接地するように構成される、請求項１に記載の感知画面。
  7. 前記感知画面が、前記表示画面と前記接続層との間に配置された第２の透明媒質層をさらに含む、請求項１に記載の感知画面。
  8. 前記感知画面が、前記アンテナ層の上に重なる透明保護層をさらに含み、前記透明保護層及び前記第１の透明媒質層が、前記アンテナ層の２つの側に位置する、請求項１から７のいずれか一項に記載の感知画面。
  9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の前記感知画面を制御するように構成された感知画面の制御回路であって、前記制御回路が、調節モジュールと、制御モジュールとを含み、前記調節モジュールが、前記制御モジュールによって制御されて、感知信号、反射信号、及び通信信号を調節し、前記制御モジュールが、さらに、前記調節された感知信号及び反射信号に従って接触物の位置を決定するように構成され、前記調節モジュールが、前記感知画面と前記制御モジュールとに別々に電気的に接続される、制御回路。
  10. 前記調節モジュールが、
    前記感知信号、前記反射信号、及び前記通信信号を受信し、前記感知信号、前記反射信号、及び前記通信信号に定在波検出と、信号増幅と、フィルタ処理とを実行するように構成された無線周波数フロントエンドチャネルと、
    前記感知信号、前記反射信号、及び前記通信信号の振幅、位相、又は遅延を調節するように構成された調節ユニットと、
    前記感知信号、前記反射信号、及び前記通信信号に周波数変換を実行するように構成された周波数変換ユニットと、
    前記感知信号に電力分割を実行し、前記反射信号に電力結合を実行し、前記通信信号に電力結合又は電力分割を実行するように構成された電力分割及び結合ユニットと
    を含む、請求項９に記載の制御回路。
  11. 前記無線周波数フロントエンドチャネルと、前記調節ユニットと、前記電力分割及び結合ユニットと、前記周波数変換ユニットとが、前記感知画面と前記制御モジュールとの間に順次接続されるか、又は
    前記無線周波数フロントエンドチャネルと、前記調節ユニットと、前記周波数変換ユニットと、前記電力分割及び結合ユニットとが、前記感知画面と前記制御モジュールとの間に順次接続されるか、又は
    前記無線周波数フロントエンドチャネルと、前記周波数変換ユニットと、前記調節ユニットと、前記電力分割及び結合ユニットとが、前記感知画面と前記制御モジュールとの間に順次接続される、請求項１０に記載の制御回路。
  12. 請求項１から８のいずれか一項に記載の前記感知画面と、制御装置とを含み、前記制御装置が、ハウジングと、請求項９から１１のいずれか一項に記載の前記制御回路とを含み、前記制御回路が、前記ハウジングに配置され、前記制御回路が、前記ハウジングを使用することによって前記感知画面に接続される、感知画面装置。
  13. 前記感知画面が、ジャンパ、又はコネクタ、又は前記ハウジングに配置されたスロットを使用することによって前記制御回路に接続される、請求項１２に記載の感知画面装置。
  14. 請求項１から８のいずれか一項に記載の前記感知画面を制御するために使用される感知画面の制御方法であって、
    感知タイムスロットにおいて、前記感知画面の第１のアンテナユニットを制御して感知信号を送信するステップ、及び第２のアンテナユニットを制御して前記感知信号の反射信号を受信するステップであり、前記反射信号が、接触物によって前記感知信号の反射により生成される、ステップと、
    前記感知信号の前記反射信号が受信されると、前記感知画面が位置する面における前記接触物の座標を、前記受信した反射信号の電力と、前記面における前記反射信号を受信した前記第２のアンテナユニットの座標とに従って決定するステップと
    を含む、方法。
  15. 通信タイムスロットにおいて、前記アンテナユニットを制御して通信信号を同時に送信するか又は受信するステップ
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  16. １つ又は複数の感知タイムスロットが、１つの通信タイムスロットに間隔を置いて挿入されるか、又は２つの隣接する通信タイムスロット間に間隔を置いて挿入される、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記感知画面の第１のアンテナユニットを制御して感知信号を送信する前記ステップが、
    前記複数のアンテナユニットから１つのアンテナユニットをランダムに選択するステップ、又は前記複数のアンテナユニットから最も高い使用頻度をもつ１つのアンテナユニットを選択するステップと、
    前記選択された１つのアンテナユニットを制御して前記感知信号を送信するステップと
    を含む、請求項１４に記載の方法。
  18. 前記感知画面が位置する面における前記接触物の座標を、前記受信した反射信号の電力と、前記面における前記反射信号を受信した前記第２のアンテナユニットの座標とに従って決定する前記ステップが、
    前記受信した反射信号から、最も高い電力をもつ４つの反射信号を選択するステップと、
    前記４つの選択した反射信号を受信した４つの第２のアンテナユニットの座標を決定するステップと、
    前記４つの選択した反射信号と、前記４つの第２のアンテナユニットの前記座標とに従って前記面における前記接触物の前記座標を決定するステップと
    を含む、請求項１４に記載の方法。
  19. 前記４つの選択した反射信号と、前記４つの第２のアンテナユニットの前記座標とに従って前記面における前記接触物の前記座標を決定する前記ステップが、
    前記４つの反射信号の電力が設定閾値に達しているかどうかを検出するステップと、
    前記４つの反射信号の中の１つの反射信号の電力が前記設定閾値に達していない場合、第１のアンテナユニットを再選択するステップと
    を含む、請求項１８に記載の方法。
  20. チェック結果を得るために、前記面における前記接触物の前記座標が前記感知画面の縁部を超えているかどうかをチェックするステップと、
    前記面における前記接触物の前記座標が前記感知画面の縁部を超えていないというチェック結果である場合、前記面における前記接触物の前記座標に従って動作制御命令を生成するステップと
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  21. 前記面における前記接触物の前記座標と、前記面における前記接触物の前記座標の前記チェック結果とを記憶するステップ
    をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記面における前記接触物の前記座標と、前記接触物から前記感知画面までの距離とに従って、前記通信タイムスロットにおいて前記アンテナユニットによって生成されるビーム角を制御するステップであり、前記接触物が前記生成されるビーム角の外側に位置する、制御するステップ
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  23. 各アンテナユニットによって受信された反射信号の強度が設定閾値に達しているかどうかを別々に検出するステップと、
    前記閾値に達した反射信号に対応するアンテナユニットの通信チャネルを閉じるステップと
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
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