MXPA06011911A

MXPA06011911A - Sensor de tacto acustico.

Info

Publication number: MXPA06011911A
Application number: MXPA06011911A
Authority: MX
Inventors: Joel C Kent; Robert Adler; Paulo I Gomes
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2007-01-25
Also published as: EP2385444B1; IL178566A0; CN102103443B; CN102135843B; TW201243295A; CN102103443A; TWI380001B; KR101163254B1; KR20110086738A; KR20110086739A; KR101163339B1; EP1741020A2; WO2005103873A2; BRPI0509882A; CA2563357A1; CN102135843A; JP5037334B2; EP1741020B1; JP2007533040A; JP2012038329A

Abstract

Un sensor de tacto comprende un substrato capaz de propagar ondas acusticas e incluye una primera superficie que tiene una region sensible al tacto. Una primera pared lateral interseca la primera superficie a lo largo de un primer borde. El primer borde esta configurado para propagar una primera onda acustica a lo largo del primer borde. La primera onda acustica puede ser una onda de borde unidimensional. Un convertidor de onda convierte la primera onda acustica a una segunda onda acustica, y la primera superficie esta configurada para propagar la segunda onda acustica a traves de la region sensible al tacto.

Description

tacto convencional , una pantalla acústica de tacto 1 . La pantalla de tacto 1 tiene un área 2 sensible al tacto, dentro de la cual están determinadas dos coordenadas bidimensionales de tactos o toques. Por ejemplo, el área 2 sensible al tacto puede incluir la región limitada por la línea punteada 1 6, que representa el límite iriterno de un bisel 1 0. Un primer transductor transmisor 3a está situado fuera del área sensible al tacto 2, y está acoplado acústicamente a la superficie de la pantalla de tacto 1 . El transductor 3a envía una señal acústica, en la forma de una onda acústica 1 1 a que se desplaza paralela al borde superior de la pantalla de tacto 1 , y generalmente en el plano de la pantalla de tacto 1 . Alineada en la trayectoria de transmisión de la onda acústica 1 1 a, hay una primera formación lineal 13a de elementos 4 parcialmente reflectores acústicos, cada uno de los cuales transmite parcialmente las señales acústicas y las refleja parcialmente (en un ángulo aproximado de 90°), creando una pluralidad de ondas acústicas (por ejemplo, 5a, 5b y 5c) que se desplazan verticalmente a través del área 2 sensible al tacto. La separación de los elementos reflectores 4 es variable para compensar la aten uación de las señales acústicas al incrementarse la distancia desde el primer transmisor 3a. También es bien sabido que, aun si los elementos reflectores 4 estuvieran uniformemente espaciados, se podría obtener la ecualización de la señal variando la fuerza reflejante de los elementos reflectores 4. Las ondas acústicas 5a, 5b y 5c son reflejadas n uevamente en un ángulo aproximado de 90° (véase la flecha 1 1 b) mediante una segunda formación lineal 1 3b de elementos parcialmente reflectores acústicos 4 hacia un primer transductor receptor 6a, cuando lleguen al borde inferior de la pantalla de tacto 1 . En el transductor receptor 6a, las ondas son detectadas y convertidas a señales eléctricas para procesamiento de datos. Disposiciones similares de elementos reflectores están localizadas a lo largo de los bordes izquierdo y derecho de la pantalla de tacto 1 . Un segundo transductor transmisor 3b genera una onda acústica 12a a lo largo del borde izquierdo, y una tercera formación lineal 13c, de elementos acústicamente reflectores parciales 4, crea una pluralidad de ondas acústicas (por ejemplo, 7a, 7b y 7c) que se desplazan horizontalmente a través del área 2 sensible al tacto. Las ondas acústicas 7a, 7b y 7c son re-dirigidas a lo largo de 12b mediante una cuarta formación lineal 13d de elementos acústicamente reflectores parciales 4 hacia el transductor receptor 6b, donde son detectadas y convertidas a señales eléctricas para procesamiento de datos. Si el área sensible al tacto 2 es tocada en la posición 8 por un objeto, tal como un dedo o un palillo, una porción de la energía de las ondas acústicas 5b y 7a es absorbido por el objeto que toca. La atenuación resultante es detectada por los transductores receptores 6a y 6b como perturbación en la señal acústica. Un análisis de retardo de tiempo de los datos, con ayuda de un microprocesador (no mostrado) permite determinar las coordenadas de la posición de tacto 8. El dispositivo de la fig ura 1 también puede funcionar como pantalla de tacto con sólo dos transductores, usando un esquema de transductores transmisores/receptores. Un alojamiento 9, indicado por líneas punteadas en la fig ura 1 , puede esta asociado con la pantalla de tacto 1 . El alojamiento puede estar hecho de cualquier material adecuado, por ejemplo, polímero moldeado o metal laminado. El alojamiento 9 incluye un bisel 1 0, indicado por la línea punteada 16, que representa un límite interno del bisel 1 0, y la línea punteada 1 7 que indica un límite externo del bisel 1 0 en la figura 1 . La línea punteada interna 16 muestra que el alojamiento 9 queda encima de una periferia de la pantalla de tacto 1 , ocultando los transductores transmisores y receptores, los elementos reflectores y demás componentes, pero exponiendo el área sensible al tacto 2. Esta disposición puede proteger los componentes ocultos contra la contaminación y/o el daño, proveer una apariencia estética y definir el área sensible al tacto para el usuario. Una pantalla de tacto puede comprender una placa facial separada sobrepuesta al panel de exhibición. La placa facial típicamente está hecha de vidrio, pero puede usarse cualquier otro substrato adecuado. El panel exhibidor puede ser un tubo de rayos catódicos (CRT), un exhibidor de cristal líquido (LCD), un exhibidor de plasma, electroluminiscente, de diodo emisor de luz orgánico (OLED) o cualquier otro tipo de exhibidor. Como se muestra en la figura 1 , el área sensible al tacto 2 está rodeada por regiones de margen 15, donde están localizados los elementos reflectores 4 y los transductores transmisores y receptores 3a, 3b, 6a, 6b. Al reducir la anchura de las regiones de margen 15 aumenta el área 2 sensible al tacto. Para aplicaciones de sensor de tacto que utilizan sensores de tacto transparentes, tales como las pantallas de tacto, la anchura del margen puede ser especialmente importante. U n sensor de tacto con regiones de margen estrechas 1 5 puede ser integrado en monitores de exhibición que, por sí mismos, tienen un margen angosto alrededor de la imagen exhibida. Este aspecto es conveniente ya que la tendencia general del mercado para dispositivos tales como monitores, es hacia diseños más estilizados y mecánicamente más compactos. Un sensor de tacto con regiones de margen 1 5 angostadas también es más fácil de sellar, así como es más liviano y puede tener áreas sensoras incrementadas. Entre las tecnologías de pantalla de tacto que compiten (por ejemplo, acústica, capacitiva, resistiva e infrarroja) las pantallas de tacto acústicas tienden a tener márgenes más anchos. Es posible reducir la región de margen de una pantalla de tacto usando un guiaondas para concentrar una onda acústica en la región de margen, como se describió en la patente estadounidense No. 6,636,201 , cuya descripción queda incorporada aquí por medio de esta referencia. Sin embargo, pueden ser convenientes soluciones alternas, que no requieran de la provisión del guiaondas en la superficie de tacto del substrato sensor de tacto. Por las razones señaladas más arriba, es conveniente tener diseños de sensor acústico de tacto, capaces de acomodar una región de margen muy angosta. Breve descripción de la invención En una modalidad un sensor de tacto comprende un substrato. El substrato es capaz de propagar ondas acústicas e incluye una primera superficie que tiene una región sensible al tacto . Una primera pared lateral interseca la primera superficie a lo largo de un primer borde. El primer borde está configurado para propagar una primera onda acústica a lo largo del primer borde, y se configura la primera superficie para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto. Un convertidor de ondas convierte la primera onda acústica a la segunda onda acústica, y la segunda onda acústica se basa en la primer onda acústica. Opcionalmente, el convertidor de ondas puede ser una formación reflectora que dispersa de manera coherente y convierte de modo coherente la primera onda acústica a la segunda onda acústica. En otra modalidad, un sistema sensor de tacto comprende un transmisor para generar una primera onda acústica unidimensional. Un sensor de tacto comprende un substrato capaz de propagar ondas acústicas. El substrato incluye una primera superficie que tiene una región sensible al tacto. Las paredes laterales primera y segunda intersecan la primera superficie, a lo largo de los bordes primero y segundo. El primer borde está configurado para propagar la primera onda acústica, y la primera superficie está configurada para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto. Está provisto un primer convertidor en el substrato para convertir la primera onda acústica a la segunda onda acústica. Está provisto un detector en el substrato para detectar la segunda onda acústica después de atravesar por lo menos una porción de la región sensible al tacto. Dicha detección de la segunda onda acústica puede ser directa o indirecta. En otra modalidad se provee un método para detecta un toque en una región sensible al tacto de un substrato capaz de propagar ondas acústicas. El substrato incluye una primera superficie que tiene la región sensible al tacto. Primera y segunda paredes laterales del substrato intersecan la primera superficie, a lo largo de los bordes primero y segundo. El método comprende transmitir una primera onda acústica unidimensional a lo largo de la primera pared lateral. Se convierte la primera onda acústica a una segunda onda acústica. Se dirige la segunda onda acústica a lo largo de la primera superficie, a través de la región sensible al tacto. Se detecta la segunda onda acústica próxima a la segunda pared lateral del substrato. Dicha detección de la segunda onda acústica puede ser directa o indirecta. En otra modalidad, un sensor de tacto comprende un substrato capaz de propagar ondas acústicas. El substrato incluye una primera superficie que tiene una región sensible al tacto y una primera pared lateral que interseca la primera superficie a lo largo de un primer borde. El primer borde está configurado para propagar una primera onda acústica a lo largo del primer borde, y la primera superficie está configurada para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto. La segunda onda acústica se basa en la primera onda acústica. El sensor de tacto comprende además una formación reflejante que tiene elementos reflectores formados en el substrato para conversión de modo entre las ondas acústicas primera y segunda. El primer borde puede formar una región curva. La región sensible al tacto tiene una superficie que es plana, curva hemisférica. El substrato puede comprender además cuatro paredes laterales que intersecan la primera superficie a lo largo de cuatro bordes y forman esquinas con las paredes laterales adyacentes. Está montado un transductor en cada esquina para producir o recibir una onda acústica, y está montada una formación reflectora próxima a cada uno de los cuatro bordes. Pueden estar montados por lo menos dos transductores en el substrato y se los puede usar para producir o recibir ondas acústicas. La región sensible al tacto recibe eventos de tacto que tienen dos coordinadas que identifican una localización de un evento de tacto. Pueden estar montados un primero y un segundo transductores en el substrato para producir y recibir ondas acústicas para detectar primera y segunda coordenadas, respectivamente, del evento de tacto sobre la región sensible al tacto. Opcionalmente pueden estar montados por lo menos dos transd uctores en el substrato; donde por lo menos uno de los transductores es usado para producir y recibir ondas acústicas para detectar una coordenada del evento de tacto. Están montados transductores en el substrato para producir y recibir ondas acústicas de una región entera o una porción de la región sensible al tacto. En otra modalidad una segunda pared lateral, formada sustancialmente libre de defectos, interseca la primera superficie a lo largo de un segundo borde. El segundo borde forma un ángulo aproximado de 90° entre la segunda pared lateral y la primera superficie, y el segundo borde refleja la segunda onda acústica después de atravesar por lo menos una porción de la región sensible al tacto. Alternativamente están formadas una o más tiras reflejantes próximas al segundo borde, y están separadas entre sí por un entero que multiplica la mitad de la longitud de onda de la segunda onda acústica. Las tiras reflejantes y el segundo borde reflejan la segunda onda acústica después de atravesar por lo menos una porción de la región sensible al tacto. En otra modalidad, un sensor de tacto comprende un substrato capaz de propagar ondas acústicas. El substrato incluye una primera superficie que tiene una región sensible al tacto y una primera pared lateral que interseca la primera superficie a lo largo de un primer borde. El primer borde está configurado para propagar una primera onda acústica a lo largo del primer borde, y la primera superficie está config urada para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto. La segunda onda acústica se basa en la primera onda acústica. Una formación reflejante que comprende elementos parcialmente reflectores, está formada en el substrato, próxima al primer borde, para conversión de modo entre las ondas acústicas primera y segunda. Los elementos parcialmente reflejantes pueden ser formados añadiendo material al substrato para formar protuberancias o retirando material del substrato para formar muescas. Alternativamente, una primera porción de los elementos parcialmente reflejantes puede ser formada añadiendo material al substrato, y una seg unda porción puede ser formada retirando material del substrato. Los elementos parcialmente reflejantes están formados regularmente espaciados entre sí, y se pueden extender a lo largo de por lo menos una de la primera pared lateral y la primera superficie. Adicionalmente, los elementos parcialmente reflejantes pueden tener una longitud desde el primer borde, menor que la longitud de onda de la primera onda acústica. Una primera serie de elementos parcialmente reflejantes, espaciados regularmente, tiene un componente de Fourier relativamente fuerte con respecto a un periodo de una longitud de onda de la primera onda acústica, y simultáneamente, un componente mínimo de Fourier con respecto a un periodo de media longitud de onda de la primera onda acústica. Alternativamente, la primera formación reflejante puede estar formada de primea y segunda series de elementos parcialmente reflejantes, espaciados regularmente, donde la segunda serie está desplazada con respecto a la primera serie, en un cuarto de longitud de onda de la primera onda acústica; y las series primera y segunda están sobrepuestas una a la otra. Los elementos parcialmente reflectores pueden estar formados haciendo que tengan una anchura, a lo largo del primer borde, que sea aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la primera onda acústica.

En otra modalidad, un sensor de tacto comprende un substrato capaz de propagar ondas acústicas. El substrato incluye una primera superficie que tiene una región sensible al tacto y una primera pared lateral que interseca la primera superficie a lo largo de un primer borde. El primer borde está configurado para propagar una primera onda acústica a lo largo del primer borde, y la primera superficie está configurada para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto. La segunda onda acústica está basada en la primera onda acústica. El sensor de tacto comprende además un transductor para generar y recibir ondas acústicas, que comprende un elemento piezoeléctrico y una formación reflectora para conversión de modo entre las ondas acústicas primera y segunda. El transductor puede comprender una gratícula difractora situada a lo largo del primer borde; una gratícula difractora formada en la primera pared lateral, próxima al primer borde, o una gratícula difractora formada en la primera superficie, próxima al primer borde. La gratícula difractora puede comprender una serie de muescas que están espaciadas aproximadamente una longitud de onda de la primera onda acústica. Opcionalmente la gratícula difractora comprende una serie de muescas formadas en el substrato, que están espaciadas aproximadamente a una longitud de onda de la primera onda acústica. Alternativamente, la gratícula difractora comprende una serie de muescas formadas en el elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico puede ser uno que tenga un piezo en modo de presión y un piezo en modo Shear. El transductor puede comprender además un elemento de cuña unido ai elemento piezoeléctrico. El elemento de cuña está montado en una de entre la primera pared lateral y la primera superficie, y la gratícula está situada en el primer borde, próxima al elemento de cuña. Alternativamente, el elemento de cuña puede estar montado en la primera pared lateral y formar un ángulo agudo con respecto a un plano paralelo a la primera superficie, y está formada una gratícula que comprende muescas espaciadas reg ularmente en el substrato, en el primer borde, próxima al elemento de cuña. Opcionalmente se puede formar un h undimiento a ángulo retirando material del substrato, y el elemento de cuña, unido al elemento piezoeléctrico, está montado dentro del hundimiento a ángulo. En otra modalidad el transductor está montado en una segunda pared lateral que interseca la primera superficie a lo largo de un segundo borde; formando la segunda pared lateral un plano perpendicular a la dirección de propagación de la primera onda acústica. El elemento piezoeléctrico del transductor montado en la segunda pared lateral puede ser un piezo en modo Shear. Opcionalmente el piezo en modo Shear puede tener una dirección de polarización de aproximadamente 45° con respecto a la superficie de tacto. En otra modalidad , el elemento piezoeléctrico comprende adicionalmente lados frontal y posterior. Se puede aplicar primero y segundo electrodos para cubrir una de entre una porción y sustancialmente la totalidad de los lados frontal y posterior del elemento piezoeléctrico, formando una región activa que corresponde a un área del elemento piezoeléctrico en la que se traslapan los electrodos primero y segundo. Alternativamente el transductor está unido al substrato, donde la u nión corresponde a una porción de la región activa y provee un acoplamiento acústico fuerte con el substrato y el traductor, en un área menor que una longitud de onda cuadrada de la primera onda acústica. Opcionalmente, se aplica el primer electrodo para cubrir por lo menos una porción del lado frontal y se aplica un segundo electrodo para cubrir por lo menos una porción de los lados frontal y posterior, donde los electrodos primero y segundo en el lado frontal reciben conexiones a primera y segunda conexiones eléctricas para excitar el elemento piezoeléctrico. El elemento piezoeléctrico comprende adicionalmente un segundo borde que interseca cada uno de los lados frontal y posterior. El segundo borde está adyacente al primer borde y ocupa un plano perpendicular al primer borde. Uno de los lados frontal y posterior está formado para montarse al substrato y el elemento piezoeléctrico está polarizado en una dirección perpendicular a un plano paralelo a los lados frontal y posterior. Están formados primero y segundo electrodos en los bordes primero y segundo, y los electrodos primero y segundo reciben conexiones a primero y segundo contactos eléctricos para excitar el elemento piezoeléctrico. En otra modalidad el elemento piezoeléctrico está montado al substrato que tiene una porción del elemento piezoeléctrico extendida más allá de por lo menos una de la primera superficie y la pared lateral. Alternativamente, la porción del elemento piezoeléctrico que se extiende más allá de por lo menos una de la primera superficie y la pared lateral se extiende a una distancia menor que una longitud de onda de la primera onda acústica. Breve descripción de los dibujos La breve descripción de la invención dada arriba, así como la siguiente descripción detallada de algunas modalidades de la presente invención se entenderán mejor cuando se lea conjuntamente con los dibujos anexos. Se debe entender que la presente invención no está limitada a las disposiciones ni a la instrumentalidad mostradas en los dibujos anexos. La figura 1 ilustra la operación de un sensor de tacto acústico convencional, una pantalla de tacto acústica. La figura 2 ilustra un substrato sensor de tacto que tiene una superficie de tacto y paredes laterales, de acuerdo co una modalidad de la presente invención. La figura 3 ilustra formaciones parcialmente reflectoras, formadas para perturbar las ondas de borde que se propagan a lo largo de los bordes, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 4 ilustra una vista expandida de una subserie de los elementos reflectores de la figura 3, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 5 ilustra una vista expandida alternativa de la subserie de elementos reflectores de la figura 3, de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 6 ilustra los elementos reflectores formados sobre la superficie de tacto, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La fig ura 7 ilustra una pantalla de tacto que tiene elementos reflectores espaciados regularmente, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 8 ilustra un diseño de formación reflectora que reduce al mínimo la retro-reflexión de una onda de borde de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 9 ilustra una gratícula que comprende una serie de muescas espaciadas periódicamente, formadas a lo largo del borde del substrato, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 1 0 ilustra una vista expandida de la gratícula de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 1 1 ilustra un elemento piezoeléctrico que tiene electrodos dispuestos alrededor que pueden ser usados en combinación con una gratícula difractora para comprender un transductor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 1 2 ilustra una señal eléctrica alternante que es aplicada a los electrodos primero y segundo de la figura 1 1 , de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 1 3 ilustra el elemento piezoeléctrico unido a las paredes laterales del substrato, de acuerdo con una modalidad de la presente invención .

La figura 14 ilustra un transductor de onda de borde que comprende el elemento piezoeléctrico unido sobre la gratícula en la pared lateral del substrato, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 15 ilustra un diseño de transductor de onda de borde que incorpora un elemento piezoeléctrico de modo Shear (piezo de modo Shear) de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 16 ilustra un elemento piezoeléctrico alternativo de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 17 ilustra un elemento piezoeléctrico que tiene electrodos frontal y posterior, en lados opuestos del elemento piezoeléctrico, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La fig ura 18 ilustra un elemento piezoeléctrico alternativo de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 1 9 ¡lustra un ensamble transductor de borde, montado en la pared lateral del substrato, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 20 ilustra el ensamble transductor de borde que está inclinado con respecto al borde, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 21 ilustra un ensamble transductor de cuña montado en el substrato, de acuerdo con una modalidad de la presente invención .

La figura 22 ilustra un elemento piezoeléctrico alternativo de conformidad con una modalidad de la presente invención . La figura 23 ilustra el elemento piezoeléctrico montado en el substrato de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 24 ilustra un sistema sensor de tacto, por onda de borde, formado de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La fig ura 25 ilustra un panel de tacto de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 26 ilustra un panel de tacto de conformidad con una modalidad de la presente invención . La figura 27 ilustra un panel de tacto grande que comprende cuatro elementos piezoeléctricos de conformidad con una modalidad de la presente invención . La figura 28 ilustra un diagrama de bloques de un monitor de tacto, interconectado con una computadora, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La fig ura 29 ilustra un ejemplo de una cubierta de mesa redonda, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 30 ilustra un paquete de ondas de borde que se propaga a lo largo de un borde aproximadamente a 90° del substrato, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 31 ilustra un sistema sensor de tacto por onda de borde, alternativo, formado de acuerdo con una modalidad de la presente invención .

La figura 32 ilustra un sensor de tacto, en el que un solo transductor transmisor genera señales X y Y de acuerdo con una modalidad de la presente invención . La figura 33 ilustra un sensor de tacto alternativo, en el que un solo transductor de transmisión genera señales X y Y, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 34 ilustra una geometría del substrato cerca del transductor de transmisión común , de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 35 ilustra una opción geométrica alternativa de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Descripción detallada de la invención Las disposiciones reflectoras convencionales 13a-13d, que están mostradas en la figura 1 , varían en anchura entre alrededor de 5 mm y 1 5 mm, lo que corresponde a un rango de alrededor de 9 a 26 longitudes de onda acústicas (suponiendo una frecuencia convencional de alrededor de 5 M Hz, q ue corresponde a una longitud de onda de alrededor de 0.57 mm). Las formaciones reflectoras que tienen anchuras menores son usadas típicamente en pantallas más pequeñas. Las ondas de superficie acústicas concentran la energía acústica cerca de una superficie bidimensional. Se puede describir la superficie como que guía las ondas, ya que las ondas acústicas de superficie se propagan cerca de la superficie sin difusión en alejamiento de la superficie, si la superficie es plana o incluso si la superficie tiene una curvatura ligera. Las ondas acústicas de borde, unidimensionales, son un tipo de onda acústica. Las ondas acústicas de borde, unidimensionales, pueden denominarse ondas de borde, ondas de borde flexibles u ondas acústicas lineales. La energía de onda de las ondas de borde está localizada aproximadamente en un borde de una superficie, y decae casi exponencialmente en direcciones normales al borde. Por consiguiente, el vector de energía se propaga a lo largo del borde. Las ondas de borde no son dispersivas; su velocidad es independiente de la frecuencia. El uso de ondas no dispersivas en los sensores de tacto es ventajoso debido a que la propagación de las ondas acústicas no distorsionará las perturbaciones de las señales recibidas, inducidas por el tacto, de su forma simple de inflexión a formas oscilatorias más complejas. La mayoría de la energ ía de una onda de borde está dentro de una longitud de onda de una esquina aproximadamente de 90°, que define el borde. Debido a la caída exponencial de energía al alejarse del borde, no se encuentra esencialmente nada de energía más allá de dos longitudes de onda desde el borde. Para las ondas de borde que tienen una frecuencia aproximada de 5 M Hz en vidrio, esto significa q ue una onda de borde está confinada dentro de aproximadamente 1 mm del borde. Para una placa de vidrio con espesor de 2 mm, las ondas de borde se pueden propagar a lo largo del borde superior de una pared lateral, sin ser afectadas por la presencia del borde inferior de la pared lateral únicamente a 2 mm.

Como la energ ía de la onda de borde está confinada a aproximadamente 1 mm del borde, es posible hacer un sensor de tacto con bordes funcionales muy angostos, usando la tecnología de onda de borde. Por lo tanto, un alojamiento para un sensor de tacto que incorpora ondas de borde, puede tener una región de bisel muy angosta, y el área sensible al tacto del sensor de tacto se puede incrementar. La figura 2 ilustra un substrato 20 sensor de tacto que tiene una superficie 24 de tacto y paredes laterales 32 de acuerdo co una modalidad de la presente invención . Se puede usar cualquier material adecuado para el substrato 20, incluyendo vidrio, cerámica y metales (por ejemplo, aluminio o acero). Para algunas aplicaciones puede ser conveniente un vidrio con baja pérdida acústica. Por ejemplo, los vidrios de borosilicato tienen baja pérdida, y pueden proveer amplitudes de señal incrementadas que, a su vez, pueden permitir mayores áreas sensoras de tacto. Están formados bordes limpios 22 en el substrato 20, en una intersección entre un plano que corresponde a la superficie de tacto 24 y los planos que corresponden a cada una de las paredes laterales 32. Los bordes limpios 22 están formados para ser sustancialmente libres de defectos, de tal manera que cualquier desviación del borde limpio 22, tal como virutas, estrías, mellados, regiones desiguales y similares, tengan dimensiones inferiores a la longitud de onda acústica. Para una frecuencia dada, la longitud de onda de la onda de borde es únicamente un pequeño porcentaje menor que la longitud de onda de la onda Rayieigh mucho mejor conocida. Por lo tanto, si se hace uso de la longitud de onda de Rayieigh como u na medición bien conocida y definida , se puede notar que los defectos de preferencia son menores que un 20 por ciento de la longitud de onda de Rayieigh. Se pueden formar los bordes limpios mediante cualquier método adecuado para el material del que se manufactura el substrato 20. Por ejemplo, se puede cortar el vidrio y se lo puede maquinar para proveer bordes limpios 22. Alternativamente se puede formar el borde limpio 22 propagando una fractura controlada, usando tensión térmica, por ejemplo, utilizando calentamiento localizado con láser y procesos de enfriamiento con chorro de gas. Opcionalmente se puede escribir y romper el vidrio lo cual, si se efectúa cuidadosamente, puede producir un borde limpio 22, opuesto a la superficie escrita. Los ángulos 42 y 44 formados donde las paredes laterales 32 topan con la superficie de tacto 24, son de 90° o están entre los 20° de los 90° , formando paredes laterales 32 verticales o sustancialmente verticales con respecto a la superficie de tacto 24. A manera de ejemplo únicamente, para un borde 22 que tiene un ángulo 42 o 44 mucho menor que 90° , puede haber modos de onda de borde múltiples con diferentes velocidades. Sin embargo, si el borde 22 tiene un ángulo 42 o 44 dentro de ±1 0° de los 90°, el borde 22 soportará únicamente un solo modo de onda de borde. Esto es conveniente, ya que elimina la posibilidad de mezclado de modos cuando se propaga una onda de borde a lo largo del borde 22. Están formados bordes opuestos 26 en el substrato 20, en una intersección entre un plano que corresponde a una segunda superficie 28 del substrato 20 y los planos que corresponden a cada una de las paredes laterales 32. Los bordes opuestos 26 no tienen que ser limpios, a menos que se desee utilizar también la segunda superficie 28 como una superficie de tacto. Si se desea únicamente una superficie de tacto, se puede reducir al mínimo el tiempo y el costo de fabricación , al tener únicamente que formar bordes limpios adyacentes a una superficie. La figura 30 ilustra un paquete 580 de ondas de borde que se propagan a lo largo de un borde 22 de 90° del substrato 20, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La onda de borde se propaga en la dirección X, como se indica en la figura 30. El componente dominante del movimiento material (es decir, el movimiento de los átomos dentro del substrato 20) conforme la onda de borde pasa, es perpendicular a la dirección de propagación X, y está a 45° con respecto a ambas direcciones Y y Z. Se han exagerado las deflexiones materiales en la figura 30, por claridad . Nótese que la gran mayoría de la energía en el paquete 580 de ondas de borde está contenida dentro de una distancia de una longitud de onda de la onda de borde desde el borde 22 de 90°, a lo largo de la superficie de tacto 24, y la pared lateral 32. La figura 3 ¡lustra formaciones 30 parcialmente reflejantes, formadas para perturbar las ondas de borde que se propagan a lo largo de los bordes 22, de acuerdo con una primera modalidad de la presente invención . Se usan transductores (no mostrados) para convertir entre señales eléctricas y ondas acústicas, y se discutirá esto adicionalmente más adelante. Para los sistemas sensores de tacto, en general, las señales eléctricas serán transmitidas entre un controlador y un transductor, para generar y/o recibir señales acústicas. Las formaciones reflejantes 30 comprenden elementos reflectores 34, espaciados próximos a los bordes limpios 22, para perturbar las ondas de borde que se propagan a lo largo de los bordes 22. Una primera onda, la onda de borde unidimensional, es generada y propagada siguiendo los bordes 22, y dentro de una longitud de onda de los bordes 22. Las formaciones reflejantes 30 pueden ser usadas para convertir las ondas de borde a segundas ondas acústicas, u ondas acústicas superficiales, bidimensionales (SAW), q ue se propagan a través de la superficie de tacto 24 del substrato 20. Las formaciones reflejantes 30 son reversibles y, por lo tanto, también son usadas para convertir la segunda onda acústica a una tercera onda acústica, u onda de borde unidimensional. La segunda onda acústica puede ser cualquier tipo de onda que provea suficiente sensibilidad de tacto sobre una superficie de tacto bidimensional , incluyendo ondas unidas a una superficie, como las ondas de Rayleigh (donde se pretende que el término incluya las ondas cuasi-Rayleigh) y ondas de placa (por ejemplo, ondas de Lamb u ondas transversales). Los elementos reflectores 34 en la figura 3 están espaciados de manera regular (periódicamente) a lo largo de bordes 22, y pueden extenderse a lo largo de las paredes laterales 32 del substrato 20, siguiendo el eje Y (como se muestra en la figura 3) y/o se extienden hacia la superficie horizontal de tacto 24. Como se discute más adelante, los elementos reflectores 34 pueden estar formados ya sea depositando material o retirando una porción del substrato 20. Conforme la onda de borde se desplaza siguiendo el borde 22 y encuentra cada uno de los elementos reflectores 34, la onda de borde es transmitida parcialmente para alcanzar el elemento reflector siguiente 34, absorbida parcialmente o dispersada por el elemento reflector 34, y convertida parcialmente por el elemento reflector 34 a ondas de Rayleigh unidas a la superficie 24, a través de la dispersión y la conversión de modo entre la onda de borde unidimensional y la onda acústica superficial (SAW) de Rayleigh, bidimensional . La figura 4 ilustra una vista expandida de una subserie 36 de los elementos reflectores 34 de la figura 3, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Los elementos reflectores 34 están ilustrados como elementos reflectores 86 sobresalientes. Los elementos reflectores 86 están espaciados periódicamente a una distancia 48 que es aproximadamente una longitud de onda de las ondas de borde (??) que se desplaza a lo largo del borde 22. Por lo tanto, las ondas superficiales de Rayleigh , lanzadas por la conversión de modo por los elementos reflectores 86, serán sincrónicas entre sí. Son posibles muchas formas posibles para los elementos reflectores 86. Como un ejemplo específico, los elementos reflectores 86 pueden tener forma rectangular, con una anchu ra 40 a lo largo del eje X de aproximadamente ??/2, una altura 38 a lo largo del eje Y de aproximadamente ??. A manera de ejemplo, la dimensión de profundidad 46 de los elementos reflectores 86 se extiende hacia fuera desde una superficie exterior de la pared lateral 32, a lo largo del eje Z. U n borde superior 80 de los elementos reflectores 86 puede estar formado a nivel con el borde 22, o dentro de una distancia 82 del borde 22. Los elementos reflectores 86 pueden estar hechos de cualquier material adecuado. Por ejemplo, se puede usar cerámica calcinada (por ejemplo, frito de vidrio). Alternativamente, los elementos reflectores 86 pueden comprender una tinta de polímero cargado, curable con UV, como la que se describe en la patente estadounidense No. 5,883,457, la cual queda incorporada aquí por medio de esta referencia. Un ejemplo de una tinta de polímero cargado, curable por UV, útil, es una que se carga con partículas inorgánicas, pero que es todavía suave en comparación con el substrato 20, debido a su matriz polimérica. Los elementos reflectores 86 que comprenden dichas tintas de polímero cargado inducirán sólo perturbaciones menores de rigidez, y se acoplarán dominantemente a través de carga de masa o efectos inerciales. Por lo tanto, se pueden fabricar elementos reflectores 86 que tengan una naturaleza de carga de masa, principalmente. Se pueden formar los elementos reflectores 86 en el substrato 20 por medio de cualquier medio adecuado, tal como depositando mediante impresión por estarcido, impresión con cojín , procesos de chorro de tinta, microsuministro y similares. La figura 5 ilustra una vista expandida alternativa de la subserie 36 de los elementos reflectores 34 en la figura 3, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En la figura 5 los elementos reflectores 34 están ilustrados como elementos reflectores enmuescados 88. Los elementos reflectores 88 pueden ser formado retirando regiones pequeñas del substrato 20 a lo largo de las paredes laterales 32 para formar muescas o ranuras. Como se ilustró previamente, los elementos reflectores 88 están espaciados periódicamente a una distancia 48 que es aproximadamente una longitud de onda de la onda de borde ((??) que se desplaza a lo largo del borde 22. Los elementos reflectores 88 pueden tener cualquiera de entre una gran variedad de formas, por ejemplo, los elementos reflectores 88 pueden tener una forma rectangular, que tiene una anchura 40 a lo lago del eje X, aproximadamente igual a ??/2, una altura 38, a lo largo del eje Y, aproximadamente igual a ?? o menos, y una profundidad 84 a lo largo del eje Z mucho menor que ??, tal como menos de un porcentaje pequeño de ??. La dimensión de profundidad 84 de los elementos reflectores 88 se extiende hacia dentro de la superficie exterior de la pared lateral 32, a lo largo del eje Z. En comparación con los elementos reflectores sobresalientes 86, formados de materiales tales como tintas curables con UV, como se discutió con la figura 4, que inducen sólo perturbaciones de rigidez menores y se acoplan dominantemente por medio de carga de masa o de efectos inerciales, los elementos reflectores enmuescados 88 se acoplan a las ondas de borde más como perturbaciones en la rigidez del substrato. Los elementos reflectores 88 pueden ser llenados de nuevo con otros materiales, tales como un polímero cargado blando, por ejemplo, para afinar las características de carga de masa y de perturbación de rigidez, de los elementos reflectores 88. La figura 6 ilustra los elementos reflectores 34 formados en la superficie de tacto 24, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Los elementos reflectores 34 están espaciados periódicamente a la distancia 48 aproximadamente igual a una longitud de onda de las ondas de borde (??) que se desplazan a lo largo del borde 22. Los elementos reflectores 4 tienen la anchura 40, a lo largo del eje X, de aproximadamente ??/2, la altura 38 a lo largo del eje Z, es de aproximadamente ?? o menos, y una profundidad (no mostrada), a lo largo del eje Y. Como se discutió previamente, la dimensión de profundidad se puede extender hacia fuera de una superficie exterior de la superficie de tacto 24, si los elementos reflectores 4 están formados de material adicional, o se extienden hacia dentro desde la superficie exterior de la superficie de tacto 24, si los elementos reflectores 34 están formados quitando material del substrato 20. Opcionalmente se pueden formar los elementos reflectores 34 tanto en la superficie de tacto 24 como en las paredes laterales 32 , tal como combinando los elementos reflectores 34 de la figura 3, con los elementos reflectores 34 de la figura 6. Como la densidad de la energ ía de onda de borde está muy cercana a cero cuando está a más de una longitud de onda alejada del borde 22, las estructuras alejadas a más de una longitud de onda no tendrán esencialmente acoplamiento alguno con la onda de borde. En contraste, cualquier perturbación del borde 22 y cualquier perturbación dentro de una longitud de onda del borde 22 en la superficie de tacto 24 o las paredes laterales 32, dispersará la energía de la onda de borde. Por lo tanto, al variar la naturaleza (carga de masa, perturbación de rigidez, etc.), la geometría y la ubicación de los elementos reflectores 34, se puede afinar la fuerza de acoplamiento relativa entre la onda de borde y otros diversos modos acústicos (ondas de Rayleigh , ondas de Lamb, ondas transversales, etc.). El acoplamiento entre las ondas de borde y las ondas de Rayleigh es interesante. La alta sensibilidad al tacto y la carencia de dispersión hacen atractivas las ondas de Rayleigh como un modo acústico de percibir el tacto. Adicionalmente, los perfiles de profundidad de las ondas de Rayleigh y de las ondas de borde son muy similares, lo que constituye un fuerte acoplamiento preferencial a las ondas de Rayleigh , más fácil que el acoplamiento de la onda de borde a otros modos. Se pueden usar simulaciones numéricas para optimizar el diseño de perturbación para elevar al punto óptimo el acoplamiento de la onda de borde a las ondas de Rayieigh o a un modo acústico alternativo, sensible al tacto. La naturaleza deseada de los elementos reflectores 34 depende, en parte, del modo acústico deseado para percibir el tacto. Cada elemento reflector individual 34 está destinado a reflejar sólo una porción pequeña de la energía incidente de la onda de borde y, por lo tanto, en el caso de los elementos 88 reflectores enmuescados de la figura 5, la profundidad 84 en el substrato 20 generalmente es mucho menor que ??, por ejemplo, del orden de un porcentaje de una longitud de onda, o unas cuantas mieras; y se puede ajusfar para obtener las selecciones deseadas entre la pérdida acústica y la eficiencia de conversión entre las ondas de borde unidimensionales y las ondas acústicas superficiales, bidimensionales. Se puede diseñar las formaciones reflectoras 30 para acoplar las ondas de borde a ondas de Rayieigh que se propagan a través de la superficie de tacto 24 a un ángulo diagonal, en lugar de perpendicular, con respecto al borde 22. La distancia 48 entre los elementos reflectores 34 puede ajustarse para afinar el ángulo de reflexión. Si s representa la distancia 48 y T es el ángulo de la dirección de propagación de la onda de Rayieigh, con respecto a la normal al borde 22, la condición para la dispersión coherente al ángulo T es: s seno(0) = s( R/ E) — ??, donde n es un entero; ??¾ representa la longitud de onda de la onda de Rayleigh y ?? representa la longitud de onda de la onda de borde.

La figura 7 ilustra una pantalla de tacto 128 que tiene elementos reflectores 34 espaciados regularmente, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Por simplicidad , se ilustran los elementos reflectores 34 únicamente en dos de los cuatro bordes 22, o sea, para transmitir la formación 176 de elemento reflector, y recibir la formación 1 78 de elemento reflector. Se debe entender que los elementos reflectores 34 pueden estar formados como se discutió previamente en las figuras 3 a 6. Los elementos reflectores 34 están espaciados periódicamente a la distancia 48 aproximadamente igual a una longitud de onda de la onda de borde (??) que se desplaza a lo largo del borde 22. Las flechas 1 64, 1 74 y 166 ilustran una trayectoria acústica deseada desde el transductor de transmisión 1 62 al transductor receptor 168. Como se ilustra también en la figu ra 7, hay trayectorias acústicas indeseables que conducen a interferencia de señales en el transductor receptor 1 68. Las trayectorias acústicas indeseables son provocadas por la redispersión de 1 80° de las ondas de borde por las formaciones reflectoras 1 76 y 178. La formación de elementos reflectores 34 espaciados regularmente, que tienen una separación de longitud de onda (distancia 48), cuando se necesita para la dispersión a 90° de SAW a las ondas de borde, también puede conducir a una redispersión a 1 80° de la onda de borde. Se propaga una primera onda de borde por el transductor de transmisión 162, a lo largo del borde 22, en la dirección de la flecha 164. La onda de borde es convertida por los elementos reflectores de la formación de elemento reflector transmisor 1 76 a una onda SAW que se desplaza a través de la superficie de tacto 24 en la dirección de la flecha 1 74. Algo de la potencia de la onda de borde procedente del transductor de transmisión 162 continuará propagándose a lo largo del borde 22, como se muestra mediante la flecha 1 84. Si los elementos reflectores 34 redispersan las ondas de borde en 1 80° , se generará la onda de borde indeseable en la dirección de la flecha 1 85. La onda de borde indeseable también será dispersada y convertida en modo a 90° , contribuyendo de esa manera, con una contribución retardada indeseable, a la onda de Rayleigh (flecha 1 74) que conduce eventualmente a una señal de interferencia parásita en el transductor 168. Adicionalmente, la redispersión de la onda de borde en 180° también genera parásitos indeseables en la formación 1 78 de elemento reflector receptor. La onda SAW deseada (la flecha 1 74) es convertida a dos ondas de borde, por los elementos 34 reflectores espaciados regularmente, de la formación 1 78 de elemento reflector receptor. Por lo tanto, se crea una segunda onda de borde que se desplaza en la dirección de la flecha 1 66 al transductor receptor 1 68 y una onda de borde parásita, indeseable, que se desplaza en la dirección de la flecha 1 86. La onda de borde parásita puede ser entonces dispersada de n uevo en 180° para volver hacia el transductor receptor 1 68, mediante los elementos reflectores 34, como se ilustra por medio de la flecha 1 87. Es conveniente diseñar los elementos reflectores 34 de tal manera que reduzcan al mínimo la redispersión de 1 80° de la onda de borde, a fin de reducir al mínimo las amplitudes de las trayectorias parásitas mostradas en la figura 7. La figura 8 ¡lustra un diseño 1 50 de formación reflectora que reduce al mínimo la reflexión de nuevo de una onda de borde de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Dichos diseños son aplicables tanto a formaciones de transmisión como a formaciones de recepción , tales como los elementos 1 76 y 1 78 de la figura 7. Los elementos reflectores primero y segundo, 152 y 154, están ilustrados en la superficie de tacto 24 del substrato 20; pero se debe entender que los elementos reflectores primero y segundo, 152 y 154, pueden estar formados en las paredes laterales 32, además de, o en lugar de, la superficie de tacto 24. Adicionalmente, los elementos reflectores primero y segundo, 1 52 y 1 54, pueden estar formados como muescas o como protuberancias. Los primeros elementos reflectores 152 están espaciados a una longitud de onda de la onda de borde, unos con respecto a los otros. Los segundos elementos reflectores 154 están desplazados con respecto a los primeros elementos reflectores 1 52 a una distancia 1 82 que es sustancialmente equivalente a la cuarta parte de la longitud de onda de la onda de borde. Los elementos reflectores primero y segundo 152 y 1 54 tienen una anchura 1 80 de menos de la cuarta parte de la longitud de onda, igual a la cuarta parte de la longitud de onda, o mayor que la cuarta parte de la longitud de onda; en cuyo caso los elementos reflectores 1 52 y 1 54 se traslapan o se sobreponen . En otras palabras, el diseño 150 de formación de reflector puede crearse diseñando primero los primeros elementos reflectores 152, sin tener en cuenta la necesidad de suprimir la re-reflexión de 1 80° de las ondas de borde. A continuación se desplaza los primeros elementos reflectores 1 52 a la cuarta parte de u na longitud de onda (en cualquier dirección) para crear los segundos elementos reflectores 154. Los segundos elementos reflectores 154 se sobreponen entonces sobre los primeros elementos reflectores 152. Cuando se propaga una onda de borde a lo largo del borde 22 en la dirección de la flecha 1 56, se crean una onda SAW 158 y una onda reflejada 1 70 por el primer reflector 152. Se crea una onda SAW 160 y una onda reflejada 1 72 por el segundo reflector 154. Por lo tanto, se crean dos ondas SAW a 90° y se crean dos ondas de borde reflejadas a 180° con respecto a la dirección de propagación de la onda de borde. Las ondas reflejadas 1 70 y 172 tienen una trayectoria extra de la mitad de la longitud de onda y, por consiguiente, un desplazamiento de fase relativo de 1 80°, que cancela sustancialmente o reduce al mínimo la re-reflexión de 1 80°. Hay un retardo de un cuarto de longitud de onda entre las ondas SAW 158 y 160, lo que crea solamente un desplazamiento de fase de 90° entre las dos ondas, que no conduce a la cancelación de la amplitud de dispersión . En otras palabras, si la distancia entre los elementos reflectores adyacentes primero y segundo 1 52 y 1 54, a lo largo del borde 22 se alterna entre un cuarto y tres cuartos de longitud de onda, entonces se suprimirá la dispersión de 180°, mientras que no se suprimirá el acoplamiento de SAW de borde de 90°. A manera de ejemplo únicamente, supóngase que la coordenada X representa la distancia a lo largo del borde 22 mostrado en la figura 8. Supóngase que P(x) representa la variación periódica de la fuerza de dispersión de los reflectores 152. P(x) puede expandirse por Fourier a la forma P(x) = S??*ß??(?(2p?/?)?). Más adelante se considera la condición para la re-reflexión m ínima de 180° en términos de los coeficientes de Fourier Pn . [Se puede generalizar esta discusión al caso en que la fuerza de los reflectores 152 aumenta gradualmente con la distancia desde el transductor, como se desea frecuentemente para la ecualización de señal. En este caso, supóngase que r(x) es una fuerza de reflector que varía lentamente, que pesa como una función de x, y supóngase también que R(x) = r(x)*P(x), donde P(x) es una función periódica (P(x) = P(x + ?), que describe la forma detallada de cada muesca]. La dispersión de SAW a ondas de borde a 90° (en la dirección de las flechas 158 y 160) se debe a los términos n = ±1 en la serie de Fourier de la forma de la muesca, mientras que la re-dispersión de las ondas de borde (en la dirección de las flechas 170 y 172) se debe a los términos n = ±2 de la serie de Fourier. La re-dispersión indeseable de las ondas de borde en la dirección de las flechas 170 y 172 se puede eliminar si se eliminan los términos n = ±2 en la serie de Fourier. Una manera de eliminar los términos n = ±2 en la serie de Fourier es iniciar con una función periódica arbitraria P(x) con componentes fundamentales n = ±1 que no sean cero , que acoplen las ondas SAW y de borde, como se desea, desplacen el patrón un cuarto de longitud de onda y lo sobrepongan al patrón origina P(x) -> P'(x) = {P(x) + P(x + ?/4)} o, en términos de los componentes de Fourier, Pn - P'n = (1 + in)Pn, de manera q ue P'n = 0 para n = ±2, pero no para n = ±1 . Con referencia ahora a las figuras 4 y 5, los elementos reflectores 86 y 88 tienen una anchura de la mitad de la longitud de onda y están separados a una longitud de onda. Esto corresponde a un caso de la figura 8, en el que los elementos reflectores primero y segundo 1 52 y 154 tienen cada uno una anchura de la cuarta parte de la longitud de onda, y una separación de una longitud de onda. Cuando los primeros elementos reflectores 152 son duplicados, desplazados en un cuarto de longitud de onda y sobrepuestos, el resultado es una serie de elementos reflectores 86 u 88 que tienen una anchura 40 de la mitad de la longitud de onda, y que están situados aparte a la distancia 48 de una longitud de onda. Se puede usar un transductor para convertir las señales eléctricas a ondas de borde acústicas que se propagan a lo largo del borde 22. Un ejemplo de un ensamble transductor es un elemento piezoeléctrico, en combinación con un elemento de gratícula, donde el elemento de gratícula está dispuesto entre el elemento piezoeléctrico y el medio, tal como el substrato 20, en el que se va a propagar el modo acústico generado. La gratícula actúa como un elemento difractor que acopla la energ ía acústica procedente del transductor, a las ondas acústicas en el substrato 20. La figura 9 ilustra una gratícula 50 que comprende una serie de muescas 52 espaciadas periódicamente, formadas a lo largo del borde 22 del substrato 20, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Se pueden formar las muescas 52 en el substrato 20 usando cualquier método de fabricación adecuado, por ejemplo, maquinado, mordentado, ablación con láser, lijado, formación de patrón, moldeo y similares. La figura 1 0 ilustra una vista expandida de la gratícula 50 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La altura 54 a lo largo del eje Y de las muescas 52 es aproximadamente igual a o menor que, una longitud de onda de la onda de borde ??. Una profundidad 58 de las muesas 52 a lo largo del eje Z es aproximadamente igual a, o mucho menor que, la longitud de onda de la onda de borde ?e· Las muescas 52 están espaciadas a una distancia 74 que es aproximadamente igual a la longitud de onda de la onda de borde ?e· La anchura 56 de las muescas 52 a lo largo del eje X, es aproximadamente la mitad de la longitud de onda de la onda de borde, o ?e 2. El diseño de la gratícula 50 tiene mucho en común con el diseño de las formaciones reflectoras que comprenden elementos reflectores enmuescados 88, como se muestra en la figura 5, ya que ambos sirven para una función similar de acoplarse coherentemente a las ondas de borde. La diferencia principal está en la fuerza del acoplamiento. Para un diseño de transductor eficiente, la gratícula 50 debe excitar o extraer mucha de la energ ía de la onda de borde en la corta longitud de la gratícula 50, mientras que las formaciones reflectoras 30 de la figura 3 expanden el acoplamiento entre las ondas de borde y las ondas de Rayleigh a través de la mayoría de los tramos de los bordes 22. Como resultado, la profundidad 58 en la gratícula 50 típicamente es significativamente más profunda que la profundidad 84 en la figura 5. La figura 1 1 ¡lustra un elemento piezoeléctrico 90 que tiene electrodos dispuestos alrededor, que se puede usar en combinación con una gratícula difractora para comprender un transductor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Un primer electrodo 64 está presente en una región inferior 65 de un lado frontal 66 del elemento piezoeléctrico 90, y rodea un lado inferior 76 del elemento piezoeléctrico 90 hasta un lado posterior 70 del elemento piezoeléctrico 90. Un segundo electrodo 72 está presente en una región superior 73 del lado frontal 66 del elemento piezoeléctrico 90. Los electrodos primero y segundo 64 y 72 pueden consistir de frito de plata, níquel impreso o cualquier otro material conductor. El ensamble que comprende el elemento piezoeléctrico 90 y los electrodos 64 y 72, frecuentemente se denomina como un piezo 60. El elemento piezoeléctrico 90 es un elemento piezoeléctrico en modo de presión. PZT (una cerámica de plomo-zirconio-titanato) es un material común usado para fabricar los elementos piezoeléctricos, pero también se pueden usar otros materiales piezoeléctricos, tales como el polímero PVDF y cerámicas libres de plomo. La altura de la región activa del piezo 60 es comparada con el perfil vertical de la onda de borde, es decir, es aproximadamente igual a ?? o menor. La región activa del piezo 60 está determinada por la geometría del electrodo 72 ya que únicamente el material piezoeléctrico emparedado entre los electrodos 72 y 64, es excitado cuando se aplica un voltaje a los electrodos 72 y 64. Para facilitar el anejo, es conveniente que la dimensión 62 del piezo pueda extenderse más allá de la región activa y, por consiguiente, se permite que sea mucho mayor que la longitud de onda de borde ??. La figura 12 ilustra una señal 96 eléctrica alterna que es aplicada a los electrodos primero y segundo 64 y 72 de la figura 1 1 , de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La geometría del primer electrodo 64 y del segundo electrodo 72 dispuestos alrededor hace que únicamente la región superior 73 del piezo 60 esté eléctricamente activa. Los elementos piezoeléctricos 90 tienen típicamente un espesor 78 que corresponde a la mitad de la longitud de onda de las ondas acústicas en el material piezoeléctrico, a la frecuencia de operación. (Por claridad, el espesor de los electrodos 64 y 72 está exagerado en la figura 12. ). Para un piezo 60 en modo de presión, operado a alrededor de 5 MHz, el espesor 78 típicamente es alrededor de 400 pm. La conexión eléctrica a los electrodos primero y segundo 64 y 72 puede hacerse usando cualquier método adecuado, por ejemplo, mediante contactos de resorte, soldadura, epoxi conductor (por ejemplo, cargado con plata) o un adhesivo conductor con conductividad direccional (por ejemplo, un adhesivo de eje Z que tiene conductividad significativa sólo perpendicular al plano de los electrodos 64 y 72). Los atributos a considerar cuando se determinen los métodos de conexión incluyen una junta de baja resistencia, baja interferencia electromagnética y susceptibilidad electromagnética baja, alta confiabilidad, bajo costo y similares. La figura 13 ilustra el piezo 60 unido a las paredes laterales 32 del substrato 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Están unidos cuatro piezos 60 en cuatro diferentes localidades a lo largo de los cuatro diferentes bordes 22. La figura 14 ilustra un transductor 98 de onda de borde que comprende el piezo 60 unido sobre la gratícula 50 en la pared lateral 32 del substrato 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Tal como se muestra en las figuras 13 y 14, los piezos 60 están unidos sobre las muescas 52 en la gratícula 50, con la región superior 73 eléctricamente activa traslapando las muescas 52. Se puede usar un adhesivo para unir el piezo 60 sobre la gratícula 50, de tal manera que el adhesivo llene o llene parcialmente las muescas 52. Las propiedades mecánicas del adhesivo se pueden seleccionar de manera que los movimientos del piezo 60 se desacoplen grandemente de la pared lateral 32 del substrato 20 en la región de las muescas 52. Alternativamente, la gratícula 50 puede estar diseñada para proveer fuerte acoplamiento acústico entre el piezo 60 y las muescas 52. En algunas aplicaciones puede ser conveniente seleccionar el adhesivo en las muescas 52 para frenar la velocidad de las ondas de presión que se desplazan desde el piezo 60 al substrato 20 en el fondo de las muescas 52, de modo que la vibración del piezo que se acopla con las ondas de borde dentro de las muescas 52 esté desplazado en fase aproximadamente 1 80° con respecto al acoplamiento entre las muescas 52. De esa manera el acoplamiento a las vibraciones del piezo dentro de las muescas 52 se añade coherentemente al acoplamiento entre las muescas 52, para generar ondas de borde. Alternativamente se puede formar una gratícula (no mostrada) en un lado del piezo 60, en lugar de sobre la pared lateral 32 del substrato 20, de modo que no sea necesario fabricar ninguna gratícula 50 en el substrato 20. El lado de gratícula del piezo 60 puede unirse entonces al substrato 20 para proveer el mecanismo de acoplamiento entre las ondas acústicas generadas por el piezo 60 y una onda de borde. Adicionalmente, ya que la onda de borde es simétrica entre las dos superficies que forman el borde, tal como los bordes 22 formados por la intersección de la superficie de tacto 24 y las paredes laterales 32, el transductor 98 de onda de borde puede ir montado más bien en la superficie de tacto 24 del substrato 20. Alternativamente, el transductor 98 de onda de borde puede estar formado tanto en las paredes laterales 32 como en la superficie de tacto 24. La figura 1 5 ¡lustra un diseño 1 00 de transductor de onda de borde que incorpora un elemento piezoeléctrico en modo Shear (piezo en modo Shear) 120, de acuerdo coii una modalidad de la presente invención. El piezo 120 en modo Shear comprende un material piezoeléctrico 1 18 que tiene un lado frontal 138, un lado posterior 184 y primero, segundo, tercero y cuarto lados 188-1 94. Un primer elemento 122 está presente en una región de forma triangular 136 en el lado frontal 138 del material piezoeléctrico 1 18. El segundo electrodo 124 está presente en una región 196 triangular inferior en el lado frontal 138 del material piezoeléctrico 1 18, y rodea desde el lado inferior 148 al lado posterior 184 del material piezoeléctrico 1 18. El piezo 120 en modo Shear está unido a la pared lateral 32 del substrato 20, y topa con la superficie de tacto 24. El piezo 120 en modo Shear está eléctricamente activo en la esquina superior izquierda, que corresponde a la región 136, y genera movimiento con polarización, o un componente de polarización, aproximadamente a un ángulo de 45° con respecto a los ejes X y Y, como se indica mediante la doble flecha 127.

El movimiento de esfuerzo cortante del piezo 120 en modo Shear se acopla entonces a una onda de borde que se propaga en la dirección Z, como se indica mediante la flecha 126. Nótese que el piezo 120 en modo Shear excita directamente la onda de borde; no hay necesidad de una estructura de gratícula, col como el elemento 50. La figura 16 ilustra un piezo alternativo 200 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Está presente un electrodo frontal 204 en una región superior 206 de un lado frontal 208 de un elemento piezoeléctrico 202. Está presente un electrodo posterior 21 0 en una región inferior 212 en el lado frontal 208 del elemento piezoeléctrico 202, y está dispuesto alrededor de un lado inferior hasta un lado posterior 216 del elemento piezoeléctrico 202. El electrodo posterior 210 se extiende a lo largo del lado posterior 216 para cubrir la región superior 206 del elemento piezoeléctrico 202, sólo en una región activa 218. Una primera conexión eléctrica 220 está interconectada con el electrodo frontal 204 mediante soldadura, unión con alambre u otros métodos de interconexión. Una segunda conexión eléctrica 222 está interconectada con el electrodo posterior 210. El tamaño del piezo 200 es mayor que la región activa 21 8 para permitir espacio para conectar las conexiones eléctricas primera y segunda 220 y 222, a los electrodos frontal y posterior 204 y 21.0, para facilitar la fabricación, al mismo tiempo que limitar el tamaño y la forma del área activa 218 para prevenir la dispersión de demasiada energía. Se aplican polaridades opuestas a los electrodos frontal y posterior 204 y 210. El tamaño del área activa 21 8, a manera de ejemplo únicamente, es del orden de la décima parte de una longitud de onda de borde al cuadrado, es decir, «0.1 *??2. Conforme varía la longitud de onda inversamente con la frecuencia de operación, el área activa 218 tiende a disminuir si el piezo 200 está diseñado para una frecuencia de operación mayor. La figura 16 ilustra un ejemplo, en el que el área activa 218 tiene forma cuadrada. Son posibles otras formas para el área activa 218 con formación apropiada de los electrodos 204 y 210 para producir la geometría de traslape deseada. Los piezos de las figuras 15 y 16 limitan la excitación del substrato 20 a una región pequeña que corresponde al área de sección transversal de una onda de borde que se propaga. En estos piezos, la excitación piezoeléctrica está limitada al área de sección transversal de la onda de borde deseada. Una solución alternativa es excitar piezoeléctricamente un área mayor de piezo, tal como crear un área activa 218 mayor, pero limitar el acoplamiento mecánico entre el piezo 200 y el substrato 20, al área de sección transversal pequeña de la onda de borde que se propaga. La figura 17 ilustra un piezo 224 que tiene electrodos frontal y posterior 226 y 228 en lados opuestos del elemento piezoeléctrico 246, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Un electrodo frontal 226 y un electrodo posterior 228 cubren sustancialmente un lado frontal 254 y un lado posterior 256, respectivamente, de un elemento piezoeléctrico 246. Como en los piezos de las figuras 15 y 16, el piezo 224 está polarizado para producir un piezo en modo Shear, con un movimiento de esfuerzo cortante en una dirección de 45°. Cuando dicho piezo 224 está unido a una esquina del substrato 20, se puede usar un adhesivo rígido, tal como epoxi, en el área activa deseada, para obtener el acoplamiento mecánico fuerte al substrato 20, al mismo tiempo que se puede usar en cualquier otra parte un entrehierro o un material de acoplamiento de bajo esfuerzo cortante, tal como hule de silicón (RTV). Si es conveniente efectuar conexiones eléctricas a los electrodos frontal y posterior 226 y 228 en la misma superficie, se puede usar un electrodo dispuesto alrededor, como se muestra en la figura 18. La figura 18 ilustra un piezo alternativo 230 similar al mostrado en la figura 17, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Está presente un electrodo frontal 232 en un lado frontal 234 de un elemento piezoeléctrico 236. Está presente un electrodo posterior 238 en una región de esquina 240 del lado frontal 234 del elemento piezoeléctrico 236, y envuelve una porción de un lado 242 a un lado posterior 244 del elemento piezoeléctrico 236. El electrodo posterior 238 se extiende a lo largo del lado posterior 244 para cubrir el elemento piezoeléctrico 236, formando una región activa en la que el electrodo frontal 232 y el electrodo posterior 238 se traslapan . En el piezo alternativo 230 casi toda el área del piezo 230 es piezoeléctricamente activa. El diseño y la fabricación apropiados de la unión entre el piezo 230 y el substrato 20 limitan el acoplamiento acústico al substrato 20 a la región deseada para la generación y la recepción de la onda de borde. La figura 1 9 ilustra un ensamble transductor de borde 130, montado en la pared lateral 32 del substrato 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Está montado un elemento piezoeléctrico 250 en un lado de un borde 252. Un lado opuesto del borde 252 está montado a la pared lateral 32 del substrato 20. La inclinación del elemento piezoeléctrico 250 con respecto a la superficie vertical de la pared 32, define un ángulo 248 del borde 252. Este ángulo 248 de borde es controlado de manera que las ondas de presión globales excitadas por el piezo 250 y que se propagan en el borde 252, puedan acoplarse a las ondas de Rayleigh que se propagan verticalmente, en la pared lateral 32 del substrato 20.

Cuando se excita, el elemento piezoeléctrico 250 lanza una onda global en el borde 252. Una onda de Rayleigh acústica superficial (SAW) es lazada y se propaga a lo largo de la pared lateral 32, como se indica mediante la flecha 132; por lo tanto, se propaga perpendicular al borde 22 en la figura 19. La onda de Rayleigh, a su vez, interactúa con la gratícula 50 que comprende los elementos 52 de gratícula. Como se describió antes, los elementos de gratícula 52 tienen una altura 54 en la dirección del eje Y aproximadamente igual a o menor que la longitud de onda de una onda de borde E, y están espaciadas aproximadamente a una distancia ?e- La anchura 56 de los elementos de gratícula 52 es aproximadamente ??/2. La gratícula 50 puede acoplar ondas superficiales bidimensionales (las ondas de Rayleigh) a una onda de borde unidimensional, lanzando de esa manera una onda de borde, como se indica mediante la flecha 134, a lo largo del borde 22. El diseño de transductor de la figura 19 puede conducir a una trayectoria SAW parásita, entre pares transmisor/receptor de ensambles 130 de transductor de borde. Por ejemplo, los componentes parásitos de la primera SAW lanzada por el ensamble 130 de transductor de borde, se pueden propagar hacia arriba de la pared lateral 32, a través de la superficie sensora 24, y bajar por la pared lateral opuesta 32, hasta un transductor de borde receptor, situado en la pared lateral opuesta 32. Se puede interrumpir esta trayectoria parásita inclinando el ensamble 130 de transductor de borde con respecto al borde 22. La figura 20 ¡lustra el ensamble 130 transductor de borde que está inclinado con respecto al borde 22, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Por lo tanto, el ángulo de intersección entre la onda de Rayleigh lanzada por el ensamble transductor de borde 130 y el borde 22, es diferente de 90°. La separación s entre las muescas 52 de la gratícula 50 para acoplamiento entre una SAW lanzada a un ángulo <j>está dada por la siguiente relación: I = s/?e + s * seno(<f))M.R . La figura 21 ilustra un ensamble transductor de borde 130 montado en un substrato 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Una porción del substrato 20 de la superficie opuesta 28, opuesta a la superficie de tacto 24, puede ser retirada para formar una depresión 140 a ángulo, en una esquina próxima a los planos que se intersecan, formados por dos de las paredes laterales 32. El ensamble transductor de borde 130 que incluye el borde 142 y el elemento piezoeléctrico 144, puede estar montado en la depresión 140. Por lo tanto, el ensamble transductor de borde 130 no sobresale más allá de los planos de las paredes laterales 32 o las superficies de substrato 24 y 26. La figura 22 ¡lustra un piezo alternativo 260 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El piezo 260 comprende un elemento piezoeléctrico 262 que tiene una esquina enmuescada 264. La esq uina enmuescada 264 puede estar formada con un ángulo 266 de aproximadamente 45° con respecto a los planos formados por los bordes primero y segundo 268 y 270 del elemento piezoeléctrico 262. A manera de ejemplo únicamente, para operación a 5.5 M Hz, el elemento piezoeléctrico 262 puede tener una profundidad 272 de aproximadamente 200 mieras, a lo largo del eje Z. Más en general, se selecciona la profundidad 272 de manera que haya resonancia en el modo Shear, a la frecuencia de operación, es decir, la profundidad 272 es aproximadamente igual a la mitad de la longitud de onda de Shear global, en el material del elemento piezoeléctrico 262. La anchura 274 y la altura 276 a lo largo del eje X y del eje Y, respectivamente, del elemento piezoeléctrico 262, puede ser, en cada caso, de 2 mm. Se pueden formar los electrodos primero y seg undo 278 y 280 en los lados primero y segundo 268 y 270, respectivamente. Se obtiene la polarización a lo largo del eje Z. La figura 23 ilustra el piezo 260 montado en el substrato 20 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El montaje es similar al mostrado en la figura 15 para el piezo 120 en modo Shear. El piezo 260 puede estar montado en el substrato 20 que tiene la esquina enmuescada 264 montada a nivel con el borde 22, como se muestra en la figura 23. Alternativamente, los lados 268 y 270 del piezo pueden estar a nivel con las superficies del substrato 20. Al montar el piezo 260 de manera que los lados de piezo 268 y 270 formen una saliente más allá de la superficie de tacto 24 y de la pared lateral 32, se puede obtener mayor eficiencia. La cantidad de saliente, o la distancia a que se extienden los lados 268 y 270 del piezo más allá de la superficie de tacto 24 y de la pared lateral 32, pueden ser iguales a o menores que una longitud de onda de la onda de borde. Se puede aplicar igualmente el diseño de saliente a transductores basados en el diseño piezo de las figuras 15, 16 y 18, así como al diseño de transductor de la figura 14. De vuelta a la figura 22, se pueden unir los alambres 282 y 284 a los electrodos primero y segundo 278 y 280, como se discutió previamente. Cuando se excitan mediante una señal eléctrica alterna 286, se genera movimiento u oscilación en el modo Shear, dentro del elemento piezoeléctrico 262, como se indica mediante las flechas 288-294. La fuerza de la vibración es mayor dentro del elemento piezoeléctrico 262 cercano a la esquina enmuescada 264, como se indica mediante la flecha 288. Al moverse en alejamiento de la esquina enmuescada 264, disminuye la fuerza de la vibración y la amplitud de la onda de Shear, de una manera controlada. El mecanismo básico de excitación de la onda de borde es el mismo que para el piezo 120 en modo Shear y el piezo 260 en las figuras 15 y 23, respectivamente. Una ventaja del piezo 260 de las figuras 22 y 23 es que, mediante el diseño apropiado de la geometría de la muesca 264 y la colocación del piezo 260 en el substrato 20, se puede igualar muy cercanamente el patrón de excitación piezoeléctrica con el perfil de sección transversal del movimiento de la onda de borde. Esto eleva al máximo la proporción de acoplamiento del piezo al modo de onda de borde deseado, con respecto al acoplamiento parásito de otros modos. Debido a que las secciones transversales de la onda de borde son muy pequeñas, los piezos, tales como el piezo 260, son muy pequeños y tienen alta impedancia en comparación con las impedancias de 50O de los transductores convencionales usados para generar la SAW. Como la impedancia es inversa con respecto al tamaño del área activa, la impedancia está ahora en la región de los kQ. Por lo tanto, se debe entender que los controladores, tales como el controlador 1 12 de la figura 24, se diseñan de preferencia para igualar la impedancia elevada de los piezos. Se pueden usar principios electrónicos conocidos, tales como la igualación de la impedancia de entrada al circuito receptor con la impedancia del transductor de recepción. La figura 24 ilustra un sistema 300 sensor de tacto, por onda de borde, formado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El sistema sensor de tacto 300 comprende el substrato 20 que tiene la superficie de tacto 24 y paredes laterales 32 (no mostradas). Por claridad se han indicado los bordes 22 como los bordes 306, 308, 310 y 312. Un controlador 1 12 suministra señales eléctricas a transductores de transmisión 302 y 304 a través de conexiones eléctricas 1 10 para excitar los piezos de los transductores transmisores 302 y 304. Las gratículas 92 y 94 convierten las vibraciones de piezo a un primer modo acústico, tal como la onda de borde 314 que se desplaza a lo largo del borde 306, y la onda de borde 316 que se desplaza a lo largo del borde 308, respectivamente, como se indica mediante las flechas. La onda de borde 314 es convertida, por la formación reflectora 318, a onda de Rayleigh 320. La onda de Rayleigh 320 se desplaza como una onda acústica superficial, unida a la superficie 24, hasta que encuentra la formación reflectora 322, donde se convierte de nuevo a una onda de borde 324 y se desplaza siguiendo el borde 310, en la dirección indicada por una flecha, donde se puede detectar por el transductor receptor 326. Similarmente, la onda de borde 316 se convierte mediante la formación reflectora 328, a onda de Rayieigh 326. La onda de Rayieigh 330 se desplaza como una onda acústica superficial unida a la superficie 24, hasta que encuentra la formación reflectora 332, donde se convierte nuevamente a una onda de borde 334 y se desplaza a lo largo del borde 312 en la dirección indicada por una flecha, donde las amplitudes de señal de la onda de borde pueden ser detectadas por el transductor receptor 336. Están hechas conexiones eléctricas 1 14 de manera que los transductores receptores 326 y 336 puedan suministrar señales eléctricas nuevamente al controlador 1 12. Las perturbaciones (por ejemplo, un toque con un dedo o con un palillo) a la superficie de tacto 24, pueden ser detectadas entonces como perturbaciones en las señales procedentes de la onda de borde sobre el borde receptor, y se puede determinar la ubicación asociada con la perturbación con base en el tiempo en que se detecta la perturbación en la señal recibida. Las conexiones eléctricas 1 1 0 y 1 14 pueden comprender arneses de cables. Está formada una región 108 sensible al tacto en la superficie de tacto 24, y comprende esencialmente toda la superficie de tacto 24, debido a que las formaciones reflectoras 31 8, 322, 328 y 332 y los transductores 302, 304, 326 y 336 pueden estar formados a lo largo de y/o unidos a, una periferia exterior muy angosta 1 16 del substrato sensor 20, y en muchos casos, pueden estar hechos en y/o unida a, las paredes laterales 32 del substrato 20. La periferia exterior 1 16 de la superficie de tacto 24, que es necesaria para la generación y la detección de las ondas de borde unidimensionales puede ser de apenas 1 mm. Alternativamente, la onda acústica superficial (por ejemplo, SAW bidimensional) se puede detectar directamente después de atravesar por lo menos una porción de la región 108 sensible al tacto, sin ser convertida a onda de borde, para identificar la presencia y la ubicación de las perturbaciones a la región 108 sensible al tacto de la superficie de tacto 24. Se puede modificar la figura 24 para proveer coordinadas de posición del tacto, bidimensionales, usando dos transductores de transmisión/recepción, como se discutió con anterioridad. Además son posibles otras muchas geometrías de pantalla de tacto, usando ondas de borde, incluyendo diseños de pantalla de tacto con trayectorias acústicas no ortogonales , que se pueden adaptar para uso con ondas de borde.

La figura 25 ilustra un panel de tacto 350 de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Están formados bordes limpios 356-362 en el substrato 20. Están formados elementos reflectores 364 y 366 en la pared lateral 32 de la superficie de tacto 24, próxima a dos de los bordes 356 y 362. Están ilustrados los elementos reflectores 364 formados en la pared lateral 32, próximos al borde 356, y están ilustrados los elementos reflectores 366 formados en la superficie de tacto 24, próximos al borde 362. Los piezos 352 y 354 son usados tanto para transmitir como para recibir información de la onda de borde. Únicamente un piezo 352 o 354 puede transmitir o recibir activamente en un momento dado. Un controlador 368 puede comunicar con cada uno de los piezos 352 y 354, por medio de conexiones eléctricas 370 y 372. El controlador 368 puede tener interruptores 374 y 376 para controlar qué piezo 352 o 354 es conectado a un generador de señal 378, para transmitir una señal o un módulo electrónico 380 para recibir y descodificar una señal. El controlador 368 puede alternar entre los piezos 352 y 354, donde el piezo 352 puede transmitir y recibir una señal, seguido por el piezo 354 que transmite y recibe una señal. Alternativamente, cada una de las conexiones eléctricas 370 y 372 puede estar provista de uno de dos circuitos idénticos, cada uno con un interruptor de modo de transmisión/recepción. Al activarse, el piezo 352 transmite una onda de borde en la dirección de la flecha 382. La onda de borde encuentra los elementos reflectores 364 y se convierte a una SAW acoplada a la superficie de la superficie de tacto 24, y es transmitida en la dirección de la flecha 384. Una fracción significativa de la SAW que se propaga en la dirección 384 será reflejada por el borde 360. Alternativamente se pueden colocar una o más tiras receptores 386 a media longitud de onda de separación, sobre la superficie de tacto 24, próximas a y paralelas al borde 360. El borde 360 y/o las tiras reflectoras 386 reflejan la SAW en 180° en la dirección de la flecha 388. Cuando la SAW encuentra el borde 356 y los elementos reflectores 364, se convierte la SAW a una onda de borde transmitida en la dirección de la flecha 390. La onda de borde es detectada por el piezo 352 y la señal eléctrica es leída por el controlador 368 por medio de la conexión eléctrica 370. A continuación el controlador 368 transmite una señal eléctrica desde el generador de señal 378, por la conexión eléctrica 372, para excitar el piezo 354. El piezo 354 genera una onda de borde que se desplaza a lo largo del borde 362 en la dirección de la flecha 392. Cuando la onda de borde encuentra los elementos reflectores 366, se convierte la onda de borde a una SAW que se desplaza a través de la superficie de tacto 24, en la dirección de la flecha 394. Se refleja la SAW 1 80° por el borde 358 y/o una o más de las tiras reflectoras 396. La SAW reflejada se desplaza en la dirección de la flecha 398, encuentra el borde 362 y los elementos reflectores 366, y se convierte a una onda de borde que se desplaza en la dirección de la flecha 400. El piezo 354 detecta la onda de borde y envía una señal eléctrica por la conexión eléctrica 372, al controlador 368. La figura 31 ilustra un sistema sensor de tacto alternativo, de onda de borde, formado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Un solo transductor 602 opera tanto en el modo de transmisión como en el modo de recepción para proveer información bidimensional coordenada de tacto, al mismo tiempo que utiliza una región de borde muy angosta de la superficie de tacto 24. El transductor 602 puede ser cualquier diseño de transductor capaz de transmitir y recibir ondas de borde, tal como los diseños de transductor previamente discutidos. Se forma el substrato 20 teniendo bordes limpios 604-610. Está formada una esquina redondeada 612, donde se intersecan los bordes 604 y 606. La esquina redondeada 612 también está formada con un borde sustancialmente limpio, y puede tener un ángulo aproximadamente de 90°. Están formadas formaciones reflectoras 614 y 616 en los bordes 604 y 606, respectivamente. Está formado un amortiguador absorbente 618 en un extremo de la pared lateral 32, próximo al borde 608, y próximo a un extremo de la formación reflectora 616. Se debe notar que las propiedades de guiaondas del borde permite una manera muy simple y eficiente de redirigir las ondas de borde en 90° entre las formaciones reflectoras 614 y 616, para adquirir datos de tacto X y Y, o sea, se puede formar la pared lateral 32 teniendo una formación simple de cuarto de círculo de la pared lateral y los bordes correspondientes 604 y 606. El transductor 602 transmite una onda de borde en la dirección de la flecha 620, junto con el borde 604. Una porción de la onda de borde transmitida es dispersada por la formación reflectora 614 y atraviesa la superficie de tacto 24 en la dirección de la flecha 622 como una onda de Rayleigh . La onda es reflejada en 180° en la dirección de la flecha 624 y nuevamente por la formación reflectora 614 en la dirección de la flecha 626, para ser recibida por el transductor 602. Esta porción de la onda de borde transmitida es recibida relativamente pronto en el tiempo y provee una medición de la coordenada X de un tacto.

Otra porción de la onda de borde transmitida desde el transductor, es transmitida a través de la formación reflectora 614, sigue la esq uina redondeada 612 y encuentra la formación reflectora 616. La energía de la onda de borde es dispersada parcialmente a 90° como una onda de Rayieigh en la dirección de la flecha 628, y atraviesa la superficie de tacto 24 como una onda Rayieigh. La onda es reflejada en 180° por el borde 61 0 en la dirección de la flecha 30, y es reflejada por la formación reflectora 616 y recibida por el transductor 602. Esta porción de la onda de borde transmitida es recibida relativamente tarde en el tiempo y provee una medición de la coordinada Y de un tacto. Cualquier porción restante de la onda de borde transmitida, que se transmita a través de ambas formaciones reflectoras 614 y 616, puede ser eliminada con el amortiguador absorbedor 618. La figura 26 ilustra un panel de tacto 402 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El panel de tacto 402 comprende un substrato 20 con paredes laterales 32, como se discutió previamente. Se han formado bordes limpios 404-410 en una intersección entre los planos de cada una de las paredes laterales 32 y la superficie de tacto 24. El substrato 20 está formado teniendo una dimensión de la superficie de tacto 24 mayor que la otra. Por ejemplo, el substrato 20, a lo largo de la dimensión X, es mayor que en la dirección Y. Las ondas acústicas que se desplazan a lo largo de trayectorias acústicas más largas en un sensor de tacto o un sistema sensor de tacto, experimentarán más pérdida que las que se desplazan en tramos de trayectoria acústica más cortos. Por lo tanto, para hacer relativamente uniforme la sensibilidad al tacto en toda la región sensible al tacto de dicho sensor de tacto, frecuentemente es conveniente efectuar una ecualización de las señales que resultan de las ondas acústicas que se desplazan por diferentes longitudes de trayectoria acústica, de modo que los niveles de señal son aproximadamente independientes de la longitud de la trayectoria acústica. Los elementos reflectores 420, 422 y 424 han sido formados próximos a los bordes 406, 41 0 y 404, respectivamente. Como se discutió previamente, los elementos reflectores 420-424 pueden estar formados como muescas espaciadas regularmente o como protuberancias espaciadas regularmente, en las paredes laterales 32 y/o en la superficie de tacto 24. Opcionalmente se pueden formar una o más tiras reflectoras 426 sobre la superficie de tacto 24, próxima al borde 408. El panel de tacto 402 usa tres piezos 412, 414 y 416. El piezo 412 puede ser usado para transmitir señales, mientras que el piezo 414 es usado para recibir señales. Un generador de señal 428 dentro del controlador 418, transmite una señal por la conexión eléctrica 430. El piezo transmisor 412 lanza una onda de borde a lo largo del borde 406, en la dirección de la flecha 432. La onda de borde es reflejada lo suficiente por el reflector 420, y se convierte a una SAW q ue se mueve a través de la superficie de tacto 24, en la dirección de la flecha 434. La SAW se convierte a una onda de borde mediante los elementos reflectores 422 y se desplaza a lo largo del borde 410, en la dirección de la flecha 436. El piezo 414 detecta la onda de borde y envía una señal eléctrica al controlador 418, a través de la conexión eléctrica 438. Se usa el piezo 416 tanto para transmitir como para recibir señales. Esto se puede lograr como se discutió previamente con relación a la figura 25 y el controlador 368. El piezo 416 es excitado por una señal eléctrica procedente del generador de señales 428 del controlador 418 a través de la conexión eléctrica 440. El piezo 416 lanza una onda de borde a lo largo del borde 404 en la dirección de la flecha 442, que es reflejada parcialmente por los elementos reflectores 424 en la dirección de la flecha 444, como una SAW. La SAW es reflejada 180° por la tira reflectora 426 y/o el borde 408, en la dirección de la flecha 446. La SAW es reflejada por los elementos reflectores 424 y convertida a una onda de borde que se propaga en la dirección de la flecha 448. Se detecta la onda de borde por el piezo 416, y se envía una señal eléctrica al controlador 418 por la conexión eléctrica 440. El panel de tacto 402 utiliza una piezo 416 con elementos reflectores 424 y el borde 408 (y opcionalmente, la tira reflectora 426) para detectar eventos de tacto a lo largo del eje X. Para detectar eventos de tacto a lo largo del eje Y, se usan los dos piezos 412 y 414 y los elementos reflectores 420 y 422. Por lo tanto, la SAW atraviesa la superficie de tacto 24 a lo largo del eje X solamente una vez, mientras que la SAW atraviesa dos veces la superficie de tacto 24 a lo largo del eje Y. La figura 27 ilustra un panel de tacto grande 450 que comprende cuatro piezos 452-458 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El panel de tacto 450 puede comprender una superficie de tacto grande 24 en el substrato 20. Por lo tanto, la distancia a que tienen que desplazarse las ondas se vuelve cada vez mayor y la señal experimenta atenuación incrementada. Para un tamaño dado de panel de tacto, el diseño de la figura 27 reduce al mínimo la longitud máxima de trayectoria, mientras que, al mismo tiempo, tiene un solo transductor en cada esquina. Nótese que a lo sumo se puede colocar un transductor de los diseños de las figuras 15 a 18 y 23, en cada esquina del substrato 20.

Los piezos 452-458 están mondados en diferentes esq uinas del substrato 20 y, de tal manera, no interfieren físicamente entre ellos. Cada uno de los piezos 452-458 transmite y recibe señales, como se discutió previamente en la fig ura 25 y, por lo tanto, el controlador 41 8 no será discutido adicionalmente. El substrato 20 está formado teniendo bordes limpios 460-466. Los elementos reflectores 470-476 están formados próximos a cada uno de los bordes 460-466, a todo lo largo de aproximadamente la mitad de cada uno de los bordes 460-466 más cercanos a los piezos 452-458. Las tiras reflectoras 494-498, de estar presentes, pueden estar formadas en la superficie de tacto 20, paralelas al borde 466 y espaciadas a una distancia aproximadamente igual a la mitad de una longitud de onda acústica de superficie. Las tiras reflectoras 494-498 están formadas a lo largo de aproximadamente la mitad de la longitud del borde 466, donde los elementos reflectores 476 no están presentes, o la mitad del borde 466 más alejada del piezo 456. Están formadas tiras reflectoras adicionales en la superficie de tacto 20, paralelas a cada uno de los bordes 460-464, de la misma manera. Cuando se excita el piezo 452, el piezo 452 lanza una onda de borde a lo largo del borde 462 en la dirección de la flecha 478. La onda de borde es reflejada parcialmente por los elementos reflectores 472 y convertida a una SAW que se desplaza a través de la superficie de tacto 24 en la dirección de la flecha 480. Se refleja la SAW en 1 80° en la dirección de la flecha 482, gracias a las tiras reflectoras 494-498 y/o al borde 466. La SAW es reflejada 90° por los elementos reflectores 472 en la dirección de la flecha 484, y es recibida por el piezo 452. Por lo tanto, el piezo 452 detecta una señal representativa de una coordenada Y de la mitad de la superficie de tacto 24, tal como el área 486. Cada uno de los piezos 454, 456 y 458 envía y recibe señales de la manera descrita para el piezo 452, detectando una señal en un área de aproximadamente la mitad de la superficie de tacto 24. El piezo 454 detecta una señal representativa de una coordenada X de un área 488. El piezo 456 detecta una señal representativa de una coordenada Y de un área 490. El piezo 458 detecta una señal representativa de una coordenada X de un área 492. Por lo tanto, en comparación con los paneles de tacto que usan dos piezos para transmitir y recibir señales, el panel de tacto 450 usa cuatro piezos 452-458 que reciben señales desde una trayectoria de señal de longitud reducida, en comparación con la geometría de dos piezos. Las ondas de borde no tienen que desplazarse tan lejos, y se pueden implementar paneles de tacto mayores 450. Tampoco hay interferencia física entre los piezos 452-458, ya que cada uno de los piezos 452-458 está montado en una esquina diferente del substrato 20. La figura 32 ilustra un sensor de tacto 640 en el que un solo transductor de transmisión 642 genera señales X y Y de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El substrato 20 está formado teniendo bordes limpios 646-652, tal como se discutió con anterioridad . El transductor de transmisión 642 está montado en la segunda superficie 28 del substrato 20 y lanza una onda de borde en la dirección de la flecha 654 hasta un borde vertical 644, que forma la intersección de dos paredes laterales 32. En un vértice 656 formado por el borde vertical 644 y los dos bordes 646 y 648, la onda de borde incidente, que se propaga verticalmente, se divide a dos ondas de borde que se propagan horizontalmente, que se desplazan en la dirección de las flechas 658 y 660. La onda de borde que se propaga horizontalmente, que se desplaza en la dirección de la flecha 658, encuentra una formación reflectora de transmisión 662 (dirección X) q ue dispersa parcialmente la onda de borde en 90° y se convierte a ondas de Rayleigh , transmitidas a través de la superficie de tacto 24 en la dirección de la flecha 666. Las ondas de Rayleigh son recibidas posteriormente por la formación reflectora de recepción de X 668, convertidas a ondas de borde que son dirigidas en la dirección de la flecha 672, y recibidas por un transductor 674. De igual manera, la onda de borde que se propaga horizontalmente, que se desplaza en la dirección de la flecha 660, encuentra una formación reflectora de transmisión 664, es dispersada parcialmente 90° y convertida a ondas de Rayleigh transmitidas a través de la superficie de tacto 24, en la dirección de la flecha 676. Las ondas de Rayleig h son recibidas por la formación reflectora de recepción de Y 670, son convertidas a ondas de borde que son dirigidas en la dirección de la flecha 678 , y recibidas por un transductor 680. Por lo tanto, las señales X y Y comparten una descarga común (desde el transductor 642) , pero tienen señales de recepción distintas, desde transductores de recepción distintos (674 y 680). Alternativamente, se pueden invertir las trayectorias acústicas de modo que distintos transductores de transmisión X y Y puedan excitar secuencialmente trayectorias acústicas recibidas por un transductor receptor común . La figura 33 ilustra un sensor de tacto alternativo 690, en el que un solo transductor de transmisión 692 genera las señales X y Y de acuerdo con una modalidad de la presente invención . En la figura 33, el transductor de transmisión 692 y los transductores de recepción 694 y 696 pueden estar formados y/o fijados a la segunda superficie 28 del substrato 20, permitiendo flexibilidad incrementada cuando se diseña un sistema que utilice el sensor de tacto 690. Las esquinas de cuarto de círculo 698 y 700 guían las ondas de borde inicialmente horizontales, a una dirección vertical , cuando es necesario que sean recibidas por los transductores 694 y 696, montados en la superficie inferior del substrato 20. La figura 34 ilustra la geometría del substrato 20 cerca del transductor de transmisión común 692, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . El transductor 692 lanza una onda de borde en la dirección de la flecha 704, hacia arriba en un borde vertical 702. El borde vertical 702 forma dos bordes curvos 706 y 708, y la onda de borde se divide para formar dos ondas de borde que se propagan en la dirección de las flechas 71 0 y 712.

Alternativamente, la geometría puede ser la misma que se ilustró en la figura 32. Se puede utilizar estudios experimentales y de simulación para determinar la geometría de la esquina del substrato que divida más eficientemente la energía acústica transmitida entre las trayectorias de señal X y Y. Como con la figura 32, los papeles de los transd uctores de transmisión y de recepción pueden intercambiarse en la modalidad de las figuras 33 y 34. La figura 28 ilustra un diagrama de bloques de un monitor de tacto 500 interconectado con una computadora 502, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La computadora 502 corre una o más aplicaciones, tales como en una fábrica, una tienda de venta al menudeo, un restaurante, una instalación médica y similares. Se puede usar la computadora 502 para calibración y prueba de una instalación de fábrica, por ejemplo, y puede comprender un exhibidor 504 y una entrada de usuario 506, tal como un teclado y/o un ratón. Pueden estar interconectados muchos monitores de tacto 500 con la computadora 502, en una red. Un monitor 508 comprende componentes para exhibir datos en un exhibidor 510. El exhibidor 510 puede ser un LCD, CRT, plasma de imagen fotográfica y similares. U na pantalla de tacto 512 está instalada próxima al exhibidor 51 0. La pantalla de tacto 512 recibe la entrada de un usuario a través de un toque con el dedo, con un palillo y similares. La pantalla de tacto 512 puede estar formada en el substrato 20 y tener un margen muy angosto 536. El margen 536 puede tener la anchura de una onda de borde, tal como se discutió previamente. Un cable de monitor 514 conecta el monitor 508 con un controlador de monitor 51 6. El controlador de monitor 516 recibe información de video de la computadora 502 y por el cable de video 51 8. La información de video es recibida y procesada por el controlador de monitor 51 6, y luego es transferida al monitor 508 por el cable de monitor 514, para ser exhibida en el exhibidor 51 0. Se debe entender que el monitor 508 y el controlador de monitor 51 6 pueden estar conectados físicamente entre sí o interconectados de tal manera que no se requiera el cable de monitor 514. El controlador de monitor 516 comprende componentes tales como una CPU 520 y una memoria 522. Un cable de pantalla de tacto 524 interconecta la pantalla de tacto 512 con un controlador 526 de pantalla de tacto. El controlador de pantalla de tacto 526 envía y recibe información a y desde la computadora 502 , a través del cable 528 de datos de tacto. La información de tacto es recibida por la pantalla de tacto 412, transferida por el cable de pantalla de tacto 524 al controlador 526 de pantalla de tacto, y luego enviada por el cable de datos de tacto 528, a la computadora 502. El controlador 526 de pantalla de tacto comprende componentes tales como una CPU 530 y la memoria 532.

Un alojamiento de monitor 534 puede encerrar el monitor 508, el monitor y los cables de pantalla de tacto 514 y 524, y el monitor y los controladores 51 6 y 526 de pantalla de tacto. El alojamiento de monitor 534 puede incluir el margen 536 de la pantalla de tacto 512, asegu rando la pantalla de tacto 512 y previniendo interferencias externas con la onda de borde, los reflectores, los transductores, los piezos y similares. Por ejemplo, puede ser conveniente integrar y sellar un sensor de tacto acústico, tal como la pantalla de tacto 512, en otro equipo, tal como el alojamiento de monitor 534. El sello puede prevenir la introducción de agua u otros contaminantes a los transductores y a los bordes de propagación de la onda de borde, así como a los componentes internos de un sistema exhibidor de tacto que contiene el sensor de tacto. Dado que el margen 536, incluyendo los transductores para generar y recibir las ondas acústicas y las formaciones reflectoras para dirigir las ondas acústicas, es angosto, el área total que se debe sellar es reducida, en comparación con los monitores anteriores, que tenían márgenes más anchos. Debido al margen 536 muy angosto, hecho posible al utilizar ondas de borde, se puede facilitar el sello, por ejemplo, usando materiales selladores que se pueden imprimir o micro-suministrar sobre el substrato 20, con registro controlado y poca anchura de sello. Se puede usar materiales selladores que se curan térmicamente y se unen al substrato 20. A manera de ejemplo únicamente, el alojamiento 534 de monitor puede ser un monitor autónomo. Opcionalmente, el alojamiento 534 de monitor puede omitirse, si el monitor de tacto 500 está instalado dentro de un quiosco u otro entorno. Los cables de datos de video y de tacto 51 8 y 528 pueden ser cables separados o estar empacados juntos. Los cables de video y de datos de tacto 51 8 y 528 se extienden desde el alojamiento de monitor 534 hasta el sitio de la computadora 502. Las memorias 522 y 532 almacenan datos, incluyendo datos que corresponden a Datos de Identificación de Exhibición Extendidos (EDI D). Los datos de EDI D pueden incluir información acerca del monitor 508 y de la pantalla de tacto 51 2, tales como un número de identificación de vendedor o de fabricante, el tamaño máximo de imagen , las características de color, controles de tiempo previamente fijados y límites de rango de frecuencias. Opcionalmente, se pueden combinar las memorias 522 y 532 y se pueden proveer con uno de los controladores de monitor y de pantalla de tacto 51 6 y 526, para formar un solo módulo de memoria común , que almacena los EDID tanto del monitor 508 como de la pantalla de tacto 512. Opcionalmente se pueden combinar los controladores 516 y 526 de la pantalla de tacto y del monitor, para formar un solo controlador común para el monitor de tacto 500. Se debe entender que la implementación del monitor de tacto 500 es únicamente una de las muchas implementaciones posibles del sensor de tacto acústico. Por ejemplo, se puede usar un metal, tal como aluminio, para formar el substrato para crear una mesa que acepte la entrada de tacto. Las ondas de borde viajan sobre bordes curvos y, por tanto, se pueden propagar alrededor de un borde de un objeto redondo, tal como una cubierta redonda de mesa o un cilindro. La figura 29 ilustra un ejemplo de una cubierta 550 de mesa redonda, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La cubierta 550 redonda de mesa puede estar hecha de vidrio o de metal, con un borde limpio 552 alrededor de su perímetro, un área de tacto cuadrada 554, y formaciones reflectoras 556-562 y transductores 564-570, fabricados en el borde perimetral 552, según sea necesario para soportar las trayectorias acústicas mostradas. La figura 35 ilustra una opción geométrica alternativa, de acuerdo con una modalidad de la presente invención . Un cilind ro sólido o hueco 720 tiene un borde limpio de 90° , señalado con 722, con una geometría circular, sobre la que está fabricado un transductor 728 de transmisión/recepción, una formación reflectora 726 y, opcionalmente, un vertedero de onda de la onda de borde, o amortiguador 730. Una onda de borde procedente de transductor 728 es dispersada hacia abajo a 90° y convertida en modo a una onda de Rayleigh que se propaga hacia abajo, en la dirección de la flecha 732. En el fondo del cilindro 720, se refleja la onda de borde en 180° en la dirección de la flecha 734, y la trayectoria acústica traza de nuevo su trayectoria al transductor 728. El amortiguador 740 puede estar provisto para absorber cualquier energía de onda de borde dispersada por la formación reflectora 726 sobre la superficie superior horizontal 724. Dicho sensor provee una coordenada angular de un evento de tacto alrededor del eje del cilindro 720. (Los principios de diseño de formación de la patente estadounidense No. 5,854,450, incorporada aquí por medio de esta referencia, también se pueden aplicar a los diseños de sensor de tacto con onda de borde, para permitir geometrías generalizadas de sensores de tacto). También se pueden implementar tapetes de pasillo para exhibiciones en museos y otras aplicaciones de público en general, donde el substrato 20 es de una construcción robusta de acero inoxidable, con geometría circular o incluso hemisférica. Por lo tanto, la geometría del sensor de tato acústico no está limitada a una superficie plana, cuadrada o rectangular, sino que puede ser usado para formar un gran número de productos diferentes, tales como superficies de robot sensibles al tacto, para detectar una colisión . Tampoco está limitado el tamaño de la implementación, ya que se pueden detectar áreas de mayor tamaño usando una variedad de combinaciones de transductor y reflector. Como se señaló previamente, las ondas acústicas que se desplazan por tramos mayores de la trayectoria acústica, en un sensor de tacto, o en un sistema sensor de tacto, experimentarán más perdida que las que se desplazan por tramos más cortos de la trayectoria acústica. Por lo tanto, para uniformar relativamente la sensibilidad al tacto en toda la región sensible al tacto de un sensor de tacto, frecuentemente es conveniente efectuar una ecualización de las señales que resultan de las ondas acústicas que se desplazan por diferentes tramos de la trayectoria acústica, de modo que los niveles de señal sean aproximadamente independientes de la longitud de la trayectoria acústica. Se puede obtener la ecualización de la señal, por ejemplo, variando la densidad de los elementos reflectores a lo largo de las trayectorias acústicas, la altura del elemento reflector o la profundidad , a lo largo de la formación reflejante; la longitud de los elementos reflectores, la longitud del elemento reflector dentro de una formación, y la distancia entre una formación reflejante y un haz acústico. Además, se puede ajustar el número de transductores usados para transmitir y/o recibir, así como el área de la pantalla de tacto de la q ue cada transductor envía y/o recibe señales, de acuerdo con el tamaño y/o la forma del objeto de tacto. Se debe entender que las disposiciones descritas arriba del aparato y el método son meramente ilustrativas, y que se pueden hacer otras modalidades y modificaciones sin salirse del espíritu y alcance de las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES 1 . Un sensor de tacto, que comprende: un substrato capaz de propagar ondas acústicas; incluyendo el substrato una primera superficie que tiene una región sensible al tacto y que incluye una primera pared lateral que interseca la primera superficie a lo largo de un primer borde; estando configurado el primer borde para propagar una primera onda acústica a lo largo del primer borde; estando configurada la primera superficie para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto; estando basada la segunda onda acústica en la primera onda acústica; y un convertidor de onda, para convertir la primera onda acústica a la segunda onda acústica. 2. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , en el que la primera pared lateral y la primera superficie se intersecan en el primer borde con un ángulo aproximado de 90°. 3. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un transductor provisto próximo al primer borde; produciendo el transductor una primera onda acústica que se propaga a lo largo del primer borde; recibiendo el transductor la segunda onda acústica q ue se propaga a través de la región sensible al tacto. 4. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el convertidor de onda comprende u n elemento parcialmente reflejante, localizado inmediatamente adyacente al primer borde. 5. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , en el que la segunda onda acústica es una de entre una onda de Shear, una onda de Lamb y una onda de Rayleigh . 6. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el convertidor de onda comprende una primera formación de elementos reflejantes, situada próxima al primer borde, para convertir la primera onda acústica que se propaga a lo largo del primer borde, a la segunda onda acústica que se propaga por el substrato. 7. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el convertidor de oda comprende elementos parcialmente reflejantes que están espaciados aproximadamente a una longitud de onda de la primera onda acústica. 8. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , en el que el convertidor de onda incluye elementos reflejantes que tienen muescas espaciadas regularmente. 9. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un transductor provisto próximo al primer borde; produciendo el transductor la primera onda acústica que se propaga a lo largo del primer borde. 1 0. El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente una gratícula difractora que comprende una serie de muescas espaciadas regularmente próximas al primer borde; extendiéndose las muescas desde el primer borde, a lo largo de la primera superficie, a una distancia menor que una longitud de onda de la primera onda acústica. 1 1 . El sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente un transductor próximo al primer borde; incluyendo el transductor un piezo de modo Shear provisto en una superficie del substrato, perpendicular a una dirección de propagación de la primera onda acústica. 12. Un sistema sensor de tacto que comprende: un transmisor para generar una primera onda acústica unidimensional; un sensor de tacto que comprende un substrato capaz de propagar ondas acústicas; incluyendo el substrato una primera superficie que tiene una región sensible al tacto y que incluye primera y segunda paredes laterales que intersecan la primera superficie a lo largo de primero y segundo bordes; estando configurado el primer borde para propagar la primera onda acústica; estando configurada la primera superficie para propagar una segunda onda acústica a través de la región sensible al tacto; un primer convertidor, provisto en el substrato, para convertir la primera onda acústica a la segunda onda acústica que se propaga por el substrato a través de la región sensible al tacto; y un detector, provisto en el substrato, para detectar la segunda onda acústica, después que atraviesa por lo menos una porción de la región sensible al tacto. 1 3. El sistema sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 1 2, en el que por lo menos uno de entre el transmisor y el detector comprende un elemento piezoeléctrico. 14. Un sistema sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 12, en el q ue el primer convertidor comprende una formación de elementos reflejantes, situada próxima al primer borde. 15. El sistema sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 12, que comprende adicionalmente un controlador que excita al trasmisor para que genera la primera onda acústica y que recibe señales del detector. 1 6. El sistema sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 12, que comprende adicionalmente un segundo convertidor de onda para convertir la segunda onda acústica a una tercera onda acústica unidimensional, detectada por el detector. 1 7. El sistema sensor de tacto de conformidad con la reivindicación 12, en el que el substrato es transparente, de manera que el sensor de tacto puede funcionar como una pantalla de tacto. 18. Un método para detectar un toque sobre una región sensible al tacto de un substrato capaz de propagar ondas acústicas, incluyendo el substrato una primera superficie que tiene la región sensible al tacto; teniendo el substrato primera y segunda paredes laterales que intersecan la primera superficie a lo largo de primero y segundo bordes; comprendiendo el método: trasmitir una primera onda acústica unidimensional, a lo largo del primer borde; convertir la primera onda acústica a una segunda onda acústica; dirigir la segunda onda acústica a lo largo de la primera superficie, a través de la región sensible al tacto; y detectar la segunda onda acústica próxima a la segunda pared lateral del substrato. 1 9. El método de conformidad con la reivindicación 1 8, en el que el paso de detectar incluye detectar las perturbaciones en la segunda onda acústica; siendo indicativas las perturbaciones de la ubicación de un evento de tacto. 20. El método de conformidad con la reivindicación 1 8, en el que el paso de detectar comprende adicionalmente convertir la segunda onda acústica a una tercera onda acústica unidimensional, y detectar la tercera onda acústica próxima a uno de los bordes primero y segundo.