УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СЕНСОРНЫМ ЭКРАНОМ Российский патент 2024 года по МПК G06F3/44 G06F11/273 

Описание патента на изобретение RU2818986C1

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в составе устройств, предназначенных для испытаний сенсорных экранов, и устройств, передающих информацию через сенсорный экран.

Уровень техники

Из существующего уровня техники известны способы управления сенсорными экранами при помощи устройств, которые применяются в целях тестирования аппаратной части экранов, а также моделировании поведения пользователей при взаимодействии с интерфейсом экрана (см. https://www.prorobot.ru/17/quality-commander.php, 28.12.2010; https://androidinsider.ru/polezno-znat/kak-testiruyutsya-sensornyie-displei.html, 22.12.2013).

Например, в качестве технических средств, симулирующих физические касания экрана, могут использоваться различные роботизированные устройства, в том числе руки с «пальцами», снабжёнными на концах токопроводящими накладками (см. CN 201138361Y, 22.10.2008; CN 203133768 U, 14.08.2013). В других случаях могут использоваться более простые электромеханические приводы. Устройства заземлены и при касаниях экрана вызывают срабатывание датчиков экрана и регистрацию событий его касаний аппаратной и программной системами экрана. Помимо тестирования технической части для оценки точности и отзывчивости экранов, робот может использоваться для симуляции различных уровней навыков пользователей при пользовании сенсорными экранами: в играх, при наборе текста и т. п. Технические средства, симулирующие касания, также могут быть использованы для передачи информации через сенсорные экраны.

Недостатками упомянутых выше решений являются их инерционность, сложность конструкции, содержащей большое количество движущихся частей, не устойчивая и не надежная работа устройств, приводящая к ложным срабатываниям экрана, а также их большие размеры.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей является создание простого, не содержащего движущихся частей устройства управления сенсорным экраном, имеющего портативные размеры, характеризующегося устойчивой и надежной работой.

Технический результат заключается в упрощении устройства, повышении устойчивости и надежности работы, обеспечении компактности.

Технический результат достигается за счёт того, что Устройство управления сенсорным экраном содержит установленные на печатной плате блок управления, усилитель гармонических колебаний, охваченный положительной обратной связью посредством цепи обратной связи и копланарного конденсатора, содержащего две обкладки, причем одна обкладка конденсатора подключена ближе к входу усилителя, другая обкладка - к выходу усилителя, при этом обкладки конденсатора расположены в одной плоскости.

Кроме того, конденсатор выполнен с возможностью прикладывания к сенсорному экрану параллельно или перпендикулярно или в промежуточных положениях, непосредственно, или на расстоянии, не превышающем 1 мм от поверхности сенсорного экрана.

Кроме того, конденсатор имеет основание, которое изготовлено из диэлектрического материала, и составляет одно целое с платой устройства или выполнено отдельно.

Кроме того, размеры обкладок копланарного конденсатора выбраны таким образом, что расстояние между их геометрическими центрами совпадает с расстоянием между центрами датчиков сенсорного экрана.

Кроме того, обкладки конденсатора имеют соединители с цепью обратной связи, длина которых составляет не более 2 мм.

Кроме того, усилитель гармонических колебаний собран на трёх транзисторных каскадах по схеме с общим эмиттером.

Кроме того, усилитель гармонических колебаний построен по неинвертирующей схеме с нулевым фазовым сдвигом на частоте автогенерации возбуждений в цепи обратной связи.

Кроме того, усилитель гармонических колебаний выполнен инвертирующим на частоте автогенерации возбуждений с фазосдвигающей на 180° цепью обратной связи.

Кроме того, усилитель гармонических колебаний выполнен инвертирующим, но сдвигающим фазу на 180° на частоте автогенерации возбуждений с цепью обратной связи и с нулевым фазовым сдвигом, или составляющим 360° в сумме со сдвигом усилителя кратное число раз.

Способ управления сенсорным экраном при помощи устройства управления содержит следующие этапы:

- подают питающее напряжение от блока управления на генератор-усилитель устройства управления, образуя электромагнитное поле между обкладками копланарного конденсатора, расположенными в одной плоскости;

- при появлении гармонических колебаний напряжения на обкладках конденсатора, расположенных в одной плоскости, осуществляют воздействие на сенсорный экран путем прикладывания конденсатора к датчикам сенсорного экрана параллельно или перпендикулярно или в промежуточных положениях, непосредственно или на расстоянии от поверхности сенсорного экрана, где образуемое в режиме автоколебаний усилителя, переменное электромагнитное поле оказывает влияние на поля, сформированные датчиками сенсорного экрана, меняя их ёмкость в большую или меньшую сторону в зависимости от режима работы контроллера сенсорного экрана;

- определяют посредством контроллера сенсорного экрана изменение ёмкостей датчиков сенсорного экрана относительно предварительно установившегося уровня покоя и регистрируют события касаний сенсорного экрана в точке, находящейся внутри, либо на минимальном расстоянии от зоны проекции на экран обкладок конденсатора.

Кроме того, воздействие на сенсорный экран осуществляют при появлении гармонических колебаний напряжения средней частоты 1-2 МГц на обкладках конденсатора, расположенных в одной плоскости.

Кроме того, воздействие на сенсорный экран путем прикладывания конденсатора к датчикам сенсорного экрана осуществляют на расстоянии, не превышающем 1 мм от поверхности экрана.

Кроме того, координаты точек регистрации событий касания находятся в пределах площади, ограниченной радиусом 10 мм, с центром, лежащим в зоне проекции копланарного конденсатора.

Кроме того, размеры обкладок копланарного конденсатора выбирают таким образом, чтобы расстояние между их геометрическими центрами совпадало с расстоянием между центрами сенсоров экрана.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - устройство для управления сенсорным экраном;

фиг. 2 - копланарный конденсатор (вид сбоку);

фиг. 3 - копланарный конденсатор (вид сверху);

фиг. 4 - распределение электрических полей копланарного конденсатора и сенсорного экрана при их параллельном взаимном расположении;

фиг. 5 - распределение электрических полей копланарного конденсатора и сенсорного экрана при их перпендикулярном взаимном расположении;

фиг. 6 - электрическое поле сенсорного экрана с измерением взаимной ёмкости сенсоров до взаимодействия с полем копланарного конденсатора;

фиг. 7 - взаимодействие электрических полей копланарного конденсатора и сенсорного экрана с измерением взаимной ёмкости сенсоров;

фиг. 8 - электрическое поле сенсорного экрана с измерением собственной ёмкости сенсоров до взаимодействия с полем копланарного конденсатора;

фиг. 9 - взаимодействие электрических полей копланарного конденсатора и сенсорного экрана с измерением собственной ёмкости сенсоров;

фиг. 10 - осциллограмма гармонических колебаний на обкладках копланарного конденсатора;

фиг. 11 - осциллограмма колебаний на обкладках копланарного конденсатора, соответствующая одному событию касания сенсорного экрана.

На фигурах цифрами обозначены следующие элементы:

1 - усилитель электрических сигналов;

2 - цепь обратной связи;

3 - основание копланарного конденсатора;

4 - обкладка копланарного конденсатора;

5 - обкладка копланарного конденсатора;

6 - блок управления;

7 - область между обкладками;

8 - силовая линия напряжённости электрического поля между обкладками копланарного конденсатора;

9 - основание сенсорного экрана;

10 - приёмный сенсор экрана (верхний, sensing electrode);

11 - передающий сенсор экрана (нижний, driving electrode);

12 - драйвер передающего сенсора экрана;

13 - силовая линия напряжённости электрического поля взаимной ёмкости сенсоров экрана;

14 - силовая линия напряжённости электрического поля между обкладкой копланарного конденсатора, расположенной ближе к выходу усилителя, и приёмным сенсором экрана;

15 - силовая линия напряжённости электрического поля между обкладкой копланарного конденсатора, расположенной ближе ко входу усилителя, и приёмным сенсором экрана;

16 - силовая линия напряжённости электрического поля между обкладкой копланарного конденсатора, расположенной ближе к выходу усилителя, и передающим сенсором экрана;

17 - силовая линия напряжённости электрического поля между обкладкой копланарного конденсатора, расположенной ближе ко входу усилителя, и передающим сенсором экрана;

18 - силовая линия напряжённости электрического поля собственной ёмкости передающего сенсора экрана;

19 - силовая линия напряжённости электрического поля собственной ёмкости приёмного сенсора экрана.

Осуществление изобретения

Созданное техническое решение является портативным электронным устройством, способным вызывать регистрацию событий касаний при воздействии на сенсорный экран. Устройство не содержит движущихся частей, в том числе микроэлектромеханических, и скомпоновано на печатной плате с габаритами не превышающими 2 кв. см. Координаты точек регистрации событий касания находятся в пределах площади, ограниченной радиусом 10 мм, с центром, лежащим в зоне проекции элемента устройства (копланарного конденсатора), непосредственно предназначенного для воздействия на сенсорный экран. Устройство рассчитано на питание от батареи (аккумулятора). Воздействие на сенсорный экран осуществляется при появлении гармонических колебаний напряжения средней частоты (1-2 МГц) на обкладках конденсатора, расположенных в одной плоскости. Конденсатор прикладывается к экрану параллельно или перпендикулярно (а также может находиться в промежуточных положениях), непосредственно, или на расстоянии, не превышающем 1 мм от поверхности экрана.

Устройство управления сенсорным экраном построено на основе генератора гармонических колебаний средней частоты. Генератор по сути является усилителем, охваченным положительной обратной связью, причём в цепи обратной связи присутствует копланарный конденсатор, обкладки которого расположены в одной плоскости, приложенный к поверхности экрана. Благодаря раскрытому расположению обкладок, образуемое в режиме автоколебаний усилителя, переменное электромагнитное поле оказывает влияние на поля, сформированные сенсорами экрана, меняя их ёмкость в большую или меньшую сторону (в зависимости от режима работы контроллера экрана). Контроллер экрана определяет изменение ёмкостей сенсоров относительно предварительно установившегося уровня «покоя» и регистрирует события касаний экрана. Питание на генератор подаётся от блока управления устройства, который может быть настроен на формирование как относительно медленных (постоянных) «касаний» до значений, ограниченных возможностями конкретного экрана (например, 30 Гц). Блок управления может также передавать сигнал устройству с сенсорным экраном в виде цифрового кода, например, при помощи амплитудной манипуляции.

Проекционно-ёмкостные сенсорные экраны имеют в составе две взаимно перпендикулярные группы прозрачных электродов - сенсоров, разделённых диэлектрическим слоем. Существует два основных способа работы таких экранов. В одном случае контроллер экрана по очереди подаёт электрический сигнал на сенсоры первой группы, при этом на пересечении с сенсорами второй группы возникает электрическое поле. Контроллер экрана измеряет взаимную ёмкость пересечения сенсоров, характеризуемую данным полем. Когда пользователь касается сенсорного экрана пальцем, заряд на сенсоре второй группы уменьшается благодаря ёмкости тела пользователя, тогда величина взаимной ёмкости сенсоров также уменьшается. В другом случае контроллер может измерять собственную ёмкость каждого сенсора обеих групп. При этом в случае касания, их ёмкость увеличится. Контроллер экрана определяет изменение ёмкости сенсоров и регистрирует касание в месте их пересечения. Существуют сенсорные экраны, которые могут использовать оба способа работы.

Раскрытые здесь примеры выполнения технического решения позволяют управлять сенсорным экраном при помощи конденсатора с копланарными (расположенными в одной плоскости) обкладками. Электромагнитное поле копланарного конденсатора, расположенного в непосредственной близости от поверхности сенсорного экрана, оказывает влияние на поле близлежащих сенсоров экрана и вызывает регистрацию его контроллером событий касаний.

На фиг. 1 изображено устройство для управления сенсорным экраном. Электронная схема, представляет собой управляемый RC-генератор. Усилитель (1), охвачен положительной обратной связью посредством цепи обратной связи (2) и копланарного конденсатора (3) с воздушным диэлектриком. Одна обкладка конденсатора (4) подключена ближе ко входу усилителя (1), другая обкладка (5) - к выходу усилителя (1). При подаче питающего напряжения от блока управления (6) усилитель (1) возбуждается, при этом возникает электромагнитное поле между обкладками копланарного конденсатора (3), которое взаимодействует с датчиками сенсорного экрана, контроллер которого регистрирует событие его касания в точке, находящейся внутри либо на минимальном расстоянии от зоны проекции на экран обкладок (4, 5) конденсатора (3). Устройство предназначено для портативного использования и его электронная схема рассчитана на использование батареи питания. Переменное электромагнитное поле между обкладками копланарного конденсатора (3) индуцирует плавающее напряжение. При этом на обкладке (4), расположенной ближе к входу усилителя (1), индуцируется плавающая земля (floating ground). Мобильное устройство с сенсорным экраном также индуцирует плавающую землю, относительно которой и определяет ёмкость сенсоров - датчиков экрана.

Усилитель (1) может быть построен, например, по неинвертирующей схеме с нулевым фазовым сдвигом на частоте автогенерации возбуждений в цепи обратной связи (2), в состав которой входит копланарный конденсатор (3). В другом случае, усилитель (1) может быть инвертирующим на частоте автогенерации возбуждений с фазосдвигающей на 180° цепью обратной связи (2), имеющей в составе копланарный конденсатор (3). Также усилитель (1) может быть инвертирующим, но сдвигающим фазу на 180° на частоте генерации автовозбуждений, с цепью обратной связи (2) с копланарным конденсатором (3) в составе и с нулевым фазовым сдвигом (либо составляющим 360° в сумме со сдвигом усилителя (1) кратное число раз).

На фиг. 2 и фиг. 3 подробнее показан копланарный конденсатор. Его основание (3) может быть изготовлено из диэлектрического материала, например, стеклотекстолита или другого. Оно может составлять одно целое с платой устройства, а также может быть выполнено отдельно. Обкладки (4 и 5) могут быть вытравлены, наклеены либо сформированы другим способом.

Типичный сенсорный экран содержит матрицу сенсоров, расположенных в виде ромбовидной сетки (diamond grid), при этом размер диагоналей ромбов равен или приближается к 4 мм. Размеры обкладок (электродов) копланарного конденсатора выбраны таким образом, чтобы расстояние между их геометрическими центрами преимущественно совпадало с расстоянием между центрами сенсоров экрана (например, в данном случае - 4 мм) или было максимально близким с погрешностью в 1-2 мм. На фиг. 3 копланарный конденсатор изображён сверху. При выборе длин сторон обкладок (4 и 5) - 2 мм и расстоянии между ними (7) - 2 мм, расстояние между центрами обкладок составляет 4 мм. Ёмкость копланарного конденсатора по большей части состоит из паразитной ёмкости, обусловленной влиянием краевого эффекта (увеличением напряжённости электрического поля на краях обкладок). Точный её расчёт затруднён в связи с необходимостью учёта степени проникновения электрического поля в основание конденсатора (3) и в воздух или защитное покрытие конденсатора. Известны относительно сложные формулы, но для рассматриваемой реализации достаточно использовать соотношение:

C = εр β l = 2,7*1,3*0,2 = 0,7 пФ,

где

β - эмпирический коэффициент, зависящий от ширины обкладок и расстояния между ними, принятое значение используется в случае равенства сторон обкладок (фиг. 3, поз. 4 и поз. 5) и расстояния между ними - области (фиг. 3, поз. 7);

l - длина совместной границы обкладок (фиг. 3, поз. 4 и поз. 5) вдоль области (фиг. 3, поз. 7), см;

εр - расчётное значение относительной диэлектрической проницаемости: для конденсатора, не имеющего защитного покрытия,

εр =(1 + εп)/2=(1+4,4)/2=2,7

(для конденсатора, покрытого защитным слоем, εр =(εп + εз)/2),

где εп - относительная диэлектрическая проницаемость материала подложки (стеклотекстолита FR4);

εз - относительная диэлектрическая проницаемость защитного покрытия.

В представленном варианте осуществления по фиг. 1 усилитель (1) собран на трёх транзисторных каскадах по схеме с общим эмиттером. Копланарный конденсатор (3) соединён с входными и выходными согласующими компонентами цепи обратной связи (2), которая характеризуется нулевым сдвигом фаз. Известно, что условием возникновения автовозбуждения RC-генератора является соблюдение баланса фаз:

ϕamp + ϕfb = 2πn,

где

ϕamp - сдвиг фазы на выходе усилителя;

ϕfb - сдвиг фазы цепи обратной связи;

n - целое число.

Каждый каскад усилителя данного типа характеризуется сдвигом фазы на 180° при условии наличия гармонических колебаний низкой частоты на входе. Но, при использовании копланарного конденсатора (3) довольно малой ёмкости 0,7 пФ, частота автовозбуждения усилителя в данной реализации составляет 1,8 МГц, что соответствует уровню типового значения фазочастотной характеристики использованных биполярных транзисторов при данной частоте - 60° на каскад. Таким образом, показатель n баланса фаз составляет 2. Экспериментально установлена устойчивая работоспособность раскрываемого здесь устройства при напряжении питания ±25 В, которая сохраняется при снижении уровня до ±12 В (при параллельном расположении обкладок к поверхности экрана).

При помощи введения в усилитель дополнительных цепей экспериментально установлен диапазон частот автовозбуждения усилителя, при котором устройство решает поставленную техническую задачу - от 600 кГц до 2,3 МГц (при меньшей частоте эффект воздействия на сенсорные экраны пропадает, на большей частоте эксперименты не проводились). Для предварительной иллюстрации данного воздействия на фиг. 4 и фиг. 5 изображены варианты взаимного расположения копланарного конденсатора и двух сенсоров экрана без учёта взаимодействия. При этом можно считать, что изображён момент, перед началом взаимодействия и показаны наиболее важные силовые линии напряжённости электрического поля (по одной на каждую пару заряженных обкладок/сенсоров). В реальности расположение конденсатора относительно сенсоров может быть другим (в рамках параллельного расположения, показанного на фиг. 4, перпендикулярного, показанного на фиг. 5, а также в промежуточных позициях между ними). Конденсатор взаимодействует также с сенсорами, расположенными рядом с изображёнными (в соседних ячейках сетки экрана), но в меньшей степени. При смещении копланарного конденсатора от изображённой пары сенсоров вдоль плоскости экрана, он будет взаимодействовать в большей степени с другими сенсорами, но принцип их взаимодействия будет аналогичен рассматриваемому. Электромагнитное поле между обкладками копланарного конденсатора (8) рассматривается как квазистационарное. Вихревые поля, образованные высокочастотными колебаниями генератора, не показаны, но оказывают дополнительный эффект на сенсоры экрана, при воздействиях копланарного конденсатора, рассмотренных ниже. В случае перпендикулярного расположения относительно экрана (по фиг. 5), силовые линии (8) будут оказывать влияние на сенсоры экрана, благодаря краевому эффекту. Сенсоры расположены в разных плоскостях основания экрана (9), причём приёмный сенсор (10) - обычно выше, а передающий сенсор (11) - ниже относительно друг друга. Драйвер передающего сенсора (12) подаёт электрический сигнал на сенсор (11) в режиме измерения взаимной ёмкости. В результате образуются силовые линии поля (13). Между расположенной ближе к выходу усилителя (1) после цепи обратной связи (2) обкладкой (5) и сенсором (10) образуется линия поля (14). Аналогично между обкладкой (4) - линия поля (15). Между обкладками и передающими сенсорами также образуются линии поля, соответственно между обкладкой (5) и сенсором (11) - силовая линия (16) и между обкладкой (4) и сенсором (11) - силовая линия (17). В режиме измерения собственной ёмкости сенсоров участвуют силовые линии передающего сенсора (18) и приёмного сенсора (19).

Рассмотрим часть силовых линий, участвующих в регистрации событий касания экрана в режиме измерения взаимной ёмкости сенсоров. На фиг. 6 изображены обкладки копланарного конденсатора (4, 5), сенсоры (11, 10) и силовая линия (13) между ними до подачи питания на усилитель. При этом сенсор (11) периодически заряжает сенсор (10), а контроллер экрана периодически измеряет их взаимную ёмкость (обычно способом переноса заряда - заряжая сенсор (10) при помощи эталонного конденсатора, а затем - разряжая). Некоторое установившееся измеренное значение принимается соответствующим отсутствию касания. На фиг. 7 изображено взаимодействие копланарного конденсатора при подаче питания на усилитель, возникновении автогенерации и появлении электрического поля на обкладках (либо после поднесения конденсатора к поверхности экрана при включённом заранее усилителе). При этом силовые линии поля конденсатора (8) снижают влияние линии (13) на сенсор (10), уменьшая таким образом взаимную ёмкость сенсоров экрана. Контроллер экрана фиксирует событие касания. При полупериодах автоколебаний генератора соответствующих противоположной полярности линий (8), такого влияния не будет (могут быть задействованы силовые линии 14-17 по фиг. 4 или по фиг. 5). Но в этом случае с большой вероятностью аналогичное воздействие будет оказано на соседние силовые линии (фиг. 4, поз. 13) и соседние сенсоры экрана. Экспериментально установлена уверенная работа устройства с использованием данного способа как при параллельном размещении относительно экрана (по фиг. 4), так и перпендикулярном (по фиг. 5). Причём при перпендикулярном меньшее влияние на сенсоры оказывает электронная схема устройства, но позиционирование приходится проводить более тщательно. Влияние электронной схемы при параллельном размещении, которое может приводить к ложным срабатываниям экрана, можно уменьшить, например, сместив плоскость платы устройства от основания копланарного конденсатора выше экрана. При этом не рекомендуется превышать длину соединителей обкладок конденсатора с цепью обратной связи более чем на 2 мм.

Рассмотрим процесс взаимодействия копланарного конденсатора с сенсорами экрана при измерении его контроллером их собственной ёмкости. На фиг. 8 изображены силовые линии (18 и 19) в состоянии покоя (усилитель выключен, напряжения на обкладках нет). На фиг. 9 показано изменение силовых линий сенсоров в случае появления переменного поля на обкладках (4 и 5) копланарного конденсатора. Как видно, верхние части линий удлинились, это соответствует увеличению собственной ёмкости сенсоров. Контроллер экрана фиксирует событие касания.

На фиг. 10 изображена осциллограмма гармонических колебаний на обкладках копланарного конденсатора при большой скорости развёртки. На фиг. 11 показана осциллограмма колебаний на обкладках копланарного конденсатора, соответствующая одному событию касания сенсорного экрана. Небольшая вертикальная несимметричность сигнала присутствует благодаря наличию конденсаторов в цепи обратной связи усилителя.

Раскрытое здесь устройство может использоваться также для передачи информации мобильным устройствам через сенсорный экран. Например, по команде блока управления (фиг. 1, поз. 6), включающего усилитель (1) в определённые моменты времени. Таким образом, осуществляется манипуляция сигналом на обкладках копланарного конденсатора и передача сообщений (например, паролей). Сообщения могут быть приняты, например, специальным мобильным приложением.

Похожие патенты RU2818986C1

название год авторы номер документа
Проекционно-ёмкостная сенсорная панель и способ её изготовления 2016
  • Терентьев Дмитрий Сергеевич
RU2695493C2
БЕСКОНТАКТНЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛОВ ЗАРЯЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2002
  • Гостищев Э.А.
RU2223511C1
СПОСОБ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ В ОТВЕТ НА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ВВОД И ТЕРМИНАЛ, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩИЙ 2014
  • Ким Дзинйонг
  • Канг Дзийоунг
  • Ким Даесунг
  • Ли Бойоунг
  • Лим Сеунгкиунг
  • Дзеон Дзинйоунг
RU2675153C2
ПРИМЕНЕНИЕ СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ RLC-ПАРАМЕТРОВ ПО ПАТЕНТУ RU 2100813 В УСТРОЙСТВАХ, ИМЕЮЩИХ СЕНСОРНУЮ ПАНЕЛЬ ИЛИ ЭКРАН 2015
  • Куликов Николай Дмитриевич
RU2602744C2
Сверхширокополосный преобразователь напряжённости магнитного поля 2018
  • Ахмедзянов Игорь Шамильевич
RU2693517C1
УСТРОЙСТВО, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ В СЕБЯ МНОЖЕСТВО СЕНСОРНЫХ ЭКРАНОВ, И СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ЭКРАНОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВА 2012
  • Сео Дзоон-Киу
  • Канг Киунг-А.
  • Квак Дзи-Йеон
  • Ли Дзу-Йоун
RU2611023C2
СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ, ПОЗВОЛЯЮЩАЯ ОБОЙТИСЬ БЕЗ ВИЗУАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ И ОБЕСПЕЧИВАЮЩАЯ ВИЗУАЛЬНУЮ ОБРАТНУЮ СВЯЗЬ 2012
  • Мадонна Роберт П.
  • Сиполло Николас Дж.
RU2594178C2
ПОРТАТИВНЫЙ ТЕРМИНАЛ И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТАКТИЛЬНОГО ЭФФЕКТА ДЛЯ БЛОКА ВВОДА 2014
  • Парк Дзин-Хиунг
  • Ли Дзу-Йоун
  • Ли Санг-Хиуп
RU2672134C2
УСТРОЙСТВО ЗЕРКАЛА С ЕМКОСТНЫМ СЕНСОРНЫМ ЭКРАНОМ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 2017
  • Годлиб, Роберт
  • Нейдам, Ерун, Христиан
RU2731338C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ ПОВЕРХНОСТНОГО ПОТЕНЦИАЛА 1999
  • Алейников Н.М.
  • Алейников А.Н.
RU2156983C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 818 986 C1

Реферат патента 2024 года УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СЕНСОРНЫМ ЭКРАНОМ

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано в составе устройств, предназначенных для испытаний сенсорных экранов, и устройств, передающих информацию через сенсорный экран. Технический результат заключается в расширении арсенала средств управления сенсорным экраном с упрощенной конструкцией, повышенной устойчивостью и надежностью работы, компактностью. Устройство управления сенсорным экраном содержит установленные на печатной плате блок управления, усилитель гармонических колебаний, охваченный положительной обратной связью посредством цепи обратной связи и копланарного конденсатора, содержащего две обкладки, причем одна обкладка конденсатора подключена ближе к входу усилителя, другая обкладка - к выходу усилителя, при этом обкладки конденсатора расположены в одной плоскости. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула изобретения RU 2 818 986 C1

1. Устройство управления сенсорным экраном, характеризующееся тем, что содержит установленные на печатной плате блок управления, усилитель гармонических колебаний, охваченный положительной обратной связью посредством цепи обратной связи и копланарного конденсатора, содержащего две обкладки, причем одна обкладка конденсатора подключена ближе к входу усилителя, другая обкладка - к выходу усилителя, при этом обкладки конденсатора расположены в одной плоскости.

2. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что конденсатор выполнен с возможностью прикладывания к сенсорному экрану параллельно, или перпендикулярно, или в промежуточных положениях, непосредственно или на расстоянии, не превышающем 1 мм от поверхности сенсорного экрана.

3. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что конденсатор имеет основание, которое изготовлено из диэлектрического материала, и составляет одно целое с платой устройства или выполнено отдельно.

4. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что размеры обкладок копланарного конденсатора выбраны таким образом, что расстояние между их геометрическими центрами совпадает с расстоянием между центрами датчиков сенсорного экрана.

5. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что обкладки конденсатора имеют соединители с цепью обратной связи, длина которых составляет не более 2 мм.

6. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что усилитель гармонических колебаний собран на трех транзисторных каскадах по схеме с общим эмиттером.

7. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что усилитель гармонических колебаний построен по неинвертирующей схеме с нулевым фазовым сдвигом на частоте автогенерации возбуждений в цепи обратной связи.

8. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что усилитель гармонических колебаний выполнен инвертирующим на частоте автогенерации возбуждений с фазосдвигающей на 180° цепью обратной связи.

9. Устройство управления сенсорным экраном по п. 1, характеризующееся тем, что усилитель гармонических колебаний выполнен инвертирующим, но сдвигающим фазу на 180° на частоте автогенерации возбуждений с цепью обратной связи и с нулевым фазовым сдвигом, или составляющим 360° в сумме со сдвигом усилителя кратное число раз.

10. Способ управления сенсорным экраном при помощи устройства управления по п. 1, характеризующийся тем, что содержит следующие этапы:

- подают питающее напряжение от блока управления на генератор-усилитель устройства управления, образуя электромагнитное поле между обкладками копланарного конденсатора, расположенными в одной плоскости;

- при появлении гармонических колебаний напряжения на обкладках конденсатора, расположенных в одной плоскости, осуществляют воздействие на сенсорный экран путем прикладывания конденсатора к датчикам сенсорного экрана параллельно, или перпендикулярно, или в промежуточных положениях, непосредственно или на расстоянии от поверхности сенсорного экрана, где образуемое в режиме автоколебаний усилителя переменное электромагнитное поле оказывает влияние на поля, сформированные датчиками сенсорного экрана, меняя их емкость в большую или меньшую сторону в зависимости от режима работы контроллера сенсорного экрана;

- определяют посредством контроллера сенсорного экрана изменение емкостей датчиков сенсорного экрана относительно предварительно установившегося уровня покоя и регистрируют события касаний сенсорного экрана в точке, находящейся внутри, либо на минимальном расстоянии от зоны проекции на экран обкладок конденсатора.

11. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что воздействие на сенсорный экран осуществляют при появлении гармонических колебаний напряжения средней частоты 1-2 МГц на обкладках конденсатора, расположенных в одной плоскости.

12. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что воздействие на сенсорный экран путем прикладывания конденсатора к датчикам сенсорного экрана осуществляют на расстоянии, не превышающем 1 мм от поверхности экрана.

13. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что координаты точек регистрации событий касания находятся в пределах площади, ограниченной радиусом 10 мм, с центром, лежащим в зоне проекции копланарного конденсатора.

14. Способ по п. 10, характеризующийся тем, что размеры обкладок копланарного конденсатора выбирают таким образом, чтобы расстояние между их геометрическими центрами совпадало с расстоянием между центрами сенсоров экрана.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2818986C1

Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
Изложница с суживающимся книзу сечением и с вертикально перемещающимся днищем 1924
  • Волынский С.В.
SU2012A1
CN 115128387 A, 30.09.2022
CN 217279541 U, 23.08.2022
СИСТЕМА ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПЕРА В ЕМКОСТНОМ ДАТЧИКЕ КАСАНИЯ 2011
  • Вестхьюс Джонатан
  • Хан Джефферсон И.
RU2574417C2
УСТРОЙСТВО ВВОДА 2012
  • Ли Ю-Шеоп
  • Ли Дзоо-Хоон
  • Дзунг Сун-Тае
RU2603544C2

RU 2 818 986 C1

Авторы

Провкин Андрей Алексеевич

Даты

2024-05-08Публикация

2023-08-25Подача