Сенсорная панель для устройства ввода информации Советский патент 1992 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания и ввода в ЭВМ информации, например символьной (букв, цифр, знаков и т. д.) или координат положения металлических деталей на поверхности панели.

Цель изобретения - повышение быстродействия и помехозащищенности.

На фиг. 1 представлен первый слой сенсорной панели, выполненной в виде многослойной печатной платы (МПП); на фиг. 2 - второй слой; на фиг. 3 - третьий слой; на фиг, 4 - четвертый слой; на фиг. 5 - отдельный спиральный печатный элемент; на фиг. 6 совмещенные спиральные печатные элементы, ориентированные по вершинам треугольных витков; на фиг. 7 - совмещенные спиральные -печатные элементы, повернутые друг относительно друга на угол р.

Сенсорная панель выполнена в виде многослойной (4-слойной) печатной платы, на слоях которой (фиг, 1-4) расположены в виде матрицы m x m () индуктивно-емкостные элементы, выполненные в виде спиральных печатных элементов 1, центры которых помечены точкой.

В центральной зоне каждого элемента 1 первого и второго слоев МПП (фиг. 1 и 2) расположены контактные площадки 3.

Јь

В центральной зоне каждого элемента 1 третьего и четвертого слоев МПП (фиг. 3 и 4) расположены контактные площадки 4.

Внутренние витки спиральных печатных элементов 1 соединены с указанными контактными площадками 3 или 4. В центре контактных площадок 3 (4) выполнены переходные металлизированные отверстия (не показаны).

Центры контактных площадок 3 и выполненных в них металлизированных отверстий смещены относительно центров контактных площадок 4 и выполненных в них металлизированных отверстий (фиг. 5- 7), По сторонам панели расположены соответственно контактные площадки первой - четвертой группы 5-8 выводов (фиг, 1 и 3).

Спиральные печатные элементы 1 включены последовательно через контактные площадки 3(4) и металлизированные отверстия, выполненные в этих площадках, в две независимые группы электрически разобщенных между собой реактивных цепочек Первая группа цепочек образует столбцы матрицы, а вторая группа - строки матрицы.

В отличие от известной сенсорной панели, в которой спиральные печатные элементы выполнены круговой формы, в предлагаемой панели спиральные печатные элементы выполнены треугольной формы.

При совмещении первого и второго слоев МПП спиральные печатные элементы 1 находятся друг против друга, координаты контактных площадок 3 этих слоев совпадают, поэтому спиральные печатные элементы 1 через соответствующие металлизированные отверстия включены в после- довательные электрические цепочки, образуя столбцы матрицы.

Аналогично при совмещении третьего и четвертого слое в МПП координаты контактных площадок 4 этих слоев совпадают, поэтому печатные элементы 1 через соответствующие металлизированные отверстия включены в последовательные электрические цепочки, образуя строки матрицы. При изготовлении МПП рисунки печатных элементов 1 первого и второго слоев (как и третьего и четвертого слоев) совмещаются так, как показано на фиг. 6.

Для того, чтобы различить принадлежность витков к спиральному печатному элементу 1 какого-либо одного слоя, его рисунок выполнен линией определенной ширины.

При этом должно быть выполнено требование взаимной ориентации вершин треугольных витков спиральных печатных элементов, т, е. чтобы вершины треугольных витков обоих слоев находились на осях 911, совмещенных с осями 9-111, проведенных через центр 2 спирального элемента (фиг. б).

Таким образом обеспечивается максимальная индуктивная взаимосвязь витков спиральных элементов 1 и 11, расположенных на первом и втором слоях МПП (соответственно на третьем и четвертом слоях МПП). Для обеспечения минимальной индуктивной взаимосвязи элементов 1 первого и второго слоев МПП с элементами 11 третьего и четвертого слоев МПП ориентация витков по этим слоям должна быть максимально рассогласованной (фиг. 7).

Чтобы обеспечить такую рассогласованность, треугольные витки спиральных печатных элементов третьего и четвертого слоев МПП должны быть повернуты на угол р относительно треугольных витков спиральных печатных элементов первого и второго слоев МПП, при этом угол должен быть определен из условия (4п-3) я/6 р (4п-1) л/6, где , 2, 3, т. е. должен находиться в одном из следующих

трех интервалов:

я/6 pi тг/2 ; 5/6 7t(pi 7/6 л;

Ј 11/6 л: .

Во всех трех случаях интервал значений допустимых углов поворота ра- вен Др - 1/3я,

т.е. Ду 60°.

Оптимальными значениями углов являются 1 опт л/з; pi опт я; рз опт 5/3 я. Предлагаемая сенсорная панель для устройства ввода информации работает следующим образом.

К контактным площадкам первой 5 и третьей 7 групп выводов (фиг. 1 и 3) посто- янно подключено высокочастотное напряжение, частота которого задается в соответствии с параметрами (индуктивностью и емкостью) последовательной цепочки, составленной из индуктивно-емкостных элементов 1.

При этом к контактным площадкам второй 6 и четвертой 8 групп выводов подведено постоянное питающее напряжение.

В результате во всех индуктивно-емко- стных элементах 1 возникают колебания определенной амплитуды, а вокруг них возбуждается переменное электромагнитное поле.

При считывании информации (координат определенного элемента) с сенсорной

панели элементом считывания (не показан) происходит изменение реактивных составляющих (индуктивности и емкости) цепочек определенных столбцов и строк.

При этом на соответствующих выходах первой и третьей групп 5 и 7 выводов изменяется амплитуда переменной составляющей сигнала, что фиксируется схемой устройства ввода информации (не показано), в котором эти сигналы преобразуются в цифровой код координат соответствующих элементов сенсорной панели. В отличие от известной сенсорной панели считывание информации со столбцов и строк матрицы может осуществляться одновременно, так как сенсорные элементы, расположенные в строках и столбцах матрицы, имеют низкое индуктивное взаимодействие, поскольку их витки за счет треугольной формы и поворота на угол р не являются эквидистантными, а пересекаются под острым углом.

Указанное обстоятельство способствует повышению быстродействия при считывании (считывание информации осуществляется одновременно по двум ко- ординатам, а не за два цикла, как в известной сенсорной панели).

Кроме того, предлагаемое техническое решение обладает более высокой помехозащищенностью, так как обеспечивает малое взаимное влияние индуктивно-емкостных элементов строк и столбцов матрицы.

Формула изобретения 1. Сенсорная панель для устройства ввода информации, выполненная в виде многослойной печатной платы (МПП), на слоях которой размещены в виде матрицы индуктивно-емкостные элементы, выпол

ненные в виде спиральных печатных элементов, в каждом столбце и каждой строке матрицы спиральные печатные элементы соответствующих слоев МПП включены в последовательные цепочки через контактные площадки и переходные металлизированные отверстия, начала и концы упомянутых цепочек соединены соответственно с контактными площадками четырех групп выводов, расположенных по сторонам МПП, отличающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехозащищенности, спиральные печатные элементы выполнены треугольной формы, треугольные витки спиральных печатных элементов второго слоя МПП ориентированы по вершинам треугольных витков спиральных печатных элементов первого слоя МПП, треугольные витки спиральных печатных элементов четвертого слоя МПП ориентированы по вершинам треугольных витков спиральных печатных элементов третьего слоя МПП, причем треугольные витки спиральных печатных элементов третьего и четвертого слоев МПП повернуты на угол р относительно треугольных витков спиральных печатных элементов первого и второго слоев МПП, угол р определен из условия (4 П - 3) гг/6 р (4 п - 1) л/6, где ,2, 3, а контактные площадки и металлизированные переходные отверстия третьего и четвертого слоев МПП смещены относительно контактных площадок и переходных металлизированных отверстий первого и второго слоев МПП.

2. Панель по п. 1,отличающаяся тем, что стороны треугольных витков спи- ральных печатных элементов образованы дугами окружностей.

6 / 6

G6б666

5.3J Л J

4

.3J

4

Изобретение - сенсорная панель для устройства ввода информации - относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для считывания и ввода в ЭВМ информации. Цель изобретения - повышение быстродействия и помехозащищенности устройства. Сенсорная панель выполнена в виде многослойной печатной платы, в слоях размещены в виде матрицы индуктивно-емкостные элементы, выполненные в виде спиральных печатных элементов, и соединены между собой в последовательные цепочки. В отличие от известной в данной панели спиральные печатные элементы выполнены треугольной формы, ориентация спиральных элементов в каждой паре слоев идентичная, причем витки элементов в третьем и четвертом слоях повернуты на угол р относительно треугольных витков спиральных печатных элементов первого и второго слоев, угол у определен из условия (4п-3) л/6 р (4п-Т) л/6. Контактные площадки и металлизированные переходные отверстия во второй паре слоев смещены относительйо первой пары. В конкретном варианте стороны треугольных витков спиральных печатных элементов образованы дугами окружностей. 1 з. п. ф- лы. 7 ил.

.Шет(етщ$(|

&Ш

s s s.s s s s &фаг j

УУШ

in

Фиг. 2

ФигЗ

Фиг.4

9,9

Фиг5

1

9

Фиг, 7

/