Сенсорная панель для устройства ввода информации

 

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. флы. 7 ил.

(Ю) (11) (si)s G 06 F3/02

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4881121/24 (22) 06.11.90 (46) 30.07;92. Бюл. ЬЬ 28 (71) Московский институт электромеханики и автоматики (72) В. М. Киселев и Н. А, Маклахова (56) Патент США М 3768095, кл. G 06 F 3/02, опублик, 1973.

Авторское свидетельство СССР

Я 1534452, кл, G 06 F 3/02, 1988. (54) СЕНСОРНАЯ ПАНЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (57).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 многослой 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, 4четвертый слой; на фиг. 5 — отдельный спиральный печатный элемент; на фиг. 6— ной печатной платы,-в слоях размещены в виде матрицы индуктивно-емкостные элементы, выполйенные в виде спиральнйх печатных элементов; и соединень) между собой в последовательные цепочки. 8 отличие от известной в данной панели спиральные печатные элементы выполнены треугольной формы, ориейтация спиральных элементов в каждой паре слоев идентичная, причем витки . элементов втретьем и четвертом слоях повернуты на угол р относительно треугольных витков спиральных печатных элементов первого и второго слоев, угол ф определен из условия (4n-3) ж/6 < р «(4п-1) к/6. Кон-. тактные площадки и металлизированные переходные отверстия во второй паре слоев смещены относительно Мрвой пары. 8 конкретном варианте стороны треугольных витков спиральных печатных элементов образованы дугами окружностей. 1 з. и. флй 7 ил. совмещенные спиральные печатнйе эле- (Я менты, ориентированные по вершинам тре- в угольных витков: на фиг, 7 — совмещенные спиральные печатные элементы, поверну- р тые 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 х е (в=8) индуктивно-емкостные элементы, выполненные в виде спиральных печатных- элементов 1, центры . которых помечены точкой.

В центральной зоне ка)кдого элемента

1 первого и второго слове МПП (фиг. 1 и 2) расположены контактные площадки 3.

1751742

20

В центральной зоне каждого элемента

1 третьего и четвертого слоев МПП (фиг. 3 и

4) расположены контактные площадки 4, Внутренние витки спиральных печат-. ных 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, s две независимые группы электрически разобщенных между собой реактивных цепочек.

Первая группа цепочек образует столбцы матрицы, а вторая группа — строки матрицы

11, совмещенных с осями 9 — 11 проведен1 1 ных через центр 2 спирального элемента (фиг. 6).

Таким образом обеспечивается максимальная индуктивная взаимосвязь витков спиральных элементов 1 и 1, расположен1 ных 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 1 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 печатнйх элементов первого и второго слоев МПП, при этом угол фдолжен быть определен из условия (4п — 3)

zr/6.= р» (4п- I),тг/6, где п=1, 2, 3, т, е. должен находиться в одном из следующих трех интервалов:В отличие от известной сенсорной панели, в которой спиральные печатные элементы выполнены круговой формы, в предлагаемой панели спиральные печатные

30 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 последовательные 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 отверэлектрические 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 9стия включены в последовательные 45

X/6 » Р1»Ы2;

5/6 » » 7/6у;

3/ 2 zr» фз» 11/6 л

Во всех трех случаях интервал значений допустимых углов поворота равЕн h,p = Ь О1 = Л с2 =h,рЗ =1/3 тГ, т.е. Ар =60 ;

Оптимальными значениями углов являются

Р1 опт = Л/3: Р2 опт = Л : Pj опт = 5/3 Л .

Предлагаемая сенсорная панельдля устройства ввода информации работает следующим образом.

К контактным площадкам первой 5 и третьей 7 групп выводов (фиг. 1 и 3) постоянно 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-емкостных элементах 1 возникают колебания определенной амплитуды, а вокруг них возбуждается переменное электромагнитнре псле;

При считывании информации (координат определенного элемента) с сенсорной

1751742

Формула изобретения м

1. Сенсорная панель для устройства 35 в ввода информации, выполненная в виде многослойной печатной платы (Mnll). на . т слоях которой размещены в виде матрицы р индуктивно-емкостные элементы, выпол- д

40 панели элементом считывания (не показан) происходит изменение реактивных составляющих (индуктивности и емкости) цепочек определенных столбцов и строк, При этом на соответствующих выходах 5 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 10 цифровой код координат соответствующих элементов сенсорной панели. В отличие от известной сенсорной панели считывание информации со столбцов и строк матрицы может осуществляться одновременно, так 15 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 20 пересекаются под острым углом, Указанное обстоятельство способству- . ет повышению быстродействия при считывании (считывание информации осуществляется одновременно по двум ко- 25 ординатзм, а не за два цикла, как в известной сенсорной панели).

Кроме того. предлагаемое техническое решение обладает более высокой помехозащищенностью, так как обеспечивает малое 30 взаимное влияние индуктивно-емкостных элементов строк и столбцов матрицы. 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, о тл и ч а ю ща я с ятем, 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

Mtlfl, треугольные витки спиральных печатных элементов четвертого слоя МПП ориентированы по вершинам греугольных 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 у определен из условия (4 и — 3} й/6 . р (4 n — 1) к/6,где п-1, 2, 3, а контактные площадки и металлизированные переходйые отверстия третьего и четвертого слоев МПП смещены относительно контактных площадок и переходных еталлизированных отверстий первого и торого слоев МПП.

2. Панель по п.1, отл ича юща я с я ем, что стороны треугольных витков спиальных печатных элементов образованы угами окружностей.

1751742 иг. f г.Z

1751742

Фиг.4

1751?4 2

i 6, <0» ..

Фйаб:

1751742

Составитель О.Кулаков

Техред M.Mîðãâêòàë Корректор 3.Салко

Редактор А.Огар

Проиаводственно-издательскйй комбинат "Патент", f. Ужгород, ул.Гагарина, 1О1

Закаа 2691 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5