接触敏感装置制造方法及图纸

一种接触敏感装置，该装置包含：构件，能够支持弯曲波；安装在该构件上的第一传感器，用于测量该构件中的弯曲波振动，该传感器确定第一测量弯曲波信号；及处理器，用于从该第一测量弯曲波信号计算与该构件上的接触有关的信息，该处理器根据支持该弯曲波的该构件的材料的色散关系应用校正；其特征在于：该装置包含第二传感器，用以确定第二测量弯曲波信号，该第二测量弯曲波信号与该第一测量弯曲波信号同时测量；以及该处理器计算两个测量弯曲波信号的色散校正函数，以确定与该接触有关的信息，该色散校正函数选自由色散校正相关函数、色散校正卷积函数、色散校正相干函数以及其它相位等价函数所组成的群组。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术与接触敏感装置有关。
技术介绍
视觉显示器(Visual display)通常包括某种形式的接触敏感屏幕(touchsensitive screen)。随着下一代手持式多媒体装置，例如掌上型电脑(palm topcomputer)的出现，这种视觉显示器变得越来越普遍。用波来检测接触的最为确立的技术是表面声波(Surface Acoustic Wave；SAW)，SAW会在玻璃屏幕的表面上产生高频波，而其通过手指接触的衰减可用来检测碰触位置。这项技术就是“飞行时间”(time-of-flight)，其中传到一或多个传感器的扰动(disturbance)时间可用来检测该位置。当媒介按非色散方式进行时，亦即波速在相关的频率范围上变化不大时，此类方法才有可能使用。和WO 01/48684相反，本专利技术申请提出一种使用上述技术的接触敏感装置及其使用方法。该装置包含一构件，能够支持弯曲波振动；一传感器，安装在该构件上，以用于测量该构件中的弯曲波振动，及用于传输信号至处理器，由此可从该构件中因接触而产生的弯曲波振动变化，来计算有关于该构件表面上造成接触的信息。通过弯曲波振动的意思就是例如通过接触的激发，可造成构件部分平面位移。许多材料都会弯曲，有些是具有理想平方根色散关系的纯弯曲(purebending)，有些则是具有纯弯曲与剪断弯曲(shear bending)的混合。色散关系说明波频率的横向(in-plane)波速的相关性。所提出的两种接触敏感装置，一种是被动传感器，其中在构件中的弯曲波振动只能由接触激发；另一种是主动传感器，其中该接触敏感装置进一步包含一个发射变换器，可用来激发构件中的弯曲波振动，以便探测与接触有关的信息。在主动传感器中，与接触有关的信息的计算方法是，将没有接触的发射变换器所产生的波响应和有接触的机械限制所造成的响应相比较。弯曲波所提供的好处诸如可对表面刮痕增加强健性与减少敏感性。然而，弯曲波具有色散性，亦即弯曲波速与频率相关，因此“飞行时间”也与频率相关。一般而言，脉冲含有宽范围的分量频率(component frequency)，因此如果脉冲行进很短的距离，高频率分量就会首先到达。该效应必须校正。在WO 01/48684中，可应用校正从非色散性的波源将测量弯曲波信号转变成传播信号，因此，可应用雷达与声纳领域所使用的技术来检测接触的位置。该校正应用如图1a至1d所示。图1a显示一理想媒介中的脉冲具有平方根色散关系，并且显示色散性媒介并不会保持脉冲的波形。发出波(60)在时间t＝0很明显，而回波(echo)信号(62)则随着时间展开，造成精确接触位置的确定问题。在诸如空气的非色散的媒介中，频率响应的周期变化属于反射特性，通常称为梳形滤波(comb filtering)。实际上，频率响应的周期变化从适合源与反射器间的波长数导出。当频率增加及适合此空间的波长数增加时，反射波与发出波的干涉在相长(constructive)干涉与相消(destructive)干涉间振荡。计算图1a的色散性脉冲响应的傅立叶(Fourier)转换，便会产生如图1b所示的频率响应。该频率响应属于非周期性，而波长的周期变化则会转为频率变化，使得随频率递增而变慢。此乃平方根色散的推论，其中波长与频率倒数的平方根成正比。频率响应上的面板效应因而可根据面板色散将响应延伸(stretch)作为频率的函数。因此，通过在频域(frequency domain)中应用反向伸展(stretch)可应用面板色散校正，从而恢复存在于非色散性情况中的周期性。利用反向面板色散弯曲(warp)频率轴，图1b可转换成非色散性情况的频率响应(图1c)，其中激发频率与波长倒数成正比。这种简单的关系可将随波长递减的周期变化转换成随频率递增的周期变化，如图1c所示。在图1c的记录(trace)上应用反向快速傅立叶转换(fft)，产生已进行色散校正的脉冲响应，如图1d所示，其中恢复了清楚的反射。如图1d所示，在时间上保持了脉冲的任何特定波形，因为非色散性媒介中行进的波具有安装的行进速度，与其频率无关。因此，回波位置的任务是相对地直接向前。发出波(50)在时间t＝0时明显，而且在4ms处具有清楚的反射(52)。反射(52)幅度约为发出波(50)幅度的四分之一。所述程序在脉冲于未知时间t0发生时无法应用，而且从响应到初始脉冲的距离x只能在脉冲发生于t0＝0时计算。本专利技术的一个目的在于，提供一种替代接触敏感装置，该装置是利用弯曲波振动来提取与接触有关的信息。
技术实现思路
根据本专利技术一方面，提供一种接触敏感装置，该装置包含构件，能够支持弯曲波；安装在该构件上的第一传感器，用于测量该构件中的弯曲波振动，该传感器确定第一测量弯曲波信号；及处理器，用于从该第一测量弯曲波信号计算与该构件上的接触有关的信息，该处理器根据支持该弯曲波的该构件的材料的色散关系应用校正；其特征在于该装置包含第二传感器，用以确定第二测量弯曲波信号，该信号与该第一测量弯曲波信号同时测量；以及该处理器计算二测量弯曲波信号的色散校正函数，以确定与该接触有关的信息，该色散校正函数选自由色散校正相关函数、色散校正卷积函数、色散校正相干(coherence)函数以及其它相位等价函数所组成的群组。根据本专利技术第二方面，本专利技术提供一种在接触敏感装置上确定有关接触的信息的方法，该方法包含以下步骤提供能够支持弯曲波的构件及安装在构件上以测量该构件的弯曲波振动的第一传感器；使用该传感器确定第一测量弯曲波信号，其特征在于提供安装在该构件上的第二传感器，以确定第二测量弯曲波信号，与该第一测量弯曲波信号同时测量该第二测量弯曲波信号，计算二测量弯曲波信号的色散校正函数，该色散校正函数选自由色散校正相关函数、色散校正卷积函数、色散校正相干函数以及其它相位等价函数所组成的群组，以及处理各测量弯曲波信号，以通过应用该色散校正函数来计算与该接触相关的信息。以下特征均可应用于该装置与该方法，其中该处理器适于提供该方法的许多计算或处理步骤。色散校正函数可计算如下计算 和 其分别为两个测量弯曲波信号W1(t)与W2(t)的傅立叶转换与复共轭傅立叶转换；t代表时间ω为2πf，其中f是频率。计算第一中间函数W^1(ω)W^2*(ω);]]> 计算作为W^1(ω)W^2*(ω)]]>的函数的第二中间函数M(ω)；如以上有关WO 01/48684的叙述，在M(ω)上应用频率延伸运算f(ω)，以给出色散校正相关函数G(t)=12π∫-∞+∞M[f(ω)]exp(iωt)dω.]]>中间函数M(ω)可以只是W^1(ω)W^2*(ω),]]>其给出一标准色散校正相关函数。另外，M(ω)也可以是改变了振幅而非W^1(ω)W^2*(ω)]]>的相位的函数，以便给出标准色散校正相关函数的相位等价函数。由于相位等价函数与标准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接触敏感装置，该装置包含：构件，能够支持弯曲波；安装在该构件上的第一传感器，用于测量该构件中的弯曲波振动，该传感器确定第一测量弯曲波信号；及处理器，用于从该第一测量弯曲波信号计算与该构件上的接触有关的信息，该处理器根据支持该弯曲波的该构件的材料的色散关系应用校正；其特征在于：该装置包含第二传感器，用以确定第二测量弯曲波信号，该第二测量弯曲波信号与该第一测量弯曲波信号同时测量；以及该处理器计算两个测量弯曲波信号的色散校正函数，以确定与该接触有关的信息，该色散校正函数选自由色散校正相关函数、色散校正卷积函数、色散校正相干函数以及其它相位等价函数所组成的群组。

【技术特征摘要】
GB 2001-7-4 0116310.41.一种接触敏感装置，该装置包含构件，能够支持弯曲波；安装在该构件上的第一传感器，用于测量该构件中的弯曲波振动，该传感器确定第一测量弯曲波信号；及处理器，用于从该第一测量弯曲波信号计算与该构件上的接触有关的信息，该处理器根据支持该弯曲波的该构件的材料的色散关系应用校正；其特征在于该装置包含第二传感器，用以确定第二测量弯曲波信号，该第二测量弯曲波信号与该第一测量弯曲波信号同时测量；以及该处理器计算两个测量弯曲波信号的色散校正函数，以确定与该接触有关的信息，该色散校正函数选自由色散校正相关函数、色散...

【专利技术属性】
技术研发人员：达赖厄斯M沙利文，
申请(专利权)人：新型转换器有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]