用于擴(kuò)展近距離傳感器的靈敏度范圍的投影電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明總體涉及一種觸摸和近距離傳感器。具體地，本發(fā)明屬于可以執(zhí)行一個或 多個目標(biāo)的觸摸和近距離感測的電容敏感觸摸和近距離傳感器，以及用于增加觸摸和近距 離傳感器的靈敏度以便通過由使用投影電極(projector electrode)而增加在觸摸和近距 離傳感器上方的三維體積的電場的強(qiáng)度，以增加近距離感測的有效性的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 有多種設(shè)計用于電容敏感觸摸傳感器。有益之處在于，檢驗基礎(chǔ)技術(shù)以更好的理 解任意電容敏感觸摸板可以如何被修改以與本發(fā)明一起工作。
[0003] CIRgilE?公司觸摸板是互電容感測裝置且在圖1中圖示作為框圖的示例。在這 個觸摸板1 〇中，X (12)和Y (14)電極和感測電極16的柵格被用于限定觸摸板的觸敏區(qū)域18。 典型地，當(dāng)有空間限制時，觸摸板10為大致16X12電極的或8X6電極的矩形柵格。與這些X (12)和Y(14)(或行和列)交錯的電極是單個感測電極16。全部位置測量都通過感測電極16 進(jìn)行。
[0004] CTRQUBfe;公司觸摸板10測量在感測線16上的電荷中的不平衡。當(dāng)沒有指向目 標(biāo)在觸摸板10上或靠近觸摸板10時，觸摸板電路20處于平衡狀態(tài)，且在感測線16上沒有電 荷不平衡。當(dāng)指向目標(biāo)由于電容耦合產(chǎn)生不平衡時，當(dāng)目標(biāo)靠近或觸摸觸摸表面時(觸摸板 10的感測區(qū)域18)，電容中的改變發(fā)生在電極12、14上。測量的是電容中的改變，但并不是電 極12、14上的絕對電容值。觸摸板10通過測量必須被注入至感測線16上以重新建立或恢復(fù) 感測線的電荷平衡的電荷的量來確定電容中的改變。
[0005] 上述系統(tǒng)被利用以確定手指在觸摸板10上或靠近至觸摸板10的位置，如下所述。 該示例描述行電極12且對列電極14以相同的方式進(jìn)行重復(fù)。從行和列電極測量獲得的值確 定在觸摸板1 〇上或靠近觸摸板1 〇的指向目標(biāo)的幾何中心的交叉。
[0006] 在第一步驟中，第一組行電極12由來自P、N發(fā)生器22的第一信號驅(qū)動，以及不同的 但鄰近的第二組行電極由來自P、N發(fā)生器的第二信號驅(qū)動。觸摸板電路20使用指示哪一行 電極最接近指向目標(biāo)的互電容測量裝置26從感測線16獲得值。然而，在一些微控制器28的 控制下觸摸板電路20還不可以確定指向目標(biāo)位于行電極的哪一側(cè)，觸摸板電路20也不能確 定指向目標(biāo)位于距離電極多遠(yuǎn)處。因此，系統(tǒng)通過電極12的組將被驅(qū)動的一個電極偏移。換 言之，在組的一側(cè)上添加電極，同時在組的相對側(cè)的電極不再被驅(qū)動。新的組隨后被P、N發(fā) 生器22驅(qū)動且進(jìn)行感測線16的第二測量。
[0007] 從這兩個測量中，可以確定指向目標(biāo)位于行電極的哪一側(cè)上，以及距離多遠(yuǎn)。使用 比較兩個被測量信號的量級的方程式之后執(zhí)行指向目標(biāo)的位置確定。
[0008] CIRQUE?公司觸摸板的靈敏度和分辨率高于16X12的行和列電極的柵格所蘊(yùn) 含的靈敏度和分辨率。分辨率通常約960計數(shù)每英寸或更大。確切的分辨率由組件的靈敏 度、在相同行和列上的電極12、14之間的空間以及對于本發(fā)明而言不重要的其它因素確定。
[0009] 上述過程針對使用P、N發(fā)生器24的Y或列電極14重復(fù)。
[0010] 雖然如上描述的CIRqUE?觸摸板使用X和Υ電極12、14的柵格以及分離的和單 獨的感測電極16,感測電極實際上可以是通過使用多路技術(shù)的X或Y電極12、14。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在第一實施例中，本發(fā)明為一種用于擴(kuò)展使用互電容感測的觸摸和近距離傳感器 的靈敏度范圍的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法提供在觸摸和近距離傳感器上方的三維空間體 積中產(chǎn)生電場，以從而使觸摸和近距離傳感器能夠在與不具有投影電極的觸摸和近距離傳 感器相比的更大距離上精確地檢測一個或多個目標(biāo)的出現(xiàn)以產(chǎn)生較強(qiáng)的電場的投影電極。
[0012] 通過結(jié)合附圖考慮以下詳細(xì)的說明，本發(fā)明的這些和其它目標(biāo)、特征、優(yōu)點和可選 方面對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0013] 圖1是能夠根據(jù)本發(fā)明的原理操作并且如由CIRQUE?公司制造的電容敏感觸 摸板的組件的框圖。
[0014] 圖2是顯示板外投影電極的本發(fā)明的第一實施例的框圖。
[0015] 圖3是顯示分段的板外投影電極的本發(fā)明的第一實施例的框圖。
[0016] 圖4是顯示不同的投影電極段的位置也可以被修改的第一實施例的框圖。
[0017] 圖5是顯示投影電極可以全部是板上電極的第二實施例的框圖。
[0018] 圖6顯示在單一的觸摸和近距離傳感器中可以合并板外和板上投影電極段的第二 實施例的框圖。
[0019] 圖7是被設(shè)置在觸摸傳感器的X和Y電極之間的間隔中的投影電極的放大視圖的框 圖。
【具體實施方式】
[0020] 現(xiàn)在將結(jié)合附圖作為參考以使在本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，在附圖 中，本發(fā)明的各種元件將被指定數(shù)字標(biāo)號并且將討論本發(fā)明。將理解的是以下的說明只是 本發(fā)明的原理的示例，而不應(yīng)被看作縮小所附權(quán)利要求的范圍。
[0021] 應(yīng)被理解的是，整個文本中術(shù)語"觸摸傳感器"的使用能夠與"近距離傳感器"、"觸 摸和近距離傳感器"、"觸摸面板"、"觸摸板"和"觸摸屏"可交換地被使用，除了當(dāng)與其它術(shù) 語有明確地區(qū)分時。
[0022] 本發(fā)明旨在改進(jìn)或擴(kuò)展還可以能夠作為近距離傳感器操作的觸摸傳感器的操作 的范圍。觸摸傳感器可以被限制在檢測范圍內(nèi)且只能檢測與觸敏表面進(jìn)行物理接觸的目 標(biāo)。然而，在本發(fā)明的第一實施例中，觸摸傳感器可以被修改以便包括在它們接觸觸摸傳感 器之前感測一個或多個目標(biāo)的能力，并且在本文本中可指觸摸和近距離傳感器。
[0023] 觸摸和近距離傳感器的能夠在它們使用電容感測技術(shù)與觸敏表面進(jìn)行接觸之前 檢測目標(biāo)的能力可以是由觸摸和近距離傳感器中的電極在觸敏表面上方產(chǎn)生的電場的強(qiáng) 度的函數(shù)。干擾和影響由觸摸和近距離傳感器產(chǎn)生的電場的目標(biāo)可以被檢測。其可遵循從 觸摸和近距離傳感器產(chǎn)生的電場越遠(yuǎn)，則可檢測距離其表面及其移動軌跡的目標(biāo)越遠(yuǎn)。
[0024]在圖2的框圖中顯示可用于實施本發(fā)明的第一實施例的原理的觸摸和近距離傳感 器。觸摸和近距離傳感器30的第一實施例的組件可以包括連接至觸摸和近距離感測電容檢 測電路34的微控制器32。電容檢測電路34可具有連接至可被設(shè)置在一般指在下文中可稱為 觸摸傳感器38的X和Y電極柵格的共面和正交布置中的電極柵格的電極36。觸摸和近距離傳 感器30的操作可以在這個第一實施例中通過添加可以是由接收來自電容檢測電路34的驅(qū) 動信號的電極36驅(qū)動的導(dǎo)電表面的附加的金屬電極而得到加強(qiáng)。
[0025]應(yīng)該理解的是，觸摸和近距離傳感器30可與主機(jī)42通信。主機(jī)42可接收觸摸和近 距離數(shù)據(jù)。主機(jī)42可以是能夠接收或使用觸摸和近距離傳感器30的觸摸和近距離數(shù)據(jù)的任 何系統(tǒng)。例如，主機(jī)42可以是便攜式電子裝置如移動電話、手機(jī)或平板計算機(jī)，或其可以是 固定裝置如臺式計算機(jī)、自動柜員機(jī)(ATM)或公用電話亭(kiosk)。
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