專利名稱：利用相對(duì)傳導(dǎo)網(wǎng)格技術(shù)改進(jìn)的觸摸屏的制作方法
引言自從二十世紀(jì)七十年代早期觸摸屏出現(xiàn)以來，他們就成為了某些計(jì)算機(jī)應(yīng)用鍵盤的很有吸引力的替代者。由于觸摸屏給用戶提供了一種訪問計(jì)算機(jī)的更容易的手段，所以在許多情況下，都取消了鍵盤和鼠標(biāo)。結(jié)果，觸摸屏市場(chǎng)已經(jīng)大幅度增長(zhǎng)，而且可以預(yù)料還將會(huì)持續(xù)迅速增長(zhǎng)。然而，目前的觸摸屏制造起來非常困難，由此產(chǎn)生的價(jià)格障礙限制了這種增長(zhǎng)進(jìn)入一些新的領(lǐng)域，比如教育。
在本公開內(nèi)容中，討論了一個(gè)新的概念，它能夠真正消除設(shè)計(jì)上的限制，為觸摸屏構(gòu)造提供更多的自由，并且給出了實(shí)例來說明這種在設(shè)計(jì)參數(shù)上的新的自由。這些設(shè)計(jì)概念為以更低的成本，同時(shí)不犧牲質(zhì)量的前提下生產(chǎn)觸摸屏提供了根據(jù)。此外，用這里描述的概念，可以對(duì)特定傳感器的大小、形狀、或者電氣特性的新設(shè)計(jì)進(jìn)行極大的簡(jiǎn)化，同時(shí)減少了研究和開發(fā)成本。
背景技術(shù)：
以均勻?qū)щ姷牟牧蠟榛A(chǔ)的觸摸屏已經(jīng)使用了幾十年了。早期有一種觸摸屏是由兩個(gè)導(dǎo)電薄片制成，這兩個(gè)導(dǎo)電薄片的安裝方式使得兩個(gè)獨(dú)立的電場(chǎng)在一種穩(wěn)定狀態(tài)下垂直相交(Hurst和Parks，美國(guó)專利No.3,662,105)。后來的改進(jìn)包括采用高傳導(dǎo)性的點(diǎn)的陣列作為矩形周長(zhǎng)附近的電極以及一個(gè)互補(bǔ)二極管開關(guān)陣列，或者最好是一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)，這樣就只需要一個(gè)導(dǎo)電薄片。然后在一種時(shí)序(Hurst，美國(guó)專利No.3,798,370)中測(cè)量電位從而獲得X和Y坐標(biāo)。這種進(jìn)步，連同具有曲率半徑識(shí)別能力的導(dǎo)電和透明的“覆蓋層”(Hurst和Colwell，美國(guó)專利No.3,911,215)幫助為可以使用在計(jì)算機(jī)終端的透明觸摸屏鋪平了道路(Talmage et al，美國(guó)專利No.4,220,815)。
當(dāng)二極管開關(guān)被使用連接到高傳導(dǎo)性的點(diǎn)的模型的固定電阻分壓器代替時(shí)，采樣兩個(gè)時(shí)序電場(chǎng)所要求的開關(guān)就被極大地簡(jiǎn)化。該概念演化為使用一個(gè)精心設(shè)計(jì)的燒結(jié)模型(frit pattern)使得即使在屏幕邊緣，等電位也表示笛卡兒坐標(biāo)(Talmage et al，美國(guó)專利No.4,797,514)。最近出現(xiàn)了一種邊界電極設(shè)計(jì)(Turst et al.美國(guó)序列號(hào)09/262,909)從而極大的簡(jiǎn)化了觸摸屏的生產(chǎn)。這種設(shè)計(jì)包括一個(gè)圍繞工作區(qū)域的很窄的邊界，由在高傳導(dǎo)性電極和傳感器涂層之間的中等傳導(dǎo)系數(shù)的材料制成。
本說明書涉及到觸摸屏，它的矩形區(qū)域用一個(gè)邊界包圍，在要求較高的情況下，這個(gè)矩形區(qū)域可以用特定寬度和導(dǎo)電系數(shù)的線分成若干個(gè)更小的矩形區(qū)域。使用這種技術(shù)，涂層的均勻性要求降低了。實(shí)際上，均勻要求沒有運(yùn)用在觸摸屏的整個(gè)區(qū)域，而是運(yùn)用在用傳導(dǎo)線網(wǎng)格確定的更小區(qū)域。使用本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)大觸摸屏的構(gòu)造，甚至如墻或者地板大小。這就使得很多新應(yīng)用成為可能，如和圖像投影設(shè)備的交互，向機(jī)器人輸入信息，有關(guān)安全的位置敏感信息，或者虛擬設(shè)備的輸入。
隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，把數(shù)據(jù)校正應(yīng)用到高失真測(cè)量中，以獲得精確的笛卡兒坐標(biāo)在經(jīng)濟(jì)上是可行的，這種高失真測(cè)量可能來自具有不均勻外層的觸摸屏。例如，Hurst，et al.美國(guó)序列號(hào)09/262,909表示拓?fù)?映射)能被有利地用于更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)均勻性要求不高的電阻式觸摸屏，而性能不會(huì)降低。在這種拓?fù)浞椒ㄖ?，甚至在單個(gè)等電位沒有映射的情況下，等電位對(duì)也被映射為一對(duì)笛卡兒坐標(biāo)，從而給出唯一的x和y坐標(biāo)。然而，對(duì)一些電極幾何形狀(如在一個(gè)矩形的每一個(gè)角上的點(diǎn)電極)來說，在傳感器的一些區(qū)域的等電位對(duì)測(cè)量不可能唯一映射到笛卡兒坐標(biāo)。邊界概念的使用在傳感器的整個(gè)工組區(qū)上，甚至在一些非常接近邊緣的地方，提供了唯一的對(duì)映射。
本發(fā)明提供了一種網(wǎng)格排列，使得甚至在沒有電子數(shù)據(jù)校正的情況下也可獲得更多的觸摸屏區(qū)域。然而，對(duì)于特大的屏幕，它可能是由大的單個(gè)的由網(wǎng)格確定然后用導(dǎo)電涂層覆蓋制備而成的傳感區(qū)域，可能期望粗略的非均勻性，而且必要的時(shí)候要運(yùn)用電子映射。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是一種提供改進(jìn)的觸摸屏，它允許改進(jìn)屏幕的輸出且對(duì)單個(gè)和多個(gè)變量具有固有容錯(cuò)能力。本發(fā)明的另一目的是可以簡(jiǎn)化制造觸摸屏生產(chǎn)的要求，包括較少要求導(dǎo)電涂層的應(yīng)用，較少的電極，不需要分壓電阻。
本發(fā)明的另一目的是允許以一種低的附加成本生產(chǎn)，而不僅僅是由屏幕生產(chǎn)中的節(jié)約補(bǔ)償。本發(fā)明的另一目的是允許更自由地設(shè)計(jì)觸摸屏，很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)其改變以提供新的更大屏幕結(jié)構(gòu)。
附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示具有和邊界框架相同的傳導(dǎo)系數(shù)的網(wǎng)格的等電位。
圖2顯示了具有的傳導(dǎo)系數(shù)僅是邊界框架1/50和其余表面區(qū)域2倍的網(wǎng)格的等電位。
圖3a顯示了當(dāng)在具有相對(duì)均勻傳導(dǎo)性的基片上電流注入的方法使用時(shí)，網(wǎng)格對(duì)減少均勻?qū)щ娡繉右笏鸬淖饔谩?br> 圖3b顯示了網(wǎng)格在電流注入觸摸屏中的加入，該網(wǎng)格的傳導(dǎo)系數(shù)是屏幕的指定矩形部分的傳導(dǎo)系數(shù)的10倍。
圖4a顯示整個(gè)屏幕，除指定矩形的傳導(dǎo)系數(shù)為0.1外，其余傳導(dǎo)系數(shù)為1，且等電位在矩形周圍被扭曲。
圖4b顯示了和圖4a相同的屏幕，但加入了中間傳導(dǎo)系數(shù)的網(wǎng)格，該網(wǎng)格將等電位恢復(fù)到接近于完全均勻的涂層能達(dá)到的那些值。和圖5說明電位分布，其中當(dāng)網(wǎng)格表面和底部之間產(chǎn)生接觸時(shí)被偏置的單個(gè)網(wǎng)格線中產(chǎn)生電流。
發(fā)明詳述用解決邊界值問題的程序?qū)Ρ揪W(wǎng)格發(fā)明的突出特征進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。其中用到解算與電流和電場(chǎng)之間的常見關(guān)系相關(guān)聯(lián)的連續(xù)性方程的數(shù)學(xué)方法。這些方程用于解算任意的傳導(dǎo)系數(shù)，并簡(jiǎn)化為均勻傳導(dǎo)系數(shù)的拉普拉斯方程。這種通常的數(shù)學(xué)處理方式得出了在任何規(guī)定的邊界條件下導(dǎo)電平面上的等電位的解。比如，它們可以提供幾何形狀的等電位解，其中，象在電阻觸摸屏中一樣，幾何形狀中帶邊界的框架保持在靜止的電位上。又如，當(dāng)電流注入到一個(gè)觸摸點(diǎn)上時(shí)，該觸摸點(diǎn)在由邊界框架確定的矩形傳感器中，可以找到四個(gè)角上的電極的電流解。這些所謂的電流注入方法已經(jīng)在物理研究和觸摸屏生產(chǎn)中使用一段時(shí)間了。最近由Babb和Wilson提出的專利申請(qǐng)(PCT，出版號(hào)97/34273)描述了這種方法，給一些早期的開發(fā)提供了參考。這些邊界框架幾何形狀可以被修改以包括網(wǎng)格，從而顯示本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
圖1顯示了網(wǎng)格穩(wěn)定狀態(tài)等電位解，在此網(wǎng)格中，邊界框架被簡(jiǎn)單的擴(kuò)充到內(nèi)部區(qū)域，從而產(chǎn)生16個(gè)離散的區(qū)域或者單元。在該幾何形狀中，框架和內(nèi)部線具有相同寬度和導(dǎo)電系數(shù)，如果沒有拓?fù)溆成?，該幾何形狀作為觸摸屏是不成功的，因?yàn)榈入娢痪€有極大的扭曲。所有的框架材料和內(nèi)部網(wǎng)格線具有是外層(認(rèn)為是1)500倍的導(dǎo)電系數(shù)。
圖2涉及到一種網(wǎng)格，其中內(nèi)部線的傳導(dǎo)系數(shù)是圖1中的內(nèi)部線的傳導(dǎo)系數(shù)用系數(shù)50除之后減小了的值。所以涉及到傳導(dǎo)系數(shù)三個(gè)值用于框架的500，用于網(wǎng)格線的10，和用于外層的1。可以看出等電位通過這些傳導(dǎo)系數(shù)的結(jié)合被極大地改善。
由于計(jì)算機(jī)仿真程序的一些限制，無法獲得非常窄的線的精確解。因此，計(jì)算較寬網(wǎng)格線，然后換算到高傳導(dǎo)系數(shù)的窄線結(jié)果比較方便。對(duì)這種換算有一個(gè)非常簡(jiǎn)單的規(guī)則。為了在網(wǎng)格線上保持相同的電阻，換算定律就是在轉(zhuǎn)換過程中線的寬度和傳導(dǎo)系數(shù)乘積應(yīng)該保持常數(shù)。例如，通過使用指定的傳導(dǎo)系數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)好的等電位。為了便于生產(chǎn)，最好構(gòu)成網(wǎng)格的所有線具有相同的傳導(dǎo)系數(shù)。如果線有0.2英寸寬，對(duì)于由系數(shù)50減小到0.004英寸(4密耳)的線寬保持該等電位質(zhì)量，其中，所有的線現(xiàn)在的傳導(dǎo)系數(shù)都相等。非常幸運(yùn)的是屏幕的可視化表面由于具有非常精密的線而得到改進(jìn)。然而，有可能使傳導(dǎo)外層對(duì)光透明，在這種情況下具有適當(dāng)傳導(dǎo)系數(shù)的線有一個(gè)寬度范圍。
圖3a和圖3b涉及電流注入方法，顯示了網(wǎng)格對(duì)降低均勻傳導(dǎo)外層要求所起的作用。這是通過在屏幕的指定矩形部分把傳導(dǎo)系數(shù)置為0.1來實(shí)現(xiàn)的。在圖3a中，等電位的解是相當(dāng)不對(duì)稱的，從所述等電位可以獲得四個(gè)角電流并且經(jīng)過處理該電流從而獲得笛卡兒坐標(biāo)。在圖3b中相同區(qū)域周圍提供十倍增長(zhǎng)的傳導(dǎo)系數(shù)的“4密耳”網(wǎng)格給出了更好性能的等電位，并且當(dāng)處理后，還可給出非常接近真值的笛卡兒坐標(biāo)。
使用網(wǎng)格的好處在于用這種方法非常容易闡述，其中，網(wǎng)格在傳感器上的任何位置都保持穩(wěn)定狀態(tài)的電位，且只要通過測(cè)量屏幕某些地方的一對(duì)電位就可以找出坐標(biāo)。利用和圖3同樣的結(jié)構(gòu)，把結(jié)果顯示在圖4a和圖4b中。這樣，即使在指定區(qū)域內(nèi)傳導(dǎo)系數(shù)銳減到0.1，網(wǎng)格還可以很好地把等電位恢復(fù)到具有均勻外層時(shí)的理想的值。
雖然網(wǎng)格的原始概念是使得能夠生產(chǎn)非常大的屏幕，但是將該概念擴(kuò)充用于解決自觸摸屏出現(xiàn)以來就很普遍的基本問題也很有用。這就是“單次觸摸”問題。想象在機(jī)器人應(yīng)用中使用觸摸屏，其中可能需要給機(jī)器人提供一個(gè)平臺(tái)上很多不同對(duì)象的位置的信息?；蛘呦胂罅硗庖环N應(yīng)用，其中當(dāng)單個(gè)個(gè)體在地板上走動(dòng)時(shí)，可能需要知道它們的位置。在這兩種應(yīng)用的任一種中，技術(shù)問題是相同的，即，在觸摸屏上有多觸點(diǎn)，但通常的觸摸屏被設(shè)計(jì)成一次只能接觸一個(gè)點(diǎn)。
為了尋求這個(gè)問題的解決辦法，想象觸摸屏用上面所描述的網(wǎng)格線劃分成單元。但是在繼續(xù)討論之前，想象一下網(wǎng)格的另外一種使用，這將作為多點(diǎn)接觸問題的解決辦法的基本要素。因此，需要先描述一種觸摸屏，它可以被用來縮放成更小的區(qū)域，這樣就能獲得更大的分辨率和一個(gè)接觸點(diǎn)的位置的精確測(cè)量。
這個(gè)想法通過使用網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)，這種網(wǎng)格首先以一種標(biāo)準(zhǔn)的方式通過運(yùn)用于四個(gè)角的電壓來構(gòu)造，然后按照一種定時(shí)序列切換來建立坐標(biāo)對(duì)(x，y)。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)格單元用這種方式定位后，角電壓被作用于兩行x和兩行y從而將合適的單元從很大數(shù)量的單元矩陣中挑選出來。重復(fù)該標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量順序以獲得點(diǎn)(x，y)的更精確的估計(jì)值。
在包括快速移動(dòng)的多觸點(diǎn)的大型應(yīng)用中，順序輪詢可能太慢。因此開發(fā)允許并行輪詢成組網(wǎng)格單元的算法會(huì)是有益的，這樣在輪詢完成之前，只需要8個(gè)或者16個(gè)以內(nèi)的電流循環(huán)。
一種解決單元間干擾問題的辦法是劃分傳導(dǎo)外層薄膜，該傳導(dǎo)外層薄膜通常用來把傳感器表面連接到與網(wǎng)格單元匹配的段。這就要求使用外層薄膜上的絕緣條和從每一段到矩陣開關(guān)的連接線。以這種方式，所有單個(gè)觸點(diǎn)的單元都可以被計(jì)數(shù)，每個(gè)單元里的位置可以被近似。上面所描述的縮放過程能應(yīng)用在定時(shí)序列中以獲得每一段的觸摸點(diǎn)位置的改進(jìn)的分辨率。換句話說，假如每個(gè)單元只有一個(gè)觸摸點(diǎn)，就能獲得多觸摸點(diǎn)中的每個(gè)點(diǎn)的位置的良好分辨率。
分段的外層薄膜極大的簡(jiǎn)化了每個(gè)單元的輪詢，但是好像需要一個(gè)行-列矩陣激活單個(gè)或者成組的單元。在生產(chǎn)中要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)會(huì)有一些負(fù)擔(dān)。不把外層屏幕分段也可能對(duì)屏幕進(jìn)行成功的輪詢或查詢。這時(shí)生產(chǎn)中的負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到了計(jì)算中。
例如，如果一個(gè)房間的地板上有邊長(zhǎng)約為1-2英尺的網(wǎng)格，那么通過順序輪詢和數(shù)據(jù)分析可能識(shí)別幾個(gè)人的位置。相鄰的網(wǎng)格單元對(duì)可以被偏置來接收來自行或者列中(或旁邊的)的那些人的電流。當(dāng)所有網(wǎng)格線的行和列的對(duì)被順序偏置時(shí)，就可以分析數(shù)據(jù)集以解釋站立(或行走)的人的數(shù)量和位置。雖然應(yīng)該有足夠的數(shù)據(jù)這樣做，但是算法可能很復(fù)雜。圖5說明了電位的分布，如果在網(wǎng)格外層和底部之間形成接觸，那在偏置的單個(gè)網(wǎng)格線中就會(huì)產(chǎn)生電流。
總結(jié)本發(fā)明使用于觸摸屏應(yīng)用的傳感器的設(shè)計(jì)更自由。而且，這種多樣性帶來很大的簡(jiǎn)化而沒有犧牲質(zhì)量。
本發(fā)明依賴于一種事實(shí)，即觸摸屏表面可以用指定寬度和導(dǎo)電系數(shù)的線劃分成很多小區(qū)域。這些小區(qū)域從而把觸摸屏劃分成單元，這樣，僅僅需要在特定單元內(nèi)是均勻的。每個(gè)單元的傳導(dǎo)邊界會(huì)使單元內(nèi)的一些非均勻部分標(biāo)準(zhǔn)化。而且，使用該新技術(shù)，可以完成大觸摸屏的構(gòu)造。沒有大小的限制，觸摸屏?xí)泻芏嘈碌膽?yīng)用，這些新的應(yīng)用在先前是不可能達(dá)到的，比如與圖像投影設(shè)備的交互，用于安全的位置敏感信息，或者用于虛擬設(shè)備的輸入。
除了越來越多的觸摸屏技術(shù)的應(yīng)用之外，本發(fā)明還降低了生產(chǎn)成本。生產(chǎn)觸摸屏的主要花費(fèi)是制造均勻觸摸屏所要求的精度，使得在均勻觸摸屏中，電流可以沿著導(dǎo)電表面均勻分配以產(chǎn)生必要的等電位線。如果屏幕的任何一部分變得不均勻了，屏幕必須重新加工。網(wǎng)格降低了對(duì)觸摸屏表面的均勻性要求，因而允許較不嚴(yán)格生產(chǎn)規(guī)范。通過降低質(zhì)量控制過程中的時(shí)間和精度要求可以節(jié)省其它的成本。
這樣，可以相信，同目前的狀況相比，觸摸屏生產(chǎn)的總成本在不損失質(zhì)量的前提下，降低了很多。同時(shí)，新設(shè)計(jì)不用增加額外的工程量即可實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)的自由和生產(chǎn)成本的降低將對(duì)本行業(yè)產(chǎn)生積極的影響；特別是因?yàn)槿缃逃⑷耸率褂煤图彝蕵返仁袌?chǎng)用現(xiàn)有在技術(shù)的價(jià)格和結(jié)構(gòu)無法進(jìn)入。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)了解在此描述的結(jié)構(gòu)和方法的許多替換。應(yīng)該理解，為了解釋本發(fā)明本質(zhì)而描述和說明的部分的細(xì)節(jié)說明和裝置不作為本發(fā)明的限制。所有這樣的沒有脫離本發(fā)明精神的替換都應(yīng)包括在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏位置傳感器，包括(a)觸摸區(qū)域，具有通常相對(duì)低的傳導(dǎo)系數(shù)；(b)在觸摸區(qū)域上確定周邊線的相對(duì)高的傳導(dǎo)邊界；(c)在觸摸區(qū)域的高傳導(dǎo)周邊線內(nèi)確定相對(duì)低的傳導(dǎo)系數(shù)的單元的中間傳導(dǎo)系數(shù)的網(wǎng)格；(d)一組連接到高傳導(dǎo)系數(shù)的周邊線和連接到電源的電極；(e)一種電路，當(dāng)接近觸摸區(qū)域上選定的點(diǎn)時(shí)，測(cè)量所述點(diǎn)處的電位；(f)一個(gè)控制器，依次將電功率從電源切換到第一組電極，從而建立接觸區(qū)域上的第一個(gè)電位分布，然后切換到第二組電極，從而建立接觸區(qū)域上的第二個(gè)電位分布；和(g)一個(gè)控制器，處理來自電路的所說第一個(gè)和第二個(gè)電位分布的電位測(cè)量值的集合，從而確定被選點(diǎn)的位置。
2.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中的單元和觸摸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)是不均勻的。
3.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中的觸摸區(qū)域通常是矩形的，電極位于所說區(qū)域的每一個(gè)角的附近。
4.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中控制器可以選擇第一組電極的子集來輪詢單元的子集。
5.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中的單元子集的輪詢?cè)试S確定與接觸區(qū)域進(jìn)行同時(shí)接觸的多于一個(gè)的點(diǎn)。
6.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中的相對(duì)高的傳導(dǎo)邊界的線寬大于確定單元的中間傳導(dǎo)系數(shù)的網(wǎng)格線的寬度。
7.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中的網(wǎng)格線對(duì)光是透明的。
8.權(quán)利要求1所說的傳感器，其中相對(duì)高的傳導(dǎo)邊界具有至少約10倍于相對(duì)低的傳導(dǎo)接觸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)，中間傳導(dǎo)材料的網(wǎng)格具有至少四倍于相對(duì)低的傳導(dǎo)系數(shù)的接觸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)。
9.一種觸摸屏位置傳感器，包括(a)具有通常相對(duì)低的傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域；(b)在觸摸區(qū)域上確定周邊線的相對(duì)高傳導(dǎo)邊界；(c)在觸摸區(qū)域的高傳導(dǎo)邊界內(nèi)確定相對(duì)低傳導(dǎo)系數(shù)的單元的中間傳導(dǎo)系數(shù)網(wǎng)格；(d)一組連接到高傳導(dǎo)系數(shù)的周邊和連接到電源的電極；(e)一種電路，用于測(cè)量當(dāng)選定的點(diǎn)被接觸后，電極從傳導(dǎo)區(qū)域的該點(diǎn)接收的電流；(f)處理來自電極的電流測(cè)量值的集合從而確定被選點(diǎn)位置的控制器。
10.權(quán)利要求9所說的傳感器，其中導(dǎo)電區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)是不均勻的。
11.權(quán)利要求9所說的傳感器，其中高傳導(dǎo)性材料的線寬度和中間傳導(dǎo)性材料的線寬是不同的。
12.權(quán)利要求9所說的傳感器，其中相對(duì)高傳導(dǎo)性邊界所具有的傳導(dǎo)系數(shù)比相對(duì)低傳導(dǎo)接觸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)至少大10倍，中間傳導(dǎo)性材料的網(wǎng)格具有的傳導(dǎo)系數(shù)比相對(duì)低的傳導(dǎo)系數(shù)的接觸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)至少大四倍。
13.權(quán)利要求1或者權(quán)利要求11所說的傳感器，其中傳導(dǎo)區(qū)域通常是矩形的。
14.一種方法，用來確定傳感器裝置上被選點(diǎn)的位置，此傳感器裝置具有相對(duì)高傳導(dǎo)系數(shù)的邊界，此邊界包圍相對(duì)低傳導(dǎo)系數(shù)的區(qū)域，構(gòu)成一種網(wǎng)格的特征，該網(wǎng)格具有的傳導(dǎo)系數(shù)在邊界和低傳導(dǎo)性區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)中間；確定在低傳導(dǎo)系數(shù)的區(qū)域上的單元；以及一個(gè)相關(guān)的電極集合，通過該電極集合，可以應(yīng)用電流在傳導(dǎo)區(qū)域上建立電位分布；一個(gè)電路，當(dāng)接近接觸區(qū)域上的點(diǎn)時(shí)，測(cè)量其電位；以及一個(gè)控制器；包括如下步驟(a)通過從所說的相關(guān)的電極集合選擇的至少一個(gè)電極的第一組，為邊界區(qū)域引入電流，從而在邊界內(nèi)建立第一電位分布；(b)在邊界內(nèi)被選點(diǎn)附近應(yīng)用電路，以測(cè)量所說點(diǎn)的第一電位讀數(shù)；(c)存儲(chǔ)所說的第一電位讀數(shù)；(d)通過從所說的相關(guān)的電極集合選擇的至少一個(gè)電極的第二組，為邊界區(qū)域引入電流，從而在邊界內(nèi)建立第二電位分布，其中所述第一和第二組電極不完全相同；(e)用電路測(cè)量被選點(diǎn)的第二電位讀數(shù)；(f)處理所說第一和第二電位讀數(shù)，從而確定被選點(diǎn)的位置。
15.權(quán)利要求14的方法，其中第一和第二電位分布是單調(diào)的。
16.權(quán)利要求14的方法，其中第一電位分布確定邊界內(nèi)的第一個(gè)電位線集合，第二電位分布確定邊界內(nèi)的第二個(gè)電位線集合，所說的第一個(gè)和第二個(gè)電位線集合基本相交。
17.權(quán)利要求14的方法，其中所說的第一讀數(shù)和第二讀數(shù)被唯一地映射到被選點(diǎn)的空間坐標(biāo)。
18.權(quán)利要求14的方法，其中用控制器上運(yùn)行的軟件實(shí)現(xiàn)一個(gè)算法，對(duì)第一和第二讀數(shù)進(jìn)行插值。
19.一種觸摸傳感器，具有由相對(duì)高的傳導(dǎo)系數(shù)的邊界確定的通常較低的傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域，其中所述觸摸區(qū)域被中間傳導(dǎo)系數(shù)的線劃分成單元。
20.權(quán)利要求19的觸摸傳感器，其中中間傳導(dǎo)系數(shù)的線的傳導(dǎo)性至少比低傳導(dǎo)觸摸區(qū)域的多約4倍。
21.權(quán)利要求19的觸摸傳感器，其中邊界的傳導(dǎo)性至少是低傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域的約10倍。
22.權(quán)利要求19的觸摸傳感器，其中的邊界的傳導(dǎo)系數(shù)大約是低傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域的約500倍，大約是中間傳導(dǎo)系數(shù)的線的約50倍。
23.權(quán)利要求19的觸摸傳感器，其中邊界的傳導(dǎo)系數(shù)至少是中間傳導(dǎo)系數(shù)的線的約5倍。
24.權(quán)利要求19的觸摸傳感器，其中的線基本上對(duì)光透明。
25.權(quán)利要求19的觸摸傳感器，其中線的寬度小于邊界寬度。
26.權(quán)利要求19-25的觸摸傳感器，其中低傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)是不均勻的。
27.權(quán)利要求19-26的觸摸傳感器，其中一個(gè)單元內(nèi)的低傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域的傳導(dǎo)系數(shù)基本上是均勻的。
28.權(quán)利要求26的觸摸傳感器，其中中間傳導(dǎo)系數(shù)的線足夠緊密的聚集在一起，使得單個(gè)單元內(nèi)的低傳導(dǎo)系數(shù)的觸摸區(qū)域基本上是均勻的。
29.權(quán)利要求4的方法，其中的控制器依次把電功率從電源切換到電極的第一子集，從而建立接觸區(qū)域上的第一單元子集電位分布，然后切換到所說電極的第二子集，從而建立觸摸區(qū)域的第二單元子集電位分布；控制器用來處理所說的第一和第二子集電位分配的電位測(cè)量集合，以便在第一和第二單元子集的交叉的單元內(nèi)更準(zhǔn)確地確定所選點(diǎn)的位置。
30.權(quán)利要求4的方法，其中的同時(shí)接觸的多個(gè)點(diǎn)的位置是通過輪詢分離的單元子集來確定的，每個(gè)單元子集被選定只包含一個(gè)觸摸點(diǎn)。
全文摘要
通過使用相對(duì)傳導(dǎo)線(線I－U)網(wǎng)格，一種新的觸摸屏(圖2)設(shè)計(jì)為非均勻校正提供了更精確的接觸點(diǎn)(圖3)的測(cè)量和多點(diǎn)同時(shí)接觸的測(cè)量。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1434970SQ00818912
公開日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2000年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月6日
發(fā)明者塞繆爾G·赫斯特, 魯弗斯H·里奇, 唐納德W·博爾丁, 羅伯特J·沃馬克 申請(qǐng)人:伊羅接觸系統(tǒng)公司