專利名稱：具有單觸點睡眠模式的多觸點觸摸傳感器的制作方法
具有單觸點睡眠模式的多觸點觸摸傳感器本發(fā)明涉及一種具有待機(jī)模式的多觸點觸摸傳感器。本發(fā)明涉及多觸點觸摸傳感器領(lǐng)域。這種類型的傳感器配備有同步采集其表面上多個指狀物的位置、壓力、尺寸、形狀 和位移的裝置，以便優(yōu)選地借助于圖形界面來控制設(shè)備。這些傳感器可被用在眾多儀器比如但不限于手機(jī)、計算機(jī)等中。在現(xiàn)有技術(shù)中已知電阻片多觸點透明觸摸傳感器。優(yōu)選地，這些傳感器包括位于 兩個透明導(dǎo)電層之間的半導(dǎo)體透明有源層，在所述兩個透明導(dǎo)電層上印制有對應(yīng)于導(dǎo)線的 行或列。因此所述導(dǎo)電層被布置成由行和列的交叉形成的單元的矩陣。半導(dǎo)體層在觸摸屏 未被觸摸時起斷開的斷路器的作用，而在觸摸屏被觸摸時起閉合的斷路器的作用，這使兩 個導(dǎo)電層相接觸。所述導(dǎo)電層通常是玻璃片和聚酯片。玻璃片和聚酯片起電極的作用，并 且每一個都在其表面之一上具有用透明導(dǎo)電材料實現(xiàn)的導(dǎo)電層。在現(xiàn)有技術(shù)中提出了在專利FR2866726中描述的解決方案，該解決方案針對的設(shè) 備還包括用于采集觸摸信息的多觸點二維傳感器。如所述專利中描述的所述傳感器包括矩 陣電阻片，該矩陣電阻片另外包括上面印制有對應(yīng)于導(dǎo)線的行或列的兩個透明導(dǎo)電層，以 及在所述兩個透明導(dǎo)電層之間的絕緣材料。優(yōu)選地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的透明導(dǎo)電層用ITO實 現(xiàn)，ITO是極薄層的透明導(dǎo)電材料。該解決方案的缺點在于與單觸點觸摸傳感器相比這種傳感器耗費的電能要多得
^^ ο事實上，單觸點觸摸傳感器只耗費相當(dāng)于漏電流的能量，然而多觸點觸摸傳感器 需要對導(dǎo)電軌道的兩個網(wǎng)絡(luò)之一定期供電，這是其耗電多得多的原因。這樣當(dāng)用戶不觸摸傳感器從而不使用傳感器時，傳感器耗費的電流仍然幾乎等于 當(dāng)用戶確定一個甚至多個接觸區(qū)域時所耗費的電流。本發(fā)明目的在于通過提出一種在以下兩種不同模式下工作的多觸點觸摸傳感器 來克服該缺點-單觸點模式(或待機(jī)模式)，對應(yīng)于如下運行當(dāng)傳感器沒有檢測到任何接觸時 傳感器像單觸點觸摸傳感器那樣工作，以及-多觸點模式(或掃描模式)，對應(yīng)于當(dāng)在以單觸點模式運行期間檢測到接觸時傳 感器的慣常運行。本方法在于研究以多觸點方式運行的用法。顯然僅當(dāng)用戶確定了至少一個接觸區(qū) 域時才能實施這種運行。在其它時間里，與單觸點相似的簡單運行就夠了。在檢測到接觸 后，只要始終檢測到至少一個接觸，傳感器就轉(zhuǎn)換為多觸點模式。因為對電流的大量消耗限于用戶使用傳感器的片刻，即傳感器檢測到至少一個接 觸的片刻，所以根據(jù)本發(fā)明的多觸點觸摸傳感器允許實現(xiàn)顯著的電流節(jié)省。為此，本發(fā)明提出一種多觸點觸摸傳感器，包括控制電路和由兩個透明導(dǎo)電層形 成的矩陣，兩個透明導(dǎo)電層中的至少一個具有細(xì)導(dǎo)電軌道的網(wǎng)絡(luò)，控制電路包括對層中的 一層供電和對另一層進(jìn)行檢測的裝置，所述傳感器具有與相應(yīng)層的行的供電掃描相對應(yīng)的多觸點類型的運行模式，其特征在于，還包括與對整個傳感器的連續(xù)和均勻供電相對應(yīng)的 單觸點類型的運行模式，每個運行模式根據(jù)是否檢測到至少一個接觸而被激活。根據(jù)本發(fā)明的特定實施方式-通過檢測到至少一個接觸來激活多觸點模式，-通過沒有檢測到至少一個接觸來激活單觸點模式，-在潛伏時間(在此期間檢測不到任何接觸)之后激活單觸點模式，-多觸點類型的運行模式對應(yīng)于相應(yīng)層的行的供電掃描，并且對應(yīng)于在被供電的 行與另一層的列中每一列之間的交叉點的端子處的測量，-單觸點類型的運行模式是與傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)相對應(yīng)的待機(jī)模式，-單觸點類型的運行模式對應(yīng)于所有列的連續(xù)和均勻的供電，并且對應(yīng)于通過掃 描行來執(zhí)行的檢測，-傳感器是透明的。通過結(jié)合附圖并閱讀非限定性實施例的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明，附圖分別 表不-

圖1是觸摸電子設(shè)備的視圖，-圖2是采集與整個多觸點觸摸傳感器有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法(“采集1”)的示意圖，-圖3是分析上述數(shù)據(jù)的方法(“分析1”)的示意圖，-圖4是根據(jù)本發(fā)明的使傳感器待機(jī)的方法(“待機(jī)1”)的示意圖，以及-圖5是根據(jù)本發(fā)明的使傳感器待機(jī)的方法(“待機(jī)2”)的示意圖。根據(jù)本發(fā)明的多觸點透明觸摸傳感器旨在結(jié)合到多觸點觸摸顯示屏中。圖1示出觸摸電子設(shè)備的視圖，該觸摸電子設(shè)備包括-矩陣觸摸傳感器1，-顯示屏2，-捕捉接口3，-主處理器4，以及-圖形處理器5。所述觸摸設(shè)備的第一基本部件是對借助于捕捉接口 3采集多觸點操縱而言必需 的觸摸傳感器1。該捕捉接口 3包括采集和分析電路。所述觸摸傳感器1是矩陣式的。所述傳感器可以在可能的情況下被分為多個部 分，以便加速捕集(captation)，每個部分被同時掃描。來自捕捉接口 3的數(shù)據(jù)在過濾后被傳送給主處理器4。主處理器4執(zhí)行允許將片 的數(shù)據(jù)與圖形對象相關(guān)聯(lián)的本地程序，圖形對象被顯示在顯示屏2上以便被操縱。主處理器4還將要被顯示在顯示屏2上的數(shù)據(jù)傳送給圖形界面5。該圖形界面還 可以被圖形處理器控制。本實施例涉及多觸點無源矩陣觸摸傳感器。應(yīng)當(dāng)了解本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠在有 源矩陣透明觸摸傳感器上實施本發(fā)明。這樣的多觸點觸摸傳感器被通過以下方式控制在第一掃描階段，可相繼為網(wǎng)絡(luò) 中一個網(wǎng)絡(luò)的軌道供電并且檢測第二網(wǎng)絡(luò)的軌道中每個軌道上的響應(yīng)?？筛鶕?jù)這些響應(yīng)來 確定與狀態(tài)相對于休眠狀態(tài)被改變了的節(jié)點相對應(yīng)的接觸區(qū)域。可確定狀態(tài)被改變了的相鄰節(jié)點的一個或多個集合。這樣的相鄰節(jié)點的一個集合限定接觸區(qū)域?？墒褂霉?jié)點的該集 合來計算在本發(fā)明意義上的光標(biāo)的有效位置的信息。在節(jié)點的被未激活區(qū)域分隔開的多個集合的情況下，可在同一掃描階段期間確定 多個獨立的光標(biāo)。在新的掃描階段過程中周期性地更新該信息。根據(jù)在相續(xù)掃描過程中獲得的信息來創(chuàng)建、跟蹤或刪除光標(biāo)。例如通過接觸區(qū)域 的重心函數(shù)來計算光標(biāo)?？偟脑瓌t是創(chuàng)建與在觸摸傳感器上檢測到的區(qū)域同樣多的光標(biāo)并跟蹤其隨時間 的變化。當(dāng)用戶從傳感器上收回指狀物時，相關(guān)的光標(biāo)就被刪除。以這種方式，可以同時捕 獲多個指狀物在觸摸傳感器上的變化和位置。實際測量的電特性可以是電阻或電容。因此將分別討論電阻觸摸傳感器或電容觸 摸傳感器。由觸摸傳感器和控制電路構(gòu)成的觸摸模塊通過通信接口來發(fā)送信號。隨后這些 信號被信息化設(shè)備的主處理器4處理，所述信息化設(shè)備的用戶圖形界面(GUI)適于使用多 個同步光標(biāo)。這些光標(biāo)允許同時與多個圖形對象相互作用。主程序考慮光標(biāo)的定位和每個光標(biāo)位于哪個圖形對象上。根據(jù)所考慮的圖形對 象，對傳感器的數(shù)據(jù)應(yīng)用特定的處理。該處理可以例如考慮壓力、加速度、速度、軌跡等的測 量。主處理器4包括允許控制采集和分析與矩陣觸摸傳感器1的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的電子控 制電路。圖2示出采集與整個多觸點觸摸傳感器有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法(“采集1”11)的示意 圖。所述傳感器包括M行和N列。該方法的功能是確定矩陣觸摸傳感器1的每個點的狀態(tài)，即所述點是否實現(xiàn)了接 觸。形成傳感器的片針對行和列的采樣頻率約為IOOHz。所述方法對應(yīng)于測量“電壓”矩陣的所有點。所述矩陣是以下矩陣[N，M]在每個 點[I，J]包含在行I (1 < I < N)和列J(1 < J < M)的交叉點的端子處測量的電壓值。該 矩陣允許給出矩陣觸摸傳感器1的點中每個點在給定時刻的狀態(tài)。采集的方法(“采集1”11)由對在前面采集時獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化的初始化步 驟12開始。任意地，列的軸線構(gòu)成供電軸線，而行的軸線構(gòu)成檢測軸線。方法11首先實施對第一列的掃描。第一列例如被供給5伏特。對于所述列，電子 電路測量在所述列和行1至行N中每一行之間的交叉點的端子處的電壓。當(dāng)測量執(zhí)行到第N行時，方法進(jìn)行到下一列，并重新開始測量在所考慮的新列與 行1至行N中每一行的交叉的端子處的電壓。當(dāng)掃描了所有列時，矩陣觸摸傳感器的點中每一點的端子處的電壓就被測得了。 因此方法結(jié)束，并且電子電路可以進(jìn)行對所獲得的“電壓”矩陣的分析。圖3示出分析數(shù)據(jù)的方法(“分析1”21)的示意圖。所述方法由實現(xiàn)以下步驟的一系列算法構(gòu)成-一個或多個濾波22，-確定包括每個接觸區(qū)域的區(qū)域23，-確定每個接觸區(qū)域的重心24，
-對接觸區(qū)域進(jìn)行插值25，以及-預(yù)測接觸區(qū)域的軌跡26。在分析方法21結(jié)束后，軟件能夠向顯示屏2的虛擬圖形對象施加各種特定處理， 以實時更新所述顯示屏2。包含在采集步驟11期間檢測到的接觸區(qū)域的區(qū)域也被限定。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，電子電路以大約為IOOHz的頻率循環(huán)地重復(fù)方法11和21。這樣的 電子電路的缺點在于耗電過多。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，電子電路結(jié)合對傳感器運行模式進(jìn)行控制的控制方法。如圖4和圖5所示，電子電路因此實施兩種運行模式-“多觸點”類型的第一運行模式32，其中整個觸摸傳感器的采集和分析方法與上 述方法11和21—致，以及-“單觸點”類型的第二運行模式33，其中整個觸摸傳感器的采集和分析方法與單 觸點運行時的方法一致?！皢斡|點”運行模式33的特征在于對整個傳感器持續(xù)和均勻地供電。該模式對應(yīng) 于傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)。根據(jù)該運行模式，實施數(shù)據(jù)采集方法“采集2” 51。該方法對應(yīng)于測量NXM維的 “電壓”矩陣的所有點，該矩陣在每個點(I，J)處包含在行I與列J的交叉點的端子處測量 的電壓值，其中1彡I彡N且1彡J彡M。在方法51期間，對所有列都以連續(xù)和均勻的方式提供電壓。優(yōu)選地，對任何列和 行都不提供電壓。因此只測得漏電流。通過掃描行來執(zhí)行檢測。在這種情況下，因為對所 有列都以連續(xù)和均勻的方式供電，所以當(dāng)存在接觸時不能確定對應(yīng)于所述接觸的列。因此， 無法提供接觸的位置信息。隨后基于通過方法51采集到的數(shù)據(jù)來實施數(shù)據(jù)分析方法“分析2”61。該方法包 括一個或多個濾波步驟。優(yōu)選地，因為無法獲得接觸的位置信息，所以該方法不包括確定接 觸區(qū)域的可能有的確定步驟。事實上，當(dāng)用戶不觸摸傳感器時，不用一直采集所述傳感器的完整圖像。另外，當(dāng) 用戶將其手指置于傳感器上時，如果待機(jī)模式與正常模式之間的轉(zhuǎn)換足夠快的話，則在首 次提供接觸情況時無需知道手指在傳感器上面的位置。待機(jī)(或單觸點)模式對應(yīng)于傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)，該模式只能檢測當(dāng) 用戶實施至少一個接觸時傳感器的電參數(shù)的改變，但不能分析所述接觸的位置。到多觸點的正常模式32的有條件的轉(zhuǎn)換因此允許在較短時間間隔內(nèi)知道多個觸 點的位置信息。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的對傳感器運行模式進(jìn)行控制的控制方法(“待機(jī)1”31)的
示意圖。該方法包括處于“多觸點”模式的第一循環(huán)32，第一循環(huán)32對應(yīng)于采集步驟11和 分析步驟21的序列。在所述第一循環(huán)32結(jié)束處，進(jìn)行有條件的控制。如果在整個矩陣觸摸傳感器1上 檢測到至少一個觸點，則該方法進(jìn)入處于“單觸點”模式的第二循環(huán)33，第二循環(huán)33對應(yīng)于 采集步驟51和分析步驟61的序列。
這種實施方式允許根據(jù)通過檢測可能有的至少一個接觸而進(jìn)行的控制來在多觸 點模式和單觸點模式之間即時地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因為以單觸點模式運行比以多觸點模式運行消 耗的電能要少得多，所以顯著減少了耗電。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的對傳感器運行模式進(jìn)行控制的控制方法(“待機(jī)2”41)的
示意圖。該方法與前述方法的區(qū)別在于其包括與多觸點模式和單觸點模式之間的潛伏時 間相對應(yīng)的N次迭代。整數(shù)N是表征循環(huán)32的連續(xù)周期(在此期間檢測不到任何接觸)的數(shù)量的數(shù)。預(yù) 定的潛伏時間由Nitft限定，其對應(yīng)于檢測不到接觸的連續(xù)周期的數(shù)量，傳感器根據(jù)該預(yù)定 的潛伏時間而過渡到單觸點模式。該方法包括第一循環(huán)“多觸點”32和第二循環(huán)“單觸點”33。在每個循環(huán)32之后， 進(jìn)行有條件的控制。如果在循環(huán)32的輸出處檢測到至少一個接觸，則重復(fù)循環(huán)32。如果在該循環(huán)32的輸出處沒有檢測到任何接觸，則查詢沒有接觸的連續(xù)周期的 數(shù)量N。如果N小于Nitft，則N增加1并重復(fù)循環(huán)32。如果N等于N潛伏，則執(zhí)行循環(huán)“單觸 點” 33。只要在循環(huán)33的輸出處沒有檢測到任何接觸，則重復(fù)循環(huán)33。一旦在該循環(huán)33的輸出處檢測到接觸，N就重新變?yōu)?，并且重新執(zhí)行循環(huán)“多觸 ；32 ο這種實施方式允許使用針對從多觸點模式到單觸點模式的過渡的潛伏時間，根 據(jù)通過檢測可能有的至少一個接觸而進(jìn)行的控制來在多觸點模式和單觸點模式之間進(jìn)行 轉(zhuǎn)換。因此本發(fā)明的該實施方式具有以下優(yōu)點_通過檢測接觸，瞬時地從單觸點向多觸點過渡，以及-使用預(yù)定的潛伏時間從多觸點向單觸點過渡，這允許避免在單個周期內(nèi)不湊巧 地檢測不到接觸的情況下多觸點/單觸點的轉(zhuǎn)換過于頻繁。N可以例如被選擇為使得獲得大約為1秒的潛伏時間。本發(fā)明的上述實施方式是作為示例給出的而絕非限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解 能夠在不脫離本發(fā)明范圍的情況下實現(xiàn)本發(fā)明的各種變型。
權(quán)利要求
一種多觸點觸摸傳感器(1)，包括控制電路和由兩個透明導(dǎo)電層形成的矩陣，所述兩個透明導(dǎo)電層中的至少一個具有細(xì)導(dǎo)電軌道的網(wǎng)絡(luò)，所述控制電路包括對所述層中的一層供電和對另一層進(jìn)行檢測的裝置，所述傳感器(1)具有與相應(yīng)層的行的供電掃描相對應(yīng)的多觸點類型的運行模式(32)，其特征在于，還包括與對整個傳感器的連續(xù)和均勻供電相對應(yīng)的單觸點類型的運行模式(33)，每個運行模式(32，33)根據(jù)是否檢測到至少一個接觸而被激活。
2.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，通過檢測到至少一 個接觸來激活多觸點模式(32)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，通過沒 有檢測到至少一個接觸來激活單觸點模式(33)。
4.根據(jù)前一權(quán)利要求所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，在一段沒有檢測到 任何接觸的潛伏時間之后激活單觸點模式(33)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，所述多 觸點類型的運行模式(32)對應(yīng)于所述相應(yīng)層的行的供電掃描，并且對應(yīng)于在被供電的行 與另一層的列中每一列之間的交叉點的端子處的測量。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，所述單 觸點類型的運行模式(33)是與所述傳感器和所述控制電路的休眠狀態(tài)相對應(yīng)的睡眠模 式。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，所述單 觸點類型的運行模式(33)對應(yīng)于對所有列的連續(xù)和均勻的供電，并且對應(yīng)于通過掃描所 述行來執(zhí)行的檢測。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項所述的多觸點觸摸傳感器(1)，其特征在于，所述多 觸點觸摸傳感器是透明的。
全文摘要
本發(fā)明涉及多觸點觸摸傳感器(1)，包括控制電路和由兩個透明導(dǎo)電層形成的矩陣，所述兩個透明導(dǎo)電層中的至少一個具有細(xì)導(dǎo)電軌道的網(wǎng)絡(luò)，所述控制電路包括對所述層中的一層供電和對另一層進(jìn)行檢測的裝置，所述傳感器(1)具有與相應(yīng)層的行的供電掃描相對應(yīng)的多觸點類型的運行模式(32)，其特征在于，還包括與對整個傳感器的連續(xù)和均勻供電相對應(yīng)的單觸點類型的運行模式(33)，每個運行模式(32，33)根據(jù)是否檢測到至少一個接觸而被激活。
文檔編號G06F3/041GK101903851SQ200880121993
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者帕斯卡爾·若蓋, 朱利安·奧利維耶, 紀(jì)堯姆·拉吉利埃 申請人:斯坦圖姆公司