專利名稱：具有共面的電容性觸摸傳感器片和接近傳感器片的觸敏式顯示器和有關(guān)觸摸板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子裝置的用戶接口，更具體地涉及用于諸如無線通信終端的電子裝置的觸敏式顯示器。
背景技術(shù)：
觸敏式顯示器正逐漸成為電子裝置上的廣泛使用的接口以便用戶輸入在該裝置的操作中使用的命令和數(shù)據(jù)。觸敏式顯示器目前能夠在移動(dòng)電話中，特別是便攜式音樂播放器、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)裝置、和具有集成PDA特征和其它涉及電話操作特征的蜂窩電話中找到。觸敏式顯示器通常被設(shè)計(jì)為對觸摸屏表面上的手指觸摸、觸筆觸摸、或者手指/ 觸筆運(yùn)動(dòng)進(jìn)行響應(yīng)操作。觸敏式顯示器在傳統(tǒng)地在蜂窩電話中使用的物理鍵之外使用，與物理鍵結(jié)合使用，或者代替物理鍵使用以執(zhí)行電話功能和特征。觸摸顯示器上的具體點(diǎn)可以啟用在顯示器上該位置出現(xiàn)或者示出的視覺按鈕、特征、或者功能?？梢酝ㄟ^觸摸顯示器操作的通常電話特征包括例如通過觸摸顯示器上示出的虛擬鍵盤中的虛擬鍵來輸入電話號碼，進(jìn)行呼叫或者結(jié)束呼叫，打開、添加或者編輯地址簿和在其中導(dǎo)航，以及其它電話功能，諸如文字消息、無線連接到廣域網(wǎng)、和其它電話功能。在更小的物理裝置尺寸中提供更多的功能這一商業(yè)壓力持續(xù)迫使需要提供對顯示器上的觸摸位置更精確的確定。

發(fā)明內(nèi)容
在一些實(shí)施方式中，一種電子觸摸板包括在平面層上第一方向上排列的隔開的多個(gè)觸摸傳感器片。接近傳感器片位于平面層上并且與觸摸傳感器片電絕緣。接近傳感器片具有比多個(gè)觸摸傳感器片更大的表面面積。位置檢測電路被配置為對觸摸傳感器片充電以產(chǎn)生到相鄰的用戶對象的電容性耦合并且由此檢測用戶對象相對于平面層上的第一方向的位置，位置檢測電路還被配置為對接近傳感器片充電以產(chǎn)生到用戶對象的比多個(gè)觸摸傳感器片更高程度的電容性耦合并且由此檢測用戶對象在與平面層垂直的方向上的接近。位置檢測電路可以包括比較器電路所述比較器電路產(chǎn)生識別接近傳感器片的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平以指示用戶對象已經(jīng)變?yōu)榕c接近傳感器片相接近和/或用戶對象不再與接近傳感器片相接近的接近信號。比較器電路可以產(chǎn)生識別限定的一個(gè)或者更多個(gè)觸摸傳感器片的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平以指示用戶對象幾乎觸摸或者已經(jīng)觸摸限定的一個(gè)或更多個(gè)觸摸傳感器片的位置信號。觸摸傳感器片可以在多個(gè)隔開的列中排列，各列中的各觸摸傳感器片串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電絕緣。接近傳感器片可以在觸摸傳感器片的相鄰隔開的列之間在平面層上作為連續(xù)線延伸。接近傳感器片可以比串聯(lián)連接各列中的觸摸傳感器片的導(dǎo)電線更寬。
觸摸傳感器片可以在多個(gè)隔開的列中排列，在各列中的各觸摸傳感器片串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電絕緣。接近傳感器片可以包括在觸摸傳感器片的相鄰的隔開的列之間的多個(gè)子片并且所述多個(gè)子片被圍繞觸摸傳感器片的列蜿蜒的導(dǎo)線串聯(lián)連接。形成接近傳感器片的各子片可以至少在不同的相鄰的隔開的觸摸傳感器片的列之間的大部分區(qū)域上延伸。觸摸傳感器片可以以多個(gè)隔開的列排列，各觸摸傳感器片在各列中串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電絕緣。接近傳感器片可以至少在觸摸傳感器片的大部分外圍作為連續(xù)線延伸。接近傳感器片可以比在各列中串聯(lián)連接傳感器片的導(dǎo)電線更寬。觸摸傳感器片在多個(gè)隔開的列和多個(gè)隔開的行中排列。各列中的觸摸傳感器片被串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電絕緣。每個(gè)行中的觸摸傳感器片被串聯(lián)連接并且與其它行中的觸摸傳感器片電絕緣。接近傳感器片至少圍繞觸摸傳感器片的行和列的大部分外圍作為連續(xù)線延伸。位置檢測電路還可以配置為檢測用戶對象相對于觸摸傳感器片的列、相對于觸摸傳感器片的行、和在垂直于觸摸傳感器片的列和行的方向上相對于接近傳感器片的位置。電子觸摸板可以還包括液晶顯示器，具有配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過其中像素位置的透射率的圖像產(chǎn)生層，和配置為將光引導(dǎo)通過圖像產(chǎn)生層的金屬反射器層。金屬反射器層可以包括接近傳感器片。接近傳感器片可以沿著圖像產(chǎn)生層的邊緣區(qū)域的至少主要部分延伸。電子觸摸板可以還包括液晶顯示器，具有配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過其中像素位置的透射率的圖像產(chǎn)生層。觸摸傳感器片的行和列和接近傳感器片平行于液晶顯示器的平面延伸。位置檢測電路還可以配置為產(chǎn)生響應(yīng)于觸摸傳感器片的相對充電電平指示用戶對象相對于圖像產(chǎn)生層的平面和響應(yīng)于接近傳感器片的充電電平相對于離開圖像產(chǎn)生層的平面的方向的位置的位置信號?？刂破骺梢园ㄅ渲脼閺奈恢眯盘柎_定用戶對象相對于被圖像產(chǎn)生層顯示的圖像的三維位置的用戶應(yīng)用。電子觸摸板可以還包括液晶顯示器，包括配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過其中像素位置的透射率的圖像產(chǎn)生層，并且包括配置為將光引導(dǎo)通過圖像產(chǎn)生層的金屬反射器層。金屬反射器層可以包括接近傳感器片。液晶顯示器可以包括配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過其中像素位置的透射率的圖像產(chǎn)生層，其中觸摸傳感器片和接近傳感器片平行于液晶顯示器的平面延伸。位置檢測電路可以還配置為產(chǎn)生響應(yīng)于觸摸傳感器片的相對充電電平指示用戶對象相對于圖像產(chǎn)生層的平面和響應(yīng)于接近傳感器片的充電電平相對于離開圖像產(chǎn)生層的平面的方向的位置的位置信號?？刂破麟娐房梢耘渲脼轫憫?yīng)于位置檢測電路通過接近傳感器片檢測用戶對象已經(jīng)變?yōu)榻咏O(shè)置到接近傳感器片而打開用于顯示裝置的背光?？刂破麟娐房梢耘渲脼轫憫?yīng)于位置檢測電路通過接近傳感器片檢測用戶對象已經(jīng)變?yōu)榻咏O(shè)置到接近傳感器片而觸發(fā)無線終端應(yīng)答呼入電話呼叫。
控制器電路可以配置為響應(yīng)于位置檢測電路通過接近傳感器片檢測用戶對象已經(jīng)變?yōu)榻咏O(shè)置到接近傳感器片而選擇性地將耳機(jī)連接到音頻通道并且從音頻通道斷開揚(yáng)聲器，以及響應(yīng)于位置檢測電路通過接近傳感器片檢測用戶對象已經(jīng)變?yōu)椴唤咏O(shè)置到接近傳感器片而選擇性地從音頻通道斷開耳機(jī)并且將揚(yáng)聲器連接到音頻通道。一些其它實(shí)施方式涉及一種觸敏式顯示器，包括圖像產(chǎn)生層，響應(yīng)于顯示控制信號控制控制光通過其中像素位置的透射率；多個(gè)觸摸傳感器片，在連接到圖像產(chǎn)生層平面層上以多個(gè)隔開的列排列，其中各觸摸傳感器片隔開并且在各列中串聯(lián)連接并且與其它列中的第一傳感器片電絕緣；位于平面層上的與觸摸傳感器片電絕緣的接近傳感器片，其中接近傳感器片具有比多個(gè)觸摸傳感器片更大的表面面積并且在觸摸傳感器片的相鄰的隔開的列之間在平面層上作為連續(xù)線延伸；以及位置檢測電路，配置為對觸摸傳感器片充電以產(chǎn)生到相鄰用戶對象的電容性耦合并且從其檢測用戶對象相對于圖像產(chǎn)生層上的方向的位置，并且配置為對接近傳感器片充電以產(chǎn)生到用戶對象的比多個(gè)觸摸傳感器片更高的電容性耦合并且從其檢測用戶對象在圖像產(chǎn)生層的垂直方向上的接近。在參照以下附圖和詳細(xì)說明之后，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的其它觸摸板，觸敏式顯示器、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯。意在將全部這些額外的觸摸板、觸敏式顯示器、方法和/或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括在本說明書中、在本發(fā)明的范圍內(nèi)，并且被所附的權(quán)利要求保護(hù)。附圖的簡要說明當(dāng)結(jié)合附圖閱讀以下本發(fā)明具體實(shí)施方式
的詳細(xì)描述時(shí)將更好地理解本發(fā)明的其它特征，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的具有電容性接近感測能力的觸摸板的一部分的平面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些其它實(shí)施方式的具有電容性接近感測能力的觸摸板的一部分的平面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些其它實(shí)施方式的具有電容性接近感測能力的觸摸板的一部分的平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一些其它實(shí)施方式的具有電容性接近感測能力的觸摸板的一部分的平面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的包括具有電容性接近感測能力的觸摸板的顯示器的框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的可以被圖5的觸摸板執(zhí)行以響應(yīng)于感測到用戶對象的接近而調(diào)整特定電子功能的操作的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的包括具有電容性接近感測能力的觸摸板和關(guān)聯(lián)應(yīng)用功能控制器的無線通信終端的框圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的可以被圖7的觸摸板和應(yīng)用功能控制器執(zhí)行的操作的流程圖。優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述下文將參照附圖更全面地描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式。然而，本發(fā)明不應(yīng)解釋為限于本文闡述的實(shí)施方式。提供這些實(shí)施方式使得本公開徹底和完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的范圍。應(yīng)理解，在本文中使用時(shí)，術(shù)語“包含”或者“包括”是開放式的，包括一個(gè)或更多個(gè)所聲稱的元件、步驟和/或功能而不排除一個(gè)或更多個(gè)未聲稱的元件、步驟和/或功能。 在本文中使用時(shí)，除非上下文清楚地相反指示，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”意在也包括復(fù)數(shù)形式。術(shù)語“和/或”和“/”包括一個(gè)或更多個(gè)關(guān)聯(lián)列出的項(xiàng)的任意和全部組合。在附圖中，區(qū)域和元件的大小和相對大小以及之間的距離為了清楚可以被夸大。整個(gè)附圖中類似的附圖標(biāo)記指代類似元件。應(yīng)理解，當(dāng)元件被稱為“連接到”或者“耦合到”另一元件時(shí)，其能夠直接連接或者耦合到其它元件或者可以存在中間元件。相反地，當(dāng)元件被稱為“直接連接到”或者“直接耦合到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。一些實(shí)施方式可以以硬件(包括模擬電路和/或數(shù)字電路)和/或以軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)實(shí)現(xiàn)。因此，如本文所用的，術(shù)語“信號”可以采取連續(xù)波形的形式和/或諸如在存儲(chǔ)器或者寄存器中的數(shù)字值的離散值的形式。此外，各個(gè)實(shí)施方式可以采取計(jì)算機(jī)可用或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，其中計(jì)算機(jī)可用或者計(jì)算機(jī)可讀程序代碼嵌入在該介質(zhì)中以便被指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)結(jié)合使用。因此，在本文中使用時(shí)，術(shù)語“電路”和“控制器”可以采取諸如邏輯門陣列的數(shù)字電路的形式和/或被指令處理裝置(例如通用微處理器和/或數(shù)字信號處理器)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的形式，和/或模擬電路的形式。下面參照框圖和操作流程圖描述實(shí)施方式。應(yīng)理解框中標(biāo)記的功能/動(dòng)作可以不按照操作示例圖中標(biāo)記的順序發(fā)生。例如，取決于所涉及的功能/動(dòng)作，連續(xù)示出的兩個(gè)框可以實(shí)際上大致同時(shí)執(zhí)行，或者這些可以有時(shí)以相反順序執(zhí)行。盡管一些附圖包括通信路徑上的箭頭以示出通信的主要方向，但是應(yīng)理解通信可以在與所示箭頭的相反方向上發(fā)生。盡管僅僅為了例示和說明的目的在無線通信終端的上下文中描述本發(fā)明的一些實(shí)施方式，但是本發(fā)明不限于此。應(yīng)理解，本發(fā)明能夠更廣泛地應(yīng)用于任何類型的電子觸摸板以識別用戶觸摸的位置和用戶對觸摸板的接近。根據(jù)一些實(shí)施方式，電子觸摸板被配置為使用對其的電容性耦合來感測用戶對象 (例如手指、觸筆、或者用戶操縱的其它對象)的接近。例如，隔開的多個(gè)觸摸傳感器片可以排列在平面層上在第一方向上。該平面層上還設(shè)有接近傳感器片，該接近傳感器片與觸摸傳感器片電絕緣。該接近傳感器片具有比多個(gè)傳感器片大的表面面積，并可以具有比單獨(dú)的觸摸傳感器片的組合表面面積更大的表面面積。位置檢測電路被配置為響應(yīng)于觸摸傳感器片的相對充電電平檢測用戶對象相對于第一平面層上的第一方向的位置，以及響應(yīng)于接近傳感器的充電電平檢測用戶對象相對于離開平面層的方向的接近。具有電容性接近感測能力的觸摸板100的示例實(shí)施方式通過圖1的平面圖示出。 參照圖1，觸摸板100包括在支撐平面層122上以隔開的多個(gè)列排列的多個(gè)觸摸傳感器片 102。各觸摸傳感器片102隔開并且經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)電線104-110在各列中串聯(lián)連接，并且與其它列中的觸摸傳感器片102電絕緣。接近傳感器片112在觸摸傳感器片102的隔開的相鄰的列之間在平面層122上作為連續(xù)線延伸。接近傳感器片112比在各列中串聯(lián)連接傳感器片102的導(dǎo)電線104-110更寬。
位置檢測電路120被配置為經(jīng)過導(dǎo)線104-110對觸摸傳感器片102的分離的列充電，以產(chǎn)生到相鄰的用戶對象的電容性耦合，并從而檢測用戶對象相對于觸摸傳感器片在層122的方向上的位置。位置檢測電路120還被配置為對接近傳感器片112充電以產(chǎn)生比多個(gè)觸摸傳感器片102更高程度的與用戶對象的電容性耦合，并從而檢測用戶對象在垂直于層122的方向(Z方向)上的接近。位置檢測電路120能夠產(chǎn)生一個(gè)或更多個(gè)接近/位置信號114，其可以指示用戶對象的位置已經(jīng)接近接近傳感器片112、用戶對象的位置不再接近接近傳感器片112、和/或指示用戶對象相對于觸摸傳感器片102在層122上的方向上的位置。例如，接近/位置信號114可以指示在平面120上觸摸傳感器片102的列上的電荷分布，以識別用戶對象在哪里有效地觸摸了該觸摸板100。因此，位置檢測電路120可以通過接近/位置信號114指示用戶對象相對于觸摸板100的三維位置。因?yàn)榻咏鼈鞲衅髌?12具有比單獨(dú)觸摸傳感器片102大得多的表面面積，所以位置檢測電路120能夠在接近傳感器片112上產(chǎn)生高的多的電荷從而產(chǎn)生高的多的場強(qiáng)，其可以用于在比能夠通過單獨(dú)觸摸傳感器片102和用戶對象之間的任何電容性耦合感測到的距離大得多的距離感測接近傳感器片112和接近的用戶對象之間的電容性耦合。因此， 位置檢測電路120能夠使用接近傳感器片112感測用戶對象是否接近了觸摸板100，并且可以進(jìn)一步被配置為根據(jù)接近傳感器片112和用戶對象之間的電容性耦合的程度確定用戶對象距接近傳感器片112的垂直距離。位置檢測電路120可以例如基于駐留在接近傳感器片112上的充電電平以及充電電平和到與其電容性耦合的用戶對象的大致距離之間的已知關(guān)系確定觸摸板100和用戶對象之間的距離。位置檢測電路120可以包括比較器電路，其響應(yīng)于接近傳感器片112的充電電平的至少閾值變化產(chǎn)生接近/位置信號114，以指示用戶對象的位置已經(jīng)接近接近傳感器片 112和/或用戶對象的位置不再接近接近傳感器片112。另選地或者額外地，比較器電路可以響應(yīng)于接近傳感器片112的充電電平相對于所述多個(gè)觸摸傳感器片102中至少之一或者一列的充電電平至少變化了閾值量而產(chǎn)生接近信號114，以指示用戶對象的位置已經(jīng)接近接近傳感器片112和/或用戶對象的位置不再接近接近傳感器片112。比較器電路可以產(chǎn)生接近信號114以識別限定的一個(gè)或更多個(gè)觸摸傳感器片102 的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平，以指示用戶對象在觸摸或者幾乎在觸摸限定的一個(gè)或更多個(gè)第一傳感器片。應(yīng)理解圖1所示的實(shí)施方式是為了向本領(lǐng)域技術(shù)人員說明本發(fā)明的各個(gè)示例概念而提供的，然而，本發(fā)明不限于此。因此，盡管觸摸傳感器片例示為沿著平面的大致方形/ 菱形，它們不限于此并且可以是提供能夠被充電以提供與用戶對象的電容性耦合的導(dǎo)電表面的任何形狀。另外，盡管在每列中示例了僅僅幾個(gè)觸摸傳感器片，應(yīng)理解可以使用任意數(shù)量，并且當(dāng)作為觸摸屏接口的一部分被包括時(shí)可以包括更多的列，并且可以還包括串聯(lián)連接的觸摸傳感器片的行，在其中被排列以提供能夠更精確地確定用戶觸摸相對于觸摸傳感器片矩陣的位置。在附圖中，為了易于例示和參照，觸摸和接近傳感器片的相對厚度和相對大小被夸大。具有電容性接近感測能力的觸摸板200的另一示例實(shí)施方式通過圖2的平面圖示出。參照圖2，觸摸板200包括在支撐平面層222上以隔開的多個(gè)列排列的多個(gè)觸摸傳感器片202。各觸摸傳感器片202隔開并且經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)電線204-210在各列中串聯(lián)連接，并且與其它列中的觸摸傳感器片202電絕緣。接近傳感器片在傳感器片202的隔開的相鄰的列之間在層222上作為多個(gè)子片 212延伸。這些子片被圍繞著觸摸傳感器片202的列蜿蜒的連續(xù)導(dǎo)線214串聯(lián)連接。形成接近傳感器片的每個(gè)子片212在觸摸傳感器片202的不同的相鄰的隔開的列之間的區(qū)域的至少主要部分上延伸。因?yàn)殡娺B接的接近傳感器子片212具有比單獨(dú)的觸摸傳感器片202 大的多的組合表面面積，所以位置檢測電路120能夠在接近傳感器子片212上產(chǎn)生高的多的電荷，由此產(chǎn)生高的多的場強(qiáng)，其可以用于在比通過單獨(dú)的觸摸傳感器片202和用戶對象之間的任何電容性耦合能夠感測的距離大得多的距離感測接近傳感器片212和接近的用戶對象之間的電容性耦合。位置檢測電路120可以按照參照圖1所描述的那樣操作以響應(yīng)于接近傳感器子片 212的充電電平的至少閾值變化產(chǎn)生接近/位置信號114，從而指示用戶對象的位置已經(jīng)變?yōu)榻咏|摸板200和/或用戶對象的位置不再接近觸摸板200。另選地或者額外地，位置檢測電路120可以響應(yīng)于接近傳感器子片212的充電電平相對于多個(gè)觸摸傳感器片202中的至少之一或者一列的充電電平變化至少閾值量而產(chǎn)生接近信號114，以指示用戶對象的位置已經(jīng)接近觸摸板200和/或用戶對象的位置不再接近觸摸板200。位置檢測電路120可以產(chǎn)生接近信號114以識別限定的一個(gè)或更多個(gè)觸摸傳感器片102的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平，以指示用戶對象在觸摸或者幾乎在觸摸限定的一個(gè)或更多個(gè)第一傳感器片。具有電容性接近感測能力的觸摸板300的另一示例實(shí)施方式通過圖3的平面圖示出。參照圖3，觸摸板300包括在支撐平面層322上以隔開的多個(gè)列排列的多個(gè)觸摸傳感器片302。各觸摸傳感器片302隔開并且經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)電線304-310在各列中串聯(lián)連接，并且與其它列中的觸摸傳感器片302電絕緣。接近傳感器片312圍繞觸摸傳感器片302的列的至少大部分外側(cè)周長在層222上作為連續(xù)線延伸。接近傳感器片312比在各列中串聯(lián)連接傳感器片302的導(dǎo)電線304-310 更寬。得到的接近傳感器片321的表面面積比多個(gè)觸摸傳感器片302的表面面積更大，使得位置檢測電路120能夠在接近傳感器片312上產(chǎn)生高的多的電荷，從而產(chǎn)生高的多的場強(qiáng)，其可以用于在比通過單獨(dú)的觸摸傳感器片302和用戶對象之間的任何電容性耦合能夠感測的距離大的多的距離感測接近傳感器片312和接近設(shè)置的用戶對象之間的電容性耦
I=I O位置檢測電路120可以按照以上參照圖1所描述的那樣操作以響應(yīng)于接近傳感器子片312的充電電平的至少閾值變化產(chǎn)生接近/位置信號114，從而指示用戶對象的位置已經(jīng)接近觸摸板300和/或用戶對象的位置不再接近觸摸板300。另選地或者額外地，位置檢測電路120可以響應(yīng)于接近傳感器子片312的充電電平相對于多個(gè)觸摸傳感器片302 中至少之一或者一列的充電電平變化至少閾值量而產(chǎn)生接近信號114，以指示用戶對象的位置已經(jīng)接近設(shè)置到觸摸板300和/或用戶對象的位置不再接近觸摸板300。位置檢測電路120可以產(chǎn)生接近信號114以識別限定的一個(gè)或更多個(gè)觸摸傳感器片302的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平，以指示用戶對象在觸摸或者幾乎在觸摸限定的一個(gè)或更多個(gè)第一傳感器片。
具有電容性接近感測能力的觸摸板400的另一示例實(shí)施方式通過圖4的平面圖示出。參照圖4，觸摸板400包括在支撐平面層422上以隔開的多個(gè)行排列的多個(gè)觸摸傳感器片402。各觸摸傳感器片402隔開并且經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)電線403在各行中串聯(lián)連接，并且與其它行中的觸摸傳感器片402電絕緣。觸摸板400還包括在支撐平面層422上以隔開的多個(gè)列排列的多個(gè)觸摸傳感器片404。各觸摸傳感器片404隔開并且經(jīng)過各個(gè)導(dǎo)電線405在各列中串聯(lián)連接，并且與其它行中的觸摸傳感器片404電絕緣。接近傳感器片412圍繞觸摸傳感器片402的行和觸摸傳感器片404的列的至少大部分外側(cè)周長在層422上作為連續(xù)線延伸。接近傳感器片412比分別串聯(lián)觸摸傳感器片 402和404的各個(gè)行和列的導(dǎo)電線403和405中單獨(dú)一個(gè)或者其任意組合更寬。得到的接近傳感器片412的表面面積大于多個(gè)觸摸傳感器片402和404的表面面積，使得位置檢測電路120能夠在接近傳感器片412上產(chǎn)生高得多的電荷，從而產(chǎn)生高得多的場強(qiáng)，其可以用于在比通過單獨(dú)的觸摸傳感器片402和用戶對象之間的任何電容性耦合能夠感測到的距離大的多的距離感測接近傳感器片412和接近的用戶對象之間的電容性耦合。位置檢測電路120可以按照以上參照圖1描述的那樣操作，但是還可以配置為確定相對于觸摸傳感器片402和404的行和列的用戶觸摸位置。位置檢測電路120能夠經(jīng)過導(dǎo)線403對觸摸傳感器片102的單獨(dú)的行充電，以產(chǎn)生與相鄰的用戶對象的電容性耦合并從而檢測用戶對象沿著在層422上的X方向相對于觸摸傳感器片的位置。檢測電路120能夠經(jīng)過導(dǎo)線405對觸摸傳感器片404的分離的列充電，以產(chǎn)生與相鄰的用戶對象的電容性耦合并由此檢測用戶對象沿著在層422上的Y方向相對于觸摸傳感器片的位置。位置檢測電路110還對接近傳感器板412充電以產(chǎn)生到用戶對象的比觸摸傳感器片402和404的多個(gè)行和列產(chǎn)生的電容性耦合更高程度的電容性耦合，從而檢測相對于與層422垂直的方向 (Z方向)上用戶對象的接近。圖5是被配置為通過與用戶對象530的電容性耦合感測未觸摸顯示器500的用戶對象530的接近的觸敏式顯示器500的框圖。參照圖5，顯示器500包括被配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制通過其中像素位置的光透射率的圖像產(chǎn)生層502(例如液晶顯示面板)。導(dǎo)光板506將來自背光電路516或者另一光源的光引導(dǎo)通過圖像產(chǎn)生層502。背光電路516 可以包括被配置為經(jīng)過導(dǎo)光板506通過圖像產(chǎn)生層502發(fā)射光的一個(gè)或更多個(gè)發(fā)光二極管 (LED)和/或其它光源(例如電致發(fā)光面板)。可以按照以上針對圖4所示的觸摸傳感器片402和/或觸摸傳感器片404描述的那樣配置的多個(gè)觸摸傳感器片布置在圖像產(chǎn)生層502和導(dǎo)光板506之間的觸摸感測層504 上。觸摸傳感器片402和/或觸摸傳感器片404和接近傳感器片412能夠平行于圖像產(chǎn)生層402的平面延伸。該接近傳感器片可以沿著圖像產(chǎn)生層502或者反射體層506的邊緣區(qū)域的至少一部分延伸，以例如對其提供結(jié)構(gòu)支撐。位置檢測電路120能夠按照以上針對圖1-圖4的至少一個(gè)實(shí)施方式描述的那樣進(jìn)行配置以產(chǎn)生接近/位置信號114，其指示用戶對象的位置何時(shí)已經(jīng)接近觸敏式顯示器 500，以及其可以進(jìn)一步指示用戶對象相對于圖像產(chǎn)生層502和相對于離開(例如垂直于) 圖像產(chǎn)生層502的平面的方向的位置。位置檢測電路120可以包括產(chǎn)生接近信號的接近檢測器電路512，接近信號指示用戶對象的位置何時(shí)已經(jīng)接近觸敏式顯示器500，盡管該用戶對象可能尚未觸摸該觸敏式顯示器500。接近檢測器電路512可以根據(jù)以上針對位置檢測電路120描述的至少一個(gè)實(shí)施方式操作。背光電路516可以響應(yīng)于來自接近檢測器電路512的接近信號打開或者關(guān)閉用于圖像產(chǎn)生層502的光源。例如，背光電路516可以被配置為響應(yīng)于接近檢測器電路512檢測到用戶對象的位置已經(jīng)接近圖像產(chǎn)生層502而打開用于圖像產(chǎn)生層502的背光，和/或可以響應(yīng)于接近檢測器電路512檢測到用戶對象的位置不再接近圖像產(chǎn)生層502而關(guān)閉用于圖像產(chǎn)生層502的背光。應(yīng)用控制器514可以包括一個(gè)或更多個(gè)用戶應(yīng)用，所述用戶應(yīng)用被配置為根據(jù)位置檢測電路120輸出的位置信號確定用戶對象相對于圖像產(chǎn)生層502顯示的圖像的三維位置。因此 ，應(yīng)用控制器514可以通過使各個(gè)用戶可選項(xiàng)目被圖像產(chǎn)生層502顯示來響應(yīng)用戶對象的位置接近圖像產(chǎn)生層502，和/或可以通過使各個(gè)用戶可選項(xiàng)目不再被圖像產(chǎn)生層502顯示和/或非用戶可選項(xiàng)目被圖像產(chǎn)生層502顯示來響應(yīng)用戶對象的位置不再接近圖像產(chǎn)生層502。應(yīng)用控制器514可以向各個(gè)用戶應(yīng)用提供三維位置作為用戶輸入。圖6是可以被圖5的觸敏式顯示器500(諸如被位置檢測電路120和應(yīng)用控制器 514)執(zhí)行以響應(yīng)于感測到用戶對象的接近調(diào)整特定電子功能的操作600的流程圖。參照圖 5，位置檢測電路120通過確定用戶對象的位置已經(jīng)接近來響應(yīng)觸摸傳感器片402/404上的充電電平相對于接近傳感器片412上的充電電平的至少閾值變化(塊602)。應(yīng)用控制器 514通過啟用各個(gè)應(yīng)用功能(塊604)來響應(yīng)，諸如啟用用于圖像產(chǎn)生層502的背光和/或在圖像產(chǎn)生層502上顯示用戶可選項(xiàng)目。應(yīng)用控制器514可以進(jìn)一步確定接近的用戶對象的三維X、Y和Z坐標(biāo)位置(塊606)以及向用戶應(yīng)用(諸如虛擬鍵盤/小鍵盤、電子游戲、 聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫和/或其它應(yīng)用)提供該信息。圖7是無線通信終端700的框圖，該無線通信終端700包括被配置為感測用戶對象的接近并且可以進(jìn)一步確定用戶對象相對于顯示器500的三維位置并且使應(yīng)用功能對此進(jìn)行響應(yīng)的觸敏式顯示器500。參照圖7，終端700還包括控制器710、無線接收機(jī)708、 麥克風(fēng)702、耳機(jī)704、和揚(yáng)聲器706。觸敏式顯示器500可以按照以上針對圖5的顯示器 500描述的那樣進(jìn)行操作?？刂破?10(例如微處理器)執(zhí)行各個(gè)應(yīng)用程序，諸如例示的背光開關(guān)應(yīng)用714、揚(yáng)聲器開關(guān)應(yīng)用716、電話呼叫應(yīng)用718、消息應(yīng)用720、三維導(dǎo)航接口應(yīng)用722、和無線通信應(yīng)用712。盡管各個(gè)應(yīng)用程序被示出為被單個(gè)控制器執(zhí)行，應(yīng)理解它們的功能可以代替地被多于一個(gè)的控制器(例如被DSP和通用處理器)和/或被模擬和數(shù)字電路的組合執(zhí)行。無線通信應(yīng)用712被配置為使用諸如例如全球移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)(GSM)、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、用于GSM演化的增強(qiáng)數(shù)據(jù)率(EDGE)、集成數(shù)字增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)(iDEN)、碼分多址 (CDMA)、寬帶-CDMA、CDMA2000、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)、WiMAXjP / 或 HIPERMAN、無線局域網(wǎng)(例如802. 11)和/或藍(lán)牙的無線通信協(xié)議，經(jīng)由無線收發(fā)機(jī)708通過無線空中接口與一個(gè)或更多個(gè)RF收發(fā)機(jī)基站和/或其它無線通信終端通信。無線通信應(yīng)用712可以被配置為執(zhí)行無線通信功能，諸如傳統(tǒng)的蜂窩電話功能，包括但不限于語音/視頻電話呼叫和/ 或諸如文字/圖像/視頻消息的數(shù)據(jù)消息。各個(gè)控制器應(yīng)用能夠?qū)ξ恢脵z測電路102確定的用戶對象的接近和/或坐標(biāo)位置進(jìn)行響應(yīng)。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的可以至少部分地被例如控制器710執(zhí)行的操作800的流程圖。參照圖7和圖8，響應(yīng)于檢測到接近的用戶對象，諸如響應(yīng)于接近傳感器片112與用戶對象之間的電容性耦合自身的至少閾值變化和/或相比于觸摸傳感器片102和用戶對象之間的電容性耦合 的至少閾值變化(塊802)，背光開關(guān)應(yīng)用714能夠啟用用于觸摸顯示器500的背光(塊804)。附加地或者另選地，電話呼叫應(yīng)用718可以通過經(jīng)過無線通信應(yīng)用712和無線收發(fā)機(jī)708應(yīng)答呼入電話呼叫來進(jìn)行響應(yīng)(塊806)，和/或消息應(yīng)用720可以通過顯示呼入消息來進(jìn)行響應(yīng)(塊808)。揚(yáng)聲器開關(guān)應(yīng)用716可以響應(yīng)于檢測到接近的用戶對象禁用揚(yáng)聲器706并且啟用耳機(jī)704 (塊810)，使得隨著用戶將終端700放置在用戶的耳朵旁，通過揚(yáng)聲器706廣播的聲音被自動(dòng)切換為通過耳機(jī)704輸出。揚(yáng)聲器開關(guān)應(yīng)用716可以響應(yīng)于用戶對象的位置不再接近終端700而類似地禁用耳機(jī)704并且啟用揚(yáng)聲器706 (塊812)。因此，響應(yīng)于終端 700被從用戶的耳朵移開，被耳機(jī)704輸出的聲音可以被自動(dòng)切換為被揚(yáng)聲器706廣播。導(dǎo)航接口應(yīng)用722可以確定用戶對象的三維坐標(biāo)位置(塊814)。例如，應(yīng)用722 可以基于接近傳感器片112的充電電平和充電電平和到與其電容性耦合的用戶對象的大致距離之間的關(guān)系確定到用戶對象的Z坐標(biāo)距離(例如沿著垂直于觸摸顯示器500的平面的軸的距離)。應(yīng)用722可以基于觸摸傳感器片102的單獨(dú)的或者列的相對充電電平確定用戶對象的X和/或Y坐標(biāo)位置。導(dǎo)航接口應(yīng)用722可以通過啟用在顯示器500上的位置關(guān)聯(lián)的或者在該關(guān)聯(lián)的位置示出的虛擬按鈕、部件或者功能響應(yīng)于用戶對象的接近和坐標(biāo)位置(塊816)。當(dāng)用戶對象的位置逐漸接近但可能還未接觸顯示器500時(shí)可以啟用各個(gè)示例電話特征，顯示器500 能夠包括顯示小鍵盤/鍵盤以允許用戶輸入電話號碼、編輯地址簿和在地址薄中導(dǎo)航，和/ 或諸如創(chuàng)建和接收文字消息和在廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng))上導(dǎo)航到各個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址的其它功能。在附圖和說明書中，已經(jīng)公開了本發(fā)明的通常優(yōu)選的實(shí)施方式，盡管采用了具體術(shù)語，它們僅僅用于通用和描述意義而不是為了限制，本發(fā)明的范圍在隨后的權(quán)利要求中闡述。
權(quán)利要求
1.一種電子觸摸板，所述電子觸摸板包括在平面層上沿第一方向排列的隔開的多個(gè)觸摸傳感器片；位于所述平面層上的與所述觸摸傳感器片電隔離的接近傳感器片，其中與所述多個(gè)觸摸傳感器片相比，所述接近傳感器片具有更大的表面面積；以及位置檢測電路，所述位置檢測電路被配置為對所述觸摸傳感器片充電以產(chǎn)生與相鄰的用戶對象的電容性耦合并且從而檢測所述用戶對象相對于所述平面層上的所述第一方向的位置，并且所述位置檢測電路被配置為對所述接近傳感器片充電以與所述多個(gè)觸摸傳感器片相比產(chǎn)生與所述用戶對象的更高程度的電容性耦合并且從而檢測所述用戶對象在與所述平面層垂直的方向上的接近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，其中所述位置檢測電路包括比較器電路，所述比較器電路產(chǎn)生接近信號，所述接近信號識別所述接近傳感器片的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平以指示所述用戶對象的位置已經(jīng)變?yōu)榻咏鼋咏鼈鞲衅髌?或所述用戶對象的位置不再接近所述接近傳感器片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子觸摸板，其中所述比較器電路還產(chǎn)生位置信號，所述位置信號識別限定的一個(gè)或更多個(gè)觸摸傳感器片的充電電平何時(shí)達(dá)到閾值電平以指示所述用戶對象就要觸摸或者正在觸摸所述限定的一個(gè)或更多個(gè)觸摸傳感器片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，其中所述觸摸傳感器片以多個(gè)隔開的列排列，各觸摸傳感器片在各列中串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電隔離；以及所述接近傳感器片在所述平面層上在所述觸摸傳感器片的相鄰的隔開的列之間作為連續(xù)線延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子觸摸板，其中所述接近傳感器片比在各列中串聯(lián)連接所述觸摸傳感器片的導(dǎo)電線更寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，其中所述觸摸傳感器片以多個(gè)隔開的列排列，各觸摸傳感器片在各列中串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電隔離；以及所述接近傳感器片包括在觸摸傳感器片的相鄰的隔開的列之間的多個(gè)子片，并且所述多個(gè)子片被圍繞所述觸摸傳感器片的列蜿蜒的導(dǎo)線串聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子觸摸板，其中形成所述接近傳感器片的各子片至少在觸摸傳感器片的不同的相鄰的隔開的列之間的大部分區(qū)域上延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，其中所述觸摸傳感器片以多個(gè)隔開的列排列，各觸摸傳感器片在各列中串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電隔離；以及所述接近傳感器片至少圍繞觸摸傳感器片的列的外圍的大部分作為連續(xù)線延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子觸摸板，其中所述接近傳感器片比在各列中串聯(lián)連接傳感器片的導(dǎo)電線更寬。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，其中所述觸摸傳感器片以多個(gè)隔開的列和多個(gè)隔開的行排列；各列中的觸摸傳感器片被串聯(lián)連接并且與其它列中的觸摸傳感器片電隔離；各行中的觸摸傳感器片被串聯(lián)連接并且與其它行中的觸摸傳感器片電隔離；所述接近傳感器片至少圍繞所述觸摸傳感器片的行和列的外圍的大部分作為連續(xù)線延伸；以及所述位置檢測電路還被配置為檢測所述用戶對象相對于觸摸傳感器片的列、相對于觸摸傳感器片的行、和在垂直于觸摸傳感器片的列和行的方向上相對于所述接近傳感器片的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括圖像產(chǎn)生層和金屬反射器層，所述圖像產(chǎn)生層被配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過所述圖像產(chǎn)生層中的像素位置的透射率，并且所述金屬反射器層被配置為將光引導(dǎo)通過所述圖像產(chǎn)生層，其中所述金屬反射器層包括所述接近傳感器片。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子觸摸板，其中所述接近傳感器片至少沿著所述圖像產(chǎn)生層的大部分邊緣區(qū)域延伸。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括圖像產(chǎn)生層，所述圖像產(chǎn)生層被配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過所述圖像產(chǎn)生層中的像素位置的透射率，其中所述觸摸傳感器片的行和列和所述接近傳感器片平行于所述液晶顯示器的平面延伸；以及所述位置檢測電路還被配置為產(chǎn)生位置信號，所述位置信號響應(yīng)于所述觸摸傳感器片的相對充電電平指示所述用戶對象相對于所述圖像產(chǎn)生層的平面的位置并響應(yīng)于接近傳感器片的充電電平指示所述用戶對象相對于離開圖像產(chǎn)生層的平面的方向的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括控制器，所述控制器包括用戶應(yīng)用，所述用戶應(yīng)用被配置為根據(jù)所述位置信號確定所述用戶對象相對于所述圖像產(chǎn)生層顯示的圖像的三維位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括圖像產(chǎn)生層和金屬反射器層，所述圖像產(chǎn)生層被配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過所述圖像產(chǎn)生層中的像素位置的透射率，并且所述金屬反射器層被配置為將光引導(dǎo)通過所述圖像產(chǎn)生層，其中所述金屬反射器層包括所述接近傳感器片。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括被配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制光通過液晶顯示器中的像素位置的透射率的圖像產(chǎn)生層，其中所述觸摸傳感器片和接近傳感器片平行于所述液晶顯示器的平面延伸；以及所述位置檢測電路還被配置為產(chǎn)生位置信號，所述位置信號響應(yīng)于所述觸摸傳感器片的相對充電電平指示所述用戶對象相對于所述圖像產(chǎn)生層的平面的位置并響應(yīng)于接近傳感器片的充電電平指示所述用戶對象相對于離開圖像產(chǎn)生層的平面的方向的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括控制器電路，所述控制器電路被配置為響應(yīng)于所述位置檢測電路通過接近傳感器片檢測到用戶對象的位置已經(jīng)變?yōu)榻咏鼋咏鼈鞲衅髌蜷_用于顯示裝置的背光。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括控制器電路，所述控制器電路被配置為響應(yīng)于所述位置檢測電路通過所述接近傳感器片檢測到所述用戶對象的位置已經(jīng)變?yōu)榻咏鼋咏鼈鞲衅髌|發(fā)無線終端應(yīng)答呼入電話呼叫。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子觸摸板，所述電子觸摸板還包括控制器電路，所述控制器電路被配置為響應(yīng)于所述位置檢測電路通過所述接近傳感器片檢測到所述用戶對象的位置已經(jīng)變?yōu)榻咏鼋咏鼈鞲衅髌x擇性地將耳機(jī)連接到音頻通道并且將揚(yáng)聲器從所述音頻通道斷開，以及響應(yīng)于所述位置檢測電路通過所述接近傳感器片檢測到所述用戶對象的位置已經(jīng)不再接近所述接近傳感器片而選擇性地將所述耳機(jī)從所述音頻通道斷開并且將所述揚(yáng)聲器連接到所述音頻通道。
20.一種觸敏式顯示器，所述觸敏式顯示器包括圖像產(chǎn)生層，所述圖像產(chǎn)生層被配置為響應(yīng)于顯示控制信號控制控制光通過所述圖像產(chǎn)生層中的像素位置的透射率；多個(gè)觸摸傳感器片，所述多個(gè)觸摸傳感器片在連接到所述圖像產(chǎn)生層的平面層上以多個(gè)隔開的列排列，其中各觸摸傳感器片隔開并且在各列中串聯(lián)連接并且與其它列中的第一傳感器片電隔離；位于所述平面層上的與所述觸摸傳感器片電隔離的接近傳感器片，其中所述接近傳感器片具有比多個(gè)觸摸傳感器片更大的表面面積并且在觸摸傳感器片的相鄰的隔開的列之間在所述平面層上作為連續(xù)線延伸；以及位置檢測電路，所述位置檢測電路被配置為對所述觸摸傳感器片充電以產(chǎn)生與相鄰用戶對象的電容性耦合并且從而檢測所述用戶對象相對于圖像產(chǎn)生層上的方向的位置，并且所述位置檢測電路被配置為對所述接近傳感器片充電以與所述多個(gè)觸摸傳感器片相比產(chǎn)生與所述用戶對象的更高的電容性耦合并且從而檢測所述用戶對象在與所述圖像產(chǎn)生層垂直的方向上的接近。
全文摘要
一種電子觸摸板(100)，包括在平面層(122)上第一方向上排列的隔開的多個(gè)觸摸傳感器片(102)。位于平面層上的與觸摸傳感器片電絕緣的接近傳感器片(112)。接近傳感器片具有比多個(gè)觸摸傳感器片更大的表面面積。位置檢測電路(120)配置為對觸摸傳感器片充電以產(chǎn)生到相鄰的用戶對象的電容性耦合并且從其檢測用戶對象相對于平面層上的第一方向的位置，并且配置為對接近傳感器片充電以產(chǎn)生到用戶對象的比多個(gè)觸摸傳感器片更高程度的電容性耦合并且從其檢測用戶對象在平面層的垂直方向上的接近。
文檔編號G06F3/044GK102246131SQ200980150362
公開日2011年11月16日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者P·L·福特爾 申請人:索尼愛立信移動(dòng)通訊有限公司