專(zhuān)利名稱(chēng)：觸摸敏感或接近敏感界面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸敏感或接近敏感界面的領(lǐng)域，且更具體而言，涉及一種被配置為檢測(cè)觸摸或靠近界面的位置的界面。另外，本發(fā)明涉及相應(yīng)方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
美國(guó)專(zhuān)利第5，796，827號(hào)公開(kāi)了一種使用人體耦合來(lái)進(jìn)行近場(chǎng)加密通信的系統(tǒng)。由人佩戴的發(fā)送器生成電信號(hào)，電信號(hào)通過(guò)人體發(fā)送到由人手指觸摸的接收器電極。連接到該接收器的鑒別器(authenticator)處理所接收的編碼數(shù)據(jù)且驗(yàn)證發(fā)送的真實(shí)性。一般而言，使用人體將發(fā)送器所生成的電信號(hào)發(fā)送到接收器也被稱(chēng)作身體耦合通信，BCC。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種裝置，其包括觸摸敏感或接近敏感界面，諸如作為實(shí)例的觸摸屏。該界面包括傳感器電極布置，其被配置為檢測(cè)觸摸或靠近該界面的用戶(hù)部分的位置。該用戶(hù)部分可例如為人手指，或者可例如為至少部分導(dǎo)電的人手持的裝置，諸如導(dǎo)電插針或觸針。另外，優(yōu)選地，提供接收器，該接收器被配置為接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)。這些信號(hào)可通過(guò)使用該裝置的人體來(lái)發(fā)送。在此實(shí)施例中，例如當(dāng)采用電容傳感技術(shù)時(shí)，能以高可靠性檢測(cè)到用戶(hù)部分(諸如指向或觸摸例如該裝置的觸摸屏的手指)的位置。根據(jù)這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)，一種裝置包括觸摸敏感或接近敏感界面，該界面包括傳感器電極布置，其被配置為通過(guò)觸摸或靠近該界面的用戶(hù)部分來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)；以及檢測(cè)器，其被配置為基于一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)用戶(hù)部分的位置或其它信息(諸如代碼)。傳感器電極布置可為電容傳感布置，其合并到該界面內(nèi)，允許無(wú)接觸地進(jìn)行感知并保護(hù)這些傳感構(gòu)件。該傳感器電極布置可包括第一組至少兩個(gè)、三個(gè)或更多的傳感電極和第二組至少兩個(gè)、三個(gè)或更多的傳感電極，第一組傳感電極相對(duì)于第二組傳感電極成角度地布置。這種布置允許高的位置分辨率。該裝置可包括以下部件中的至少一個(gè)有源板、無(wú)源板和添加到這些板中至少一個(gè)的傳感電極矩陣。液晶可布置于有源板與無(wú)源板之間。提供緊湊結(jié)構(gòu)。傳感器電極布置可包括傳感電極，其可選地以柵格或X-Y配置形式布置；至少一個(gè)傳感放大器；和用于將傳感電極連接到至少一個(gè)傳感放大器的開(kāi)關(guān)。這種矩陣布置允許快速地掃描電極和緊湊可靠的結(jié)構(gòu)。該界面可包括觸摸敏感顯示器、觸摸屏、液晶顯示器、接近敏感顯示器和互動(dòng)表面中的至少一個(gè)。該裝置可包括相關(guān)器，其被配置為使得通過(guò)用戶(hù)部分接收的身體耦合通信信號(hào)與發(fā)送到用戶(hù)身體的通信信號(hào)相關(guān)。這種相關(guān)性提供準(zhǔn)確檢測(cè)。該接收器被配置為接收耦合到用戶(hù)身體的編碼信號(hào)。該裝置可包括被配置為提供標(biāo)識(shí)功能的器件，該標(biāo)識(shí)功能被配置為利用通過(guò)傳感器電極布置接收的編碼信號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)用戶(hù)。因此，可確保高安全性。該裝置可包括被配置為提供安全功能的器件，該安全功能被配置為利用通過(guò)傳感器電極布置接收的編碼信號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)用戶(hù)，安全功能被配置為進(jìn)行下列中的至少一個(gè)取決于標(biāo)識(shí)結(jié)果來(lái)限制對(duì)該裝置的訪(fǎng)問(wèn)；定制用戶(hù)界面；對(duì)于不同用戶(hù)而言許可/禁止特定功能；個(gè)性化定制諸如光開(kāi)關(guān)的裝置。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，該裝置可包括集成的或分離的發(fā)送器，該發(fā)送器被配置為發(fā)送通信信號(hào)到該裝置的用戶(hù)的身體，允許有效地耦合BCC信號(hào)。該裝置可為或包括液晶裝置、手持裝置、移動(dòng)電話(huà)、遙控器或設(shè)備控制器。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，該方法包括 -通過(guò)觸摸敏感或接近敏感界面的傳感器電極布置來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)，以及
-基于通過(guò)用戶(hù)部分和傳感器電極布置接收的一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)信息或觸摸或靠近該界面的用戶(hù)部分的位置。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，計(jì)算機(jī)程序或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可包括軟件代碼部分以用于通過(guò)觸摸敏感或接近敏感界面的傳感器電極布置來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)；以及基于通過(guò)用戶(hù)部分和傳感器電極布置接收的一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)觸摸或靠近該界面的用戶(hù)部分的位置或其它信息。該程序可例如存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上。通過(guò)下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將變得顯然并被闡明。


圖I (包括圖la、lb、lc)說(shuō)明了顯示器的基本結(jié)構(gòu)且示出板結(jié)構(gòu)的各實(shí)例的放大細(xì)節(jié)；
圖2說(shuō)明可用于本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中的身體耦合通信的原理；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的手持裝置的實(shí)施例；
圖4說(shuō)明了傳感器電極布置和相關(guān)電路的實(shí)施例；
圖5示出了包括手持裝置和與手持裝置物理地分開(kāi)的額外便攜式裝置的實(shí)施例；
圖6不出了例如可用于圖5的實(shí)施例的傳感器電極和相關(guān)電路的布置的實(shí)施例；以及 圖7說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式合并了觸摸界面的顯示器可用于廣范圍的應(yīng)用，諸如用于多種消費(fèi)者手持裝置(諸如移動(dòng)電話(huà)、遙控器、計(jì)算機(jī)裝置等)或位于其內(nèi)。如本文所用的術(shù)語(yǔ)觸摸界面旨在涵蓋對(duì)于人(諸如用戶(hù))的手指或者諸如由用戶(hù)手持或附連到用戶(hù)的導(dǎo)電筆那樣的任何類(lèi)型的工具所進(jìn)行的直接觸摸做出響應(yīng)的觸摸敏感界面。另外，術(shù)語(yǔ)觸摸界面還涵蓋任何接近敏感型界面，其被配置為在諸如手指或其它部分的人體部分或者任何其它類(lèi)型的工具已經(jīng)靠近該顯示器或界面時(shí)，甚至在手指或工具末端與該界面表面之間仍存在諸如IOmm至20mm的某種距離的情況下，檢測(cè)諸如手指或其它部分的人體部分或者任何其它類(lèi)型的工具的存在和/或位置。觸摸顯示器也可用于控制例如在醫(yī)院或其它類(lèi)型的通信關(guān)鍵區(qū)位中的設(shè)備以避免可能的污染和類(lèi)似情況，在該通信關(guān)鍵區(qū)位中，由于鍵盤(pán)難以清潔，因此鍵盤(pán)并非優(yōu)選的解決方案。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可提供無(wú)觸摸互動(dòng)，其中由手指或其它工具接近顯示器所造成的電容變化可用于定位手指或任何其它類(lèi)型的身體部分或工具的位置。此夕卜，觸摸功能也可用于識(shí)別諸如畫(huà)圓的手勢(shì)或者移動(dòng)速度和/或方向?？墒褂梦挥诶顼@示器邊緣周?chē)碾姌O來(lái)測(cè)量電容變化。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，觸摸功能可為或可集成到顯示器(諸如液晶顯示器，LCD)本身內(nèi)。將觸摸功能集成到顯示器或任何其它類(lèi)型的裝置本身內(nèi)能減小顯示器或其它類(lèi)型的裝置的厚度以及降低成本。另外，不需要額外的驅(qū)動(dòng)電子器件。能以電容方式檢測(cè)觸摸位置，其中，由例如手指或工具的存在所造成的例如電容變化可通過(guò)電極的陣列或柵格(諸如行電極和列電極或x/y電極)來(lái)測(cè)量。在另一實(shí)施例中， 可使用電阻實(shí)施方式，其中觸摸手指或工具造成兩個(gè)電阻層或條帶線(xiàn)電極在觸摸位置處連 接或短接在一起，可測(cè)量到顯示器的邊緣或拐角的電阻或電阻差來(lái)進(jìn)行位置檢測(cè)。圖la、Ib和Ic示出IXD裝置I的圖解表示。圖Ia示出了基本IXD結(jié)構(gòu)，其中該裝置I包括無(wú)源板2和有源板4，液晶層3夾在無(wú)源板2與有源板4之間。在圖Ib中更詳細(xì)地示出圖Ia的細(xì)節(jié)5。濾色器6和公共電極7布置于無(wú)源板2與液晶層3之間。濾色器提供所顯示信息的所需著色。公共電極7為設(shè)于有源板4上的驅(qū)動(dòng)電路提供參考電位以便以高精度以所需方式來(lái)驅(qū)動(dòng)LCD顯示器I的像素。圖Ic的實(shí)施方式通過(guò)向顯示器提供額外傳感電極8而有效地向顯示器I增添了觸摸功能。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的圖Ic的實(shí)施例中，傳感電極8夾在無(wú)源板2與公共電極7頂部上的濾色器6之間。在另一實(shí)施例中，傳感電極8也可設(shè)于另一層或位置處。圖Ic的布置提供緊湊結(jié)構(gòu)，其有效地保護(hù)傳感電極8防止例如由觸摸LCD顯示器I的手指或工具造成損壞。除了著色功能外，濾色器6提供在傳感電極8與公共電極7之間的絕緣。在圖Ia至圖Ic的實(shí)施例中，IXD I的有源板4包括電子器件，諸如像素晶體管和行/列驅(qū)動(dòng)器或其它類(lèi)型的矩陣驅(qū)動(dòng)器。有源板4可由諸如非晶Si或多晶Si的硅(Si)薄膜制成或包括諸如非晶Si或多晶Si的硅(Si)薄膜。無(wú)源板2包括或攜帶公共電極7(其可為接地電極)和一個(gè)或多個(gè)濾色器6。如圖Ic所示的那樣，通過(guò)向無(wú)源板結(jié)構(gòu)增添充當(dāng)傳感電極8的行電極和列電極的矩陣來(lái)引入觸摸功能。在圖Ic的實(shí)施例中，電極8合并于顯示器中，且無(wú)源板2位于人體的手指或其它部分或工具與電極8之間。在圖Ic的實(shí)施例中，人體的手指或其它部分或工具等的位置等可通過(guò)測(cè)量由于存在手指或工具所造成的相鄰行電極和列電極8之間電容變化來(lái)確定。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)使用被稱(chēng)作身體耦合通信(BCC)的技術(shù)來(lái)增加使用例如圖Ic的實(shí)施例的檢測(cè)機(jī)構(gòu)的敏感性。本發(fā)明的實(shí)施例確保了電容傳感機(jī)構(gòu)足夠高的敏感性且甚至在將用于電容觸摸傳感功能的電極8合并到顯示器內(nèi)時(shí)確保了可靠的操作，而不是具有例如在顯示器頂部的
分離的覆蓋層。盡管在傳感電極8與觸摸手指之間存在無(wú)源顯示板2，導(dǎo)致在電極與手指或其它(傳導(dǎo))指向裝置之間減小的電容變化，和/或在傳感電極8與地面之間引入大電容的公共電極7的接近，但是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)或所有實(shí)施例的觸摸傳感機(jī)構(gòu)提供高準(zhǔn)確度和可靠性以及因此提供高敏感性。將身體耦合通信用到顯示器、界面或其它類(lèi)型的輸入和/或輸出裝置內(nèi)有效地增加了電容傳感機(jī)構(gòu)的敏感性。作為附加，或者在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，身體耦合通信的使用提供用于應(yīng)用的機(jī)構(gòu)以例如選擇性地允許/不允許給定用戶(hù)使用該應(yīng)用的特定功能或使用整個(gè)裝置等。圖2示出身體耦合通信BCC的原理的示意說(shuō)明。通過(guò)使得發(fā)送器裝置20附連到人身體21上而實(shí)現(xiàn)通信。發(fā)送器裝置20也可與身體21相分離地提供且可由身體部分觸摸或者可布置為接近且電容耦合到身體21。接收器22被配置為接收由發(fā)送器20生成的信號(hào)且通過(guò)身體21發(fā)送到接收器22。接收器裝置22可附連到身體21，或者可由諸如手指的身體21的部分觸摸或接近以便在接近或觸摸的情況下電容耦合到身體。由在圖2的附圖中的身體21的左手側(cè)所示的發(fā)送器裝置20生成的信號(hào)電容耦合 到身體21。示出處于身體21右手側(cè)的接收器裝置22檢測(cè)由發(fā)送器20所生成的信號(hào)且通過(guò)身體21發(fā)送。由于這些信號(hào)在身體21上傳播且基本上并未遠(yuǎn)離身體21進(jìn)行輻射，只有在緊鄰身體21的情況下才能進(jìn)行通信。因此，在各相鄰身體耦合通信網(wǎng)絡(luò)(諸如其它人上的網(wǎng)絡(luò))之間存在很少干擾。另外，這個(gè)概念向身體傳感器系統(tǒng)提供安全性和易于設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)。至少一個(gè)，多個(gè)或可選地所有實(shí)施例可適于使用身體耦合通信機(jī)構(gòu)來(lái)增加觸摸傳感機(jī)構(gòu)的敏感性。即使在某些應(yīng)用中，在公共電極7向傳感電極8的接近將在傳感電極與地面之間引入較大電容的情況下，在測(cè)量小電容變化和將噪音耦合到傳感電極電子器件方面可能會(huì)面臨困難，但是本文所述的實(shí)施例的敏感性較高，允許觸摸傳感機(jī)構(gòu)具有高準(zhǔn)確度和可靠性，該高準(zhǔn)確度和可靠性基本上不會(huì)受到位于傳感電極8與觸摸或接近的諸如手指的人的部分之間的顯示器無(wú)源板2存在的影響。圖3說(shuō)明了實(shí)施為諸如個(gè)人數(shù)字助理PDA、移動(dòng)電話(huà)、便攜式膝上型計(jì)算機(jī)或筆記本、遙控器等手持裝置30的實(shí)施例。該裝置30包括觸摸敏感顯示器31、電源32、身體耦合通信BCC、電容耦合到用戶(hù)的發(fā)送器33和控制器34。在操作中，用戶(hù)可用一只手(例如左手)來(lái)握持該裝置30，以便電容耦合到BCC發(fā)送器33且可利用另一只手的手指35指向顯示器31。電源32向該裝置30提供電力供應(yīng)且可例如實(shí)施為電池、蓄電池等?？刂破?4被配置為控制該裝置30的功能的至少一部分或全部功能，諸如顯示內(nèi)容、對(duì)觸摸或靠近手指35的檢測(cè)、致動(dòng)鍵或軟按鈕和/或其它操作指令的輸入和輸出。顯示器31可顯示若干分離區(qū)域，諸如在顯示器31上顯示的具有不同功能和/或名稱(chēng)的軟按鈕以便能被替代地或組合地進(jìn)行選擇。BCC發(fā)送器33可設(shè)于該裝置30的底側(cè)或任何其它適當(dāng)位置以將信號(hào)耦合到用戶(hù)身體上，該信號(hào)然后在身體表面上傳播，例如參看圖2的身體21，該身體表面包括用于指向觸摸敏感顯示器31上的所需區(qū)位或位置的手指35。當(dāng)用戶(hù)指向該顯示器31時(shí)，由發(fā)送器33生成的BCC信號(hào)然后將由在顯示器31中的傳感電極8檢測(cè)到，參看圖lc。傳感電極8可布置成諸如行傳感電極和列傳感電極的矩陣方式，其具有平行于彼此延伸的若干行列電極和平行于彼此但與行傳感電極成角度延伸的列傳感電極。該角度可具有90°的值，且行電極和列電極垂直于彼此延伸，或也可具有不同于90°的值，例如45°，或在0°與180°之間的任何其它適當(dāng)值。在圖3的實(shí)施例中且可選地也在下文所述的其它實(shí)施例中，并非檢測(cè)到電容變化以確定諸如手指的身體部分的區(qū)位，而是該裝置或系統(tǒng)現(xiàn)可檢測(cè)到由BCC發(fā)送器33所生成的信號(hào)。在另一實(shí)施方式中，該系統(tǒng)可檢測(cè)到由BCC發(fā)送器33所生成的信號(hào)(如由傳感電極(例如圖Ic的電極8)所感知的那樣)，且該系統(tǒng)可附加地或單獨(dú)地檢測(cè)電容變化以確定手指或其它身體部分或工具的區(qū)位從而檢測(cè)手指或其它工具正在指向的位置。如果手指35或其它部分或工具緊鄰觸摸敏感顯示器31和其屏幕，例如在顯示表面的一厘米內(nèi)或一厘米上下，則BCC信號(hào)已能通過(guò)傳感電極8檢測(cè)到。因此，用戶(hù)無(wú)需物理地觸摸顯示表面上示出所需符號(hào)、功能、標(biāo)簽等的所需位置。當(dāng)所接收的信號(hào)量值增加超過(guò)閾值水平時(shí)可定義已發(fā)生了觸摸，該閾值水平可處在手指并不物理地觸摸該表面的一個(gè) 點(diǎn)。在連續(xù)地指向顯示器的不同部分以將輸入命令或選擇的序列輸入時(shí)，這種接近檢測(cè)可有利地由用戶(hù)來(lái)使用以更快速地改變指向位置且因此更快速地進(jìn)行命令或選擇的選取。由BCC發(fā)送器33發(fā)送的信號(hào)可例如用于以下列方式來(lái)增加觸摸傳感機(jī)構(gòu)的敏感性。諸如數(shù)字代碼的具體代碼可由BCC發(fā)送器33重復(fù)地發(fā)送到身體。在接收電子器件中，基于相關(guān)器的方案可用于一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中(諸如上文所述或下文所述的實(shí)施例)，以用于檢測(cè)這種發(fā)送的代碼。這個(gè)方案提供敏感性的進(jìn)一步改進(jìn)。使用基于相關(guān)器的檢測(cè)機(jī)構(gòu)能提供信噪比(S/N比)例如高達(dá)20dB的改進(jìn)。在圖3所示的實(shí)施例中，身體耦合通信使用電容耦合來(lái)操作。設(shè)于手持裝置底側(cè)的BCC發(fā)送器33可完全包封于裝置30的殼體中且無(wú)需具有到用戶(hù)的電流連接。如圖3所示的那樣，BCC發(fā)送器33設(shè)于裝置30殼體內(nèi)且通過(guò)電容耦合到握持該裝置30的用戶(hù)來(lái)發(fā)送BCC信號(hào)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，由平行于底部殼體延伸且連接到發(fā)送器33的線(xiàn)所示的發(fā)送器33的發(fā)送電極能布置于裝置殼體的內(nèi)表面上。該殼體可包括塑料材料或其它合適材料，該其它合適材料允許如上文所述的那樣通過(guò)電容耦合將BCC信號(hào)有效地發(fā)送到用戶(hù)身體。圖4示出可合并于顯示器31的無(wú)源板(例如圖Ic的板2)中的傳感電極或檢測(cè)電極8的結(jié)構(gòu)或布置。在圖4的實(shí)施例中，傳感電極40、43布置為類(lèi)似矩陣的方式，諸如X-Y配置。傳感電極40、43包括多個(gè)平行列電極列O (Col O)至列N(Col N)，和多個(gè)平行的行電極行O (Row O)至行N (Row N)。列電極40和行電極43在圖4的實(shí)施例中布置為等距。在列電極40與行電極43之間的交叉點(diǎn)處提供位置檢測(cè)柵格點(diǎn)的致密圖案，以允許以高位置分辨率來(lái)檢測(cè)例如圖3的手35的手指的指向位置。因此，觸摸敏感顯示器31可布置成展現(xiàn)或示出例如布置在X和Y方向的多個(gè)相鄰選擇區(qū)域?？捎捎脩?hù)通過(guò)靠近或觸摸所需區(qū)域來(lái)以高精度選擇所需的選擇區(qū)域，所需區(qū)域例如顯示所需選擇按鈕、功能、信息等。如圖4所示的那樣，行電極43中每一個(gè)連接到一系列開(kāi)關(guān)41中的相應(yīng)開(kāi)關(guān)41。開(kāi)關(guān)控制42以連續(xù)方式提供開(kāi)關(guān)41的閉合和打開(kāi)的定時(shí)控制以將行電極之一以連續(xù)方式連接到傳感放大器45的輸入端。以類(lèi)似方式，多個(gè)開(kāi)關(guān)44連接到列電極40以便連續(xù)地選擇列電極40之一來(lái)連接到傳感放大器45的輸入端。開(kāi)關(guān)控制器42被配置為以與開(kāi)關(guān)41的接通和切斷協(xié)調(diào)的適當(dāng)定時(shí)來(lái)控制開(kāi)關(guān)44的開(kāi)關(guān)。傳感放大器45的另一輸入端可連接到地面或其它參考電位。在圖4的實(shí)施例中，僅提供一個(gè)傳感放大器45，其連接到該一系列的開(kāi)關(guān)41、44。在其它實(shí)施例中，可提供兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳感放大器，以例如通過(guò)形成并行讀取的電極分組而允許進(jìn)一步提聞傳感電極的掃描速度。圖4示出BCC發(fā)送器47，其被配置為生成耦合到用戶(hù)身體的BCC信號(hào)，如由附圖標(biāo)記48所示的那樣。BCC發(fā)送器47例如可對(duì)應(yīng)于圖3所示的發(fā)送器33。BCC發(fā)送器47的信號(hào)不僅電容耦合到用戶(hù)48，而且也直接地施加到相關(guān)器46的輸入端。來(lái)自BCC發(fā)送器47的輸出端連接到用戶(hù)，例如連接到驅(qū)動(dòng)發(fā)送器電極的緩沖器。來(lái)自BCC發(fā)送器47的第二輸出端連接到相關(guān)器46。到相關(guān)器和用戶(hù)(例如發(fā)送器電極)的信號(hào)具有相同的時(shí)序，但在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中可單獨(dú)地緩沖，且在一個(gè)或某些實(shí)施例中也可具有不同量值。相關(guān)器46的另一輸入端連接到傳感放大器45的輸出端。相關(guān)器46的輸出端連接到處理器49的輸入端以用于評(píng)估相關(guān)信號(hào)且檢測(cè)指向位置，選定的顯示區(qū)域、所需命令等代碼等。
在下文中，解釋了圖3、圖4的實(shí)施例的操作的實(shí)例。在開(kāi)關(guān)控制器42的控制下，電極40、43(行和列)中的第一個(gè)，例如，電極行O (Row O)通過(guò)接通連接到該電極行O (RowO)的相應(yīng)開(kāi)關(guān)41而連接到傳感放大器45的輸入端。對(duì)于行方向和列方向中的每個(gè)傳感電極重復(fù)上述過(guò)程，其中可選地一次僅將一個(gè)傳感電極連接到傳感放大器45的輸入端，通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂崎_(kāi)關(guān)41、44的接通和斷開(kāi)來(lái)連續(xù)地掃描所有電極40、43。BCC發(fā)送器47例如持續(xù)地或在間歇的基礎(chǔ)上發(fā)出發(fā)送器信號(hào)，例如數(shù)字代碼。當(dāng)裝置30接通時(shí)，BCC發(fā)送器47可由裝置的電源(例如由圖3的電源32)加電，且當(dāng)切斷電源32并因此切斷裝置30時(shí)可終止到圖3的BCC發(fā)送器33或47的電力供應(yīng)。例如當(dāng)用戶(hù)48的手指35靠近當(dāng)前連接到放大器45的電極(例如行O (Row O))指向顯示器31時(shí)，由BCC發(fā)送器33、47生成的諸如數(shù)字代碼的發(fā)送器信號(hào)在用戶(hù)48的身體上傳送且然后可由傳感放大器45檢測(cè)到。傳感放大器45的輸出端連接到評(píng)估或檢測(cè)電路的輸入端(諸如相關(guān)器46)。如圖4所示的那樣，相關(guān)器46的另一輸入端連接到BCC發(fā)送器47，BCC發(fā)送器47生成耦合到用戶(hù)48的BCC信號(hào)。與測(cè)量手指或其它身體部分或工具的存在如何擾動(dòng)電極間電容的機(jī)構(gòu)相比，來(lái)自手指35或任何其它身體部分或用戶(hù)48所觸摸的工具的信號(hào)則可以以更高的敏感性被檢測(cè)到。作為附加，或者在一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例中，傳感放大器45的數(shù)量可增加到兩個(gè)或兩個(gè)以上，以并行地對(duì)來(lái)自多于一個(gè)傳感電極的信號(hào)提供檢測(cè)，從而提供掃描速度的增力口。在此實(shí)施例中，電極40、43的行電極和列電極可形成為組。作為實(shí)例，所有行電極43可通過(guò)開(kāi)關(guān)組41連接到傳感放大器之一的輸入端且電極40的所有列電極可通過(guò)開(kāi)關(guān)44連接到第二傳感放大器的輸入端，以允許行電極和列電極和開(kāi)關(guān)41、44的并行掃描操作。在該情況下，相關(guān)器46可包括附加輸入端用于施加第二傳感放大器的輸出。行電極和列電極也可分為其它組，諸如在如四個(gè)傳感放大器的情況下，通過(guò)相應(yīng)開(kāi)關(guān)將行電極的四分之一和列電極的四分之一連接到傳感放大器中的第一個(gè)且將此分組計(jì)劃以類(lèi)似方式應(yīng)用于其它傳感放大器。使用四個(gè)傳感放大器使掃描速度增加到4倍。當(dāng)來(lái)自所有傳感電極40、43的信號(hào)由相關(guān)器46或評(píng)估電路接收時(shí)，可使用諸如公共質(zhì)心算法的適當(dāng)算法來(lái)確定手指或觸摸部分或工具的位置?？衫眠B接到相關(guān)器46的輸出端的處理器49來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)手指或其它部分或工具的位置的這種確定。在另一實(shí)施例中，可將相關(guān)器或其它評(píng)估功能和處理器49組合為位置檢測(cè)電路。在兩種情況下，手指或其它身體部分或工具的位置能以高分辨率以高精度檢測(cè)。在圖3、圖4的實(shí)施例中，用戶(hù)通常一只手來(lái)握持該裝置30，且使用來(lái)自另一只手的手指或其它工具來(lái)指向該顯示器31。該裝置30可例如為任何類(lèi)型的手持裝置，諸如電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助理、膝上型計(jì)算機(jī)、導(dǎo)航系統(tǒng)等。由BCC發(fā)送器33、47生成且耦合到用戶(hù)身體的信號(hào)，可額外地包括(除了數(shù)字代碼等之外)特定信號(hào)，諸如同步信號(hào)，其通過(guò)在經(jīng)由身體和可能的空氣或中間構(gòu)件向傳感電極發(fā)送BCC信號(hào)時(shí)補(bǔ)償任何可能的延遲，來(lái)允許相關(guān)器/處理器將耦合到身體的BCC發(fā)送器信號(hào)與通過(guò)傳感電極40、43從身體接收的BCC信號(hào)進(jìn)行同步，以增加相關(guān)檢測(cè)和位置檢測(cè)以及評(píng)估的精度和品質(zhì)。 圖5、圖6說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其包括手持裝置50和包括BCC發(fā)送器57的分離的便攜式裝置56。除了 BCC發(fā)送器57與手持裝置分離之外，上文關(guān)于圖3、圖4的實(shí)施例所討論的所有其它實(shí)施特點(diǎn)可選地也提供于圖5、圖6的實(shí)施例中，除非明確地陳述為其它情況。圖5和圖6所示的實(shí)施例實(shí)施為單獨(dú)的(例如并非手持的)設(shè)備。該實(shí)施例可例如實(shí)施為在醫(yī)院中或諸如工廠等任何其它類(lèi)型的組織中的監(jiān)視設(shè)備。在圖5、圖6的實(shí)施例中，用戶(hù)佩戴BCC發(fā)送裝置，諸如裝置56，其可例如為腕帶或在用戶(hù)衣服口袋中運(yùn)輸?shù)难b置。單獨(dú)設(shè)備50包括觸摸敏感顯示器51，其可對(duì)應(yīng)于觸摸敏感顯示器31且可使用觸摸或緊鄰觸摸敏感顯示器51的表面的用戶(hù)的手指55或其它身體部分或工具來(lái)致動(dòng)。電源52可集成到設(shè)備50內(nèi)，或者可通過(guò)連接到電力線(xiàn)等來(lái)提供。該設(shè)備50還可包括存儲(chǔ)器53，用于存儲(chǔ)檢測(cè)和/或評(píng)估指向或觸摸該觸摸敏感顯示器51的手指或其它工具的位置的值；和控制器54，用于進(jìn)行觸摸/指向位置的檢測(cè)。圖6不出合并于觸摸敏感顯不器51中的傳感電極60、63的布置。電極60、63連接到可受開(kāi)關(guān)控制器62控制的開(kāi)關(guān)61、64以可控制地連接到傳感放大器65的輸入端。傳感放大器65的輸出端連接到處理器66以評(píng)估并檢測(cè)手指55或其它工具的觸摸或指向位置。除了分離地提供BCC發(fā)送器57之外，上文關(guān)于圖3、圖4中的構(gòu)件30至34、40至49所給出的解釋說(shuō)明以及任何所討論的選項(xiàng)同樣有效地用于圖5、圖6的實(shí)施例和構(gòu)件50、57、60、66。在圖5、圖6的實(shí)施例中，從分離的便攜式裝置56和BCC發(fā)送器57發(fā)送的BCC代碼能由顯示器51中的傳感電極60、63檢測(cè)到。由BCC發(fā)送器47、57發(fā)送的BCC代碼可在裝置30或分離設(shè)備50中編程為或提供為任何其它形式。在另一實(shí)施例中，該設(shè)備50還被實(shí)施為生成BCC代碼且發(fā)送此代碼到便攜式裝置56以在此裝置56中存儲(chǔ)以在BCC發(fā)送器57中使用。在圖5所示的實(shí)施例中，BCC代碼可存儲(chǔ)于設(shè)備50的存儲(chǔ)器53中。存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器53中或在設(shè)備51中另外記憶或生成的BCC代碼能用于諸如控制器54這樣的設(shè)備的接收電子器件中的相關(guān)性，用于將接收到的由傳感電極60、63所感知的信號(hào)與發(fā)送器57所生成的BCC信號(hào)進(jìn)行相關(guān)。提供BCC代碼可例如以設(shè)置操作的形式實(shí)現(xiàn)，其中，用戶(hù)的代碼或分配給用戶(hù)的代碼被輸入到便攜式裝置30、56和/或設(shè)備50以受到攜帶該便攜式裝置56的用戶(hù)的控制。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，可提供獨(dú)特的BCC代碼以用于若干用戶(hù)中的每一個(gè)，且獨(dú)特的BCC代碼可有利地用于標(biāo)識(shí)相應(yīng)用戶(hù)以便檢測(cè)哪個(gè)用戶(hù)實(shí)際上在使用設(shè)備50。當(dāng)用戶(hù)觸摸或靠近該觸摸敏感顯示器51的屏幕時(shí)，傳感電極驅(qū)動(dòng)電子器件(諸如處理器66)能搜遍已知用戶(hù)集合的所有獨(dú)特的相關(guān)性代碼或BCC代碼以檢測(cè)實(shí)際接收的BCC代碼，且因此檢測(cè)當(dāng)前用戶(hù)。以此方式，維持如上文所述實(shí)施例中那樣的敏感性改進(jìn)的益處。此外，能標(biāo)識(shí)該用戶(hù)。用戶(hù)的標(biāo)識(shí)可例如用于定制用戶(hù)界面，以向不同的用戶(hù)提供例如不同的顯示信息，或替代地或作為補(bǔ)充，用戶(hù)的標(biāo)識(shí)可用于許可或禁止某些功能以用于不同用戶(hù)。舉例而言，在諸如“刪除”功能的功能僅對(duì)于用戶(hù)中的一個(gè)或多個(gè)(諸如用戶(hù)A)允許的情況下，諸如“刪除”功能的功能將在諸如用戶(hù)A這樣的授權(quán)用戶(hù)觸摸所顯示的“刪除”按鈕或其它功能按鈕的情況下進(jìn)行操作。如果不允許實(shí)行諸如“刪除”功能的相應(yīng)功能的諸如用戶(hù)B的 另一用戶(hù)觸摸該刪除按鈕，將不會(huì)觸發(fā)和允許所需功能。該系統(tǒng)也可被配置為給出適當(dāng)反饋，諸如當(dāng)用戶(hù)B的手指靠近“刪除”按鈕時(shí)調(diào)暗該不允許的按鈕。本發(fā)明的實(shí)施例可例如實(shí)施于如遙控器的手持裝置或固定裝置中的例如觸摸顯示器中。作為附加或在其它實(shí)施例中，可提供裝置的個(gè)性化定制。作為實(shí)例，在合并了例如設(shè)備50的光開(kāi)關(guān)中，光開(kāi)關(guān)可識(shí)別觸摸或靠近該光開(kāi)關(guān)的用戶(hù)且可設(shè)置適當(dāng)照明場(chǎng)景。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)觸摸顯示器也可用于諸如醫(yī)院的單獨(dú)設(shè)備中。該設(shè)備可識(shí)別用戶(hù)且也可取決于哪個(gè)用戶(hù)在使用該設(shè)備來(lái)選擇性地許可/禁止特定功能。用戶(hù)的識(shí)別也可用于跟蹤已使用該設(shè)備的用戶(hù)和/或使用時(shí)間。本發(fā)明的實(shí)施例也可實(shí)施于或?qū)嵤榛?dòng)表面，其中該表面或連接到該表面的設(shè)備可取決于觸摸或靠近該互動(dòng)表面的用戶(hù)而受到控制。作為實(shí)例，互動(dòng)表面可包括合并于觸摸敏感表面中的、如圖4、圖6所示的傳感電極布置，該觸摸敏感表面并未實(shí)施為有源顯示器，而是例如可僅示出固定區(qū)域，該固定區(qū)域具有對(duì)應(yīng)于不同特殊提供的功能區(qū)域的固定標(biāo)簽以在觸摸分配給該功能的區(qū)域時(shí)觸發(fā)若干功能之一。圖7說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例。如在方塊71中所圖示的那樣，在諸如觸摸敏感顯示器31、51或互動(dòng)表面的接收器中接收身體耦合信號(hào)。在方塊72處，例如通過(guò)使所接收的信號(hào)與預(yù)期信號(hào)或者從發(fā)送器發(fā)送到身體的信號(hào)相關(guān)來(lái)評(píng)估所接收的身體耦合信號(hào)?；趯?duì)所接收的信號(hào)的評(píng)估，在方塊73中檢測(cè)諸如人手指的身體部分的觸摸或接近位置和/或所接收的信號(hào)的代碼。如在方塊74中所示的那樣，取決于所檢測(cè)的諸如手指的觸摸或靠近部分的區(qū)位和/或取決于所檢測(cè)的BCC信號(hào)的代碼來(lái)控制裝置。BCC觸摸輸入可結(jié)合任何圖案的電極使用，例如少量固定按鈕/手指電極。在如圖所示的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，BCC觸摸輸入結(jié)合電極的X-Y柵格使用。單個(gè)處理器或其它單元或控制器可實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求和上文描述中所陳述的一個(gè)或多個(gè)或所有器件的功能。上文所討論或在附圖中所示或在單獨(dú)附屬或獨(dú)立權(quán)利要求中所陳述的特點(diǎn)可有利地以任意組合方式來(lái)進(jìn)行組合。雖然已在附圖和前文的描述中詳細(xì)地示出和描述了本發(fā)明，這些說(shuō)明和描述被認(rèn)為是說(shuō)明性的或示范性的而不是限制性的；本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。所公開(kāi)的實(shí)施例的另外的變型可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所主張的本發(fā)明時(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)附圖、公開(kāi)和所附權(quán)利要求書(shū)而理解和實(shí)行。在權(quán)利要求中，詞語(yǔ)“包括”并不排除其它元件或步驟且不定冠詞“一”并不排除為多個(gè)。單個(gè)處理器或其它單元可實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中所陳述的一個(gè)、多個(gè)或所有項(xiàng)目的功能?？商峁┤舾商幚砥饕詫?shí)現(xiàn)上文所提到或權(quán)利要求所陳述的若干項(xiàng)目的功能。在相互不同的附屬權(quán)利要求中陳述特定措施的簡(jiǎn)單事實(shí)并不表示不能使用這些措施的組合來(lái)取得益處。計(jì)算機(jī)程序可存儲(chǔ)/分布于合適媒體上，諸如光學(xué)存儲(chǔ)媒體或者與其它硬件一起或者作為其它硬件的部分提供的固態(tài)媒體，但也可以其它形式分布，諸如通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或者其它有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)電信系統(tǒng)來(lái)分布。在權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解為限制其范圍。上文所公開(kāi)的特點(diǎn)或功能中的任一個(gè)可實(shí)施為相應(yīng) 構(gòu)件提供的計(jì)算機(jī)程序或軟件的形式。作為實(shí)例，在一實(shí)施例中，相關(guān)器46的相關(guān)功能和/或處理器49、66的評(píng)估功能可以以可加載到或提供到控制器或處理器或裝置部段內(nèi)的例程或軟件的形式來(lái)提供。
權(quán)利要求
1.一種裝置，其包括觸摸敏感或接近敏感界面，所述界面包括 傳感器電極布置，其被配置為通過(guò)觸摸或靠近該界面的用戶(hù)部分來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)，以及 檢測(cè)器，其被配置為基于所述一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)所述用戶(hù)部分的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述傳感器電極布置為合并于所述界面內(nèi)的電容傳感布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述傳感器電極布置包括第一組至少兩個(gè)傳感電極和第二組至少兩個(gè)傳感電極，所述第一組傳感電極相對(duì)于所述第二組傳感電極成角度地布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，包括以下部件中的至少一個(gè)有源板、無(wú)源板和添加到這些板中至少一個(gè)的傳感電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述傳感器電極布置包括傳感電極、至少一個(gè)傳感放大器和用于將所述傳感電極連接到所述至少一個(gè)傳感放大器的開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述界面包括觸摸敏感顯示器、觸摸屏、液晶顯示器、接近敏感顯示器和互動(dòng)表面中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，包括相關(guān)器，其被配置為使得通過(guò)所述用戶(hù)部分接收的身體耦合通信信號(hào)與發(fā)送到用戶(hù)身體的通信信號(hào)相關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述接收器被配置為接收耦合到用戶(hù)身體的編碼信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，包括被配置為提供標(biāo)識(shí)功能的器件，所述標(biāo)識(shí)功能被配置為利用通過(guò)所述傳感器電極布置接收的編碼信號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)用戶(hù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，包括被配置為提供安全功能的器件，所述安全功能被配置為利用通過(guò)所述傳感器電極布置接收的編碼信號(hào)來(lái)標(biāo)識(shí)用戶(hù)，所述安全功能被配置為進(jìn)行下列中的至少一個(gè)取決于標(biāo)識(shí)結(jié)果來(lái)限制對(duì)所述裝置的訪(fǎng)問(wèn)；定制用戶(hù)界面；對(duì)于不同用戶(hù)而言許可/禁止特定功能；個(gè)性化定制諸如光開(kāi)關(guān)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，包括發(fā)送器，該發(fā)送器被配置為發(fā)送通信信號(hào)到所述裝置的用戶(hù)的身體，所述發(fā)送器合并到所述裝置內(nèi)或者與所述裝置相分離地提供。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述裝置為或包括液晶顯示裝置、手持裝置、移動(dòng)電話(huà)、遙控器或設(shè)備控制器。
13.—種方法,包括 通過(guò)觸摸敏感或接近敏感界面的傳感器電極布置來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)，以及 基于通過(guò)所述用戶(hù)部分和所述傳感器電極布置接收的一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)觸摸或靠近所述界面的用戶(hù)部分的位置。
14.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括軟件代碼部分，該軟件代碼部分用于 通過(guò)觸摸敏感或接近敏感界面的傳感器電極布置來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)，以及 基于通過(guò)所述用戶(hù)部分和所述傳感器電極布置接收的一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)觸摸或靠近所述界面的用戶(hù)部分的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述程序存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置，其包括觸摸敏感或接近敏感界面，該界面包括傳感器電極布置，其被配置為通過(guò)觸摸或靠近該界面的用戶(hù)部分來(lái)接收一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)；以及檢測(cè)器，其被配置為基于一個(gè)或多個(gè)身體耦合通信信號(hào)來(lái)檢測(cè)用戶(hù)部分的位置。實(shí)施例提供互動(dòng)表面，該互動(dòng)表面包括傳感器電極布置，該傳感器電極布置用于檢測(cè)觸摸或靠近該互動(dòng)表面的手指或其它部分的位置。評(píng)估由傳感電極布置接收的身體耦合通信信號(hào)以提高位置檢測(cè)的敏感性。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102804115SQ201080032991
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
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