對流體層的存在具有增加的抗擾性的觸摸感測的制作方法
【專利摘要】本申請案涉及對流體層的存在具有增加的抗擾性的觸摸感測。在某些實(shí)施例中，一種觸敏裝置包含覆蓋面板、定位于所述覆蓋面板下面的多個驅(qū)動電極、定位于所述覆蓋面板下面的多個感測電極，及控制器。所述控制器包含可操作以向所述多個驅(qū)動電極中的特定驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號的信號產(chǎn)生器。所述控制器進(jìn)一步包含與所述多個感測電極中的每一者相關(guān)聯(lián)的測量電路，每一測量電路可操作以產(chǎn)生對應(yīng)于所述特定驅(qū)動電極與對應(yīng)感測電極之間的電荷轉(zhuǎn)移的信號。由所述信號產(chǎn)生器供應(yīng)的所述驅(qū)動信號具有將由位于所述覆蓋面板上的流體層導(dǎo)致的所述電荷轉(zhuǎn)移減小到降到對應(yīng)于所述控制器確定存在觸摸的點(diǎn)的閾值以下的量的頻率。
【專利說明】對流體層的存在具有增加的抗擾性的觸摸感測

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體來說涉及觸摸感測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 觸摸感測系統(tǒng)可在覆疊在顯示器屏幕上的觸摸傳感器的觸敏區(qū)域內(nèi)檢測物體 (例如用戶的手指或手寫筆）的觸摸或接近的存在及位置。在觸敏顯示器應(yīng)用中，觸摸傳感 器可使得用戶能夠與顯示在屏幕上的內(nèi)容直接交互而非借助鼠標(biāo)或觸摸墊間接交互。觸摸 傳感器可附接到以下各項(xiàng)或作為以下各項(xiàng)的一部分而提供：桌上型計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、 平板計(jì)算機(jī)、個人數(shù)字助理（PDA)、智能電話、衛(wèi)星導(dǎo)航裝置、便攜式媒體播放器、便攜式游 戲控制臺、信息亭計(jì)算機(jī)、銷售點(diǎn)裝置或其它適合裝置。家用電器或其它電器上的控制面板 可包含觸摸傳感器。
[0003] 存在若干種不同類型的觸摸傳感器，舉例來說，電阻性觸摸屏、表面聲波觸摸屏及 電容性觸摸屏等。本文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對觸摸傳感器的提及可囊括觸摸屏，且反之亦 然。當(dāng)物體觸摸或接近電容性觸摸屏的表面時，可在觸摸屏內(nèi)所述觸摸或接近的位置處發(fā) 生電容的改變。觸摸傳感器控制器可處理所述電容的改變以確定其在觸摸屏上的位置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本申請案的一個方面涉及一種觸敏裝置，其包括：覆蓋面板；多個驅(qū)動電極，其定 位于所述覆蓋面板下面；多個感測電極，其定位于所述覆蓋面板下面；及控制器。所述控 制器包括：信號產(chǎn)生器，其可操作以向所述多個驅(qū)動電極中的特定驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號； 及測量電路，其與所述多個感測電極中的每一者相關(guān)聯(lián)，每一測量電路可操作以產(chǎn)生對應(yīng) 于所述特定驅(qū)動電極與對應(yīng)感測電極之間的電荷轉(zhuǎn)移的信號；其中所述驅(qū)動信號具有將由 位于所述覆蓋面板上的流體層導(dǎo)致的所述電荷轉(zhuǎn)移減小到降到對應(yīng)于所述控制器確定存 在觸摸的點(diǎn)的閾值以下的量的頻率。
[0005] 本申請案的另一方面涉及一種觸敏裝置，其包括：覆蓋面板；多個電極，其定位于 所述覆蓋面板下面；及控制器，其可操作以向所述多個電極中的特定電極供應(yīng)驅(qū)動信號，所 述驅(qū)動信號具有對應(yīng)于特定流體的頻率相依介電常數(shù)的頻率。
[0006] 本申請案的又一方面涉及一種方法，其包括：向觸敏裝置的多個驅(qū)動電極中的特 定驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號；使用與所述觸敏裝置的多個感測電極中的每一者相關(guān)聯(lián)的測量 電路產(chǎn)生多個信號，每一信號對應(yīng)于所述特定驅(qū)動電極與所述多個感測電極中的一者之間 的電荷轉(zhuǎn)移；及確定所述多個感測電極中的每一者是否超過閾值；其中所述所供應(yīng)驅(qū)動信 號具有將由位于觸敏裝置的覆蓋面板上的流體層導(dǎo)致的所述電荷轉(zhuǎn)移減小到小于所述閾 值的量的頻率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007] 圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的觸摸傳感器及觸摸傳感器控制器；
[0008] 圖2A-2C圖解說明水在常規(guī)觸摸傳感器的覆蓋面板上的存在的影響；
[0009] 圖3圖解說明水的極化對所施加頻率的相依性；且
[0010] 圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例對流體層的存在具有增加的抗擾性的實(shí) 例性觸摸傳感器。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的觸摸傳感器1〇〇及觸摸傳感器控制器 102。觸摸傳感器100及觸摸傳感器控制器102可檢測物體在觸摸傳感器100的觸敏區(qū)域內(nèi) 的觸摸或接近的存在及位置。本文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對觸摸傳感器的提及可囊括所述觸 摸傳感器及其觸摸傳感器控制器兩者。類似地，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對觸摸傳感器控制器的提 及可囊括所述控制器及其觸摸傳感器兩者。在適當(dāng)?shù)那闆r下，觸摸傳感器100可包含一個 或一個以上觸敏區(qū)域。觸摸傳感器100可包含安置于可由不同電介質(zhì)材料制成的一個或一 個以上襯底上的驅(qū)動與感測電極陣列或單個類型的電極的陣列。本文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下， 對觸摸傳感器的提及可囊括所述觸摸傳感器的電極及所述電極安置于其上的襯底兩者。或 者，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對觸摸傳感器的提及可囊括所述觸摸傳感器的電極，但不囊括所述電 極安置于其上的襯底。
[0012] 電極（無論是驅(qū)動電極還是感測電極）可為形成一形狀（例如碟形、正方形、矩 形、四邊形、其它適合形狀或這些形狀的適合組合）的導(dǎo)電材料區(qū)域。一個或一個以上導(dǎo)電 材料層中的一個或一個以上切口可（至少部分地）形成電極的形狀，且所述形狀的區(qū)域可 (至少部分地）由那些切口定界。在某些實(shí)施例中，電極的導(dǎo)電材料可占據(jù)其形狀的面積 的約100%。作為一實(shí)例且不以限制方式，在適當(dāng)?shù)那闆r下，電極可由氧化銦錫（ΙΤ0)制成， 且所述電極的ΙΤ0可占據(jù)其形狀的面積的約100%。在某些實(shí)施例中，電極的導(dǎo)電材料可大 致占據(jù)小于其形狀的面積的100%(例如，約5%)。作為一實(shí)例且不以限制方式，電極可由金 屬或其它導(dǎo)電材料（例如，銅、銀或者基于銅或基于銀的材料）細(xì)線制成，且導(dǎo)電材料細(xì)線 可以陰影線、網(wǎng)格或其它適合圖案大致占據(jù)小于其形狀的面積的100%(例如，約5%)。雖然 本發(fā)明描述或圖解說明由形成具有特定填充物（具有特定圖案）的特定形狀的特定導(dǎo)電材 料制成的特定電極，但本發(fā)明涵蓋由形成具有任何適合填充物（具有任何適合圖案）的任 何適合形狀的任何適合導(dǎo)電材料制成的任何適合電極。在適當(dāng)?shù)那闆r下，觸摸傳感器的電 極（或其它元件）的形狀可全部地或部分地構(gòu)成所述觸摸傳感器的一個或一個以上大型特 征。觸摸傳感器的一個或一個以上大型特征可確定其功能性的一個或一個以上特性。那些 形狀的實(shí)施方案的一個或一個以上特性（例如，所述形狀內(nèi)的導(dǎo)電材料、填充物或圖案）可 全部地或部分地構(gòu)成所述觸摸傳感器的一個或一個以上微型特征。觸摸傳感器的一個或一 個以上微型特征可確定觸摸傳感器的一個或一個以上光學(xué)特征，例如透射比、折射性或反 射性。
[0013] 機(jī)械堆疊可含有襯底（或多個襯底）及形成觸摸傳感器100的驅(qū)動或感測電極的 導(dǎo)電材料。作為一實(shí)例且不以限制方式，所述機(jī)械堆疊可包含在覆蓋面板下方的第一光學(xué) 透明粘合劑（0CA)層。所述覆蓋面板可為透明的且由適合于重復(fù)的觸摸的彈性材料（例如 玻璃、聚碳酸酯或聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA))制成。本發(fā)明涵蓋由任何適合材料制成的 任何適合覆蓋面板。第一光學(xué)透明粘合劑層可安置于覆蓋面板與具有形成驅(qū)動或感測電極 的導(dǎo)電材料的襯底之間。所述機(jī)械堆疊還可包含第二光學(xué)透明粘合劑層及電介質(zhì)層（其可 由PET或另一適合材料制成，類似于具有形成驅(qū)動或感測電極的導(dǎo)電材料的襯底）。作為替 代方案，在適當(dāng)?shù)那闆r下，可代替第二光學(xué)透明粘合劑層及電介質(zhì)層而施加電介質(zhì)材料的 薄涂層。第二光學(xué)透明粘合劑層可安置于具有構(gòu)成驅(qū)動或感測電極的導(dǎo)電材料的襯底與電 介質(zhì)層之間，且所述電介質(zhì)層可安置于第二光學(xué)透明粘合劑層與到包含觸摸傳感器100及 觸摸傳感器控制器102的裝置的顯示器的氣隙之間。僅作為一實(shí)例且不以限制方式，所述 覆蓋面板可具有約1_的厚度；第一光學(xué)透明粘合劑層可具有約〇. 〇5_的厚度；具有形成 驅(qū)動或感測電極的導(dǎo)電材料的襯底可具有約〇. 〇5_的厚度；第二光學(xué)透明粘合劑層可具 有約0. 05mm的厚度；且所述電介質(zhì)層可具有約0. 05mm的厚度。雖然本發(fā)明描述具有由特 定材料制成且具有特定厚度的特定數(shù)目個特定層的特定機(jī)械堆疊，但本發(fā)明涵蓋具有由任 何適合材料制成且具有任何適合厚度的任何適合數(shù)目個任何適合層的任何適合機(jī)械堆疊。 作為一實(shí)例且不以限制方式，在某些實(shí)施例中，粘合劑或電介質(zhì)層可替換上文所描述的電 介質(zhì)層、第二光學(xué)透明粘合劑層及氣隙，其中不存在到顯示器的氣隙。
[0014] 觸摸傳感器100的襯底的一個或一個以上部分可由聚對苯二甲酸乙二酯（PET) 或另一適合材料制成。本發(fā)明涵蓋具有由任何適合材料制成的任何適合部分的任何適合 襯底。在某些實(shí)施例中，觸摸傳感器100中的驅(qū)動或感測電極可全部地或部分地由ΙΤ0制 成。在某些實(shí)施例中，觸摸傳感器100中的驅(qū)動或感測電極可由金屬或其它導(dǎo)電材料細(xì)線 制成。作為一實(shí)例且不以限制方式，所述導(dǎo)電材料的一個或一個以上部分可為銅或基于銅 的且具有約5μηι或小于5μηι的厚度及約ΙΟμπι或小于ΙΟμπι的寬度。作為另一實(shí)例，所 述導(dǎo)電材料的一個或一個以上部分可為銀或基于銀的且類似地具有約5 μ m或小于5 μ m的 厚度及約10 μ m或小于10 μ m的寬度。本發(fā)明涵蓋由任何適合材料制成的任何適合電極。
[0015] 觸摸傳感器100可實(shí)施電容性形式的觸摸感測。在互電容實(shí)施方案中，觸摸傳感 器100可包含形成電容性節(jié)點(diǎn)陣列的驅(qū)動與感測電極陣列。驅(qū)動電極與感測電極可形成電 容性節(jié)點(diǎn)。形成電容性節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動與感測電極可彼此靠近但并不彼此進(jìn)行電接觸。而是，所 述驅(qū)動與感測電極可跨越其之間的空間而彼此電容性耦合。（通過觸摸傳感器控制器102) 向驅(qū)動電極施加的脈沖或交變電壓可在感測電極上誘發(fā)電荷，且所誘發(fā)的電荷量可易受外 部影響（例如物體的觸摸或接近）。當(dāng)物體觸摸或接近電容性節(jié)點(diǎn)時，可在電容性節(jié)點(diǎn)處發(fā) 生電容改變，且觸摸傳感器控制器102可測量所述電容改變。通過測量整個陣列中的電容 改變，觸摸傳感器控制器102可在觸摸傳感器100的觸敏區(qū)域內(nèi)確定所述觸摸或接近的位 置。
[0016] 在自電容實(shí)施方案中，觸摸傳感器100可包含可各自形成電容性節(jié)點(diǎn)的單個類型 的電極的陣列。當(dāng)物體觸摸或接近電容性節(jié)點(diǎn)時，可在所述電容性節(jié)點(diǎn)處發(fā)生自電容改變， 且觸摸傳感器控制器102可將所述電容改變測量為（舉例來說）將所述電容性節(jié)點(diǎn)處的電 壓提升預(yù)定量所需的電荷量改變。與互電容實(shí)施方案一樣，通過測量整個陣列中的電容改 變，觸摸傳感器控制器102可在觸摸傳感器100的觸敏區(qū)域內(nèi)確定所述觸摸或接近的位置。 在適當(dāng)?shù)那闆r下，本發(fā)明涵蓋任何適合形式的電容性觸摸感測。
[0017] 在特定實(shí)施例中，一個或一個以上驅(qū)動電極可共同形成水平地或垂直地或以任何 適合定向延伸的驅(qū)動線。類似地，一個或一個以上感測電極可共同形成水平地或垂直地或 以任何適合定向延伸的感測線。在特定實(shí)施例中，驅(qū)動線可大致垂直于感測線而延伸。本 文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對驅(qū)動線的提及可囊括構(gòu)成所述驅(qū)動線的一個或一個以上驅(qū)動電 極且反之亦然。類似地，在適當(dāng)?shù)那闆r下，對感測線的提及可囊括構(gòu)成所述感測線的一個或 一個以上感測電極且反之亦然。
[0018] 觸摸傳感器100可具有以一圖案安置于單個襯底的一側(cè)上的驅(qū)動與感測電極。在 此配置中，跨越其之間的空間而彼此電容性耦合的一對驅(qū)動與感測電極可形成電容性節(jié) 點(diǎn)。對于自電容實(shí)施方案，僅單個類型的電極可以一圖案安置于單個襯底上。除了具有以 一圖案安置于單個襯底的一側(cè)上的驅(qū)動與感測電極以外或作為此情形的替代方案，觸摸傳 感器100還可具有以一圖案安置于襯底的一側(cè)上的驅(qū)動電極及以一圖案安置于所述襯底 的另一側(cè)上的感測電極。此外，觸摸傳感器100可具有以一圖案安置于一個襯底的一側(cè)上 的驅(qū)動電極及以一圖案安置于另一襯底的一側(cè)上的感測電極。在此些配置中，驅(qū)動電極與 感測電極的相交點(diǎn)可形成電容性節(jié)點(diǎn)。此相交點(diǎn)可為其中驅(qū)動電極與感測電極在其相應(yīng)平 面中"交叉"或彼此最靠近的位置。驅(qū)動與感測電極并不彼此進(jìn)行電接觸一而是其跨越電 介質(zhì)在相交點(diǎn)處彼此電容性耦合。雖然本發(fā)明描述形成特定節(jié)點(diǎn)的特定電極的特定配置， 但本發(fā)明涵蓋形成任何適合節(jié)點(diǎn)的任何適合電極的任何適合配置。此外，本發(fā)明涵蓋以任 何適合圖案安置于任何適合數(shù)目個任何適合襯底上的任何適合電極。
[0019] 如上文所描述，觸摸傳感器100的電容性節(jié)點(diǎn)處的電容改變可指示所述電容性節(jié) 點(diǎn)的位置處的觸摸或接近輸入。觸摸傳感器控制器102可檢測并處理所述電容改變以確定 觸摸或接近輸入的存在及位置。觸摸傳感器控制器102可接著將關(guān)于觸摸或接近輸入的信 息傳遞到包含觸摸傳感器100及觸摸傳感器控制器102的裝置的一個或一個以上其它組件 (例如一個或一個以上中央處理單元（CPU)或者數(shù)字信號處理器（DSP))，所述一個或一個 以上其它組件可通過起始所述裝置的與所述觸摸或接近輸入相關(guān)聯(lián)的功能（或在所述裝 置上運(yùn)行的應(yīng)用程序）來對所述觸摸或接近輸入做出響應(yīng)。雖然本發(fā)明描述關(guān)于特定裝置 及特定觸摸傳感器具有特定功能性的特定觸摸傳感器控制器，但本發(fā)明涵蓋關(guān)于任何適合 裝置及任何適合觸摸傳感器具有任何適合功能性的任何適合觸摸傳感器控制器。
[0020] 觸摸傳感器控制器102可為一個或一個以上集成電路（1C)一例如通用微處理器、 微控制器、可編程邏輯裝置或陣列、專用IC(ASIC)。在特定實(shí)施例中，觸摸傳感器控制器 102包括模擬電路、數(shù)字邏輯及數(shù)字非易失性存儲器。在特定實(shí)施例中，觸摸傳感器控制器 102安置于接合到觸摸傳感器100的襯底的柔性印刷電路（FPC)上，如下文所描述。在特定 實(shí)施例中，多個觸摸傳感器控制器102安置于所述FPC上。在一些實(shí)施例中，所述FPC可不 具有安置于其上的觸摸傳感器控制器102。所述FPC可將觸摸傳感器100耦合到位于（例 如）裝置的印刷電路板上別處的觸摸傳感器控制器102。觸摸傳感器控制器102可包含處 理器單元、驅(qū)動單元、感測單元及存儲單元。所述驅(qū)動單元可向觸摸傳感器100的驅(qū)動電極 供應(yīng)驅(qū)動信號。所述感測單元可感測觸摸傳感器100的電容性節(jié)點(diǎn)處的電荷并將表示所 述電容性節(jié)點(diǎn)處的電容的測量信號提供到處理器單元。所述處理器單元可控制由驅(qū)動單元 向驅(qū)動電極的驅(qū)動信號供應(yīng)并處理來自感測單元的測量信號以檢測且處理觸摸傳感器100 的觸敏區(qū)域內(nèi)的觸摸或接近輸入的存在及位置。所述處理器單元還可追蹤觸摸傳感器100 的觸敏區(qū)域內(nèi)的觸摸或接近輸入的位置改變。所述存儲單元可存儲用于由處理器單元執(zhí)行 的編程，包含用于控制驅(qū)動單元以向驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號的編程、用于處理來自感測單 元的測量信號的編程及在適當(dāng)?shù)那闆r下其它適合編程。雖然本發(fā)明描述具有擁有特定組件 的特定實(shí)施方案的特定觸摸傳感器控制器，但本發(fā)明涵蓋具有擁有任何適合組件的任何適 合實(shí)施方案的任何適合觸摸傳感器控制器。
[0021] 安置于觸摸傳感器100的襯底上的導(dǎo)電材料軌跡104可將觸摸傳感器100的驅(qū)動 或感測電極耦合到也安置于觸摸傳感器100的襯底上的連接墊106。如下文所描述，連接墊 106促進(jìn)將軌跡104耦合到觸摸傳感器控制器102。軌跡104可延伸到觸摸傳感器100的觸 敏區(qū)域中或圍繞觸摸傳感器100的觸敏區(qū)域（例如，在其邊緣處）延伸。特定軌跡104可 提供用于將觸摸傳感器控制器102耦合到觸摸傳感器100的驅(qū)動電極的驅(qū)動連接，觸摸傳 感器控制器102的驅(qū)動單元可經(jīng)由所述驅(qū)動連接向所述驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號。其它軌跡 104可提供用于將觸摸傳感器控制器102耦合到觸摸傳感器100的感測電極的感測連接， 觸摸傳感器控制器102的感測單元可經(jīng)由所述感測連接感測觸摸傳感器100的電容性節(jié)點(diǎn) 處的電荷。軌跡104可由金屬或其它導(dǎo)電材料細(xì)線制成。作為一實(shí)例且不以限制方式，軌 跡104的導(dǎo)電材料可為銅或基于銅的且具有約100 μ m或小于100 μ m的寬度。作為另一實(shí) 例，軌跡104的導(dǎo)電材料可為銀或基于銀的且具有約100 μ m或小于100 μ m的寬度。在特 定實(shí)施例中，除金屬或其它導(dǎo)電材料細(xì)線以外或者作為金屬或其它導(dǎo)電材料細(xì)線的替代方 案，軌跡104還可全部地或部分地由ΙΤ0制成。雖然本發(fā)明描述由具有特定寬度的特定材 料制成的特定軌跡，但本發(fā)明涵蓋由具有任何適合寬度的任何適合材料制成的任何適合軌 跡。除軌跡104以外，觸摸傳感器100還可包含端接于觸摸傳感器100的襯底的邊緣處的 接地連接器（其可為連接墊106)處的一個或一個以上接地線（類似于軌跡104)。
[0022] 連接墊106可沿著襯底的一個或一個以上邊緣定位在觸摸傳感器100的觸敏區(qū)域 外部。如上文所描述，觸摸傳感器控制器102可在FPC上。連接墊106可由與軌跡104相 同的材料制成且可使用各向異性導(dǎo)電膜（ACF)接合到所述FPC。連接108可包含所述FPC 上的將觸摸傳感器控制器102耦合到連接墊106的導(dǎo)電線，連接墊106又將觸摸傳感器控 制器102耦合到軌跡104且耦合到觸摸傳感器100的驅(qū)動或感測電極。在另一實(shí)施例中， 連接墊106可連接到機(jī)電連接器（例如零插入力線到板連接器）；在此實(shí)施例中，連接108 可不需要包含F(xiàn)PC。本發(fā)明涵蓋觸摸傳感器控制器102與觸摸傳感器100之間的任何適合 連接108。
[0023] 在特定實(shí)施例中，觸摸傳感器100可具有多層配置，其中驅(qū)動電極以一圖案安置 于襯底的一側(cè)上且感測電極以一圖案安置于所述襯底的另一側(cè)上。在此配置中，一對驅(qū)動 與感測電極在驅(qū)動電極與感測電極的相交點(diǎn)處彼此電容性地耦合。在特定實(shí)施例中，驅(qū)動 與感測電極的多層配置可滿足關(guān)于觸摸傳感器100的構(gòu)造的特定空間及/或形狀約束。
[0024] 圖2A-2C圖解說明水在常規(guī)觸摸傳感器200的覆蓋面板202上的存在的影響。觸 摸傳感器200可包含覆蓋面板202、驅(qū)動電極204及感測電極206。雖然出于說明性目的描 繪了覆蓋面板202、驅(qū)動電極204及感測電極206的特定布置，但下文所提供的對水的影響 的描述可適用于覆蓋面板202、驅(qū)動電極204及感測電極206的任何適合布置。
[0025] 如圖2A中所圖解說明，向觸摸傳感器200的驅(qū)動電極（例如，驅(qū)動電極204a)施 加驅(qū)動信號可導(dǎo)致產(chǎn)生電場208。在不存在觸摸的情況下，可通過與觸摸傳感器200的一 個或一個以上感測電極206(例如，感測電極206a及206b)相關(guān)聯(lián)的測量電路來測量所產(chǎn) 生電場208 (例如，作為電荷或與電荷有關(guān)的性質(zhì)，例如電流或所積累電壓）。在某些實(shí)施 例中，可針對觸摸傳感器200的一個或一個以上感測電極206中的每一者存儲平均基線測 量（即，在不存在觸摸的情況下對電場208的測量）（例如，存儲于與觸摸傳感器200的控 制器相關(guān)聯(lián)的存儲器中）。
[0026] 如圖2B中所圖解說明，當(dāng)在覆蓋面板202上發(fā)生手指觸摸時，電場206的一部分 可被路由到接地（經(jīng)由觸摸覆蓋面板202的手指），借此繞過與觸摸傳感器200的一個或一 個以上感測電極206(例如，感測電極206a及206b)相關(guān)聯(lián)的測量電路。結(jié)果是轉(zhuǎn)移到感 測電極206的電荷減少，且電荷轉(zhuǎn)移的減少可以由與感測電極206 (例如，感測電極206a及 206b)相關(guān)聯(lián)的測量電路進(jìn)行的測量來反映。知曉電荷轉(zhuǎn)移減少的量及測量電路檢測到所 述減少可使得觸摸傳感器200 (或相關(guān)聯(lián)控制器）能夠確定觸摸的存在及位置。在某些實(shí) 施例中，與特定感測電極206相關(guān)聯(lián)的測量電路可通過確定與所產(chǎn)生電場208相關(guān)聯(lián)的電 流測量是否與所述特定感測電極的所存儲基線測量相差大于閾值量來確定觸摸的存在。
[0027] 然而，如圖2C中所圖解說明，流體層210在覆蓋面板202上的存在（例如，一層水 或任何其它電活性流體）可影響上文所描述的觸摸檢測。舉例來說，所產(chǎn)生電場208可被集 中及導(dǎo)引于流體層210的電介質(zhì)內(nèi)，借此有效地?cái)U(kuò)展觸摸的區(qū)域。因此，舉例來說，定位于 感測電極206b與206c之間的觸摸可致使電場208的一部分繞過與感測電極206a及206b 相關(guān)聯(lián)的測量電路，從而錯誤地指示所述觸摸定位于感測電極206a與206b之間（如同在 圖2B中）而非感測電極206b與206c之間。
[0028] 在某些實(shí)施例中，流體層210的上文所描述影響可受以下兩者影響：（1)流體層中 各種雜質(zhì)（例如，離子）的水平，及（2)施加到驅(qū)動電極204的驅(qū)動信號的頻率。舉例來說， 流體層210的介電常數(shù)（其可影響流體層210有效地將觸摸的區(qū)域擴(kuò)展到的程度，如上文 所描述）可受流體層210的極化影響。此外，流體層210的極化可受所施加驅(qū)動信號的頻 率影響，因?yàn)樵诖嬖谒┘域?qū)動信號的情況下存在于流體層210中的離子可花費(fèi)有限的時 間量來變?yōu)楸粯O化的（例如，對于弱離子溶液的薄膜，空間電荷的重新分布可花費(fèi)數(shù)百納 秒到微秒來完成）。換句話說，所施加驅(qū)動信號的持續(xù)時間越短（由驅(qū)動信號具有較高頻率 產(chǎn)生），流體層210的離子具有越少的時間來變?yōu)楸唤M織的。因此，流體層210的有效介電 常數(shù)越低。
[0029] 作為一個特定實(shí)例，流體層210可包括水層。針對不具有空間電荷極化的純水， 對于在低于?1GHz的區(qū)中的所施加頻率介電常數(shù)可卻為恒定的。然而，在大多數(shù)情況，水 (甚至是部分去離子化水）并非完全無離子的。舉例來說，自來水通常含有來自土壤的離 子（Na+、Ca2+)、來自管道的離子（Fe2+、Cu2+)及來自其它源的離子。因此，自來水的介電 常數(shù)可比空氣的介電常數(shù)高得多（例如，e watCT?78*eaJ。另外，如上文所論述，介電常 數(shù)可受極化影響，且極化可受所施加驅(qū)動信號的頻率影響。圖3圖解說明水的極化對所施 加頻率的相依性。如所圖解說明，水的極化隨著頻率的增加而減小。雖然已出于實(shí)例性目 的而針對水圖解說明及描述了極化對所施加頻率的相依性，但本發(fā)明涵蓋流體層210可為 具有極化對所施加頻率的相依性的任何流體。
[0030] 常規(guī)觸摸傳感器可采用基于若干個因素（例如，高效的功率消耗）而選擇的驅(qū)動 信號且可屬于25kHz-500kHz的范圍中。然而，在所述頻率范圍中，流體層210(例如，離子 水）可實(shí)現(xiàn)充足極化，使得流體層210的介電常數(shù)不利地影響觸摸感測（如上文關(guān)于圖2C 所描述）。
[0031] 圖4圖解說明根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例對流體層的存在具有增加的抗擾性的實(shí) 例性觸摸傳感器400。觸摸傳感器400可大致類似于觸摸傳感器100(上文關(guān)于圖1所描 述）且下文詳細(xì)地加以描述。
[0032] 觸摸傳感器400可包含若干個驅(qū)動電極402及若干個感測電極404?？捎刹ㄔ?08 向每一驅(qū)動電極402施加高頻驅(qū)動信號406。另外，每一感測電極404可耦合到振幅測量電 路410。雖然描繪并描述了具有驅(qū)動電極402及感測電極404的特定布置的互電容觸摸傳 感器400,但本發(fā)明預(yù)期下文所論述的原理可適用于具有任何適合電極的任何適合布置的 任何適合觸摸傳感器（例如，自電容觸摸傳感器）。
[0033] 波源408可包括可操作以產(chǎn)生具有高基頻分量（例如，在?IMHz-lOMHz的范圍 中）的驅(qū)動信號406的突發(fā)的任何適合組件。在某些實(shí)施例中，波源408可為可變的，使得 可施加具有一頻率范圍的驅(qū)動信號406。在某些實(shí)施例中，所產(chǎn)生的驅(qū)動信號406可為正 弦波形、方波形、快速上升沿或具有高基本頻率（例如，在?1MHz - 10MHz的范圍中）或含 有充足能量（例如，在?IMHz-lOMHz的范圍中）的任何其它適合信號的突發(fā)。雖然將個別 波源408描繪為向每一驅(qū)動電極402施加驅(qū)動信號406,但本發(fā)明預(yù)期用于向驅(qū)動電極402 施加驅(qū)動信號406的任何適合數(shù)目個波源408。
[0034] 在所圖解說明的實(shí)例中，向驅(qū)動電極402c施加包括正弦信號的突發(fā)的驅(qū)動信號 406，且所述信號接著經(jīng)由驅(qū)動電極402與感測電極404之間的電容器而耦合在每個感測電 極404上。耦合到每一感測電極404的測量電路410 (例如，安培計(jì)或任何其它適合測量電 路）測量轉(zhuǎn)移到感測電極404的信號。如在此實(shí)例中所展示，感測電極404b處的信號由于 驅(qū)動電極402c與感測電極404b的相交點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)上的手指觸摸而衰減。如上文所描述， 如果經(jīng)衰減信號（其可以電壓或電流形式來測量）與平均基線測量相差大于閾值量，那么 觸摸傳感器400 (及/或與觸摸傳感器400相關(guān)聯(lián)的控制器）可確定在驅(qū)動電極402c與感 測電極404b的相交點(diǎn)處存在觸摸。
[0035] 由于波源408可操作以供應(yīng)高頻驅(qū)動信號406(例如，在?IMHz-lOMHz的范圍 中），因此觸摸傳感器400可經(jīng)配置以減輕觸摸傳感器400的覆蓋面板上的流體層的影響。 如上文所描述，流體層的介電常數(shù)可受所施加驅(qū)動信號406的頻率影響（由于在流體層210 中發(fā)生極化所需的有限時間量）。因此，驅(qū)動信號406可經(jīng)選擇使得其足夠高以消除假觸摸 同時仍顧及例如功率消耗等其它因素。在某些實(shí)施例中，可選擇不完全消除流體層的影響 的驅(qū)動頻率406。并非完全消除流體層的影響，而是所述驅(qū)動頻率可足夠高使得由于流體層 所致的衰減量（如測量電路410所測量）低于由觸摸傳感器400用來確定觸摸的存在的閾 值衰減量。僅作為一個實(shí)例，可選擇?4MHz的頻率以減少或消除包括自來水的流體層的影 響。
[0036] 雖然本發(fā)明圖解說明觸摸傳感器的數(shù)個配置，但這些圖解說明未必按比例繪制。 出于描述性目的已擴(kuò)大或放大某些特征。舉例來說，在特定圖解說明中，驅(qū)動及感測電極可 與觸摸屏相比被放大。
[0037] 本文中，"或"為包含性而非互斥性，除非上下文另有明確指示或另有指示。因此， 本文中，"A或B"意指"A、B或兩者"，除非上下文另有明確指示或另有指示。此外，"及"既 為聯(lián)合的又為各自的，除非上下文另有明確指示或另有指示。因此，本文中，"A及B"意指 "A及B，聯(lián)合地或各自地"，除非上下文另有明確指示或另有指示。
[0038] 本發(fā)明囊括所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的對本文中的實(shí)例性實(shí)施例的所有改變、 替代、變化、更改及修改。此外，在所附權(quán)利要求書中對經(jīng)調(diào)適以、經(jīng)布置以、能夠、經(jīng)配置 以、經(jīng)啟用以、可操作以或操作以執(zhí)行特定功能的設(shè)備或系統(tǒng)或者設(shè)備或系統(tǒng)的組件的提 及囊括所述設(shè)備、系統(tǒng)、組件，不論其或所述特定功能是否被激活、接通或解除鎖定，只要所 述設(shè)備、系統(tǒng)或組件經(jīng)如此調(diào)適、經(jīng)如此布置、能夠如此、經(jīng)如此配置、經(jīng)如此啟用、可如此 操作或如此操作即可。
【權(quán)利要求】
1. 一種觸敏裝置，其包括 覆蓋面板； 多個驅(qū)動電極，其定位于所述覆蓋面板下面； 多個感測電極，其定位于所述覆蓋面板下面；及 控制器，其包括： 信號產(chǎn)生器，其可操作以向所述多個驅(qū)動電極中的特定驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號；及 測量電路，其與所述多個感測電極中的每一者相關(guān)聯(lián)，每一測量電路可操作以產(chǎn)生對 應(yīng)于所述特定驅(qū)動電極與對應(yīng)感測電極之間的電荷轉(zhuǎn)移的信號； 其中所述驅(qū)動信號具有將由位于所述覆蓋面板上的流體層導(dǎo)致的所述電荷轉(zhuǎn)移減小 到降到對應(yīng)于所述控制器確定存在觸摸的點(diǎn)的閾值以下的量的頻率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中所述感測電極通過電介質(zhì)層與所述驅(qū)動電極 分離。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中： 所述流體層包括水；且 所述驅(qū)動信號具有在3MHz到5MHz的范圍中的頻率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號包括正弦波形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號包括方波形。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號包括含有所述頻率的波形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸敏裝置，其中所述閾值包括由對應(yīng)于特定感測電極的所述 測量電路產(chǎn)生的所述信號的所存儲歷史平均值與由對應(yīng)于特定感測電極的所述測量電路 產(chǎn)生的所述信號的當(dāng)前值之間的最小差。
8. -種觸敏裝置，其包括 覆蓋面板； 多個電極，其定位于所述覆蓋面板下面；及 控制器，其可操作以向所述多個電極中的特定電極供應(yīng)驅(qū)動信號，所述驅(qū)動信號具有 對應(yīng)于特定流體的頻率相依介電常數(shù)的頻率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號具有在1MHz到10MHz的范圍中 的頻率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸敏裝置，其中： 所述特定流體包括水；且 所述驅(qū)動信號具有在3MHz到5MHz的范圍中的頻率。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號包括正弦波形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號包括方波形。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的觸敏裝置，其中所述驅(qū)動信號包括含有所述頻率的波形。
14. 一種方法，其包括 向觸敏裝置的多個驅(qū)動電極中的特定驅(qū)動電極供應(yīng)驅(qū)動信號； 使用與所述觸敏裝置的多個感測電極中的每一者相關(guān)聯(lián)的測量電路產(chǎn)生多個信號，每 一信號對應(yīng)于所述特定驅(qū)動電極與所述多個感測電極中的一者之間的電荷轉(zhuǎn)移；及 確定所述多個感測電極中的每一者是否超過閾值； 其中所述所供應(yīng)驅(qū)動信號具有將由位于觸敏裝置的覆蓋面板上的流體層導(dǎo)致的所述 電荷轉(zhuǎn)移減小到小于所述閾值的量的頻率。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中： 所述流體層包括水；且 所述驅(qū)動信號具有在3MHz到5MHz的范圍中的頻率。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述驅(qū)動信號包括正弦波形。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述驅(qū)動信號包括方波形。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述驅(qū)動信號包括含有所述頻率的波形。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述閾值包括由對應(yīng)于特定感測電極的所述測 量電路產(chǎn)生的所述信號的所存儲歷史平均值與由對應(yīng)于特定感測電極的所述測量電路產(chǎn) 生的所述信號的當(dāng)前值之間的最小差。
【文檔編號】G06F3/041GK104063088SQ201410017399
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】貝爾納德·J·赫爾墨斯, 黃守 申請人:愛特梅爾公司