置中辨析出兩個真正的觸摸位置。如果檢測到三根手指，則可以使用類似的處理來從九個可能的位置中辨析出真正的三個觸摸位置。對四根手指可以重復(fù)進(jìn)行類似的處理，甄別16個可能的位置，對于五根手指或更多手指，都可以采用這種方法。
[0280]可以使用由x/y復(fù)用掃描得出的結(jié)果來精確確定手指的位置，并且在存在一個以上手指的時候，可以簡單地使用遮擋來進(jìn)行甄別。在這些例子中，由于遮擋只用于邏輯運(yùn)算，就是說，在一種選擇和另一種選擇之間進(jìn)行選擇，因此受遮擋掃描的結(jié)果不必像將它們用于精確確定手指位置時所需要的那樣精確。因此，通過實施速度快但精度低的遮擋抽樣掃描可以節(jié)省時間，可以將遮擋抽樣掃描與χ/y復(fù)用掃描的結(jié)果結(jié)合起來以確定手指的位置。與單獨(dú)使用遮擋法確定手指位置相比，這一處理可以執(zhí)行得更快。
[0281]作為邊緣掃描的替代方案，或者如果X和y元件不是可互換的，可以采用順序有選擇的遮擋(見圖5)，比如逐次逼近遮擋，來提高手指檢測的速度。不再一個接一個地選擇各個控制元件，可以對多塊屏幕進(jìn)行遮擋，來測試手指是否在那個區(qū)域內(nèi)。第一個遮擋可以檢測手指處于屏幕的上半部還是下半部。如果發(fā)現(xiàn)手指處于屏幕的下半部，那么可以遮擋第三個四分之一部分，留下第四個四分之一部分不遮擋。如果發(fā)現(xiàn)手指處于第四個四分之一部分內(nèi)，那么可以將屏幕的第七個八分之一部分遮擋起來，留下最后一個八分之一部分不遮擋，并且如此反復(fù)，直到找到手指位置。以這種方式，將會在五次掃描內(nèi)找到手指，而不是32次掃描，給出了大約6倍的檢測速度提升。
[0282]當(dāng)使用全寬度X傳感元件時，不可能將I元件用作傳感元件，因為它們可能會被X感應(yīng)層完全屏蔽(例如見圖22)。如果將所有的y元件都連接到有源底板信號，那么可以單獨(dú)使用X傳感元件來確定這些X元件中的一個或多個是否已經(jīng)被觸摸。如果沒有元件被觸摸，那么可以繼續(xù)進(jìn)行X元件掃描直到檢測到觸摸，其中所有I受驅(qū)動元件連接到有源底板信號。當(dāng)檢測到觸摸時，可以使用遮擋來沿著各個X元件確定何處發(fā)生了觸摸。這可以通過寬遮擋(模式1-見下文)或窄遮擋(模式2-見下文)來實現(xiàn)。
[0283]本文公開的一個或多個實施方式可以以下列的遮擋掃描模式中的一種或多種來進(jìn)行操作。
[0284]模式I (寬遮擋)一將除了一個以外的所有控制元件接地。
[0285]對于圖6的示出8x8復(fù)用陣列的例子而言，y導(dǎo)電元件可以占據(jù)陣列的整個背景區(qū)域，但是分成8個絕緣的水平條帶。X導(dǎo)電元件位于y層前面，但是與其絕緣。X元件可以占據(jù)全部區(qū)域，如圖22所示，或者可以相對較窄，如圖6所示。如果使用窄X元件，那么可以將X層未使用的區(qū)域保持為懸浮的隔離島。在圖22中，只有X元件可以進(jìn)行感應(yīng)，并且可以使用I元件有選擇地使這些X感應(yīng)元件的主要部分停止感應(yīng)。
[0286]如果八個y元件中的七個接地，并且將第八個元件保持為懸浮或者連接到有源底板信號，那么X感應(yīng)元件只有在未接地的I元件前面的部分將會對接近的手指的較小接地效應(yīng)比較敏感。任何在X感應(yīng)元件位于接地y元件前面的部分附近的手指將會幾乎不可察覺。
[0287]如前所述，可以使未接地元件保持懸浮或連接到有源底板信號。使用有源底板信號可能效果更好，因為它會在X感應(yīng)元件之間造成較小的容性耦合，但是可能意味著電子電路會比將y元件保持懸浮時略微復(fù)雜些。y元件覆蓋整個區(qū)域并且連接到有源底板或接地這一事實能夠確保觸摸屏的整個背面在任何時候都對反面的觸摸沒有反應(yīng)。如果將y元件保持懸浮，那么該元件會對從屏幕背面容性耦合的手指有反應(yīng)，不過該手指會同等地影響所有的X元件，所以，未必造成任何問題。
[0288]大多數(shù)時候，鍵盤或觸摸屏將不會受到觸摸，但是它仍然需要準(zhǔn)備好隨時檢測接近屏幕的手指。在這一 〃等待〃期間，可以將所有的I元件連接到有源底板信號，從而使得它們被啟用，并且可以使得X感應(yīng)元件能夠針對新的觸摸感應(yīng)整個屏幕。一旦檢測到觸摸，就可以將屏幕轉(zhuǎn)換為遮擋模式，例如通過將除了一個之外的所有y元件接地來進(jìn)行轉(zhuǎn)換?？梢詫]有接地的I元件連接到有源底板信號，并且可以針對每次遮擋變化對所有的X感應(yīng)元件進(jìn)行掃描，以檢測任何手指的位置。
[0289]當(dāng)接觸終止時，可以將屏幕恢復(fù)到原始模式，在這種模式下，所有的y元件都連接到有源底板信號，并且只對X感應(yīng)元件進(jìn)行掃描。
[0290]考慮圖2的例子，如果y3不接地(并且因此被啟用)并且yl、y2和y4到y(tǒng)8全部接地(并且因此被停用)，那么所有X元件接近于y3的那一小段將會對附近的手指非常敏感。X元件接近于yl、y2和y4到y(tǒng)8的那些段附近的手指將不能察覺。這樣，僅僅將y3連接到有源底板信號使得處于x5處的手指F0206能夠在處于y3上時被檢測到。通過類似的處理，當(dāng)y6是未接地的或連接到有源底板信號的唯一 y元件時，手指FO (206)是檢測不到的，而在x7處檢測到手指Fl (208)。
[0291 ] 這樣，通過依次地僅僅每次將一個y元件不接地/啟用，可以針對很多手指對整個觸摸屏進(jìn)行掃描，并且無歧義地識別出這些手指的位置?？梢赃B續(xù)不斷地循環(huán)進(jìn)行這一掃描處理，以跟蹤運(yùn)動的手指。
[0292]還可以使用內(nèi)插法來確定手指在感應(yīng)元件之間的位置。例如，位于兩個X元件之間的手指將會對兩個X感應(yīng)元件給出較小的讀數(shù)。動態(tài)電容或"投射電容"觸摸屏和鍵盤在觸摸屏前面可以有一層很厚的玻璃，并且這一玻璃可以幫助在不同的X元件之間并且沿著X元件的不同感應(yīng)長度進(jìn)行內(nèi)插。還可以使用輕微導(dǎo)電的層，通過強(qiáng)調(diào)觸摸點和在圍繞著觸摸點的遞減半徑內(nèi)擴(kuò)展觸摸信號來幫助進(jìn)行內(nèi)插(例如，如英國專利GB2418259中介紹的那樣)。
[0293]在將八個y元件中的任何一個不接地/啟用的例子中，可以一次一個地感應(yīng)各個X元件。這將會意味著需要64個感應(yīng)測量結(jié)果來掃描整個8x8屏幕?？梢酝ㄟ^同時感應(yīng)一個以上甚至全部X元件來提高該處理的速度。這可以提供更加靈敏的觸摸屏，但是這需要更加復(fù)雜的控制器。
[0294]將除了一個之外的所有控制元件接地(模式I)，額外的容性負(fù)載被置于各個感應(yīng)元件上，從這個角度來說，模式I可能是不利的。在前面的例子中，所有X感應(yīng)元件的長度的7/8部分總是與地深度耦合。動態(tài)或"投影"電容僅僅與電容變化有關(guān)，絕對值并不重要。因此，與地的任何深度容性耦合都不會明顯干擾感應(yīng)處理。不過，它可能意味著，比起模式2 (見下文)或者圖1b的簡單非復(fù)用檢測處理來，可能需要更多的時間或處理能力來檢測手指。
[0295]不過，深度地耦合在檢測系統(tǒng)對電磁干擾的抗干擾性方面，或者至少在減少電磁干擾的影響方面，可能會比較有利。深度地耦合還可以防止觸摸屏被從反面激活。
[0296]模式2 (窄遮擋)一僅將一個控制元件接地。
[0297]將除了一個以外的所有控制元件接地的替代方案是，將僅僅一個控制元件接地，并且將所有其他的控制元件連接到有源底板。這將會導(dǎo)致在手指處于接地元件上方時，觸摸信號被減弱，與模式I中的被增強(qiáng)剛好相反。模式2的遮擋法的優(yōu)點在于，相比于模式1，由于感應(yīng)元件被容性連接到有源底板而沒有連接到遍布大部分觸摸屏的接地面，模式2提供了感應(yīng)元件之間的較小容性互耦。
[0298]與將除了一個以外的所有元件接地不同，將一個元件接地可以在有源底板電路上施加較小負(fù)載，并且系統(tǒng)中地的容性負(fù)載較小，使得感應(yīng)電路能夠更快操作。
[0299]對于按照模式I操作的8X8系統(tǒng)，屏幕的八分之七被接地，而按照模式3操作的同樣系統(tǒng)將僅僅使屏幕的八分之一接地。如果使用簡單的傳感系統(tǒng)，其中一次感應(yīng)一個感應(yīng)輸入，并且開始進(jìn)行固定數(shù)字的振蕩器計數(shù)，然后接地的傳感器將會以較低的速率振蕩，因此，達(dá)到目標(biāo)計數(shù)值會花費(fèi)較長時間。將屏幕的八分之七接地會加劇這一時間損失，使得觸摸屏運(yùn)行更慢。簡單的傳感器機(jī)構(gòu)也可以使用電阻器來將控制線連接到有源底板信號并且將這些電阻器中的八分之七接地會在有源底板電路上加上相當(dāng)大的負(fù)載。在具有一次讀取一個以上輸入的更加復(fù)雜的電子控制器并且采用有源方式將有源底板切換到其相關(guān)元件的系統(tǒng)中，與將除了一個以外的所有I元件接地比起來，一次將一個I元件接地可能沒有任何優(yōu)點可言。事實上，相反的情況可能是真的，因為一次啟用一個元件可以提供比一次停用一個元件更好的遮擋。
[0300]可以以類似于模式I的方式掃描模式2的受遮擋觸摸屏，但是結(jié)果的解讀方式略有差別，因為由位于受遮擋元件上的一個手指或多根手指造成的信號遭到衰減，而由屏幕上的其它手指造成的信號卻沒有受到衰減。
[0301]當(dāng)在同時有兩根手指的情況下使用x/y復(fù)用掃描時，通過有選擇地將給出觸摸讀數(shù)的兩個I傳感輸入之一接地，然后確定這對兩個X峰值的影響，可以甄別兩個X峰值中的哪一個與兩個y峰值中的哪一個相關(guān)聯(lián)。
[0302]通過將y峰值之一接地，它相關(guān)的X峰值將會被停止感應(yīng)，表明減弱的X峰值與接地的I元件相關(guān)聯(lián)。剩下的沒有減弱的X峰值因此與另一個I元件相關(guān)聯(lián)。
[0303]模式3 (塊遮擋)一同時將數(shù)個控制元件接地。
[0304]可以同時將一組控制元件接地，或者保持不接地。這可以被用于:
[0305]I)快速遮擋屏幕的較大區(qū)域，就如在逐次逼近法遮擋中那樣
[0306]2)通過將多個相鄰控制元件并聯(lián)起來，降低遮擋材料的電阻，
[0307]3)在速度非常慢的系統(tǒng)中，在跟蹤手指時，擴(kuò)展遮擋。
[0308]導(dǎo)體元件
[0309]用于y遮擋/可控元件的導(dǎo)體材料可以由具有充足/合理導(dǎo)電性能的任何材料制成，比如非常細(xì)的拉制或壓制成的金屬線、鋼筋混凝土加強(qiáng)棒、銅軌跡、導(dǎo)電平板材料、帶孔導(dǎo)電平板材料、導(dǎo)電導(dǎo)線網(wǎng)、氧化銦錫(ITO)或氧化銻錫(ATO)、諸如納米顆?；蚣{米管墨水之類的透明導(dǎo)電印刷墨水或者諸如銀或石墨墨水之類的不透明導(dǎo)電印刷墨水?？梢詾閄元件使用類似的材料。
[0310]為了讓模式I盡可能有效地發(fā)揮作用，可能需要具有由y元件將X元件非常強(qiáng)的接地。要實現(xiàn)這一點，對于控制y元件這一層來說，具有連續(xù)導(dǎo)電的薄片可能是比較有利的。這在控制元件和感應(yīng)元件之間造成了很強(qiáng)的容性耦合。這一耦合可以將感應(yīng)元件的靈敏度輕易減小大約90到95%。仍然會保留小量的靈敏度，但是不足以妨礙作為檢測和甄別同時在屏幕上的多個手指的方法的遮擋法的實際應(yīng)用。
[0311]X感應(yīng)元件可以是連續(xù)導(dǎo)電薄片、網(wǎng)狀導(dǎo)電層、印刷導(dǎo)體、細(xì)導(dǎo)電軌跡或者細(xì)導(dǎo)電導(dǎo)線。
[0312]如果任何一次只要檢測幾根手指，并且要使用幾種遮擋模式來彼此印證，那么明顯小于90%的可屏蔽衰減能力是可以接受的。在此情形下，可以為y層的可控元件使用細(xì)導(dǎo)線或者網(wǎng)狀導(dǎo)體。這種非平板狀的材料可以位于X感應(yīng)層之后或者感應(yīng)層之前。如果使用細(xì)的絕緣涂層導(dǎo)線，除了 X和I導(dǎo)線彼此交叉的情況外，這兩組元件實際上可以處于同一平面內(nèi)。
[0313]以模式2操作并不會在X和y元件之間造成與模式I 一樣大的容性耦合。當(dāng)與細(xì)導(dǎo)線傳感元件一起使用時，這一窄遮擋模式可能會造成低至25%的衰減程度。如果將導(dǎo)線布局安排成在X和y元件之間實現(xiàn)最大容性耦合，如圖18、19和20所示，就可以改善衰減程度。使用在導(dǎo)線不進(jìn)行感應(yīng)的時候連接到導(dǎo)線的有源底板，確保了容性互耦不對在x/y模式下使用的屏幕的運(yùn)作產(chǎn)生不利影響。
[0314]導(dǎo)體電阻
[0315]對于使用ITO或ATO的透明觸摸屏，每平方300歐姆或更小的表面電阻率被視為是可接受的。這可以實現(xiàn)優(yōu)異的透明度和兩個ΙΤ0/ΑΤ0層的匹配/平衡，并且能夠確保軌跡不明顯可見。
[0316]在一種實施方式中，y元件可以是非常寬的(圖6)，并且能夠保持橫貫屏幕的整個寬度(或高度)。這可以允許使用電阻相對較大的材料，并且能夠?qū)崿F(xiàn)大屏幕的功能。對于大部分時間，可以將y元件簡單地接地并且沒有任何波動信號施加到它們上面。在這些情況下，可能沒有或有有限的與電阻和電容相關(guān)的傳播延遲問題，因此電阻可以相對高。
[0317]在當(dāng)y元件被啟用并且不接地時將這些y元件保持〃懸浮〃的例子中，可以允許y元件的電阻非常高。不過，如果在不將I元件接地時將這些I元件連接到有源底板信號，由于RC時間延遲，可能會對其作為激發(fā)反應(yīng)的遮擋的有效性有明顯的傷害。可能需要y元件的電阻相對較低，以防止或降低對有源底板信號造成任何明顯的電阻/電容(RC)延遲。
[0318]如果y元件僅僅用于控制并且X元件僅僅用于感應(yīng)，那么X元件可以盡可能寬(見圖22)，并且因此可以由電阻適當(dāng)?shù)牟牧现瞥桑凰鼈兊妮^大寬度會使它們的電阻發(fā)生一定程度的偏移。不過，如果它們是全寬度的，并且如果控制元件在不接地時被保持懸浮，那么在X元件和I元件之間可能有非常大的容性耦合，這一容性耦合可能造成一定的串?dāng)_和抽樣延遲。如果y元件在不接地時被連接到有源底板，那么電容耦合就不是問題。
[0319]使用全寬度傳感元件有這樣的優(yōu)點:可以使用電阻相對較大的材料制造大屏幕，可以通過使傳感元件跨越屏幕盡可能地寬來使電阻的問題最小化。將它們并聯(lián)時，電阻會進(jìn)一步減小。
[0320]y受驅(qū)動元件和X感應(yīng)元件的電阻可以通過在兩端端接這些元件來減小，而不是如圖中所示的那樣僅僅在一端端接。在兩端端接將這些元件的電阻有效地減小到了它們的單端端接值的四分之一。電阻高的元件會導(dǎo)致沿著它們長度的明顯電阻/電容(RC)時間延遲，導(dǎo)致感應(yīng)信號惡化和有源底板信號惡化。有源底板在它剛好與感應(yīng)信號同相時最有效，并且RC時間延遲造成的任何相移都會降低其有效性，從使感應(yīng)系統(tǒng)停止感應(yīng)。ITO和ATO的電阻可以相當(dāng)高。
[0321]300歐姆每平方的ITO的10英寸長I英寸寬的軌跡從一端到另一端將會具有3000歐姆的電阻。如果它在兩端被端接，它的最大電阻將會是750歐姆。
[0322]在每次選擇一個以上的元件的時候，尤其是在逐次逼近法的早期階段，這些元件的有效電阻被減小，因為它們實際上是并聯(lián)的電阻器。如果各自具有100歐姆的電阻并且選擇了 10個，那么跨越屏幕兩端的有效電阻被減小到10歐姆。這一減小的電阻增加了遮擋的有效性。
[0323]感應(yīng)和/或控制元件的電阻可以通過在小的相鄰群組中進(jìn)行掃描來減小。例如，在八個感應(yīng)元件I到8的情況下，不是按照1，2，3，4，5，6，7，8的順序進(jìn)行感應(yīng)，而是可以將這些元件組合起來，按照1，12，123，234，345，456，567，678，78，8的順序進(jìn)行掃描。由于元件I和8位于邊緣，并且有時候要單獨(dú)使用它們，因此可以將元件I和8制作得比其它元件寬，以減小它們的電阻。這些控制元件也可以以類似方式組合起來。這種技術(shù)在使用低速、低能的控制器跟蹤手指的時候非常有用，因為它加寬了被跟蹤手指的區(qū)域，從而有助于跟蹤快速移動的手指。
[0324]雙重功能
[0325]在本發(fā)明某些實施方式中，元件可以僅僅具有一種功能:它們可以是感應(yīng)元件或控制元件。不過，在其它一些實施方式中，元件可以具有兩種功能:它們有時可以是感應(yīng)元件，有時可以是控制元件。不過，所有元件都具有雙重功能的能力可能取決于屏幕材料和布局。諸如ITO之類的板式材料如果覆蓋過多的屏幕可能會造成問題。
[0326]在一組元件位于另一組元件后面的情況下，屏幕前面的元件之間應(yīng)當(dāng)有充足的間隙，以使得手指能夠被屏幕后面的元件感應(yīng)到。其中具有間隙的網(wǎng)狀材料或者細(xì)導(dǎo)線元件可能沒有同樣的問題，因為他們不會覆蓋整個的屏幕。因此，在某些實施方式中可以優(yōu)先考慮其中具有間隙的網(wǎng)狀材料或細(xì)導(dǎo)線元件。
[0327]使用僅有導(dǎo)線的元件可以實現(xiàn)象紙一樣薄的非常簡單的屏幕的制造，這種屏幕可以緊緊地卷起來、疊起來、甚至折得起皺而不會受到損傷，并且可以擴(kuò)展成高達(dá)100英寸乃至更大的尺寸。
[0328]可以具有兩組獨(dú)立的y元件:受驅(qū)動/控制組和感應(yīng)組。這兩組元件不必在數(shù)量上相等。當(dāng)使用受驅(qū)動組時，可以將感應(yīng)組保持得處于高阻抗模式，從而感應(yīng)元件組實際上是不起作用的。當(dāng)使用感應(yīng)組時，控制組應(yīng)當(dāng)被連接到有源底板信號(例如見圖9和10)。
[0329]〃無觸摸〃參考數(shù)據(jù)
[0330]對于檢測的各種模式，在使用〃投射電容〃作為感應(yīng)方法時，都可以生成〃無觸摸〃參考表。也可以通過將這些值與當(dāng)前值進(jìn)行連續(xù)比較并且略微遞增或遞減〃無觸摸〃值來慢慢更新這些〃無觸摸〃值，從而使得它們慢慢跟蹤當(dāng)前值。
[0331]如果使用多種不同的模式，那么〃無觸摸〃參考表可以被用于要使用的所有模式。
[0332]對于簡單的x/y邊緣感應(yīng)系統(tǒng)，在加電時讀取每個X和y值，并且將X和Y的值存儲起來作為這種模式的〃無觸摸〃參考。
[0333]對于模式1，可以在觸摸屏加電時生成"無觸摸"參考表，此時假設(shè)沒有人在觸摸屏幕?？梢栽诿看螌⒊艘粋€以外的所有I元件接地的情況下進(jìn)行完整的掃描，以便為各個感應(yīng)位置(對于八乘八屏幕來說，有64個感應(yīng)位置)確定"無觸摸"值。
[0334]對于模式2，可以橫貫整個屏幕依次將一個y元件接地，并且將所測得的x值用作〃無觸摸〃參考值。
[0335]對于模式3或每次將一個以上的元件接地的情況，在加電時為所要使用的每種遮擋可能性創(chuàng)建〃無觸摸〃參考值。
[0336]極端遮擋
[0337]極端遮擋的一種方法是將除了一個以外的所有y受驅(qū)動元件和除了一個以外的所有X感應(yīng)元件接地。這樣的實施方式可能牽涉到既可作為可控元件操作又可作為感應(yīng)元件操作的X元件以及可以作為可控元件操作的y元件。這樣的實施方式將會在一個感應(yīng)元件上留下小的感應(yīng)窗口。
[0338]極端遮擋可以用于模式1、2或3。
[0339]在極端遮擋的另一種實施方式中，X和y元件總是被用作控制元件，從不用作感應(yīng)元件。第三個通用層被用作單獨(dú)的感應(yīng)元件。這個第三層可以夾在兩個遮擋層之間。遮擋可以用于模式1、2或3。
[0340]不夾在中間，感應(yīng)層2300可以位于背后，或者甚至位于前面。如果在背后，那么兩個遮擋層都可以是網(wǎng)狀的。
[0341]這種方法可以不需要任何模擬多路復(fù)用器，因為只有一個感應(yīng)元件。所有其它的元件都是受驅(qū)動元件，并且可以接地、保持懸浮或者連接到有源底板信號。
[0342]可以理解，雖然這里使用了 "X和y元件〃以及〃水平和垂直元件〃這樣的稱謂，但是不應(yīng)當(dāng)將這些術(shù)語看成是限定性的，并且可以看成是可互換的。將這些術(shù)語看成是為了便于提供本發(fā)明實施方式的清楚說明。在某些實施方式中，任何提到"水平y(tǒng)受驅(qū)動元件和垂直X感應(yīng)元件〃這一組合都可以看成為也涵蓋了 〃水