觸摸和懸停感測的制作方法
【專利說明】觸摸和懸停感測
[0001]本申請是申請日為2010年7月8日、申請?zhí)枮?01080037423.0、發(fā)明名稱為“觸摸和懸停感測”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明通常涉及觸摸和懸停感測，尤其是涉及改進(jìn)的電容性觸摸和懸停感測。
【背景技術(shù)】
[0003]許多種類的輸入設(shè)備目前可用于在計(jì)算系統(tǒng)中進(jìn)行操作，諸如按鈕或按鍵、鼠標(biāo)、跟蹤球、操縱桿、觸摸傳感器面板、觸摸屏等。尤其是，由于其操作的簡易性和通用性以及其價格不斷降低，觸摸屏正在變得日益流行。觸摸屏可包括置于諸如液晶顯示器(LCD)之類顯示設(shè)備前面的透明觸摸傳感器面板，或者其中觸摸感測電路被部分或全部地結(jié)合到顯示器中的一體化觸摸屏等。觸摸屏可允許用戶通過利用手指、鐵筆或其它物體，在可用顯示設(shè)備顯示的用戶界面(UI)指示的位置處接觸觸摸屏，執(zhí)行各種功能。通常，觸摸屏能夠識別觸摸事件，和觸摸事件在觸摸傳感器面板上的位置，而計(jì)算系統(tǒng)隨后能夠按照在觸摸事件時出現(xiàn)的顯示，解譯觸摸事件，之后能夠根據(jù)觸摸事件，執(zhí)行一個或多個動作。
[0004]互電容觸摸傳感器面板可用通常沿著水平和垂直方向，成行列地排列在基本透明的襯底上的基本透明的導(dǎo)電材料一一諸如氧化銦錫(ΙΤ0)—一的驅(qū)動線路和感測線路的陣列形成。驅(qū)動信號可通過驅(qū)動線路傳送，這使得能夠測量在驅(qū)動線路和感測線路的交叉點(diǎn)或相鄰區(qū)域(感測像素)處的靜態(tài)互電容。根據(jù)能夠由于驅(qū)動信號而在感測線路中生成的感測信號，能夠確定靜態(tài)互電容和由觸摸事件導(dǎo)致的靜態(tài)互電容的任何變化。
[0005]雖然一些觸摸傳感器也能夠檢測懸停事件，S卩，在觸摸傳感器附近但未接觸觸摸傳感器的物體，不過，由于例如懸停檢測范圍有限、懸停信息的收集效率低等，一般的懸停檢測信息的實(shí)際用途有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明涉及改進(jìn)的電容性觸摸和懸停感測。電容性傳感器陣列也可用電信號一一諸如交流電(AC)信號一一驅(qū)動以生成穿過觸摸表面從傳感器陣列向外延伸的電場，以例如檢測在觸摸屏設(shè)備的觸摸表面上的觸摸或者懸停在觸摸表面上方的物體。電場還可從觸摸表面沿著相反的方向在傳感器陣列后面一一其一般為觸摸屏設(shè)備的內(nèi)部空間一一延伸。AC接地屏蔽件可被用于增強(qiáng)傳感器陣列的懸停感測能力。AC接地屏蔽件可被置于傳感器陣列之后，并且可用具有和驅(qū)動傳感器陣列的信號的波形相同的波形的信號激勵。結(jié)果，從傳感器陣列向外延伸的電場能夠被集中。這樣，例如，可改進(jìn)傳感器陣列的懸停感測能力。
[0007]也可利用各種方法檢測在位于觸摸表面正上方的空間之外的物體的懸停位置，來改進(jìn)懸停感測。尤其是，可利用在觸摸屏的端部附近的傳感器的測量結(jié)果，通過將測量結(jié)果擬合為模型，來確定在觸摸表面附近，但不在其正上方的物體(換句話說，在位于觸摸表面正上方的空間之外的物體)一一例如，在觸摸屏的端部處的邊框區(qū)域中的物體一一的懸停位置和/或高度。其它改進(jìn)涉及觸摸和懸停感測的聯(lián)合操作，諸如確定何時和如何進(jìn)行觸摸感測和/或懸停感測，或者兩者都不進(jìn)行。
【附圖說明】
[0008]下面參考附圖，按照一個或多個不同實(shí)施例，詳細(xì)說明本公開。附圖只是出于舉例說明的目的提供的，并且僅僅描述本公開的例證實(shí)施例。提供這些附圖是為了使讀者更易于理解本公開，而不應(yīng)被視為限制本公開的寬度，范圍或適用性。應(yīng)注意為了舉例說明的清楚和簡單起見，這些附圖不一定按比例繪制。
[0009]圖1A-1B圖解說明按照本公開的實(shí)施例的例證傳感器陣列和AC接地屏蔽件。
[0010]圖2A-2B圖解說明按照本公開的實(shí)施例的帶有和不帶AC接地屏蔽件的例證傳感器陣列結(jié)構(gòu)。
[0011]圖3圖解說明按照本公開的實(shí)施例的例證觸摸屏。
[0012]圖4圖解說明在按照本公開的實(shí)施例的例證觸摸屏正上方的物體。
[0013]圖5圖解說明在位于按照本公開的實(shí)施例的例證觸摸屏正上方的空間之外的物體。
[0014]圖6圖解說明在按照本公開的實(shí)施例的例證電容測量結(jié)果。
[0015]圖7是按照本公開的實(shí)施例的確定懸停位置/高度的例證方法的流程圖。
[0016]圖8圖解說明按照本公開的實(shí)施例的例證觸摸和懸停感測系統(tǒng)。
[0017]圖9圖解說明按照本公開的實(shí)施例的例證觸摸和懸停感測系統(tǒng)。
[0018]圖10是按照本公開的實(shí)施例的檢測觸摸和懸停事件的例證方法的流程圖。
[0019]圖11按照本公開的實(shí)施例的操作觸摸和懸停感測系統(tǒng)的例證方法的流程圖。
[0020]圖12A圖解說明可包括按照本公開的實(shí)施例的改進(jìn)電容性觸摸和懸停感測的例證移動電話機(jī)。
[0021]圖12B圖解說明可包括按照本公開的實(shí)施例的改進(jìn)電容性觸摸和懸停感測的例證數(shù)字媒體播放器。
[0022]圖12C圖解說明可包括按照本公開的實(shí)施例的改進(jìn)電容性觸摸和懸停感測的例證個人計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在實(shí)施例的以下說明中，參考構(gòu)成所述說明的一部分并且其中舉例說明能夠?qū)嵺`的具體實(shí)施例的附圖。顯然可以使用其它實(shí)施例，并且能夠做出結(jié)構(gòu)變化，而不脫離本公開的實(shí)施例的范圍。
[0024]本公開涉及觸摸和懸停感測，更具體地說，涉及改進(jìn)的電容性觸摸和懸停感測。例如，可以利用交流電(AC)接地屏蔽件來增強(qiáng)傳感器陣列一一諸如電容性觸摸傳感器陣列一一的懸停感測能力。傳送給觸摸屏中的電容性觸摸傳感器陣列的電信號，諸如AC信號，能夠生成穿過觸摸表面從傳感器陣列向外延伸的電場，以檢測在觸摸表面上的觸摸或者懸停在觸摸表面上方的物體。電場還可從觸摸表面沿著相反的方向在傳感器陣列后面(其一般為觸摸屏設(shè)備的內(nèi)部空間)延伸。例如，AC接地屏蔽件可被置于傳感器陣列之后，并且AC接地屏蔽件可用具有和AC信號的波形相同的波形的信號激勵。結(jié)果，從傳感器陣列向外延伸的電場能夠被集中，如下更詳細(xì)所述。這樣，例如，可以改善傳感器陣列的懸停感測能力。
[0025]也可利用各種方法檢測在位于觸摸表面正上方的空間之外的物體的懸停位置，來改進(jìn)懸停感測。尤其是，可利用在觸摸屏的端部附近的傳感器的測量結(jié)果，通過將測量結(jié)果擬合為模型，來確定在觸摸表面附近，但不在其正上方的物體(換句話說，在位于觸摸表面正上方的空間之外的物體)一一例如，在觸摸屏的端部處的邊框區(qū)域中的物體一一的懸停位置和/或高度，如下更詳細(xì)所述。其它改進(jìn)涉及觸摸和懸停感測的聯(lián)合操作，諸如確定何時和如何進(jìn)行觸摸感測和/或懸停感測，或者兩者都不進(jìn)行，如下更詳細(xì)所述。
[0026]圖1A和1B示出包括AC接地屏蔽件(也稱為“被驅(qū)動屏蔽件”)的電容性觸摸和懸停感測設(shè)備的例證實(shí)施例。
[0027]圖1A示出具有傳感器陣列101的觸摸和懸停感測設(shè)備100的一部分，傳感器陣列101包括水平線路103和垂直線路105的陣列。水平線路103和垂直線路105可以是例如自容式感測系統(tǒng)中的導(dǎo)電線路。在其它實(shí)施例中，可以使用其它各種感測方案，諸如互容式感測、光學(xué)感測、超聲波感測等。在一些實(shí)施例中，諸如觸摸屏中，例如，線路103和/或線路105可由基本透明的導(dǎo)電材料構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，諸如觸控板中，例如，線路103和/或線路105可由不透明導(dǎo)電材料構(gòu)成。
[0028]觸摸和懸停感測設(shè)備100還包括能夠用施加于水平線路103和/或垂直線路105的電信號(例如，AC信號)來驅(qū)動傳感器陣列101的觸摸和懸?？刂葡到y(tǒng)107。傳給傳感器陣列101的AC信號形成從傳感器陣列延伸的電場，所述電場可用于檢測在傳感器陣列附近的物體。例如，置于傳感器陣列101附近的電場中的物體會導(dǎo)致傳感器陣列的自電容的變化，所述變化可用各種技術(shù)測量。觸摸和懸?？刂葡到y(tǒng)107能夠測量水平線路和垂直線路中的每一個的自電容以檢測在傳感器陣列101上或其附近的觸摸事件和懸停事件。
[0029]最大檢測范圍可取決于各種因素，包括傳感器陣列101生成的電場的強(qiáng)度，所述電場強(qiáng)度可取決于用于檢測的AC信號的電壓，S卩，振幅。不過，AC信號電壓受各種設(shè)計(jì)因素，諸如功率限制、阻抗限制等的限制。在一些應(yīng)用(諸如，一般而言，消費(fèi)者電子產(chǎn)品，尤其是便攜式電子產(chǎn)品)中，AC信號的有限最大電壓使得更難以設(shè)計(jì)具有合意的檢測范圍的觸摸和懸停感測系統(tǒng)。
[0030]在這方面，圖1B示出能夠和傳感器陣列101 —起使用的AC接地屏蔽系統(tǒng)。AC接地屏蔽系統(tǒng)包括AC接地屏蔽件201和AC屏蔽件驅(qū)動系統(tǒng)203。AC接地屏蔽件201可被大體置于傳感器陣列101之后，即，置于傳感器陣列101的與傳感器陣列的觸摸和懸停檢測側(cè)相反的一側(cè)。AC屏蔽件驅(qū)動系統(tǒng)203能夠向AC接地屏蔽件201傳送AC信號以形成能夠幫助把傳感器陣列101生成的電場集中在位于傳感器陣列101上方(在圖1B中被示為z方向)的檢測空間中的電場。
[0031]圖2A和2B圖解說明如何用AC接地屏蔽件201集中傳感器陣列101生成的電場的例子。圖2A示出在沒有AC接地屏蔽件201的結(jié)構(gòu)中的傳感器陣列101的受激勵水平導(dǎo)電線路103。電場250沿著所有方向從水平導(dǎo)電線路103大體徑向延伸。圖2B圖解說明使圖2A的結(jié)構(gòu)包含AC接地屏蔽件