[發明專利]符合于弧形表面的柔性觸摸板傳感器網格

有效

• 申請號: 01804970.2
• 申請日: 2001-01-11
• 公開（公告）號: CN1401157A
• 公開（公告）日: 2003-03-05
• 發明（設計）人: 喬治·格費德;理查德·伍利;丹尼爾·李;布賴恩·泰勒
• 申請（專利權）人: 西奎公司
• 主分類號: H03K17/94
• 分類號: H03K17/94;G06K11/06;G09G5/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 馮賡宣

背景

1.技術領域

本發明一般涉及組合計算機輸入裝置，如鍵盤和觸摸板(touchpad)。更具體地說，本發明涉及把鍵盤的現有部件與一集成結構的觸摸板組合起來，用于一個改進的系統把帶有觸摸板電路的PC板與鍵盤部件耦合，本發明還涉及把觸摸板的柔性傳感器部分和該觸摸板的剛性電路部件部分與其他部分組合起來。

2.背景技術

現有技術包括提供具有集成觸摸板的計算機輸入裝置的系統。例如，現有技術包括信息室(Kiock)、計算機鍵盤以及利用觸摸板作為輸入接口的信息裝置。可能最通用的裝置是計算機鍵盤。在鍵盤和觸摸板技術領域中公知的是它們能被包括在同一個鍵盤殼體或機架內。例如，圖1顯示現有技術的典型的QWERTY鍵盤10的頂視圖，它已把10鍵數字鍵盤12移動到更靠近字母鍵，并把觸摸板14放在了它的位置。

圖2是由先驅技術構成的另一鍵盤18，它利用了一種人類工程學設計。鍵盤18有一個觸摸板20放在鍵盤下方手腕放置的區域。這一安排使10鍵鍵盤22仍在鍵盤18中它的最熟悉的位置。

不幸的是，由于一些重要的理由，把觸摸板放入鍵盤中并不總是一件簡單的任務。例如，顯然希望使鍵盤盡可能地便宜。觸摸板也有部件成本，它們還有某些結構上的要求不同于鍵盤而且往往比鍵盤的成本更高。在解釋了典型現有技術的鍵盤的內部結構之后將討論這些方面。

圖3說明制造鍵盤內部結構的一種方法。在該圖中顯示了鍵盤的內部布局，它是使用類似塑料的材料(如聚酯薄膜)做成的幾層薄片(sheet)構成的。這些薄片在性質上一般是不導電的。第一薄片30有多個導電跡線32分布在上面，是用導電材料如碳墨或銀墨畫出的。這些導電跡線32橫斷的位置是當鍵盤的鍵被按下時在第一薄片30上與之接觸的位置。還可使用簡單的絲網印刷工藝在聚酯薄膜上分布墨跡線。

重要的是要理解這一墨跡應用工藝不是特別精確，所以通常用于容限(tolerance)高的過程，如在鍵盤的導電跡線上使用。第三聚酯薄片36也有導電跡線38，它們橫切鍵盤鍵的每個位置，與第一薄片30的導電跡線32相同，但沿著不同的軸線。

第二或者說中間的聚酯薄片40用于在鍵未被按下時使第一薄片30與第三薄片36分開。在第二薄片40中做了許多孔42，它們也對應于鍵盤的鍵的位置。這樣，當一個鍵被按下時，由于在中間薄片或者說第三薄片36中有相應的孔42，使在第一薄片30上的導電跡線32能被按下與第三薄片36上的導電跡線38接觸。這一按使在一個唯一位置的一組導電跡線32、38壓在一起，形成了一個電路徑，它由鍵盤電路感知，從而確定哪個鍵被按下。鍵盤電路是至少一個集成電路，它位于與塑料薄片30、36、40分離的一塊PC板上。

已經解釋了現有技術的鍵盤的典型內部結構和操作，而添加觸摸板使結構復雜了，因為觸摸板通常要求一個剛性PC板(印刷電路板)作為其傳感電路的一部分。例如，一個電容敏感觸摸板通常要求一個PC板用作為一個表面，在其上放置傳感電極。使用PC板的理由是這些電極的相對位置通常要求很準確，因為現有技術的觸摸板傳感電路沒有大的制造誤差容限。對制造不規則性的這一容限通常是觸摸板電路本身的函數。觸摸板電路固有地對電噪聲、電極間距以及其他因素敏感，這些因素限制準確檢測和確定觸摸板表面上指示對象位置的能力。

例如，以很精確的圖案或網格布置X和Y導電跡線。本發明人已知的所有觸摸板電路的誤差容限(動態范圍)是這樣的，即在沒有精確的網格布置的情況下觸摸板將不會起作用，而只有使用PC板才能一致性地實現這種精確的網格布置。換言之，現有技術的觸摸板通常是如此敏感，以致于如果要把觸摸板包括在一個鍵盤殼體內的話，就必須在鍵盤殼體內包括一個用于觸摸板傳感電極網格的PC板。

在檢驗包括觸摸板的現有技術鍵盤的結構時發現，塑料薄片通常被移去或使其尺寸減至最小，以便為用于觸摸板傳感電極的PC板騰出空間。這是圖1中所示帶有觸摸板的情況。在圖2中，人類工程學鍵盤的較大尺寸允許在其中包括一個PC板而沒有重大修改，但仍然要求為觸摸板使用一個大的PC板。還必須穿過鍵盤殼體切開一個孔。從而使觸摸板表面暴露于指示對象。

除了包括一個PC板用于觸摸板傳感電極網格外，還必須包括某種裝置用于把塑料薄片30、36、40上的導電跡線32、38連接到控制電路。控制電路被裝在鍵盤殼體內的那些PC板上。由于所用材料的性質，這一連接器要比較強固。