[發(fā)明專(zhuān)利]具有動(dòng)態(tài)電容控制和改善的觸摸傳感的電容式觸摸屏

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180041574.8
• 申請(qǐng)日: 2011-08-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103221910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴哈爾·N·瓦迪亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: UICO公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/044
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/044;G06F3/041
• 代理公司: 北京派特恩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11270
• 代理人: 徐川;武晨燕

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求享有2010年8月27日申請(qǐng)的并且標(biāo)題為CAPACITIVE?TOUCH?S?CREEN?HAVING?DYNAMIC?CAPACITANCE?CONTROL?AND?IMPROVED?TOUCH-SENSING(具有動(dòng)態(tài)電容控制和改善的觸摸傳感的電容式觸摸屏)的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.61/377,837的權(quán)益，該申請(qǐng)以全文引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容式觸摸傳感技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及諸如在移動(dòng)電話(huà)和其他數(shù)字設(shè)備中使用的電容式觸摸感應(yīng)屏。

背景技術(shù)

觸摸屏是可以對(duì)顯示區(qū)域的表面上的觸摸的存在和位置進(jìn)行檢測(cè)的電子視覺(jué)顯示屏。對(duì)顯示器的觸摸通常是通過(guò)手指或手完成的。觸摸屏在各種電子原理、聲學(xué)原理或光學(xué)原理下操作。該申請(qǐng)涉及電容式觸摸屏。

電容式觸摸屏面板通常包括涂覆有透明導(dǎo)體(例如，銅或銦錫氧化物(ITO))的絕緣體(例如，玻璃)。因?yàn)槿梭w也是導(dǎo)體，所以對(duì)觸摸屏進(jìn)行觸摸會(huì)導(dǎo)致電容的可測(cè)量變化。由觸摸引起的電容變化被定位并且記錄到觸摸屏上的具體位置。

包括分立觸摸板和多點(diǎn)觸摸屏的電容式觸摸傳感技術(shù)最近已經(jīng)在從移動(dòng)電話(huà)到大型顯示監(jiān)控器范圍的產(chǎn)品中贏(yíng)得了廣泛的認(rèn)可。許多人認(rèn)為這些技術(shù)的成功是隨著用戶(hù)體驗(yàn)而改進(jìn)的用戶(hù)交互的直接結(jié)果。

使用固態(tài)觸摸傳感技術(shù)的一個(gè)益處是其幾乎無(wú)限的壽命。與具有在重復(fù)使用中隨時(shí)間而磨損的移動(dòng)部件的機(jī)械替代選擇不同，固態(tài)觸摸感應(yīng)屏沒(méi)有這種限制。固態(tài)觸摸感應(yīng)屏很少出故障，并且用戶(hù)幾乎不用擔(dān)心損壞用戶(hù)界面。電容式觸摸傳感器可以集成在單一固體密封的表面(例如，玻璃或模制塑料)之下，該表面使產(chǎn)品內(nèi)部的敏感部件與外部環(huán)境分離并且很大程度上免受外部環(huán)境的影響。這對(duì)于使用機(jī)械替代選擇實(shí)現(xiàn)而言是非常困難并且昂貴的。因此，電容式觸摸屏技術(shù)為在嚴(yán)酷的戶(hù)外環(huán)境、工業(yè)設(shè)施和遭受灰塵與潮濕的其他地方所使用的產(chǎn)品提供了極大益處。

在電容式觸摸感應(yīng)裝置的典型實(shí)現(xiàn)中，目標(biāo)觸摸感應(yīng)板通常是載體(例如，玻璃增強(qiáng)環(huán)氧層壓板(FR4)、印刷電路板(PCB)或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET))上的銅或銦錫氧化物(ITO)的正方形區(qū)域、矩形區(qū)域或圓形區(qū)域。目標(biāo)觸摸感應(yīng)板被主動(dòng)地充電，然后允許以與其固有電容成比例的速率被動(dòng)地放電。使用多種眾所周知的方法之一來(lái)對(duì)目標(biāo)觸摸感應(yīng)板的放電速率進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)手指或其他導(dǎo)電附加物被放置在觸摸感應(yīng)板之上時(shí)，手指的存在通過(guò)增加板的固有電容而增大了該板的電容。在該情況下，觸摸感應(yīng)板能夠保持更多的電荷并且因此需要更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)放電。通過(guò)對(duì)在兩種情況下對(duì)具體觸摸感應(yīng)板進(jìn)行放電的時(shí)間差進(jìn)行測(cè)量，該觸摸感應(yīng)板可以確定板是否被觸摸。

當(dāng)手指緊貼著觸摸感應(yīng)板被放置時(shí)，電容的增加量取決于觸摸感應(yīng)板的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)而改變。手指與觸摸感應(yīng)板之間的電容耦合越大，電容變化就越大。相反地，手指與觸摸感應(yīng)板之間的耦合越小，由于觸摸而導(dǎo)致的電容變化就越小。當(dāng)對(duì)觸摸感應(yīng)板被觸摸時(shí)，電容的較大變化產(chǎn)生了較大的信噪比(SNR)，該較大的信噪比轉(zhuǎn)化成了觸摸感應(yīng)板的更好性能。當(dāng)觸摸感應(yīng)板被手指觸摸時(shí)，其電容增加的比例是該板的固有電容和通過(guò)手指的存在所提供的附加電容的函數(shù)。因此，如果與對(duì)人手指的更好耦合相結(jié)合，板具有低固有電容，則將表現(xiàn)出對(duì)觸摸的更好靈敏度和性能。

觸摸感應(yīng)板的固有電容是由多個(gè)因素確定的。在板的構(gòu)造中所使用材料的選擇包括但不局限于載體(其為電導(dǎo)式傳感器附接到其上的電介質(zhì)襯底)材料、保護(hù)襯底(其為對(duì)其后面的傳感器進(jìn)行保護(hù)的表面)和導(dǎo)體。觸摸感應(yīng)板周?chē)钠渌麑?dǎo)體的布置和這些導(dǎo)體上的電勢(shì)也影響觸摸感應(yīng)板的固有電容。導(dǎo)體與保護(hù)襯底之間的耦合也影響觸摸感應(yīng)板的固有電容。存在許多其他因素并且該列舉不應(yīng)該視為窮盡的。因此，使用對(duì)人手指的更好耦合來(lái)尋求低固有電容的方法內(nèi)在地確定(fixes)并且影響觸摸感應(yīng)板的固有電容。在不完全改變傳感器構(gòu)造的情況下，這也限制了影響SNR的能力。改變傳感器的構(gòu)造是困難和昂貴的，并且甚至可以是不可能的。這些限制的存在趨于導(dǎo)致較差的實(shí)施或非常昂貴的解決方案。因此，存在對(duì)電容式觸摸感應(yīng)屏的區(qū)域進(jìn)行改進(jìn)的空間。

發(fā)明內(nèi)容