[發明專利]具有復合電極的觸敏裝置

在審

• 申請號: 201310733880.9
• 申請日: 2009-07-29
• 公開（公告）號: CN103713771A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 伯納德·O·吉安
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/044
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;顧麗波

與相關申請案的交叉參考

本專利文獻根據35U.S.C.§119(e)要求于2008年8月1日提交的名稱為“Electric?Field?Pervious?Electrodes”（電場可穿透電極）的美國臨時專利申請No.61/085,693的優先權，該專利的公開內容以引用方式全文并入本文。

技術領域

本發明總體涉及觸敏裝置，尤其是依賴于用戶手指或其他觸摸工具與觸摸裝置之間的電容耦合來識別觸摸發生或觸摸位置的觸敏裝置。

背景技術

觸敏裝置減少或消除了對機械按鈕、小鍵盤、鍵盤和指針設備的使用，因而用戶可以方便地與電子系統和顯示器進行交互。例如，用戶只需要在由圖標標識的位置觸摸即顯觸摸屏，即可執行一系列復雜的指令。

有若干類型的技術用于實現觸敏裝置，包括（例如）電阻、紅外、電容、表面聲波、電磁、近場成像等。人們已經發現電容觸敏裝置在大量應用中有很好的效果。在許多觸敏裝置中，當傳感器內的導電物體電容性連接到導電性觸摸工具（例如用戶的手指）時，可以感應輸入。一般來講，只要兩個導電構件彼此靠近但未實際接觸，它們之間就會形成電容。就電容觸敏裝置而言，手指之類的物體接近觸敏表面時，該物體和靠近該物體的感測點之間會形成微小的電容。通過檢測每個感測點處電容的變化并記錄感測點的位置，感測電路就能識別多個物體并確定當物體在整個觸摸表面上移動時物體的特性。

用于以電容方式測量觸摸情況的已知技術有兩種。第一種是測量對地電容，其中信號施加到電極上。靠近電極的觸摸導致信號電流從電極經過手指之類的物體流到電學接地。

用于以電容方式測量觸摸情況的第二種技術是通過互電容。互電容觸摸屏將信號施加到被驅動的電極上，該電極通過電場以電容方式耦合到接收器電極。靠近的物體會減小兩個電極之間的信號耦合，因為該物體會減小電容耦合。

電容觸敏裝置通常包括矩陣形式的兩個長窄電極陣列。陣列可以位于兩平行平面上，并由電極間的電介質分隔。必須在考慮性能的前提下平衡諸如電極電阻、電極間（互）電容和電極對地電容等受傳感器構造影響的電參數。例如，電極之間的高寄生互電容可能妨礙對由于觸摸而發生的互電容微小變化進行的測量。盡管可以通過增加電極間的電介質厚度來減小寄生互電容，但這會增加觸摸傳感器的厚度和重量，并且減小觸摸帶來的電容變化效應。

設計觸摸傳感器時，還需要考慮性能和構造的其他多個方面。例如，可能需要屏蔽觸摸信號，使其免受附近電子組件發射的電磁干擾。可以相對于上電極調整觸摸工具或手指與下電極之間的電容耦合。還需要能夠更加靈活地設計導電元件，并且有方法可以提供改進的制造工藝來制造具有定制傳感器和獨特電極構型的觸摸系統。

發明內容

本專利申請公開了，特別是，能夠使用適當電子器件檢測同時或多次施加給觸敏裝置不同部分的單次觸摸或多次觸摸的觸敏裝置。符合本發明的觸敏裝置包括第一組復合電極，第二組電極發出的信號生成的電場可穿透該第一組復合電極，使得電場穿透電極以電容方式與觸摸物體（如手指）耦合。第一組電極和第二組電極位于不同的平面，并且可以布置為形成矩陣型觸摸傳感器。這類裝置測量兩組電極之間或一組電極與地之間的電容耦合，從而確定觸摸事件的發生以及其位置。

在一個實施例中，描述了多層觸摸板，該觸摸板包括：第一層，其包括透明觸摸表面；上電極層，其包括由多個微細線導體構成的多個復合電極；下電極層，其包括多個電極，上電極和下電極限定電極矩陣，該矩陣在上電極和下電極相交處具有節點，其中上電極層設置在第一層和下電極層之間；以及電介質層，其設置在上電極層和下電極層之間。微細線可以具有從1至100微米的不同寬度，并且可以由金屬或合金制成。

在另一個實施例中，描述了識別觸敏裝置上的觸摸位置或近觸摸位置的方法，該方法包括使用電子控制器感測指示設置在矩陣型觸摸傳感器中的重疊上電極和下電極之間的互電容變化的值、靠近觸摸傳感器處出現物體而導致的互電容變化，其中上電極為由多個微細線導體構成的復合電極。

在一些實施例中，本文描述的復合電極可以允許觸摸事件和非觸摸事件之間有更大的互電容變化，這意味著（例如）對觸摸的敏感度更高并且噪聲和寄生電容的影響更小。

附圖說明

結合附圖并參照下文中多個實施例的具體實施方式，可以更全面地理解和領會本發明，其中：

圖1為觸摸裝置的示意圖；