[發(fā)明專利]具有多種跟蹤方式的觸摸板系統(tǒng)及集成有電容位置跟蹤功能的機(jī)械力定位傳感器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780018977.8
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN108885477A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·H·格萊德;A·斯戴特勒;D·斯特克;J·A·伯特蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 瑟克公司
• 主分類號: G06F1/16
• 分類號: G06F1/16;G06F3/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 趙培訓(xùn)

一種系統(tǒng)以及方法，當(dāng)觸摸板為無機(jī)械按鈕的(比如壓力板(forcepad))時，在足夠的力被用來在所述觸摸板上加壓以執(zhí)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊功能(比如右鍵點(diǎn)擊或者左鍵點(diǎn)擊)的情況下，所述系統(tǒng)以及方法用于使整個觸摸板表面能夠機(jī)械地運(yùn)動，以便在觸摸板上提供觸覺反饋(其否則不具有觸覺反饋)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及觸摸傳感器以及力傳感器。特別地，本發(fā)明涉及用于使整個觸摸板表面能夠在足夠的力被用來在所述觸摸板上加壓以執(zhí)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊功能的情況下機(jī)械地運(yùn)動的系統(tǒng)以及方法。

背景技術(shù)

存在用于電容敏感觸摸傳感器的一些設(shè)計，其可利用用于提供觸摸板(其為無按鈕的)的機(jī)械運(yùn)動的系統(tǒng)和方法。有用的是，調(diào)查觸摸傳感器的潛在的技術(shù)以更好地理解任何電容敏感觸摸板可如何利用本發(fā)明。

公司的觸摸板為互電容-感應(yīng)裝置并且示例在圖1中被顯示為方塊圖。在該觸摸板10中，使用由X(12)和Y(14)電極以及傳感電極16所構(gòu)成的柵極來限定觸摸板的觸摸敏感區(qū)域18。通常，當(dāng)存在空間限制時，觸摸板10為由大約16乘以12個電極、或者8乘以6個電極所構(gòu)成的矩形柵極。單個傳感電極16與這些X(12)和Y(14)(或者行和列)電極交錯。所有位置測量通過傳感電極16進(jìn)行。

公司的觸摸板10測量傳感線路16上的電荷方面的不平衡。當(dāng)沒有定點(diǎn)物體在觸摸板10上或者接近觸摸板10時，觸摸板電路20處于平衡狀態(tài)中，并且傳感線路16上不存在電荷不平衡。當(dāng)定點(diǎn)物體在物體接近或者觸及觸摸表面(觸摸板10的感應(yīng)區(qū)域18)時由于電容耦合而產(chǎn)生不平衡時，在電極12、14上發(fā)生電容的改變。測量的是電容的改變，而不是電極12、14上的絕對電容值。觸摸板10通過測量電荷的量(其必須被注入至傳感線路16上以在傳感線路上重新確立或者重新獲得電荷的平衡)確定電容的改變。

利用上述系統(tǒng)來確定如下的觸摸板10上的或者接近如下的觸摸板的手指的位置。該示例描述行電極12，并且對于列電極14以相同的方式重復(fù)。從行和列電極測量所獲得的值確定交叉點(diǎn)，所述交叉點(diǎn)為觸摸板10上的或者接近觸摸板的定點(diǎn)物體的圖心。

在第一步驟中，用來自P、N生成器22的第一信號驅(qū)動第一組行電極12，以及用來自P、N生成器的第二信號驅(qū)動不同的但是相鄰的第二組行電極。觸摸板電路20使用互電容測量裝置26從傳感線路16獲得值，該值表明哪一行電極離定點(diǎn)物體最近。然而，受某個微控制器28控制的觸摸板電路20卻不能確定定點(diǎn)物體位于行電極的哪一側(cè)上，觸摸板電路20也不能確定定點(diǎn)物體距離電極究竟有多遠(yuǎn)。因此，系統(tǒng)使待驅(qū)動的電極12的組移動一個電極。換句話說，添加所述組的一側(cè)上的電極，而不再驅(qū)動所述組的相對的側(cè)上的電極。接著通過P、N生成器22驅(qū)動新的組以及進(jìn)行對傳感線路16的第二測量。

根據(jù)這兩個測量，可以確定定點(diǎn)物體位于行電極的哪一側(cè)上，以及有多遠(yuǎn)。接著使用將所測量的兩個信號的幅度相比較的等式執(zhí)行定點(diǎn)物體位置確定。

公司的觸摸板的敏感度或者分辨率比由行和列電極所構(gòu)成的16乘以12柵極所蘊(yùn)含的更高。分辨率通常為大約每英寸960計數(shù)，或者更大。通過構(gòu)件的敏感度，同一行以及列上的電極12、14之間的間距，以及另外的因素(其對于本發(fā)明而言并非重要的)確定精確的分辨率。對于Y或者列電極14，使用P、N生成器24重復(fù)上述過程。

雖然上述公司的觸摸板使用由X和Y電極12、14以及單獨(dú)的、單一的傳感電極16所構(gòu)成的柵極，但是傳感電極實際上可通過使用多路技術(shù)為X或Y電極12、14。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在該文件各處，術(shù)語“觸摸傳感器”的使用可與“壓力板(forcepad)”、“無按鈕觸摸板”、“接近度傳感器”、“觸摸和接近度傳感器”、“觸摸面板”、“觸摸板”以及“觸摸屏”可交互地使用。

無按鈕觸摸板以及壓力板可能為這樣的觸摸傳感器，該觸摸傳感器在被按壓時未能提供機(jī)械“點(diǎn)擊”的用戶友好的觸覺反饋感覺。雖然觸摸傳感器仍然能夠提供鼠標(biāo)點(diǎn)擊的功能，但是它們可能不能提供觸覺反饋，此種觸覺反饋對于功能而言可能并非必須的，但是對于使用者而言可能是可取的。