多模态感测表面制造技术

一种多模态感测表面包括两个叠加阵列：电容感测电极阵列和RF天线阵列。第一感测模块耦合到电容感测电极阵列，并且被配置为检测阵列中电极之间的电容的增加和减小两者。第二感测模块耦合到RF天线阵列，并且被配置为选择性地对RF天线阵列中的一个或多个进行调谐和解调谐。

Multimodal sensing surface

A multi-modal sensing surface consists of two stacked arrays: capacitive sensing electrode array and RF antenna array. The first sensing module is coupled to a capacitive sensing electrode array, and is configured to detect both an increase in capacitance and a decrease in capacitance between electrodes in the array. The second sensing module is coupled to the RF antenna array and is configured to selectively tune and detune one or more of the RF antenna arrays.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多模态感测表面
技术介绍
电容式多点触摸表面可以检测一个或多个手指在表面上的位置，但是不能唯一地标识表面上所放置的对象。使用相机/投影仪系统或传感器像素技术的光学多点触控桌子具有标识配备有可视标记的对象以及感测多点触摸用户输入的能力。然而，这样的桌子很大，具有刚性的形状因素限制(由于光学布置)和高功耗。
技术实现思路
下面呈现本公开的简要概述，以便为读者提供基本的理解。本概述并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本文中公开的概念的选择，作为稍后呈现的更详细描述的序言。一种多模态感测表面包括两个叠加阵列：电容感测电极阵列和RF天线阵列。第一感测模块耦合到电容感测电极阵列，并且被配置为检测阵列中电极之间的电容的增加和减小两者。第二感测模块耦合到RF天线阵列，并且被配置为选择性地对RF天线阵列中的一个或多个进行调谐和解调谐。很多伴随的特征将更容易理解，因为这些特征通过参考结合附图考虑的以下详细描述将变得更好理解。附图说明根据附图阅读以下详细描述将更好地理解本描述，在附图中：图1是示出示例多模态感测表面的示意图；图2是更详细地示出图1的感测表面的一部分的示意图；图3示出了各种示例RF环形天线的示意图；图4示出了另外的示例RF环形天线的示意图；图5是示出示例RF环形天线的信号响应的示意图；图6是更详细地示出图1的感测表面的另一部分的示意图；图7是示出多模态感测表面的示例实现的示意图；图8是示出多模态感测表面的操作的示例方法的流程图；图9是示出多个RF天线的示意图；和图10是示出电容感测电极阵列和RF天线阵列的平铺布置的示意图。相同的附图标记用于表示附图中的相同的部分。具体实施方式下面结合附图提供的详细描述旨在作为本示例的描述，而并非旨在表示可以构造或利用本示例的唯一形式。描述阐述了示例的功能以及用于构造和操作示例的步骤序列。然而，相同或等同的功能和序列可以由不同的示例来完成。如上所述，现有的可以检测多点触摸用户输入并且还标识放置在表面上的对象(通过对象底部上的标记)的表面设备使用光学技术来定位和标识对象。因此，表面设备体积大并且在操作时消耗大量功率。多点触摸用户输入检测还可以使用光学技术(例如，使用FTIR或表面成像)，或者可以使用电容感测(以与传统的智能手机和平板电脑类似的方式)。与电容感测表面不同，NFC和RFID读取器可以经由寄生供电标签来标识对象，该寄生供电标签在被激活时传输标签的标识符(ID)(其可以是唯一ID)；然而，它们不提供有关正在被标识的对象的位置的信息。此外，如果电容感测和NFC在使用彼此极为贴近，则它们可能会彼此干扰。下面描述的实施例不限于解决已知的感测表面的任何或全部缺点的实现。本文中描述的是多模态感测表面，其既可以检测多点触摸用户输入又可以定位表面上的一个或多个对象。在对象包括短程无线标签(例如，NFC或近场RFID标签)的情况下，多模态感测表面既可以定位对象，又可以标识对象。感测表面可以用作计算设备的输入设备，并且可以是单独的外围设备，或者可以被集成到计算设备本身中。本文中描述的多模态感测表面包括电容感测电极阵列和RF天线阵列，其中一个阵列叠加在另一阵列之上(例如，RF天线阵列可以位于电容感测电极阵列之下，即在电容感测电极阵列的与用户触摸的表面相对的一侧)。第一感测模块耦合到电容感测电极阵列，并且被配置为检测阵列中的电极之间的电容的减小和增加两者。第二感测模块耦合到RF天线阵列，并且被配置为选择性地对阵列中的RF天线进行调谐和解调谐，其中在被调谐时，这些天线被调谐到与对象中的无线标签相同的频率(例如，13.56MHz)，使得第二感测模块可以激活邻近的无线标签并且从标签接收数据(例如，标签的唯一ID)。然后，位置和身份信息(所知道的)被提供作为到计算设备上运行的软件的输入。图1是示出多模态感测表面100的示意图，多模态感测表面100可以用作单独的计算设备102的外围设备(例如，输入设备)，并且可以使用有线或无线技术(例如，USB，蓝牙TM，Wi-FiTM等)与单独的计算设备102通信。感测表面100能够检测和定位表面上的多点触摸用户输入(例如，用户的手指104)和一个或多个对象106。如果对象106中的任意对象包括无线标签，则感测表面100还能够通过读取无线标签来标识那些对象106。如图1所示，感测表面100具有两个部分：包括两个叠加阵列(电容感测电极阵列和RF天线阵列)的第一部分108(其可以被称为感测垫片(mat)或衬垫(pad))和包括有源电子器件(第一感测模块和第二感测模块)的第二部分110。取决于感测表面100的实现，第二部分还可以包括被布置为与单独的计算设备102通信的通信接口。然而，在其他示例中，感测表面100可以与计算设备集成(例如，使得第二部分110包括处理器、存储器、显示器接口等)。如图2中更详细地示出的，感测表面100的第一部分108是包括叠加在另一阵列之上的一个阵列的多层结构。在所示出的示例中，电容感测电极阵列202在RF天线阵列208上方(例如，当处于图1所示的取向并且用户触摸第一部分108的最上面的触摸表面时(如图1中的手112所指示的))，即电容感测电极阵列202比RF天线阵列208更靠近触摸表面。如下文所述，将电容感测电极阵列202比RF天线阵列208更靠近触摸表面使得RF天线阵列能够提供电容传感层下方的屏蔽(例如，以防止由感测表面下面的对象引起的错误检测)和用户手指的接地触摸返回路径。在各种示例中，两个阵列202、208可以具有基本上相同的尺寸，使得阵列完全重叠。然而，在其他示例中，两个阵列可以不是相同的尺寸(例如，电容感测电极阵列202可以大于RF天线阵列，反之亦然)，和/或阵列可以部分彼此偏移，使得它们并不完全重叠并且使得存在为多模态的感测表面的部分(即，其中两个阵列重叠)并且存在不是多模态的感测表面的部分(即，其中只存在两个阵列202、208中的一个)。电容感测电极阵列202包括在第一层205中的第一电极集合204和在第二层207中的第二电极集合206。在图2所示的示例中，两组电极204、206被布置为彼此垂直，使得一组可以被称为x轴电极，而另一组可以被称为y轴电极。然而，在其他示例中，电极集合可以被布置为使得它们不完全彼此垂直，而是电极以不同的角度交叉。电极集合204、206通过某种绝缘体分离，绝缘体可以是形成电极集合204、206中的一者或两者的导线上的绝缘层(图2中未示出)或绝缘体的形式。RF天线阵列208包括多个环形天线，并且在图2中的示例中，阵列208包括在两个单独的层212、213中的两个天线集合210、211；然而，在其他示例中，RF天线阵列208可以仅包括单个天线集合(即，可以省略图2所示的两个集合210、211中的一个)。如图2所示的两个天线集合可以被提供，以使得感测表面100能够区分在不同位置的两个对象，但是这两个对象都邻近相同的RF天线(使得如果仅存在一组天线，则单个RF天线将能够读取两个对象中的标签)。RF天线的这样的行/列布置(包括如图2所示的两个天线集合210、211)还使得感测表面能够更好地缩放(即，到更大尺寸的感测表面)并且跨该区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模态感测表面，包括：两个叠加阵列，所述两个阵列包括电容感测电极阵列和RF天线阵列；第一感测模块，所述第一感测模块被耦合到所述电容感测电极阵列，并且被布置为检测所述阵列中的电极之间电容的增加和减小两者；以及第二感测模块，所述第二感测模块被耦合到所述RF天线阵列，并且被布置为选择性地对所述RF天线阵列中的RF天线中的一个或多个进行调谐和解调谐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.03 US 14/931,0491.一种多模态感测表面，包括：两个叠加阵列，所述两个阵列包括电容感测电极阵列和RF天线阵列；第一感测模块，所述第一感测模块被耦合到所述电容感测电极阵列，并且被布置为检测所述阵列中的电极之间电容的增加和减小两者；以及第二感测模块，所述第二感测模块被耦合到所述RF天线阵列，并且被布置为选择性地对所述RF天线阵列中的RF天线中的一个或多个进行调谐和解调谐。2.根据权利要求1所述的多模态感测表面，其中所述第二感测模块还被布置为接收以下数据：所述数据由邻近经调谐的RF天线的一个或多个无线标签经由所述调谐的RF天线进行传输。3.根据权利要求2所述的多模态感测表面，其中所述第二感测模块被布置为：选择性地将所述RF天线阵列中的所述RF天线中的一个或多个调谐到与无线标签相对应的频率。4.根据前述权利要求中任一项所述的多模态感测表面，其中所述第二感测模块被布置为：通过去激活所述天线来选择性地解调谐所述RF天线阵列中的所述RF天线中的一个或多个。5.根据前述权利要求中任一项所述的多模态感测表面，其中所述RF天线阵列包括处于第一取向的第一RF天线集合和处于第二取向的第二RF天线集合。6.根据权利要求5所述的多模态感测表面，其中所述第一RF天线集合垂直于所述第二RF天线集合，并且位于与包括所述第二RF天线集合的平面平行的平面中。7.根据前述权利要求中任一项所述的多模态感测表面，其中所述感测表面包括触摸表面，并且所述RF天线阵列位于所述电容感测阵列的与所述触摸表面相对的一侧。8.根据前述权利要求中任一项所述的多模态感测表面，其中所述第二感测模块还被布置为：在所述第一感测模块正在检测所述电容感测电极阵列中的电极之间的电容变化的...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·维拉，张海燕，G·绍尔，D·克莱西罗伊，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US