电阻及电容触感垫制造技术

一种具有电阻和电容型传感器的优点的触感垫。一电容传感器被叠放在一５线电阻传感器上。该触感垫为一集成的构造，带有印制在第一基底上的该电阻传感器的导电板之一，及印制在带有该电容传感器的第二基底上的另一导电板。该触感垫可构成以分辨一手指和一笔。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字系统的输入装置，且更具体地涉及一种使用电阻及电容传感来检测一指向元件的位置和运动的触感垫。触感垫是众所周知的用于例如个人计算机、游戏、手持个人组织器(organizer)等的的输入装置。它们通过检测例如钢笔、铁笔、或手指的一指向元件的存在和移动而工作。该指向元件的移动被变换成一显示屏幕上的一光标的移动或其它可由该机器识别的命令。而且，用该指向元件对该触感垫的轻敲可被变换成按钮操作，更象一鼠标按钮。通常，两种普通类型的传感器已被有利地用于感测该指向元件的存在和移动。这些普通类型包括电容传感器和电阻传感器。各种类型的传感器具有其不同的优点和缺点。在另一种上使用一种传感器经常使不同的应用受益更多。电容传感器通过对由于存在指向元件而导致的电容的改变进行感测而工作。它们通常使用一配置成一网格的水平及垂直径迹的阵列。这些水平径迹驻留在一平面内而垂直径迹驻留于一第二平面内。这些径迹的相交点确定一X-Y坐标系。该电容传感器测量该水平平面和该垂直平面内的这些径迹的电容。通过感测该指向元件的紧靠的附近内的这些径迹上电容的增大而识别该指向元件的存在。然后通过确定具有增大电容的这些径迹的中心的X-Y坐标或通过一类似的方法而确定该指向元件的位置。电阻传感器依靠于由该访问元件施加在该触感垫上使两导电层发生接触的压力。当该两导电层发生接触时，它们形成电连接。一电压陡度可被施加在其中一导电层上，而且测量第二导电层的电压电平以确定发生接触位置处的电压。从此电压电平可确定该指向元件的位置。上述各方法具有各种不同的优点和缺点，使它们更适用于某些应用，例如，电容传感器适于检测手指，因为手指会引起电容的显著改变。因此，它们最多常被用于小的触感垫，其中该小的触感垫的主要的应用是作为一光标控制器。然而，它们不适用于钢笔，由于钢笔通常不会引起电容的显著改变。类似地，电阻传感器适于检测钢笔的存在，因为钢笔导致在一精确点处的连接，而通过一电阻传感器不能很好地检测手指，由于它不具有一小的接触表面区域，而且，因为电阻传感器要求有压力，手指敲击该表面并且当它稳固地按压在该触感垫上时不易于移动。由钢笔施加的压力不会导致同一问题，因为钢笔会有小的接触表面区域。由于这些特征，电阻型传感器相对广泛地用在较大尺寸的图形输入板中。指向型装置典型地有两种工作模式。第一种是绝对模式。在绝对模式中，该指向装置被直接映射至显示屏。这样，如果该指向装置被提高并被移至另一位置，该光标被移至新的位置。该模式对于手写应用是特别有用的。因为大多数字符由数个钢笔笔划形成，其中这些钢笔笔划的相对位置是一重要元素。相反，在相对模式中，该指向装置相对于最后的位置被映射，在相对模式中，如果该指向装置被提高并被移动，光标保持在它被移动之前的相同位置。当不与该指向装置相接触时，该指向元件的移动被忽略。相对模式对于例如鼠标模拟的光标移动应用是理想的。当前，可从在圣何塞，加利福尼亚的Synaptics公司购得一组合的电阻及电容触感垫。该Synaptics触感垫将一独立的电容传感器与一独立的电阻传感器相组合以得到该组合传感器。这些电容和电阻传感器是可先前单独得到的，并通过将电容传感器连接在电阻传感器上方而被封装在一起作为一单个单元的设计。Synaptics的触感垫的电阻传感器是一在现有技术中公知的带有两导电板的四线传感器。该两导电板被印刷在一单个的基底上，该单个的基底被折叠到一个在另一个上方的位置。在两导电板之间定位一单独的分隔器以保持两导电板之间的分离开。当前可得到的触感垫在制造和可用性方面受到限制。因此期望一被改进的触感垫。提供有一种具有电阻和电容型传感器的优点的改进的触感垫。该改进的触感垫是一集成的设计，相比于当前可用的触感垫，它更易于制做且成本更低。具体地，在本专利技术的一实施例中，提供了一种带有一5线电阻传感器和一电容传感器的触感垫。该电阻传感器具有以下分别称为电阻平面和传感器平面的两导电平面。该电阻平面被印制在第一基底上，而该传感器平面被印制在第二基底上。因为该两平面可被印制在这些基底上，它们比市场上当前的那些电阻传感器更易于制做。而且，可将一路由选择层集成在该电容传感器中。在本专利技术的另一方面中，该触感垫可构型成区别使用的不同类型的指向元件。使用该信息，采用该触感垫的一系统可构型成使其操作适合于利用用户意向来使用某些指向元件以完成某些任务。例如，在本专利技术的一实施例中，如果电容传感器检测到手指作为指向元件，该系统自动地以相对模式工作，而它确定该指向元件是一钢笔时，该系统以绝对模式工作。在本专利技术的再另一方面，对指向元件的类型的了解可被用于确定该系统如何响应于触感垫的使用。例如，如果检测到一手指，该系统可使用触感垫来控制一光标，多半是一鼠标被当前使用。然而，如果检测到一钢笔，该触感垫可被操作作为一绘图板或其它的钢笔型应用。各种不同的应用的细节将在下面更详细地说明。根据本专利技术的另一实施例，如果电容传感器检测到一手指，电阻传感器被关断。通过这样做，对于要求低功率工作的应用，该触感垫可节省能量。通过参见本说明书的以下部分和附图可获得对本专利技术的性质及优点的进一步理解。附图说明图1为其内包括有本专利技术的一数字系统的方框图；图2示出了根据本专利技术的触感垫的一特定实施例的整体结构；图3A为根据本专利技术的一电阻传感器的更详细的视图；图3B和3C为根据本专利技术的电容传感器的不同实施例；图4A-4F为图3A的电阻传感器的各不同层的视图；图5示出了根据本专利技术的一电阻传感器的电路图；图6A-6G为图3B的电容传感器的各不同层的视图；图7A-7I为图3C的电容传感器的各不同层的视图；图8示出了在一电容传感器中的电容感应；图9示出了根据本专利技术的一电容传感器中的径迹的改变的电容的表示图；图10为一种用于检测一钢笔或一手指是否正被用在一触感垫上的方法的流程图。图1为其内包括有本专利技术的一数字系统100的方框图。一个人计算机是数字系统100的一个例子，尽管可容易想象到许多其它的采用本专利技术的原理的装置，例如个人组织器、电视机顶盒、键盘等。数字系统100包含一CPU110、一存储器120、和一输入/输出装置130。CPU110是数字系统100的主处理器且可是一微处理器、微控制器、或其它的智能处理装置。存储器120被耦合至CPU110并提供对程序和数据的存储。输入/输出装置130也被耦合至CPU110，用于接收用户输入并输出结果，输入/输出装置130也可被耦合至存储器120，用于直接的存储器访问。输入/输出装置130可包括例如本专利技术的一触感垫。数字系统100可用CPU110执行码。这些程序可被存储在存储器120中。存储器120可包括半导体存储器、固定的或可去除的存储介质。可替代地，这些程序可通过输入/输出装置130被输入。该码可包括操作系统或应用程序且可用任意多种编程语言写成。图2示出根据本专利技术的一触感垫200的一特定实施例的整体结构。它包括一电阻传感器210和一电容传感器230。电阻传感器210被形成在一基底220上。电容传感器230被安装在一柔性的基底240上。可包括一标签250以提供对触感垫200的装饰和保护。以下相对于图3A-3C更加详细地描述电阻传感器210和电容传感器230。基底220和240提供对传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输入装置，包括：一电阻传感器，用于检测第一种类型的指向装置；及一电容传感器，用于检测第二种类型的指向装置，其中当检测到第一种类型的指向装置时，该输入装置在第一模式下工作，而如果检测到第二种类型的指向装置时，该输入装置在第二模式下 工作。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里克琼菲利普，阿洛乌莫里斯，卡塞尔伯纳德，
申请(专利权)人：KOAT及T公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]