二维触摸面板制造技术

本发明专利技术提供一种能够检测多个同时发生的触摸的电容性触摸面板。所述触摸面板将若干组电容信号值递送到处理器，所述处理器计算所述触摸面板上的单个或多个触摸位置的坐标。通过以下步骤执行对每一组的处理：（ｉ）识别具有最大电容信号值的感测元件；（ｉｉ）界定围绕所述感测元件的区域；及（ｉｉｉ）反复地重复所述过程，其中每一后续识别步骤排除位于先前所界定的区域中的信号。因此提供多触摸传感器，其中所述信号处理是基于连续界定所述触摸面板中的区域或子块。随后，可通过在邻近信号值之间应用插值来更准确地确定每一区域中的所述触摸位置。此允许位置分辨率达到比通过所述触摸面板的电极图案化所界定的标度更精细的标度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及二维(2D)触摸面板，更具体来说，涉及借助电容性触摸感测操作的 触摸面板。髓"基于电容性感测的2D触摸面板广泛地用于各种应用中。通常，2D触摸面板由手 指直接接触或通过接近(即，不接触)而致动。举例来说，2D触摸面板用作膝上型计 算机的触摸垫，用于家庭器具(例如微波炉及炉灶面)的控制面板，及用作手持式装 置(例如移动电话)上的显示器的覆盖层。此项技术中已知众多其它应用。2D触摸面板的大多数常规设计是以意指触摸面板可在任一时刻仅检测单个触摸 的方式来设计。此对于大范围的应用是充分的。然而，对于一些应用来说，期望2D 触摸面板能够同时感测两个或两个以上触摸。举例来说，众所周知，按常规计算机是由鼠标来控制的，所述鼠标组合两个或三 个传感器，也就是用于光标运动的轨迹球及用于选择光标位置处的图标的两个按钮。 因此，鼠标组合通过鼠标装置的移动的光标运动及用于致动左鼠标按钮及右鼠标按钮 的两个手指动作。在膝上型计算机中，鼠标功能是由具有邻近按钮的触摸垫提供。用 户通过在触摸垫面积上滑动一个手指来移动光标，且通过用他或她的拇指或一个或两 个其它手指致动两个"鼠标"按钮来选择图标等等。需要多个同时发生的手指输入的装置的另一实例是手持式游戏控制台，其中左手 拇指及右手拇指通常用于控制装置的不同功能，或共同地控制相同功能。用于飞机中 娱乐系统的控制器通常具有类似的操作模式。此项技术中已知能够感测多个同时发生的触摸的2D电容性触摸面板，且现在将 对其进行描述。图1示意性地概括US 5,825,352 的现有技术触摸面板，其能够同时 检测多个触摸。阵列传感器是通过具有在x和y方向中的每一者上延伸以分别形成传 感器线的行及列的多个电线的触摸垫矩阵101形成。使用连接到阵列传感器101的多 路复用器102来扫描阵列传感器，所述多路复用器是由微控制器105控制。然后，使 用电容测量电路103测量经取样的x及y电线中的每一者的电容。出于校准的目的， 传感器在不存在手指致动的周期期间进行自身扫描以确定背景信号电平。测量并存储 背景电容电平，且然后从对传感器阵列的每一扫描中减去所述背景电容电平以确定手4指诱发的电容。使用模拟到数字转换器(ADC) 104将来自传感器阵列中的每一传感 器行及列的经扫描输出转换成数字表示，所述模拟到数字转换器(ADC) 104将所述 数字化信号供应到微控制器105。按序或同时在阵列的x方向及y方向上分析经扫描 的数据。在所述图中，针对同时发生的两个手指触摸(如在阵列传感器101上所图解 说明)示意性图解说明x轮廓107及y轮廓106。参考x轮廓107，显见两个最大值 108及110，每一者针对每一手指触摸。所述两个最大值由最小值109分开。参考y 轮廓106，仅显见一个最大值，其是两个手指触摸在y方向上靠近在一起的结果。在此现有技术装置中，来自x线的信号与来自y线的信号分开分析。在x及y中 的每一者中，识别最大值及最小值，其中将最大值指定为手指触摸。第二最大值需要 在第一最大值之后识别最小值。将最大值识别为信号中最大局部变化。将最小值识别 为邻近峰值的局部最小值。在于x及y方向中的每一者中已识别最大值之后，将每一 峰值与阈值相比较。如果峰值小于阈值，那么不再认为所述峰值是峰值。可将类似函 数应用于最小值，借此所述值必须小于给定阈值。然后，对x及y方向上的峰值及谷 值数据进行插值以识别一个或一个以上手指在传感器阵列上的位置。此技术用于检测 及处理传感器阵列上的多个同时发生的触摸，以使得第一手指可用于控制光标(类似 于膝上型计算机上的常规触摸垫)且第二手指可用于提供致动(类似于邻近触摸垫提 供的常规机械按钮)。尽管此现有技术设计提供技术上设计良好的用于同时发生的多个触摸处理的解 决方案，但其需要在x及y两者上的大量传感器线以提供充分的空间分辨率。至少将 需要大约10x10个线来分辨两个同时发生的触摸。更一般地，或许将需要至少20x20 个线来提供充分的可靠性及准确性，及应付多于两个的同时发生的触摸。然而，对于 大规模生产的装置来说，成本随所需信号处理线的数目而变化，即电容测量电路、ADC 及数字信号处理器中的线的数目。因此，将期望提供可以减少数目的传感器线构造的多触摸阵列传感器。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种2D触敏电容性位置传感器，其包括(a) 触摸面板，其具有分布在其面积上的多个感测元件；(b) 电容测量电路，其连接到所述感测元件且可重复操作以获取所述组电容信号值，每一组均由来自所述感测元件中的每一者的电容信号值组成；及(c) 处理器，其经连接以接收所述组电容信号值且可操作以处理每一组来计算 并输出所述触摸面板上的单个或多个触摸位置的坐标，通过以下步骤执行对每一组的 所述处理(i) 识别具有最大电容信号值的感测元件；(ii) 界定所述触摸面板的区域，所述区域包含具有所述最大电容信号值的所述感测元件及其相邻者中的选定者；(iii) 分别识别并界定一个或一个以上其它感测元件及区域，其中如果电容信号 值位于所述触摸面板的先前所界定的区域中，则每一反复不考虑所述电容信号值；及(iv) 输出指示每一所识别区域中的所述触摸位置的坐标的数据。 因此提供其中信号处理是基于连续的界定触摸面板中的区域或子块的简单且可靠的多触摸传感器，在所述区域或子块中的信号排除在后续触摸识别步骤中。此方法 可被认为是US 6,993,607 的邻近键抑制(AKS)方法的修改。AKS最初 经开发用于在每一数据获取循环中扫描整个触摸面板表面。当前方法不同于常规AKS 之处在于并非一次针对整个键阵列应用AKS而是反复地对触摸面板的子块应用AKS， 以在每一处理阶段滤掉一些键，即邻近所识别的触摸位置的那些键。此局部AKS形式 的目的是排除邻近已识别的触摸的键于对进一步有效触摸的搜索之外。这是可靠的且 简单的处理方法，其一起处理两个维度，即，x及y。具体来说，根据本专利技术的处理避 免执行US 5,825,352的复杂信号处理方法，所述方法同样有效地提供曲线拟合分析以 识别最大值及最小值两者。特定来说，识别最小值并不是本专利技术的特征，而在US 5,825,352中，分辨多个触摸是重要的前提条件。而且，根据本专利技术的处理避免必须分 开处理来自两个维度中的每一者的数据。识别步骤优选地不考虑具有不高于阈值的电容信号值的任何感测元件。反复识别 一个或一个以上触摸位置因此局限于较高电容信号值。阈值可以是固定或可变的。可 预先计算适合的阈值，例如在一系列测量期间或在具有触摸面板传感器的装置加电之 后。在一些实施方案中，将每一区域中的具有最大电容值的传感元件认为是所述区域 的主要致动的感测元件。在其它实施方案中，将每一区域中的在具有高于阈值的电容 信号值的那些感测元件中处于触摸面板上的最高位置处的感测元件认为是所述区域的 主要致动的感测元件。可应用其它算法以确定所述感测元件中的哪一者被认为是主要 感测元件。此外，在一些实施例中，所述方法并不要求识别所述主要感测元件。在本专利技术的简单版本中，将每一区域中的触摸位置认为是处于主要致动的感测元 件处。在本专利技术的最佳模式中，每一区域中的触摸位置是通过在所述区域中的感测元件 中的至少一些感测元件的电容信号值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二维触敏电容性位置传感器，其包括：　（ａ）触摸面板，其具有分布在其面积上的多个感测元件；　（ｂ）电容测量电路，其连接到所述感测元件且可重复操作以获取若干组电容信号值，每一组均由来自所述感测元件中的每一者的电容信号值组成；及　 　（ｃ）处理器，其经连接以接收所述组电容信号值且可操作以处理每一组来计算并输出所述触摸面板上的单个或多个触摸位置的坐标，通过以下步骤执行对每一组的所述处理：　（ｉ）识别具有最大电容信号值的所述感测元件；　（ｉｉ）界定所述触摸 面板的区域，所述区域包含具有所述最大电容信号值的所述感测元件及其相邻者中的选定者；　（ｉｉｉ）分别识别并界定一个或一个以上其它感测元件及区域，其中如果电容信号值位于所述触摸面板的先前所界定的区域中，则每一反复不考虑所述电容信号值；及　 　（ｉｖ）输出指示每一所识别区域中的所述触摸位置的所述坐标的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁西蒙斯，埃萨特伊尔玛兹，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]