触摸和悬停感测的制作方法
【专利说明】触摸和悬停感测
[0001]本申请是申请日为2010年7月8日、申请号为201080037423.0、发明名称为“触摸和悬停感测”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明通常涉及触摸和悬停感测，尤其是涉及改进的电容性触摸和悬停感测。
【背景技术】
[0003]许多种类的输入设备目前可用于在计算系统中进行操作，诸如按钮或按键、鼠标、跟踪球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等。尤其是，由于其操作的简易性和通用性以及其价格不断降低，触摸屏正在变得日益流行。触摸屏可包括置于诸如液晶显示器(LCD)之类显示设备前面的透明触摸传感器面板，或者其中触摸感测电路被部分或全部地结合到显示器中的一体化触摸屏等。触摸屏可允许用户通过利用手指、铁笔或其它物体，在可用显示设备显示的用户界面(UI)指示的位置处接触触摸屏，执行各种功能。通常，触摸屏能够识别触摸事件，和触摸事件在触摸传感器面板上的位置，而计算系统随后能够按照在触摸事件时出现的显示，解译触摸事件，之后能够根据触摸事件，执行一个或多个动作。
[0004]互电容触摸传感器面板可用通常沿着水平和垂直方向，成行列地排列在基本透明的衬底上的基本透明的导电材料一一诸如氧化铟锡(ΙΤ0)—一的驱动线路和感测线路的阵列形成。驱动信号可通过驱动线路传送，这使得能够测量在驱动线路和感测线路的交叉点或相邻区域(感测像素)处的静态互电容。根据能够由于驱动信号而在感测线路中生成的感测信号，能够确定静态互电容和由触摸事件导致的静态互电容的任何变化。
[0005]虽然一些触摸传感器也能够检测悬停事件，S卩，在触摸传感器附近但未接触触摸传感器的物体，不过，由于例如悬停检测范围有限、悬停信息的收集效率低等，一般的悬停检测信息的实际用途有限。
【发明内容】
[0006]本发明涉及改进的电容性触摸和悬停感测。电容性传感器阵列也可用电信号一一诸如交流电(AC)信号一一驱动以生成穿过触摸表面从传感器阵列向外延伸的电场，以例如检测在触摸屏设备的触摸表面上的触摸或者悬停在触摸表面上方的物体。电场还可从触摸表面沿着相反的方向在传感器阵列后面一一其一般为触摸屏设备的内部空间一一延伸。AC接地屏蔽件可被用于增强传感器阵列的悬停感测能力。AC接地屏蔽件可被置于传感器阵列之后，并且可用具有和驱动传感器阵列的信号的波形相同的波形的信号激励。结果，从传感器阵列向外延伸的电场能够被集中。这样，例如，可改进传感器阵列的悬停感测能力。
[0007]也可利用各种方法检测在位于触摸表面正上方的空间之外的物体的悬停位置，来改进悬停感测。尤其是，可利用在触摸屏的端部附近的传感器的测量结果，通过将测量结果拟合为模型，来确定在触摸表面附近，但不在其正上方的物体(换句话说，在位于触摸表面正上方的空间之外的物体)一一例如，在触摸屏的端部处的边框区域中的物体一一的悬停位置和/或高度。其它改进涉及触摸和悬停感测的联合操作，诸如确定何时和如何进行触摸感测和/或悬停感测，或者两者都不进行。
【附图说明】
[0008]下面参考附图，按照一个或多个不同实施例，详细说明本公开。附图只是出于举例说明的目的提供的，并且仅仅描述本公开的例证实施例。提供这些附图是为了使读者更易于理解本公开，而不应被视为限制本公开的宽度，范围或适用性。应注意为了举例说明的清楚和简单起见，这些附图不一定按比例绘制。
[0009]图1A-1B图解说明按照本公开的实施例的例证传感器阵列和AC接地屏蔽件。
[0010]图2A-2B图解说明按照本公开的实施例的带有和不带AC接地屏蔽件的例证传感器阵列结构。
[0011]图3图解说明按照本公开的实施例的例证触摸屏。
[0012]图4图解说明在按照本公开的实施例的例证触摸屏正上方的物体。
[0013]图5图解说明在位于按照本公开的实施例的例证触摸屏正上方的空间之外的物体。
[0014]图6图解说明在按照本公开的实施例的例证电容测量结果。
[0015]图7是按照本公开的实施例的确定悬停位置/高度的例证方法的流程图。
[0016]图8图解说明按照本公开的实施例的例证触摸和悬停感测系统。
[0017]图9图解说明按照本公开的实施例的例证触摸和悬停感测系统。
[0018]图10是按照本公开的实施例的检测触摸和悬停事件的例证方法的流程图。
[0019]图11按照本公开的实施例的操作触摸和悬停感测系统的例证方法的流程图。
[0020]图12A图解说明可包括按照本公开的实施例的改进电容性触摸和悬停感测的例证移动电话机。
[0021]图12B图解说明可包括按照本公开的实施例的改进电容性触摸和悬停感测的例证数字媒体播放器。
[0022]图12C图解说明可包括按照本公开的实施例的改进电容性触摸和悬停感测的例证个人计算机。
【具体实施方式】
[0023]在实施例的以下说明中，参考构成所述说明的一部分并且其中举例说明能够实践的具体实施例的附图。显然可以使用其它实施例，并且能够做出结构变化，而不脱离本公开的实施例的范围。
[0024]本公开涉及触摸和悬停感测，更具体地说，涉及改进的电容性触摸和悬停感测。例如，可以利用交流电(AC)接地屏蔽件来增强传感器阵列一一诸如电容性触摸传感器阵列一一的悬停感测能力。传送给触摸屏中的电容性触摸传感器阵列的电信号，诸如AC信号，能够生成穿过触摸表面从传感器阵列向外延伸的电场，以检测在触摸表面上的触摸或者悬停在触摸表面上方的物体。电场还可从触摸表面沿着相反的方向在传感器阵列后面(其一般为触摸屏设备的内部空间)延伸。例如，AC接地屏蔽件可被置于传感器阵列之后，并且AC接地屏蔽件可用具有和AC信号的波形相同的波形的信号激励。结果，从传感器阵列向外延伸的电场能够被集中，如下更详细所述。这样，例如，可以改善传感器阵列的悬停感测能力。
[0025]也可利用各种方法检测在位于触摸表面正上方的空间之外的物体的悬停位置，来改进悬停感测。尤其是，可利用在触摸屏的端部附近的传感器的测量结果，通过将测量结果拟合为模型，来确定在触摸表面附近，但不在其正上方的物体(换句话说，在位于触摸表面正上方的空间之外的物体)一一例如，在触摸屏的端部处的边框区域中的物体一一的悬停位置和/或高度，如下更详细所述。其它改进涉及触摸和悬停感测的联合操作，诸如确定何时和如何进行触摸感测和/或悬停感测，或者两者都不进行，如下更详细所述。
[0026]图1A和1B示出包括AC接地屏蔽件(也称为“被驱动屏蔽件”)的电容性触摸和悬停感测设备的例证实施例。
[0027]图1A示出具有传感器阵列101的触摸和悬停感测设备100的一部分，传感器阵列101包括水平线路103和垂直线路105的阵列。水平线路103和垂直线路105可以是例如自容式感测系统中的导电线路。在其它实施例中，可以使用其它各种感测方案，诸如互容式感测、光学感测、超声波感测等。在一些实施例中，诸如触摸屏中，例如，线路103和/或线路105可由基本透明的导电材料构成。在一些实施例中，诸如触控板中，例如，线路103和/或线路105可由不透明导电材料构成。
[0028]触摸和悬停感测设备100还包括能够用施加于水平线路103和/或垂直线路105的电信号(例如，AC信号)来驱动传感器阵列101的触摸和悬停控制系统107。传给传感器阵列101的AC信号形成从传感器阵列延伸的电场，所述电场可用于检测在传感器阵列附近的物体。例如，置于传感器阵列101附近的电场中的物体会导致传感器阵列的自电容的变化，所述变化可用各种技术测量。触摸和悬停控制系统107能够测量水平线路和垂直线路中的每一个的自电容以检测在传感器阵列101上或其附近的触摸事件和悬停事件。
[0029]最大检测范围可取决于各种因素，包括传感器阵列101生成的电场的强度，所述电场强度可取决于用于检测的AC信号的电压，S卩，振幅。不过，AC信号电压受各种设计因素，诸如功率限制、阻抗限制等的限制。在一些应用(诸如，一般而言，消费者电子产品，尤其是便携式电子产品)中，AC信号的有限最大电压使得更难以设计具有合意的检测范围的触摸和悬停感测系统。
[0030]在这方面，图1B示出能够和传感器阵列101 —起使用的AC接地屏蔽系统。AC接地屏蔽系统包括AC接地屏蔽件201和AC屏蔽件驱动系统203。AC接地屏蔽件201可被大体置于传感器阵列101之后，即，置于传感器阵列101的与传感器阵列的触摸和悬停检测侧相反的一侧。AC屏蔽件驱动系统203能够向AC接地屏蔽件201传送AC信号以形成能够帮助把传感器阵列101生成的电场集中在位于传感器阵列101上方(在图1B中被示为z方向)的检测空间中的电场。
[0031]图2A和2B图解说明如何用AC接地屏蔽件201集中传感器阵列101生成的电场的例子。图2A示出在没有AC接地屏蔽件201的结构中的传感器阵列101的受激励水平导电线路103。电场250沿着所有方向从水平导电线路103大体径向延伸。图2B图解说明使图2A的结构包含AC接地屏蔽件