在电容性触屏上定位触摸的系统与方法

专利名称：在电容性触屏上定位触摸的系统与方法
技术领域：
本发明涉及触敏屏幕即传感器。具体地说，本发明涉及一种电容性触屏，它提供控制信号指出该屏幕即传感器在何处被手尖或工具触及。
背景技术：
当计算机和其它电子装置变得更普遍存在时，作为一种数据输入接口的触屏也正变得更盛行。例如，现在可在车间，仓库，制造工厂，餐馆中，在手提个人数字辅助装置，自动检票机，卡西诺(casino)游戏机上等等都可找到触屏。
电容性触屏，这种类型的触屏包括带有多个各产生电场的传感器条电容性传感电路。经常，但不是必须的，这种传感电路与诸如玻璃方格的光学透明的保护物质层叠在一起。在一条或多条传感器条附近的一次触摸调制该电场并引起一个信号。这信号从传感器条通到控制器，这控制器采用导引线网络把传感电路电连接到该控制器。这控制器分析这个信号或几个信号以判定屏上触摸的位置。于是把这位置的坐标传递到另一处理器作进一步处理，诸如用于输入在屏上显示并触摸的一条目的指令的计算机。
更准确地说，触屏设计人员经常在设计触屏和传感电路时面临几个问题。设计人员经常要在“Y”方向提供合适分辨率所需的传感器条数和把那些传感器条连接到控制器的导引线数之间寻求折衷方案。
解决这问题的一个现成方法是采用非对称选址的传感器电路布局。在这种系统中，把在屏边的各导引线与几条传感器条连接，所以传感器条比导引线更多。导引线与传感条的连接由于是在每个第n条与同一导引线连接所以是周期的。屏的一侧的重复周期与另一侧是不相同的(故有不对称标号)，这样，在屏中各传感器条与在屏上任何其它传感器条相比，有不同的右侧/左侧导引线连接组合。这种独特的选址组合能使该控制系统唯一地判定被触及的传感器条。

发明内容
本发明提供一种为设计用于电容性触屏传感器电路的技术。能使各导引线与传感电路和的多个传感器条连接，并使在屏各侧上对应的导引线准确地连接到相同的传感器条。在这个方面，在屏的左侧和屏的右侧传感器条与导引线的连接是对称的。传感电路的导引线与传感器条的连接要这样来排列，使得在任一传感器条上的一次触摸引起一个与连接到同一导引线的另一传感器条的一次触摸能被唯一区分的信号图形。
在一个方面，传感器阵列包括一系列传感器条，每条都有第一端和第二端，每条传感器条的第一和第二端连接到把传感器条电连接到控制器的导引线。两条或更多的传感器条可与同一导引线连接。但是，通过在整个传感电路上细心地布置传感器条与导引线的连接，在任一传感器条上的一次触摸引起在一组传感器条上(包括已触及的传感器条)的能与任何其它类似大小的传感器条组可区分的信号图形。因此，能把一次触摸判定到特定的传感器条组，于是，更确切地说，在这组中的各传感器条上信号的相对强度较准确地认出在触屏上何处发生了触摸。
在另一方面，具有非独一无二隶属关系的传感器与导引线连接的传感器条诸组通过首先认出可能是且又不见得是由于可能的真实范围触摸而引起的信号幅值图象来设计。如果采用具有传感器条与导引线连接的第一组合的传感器条组，在不同的组合中可采用相同的条一线连接，只要该不同的组合是不见得产生相似的信号图形。换言之，可在不同的传感器条组中再次采用相同组的条一线连接，只要在各组中条-线组合的次序不能产生象在传感电路上另一处触摸一样的相同信号幅值图形。
附图简述当把示意的又不按比例的附图结合起来时，本发明的前述诸方面和附属的优点在通过参考下面详细的描述变得更好地理解后，将会变得更易理解它们，其中

图1是按照本发明触摸传感器电路一实施例的示意表示图；图2是按照本发明触摸传感器一实施例中一部分的示意表示图；图3是示出通过四条传感器条为一组来说明具有“隆起”图形的信号幅度曲线图的示意图；
图4是示出通过用四条传感器条为一组来说明具有上升图形的信号幅度曲线图的示意图；图5是示出通过用四条传感器条为一组来说明具有下降图形的信号幅度曲线图的示意图；图6是为说明本发明另一方面触摸传感器另一实施例中一部分的示意表示图；图7是一般说明用一在触屏上经受到的一次触摸中确定Y轴坐标程序的逻辑流程图；图8是较详细地说明用于认出在触屏上哪一个窗口内经受过一次触摸的示于图7中程序的一个方面的逻辑流程图；以及图9是为说明本发明还有另一个方面的触屏一部分的另一示意表示图。
具体实施例方式
本节说明本发明的诸方面并指出这些方面的某些较佳实施例。并不想使本节详尽，而是要传达与告知那些通过本发明所提出的其它方面，等价技术，和可能事实以及以后在权利要求书中陈述的本发明而将达到更全面理解的本领域科技人员。
本发明能实现一种具有可以区分由传感电路引起电场扰动在何处发生的传感电路的触屏。在一实施例中，本发明是在一电容性触摸系统中实现的，该系统包括触摸传感器，在其中，各多条电导传感器条连接到一根导电的导引线。导引线比传感器条少。因此，至少一根且很可能是几根导引线被连接到多于一条的传感器条。根据本发明，导引线与传感器条的特定连接要加以选择，避免在连接到多于单根导电条的一根导引线上呈现的信号所引起的不明确性，更准确地说，本发明提供一种技术，用来布设导引线与传感器条的连接，使得能区分哪根与其它传感器条具有公共导引线的传感器条经受或最接近在传感器上的一次接触。该技术的详细情况从下面本发明实施例的详细讨论中将变得清晰。
图1是本发明一次实施的示意表示图，示出用于触屏的示范性对称传感电路100。更准确地说，这传感电路100包括几根触敏传感器条(“诸条”)110，它从传感电路100的一侧横跨到另一侧。较佳的是这些条110在诸条的长度上具有以线性方式变化的电阻特性。为了光学透明的应用，较佳的是它们由氧化铟锡(ITO)构成，但可由任何合适的导电材料构成，不论是否透明。虽在这里用横跨触屏的单个、比较宽的导体来描述，但要理解，在不违背本发明的精神实质和范围的情况下，可采用多种其它可替换类型的条。例如，可采用诸如从触屏一侧横跨到触屏另一侧并返回，有效地形成一个环路的细长金属丝的导电材料。这个例子不同于实心条，因为在环路内的区域是不导电的。换一种方法，可以采用横跨触屏一次的导电金属丝，但是横越触屏做成某种图形，诸如多齿形图形。另外，要理解可采用只有单个端部即仅连接线上在一侧的另一种条。这些和许多其它可替换的方法将变得显然，而所揭示的实施例仅作为示例为提供。
在这实施例中，传感条110的各端部连接到导电的导引线(“诸线”)112的一个端部，把诸线112的另一端部连接到电子控制线路(“控制器”)(未示出)，它构成设定在传感器条上的电场，并分析由于一次触摸在传感器条上电场的调制而引起的信号。在一实施例中，可把导引线112集结成具有一个或多个用于与控制器连接的导电接头的尾状物。在本领域中的技术人员会理解，任何方法将足以满足把导引线连接到控制器。通常，此导引线可用任何导电材料制成，象铜、银、金等。如果把导引线印制到薄膜上，则要求该薄膜是不与导电材料起反应的。
在传感线路100的左、右两侧，各侧的导引线112是用字母a-g(对总数为7)来字母数字地标记的。为了讨简单起见，连接到任何特定传感器条各侧的导引线具有相同的字母数字标记。换言之，对示于图1的设计来说，左面一侧是相对于几条传感器条110与诸线112连接的右面一侧的镜象。例如，在所示的该特定配置中，最上面的传感器条其左端连接到由a标记的导引线，而其右端也连接到由a标记的导引线。
为了讨论起见，当一物体来到足够靠近于传感器条以引起由控制器在诸条上设定的电场调制时，被认定为发生一次“触摸”。与诸条垂直的轴认为是Y轴。X轴与Y轴垂直，即与诸条平行。
此时，引进并解释将在整个下面的讨论中要广泛采用的“窗口”概念是有帮助的。在它最简单的意义上，“窗口”代表设定的“W”大小的一组相邻传感器条110。窗口的大小代表包含在窗口中传感器条110的数目。窗口大小(W)可以是任何的任选数，但要有一个等于出现在屏中导引线112数目的上限。例如，参考图1，若窗口大小等于4，那末第一窗口150可包括诸条115、116、117和118。第二窗口151可包括诸条116、117、118、和119。此外，第三窗口152可包括诸条117、118、119和120。注意窗口可重叠，而每条110属于至少一个窗口和与各别窗口W一样多的窗口。
根据本发明，在任一窗口内的每条传感器条110连接到不同的线112。“线表示”既不是传感器条110也不是导引线112，而是描述条一线连接的一种方法。换言之，各传感器条承担线表示，它是对应于这传感器条所连接到的线的线标志。因此，传感器条可参照它们的线表示来描述，诸如传感器条“b”是对连接到具有标记“b”的导引线的一条传感器条而言的。于是，参照一组线表示可方便地描述的窗口。为这描述起见，约定通过从北到南的次序(如图1所示的从顶到底)的线表示来代表窗口。例如，参考图1，在第一窗口150内的诸条115-118连接到导引线f-g-a-b。因此，第一窗口150可称为fgab窗口或简单地以fgab来表示。同样，第二窗口151包括连接到诸线g-a-b-c的诸条116-119，而可用gabc表示。又，第三窗口152包括连接到诸线a-b-c-e的诸条117-120，而可用abce来表示。
为了讨论起见，把在彼此附近的，即共享同一窗口的传感器条叫做“邻条”。对触屏在传感器条(好比说条118)的范围中的一次接触将在至少连接到该条的线(例如，线b)上引起一信号。另外，该触摸(以及其它近场或远场效应)可在连接到已触摸过的传感器条附近的其它条上引起信号。应该明白，对屏的一次触摸应在已接触的条上造成峰值信号，且在这已接触的条的邻条上引起较小的即降低的信号。因此，对屏的任一触摸应在连接到在触摸附近的诸条的几根线上引起信号图形。
在稍后将会明白，本发明的推动力在于通过分析一组线上的信号来认出邻近传感器条的(在其内发生这一次触摸的)一个窗口来判定触摸发生在触屏何处的能力。将会理解本发明不同于非对称触屏，因为在触屏一侧的导引线象在触屏另一侧上对应的导引线那样连接到相同的条上。在屏左侧的线一条连接是在右侧线-条连接的镜象。当存在远场影响时，在屏的左和右侧上将会有基本上平衡的表示。
图1提供按照本发明的讲述产生的传感电路的一示例。下面的示例，说明，和准则提供了用于产生按照本发明传感电路方法的全部描述。应注意在此所描述的示例，说明，和准则只是说明性的，且在不偏离本发明的精神实质和范围的情况下，可能与某些处理办法有偏离。
图2是说明本发明原理的部分简化传感电路200的示意表示图。图2中所示的是几条具有一端连接到导引线211中的一根的导电传感器条210。也可把几个线211在另一端连接到电子控制电路即控制器(未示出)，它构成处理显示在各根线211上的信号。应理解，为了说明简单在图2中示出传感器条210仅在一端连接到导引线211。在另一实施例中，各条210的另一端也可连接到在另一侧的另一根线。
为易于解释，并参考图2，将采用下面的术语“Q”是出现在传感电路200中传感器条210的总数。在本示例中，诸条210各自地从221-229编号。
“N”是在屏的一侧上导电的导引线211的数目，它与屏另一侧上导引线的数目是相同的。各传感器条210在条210的各侧上标注连接到导引线211中的一根。在本示例中，诸线211各自地标注为a-f。
“W”是限定有多个邻条的窗口大小(用条来计数)，包括被接触的条本身，被用来唯一地判定被接触的传感器条的位置。换言之，在定位一接触时，这窗口大小确定要分析多少条传感器条210。窗口可作为一种软件滤波器来实施，它检测由在线上的最强W个信号产生的信号图形来判定哪个传感器条的窗口对应于这信号图形。例如，若窗口大小为4，于是软件滤波器可检测在线上的4个最强的信号以认出对应于4条传感器条的特定窗口的一个信号图形。
“R”是一个范围，在其中2条传感器条210可不与相同的线211连接。换言之，R限定了在“同事”间最小的间距，或连接到同一导引线211的不同的传感器条210。
要这样来选择传感器条210的间距和大小，使得在任一传感器210上的一次触摸，根据W的大小，在传感器条的第一和第二最近的或稍外面一点的邻条上产生合理的且充分不同的信号。应认识到在任一给定的窗口中没有2条传感器条被连接到相同的导引线211。
具有独一无二隶属关系的窗口根据本发明，控制器不是根据在单一导引线上的信号认出哪条传感器条经受了一次触摸，而是通过分析两根或更多根线，直到窗口大小W中的每根上最强的信号，唯一地认出哪个窗口经受了该触摸。控制器首先通过认出具有最强信号的线来认出该窗口。因此，如果窗口大小为4，控制器认出带有这4个最强信号的诸线。因为在各窗口内的线/条连接是被配置得使各窗口具有独一无二的隶属关系，所以在W根线上的相对信号能让控制器判定哪个窗口包含触摸的传感器条。下面是独一无二隶属关系的解释和在窗口内和窗口之间线/条连接的排列方法，以让它们是唯一可区分的，并从而使它们各自的传感器条是唯一可区分的。
参考图2，此处N＝6(即有6根导引线211)和W＝4(即窗口大小为4)，条/线连接是这样来配置的，即各窗口具有独一无二的隶属关系。独一无二的隶属关系指的是在传感器上任一给定的窗口包含一组与其它窗口不同的条/线连接组。换言之，不管条/线连接的特定配置如何，没有窗口再采用与另外窗口相同的导引线组。
例如，若用a，b，c，d，e，f来标记6根读出线(与图2中的一样)，于是人们可以看到下面(非详尽的)独一无二的4条传感器条的组合表a b c da b c e....
等注意，上面的4条传感器条组合决不包含与任何其它4条传感器条组合一样的所有相同的导引线。再参考图2，可通过专门的例子来阐明前面的方法。注意由它们的线表示来标记传感器条如下传感器条221连接到导引线a，条222连接到线b，条223连接到线c，条224连接到线d，条225连接到线e，条226连接到线f，条227连接到线b，条228连接到线a，而条229则连接到线c。更简单地说，诸条210以下列的配置a，b，c，d，e，f，b，a，c，连接到诸线211。给定窗口大小为W＝4，就产生下面的传感器条的窗口(由它们的线表示来认出)a b c df b a c注意不管次序如何，没有两个窗口共用相同的线表示组。这些窗口中的每个显示出相对于其它窗口的独一无二的隶属关系。
上面的示例包括9条传感器条210，但是只有6根导引线211。采用比传感器条Q少的导引线N具有在传感器周围减少导电空间的所想要的好处，从而减小传感器200的总尺寸。不过，应采用足够的导引线N的数目来满足在传感电路中的各窗口是可唯一区分的要求。正如将在稍后详细讨论的，对本发明的一种经改进的装置，能使用不具有独一无二的隶属关系，但仍能唯一可区分的。
一种在电子线路上平衡负载可选择的改进装置的设计方法，是使连接到各线的条数相同。这将迫使条的数目是线数目的整数倍。例如，在具有N＝7且用4条传感器条连接到各线的传感器场合下(即，每线要用4次)，则该传感器应具有总数为28的传感器条。
作为本发明另外的经改进的装置，使其共事者(即共用一根导引线的诸条)合理地保持间隔是合乎需要的。若共事间的间隔即区域为R，于是最小的R是W，所以同一根线不能连接到在同一窗口中的2条传感器条。不过，具有稍大于W的最小R以减小由于因在被接触条的共事者的远场负载而引起的电场调制而产生的信号是有好处的。如果对各条的同事们在传感器上以与任何其它条的共事者一样的相同程度间隔开，则可在传感器设计上获得平衡。这能帮助任何“远场”负载的平衡表示，从而减少不准确性。关于R的上限并不是严格的要求。
具有非独一无二的隶属关系的窗口应明白具有给定的N信号线的数目和给定的W，独一无二的隶属关系的可能组合数限制了触摸传感器的尺寸。如果严格地实施独一无二的隶属关系，则较大的触屏仅能靠添加更多的信号线(对给定的W增加N)来实现。为改善这样的不足，本发明还有一种经改进的装置提供利用没有独一无二隶属关系的窗口，但它产生唯一可区分信号图形的窗口的触摸传感器。
为理解这概念，重要的是要认识一次触摸在给定的条上产生一峰值信号和根据离该触摸点的距离在它的邻条上产生一较弱的信号。当以与传感器条一样的相同次序作图时，这些信号的曲线图表示具有由于作为离接触点距离的作用而信号强度下降所引起的某种形状。如果由非独一无二的窗口可能引起的信号图形彼此是不相容的，则可采用两个没有独一无二隶属关系的窗口。换言之，在两窗口中特定的线表示次序应是这样的，使得在一中一传感器条上的一次触摸不会产生象在任何其它窗口中一次触摸一样的相同信号图形。
参考图3，在一典型窗口中各线上信号强度即幅值的曲线图表示，由于最外层的邻条是最弱的，且在其间的被接触的条是最强的，故看上去象是“隆起”的图形。更准确地说，如图3所示，一次触摸发生在最靠近连接到导引线“b”的传感器条上。这接触还在b的两个邻条“a”和“c”上引起较弱的信号。最后，在窗口中剩留下的条“d”经受最弱的信号。应理解信号图形可与示于图3的稍有偏离，但是一般来说，具有“隆起”的形态，信号幅值从具有最强信号的条下降。例如，连接到线c的条可具有最强的信号，后面是b，然后a，然后d。许多其它组合也将变得容易明白。同样，两条传感器条可共用同一信号值是可能的，例如若正好在两条传感器条之间发生触摸。
应理解由于边缘处的传感器条在一侧没有邻条，所以传感器条的边缘处可能出现特殊的边界条件，或由于任何旁路效应，在边缘的条上可能有屏档。例如，在北端和南端(如图2所示的最高和最低的条)，在屏边缘的条上的信号可能是最强的(示于图2中的或是条221或是条229)并由于离经受触摸的条的距离作用而下降。例如，在窗口中各条上显出的信号幅值，根据是在屏的南端或在北端经受这接触(分别)，可给出上升的信号图形(图4)或下降的信号图形(图5)。换一种方法，可在屏的边缘处采用一条或多条护卫即作出牺牲的传感器条以避开这些边界条件。例如，可在屏的边缘处采用一条或多条传感器条并连接到仅与边界处传感器条连接的专用导引线。那根线上出现的信号可连同在其它线上的信号一起采用以唯一认出在触屏边缘中的一个边缘处的窗口，从而排除边界条件。
认识到真正的触摸只能产生这些类型的信号图形(隆起，上升，或下降的图形)就能实现具有非独一无二隶属关系的窗口。
由于每次真实的触摸会造成类似于在图3-5说明的那些信号图形，所以只要在各窗口内条/线连接的排列造成互不相容的信号图形，或不见得在真实的范围内发生信号图形，就可把两个或更多的窗口连接到同一个导引线组。可通过检测窗口内线表示的不同排列所产生的可能的信号图形来判定这些组合。在这样做的时候，设计人员可能在窗口内开始着手线表示的第一排列。接着，设计人员判定必须排除哪个窗口的其它排列，因为它们有可能引起不明确的信号图形。
下面来说明设计程序。假设设计一种具有窗口大小为W＝4的传感电路。假设在整个解释中，信号值A，B，C，D的现实组也是四个最强的幅值并分别对应于导引线a，b，c，d。例如，令B＞C＞A＞D。注意，线a，b，c，和d(窗口大小为4)有41个的排列。例如abcd，abdc，acbd，等。在这些排列中，设假设的信号幅值组，某些排列造成的信号幅值图形对实际范围的一次触摸是不可能的，一个例子就是排列bdac。不过，某些排列造成的信号幅值图形对实际范围的一次触摸是可能的。一个例子就是排列acbd。根据那个认识，为了防止意义不明确，线组abcd必须在其它窗口的排列中不再采用，因为它也能产生由实际范围的一次触摸中引起的相同的相对信号幅值组。
例如，参考图6，三个窗口(W1，W2，W3)共用相同的线(a，b，c，d)，但排列不同。窗口W1包含分别连接到线a，b，c，和d的传感器条621，622，623，和624。窗口W2包含分别连接到线c，b，d，和a的条625，626，627，和628。最后，窗口W3包含连接到线b，d，a，和c的条629，630，631，和632。应明白这三个窗口W1，W2，W3不显示独一无二的隶属关系，因为所有这三个窗口共用相同的线表示，尽管它们排列不同。用圆圈着的X指出在窗口内的触摸。
首先看W1，假设用圆圈着的X指出一次触摸，相对信号强度的次序是下降次序，根据使用人如何触摸屏幕(例如，使用人的手可能靠近条623和624，但不触摸)可以是b＞c＞d＞a。如果在窗口W2内发生一次触摸(在用圆圈着X之处)，如果使用人的手适当地放在靠近屏幕的位置上，则可能引起相同的相对信号强度(即b＞c＞d＞a)。这将是这两个窗口可能引起相同信号图形的情况，因此，不能唯一地区分开来。为此，同时使用W1和W2两个窗口将会是不合适的，因为控制器无法判定连接到线“b”的触摸是在窗口W1还是在窗口W2。不过，如果对可能置换的整个集用这个方法来检测的话，则可以找出并不含糊的某些组合。例如，一次单一触摸在窗口W3内引起隆起信号图形来产生如一次单一触摸在窗口W1内所引起隆起信号图形所产生的相同的相对信号强度组是极不可能的。
本发明人已断定，以窗口大小W＝4，并假设在触屏上出现组合abcd，那末至少有四种不会使控制器混乱的线表示的其它排列。对W＝4，还能可使用的另外组合是cadb，cdab，bdac和badc。要知道由于另外的组合本身，也必须与所有其它窗口可区分开来，所以使用多于一次单一可替换组合将是不可能的。换言之，虽然这四个可替换组合中的每一个是与abcd可区分的，但它们可能不能(而多半是不能的)彼此区分开来，或与屏上的其它窗口区分开来。
根据设计人员如何严格地选择来限定一次触摸，要实现更明显差别的排列是可能的。另外，对不同的窗口大小，其它组合将是可能的。通过使用这些额外的组合，在不增加导引线总数N的情况下，可在触屏中包含总的更多的传感器条数Q。
位置探测方法一部分本发明可作为包含在用于认出在触屏何处发生了一次触摸的诸如信号探测装置中如上面讨论的控制器的算法来实现。
图7是一般性说明可在控制器中执行用来认出在一具有包含在本发明中的传感电路的触屏上沿Y轴何处发生了一次触摸的过程的逻辑流程图。当触屏经受一次触摸时，程序700进入起动块701。程序在块703开始。
在块703，对触摸作出响应，程序700认出发生触摸的哪个相当的窗口。在这里作简单描述，与图8结合后作详细描述，程序700可分析若干个作为触摸的结果而发生的最强信号。所分析的信号数是根据预定的窗口大小。例如，窗口大小为4意味着要分析显示4个最强信号的导引线以认出4条传感器条的窗口。在一实施例中，各窗口提供一个与其它窗口不同的信号图形，并分析这些最强信号，认出在哪个窗口中发生触摸。
在块705，根据在块703完成的分析，程序700认出该触摸的初步位置。要理解当在块703认出整个窗口时，只要为这特殊用途能提供足够的分辨率就可认出这初步位置。不过，在这实施例中，这初步位置相当于在前面认出的窗口内具有最强信号传感器条的Y坐标。例如，如果一组特业信号判定到窗口“M”，于是该触摸的初步位置被判定为在连接到具有最强信号导引线的窗口M内传感器条的Y坐标。在许多执行程序中，这个初步位置足可认出该触摸，而并不需要进一步的分辨率。例如，如果触屏用来显示按钮型使用接口，则初步位置可足以判定几个“按钮”中的哪个已被触摸过。用另一种方法，较精细的分辨率可能是有优点的，在这种场合下，程序700包括一附加的技术以提供较精细的分辨率。
在块707，程序700采用显示在相应于靠近(例如，在同一窗口内)对应于具有最强信号导引线的传感器条的诸条的其它线上的信号可选择地改进在程序块705已认出的初步位置。简要地说，可通过显示最强信号传感器条之间的内插从初步位置来改进触摸的Y坐标。
例如，并简要地参考图9，在触屏上可能经受一次触摸901，并判定到特定窗口900，如上所述。假设条926(对应于线b)显示最强信号，初步位置可能作为那条的Y坐标而被建立。根据显示最强信号传感器条(例如，条926)的两个最近邻条(例如，条925和927)的相对信号强度可计算Y轴的校正。那个Y轴校正可用于校正初步位置以改善Y坐标。例如，如果条927(对应于线d)显示比条925(对应于线c)较强的信号，则能以正比于条925和927之间的强度差把初步位置改进到较靠近条927的Y坐标。换言之，如果显示在条925和条927上的信号强度是相同的，则已改进的位置与初步位置是相同的。但是，已改进的位置将会较靠近于那个显示较强信号的传感器条。换句话说，如果使用窗口中所有传感器条(即，包括条928)的相对强度，则这位置会进一步得以改进。
回到图7，一旦该触摸的Y坐标被认出，且随意地作了改进，则程序700就终止于结束程序块709。此时，对包含于本发明触屏的触摸Y坐标是已知的。
图8是一般性说明程序800的一特定实施例的逻辑流程图，用来在实现本发明的触屏上认出经受一次触摸的哪个相当的窗口。当在触屏上已发生一次触摸时，程序800在块801进入。该触摸由在连接到触屏几条传感器条的若干根导引线上发生的信号来表示的。假设线上的W个最强信号引出自最靠近触摸的窗口内的条。因此，根据本发明，程序800分析这W个最强信号。数据处理在块803开始。
在块803，程序800进入一环路来分析作为“隆起图形”的W个最强信号，如在上面结合图3所描述的。更准确地说，一个形成隆起图形的一任意序列，被指定为具有W个最强信号的导引线。于是在判定块805，对目前指定的次序是否与实际窗口的线表示匹配作出判定。例如，再简要地参考图9，假设W＝4，而判定4个最强信号显示在线a，b，c，和d上，使得b＞d＞c＞a。如果是那样，那些线可被指定任意的初始次序(例如，a d b c)，且那个次序与出现在触屏中各窗口的线表示作比较。如果发现匹配，则程序800向前进到块807，在那里认出匹配的窗口作为触摸源，而程序返回。否则，程序800在块809作环行，为导引线试探另一隆起图形次序(例如，a b d c)，直到或是发现了匹配，或是已测试过各隆起图形次序为止。如果，没有发现匹配，则程序800离开这环路并向前进到块811。
在块811，程序800进入第二环路来分析作为下降图形的W个最强信号，如在上面结合图5所讨论的，以判定它们是否对应于在触屏北端处的一实际的窗口。更准确地说，一个形成下降图形的初始次序指定到这W个最强信号。在判定块819，初始次序与在触屏南端窗口的线表示作比较。如果找到匹配，程序800向前进入块807，在那里认出该匹配的窗口作为触摸源。否则，程序800在块815作环行为诸线试探另一下降图形次序，直到或是找到匹配，或是已测试过各下降图形次序为止，那时，程序800离开环路并向前进入块817。
在块817，程序800进入第三环路来分析作为上升图形的W个最强信号，如在上面结合图4所描述的，来判定它们是否对应于在触屏南端实际的窗口。更准确地说，形成上升图形的初始次序被指定到这W个最强信号。在判定块819，把初始次序与在触屏南端窗口的线表示作比较。如果发现匹配，程序800向前进入块807，在那里认出匹配的窗口作为触摸源。否则，程序800在块821作环行，为诸线试探另一上升图形次序，直到或是找到匹配，或是已测试过各上升图形次序为止，此时，程序800离开环路并向前进入块823，在那里，因为没有发现有效的窗口，故错误返回。应注意到在其中处理环路的次序在本发明的操作中是不重要的。
最后，可在控制器中执行另一程序以判定触摸的X坐标。可为判定X坐标执行任何可接受的算法，诸如根据显示在连接到传感器条各侧导引线上信号相对强度的比较来指定X坐标。例如，通过完成在控制器内软件中的下列公式来判定X坐标 此处第一侧信号与在连接到触屏一侧导引线上检测到的有关最强的W个信号的值相等，第二侧信号与在连接到触屏另一侧线上检测到有关最强的W个信号的值相等，而最大X坐标则与在第一侧开始的，基本上在X方向横越触屏的距离相等。第一侧信号和第二侧信号可以是分别由第一侧或第二侧上W个最强信号之和形成的值。换一种方法，第一侧信号和第二侧信号可以是等于或从各自一侧上的一个或多个信号推导的任何其它值。在本领域中的技术人员将会理解上面的公式基本上计算一个权重因子，它是第一侧信号对第二侧信号的比率，并把这权重因子施加到横越触屏的总距离以计算X坐标。用于计算X坐标的其它技术对在本领域中的技术人员将会变得明白的。
本发明的优点有很多，正如本领域中技术人员将会明白的。例如，对于给定的导引线数，本发明能实现较大的触屏(根据传感器条计数)。换句话说，对给定的触屏尺寸，本发明帮助减小为选定导引线路线(由于较少的导引线引起的)所需的空间。另外，根据本发明具有对称的传感器条一导引线连接的传感器电路导致平衡的远场效应。
前面的描述提供本发明启的揭示，本发明不受该描述的限制，但只受所附权利要求书的范围限制。本发明所有的其它方面都在本发明的范围和下面的权利要求书的范围之内，而这些其它方面对已阅读过前面描述的本领域中的技术人员来说将会变得明白的。
权利要求
1.一种电容性触摸传感器，其特征在于，包括包含多根导引线和一系列传感器条的传感器阵列，该传感器条各自包括第一和第二端，该系列的传感器条还分成传感器条的窗口，各传感器条的窗口具有来自多根导引线的对应的导引线组，其中各导引线组与彼此的导引线组是可区分的，这样，各传感器条的窗口与彼此的传感器条的窗口是可区分的。
2.根据权项1所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中该多根导引线包含比对应于传感器窗口的一组导引线更多的导引线。
3.根据权项2所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中各导引线组不包含象任何其它导引线组一样的所有相同的导引线。
4.根据权项2所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中各导引线组不包含象任何其它导引线组一样的在相同的排列中相同的导引线。
5.根据权项1所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中一传感器条的窗口与另一传感器条的窗口的区分是根据认出显示在已认出导引线组上的信号组，并把已认出的导引线组与可能的导引线组的列表作比较以判定匹配的导引线组，其中该已认出的导引线组在可能的导引线组的列表中，仅有一个可能匹配的导引线组。
6.根据权项5所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中在触摸传感器上的一次触摸引起显示在已认出的导引线组上的信号组，而该触摸通过认出对应于作为触摸源的匹配导引线组的窗口而加以定位的。
7.根据权项5所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中把认出的导引线组与可能的导引线组作比较包括把认出的导引线组的排列与可能的导引线组的排列作比较。
8.一种电容性触摸传感器，其特征在于，包括包括多根导引线和一系列传感器条的传感器阵列，该传感器阵列具有第一侧和第二侧，该多根导引线相等地分开在第一侧和第二侧之间，该系列传感器条还被分成传感器条的窗口，各传感器条的窗口具有对应的来自多根导引线的导引线组，其中第一导引线组与彼此的导引线组是可区分的，这样，各传感器的窗口与彼此的传感器的窗口是可区分的。
9.根据权项8所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中在第一导引线组中的至少一根导引线连接到在传感器条的不同窗口中的至少两个传感器条。
10.根据权项8所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中由于从对应于第一导引线组的传感器条的窗口的一次触摸产生的信号图形与从传感器条的任何其它窗口产生的另一信号图形是可区分的，所以第一导引线组与彼此的导引线组是可唯一区分的。
11.根据权项8所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中第一导引线组不包括象任何其它导引线组一样的相同导引线。
12.根据权项8所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中第一导引线组包括象另一导引线组一样的相同导引线，但是在不同的排列中。
13.一种电容性触摸传感器，其特征在于，包括包括多根导引线和一系列传感器条的传感器阵列，该多根导引线分为第一侧和第二侧，在第一侧的导引线每根在第二侧都有对应的导引线，各传感器条具有第一端和第二端，各传感器条第一端连接到在第一侧的导引线，并在另一端则到在对应的另一侧导引线，该系列的传感器条还分成传感器条的窗口，各传感器条的窗口具有来自多根导引线的对应的导引线组，各导引线组与彼此的导引线组是可区分的。
14.根据权项13所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中该多根导引线包括比对应于传感器条窗口的一组引线组更多的导引线。
15.根据权项14所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中各导引线组不包括象任何其它导引线组一样的所有相同导引线。
16.根据权项14所述电容性触摸传感器，其特征在于，其中各导引线组不包括象任何其它导引线组一样的在相同的排列中相同导引线。
17.一种用于认出在传感器屏幕上触摸，位置的方法，其特征在于，包括认出显示在连接到传感器屏幕上的传感器条的导引线组上的信号组；判定该导引线组是否对应于在传感器屏幕上多个传感器条的窗口内的一实际的传感器条的窗口，其中各传感器条的窗口具有对应的导引线组；以及如果该导引线组对应于实际的传感器条的窗口，则认出作为这触摸位置的该对应的窗口。
18.根据权项17所述方法，其特征在于，其中判定该导引线组是否对应于实际的窗口包括对导引线组指定初始次序，并把该初始次序与实际的导引线组的实际次序列表作比较来认出匹配。
19.根据权项18所述方法，其特征在于，还包括如果认出该初始次序没有匹配，迭代地重排这导引线组并重复与新次序作比较，直至认出这匹配为止。
20.根据权项19所述方法，其特征在于，其中如果没有发现匹配，则指出已发生一次错误。
21.根据权项18所述方法，其特征在于，其中实际的导引线组的实际次序与另一组的彼此是可区分的。
22.根据权项18所述方法，其特征在于，其中判定该导引线组是否对应于一实际的窗口包括判定显示在导引线组上的信号组是否形成与在该实际的窗口上的一次触摸可能的隆起图形相一致的隆起图形。
23.根据权项18所述方法，其特征在于，其中判定该导引线组是否对应于一实际的窗口包括判定显示在导引线组上的信号组是否形成与在该实际的窗口上的一次触摸可能的上升图形相一致的上升图形。
24.根据权项18所述方法，其特征在于，其中判定该导引线组是否对应于一实际的窗口包括判定显示在导引线组上的信号组是否形成与在该实际的窗口上的一次触摸可能的下降图形相一致的下降图形。
全文摘要
所描述的是一种触摸灵感屏幕，它具有能判定由传感电路引起的电场干扰发生在何处的传感电路。在电容性触摸传感器中可实现本发明，在这种传感器中，许多导电的传感器条中的每一条连接到导电的导引线。导引线比传感器条为少。因此，至少一根且很可能是几根导引线连接到多于一条的传感器条。要选择特定的导引线与传感器条的连接，以避免由在多于一条的单一导电条上可能产生的给定信号所引起的不明确性。更准确地说，本发明提供一种技术，用于布设导引线与传感器条的连接，使得能区分哪条具有与其它传感器条有共用导引线的传感器条经受或最靠近在该传感器上的一次触摸。
文档编号G06F3/041GK1596413SQ02823857
公开日2005年3月16日 申请日期2002年9月24日 优先权日2001年11月30日
发明者R·C·慕利甘, M·巴达耶, B·G·W·利姆 申请人:3M创新有限公司