CN102549535B - 触摸传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于感应用户输入的触摸传感器包括一个或多个元件。一个或多个元件的至少一部分配置为停止感应以确定一个或多个用户输入的位置。

Description

触摸传感器

技术领域

本发明涉及触摸传感器领域，并且具体来讲，涉及能够区分多个并发用户输入/触摸的触摸传感器，然而不是排他的。

背景技术

已经知道例如US6137427(Binstead)中介绍的那样的使用水平和垂直感应元件的复用阵列的触摸传感器，也可以称为触摸屏。这些触摸传感器在用一根手指操作的时候工作良好，其中在水平方向(x)上由元件识别出一个峰值，在垂直方向(y)上识别出一个峰值。在这个例子中，通过将水平方向上的单一峰值和垂直方向上的单一峰值合在一起，可以将触摸的位置明确地确定为x/y手指坐标。

不过，现有的复用阵列在正确检测两个并发手指按压的位置方面存在着问题，因为在水平方向(x)和垂直方向(y)上都会有两个峰值。问题是如何认定哪个x顶点与哪个y顶点相关联，在图1a中图解说明了这一问题。

图1a示意性地图解说明了现有的具有十六个感应元件/输入的复用64位置触摸传感器。沿着触摸传感器的水平(x)轴设置有八个感应元件，用附图标记102标出。沿着触摸传感器的垂直(y)轴设置有八个感应元件，用附图标记104标出。八个水平感应元件102和八个垂直感应元件104提供了64个触摸感应交叉点/交点。

图1a中示出了两根手指按压：x/y感应元件的交点5/3位置上的手指F0108；和x/y感应元件的交点7/6位置上的手指F1106。在图1a中用附图标记110图示出了水平感应元件102返回的信息，并且用附图标记112图示出了垂直感应元件104返回的信息。可以看出，水平感应元件102返回的信息110在水平位置5和7显示两个″峰值″，并且垂直感应元件104返回的信息112在垂直位置3和6显示两个″峰值″。

使用水平和垂直传感器102、104返回的信息110、112会导致歧义，因为不能确定手指是处于位置5/3和7/6上(这些位置是手指的正确位置)还是处于位置5/6和7/3上。通过常规的x/y复用扫描得不到足够的数据来确定正确的手指位置。

在三根或更多根手指的情况下，或者在多根手指在同一个感应元件上静止不动并且一根手指开始运动的时候，歧义的问题会更加严重。很难解决掌握哪根手指在动的问题。

解决这些问题的一种已知途径是使用感应元件的非复用阵列，比如图1b中所示的阵列。

图1b的触摸传感器150是由多个分立按键152组成的，各个按键对触摸很敏感并且有其自己独立的感应输入。图1b中用附图标记154示出了三十二个感应输入，并且这些感应输入对应于触摸传感器150左手侧的三十二个按键152，并且在图1b中用附图标记156示出了三十二个感应输入，并且这些感应输入对应于触摸传感器150右手侧的三十二个按键152。两根手指，F0(160)和F1(158)，被唯一地认定为分别处于输入56和42上。因此，图1b的非复用阵列能够没有歧义地同时检测出多根手指的位置。

图1b的非复用方法所存在的问题是需要大量的感应元件(每个按键152一个感应元件)并且与这些元件的连接线路很是复杂。图1a的8x8复用阵列需要16个感应元件(x方向八个，y方向八个)，而图1b的非复用等效方案需要64个感应元件(每个按键152一个)。可以理解，32x32复用阵列需要64个输入，而其非复用等效方案需要1024个感应元件，每个感应元件都需要与电子控制器连接。

64个非复用分立感应元件(图1b)所存在的另一个问题是64个元件中的每一个都需要回到控制器电路的传导路径，而大多数元件的传导路径必须要跨越观看/感应区域。除了在视觉上使屏幕模糊，这些轨迹还对检测精度有小的负面影响。

在先公开文本的列出或讨论或者说明书中的任何背景都不应必定被视为是该文档或背景属于现有技术或者为公知常识的佐证。

在下面的介绍中，术语接地、停用和停止感应是用于描述停止部分元件的感应的原理的词语的例子，并且可以包括使用控制元件来停止部分感应元件的感应。

″接地″可以包括，与真正的地或者地电位连接、与另一个固定电位连接、与固定的但是悬浮的电位连接(例如当设备是电池供电时)、与反有源底板信号或其它干扰信号连接。

术语不接地、启用和开始感应是用于描述包括使部分感应元件开始感应的原理的词语的例子。

″不接地″可以包括与有源底板信号连接或者允许元件悬浮，即不与任何东西电阻性地连接。

发明内容

按照本发明的第一个方面，给出了一种触摸传感器，包括：

一个或多个元件；

其中，一个或多个元件的至少一部分配置为停止感应以确定一个或多个用户输入的位置。

使一个或多个元件的至少一部分停止感应可以被看作是为触摸传感器提供遮挡，从而使得一个或多个用户输入的位置能够被确定。使一个或多个元件的至少一部分停止感应可以实现需要较少的感应输入就能够无歧义地确定一个或多个用户输入的位置。

一个或多个元件的至少一部分可以配置为停止感应以区分多个用户输入。这些元件可以是线性的或非线性的。

触摸传感器可以是一个或多个电容型触摸传感器，或者电感型传感器、电阻型传感器或者任何其它类型的传感器。在某些例子中，触摸传感器可以使用不同传感器技术的组合。

所述一个或多个元件可以包括一个或多个感应元件。一个或多个感应元件的至少一部分可以配置为容性耦合到地以停止感应。一个或多个感应元件的至少一部分可以配置为容性、电感性或电阻性地耦合到地以停用。可以以传感器感应接触的同样方式将感应元件耦合到地；例如，电容型触摸传感器可以具有容性耦合到地以停止感应的感应元件。在其它一些实施方式中，一个或多个感应元件的所述(多个)部分可以配置为耦合到固定电压、反底板信号或者不是有源底板信号的任何其它信号，以停止感应。一个或多个感应元件的至少一部分可以配置为耦合到有源底板信号以开启感应。触摸传感器可以包括开关，其配置为将感应元件耦合到地或有源底板。

一个或多个感应元件的至少一部分可以配置为耦合电气悬浮的元件以开启感应。″电气悬浮″可以被看作是不连接到地或者有源底板信号或者任何其它端子。触摸传感器可以包括开关，其配置为将感应元件耦合到地或者耦合到电气悬浮的元件。

触摸传感器可以包括一个或多个可控元件。可控元件的区域可以接近于感应元件的区域，以提供感应元件的感应区域。

可以将一个或多个感应元件沿着与一个或多个可控元件不同的方向排列，从而使得感应元件和可控元件相交，以提供感应区域。

可以沿着基本上与一个或多个可控元件的至少一部分相同的方向并且接近于该一个或多个可控元件的至少一部分，排列一个或多个感应元件的至少一部分，以提供感应区域。

使用可控元件和感应元件可以实现需要比现有技术少的感应输入。触摸传感器可以包括x个感应输入，其中x等于感应元件的数量，可以是例如触摸传感器的列数或行数。

本发明的实施方式可以实现对于二维触摸传感器仅仅需要一个维度感应元件。沿着第一维度的用户输入可以由感应元件区分；并且沿着第二维度的用户输入可以通过使这些感应元件的一部分开始感应或停止感应来区分，停止和开始感应可以顺序进行。使感应元件的一部分开始感应或停止感应可以通过启用或禁用一个或多个可控元件来进行。

对于例如键盘或触摸屏应用而言，感应元件的方向可以基本上垂直于可控元件的方向。对于其它的应用场合，这一排列方式可以更复杂或是定制的。

一个或多个可控元件可以配置为停用/接地，使得感应区域启用感应或者停止感应。

触摸传感器可以配置为将可控元件耦合到地，以使相应的感应区域停止感应。一个或多个感应元件的相应感应区域可以当将它们容性耦合到接地的可控元件时停止感应。

触摸传感器可以配置为使可控元件保持电气悬浮，以使相应的感应区域完全启动感应。

触摸传感器可以包括开关，其配置为将可控元件耦合到地以停用感应区域；或者使可控元件保持电气悬浮以启用可控元件，从而提供感应区域的完全感应。

触摸传感器可以配置为将可控元件耦合到有源底板信号，以实现感应区域的完全感应。

触摸传感器可以包括开关，该开关配置为将可控元件耦合到地以使相应的感应区域停止感应，或者将可控元件耦合到有源底板信号以使相应的感应区域开始感应。

可以为各个可控元件提供开关。

该开关，或这些开关，可以是电子开关。这样，触摸传感器的操作可以是自动操作的并且可以提供灵敏的触摸传感器。

触摸传感器可以包括控制器。控制器可以配置为根据从一个或多个感应元件接收的信息来操作该开关或这些开关。

控制器可以配置为操作这些开关，以周期性地将一个或多个可控元件停用/接地或者以其他方式控制可控元件。如果同时将一个或仅仅几个可控元件停用/接地，那么可以将此看作是提供窄遮挡。控制器可以配置为操作开关或者控制可控元件，以便将除了一个之外的所有可控元件周期性地停用/接地。控制器可以配置为依次启用单独一个可控元件。这可以被看作是提供宽遮挡。

控制器可以配置为确定哪些可控元件应当被停用/接地，以区分由从一个或多个感应元件返回的信号所代表的多个用户输入。

控制器可以配置为将之前启用的可控元件停用/接地，该可控元件与感应元件在与多个用户输入之一的位置相对应的位置上相交。控制器可以配置为控制可控元件，以使与多个用户输入之一的位置相对应的之前启动感应的相应感应区域停止感应。例如，如果在与两个不同的启用的可控元件相对应的位置上接收到用户输入，那么控制器可以将之前启用的可控元件之一接地/停用，从而使得两个用户输入可以被区分开来。

控制器可以配置为将所有的元件作为感应元件来操作，直到接收到多个用户输入，或者直到多个用户输入无法彼此区分开来。控制器然后可以将一个或多个元件作为可控元件来操作以区分多个用户输入。

控制器可以配置为控制可控元件以使所有的感应元件开始感应，并且控制器可以配置为重复地：

从感应元件接收信息；和

响应于从感应元件接收到的信息，控制可控元件，以使相应的感应区域停止感应；直到多个用户输入可以得到区分。

控制器可以配置为将与多个用户输入之一相应的位置上的从前的/之前的感应元件接地。控制器可以配置为将元件的操作从感应元件改为可控元件，以便区分多个用户输入。例如，如果在与两个不同的感应x输入或者两个不同的感应y输入相应的位置上接收到用户输入，那么控制器可以使用/操作这些感应元件之一作为可控元件并且将其接地/停用，从而使得两个用户输入可以被区分开来。

所有的感应元件还可以配置为可控元件，并且控制器可以配置为控制这些可控元件，使得两个可控元件之间的单独一个感应区域配置为用来进行触摸感应。

在没有可控元件被停用/接地的时候，可以接收到从一个或多个感应元件返回的信号。没有可控元件被停用/接地时的扫描可以被称为x/y扫描，并且可以涉及所有的元件都用作感应元件。这样的例子可以提供用于检测何时手指触摸屏幕的快速操作。歧义消除扫描可以仅仅在(只在认为需要时)两个或多个手指触摸屏幕时进行。

控制器可以配置为启用所有的可控元件，并且然后控制器可以配置为重复地：

从感应元件接收信息；和

响应于从感应输入接收到的信息，将这些元件的各种不同组合接地和/或增加或减少停用可控元件的数量，直到多个用户输入可以得到区分。

这是遮挡如何逐渐增加尺寸直到多个用户输入得到区分的例子，并且可以使得逐次逼近法和二分法得以执行。

在某些实施方式中，一个或多个元件可能从不用于感应触摸，而是永久构成为可控(遮挡)元件。可控元件可以被连接到地或者连接到有源底板，并且这可以使得多个用户输入能够在传感元件较少的情况下得到有效区分。

在其它一些实施方式中，一个或多个感应元件可以配置为既是感应元件又是控制元件，并且，在不同的时候，将会是其中一个或者另一个。

在某些实施方式中，所有的元件都可以是具有单独一个通用传感元件的控制器元件。控制器可以配置为周期性地停用/接地除了两个以外的所有可控元件，从而使得两个启用/未接地的可控元件之间的单独一个交点配置为进行触摸感应。没有停用的两个可控元件可以沿着不同的方向延伸，例如它们可以是彼此正交的。

在行元件和列元件都可以交替地作为控制和感应元件二者的例子中，行元件是感应元件而列元件是控制元件或者列元件是感应元件而行元件是控制元件，那么可以一个接一个地相继选择一个感应元件和一个控制元件，从而可以无歧义地感应行与列元件之间的各个交点。这样，对于8×8传感器板，64个交点中的每一个都可以被单独感应到。所有的感应输入可以被传送到单独一个感应输入电路，因为每次将启用仅仅一个感应元件。

由于前面介绍的两种感应方法(即，行感应而列控制的方法/扫描，和列感应而行控制的方法/扫描)测量同样的东西，但是以两种不同的方式进行测量，因此这两种感应方法可以用于提高检测的精度。可以将一种扫描的结果与另一种扫描的结果进行比较，以确定它们是否代表同一个用户输入，从而增加结果的可信度。按照另外一种可选方案，可以将两种结果结合在一起来产生综合结果，综合结果具有更高的精确度。实际上，这可以被看作类似于″复式簿记″。

按照另外一种可选方案，如果整行或整列元件精确地同时感应，那么每个行或列都需要一个感应输入电路。这将会要求输入的数量等于行数加上列数。对于例如8×8传感器板，这个数量应当是16。不过，在本段所介绍的例子中，从不将行和列都同时用作传感器，所以，可以通过将行和列输入路由到一排公共的输入电路来减少这个数量。这将会要求输入的数量等于行或列数量中的较大者，对于8×8传感器板来说，输入的数量是8。在这些例子中，所有的感应输入都可以被路由到单独一个感应输入电路，因为每次只可以启用仅仅一个感应元件。

各个输入都具有独立的输入电路和一个输入电路为所有的输入提供服务这两种极端情况之间的折衷是，例如具有可以精确地同时进行感应的一小排输入电路，例如四个。行或列输入可以被路由到这一排共用的四个输入传感器电路。

感应元件和可控元件可以是导线元件。在触摸传感器的区域中，感应元件的一部分可以沿着基本上平行于并且基本上相邻于可控元件的一部分的路径，从而使得感应元件和可控元件的彼此相应的这些部分提供感应区域。

控制器可以配置为控制可控元件，使得在没有用户输入或者接收到单独一个用户输入时，所有的感应元件都被启动感应。

控制器可以配置为启用所有的可控元件在没有检测到触摸的时候起到感应输入的作用。在某些实施方式中，控制器可以使所有可控元件即使在接收到代表单独一个用户输入的感应输入的时候也能继续作为感应输入，因为这不是有歧义的情形。这样，从处理资源和响应时间的角度而言，可以高效地使用触摸传感器，因为″遮挡″，例如通过将选定的元件接地，仅仅根据需要和有需要时才进行。

控制器可以配置为按照从一个或多个感应元件接收到的信息来执行多种操作模式中的一种，该触摸传感器包括在第一方向上延伸的x元件和在第二方向上延伸的y元件。这些操作模式可以包括下列一种或多种：

x和y元件都是感应元件，感应所有输入；

x和y元件都是感应元件，跟踪之前扫描中已经检测到的手指；

x元件是感应元件而y元件是可控元件，扫描所有输入；

y元件是感应元件而x元件是可控元件，扫描所有输入；

上述两种模式交替使用；

x元件是感应元件而y元件是控制元件，跟踪之前扫描中已经检测到的一根或多根手指；

y元件是感应元件而x元件是控制元件，扫描之前扫描中已经检测到的一根或多根手指；

可控元件可以通过仅仅将一个元件接地来进行遮挡；

可控元件可以通过将除了仅仅一个元件之外的所有元件接地来进行遮挡；

可控元件可以通过将元件块接地来进行遮挡；

可控元件可以通过将除了一个元件块之外的所有元件块接地来进行遮挡；

可以以逐次逼近的模式对元件块进行遮挡；

可以以按顺序的模式对元件块进行遮挡；

可以以取决于之前扫描结果的顺序对元件块进行遮挡；

x和某些y元件可以是可控元件，而剩余的(多个)y元件进行感应；

y和某些x元件可以是可控元件，而剩余的(多个)x元件进行感应。

感应元件可以包括连接到触摸检测电路的金属条带或导线(或任何导体)。

感应和/或可控元件可以足够宽，以致它们彼此邻接，但是彼此不进行电接触，并且可以覆盖整个屏幕。

一个或多个元件可以配置为使用动态或投射电容来确定用户输入。

可以提供包括连接到一个或多个元件的导线、电缆或任何其它电连接器的触摸传感器。例如，导线、电缆或电连接器可以将元件连接到感应电路。触摸传感器还可以包括在导线附近提供的屏蔽，从而使得导线对触摸没有反应。可以提供该屏蔽以视情况可控地使导线停止感应，从而任何对该导线的人为干扰都不会影响由一个或多个元件进行的触摸感应。该屏蔽可以是接地线，或者任何其它接地的电导体。可以理解，包括屏蔽的实施方式并非必须具有配置为停止感应的元件，因为与屏蔽相关的优点可以与停止元件的感应无关地实现。

触摸传感器可以包括控制器，并且一个或多个元件可以包括第一组一个或多个元件和第二组一个或多个元件。第一组和第二组元件都可以配置为既可作为感应元件又可作为控制元件进行操作。控制器可以配置为使用第一组元件作为感应元件和第二组元件作为可控元件来确定一个或多个用户输入的主位置，并且使用第一组元件作为可控元件和第二组元件作为感应元件来确定一个或多个用户输入的从位置。控制器还可以配置为依据主位置和从位置来确定一个或多个用户输入的综合位置。这些实施方式可以提供针对元件之间的容性耦合有限的导线元件的特定优点。第一和第二组元件之一或二者可以包括一个或多个元件。

可以提供一种包括本文公开的任何触摸传感器的电子装置。该电子装置可以是很小的或很大的触摸屏、可折叠的″像纸一样薄的″触摸交互式电子阅读器、移动电话、个人数字助手、其外壳和/或屏幕是触摸交互式的膝上电脑或自动电唱机、触摸交互式有形标牌、木质工作面、壁纸、地面砖、电子多用户游戏表、交互式会议表、控制板或需要单点或多点用户触摸交互式表面的任何装置。

本文公开的任何触摸传感器可以配置为通过玻璃进行操作，例如橱窗，包括双层玻璃窗。

按照本发明的另一个方面，给出了一种操作触摸传感器的方法，该触摸传感器包括一个或多个元件，该方法包括：

使一个或多个元件的至少一部分停止感应，以便确定一个或多个用户输入的位置。

可以提供一种计算机程序，该计算机程序在计算机上运行时，会使任何计算机配置包括诸如触摸传感器、装置或触摸屏的任何设备或者执行本文公开的任何方法。

该计算机程序可以是软件实施，并且计算机可以被看作是任何适当的硬件，包括数字信号处理器、微控制器、以及以只读存储器(ROM)、可擦可编程序只读存储器(EPROM)或电子可擦可编程序只读存储器(EEPROM)的实现，这些是非限定性的例子。软件可以是汇编程序。

可以在计算机可读介质上提供该计算机程序，比如盘或存储装置，或者可以被体现为瞬态信号。这一瞬态信号可以是网络下载，包括因特网下载。

附图说明

现在将参照附图仅以举例的方式给出说明，其中：

图1a和1b图解说明了现有的触摸传感器；

图2图解说明的是按照本发明的实施方式的触摸传感器；

图3图解说明的是按照本发明的实施方式如何将可控元件用作遮挡；

图4图解说明的是按照本发明的实施方式如何使用窄遮挡；

图5图解说明的是按照本发明的实施方式施加遮挡的四种不同方式；

图6表示按照本发明的实施方式的可遮挡触摸屏的顶视图；

图7表示贯穿图6的触摸屏的横截面图；

图8图解说明的是按照本发明的实施方式的容性耦合；

图9图解说明的是按照本发明的实施方式的电路图；

图10表示按照本发明的实施方式的可遮挡触摸屏；

图11表示按照本发明的实施方式的单独一个触摸传感元件和由八个可控元件构成的八元件可电子切换遮挡；

图12表示按照本发明的另一种实施方式的单独一个触摸传感元件和由八个可控元件构成的八元件可电子切换遮挡；

图13表示按照本发明的另一种实施方式的单独一个触摸传感元件和由八个可控元件构成的八元件可电子切换遮挡；

图14a和14b表示按照本发明的实施方式的单独一个机械或电动操作的触摸遮挡开关；

图15a和15b图解说明的是从图6的触摸传感器返回的数据；

图16表示按照本发明的实施方式如何使用窄遮挡消除两根手指的歧义；

图17表示按照本发明的实施方式如何使用窄遮挡消除两根手指的歧义；

图18表示按照本发明的实施方式的细导线屏幕；

图19表示按照本发明的另一种实施方式的细导线屏幕；

图20表示按照本发明的又一种实施方式的细导线屏幕；

图21表示按照本发明的实施方式的触摸屏；

图22表示按照本发明的另一种实施方式的触摸屏；

图23表示按照本发明的又一种实施方式的触摸屏；和

图24表示按照本发明的实施方式的受遮挡电感型触摸传感器。

具体实施方式

本文公开的一个或多个实施方式涉及感应用户输入的触摸传感器。触摸传感器包括一个或多个元件，并且这些元件中的一个或多个的一部分被配置为被停止感应，以便确定用户输入的位置，并且可能从而区分多个并发的用户输入。这些触摸传感器可以被称作遮蔽触摸传感器。有不同的方式可以使元件停止感应，下文将对此更加详细地介绍，并且在某些实施方式中，可以将元件称为″受驱动元件″或者″可控元件″，因为它们可以被驱动或者由控制器切换到地或者有源底板信号，以便使相应的感应元件开始感应或停止感应。这些可控元件在它们不被用作可控元件的时候，也可以作为感应元件使用。

图2图解说明的是按照本发明的实施方式的触摸传感器200。触摸传感器包括沿着触摸传感器200的垂直(y)方向间隔排列的八个元件204和沿着触摸传感器200的水平(x)方向间隔排列的八个元件202。各个垂直元件204在水平方向上延伸，不过将它们称为垂直元件，因为它们是在垂直方向上间隔开排列的。类似的命名规则也适用于水平元件202。

在这个例子中，垂直元件204可以被停用，以便区分多个用户输入。垂直元件可以被称作″受驱动元件″或″可控元件″。

图2的例子中的水平元件202是被配置为用来识别用户输入在水平(x)方向上的位置的感应输入。

图2中还示出了代表用户输入的两个手指按压(F0206和F1208)。第一手指按压F0206位于位置5，3，第二手指按压F1208位于位置7，6。如前面所讨论的，现有的复用阵列将不能无歧义地确定两个手指按压206，208的位置。在图2中，这两个手指可能处于四个可能的位置5/6、5/3、7/6或7/3。

当可控元件204被接地/停用时，该可控元件204与所有感应元件202之间的交点全部都不产生代表接触的输出。就是说，感应元件202与接地的可控元件204相交的所有区域都被停止感应。本发明的实施方式可以将与手指按压的垂直位置相关联的可控元件204接地，从而由感应元件202产生的输出不再包括代表手指在接地的可控元件204上的按压的数据。在图2中，将可控元件y6接地消除了任何一个感应元件沿着这一元件检测手指的能力，从而检测不到手指F1208。但是，仍然可以在与可控元件y3的交点上毫无歧义地检测到手指F0206。因此，手指F0位于位置5/3上，并且所以F1因此必然位于位置7/6上。对于存在两个并发手指按压的例子来说，只需要将一个可控元件接地就能够无歧义地确定这些手指按压的位置。可以理解，可能需要将不同数量的可控元件204接地，可能是在不同的时间接地，以便毫无歧义地区分超过两个并发的手指按压。

下面提供了该受驱动元件204如何用于区别多用户输入的更详细的例子。

在本文介绍的某些例子中，可能会将停用元件描述为将该元件接地。如本文中别处的介绍的，接地并不是停用元件的唯一办法，并且可以理解，所公开的涉及将元件接地的任何例子也可以具备停用元件的不同手段。例如，停用元件可以通过将导电元件电阻性地或容性地连接到真正的地或大地、连接到用作通用接地基准的悬浮地，或者连接到可以为或可以不为零电压的固定电压来实现。作为一种可供选用的方案，可以使用反有源底板信号来使感应元件停止感应，并且反有源底板信号可以与有源底板信号大小相同，但是相位与其刚好相差180度。类似地，被启用的元件可以被称为″未接地″元件。

采用按照本发明的实施方式的一种或多种方法，只需要将16个导体路由到用于64个元件阵列的控制器，并且没有任何一个传导路径需要横穿观看区域。

在现有的复用设计下，如图1a中所示，当接触垂直感应元件时，在没有来自水平感应元件的信息的情况下，是无法确定手指接触在该元件的什么位置上的。不过，本公开文本介绍了如何可以有选择地使部分该垂直元件开始感应或停止感应，从而使得仅仅一小段是有反应的或者仅仅一小段是没有反应的，并且如何可以在电子控制下沿着该感应元件上下移动这个有反应的/没有反应的点并且总是确切知道这个点在哪，使得一根或多根手指在该元件上位置的检测成为可能。

假设将图1a的现有复用触摸传感器设计方案配置为简单的x/y电容传感器，其中八个x元件和八个y元件都是感应输入，已经发现将任何一个y输入接地会使横跨接地的y元件的x输入的一部分停止感应。如美国专利US5844506中介绍的，在动态电容检测的方式下只有x元件位于接地y元件上方的部分受到影响，x元件的剩余部分仍然保持了它们的完全灵敏度。

当感应输入没有被感应或接地时，这种影响可以通过将所有的输入连接到来源于电容感应信号的信号而进一步得到增强。类似地，通过将除了一个以外的所有y元件接地，已经发现x元件的整个长度将会给停止感应，而它们跨越没有接地的那个y元件的部分除外。

可以利用这种现象来无歧义的检测多个手指在这种类型的复用触摸传感器上的位置。

例如，图2表示手指206在垂直感应元件x5与水平感应元件y3的交点上触摸该垂直感应元件x5。通过按顺序将除了一个之外的所有y元件接地，并且从而一次仅仅使一个交点开始感应，于是只可能当选择使得与水平元件3的交点开始感应的选项时检测到手指，表明该手指处于与水平元件3的交点上。当与y6的交点被开始感应时，在传感器x5上检测不到手指。

当与元件y6的交点被开始感应时，感应元件x7应当会发现手指F1，但是当与y3的交点被开始感应时，x7应当不会检测到手指。

在两根手指同时，但在不同的交点上，接触垂直感应元件5之后，当关联的水平元件允许垂直元件的该部分进行感应时，两根手指的存在和位置会被精确感应到。

作为在与水平元件的八个交点中的各个交点处、按顺序一次一个交点地使垂直感应元件5开始感应的替代方案，反过来，可以按顺序一次一个交点地使这一元件停止感应。在每种选择的时候都可以检测到手指，除了使与水平元件3的交点停止感应时。因此可以推断，手指位于与水平元件3的交点处。

如果有两根手指都在同一时刻，但在不同交点上，触摸垂直感应元件5，那么就会总是不断可检测到至少一根手指的存在，因此，不能通过这一处理区分两根手指。不过，由于所使用的感应技术给出了连续可变的″触摸力度″读数，这与二元的″触摸或未触摸″读数不同，于是在使适当交点停止感应的时候，会检测到触摸力度的减小，并且可以使用这一信息来检测不止一根手指的位置。如果可以实现完全的停止感应，那么，对于两个类似的手指触摸，当其中之一受到遮挡时，信号强度将会渐弱或衰减例如大约50％。

可以将这两种技术交替使用，以印证另一种技术的结果，或者将这两种技术结合起来使用，以获得较高程度的精确度。

在某些情形下，垂直感应元件和水平感应元件可以是可互换的。垂直元件可以进行感应，而水平元件开始感应/停止感应。于是水平元件可以起到传感器的作用，而垂直元件起到激敏器/去敏器的作用。而且，于是可以是使用来自这两种可选方案的结果来印证和/或加强检测的精确度。

图2表示一种可以这样来使用垂直和水平元件的触摸传感器：最初它们两者都被用作感应元件来确定是否有任何手指正在触摸屏幕。如果在任何一个感应阵列中确定了一个以上的触摸，则可以使用前面介绍的开始感应和停止感应处理。可以围绕着已经检测到手指的屏幕区域有选择地使用这个或这些处理，以消除有歧义的接触，而不是扫描整个屏幕。

本发明的实施方式使用有选择地使复用键盘或触摸屏的各个不同部分开始感应和/或停止感应的技术来精确地且无歧义地确定触摸该键盘或触摸屏的一个或多个手指的位置。也可以使用相同的技术来消除对感应元件组之一的需求。

也可以在非键盘/触摸屏应用中使用相同的技术，其中感应元件可以或可以不排列成规则阵列，但是可以排列成更加不规则或随机的布局。

用于有选择地使复用触摸屏开始感应或停止感应的方法，可以因不同技术而改变。依赖于机械运动的阻抗型触摸屏可以使用机械解决方案，而电感型和电容型触摸屏将有可能，不过不是必须，分别使用电感或电容解决方案。

阻抗型触摸传感器

四和五线阻抗触摸屏依赖于两个导电层之间的机械接触来检测手指按压。导电层在正常情况下由非常小的不导电隔离物的阵列分隔开。各个不同的这些线之间的电位差表明了手指的位置。一个以上的手指会产生在手指位置方面难以区分的电位差。可以使用适当设计的、电子可控的机械矩阵屏障来防止或允许选定的接触出现，从而允许一次仅仅一根手指造成两个导电层之间进行接触。可以使用在电流或磁场的作用下发生形变的材料。

电感型触摸传感器

电感型触摸传感器可以供本发明的实施方式使用，并且下面会参照图24给出一个例子。可以理解，本文介绍的与电容型触摸传感器有关的特征，对于电感型传感器或者任何其它类型的传感器，也可以具有等效的特征/功能。

电容型触摸传感器

本发明的实施方式涉及电容技术，用于有选择地使电容型触摸传感器开始感应或停止感应。

美国专利US4954823(Binstead)公开了一种检测通过非常厚的玻璃对键盘进行操作的手指的位置的非常灵敏、精确和稳定的方法(美国专利US4954823)。所要检测的信号很微弱，以至于很容易被诸如温度和湿度之类的环境条件的变化而淹没。通过使用与手指如何操作键盘或触摸屏有关的信息、使用其它按键作为参考来从局部变化中分离出全局变化并且仅仅使用电容变化，而不是绝对电容值，创造出了一种完全不受环境变化影响的非常灵敏的电容检测方法。在上电或重置时，为各个输入存储一个值，并且这个值被用作该输入的″无接触″参考值。将这个值连续不断地与该输入的当前值进行比较，并且将这个值缓慢递增或递减，以跟踪当前值并且从而补偿长期零位漂移。

后来把这种测量非常微小电容变化的动态方法称为″投射电容″，并且这种″投射电容″可以供本发明的实施方式使用。

之后的专利(美国专利US5844506(Binstead))公开了如果感应元件在没有被感应的时候与有源底板信号连接，如何通过交互耦合防止感应元件彼此干扰。有源底板信号与(多个)感应元件上的信号相同，并且理想地，与其完全同相且具有相似的波形和幅度。其不需要具有相同的瞬时电位。当与没有感应时将元件接地相比较时，发现结果得到的触摸屏明显更加灵敏并且感应元件之间的″串扰″明显减少。同样，这些技术都可以供本发明的实施方式使用。

在″动态电容″或″投射电容″检测条件下，已经发现，如果接地的元件与部分感应元件并排靠近地延伸，可以有选择地使部分感应元件停止感应。同一感应元件的这些部分没有紧挨着它们的接地线、但是具有悬浮元件或与紧挨着它们的有源底板信号连接的元件，可以保持它们的灵敏度不变。

当允许之前接地的元件悬浮或者将之前接地的元件与有源底板信号连接时，感应元件之前不灵敏的该部分会恢复它的灵敏度。这对所有形状的感应元件都有效，不管它们是线性的、弯曲的、杂乱无章的、网状的、树状的、2或3维的、细小轨迹状导体还是简单或复杂板状结构等。

接地可以通过将导电元件电阻性地或容性地连接到真正的地或大地、连接到用作通用接地基准的可能对电池供电装置有用的悬浮地或者连接到可以为或可以不为零电压的固定电压来实现。

作为接地的替代方式，可以使用反有源底板信号来使感应元件停止感应。理想地，这一信号与有源底板信号相同，只是相位与其刚好相差180度。也可以使用其它的干扰或停止感应信号，只是效果较差。

由于当将有源底板信号施加到一个极板上并且将感应信号施加到另一个极板上时标准电容器的两个极板上的信号总是相同的，因此在两个极板之间实际上并没有容性耦合。在沿着同轴电缆发送高频信号时常常会用到这一特征，屏蔽是由有源底板信号驱动的，而不是被接地。这会带来这样的效果：即使在长度很长的电缆上，信号的衰减也非常微小。在复用触摸屏中，有源底板信号会消除各个相交元件之间的容性耦合。

在当前公开的发明中，使用了这些观察和试验结果。

图3表示如何将可控元件用作遮挡，用以使得线性感应元件阵列的一部分能够感应到手指的接近并且阻止其它部分进行感应。

在图3中，用附图标记302表示感应元件，并且用附图标记304示意性地示出了可控元件。可以理解，为了便于图示，在图3的左手侧分别示出了感应元件302和可控元件304，并且在使用时，它们是一个位于另一个之上，如图3的右手侧所示的那样。

各个感应元件302沿着垂直方向延伸，并且可以被用于在水平方向上识别用户输入。可控元件304被示意性地表示为两个块304a、304b，它们一个位于另一个上方，并且在这两个块304a、304b之间有间隙304c。这两个块304a、304b代表接了地的可控元件，并且间隙304c代表没有接地的可控元件。图3的可控元件304可以被看作提供一个宽的遮挡，因为一次仅仅将一个可控元件接地。可以理解，也可以通过同时不被接地的一个以上的可控元件来提供宽遮挡，可以同时例如将2、3或4个可控元件不接地并且仍然提供宽遮挡。在某些例子中，启用少于可控元件总数一半的任何数量的可控元件都可以被看作是提供宽遮挡。

如用附图标记306表示的，接地可控元件的两个块304a、304b位于用户和感应元件之间，从而它们为感应元件加上了遮挡。该遮挡对感应元件进行了约束，使得它们仅仅识别位于与不接地的可控元件相对应的位置310上的用户输入，这个位置310被表示为遮挡中的间隙304c。

在其他例子中，包括电容型触摸感应的例子，形成遮挡的接地可控元件可以在感应元件后方，即，感应元件可以位于可控元件与用户之间。

这样使用可控元件可以被看作是提供带有窗口的遮挡。接地的可控元件可以随着时间改变，从而窗口可以沿着感应元件向上或向下移动。图3a到3d表示窗口如何随时间沿着感应元件向上移动。

图3表示如何可以用简单的遮挡取代图1a的现有技术，这个简单的遮挡允许八个垂直感应元件感应沿着所有八个感应元件的很多不同位置上的很多手指。

图4表示如何使用窄遮挡使键盘/触摸屏的选定部分停止感应。图4与图3类似，并且为类似的特征提供了400系列的附图标记。图4图解说明的是如何只有一个可控(y)元件404可以被接地，而所有其它可控(y)元件404可以不接地。

可以通过将可控元件与有源底板连接而将它们不接地，并且通过将可控元件与固定通用电位连接而将它们接地，将在下面对此详加讨论。

利用图4的遮挡，只有紧接在接地可控(y)元件前方(或后方)的感应(x)元件402部分被停止感应。大部分感应元件404仍然完全保持触摸灵敏度。

这种遮挡方法可以方便地用于消除简单复用扫描(比如图1a的现有技术进行的扫描)带来的读出歧义。例如，可以按照图1a中所示的已知复用阵列，使用水平延伸和垂直延伸的元件作为感应元件，直到确定了同时存在一个或多个用户输入。当确定了一个以上的用户输入时，可以使用识别出用户输入的感应元件作为可控元件并且将其接地，从而提供可以用于区分多个用户输入/消除多个用户输入之间的不确定性的信息。

可以理解，也可以通过同时被接地的一个以上的可控元件来提供窄遮挡，例如可以在同一时刻将2、3或4个可控元件接地并且这些可控元件仍然提供窄遮挡。在某些例子中，将少于可控元件总数一半的任何数量的可控元件接地都可以被看作是提供窄遮挡。

图5图解说明的是施加通过启用或停用可控元件而提供的遮挡的四种不同方式。可以理解，垂直延伸的感应元件和水平延伸的可控元件是以类似于图3和4的方式存在的。

在图5中，用黑色表示接地的可控元件，用白色表示启用的可控元件。从左到右表示时间流逝，从而遮挡右侧的遮挡是紧跟其后的遮挡。不过，在第五个例子中(5/1)，八个遮挡中的第五个在页面的左侧重新开始。图5中示出了″x″502，它代表所要检测的用户输入。

图5(2)表示分成几个大块使用遮挡，各个块覆盖屏幕的不同部分。不采用按顺序一次将一个可控(y)元件接地的方法，可以通过分块接地并且通过逐次逼近法或二分折半法确定用户输入/触摸的位置来节省时间。可以将上半部分接地并且下半部分不接地，以确定手指是在上半部分还是在下半部分。根据结果，可以将检测到手指的半部分再分为两半，如此反复，直到找到手指的精确位置。在各个阶段之后，可以将接地可控元件的数量减半或减少，直到确定出用户输入的位置。如果手指落在两个块之间的边界上，那么软件可以选择这一边界上的两个相邻的控制元件，以使得手指的精确位置能够得以确定。

也可以对x感应元件使用类似的技术。为了检测触摸屏幕的一个手指，可以感应几个x元件共同联合的块中的x元件。可以感应屏幕的一侧，然后感应另一侧。如果在一半当中检测到手指，则以越来越小的元件组来感应这一半，直到找到手指的精确位置。

图5(3)表示遮挡仅仅一直覆盖屏幕的三分之一的遮挡法。将会从下文的介绍中意识到，在某些例子中，当与比如图5(1)或5(2)所示的方法这样的其它遮挡法相比较时，这可以大幅减少使元件停止感应所需的接地连接。

与连续扫描相比，逐次逼近遮挡法也会减少找到手指位置所需的时间。对于32步的遮挡(即，32个独立可控的元件)，使用逐次逼近遮挡法，仅需要5或6次的重复就可以确定手指的位置。这与连续依次遮挡所需的三十二次重复大相径庭。

逐次逼近遮挡法会需要生成一个″无接触″参考表，代表在没有手指接触屏幕时、在各个逐次逼近遮挡条件下会发现的x个传感器值。

图5(3)表示使用三个遮挡位置的例子。这将会需要针对1)没有遮挡、2)顶部遮挡、3)中间遮挡和4)底部遮挡的、所有x个输入对应的″无接触″参考值。这可能是精确识别在施加触摸时相对于参考值发生的变化所需的。

图6表示适合于按照本发明的实施方式的多手指检测的可遮挡键盘/触摸屏600的顶视图。图7表示沿着直线a-b截取图6的触摸屏600得到的横截面图。图15a表示对这一键盘/触摸屏进行简单x/y扫描得到的结果，图15b表示对同样的键盘/触摸屏进行宽遮挡扫描得到的结果。

图6的触摸屏包括八个传感器输入乘以八个可控元件的阵列。可以使用可控元件来提供遮挡，这样遮挡的例子前面已经介绍过。也可以使用可控元件作为传感器输入。

屏幕离用户最远的一侧(在图7中看得最清楚)是由彼此绝缘的八个水平条带(y1-y8)构成的导电层。这些条带或可控元件形成遮挡。在图6和7中用附图标记610表示可控元件y8。在电子电路614(可以将其称为控制器)的控制下，可控元件(y1-y8)在用作遮挡时，将会被接地或者与有源底板信号连接，或者在用作触摸传感器时，将会被连接到传感电路。

在可控元件(y1-y8)这一层前面，但是与其非常接近且绝缘，有八个垂直导体(x1-x8)，这些垂直导体与电子电路614连接，电子电路614使得它们对接触敏感。这些元件(x1-x8)并不占据屏幕的整个面积，而是仅仅占据它的一部分，并且可以被称为感应元件。在图6和7中用附图标记612表示感应元件x4。

在感应元件(x1-x8)这一层前面，有一片绝缘材料，比如玻璃或塑料608，用来将用户的手指与感应元件(x1-x8)隔离开。

如果将所有的背景元件(y1-y8)都接地，那么大量的接地接线会使得前面的八个触摸感应元件(x1-x8)非常不灵敏并且不能检测到手指的触摸或靠近。

但是，如果y元件之一不接地，而是与有源底板信号连接，那么x元件紧挨在这个被启用的y元件前面的部分将会能够检测到手指触摸或靠近。所有八个x元件都能够检测手指，所以，在仅仅一个y元件不接地(并且因此启用)的情况下，可以在y元件的整个宽度上检测多达八个手指。电子电路614将各个y元件依次接地，直到所有八个y元件都已经分别接过地，使得多达64个手指能够被检测到。在每次完整扫描所有y元件之后，电子电路614可以开始新的扫描，并且继续进行无数次扫描。

图6表示十根手指(F0到F9)在屏幕上的可能位置。用附图标记602表示手指F2，用附图标记604表示手指F5并且用附图标记606表示手指F4。假设扫描开始于y1与有源底板连接并且y2-y7接地，于是传感器x1到x8将会检测到位于x4的手指F4606和x6与x7之间的手指F9的一部分。

如果然后将y1接地并且将y2与有源底板(ABP)连接，并且对所有的x输入进行扫描来检测手指，那么将会在x6和x7之间检测到手指F9的另一部分。这两次扫描的结果表明，手指F9位于x6与x7之间以及y1和y2之间。

当将y2接地并且将y3与有源底板(ABP)连接时，手指F0将会被x2检测到，在x4与x5之间将会检测到手指F5604，手指F6将会被感应元件x7检测到。

如果将y3接地并且将y4与ABP连接，八个x感应元件中的任何一个都不会检测到手指，表明没有手指触摸这一行。

当将y4接地并且将y5与ABP连接时，手指F1将会被x2检测到，并且在x6与x7之间将会检测到手指F7。

当y6是唯一与ABP连接的y元件时，将不会检测到手指。

当y7与有源底板连接时，将会在x1与x2之间检测到手指F8，并且在x5与x6之间检测到手指F3。

当元件y8与ABP连接时，将会在x4与x5之间检测到手指F2602。

这样，利用仅仅八个感应元件和八个接地/可控元件(见图15b)，可以检测到并且精确定位十根手指或更多手指。当手指运动时，可以通过连续扫描八个x元件和八个y元件，对它们进行跟踪。

图15a与图15b的比较表明，通过使用图3中所示的宽遮挡可以获得大量额外信息。表示简单x/y扫描的图15a提供了这样的指示：在屏幕上有很多手指，但是不能确切地确定哪个手指是哪个，或者精确确定它们在哪里。与此相反，图15b的遮挡法展示出了哪个手指是哪个，并且确切展示出这些手指在哪里。

如果x元件没有占据屏幕的整个宽度，而是留下部分y元件从屏幕的前面容性″可见″，则这些y元件还可以折合为传感输入。这使得该屏幕能够同时作为如图1a所示的简单复用x/y键盘/触摸屏和可遮挡多点触摸屏。

在某些实施方式中，大多数情况下可以象诸如图1a中所示的复用阵列那样的简单x/y扫描仪一样，对该屏幕进行扫描，并且根据需要且在需要的时候，可以简单地使用遮挡法来消除x/y扫描结果的歧义。如果象这样使用，可以更加智能地实施遮挡并且提供比只在遮挡模式下使用触摸屏的情况更快的检测。例如，在前面的例子中，由于当y4和y6与ABP连接时没有检测到手指，如图17a中的y扫描结果所示的，因此可以从单纯用于消除简单x/y扫描造成的歧义的任何遮挡扫描中省略掉这两个元件。而且，从x/y扫描当中就已经可用的有关手指位置的任何数据可以用来使需要从遮挡扫描中得来的信息量最小化或减少。可能需要从遮挡扫描中得来的唯一信息是消除x/y扫描数据的歧义。如果不需要提供精确位置信息，那么就可以将遮挡扫描进行得更快。

在某些应用中，触摸屏受到触摸的时间百分比可能非常小。在这些应用中，大多数情况下，可以将所有的y元件与有源底板信号连接并且仅仅简单地扫描x传感输入。当检测到手指时，可以将触摸屏改为x/y扫描模式或多点接触遮挡模式。这一改变可以是在电子电路314或者任何其它控制器的控制下自动进行的。

可以借助永久接地的导电层来防止感应元件的暴露端或者键盘/触摸屏的所有边缘感应手指，或者，如果防止用户接触，可以将其连接到有源底板信号。

图7表示，在这一实施方式中，y元件是借助薄的粘性绝缘层616贴在x元件上的。在这个例子中，x元件借助另一个薄的粘合层618贴在厚玻璃片608上，不过在其它的例子中，可以使用静电或者任何其它手段。

为了接地遮挡能够有效发挥作用，接地遮挡板(y1-y8)与触摸感应元件(x1-x8)之间的容性耦合必须要比手指与触摸感应元件(x1-x8)之间的容性耦合大得多。对于平行板电容器，电容与极板的表面积成正比并且与极板之间间隔的距离成反比：

C＝aS/D

其中a是常数，S是极板的面积，D是极板之间的距离。

接地遮挡(y1-y8)与感应元件(x1-x8)之间的距离必须要比手指(比如图7中的手指F2602)与感应元件(x1-x8)之间的距离小很多。为了提供有效遮挡，暴露于接地遮挡(y1-y8)的面积与暴露于手指的面积相比时，也要比较大。

在图7中，y元件与传感x元件之间的距离(c)620与手指与传感x元件之间的距离(d)622相比，是非常小的。y和x元件之间的绝缘层616可以是大约0.1mm厚，而玻璃608的厚度可以使2mm到10mm或更大。

图8示出了示意性的模拟电路图，并且图解说明了可控y元件与传感x元件之间的电容c1802以及传感x元件与手指之间的电容c2804。基于电容器的″极板″之间的距离，图8中的电容器c1802的D值大约比电容器c2804的D值小20到100倍。y元件对x元件暴露的极板面积要比手指大，这样就进一步增加了电容器c1802和c2804之间的量值的差异。如果y元件对传感x元件暴露的表面积是手指暴露的表面积的四倍，那么c1将会比c2大大约80到400倍。因此，当将y元件接地时，将会对重叠的x元件(通过c1802)的感应手指通过c2804实现的相对非常小的接地效应的能力造成非常明显的影响。不过，当将y元件连接到有源底板时，电容器c1802实际上消失了，从而可能非常微小的手指接地效应对传感x元件具有明显的影响。

有源底板信号的一个固有特性是：它将会消除感应x元件与连接到有源底板的任何导体之间的电容。

有源底板信号可以是通过利用高速的、单位增益的、不反相的缓冲器从感应元件x得到的(见图9，下面对此进行详细介绍)。有源底板信号与感应信号具有，尽可能接近的，完全相同的波形和相位，从而上面带有有源底板信号的任何导体将会与上面带有原始感应信号的任何导体不存在或者存在非常小的容性耦合，不管它们离得多近或者多远。

在图6和7的示意图中，唯一表示为与ABP连接的y元件是y3。用斜线阴影624表示了对触摸敏感的触摸传感器600区域。

在图7中，手指F2602和F4606在由传感器x4后面的接地y元件阻止被感应到的位置上触摸玻璃608。这些接地的y元件被保持为接地，或者0伏特。不过，手指F5604正在感应元件x4对触摸敏感的位置上触摸玻璃608，因为它正处于接在有源底板上的y元件前面。手指F5因此能够被x4感应元件感应到。

由于y元件扫描电路614扫描全部所有八个y元件，因此不同的屏幕区域会变得对玻璃608另一侧上手指的存在敏感。当y8连接到有源底板时，手指F2602将会被感检测到，并且当y1连接到有源底板时，手指F4606将会被检测到。

图9表示按照本发明的实施方式的简单触摸检测器900和有源底板生成电路的简化电路图。该触摸检测器具有八个x传感输入902、用于可控元件的八个y可控输出904和视情况而设的八个y传感输入906。下面将会讨论，八个y传感输入906可以或可以不与八个y可控输出904相同。

图9中所示的例子在触摸敏感电阻器/电容器(RC)振荡器中由从x传感输入902(并且视情况还有y传感输入906)得来的传感输入信号910产生出有源底板信号908。在这种类型的电路中，电容的变化造成传感输入信号910频率的变化。也可以使用其它的传感方法，其中很多方法并不会造成频率随着电容的变化而变化。其它的触摸传感方法可能会影响波形的幅度，而不会改变频率，并且与此对应的有源底板信号将会是原始波形本身。

如果要精确地同时检测一个以上的x元件902，那么使用不涉及频率变化的传感方法将会是有益的。如果不同的感应元件在同一时刻全部以不同的频率运转，那么就不可能产生共用的有源底板信号。不过，如果所有的感应输入都以相同的频率运转，那么它们可以全部由共用的信号驱动，这个信号也可以用作共用的有源底板信号。例如，这可以包括频率固定但幅度、相位响应于电容的变化而变化，或者频率固定但造成充电电流响应于电容的变化而变化。可以引入频率的小量抖动来降低电磁辐射。

图9还表明，正常情况下与地912或有源底板信号908连接的y受驱动元件904可以偶尔或定期地由可供选用的一排感应元件906代替。这可以使得屏幕能够从标准x/y复用传感屏幕切换到受遮挡的多点触摸屏。在其它一些实施方式中，受驱动的y元件本身可以折合为感应元件，在这种情况下，不需要这一排额外的感应元件，因为单独一组八个y元件可以同时用作感应元件和可控元件。如果使用额外的y元件，那么在将它们主动用于感应的时候，应当将受驱动y元件全部连接到有源底板信号，从而使得它们不会干扰y感应元件的灵敏度。

图10表示具有八个受驱动y元件1002、八个线传感y元件1004和八个线传感x元件1006的可遮挡键盘/触摸屏1000。各个元件1002、1004和1006都耦合到连接器1008，该连接器1008可以与诸如图9所示的那样的电路连接。

在这个例子中，线感应元件1004、1006是由细的绝缘涂层线制成的。八个水平受驱动y元件1002是由平板型材料制成的，比如ITO或ATO、铜箔、导电印刷墨水或者穿孔导体或网格，并且这个八个水平受驱动y元件1002位于线1004、1006后面且与线1004、1006绝缘。

可以以标准x/y复用模式使用触摸屏1000，在这种模式下，水平极板1002全部连接到有源底板信号，从而它们不会干扰传感线1004、1006的功能。当以多点触摸遮挡模式使用时，将八个水平极板元件1002中的七个接地，并且将剩余的水平极板元件1002连接到有源底板信号，或者可以使其保持悬浮。

图11表示单独一个触摸感应元件1102和由八个可控元件1104构成的八元件可电子切换遮挡。触摸传感器电路1116被接到感应元件1102上。

图11表示如何通过将大多数触摸敏感元件1102遮挡起来不被触摸到来使得单独一个触摸敏感元件1102起到一系列触摸敏感元件的作用。部分触摸敏感元件1102通过强容性接地被遮挡，并且因此，对触摸没有反应。将一个可控元件1106连接到有源底板或者使其保持悬浮，在遮挡1108中留下了一个小窗口，通过这个小窗口，可以检测到触摸。

图11中的可控元件1104中的一个或多个的接地，是通过诸如复用器1110这样的电子开关来实现的，复用器1110将各个可控元件1104连接到零电压1114或ABP信号1112。在图11的例子中，从底部开始数起的第三个可控元件1106被复用器1110连接到ABP1112，从而使得这个可控元件1106被连接到有源底板。所有其它的可控元件被复用器连接到零电压1114，以便使剩余的感应元件1102停止感应。这样，感应元件1102跨越未接地可控元件1106的区域对触摸有反应。这在图11中用附图标记1108表示。跨越接地可控元件的所有区域对触摸都没有反应。

图12和13表示类似于图11的单独一个触摸感应元件1202、1302。

图12的可控元件1204可以被复用器1210连接到ABP1212。如果可控元件1204不与ABP1212连接，那么由降压电阻1214将其降到地电位。降压电阻连接在各个可控元件1204与地或零电压之间。

图13的可控元件1304可以被复用器1310连接到ABP1312。如果可控元件1304没有被连接到ABP1212，那么它将被保持为″悬浮″，从而它被强容性耦合到位于可控元件1304的开关遮挡后面的接地导电极板1318。

图14a和14b表示按照本发明的实施方式的单独一个机械或电子操作的触摸遮挡开关。图14a表示关闭触摸感应的情况下的触摸遮挡开关，图14b表示开启触摸感应的情况下的触摸遮挡开关。

图14表示如何通过简单机械开关1404的操作，开启和关闭从导电极板，感应极板/元件1402，上感应触摸。开关1404的第一端子与另一个导电极板，可控极板/元件1406，连接。可控极板1406位于感应极板1402后面，并且与感应极板1402非常接近，但是与其绝缘。取决于开关1404的状态，开关1404的第一端子可以连接到ABP信号1404或地1408。

当后面的可控极板1406被开关1404连接到地1408时，感应元件1402与地会有非常强的耦合。这一接地效应剧烈地降低了感应极板1402感应附近手指通过不导电前面板1410实现的非常微小的额外接地效应的能力。不过，当背面可控极板1406被连接到有源底板信号1404时，感应极板1402与地之间的容性耦合被消除，并且感应极板1402现在可以感应到附近手指非常微小的接地效应。

在其它一些实施方式中，可以使用电子开关代替机械开关1404，并且这样可以使得前面介绍的接触感应开关能够被以电子方式导通或关断(见图11、12和13)。电子开关可以以比机械开关更快的速度进行操作，这继而可以导致触摸传感器更加灵敏，同时减少了用户输入遗漏的可能性。

图14还示出了视情况而设的接地线1420，该接地线1420被设置得靠近将感应元件1402连接到传感电路1422的线/电缆1424。这样，视情况而设的接地线1422能够减少用户(或其它方面)与线/电缆1424的交互作用被无意中识别为感应元件上的输入的可能性。与传感线非常接近地并排延伸的接地线将会使两条线非常接近的那个长度上的传感线对触摸停止感应。

图15a和15b图解说明接收了来自图6中所示的十根手指F0到F9的用户输入的触摸传感器返回的数据。图15a表示在以复用x/y触摸传感器模式使用时从触摸传感器返回的数据。图15b表示在按照宽遮挡模式使用时从同一触摸传感器返回的数据。

图15a中的x和y值表示，所有10根手指都已经被检测到，但是它们的值被彼此重叠，使得确定有多少手指或者它们的确切位置在哪里非常困难或者根本不可能。

与此相反，图15b表示为各个可控y元件单独测得的x传感器数据，因为依次为各个y元件开了窗口(未接地)。可以使用图15b中所示的八个受遮挡扫描结果确定出有十根手指，并且使用简单的算法比如质心算法可以很容易地计算出这些手指的位置。

图16表示按照本发明的实施方式如何使用窄遮挡消除两根手指的歧义。图16表示图1a的简单复用阵列1600，以及结果得到的x和y扫描1602。如前面所讨论过的，使用标准的x/y感应模式，不可以确定两个x峰值1604、1606中的哪一个与两个y峰值1608、1610中的哪一个相关联。不过，通过将与y峰值之一相关联的一个y元件接地，可以看出哪个x峰值与哪个y峰值相关联。对于图16的例子，发现当y6接地时，x7明显减弱。用附图标记1612形象地表现这种情况，并且这种情况使得针对在x7/y6处存在手指的判断能够得以进行。因此，默认地，并且借助排除法，另一个手指的位置在坐标x5/y3上。因此，在两根手指触摸屏幕1600的时候，这种遮挡方法使得简单x/y复用扫描1602的结果能够被消除歧义。

图17表示如何按照本发明的实施方式使用针对目标的窄遮挡，在两根手指都在同一个遮挡元件1708上开始运动时，快速且精确地确定两根手指如何运动，即使使用的是低能控制器(见使用低能处理器的操作模式部分)。当检测到两根手指如图17中所示那样处于同一个水平感应元件y31708上时，使用标准的x/y边沿检测不可能将一根手指与另一根区分开来。虽然图17b表明手指之一已经向上朝着y4发生了移动，如y传感器值的变化所指示的，但是x传感器值没有指示哪根手指向上发生了移动。不过，如果将y4元件转换为接地控制元件，那么随着手指沿着屏幕向上移动，该手指所对应的关联x传感器读数将会减弱。将图17a和17b进行比较，表明是手指F11710沿着屏幕向上移动。

不再一次一个地从y1到y8依次反复遮挡所有八个元件，而是可以有选择地仅仅将元件y2和y4交替接地，并且根据情况可以非常快速地交替接地，从而对任何运动都可以给出非常快速的响应。

如果一根手指1710沿着屏幕1700向上移动，那么它将会到达下一个y感应元件，在这个例子中是y4。如果将y4接地，那么，x峰值之一将会在幅度上减弱，这一减弱与将y4接地和将y2不接地的时刻是同步的。因此，减弱的x峰值是沿着屏幕向上移动的手指。在图17中，x7是减弱的x峰值，因此，手指F11710沿着屏幕向上移动。手指F0是剩下的唯一的手指，因此手指F0是不沿着屏幕向上移动的手指。假如手指F11710不是向上而是沿着屏幕向下移动，那么会得到相同的观测，但是这次减弱会是与将y2接地和将y4不接地的时刻同步，这样就表明手指F11710是沿着屏幕向下移动。

通过围绕着两个相邻的遮挡元件集中进行遮挡，而不是跨越八个遮挡元件的整个屏幕使用连续的顺序遮挡，可以将响应时间增加到四倍(在这个例子中)。假设使用32个元件，那么响应时间将会增加到16倍。

图18表示简单的细线屏幕1800，该屏幕1800的线路被布置成在x线1802和y线1804之间有一定的容性互耦。x线1802和y线1804是触摸传感器的元件的例子。

在图18中，元件是由细导线制成的，不过在其他例子中，可以使用诸如ITO之类的固体板型材料和印刷导电墨水构成这些元件。使用导线的缺点是可能会降低感应元件与遮挡元件之间的容性耦合。具有彼此交叠的较大平坦板状区域的元件之间可能会导致较大量的容性耦合，因为容性极板之间的重叠区域较大。与此相反，线元件具有非常小的横截面积，因此产生非常小的容性耦合。这种情况对标准感应可能是有益的，而对于本文介绍的某些遮挡感应算法可能是不利的。不过，与导线还是有一定的容性耦合，并且这对于实现某些实施方式中的遮挡传感方法就足够了。将y方向1804上的导线或多条导线接地可以减弱x方向1802上导线或多条导线的灵敏度。在将y方向1804上的导线接地和不接地的两种情况下，x方向1802上感应到的值的差异大得足以消除一个以上手指同时置于屏幕之上的情形下x/y复用扫描结果的歧义。

通过交替地，以x元件作为感应元件而y元件作为控制元件扫描屏幕，随后以y元件作为感应元件而x元件作为控制元件进行扫描，可以获得更高的分辨率。通过将这两种扫描的结果结合在一起，可以获得足够的额外信息，足以使得线元件能够在全遮挡模式下被更加可靠地使用。第一次扫描的结果可以识别一个或多个用户输入的″主″位置，并且第二次扫描的结果可以确定一个或多个用户输入的″从″位置。依据主位置和从位置可以确定一个或多个用户输入的综合/最终位置。

当使用细导线作为触摸感应元件和/或作为控制元件时，互耦可能不会和使用板型材料时一样强。因此，为了改善在导线的情况下使用遮挡技术的能力，本发明的实施方式的包括如下功能：

1)在将x线用作感应元件而将y线用作控制元件的情况下进行遮挡扫描，然后

2)在将y线用作感应元件而将x线用作控制元件的情况下进行遮挡扫描，然后

3)将之前两次扫描的结果组合起来，以产生较高分辨率的综合扫描结果。

这一功能并不局限于线元件，还可以被用于其它元件类型，只要x和y元件都能够作为感应和控制元件。

图18表示锯齿形的导线1802、1804，即它们能够沿着自身叠在一起的路径延伸，以增加x和y轴1802、1804上的导线之间的容性耦合量。当在标准x/y复用模式下使用时，通过将没有被感应的导线连接到有源底板来消除容性耦合。不过，当在遮挡模式下使用时，可以将y平面1804上的一个或多个导线接地，并且这可以造成与x平面1802内的一个或多个导线具有明显足以具有可测量效果的容性耦合。这可以使得来自标准x/y检测系统的结果能够被充分消除歧义，以确定在屏幕上同时使用两根或更多手指时，哪根手指是哪根。

图19表示细线屏幕1900，该屏幕的导线被布置成增加在x轴1902上延伸的导线与在y轴1904上延伸的导线之间的容性耦合。图19中导线1902、1904的布局是这样的：在屏幕1900的x导线1902的一部分和y导线1904的一部分彼此一致的区域内，x导线1902的该部分沿着基本上平行于并且基本上相邻于y导线1904的该部分的路径延伸，以提供传感区域。x线与y线彼此基本上平行且基本上相邻的放置区域能够改善导线之间的容性耦合。

图20表示一种可供选用的细线屏幕2000，该屏幕2000的导线被布置成增加导线间的容性耦合。如果需要的话，屏幕2000允许屏幕材料被切割成小尺寸，不会对功能造成损失。

在图18、19和20中，所有的垂直导线起始于屏幕的底部并且成锯齿状沿着屏幕向上。如果将屏幕切短，那么剩余的导线仍然会连接在控制器上。不过，在图18和19中，水平导线跨越屏幕自始至终都是锯齿状的。任何特定传感区域的锯齿形状被伸展跨越在这一行内所有传感区域。如果将屏幕垂直切割而只剩下屏幕的左手侧，那么在所示的图中，去往每个输入的三分之二的导线将会被切断，并且与输入隔断。在图20中，导线是以防止发生这种情况的方式铺设的。各个传感区域所需的所有锯齿形状都完全处于该传感区域内。

图21表示触摸屏2100，其具有位于由细导线制成的元件2104的水平延伸(y)传感层之后的元件2102的遮挡垂直延伸(x)受驱动层。在这个例子中，遮挡层是垂直的并且传感层是水平的。在这个实施方式中，感应元件2104的布线图非常简单并且可以由诸如18、19和20中所示的那些布局之类的更加复杂的布局来代替。

图22表示这样一种触摸传感器：所有的水平y元件都尽可能宽、由诸如氧化铟锡(ITO)之类的板状材料制成并且总是被用作受控元件，要么接地要么连接到有源底板。垂直x元件处于y元件的前面，位于用户与y元件之间。这些也要尽可能宽，在x元件之间没有容性地″看到″背面y元件的间隔。x元件总是被用作触摸传感器。

这种排列的优点在于ITO的图案非常简单，并且提供了非常好的光学和功能特性。ITO占据几乎所有的屏幕，使视线模糊的绝缘轨迹非常少。ITO的整个宽度也会将x和y轨迹的电阻减小到最小。

图23表示具有两层遮挡2302、2304的单独一个触摸感应板2300。图23图解说明了使用一层受驱动x元件2304和一层受驱动y元件2302来遮挡大部分屏幕的极端遮挡的可供选用形式。除了一个以外的所有受驱动x元件和除了一个以外的所有受驱动y元件可以被接地，剩下的x和y元件连接到有源底板。这将会使接触感应板2300的大部分停止感应，只剩下位于与有源底板连接的x和y元件的交点处的很小一块有感应。附图标记2306表示触摸感应板2200和两层遮挡2302、2304如何重叠在彼此顶部，以提供触摸感应窗口/块2308。

通过改变将哪个受驱动元件2302、2304接地或连接到有源底板，可以使用不同大小、不同位置的触摸窗口2308。触摸窗口2308可以用于跨越整个触摸感应表面系统地扫描小窗口，或者可以选择特定区域进行感应。

为了使感应层2300能够在与有源底板连接的位置上通过前遮挡2304感应到手指，前遮挡中必须具有间隙。网状的前遮挡是理想的遮挡。

感应极板2300可以是位于背面，而两个遮挡极板2302和2304位于前面。不过，按照这种设计，遮挡极板中需要具有缝隙，以便感应极板通过它们感应到手指。

图24表示按照本发明的实施方式的受遮挡电感型触摸传感器。例如，已知这样的感应传感器与金属触笔一起用于触摸屏幕。

图24a表示与振荡电路2404连接的电感线环2402。振荡器的频率取决于线环L12402的电感和电容器C1。当任何金属(比如触笔)靠近线环L12402时，其电感增大，并且振荡器2404的频率发生变化。

但是，线环对任何附近金属的部分响应可以通过靠近它放置另一个线环来减小，从而使触摸传感器停止感应。如果这第二个线环是闭环，那么它的有效性将会大于开环的情况。

图24b表示与电感感应环L12412交叉的五个开环2416。这些开环2416全部对感应振荡器2414的频率有影响，并且在一定程度上将会减小电路的感应效率。不过，如果线环2416中的一个或多个被闭合，从而构成线圈，那么检测附近金属物体的能力将会变差。图24b的开环2416可以通过操作开关2418来闭合。这样，可以通过操作关联的开关2418，使得环2416闭合，来使电感感应环L12412与环2416相交的区域停止感应。图24c表示只有一个环(环4)停止感应并且其它环(环1到3和5)开始感应时图24b的电路。

这一开环和闭环之间灵敏度方面的差异能够使灵敏度遮挡得以创造出来。

图24d表示如何为整排感应元件L1到L42420形成遮挡，该遮挡是电子控制的。可以一次感应一个电感感应元件L1到L42420，并且对于各个感应元件2420，可以一次一个按顺序将这些环，环1到环5，闭合。

在上电时，可以通过扫描传感器输入L1到L4与各个闭环(环1到环5)的每种组合来制作频率读数的表格。在图24的例子中，这将会给出二十个读数。这个表格可以用作″没有金属″参考表。

如果一片金属，比如触笔，被放到屏幕附近，那么将会观察到频率变化。在图24d中，如果它在环4后面，那么环4闭合时的频率变化将会小于环4开放时的频率变化。这表明触笔在环4后面。如果它在任何其它环后面，那么环4开放和闭合之间不会有测量差异。

类似地，也可以同时检测到一个以上的金属物体。如果任何金属物体处于闭合的环后面，那么测得的信号将会变弱，但是如果任何特定的环闭合时，测得信号没有减弱，那么说明没有金属物体处于那个特定环后面。

在其它一些实施方式中，代替一次遮挡一个环，可以将除了一个环之外的所有环都遮挡，或者可以同时遮挡成排的环。

可以使用其它可供选用的遮挡方法。不再通过将环闭合或开放来进行遮挡，可以使用将线环接地以及反之使它们悬浮的方法，或者可以使用对它们强加能干扰感应线的信号的方法。

使用高能处理器的操作模式

如果可以达到充足的处理能力和速度，那么可以以几种简单的模式操作受遮挡的多点触摸触摸屏。

通过同时检测很多感应输入，并且使用能够以100MHz的速度操作的处理器，可以在32微秒内扫描32个输入。使用32路的遮挡，可以在1ms内扫描所有1024个感应区域，给出了大约每秒1000次扫描的扫描速度。

2010年就已经能够以很低的价格轻易得到能够实现这样的能力和速度的处理器，并且未来的处理器将会在这方面有很大改善。

利用这样的处理器，可以连续感应每个感应元件，创造接近感应相机的高扫速度。

将这个处理器与由位于ITO感应元件的垂直阵列后面的ITO控制元件水平阵列构成的触摸传感器组合在一起(见图22)，会得到一个简单然而强大的多点触摸触摸屏。

对角线100英寸或以上的非常大的触摸屏可能会涉及使用细导线作为感应和控制元件(见图18)。由于x和y元件之间的容性耦合较低，因此这些屏幕的″可遮挡性″不象使用板状导体的情形那样高效。使用导线，该效率可能会低到25％，与此相反，板状材料的效率可达到95％。不过，适当的算法仍然能够使用这一数据来提取检测屏幕上很多手指的精确位置所需的信息。

不过，通过与y元件用作传感器和x元件用作控制元件交替地使用x元件作为传感器和使用y元件作为控制元件来扫描触摸屏，可以获得更多的信息。然后可以将这些扫描的结果结合起来。可以将这两次扫描看作主扫描和从扫描。

能够同时感应数个输入的高能处理器和控制器每秒能够扫描非常大的高分辨率细导线触摸屏数百次，使得该触摸屏能够被用作能够同时检测和跟踪数十个(如果不是数百个的话)用户输入的高速多点触摸触摸屏。

使用低能处理器的操作模式

如果使用低能处理器，则一直扫描所有感应区域会大幅降低触摸屏的响应速度。具有32x32感应区域的触摸屏的完整扫描牵涉到每次扫描取得1024个测量结果。每秒能够扫描50次的处理器在用于对32×32路触摸屏进行x/y边缘扫描时，在完整遮挡模式下每秒仅能实现三次扫描。这可能会非常慢，以致于不能跟踪任何手指运动，所以使用更加复杂的感应技术来实现快速响应。

下面介绍的大多数方法用于提高使用非常简单的电子控制器的触摸屏的功能能力，并且在使用高能控制器的时候并非必定需要。

如果x和y元件是可互换的，就是说，都可以作为传感器和控制器，那么，在大部分时间内，可以将屏幕用作简单的边缘扫描″一次触摸″触摸屏。对于32×32分辨率的触摸屏，与感应1024个感应区域中的每一个相比，这将会给出大约十六倍的速度提升。当由任何一个感应矩阵中的两个峰值表明检测到两根手指时，可以在峰值指示的位置附近使用有选择遮挡，以从所指出的四个可能位置中辨析出两个真正的触摸位置。如果检测到三根手指，则可以使用类似的处理来从九个可能的位置中辨析出真正的三个触摸位置。对四根手指可以重复进行类似的处理，甄别16个可能的位置，对于五根手指或更多手指，都可以采用这种方法。

可以使用由x/y复用扫描得出的结果来精确确定手指的位置，并且在存在一个以上手指的时候，可以简单地使用遮挡来进行甄别。在这些例子中，由于遮挡只用于逻辑运算，就是说，在一种选择和另一种选择之间进行选择，因此受遮挡扫描的结果不必像将它们用于精确确定手指位置时所需要的那样精确。因此，通过实施速度快但精度低的遮挡抽样扫描可以节省时间，可以将遮挡抽样扫描与x/y复用扫描的结果结合起来以确定手指的位置。与单独使用遮挡法确定手指位置相比，这一处理可以执行得更快。

作为边缘扫描的替代方案，或者如果x和y元件不是可互换的，可以采用顺序有选择的遮挡(见图5)，比如逐次逼近遮挡，来提高手指检测的速度。不再一个接一个地选择各个控制元件，可以对多块屏幕进行遮挡，来测试手指是否在那个区域内。第一个遮挡可以检测手指处于屏幕的上半部还是下半部。如果发现手指处于屏幕的下半部，那么可以遮挡第三个四分之一部分，留下第四个四分之一部分不遮挡。如果发现手指处于第四个四分之一部分内，那么可以将屏幕的第七个八分之一部分遮挡起来，留下最后一个八分之一部分不遮挡，并且如此反复，直到找到手指位置。以这种方式，将会在五次扫描内找到手指，而不是32次扫描，给出了大约6倍的检测速度提升。

当使用全宽度x传感元件时，不可能将y元件用作传感元件，因为它们可能会被x感应层完全屏蔽(例如见图22)。如果将所有的y元件都连接到有源底板信号，那么可以单独使用x传感元件来确定这些x元件中的一个或多个是否已经被触摸。如果没有元件被触摸，那么可以继续进行x元件扫描直到检测到触摸，其中所有y受驱动元件连接到有源底板信号。当检测到触摸时，可以使用遮挡来沿着各个x元件确定何处发生了触摸。这可以通过宽遮挡(模式1-见下文)或窄遮挡(模式2-见下文)来实现。

本文公开的一个或多个实施方式可以以下列的遮挡扫描模式中的一种或多种来进行操作。

模式1(宽遮挡)-将除了一个以外的所有控制元件接地。

对于图6的示出8x8复用阵列的例子而言，y导电元件可以占据阵列的整个背景区域，但是分成8个绝缘的水平条带。x导电元件位于y层前面，但是与其绝缘。x元件可以占据全部区域，如图22所示，或者可以相对较窄，如图6所示。如果使用窄x元件，那么可以将x层未使用的区域保持为悬浮的隔离岛。在图22中，只有x元件可以进行感应，并且可以使用y元件有选择地使这些x感应元件的主要部分停止感应。

如果八个y元件中的七个接地，并且将第八个元件保持为悬浮或者连接到有源底板信号，那么x感应元件只有在未接地的y元件前面的部分将会对接近的手指的较小接地效应比较敏感。任何在x感应元件位于接地y元件前面的部分附近的手指将会几乎不可察觉。

如前所述，可以使未接地元件保持悬浮或连接到有源底板信号。使用有源底板信号可能效果更好，因为它会在x感应元件之间造成较小的容性耦合，但是可能意味着电子电路会比将y元件保持悬浮时略微复杂些。y元件覆盖整个区域并且连接到有源底板或接地这一事实能够确保触摸屏的整个背面在任何时候都对反面的触摸没有反应。如果将y元件保持悬浮，那么该元件会对从屏幕背面容性耦合的手指有反应，不过该手指会同等地影响所有的x元件，所以，未必造成任何问题。

大多数时候，键盘或触摸屏将不会受到触摸，但是它仍然需要准备好随时检测接近屏幕的手指。在这一″等待″期间，可以将所有的y元件连接到有源底板信号，从而使得它们被启用，并且可以使得x感应元件能够针对新的触摸感应整个屏幕。一旦检测到触摸，就可以将屏幕转换为遮挡模式，例如通过将除了一个之外的所有y元件接地来进行转换。可以将没有接地的y元件连接到有源底板信号，并且可以针对每次遮挡变化对所有的x感应元件进行扫描，以检测任何手指的位置。

当接触终止时，可以将屏幕恢复到原始模式，在这种模式下，所有的y元件都连接到有源底板信号，并且只对x感应元件进行扫描。

考虑图2的例子，如果y3不接地(并且因此被启用)并且y1、y2和y4到y8全部接地(并且因此被停用)，那么所有x元件接近于y3的那一小段将会对附近的手指非常敏感。x元件接近于y1、y2和y4到y8的那些段附近的手指将不能察觉。这样，仅仅将y3连接到有源底板信号使得处于x5处的手指F0206能够在处于y3上时被检测到。通过类似的处理，当y6是未接地的或连接到有源底板信号的唯一y元件时，手指F0(206)是检测不到的，而在x7处检测到手指F1(208)。

这样，通过依次地仅仅每次将一个y元件不接地/启用，可以针对很多手指对整个触摸屏进行扫描，并且无歧义地识别出这些手指的位置。可以连续不断地循环进行这一扫描处理，以跟踪运动的手指。

还可以使用内插法来确定手指在感应元件之间的位置。例如，位于两个x元件之间的手指将会对两个x感应元件给出较小的读数。动态电容或″投射电容″触摸屏和键盘在触摸屏前面可以有一层很厚的玻璃，并且这一玻璃可以帮助在不同的x元件之间并且沿着x元件的不同感应长度进行内插。还可以使用轻微导电的层，通过强调触摸点和在围绕着触摸点的递减半径内扩展触摸信号来帮助进行内插(例如，如英国专利GB2418259中介绍的那样)。

在将八个y元件中的任何一个不接地/启用的例子中，可以一次一个地感应各个x元件。这将会意味着需要64个感应测量结果来扫描整个8x8屏幕。可以通过同时感应一个以上甚至全部x元件来提高该处理的速度。这可以提供更加灵敏的触摸屏，但是这需要更加复杂的控制器。

将除了一个之外的所有控制元件接地(模式1)，额外的容性负载被置于各个感应元件上，从这个角度来说，模式1可能是不利的。在前面的例子中，所有x感应元件的长度的7/8部分总是与地深度耦合。动态或″投影″电容仅仅与电容变化有关，绝对值并不重要。因此，与地的任何深度容性耦合都不会明显干扰感应处理。不过，它可能意味着，比起模式2(见下文)或者图1b的简单非复用检测处理来，可能需要更多的时间或处理能力来检测手指。

不过，深度地耦合在检测系统对电磁干扰的抗干扰性方面，或者至少在减少电磁干扰的影响方面，可能会比较有利。深度地耦合还可以防止触摸屏被从反面激活。

模式2(窄遮挡)-仅将一个控制元件接地。

将除了一个以外的所有控制元件接地的替代方案是，将仅仅一个控制元件接地，并且将所有其他的控制元件连接到有源底板。这将会导致在手指处于接地元件上方时，触摸信号被减弱，与模式1中的被增强刚好相反。模式2的遮挡法的优点在于，相比于模式1，由于感应元件被容性连接到有源底板而没有连接到遍布大部分触摸屏的接地面，模式2提供了感应元件之间的较小容性互耦。

与将除了一个以外的所有元件接地不同，将一个元件接地可以在有源底板电路上施加较小负载，并且系统中地的容性负载较小，使得感应电路能够更快操作。

对于按照模式1操作的8×8系统，屏幕的八分之七被接地，而按照模式3操作的同样系统将仅仅使屏幕的八分之一接地。如果使用简单的传感系统，其中一次感应一个感应输入，并且开始进行固定数字的振荡器计数，然后接地的传感器将会以较低的速率振荡，因此，达到目标计数值会花费较长时间。将屏幕的八分之七接地会加剧这一时间损失，使得触摸屏运行更慢。简单的传感器机构也可以使用电阻器来将控制线连接到有源底板信号并且将这些电阻器中的八分之七接地会在有源底板电路上加上相当大的负载。在具有一次读取一个以上输入的更加复杂的电子控制器并且采用有源方式将有源底板切换到其相关元件的系统中，与将除了一个以外的所有y元件接地比起来，一次将一个y元件接地可能没有任何优点可言。事实上，相反的情况可能是真的，因为一次启用一个元件可以提供比一次停用一个元件更好的遮挡。

可以以类似于模式1的方式扫描模式2的受遮挡触摸屏，但是结果的解读方式略有差别，因为由位于受遮挡元件上的一个手指或多根手指造成的信号遭到衰减，而由屏幕上的其它手指造成的信号却没有受到衰减。

当在同时有两根手指的情况下使用x/y复用扫描时，通过有选择地将给出触摸读数的两个y传感输入之一接地，然后确定这对两个x峰值的影响，可以甄别两个x峰值中的哪一个与两个y峰值中的哪一个相关联。

通过将y峰值之一接地，它相关的x峰值将会被停止感应，表明减弱的x峰值与接地的y元件相关联。剩下的没有减弱的x峰值因此与另一个y元件相关联。

模式3(块遮挡)-同时将数个控制元件接地。

可以同时将一组控制元件接地，或者保持不接地。这可以被用于：

1)快速遮挡屏幕的较大区域，就如在逐次逼近法遮挡中那样

2)通过将多个相邻控制元件并联起来，降低遮挡材料的电阻，

3)在速度非常慢的系统中，在跟踪手指时，扩展遮挡。

导体元件

用于y遮挡/可控元件的导体材料可以由具有充足/合理导电性能的任何材料制成，比如非常细的拉制或压制成的金属线、钢筋混凝土加强棒、铜轨迹、导电平板材料、带孔导电平板材料、导电导线网、氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)、诸如纳米颗粒或纳米管墨水之类的透明导电印刷墨水或者诸如银或石墨墨水之类的不透明导电印刷墨水。可以为x元件使用类似的材料。

为了让模式1尽可能有效地发挥作用，可能需要具有由y元件将x元件非常强的接地。要实现这一点，对于控制y元件这一层来说，具有连续导电的薄片可能是比较有利的。这在控制元件和感应元件之间造成了很强的容性耦合。这一耦合可以将感应元件的灵敏度轻易减小大约90到95％。仍然会保留小量的灵敏度，但是不足以妨碍作为检测和甄别同时在屏幕上的多个手指的方法的遮挡法的实际应用。

x感应元件可以是连续导电薄片、网状导电层、印刷导体、细导电轨迹或者细导电导线。

如果任何一次只要检测几根手指，并且要使用几种遮挡模式来彼此印证，那么明显小于90％的可屏蔽衰减能力是可以接受的。在此情形下，可以为y层的可控元件使用细导线或者网状导体。这种非平板状的材料可以位于x感应层之后或者感应层之前。如果使用细的绝缘涂层导线，除了x和y导线彼此交叉的情况外，这两组元件实际上可以处于同一平面内。

以模式2操作并不会在x和y元件之间造成与模式1一样大的容性耦合。当与细导线传感元件一起使用时，这一窄遮挡模式可能会造成低至25％的衰减程度。如果将导线布局安排成在x和y元件之间实现最大容性耦合，如图18、19和20所示，就可以改善衰减程度。使用在导线不进行感应的时候连接到导线的有源底板，确保了容性互耦不对在x/y模式下使用的屏幕的运作产生不利影响。

导体电阻

对于使用ITO或ATO的透明触摸屏，每平方300欧姆或更小的表面电阻率被视为是可接受的。这可以实现优异的透明度和两个ITO/ATO层的匹配/平衡，并且能够确保轨迹不明显可见。

在一种实施方式中，y元件可以是非常宽的(图6)，并且能够保持横贯屏幕的整个宽度(或高度)。这可以允许使用电阻相对较大的材料，并且能够实现大屏幕的功能。对于大部分时间，可以将y元件简单地接地并且没有任何波动信号施加到它们上面。在这些情况下，可能没有或有有限的与电阻和电容相关的传播延迟问题，因此电阻可以相对高。

在当y元件被启用并且不接地时将这些y元件保持″悬浮″的例子中，可以允许y元件的电阻非常高。不过，如果在不将y元件接地时将这些y元件连接到有源底板信号，由于RC时间延迟，可能会对其作为激发反应的遮挡的有效性有明显的伤害。可能需要y元件的电阻相对较低，以防止或降低对有源底板信号造成任何明显的电阻/电容(RC)延迟。

如果y元件仅仅用于控制并且x元件仅仅用于感应，那么x元件可以尽可能宽(见图22)，并且因此可以由电阻适当的材料制成；它们的较大宽度会使它们的电阻发生一定程度的偏移。不过，如果它们是全宽度的，并且如果控制元件在不接地时被保持悬浮，那么在x元件和y元件之间可能有非常大的容性耦合，这一容性耦合可能造成一定的串扰和抽样延迟。如果y元件在不接地时被连接到有源底板，那么电容耦合就不是问题。

使用全宽度传感元件有这样的优点：可以使用电阻相对较大的材料制造大屏幕，可以通过使传感元件跨越屏幕尽可能地宽来使电阻的问题最小化。将它们并联时，电阻会进一步减小。

y受驱动元件和x感应元件的电阻可以通过在两端端接这些元件来减小，而不是如图中所示的那样仅仅在一端端接。在两端端接将这些元件的电阻有效地减小到了它们的单端端接值的四分之一。电阻高的元件会导致沿着它们长度的明显电阻/电容(RC)时间延迟，导致感应信号恶化和有源底板信号恶化。有源底板在它刚好与感应信号同相时最有效，并且RC时间延迟造成的任何相移都会降低其有效性，从使感应系统停止感应。ITO和ATO的电阻可以相当高。

300欧姆每平方的ITO的10英寸长1英寸宽的轨迹从一端到另一端将会具有3000欧姆的电阻。如果它在两端被端接，它的最大电阻将会是750欧姆。

在每次选择一个以上的元件的时候，尤其是在逐次逼近法的早期阶段，这些元件的有效电阻被减小，因为它们实际上是并联的电阻器。如果各自具有100欧姆的电阻并且选择了10个，那么跨越屏幕两端的有效电阻被减小到10欧姆。这一减小的电阻增加了遮挡的有效性。

感应和/或控制元件的电阻可以通过在小的相邻群组中进行扫描来减小。例如，在八个感应元件1到8的情况下，不是按照1，2，3，4，5，6，7，8的顺序进行感应，而是可以将这些元件组合起来，按照1，12，123，234，345，456，567，678，78，8的顺序进行扫描。由于元件1和8位于边缘，并且有时候要单独使用它们，因此可以将元件1和8制作得比其它元件宽，以减小它们的电阻。这些控制元件也可以以类似方式组合起来。这种技术在使用低速、低能的控制器跟踪手指的时候非常有用，因为它加宽了被跟踪手指的区域，从而有助于跟踪快速移动的手指。

双重功能

在本发明某些实施方式中，元件可以仅仅具有一种功能：它们可以是感应元件或控制元件。不过，在其它一些实施方式中，元件可以具有两种功能：它们有时可以是感应元件，有时可以是控制元件。不过，所有元件都具有双重功能的能力可能取决于屏幕材料和布局。诸如ITO之类的板式材料如果覆盖过多的屏幕可能会造成问题。

在一组元件位于另一组元件后面的情况下，屏幕前面的元件之间应当有充足的间隙，以使得手指能够被屏幕后面的元件感应到。其中具有间隙的网状材料或者细导线元件可能没有同样的问题，因为他们不会覆盖整个的屏幕。因此，在某些实施方式中可以优先考虑其中具有间隙的网状材料或细导线元件。

使用仅有导线的元件可以实现象纸一样薄的非常简单的屏幕的制造，这种屏幕可以紧紧地卷起来、叠起来、甚至折得起皱而不会受到损伤，并且可以扩展成高达100英寸乃至更大的尺寸。

可以具有两组独立的y元件：受驱动/控制组和感应组。这两组元件不必在数量上相等。当使用受驱动组时，可以将感应组保持得处于高阻抗模式，从而感应元件组实际上是不起作用的。当使用感应组时，控制组应当被连接到有源底板信号(例如见图9和10)。

″无触摸″参考数据

对于检测的各种模式，在使用″投射电容″作为感应方法时，都可以生成″无触摸″参考表。也可以通过将这些值与当前值进行连续比较并且略微递增或递减″无触摸″值来慢慢更新这些″无触摸″值，从而使得它们慢慢跟踪当前值。

如果使用多种不同的模式，那么″无触摸″参考表可以被用于要使用的所有模式。

对于简单的x/y边缘感应系统，在加电时读取每个x和y值，并且将x和y的值存储起来作为这种模式的″无触摸″参考。

对于模式1，可以在触摸屏加电时生成″无触摸″参考表，此时假设没有人在触摸屏幕。可以在每次将除了一个以外的所有y元件接地的情况下进行完整的扫描，以便为各个感应位置(对于八乘八屏幕来说，有64个感应位置)确定″无触摸″值。

对于模式2，可以横贯整个屏幕依次将一个y元件接地，并且将所测得的x值用作″无触摸″参考值。

对于模式3或每次将一个以上的元件接地的情况，在加电时为所要使用的每种遮挡可能性创建″无触摸″参考值。

极端遮挡

极端遮挡的一种方法是将除了一个以外的所有y受驱动元件和除了一个以外的所有x感应元件接地。这样的实施方式可能牵涉到既可作为可控元件操作又可作为感应元件操作的x元件以及可以作为可控元件操作的y元件。这样的实施方式将会在一个感应元件上留下小的感应窗口。

极端遮挡可以用于模式1、2或3。

在极端遮挡的另一种实施方式中，x和y元件总是被用作控制元件，从不用作感应元件。第三个通用层被用作单独的感应元件。这个第三层可以夹在两个遮挡层之间。遮挡可以用于模式1、2或3。

不夹在中间，感应层2300可以位于背后，或者甚至位于前面。如果在背后，那么两个遮挡层都可以是网状的。

这种方法可以不需要任何模拟多路复用器，因为只有一个感应元件。所有其它的元件都是受驱动元件，并且可以接地、保持悬浮或者连接到有源底板信号。

可以理解，虽然这里使用了″x和y元件″以及″水平和垂直元件″这样的称谓，但是不应当将这些术语看成是限定性的，并且可以看成是可互换的。将这些术语看成是为了便于提供本发明实施方式的清楚说明。在某些实施方式中，任何提到″水平y受驱动元件和垂直x感应元件″这一组合都可以看成为也涵盖了″水平y感应元件和垂直x受驱动元件″。

在某些例子中，如果受驱动元件是由实心板状材料制成的，那么受驱动元件应当处于感应元件后面，以便它们不会将用户的触摸与感应元件阻隔开来。在将层或元件描述为处于其它层或元件″后面″或″前面″的例子中，可以将这些术语看作是相对于用户将要与之交互的触摸屏的前面而言的。

本文公开的实施方式涉及具有八个x元件和八个y元件的触摸屏。可以理解，这仅仅是可以使用本发明的实施方式的触摸屏的一个例子，并且在实践中，可以有任何数量的x元件和任何数量的y元件，以及任何数量的输入和输出。

本文公开的一个或多个实施方式涉及在使用复用阵列的少量感应元件的时候，实现非复用阵列的无歧义属性的方法。这可以实现利用相对较少的输入每次在触摸屏上检测到一个以上的手指。在某些实施方式中，仅仅使用八个感应输入和八个受驱动输出，可以在8×8阵列上同时检测到至少16根手指。

一个或多个实施方式可以利用这样的事实：动态电容或″投射电容″检测具有非常宽的动态范围，通过针对全局变化的环境条件不断进行调整能够可靠地测量非常小的局部电容变化，并不主要与绝对值有关，并且可以测量手指与地之间的电容。通过将大部分屏幕与地进行强耦合，可以遮挡大部分屏幕，以确保在任何时候只有它的一小部分对触摸有反应。这样的技术可以将很重的接地负担加到检测系统上，并且动态电容能够可靠地检测小于千分之一的电容变化，甚至在有很大的接地负载的条件下也能进行检测，并且能够在这些条件下产生有用的结果。

在某些实施方式中，加在触摸检测电路上的单独一个线性触摸感应元件，比如一段导线或一条金属，可以被看做是动态电容检测器或″投射电容″检测器。该检测器能够检测附近的导电物体或手指到地的电容变化，并且能够通过将检测元件放置在非常靠近接地导电板的位置上，遮挡住该检测器，使其不能检测这些物体。

如果接地极板处于感应元件和手指之间，并且在接地极板上有孔，那么可以在有孔的位置上检测到手指，而在没有孔的位置上检测不到。

如果感应元件处于接地极板和手指之间，并且将感应元件耦合到接地极板的电容远大于耦合到手指的电容，那么就很难检测到手指。不过，如果在接地极板上有孔，那么在该区域内就会出现非常微小的失去感应效应，所以，可以处于上方有孔的位置上的感应元件检测到手指。

虽然检测元件在沿着大部分它的长度检测接地极板的情况下有很大的负担，但是因为动态电容与电容变化有关，而与绝对值无关，因此能够检测到靠近接地极板上的孔的手指。

如果接地极板处于感应元件和手指之间，那么可以通过使得一部分接地极板保持电气悬浮(即，不接地)来产生该孔。不接地的这一小部分极板将会起到悬浮电容器极板的作用，并且将手指容性耦合到感应元件。

如果感应元件处于接地极板和手指之间，那么可以通过使得一部分该极板不接地来形成该孔。按照另外一种可选方案，可以通过将该部分极板连接到有源底板信号来形成该孔。有源底板信号源自用于使得电容型触摸传感器对触摸敏感的信号。理想地，它具有与触摸传感器上的波形完全一样的、具有相同幅度、形状和相位的波形。由于它完全追随感应元件上的波形，因此在极板和感应元件之间事实上没有容性耦合。这使得接触敏感元件看起来没有任何东西在它后面，并且使得它看起来像是在触摸传感器后面的接地极板上有孔或窗口。因此，触摸传感器在这一小块上保留有触摸敏感性，而沿着其长度的仍然强烈耦合到接地极板的其余部分对触摸不敏感。

可以在触摸传感器后面设置一系列的接地极板，按顺序每次选取它们中的一个被保持悬浮或者连接到有源底板(ABP)信号，来以电子方式使得这一窗口沿着触摸传感器移动。可以连续不断地重复这一过程，所以可以检测并跟踪线性传感器上很多手指的运动。

可以将接地极板加宽，以覆盖线性感应元件的阵列，并且可以用横跨其整个宽度的宽裂缝来代替所述孔。这样可以产生能够同时扫描很多感应元件的遮挡。这样的遮挡如图3所示。感应元件的黑色部分表示此处对触摸敏感。遮挡阻止这些元件对触摸敏感。遮挡上的开口窗口沿着感应阵列向上运动，感应元件的不同部分变得对触摸敏感，同时之前敏感的部分失去了它们的敏感性。所以，只有在手指触摸或非常接近遮挡上的窗口时，才能检测到该手指。如果有八个感应元件和八个用于在遮挡开窗口的位置，那么可以检测到64根手指。这类似于图1b中由64个输入的非复用阵列进行检测的情形，只是仅仅使用了八个感应输入。可以将这种设计进行扩大，以形成非常大的感应阵列，检测很多手指，而仅仅使用相对较少的输入。

虽然多点触摸涉及很多手指同时触摸屏幕，但是大多数时候，屏幕根本没有受到触摸，或者只用于单独一个触摸。偶而，它还可以用于两个触摸并且很少共同地用于所有十个或更多的触摸。

通过将y元件的功能从接地/不接地输出改变为感应输入，可以将多点触摸触摸屏转换为标准高速单点触摸触摸屏。

这可能涉及窄得足以允许由y元件通过x层对靠近屏幕前方的手指有一定程度的容性感应的x元件。

在某些例子中，大多数时候可以将屏幕置于简单的单一触摸模式并且使用由此检测到的结果来根据需要切换为两个或多点触摸模式。这一功能的优点在于，在单点触摸模式下使用很少的处理能力并且扫描速度要快得多。一次多点触摸扫描可能会消耗比单点触摸扫描至少长4倍的时间，并且可能会消耗十倍的时间。因此只有在需要的时候才执行更加深入的多点触摸扫描，从而提供了更加高效和灵敏的触摸屏。

如果检测到单独一个触摸，如单独一个x和y峰值所示，那么系统可以保持为单点触摸模式。只要检测到两个或更多的触摸，如x和/或y扫描中的两个或更多峰值所示，系统就可以切换到两点触摸或多点触摸模式。

由于x/y复用扫描比遮挡扫描要快得多并且更加灵敏，因此大多数时候可以以x/y复用模式工作并且仅仅偶尔地根据需要或者每隔一定间隔使用遮挡，以甄别使用复用扫描得到的数据。

甄别复用扫描(模式2)的结果不必使用完整的″遮挡″扫描。复用扫描的结果已经指示了手指在哪里，所以可以单独遮挡一个或多个这些位置来消除歧义。在两根手指的情况下，仅仅需要一个受遮挡传感器的读数就可以甄别该情况。这一功能可以在少于1ms内完成，从而提供了灵敏的触摸屏。

可以使用由x/y复用扫描得出的结果来精确确定手指的位置，并且在存在一个以上手指的时候，可以简单地使用遮挡来进行甄别。在这些例子中，由于遮挡只不过是用于逻辑运算，就是说，在一种选择和另一种选择之间进行选择，因此受遮挡扫描的结果不必像将它们用于精确确定手指位置时那样精确。因此，通过实施速度快但精度低的遮挡抽样扫描，可以节省时间，可以将遮挡抽样扫描与x/y复用扫描的结果结合起来，以确定手指的位置。与单独使用遮挡法确定手指位置相比，这一处理可以执行得更快。

本发明的一个或多个实施方式可以由下列带有编号的条款定义。

1)一种电子开关，用于电容触摸接近感应元件，该电子开关能够在电子控制下，通过将感应元件强容性耦合到地来抑制触摸感应，或者通过将感应元件耦合到从感应信号得出或者与感应信号相同的有源底板信号来允许触摸感应，实现抑制触摸接近感应或者允许触摸接近感应。

2)一种电子开关，用于电容触摸接近感应元件，该电子开关能够在电子控制下，通过将感应元件强容性耦合到地来抑制触摸感应，或者通过以电子方式除去将感应元件强容性耦合到地的链路来允许触摸感应，实现抑制触摸接近感应或者允许触摸接近感应。

3)一系列如条款1中所述的开关，这些开关被并排放置并且被用作遮挡，以允许线性电容触摸接近感应元件的选定部分检测触摸并且抑制其它部分检测触摸。

4)一系列如条款1中所述的开关，这些开关被并排放置并且被用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是在电子控制下，一次允许一个开关″打开″，以允许从感应元件的一端到另一端按照线性顺序进行触摸感应。

5)一系列如条款2中所述的开关，这些开关被并排放置并且被用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是在电子控制下，一次允许一个开关″打开″，以允许从感应元件的一端到另一端按照线性顺序进行触摸感应。

6)一系列如条款4中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许一个开关″打开″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽且薄的窗口，该窗口允许从各个感应元件的一端到另一端按照线性顺序进行触摸感应。

7)一系列如条款5中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许一个开关″打开″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽且薄的窗口，该窗口允许从各个感应元件的一端到另一端按照线性顺序进行触摸感应。

8)一系列如条款1中所述的开关，这些开关被并排放置并且被用作遮挡，以允许大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是在电子控制下，一次允许一个开关″关闭″，以抑制在感应元件的选定部分中进行触摸感应。

9)一系列如条款2中所述的开关，这些开关被并排放置并且被用作遮挡，以允许大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是在电子控制下，一次允许一个开关″关闭″，以抑制在感应元件的选定部分中进行触摸感应。

10)一系列如条款8中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以允许大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许一个开关″关闭″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽且薄的窗口，该窗口阻止在感应元件的选定部分中进行触摸感应。

11)一系列如条款6中所述的开关和感应元件，其中开关元件和感应元件对操作者实际上是不可见的，并且用作一次用一根手指或者同时用多根手指进行操作的触摸屏。

12)一系列如条款7中所述的开关和感应元件，其中开关元件和感应元件对操作者实际上是不可见的，并且用作一次用一根手指或者同时用多根手指进行操作的触摸屏。

13)一系列如条款11中所述的用作触摸屏的开关和感应元件，其中开关元件具有可供选用的作为感应元件的功能。

14)一系列如条款11中所述的开关和感应元件，其中有第二组感应元件，第二组感应元件与开关元件平行并且与已有的感应元件正交，这一第二组感应元件可供选用地起到开关元件的作用。

15)一系列如条款13中所述的用作触摸屏的开关和感应元件，其中两组元件在大多数时间内起到传感器的作用，但是当检测到一个以上的手指时，在电子控制下，一组改为开关。

16)一系列如条款13中所述的开关和感应元件，其中一组元件交替地作为传感器和开关。

17)一系列如条款11中所述的开关和感应元件，其中两组元件可以从感应变为开关，并且反之亦然。

18)一系列如条款16中所述的开关和感应元件，其中感应和开关元件都是细导线。

19)一系列如条款17中所述的开关和感应元件，其中感应和开关元件都是细导线。

20)一系列如条款16和17中所述的开关和感应元件，其中使用导线图案来使得x和y传感元件之间的容性互耦最大。

21)一系列如条款4中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许一个开关″打开″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽且薄的窗口，该窗口允许以预先选择的顺序进行触摸感应。

22)一系列如条款4中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许数个开关″打开″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽窗口，该窗口允许以预先选择的顺序进行触摸感应。

23)一系列如条款8中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以允许大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许数个开关″关闭″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽窗口，该窗口抑制在感应元件的选定部分中进行触摸感应。

24)一种如条款11中所述的触摸屏，其中开关y元件和感应x元件是由氧化铟锡或氧化锑锡制成的。

25)一种如条款12中所述的触摸屏，其中开关y元件和感应x元件是由氧化铟锡或氧化锑锡制成的。

26)一种如条款11中所述的触摸屏，其中开关y元件由氧化铟锡或氧化锑锡制成，并且感应x元件由细导线制成。

27)一种如条款12中所述的触摸屏，其中开关y元件由氧化铟锡或氧化锑锡制成，并且感应x元件由细导线制成。

27)一种如条款11中所述的触摸屏，其中触摸屏大多数时间以单点触摸x/y复用模式工作，但是当检测到两个或更多手指时，切换到多点触摸模式。

28)一种如条款12中所述的触摸屏，其中触摸屏大多数时间以单点触摸x/y复用模式工作，但是当检测到两个或更多手指时，切换到多点触摸模式。

29)一种如条款11中所述的触摸屏，其中触摸屏大多数时间以单点触摸x/y复用模式工作，但是当检测到两个或三个触摸时切换为第二模式，当检测到超过三根手指时切换到第三模式。

31)一种如条款12中所述的触摸屏，其中触摸屏大多数时间以单点触摸x/y复用模式工作，但是当检测到两个或三个触摸时切换为第二模式，当检测到超过三根手指时切换到第三模式。

32)一系列如条款22中所述的开关，这些开关宽到足以遮挡线性电容触摸接近感应元件的阵列，这些开关被并排放置并且用作遮挡，以抑制大部分线性电容触摸接近感应元件检测触摸，但是，在电子控制下，一次允许数个开关″打开″，以产生覆盖所有触摸感应元件的宽窗口，该窗口允许以构成逐次逼近的顺序进行触摸感应。

33)如条款24中所述的触摸屏，其中y受驱动元件是对应于跨越屏幕的整个宽度的整个高度，x感应元件是对应于屏幕上的整个高度的整个宽度。

34)一种由一个感应元件构成的触摸屏，该感应元件具有位于其后面的水平触摸抑制遮挡和位于其前面的垂直触摸抑制遮挡，其中这两个遮挡可以以各种不同的顺序和利用各种不同的开口宽度来加以扫描，以使得触摸感应元件的各个不同部分能够检测触摸的位置。

Claims (31)

1.一种电容型触摸传感器，包括：

一个或多个感应元件；以及

多个可控元件，

其中所述多个可控元件的区域接近于该一个或多个感应元件的区域，以提供该一个或多个感应元件的感应区域，

其中所述多个可控元件配置为被控制使得所述感应区域对于手指或导电物体的接近启用感应或者停止感应，以及

其中所述触摸传感器被配置为通过将所述多个可控元件中的一个或多个连接到地或向所述多个可控元件中的一个或多个施加反有源底板信号来在多个手指或导电物体的接近之间进行区分，以便使所述一个或多个感应元件的一个或多个相应的感应区域停止感应。

2.如权利要求1所述的触摸传感器，其中所述一个或多个感应元件的至少一部分配置为耦合到地以停止感应。

3.如权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述一个或多个感应元件的至少一部分配置为被施加有源底板信号以开启感应。

4.如权利要求3所述的触摸传感器，还包括开关，其配置为将所述一个或多个感应元件耦合到地或有源底板。

5.如权利要求2所述的触摸传感器，其中，所述一个或多个感应元件的至少一部分配置为耦合到电气悬浮的元件以开启感应。

6.如权利要求5所述的触摸传感器，还包括开关，其配置为将所述一个或多个感应元件耦合到地或者耦合到电气悬浮的元件。

7.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，沿着与所述多个可控元件不同的方向排列所述一个或多个感应元件，从而使得所述一个或多个感应元件和所述多个可控元件相交，以提供感应区域。

8.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，沿着基本上与一个或多个可控元件的至少一部分相同的方向并且接近于该一个或多个可控元件的至少一部分排列所述一个或多个感应元件的至少一部分，以提供感应区域。

9.如权利要求7所述的触摸传感器，其中，所述一个或多个感应元件的方向基本上垂直于所述多个可控元件的方向。

10.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述触摸传感器配置为使所述多个可控元件保持电气悬浮，以使相应的感应区域开始感应。

11.如权利要求10所述的触摸传感器，还包括开关，该开关配置为将所述多个可控元件耦合到地，以使感应区域停止感应，或者使所述多个可控元件保持电气悬浮，以使感应区域开始感应。

12.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述触摸传感器配置为向所述多个可控元件施加有源底板信号，以使相应的感应区域开始感应。

13.如权利要求12所述的触摸传感器，还包括开关，该开关配置为将所述多个可控元件耦合到地，以使感应区域停止感应，或者向所述多个可控元件施加有源底板信号，以使感应区域开始感应。

14.如权利要求11或权利要求13所述的触摸传感器，其中所述开关是电子开关。

15.如权利要求1所述的触摸传感器，还包括控制器，其中，该控制器配置为周期性地控制所述多个可控元件，使得每个可控元件依次配置为使相应的感应区域停止感应。

16.如权利要求1所述的触摸传感器，还包括控制器，其中，该控制器配置为周期性地控制所述多个可控元件，使得每个可控元件依次配置为使相应的感应区域开始感应。

17.如权利要求14所述的触摸传感器，还包括控制器，其配置为根据从所述感应元件中的一个或多个接收的信息来操作所述开关。

18.如权利要求17所述的触摸传感器，其中，所述控制器配置为确定哪些可控元件应当受到控制，以区分由从所述感应元件中的一个或多个返回的信号所代表的多个手指或导电物体。

19.如权利要求18所述的触摸传感器，其中，所述控制器配置为控制可控元件，以使与多个手指或导电物体之一的位置相对应的之前启动感应的相应的感应区域停止感应。

20.如权利要求17所述的触摸传感器，其中，所述控制器配置为控制可控元件，以使所有的感应元件启动感应，并且然后所述控制器配置为重复地：

从所述一个或多个感应元件接收信息；和

响应于从所述一个或多个感应元件接收到的信息，控制可控元件，以使相应的感应区域停止感应；直到多个手指或导电物体可以得到区分。

21.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述感应元件中的一个或多个配置为可控元件和/或所述可控元件中的一个或多个配置为感应元件。

22.如权利要求21所述的触摸传感器，其中，所有的感应元件还配置为可控元件，并且配置控制器以控制这些可控元件，使得两个可控元件之间的单独一个感应区域配置为触摸感应。

23.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述感应元件和可控元件是导线元件，其中，在触摸传感器的区域中，感应元件的一部分沿着基本上平行于并且基本上相邻于可控元件的一部分的路径，从而使得感应元件和可控元件的彼此相应的这些部分提供感应区域。

24.如权利要求17所述的触摸传感器，其中，所述控制器配置为控制所述多个可控元件，使得在没有用户输入或者接收到单独一个用户输入时所有的感应元件都启动感应。

25.如权利要求17所述的触摸传感器，其中，所述控制器配置为根据从一个或多个感应元件接收到的信息来执行操作模式。

26.如权利要求1所述的触摸传感器，其中，所述一个或多个感应元件配置为使用投射电容确定手指或导电物体的位置。

27.如权利要求1所述的触摸传感器，包括与所述感应元件中的一个或多个连接的导线，和接近于该导线提供的、使得该导线对触摸没有反应的屏蔽。

28.如权利要求27所述的触摸传感器，其中，所述屏蔽是接地线。

29.如权利要求1所述的触摸传感器，包括控制器，包括第一组一个或多个元件和第二组一个或多个元件，其中，第一组和第二组元件都配置为既可作为感应元件又可作为可控元件操作，以及

其中，控制器配置为使用第一组元件作为感应元件和第二组元件作为可控元件来确定一个或多个手指或导电物体的主位置，并且使用第一组元件作为可控元件和第二组元件作为感应元件来确定一个或多个手指或导电物体的从位置，和

所述控制器还配置为依据所述主位置和从位置来确定一个或多个手指或导电物体的综合位置。

30.一种包括按照前述任何一项权利要求所述的触摸传感器的电子装置。

31.一种操作电容型触摸传感器以在多个手指或导电物体的接近之间进行区分的方法，该触摸传感器包括一个或多个感应元件以及多个可控元件，其中该多个可控元件的区域接近于该一个或多个感应元件的区域，以提供该一个或多个感应元件的感应区域，该方法包括：

控制所述多个可控元件使得所述感应区域对于手指或导电物体的接近启用感应或者停止感应，以及

将所述多个可控元件中的一个或多个连接到地或向所述多个可控元件中的一个或多个施加反有源底板信号，以便使所述一个或多个感应元件的一个或多个相应的感应区域停止感应。