CN105579940A - 用于宽纵横比应用的触控面板 - Google Patents

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CN105579940A CN201480052622.7A CN201480052622A CN105579940A CN 105579940 A CN105579940 A CN 105579940A CN 201480052622 A CN201480052622 A CN 201480052622A CN 105579940 A CN105579940 A CN 105579940A
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克雷格·A·科代罗
托马斯·J·雷贝斯基
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Abstract

本发明公开了一种触敏系统，该触敏系统包括触敏区域。多个间隔开的第一电极设置在触敏区域中并沿第一方向连续延伸。多个间隔开的第二电极设置在触敏区域中并沿不同的第二方向连续地延伸。多个节点设置在触敏区域中，每个节点由在节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定。该触敏系统通过检测在节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置。每个第一电极横越第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越第一电极中的至少一个但不是全部。

Description

用于宽纵横比应用的触控面板
技术领域
本公开整体涉及触敏装置，并且涉及与此类装置相关的过程和系统。
背景技术
触敏装置通过减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指向装置的需求，而允许用户方便地与电子系统和显示器进行交互。例如，用户仅通过在由图标识别的位置处触摸显示器上触摸屏即可进行复杂的指令序列。
存在若干类型的技术以用于实现触敏装置，包括例如电阻、红外、电容、表面声波、电磁、近场成像等。已经发现电容式触摸感测装置在多个应用中运行良好。在许多触敏装置中，当传感器中的导电对象电容耦合至导电触摸工具，诸如用户的手指时，便感测到输入。一般来讲，每当两个导电构件彼此邻近而未实际接触时，便会在所述两个导电构件之间形成电容。就电容式触敏装置而言，当对象诸如手指接近触摸感测表面时，电容在对象以及邻近所述对象的感测点之间形成。通过检测每个感测点处电容的改变并记录感测点的位置，感测电路可识别多个对象并确定所述对象当在触摸表面上移动时的特性。
发明内容
一些实施例涉及触敏系统。触敏系统包括触敏区域。多个间隔开的第一电极设置在触敏区域中并沿第一方向延伸。多个间隔开的第二电极设置在触敏区域中并沿不同的第二方向延伸。每个第一电极和第二电极在触敏区域上连续地延伸。多个节点设置在触敏区域中，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定。触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置。每个第一电极横越第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越第一电极中的至少一个但不是全部。
本申请的这些和其他方面通过下文的具体实施方式将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅仅由所附权利要求限定。
附图说明
图1A是根据一些实施例包括触控面板和控制器的触敏系统的框图；
图1B示出其中驱动电极和接收电极被分组到多个扫描区中的触敏区域的触控面板；
图2A-图2C根据一些实施例示出具有适用于宽纵横比触控面板的驱动电极和接收电极布置的若干触敏区域；
图3示出触敏系统的示意图；
图4示出触控面板的示意性侧视图；
图5是触敏系统的一部分的电气原理图，其中相关的驱动电路和感测电路在一个驱动电极以及电容耦合到其的一个接收电极的背景下示出；
图6是用于图5的触敏系统的驱动信号和对应(建模)响应信号的图；
图7A是具有被划分为多个扫描区的宽纵横比触控面板以及具有多个相关联的驱动和感测单元及分析器单元的控制器的触敏系统的框图；
图7B是包括具有多个扫描区的宽纵横比触控面板的触敏系统的框图，每个扫描区与分布式区控制器相关联；
图8是具有接触区域的触控面板的示意图，所述接触区域被构造为使得驱动电极的两个端部可以用驱动信号驱动；
图9A示出包括延伸到边界区域中的驱动电极和接收电极的触控面板的边界区域的平面图(上部)和侧视图(下部)；
图9B例示了当驱动电极和接触电极接触表面面向同一方向时，减轻杂散电容的触控面板的边界区域设计；
图10A例示了包括圆柱形触控面板的触敏系统；
图10B和图10C示出图10A的圆柱形触控面板的电极层；并且
图10D示出重叠的且处于平坦构造的图10B和图10C的电极层。
在附图中，类似的附图标号指示类似的元件。
具体实施方式
显示器可以由它们的纵横比表征，所述纵横比是显示器的宽度与显示器的高度的关系。显示器纵横比形式上被称为“宽度：高度”，例如，16:9、5:4、4:3等。本文所公开的实施例特别地可用于宽屏或非常宽屏触敏系统，其包括具有其中宽度W可以比高度H大2倍、3倍、4倍、5倍或更多倍的纵横比的显示器。
图1A例示了包括触控面板110和控制器120的触敏系统100。触控面板110可以大体上透明，使得用户能够通过触控面板110观察对象，诸如计算机、手持设备、移动电话、或其它外围设备的像素化显示器。例如，触敏系统还可以包括与透明触控面板结合布置以形成交互式触敏显示器的视觉显示器(图1A中未示出)。用户可以与触敏显示器交互，例如，通过在触摸触敏显示器上显示的且通过透明触控面板可视的图标或区域来提供用户输入。
触控面板110可以使用电容耦合以检测触控面板110的触敏区域105上的一个或多个触摸的位置。触敏区域105是连续的，并且包括多个间隔开的第一电极111和多个间隔开的第二电极112。第一电极111可以电耦合到控制器120，使得第一电极111为触敏区域105提供驱动电极。第二电极112可以耦合到控制器120以用作触敏区域105的接收电极。控制器120可以被布置用于将驱动信号提供到驱动电极111，并且用于感测来自接收电极112的响应信号。驱动电极111和接收电极112在触敏区域105上连续地延伸，并在节点113处横穿彼此。触敏系统100被构造成用于通过检测在节点113处横越彼此的对应的驱动电极111和接收电极112之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点113处施加的触摸的位置。控制器120被构造成用于将驱动信号施加到驱动电极111，并且用于响应于触摸感测存在于接收电极112上的信号。控制器120处理所感测的信号以确定触摸位置信息。
驱动电极111在触敏区域105中间隔开并沿第一方向延伸。接收电极112在触敏区域105中间隔开并沿与第一方向不同的第二方向延伸。触敏区域105是连续的，并且可以具有任何宽度W。驱动电极111和接收电极112的最大长度和/或电阻是触敏区域105的高度H的函数。在本文所描述的实施例中，触敏区域的触摸准确度与触敏区域的宽度无关。在这些实施例中，触敏区域105具有与触敏区域105的宽度无关并且/或者与触敏区域105上的触摸位置分辨率无关的触摸准确度。在一些情况下，触摸位置分辨率在触敏区域105上是基本上均匀的，并且触敏区域105的纵横比大于2:1、3:1、4:1，或多于4:1。
触摸位置分辨率是电极的间距周期和宽度的函数。与具有较粗间距和/或较厚电极的触敏区域相比，具有细间距、薄电极的触敏区域将具有更高的分辨率。触摸准确度是系统可以检测特定触摸位置的程度的量度。例如，触敏装置高度准确但具有低分辨率是可能的。当触摸电极的间距在触敏区域上改变或者电极在触敏区域上不连续时，这可以导致不均匀的触摸位置分辨率和/或不均匀的触摸位置准确度。
如图1A所示，触敏区域105包括沿触敏区域的宽度W(沿图1中指示的x轴)的两个相对边缘106a、106b以及沿触敏区域105的高度H(沿如图1A指示的y轴)的两个相对边缘107a、107b。驱动电极111和驱动电极112可以从一个边缘连续延伸到另一个边缘。在所例示的实施例中，驱动电极沿箭头111a指示的第一方向延伸，并且接收电极沿箭头112a指示的第二方向延伸。第一方向相对于高度方向(图1A中的y轴)成角度θ1、并且第二方向相对于高度方向成角度θ2。在一些构造中，例如，θ1＝45度且θ2＝-45度。在各种构造中，第一方向和第二方向中的一者或两者相对于触敏区域105的高度方向(y-轴)形成锐角(+/-θ)。在一些情况下，第一方向和第二方向是正交的。然而，第一方向和第二方向非正交也是可能的。
图2A-图2C根据一些实施例示出具有适用于宽纵横比触控面板的驱动电极和接收电极布置的若干触敏区域210、220、230。在图2A中，触敏区域210包括相对于触敏区域210的高度方向(y轴)成+45度角度取向的驱动电极211和相对于高度方向成-45度角度取向的接收电极212。驱动电极211和接收电极212是正交的。图2B示出具有非正交取向的驱动电极221和接收电极222的触敏区域220。图2C示出其中驱动电极231相对于触敏区域230的高度方向(y轴)成+45度角度取向的触敏区域230。接收电极232基本上平行于高度方向取向。
现在返回图1A，触控面板110包括沿触敏区域105的边缘106a、106b、108a、108b中的至少一个延伸的边界区域130。对于图1A中所示的矩形构造，边界区域130沿触敏区域105的高度方向(y方向)且沿横向边缘106b中的一个在边缘108a、108b两者处设置。在其它构造中，例如，下面讨论的圆柱形构造，边界区域可以沿仅一个边缘延伸。将触摸电极111、触摸电极112电连接到控制器120的电触点和/或引线设置在边界区域130中。如图1A所示，驱动电极触点和/或引线131可以沿纵向边缘108a设置在边界区域130中；接收电极触点和/或引线132可以沿纵向边缘108b设置在边界区域130中；并且互相交叉的驱动/接收触点和/或引线133可以沿横向边缘106b设置。
连续的驱动电极111和接收电极112可以具有参照宽度和厚度的类似物理特性，以及类似电阻率。大多数电极在沿触敏区域105的宽度行进的边缘106a、106b之间延伸。在沿触敏区域105的宽度的边缘106a、106b之间延伸的驱动电极111可以具有与在边缘106a、106b之间延伸的接收电极相同的长度和/或相同的电阻。在一些情况下，大多数驱动电极111和大多数接收电极112在横向边缘106a、106b之间延伸，并且这些驱动电极111和接收电极112具有基本上相同的长度。具有相同长度且在横向边缘106a、106b之间延伸的驱动电极和接收电极可以具有相同的物理和电气特性、x-y平面中的宽度、z方向上的层厚度、材料组合物和电阻。
在邻近边缘108a、108b处的电极在边缘108a、108b和边缘106a、106b之间延伸。如在例示的构造中所示，不存在在纵向边缘108a、108b之间，例如，平行于横向方向(图1中的x方向)延伸的电极。驱动电极111和接收电极112在多个节点113处横越彼此。每个驱动电极111横越接收电极112中的至少一个但不是全部，并且每个接收电极112横越驱动电极111中的至少一个但不是全部。
部分地由于电极111、112的布置，触敏区域105可以具有大于其高度的宽度，例如，大于2倍、3倍、4倍或更多倍以上，而没有触敏区域105的分段，例如，其导致不连续的电极。电极的电阻是它们的长度的函数。具有驱动电极或感测电极的触控面板的宽度由电极的电阻限制，所述驱动电极或感测电极在跨触敏区域的宽度的边缘之间延伸，例如平行于或大致平行于主方向、横向方向。为了使宽屏触控面板具有大的纵横比(W:H)，已使用了分段触控面板。分段触控面板可以由多个串联触控面板形成，每个触控面板具有触敏区域和周围边界区域。分段触控面板的电极的电阻是触敏分段的宽度的函数。此类分段触控面板可以包括2个、3个、4个或更多个分段以实现指定的宽度。
在分段触控面板中，边界区域使一个触控面板片段的触敏区域与相邻触控面板片段的触敏区域分离。每个边界区域用于将触摸电极连接到控制电路的电触点和/或引线。因此，由于存在分离触敏区域的边界区域，所以分段触控面板的触敏区域是不连续的。分段触控面板的边界区域对触摸不敏感，因此在触摸准确度在边界区域中减弱。此外，由于触摸电极的间距在边界区域上的改变，所以分段触控面板的边界区域可以导致触敏区域的分辨率的改变。与分段显示器相比，本文所公开的触控面板具有连续的触敏区域，并且触摸分辨率不受触敏区域的宽度的影响。
驱动电极和接收电极可被分组到多个同时可访问的扫描区中，以适应在触敏区域的宽度上的触摸感测。图1B所示的触敏系统150包括具有触敏区域180的触控面板160，所述触敏区域180带有被分组到扫描区A181、扫描区B182和扫描区C183中的驱动电极191和接收电极192。扫描区181、182、183可以具有不同数量的驱动电极191和/或接收电极192，如图1B所示。在该特定的实施方式中，扫描区A181包括比扫描区B182或扫描区C183更多的驱动电极和感测电极，并且扫描区B包括比扫描区C183更多的驱动电极和感测电极。
控制器170包括被构造成用于生成驱动信号的至少一个驱动单元，所述驱动信号同时扫描触敏区域180的每个扫描区181、182、183。控制器170生成驱动信号，并且例如通过复用器一次一个地将驱动信号施加到每个扫描区181、182、183中的驱动电极191。驱动信号可以是或包括仅一个单独的驱动脉冲、多个或一连串此类驱动脉冲，或者可以是正弦的或具有另一个波形。
接收电极192电容耦合到驱动电极191，并且带有响应于驱动信号的响应信号。这些响应信号的振幅响应于相关联的节点处的耦合电容，在相关联的节点处接收电极192横越驱动电极191。控制器170包括至少一个感测单元，所述至少一个感测单元被构造成用于为被传送到每个扫描区中的每个驱动电极191的每个驱动信号检测电容耦合到此类驱动电极191的多个接收电极192的响应信号。控制器170包括至少一个分析器，所述至少一个分析器被构造成用于从响应信号确定触摸表面上存在的单个触摸、多个时间上重叠的触摸和/或一个或多个移动触摸的位置。
参考图3更详细地描述了触敏系统的操作。触敏系统300包括连接至形成触控面板控制器的电子电路的触控面板312，为简单起见，所述触控面板控制器被一起集合到被标记为314的单个示意性框中并且统称为控制器。
触控面板312被示出为具有9个驱动电极316a-i和9个接收电极318a-i，但可另外使用其它数量的电极和其它矩阵尺寸。面板312通常是大体透明的，使得用户能够通过面板312来观察对象，诸如计算机、手持设备、移动电话、或其它外围设备的像素化显示器。
如果使用的话，虚线指示面板312的连续触敏区域320的一部分并另外指示此显示器的观察区域的一部分。从平面图透视图来看，第一电极316a-i和第二电极318a-i在空间上分布在触敏区域320的一部分上。为了便于例示，电极被示出为宽的且突出的，但在实施过程中它们可相对较窄且对用户不显眼。在图3中，为了简单起见，仅示出了连续触敏区域320的一部分，在大部分情况下，触敏区域320将包括附加的电极。电极316a-i、318a-i在触敏区域320上连续地延伸，其中每个第一电极316a-i横越第二电极318a-i中的一个但不是全部，并且每个第二电极318a-i横越第一电极316a-i中的一个但不是全部。另外，第一电极316a-i和第二电极318a-i可被设计为在邻近矩阵的节点的位置处具有可变的宽度，例如以菱形垫或其它成型的垫的形式增加的宽度，以便增大电极间边缘场，并且从而增加触摸对电极到电极电容耦合的作用。在一些实施例中，电极可由氧化铟锡(ITO)或其它合适的导电材料构成。
从深度的角度看，第一电极316a-i可位于与第二电极318a-i不同的平面内，使得在第一电极和第二电极之间不发生显著的欧姆接触，并使得给定的第一电极与给定的第二电极之间的仅显著电耦合为电容耦合。电极316a-i、318a-i通常位于覆盖玻璃、塑料膜等的下面，使得电极316a-i、318a-i被保护免于与用户的手指或其它触摸相关工具的直接物理接触。此覆盖玻璃、膜等的暴露表面可被称为触摸表面。
另外，在显示类型应用中，背部屏蔽件可被放置在显示器和触控面板312之间。此背部屏蔽件通常由玻璃或膜上的导电ITO涂层组成，并且可被接地或由波形来驱动，所述波形降低从外部电干扰源到触控面板312中的信号耦合。其它背部屏蔽方法在本领域中是已知的。通常，背部屏蔽件降低由触控面板312感测的噪声，这在一些实施例中可提供改善的触摸灵敏度(例如，感测较轻触摸的能力)和更快的响应时间。由于来自例如液晶显示器(LCD)的噪声强度随距离迅速减小，因此背部屏蔽件有时结合其它降噪方法使用，包括使触控面板312与显示器间隔开。除这些技术之外，或作为这些技术的替代形式，解决噪声问题的其它方法是可能的。
在给定的第一316a-i电极和第二318a-i电极之间的电容耦合主要为其中电极横越彼此且最靠近在一起的区域中的电极的几何形状的函数。此类区域对应于电极矩阵的节点322、324，其中的一些在图3中进行了标记。例如，在第一电极316c和第二电极318c之间的电容耦合主要发生在节点322处，并且在第一电极316g和第二电极318e之间的电容耦合主要发生在节点324处。图3的触敏区域具有39个此类节点，这些节点中的任一个可由控制器314经由适当选择的第一线路LD1-9中的一个以及适当选择的第二线路LR1-9中的一个寻址，其中所述第一线路LD1-9将相应第一电极316a-i单个地耦合到控制器314且所述第二线路LR1-9将相应第二电极318a-i单个地耦合到控制器314。
当用户的手指330或其它触摸工具接触或近似接触触敏区域320时，如触摸位置331处所示，手指330电容耦合到触敏区域320的区域。手指从触敏区域320，尤其从最靠近触摸位置的那些电极汲取电荷，并且这样便改变对应于最靠近的一个或多个节点的电极之间的耦合电容。
例如，触摸位置331处的触摸最靠近对应于电极316f和电极318g的节点。如以下另外所述，耦合电容中的该改变可由控制器314检测并且被解释为316f/318g节点处的或附近的触摸。如果有的话，控制器314被构造成用于通过扫描通过触敏区域320的电极来检测所有节点的电容中的改变，所述电极可布置在多个区中以用于同时扫描。控制器314能够分析相邻节点的电容改变的大小，以便通过内推法准确地确定位于节点之间的触摸位置。此外，控制器314可经设计检测同时或在重叠时间处被施加至触敏区域320的不同部分的多个不同触摸。因此，例如，如果在手指330触摸的同时另一个手指332在触摸位置333处触摸触敏区域320，或者如果相应触摸至少在时间上重叠，则控制器314可经设计能够检测两个此类触摸的位置331、333，并且在触摸输出314a上提供此类位置。控制器314可以被构造成用于根据触敏区域320的尺寸检测多于2个不同的同时或时间上重叠的触摸，例如3个、4个或更多个。
如下面另外讨论，控制器314采用使其能够迅速确定电极矩阵的一些或全部节点处的耦合电容的多种电路模块和部件。例如，控制器包括至少一个信号发生器或驱动单元。驱动单元可以被构造成用于将驱动信号同时传送到多个区中的驱动电极，如结合图1B所讨论。在图3的实施例中，第一电极316a-i被用作驱动电极，虽然可以另选地使用第二电极318a-i。驱动信号在每个区中每次被传送到一个驱动电极，例如按照从所述区中的第一个驱动电极到最后一个驱动电极的扫描序列。当驱动每个此电极时，控制器314监测被称为接收电极的第二电极318a-i。控制器314可以包括耦合到接收电极318a-i的一个或多个感测单元。对于被传送到区中的每个驱动电极的每个驱动信号，一个或多个感测单元为所述区中的多个接收电极生成响应信号。
在一些实施例中，一个或多个感测单元被设计为使得每个响应信号包括驱动信号的微分表示。例如，如果驱动信号由可将电压表示为时间函数的函数f(t)表示，那么响应信号可至少近似地是或包括函数g(t)，其中g(t)＝df(t)/dt。换句话讲，g(t)为驱动信号f(t)相对于时间的导数。根据用于控制器314中的电路的设计细节，响应信号可以包括：例如，(1)单独的g(t)；或(2)具有恒定偏移的g(t)(g(t)+a)；或(3)具有乘法缩放系数的g(t)(b*g(t))，所述缩放系数能够为正或负，并且能够具有大于1或小于1但大于0的大小；或(4)它们的组合。在任何情况下，响应信号的振幅与所驱动的驱动电极和所监测的特定接收电极之间的耦合电容相关。g(t)的振幅还与原函数f(t)的振幅成比例。需注意，如果需要，可使用仅驱动信号的单个脉冲来确定给定节点的g(t)的振幅。
控制器314还可包括电路以识别响应信号的振幅。为此，示例性电路装置可以包括一个或多个峰值检测器、采样/保持缓冲器和/或低通滤波器，其选择可取决于驱动信号和对应响应信号的性质。控制器314还可包括一个或多个模数转换器(ADC)，以将模拟振幅转换为数字格式。一个或多个复用器还可用于避免电路元件的不必要重复。控制器可以包括其中存储所测量的振幅和相关参数的一个或多个存储器装置，以及执行必要计算和控制功能的微处理器。
通过测量触敏区域320的每个节点的响应信号的振幅，控制器314可生成与触敏区域320的每个节点的耦合电容相关的测量值的矩阵。这些测量值可与先前获得的参考值的类似矩阵比较，以便确定哪些节点(如果有的话)由于触摸的存在而已经经历了耦合电容中的改变。
图4根据本文描述的实施例示出适用于触敏系统中的触控面板410的一部分的示意性侧视图。面板410包括前层418、包括第一组电极416a的第一电极层416、绝缘层417、包括第二组电极418a的第二电极层418，以及后层420。层412的暴露表面412a或层420的暴露表面420a可以是或包括触控面板410的触摸表面。
图5进一步例示了涉及在触摸存在下改变的感测响应信号的操作。图5示出触敏系统510，其中在触控面板512的背景下示出控制器电路，诸如驱动电路和感测电路，所述触控面板512具有一个驱动电极514以及经由耦合电容Cc电容耦合到其的一个接收电极516。阅读者将了解到这是触孔面板的概括，其中驱动电极514可为多个驱动电极中的一个，并且接收电极516同样地可为多个接收电极中的一个，所述驱动电极514和接收电极516如例如结合图1A所描述地布置在触敏区域中。
图5的驱动电极514和接收电极516由它们的电气特性(以集总电路元件模型的形式)而不是由它们的物理特性来描绘。在该示例中，集总电路模型中所示的串联电阻R可以各自具有约75KΩ的值，并且集总电路模型中所示的杂散电容C可以各自具有20皮法(pf)的值，但当然这些值不被视为以任何方向进行限制。在该示例中，耦合电容Cc标称为2pf，并且用户的手指518在电极514、516之间的节点处的触摸的存在导致耦合电容Cc下降约25％至约1pf的值。同样，这些值不被视为限制性的。
根据先前所述的控制器，触敏系统510使用电路来询问面板512，以便确定面板512的每个节点处的耦合电容Cc。就这一点而言，阅读者将了解到控制器可通过确定指示或响应于耦合电容的参数值(例如，如上所提及的且下面进一步描述的响应信号的振幅)来确定耦合电容。为了实现该任务，触敏系统510可以包括耦合到驱动电极514且被构造成用于将驱动信号传送到驱动电极的低阻抗驱动单元520。为了便于扫描多个区，可使用多个驱动单元，例如每个区一个驱动单元。感测单元522耦合到接收电极516，所述接收电极516与耦合电容结合来对驱动单元520供应的驱动信号执行微分。在一些实施例中，多个感测单元用于每个区以允许从所述区中的多个接收电极的同时感测。模数转换器(ADC)单元524耦合到感测单元522，并且被构造成用于将由感测单元522生成的响应信号的振幅转换成数字格式。根据由驱动单元520供应的驱动信号的性质(且因此另外根据由感测单元522生成的响应信号的性质)，触敏系统510还可包括在该实施例中还充当采样/保持缓冲器的峰值检测电路526a，以及可操作以复位峰值检测器的相关联复位电路526b。应当理解，在一些实施例中，对于每个区，控制电路包括一组电路部件520、522、526a、526b和524。在一些实施例中，对于所述区中的一些或每个接收电极，电路部件522、526a、526b、524中的一个或多个可重复以允许在区扫描期间同时感测接收信号。
在许多应用中，触敏系统510将包括在信号发生器520和触控面板512之间的复用器(例如，每个区至少一个复用器)。用于特定区的一个或多个复用器提供在给定时间对特定区中的多个驱动电极中的任一个寻址的能力。区复用器一起提供同时对每个区中的驱动电极寻址的能力，并且驱动信号被扫描通过多个区。可以使用共同时钟信号同时执行区扫描。
触敏系统510可以包括区的一个或多个感测单元522(或区的一个或多个任选采样和保持电路526b)和所述区的ADC单元524之间的复用器，以允许每个区单个ADC单元迅速地对与所述区的多个接收电极相关联的振幅采样。包括每个区单个ADC的实施例避免要求每个接收电极需要一个ADC单元的花费。
驱动单元520优选地为或包括具有内阻抗的电压源，所述内阻抗优选地足够低以维持良好的信号完整性、降低注入的噪声和/或维持快速的信号上升和下降时间。驱动单元520提供其输出处的时变驱动信号至驱动电极514。驱动信号可基本上由单个隔离脉冲组成，或其可包括多个此类脉冲或形成连续AC波形或波形包，诸如正弦波、方波、三角波等等的一连串脉冲。就这一点而言，术语“脉冲”广义上是指不同的信号变化且不限于具有短持续时间和高振幅的矩形形状。如果期望迅速检测触控面板上的一个或多个触摸，则驱动信号优选地包括获得给定节点处的耦合电容的可靠测量所需的仅最小数量的脉冲。这对于具有大电极矩阵，即大量待感测的节点的触控面板而言变得尤为重要。一个或多个驱动脉冲的峰值或最大振幅优选地相对高，例如，从3伏特至20伏特，以提供良好的信噪比。虽然在图5中被示出为来自仅一端部的驱动电极514，但在一些实施例中，驱动单元520可以被构造为来自其两个端部的驱动电极514。例如，当电极514具有高电阻且因此增大驱动信号衰减性和对噪声污染的敏感性时，这可以是有用的。
在驱动单元520的输出处提供的驱动信号与被传送至特定驱动电极514的驱动信号之间可存在差异。例如，当复用器或其它开关装置放置在驱动单元520和触控面板512之间以便选择性地将驱动单元(例如，一次一个地)耦合区中的多个驱动电极时，所述差异变得重要。在这种情况下，驱动单元520可在其输出处具有连续AC波形，诸如方波、三角波等，然而凭借复用器的切换动作，可将此波形的仅一个脉冲或仅几个脉冲一次传送至任何给定的驱动电极。例如，可将连续AC波形的一个脉冲传送至区中的第一驱动电极，可将AC波形的下一个脉冲传送至区中的下一个驱动电极，依此类推直至已经驱动所述区中的所有驱动电极，因此将AC波形的下一个脉冲再次传送至所述区的第一驱动电极，依此类推，重复循环。可用脉冲形状的示例包括矩形脉冲、斜坡式脉冲(无论对称或非对称)以及正弦波(例如钟形)脉冲。
如果需要，驱动单元520可以可编程以在不同时间提供不同脉冲。例如，如果驱动单元通过复用器耦合到多个驱动电极，则驱动单元可经编程为不同驱动电极提供不同信号电平，从而补偿线路电阻和杂散电容中的电极到电极变化。例如，相比设置在需要较短传导长度的区中的位置处的驱动电极，设置在需要通过一个或多个接收电极的较长传导长度的区中的位置处的驱动电极以较高振幅驱动信号来驱动是有利的，以便补偿与接收电极相关联的损失。为不同驱动电极提供不同驱动信号电平允许通过选择的量来调节每个区一个驱动信号，其中传送驱动信号至由不同的量适当调节的不同驱动电极。
被提供至驱动电极514的驱动信号经由耦合电容Cc电容耦合至接收电极516，所述接收电极继而连接至感测单元522。因此，感测单元522在其输入522a处接收驱动信号(如由电极514、516和耦合电容Cc传输的)，并在输出522b处从所述驱动信号生成响应信号。在一些实施例中，感测单元522被设计使得响应信号包括驱动信号的微分表示，所述驱动信号的振幅响应于耦合电容Cc。在一些实施例中，由感测单元生成的响应信号在某种形式上包括驱动信号相对于时间的导数的至少近似值。例如，响应信号可包括驱动信号的时间导数，或者例如经反相、放大(包括小于1的放大率)、在电压或振幅上偏移和/或时间上偏移的此信号形式的时间导数。为了从先前的讨论处重复，如果由函数f(t)表示被传送至驱动电极的驱动信号，那么响应信号可以至少近似地是或包括函数g(t)，其中g(t)＝df(t)/dt。
图5中示出执行此函数的示例性电路。在522a处示出的此电路的输入为运算放大器522c的反相输入(-)。将运算放大器的另一个输入即非反相输入(+)设定为可被最优化以用于最大信号范围的共同参考电平。在图5中，为了简单起见，该参考电平被示为接地电位，但还可使用非零偏移电压。反馈电阻器522d连接在运算放大器的输出522b处和反相输入处之间。当以该方式连接时，运算放大器522c的反相输入，即，输入522a，被保持作为虚拟接地相加点，并且在该点处未观察到信号。这还意味着接收电极516被维持在恒定电压下，所述恒定电压基本上等于其中保持运算放大器的非反相输入的电压。反馈电阻器522d可经选择以使信号电平最大化，同时保持信号失真为低，并且可以以其它方式设定或调节，如本文所述。
结合耦合电容Cc以该方式连接的运算放大器522c具有产生被传送至驱动电极514的驱动信号的微分表示的作用。特别地，在任何给定时间处流经反馈电阻器522d的电流I由以下公式给出：
其中Cc为耦合电容，V表示被传送至驱动电极的时变驱动信号，并且dV/dt为V相对于时间的导数。尽管此公式名义上为正确的，但阅读者将理解，其并未考虑由例如所使用的电极的寄生电阻和电容、运算放大器特性和限制等等引起的各种次级效应，所述次级效应可影响电流I的幅度和动态响应。然而，流经反馈电阻器的电流I在输出522b处产生电压信号，所述电压信号对应于以上讨论的响应信号。由于通过反馈电阻器的电流的方向，该响应信号被反相，只要正dV/dt(V随时间增大)在输出522b处产生负电压，并且负dV/dt(V随时间减小)在输出522b处产生正电压，其中结合图6给出具体示例。这可被表示为：
其中VRS表示在任何给定时间在输出522b处的响应信号电压，并且Rf为反馈电阻器522d的电阻。需注意，响应信号的振幅(电压)名义上与耦合电容Cc成比例。因此，由于电极514、516的节点处的触摸降低耦合电容Cc，所以可分析由感测单元522提供的响应信号的峰值振幅或其他特性振幅的测量以确定该节点处触摸的存在。
如先前所提及，在其中接收电极516为区中的多个接收电极中的一个的实施例中，可以期望包括专用感测单元522以用于所述区中的每个接收电极。进一步地，可有利地为不同感测单元提供不同的放大量(例如，针对不同运算放大器的不同反馈电阻器值)，以补偿针对不同驱动电极所不同的触摸屏中的信号损失。例如，相比设置在需要较短传导长度的位置处的接收电极，设置在需要通过一个或多个驱动电极的长传导长度的位置处的接收电极以较大放大率来驱动是有利的，以便补偿与驱动电极相关联的损失。以这种方式为区的不同接收电极提供不同的放大量尤其有利于较大区，因为这可减少对大量检测电路(对应于接收电极的数量)编程以用于触控面板中的损失的需要。
如上所述，触敏系统510还可包括在该实施例中还充当采样/保持缓冲器的峰值检测电路526a，以及可操作以复位峰值检测器的相关联复位电路526b。这些电路元件可用于其中由感测单元522生成的响应信号的峰值振幅将被用作耦合电容Cc的测量的情况中。这些情况可包括其中由感测单元522提供的响应信号为高瞬态的实施例，例如在其中一个或多个矩形脉冲用于驱动信号的情况中。在此类情况下，峰值检测器526a用来在相对长的时间内维持响应信号的峰值振幅，以允许由ADC524进行的可靠的采样和到数字值的转换。在一些实施例中，区的单个ADC可以循环地耦合到该区的每个接收电极的检测电路，从而需要每个检测电路在延长的时间段内维持测量电压。在通过ADC524做出测量之后，可通过复位电路526b的操作复位峰值检测器，使得可在后续循环中测量新峰值。
对于峰值检测器526a所描绘的二极管/电容器组合的操作用于在延长的周期内维持峰值电压而不通过感测单元522使电容器放电。响应于在触点526c处提供的合适的复位控制信号的复位电路526b的操作用于复位峰值检测器526a至其标称值。需注意，本文完全地考虑了能够完成所述感测单元、峰值检测器、采样/保持缓冲器和/或复位电路的一个或多个功能(无论在硬件上、软件上或它们的组合中)的其它已知电子设备。
如先前所提及的，ADC524被提供用于将与响应信号相关联的幅值转换为数字格式，以与数字部件诸如用于进一步处理的微处理器一起使用。ADC可具有任何合适的设计，例如其可包括高速逐次逼近寄存器(SAR)和/或积分三角型转换器。
关于给定节点的所测量的幅值的进一步处理，所测量的幅值可存储在存储寄存器中。如果需要，可以存储并平均与给定节点相关联的多个此类值，例如，以用于降噪目的。此外，所测量的幅值优选地与参考值比较，以便确定是否已经发生耦合电容的降低，即一定量的触摸是否存在于给定节点处。例如，此比较可涉及从参考值减去测量值。在涉及包括许多节点的大触摸矩阵的实施例中，所有节点的测量值均可存储在存储器中，并且可单独地与各个参考值比较，以便确定每个节点处是否存在一定量的触摸。通过分析比较数据，如果多个时间上重叠的触摸存在于触摸表面上，则可确定所述多个时间上重叠的触摸的位置。能够被检测的时间上重叠的触摸的数量可仅受限于触控面板的触敏区域的尺寸以及驱动/检测电路的速率。在示例性实施例中，执行内插以用于针对相邻节点所检测的差异，以便准确地确定位于节点之间的触摸位置。
图6描绘特定驱动信号610的电压对时间图表以及由图5中所示类型的感测单元生成的(建模的)响应信号612的相应电压对时间图表。出于该模型的目的，假定驱动电极、接收电极和耦合电容(包括其上的触摸的效应，即将电容从2.0pf减至1.5pf)的电子特性为如以上结合图5的代表性实施例所述。此外，假定运算放大器522c的反馈电阻器522d为大约2MΩ。
驱动信号610被看作方波，其包括一系列矩形脉冲611a、611c、611e,...611k。假定将该整个信号传送至特定驱动电极，但在许多实施例中可在给定时间将较小数量(例如，仅一个或两个)的脉冲传送至给定驱动电极，此后可将一个或多个脉冲传送至不同的驱动电极等。由感测单元生成的响应信号612被看作为包括多个脉冲613a-l，其中每个矩形脉冲611a两个冲击脉冲，如人们对于微分方波所期望的。因此，例如，驱动脉冲611a产生与矩形脉冲的正向变换(左侧)相关联的负向脉冲613a以及与矩形脉冲的负向变换(右侧)相关联的正向脉冲613b。作为运算放大器信号带宽以及触摸屏的RC滤波器效应的结果，所述脉冲呈圆形。尽管与信号610相对于时间的理想导数存在这些偏差，但响应信号612可被视为包括驱动信号的微分表示。
如所示出，驱动脉冲611a、611c、611e,...611k均具有相同的振幅，但还可如上所述传送不同振幅的脉冲。然而，尽管驱动脉冲具有共同振幅，但发生在时间段612a内的脉冲613a-g被看作具有第一峰值振幅，并且发生在时间段612b内的脉冲613h-l被看作具有小于第一峰值振幅的第二峰值振幅。这是因为模型在脉冲613g之后和脉冲613h之前的时间点处在耦合电容Cc中引入变化，所述变化对应于从非触摸条件(Cc＝2pf)到触摸条件(Cc＝1.5pf)的转变。脉冲在时间段612b期间降低的峰值振幅可易于测量且与适用节点处的触摸事件相关联。
脉冲613a-l的瞬态性使它们尤其适用于与如结合图5所述的峰值检测器和采样/保持缓冲器一起使用，使得可通过ADC获得峰值振幅的准确测量以及对所述准确测量采样。虽然已经以方波驱动信号描述了触摸感测的操作，但应当理解，其它信号波形可以另选地用于驱动信号，例如，三角波、锯齿波等。
如先前所讨论，如本文所述的触敏系统特别地适用于提供具有大于2:1的纵横比的触敏区域。这些宽触控面板可以被划分为由控制器同时扫描的区。来自每个区的响应信号可以被输出至触摸位置分析器以确定触摸位置。图7A例示了触敏系统700，其包括触控面板710以及具有提供触摸位置信息的中央分析器725的控制器720。触控面板710包括被划分为多个扫描区A-D的触敏区域730。为了便于扫描多个区，可以使用多个驱动和感测单元721、722、723、724，例如，每个区一个驱动单元/感测单元。在该实施例中，控制器720包括与扫描区A-D分别相关联的驱动和感测单元721、722、723、724。驱动和感测单元721、722、723、724中的每个可以包括耦合到相关联区的驱动电极且被构造成用于将驱动信号731a、732a、733a、734a传送到每个区中的驱动电极的低阻抗驱动单元(例如，参见图5的520)。驱动单元721、722、723、724可以同时扫描所述区A-D的驱动电极，例如，每次扫描每个区一个驱动电极。
驱动和感测单元721、722、723、724中的每个可以包括耦合到相关联区的接收电极且被构造成用于从每个区中的接收电极提供响应信号731b、732b、733b、734b的感测单元(例如，参见图5的522)。
感测单元(例如，参见图5的522)耦合到所述区的接收电极，其与耦合电容结合对由驱动单元供应的驱动信号执行微分。ADC单元耦合到感测单元，并且被构造成用于将由感测单元生成的响应信号的振幅转换成数字格式。在一些实施中，驱动和感测单元还可以包括还可以充当采样/保持缓冲器的一个或多个峰值检测电路(例如，图5的526a)以及可操作以复位峰值检测器的相关联复位电路(例如，图5的526b)。在一些实施例中，驱动和感测单元721、722、723、724中的每个可包括多个感测单元，多个峰值检测电路和多个复位电路用于允许从区中的多个接收电极的同时感测。在非常高速的应用中，多个ADC可以用于每个区。
通过中央触摸分析器725接收来自驱动感测单元721、722、723、724的输出信号721a、722a、723a、724a(例如，来自图5的ADC524的数字输出)。在一些实施例中，输出信号721a、722a、723a、724a包括经由高速通信链路诸如以太网链路传输的数字数据。触摸分析器725分析信号以例如通过将输出信号721a、722a、723a、724a中所包含的振幅信息与已知的或先前接收的输出信号比较来确定触摸位置。
在一些情形下，静态触摸可以跨越触敏区域的两个区。移动触摸跨越触敏区域的多个区也是可能的。从所有的驱动和感测单元721、722、723、724接收信息的分析器725可以解决这些情况，并且通过分析来自驱动和感测单元721、722、723、724中的每个的信号721a、722a、723a、724a来确定跨越区的触摸和/或跨越区的移动触摸的触摸位置。例如，如下面结合图7B所讨论的，分析器725可以实现聚合器功能，所述聚合器功能聚合来自驱动和感测单元721、722、723、724的信息以提供所述区上的全局触摸信息。
图7B例示了包括触控面板760以及配合以提供触摸位置信息的分布式区控制器771、772、773、774的触敏系统750的另一个构造。触控面板760包括被划分为多个扫描区A-D的触敏区域780。区控制器771、772、773、774分别与触敏区域780的扫描区A-D相关联。为了便于扫描区A-D，每个区控制器771、772、773、774包括驱动和感测单元。
每个区控制器771、772、773、774的驱动和感测单元包括耦合到相关联区的驱动电极且被构造成用于将驱动信号781a、782a、783a、784a传送到相关联区中的驱动电极的低阻抗驱动单元(例如，参见图5的520)。区控制器771、772、773、774的驱动单元可以同时扫描区A-D的驱动电极，例如，每次扫描每个区一个驱动电极。
区控制器771、772、773、774中的每个包括耦合到相关联区的接收电极且被构造成用于从相关联区A-D中的接收电极提供响应信号781b、782b、783b、784b的感测单元(例如，参见图5的522)。
每个分布式区控制器771、772、773、774的感测单元(例如，参见图5的522)耦合到相关联区接收电极。感测单元与耦合电容结合对由驱动单元供应的驱动信号执行微分。ADC单元耦合到感测单元，并且被构造成用于将由感测单元生成的响应信号的振幅转换成数字格式。在一些实施中，驱动和感测单元还可以包括还可以充当采样/保持缓冲器的一个或多个峰值检测电路(例如，图5的526a)以及可操作以复位峰值检测器的相关联复位电路(例如，图5的526b)。在一些实施例中，每个区控制器771、772、773、774包括多个感测单元、多个峰值检测电路和多个复位电路以允许从区中的多个接收电极的同时感测。在非常高速的应用中，每个区控制器771、772、773、774可包括多个ADC以用于相关联区。
分布式区控制器771、772、773、774中的每个包括被构造成用于确定相关联区中的触摸位置的区分析器。区控制器771、772、773、774彼此协作以确定跨越区的触摸的触摸位置。例如，区控制器771、772、773可以经由输出771a、772a、773a、774a共享从它们的相关联区的邻近边界区到相邻区控制器772、773、774的原始数据。可以通过高速数据链路诸如以太网链路承载每个输出771a、772a、773a、774a。每个区控制器的分析器可能够解析跨越其相关联区的触摸，以及距其最近的相邻区，例如下游相邻区中的至少一个的触摸。
在一些实施例中，分布式区控制器中的一个，例如，如图7B中所描绘的链中的最后一个可以提供所有区A-D上的触摸位置信息。在一些实施例中，链中最后的控制器将数据从所有控制器转移到可以提供所有区A-D上的触摸信息的附加控制器。可以使用例如驻留在如图7中所示的链中的最后的区控制器或接收每个区的信息的附加控制器(图1中未示出)中的聚合器功能确定跨越多个区的触摸信息。聚合器功能将各个区线程平移、合并和/或联结为全局触摸线程。聚合器可以经由使用标准化格式的通用串行总线(USB)连接将全局触摸线程输出到主机，例如，人机接口设备(HIB)。
在一些实施中，将驱动信号从两个端部施加到驱动电极可以是有帮助的，如由图8的触控面板810所例示的。触控面板810包括在一些方面类似于图1A的触敏区域的连续触敏区域805。驱动电极811和接收电极812在触敏区域805中间隔开，并且在多个节点处横越彼此。驱动电极811沿第一方向在触敏区域805上连续延伸，并且接收电极812沿与第一方向不同的第二方向在触敏区域805上连续地延伸。每个驱动电极811横越接收电极812中的至少一个但不是全部，并且每个接收电极812横越驱动电极811中的至少一个但不是全部。
如图8所示，驱动电极触点和/或引线831可以沿触敏区域805的纵向边缘108a设置在边界区域中；接收电极触点和/或引线832可以沿触敏区域805的纵向边缘808b设置在边界区域中；并且互相交叉的驱动/接收触点和/或引线833可以沿触敏区域805的横向边缘806b设置在边界区域中。当从两个端部驱动驱动电极811时，驱动触点和/或引线834沿横向边缘806a设置在边界区域中。从驱动电极812的两个端部进行驱动将电极驱动路径长度切成两半，这可以便于触摸位置感测。图8例示了单端驱动的驱动路径长度811a和双端驱动的驱动路径长度811b。
触控面板的边界区域的宽度可以取决于在触摸电极以及将触摸电极电耦合到控制器的触点和/或引线之间如何进行电连接。在一些构造中，在驱动电极和驱动触点和/或引线之间的电触点与在接收电极和接收触点和/或引线之间的电触点相邻。具体地讲，当驱动电极和接收电极的电触点很接近且和/或面向相同方向时，靠近这些电触点的区域可以具有与其它区域相比超出范围的杂散电容值。
图9A示出包括驱动电极和接收电极的触控面板910的部分的平面图(上部)和侧视图(下部)。平面图指出驱动电极911和接收电极912以及电极911、912的电接触表面921、922。图9A的侧视图示出设置在前层952和后层951之间且具有相对面对的接触表面921、922的驱动电极911和接收电极912。驱动电极911和接收电极912电连接到边界区域920中的驱动引线触点931和接收引线触点932。如图9A所示的驱动电极911和接收电极912的相对面对的接触表面921、922减轻超出范围杂散电容值。
在一些实施中，低阻抗屏蔽件975，例如接地层或虚拟接地层可以插入边界区域920中的驱动电极911和接收电极912之间。绝缘层971、972设置在屏蔽件975的任一侧上。屏蔽件975可以接地或者以降低信号耦合的波形驱动。
图9B例示了当驱动电极和接触电极接触表面点面向相同方向时，减轻杂散电容的边界区域设计。在该设计中，与接收电极相比，驱动电极另外延伸到边界区域中以增大驱动和接收接触表面之间的间隔。
图9B中示出触控面板980的一部分，其包括延伸到边界区域985中的驱动电极981和接收电极982。在边界区域985中，驱动电极981包括接触表面983，并且接收电极982包括接触表面984，其中驱动电极接触表面983和接收电极接触表面984均面向相同的方向。为了减轻驱动电极981和接收电极982之间的杂散电容耦合，与接收电极982相比，驱动电极931另外延伸到边界区域985中。另选地，与驱动电极相比，接收电极另外延伸到边界区域中是可能的。该设计增大边界区域的面积，允许对面向相同方向的驱动电极和接收电极进行电连接，并且还通过增大驱动电极和接收电极之间的间隔减轻驱动电极和接收电极之间的杂散电容。
使用具有如本文所描述的触敏区域的触控面板允许任何不分段宽度的触控面板，因为驱动电极和接收电极均不跨越触敏表面的整个宽度，并且驱动电极和接收电极的长度取决于触摸表面高度而不是宽度。这些触控面板不必是平坦的、矩形面板，而是可以以多种三维几何形状形成，例如，各种圆柱形或多面体形状。图10A例示了包括触控面板1010和控制器1020的触敏系统1000。触敏系统1000在一些方面上类似于结合图1A所讨论的触敏系统100。触敏系统1000和触敏系统100之间的一个差异在于触控面板1010被成型为圆柱体形状。触控面板1010包括连续的圆柱形触敏区域1005，其具有沿第一方向在触敏区域1005上间隔开的多个第一电极1011。多个第二电极1012沿与第一方向不同的第二方向在触敏区域1005上间隔开。触敏区域1005包括多个节点，每个节点由在节点处横越彼此的对应的第一电极1011和第二电极1012限定。每个第一电极1011横越第二电极1012中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极1012横越第一电极1011中的至少一个但不是全部。触敏系统1000能够通过检测在节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置。
第一电极1011和第二电极1012被分组到触敏表面1005的多个区1005a、1005b中。控制器1020包括耦合到驱动电极且被构造成用于依次地扫描通过驱动电极，例如，区的第一电极1010的驱动电路。这样，可以同时扫描触敏表面上的所有的区。控制器1020包括耦合到接收电极且被构造成用于接收在接收电极(例如，第二电极1012)上承载的响应信号的感测电路，所述响应信号受触敏表面1005上的触摸的影响。触控面板1010包括边界区域1015，其中在驱动电极1011和驱动引线1031之间以及接收电极1012和接收引线1032之间作出连接。驱动引线1031和接收引线1032将驱动电极1011和接收电极1012耦合到控制器1020。对于使用单端驱动信号的圆柱形触控面板(或具有另一个封闭形状的触控面板)，驱动电极1011和接收电极1012之间以及驱动引线1031和接收引线1032之间的所有电连接可以被布置在沿触敏表面1005的单个边缘1015设置的边界区域1025中。使用成角度的电极1011、1012避免如果电极中的一些围绕圆柱体轴向布置将出现的可视空间中的分布区域。
为了形成圆柱形触摸表面1005，驱动电极1011和接收电极1012的图案应适合于圆柱体的周长以避免其中图案相交处的更短或更长间距。根据一些实施例，第一电极1011和第二电极1012分别设置在图10B和图10C中所示的层1071、1072中。层1071、1072可以被单独地施加到圆柱形基板或形成，其中每个层1071、1072的边缘1071a、1071b、1072a、1072b对准以维持图案间距。图10D示出用于形成图10A中所示的圆柱形触摸区域的层1071、1072(重叠的和平坦的)。
本文所公开的实施例包括：
项目1.一种触敏系统，包括：
触敏区域；
多个间隔开的第一电极，所述多个间隔开的第一电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的第二电极，所述多个间隔开的第二电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸，每个第一电极和第二电极在所述触敏区域上连续地延伸；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中每个第一电极横越所述第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越所述第一电极中的至少一个但不是全部。
项目2.根据项目1所述的触敏系统，其中所述触敏区域具有宽度和高度，并且所述宽度是所述高度的至少两倍，并且其中大多数所述第一电极的长度基本上等于大多数所述第二电极的长度。
项目3.根据项目1到项目2中任一项所述的触敏系统，其中所述触敏区域具有宽度和高度，并且所述宽度是所述高度的至少两倍，并且其中大多数所述第一电极的电阻基本上等于大多数所述第二电极的电阻。
项目4.一种触敏系统，包括：
连续的触敏区域；
多个间隔开的第一电极，所述多个间隔开的第一电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的第二电极，所述多个间隔开的第二电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中每个第一电极横越所述第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越所述第一电极中的至少一个但不是全部。
项目5.根据项目4所述的触敏系统，其中所述触敏区域具有高度和宽度，并且所述触敏区域的所述宽度大于所述触敏区域的所述高度。
项目6.根据项目4到项目5中任一项所述的触敏系统，其中所述触敏区域沿所述宽度是弯曲的。
项目7.根据项目4到项目6中任一项所述的触敏系统，其中所述触敏区域形成圆柱体或多面体。
项目8.根据项目4到项目7中任一项所述的触敏系统，其中所述第一方向和所述第二方向中的至少一个相对于所述触敏区域的高度方向形成锐角。
项目9.根据项目8所述的触敏系统，其中所述第一方向和所述第二方向两者相对于所述高度方向形成锐角。
项目10.根据项目8所述的触敏区域，其中所述第一方向和所述第二方向彼此正交。
项目11.一种触敏系统，包括：
连续的触敏区域；
设置在所述触敏区域中的多个电极，每个电极在所述连续触敏区域上连续地延伸；和
多个节点，每个节点对应于且由在所述节点处横越彼此的所述多个电极中的两个不同电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的所述两个不同电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中所述多个电极中的每个电极横越所述多个电极中的所述其他电极中的至少一个但不是全部。
项目12.一种触敏系统，包括：
触敏区域，所述触敏区域具有在高度和宽度之间大于2:1的比率，并且具有在所述触敏区域上基本上均匀的触摸分辨率；
多个间隔开的第一电极，所述多个间隔开的第一电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的第二电极，所述多个间隔开的第二电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中每个第一电极横越所述第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越所述第一电极中的至少一个但不是全部。
项目13.根据项目12所述的触敏系统，还包括沿所述触敏区域的至少一个边缘设置的边界区域，其中与所述第二电极相比，所述第一电极另外延伸到所述边界区域中，其中所述第一电极和所述第二电极在所述边界区域中具有电触点，并且所述第一电极的所述电触点的导电表面面向与所述第二电极的所述电触点的导电表面相同的方向。
项目14.根据项目12所述的触敏系统，还包括沿所述触敏区域的至少一个边缘设置的边界区域，其中所述第一电极和所述第二电极延伸到所述边界区域中，其中所述第一电极和所述第二电极在所述边界区域中具有电触点，并且所述第一电极的所述电触点的导电表面面向与所述第二电极的所述电触点的导电表面相对的方向。
项目15.根据项目14所述的触敏系统，其中所述第一电极的所述电触点与所述第二电极的所述电触点通过低阻抗层分开。
项目16.根据项目15所述的触敏系统，其中所述低阻抗层包括接地层或虚拟接地层。
项目17.一种触敏系统，包括：
触敏区域；
多个间隔开的驱动电极，所述多个间隔开的驱动电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的接收电极，所述多个间隔开的接收电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸，每个第一电极和第二电极在所述触敏区域上连续地延伸；
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置；和
驱动单元，所述驱动单元被构造成用于生成驱动信号并同时传送所述驱动信号至所述驱动电极中的至少两个但不是全部，其中所述至少两个但不是全部的驱动电极中没有两个驱动电极横越同一接收电极。
项目18.根据项目17所述的触敏系统，还包括感测单元，所述感测单元被构造成用于为传送到所述驱动电极中的所述至少两个但不是全部的每个驱动信号生成响应信号以用于多个接收电极，来自每个接收电极的所述响应信号的振幅对应于在由所述接收电极、以及所述驱动电极中的所述至少两个但不是全部中驱动的驱动电极限定的所述节点处的耦合电容，所述响应信号包括所述驱动信号的微分表示。
项目19.根据项目18所述的触敏系统，还包括分析器，所述分析器被构造成用于测量每个所述节点的每个响应信号的振幅，并且如果存在的话，从所述振幅确定所述触敏区域中的多个时间上重叠的触摸的位置。
项目20.根据项目19所述的触敏系统，其中所述触敏区域被构造成用于被划分为多个扫描区，扫描区中的每个驱动电极横越所述扫描区中的所有所述接收电极，并且不横越任何其他扫描区中的任何接收电极。
项目21.根据项目20所述的触敏系统，其中所述驱动单元被构造成用于生成驱动信号，并且同时传送所述驱动信号至每个扫描区中的所述驱动电极中的至少一个但不是全部。
项目22.根据项目17到项目21中任一项所述的触敏系统，其中所述驱动单元被构造成用于从所述驱动电极的两个端部驱动所述驱动电极。
项目23.一种触敏系统，包括：
触敏区域；
多个间隔开的驱动电极，所述多个间隔开的驱动电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的接收电极，所述多个间隔开的接收电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸，每个第一电极和第二电极在所述触敏区域上连续地延伸，所述驱动电极和所述接收电极布置在多个扫描区中，扫描区中的每个驱动电极横越所述扫描区中的所有所述接收电极，并且不横越任何其他扫描区中的任何接收电极；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置。
项目24.根据项目23所述的触敏系统，还包括触摸控制器，所述触摸控制器包括：
多个区驱动/感测单元，每个区驱动/感测单元被构造用于为驱动电极生成驱动信号且为扫描区中的接收电极生成响应信号；和
分析器，所述分析器耦合到所述多个区驱动/感测单元中的每个的输出，所述分析器被构造成用于基于所述响应信号确定多点触摸位置。
项目25.根据项目24所述的触敏系统，其中所述分析器被构造成用于使用来自至少两个区驱动/感测单元的信息以确定发生在两个扫描区上的触摸位置。
项目26.根据项目23所述的触敏系统，还包括多个区控制器，每个区控制器包括：
驱动单元，所述驱动单元被构造成用于为所述扫描区的驱动电极生成驱动信号；
感测单元，所述感测单元被构造成用于为所述扫描区的接收电极生成响应信号；和
分析器，所述分析器被构造成用于基于所述响应信号确定触摸位置。
项目27.根据项目26所述的触敏系统，其中所述区控制器通信耦合，并且每个区控制器被构造成用于确定发生在所述区控制器的扫描区上和相邻扫描区上的触摸位置。
项目28.根据项目26所述的触敏系统，其中所述区控制器通信耦合，以及被构造成用于确定(如果存在的话)所述触敏区域中的多个时间上重叠的触摸的位置。
项目29.根据项目23到项目28中任一项所述的触敏系统，其中所述触敏区域形成三维形状，并且所述驱动电极和所述接收电极在所述触敏区域的仅一个边缘处是可电接入的。
除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达特征尺寸、量和物理特性的所有数值在所有情况下均应理解成由术语“约”修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域中的技术人员利用本文所公开的教导内容来寻求获得的期望性能而变化。由端点表述的数值范围的使用包括该范围内所包含的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、和5)以及在此范围内的任何范围。
该发明的各种变型和更改对于本领域中的技术人员都是显而易见的，并且应当理解，该公开的范围不局限于本文所阐述的例示性实施例。例如，阅读者应当认为一个公开的实施例中的特征可同样应用于所有其它的公开实施例，除非另外指明。

Claims (10)

1.一种触敏系统，包括：
触敏区域；
多个间隔开的第一电极，所述多个间隔开的第一电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的第二电极，所述多个间隔开的第二电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸，每个第一电极和第二电极在所述触敏区域上连续地延伸；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的所述对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中每个第一电极横越所述第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越所述第一电极中的至少一个但不是全部。
2.一种触敏系统，包括：
连续的触敏区域；
多个间隔开的第一电极，所述多个间隔开的第一电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的第二电极，所述多个间隔开的第二电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的所述对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中每个第一电极横越所述第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越所述第一电极中的至少一个但不是全部。
3.根据权利要求2所述的触敏系统，其中所述第一方向和所述第二方向中的至少一个相对于所述触敏区域的高度方向形成锐角。
4.一种触敏系统，包括：
连续的触敏区域；
设置在所述触敏区域中的多个电极，每个电极在所述连续触敏区域上连续地延伸；和
多个节点，每个节点对应于且由在所述节点处横越彼此的所述多个电极中的两个不同电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的所述两个不同电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中所述多个电极中的每个电极横越所述多个电极中的所述其他电极中的至少一个但不是全部。
5.一种触敏系统，包括：
触敏区域，所述触敏区域具有在高度和宽度之间大于2:1的比率，并且具有在所述触敏区域上基本上均匀的触摸分辨率；
多个间隔开的第一电极，所述多个间隔开的第一电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的第二电极，所述多个间隔开的第二电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的第一电极和第二电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的所述对应的第一电极和第二电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置，其中每个第一电极横越所述第二电极中的至少一个但不是全部，并且每个第二电极横越所述第一电极中的至少一个但不是全部。
6.一种触敏系统，包括：
触敏区域；
多个间隔开的驱动电极，所述多个间隔开的驱动电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的接收电极，所述多个间隔开的接收电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸，每个第一电极和第二电极在所述触敏区域上连续地延伸；
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置；和
驱动单元，所述驱动单元被构造成用于生成驱动信号并同时传送所述驱动信号至所述驱动电极中的至少两个但不是全部，其中所述至少两个但不是全部的驱动电极中没有两个驱动电极横越同一接收电极。
7.根据权利要求6所述的触敏系统，还包括感测单元，所述感测单元被构造成用于针对传送到所述驱动电极中的所述至少两个但不是全部的每个驱动信号生成响应信号以用于所述多个接收电极，来自每个接收电极的所述响应信号的振幅对应于在由所述接收电极、以及所述驱动电极中的所述至少两个但不是全部中的驱动的驱动电极限定的所述节点处的耦合电容，所述响应信号包括所述驱动信号的微分表示。
8.一种触敏系统，包括：
触敏区域；
多个间隔开的驱动电极，所述多个间隔开的驱动电极设置在所述触敏区域中并沿第一方向延伸；
多个间隔开的接收电极，所述多个间隔开的接收电极设置在所述触敏区域中并沿不同的第二方向延伸，每个第一电极和第二电极在所述触敏区域上连续地延伸，所述驱动电极和所述接收电极布置在多个扫描区中，扫描区中的每个驱动电极横越所述扫描区中的所有所述接收电极，并且不横越任何其他扫描区中的任何接收电极；和
多个节点，每个节点由在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极限定，所述触敏系统被构造成用于通过检测在所述节点处横越彼此的对应的驱动电极和接收电极之间的耦合电容中的变化来检测在邻近节点处施加的触摸的位置。
9.根据权利要求8所述的触敏系统，还包括触摸控制器，所述触摸控制器包括：
多个区驱动/感测单元，每个区驱动/感测单元被构造用于为驱动电极生成驱动信号且为扫描区中的接收电极生成响应信号；和
分析器，所述分析器耦合到所述多个区驱动/感测单元中的每个的输出，所述分析器被构造成用于基于所述响应信号确定多点触摸位置。
10.根据权利要求8所述的触敏系统，还包括多个区控制器，每个区控制器包括：
驱动单元，所述驱动单元被构造成用于为所述扫描区的驱动电极生成驱动信号；
感测单元，所述感测单元被构造成用于为所述扫描区的接收电极生成响应信号；和
分析器，所述分析器被构造成用于基于所述响应信号确定触摸位置。
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