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Technisches Gebiet
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Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Berührungssensoren.
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Hintergrund
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Ein Berührungssensor kann das Vorkommen und den Ort einer Berührung oder die Nähe eines Objekts (wie ein Finger eines Benutzers oder ein Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs eines Berührungssensors bestimmen, welcher beispielsweise einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann der Berührungssensor dem Benutzer ermöglichen, direkt mit dem Angezeigten auf dem Bildschirm zu interagieren, anstatt indirekt mit einer Maus oder einem Tastfeld. Ein Berührungssensor kann angebracht sein an oder als ein Teil bereit gestellt werden von: einem Desktop-Computer, einem Laptop, einem Tablet-Computer, einem PDA (personal digital assistant), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Abspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kioskcomputer, einem Kassensystem oder anderen geeigneten Geräten. Ein Kontrolleingabefeld einer Haushalts- oder anderer Anwendungen kann einen Berührungssensor beinhalten.
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Es gibt eine Reihe von verschiedenen Arten von Berührungspositionssensoren, wie (z. B.) resistive berührungsempfindliche Bildschirme, berührungsempfindliche Bildschirme basierend auf oberflächenakustischen Wellen und kapazitive berührungsempfindliche Bildschirme. Hier, kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor einen berührungsempfindlichen Bildschirm einschließen, und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche berührt oder in die Nähe der Oberfläche des kapazitiven berührungsempfindlichen Bildschirms kommt, kann eine Veränderung in der Kapazität innerhalb des berührungsempfindlichen Bildschirms an der Stelle der Berührung oder in der Nähe vorkommen. Ein Berührungssensorkontroller kann die Änderungen in der Kapazität verarbeiten und seine Position auf dem berührungsempfindlichen Bildschirm bestimmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert ein Beispiel eines Berührungssensors mit einem Beispiel einer Steuereinheit.
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Die 2a–2b illustrieren zwei Beispiele eines Netzmusters einer berührungsempfindlichen Netzschicht.
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Die 3–6 illustrieren Beispiele von Schnittmustern in dem Beispiel des Netzes von 2a.
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7 illustriert ein Beispiel eines Mobiltelefons, welches eine flexible berührungsempfindliche Vorrichtung beinhaltet.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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1 illustriert ein Beispiel eines Berührungssensors 10 mit einem Beispiel einer Steuereinheit 12. Die Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann eine berührungsempfindliche Anzeige beinhalten und umgekehrt. Der Berührungssensor 10 und die Steuereinheit 12 können das Vorkommen und den Ort einer Berührung oder die Nähe eines Objekts innerhalb einer berührungsempfindlichen Fläche des Berührungssensors 10 detektieren. Die Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann beide, den Berührungssensor und seine Steuereinheit, beinhalten. In gleicher Weise kann die Bezugnahme auf eine Steuereinheit beide, die Steuereinheit und ihren Berührungssensor, beinhalten. Berührungssensor 10 kann eine oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann einen Bereich von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder einen Bereich von Elektroden eines einzigen Typs) beinhalten, welche auf einem oder mehreren Substraten aufgebracht sind, welche aus einem dielektrischen Material gefertigt sein können. Die Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann beides, die Elektroden des Berührungssensors und das Substrat/die Substrate, auf welchen sie angebracht sind, beinhalten. Alternativ kann die Bezugnahme auf einen Berührungssensor die Elektroden des Berührungssensors, jedoch nicht das Substrat/die Substrate, auf welchen diese angebracht sind, beinhalten.
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Eine Elektrode (ob eine Ansteuerelektrode oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich eines leitfähigen Materials sein, welches eine Form wie beispielsweise eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck oder eine andere geeignete Form oder geeignete Kombinationen dieser annimmt. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder mehreren Schichten eines leitfähigen Materials, kann (mindestens teilweise) die Form einer Elektrode schaffen und der Bereich der Form kann (zumindest teilweise) durch diese Schnitte begrenzt sein. In besonderen Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche seiner Form einnehmen. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) hergestellt sein und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche seiner Form einnehmen. In besonderen Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 5% der Fläche seiner Form einnehmen. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann eine Elektrode aus dünnen Bahnen eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials (so wie beispielsweise Kupfer, Silber oder ein kupfer- oder silberbasiertes Material) hergestellt sein. Die dünnen Bahnen des leitfähigen Materials können ungefähr 5% der Fläche seiner Form in einer schraffierten, netzartigen oder in einem anderen geeigneten Muster einnehmen. Obwohl diese Offenbarung spezielle Elektroden, hergestellt aus einem speziellen leitfähigen Material, welche spezielle Formen mit speziellen Füllungen die spezielle Muster haben, beschreibt oder illustriert, enthält diese Offenbarung alle geeigneten Elektroden, welche aus allein geeigneten leitfähigen Materialien hergestellt sind, welche alle geeigneten Formen mit allen geeigneten Füllungen mit allen geeigneten Mustern haben. Die Formen der Elektroden (oder der anderen Elemente) des Berührungssensors können ganz oder teilweise eines oder mehreren Makroelementen des Berührungssensors ausmachen. Eine oder mehrere Charakteristiken der Implementierung solcher Formen (wie beispielsweise die leitfähigen Materialien, die Füllungen, oder die Muster innerhalb der Formen) können ganz oder teilweise eines oder mehrere Mikroelemente des Berührungssensors sein. Eines oder mehrere Makroelemente des Berührungssensors können eine oder mehrere Charakteristiken seiner Funktionalität bestimmen und eines oder mehrere Mikroelemente des Berührungssensors können eines oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors wie Transmission, Refraktion oder Reflektion bestimmen.
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Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet jedes geeignete Substrat mit allen geeigneten Abschnitten, welche aus jedem geeigneten Material hergestellt sind. In besonderen Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden im Berührungssensor 10 ganz oder teilweise aus ITO hergestellt sein. In besonderen Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in Berührungssensor 10 aus dünnen Bahnen eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials hergestellt sein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, können ein oder mehrere Teile des leitfähigen Materials, Kupfer oder Kupfer basierend sein und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger haben und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger. Als ein anderes Beispiel können ein oder mehrere Teile des leitfähigen Materials aus Silber oder Silber basierend sein und in gleicher Weise eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. Diese Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden, welche aus jedem geeigneten Material hergestellt sind.
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Eine mechanische Anordnung kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, welches die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 formt, beinhalten. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann die mechanische Anordnung eine erste Schicht von optisch durchsichtigem Klebstoff (OCA, optically clear adhesive) unter einer Abdeckscheibe enthalten. Die Abdeckscheibe kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material, welches für wiederholte Berührungen geeignet ist, hergestellt sein, wie beispielsweise Glas, Polycarbonate oder Poly(methylmethacrylate) (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckscheiben, welche aus allen geeigneten Materialien hergestellt sind. Die erste Schicht des OCA kann zwischen der Abdeckscheibe und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, welches die Ansteuer- oder Ausleseelektroden formt, angeordnet sein. Die mechanische Anordnung kann außerdem eine zweite Schicht des OCA und eine dielektrische Schicht (welche aus PET oder einem anderen geeigneten Material hergestellt sein kann, ähnlich dem Substrat mit dem leitfähigen Material, welches die Ansteuer- oder Ausleseelektroden formt) beinhalten. Alternativ kann eine dünne Schicht eines dielektrischen Materials, anstatt der zweiten Schicht des OCAs und der dielektrischen Schicht, benutzt werden. Die zweite Schicht des OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, welches die Ansteuer- oder Ausleseelektroden ausmacht, und der dielektrischen Schicht befindlich sein. Die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht des OCA und einem Luftspalt zu einer Anzeige eines Geräts, welches einen Berührungssensor 10 und einen Kontroller 12 enthält, befindlich sein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann die Abdeckscheibe eine Dicke von ungefähr 1 mm haben, die erste Schicht des OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, das Substrat mit dem leitfähigen Material, welches die Ansteuer- oder Ausleseelektroden formt, kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, die zweite Schicht des OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine spezielle mechanische Anordnung mit einer speziellen Anzahl von speziellen Schichten, welche aus speziellen Materialien hergestellt sind und spezielle Dicken haben, beschreibt, schließt diese Offenbarung jede geeignete mechanische Anordnung, mit jeder geeigneten Anzahl von jeden geeigneten Schichten, welche aus jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke hergestellt sind, ein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann in speziellen Ausführungsformen, eine Schicht eines Klebstoffs oder eines Dielektrikums die dielektrische Schicht, die zweite Schicht des OCA und den Luftspalt wie oben beschrieben, ersetzen, so dass kein Luftspalt zu der Anzeige vorhanden ist.
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Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungsdetektion implementieren. In einer Gegenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 einen Bereich von Ansteuer- und Ausleseelektroden, welche einen Bereich von kapazitiven Knoten formen, enthalten. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten formen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, welche einen kapazitiven Knoten formen, können nahe aneinander kommen, aber keinen elektrischen Kontakt miteinander haben. Stattdessen können die Ansteuer- und Ausleseelektroden kapazitiv über einen Zwischenraum zwischen ihnen miteinander gekoppelt sein. Eine Puls- oder Wechselspannung, welche an die Ansteuerelektrode (durch Steuereinheit 12) angelegt ist, kann eine Ladung an der Ausleseelektrode induzieren. Der Betrag der induzierten Ladung kann durch einen externen Einfluss (wie eine Berührung oder die Nähe eines Objekts) beeinflusst werden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in die Nähe kommt, kann eine Veränderung der Kapazität an dem kapazitiven Knoten vorkommen und die Steuereinheit 12 kann die Veränderung der Kapazität messen. Durch das Messen der Veränderungen der Kapazität über einen Bereich, kann die Steuereinheit 12 die Position der Berührung oder die Nähe innerhalb der berührungsempfindlichen Fläche des Berührungssensors 10 bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 einen Bereich von Elektroden eines einzigen Typs enthalten, wobei jede einen kapazitiven Knoten formen kann. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in die Nähe kommt, kann eine Veränderung in der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten vorkommen und die Steuereinheit 12 kann die Veränderung der Kapazität beispielsweise als eine Veränderung in dem Ladungsbetrag, welcher benötigt wird um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag anzuheben, messen. Genau wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch die Messung der Veränderung in der Kapazität über den Bereich, die Steuereinheit 12 die Position der Berührung oder die Nähe innerhalb der berührungsempfindliche Fläche/der berührungsempfindlichen Flächen des Berührungssensors 10 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung schließt jede geeignete Form der kapazitiven Berührungsdetektion ein.
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In speziellen Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerreihe formen, welche horizontal oder vertikal oder in jeder geeigneten Orientierung verläuft. In ähnlicher Weise, können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Auslesereihe formen, welche horizontal oder vertikal oder in jeder geeigneten Orientierung verläuft. In speziellen Ausführungsformen können die Ansteuerreihen im Wesentlichen senkrecht zu den Auslesereihen verlaufen. Die Bezugnahme zu einer Ansteuerreihe kann eine oder mehrere Ansteuerelektroden, welche die Ansteuerreihe umfasst, beinhalten und umgekehrt. In gleicher Weise kann die Bezugnahme auf eine Auslesereihe, eine oder mehrere Ausleseelektroden, welche die Auslesereihe umfasst, beinhalten und umgekehrt.
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Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden, welche in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, beinhalten. In einer solchen Konfiguration kann ein Paar von Ansteuer- und Ausleseelektroden, welche kapazitiv miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten formen. In einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einem einzigen Typ in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Außerdem oder als Alternative zu Ansteuer- und Ausleseelektroden, welche in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, welche in einem Muster auf einer Seite des Substrats angeordnet sind und Ausleseelektroden, welche in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, beinhalten. Außerdem kann Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, welche in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind beinhalten, und Sensorelektroden, welche in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind beinhalten. In solchen Konfigurationen kann eine Überkreuzung einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten formen. Solch eine Überkreuzung kann eine Position sein, wo sich die Ansteuerelektrode und die Ausleseelektrode kreuzen oder sich am nahesten in ihrer jeweiligen Ebene kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden haben keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind sie kapazitiv miteinander über ein Dielektrikum an der Überkreuzung gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung spezielle Konfigurationen von speziellen Elektroden, welche spezielle Knoten formen beschreibt, beinhaltet diese Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen von allen geeigneten Elektroden, welche geeignete Knoten formen. Außerdem beinhaltet die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, welche auf jeder geeigneten Anzahl von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
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Eine Veränderung der Kapazität an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 kann, wie oben beschrieben, eine Berührung oder eine nahe Eingabe an einer Position des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Steuereinheit 12 kann die Veränderung der Kapazität detektieren und Verarbeiten, um das Vorkommen und den Ort der Berührung oder der Nähe der Eingabe zu bestimmen. Die Steuereinheit 12 kann dann die Information über die Berührung oder die nahe Eingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs) oder digitale Signalprozessoren (DSPs)) eines Geräts, welches den Berührungssensor 10 und die Steuereinheit 12 enthält, weitergeben, wobei das Gerät auf die Berührung oder die nahe Eingabe durch die Initiierung einer Funktion des Geräts (oder einer Anwendung, welche auf dem Gerät läuft) und damit assoziiert ist, reagieren kann. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine spezielle Steuereinheit mit einer speziellen Funktionalität in Bezug auf ein spezielles Gerät und einen speziellen Berührungssensor beschreibt, beinhaltet diese Offenbarung alle geeigneten Steuereinheiten mit geeigneten Funktionalitäten in Bezug auf geeignete Geräte und geeignete Berührungssensoren.
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Die Steuereinheit 12 kann aus einer oder mehreren integrierten Schaltungen bestehen (ICs, integrated circuits), wie beispielsweise Universalmikroprozessoren, Mikrokontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, applikationsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), auf einer flexiblen gedruckten Schaltung (FPC, flexible printed circuit), welche mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie oben beschrieben, verbunden ist. Die Steuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale zu den Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann die Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 detektieren und Messsignale, welche die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren zu der Verarbeitungseinheit weiterleiten. Die Verarbeitungseinheit kann die Versorgung der Ansteuersignale zu den Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit regeln und die Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um das Vorkommen und den Ort der Berührung oder der nahen Eingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs/der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann außerdem Veränderungen der Position einer Berührung oder einer nahen Eingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs/der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 nachverfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, was Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zur Lieferung der Ansteuersignale zu den Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung von Messsignalen von der Ausleseeinheit und andere geeignete Programme beinhaltet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine spezielle Steuereinheit mit einer speziellen Implementierung mit speziellen Komponenten beschreibt, beinhaltet diese Offenbarung alle geeigneten Steuereinheiten mit geeigneten Implementierungen mit geeigneten Komponenten.
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Die Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material, welche auf dem Substrat des Berührungssensors 10 aufgebracht sind, können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit den Anschlussflächen 16 koppeln, welche auch auf dem Substrat des Berührungssensors 10 aufgebracht sind. Die Anschlussflächen 16 vereinfachen, wie unten beschrieben, die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Steuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in und um (z. B. an den Kanten von) des berührungsempfindlichen Bereichs/der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Spezielle Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Kopplung der Steuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 bereitstellen, durch welche die Ansteuereinheit der Steuereinheit 12 die Ansteuersignale zu den Ansteuerelektroden liefern kann. Andere Leiterbahnen können Ausleseverbindungen zur Kopplung der Steuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 bereitstellen, durch welche die Ausleseeinheit der Steuereinheit 12 Ladung an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 detektieren kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Bahnen eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials hergestellt sein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14, Kupfer oder kupferbasiert sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. Als ein weiteres Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14, Silber oder silberbasiert sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In speziellen Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder teilweise aus ITO hergestellt sein, als Zusatz oder als eine Alternative zu den dünnen Leiterbahnen eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials. Obwohl die vorliegende Offenbarung spezielle Leiterbahnen, welche aus speziellen Material mit einer speziellen Breite hergestellt sind, beinhaltet diese Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen, welche aus allen geeigneten Materialien mit allen geeigneten Breiten hergestellt sind. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14, kann der Berührungssensor 10 eine oder mehrere Masseleiterbahnen beinhalten, welche an einer Masseverbindung (welche eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 enden (ähnlich wie die Leiterbahnen 14).
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Die Anschlussflächen 16 können sich entlang einer oder mehrerer Kanten des Substrats außerhalb der berührungsempfindlichen Fläche/der berührungsempfindlichen Flächen des Berührungssensors 10 befinden. Die Steuereinheit 12 kann, wie oben beschrieben, auf einem FPC befindlich sein. Die Anschlussflächen 16 können aus demselben Material wie die Leiterbahnen 14 hergestellt sein und mit dem FPC mittels einem anisotropisch leitfähigen Filmes (ACF, anisotropic conductive film) fest verbunden sein. Die Verbindung 18 kann leitfähige Bahnen auf dem FPC beinhalten, welche die Steuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbindet und wiederum die Steuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbindet. Die vorliegende Offenbarung beinhaltet alle geeigneten Verbindungen 18 zwischen der Steuereinheit 12 und dem Berührungssensors 10.
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Die 2a–2b illustrieren zwei Beispiele eines Netzmusters einer berührungsempfindlichen Netzschicht. Eine Elektrode kann, wie oben diskutiert, aus dünnen Leiterbahnen 22a–b eines Metalls oder eines anderen leitfähigen Materials (z. B. Kupfer, Silber, oder kupfer- oder silberbasiertes Material) hergestellt sein und die Leiterbahnen 22a–b des leitfähigen Materials können die Fläche der Elektrodenform in einer schraffierten, netzartigen oder einer anderen geeigneten Musterform, einnehmen. In dem Beispiel von 2a kann ein Beispielnetzmuster 20 einer berührungsempfindlichen Netzschicht aus im Wesentlichen geraden Leiterbahnen 22a–b eines leitfähigen Materials geformt sein. Das Netzmuster 20 kann mit Hilfe von zwei Sets 22a–b von im Wesentlichen parallelen Leiterbahnen des leitfähigen Materials geformt sein. Das Netzmuster 20 kann durch einen Bereich von diamantartigen Netzzellen 24, welche durch im Wesentlichen orthogonale Überkreuzungen zwischen den Leiterbahnen 22a mit den Leiterbahnen 22b des leitfähigen Materials geformt sind, bestehen. Als ein Beispiel, jedoch nicht als Einschränkung, kann das erste Set 22a und das zweite Set 22b der leitfähigen Leiterbahnen so aufgebracht sein, dass eine absolute Leiterbahnendichte weniger als ungefähr 10% einer Oberfläche beträgt. Dementsprechend ist der Beitrag der leitfähigen Bahnen zu der Reduktion der Lichttransmission durch das Netzmuster 20 weniger als ungefähr 10%. Obwohl die leitfähigen Bahnen 22a–b undurchsichtig sind, kann die kombinierte optische Transmission der Elektroden, welche durch ein Netzmuster 20 geformt sind, ungefähr 90% oder mehr betragen, wenn man die Reduktion der Transmission durch andere Faktoren wie das im Wesentlichen flexible Substratmaterial nicht berücksichtigt.
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In dem Beispiel von 2b kann das Netzmuster 26 durch im Wesentlichen nicht lineare leitfähige Bahnen 28a–b geformt seinf. Nichtlineare Bahnmuster 28a–b können benutzt werden um lange lineare Ausdehnungen des dünnen Metalls mit einer Wiederholungsfrequenz zu vermeiden, welches die Wahrscheinlichkeit des Verursachens von Interferenz- oder Störmustern reduziert. Das nichtlineare Muster der leitfähigen Bahnen 28a–b des Netzmusters 26 kann sich dispergieren und dementsprechend die Sichtbarkeit von Reflektionen von den leitfähigen Bahnen 28a–b reduzieren, wenn diese durch einfallendes Licht beleuchtet werden. Als ein Beispiel, jedoch nicht als Einschränkung, kann jede der leitfähigen Bahnen 28a–b des Netzmusters 26 eine im Wesentlichen sinusartige Form haben. Das Netzmuster 26 kann aus einem Bereich von Netzzellen 29 aufgebaut sein, welche aus nicht orthogonalen Überkreuzungen zwischen den Bahnen 26a mit den Bahnen 26b des leitfähigen Materials geformt sind. Obwohl die vorliegende Offenbarung spezielle Netzmuster beschreibt oder illustriert, beinhaltet diese Offenbarung alle geeigneten Netzmuster, welche mit Hilfe von leitfähigen Bahnen in jeder geeigneten Konfiguration geformt sind.
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Die 3 bis 6 illustrieren Beispiele von Schnittmustern in dem Beispiel des Netzmusters von 2a. In den Beispielen der 3 bis 6 können Makroelemente (z. B. Elektroden) des Berührungssensors durch Schnitte in einem Netzmuster der Bahnen des leitfähigen Materials geformt sein. Ein Schnittmuster 30 kann durch horizontale Schnitte 32 und vertikale Schnitte 34 mit orthogonalen Überkreuzungen geformt sein. In speziellen Ausführungsformen können Schnittmuster 33 mit verschränkten im Wesentlichen rechteckigen Projektionen durch horizontale Schnitte 32 und vertikale Schnitte 34 definiert sein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann Schnittmuster 30 mit verschränkten Projektionen ungefähr zu den Projektionen einer Ausleseelektrode korrespondieren, welche mit den Projektionen einer korrespondierenden Ansteuerelektrode verschränkt ist. Die Benutzung von verschränkten Elektrodenprojektionen kann die Anzahl der kapazitiv gekoppelten Kanten zwischen Ausleseelektroden und korrespondierenden Ansteuerelektroden erhöhen. Als ein weiteres Beispiel kann Schnittmuster 30 mit verschränkten Projektionen ungefähr mit den Projektionen einer Ausleseelektrode korrespondieren, welche mit den Projektionen einer korrespondierenden Ansteuerelektrode verschränkt ist, welche auf einer anderen Schicht angebracht ist. Die Benutzung von verschränkten Elektrodenprojektionen kann die Anzahl von kapazitiv gekoppelten Kanten zwischen den Ausleseelektroden und den korrespondierenden Ansteuerelektroden erhöhen.
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In dem Beispiel von 4 kann ein Schnittmuster 40 durch die Benutzung von vertikalen Schnitten 42 und gewinkelten Schnitten 44 definiert sein. Schnittmuster 40 mit verschränkten Sägezahnprojektionen und nicht orthogonalen Überkreuzungen kann durch ein im Wesentlichen wiederholtes Muster von vertikalen Schnitten 42 und gewinkelten Schnitten 44 definiert sein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann Schnittmuster 40 ungefähr mit Elektroden korrespondieren, welche gewinkelte Schnitte 44 benutzen, um eine Länge der Kopplungskanten zwischen den verschränkten Projektionen der Ausleseelektroden und der korrespondierenden Ansteuerelektroden zu erhöhen. In dem Beispiel von 5 können die horizontalen Schnitte 52a–b und die vertikalen Schnitte 54 ein Schnittmuster 50 mit alternierenden und im Wesentlichen rechteckigen Projektionen definieren. In speziellen Ausführungsformen können die horizontalen Schnitte 52a–b und vertikalen Schnitte 54 die Schnittmuster 50 mit Projektionen, welche eine Breite haben die durch die Dimension der horizontalen Schnitte 52a–b definiert sind, definieren. Eine im Wesentlichen rechteckige Projektion kann eine Breite haben, welche durch die horizontalen Schnitte 52a definiert ist und eine andere im Wesentlichen rechteckige Projektion kann eine Breite haben, welche durch die horizontalen Schnitte 52b definiert ist. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, können die Schnittmuster 50 ungefähr zu alternierenden Elektroden mit verschiedenen Breiten korrespondieren, welche Interferenzmuster reduzieren. In dem Beispiel von 6 können horizontale Schnitte 62 und gewinkelte Schnitte 64 ein Schnittmuster 60 formen, welches nicht orthogonale Überkreuzungen benutzt um verschränkte Projektionen zu definieren, welche im Wesentlichen die Form von Parallelogrammen haben. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann Schnittmuster 60 ungefähr zu einem Elektrodenmuster mit im Wesentlichen parallelogrammartigen Projektionen korrespondieren. Obwohl die vorliegende Offenbarung spezielle Schnittmuster in einem speziellen Netzmuster beschreibt oder illustriert, beinhaltet diese Offenbarung alle geeigneten Schnittmuster, welche aus allen geeigneten Netzmustern hergestellt sind, welche Streifen und Dreiecke beinhalten, jedoch nicht darauf eingeschränkt sind.
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In speziellen Ausführungsformen können Mikroelemente (z. B. Füllstrukturen) des Berührungssensors durch Schnitte in dem Netzmuster des leitfähigen Materials geformt sein. Das Füllen von Spalten oder Zwischenräumen durch die Benutzung von Füllstrukturen kann die Anzahl von Flächen mit optischen Diskontinuitäten reduzieren, welche sichtbar sind wenn die darunter liegende Anzeige angeschaut wird. In speziellen Ausführungsformen können die Spalte zwischen den benachbarten Elektroden oder Zwischenräume zwischen Elektroden im Wesentlichen mit Hilfe von Füllstrukturen von elektrisch isoliertem leitfähigen Material gefüllt werden. Die isolierten Füllformen können dazu dienen, ein Elektrodenmuster visuell zu überdecken, während sie einen minimalen Einfluss auf Streufelder zwischen benachbarten Elektroden haben. Dementsprechend kann die Benutzung von Füllstrukturen eine elektrische Feldverteilung erreichen, welche im Wesentlichen ähnlich zu der elektrischen Feldverteilung ohne Füllstrukturen ist. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, können Füllstrukturen eine Reihe von elektrisch isolierten Quadraten sein, welche durch die Benutzung von horizontalen und vertikalen Schnitten in einem Netzmuster geformt werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung spezielle Füllstrukturen mit speziellen Mustern beschreibt oder illustriert, schließt diese Offenbarung alle geeigneten Füllstrukturen mit allen geeigneten Mustern ein.
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7 illustriert ein Beispiel eines Mobiltelefons, welches eine flexible berührungsempfindliche Vorrichtung beinhaltet. In dem Beispiel von 7 beinhaltet das Beispiel des Mobiltelefons 600 eine berührungsempfindliche Vorrichtung 612, welche die Beispielanzeige 613 ummantelt. Das Substrat 602 kann Leiterbahnflächen beinhalten oder angebracht haben, welche Leiterbahnen enthalten, die Ansteuer- und Ausleseverbindungen zu und von den Ansteuer- und Ausleseelektroden des berührungsempfindlichen Apparates 612 bereitstellen. In speziellen Ausführungsformen kann ein Elektrodenmuster des berührungsempfindlichen Apparates 612 aus einer Metallnetztechnologie mit einem Kupfer, Silber oder anderem geeigneten Metallnetz, wie oben beschrieben, hergestellt sein. Das Elektrodenmuster kann auf einer Oberfläche des Substrats 602 angebracht sein. Das Substrat 602 und das leitfähige Material der Elektrodenmuster können flexibel sein, was dem leitfähigen Material erlaubt sich um die linken und rechten Kanten der Oberfläche zu den linksseitigen und rechtsseitigen Oberflächen anzuschmiegen. Für schärfere Kanten (z. B. mit Radien von weniger als 1 mm) kann das flexible leitfähige Material des Elektrodenmusters an den scharfen Kanten dicker oder breiter sein als an den flachen Abschnitten der Oberflächen. In speziellen Ausführungsformen kann sich das Elektrodenmuster um eine Kante 603 des Beispiels des Mobiltelefons 600 anschmiegen. In anderen speziellen Ausführungsformen kann der berührungsempfindliche Apparat 612 um eine gekrümmte Oberfläche gewickelt sein. Die gekrümmte Oberfläche kann in einer oder in zwei Dimensionen gekrümmt sein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann der berührungsempfindliche Apparat 612 Oberflächen ummanteln, welche im Wesentlichen senkrecht zueinander stehen oder, wenn es keine wesentliche Unterscheidung zwischen Oberflächen gibt (wie beispielsweise eine Steinform oder ein gewölbtes Gerät), einen Abweichungswinkel zwischen den Oberflächen von 45° oder größer. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine spezielle Benutzung des berührungsempfindlichen Apparates 612 in einem speziellen Gerät beschreibt und illustriert, schließt diese Offenbarung alle geeigneten Benutzungen des berührungsempfindlichen Apparates 612 in allen geeigneten Geräten ein.
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Das Beispieldisplay 613 kann ein Flüssigkristalldisplay (LCD Display), ein Leuchtdiodendisplay (LED Display), ein LED-Hintergrund LCD oder eine andere geeignete Anzeige sein und kann durch eine Abdeckscheibe 601 und ein Substrat 602 sichtbar sein, genau wie das Elektrodenmuster, welches auf dem Substrat 602 angeordnet ist. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine spezielle Anzeige und spezielle Anzeigentypen beschreibt und illustriert, schließt die Offenbarung alle geeigneten Geräteanzeigen und alle geeigneten Anzeigetypen ein.
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Hier, schließt eine Bezugnahme zu einem computerlesbaren Speichermedium ein oder mehrere Verarbeitungsstrukturen für nicht-transitorische konkrete computerlesbare Speichermedien ein. Beispielsweise, jedoch nicht als Einschränkung, kann ein computerlesbares Speichermedium eine halbleiterbasierte oder andere integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) (wie z. B. ein Feld-programmierbares Gatter-Array (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), eine Festplatte, eine HDD, ein Hybridfestplattenlaufwerk (hybrid hard drive, HHD), eine optische Disk, ein optisches Disklaufwerk (optical disc drive, ODD), eine magneto-optische Disk, ein magneto-optisches Laufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (floppy disk drive, FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (solid state drive, SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SECURE DIGITAL Karte, ein SECURE DIGITAL Laufwerk, oder ein anderes geeignetes computerlesbares Medium oder eine Kombination von zwei oder mehreren von diesen, beinhalten. Hier, schließt die Bezugnahmen auf ein computerlesbares Speichermedium jedes Medium, welches nicht im Patentschutz unter 35 U.S.C. § 101 eingeschlossen ist, aus. Hier, schließt die Bezugnahme auf ein computerlesbares Speichermedium Transistorformen von Signalübertragung (wie Übertragung von elektrischen oder elektromagnetischen Signalen per se) in einem Ausmaß, dass sie nicht im Patentschutz unter 35 U.S.C. § 101 eingeschlossen sind, aus. Ein computerlesbares nicht-transitorisches Speichermedium kann ein flüchtiges, nichtflüchtiges, oder eine Kombination von flüchtigen oder nichtflüchtigen sein.
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Unter „oder” wird hier ein inklusives Oder und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet hier daher „A, B, oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl jeder einzeln als auch alle insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet hier daher „A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Ebenso umfassen die beigefügten Ansprüche ggf. alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen der beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst in den beigefügten Ansprüchen die Bezugnahme auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System, oder diese Komponente unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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