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Technischer Bereich
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungssensoren.
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Hintergrund
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Ein Feld aus leitfähigen Ansteuer- und Ausleseelektroden kann einen Gegenkapazitätsberührungssensor mit einem oder mit mehreren kapazitiven Knoten bilden. Der Gegenkapazitätsberührungssensor kann entweder eine Zweischichtkonfiguration oder eine Einzelschichtkonfiguration haben. In einer Einzelschichtkonfiguration können Ansteuer- und Ausleseelektroden in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sein. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus Ansteuer- und Ausleseelektroden, die miteinander über einen Zwischenraum oder ein Dielektrikum zwischen den Elektroden kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden.
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In einer Einzelschichtkonfiguration für eine Eigenkapazitätsimplementierung kann ein Feld aus vertikalen und horizontalen leitfähigen Elektroden in einem Muster auf einer Seite des Substrats angeordnet sein. Jede der leitfähigen Elektroden in dem Feld kann einen kapazitiven Knoten bilden, und wenn ein Objekt die Elektrode berührt oder in deren Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an diesem kapazitiven Knoten auftreten, und eine Steuereinheit kann die Kapazitätsänderung als Spannungsänderung oder Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen, messen.
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In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann ein Berührungsbildschirm einen Benutzer in die Lage versetzen, direkt mit dem auf einer unterhalb des Berührungsbildschirms angeordneten Anzeige Dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Mouse oder einem Touchpad. Ein Berührungsbildschirm kann befestigt sein auf oder Bestandteil sein von, zum Beispiel, einem Desktopcomputer, einem Laptopcomputer, einem Tabletcomputer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kioskcomputer, einem Kassengerät, oder einem anderen geeigneten Gerät. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann einen Berührungsbildschirm enthalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Steuereinheit.
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2A–B illustrieren beispielhafte mechanische Stapel mit Beispielelektroden, die auf einem beispielhaften Anzeigestapel angeordnet sind.
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3 illustriert einen beispielhaften Einzelschicht-Berührungssensor zur Verwendung mit den mechanischen Stapeln aus den 2A–B.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit ggf. sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann ggf. einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden von nur einem Typ) beinhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angebracht sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Ein Bezug auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Umgekehrt kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor ggf. die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber die Substrate, auf denen sie angebracht sind, umfassen.
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Eine Elektrode (entweder eine Masseelektrode, eine Schutzelektrode, eine Ansteuerelektrode, oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, oder eine andere geeignete Form oder deren Kombinationen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder in mehreren Schichten aus einem leitfähigen Material können (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus einem optisch klaren leitfähigen Material wie z. B. Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (manchmal als 100%-ige Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM) bestehen, wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 5% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder einem anderen geeigneten Muster bedecken. Eine Bezugnahme auf FLM kann hier ggf. derartige Materialien umfassen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien in bestimmten Formen mit bestimmten Füllungen in bestimmten Mustern beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus jedem geeigneten leitfähigen Material in jeder geeigneten Form mit jedem geeigneten Füllprozentsatz in jedem geeigneten Muster.
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Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
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Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
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Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
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Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die einen kapazitiven Knoten bilden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
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In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
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Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
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Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
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Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie untenstehend beschrieben wird, verbunden ist. Die FPC kann ggf. aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
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Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an den Kanten) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Ausleseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
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Die Anschlussflächen 16 können entlang eines oder mehrerer Ränder des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf der FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Die Verbindung 18 kann leitfähige Leitungen auf der FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Leiterplattenverbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform muss die Verbindung 18 keine FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbinder 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
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Die 2A–B illustrieren beispielhafte mechanische Stapel mit Beispielelektroden, die auf einem beispielhaften Anzeigestapel angeordnet sind. Obwohl diese Offenbarung bestimmte mechanische Stapel mit bestimmten Konfigurationen aus bestimmten Schichten beschreibt und illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Konfiguration geeigneter Schichten. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Anzeigestapel 50 eine oder mehrere Schichten enthalten, die mit dem Anzeigen eines Bildes für einen Benutzer verbunden sind. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Anzeigestapel 50 eine Schicht mit Elementen, die Signale an Pixel der Anzeige anlegen, und eine Abdeckschicht enthalten. In dem Beispiel der 2A ist das leitfähige Material 52, das die Ansteuer- und Ausleseelektroden des Berührungssensors bildet, auf der Abdeckschicht des Anzeigestapels 50 angeordnet, so dass der Anzeigestapel 50 als Substrat für das leitfähige Material 52 dient. Der mechanische Stapel 54 enthält eine Klebstoffschicht 56, wie zum Beispiel eine flüssige OCA(LOCH)-Schicht, die zwischen dem Abdeckpanel 58 und dem Anzeigestapel 50 angeordnet ist.
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In dem Beispiel der 2B kann das leitfähige Material 52, das die Ansteuer- und Ausleseelektroden des Berührungssensors bildet, innerhalb des Anzeigestapels 50 angeordnet sein, so dass eine Schicht des Anzeigestapels 50, die sich von der Abdeckschicht unterscheidet, als Substrat oder als Substratschicht für das leitfähige Material 52 dient. In bestimmten Ausführungsformen kann der Anzeigestapel 50 eine oder mehrere Schichten mit einer optischen Funktion enthalten, die eine optische Eigenschaft des Lichtes modifiziert, das von unterhalb der Substratschicht herrührt. Das leitfähige Material 52 kann auf einer Schicht des Anzeigestapels 50 angeordnet sein, die eine optische Funktion hat, die eine optische Eigenschaft des Lichtes modifiziert, das von unterhalb der Substratschicht herrührt. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der Anzeigestapel 50 eine Schicht enthalten, die das Licht polarisiert, das von unterhalb dieser Schicht herrührt, zum Beispiel eine Polarisatorschicht, und das leitfähige Material 52 kann auf der Polarisatorschicht angeordnet sein. In einem anderen Beispiel kann eine Schicht des Anzeigestapels 50 eine bestimmte Farbkomponente des Lichtes abschwächen, das von unterhalb dieser Schicht herrührt, zum Beispiel eine Farbfilterschicht, und das leitfähige Material 52 kann auf dieser Farbfilterschicht angebracht sein. Das leitfähige Material 52 kann sich zwischen den verbleibenden Schichten des Anzeigestapels 50 befinden, wie zum Beispiel zwischen einer Abdeckschicht des Anzeigestapels 50 und der Schicht des Anzeigestapels 50, auf der das leitfähige Material 24 aufgebracht ist, wie zum Beispiel der Polarisatorschicht. Der mechanische Stapel 60 kann eine Klebstoffschicht 56, wie zum Beispiel eine LOCH-Schicht, zwischen dem Abdeckpanel 58 und dem Anzeigestapel 50 enthalten.
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3 illustriert einen beispielhaften Einzelschicht-Berührungssensor zur Verwendung mit den mechanischen Stapeln aus den 2A–B. Obwohl diese Offenbarung einen bestimmten Berührungssensor mit einer bestimmten Konfiguration von bestimmten Elektroden und leitfähigen Bereichen illustriert und beschreibt, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Berührungssensoren mit jeder geeigneten Konfiguration und leitfähigen Regionen. In dem Beispiel der 3 beinhaltet der Berührungssensor 10 ein Feld aus einer oder aus mehreren Ansteuerelektroden 20, die durch die leitfähigen Regionen 20A–C definiert sind und eine oder mehrere Ausleseelektroden 22, die durch die leitfähigen Regionen 22A–JJJ definiert sind, die wiederum einen berührungsempfindlichen Bereich des Berührungssensors 10 definieren. Eine Zeile des Feldes beinhaltet jeweils eine leitfähige Region 20A–C, die Ansteuerelektroden 20 definieren, die sich längs einer Achse entsprechend der Zeilen des Feldes erstrecken. Jede Zeile enthält auch eine oder mehrere leitfähige Regionen 22A–JJJ, die parallel zueinander angeordnet sind, die Ausleseelektroden 22 definieren und an die entsprechenden Ansteuerelektroden 20 angrenzen, die durch die leitfähigen Regionen 20A–C definiert sind. In einem nicht einschränkenden Beispiel beinhaltet eine Zeile des Feldes eine Ansteuerelektrode 20, die durch die leitfähige Region 20A definiert ist, mit entsprechenden leitfähigen Regionen 22A–J von Ausleseelektroden 22, die längs einer Achse parallel zu der durch die leitfähige Region 20A definierten Ansteuerelektrode angeordnet sind. Eine oder mehrere leitfähige Regionen 22A–JJJ der Ausleseelektroden 22, die gemeinsam mit einer Leiterbahn, zum Beispiel 14A, 14E, 14C, oder 14F gekoppelt sind, können Spalten definieren, die im Wesentlichen senkrecht zu den Zeilen des Feldes sind. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die leitfähigen Regionen 22F–FFF der Ausleseelektroden 22, die gemeinsam mit der Leiterbahn 14F gekoppelt sind, eine Spalte des Feldes definieren. Wie oben stehend diskutiert wurde, kann jede leitfähige Region 20A–C von Ansteuerelektroden kapazitiv mit einer oder mit mehreren angrenzenden leitfähigen Regionen 22A–JJJ der Ausleseelektroden 22 gekoppelt sein, die durch eine Spalte 32 getrennt sind.
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Eine Masseform 30 erstreckt sind längs einer Achse parallel zu den Zeilen des Feldes und trennt leitfähige Regionen 22A–JJJ von Ausleseelektroden 22 aus einer Zeile von leitfähigen Regionen 20A–C von Ansteuerelektroden 20 einer anderen Zeile. Die Masseform 30 kann dazu dienen, unbeabsichtigte kapazitive Kopplungen zwischen angrenzenden Zeilen von leitfähigen Regionen (zum Beispiel 20A oder 22J) oder zwischen Elektrodenverbindungen und angrenzenden Elektroden (zum Beispiel 20 oder 22) zu unterdrücken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Masseform 30 kapazitive Kopplungen zwischen leitfähigen Regionen 22AA–JJ, die Ausleseelektroden 22 definieren, und der leitfähigen Region 20C, die die Ansteuerelektrode 20 definiert, oder zwischen der Elektrodenverbindung 24E und der leitfähigen Region 20C unterdrücken.
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In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material eines leitfähigen Bereichs (zum Beispiel 22A und 20C) ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel können eine oder mehrere leitfähige Regionen (zum Beispiel 22A und 20C) oder Elektrodenverbinder (zum Beispiel 24J) aus ITO bestehen und das ITO der leitfähigen Regionen (zum Beispiel 22A und 20C), das die Ansteuerelektroden 20 und die Ausleseelektroden 22 definiert, kann gegebenenfalls ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material eines leitfähigen Bereichs (zum Beispiel 22A und 20C) ungefähr 5% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann ein leitfähiger Bereich (zum Beispiel 22A und 20C) aus feinen Metallleitungen (wie zum Beispiel Kupfer, Silber, oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material) oder einem anderen leitfähigen Material bestehen, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 5% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten oder einem anderen geeigneten Muster bedecken.
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In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere leitfähige Regionen 20A–C und 22A–JJJ Ausbuchtungen 34A–B von einem Hauptelektrodenabschnitt enthalten. Die Ausbuchtungen 34A der leitfähigen Regionen 22A–JJJ der Ausleseelektroden 22 können an eine Ausbuchtung 34B von entsprechenden leitfähigen Regionen 20A–C von Ansteuerelektroden 20 angrenzen, wodurch kapazitive Kopplungsränder gebildet werden, die durch einen Zwischenraum 32 getrennt sind. Die Ausbuchtungen 34A–B können verschachtelt oder miteinander verzahnt sein, um die Zahl der kapazitiven Kopplungsränder zwischen einer oder mehreren Ausleseelektroden 22 und einer entsprechenden Ansteuerelektrode 20 zu erhöhen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Ausbuchtungen 34A der leitfähigen Regionen 22CCC und 22GGG der Ausleseelektrode 20 mit Ausbuchtungen 34B einer entsprechenden leitfähigen Region 20C der Ansteuerelektrode 20 verzahnt sein. Die kapazitive Kopplung zwischen der Ausleseelektrode und der entsprechenden Ansteuerelektrode kann durch die Abmessungen des Zwischenraums 32 und die Ränder der Ausbuchtungen 34A–B der Elektroden bestimmt sein.
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Leitfähige Regionen (zum Beispiel 20A–C und 22A–JJJ), die eine Ansteuerelektrode 20 oder eine Ausleseelektrode 22 definieren, können ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie zum Beispiel eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine andere geeignete Form oder geeignete Kombinationen derselben. In bestimmten Ausführungsformen können ein oder mehrere Ränder der leitfähigen Bereiche (zum Beispiel 22A oder 20C) nicht lineare Makromerkmale haben, um lange lineare Bereiche aus leitfähigem Material mit einer Wiederholungsfrequenz zu vermeiden, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Verursachung von Interferenzen oder Moiré-Mustern reduziert wird. Die nicht linearen Ränder der Makromerkmale der leitfähigen Bereiche (zum Beispiel 22A oder 20C) können verstreut sein und somit die Sichtbarkeit von Reflexionen von dem leitfähigen Material reduzieren, wenn dieses durch einfallendes Licht beleuchtet wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Ränder der leitfähigen Bereiche (zum Beispiel 22A oder 20C) eine im Wesentlichen sinusförmige Form haben. Obwohl diese Offenbarung die Ränder der Makromerkmale der leitfähigen Bereiche mit einer bestimmten Form beschreibt, umfasst diese Offenbarung auch Ränder der Makromerkmale der leitfähigen Bereiche, die beliebigen Variationen im Linienverlauf oder Abweichungen von einer geraden Linie folgen, wie zum Beispiel Wellenlinien oder Zickzacklinien. Obwohl diese Offenbarung darüber hinaus bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien, das bestimmte Formen mit bestimmten Füllungen mit bestimmten Mustern bildet, beschreibt oder illustriert, umfasst diese Offenbarung alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material, das geeignete Formen mit geeigneten Füllungen mit geeigneten Mustern bildet. Die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) des Berührungssensors können gegebenenfalls ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors ganz oder zum Teil bestimmen. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie zum Beispiel des leitfähigen Materials, der Füllungen oder der Muster innerhalb der Formen oder der Mittel zur elektrischen Isolierung oder zur physikalischen Trennung der Formen voneinander) können ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors ganz oder zum Teil bestimmen.
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Die leitfähigen Regionen 20A–C der Ansteuerelektroden 20 und die leitfähigen Regionen 22A–JJJ der Ausleseelektroden 22 können über Elektrodenverbindungen (zum Beispiel 24A und 24J) mit Leiterbahnen, zum Beispiel 14A, 14C und 14F verbunden sein. In bestimmten Ausführungsformen können die leitfähigen Regionen 20A–C der Ansteuerelektroden 20, die leitfähigen Regionen 22A–JJJ der Ausleseelektroden 22 und die Elektrodenverbindungen, zum Beispiel 24A und 24J, unter Verwendung einer einzigen leitfähigen Schicht gebildet werden. In anderen bestimmten Ausführungsformen können die Verbindungen von den leitfähigen Regionen 22A bis JJ der Ausleseelektroden 22 zu den entsprechenden Leiterbahnen, zum Beispiel 14A und 14C, auf Basis einer Position relativ zur Achse 38 bestimmt sein, welche zur Illustration und nicht als Einschränkung angegeben ist. Im einen nicht einschränkenden Beispiel kann die leitfähige Ausleseregion 22EE links von der Achse 38 liegen und die leitfähige Region 22EE kann auf dieser Basis mit der Leiterbahn 14E auf einer linken Seite des Feldes gekoppelt sein. In ähnlicher Weise kann die leitfähige Region 22FF auf der rechten Seite der Achse 38 liegen und mit der Leiterbahn 14F auf einer rechten Seite des Feldes gekoppelt sein. Wie obenstehend beschrieben wurde, können leitfähige Regionen, wie zum Beispiel 22A–AAA der Ausleseelektroden 22 gemeinsam mit einer Leiterbahn 14A gekoppelt sein. In bestimmten Ausführungsformen können die leitfähigen Regionen 20A–C der Ansteuerelektroden 20 und die Masseleitungen 30 über die Zeilen des Feldes hinweg durchgängig sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die leitfähige Region 20C mit einer Leiterbahn 14C auf einer der beiden Seiten des Feldes gekoppelt sein, während die Masseverbindungen 30 mit Leiterbahnen 14 Gnd auf beiden Seiten des Feldes gekoppelt sein können. In bestimmten Ausführungsformen können Leiterbahnen, zum Beispiel 14A und 14C, auf einem anderen vertikalen Niveau angeordnet sein, als die Elektrodenverbindungen, zum Beispiel 24A und 26A. Wie obenstehend beschrieben wurde, überträgt die Steuereinheit Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden 20 und empfängt Auslesesignale von den Ausleseelektroden 22 über die Leiterbahnen, zum Beispiel 14A, 14C, 14E und 14F, um die Position des Objekts zu bestimmen, das an den Berührungssensor 10 angrenzt.
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Ein computerlesbares, nicht transitorisches Speichermedium oder Speichermedien kann/können hier eine oder mehrere halbleiterbasierte oder andere integrierte Schaltungen (ICs) (wie zum Beispiel ein feldprogrammierbares Gate Array (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), Festplattenlaufwerke (HDDs), Hybridlaufwerke (HHDs), optische Platten, optische Plattenlaufwerke (ODDs), magneto-optische Platten, magneto-optische Laufwerke, Floppy Disks, Floppy Disk Laufwerke (FDDs), Magnetbänder, Festkörperlaufwerke (SSDs), RAM-Laufwerke, SD-Karten, SD-Laufwerke, andere geeignete computerlesbare, nicht transitorische Speichermedien, oder jede geeignete Kombination von zweien oder mehreren derselben umfassen. Ein computerlesbares, nicht transitorisches Speichermedium kann flüchtig, nicht flüchtig oder eine Kombination aus flüchtig und nicht flüchtig sein.
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„Oder” ist hier inklusive und nicht exklusive zu verstehen, sofern nichts Gegenteiliges gesagt ist oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B, oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird, oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt ist, oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, sowohl einzeln als auch insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich anderweitig aus dem Zusammenhang ergibt.
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Der Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den hier beschriebenen oder illustrierten beispielhaften Ausführungsformen, die ein Fachmann in Betracht ziehen würde. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf die hier beschriebenen oder illustrierten beispielhaften Ausführungsformen begrenzt. Obwohl darüber hinaus die vorliegende Offenbarung die hier beschriebenen und illustrierten Ausführungsformen als bestimmte Komponenten, Elemente, Merkmale, Funktionen, Operationen oder Schritte beinhaltend beschreibt, kann jede dieser Ausführungsformen, jede Kombination oder Permutation beliebiger Komponenten, Elemente, Merkmale, Funktionen, Operationen oder Schritte beinhalten, die hier beschrieben oder illustriert wurden, die ein Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst in den beigefügten Ansprüchen ein Bezug auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu angepasst ist, dazu eingerichtet ist, dazu in der Lage ist, dazu konfiguriert ist, dazu betreibbar ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System, oder diese Komponente, unabhängig davon, ob diese bestimmte Funktion aktiviert ist, eingeschaltet ist, oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu angepasst ist, dazu eingerichtet ist, dazu in der Lage ist, dazu konfiguriert ist, oder dazu betreibbar ist, diese Funktion auszuführen.
