DE102015108278B4

DE102015108278B4 - Integriertes elektromagnetisches und kapazitives berührungssubstrat, berührungsfeld und berührungs-anzeigefeld

Info

Publication number: DE102015108278B4
Application number: DE102015108278.0A
Authority: DE
Inventors: Feng Lu; Qijun Yao; Xianxiang Zhang
Original assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Tianma Microelectronics Co Ltd; Shanghai Tianma Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2015-05-26
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2035-05-27
Also published as: US9535558B2; DE102015108278A1; CN104298411A; US20160124562A1; CN104298411B

Abstract

Eine Ausführungsform offenbart ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat und ein Berührungs-Anzeigefeld. Das Berührungssubstrat umfasst ein Substrat sowie eine Vielzahl von Treiberelektroden, eine Vielzahl von Abtastelektroden und eine Vielzahl von ersten Spulen, die auf dem Substrat in der gleichen Schicht angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Treiberelektroden und Abtastelektroden abwechselnd in einer ersten Richtung angeordnet sind und die Vielzahl von ersten Spulen in der ersten Richtung angeordnet sind, und wobei jede der ersten Spulen wenigstens eine der Treiberelektroden und/oder der Abtastelektroden umgibt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Berührungsfelder und insbesondere ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat, ein Berührungs-Anzeigefeld und eine Berührungs-Anzeigevorrichtung.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren kommt die Berührungstechnologie in verschiedenen elektronischen Produkten für unsere tägliche Arbeit und unser tägliches Lebens häufig zum Einsatz. Ein Benutzer kann ein Berührungsfeld direkt mit seinem Finger oder einem anderen Gegenstand berühren, um Informationen einzugeben, was die Abhängigkeit des Benutzers von einer anderen Eingabevorrichtung (z.B. Tastatur, Maus, Fernsteuerung usw.) verringert und sogar beseitigt und somit die Bedienung durch den Benutzer erleichtert.
Berührungsfelder umfassen elektromagnetische Berührungsfelder, kapazitive Berührungsfelder, resistive Berührungsfelder usw. Bei einem elektromagnetischen Berührungsfeld wird durch eine Spule in einem speziellen elektromagnetischen Stift ein veränderliches Magnetfeld erzeugt. Eine elektromagnetische Induktionsspule auf dem Berührungsfeld induziert das veränderliche Magnetfeld und erzeugt einen schwachen Strom. Auf Basis des schwachen Stroms kann eine Berührungskoordinate berechnet werden. Bei einem kapazitiven Berührungsfeld entsteht durch die Berührung des Berührungsfelds durch den Benutzer eine veränderliche Kapazität eines entsprechend konfigurierten Abfühlkondensators, wobei auf Basis der veränderlichen Kapazität die Berührungskoordinaten berechnet werden.
Die Integration einer elektromagnetischen Berührungsstruktur und einer kapazitiven Berührungsstruktur in ein gemeinsames integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungsfeld mit elektromagnetischer Berührungsfunktion und kapazitiver Berührungsfunktion ist ein wichtiges Thema bei der Forschung und Entwicklung im Bereich der Berührungssteuerungstechnologie. Die elektromagnetische Berührungsstruktur und die kapazitive Berührungsstruktur im integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungsfeld des Stands der Technik werden getrennt hergestellt, was zu komplexen Strukturen und Herstellungsverfahren führt.
DE 10 2011 057 173 A1 offenbart eine berührungsempfindliche Anzeige mit zwei Betriebsarten, wobei die berührungsempfindliche Anzeige mit zwei Betriebsarten ein Anzeigemodul und ein am Anzeigemodul angeordnetes berührungsempfindliches Modul mit zwei Betriebsarten umfasst. Das Dualmodus-Berührungserkennungsmodul umfasst eine Mehrzahl von ersten Leitern, eine Mehrzahl von zweiten Leitern und eine Schaltereinheit. Die ersten Leiter erstrecken sich in eine erste Richtung. Die zweiten Leiter verlaufen in einer zweiten Richtung, die die erste Richtung kreuzt. Die Schalteinheit umfasst einen ersten Schaltkreis, der mit den ersten Leitern gekoppelt ist und in der Lage ist, zumindest einen Teil der ersten Leiter miteinander zu verbinden, um Abtastschleifen zu bilden, und einen zweiten Schaltkreis, der mit den zweiten Leitern gekoppelt ist und in der Lage ist, zumindest einen Teil der zweiten Leiter miteinander zu verbinden, um Abtastschleifen zu bilden.
CN 1 03 941 939 A bezieht sich auf ein Berührungsfeld, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und ein Abtastverfahren dafür. Das Berührungsfeld umfasst ein Array-Substrat mit einer gemeinsamen Elektrodenschicht, wobei die gemeinsame Elektrodenschicht eine elektromagnetisch-kapazitive Verbundstruktur umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie Berührungssignale erkennt; wobei die elektromagnetisch-kapazitive Verbundstruktur eine kapazitive Berührungsstruktur und eine elektromagnetische Berührungsstruktur umfasst. Durch die Annahme des technischen Schemas sind die kapazitive Berührungsstruktur und die elektromagnetische Berührungsstruktur auf dem Array-Substrat integriert, die Dicke des Berührungsbildschirms und die Dicke der Flüssigkristallanzeigevorrichtung werden effektiv reduziert, ein elektromagnetischer Bildschirm und ein kapazitiver Bildschirm müssen nicht durch entsprechende Prozesse hergestellt werden, und daher wird der Herstellungsprozess der Flüssigkristallanzeigevorrichtung reduziert.
CN 1 04 049 814 A bezieht sich auf ein Berührungsmodul. Das Berührungsmodul umfasst ein Glassubstrat sowie eine erste transparente Elektrodenschicht, eine Metallschicht, eine Isolationsschicht, eine zweite transparente Elektrodenschicht und eine Schutzschicht, die auf dem Glassubstrat ausgebildet sind; sowohl die erste transparente Elektrodenschicht als auch die zweite transparente Elektrodenschicht umfassen jeweils mindestens zwei elektromagnetische Berührungselektroden und mindestens zwei kapazitive Berührungselektroden; jede elektromagnetische Berührungselektrode und jede kapazitive Berührungselektrode der ersten transparenten Elektrodenschicht parallel und abwechselnd angeordnet sind; jede elektromagnetische Berührungselektrode und jede kapazitive Berührungselektrode der zweiten transparenten Elektrodenschicht parallel und abwechselnd angeordnet sind. Die Erfindung offenbart auch ein Herstellungsverfahren für das Berührungsmodul. Durch die Verwendung des Berührungsmoduls und seines Herstellungsverfahrens kann die Dicke des gesamten Moduls reduziert, die Dünnheit realisiert und der niedrige Stromverbrauch erzielt werden.
CN 1 03 941 946 A bezieht sich auf einen Touchscreen und eine Anzeigevorrichtung. Eine erste elektromagnetische Berührungselektrode und eine kapazitive Berührungserfassungselektrode sind auf der gleichen Schicht angeordnet, eine zweite elektromagnetische Berührungselektrode und eine kapazitive Berührungsansteuerelektrode sind auf der gleichen Schicht angeordnet, es kann sichergestellt werden, dass der elektromagnetische Berührungssteuerungseffekt und der kapazitive Berührungseffekt sichergestellt sind, während eine Filmschicht des Berührungsbildschirms in hohem Maße vereinfacht wird und daher die Dicke des gesamten Berührungsbildschirms reduziert wird. Darüber hinaus werden im Herstellungsprozess die erste elektromagnetische Berührungselektrode und die kapazitive Berührungserfassungselektrode durch den einmaligen Bildkompositionsprozess hergestellt, die zweite elektromagnetische Berührungselektrode und die kapazitive Berührungssteuerungselektrode können durch den einmaligen Bildkompositionsprozess hergestellt werden, der Herstellungsprozess kann maximal vereinfacht werden, und die Produktionskosten des gesamten Touchscreens können eingespart werden.
CN 2 03 616 742 U bezieht sich auf eine Berührungsvorrichtung und eine Anzeigevorrichtung. Die Berührungsvorrichtung umfasst eine Grundplatte, mehrere Antriebselektroden und mehrere Induktionselektroden, wobei die mehreren Antriebselektroden und die mehreren Induktionselektroden in Abständen auf derselben Seite der Grundplatte angeordnet sind; die Induktionselektroden sind streifenförmig; die Antriebselektroden sind vom gewickelten Typ; zwei Enden jeder Antriebselektrode sind jeweils mit einer Elektrodenleitung verbunden. Die gewickelten Antriebselektroden, die mit den Elektrodenleitungen verbunden sind, stellen sicher, dass die Berührungsvorrichtung nicht nur für die Realisierung der kapazitiven Berührung, sondern auch für die Realisierung der elektromagnetischen Berührung und die Integration der kapazitiven Berührung und der elektromagnetischen Berührung verwendet werden kann, ohne den Grad der Prozesskomplexität zu erhöhen; In der Zwischenzeit sind die Antriebselektroden und die Induktionselektroden auf der einen Seite der Farbfilter-Grundplatte angeordnet, die mit einer Farbwiderstandsschicht versehen ist, so dass die Integration von kapazitiver Berührung, elektromagnetischer Berührung und Anzeige realisiert wird; wenn die Berührungsvorrichtung in der Anzeigevorrichtung verwendet wird, da ein für kapazitive Berührung verwendeter Berührungsbildschirm und ein für elektromagnetische Berührung verwendeter Berührungsbildschirm nicht entsprechend angeordnet werden müssen, ist die gesamte Anzeigevorrichtung leicht und dünn.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der Erfindung schaffen ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat, ein Berührungs-Anzeigefeld und eine Berührungs-Anzeigevorrichtung, um die Komplexität des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats zu verringern und die Kosten für seine Herstellung zu senken.
Eine Ausführungsform der Erfindung offenbart ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat, umfassend:

ein Substrat; und
eine Vielzahl von Treiberelektroden, eine Vielzahl von Abtastelektroden und eine Vielzahl von ersten Spulen, die auf dem Substrat in der gleichen Schicht angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Treiberelektroden und Abtastelektroden abwechselnd in einer ersten Richtung angeordnet sind und die Vielzahl von ersten Spulen in der ersten Richtung angeordnet sind, und wobei jede der ersten Spulen wenigstens eine der Treiberelektroden und/oder der Abtastelektroden umgibt; wobei jede der Vielzahl von Abtastelektroden eine Vielzahl von Subinduktionsspulen umfasst, die entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind, und wobei sich Verdrahtungen der Subinduktionsspulen in einer Abtastelektrode aus der gleichen Seite oder aus gegenüberliegenden Seiten der Abtastelektrode heraus erstrecken; oder wobei jede der Vielzahl von Abtastelektroden eine erste Induktionsspule mit ersten Anschlüssen und eine zweite Induktionsspule mit zweiten Anschlüssen umfasst, die gegenüber von den ersten Anschlüssen angeordnet sind, und wobei die erste Induktionsspule und die zweite Induktionsspule jeweils zu einer Vielzahl von Sub-Leitungsspulen gebogen sind, so dass die Sub-Leitungsspulen der ersten Leitungsspule und die Sub-Leitungsspulen der zweiten Leitungsspule wechselweise ineinandergefügt sind.

Bei der obigen technischen Lösung erfolgt die kapazitive Berührung, indem die ersten Spulen mit der Erde verbunden werden, wobei nun ein kapazitives Ansteuersignal an die Treiberelektroden angelegt wird und ein kapazitives Abfühlsignal der Abtastelektroden erfasst wird; wobei die Koordinate in der ersten Richtung auf dem Substrat vom Abfühlsignal der Abtastelektroden abgeleitet werden kann, wodurch die kapazitive Berührung durchgeführt wird; die elektromagnetische Berührung erfolgt, indem die Treiberelektroden mit der Erde verbunden werden oder potentialfrei sind und die ersten Spulen induziert werden, um ein Induktionssignal zu erzeugen, indem ein externes elektromagnetisches Signal abgefühlt wird, wodurch die elektromagnetische Berührung durchgeführt wird. Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich wird, können die Treiberelektroden, die Abtastelektroden und die ersten Spulen auf dem Substrat angeordnet werden, um dadurch die elektromagnetische Berührung und die kapazitive Berührung durchzuführen, und die auf dem Substrat gebildeten Komponenten können einfach aufgebaut sein und in geeigneter Weise angeordnet sein, wodurch die Komplexität des Substrats stark vereinfacht werden kann und die Kosten für die Herstellung des Substrats gesenkt werden können.
Eine Ausführungsform der Offenbarung offenbart ein Berührungsfeld, umfassend das oben genannte integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat, eine erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung und eine zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung, wobei:

für eine kapazitive Berührung die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung ein kapazitives Ansteuersignal an die Treiberelektroden anlegt und ein kapazitives Abfühlsignal der Abtastelektroden erfasst, wobei die ersten Spulen mit der Erde verbunden sind oder potentialfrei sind; und
für eine elektromagnetische Berührung die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die ersten Spulen anlegt und ein elektromagnetisches Induktionssignal der ersten Spulen erfasst, um dadurch eine Koordinate in der ersten Richtung zu erfassen.

Durch die oben beschriebene Lösung kann das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat durch die Ansteuerungsschaltungen gesteuert werden, wodurch der Aufbau des Berührungsfelds vereinfacht wird und somit die Kosten für die Herstellung des Berührungsfelds gesenkt werden.
Eine Ausführungsform der Offenbarung offenbart ein Berührungs-Anzeigefeld, welches das oben genannte integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat umfasst.
Durch die oben beschriebene Lösung kann mit dem oben genannten integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat der Aufbau des Anzeigefelds vereinfacht werden, und die Kosten für seine Herstellung können gesenkt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine andere schematische Darstellung des Aufbaus eines integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine andere schematische Darstellung des Aufbaus eines integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer induktiven Elektrode auf einem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine andere schematische Darstellung des Aufbaus einer induktiven Elektrode auf einem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine andere schematische Darstellung des Aufbaus einer induktiven Elektrode auf einem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Berührungs-Anzeigefelds gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine andere schematische Darstellung des Aufbaus eines Berührungs-Anzeigefelds gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
9 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Berührungs-Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun sollen Umsetzungen der Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen im Einzelnen beschrieben werden. Es soll festgehalten werden, dass identische oder ähnliche Bezugszeichen in den Zeichnungen identische oder ähnliche Elemente oder funktionell identische oder ähnliche Elemente bezeichnen. Die im Folgenden anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen sind rein illustrativ und dienen nur dazu, die Erfindung zu erklären; sie dürfen nicht als Einschränkung der Erfindung verstanden werden.
Nun wird auf 1 Bezug genommen, die eine schematische Darstellung des Aufbaus eines integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Um die Ausführungsform besser verständlich zu machen, ist die Richtung, in der das Substrat in 1 angeordnet ist, eine Bezugsrichtung, bei der ersten Richtung handelt es sich um die horizontale Richtung, und bei der zweiten Richtung handelt es sich um die vertikale Richtung.
In einer Ausführungsform umfasst ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat Folgendes: ein Substrat 40, eine Vielzahl von Treiberelektroden 20, eine Vielzahl von Abtastelektroden 30 und eine Vielzahl von ersten Spulen 10. Die Vielzahl von Treiberelektroden 20, die Vielzahl von Abtastelektroden 30 und die Vielzahl von ersten Spulen 10 sind auf dem Substrat 40 in der gleichen Schicht angeordnet. Die Vielzahl von Treiberelektroden 20 und die Vielzahl von Abtastelektroden 30 sind abwechselnd entlang der ersten Richtung angeordnet; und die Vielzahl von ersten Spulen 10 sind entlang der ersten Richtung angeordnet, wobei jede der Vielzahl von ersten Spulen 10 wenigstens eine der Vielzahl von Treiberelektroden 20 und/oder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 umgibt. Es ist anzumerken, dass mit dem Ausdruck „A und/oder B“ in diesem Zusammenhang „A oder B“ oder „A und B“ gemeint ist; so ist beispielsweise mit dem Ausdruck „die Vielzahl von Treiberelektroden 20 und/oder die Vielzahl von Abtastelektroden 30“ Folgendes gemeint: „die Vielzahl von Treiberelektroden 20 oder die Vielzahl von Abtastelektroden 30“ oder „die Vielzahl von Treiberelektroden 20 und die Vielzahl von Abtastelektroden 30“.
Ein Prozess zum Betrieb des in 1 dargestellten integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats umfasst einen kapazitiven Berührungsprozess und einen elektromagnetischen Berührungsprozess.
Der kapazitive Berührungsprozess wird wie folgt ausgeführt. Während des kapazitiven Berührungsprozesses kann die Vielzahl von ersten Spulen 10 mit der Erde verbunden sein oder potentialfrei sind, wobei „potentialfrei sind“ hier bedeutet, dass kein Signal an die Vielzahl von ersten Spulen 10 angelegt wird. Ein kapazitives Ansteuersignal wird an die Vielzahl von Treiberelektroden 20 angelegt. Ein kapazitives Abfühlsignal wird von der Vielzahl von Abtastelektroden 30 gewonnen. Auf diese Weise können entsprechend dem kapazitiven Abfühlsignal die Koordinaten entlang der ersten Richtung und der zweiten Richtung auf dem Substrat 40 gewonnen werden.
Der elektromagnetische Berührungsprozess wird wie folgt ausgeführt. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses können die Vielzahl von Treiberelektroden 20 und die Vielzahl von Abtastelektroden 30 mit der Erde verbunden sein oder potentialfrei sind. Die Vielzahl von ersten Spulen 10 erzeugen ein Induktionssignal, indem sie ein (typischerweise von einem elektromagnetischen Stift kommendes) externes elektromagnetisches Signal abfühlen. Es kann eine Berührung durch einen elektromagnetischen Stift erfasst werden. Auf diese Weise können die Vielzahl von Treiberelektroden 20, die Vielzahl von Abtastelektroden 30 und die Vielzahl von ersten Spulen 10 den elektromagnetischen Berührungsprozess und den kapazitiven Berührungsprozess ausführen. Die Vielzahl von Treiberelektroden 20, die Vielzahl von Abtastelektroden 30 und die Vielzahl von ersten Spulen 10 können einfach aufgebaut sein und in geeigneter Weise angeordnet sein. Der Aufbau des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats kann dadurch stark vereinfacht werden, und die Kosten für die Herstellung des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats können gesenkt werden.
Jede der Vielzahl von ersten Spulen 10 kann U-förmig aufgebaut sein, wobei es bezüglich der Anordnung der Vielzahl von ersten Spulen 10 keine Einschränkung gibt. Wie dies in 1 dargestellt ist, ist in einer Ausführungsform jede der Vielzahl von Treiberelektroden 20 von jeder der Vielzahl von ersten Spulen 10 umgeben. Wie dies in 2 dargestellt ist, ist in einer anderen Ausführungsform jede der Vielzahl von Abtastelektroden 30 von jeder der Vielzahl von ersten Spulen 10 umgeben. Wie dies in 3 dargestellt ist, sind mehr als eine der Vielzahl von Treiberelektroden 20 und der Vielzahl von Abtastelektroden 30 von jeder der Vielzahl von ersten Spulen 10 umgeben. Die in 1, 2 und 3 dargestellten integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrate weisen beim elektromagnetischen Berührungsprozess eine unterschiedliche Auflösung aus. Eine Dichte (Anzahl der Spulen pro Flächeneinheit) der in 1 und 2 dargestellten Vielzahl von ersten Spulen 10 ist größer als die Dichte der in 3 dargestellten Vielzahl ersten Spulen 10. Daher ist die Auflösung des in 1 und 2 dargestellten integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats größer als die Auflösung des in 3 dargestellten integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats.
Bei der Vielzahl von Abtastelektroden 30 handelt es sich um streifenförmige Elektroden. Jede der Vielzahl von Treiberelektroden 20 umfasst eine Vielzahl von Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204. Die Vielzahl von Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204 sind entlang der zweiten Richtung angeordnet. Während des Betriebs wird, wie dies in 1 dargestellt ist, der kapazitive Berührungsprozess wie folgt ausgeführt. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses legt eine erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 ein kapazitives Ansteuersignal an die Vielzahl von Treiberelektroden 20 an. Die Vielzahl von ersten Spulen 10 können mit der Erde verbunden sein oder potentialfrei sind. Die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 kann das kapazitive Ansteuersignal nacheinander an die Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204 in jeder der Vielzahl von Treiberelektroden 20 anlegen. Alle Sub-Treiberelektroden 201 können elektrisch miteinander verbunden sein. Alle Sub-Treiberelektroden 202 können elektrisch miteinander verbunden sein. Alle Sub-Treiberelektroden 203 können elektrisch miteinander verbunden sein. Alle Sub-Treiberelektroden 204 können elektrisch miteinander verbunden sein. Eine Kapazität kann zwischen einer der Sub-Treiberelektroden und einer der Vielzahl von Abtastelektroden 30 gebildet sein. Es kann ein kapazitives Abfühlsignal seitens der Vielzahl von Abtastelektroden 30 empfangen und erfasst werden. Die Koordinate einer Berührungsposition entlang der ersten Richtung kann entsprechend dem kapazitiven Abfühlsignal gewonnen werden, das seitens der Vielzahl von Abtastelektroden 30 erfasst wird, und die Koordinate der Berührungsposition entlang der zweiten Richtung kann auf Basis des Zeitpunkts bestimmt werden, zu dem das kapazitive Ansteuersignal an eine jeweilige der Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204 angelegt wird.
Der elektromagnetische Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses sind die Vielzahl von Treiberelektroden 20 mit der Erde verbunden oder potentialfrei sind. Die Vielzahl von Abtastelektroden 30 sind mit der Erde verbunden oder potentialfrei sind. Die Vielzahl von ersten Spulen 10 werden durch ein elektromagnetisches Signal induziert, so dass sie ein elektromagnetisches Induktionssignal erzeugt. Das elektromagnetische Signal kann durch einen externen elektromagnetischen Stift (nicht dargestellt) ausgesendet werden. Eine zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 erfasst das elektromagnetische Induktionssignal der Vielzahl von ersten Spulen 10, um auf diese Weise die Koordinate der Berührungsposition entlang der ersten Richtung zu bestimmen. Der externe elektromagnetische Stift kann ein aktiver elektromagnetischer Stift sein. Bei einem elektromagnetischen Berührungsprozess, bei dem ein aktiver elektromagnetischer Stift verwendet wird, sendet der elektromagnetische Stift ein elektromagnetisches Signal aus, die Vielzahl von ersten Spulen 10 werden durch das elektromagnetische Signal induziert, so dass sie das elektromagnetische Induktionssignal erzeugen, und anschließend erfasst die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 das elektromagnetische Induktionssignal der Vielzahl von ersten Spulen 10, um auf diese Weise die Koordinate der Berührungsposition entlang der ersten Richtung zu bestimmen. Der externe elektromagnetische Stift kann alternativ dazu ein passiver elektromagnetischer Stift sein. Bei einem elektromagnetischen Berührungsprozess, bei dem ein passiver elektromagnetischer Stift verwendet wird, legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 nacheinander ein elektromagnetisches Ansteuersignal an jede einzelne der Vielzahl von ersten Spulen 10 an und erfasst das elektromagnetische Induktionssignal, um die Koordinate der Berührungsposition entlang der ersten Richtung zu bestimmen. Der Vorgang, bei dem die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 nacheinander ein elektromagnetisches Ansteuersignal an jede einzelne der Vielzahl von ersten Spulen 10 anlegt, kann wie folgt beschrieben werden. Die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 legt das elektromagnetische Ansteuersignal an eine der Vielzahl von ersten Spulen 10 an, so dass eine der Vielzahl von ersten Spulen 10 ein elektromagnetisches Signal aussendet, wobei ein Schwingkreis in dem externen passiven elektromagnetischen Stift (nicht dargestellt) durch das elektromagnetische Signal induziert wird, das durch eine der Vielzahl von ersten Spulen 10 ausgesendet wurde, und schwingt, so dass er ein elektromagnetisches Signal erzeugt (das als reflektives elektromagnetisches Signal bezeichnet wird). Die eine der Vielzahl von ersten Spulen 10 empfängt das reflektive elektromagnetische Signal und erzeugt das elektromagnetische Induktionssignal. Die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 erfasst das elektromagnetische Induktionssignal von der einen der Vielzahl von ersten Spulen 10 und bestimmt so die Koordinate der Berührungsposition entlang der ersten Richtung. Auf diese Weise kann das in 1 dargestellte elektromagnetische und kapazitive integrierte Berührungssubstrat die Koordinate entlang der ersten Richtung bestimmen.
Zum Erfassen der Koordinate entlang der zweiten Richtung können die Abtastelektroden 30 eine Vielzahl von Subinduktionsspulen umfassen, die entlang der zweiten Richtung angeordnet sind, wie dies in 4 und 5 dargestellt ist. Einige der Vielzahl von Treiberelektroden 20 sind durch jede der Vielzahl von ersten Spulen 10 umgeben. Jede der Vielzahl von Treiberelektroden 20 umfasst vier Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204. Jede der Vielzahl von Abtastelektroden 30 umfasst vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4. Die Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 sind in 4 nacheinander von oben nach unten angeordnet. Der elektromagnetische Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses sind die Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204 in jeder der Vielzahl von Treiberelektroden 20 mit der Erde verbunden, oder sie potentialfrei sind. Die Vielzahl von ersten Spulen 10 werden durch ein (typischerweise von einem elektromagnetischen Stift stammendes) externes elektromagnetisches Signal induziert, um ein elektromagnetisches Induktionssignal zu erzeugen. Die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 erfasst das elektromagnetische Induktionssignal der Vielzahl von ersten Spulen 10, um dadurch die Koordinate der Berührungsposition entlang der ersten Richtung zu bestimmen. Die Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 werden durch ein (typischerweise von einem elektromagnetischen Stift stammendes) externes elektromagnetisches Signal induziert, um ein elektromagnetisches Induktionssignal zu erzeugen, und die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 erfasst das elektromagnetische Induktionssignal der Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4, um dadurch die Koordinate der Berührungsposition entlang der zweiten Richtung zu bestimmen. Anschließend kann bei dem elektromagnetischen Berührungsprozess die zweidimensionale Berührungsposition bestimmt werden.
Der kapazitive Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Während des kapazitiven Berührungsprozesses sind die Vielzahl von ersten Spulen 10 mit der Erde verbunden, oder sie potentialfrei sind. Die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 sendet nacheinander ein Ansteuersignal an jede der Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204 der Vielzahl von Treiberelektroden 20. Die Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 in jeder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 sind elektrisch miteinander verbunden und geben ein kapazitives Abfühlsignal aus. Die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 erfasst und analysiert das kapazitive Abfühlsignal der Vielzahl von Abtastelektroden 30, um dadurch die Koordinate der Berührungsposition entlang der ersten Richtung zu bestimmen. Die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 bestimmt die Koordinate der Berührungsposition entlang der zweiten Richtung auf Basis des Zeitpunkt, zu dem das kapazitive Ansteuersignal an die Sub-Treiberelektroden 201, 202, 203 und 204 angelegt wird. Anschließend kann bei dem kapazitiven Berührungsprozess die zweidimensionale Berührungsposition bestimmt werden.
Die Abtastelektroden 30, welche die Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 umfassen, können verschiedene Muster aufweisen. Die Flächen der Vielzahl von Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 können einheitlich sein oder entlang einer vorbestimmten Richtung stufenweise abnehmen oder zunehmen. Die Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 sind so aufgebaut, dass ihre Flächen von oben nach unten entlang der zweiten Richtung stufenweise abnehmen, wie dies in 4 und 5 dargestellt ist.
Ein Muster der Abtastelektroden 30
4 zeigt einen Aufbau der Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 der Abtastelektroden 30. Jede der Vielzahl von Abtastelektroden 30 umfasst die Vielzahl von Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4, die entlang der zweiten Richtung angeordnet sind. Die Vielzahl von Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 weisen die gleiche Verdrahtungsweise auf. Die Verdrahtung von jeder der Subinduktionsspulen in einer der Vielzahl von Abtastelektroden 30 erstreckt sich aus derselben Seite der einen der Vielzahl von Abtastelektroden 30 heraus. Die in 4 dargestellte Subinduktionsspule Φx1 umfasst den durch gestrichelte Linien dargestellten Aufbau und die an einer ihrer Seiten angeordnete Verdrahtung 33.
Jede der Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 kann eine U-förmige Subinduktionsspule sein, wobei sich beide Enden jeweils durch die Verdrahtung 33 heraus erstrecken. Jede der vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 erstreckt sich durch zwei Verdrahtungen heraus. Die vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 erstrecken sich alle entlang der gleichen Richtung heraus. Eine Anschlussklemme der Verdrahtung 33 kann am unteren Rand des Substrats 40 angeordnet sein, wie dies in 4 dargestellt ist.
Was die Verdrahtung zwischen zwei benachbarten der vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 betrifft, so können diese zwei benachbarten Spulen eine gemeinsame Verdrahtung aufweisen. In 4 sind insgesamt fünf Verdrahtungen für die vier Subinduktionsspulen ausreichend. Der elektromagnetische Berührungsprozess kann auf die unten beschriebene Weise ausgeführt werden. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses können die vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 auf zeitgeteilte Weise gesteuert werden. Auf diese Weise kann es bei der gemeinsamen Verdrahtung von zwei benachbarten Subinduktionsspulen zu keiner Interferenz kommen. Wie dies in 4 dargestellt ist, handelt es sich bei den Verdrahtungen von Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 um die erste Verdrahtung 1, die zweite Verdrahtung 2, die dritte Verdrahtung 3, die vierte Verdrahtung 4 bzw. die fünfte Verdrahtung 5. Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 werden bei der elektromagnetischen Berührungserfassung auf zeitgeteilte Weise erfasst. Φx1 kann erfasst werden, indem die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein Erdpotenzial an eine aus der ersten Verdrahtung 1 und der zweiten Verdrahtung 2 anlegt und ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der ersten Verdrahtung 1 und der zweiten Verdrahtung 2 anlegt, wobei die dritte Verdrahtung 3, die vierte Verdrahtung 4, die fünfte Verdrahtung 5 und die sechste Verdrahtung 6 potentialfrei sind. Für Φx2 legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 auf ähnliche Weise ein Erdpotenzial an eine aus der zweiten Verdrahtung 2 und der dritten Verdrahtung 3 an, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der zweiten Verdrahtung 2 und der dritten Verdrahtung 3 anlegt, wobei die restlichen Verdrahtungen potentialfrei sind. Für Φx3 legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein Erdpotenzial an eine aus der dritten Verdrahtung 3 und der vierten Verdrahtung 4 an, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der dritten Verdrahtung 3 und der vierten Verdrahtung 4 anlegt, wobei die restlichen Verdrahtungen potentialfrei sind). Für Φx4 legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein Erdpotenzial an eine aus der vierten Verdrahtung 4 und der fünften Verdrahtung 5 an, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die vierte Verdrahtung 4 bzw. die fünfte Verdrahtung 5 anlegt, wobei die restlichen Verdrahtungen potentialfrei sind.
Ein anderes Muster der Abtastelektroden 30
5 zeigt einen anderen Aufbau der Abtastelektroden 30. Jede der Vielzahl von Abtastelektroden 30 umfasst die Vielzahl von Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4, die entlang der zweiten Richtung angeordnet sind. Die Verdrahtungen von benachbarten Subinduktionsspulen der Vielzahl von Subinduktionsspulen können einander gegenüberliegend angeordnet sein. Die Verdrahtungen der Vielzahl von Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 in jeder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 können in zwei Sätze gruppiert werden. Die zwei Sätze von Verdrahtungen erstrecken sich jeweils aus zwei Seiten von jeder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 heraus.
Jede der Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 kann eine U-förmige Subinduktionsspule sein, wobei sich beide Anschlüsse jeweils durch die Verdrahtung heraus erstrecken. Jede der Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 erstreckt sich durch zwei Verdrahtungen heraus, wobei die vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 derart konfiguriert sind, dass sich die Verdrahtungen von zwei benachbarten Subinduktionsspulen entlang von entgegengesetzten Seiten von jeder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 heraus erstrecken. Die Verdrahtungen von Φx1 und Φx2 liegen einander gegenüber, die Verdrahtungen von Φx2 und Φx3 liegen einander gegenüber, und die Verdrahtungen von Φx3 und Φx4 liegen einander gegenüber. Die Verdrahtungen der vier Subinduktionsspulen sind abwechselnd angeordnet.
Was die Verdrahtung zwischen zwei benachbarten der vier Subinduktionsspulen Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 betrifft, so können zwei benachbarte Spulen eine gemeinsame Verdrahtung aufweisen. In 5 sind insgesamt sechs Verdrahtungen für Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 ausreichend. Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 können auf zeitgeteilte Weise gesteuert werden. Auf diese Weise kann es bei der gemeinsamen Verdrahtung von zwei benachbarten Subinduktionsspulen zu keiner Interferenz kommen. Wie dies in 5 dargestellt ist, handelt es sich bei den Verdrahtungen von Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 um die erste Verdrahtung 1, die zweite Verdrahtung 2, die dritte Verdrahtung 3, die vierte Verdrahtung 4, die fünfte Verdrahtung 5 bzw. die sechste Verdrahtung 6. Φx1, Φx2, Φx3 und Φx4 werden bei der elektromagnetischen Berührungserfassung auf zeitgeteilte Weise erfasst. Φx1 kann erfasst werden, indem die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein Erdpotenzial an eine aus der ersten Verdrahtung 1 und der zweiten Verdrahtung 2 anlegt, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der ersten Verdrahtung 1 und der zweiten Verdrahtung 2 anlegt, wobei die dritte Verdrahtung 3, die vierte Verdrahtung 4, die fünfte Verdrahtung 5 und die sechste Verdrahtung 6 potentialfrei sind. Für Φx2 legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 auf ähnliche Weise ein Erdpotenzial an eine aus der fünften Verdrahtung 5 und der sechsten Verdrahtung 6 an, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der fünften Verdrahtung 5 und der sechsten Verdrahtung 6 anlegt, wobei die restlichen Verdrahtungen potentialfrei sind. Für Φx3 legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein Erdpotenzial an eine aus der zweiten Verdrahtung 2 und der dritten Verdrahtung 3 an, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der zweiten Verdrahtung 2 und der dritten Verdrahtung 3 anlegt, wobei die restlichen Verdrahtungen potentialfrei sind. Für Φx4 legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein Erdpotenzial an eine aus der vierten Verdrahtung 4 und der fünften Verdrahtung 5 an, während sie ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die andere aus der vierten Verdrahtung 4 und der fünften Verdrahtung 5 anlegt, wobei die restlichen Verdrahtungen potentialfrei sind.
Es soll darauf hingewiesen werden, dass die Anzahl der Sub-Treiberelektroden in jeder der Vielzahl von Treiberelektroden 20 und die Anzahl der Subinduktionsspulen in jeder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 nicht gleich sein kann, wie dies in 4 und 5 dargestellt ist.
Zur einfacheren Berechnung der Koordinaten können die Vielzahl von Treiberelektroden 20 und die Vielzahl von Abtastelektroden 30 entlang der ersten Richtung in gleichmäßigen Abständen voneinander beabstandet angeordnet sein.
Ein anderes Muster der Abtastelektroden 30
Jede der Vielzahl von Abtastelektroden 30 kann eine erste Induktionsspule 31 und eine zweite Induktionsspule 32 umfassen. Die Anschlüsse der ersten Induktionsspule 31 und die Anschlüsse der zweiten Induktionsspule 32 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Wie dies in 6 dargestellt ist, sind die Anschlussklemme 602 der ersten Induktionsspule 31 und die Anschlussklemme 601 der zweiten Induktionsspule 32 einander gegenüberliegend angeordnet. In 6 sind die Anschlussklemme 602 der ersten Induktionsspule 31 und die Anschlussklemme 601 der zweiten Induktionsspule 32 jeweils an den gegenüberliegenden oberen und unteren Anschlüsse von einer der Vielzahl von Abtastelektroden 30 angeordnet. Die Anschlussklemme 602 der ersten Induktionsspule 31 und die Anschlussklemme 601 der zweiten Induktionsspule 32 sind an oberen bzw. unteren Seiten des Substrats 40 angeordnet. Die erste Induktionsspule 31 und die zweiten Induktionsspule 32 sind jeweils zu einer Vielzahl von Subinduktionsspulen gebogen. Die Subinduktionsspulen der ersten Induktionsspule 31 und die Subinduktionsspulen der zweiten Induktionsspule 32 können wechselweise ineinandergefügt sein.
Wie dies in 6 dargestellt ist, ist die erste Induktionsspule 31 zu vier Subinduktionsspulen gebogen, bei denen es sich um eine erste Subinduktionsspule 611, eine zweite Subinduktionsspule 612, eine dritte Subinduktionsspule 613 bzw. eine vierte Subinduktionsspule 614 handelt. Die zweite Induktionsspule 32 ist zu vier Subinduktionsspulen gebogen, bei denen es sich um eine erste Subinduktionsspule 621, eine zweite Subinduktionsspule 622, eine dritte Subinduktionsspule 623 bzw. eine vierte Subinduktionsspule 624 handelt. Die Subinduktionsspulen sind auf eine Weise wechselweise ineinandergefügt, wie dies unten beschrieben wird. Die erste Subinduktionsspule 621 der zweiten Induktionsspule 32 ist zwischen die erste Subinduktionsspule 611 und die zweite Subinduktionsspule 612 der ersten Induktionsspule 31 eingefügt, und die anderen Subinduktionsspulen der zweiten Induktionsspule 32 sind nacheinander zwischen zwei benachbarte Subinduktionsspulen der ersten Induktionsspule 31 eingefügt. Die Flächen der Subinduktionsspulen der ersten Induktionsspule 31 nehmen nacheinander von der ersten Subinduktionsspule 611 bis zur vierten Subinduktionsspule 614 stufenweise ab. Die Flächen der Subinduktionsspulen der zweiten Induktionsspule 32 nehmen nacheinander von der ersten Subinduktionsspule 621 bis zur vierten Subinduktionsspule 624 stufenweise zu. Während des Betriebs kann ein Induktionsstrom in den Subinduktionsspulen erzeugt werden, indem ein elektromagnetisches Signal empfangen und abgefühlt wird. Da die Fläche der ersten Subinduktionsspule 611 der ersten Induktionsspule 31 größer ist als die Fläche der ersten Subinduktionsspule 621 der zweiten Induktionsspule 32, unterscheidet sich ein Induktionsstrom, der in der ersten Subinduktionsspule 611 der ersten Induktionsspule 31 erzeugt wird, von einem Induktionsstrom, der in der ersten Subinduktionsspule 621 der zweiten Induktionsspule 32 erzeugt wird. Die Koordinate entlang der zweiten Richtung kann auf Basis des Verhältnisses der Stärken des Stroms in der ersten Subinduktionsspule 611 der ersten Induktionsspule 31 und in der ersten Subinduktionsspule 621 der zweiten Induktionsspule 32 bestimmt werden. Wie dies aus 6 ersichtlich ist, nehmen die Flächen der ersten Subinduktionsspule 611, der zweiten Subinduktionsspule 612, der dritten Subinduktionsspule 613 und der vierten Subinduktionsspule 614 der zweiten Induktionsspule 32 entlang der Richtung von der Anschlussklemme 601 zur Erde stufenweise zu. Die Amplitude des Induktionsstroms in einer Subinduktionsspule ist proportional zur Fläche der Subinduktionsspule. Die Ansteuerungs-Erfassungsschaltung kann eine von einem Benutzer berührte Subinduktionsspule auf Basis des Verhältnisses der Amplitude I1 des ersten Induktionsstroms der ersten Induktionsspule 31 zur Amplitude I2 des zweiten Induktionsstroms der zweiten Induktionsspule 32 bestimmen. Eine berührte Subinduktionsspule kann bestimmt werden, indem (I1-I2)/(I1+I2) mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen wird.
Ein Berührungsfeld kann ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat, die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 und die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 umfassen. Das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat kann den in 1 bis 6 dargestellten Aufbau aufweisen.
Ein kapazitiver Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Während des kapazitiven Berührungsprozesses legt die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 ein kapazitives Ansteuersignal an die Vielzahl von Treiberelektroden 20 an und erfasst ein kapazitives Abfühlsignal von der Vielzahl von Abtastelektroden 30, wobei die Vielzahl von ersten Spulen 10 mit der Erde verbunden sind oder potentialfrei sind.
Ein elektromagnetischer Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses legt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die Vielzahl von ersten Spulen 10 an und erfasst ein elektromagnetisches Induktionssignal von der Vielzahl von ersten Spulen 10. Dadurch kann die Koordinate entlang der ersten Richtung bestimmt werden.
Ein Berührungsfeld kann mit einem kapazitiven Berührungsprozess und einem elektromagnetischen Berührungsprozess betrieben werden, wie dies im Folgenden beschrieben wird. Der kapazitive Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 legt ein kapazitives Ansteuersignal an die Vielzahl von Treiberelektroden 20 an. Die Vielzahl von ersten Spulen 10 sind mit der Erde verbunden oder potentialfrei sind. Die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 50 legt das kapazitive Ansteuersignal nacheinander an die jeweiligen Sub-Treiberelektroden in jeder der Vielzahl von Treiberelektroden 20 an und empfängt das erfasste kapazitive Abfühlsignal von der Vielzahl von Abtastelektroden 30. Dabei sind alle Sub-Abtastelektroden in jeder der Vielzahl von Abtastelektroden 30 elektrisch miteinander verbunden. Eine Koordinate einer Berührungsposition entlang der ersten Richtung kann von der entlang der ersten Richtung abgelesenen Koordinate einer Treiberelektrode 20 abgeleitet werden, welche die Sub-Treiberelektrode umfasst, in die das kapazitive Ansteuersignal eingegeben wird. Eine Koordinate der Berührungsposition entlang der zweiten Richtung kann von der entlang der zweiten Richtung abgelesenen Koordinate einer Abtastelektrode 30 abgeleitet werden, von der das kapazitive Abfühlsignal erfasst wird. Der elektromagnetische Berührungsprozess kann wie folgt ausgeführt werden. Während des elektromagnetischen Berührungsprozesses sind die Vielzahl von Treiberelektroden 20 mit der Erde verbunden oder potentialfrei sind. Wenn ein aktiver elektromagnetischer Stift verwendet wird, erfasst die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 ein elektromagnetisches Induktionssignal von der Vielzahl von ersten Spulen 10, und es kann eine Koordinate einer Berührungsposition entlang der ersten Richtung bestimmt werden. Die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 erfasst ein elektromagnetisches Induktionssignal von der Vielzahl von Subinduktionsspulen, und es kann eine Koordinate der Berührungsposition entlang der zweiten Richtung bestimmt werden. Wenn ein passiver elektromagnetischer Stift verwendet wird, führt die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 einen Prozess aus, der das nacheinander erfolgende Anlegen eines elektromagnetischen Ansteuersignals an die Vielzahl von ersten Spulen 10 und das Erfassen eines elektromagnetischen Induktionssignals von der Vielzahl von ersten Spulen 10 erfasst, wobei anschließend eine Koordinate der Berührungsstelle entlang der ersten Richtung bestimmt werden kann. Die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung 60 führt einen Prozess aus, der das nacheinander erfolgende Anlegen eines elektromagnetischen Ansteuersignals an die Vielzahl von Subinduktionsspulen und das Erfassen eines elektromagnetischen Induktionssignals von der Vielzahl von Subinduktionsspulen umfasst, wobei anschließend eine Koordinate der Berührungsstelle entlang der zweiten Richtung bestimmt werden kann. Die Vielzahl von Treiberelektroden 20, die Vielzahl von Abtastelektroden 30 (von denen jede eine Vielzahl von Sub-Induktionselektroden umfasst) und die ersten Spulen 10 können auf dem Substrat 40 angeordnet werden, um einen elektromagnetischen Berührungsprozess und einen kapazitiven Berührungsprozess auszuführen. Die auf dem Substrat 40 gebildeten Komponenten können einfach aufgebaut sein und in geeigneter Weise angeordnet sein, um den Aufbau des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats stark zu vereinfachen und dadurch die Kosten für die Herstellung des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats zu senken.
Wie dies oben beschrieben wurde, kann ein kapazitiver Berührungsprozess derart ausgeführt werden, dass die Vielzahl von ersten Spulen mit der Erde verbunden werden, wobei nun ein kapazitives Ansteuersignal an die Treiberelektroden angelegt wird, und ein kapazitives Abfühlsignal von den Abtastelektroden erfasst wird. Anschließend kann eine Koordinate einer Berührungsposition entlang der ersten Richtung auf dem Substrat vom Abfühlsignal der Vielzahl von Abtastelektroden abgeleitet werden. Ein elektromagnetischer Berührungsprozess kann derart ausgeführt werden, dass die Vielzahl von Treiberelektroden mit der Erde verbunden werden oder potentialfrei sind, wobei die ersten Spulen ein Induktionssignal erzeugen, indem ein externes elektromagnetisches Signal abgefühlt wird. Anschließend kann eine Koordinate einer Berührungsposition entlang der ersten Richtung auf dem Substrat von dem induktiven Signal abgeleitet werden.
Wie dies in 7 und 8 dargestellt ist, kann ein Berührungs-Anzeigefeld ein integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat umfassen, wie es in 1 bis 6 dargestellt ist.
Wie dies in 7 dargestellt ist, kann ein Pixelarray auf einem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat 100 gebildet werden. Damit kann das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat 100 als Array-Substrat 90 verwendet werden. Das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat 100 ist derart angeordnet, dass es einem gegenüberliegenden Montagesubstrat 70 zugewandt ist, wobei eine Flüssigkristallschicht 80 zwischen das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat 100 und das gegenüberliegende Substrat 70 gefüllt ist, um das Anzeigefeld zu bilden. Bei diesem Aufbau sind die Vielzahl von Treiberelektroden 20, die Vielzahl von Abtastelektroden 30 und die Vielzahl von ersten Spulen 10, wie sie in 1 bis 6 dargestellt sind, an einer Seite des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats 100 angeordnet, die dem gegenüberliegenden Substrat 70 zugewandt ist.
Wie dies in 8 dargestellt ist, kann eine Farbfilterschicht auf oder über dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat 100 angeordnet sein. Das Berührungs-Anzeigefeld umfasst ferner ein Array-Substrat 90, das derart angeordnet ist, dass es dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat 100 zugewandt ist. Nun kann das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat 100 als gegenüberliegendes Substrat 70 verwendet werden. Eine schwarze Matrix, eine Farbfilterschicht mit drei Farben usw. können bei der Herstellung auf oder über dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat 100 angebracht werden. Die Vielzahl von Treiberelektroden 20, die Vielzahl von Abtastelektroden 30 und die Vielzahl von ersten Spulen 10 können an einer Seite des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats 100 angeordnet sein, die dem Array-Substrat 90 zu- oder abgewandt ist.
Wie dies in 9 dargestellt ist, kann eine Berührungs-Anzeigevorrichtung ein Berührungs-Anzeigefeld umfassen, wie es oben beschrieben wurde.
Die Berührungs-Anzeigevorrichtung kann ein Notebook-PC, ein Mobiltelefon, ein Tablet-PC usw. sein. 9 zeigt einen Aufbau der Berührungs-Anzeigevorrichtung, bei der es sich um einen Tablet-PC 200 handelt. Die Berührungs-Anzeigevorrichtung umfasst ferner einen elektromagnetischen Stift 300.
Es ist offensichtlich, dass der Fachmann verschiedene Modifikationen und Abänderungen an der Erfindung vornehmen kann, ohne vom Geist und vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die Erfindung auch diese Modifikationen und Abänderungen einschließt, solang sich die Modifikationen und Abänderungen innerhalb des Schutzumfangs der dieser Erfindung beiliegenden Ansprüche und ihrer Äquivalente befinden.

Claims

Integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat, umfassend: ein Substrat (40); und eine Vielzahl von Treiberelektroden (20), eine Vielzahl von Abtastelektroden (30) und eine Vielzahl von ersten Spulen (10), die auf dem Substrat (40) in der gleichen Schicht angeordnet sind; wobei die Vielzahl von Treiberelektroden (20) und die Vielzahl von Abtastelektroden (30) abwechselnd entlang einer ersten Richtung angeordnet sind, die Vielzahl von ersten Spulen (10) in der ersten Richtung angeordnet sind und jede der ersten Spulen (10) wenigstens eine der Vielzahl von Treiberelektroden (20) und/oder der Vielzahl von Abtastelektroden (30) umgibt, und wobei jede der Vielzahl von Abtastelektroden (30) eine Vielzahl von Subinduktionsspulen umfasst, die entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind, und wobei sich Verdrahtungen der Subinduktionsspulen in einer Abtastelektrode (30) aus der gleichen Seite oder aus gegenüberliegenden Seiten der Abtastelektrode (30) heraus erstrecken; oder wobei jede der Vielzahl von Abtastelektroden (30) eine erste Induktionsspule (31) mit ersten Anschlüssen und eine zweite Induktionsspule (32) mit zweiten Anschlüssen umfasst, die gegenüber von den ersten Anschlüssen angeordnet sind, und wobei die erste Induktionsspule (31) und die zweite Induktionsspule (32) jeweils zu einer Vielzahl von Sub-Leitungsspulen gebogen sind, so dass die Sub-Leitungsspulen der ersten Leitungsspule (31) und die Sub-Leitungsspulen der zweiten Leitungsspule (32) wechselweise ineinandergefügt sind.
Integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von Treiberelektroden (20) eine Vielzahl von Sub-Treiberelektroden umfasst, die entlang einer zweiten Richtung angeordnet sind; und wobei jede der Vielzahl von Abtastelektroden (30) eine streifenförmige Elektrode ist, die sich entlang der zweiten Richtung erstreckt, oder wobei jede der Vielzahl von Abtastelektroden (30) eine Vielzahl von Subinduktionsspulen umfasst, die entlang der zweiten Richtung angeordnet sind.
Integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat nach Anspruch 1, wobei zwei benachbarte Subinduktionsspulen in der Abtastelektrode (30) eine gemeinsame Verdrahtung aufweisen.
Integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Treiberelektroden (20) und die Vielzahl von Abtastelektroden (30) entlang der ersten Richtung in gleichmäßigen Abständen voneinander beabstandet angeordnet sind.
Integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat nach Anspruch 1, wobei die Flächen der Sub-Leitungsspulen der ersten Leitungsspule (31) in Richtung auf die ersten Anschlüssen der ersten Leitungsspule (31) stufenweise abnehmen und die Flächen der Vielzahl von Subinduktionsspulen der zweiten Induktionsspule (32) in Richtung auf die zweiten Anschlüssen der zweiten Induktionsspule (32) stufenweise abnehmen; oder wobei die Flächen der Subinduktionsspulen der ersten Induktionsspule (31) in Richtung auf die ersten Anschlüssen der ersten Induktionsspule (31) stufenweise zunehmen und die Flächen der Vielzahl von Subinduktionsspulen der zweiten Induktionsspule (32) in Richtung auf die zweiten Anschlüssen der zweiten Induktionsspule (32) stufenweise zunehmen.
Integriertes elektromagnetisches und kapazitives Berührungssubstrat nach Anspruch 1, wobei jede der Vielzahl von ersten Spulen (10) eine U-förmige Spule ist; wobei zur kapazitiven Berührungserfassung die Vielzahl von ersten Spulen (10) mit der Erde verbunden sind oder potentialfrei sind, und wobei zur elektromagnetischen Berührungserfassung die Vielzahl von ersten Spulen (10) durch ein externes elektromagnetisches Signal induziert werden, um ein Induktionssignal zu erzeugen.
Berührungsfeld, umfassend das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, eine erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung (50) und eine zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung (60), wobei: für eine kapazitive Berührung die erste Ansteuerungs-Erfassungsschaltung (50) ein kapazitives Ansteuersignal an die Vielzahl von Treiberelektroden (20) anlegt und ein kapazitives Abfühlsignal der Vielzahl von Abtastelektroden (30) erfasst, und wobei die Vielzahl von ersten Spulen (10) mit der Erde verbunden sind oder potentialfrei sind; und für eine elektromagnetische Berührung die zweite Ansteuerungs-Erfassungsschaltung (60) ein elektromagnetisches Ansteuersignal an die Vielzahl von ersten Spulen (10) anlegt und ein elektromagnetisches Induktionssignal der Vielzahl von ersten Spulen (10) erfasst, um eine Koordinate entlang der ersten Richtung zu bestimmen.
Berührungs-Anzeigefeld, umfassend das integrierte elektromagnetische und kapazitive Berührungssubstrat (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
Berührungs-Anzeigefeld nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein Pixelarray, das auf oder über dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat (100) angeordnet ist; ein gegenüberliegendes Substrat (70), das gegenüber von dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat (100) angeordnet ist, wobei die Vielzahl von Treiberelektroden (20), die Vielzahl von Abtastelektroden (30) und die Vielzahl von ersten Spulen (10) an einer Seite des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats (100) angeordnet sind, die dem gegenüberliegenden Substrat (70) zugewandt ist.
Berührungs-Anzeigefeld nach Anspruch 8, ferner umfassend ein Array-Substrat (90), das gegenüber von dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat (100) angeordnet ist.
Berührungs-Anzeigefeld nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl von Treiberelektroden (20), die Vielzahl von Abtastelektroden (30) und die Vielzahl von ersten Spulen (10) auf oder über dem integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrat (100) an einer Seite des integrierten elektromagnetischen und kapazitiven Berührungssubstrats (100) angeordnet sind, die dem Array-Substrat (90) zu- oder abgewandt ist.