MXPA02006645A - Pantalla de tacto que tiene multiples conexiones paralelas en cada electrodo en una cadena de resistores en serie en la periferia del area de tacto. - Google Patents

Abstract

Una pantalla de tacto con posicion capacitiva o resistiva que incluye un substrato de cristal que tiene un recubrimiento resistivo uniforme y cadenas resistivas en serie de electrodos discontinuos traslapados adyacentes a los bordes perifericos del substrato. Los espacios en otra discontinuidad lineal aislante que corren paralelos a cada cadena forman trayectos de corriente resistivos a traves del area de tacto. Existen por lo menos dos espacios para cada electrodo, de modo que multiples trayectos de corriente se conectan a cada electrodo. Cada espacio produce una ondulacion local en el campo de voltaje que decae lejos con distancia desde el espacio. Ya que la longitud de decaida de ondulacion es determinada por una distancia entre los trayectos de corriente, la magnitud de la ondulacion cerca de los electrodos se reduce exponencial mente por un factor correspondiente al numero de espacios por electrodo.

Description

PANTALLA DE TACTO QUE TIENE MÚLTIPLES CONEXIONES PARALELAS EN CADA ELECTRODO EN UNA CADENA DE RESISTORES EN SERIE EN LA PERIFERIA DEL ÁREA DE TACTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con dispositivos para determinar las coordenadas (es decir, las coordenadas X y Y) de una ubicación en un sistema de dos dimensiones como pantallas sensibles al tacto para producir señales de salida relacionadas con una posición de tacto. La presente invención más en lo particular proporciona un detector de tacto resistor de 5 alambres (o 9 alambres) que tiene una linealidad mejorada cerca de la periferia del área sensible al tacto.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una pantalla de tacto es un dispositivo transparente de entrada que puede detectar la posición de dos dimensiones del toque de un dedo u otra pluma electrónicamente pasiva. Las pantallas de tacto se colocan sobre dispositivos de despliegue como monitores de tubos de rayos catódicos y pantallas de cristal líquido para proporcionar entradas para sistemas de introducción de ordenes de restaurantes, aplicaciones de control de procesos industriales, exhibidores interactivos de museos, centros de información pública, computadoras portátiles, etc. En la actualidad, las tecnologías dominantes de tacto son resistores de 4 alambres, resistores de 5 alambres, capacitores, ultrasónicos e infrarrojos. Existen tecnologías que han alcanzado altos estándares de desempeño a precios competitivos. Un aspecto importante en el desempeño de una pantalla de tacto es una cercana correspondencia entre las posiciones reales y medidas en todas las ubicaciones dentro del área sensible al tacto. Las pantallas de tacto resistivas de 5 alambres, por ejemplo un producto de línea AccuTouch™ de Elo TouchSystems , Inc de Fremont, California, han sido ampliamente aceptadas para muchas aplicaciones de pantallas de tacto. En estas pantallas de tacto, la presión mecánica de un dedo o pluma provoca que la cubierta de membrana plástica se flexione y haga contacto físico con un substrato subyacente de cristal. El substrato de cristal está recubierta con una capa resisitiva sobre la cual se excitan los gradientes de voltaje. A través de las conexiones eléctricas hacia las cuatro esquinas del substrato recubierto de cristal, los electrónicos asociados pueden excitar secuencialmente los gradientes tanto en la dirección X como en la Y, como se describe en la Patente de Estados Unidos No. 3,591 ,718. El lado inferior de la hoja de cubierta tiene un recubrimiento conductor que proporciona una conexión eléctrica entre la ubicación del toque y los electrónicos detectores de voltaje. Ya que los gradientes de voltaje X y Y se generan en el recubrimiento resistivo del substrato, el recubrimiento de la hoja de cubierta solamente necesita proporcionar continuidad eléctrica. Más detalles con respecto a las pantallas de tacto resistivas de 5 alambres se encuentran en la Patente de Estados Unidos No. 4,220,815 de Gibson, Patente de Estados Unidos No. 4,661,655 y 4,731,508 de Gibson et al.; Patente de Estados Unidos No. 4,822,957 de Talmadge et al., Patente de Estados Unidos No. 5,045,644 de Dunthorn y Patente de Estados Unidos No. 5,220,136 de Kent. Los electrónicos pueden obtener información de taco de una pantalla de tacto resistiva de 5 alambres a través de una inyección de corriente así como la excitación de voltaje antes descrita. Para la lectura de una inyección de corriente, una fuente de corriente inyecta corriente a través de la cubierta y las corrientes que llegan en cada uno de los cuatro puntos de conexión de esquina se miden durante el toque. A partir de la suma y las proporciones de estas corrientes de esquina, se reconstruyen las posiciones del toque. La opción entre la inyección de corriente y la excitación de voltaje es un diseño de electrónicos y es muy independiente del diseño de la pantalla de tacto. Los diseños del patrón de electrodo periférico para los sistemas de tacto con electrónicos de excitación de voltaje se pueden aplicar de igual forma en los sistemas de tacto con electrónicos de inyección de corriente. Las pantallas de tacto capacitivas con frecuencia requieren patrones de electrodo periférico que sirven con la misma función básica como las pantallas de tacto resistivas de 5 alambres. Los MicroTouch Systems, Inc ofrecen tanto pantallas de tacto capacitivas (ClearTek™) como pantallas de tacto resistivas de 5 alambres (TouchTek™) con patrones de electrodo similares a las Figura 1b, de la Patente de Estados Unidos No. 4,371,746 de Pepper. En una pantalla de tacto capacitiva, la cubierta se reemplaza por un recubrimiento delgado, dieléctrico, transparente que después forma la superficie exterior del substrato recubierto con ATO o ITO. Un voltaje oscilante se aplica en los cuatro puntos de conexión de esquina. El toque de un dedo proporciona una derivación AC a tierra y por lo tanto sirve como una fuente de corriente AC (sumidero) en la ubicación del toque. La división de esta corriente AC entre los cuatros puntos de conexión de esquina se mide y se utiliza para determinar las coordenadas del toque. Se utiliza una variante AC de los electrónicos de inyección de corriente. Algunas veces es ventajoso tener tanto una conexión de línea de detección como de excitación entre los electrónicos y cada uno de los cuatro puntos de conexión de esquina. Con bucles de retroalimentación adecuados en los electrónicos, la combinación de las líneas de detección y excitación proporciona a los electrónicos un mejor control sobre los voltajes de excitación aplicados en los puntos de conexión de esquina. Esto lleva a una variante de pantallas de tacto de "5 alambres" con conexiones de 9 alambres entre los electrónicos y la pantalla de tacto. El diseño del patrón de electrodo periférico no se ve afectado por la opción entre esquemas de conexión de 5 alambres y de 9 alambres.

Una pantalla de tacto resistiva de 5 alambres típicamente incluye un substrato de cristal de 1 a 3 mm de espesor sobre el cual se aplica el recubrimiento resistivo transparente. Un patrón de electrodo periférico se forma en el substrato como un patrón geométrico de tinta conductora impresa en el recubrimiento resistivo, y regiones aislantes formadas en el recubrimiento resistivo. El ITO (óxido de estaño indio) y ATO (óxido de estaño antimonio) son ejemplos de semi-conductores degenerativos que tienen la propiedad importante de ser tanto conductores como transparentes, y pueden funcionar como recubrimientos resistivos. Las regiones entre los electrodos conductores forman resistores, con las regiones aislantes que definen trayectos conductores entre ellos. Los detalles del patrón de electrodo y su fabricación se encuentran en la solicitud de Estados Unidos No. de serie 08/989,928 (cedida), la cual se incorpora aquí como referencia. Esta información también se encuentra en la solicitud de PCT publicada No. WO99/30272. Las Patentes de Estados Unidos No. 3,591,718 (Asane & Baxter), 4,198,539 (Pepper) y 4,797,514 (Talmadge & Gibson) exponen patrones de electrodo periférico que incluyen un electrodo resistivo entre los puntos de conexión de esquina. El desempeño de tales patrones de electrodo es sensible a la estabilidad y uniformidad de la resistividad de los electrodos. La no uniformidad de las propiedades eléctricas de un electrodo continuo a lo largo de su longitud distorsionará la linealidad del detector. Las variaciones en la humedad y la temperatura en el ambiente de aplicación pueden tener diferentes efectos en las propiedades eléctricas de los electrodos resistivos continuos, por ejemplo, fabricados de una tinta de polímero compuesta impresa y el recubrimiento resistivo en el área de tacto, por ejemplo, 1TO. En ese caso, la linealidad de la pantalla de tacto se puede ver comprometida. Esta sensibilidad está en contraste e los patrones de electrodo periférico que utilizan resistores de traslapados discontinuos como los encontrados en los productos AccuTouch™ de Elo TouchSystems y expuestos en la Patente de Estados Unidos No. 5.045,644 de Dunthorn, la cual se incorpora aquí como referencia. Dado que se hace buen contacto eléctrico entre el electrodo y el recubrimiento resistivo, la resistencia de los resistores traslapados, discontinuos es dominada por la resistencia del recubrimiento resistivo en el espacio entre los electrodos. La resistencia de los electrodos impresos con tintas conductoras es menor en comparación, y por lo tanto existe poco efecto cuando las propiedades eléctricas de las tintas conductoras varían. Además, ya que la resistencia del espacio se forma del mismo recubrimiento como el área de tacto, seguirá las variaciones de la resistividad de la región activa como una función de la temperatura y la humedad. Esto proporciona a la pantalla de tacto con una linealidad estable aun cuando los Ohms/cuadrado del recubrimiento resistivo cambien con las condiciones ambientales. El uso de resistores traslapados, discontinuos lleva a un grupo discontinuo de conexiones paralelas entre el patrón del electrodo periférico y la región sensible al tacto. Esto produce una no lineal ¡dad ondulada en el área de tacto cerca del patrón del electrodo periférico. Un ejemplo de ondulación puede observarse en la Figura 4B de la Patente de Estados Unidos No. 5,045,644. Se muestran las líneas equipotenciales para ambas excitaciones X y Y. Se debe considerar el grupo de líneas equipotenciales usadas para las medidas de la coordenada X. En la esquina inferior izquierda, hacia el centro del área de tacto y lejos del patrón del electrodo, las líneas equipotenciales X aparecen como líneas verticales separadas de manera uniforme. Sin embargo, en el lado derecho de esta Figura, la distorsión de las líneas equipotenciales X es algo aparente. Un dedo que se mueve hacia abajo en una línea recta vertical, (con una coordenada X real constante) en esta región experimentará variaciones en el voltaje de excitación X y por lo tanto variaciones en la coordenada X medida (a menos que se corrija de alguna otra forma). El movimiento del cursor quedará sometido a la distorsión ondulada perpendicular. Existe la necesidad de reducir esta ondulación mientras se preservan los beneficios de los diseños del electrodo periférico que utilizan resistores traslapados. Con referencia otra vez al lado derecho de la Figura 4B de Patente de Estados Unidos No. 5,045,644 se debe observar que la ondulación tiende a ser aproximadamente periódica con una repetición por electrodo de resistor traslapado. "S" es una separación representativa de los resistores traslapados y sus electrodos a lo largo de una cadena de resistores en serie. Entonces como una función de la coordenada y vertical, el potencial en la región de ondulación para la excitación X variará de manera casi sinusoidal con una longitud de onda de S, es decir, tiene la forma funcional aproximadamente de cos(2n*y/S). Como es bien conocido en electrostática, el patrón de excitación de voltaje en el área de tacto obedece a las matemáticas de la ecuación de Laplace. Para satisfacer la ecuación de Laplace, el potencia! de excitación X dentro de la región de ondulación en los lados derecho e izquierdo del área de tacto tendrá aproximadamente la siguiente forma: A*exp( + 27t*x/S)*cos(27t*y/S) El signo de más o menos en el exponente es menos cuando el eje X está dirigido lejos del límite del electrodo periférico que provoca la ondulación. Aquí A es la constante de normalización. Una expresión similar aplica para el potencial de excitación Y para la ondulación cerca de las regiones superior e inferior del área de tacto. Se debe notar que en la dirección X, la expresión anterior decae potencialmente con una longitud de decaída de S/2n. Aquí, se refiere a la distancia a la cual decae la amplitud de ondulación por un factor de e(2.71828...) como la "longitud de decaída de ondulación". Es deseable una longitud de decaída de ondulación para maximizar la región del área de tacto con poca o ninguna ondulación. Esto a su vez sugiere reducir S al aumentar el número de resistores traslapados en las cadenas de resistores en serie. Como se describe después, sin embargo, el número de resistores traslapados no puede aumentarse en forma arbitraria.

En los patrones de electrodo periférico como los expuestos en la Patente de Estados Unidos No. 5,045,644 y la No. de Serie 08/989,928 uno puede intentar reducir la ondulación al aumentar el número de resistores traslapados y por lo tanto aumentar la densidad de conexiones paralelas para el área de tacto. Sin embargo, cuando el número de resistores traslapados en una cadena de resistores en serie se duplica, existe aproximadamente la mitad de la longitud del perímetro disponible con la cual construir cada resistor traslapado. Para una distancia de espacio determinada, esto casi duplica la resistencia de cada resistor traslapado. Combinado con una duplicación del número total de resistores traslapados, la resistencia en serie total de la cadena se cuadruplica. Conforme aumenta esta resistencia total, rápidamente se vuelve más difícil para el patrón del electrodo periférico para mantener las líneas equipotenciales lineales en el área de tacto. Persiste la necesidad de reducir más la ondulación, aun cuando el número de resistores traslapados en la cadena del resistor ha sido maximizado. Históricamente, la mayoría de las aplicaciones de tacto involucran la activación por parte del usuario de botones de tacto programados con computación o zonas de tacto. Una cantidad moderada de no linealidad ondulada sobre el perímetro de la región de tacto típicamente no tiene un efecto notable. Sin embargo, las pantallas de tacto ahora se utilizan en una variedad de aplicaciones que hacen uso de interfaces gráficas del usuario (GUI) que colocan botones de área pequeña, barras de desplazamiento y menús desplegables cerca del perímetro de la Imagen desplegada. Cuando un dedo se arrastra en una línea recta vertical a lo largo de una barra de desplazamiento estrecho, es importante que las coordenadas de tacto reconstruidas también sigan la línea recta. La distorsión de ondulación perpendicular puede provocar problemas para la operación de las barras de desplazamiento y los menús desplegables. La distorsión de ondulación paralela es menos importante aquí ya que no provocará que el cursor deje la barra de desplazamiento o el menú desplegable. Se debe notar que las interfaces GUI con frecuencia colocará una barra de desplazamiento cerca del perímetro de la zona de tacto. La Patente de Estados Unidos No. 4,371,746 (Pepper) ilustra otra medida para reducir al mínimo la no linealidad ondulada en los patrones de electrodo periférico que incorporan resistores traslapados. La Figura 1b de la Patente de Estados Unidos No. 4,371,746 muestra un patrón de electrodo con cuatro hileras sucesivas de los electrodo de granularidad en aumento. La granularidad de los electrodos se vuelve más fina más cerca del área de tacto. Los electrodos granulares de curso externo proporcionan el valor deseado de resistencia entre los puntos de conexión de esquina adyacentes mientras que la sucesión de hileras de electrodos internos de granularidad más fina se puede continuar hasta que se alcance la reducción deseada de ondulación en el área de tacto. Sin embargo, comparado con los patrones utilizados que usan una única cadena de resistores en serie entre los electrodos de esquina adyacentes, se necesita un patrón de electrodo periférico relativamente amplio. Debido a la necesidad de límites estrechos en los diseños de las pantallas de tacto, persiste la necesidad de reducir la ondulación en diseños que utilizan una única cadena de resistores en serie entre los electrodos de esquina adyacentes. Para lograr el desempeño del sistema de pantalla de tacto lineal, no es un requerimiento que la pantalla de taco sea lineal. Las distorsiones no lineales se pueden corregir en cualquiera de los electrónicos o por un programa de la computadora huésped. Por ejemplo, consultar la Patente de Estados Unidos No. 5,940,065 (Babb y Wilson). Las desviaciones de variación suave de linealidad en la pantalla de tacto son relativamente fáciles de corregir, mientras que las no linealidades variantes como la ondulación son más problemáticas. Por lo tanto, incluso en los sistemas de tacto con una pantalla de tacto no lineal, existe la necesidad de reducir la ondulación, de esta manera deja que las no linealidades se puedan corregir más fácilmente mediante un proceso de señal corriente abajo.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objetivo principal de esta invención es reducir la no linealidad ondulada en una pantalla de tacto capacitiva o resistiva que tiene un substrato con cuatro puntos de conexión de esquina. Un objetivo relacionado es reducir la no linealidad ondulada mientras mantiene un patrón de electrodo de borde que es relativamente estrecho, de modo que el área de tacto se maximlce. Estos objetivos se logran al proporcionar una única cadena de resistores en serie de electrodos de resistores traslapados entre cada par de esquinas, y al proporcionar múltiples conexiones paralelas en cada uno de los electrodos resistores traslapados como un medio para reducir la no linealidad ondulada. En una modalidad preferida, esto se logra por medio de espacios en una línea de baja, es decir, una línea de aislamiento en donde la capa resistiva ha sido retirada, entre los electrodos y el área de tacto. Estos espacios serán referidos en la presente como espacios de baja. Estos espacios proporcionan los trayectos de corriente para las conexiones paralelas entre el área de tacto y los electrodos. Se debe notar que los espacios de baja por sí son conocidos de la Patente de Estados Unidos No. de Serie 08/989,928, pero su aplicación solamente se expone como un único espacio de baja por electrodo resistor traslapado, lo que da como resultado un potencial ondulado con base en una separación S del electrodo como se describe antes. En el caso de dos conexiones de espacio de baja paralelas por electrodo resistor traslapado, la ondulación se repite con una distancia S' igual a la mitad de la separación de los electrodos resistores traslapados. Por lo tanto, la longitud de decaída exponencial de la ondulación es S'/(2n) = S/(4n), lo cual reduce mucho el tamaño de la región de ondulación. Además de este efecto, las simulaciones numéricas demuestran una reducción igualmente dramática en la amplitud A' en la expresión A'*exp(+.2 *x/S')*cos(2n*y/S'). El efecto neto es reducir en forma importante la distorsión de ondulación. Tres o más conexiones paralelas pueden reducir más la distorsión de ondulación. El alcance de esta invención incluye no solamente los espacios de baja colocados a lo largo de los electrodos, sino también los espacios de baja colocados sobre la unión entre los electrodos resistores traslapados. Las simulaciones muestran que este diseño es igualmente efectivo al suprimir la distorsión de ondulación perpendicular. Sin embargo, las simulaciones indican que los diseños con tal unión de los espacios de baja tienden a desempeñarse un poco menos efectivos en la distorsión de ondulación paralela. En muchas aplicaciones de pantalla de tacto, existe un limitado espacio disponible para la región de borde de la pantalla de tacto fuera del área de tacto. Esta invención reduce al mínimo esta región de borde en dos formas. Primero, al utilizar solamente una única cadena de resistores en serie, el ancho de la región del electrodo se mantendrá pequeña. Por ejemplo, al utilizar los electrodos con forma de "Z" como en la Figura 8 del documento WO99/30272 proporcionar una cadena de resistor en serie estrecha. Las conexiones paralelas provistas por espacios en una línea de baja quebrada fina añaden un poco al ancho del patrón de electrodo periférico. Segundo, se reduce mucho la penetración de una no linealidad de ondulación inaceptablemente grande dentro del área de tacto. El efecto neto es un ancho de borde reducido sin añadir costos de fabricación. Como con el producto AccuTouch™ de Elo, las resistencias de las conexiones paralelas pueden variar para proporcionar una pantalla de tacto lineal. El encogimiento del espacio de baja aumenta la resistencia, mientras que el aumento en la dimensión del espacio de baja disminuye la resistencia de la conexión paralela. Los diseños del detector lineal se pueden obtener en forma iterativa al construir y probar diseños, o al desarrollar fórmulas de la resistencia efectiva del electrodo con base en la simulación de los electrodos componentes. La invención proporciona una geometría mejorada de las regiones de aislamiento, resistivas y conductoras del patrón de electrodo periférico. Esta geometría mejorada no está limitada a cualquier opción de materiales o métodos de lectura electrónica.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A es un esquema de una cadena de resistor en serie de conformidad con la técnica previa, que tiene un único espacio de baja por electrodo resistor traslapado; la Figura 1B es un esquema de otra cadena de resistor en serie de conformidad con la técnica previa, que tiene un único espacio de baja por electrodo resistor traslapado; la Figura 1C es un circuito equivalente para los arreglos de las Figuras 1 A y 1 B; la Figura 2A es un esquema de una cadena de resistor en serie de conformidad con la invención, que tiene dos espacios de baja por electrodo resistor traslapado; la Figura 2B es un circuito equivalente para el arreglo de la Figura 2A; la Figura 3A es un esquema de una cadena de resistor en serie de conformidad con la invención, que tiene un espacio de baja sobre cada electrodo resistor traslapado y un espacio de baja sobre cada unión entre electrodos; la Figura 3B es un circuito equivalente para el arreglo de la Figura 3A; la Figura 4 muestra el cuadrante superior derecho de una pantalla de la técnica previa, con una simulación de líneas equipotenciales para detectar una coordenada Y; la Figura 5 muestra el cuadrante superior derecho de una pantalla de conformidad con la invención, que tiene espacios de baja de unión y de no unión, con una simulación de líneas equipotenciales para detectar una coordenada Y; la Figura 6 muestra el cuadrante superior derecho de otra pantalla de la técnica previa, con una simulación de líneas equipotenciales para detectar una coordenada Y, la Figura 7 muestra el cuadrante superior derecho de otra pantalla de conformidad con la invención, que tiene tres espacios de baja de no unión por electrodo, con una simulación de líneas equipotenciales para detectar una coordenada Y.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1A muestra la porción superior derecha de una lámina 10 que está formada por un substrato 12 de cristal que tiene bordes 13 periféricos, esquinas 14 y un área 15 de tacto central. El substrato está cubierto con una capa 16 resistiva transparente que tiene una resistividad esencialmente uniforme. Colocada a lo largo de cada borde 13 se encuentra una cadena 18 de resistores formada por una serie de tiras 20 conductoras traslapadas, la capa 16 resistiva entre las porciones traslapadas proporciona una resistencia para que la cadena 18 en serie tenga un voltaje escalonado en aumento a lo largo de su longitud cuando se impone un voltaje en las lengüetas 24 de esquina. Cada tira 20 conductora está conectada con un electrodo 22 con forma de T. Yaciendo entre los electrodos 22 se encuentran las regiones 26 aislantes, en donde la capa resistiva ha sido retirada. Los trayectos de corriente resistivos paralelos están provistos entre los electrodos en los lados opuestos del área 15 de tacto. Los detalles adicionales de esta construcción de la técnica previa se describen en la Solicitud de Estados Unidos No. de Serie 08/989,928. La Figura 1B muestra la porción superior derecha de otra lámina gradiente de la técnica previa, la cual se describe junto con la Figura 8 de la Solicitud No. de Serie 09/989,928. Aquí, la cadena de resistores tiene electrodos 30 con forma de Z, cada uno con una porción 31 externa y una porción 32 interna. Las porciones interna y externa de los electrodos adyacentes se traslapa, de modo que la capa resistiva entre ellas forma una conexión resistiva. Una discontinuidad 34 lineal que tiene espacios 35 está provista paralela a las porciones 32 internas, lo cual proporciona trayectos de corriente paralela a través del área de tacto. La discontinuidad lineal se forma fácilmente por ablasión de láser del recubrimiento resistivo, e incluye aislar sub-secciones extendidas entre los electrodos. El ajuste de láser de estas sub-secciones recorta los resistores entre los electrodos. La Figura 1C es un circuito esquemático para el arreglo de cualesquiera de las Figuras 1A o 1B, la cual muestra las conexiones paralelas entre el área de tacto y los modos en la cadena de resistor en serie. Estas conexiones también serán llamadas aquí como conexiones en T (para las conexiones del área de tacto). Solamente existe una conexión en T por electrodo de conformidad con la técnica previa. La Figura 2A muestra una cadena 38 de resistor de conformidad con la invención, la cual tiene electrodos 40 en Z con porciones 41, 42 interna y externa traslapadas, las porciones 42 internas de los electrodos adyacentes están más cerca de las uniones 44. Una discontinuidad lineal que tiene espacios 46 corre paralela a las porciones 42 internas, pero existen dos espacios 46 para un electrodo 40 resistor traslapado. Como se muestra en el circuito equivalente de la Figura 2B, esto da como resultado dos conexiones en T paralelas por electrodo. De la misma forma, en caso de haber tres espacios en la línea de discontinuidad adyacente a una porción 42 interna, existirán tres conexiones en T paralelas, extendidas dentro del área de tacto desde cada electrodo. Como se describe en la breve descripción de la invención, el uso de dos espacios reduce la longitud de decaída exponencial de la ondulación por un factor de dos. De la misma forma, el uso de 3 espacios reduce la longitud de decaída de ondulación por un factor de tres. La Figura 3A muestra la cadena 48 de resistores de conformidad con la invención, la cual tiene electrodos en Z 50 arreglados como en la Figura 2A. Sin embargo, aquí la línea de discontinuidad 55 no solamente tiene espacios 56 centrados sobre las porciones 52 internas de los electrodos, pero también tiene espacios centrados sobre las uniones 54. Como se observa en la Figura 3C, esto da como resultado conexiones en T divididas entre dos electrodos adyacentes, de modo que el voltaje efectivo se encuentre a la mitad entre los voltajes de electrodos 50 adyacente.

Las Figuras 4 a la 7 son simulaciones generadas por computadora que ilustran la forma en que el aumento en el número de conexiones en T de conformidad con la invención, sin disminuir el número de electrodos escalonados, reduce la ondulación de modo que el área de tacto se pueda extender recto hacia arriba hacia las líneas de discontinuidad. La Figura 4 ilustra las líneas equipotenciales en el cuadrante superior derecho de una pantalla de tacto de la técnica previa, la cual tiene una cadena de resistores en serie a lo largo de cada borde periférico. Cada cadena comprende siete electrodos con forma de T separados por regiones aislantes como se ilustra en la Figura 1A. Los gradientes de voltaje lineal están impuestos en cadenas de resistores en serie a lo largo de los bordes periféricos derecho e izquierdo, mientras que las cadenas de resistores superior e inferior se excitan por voltajes comunes en sus extremos derecho e izquierdo. Las líneas equipotenciales, por lo tanto corren en forma horizontal mientras que los trayectos de corriente o conectores en T para medir la coordenada Y de una pantalla corren en forma vertical. La ondulación considerable adyacente a las cadenas de resistores superior e inferior limita la exactitud de las medidas en esta área, por lo tanto el tamaño del área de tacto efectiva se reduce. En el siguiente intervalo de medición, los gradientes correrán a través de las cadenas superior e inferior y las líneas equipotenciales aparecen en forma vertical, mientras que los trayectos de corriente para medir la coordenada X de un toque correrán en forma horizontal. Sin embargo, una ondulación similar también aparecerá adyacente a las cadenas de resistores izquierda y derecha. La Figura 5 muestra las líneas equipotenciales en el cuadrante superior derecho de una pantalla de tacto de conformidad con la invención, la cual tiene una cadena de resistores en serie con diez electrodos en Z a lo largo de cada borde periférico. Cada cadena está flanqueada por una línea de discontinuidad que tiene una interrupción o espacio sobre cada porción interna de electrodo y sobre cada unión, como se ilustra en la Figura 3A. Las líneas equipotenciales corren en forma horizontal para medir la coordenada Y durante este intervalo de medición, pero aquí la ondulación adyacente a las cadenas superior e inferior ha sido reducida sustancialmente, lo cual aumenta el tamaño del área de tacto útil. La Figura 6 muestra el cuadrante superior derecho de una pantalla de la técnica previa, la cual tiene una diagonal de 15.74 cm y cinco electrodos en forma de T a lo largo de cada borde periférico. • Suponiendo que una excitación de esquina de cinco voltios, las líneas equipotenciales están separadas por aproximadamente 0.05 voltios. Una ondulación casi periódica similar a la de la Figura 4 se puede notar con una periodicidad igual a la de la separación de los electrodos con forma de T. La Figura 7 muestra el cuadrante superior derecho de una pantalla de conformidad con la invención, la cual tiene una diagonal de 15.74 cm y cuatro electrodos con forma de Z así como un electrodo central con forma de barra a lo largo de cada borde periférico. Los electrodos con forma de Z están arreglados en pares simétricos y traslapados sobre el electrodo central de barra. Aquí, la línea de discontinuidad tiene tres espacios sobre cada porción interna de electrodo y la barra central, pero no hay espacios sobre las uniones. Sin considerar el número limitado de electrodos y su gran separación, la ondulación se reduce sustancialmente debido a la longitud de decaída y de esta manera, la magnitud de la ondulación se determina por la distancia entre los trayectos o espacios de corriente. El tamaño del área de tacto útil por lo tanto se maximiza sin aumentar el número de electrodos, lo cual resultará en una resistencia inaceptablemente alta en las cadenas. Lo anterior es ejemplificativo y no tiene el propósito de limitar el alcance de las reivindicaciones que siguen.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una pantalla de tacto en posición caracterizada porque comprende: un substrato que tiene una superficie resistiva unida a cuatro bordes periféricos que terminan en cuatro esquinas, la superficie resistiva tiene un área de tacto interior a los bordes; una cadena de resistores en serie cerca de cada uno de los bordes periféricos para crear campos eléctricos a través del área de tacto, cada cadena de resistores comprende una pluralidad de electrodos conductores arreglados en serie con regiones resistivas de la superficie entre ellos, cada electrodo tiene una porción interior confrontada al área de tacto, las porciones internas de los electrodos adyacentes está separado por uniones; y una discontinuidad en la superficie resistiva adyacente a cada cadena de resistores entre las cadenas de resistores y el área de tacto, la discontinuidad actúa como un aislante eléctrico, la discontinuidad está interrumpida por espacios en donde la superficie resistiva está intacta, lo cual forma trayectos conductores paralelos a través del área de tacto a través de los espacios; en donde la mayoría de las porciones internas están conectadas con el área de tacto por una pluralidad de espacios, lo cual forma una pluralidad de trayectos conductores entre cada una de la mayoría de las porciones internas y las porciones internas de electrodos cerca del borde periférico opuesto.

2. La pantalla de tacto en posición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque ninguno de los espacios yace sobre una unión, por lo cual cada uno de los trayectos conductores está conectado a únicamente uno de los electrodos en una cadena de resistor en serie.

3. La pantalla de tacto en posición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque algunos de los espacios yace sobre uniones, por lo cual algunos de los trayectos conductores están conectados con dos electrodos en una cadena de resistor en serie.

4. La pantalla de tacto en posición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque cada discontinuidad corre paralela a una cadena de resistores en serie.

5. La pantalla de tacto en posición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el substrato es un substrato de cristal y la superficie resistiva comprende una capa de material conductor transparente en el cristal.

6. La pantalla de tacto en posición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la capa comprende por lo menos uno de óxido de estaño, ITO y ATO.

7. La pantalla de tacto en posición de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la discontinuidad es una línea en donde la capa ha sido retirada, la línea es paralela a la cadena de resistores en serie.

8. Un detector de posición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos algunos electrodos son electrodos en forma de Z, cada electrodo en forma de Z tiene una porción externa conectada con la porción interna, por lo menos algunas de las porciones internas son paralelas a las porciones externas respectivas de ios electrodos adyacentes.

9. El detector de posición de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque ios electrodos también comprenden un electrodo de barra central en cada cadena en serie, cada electrodo de barra está traslapado por porciones externas de electrodos con forma de Z adyacentes.

10. El detector de posición de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los electrodos también comprenden un electrodo de ángulo recto en cada esquina, cada conector en ángulo recto se traslapa en una porción interna de uno de los electrodos en forma de Z en cada una de las dos cadenas en serie, los electrodos en ángulo recto proporcionan entradas de voltaje a cada cadena en serie.