TWI614647B - 力感測ｘ－ｙ觸控感測器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種力感測X-Y觸控感測器，其包括：複數個導電電極列；複數個電極行，其實質上垂直於該複數個導電電極列並在該複數個導電電極列上方；一可撓性導電蓋板，其在該等電極行上方；及複數個可變形間隔件，其在該蓋板與該等電極行之間，其中該等可變形間隔件維持該蓋板與該等電極行之間的一距離。當一觸控施加至X-Y觸控感測器之表面時，該可撓性蓋板朝該等電極行及列偏置且使在至其之該觸控之位置處之其電容值改變。電容值之此改變與該觸控在該可撓性導電蓋板之該表面上之力成比例。因此，可藉由該電容值改變程度來判定該觸控之該位置及該觸控之該力。

Description

力感測X-Y觸控感測器 相關專利申請案
此申請案主張於2013年3月12日申請之共同擁有之美國臨時專利申請案第61/777,910號之優先權，該美國臨時專利申請案據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。
本發明係關於觸控感測器，且更特定而言係關於一種感測(若干)觸控位置及施加於該(等)觸控位置處之壓力(力)兩者之觸控感測器。
觸控感測器通常僅能判定至其之一觸控之一位置，而不能判定觸控至觸控感測器面之一力值。能夠不僅判定一觸控之X-Y座標位置而且判定該觸控之力提供可與具有具備此等特徵之一觸控感測器之一裝置一起使用之另一控制選項。
因此，需要一種可用於偵測至其之一(若干)觸控之一(多個)位置及該觸控之一(多個)力之觸控感測器。
根據一實施例，一種用於判定至其之一觸控之一位置及該觸控在一觸控感測表面上之一力之設備可包括：第一複數個電極，其以具有一第一軸之一平行定向配置，其中該第一複數個電極中之每一者可包括一自電容；第二複數個電極，其以具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置，該第一複數個電極可位於該第二複數個 電極上方且形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者可包括一互電容；一可撓性導電蓋板，其在該第一複數個電極上方，其中該可撓性導電蓋板之一面可形成該觸控感測表面；及複數個可變形間隔件，其在該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間，其中該複數個可變形間隔件可維持該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間的一距離。
根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一可撓性金屬基板。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一可撓性非金屬基板及在其一表面上之一導電塗層。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一實質上透光可撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一個氧化銦錫(ITO)塗層。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一實質上透光可撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一個氧化銻錫(ATO)塗層。
根據另一實施例，一種用於判定至其之一觸控之一位置及該觸控在一觸控感測表面上之一力之方法可包括以下各項步驟：提供以具有一第一軸之一平行定向配置之第一複數個電極，其中該第一複數個電極中之每一者可包括一自電容；提供以具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置之第二複數個電極，該第一複數個電極可位於該第二複數個電極上方且可形成可包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者可包括一互電容；在該第一複數個電極上方提供一可撓性導電蓋板，其中該可撓性導電蓋板之一面可形成該觸控感測表面；在該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間提供複數個可變形間隔件，其中該複數個可變形間隔件可維持該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間的一距離；掃描該第一複數個電極用於判定其該等自電容之值；比較該等經掃描自電容之該等值以判定該第一複數個電極中之何者具 有最大自電容值；掃描具有最大自電容值之該第一複數個電極中之該者之該等節點用於判定該各別複數個節點之該等互電容之值；比較具有該最大自電容值之該第一電極上之該各別複數個節點之該等經掃描互電容之該等值，其中具有最大互電容值之該節點可係一觸控在該觸控感測表面上之一位置；及依據在無觸控期間與在該觸控期間在該觸控位置處之該節點之該互電容之該等值之一改變來判定該觸控在該觸控感測表面上之一力。
根據該方法之又一實施例，可用一類比前端及一類比轉數位轉換器(ADC)來量測該等自電容及互電容值。根據該方法之又一實施例，可將該等自電容及互電容值儲存於一數位裝置之一記憶體中。根據該方法之又一實施例，該數位裝置中之一數位處理器可使用該等所儲存自電容及互電容值來判定該觸控之該觸控位置及在該觸控位置處由該觸控施加至該觸控感測表面之該力。
根據再一實施例，一種用於判定至其之複數個觸控之位置及該等觸控在一觸控感測表面上之各別力之方法可包括以下各項步驟：提供以具有一第一軸之一平行定向配置之第一複數個電極，其中該第一複數個電極中之每一者可包括一自電容；提供以具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置之第二複數個電極，該第一複數個電極可位於該第二複數個電極上方且可形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者可包括一互電容；在該第一複數個電極上方提供一可撓性導電蓋板，其中該可撓性導電蓋板之一面可形成該觸控感測表面；在該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間提供複數個可變形間隔件，其中該複數個可變形間隔件可維持該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間的一距離；掃描該第一複數個電極用於判定其該等自電容之值；比較該等經掃描自電容之該等值以判定該第一複數個電極中之何 者具有最大自電容值；掃描具有該最大自電容值之該第一複數個電極中之該等者之該等節點用於判定該各別複數個節點之該等互電容之值；比較具有該最大自電容值之該等第一電極上之該各別複數個節點之該等經掃描互電容之該等值，其中具有最大互電容值之該等節點可係觸控在該觸控感測表面上之位置；及依據在無觸控期間與在各別觸控期間在該等觸控位置處之該等節點之該等互電容之該等值之一改變來判定該觸控感測表面上之該等各別觸控中之每一者之一力。
根據該方法之又一實施例，可用一類比前端及一類比轉數位轉換器(ADC)量測該等自電容及互電容值。根據該方法之又一實施例，可將該等自電容及互電容值儲存於一數位裝置之一記憶體中。根據該方法之又一實施例，該數位裝置中之一數位處理器可使用該等所儲存自電容及互電容值來判定該等觸控之該等觸控位置及在該等觸控位置處由該等觸控施加至該觸控感測表面之該等各別力。
根據又另一實施例，一種用於判定至其之觸控之位置及該等觸控在一觸控感測表面上之各別力之系統可包括：第一複數個電極，其以具有一第一軸之一平行定向配置，其中該第一複數個電極中之每一者可包括一自電容；第二複數個電極，其以具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置，該第一複數個電極可位於該第二複數個電極上方且可形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者可包括一互電容；一可撓性導電蓋板，其在該第一複數個電極上方，其中該可撓性導電蓋板之一面可形成該觸控感測表面；複數個可變形間隔件，其在該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間，其中該複數個可變形間隔件可維持該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間的一距離；一數位處理器及記憶體，其中該數位處理器之數位輸出可耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比前端，其可耦合至該第一複 數個電極及該第二複數個電極；一類比轉數位轉換器(ADC)，其具有耦合至該數位處理器之至少一個數位輸出；其中該第一複數個電極中之每一者之該等自電容之值可由該類比前端量測，該等經量測自電容之該等值可儲存於該記憶體中；具有最大自電容值中之至少一者之該等第一電極中之至少一者之該等節點之該等互電容的值可由該類比前端量測，該等經量測互電容之該等值可儲存於該記憶體中；及該數位處理器可使用該等所儲存自電容及互電容值來判定該等觸控之位置及施加至該觸控感測表面之該等各別力。
根據又一實施例，該數位處理器、記憶體、類比前端及ADC可由一數位裝置提供。根據又一實施例，該數位處理器、記憶體、類比前端及ADC可由至少一個數位裝置提供。根據又一實施例，該數位處理器可包括一微控制器。根據又一實施例，該數位裝置可選自由以下各項組成之群組：一微處理器、一數位信號處理器、一特殊應用積體電路(ASIC)及一可程式化邏輯陣列(PLA)。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一可撓性金屬基板。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一可撓性非金屬基板及在其一表面上之一導電塗層。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一實質上透光可撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一個氧化銦錫(ITO)塗層。根據又一實施例，該可撓性導電蓋板可包括一實質上透光可撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一個氧化銻錫(ATO)塗層。
102‧‧‧觸控感測器
102a‧‧‧觸控感測器
102b‧‧‧觸控感測器
102c‧‧‧觸控感測器
102d‧‧‧觸控感測器
103‧‧‧可撓性導電蓋板/可撓性蓋板
104‧‧‧導電行/電容式觸控感測器
105‧‧‧列/導電列
106‧‧‧數位處理器及記憶體/記憶體
108‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)控制器
110‧‧‧電容式觸控類比前端
112‧‧‧數位裝置/微控制器
120‧‧‧互電容器
332‧‧‧基板
334‧‧‧間隔件
336‧‧‧室
338‧‧‧電容感測器
342‧‧‧力
420‧‧‧資料值
422‧‧‧資料值
434‧‧‧可變形間隔件
X01至X12‧‧‧行
Y01至Y09‧‧‧列
參照結合附圖作出之以下說明可更完全地理解本發明，附圖中：圖1圖解說明根據本發明之教示之具有一電容式觸控感測器、一電容式觸控類比前端及一數位處理器之一電子系統之一示意性方塊圖； 圖2A至圖2D圖解說明根據本發明之教示之具有各種電容式觸控感測器組態之觸控感測器之示意性平面視圖；圖3及圖4圖解說明根據本發明之教示之至一觸控感測器之一單個觸控之自電容及互電容觸控偵測之示意性平面視圖；圖5圖解說明根據本發明之教示之單個觸控峰值偵測資料之一圖表；圖6圖解說明根據本發明之教示之金屬表面電容式觸控感測器之示意性立面圖；及圖7圖解說明根據本發明之一具體實例性實施例之能夠偵測至其之觸控之位置及彼等觸控之力之一觸控感測器之一示意性立面圖。
雖然本發明易於作出各種修改及替代形式，但在圖式中展示並在本文中詳細描述其具體實例性實施例。然而應理解，本文對具體實例性實施例之說明並非意欲將本發明限制於本文所揭示之特定形式，而是相反，本發明意欲涵蓋如由隨附申請專利範圍所界定之所有修改及等效形式。
根據各種實施例，一種觸控感測及力施加表面可包括：複數個導電電極列；複數個電極行，其實質上垂直於該複數個導電電極列並在該複數個導電電極列上方；一可撓性導電蓋板，其在該複數個電極行上方；及複數個可變形間隔件，其在該可撓性導電蓋板與該複數個電極行之間，其中該複數個可變形間隔件維持該可撓性導電蓋板與該複數個電極行之間的一距離。當一觸控施加至X-Y觸控感測器之表面時，可撓性導電蓋板朝該複數個電極行及列偏置且使由靠近至X-Y觸控感測器之觸控之位置之一電極列與行之一交點形成之一電容器之電容值改變。電容值之此改變與觸控在可撓性導電蓋板之表面上之力成比例。因此，可藉由頂部電極之自電容之值之改變及由電極列與行之 交點形成之電容節點之互電容之改變來判定(若干)觸控之位置，且可藉由(若干)觸控位置處之互電容值改變程度來判定(若干)觸控之力。「可撓性」及「可變形」在本文應包括相同意義且將可互換地使用。
可撓性導電蓋板亦使電極列及行免受外部電容影響及雜訊效應。自電容及互電容改變實質上取決於由觸控致使之在電極列及行上方之導電(屏蔽)蓋板之間的撓曲量(距離之改變)。此外，根據本發明之教示，投射電容式觸控螢幕不依賴於「人體電容」，因此能夠致使可撓性導電蓋板之撓曲之任何物件將作用於此觸控螢幕。可撓性導電蓋板可係接地的及/或耦合至一電源供應器共地(common)以進一步改良對導電行及列之屏蔽。
現在參考圖式，示意性地圖解說明具體實例性實施例之細節。圖式中，將由相同編號表示相同元件，且將由帶有一不同小寫字母後綴之相同編號表示相似元件。
參考圖1，其繪示根據本發明之教示之具有一電容式觸控感測器、一電容式觸控類比前端及一數位處理器之一電子系統之一示意性方塊圖。一數位裝置112可包括一數位處理器及記憶體106、一類比轉數位轉換器(ADC)控制器108及一電容式觸控類比前端(AFE)110。數位裝置112可耦合至一觸控感測器102，該觸控感測器102由以一矩陣方式配置且在其上方具有一可撓性導電蓋板103之複數個導電行104及列105組成。預期且在本發明之範疇內，導電列105及/或導電行104可係(舉例而言，但不限於)印刷電路板導體、電線、一透明基板(舉例而言，顯示/觸控螢幕等)上之氧化銦錫(ITO)、氧化銻錫(ATO)塗層，或其任何組合。可撓性導電蓋板103可包括金屬、導電非金屬材料、一可撓性透明基板(塑膠的)上之ITO或ATO塗層等。數位裝置112可包括一微控制器、微處理器、數位信號處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯陣列(PLA)等；且可進一步包括一或多個經封 裝或未經封裝積體電路(未展示)。
參考圖2A至圖2D，其繪示根據本發明之教示之具有各種電容式觸控感測器組態之觸控感測器102a、102b、102c、102d之示意性平面視圖。圖2A展示導電行104及導電列105。導電行104中之每一者具有當處於一靜止狀態中時可個別地量測之一「自電容」，或當導電行104中之每一者使對其自身作出自電容量測時可主動地激發所有導電列105。所有導電列105之主動激發可提供針對導電行104之個別電容量測之一較強量測信號。
舉例而言，若在一自電容掃描期間存在於導電行104中之一者上偵測到之一觸控，則需要在其一互電容掃描期間進一步量測在其上具有偵測到之觸控之僅彼導電行104。自電容掃描僅能判定已觸控導電行104中之何者，而不能判定沿著彼導電行104之軸之其經觸控之位置。互電容掃描可藉由一次一個地個別激發(驅動)導電列105並量測彼導電行104上與導電列105相交(交叉)之位置中之每一者之一互電容值來判定沿著彼導電行104之軸之觸控位置。可存在介於導電行104與導電列105之間並分離導電行104與導電列105之一絕緣非導電介電體(未展示)。在導電行104與導電列105相交(交叉)之情況下，互電容器120藉此形成。在上述之自電容掃描期間，所有導電列105可接地(舉例而言，VSS)或藉助一邏輯信號而被驅動至一電壓(舉例而言，VDD)，藉此形成與導電行104中之每一者相關聯之個別行電容器。
圖2B及圖2C展示導電行104與導電列105之菱形圖案之交插。此組態可使每一軸導電行及/或列曝露於一觸控(舉例而言，較佳靈敏性)最大化，其中在導電行104與導電列105之間具有一較小重疊。圖2D展示接收器(頂部)導電列(舉例而言，電極)105a及包括梳狀網格化指狀件之傳輸器(底部)導電行104a。導電行104a及導電列105a係以一並排平面圖展示，但正常地，頂部導電列105a將在底部導電行104a上方。包括自電容及互電容觸控偵測之投射電容式觸控技術在Todd O'Connor之標題為「mTouchTM Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation」之技術通報TB3064(可在www.microchip.com獲得)以及由Jerry Hanauer申請之標題為「Capacitive Touch System Using Both Self and Mutual Capacitance」之共同擁有之美國專利申請公開案第US 2012/0113047號中更全面地闡述，其中該兩者據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。
參考圖3及圖4，其繪示根據本發明之教示之至一觸控感測器之一單個觸控之自電容及互電容觸控偵測之示意性平面視圖。在圖3中，由一手指之一部分之一圖片表示之一觸控近似處於X05,Y07座標處。在自電容觸控偵測期間，列Y01至Y09中之每一者可經量測以判定其電容值。應注意，列Y01至Y09中之每一者在無至其之觸控之情況下之基線電容值已獲取並儲存於一記憶體(舉例而言，圖1中之記憶體106)中。列Y01至Y09之基線電容值之任何顯著電容改變將係明顯的且視為一手指觸控。在圖3中所展示之實例中，手指觸控列Y07且彼列之電容值將改變，指示至其之一觸控。然而，依據自電容量測仍不知在此列上已發生觸控之位置。
一旦已使用經觸控列(Y07)之自電容改變來判定該經觸控列(Y07)，互電容偵測便可用於判定在經觸控列(Y07)上已發生觸控之位置。此可藉由一次一個地激發行X01至X12中之每一者(舉例而言，將一電壓脈衝置於行X01至X12中之每一者上)同時當個別地激發行X01至X12中之每一者時量測列Y07之電容值來完成。致使列Y07之電容值之最大改變之行(X05)激發將係在彼列上對應於行X05與列Y07之交點之位置，因此單個觸控處於點或節點X05,Y07處。使用自電容及互電容觸控偵測顯著地減少用以獲得觸控感測器102上之X,Y觸控座標之列及行掃描之數目。在此實例中，在自電容觸控偵測期間掃描九(9)列且在互電容觸控偵測期間掃描十二(12)行，一總掃描數目為9+12 =21。若使用針對每一節點(位置)之個別x-y電容式觸控感測器，則將需要9×12=108次掃描來發現此一個觸控，此係一顯著差異。預期且在本發明之範疇內，可首先判定行X01至X21之自電容，然後藉由激發每一列Y01至Y09來判定一(若干)選定行之互電容以發現該選定行上之觸控位置。
參考圖5，其繪示根據本發明之教示之單個觸控峰值偵測資料之一圖表。展示觸控感測器102之一行(舉例而言，行7)之資料值之一實例性圖表，其中依據行7之自電容及互電容量測判定之一最大資料值在位於一列7、行7之電容式觸控感測器104區域處發生。可忽略低於一臨限值之所有資料值(舉例而言，低於以於圖5中所展示之圖表表示之約12)。因此，在判定至觸控感測器102之一觸控之位置中僅需要處理在行6(資料值=30)處且在列7(資料值=40)處所取之資料值。可藉由減去一行中之一序列毗鄰列資料值420、422以得出一正或負斜率值來判定斜率。當斜率值係正值時，資料值增加，且當斜率值係負值時，資料值減少。一真峰值可識別為作為一潛在峰值之自一正斜率至一負斜率之一變遷。在圖5中展示之圖表之資料值422處指示自一正斜率至一負斜率之一變遷。該等資料值可係可如在由Lance Lamont及Jerry Hanauer於2013年3月14日申請之標題為「Method And System For Multi-Touch Decoding」之共同擁有之美國專利申請案第13/830,891號中更全面闡述地加以判定之正規化電容值，該美國專利申請案據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。非正規化(舉例而言，電容絕對值)及/或正規化電容值可用於判定施加至觸控感測器102之面之(若干)觸控之「力」(舉例而言，與電容值改變之量值成比例)。
參考圖6，其繪示根據本發明之教示之金屬表面電容式觸控感測器之示意性立面圖。一電容感測器338在一基板332上。間隔件334在電容感測器338之任一側上，且一可撓性導電蓋板103(舉例而言，金 屬、ITO或ATO塗佈之塑膠等)位於間隔件334之頂部上並在電容感測器338上方形成一室336。當一力342施加至可撓性蓋板103上之一位置時，可撓性蓋板103朝電容感測器338移動，藉此增加其電容。量測電容感測器338之電容值，且其電容值之一增加將指示力342(舉例而言，觸控)之位置。電容感測器338之電容值將隨著可撓性蓋板103朝電容感測器338之面移動愈接近而增加。在Keith Curtis及Dieter Peter之標題為「mTouchTM Metal over Cap Technology」之應用註解AN1325(可自www.microchip.com獲得)中更全面地闡述金屬表面電容式觸控技術，且其據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。
參考圖7，其繪示根據本發明之一具體實例性實施例之能夠偵測至其之觸控之位置及彼等觸控之力之一觸控感測器之一示意性立面圖。能夠偵測至其之一(若干)觸控之一位置及彼(若干)觸控至其之一(若干)力之一觸控感測器(通常由編號102表示)可包括複數個導電列105、複數個導電行104、複數個可變形間隔件434及一可撓性導電蓋板103。
導電行104及導電列105可用於判定一(若干)觸控之一(若干)位置，在如上文所參考之標題為「mTouchTM Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation」之技術通報TB3064中更全面地闡述，且(若干)觸控位置處及周圍之(若干)導電行104之電容值之改變的量值可用於判定力342(在觸控位置處施加之壓力的量)。複數個可變形間隔件434可用於當無力342施加至可撓性導電蓋板103時維持可撓性導電蓋板103與導電行104之一前表面之間的一恆定間距。當力342施加至可撓性導電蓋板103上之一位置時，可撓性導電蓋板103將朝至少一個導電行104偏置，藉此增加其電容。對電容值及/或電容值之比之直接量測可用於判定在觸控位置處施加之力342的量值。
返回參考圖1，微控制器112現在包含加強對此等電容值改變之 偵測及評價之周邊設備。在微晶片技術公司(Microchip Technology Incorporated)應用註解AN1298、AN1325及AN1334(可在www.microchip.com獲得)中更全面地揭示各種電容式觸控系統應用之詳細說明，且全部應用註解據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。一種此應用利用電容分壓器(capacitive voltage divider；CVD)方法來判定一電容值及/或評估電容值是否已改變。在應用註解AN1208(可在www.microchip.com獲得)中更全面地闡述CVD方法，且在由Dieter Peter申請之標題為「Capacitive Touch Sensing using an Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a Voltage Reference」之共同擁有之美國專利申請公開案第US 2010/0181180號中提供對CVD方法之一更詳細闡釋，其中該應用註解及該美國專利申請公開案兩者據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。
一充電時間量測單元(Charge Time Measurement Unit；CTMU)可用於極精確電容量測。在Microchip應用註解AN1250及AN1375(可在www.microchip.com獲得)及皆由James E.Bartling申請之標題為「Measuring a long time period」之共同擁有之美國專利第US 7,460,441 B2號及標題為「Current-time digital-to-analog converter」之美國專利第US 7,764,213 B2號中更全面地闡述CTMU，其中該等應用註釋及美國專利全部據此出於所有目的以引用之方式併入本文中。
預期且在本發明之範疇內，具有必要解析度之任何類型之電容量測電路可用於判定複數個導電行104及/或列105之電容值，且熟習電子學之技術且受益於本發明之人士可實施此一電容量測電路。
儘管已參考本發明之實例性實施例來繪示、闡述及界定本發明之各實施例，但此等參考並非意味著限制本發明，且不應推斷出存在此限制。所揭示之標的物能夠在形式及功能上具有大量修改、變更及等效形式，如熟悉相關技術並受益於本發明者會聯想到。所繪示及所 闡述之本發明之實施例僅作為實例，而並非係對本發明之範疇之窮盡性說明。
102‧‧‧觸控感測器
103‧‧‧可撓性導電蓋板/可撓性蓋板
104‧‧‧導電行/電容式觸控感測器
105‧‧‧列/導電列
106‧‧‧數位處理器及記憶體/記憶體
108‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)控制器
110‧‧‧電容式觸控類比前端
112‧‧‧數位裝置/微控制器

Claims (16)

  1. 一種用於判定至其(thereto)之一觸控(touch)之一位置及該觸控在一觸控感測表面上之一力(force)之設備，該設備包括：第一複數個電極，其以具有一第一軸之一平行定向(parallel orientation)配置，其中該第一複數個電極中之每一者包括一自電容(self capacitance)；第二複數個電極，其以具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置，該第一複數個電極位於該第二複數個電極上方(over)且形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊交點之複數個節點(node)，其中該複數個節點中之每一者包括一互電容(mutual capacitance)；一可撓性導電蓋板(flexible electrically conductive cover)，其在該第一複數個電極上方，且該可撓性導電蓋板係連接至接地(ground)或至一電源供應共地(power supply common)，其中該可撓性導電蓋板之一面(face)形成該觸控感測表面；及複數個可變形間隔件(deformable spacer)，其在該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間，其中該複數個可變形間隔件維持該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間的一距離。
  2. 如請求項1之設備，其中該可撓性導電蓋板包括一可撓性金屬基板。
  3. 如請求項1之設備，其中該可撓性導電蓋板包括一可撓性非金屬基板及在其一表面上之一導電塗層。
  4. 如請求項1之設備，其中該可撓性導電蓋板包括一實質上透光可撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一氧化銦錫塗層。
  5. 如請求項1之設備，其中該可撓性導電蓋板包括一實質上透光可 撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一氧化銻錫塗層。
  6. 一種用於判定至其之一觸控之一位置及該觸控在一觸控感測表面上之一力之方法，該方法包括以下各項步驟：提供以具有一第一軸之一平行定向配置之第一複數個電極，其中該第一複數個電極中之每一者包括一自電容；提供以具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置之第二複數個電極，該第一複數個電極位於該第二複數個電極上方且形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者包括一互電容；在該第一複數個電極上方提供一可撓性導電蓋板，且該可撓性導電蓋板係連接至接地或至一電源供應共地，其中該可撓性導電蓋板之一面形成該觸控感測表面；在該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間提供複數個可變形間隔件，其中該複數個可變形間隔件維持該可撓性導電蓋板與該第一複數個電極之間的一距離；掃描(scanning)該第一複數個電極用於判定其該等自電容之值；比較該等經掃描自電容之值以判定該第一複數個電極中之何者具有最大自電容值；掃描具有該最大自電容值之該第一複數個電極中之一者之該等節點用於判定該各別複數個節點之該等互電容之值；比較具有該最大自電容值之該第一電極上之該各別複數個節點之該等經掃描互電容之值，其中具有最大互電容值之該節點係一觸控在該觸控感測表面上之一位置；及依據在無觸控(no touch)期間與在該觸控期間在該觸控位置處 之該節點之該互電容之值之一改變來判定該觸控在該觸控感測表面上之一力。
  7. 如請求項6之方法，其中用一類比前端及一類比轉數位轉換器來量測該等自電容及互電容值。
  8. 如請求項7之方法，其中將該等自電容及互電容值儲存於一數位裝置之一記憶體中。
  9. 如請求項8之方法，其中該數位裝置中之一數位處理器使用該等所儲存自電容及互電容值來判定該觸控之該觸控位置及在該觸控位置處由該觸控施加至該觸控感測表面之該力。
  10. 如請求項6-9項中任一項之方法，其進一步包括判定複數個同時之觸控及相關聯之力。
  11. 一種用於判定至其之觸控之位置及該等觸控在一觸控感測表面上之各別力之系統，該系統包括如請求項第1-5項中任一項之設備及進一步包括：一數位處理器(digital processor)及記憶體，其中該數位處理器之數位輸出耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比前端(analog front end)，其耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比轉數位轉換器(analog-to-digital converter)，其具有耦合至該數位處理器之至少一數位輸出；其中該第一複數個電極中之每一者之該等自電容之值係由該類比前端量測，該等經量測自電容之值儲存於該記憶體中；具有最大自電容值中之至少一者之該等第一電極中之至少一者之該等節點之該等互電容的值係由該類比前端量測， 該等經量測互電容之值儲存於該記憶體中；及該數位處理器使用該等所儲存自電容及互電容值來判定該等觸控之位置及施加至該觸控感測表面之該等各別力。
  12. 如請求項11之系統，其中該數位處理器、該記憶體、該類比前端及該類比轉數位轉換器係由一數位裝置提供。
  13. 如請求項12之系統，其中該數位裝置為一微控制器或包括一微處理器、一數位信號處理器、一特殊應用積體電路或一可程式化邏輯陣列。
  14. 如請求項11之系統，其中該可撓性導電蓋板包括一可撓性金屬基板。
  15. 如請求項11之系統，其中該可撓性導電蓋板包括一可撓性非金屬基板及在其一表面上之一導電塗層。
  16. 如請求項11之系統，其中該可撓性導電蓋板包括一實質上透光可撓性基板及在該可撓性基板之一表面上之一氧化銦錫塗層或一氧化銻錫塗層(Antimony Tin Oxide)。
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