用於檢測觸摸傳感器上的觸摸位置的系統和方法

2023-04-26 12:08:21 2

專利名稱：用於檢測觸摸傳感器上的觸摸位置的系統和方法
技術領域：
本文公開的主題總體上涉及觸摸傳感器和觸摸傳感器系統，更具體地，涉及投射電容式觸摸傳感器。
背景技術：
在投射電容式觸摸傳感器中，外表面可設置在其上形成有傳感電極或傳感器的一個或多個層上。相比於通常的電阻式觸摸傳感器，投射電容式觸摸傳感器的外表面可以是具有高光透射性的耐用玻璃表面，以觀看由下面顯示裝置所顯示的圖像。觸摸傳感器可位於顯示諸如按鍵和圖標的圖形選項的顯示裝置上。當用戶的手指在與顯示在顯示裝置上的期望選項對應的位置上觸摸外表面時，觸摸傳感器系統感測到與一個或多個電極相關聯的電容變化。如本文中所使用的，相比於具有覆蓋整個觸摸區域的單個檢測電極的「表面電容式」觸摸傳感器，「電容投射式」觸摸傳感器是在觸摸感測區域中具有多個檢測電極的任何電容式觸摸傳感器。某些投射電容式觸摸傳感器通過測量電容、然後計算(X，Y)坐標來檢測觸摸所在的位置。在電噪聲的環境中，這些檢測算法不能提供準確的結果。投射電容式觸摸傳感器上的每次觸摸通常由至少兩個電極來檢測。電極的數量可根據屏幕的尺寸以及所期望的解析度而變化。例如，一種投射電容式觸摸傳感器系統可具有兩個電極層在第一方向具有平行線性電極的第一電極層；在垂直於第一方向的方向上具有平行線性電極的第二分離的電極層，其中，第二電極層與第一電極層重疊。被證明具有市場吸引力的這種雙電極層系統的優點是支持雙指縮放動作中所使用的兩個以上的同時觸摸。雖然其多電極層所帶來的是製造的昂貴，但這種類型的投射電容式觸摸傳感器具有的優點是在存在電噪聲的情況中僅具有輕微的坐標失真。基於所測量出的電容進行觸摸坐標的計算對電噪聲是敏感的。例如，對於這種雙層投射電容式觸摸傳感器，5%的噪聲水平可以使坐標測量結果失真手指觸摸寬度的5%。這種失真水平對於觸摸傳感器的某些應用來說是不可接受的。另一種投射電容式觸摸傳感器系統在包含兩組交錯的(通常為)三角電極的單層上可具有「雙陸棋」(backgammon)型電極圖案構造一組(「組I」)具有指向一個方向(如，上)的三角，另一組(「組2 」)具有指向相反方向(如，下)的三角，如在美國專利第6，297，811中所描述的，其全部內容通過引證結合於本文中。對於具有3. 5英寸對角線尺寸的這種雙陸棋型系統，觸摸傳感器可以使用單層上的接近50個分離的三角形電極，7英寸的系統可具有多於100個電極。當成對的觸摸激活三角形電極組不相交時，單層雙陸棋型電極構造可提供多觸摸能力，但當由兩個同時觸摸所激活的電極組相交時，單層雙陸棋型電極配置很難提供多觸摸能力。例如，如果三角形電極橫向排列時，具有相似縱坐標的觸摸對的檢測是存在問題的。利用雙陸棋型電極配置，觸摸傳感器可在從單電極層測量電容之後計算二維坐標，但不幸的是這種傳感器對電噪聲極為敏感，這會對坐標的確定具有負面影響。例如，5%噪聲水平可以使坐標(如Y坐標)測量失真整個觸摸區域高度的5%，這對於許多觸摸應用是不可接受的。由於對低噪聲水平要求的這種關注，這些傳統投射電容式觸摸傳感器系統所需要的電子設備會使整個系統的生產成本增大，特別是對於較大的觸摸傳感器系統。因此，需要能夠檢測兩個以上同時觸摸的低成本和高噪聲耐受性的電極觸摸傳感器系統，諸如電各投射式觸摸系統。

發明內容
在一個實施方式中，一種投射電容式觸摸傳感器包括基板；和檢測電極組，所述檢測電極組耦接至所述基板的相應區域，所述區域彼此不重疊，所述電極組包括沿所述區域內的第一列的高度延伸的橫向檢測電極以及沿所述區域內的至少一列的高度的一部分延伸的縱向檢測電極，所述至少一列包括至少兩個縱向檢測電極，所述至少兩個縱向檢測電極彼此物理分隔並彼此電絕緣；其中，所述檢測電極組中的一個檢測電極組中的至少一個縱向檢測電極電連接至所述檢測電極組中的另一個電極組中的至少一個相應縱向檢測電極。檢測電極組的至少一個檢測電極組中的縱向檢測電極進一步包括兩個縱向檢測電極，所述兩個縱向檢測電極沿第二列延伸並關於彼此物理分隔，所述兩個縱向檢測電極關於彼此電隔離並與所述相應區域內的其他列中的橫向檢測電極和縱向檢測電極電隔離；以及至少三個縱向檢測電極部，所述至少三個縱向檢測電極部沿第三列延伸並關於彼此物理分隔，其中，所述至少三個縱向檢測電極部中的兩個彼此電連接，其中所述至少三個縱向檢測電極部與所述相應區域內的其他列中的橫向檢測電極和縱向檢測電極電隔離。在另一個實施方式中，一種投射電容式觸摸傳感器系統包括基板；檢測電極組，所述檢測電極組耦接至所述基板的相應區域，所述區域彼此不重疊，所述電極組包括沿所述區域內的第一列的高度延伸的橫向檢測電極以及沿所述區域內的至少一列的高度的一部分延伸的縱向檢測電極，所述至少一列包括至少兩個縱向檢測電極部，所述至少兩個縱向檢測電極部彼此物理分隔並彼此電絕緣；以及控制器，被配置為從所述檢測電極組檢測與所述基板上的至少一個觸摸相關聯的信號水平；與所述橫向檢測電極相關聯的信號水平用於確定所述至少一個觸摸的相應區域；以及與所述縱向檢測電極相關聯的信號水平用於確定所述至少一個觸摸的相應區域內的縱向位置。在又一個實施方式中，一種觸摸傳感器系統包括限定多個非重疊區域的基板。每個非重疊區域包括布置成非重疊列的多個檢測電極。所述非重疊列包括實質上在第一列的整個高度延伸的橫向檢測電極；以及彼此電絕緣的至少兩個縱向檢測電極的至少第二列。系統進一步包括測量電路，被配置為測量給定區域中所述橫向檢測電極與所述至少兩個縱向檢測電極中的每一個之間的互阻抗。系統的處理邏輯電路被配置為確定具有變化的互阻抗的橫向檢測電極和縱向檢測電極組合，其中所述處理邏輯被進一步配置為基於所確定的橫向檢測電極和縱向檢測電極的位置組合確定所述觸摸位置。在再一個實施方式中，一種觸摸傳感器系統包括基板，限定多個非重疊區域。每個非重疊區域包括多個檢測電極。多個檢測電極包括橫向檢測電極，所述橫向檢測電極實質上沿區域的整個高度延伸。電極還包括P對縱向檢測電極。縱向檢測電極彼此電絕緣。P至少為2，P對縱向檢測電極在區域內限定了 2P個非重疊縱向檢測區。


圖1示出了根據本發明實施方式形成的投射電容式觸摸傳感器系統的側視圖。圖2 (a)和圖2 (b)示出了根據本發明實施方式的其中在觸摸傳感器的表面上的單個平面中形成縱向檢測電極和橫向檢測電極的觸摸傳感器。圖3示出了根據本發明實施方式形成的連接至控制器的觸摸傳感器。圖4示出了根據本發明實施方式的用於確定觸摸傳感器上的觸摸位置的方法。圖5示出了根據本發明實施方式形成的電極圖案。 圖6 Ca)示出了具有根據本發明實施方式形成的偏置電極的電極圖案。圖6 (b)示出了根據本發明實施方式所確定的所有縱向電極區域上的信號與觸摸縱坐標的關係。圖7示出了根據本發明實施方式形成的另一電極圖案。圖8示出了根據本發明實施方式的其中一個以上橫向檢測電極可連接至相同電子通道的觸摸傳感器。圖9示出了根據本發明實施方式所形成的可檢測兩個同時觸摸的觸摸傳感器。圖10示出了根據本發明實施方式所形成的連接至柔性電纜的觸摸傳感器。圖11是根據具體實施方式
的與給定檢測電極區域耦接的示例性電路的概念電路圖，該電路可結合本文所述的一個或多個電極圖案使用來確定觸摸位置。圖12示出了根據具體實施方式
的可使用圖6 Ca)電極圖案的互電容。圖13示出了根據具體實施方式
的圖11的概念電路圖的示例性操作。圖14 (βΓ圖14 (C)示出了根據本發明具體實施方式
的確定互電容所用的原理。圖15示出了根據本發明具體實施方式
的觸摸位置的確定。圖16 (a)和圖16 (b)示出了根據本發明具體實施方式
的縱向列內的多個觸摸位置。圖17 (a)、圖17 (b)和圖17 (C)示出了根據本發明具體實施方式
形成的可替換檢測電極圖案。圖18是根據本發明又一具體實施方式
的二進位觸摸輸入系統的壓阻變形的層疊截面詳圖。
具體實施例方式當結合附圖閱讀時，前述的發明內容以及本發明一些實施方式的以下詳細描述將能夠更好理解。對於圖中示出的各個實施方式的功能塊的圖，功能塊並不一定指示硬體電路之間的分割。因此，例如，一個或多個功能塊(例如，處理器或存儲器)可用一塊硬體(例如，通用信號處理器或隨機存取存儲器、硬碟等)來加以實現。類似地，程序可以是單獨的程序，也可以作為子程序結合於作業系統中，以及可以是已安裝軟體包中的功能等。應理解，各個實施方式並不一定按比率繪製或不受限於圖中所示的布置以及手段。
如在本文所使用的，以單數陳述並以詞語「一(a)」或「一(an)」描述的元件或步驟應理解為不排除所示元件或步驟的複數形式，除非明確指出這樣的排除。進一步地，本發明所涉及的「一個實施方式」並不意在解釋為排除也結合有所陳述的特徵的其他實施方式的存在。此外，除非明確地指出不同，否則實施方式「包括(comprising)」或「具有(having)」具有特定特性的一個元件或多個元件可包括不具有該特性的多個其他這種元件。圖1總體地示出了根據本發明具體實施方式
的觸摸傳感器系統100內所使用的投射電容式觸摸傳感器10的側視圖。單層上的多個電極26附接至基板12，並可以經由可被金屬化的互連跡線(trace) 16或其他導電跡線以及可以是各向異性導電膜(ACF)的導電粘合接合18耦接至柔性電纜14。例如，互連跡線16內的端接點可經由各向異性導電膜電連接至柔性電纜14內的端接點。柔性電纜14還耦接至觸摸傳感器電子設備或控制器110，該控制器控制電極的驅動和檢測以及基於所檢測到的對傳感器的觸摸或多個觸摸確定觸摸坐標。形成觸摸表面20的玻璃、聚碳酸酯或其他合適的材料的耐受透明層可諸如利用粘合層22機械地耦接至電極26。手指觸摸觸摸表面20所導致的電容變化可被測量出並與所確 定的觸摸坐標相關聯。
在一個實施方式中，屏蔽或保護電極24可選地設置在基板12的底面上、基板12的外沿周圍和/或形成在基板12的與電極26相同的平面或表面中。保護電極24可用於將觸摸傳感器10外周周圍物體(未示出)的雜散電容的效應最小化，周圍物體物理例如有與框架相關聯的金屬、位於觸摸傳感器10後面的其他支撐結構或顯示裝置，並且保護電極24可用於最小化電極26之間的雜散電容的效應。可選地，可不存在保護電極24、粘合層22和觸摸表面20,檢測電極26可用於檢測施加至基板12的與電極26相對的表面的觸摸。在一些實施方式中，觸摸傳感器10可獨立於顯示器，並因此基板12和電極26可以是不透明或半透明的。
圖2 (a)和圖2 (b)示出了根據本發明具體實施方式
的頂部表面68，該頂部表面68示出了在觸摸傳感器50的單層上的電極26的總體構造。頂部表面68可以是基板12的 頂部表面。在圖2 (b)的具體示例中，出於描述的目的，有四個區域7(Γ76，但不同的實施方式可具有少於或多於四個的區域(諸如在圖2 (a)的示例中所見，其中具有多於四個的區 域且觸摸發生在多個橫向檢測電極和多於一個區域上。)。簡單起見，將結合圖2 (b)進行描述。如圖2 (b)所示，相比於圖2 (a)，圖2 (b)可以是擴大的局部視圖，觸摸傳感器50可以分為均包括至少一個橫向檢測電極和多個縱向檢測電極的多個區域70 76。在一些實施方式中，與橫向檢測電極相關聯的信號水平用於確定觸摸傳感器50上觸摸的橫向位置。與縱向檢測電極相關聯的信號水平用於結合基於橫向檢測電極的測量所確定的橫向位置確定觸摸的縱向位置。在一個實施方式中，各個區域70、72、74和76分別包括一個橫向檢測電極52、54、56和58，其中，橫向檢測電極52飛8中的每一個分別連接至如下所述的不同的電子信道(channel)。在其他實施方式中，一個以上的橫向檢測電極52 58可以連接至單個電子信道。矩形塊60、62、64和66總體指示包括多個縱向檢測電極的區域，其中，一個塊60中的縱向檢測電極連接至位於其他區域塊62飛6中相同總體位置的縱向檢測電極。不同塊6(Γ66內的電極圖案可以是相同電極圖案或不同電極圖案的組合。儘管本文討論了多個不同電極圖案，應理解，還可以設想其他電極圖案。用於感測縱向檢測電極的多個電極信道的數目可以基於縱向檢測電極的數量、期望精度、電極圖案等。注意，在圖2 (a)中，區域(70、72、74、76……)並未標出，而取而代之的是檢測電極(52、54、56、58……)和塊(60、62、64、66......)被大體不出。圖3示出了根據具體實施方式
的在觸摸傳感器系統100中使用的投射電容式觸摸傳感器10。觸摸傳感器10具有耦接至基板12的表面上的相應區域的電極組，其中，每個電極組包括橫向檢測電極和多個縱向檢測電極。出於示例和討論的目的，示出第一區域104、第二區域106和第三區域108。區域10Γ108是非重疊的並位於相同平面內。儘管未示出，但區域10Γ108可以直接相鄰，類似於圖2 (a)和圖2 (b)，其中基板12的所有觸摸表面區域被一區域覆蓋。應理解，觸摸傳感器10可以具有多於圖3中所示的三個區域的區域。儘管區域10Γ108被示出為矩形並沿著觸摸傳感器10的可用觸摸區域的一個維度整體延伸，但應理解，區域10Γ108可以是其他形狀和尺寸。基板12可以是玻璃、諸如聚乙烯對苯二甲酸乙二酯(PET)的聚合膜、諸如鋁的金屬或其他合適的材料。電極形成在基板12上。一些電極可以是基本正方形,而一些電極也 可以是矩形。應理解，可使用其他形狀。不存在各個電極的重疊，所有電極可形成在基板12的諸如上表面的單個平面或表面上。在所示的實施方式中，電極組可以在各個區域10Γ108內形成相同電極圖案。在其他實施方式中，電極組可以在各個區域10Γ108內形成不相同電極圖案，並可在區域10Γ108的子集中形成相同電極圖案。電極可被製成為覆蓋整個電極區域的導電膜，導電膜例如以網格圖案、蛇紋圖案或其他圖案的方式而不完全地填充該區域。例如，電極可以由被定位為相互靠近或彼此電連接的一個以上導電膜區域形成。每個電極均可以由導電材料的連續環形成，諸如通過利用細的金屬線形成蛇紋圖案來填充每個電極的輪廓。這些線可以例如在1(Γ25微米粗。在另一個實施方式中，電極可由被沉積為期望圖案的沉積導電塗層形成，諸如通過利用絲網印刷、攝影或其他處理。導電塗層可以是氧化銦錫(ΙΤ0)、氧化銻錫(ΑΤ0)、氟摻雜氧化錫、含碳納米管膜、含銀納米線膜、固有導電聚合物等。觸摸傳感器10具有Y或縱軸114和X或橫軸116。關於觸摸傳感器10，給出選擇器上側228、下側230、左側232和右側234僅用於參考。參照第一區域104，電極組包括橫向檢測電極118和縱向檢測電極12(Tl48。橫向檢測電極118在第一區域104內沿著列152的高度150延伸。在某些實施方式中，列152的高度150對應於第一區域104沿縱向軸114的高度，並還對應於觸摸傳感器10的可用觸摸區域的高度。縱向檢測電極120沿另一列154的高度150的一部分延伸。縱向檢測電極122和124沿列156的高度150的一部分延伸並物理地彼此分隔。間隙162將縱向檢測電極122和124隔開。縱向檢測電極126、128、130和132沿列158的高度150的一部分延伸並彼此物理上分隔。縱向檢測電極134、136、138、140、142、144、146和148沿列160的高度150的一部分延伸並彼此物理隔開。諸如被間隙和/或其他電極彼此物理隔開的電極可以經由例如跡線電連接在一起。此外，電極並不限於所示的列排列。例如，列152可以位於第一區域104內的任意列位置。類似地，列15Γ160可以以任意順序定位。本文所討論的在任何其他電極圖案中列的順序可以類似地以任何順序排列。而且，可使用更多列橫向檢測電極和更多或更少列縱向檢測電極。根據具體的實施方式，第二區域106中的電極組形成與第一區域104內相同的圖案。在區域106中，電極形成為列164 172。橫向檢測電極174沿列164延伸，而縱向檢測電極沿列166、168、170和172的一部分延伸。第一區域104中的縱向檢測電極對應於第二區域106和第三區域108中定位相同相關列並定位在沿縱向軸114基本相同的位置上的縱向檢測電極。例如，區域104中的縱向檢測電極120對應於區域106中的縱向檢測電極176。區域104中的縱向檢測電極122和12 4分別對應於區域106中的縱向檢測電極178和180 ;等等。並不是給出了所有的電極的獨立項目號。在一個實施方式中，一個區域中的電極可對應於另一區域中不位於相同相對位置的電極。為了清楚起見，圖3所示的電極圖案不是按比率繪製的。例如，區域10Γ108可以以彼此之間更小開口空間而定位為彼此相互緊靠。在一個實施方式中，列152 160和16Π72中的每一個可以與相鄰列間隔等距離，而不管列位於哪個區域中。例如，列158和160可以以與列160和164相同的距離分隔。此外，電極的尺寸可不同於所示。在一個實施方式中，第一區域104沿橫軸116的寬度可以是5微米(mm)。在另一個實施方式中,橫向檢測電極118的左側可以與橫向檢測電極174的左側間隔5mm。而且，縱向檢測電極134沿縱軸114的高可以是5_。應理解可使用其他尺寸。控制器110提供預定數量的電容測量電子信道，諸如12個電子信道。一個或多個電極可連接至每一個電子信道。在一個實施方式中，橫向檢測電極118是連接至電子信道190的唯一電極。橫向檢測電極174是連接至電子信道200的唯一電極，來自第三區域108內的橫向檢測電極182是連接至電子信道202的唯一電極。在一個實施方式中，一個區域中的縱向檢測電極電連接至不同區域內或電極組內的相應縱向檢測電極，並電連接至相同的電子信道。例如，縱向檢測電極120、176和184電連接在一起並電連接至電子信道192。縱向檢測電極122、124、178、180、186和188也電連接在一起並電連接至電子信道194。類似地，縱向檢測電極126 132電連接至第二區域106和第三區域108內相應的電極並電連接至電子信道196。縱向檢測電極13Γ148電連接至第二區域106和第三區域108內相應的電極並電連接至電子信道198。在一個實施方式中，跡線204、206、208、210、212、214、216、218、220、222、224 和
226 (並不是用項號指示出所有跡線)可由諸如導線、銀熔線、沉積金屬膜、導電油墨、導電塗層的不完全刪除線分隔等材料形成，以電連接基板12上的電極。跡線20Γ226還可在單個或多個電極與電纜或電纜連接器(如圖1中所示)之間傳送信號和電力。在某些實施方式中，相應電極可在基板12上彼此電連接，而在其他實施方式中，相應電極可在柔性電纜或控制器110或其任意組合內彼此電連接。如所示的，相比於將每個電極連接至單獨的電子信道或將相同區域內的電極分配至一組信道的系統，圖3的配置將使用7個電子信道19CT202，減少了所需要的電子信道的數量。此外，由於可增加掃描速度，使得能夠減少電子噪聲的影響，從而通過對每個電子信道的給定時間段內的信號求平均而提供抑制噪聲的更多獨立測量。根據其他具體實施方式
，應理解，不同數量的電子信道可用於包括更多的電極(未示出);允許更多的區域；和/或提供更大尺寸的觸摸傳感器10。電子信道可設置在控制器110內的獨立晶片(未示出)上設置的集成電路內。在控制器110內可包括額外晶片以提供額外電子信道。電極電容性耦接至與至少部分電極重疊接觸的手指(或其他的充分導電對象)，控制器Iio檢測與基板12或其他觸摸表面(例如，圖1的觸摸表面20)上的觸摸相關聯的信號水平。例如，觸摸增大了與觸摸區域下方的電極相關聯的電容水平。所生成的信號量至少取決於觸摸的整體尺寸和所用觸摸表面的厚度(和電介質常數)。由於從手指(或其他物體)發出到電極Ilf 148和17Γ188的電場線的橫向延展，較厚的觸摸表面可導致更大的感測觸摸區域。圖4是示出根據具體實施方式
的用於確定觸摸傳感器10上的觸摸的坐標位置的方法的流程圖。在500處，控制器110為每個電子信道建立基準電容水平。這可在系統100初始上電並在觸摸傳感器10上沒有觸摸時完成。可存在認為基準電容水平有效時所處的預定限度。在某些實施方式中，可進行其他調整，諸如以對諸如ITO有限電阻的效應進行校正。還參照圖3，在502處，控制器110檢測每個電子信道19(Γ202上的電容水平。在一個實施方式中，電容水平可以是信號幅度。在504處，控制器110比較當前電容水平與先前所檢測到的相同信道上的電容水平。例如，在電子信道190上所檢測到的電容水平將與先前所檢測到的、初始為基準的電子信道190上的電容水平進行比較。在506處，控制器110確定差值是否少於預定限度。如果是，在508處，控制器110基於最當前檢測到的電容水平更新基準電容水平。在一個實施方式中，基準可變化為等於最當前檢測到的電容水平，而在其他實施方式中，基準可諸如利用遞歸濾波器基於差值來改變。方法從508返回至502，以生成可隨時間變化的動態基準。返回506，如果控制器110確定至少部分電子信道19(Γ202超過預定限度，那麼方法進行至510。在510處，控制器110確定在502處所檢測的所有電容水平的和是否在範圍內。該和還可指的是Z坐標。範圍可具有第一閾值以下且第二閾值以上。在證實存在足夠大的電容增加而滿足有效觸摸的水平下確定第一閾值。第二閾值可被用於排除不必要的「觸摸」，諸如當手掌與觸摸傳感器10接觸。因此，如果總和或Z坐標不在範圍內，則方法返回502，並且不更新基準。如果總和或Z坐標在範圍內，則檢測到有效觸摸，並在512處，控制器110計算電子信道19CT202中的每一個的淨測量值，該淨測量值是最當前測量值(在502處檢測)與基準之間的差值。 接著，在514處，控制器110確定或計算橫坐標。例如，將使用分別對應於橫向檢測電極118、174和182的來自電子信道190、200和202的電容信號。在一個實施方式中，對來自橫向檢測電極的信號進行檢測的所有的電子信道計算加權和。僅通過示例，可使用下面的式子計算橫坐標的加權和Χ= ( Σ Xi^Si/( Σ Si),其中，電極號「i」具有X坐標Xi以及觸摸信號S」在另一個實施方式中，控制器110將確定電子信道190、200和202中的哪一個具有最大的電容值或信號。將該測量結果與來自兩個相鄰橫向檢測電極的電容值結合使用來計算橫向位置。例如，如果電子信道200 (對應於橫向檢測電極174)具有最大電容值並且電子信道190和202的電容值基本相同，那麼控制器110可確定觸摸位於橫向檢測電極174的中央。如果電子信道190的電容值少於電子信道200而大於電子信道202，那麼觸摸可能位於橫向檢測電極118和174之間，並更靠近橫向檢測電極174。然後，控制器110確定縱坐標位置。圖3中示出的電極圖案示出了其中單個電子信道連接至每列縱向檢測電極的實施方式。如下面進一步討論的，多於一個電子信道可連接至每列縱向檢測電極中的不同的一個。在506處，控制器110可被配置為根據具體的實施方式(可選地，對於其他實施方式，控制器已知每列有多少電子信道被連接)確定每列有多少個電子信道連接。如果每列有一個電子信道，那麼方法進行到步驟518，或如果每列有兩個電子信道，那麼方法進行到步驟530。在518處，控制器110比較連接至縱向檢測電極的電子信道的淨測量值與閾值。在520處，如果淨測量值大於閾值，那麼控制器110可將二進位「I」分配至信道。如果淨測量值少於閾值，則控制器110可將二進位「O」分配至信道。在522處，控制器110基於在520所分配的「二進位碼」確定縱坐標位置。例如，在圖3中，「二進位碼」236被示出在觸摸傳感器的左側，並將關於第一區域104進行討論。對應於二進位碼236內一行的電子信道19(Tl98標示在二進位碼236上方。如果生成二進位碼1000，那麼最左側的「I」指示橫向檢測電極超出閾值。在所示示例中，最左側的「I」對應於檢測來自區域104的列152和電極118的信號的電子信道190。分別與電子信道200和202相關聯並由此與橫向檢測電極174和182相關聯的二進位碼和/或二進位值未示出。四個零「0000」對應於不產生閾值以 上的信號的四列縱向檢測電極12(Γ148。在圖3中，區域104、106和108中的每一個中的縱向檢測電極的相應列被連接在一起，因此觸摸傳感器10上的縱向檢測電極都未生成超過閾值的信號。例如，如果電子信道192被分配了二進位值「0」，那麼觸摸位於觸摸傳感器10的上半部分。如果電子信道194被分配二進位值「0」，那麼觸摸位於觸摸傳感器10的上四分之一處或中下四分之一處。分配至電子信道196的二進位碼識別觸摸位於觸摸傳感器10的縱向的八分之一中的哪一個處，並且分配至電子信道198的二進位碼識別觸摸位於觸摸傳感器10的縱向的十六分之一中的哪一個處。即，信道196和198確定觸摸是在帶有電極的區域上還是在沒有電極的空白區域上，通過結合所有的縱向信道的信息可確定縱向位置。在二進位碼是「10000」的示例中，「I」識別觸摸傳感器10上的橫向位置，縱向位置位於觸摸傳感器10的上十六分之一內。因此，返回圖4，在524處，控制器110基於二進位碼236確定觸摸的坐標位置。在觸摸傳感器10上稍低於至少覆蓋縱向檢測電極134的一部分的觸摸可生成二進位碼10001。因此，由控制器110確定的二進位碼在圖3中被指示為平行或與生成二進位碼的觸摸的縱向位置成一直線。應理解，類似於頂部228、底部230、左側232和右側234，為了參照附圖時描述的方便，使用關於觸摸傳感器10的上半部分、下半部分、上四分之一部分等的描述，系統100的觸摸傳感器10的使用和/或實現方式並不如此局限。在第一區域104的電極圖案的示例中，可基於在電子信道19(Tl98上檢測到的信號水平可生成16個不連續的二進位碼。換句話說，可確定觸摸在16個縱向檢測區中的一個中。一般來說，給定區域中的縱向檢測區的數量可基於縱向檢測電極的列的數量。例如，四個相鄰列的縱向檢測電極有利於16個縱向檢測區中的一個中的觸摸檢測。總的來說，其中能夠檢測到觸摸所在的縱向檢測區的數量等於2Ν，其中，N等於相鄰縱向電極的列的數量。在具體實施方式
中，給定區域中的縱向電極大體平行於橫向電極，但其他實施方式可使這樣的縱向電極從橫向電極偏移一角度量，但仍屬於本發明的範圍。應注意，特定的「縱向檢測電極」(例如，如圖5中所標註的6)可包括電連接的多於一個電極或電極部分(例如，如圖5中所標註的308和312)。如下面更詳細所述的，在其他實施方式中，縱向檢測區的數量可基於縱向檢測電極的對數。例如，圖5示出了四對縱向檢測電極(一對標註為8、7的縱向檢測電極；一對標註為6、5的縱向檢測電極；一對標註為4、3的縱向檢測電極；以及一對標註為2、1的縱向檢測電極)。在這種情況下，四對縱向檢測電極在區域中產生16個縱向檢測區。一般來說，其中可檢測到觸摸所在的縱向檢測區的數量等於2P，其中P等於給定區域中縱向檢測電極對的數量。如下進一步討論的，比率和/或插值可用於實現更好的縱向精度。相比於圖3中的電極圖案，圖5示出了在區域300內具有更多數量電極的電極圖案。儘管僅示出一個區域300，但觸摸傳感器可具有包含在整個觸摸傳感器上重複的電極圖案的多個相似區域。如關於圖3和圖4所討論的，來自橫向檢測電極的信號用於識別觸摸傳感器上觸摸的橫向位置，來自縱向檢測電極的信號用於識別觸摸傳感器上觸摸的縱向位置。還示出二進位碼396。在該實施方式中，縱向檢測電極的每列有兩個電子信道。橫向檢測電極302沿著列364的高度374延伸。縱向檢測電極304和306尺寸基本相等，並且沿著列366的高度374的一部分延伸，並且彼此物理地分隔。間距376分隔縱向檢測電極304和306，縱向檢測電極308 314尺寸基本相等，並沿著列368的高度374的一部分延伸，並彼此物理地隔開，分開一間隔(未用項號指示)。縱向檢測電極316 330尺寸基 本相等，並沿著列370的高度374的一部分延伸，並彼此物理地分隔，縱向檢測電極332 362尺寸基本相等，並沿著列372的高度374的一部分延伸，並彼此物理地分隔。應理解，在其他實施方式中，在每個區域中可包括多於或少於四列366 372，不同的區域可具有不同數量的縱向檢測電極列。橫向檢測電極302電連接至控制器110 (如圖3所示)的電子信道378。縱向檢測電極304和306分別連接至電子信道380和382。縱向檢測電極308和312連接至電子信道384，而縱向檢測電極310和314連接至電子信道386。縱向檢測電極316、320、324和328連接至電子信道388。縱向檢測電極318、322、326和330連接至電子信道390。縱向檢測電極332、336、340、344、348、352、356和360連接至電子信道392。縱向檢測電極334、338、342、346、350、354、358和362連接至電子信道394。因此，一列內至兩個電子信道的連接在相鄰的縱向檢測電極之間交替。如關於圖3所討論的，橫向檢測電極302可以是連接至電子信道378的唯一電極。觸摸傳感器上的其他橫向檢測電極分別連接至其自有的電子信道。縱向檢測電極30Γ362可電連接至其他區域(未示出)內相應電極以最小化所需電子信道的數量。在圖5的示例中，示出9個電子信道378 394，每個額外的區域將導致連接至橫向檢測電極的額外電子信道。返回圖4,在516處,控制器110將被配置為確定(或對於圖5所不的實施方式以其他方式獲悉)列366 372中的至少一列中的縱向檢測電極連接至兩個電子信道，方法從516進行到530。在一個實施方式中，如果列366 372中的一個或多個中的縱向檢測電極連接至例如關於圖3中所討論的單個電子信道，那麼518飛24可用於可適用的信道。在530處，控制器110將兩個信道的淨測量值相互比較，該兩個信道檢測來自位於相同列的縱向檢測電極的信號。對於縱向檢測電極，最高有效位(MSB)由縱向檢測電極304和306的測量確定，最低有效位(LSB)由縱向檢測電極332、334、336、338、340、342、344、346、348、350、352、354、356、358、360和362的測量確定。在532處由縱向檢測電極確定的二進位碼396 (在本例中，從MSB到LSB的四位數字碼)在534處被控制器110使用來確定觸摸位於觸摸傳感器上縱向方向上的何處；而橫向檢測電極用於確定觸摸位於觸摸傳感器橫向方向上的何處(例如，如果信號被檢測到指示相關橫向坐標的觸摸，在步驟514處橫向檢測電極302被分配二進位值「 I 」)。因此，如果觸摸位於觸摸傳感器的上半部分，那麼電子信道380的淨測量值大於電子信道382的淨測量值。如果觸摸位於觸摸傳感器的下半部分，電子信道382的淨測量值大於電子信道380的淨測量值。當電子信道380的淨測量值更大，指示觸摸位於觸摸傳感器的上半部分，與電子信道380和382相關聯的二進位碼396的列366中的二進位值被分配為「0」，如果觸摸位於觸摸傳感器的下半部分，其中電子信道382的淨測量值較大時，二進位值是「I」。類似地，如果連接至列368中最上方的縱向檢測電極308和中下部的縱向檢測電極312的電子信道384檢測到觸摸(由此具有比電子信道386更大的淨測量值)，那麼二進位碼396內列368中的二進位值被分配為「O」。如果連接至中上部縱向檢測電極310和最下部縱向檢測電極314的電子信道386檢測到觸摸(例如，電子信道386的淨測量值大於電子信道384的淨測量值)，那麼列368中的二進位值被分配為「I」。二進位碼396中向右的下一列(列370)由兩個電子信道388和390上的淨測量值確定，該淨測量值確定觸摸位於觸摸傳感器的縱向的八分之一中的哪一個內。在所示示例中，當電子信道388具有最高淨測量值時，二進位值「O」被分配至二進位碼396的列370，當電子信道390具有最高的淨測量值時，二進位值「I」被分配。二進位碼396中最右列372 (作為LSB)由兩個電子信道392和394上的淨測量值確定，淨測量值確定觸摸位於觸摸傳感器的縱向的十六分之一中的哪一個。在該示例中，當電子信道392具有最高淨測量值時，分配二進位值「0」，當電子信道394具有最高淨測量值時，分配二進位值「I」。返回圖4，在534處，控制器110基於二進位碼確定觸摸的縱坐標位置。在536處，控制器110基於先前所確定的橫縱坐標位置確定觸摸的坐標位置。因此，觸摸的不連續位置可基於二進位碼396被快速地識別。應理解，可以以任意順序確定或可同時確定橫縱坐標位置。其他的比較、比率和/或內插可用於進一步精確縱坐標的位置。例如可以除了執行如上所討論的比較之外，計算電子信道淨測量值之間的比率(如下面進一步所討論地)，來得到遠比16個不連續的縱向位置更好的解析度。例如，來自縱向檢測電極的信號的比率可用於在兩個不連續的縱向位置之間內插更精確的縱向位置。此外，可確定觸摸的尺寸。可預先確定最小的尺寸，諸如5_，其中被確定為尺寸少於5_的觸摸被排除。這可以例如通過要求觸摸傳感器上彼此相鄰的5列電極生成指示觸摸的電容水平來確定。可使用其他最小和/或最大的尺寸。當確定比率來精細地調整解析度時，可考慮觸摸的尺寸。例如，可基於觸摸的尺寸選擇比率校正曲線。可使用多個比率校正曲線。此外，可應用任意數量的濾波、處理、偏移校正等。例如，僅在針對三個連續掃描中的最小值報告觸摸時，觸摸才有效。在其他實施方式中，可在區域300中包括更少列電極和/或更多列電極以提供提高的精度。進一步地，通過增加僅一個或幾個信道可以使縱向解析度加倍或以其他方式增加。
圖6 (a)示出了根據另一具體實施方式
的使用與圖5中的電極圖案相同數量電子信道的電極圖案。然而，電極的尺寸、位置和數量是不同的。儘管僅示出一個區域400，但觸摸傳感器可具有帶有在觸摸傳感器上重複示出的圖案的多個區域。而且，來自橫向檢測電極402和其他橫向檢測電極(未示出)的信號可用於識別觸摸傳感器上的觸摸的橫向位置。來自縱向檢測電極40Γ440和其他縱向檢測電極(未示出)的信號可用於識別觸摸傳感器上的觸摸的縱向位置。橫向檢測電極402沿列462的高度460延伸。縱向檢測電極404和406沿列464的高度460的一部分延伸並彼此物理地分隔。間隔472分隔縱向檢測電極404和406。縱向檢測電極408 412沿列466的高度460的一部分延伸並彼此物理地分隔，隔開間隔474和476。縱向檢測電極41Γ422沿列468的高度460的一部分延伸並彼此物理地分隔，隔開間隔(未由項號指示)。縱向檢測電極424 440沿列470的高度460的一部分延伸並彼此物理地分隔，還隔開一間隔。如之前所討論的，列462 470可在區域400中以任意順序排列。間隔472、474和476以及未用項號指示的其他間隔被定位為距區域400的頂部478的距離彼此不同。如圖6 (a)所示，存在將各個縱向檢測電極縱向彼此分隔的15個間 隔，這些間隔距頂部478的距離不同。例如，間隔472、474和476分別位於與頂部478的距離為D1、D2和D3的位置。關於間隔472，分別位於其他列466、468和470中的縱向檢測電極410、418和432延伸超過距離D1。通過偏置間隔472 476以及其他電極圖案內的間隔，一個不連續縱向位置的二進位碼與任一相鄰縱向位置的二進位碼僅有一位不同。由於僅一位改變從一個位置到下一個位置的狀態，防止了狀態改變期間可能發生的某些數據錯誤，從而數據更加可靠。例如，在圖5中，如果觸摸定位在區域300的中部稍上位置並且稍稍向下移動，二進位碼將從10111改變到11000。在這種情況下，所有四個縱向位必須同時改變以避免報告錯誤的縱向位置。然而，在圖6 (a)中，每次在手指經過區域400向下移動時，僅一個電子信道將改變狀態或二進位值。如同圖5的電極圖案一樣，橫向檢測電極402可電連接至控制器110的電子信道442 (如圖3所示)。縱向檢測電極404和406分別連接至電子信道444和446。縱向檢測電極408和412連接至電子信道448，而縱向檢測電極410連接至電子信道450。因此，每列可不具有連接至每一條信道的相等數量電極。縱向檢測電極414、418和422連接至電子信道452，與連接至電子信道454的縱向檢測電極416和420交替。縱向檢測電極424、428、432、436和440連接至電子信道456，與連接至電子信道458的縱向檢測電極426、430、434和438交替。此外，橫向檢測電極402可以是連接至電子信道442的唯一電極。縱向檢測電極40Γ440可電連接至其他區域(未示出)內的相應電極以最小化所需電子信道的數量。緊挨區域400示出示例性二進位碼480。如果與縱向檢測電極404相關聯的電子信道444比與縱向檢測電極406相關聯的電子信道446具有更強的信號，那麼觸摸是在區域400的上半部分，二進位值「O」可分配給二進位碼480的相應列。如果電子信道446比電子信道444具有更強的信號，那麼觸摸是在區域400的下半部分，可分配二進位值「I」。可基於二進位碼480、相同列中的相鄰電極(諸如列464中的相鄰電極404和406)之間的比率和/或比較、相鄰列電極之間的比較、內插和/或其他處理，快速地識別觸摸的不連續縱向位置。在其他實施方式中，在區域400內可包括更小的電極、額外電子信道和/或更多列電極，以提供更高的精確度。例如，除了進行關於圖4所討論的比較外，還計算某信道淨測量值之間的比率，能夠獲得二進位碼480所指示的16個不連續縱向位置之外，還能獲得更好的解析度。例如，參照圖6 Ca)的電極圖案，一列內的兩個信號之間的比率可以與另一列內兩個信號的比率
一起使用。圖6 (b)示出了根據具體實施方式
的所有八個縱向檢測電極的信號以及四列(464、466、468和470)中的每一列中的兩個信號間的比率隨著例如從區域400的頂部478到底部而沿Y軸移動的觸摸的變化。數字Γ8用於指示與圖6 (a)中的縱向檢測電極40Γ440相關聯的信號，其中該縱向檢測電極40Γ440也用數字1 8指示。如之前關於圖6Ca)所討論的，列464、466、468和470被示出在圖的左側。每個縱向位置的二進位碼被示 出在圖的頂部。應注意，二進位碼不包括橫向位，箭頭482指示縱向。還示出指示縱向位置「A」 「B」 和 「C」 的線。所示出的各列464 470的兩個信號反映在與每個二進位碼對應的每個縱向位置處存在活動的觸摸。即，信號具有幅度、或波峰和波谷。這裡，為了描述方便，反映在觸摸傳感器的一個區域上並沿著該區域的整個高460的活動觸摸的信號被示出，但不反映觸摸傳感器的應用。例如，所示的信號Γ8的信號幅度可被捕獲，以反映從區域400頂部478到底部拖拽的手指觸摸。當在特定的縱向/橫向位置不存在觸摸，信號的幅度將是零或其他恆定或最小變化值。列中信號之間的比率可用於在不連續的縱向位置的範圍內內插更多精確的縱向位置。信號的交叉點對應於列中的電極之間的間隔。例如，信號7和8的交叉點484對應於間隔472，信號5和6之間的交叉點486對應於間隔474。例如，對應於二進位碼0111的最初所確定的不連續的縱向位置488可被進一步精確為不連續的縱向位置範圍內的縱向位置或縱向位置「A」和「B」之間。換句話說，由兩列中的信號確定用於內插的信號比率，該兩列包括位於所確定的不連續的縱向位置的任一縱向側的電極之間的間隔。在該示例中，列470包括位於不連續縱向位置488的頂部的電極I和2之間的間隔，其中，間隔對應於信號I和2在縱向位置「A」處的交叉。同樣，列468包括不連續縱向位置488的底部的電極3和4之間的間隔，其中，該間隔對應於信號3和4在縱向位置「B」處的交叉。在縱向位置「A」處，列470的信號I和2的傾斜相對較陡，因此在該縱向位置附近，信號I和2的比率曲線也較陡。在該示例中，在所示的本實施方式中，由於列470中的電極尺寸是最小的，所以可首先查看信號I和2。縱向位置「A」處的信號I和2之間的比率可進行足夠的改變來提供充足的信息以確定更精確的縱向位置。但是，在縱向位置「B」附近，信號I和2的傾斜相對平坦，因此在該縱向位置周圍，信號I和2的比率曲線也是平坦的。在縱向位置「B」周圍，信號I和2的比率的改變不足以僅基於該比率精確地確定更精確的縱向位置。然而，在縱向位置「B」處，列468的信號3和4之間的比率的變化相對顯著，因此可將該比率與信號I和2的比率結合使用來內插更精確的縱向位置。例如，兩個比率可被分立來確定用於計算在初始確定的不連續位置(諸如利用圖4的方法所確定的那樣)和相鄰位置之間內插的縱向位置的幅度。例如，對應於二進位碼0111的初始所算出的不連續縱向位置488可基於對應於兩個比率(即，信號I和2之間的比率和信號3和4之間的比率)的幅度縱向調整。在縱向位置「C」處，或在位於與二進位碼0100和1100相關聯的不連續的縱向位置之間的縱向中心線處,列468和470的信號1、2、3和4的傾斜以及由此相關的比率曲線都相對平坦。因此，在這僅兩列之間沒有足夠的信息來準確地確定縱向位置「C」附近的縱向位置。然而，列464的信號7和8之間的比率在縱向位置「C」處顯著地變化，故該比率可結合信號I和2之間的比率一起使用來計算更準確的縱向位置。在一個實施方式中，無論單獨地或與其他比率結合地，期望使用信號I和2的比率。應理解，第二組信號可在不同的區域內。在某些實施方式中，用於內插的信號組可基於二進位碼預先確定。儘管未示出，但觸摸可在一個以上區域上延伸。在某些實施方式中，來自一個以上區域的信號I和2或其他信號組可用於內插觸摸位置。應理解，內插的使用可取決於所期望的解析度。例如，如果與LSB相關聯的列內的最小電極的尺寸提供了所期望的縱向解析度，那麼可不使用內插。圖7示出了根據另一種具體實施方式
的另一種電極圖案。區域600包括列602、604、606、608和610。列602飛08中的電極具有與圖5所示的相同的構造，因此將不再描述。然而，列610中的縱向檢測電極是三角形的，其中用「I」指示的縱向檢測電極全部連接至一個電子信道，用「2」指示的縱向檢測電極全部連接至另一個電子信道。列60Γ608中的縱向檢測電極確定觸摸位於哪一個縱向八分之一中。列610中的三角電極「I」和「2」對的測量值之間的比率可用於內插與該對三角電極相關的不連續的縱向八分之一內更精確的位置。即，如果觸摸縱向地定位為，使得列608中的信號基本全部在一個電極(例如，電極3)上，那麼列610中電極I和2的信號的比率給出了列608中所觸摸電極3的長度內的觸摸的精確縱向位置測量值。相比而言，當列608的信號在兩個電極(標註「3」的一個和標註「4」的另一個)間共享，那麼列610中的信號的該比率用於提供對觸摸的縱向位置的良好測量，或來自列610的信號可不被使用。因此，在相似於圖7的其他實施方式中，根據各個具體實施方式
的二進位電極圖案可與另一種電極圖案一起使用(諸如列610中所示)。圖8示出了根據具體實施方式
的其中多於一個橫向檢測電極可連接至相同電子信道的觸摸傳感器650。如上面關於圖2 (a)和2 (b)所討論的，矩形塊652、654、656、658、660、662、664、666、668和670總體指示可布置為先前所討論的一個或多個電極圖案或其他電極圖案的縱向檢測電極。一個塊652中的縱向檢測電極可如前所討論地連接至其他塊65Γ670中的相應縱向檢測電極。可行的電子信道分配示出在觸摸傳感器650的相關橫向檢測電極上方。在一個實施方式中，橫向檢測電極672、674、676和678分別分配至電子信道9、10、11和12。因此，區域704、706、708和710內的電極組均包括一個橫向檢測電極和多個縱向檢測電極。通過增加橫向上區域的數量並通過利用相同的電子信道感測多於一個橫向檢測電極來增加觸摸傳感器650的尺寸，而不需增加所需電子信道數量(或最小化所需附加電子信道數量)。區域712 722內的電極組均包括兩個橫向檢測電極和多個縱向檢測電極。例如，區域712內的橫向檢測電極680和682分別由電子信道9和10感測。區域714內的橫向檢測電極684和686分別由電子信道9和11感測。區域716具有分別由電子信道9和12感測的兩個橫向檢測電極688和690，區域718具有分別由電子信道10和11感測的橫向檢測電極692和694，區域720具有分別由電子信道10和12感測的橫向檢測電極696和698，區域722具有由電子信道11和12感測的橫向檢測電極700和702。儘管區域被示出為具有一個或兩個橫向檢測電極，但一個或多個區域可具有兩個以上橫向檢測電極。
區域712 722內的兩個橫向檢測電極被示出為關於彼此相鄰。即，橫向檢測電極680和682相鄰,橫向檢測電極684和686相鄰,依次類推。在其他實施方式，區域內的兩個橫向檢測電極不必彼此相鄰。例如，橫向檢測電極中的一個可散置在縱向檢測電極的列中，或可位於縱向檢測電極列組的兩側中任一側。此外，應理解，除了圖8所示的分配，可使用不同的電子信道分配。圖9示出了根據具體實施方式
的可檢測兩個同時觸摸的觸摸傳感器750。電極圖案類似於圖5所討論的電極圖案。四個區域752、754、756和758分別包括一個橫向檢測電極760、762、764和766。在一個實施方式中，橫向檢測電極760、762、764和766分別連接至不同的電子信道9、10、11和12。關於名稱頂部768、底部770、左側772和右側774討論觸摸傳感器750，但並不如此限制。不同區域752、754、756和758中的縱向檢測電極連接至所示的相同的電子信道。例如，用「6」指示的縱向檢測電極全部連接至相同的信道。觸摸傳感器750左側的上半部分中的縱向檢測電極連接至電子信道「8」，觸摸傳感器750左側的下半部分中的兩個縱向檢測電極連接至電子信道「7」。然而，觸摸傳感器750右側的上半部分中區域756和758中的兩個相應縱向檢測電極連接至電子信道「 13 」而不連接至電子信道「 8 」。類似地，觸摸傳感器750右側的下半部中的區域756和758中的兩個相應縱向檢測電極連接至電子信道「14」而不連接至電子信道「7」。因此，在觸摸傳感器的左半側上可檢測到一個觸摸，同時在觸摸傳感器的右半側上可檢測到另一個觸摸。可通過比較與連接至電子信道「11」和「12」的橫向檢測電極相關的信號水平，計算觸摸傳感器的右半部分上的觸摸的橫向坐標。類似地，可通過比較與連接至電子信道「9」和「10」的橫向檢測電極相關聯的信號水平計算觸摸傳感器的左半部分上的同時觸摸的橫向坐標。在該具體的示例中，每個觸摸的縱向位置可僅被分辨至在觸摸傳感器的上半部分或下半部分。連接至電子信道「13」和「14」的縱向檢測電極是在觸摸傳感器的右半部分上僅有的與傳感器的左半部分上的縱向檢測電極電斷開的縱向檢測電極。因此，電子信道「13」和「14」是僅僅用於計算觸摸傳感器的右半部分上的觸摸的縱向位置的縱向檢測電極。類似地，電子信道「7」和「8」是僅用於計算觸摸傳感器的左半部分上觸摸的縱向位置的縱向檢測電極。儘管未示出，但其他縱向檢測電極可連接至不同的電子信道，以提供其他區域中的兩個同時觸摸的進一步縱向解析度，或檢測兩個以上同時觸摸。例如，為了極為可能地求解與分離區域752 758中的兩個觸摸相關聯的縱向坐標，觸摸傳感器的每個區域中的縱向檢測電極可與其他區域中的縱向檢測電極電斷開。換句話說，根據某些實施方式，區域的列內的縱向檢測電極可僅共享相同的區域內的電子信道。圖10示出了根據另一具體實施方式
的在互連區域802連接至柔性電纜832的觸摸傳感器 800。觸摸傳感器 800 具有區域 804、806、808、810、812、814、816、818、820 和 822，這些區域具有類似於圖6 (a)中所討論電極圖案的電極圖案，其中，電極之間的間隔定位於與觸摸傳感器800的頂部828不同距離的位置。屏蔽電極或保護電極824在觸摸傳感器800的外周周圍延伸，但可相對於先前所討論的電極位於基板的相對側。互連區域802包括多個互連觸摸禁止電極826，其位於靠近觸摸傳感器800的下沿830。(項目號並沒有指出所有的互連觸摸禁止電極)。如果由互連觸摸禁止電極826中的任一個來檢測觸摸，那麼觸摸會被拒絕。例如，若沒有互連觸摸禁止電極826，觸摸傳感器800附近的互連區域802上的觸摸會導致基於由某些電子信道所檢測到的電容增加檢測到錯誤觸摸。互連觸摸禁止電極826可連接至相同的電子信道，或互連觸摸禁止電極826中的一些可以連接至不同的電子信道。柔性電纜832可以是兩個以上層，來提供電極和信道之間所需的互連。此外，可使用通孔(未示出)。在其他實施方式中，可確定懸停和/或力。例如，控制器110可計算對應於手指在觸摸區域或觸摸表面20上方(或遠離)的距離的z值。例如，隨著手指靠近觸摸表面20，對應於觸摸的信號(諸如信號廣8)的幅度增加。所算出的z值可用於確定手指是懸停在傳感器之上還是與傳感器物理接觸。以與先前討論的相同的方式計算觸摸坐標。可通過僅對橫向檢測電極上的信號求和或對橫向檢測電極和縱向檢測電極的組合上的信號求和來計算z值。例如，z值可以是三個橫向檢測電極(具有所有橫向電極中最大信號的橫向檢測電極和兩個相鄰橫向電極)的信號和。根據另一具體實施方式
，觸摸期間施加到傳感器的力可通過計算z值來確定，其中z值是該力的函數。當力施加至傳感器時，基板變形，並且電極移動得靠近下面的接地平面，顯著地增加了所有電極上的信號幅度，而並不僅是那些靠近觸摸位置的電極上的信號幅度。該z值可以是橫向電極的所有信號的總和。根據另一個實施方式，懸停和力組合的檢測可分別用於激活和選擇顯示器上的圖標。例如，如果手指在鍵盤上的諸如圖標或字母上懸停於觸摸表面上方諸如半英寸或更少的距離，字母可被加亮。當控制器110確定預定的壓力量已施加至與相同觸摸區域相對應的觸摸表面20，則圖標或字母會被選擇或激活。上述的單層電極圖案可用作觸摸傳感器，來根據上述的實施方式測量自電容和/或根據下述的其他實施方式測量互電容。圖11是根據具體實施方式
的與給定檢測電極區域耦接的示例性電路的概念電路圖1100，該電路可結合上述一個或多個電極圖案使用來確定觸摸位置。如下面更詳細所述地，通過用振蕩信號驅動一對電極中的一個電極並經由感測電路(諸如積分器電路)感測該對電極中另一個電極上產生的信號，來測量多對電極之間的互電容。感測電路的輸出是電極之間的互電容的測量結果。電極附近的觸摸導致電極之間的互電容的減少，因為手指減少了連接驅動電極和感測電極的電場線的數量。 儘管已經披露了一些實施方式，但存在其他變型。例如，不必同時驅動所有的驅動電極，在一些實施方式中，非驅動電極可以接地或保持為浮置。此外，電極的驅動和感測可以顛倒。即，替換為，驅動感測電極，感測驅動電極。例如，在示例電路圖1100中，在給定區域的縱向電極被驅動，該區域的橫向電極用於測量觸摸導致的互電容改變。根據具體的實施方式，在特定的縱向電極列中，利用具有第一相位的脈衝驅動一個信道的縱向電極，利用具有與第一相位相反相位的脈衝驅動第二信道的其他縱向電極。在其他實施方式中，區域中的橫向電極可被驅動，而該區域的縱向電極可用於測量觸摸導致的互電容變化。那麼，在整個傳感器上順序地類似驅動每個區域，並進行電容測量。此外，對於每個感測區域(S卩，每個橫向和縱向檢測電極組)，可使用相似的電路。此外或可選地，多路轉換器等可用於將本文所述的電路從一個區域切換到另一個區域，以減少電路中的冗餘。
參照圖11，電路圖1100包括脈衝生成器1105、脈衝驅動器組IllOa IllOcU電極電路等價物1115、積分器1120、模數轉換器(ADC) 1125 、處理器1130以及存儲器1135。脈衝生成器被配置為生成周期性波形，例如諸如具有50%佔空比的方波脈衝。可生成諸如具有正弦、鋸齒、三角或不同形狀的波形的其他示例，且佔空比可以是不同的。脈衝的頻率可以是幾百kHz量級(例如，200kHz)。在一些實施方式中，脈衝生成器的輸出可以不是頻率和佔空比會發生變化的周期波形。例如，為了省電，在低電力工作模式時，可減少頻率。脈衝生成器1105的輸出耦接至脈衝驅動器IllOaIllOd組。脈衝生成器1105可對應於諸如獨立振蕩器的單獨電路。可選地，脈衝生成器1105可對應於被配置為生成脈衝波形的處理器1130的輸出。每個脈衝驅動器IllOaIllOd被配置為生成與由脈衝生成器1105所生成的脈衝同相位的第一脈衝；以及與由脈衝生成器1105所生成的脈衝相差180°相位的第二脈衝。例如，第二脈衝可以通過使由脈衝生成器1105生成的脈衝流過反相器來生成。在一些實施方式中，脈衝驅動器的第一和第二輸出1112ab可具有浮置切換設定和/或接地切換設定，以使得橫向電極1210和縱向電極之間的互電容的任何線性組合(即C1、C2、……、C8的任何線性組合)可被測量出並被ADC1125數位化。在其他實施方式中，可選增益元件(未示出)可設置在脈衝生成器1105和開關之間，以使Cl、C2、……、CS的組合的線性組合可以被加權為gl*Cl+g2*C2+g3*C3+· · · g8*C8，其中gl、g2、……、g8對應於所插入的增益。在橫向電極1210被驅動且縱向電極被感測的實施方式中，可變增益gl、g2、……、g8可被實現為ADC1125的感測電路上遊中的可變增益元件，或可選地實現為微處理器內的數位訊號處理中的乘法常量。這樣的變量或可編程增益可用於補償由形成互電容的電極之間的距離差而產生的相對於互電容Cl和C2具有較小值的互電容C3和C4。每個脈衝驅動器11 IOa 11 IOd的選擇器1114實現對各個脈衝驅動器11 IOa 11 IOd的輸出狀態的設定，以使第一輸出1112a可選擇地輸出第一和第二脈衝中的一個,第二輸出1112b輸出其他脈衝。例如,第一和第二輸出1112a和1112b可分別輸出第一脈衝和第二脈衝，或反之亦然。在某些實現方式中，選擇器1114可被配置為向給定輸出1112ab輸出相同的信號。例如，選擇器可對應於具有4個選擇狀態的2位寬的數據線，以選擇性地向第一和第二輸出1112ab輸出同相位和異相位信號的任意組合。在四個脈衝驅動器11 IOa 11 IOd的情況下，脈衝驅動器11 IOa 11 IOd的輸出狀態可被統一地表不為4位二進位數,其中最高位D3表不第一脈衝驅動器IllOa的輸出狀態；D2表示第二脈衝驅動器IllOb的輸出狀態；如此繼續。例如，給定脈衝驅動器IllOa IllOd的值I可指不脈衝驅動器IllOa^lllOd的第一輸出1112a輸出同相脈衝，而第二脈衝輸出1112b輸出異相脈衝。值O可指示相反配置。得出的二進位數具有16個不同的組合。SP，在四個脈衝驅動器IllOaIllOd的情況中，存在16個脈衝驅動器輸出狀態組合。應認識至IJ，出於示例的目的，對於在區域中具有四個縱向電極列的四位二進位實施方式，具有四個脈衝驅動器，但在其他實施方式中，可以使用不同數量的脈衝驅動器和相關電路，諸如當列內的兩個電極均被相同相位驅動，或一個或兩個電極接地時。經由處理器1130的相應輸出可控制各個脈衝驅動器IllOa IllOd的選擇器1114。在一些實施方式中，選擇器1114可耦接至4位計數器(未示出)，該4位計數器被配置為通過輸出狀態的所有16個組合周期性循環脈衝驅動器lllOalllOd。各個脈衝驅動器IllOaIllOd可對應於耦接至脈衝生成器1105的一個或多個分立元件。可選地，脈衝驅動器11 IOa 11 IOd可對應於處理器1130的輸出。電極電路等價物1115表示形成在各個檢測電極之間以及從檢測電極到接地的不同電容。被標註為C9 C16的各個電容器1122表示相應縱向檢測電極的自電容，即，在相應縱向檢測電極和接地平面之間所測量出的電容。被標註為C1 C8的各個電容器1124a 1124h表示區域中的相應縱向檢測電極和橫向檢測電極之間的互電容。各個電容器C17飛24表示橫向檢測電極和地平面之間的自電容。圖12示出了互電容1124a 1124h (Cl到C8)中的每一個與示例性電極圖案1200之間的關係，該示例性電極圖案在該情況中對應於圖6 (a)的電極圖案。然而，相同的原理應用於本文所述的其他電極圖案。參考圖12，電極圖案1200被分為給定區域的不重疊列中排列的檢測電極組。第一列包括橫向檢測電極1210。第二列包括彼此電絕緣並電連接至不同信道的第一縱向檢測電極1215a和第二縱向檢測電極1215b。第三、第四和第五列包括其中列內的縱向檢測電極經由電極圖案中的導電跡線電連接的電極組。第三列包括三個縱向檢測電極1220a和1220b。第一和第三縱向檢測電極1220a電連接並位於第二縱向檢測電極1220b的兩側。第一和第三縱向檢測電極1220a與第二縱向檢測電極1220b電絕緣。同樣，第四列包括兩個縱向檢測電極組，其中給定列中的每個其他縱向檢測電極屬於兩組1225a和1225b中之一。不同組1225a和1225b中的縱向檢測電極是電絕緣的。如上所述，第五列包括被配置成兩個組1230a和1230b中甚至更多數量的縱向電極。給定列中縱向檢測電極的數量可根據所期望的觸摸位置的解析度按需增加或減少。互電容1124a (Cl)和1124b (C2)分別對應於橫向檢測電極1210與第二列中的第一縱向檢測電極1215a和第二縱向檢測電極1215b之間的電容。互電容1124d (C4)對應於橫向檢測電極1210與第三列中的第三和第四縱向檢測電極1220a之間的電容，互電容1124c (C3)對應於電極1210和第三列的第二縱向檢測電極1220b之間的電容。類似地，互電容1124e (C5)對應於橫向檢測電極1210與第四列的第一組縱向檢測電極1225b之間的電容，互電容1124f (C6)對應於橫向檢測電極1210與第四列的第二組縱向檢測電極1225a之間的電容。互電容1124g (C7)對應於橫向檢測電極1210和第五列中的第一組縱向檢測電極1230b之間的電容，互電容1124h (C8)對應於第五列中的第二組橫向檢測電極1230a。一般，對於N列縱向檢測電極，將有2N個這樣的互電容；圖12示出了 N是4卿，4列)並且存在給定區域內一個特定的橫向檢測電極和八個縱向檢測電極之間的8個互電容的情況。應當注意，使用縱向感測電極和橫向感測電極(如於2010年5月14日提交的美國申請第12/780,077號中所記載的)意旨被術語「檢測電極」涵蓋，而不管這個電極是根據多種實施方式的「感測」、「驅動」或「測量」(即，相比於除了檢測還用於其他目的的屏蔽電極或保護電極，「縱向感測」電極和「橫向感測」電極可以由術語「檢測」電極所涵蓋)。返回圖11，第一脈衝驅動器IllOa的輸出1112a和1112b分別耦接至第一列中的第一縱向檢測電極1215a和第二縱向檢測電極1215b。第二脈衝驅動器11 IOb的輸出1112a和1112b分別耦接至第三列中的第一縱向檢測電極1220b和第三縱向檢測電極1220b以及第二縱向檢測電極1220a。類似地，第三脈衝驅動器IllOc的輸出1112a和1112b分別耦接至第四列中的第一組縱向檢測電極1225b和第二組縱向檢測電極1225a。第四脈衝驅動器IllOd的輸出1112a和1112b分別耦接至第五列中的第一組縱向檢測電極1230b和第二組縱向檢測電極1230a。橫向檢測電極1210耦接至諸如積分電路1120的電容電壓轉換器，該積分電路被配置為對流過形成在各個縱向檢測電極和橫向檢測電極1210之間的多個互電容1124a 1124h的電流進行積分，如下所述。積分電路1120的輸出耦接至模數轉換器(ADC)1125，該模數轉換器將積分電路1120的模擬輸出轉換為數字格式，該數字格式能夠使處理器1130分析積分電路1120的輸出。處理器1130相當於被配置為進行一系列操作的邏輯。處理器可相當於嵌入門陣列集成電路或特定用途集成電路(ASIC)內的狀態邏輯的集合。此外或可選地，處理器1130可包括被配置為執行指令的集合的中央處理核(CPU)，該指令集合存儲於諸如計算機存儲器1135的非臨時型介質中。存儲器1135可相當於快閃記憶體、隨機存取存儲器(RAM)或不同類型的存儲器。圖13示出了實現觸摸位置的確定的示例性操作。這些操作可由上述的概念電路圖1100或其他電路執行。這些操作的部分或全部可以用指令代碼表示，該指令代碼使處理器1130單獨或結合其他電路和/或處理器進行這些操作的全部或子集。在這點上，指令可以存儲於本文所描述的任意形式的非臨時型介質(例如，存儲器1135)中。參考圖13，在塊1300處，選擇第一電極區域。如上提到的，電極圖案可分為不同的非重疊區域，其中每個區域包括橫向檢測電極1210和排列成列的縱向檢測電極。區域的選擇可包括將脈衝驅動器IllOaIllOd和/或積分電路1120切換至所選區域中的各個電極。在這點上，處理器1130可包括耦接至選擇邏輯的一個或多個輸出以選擇給定區域。一次選擇一個區域使得可以確定多於一個觸摸位置。換句話說，可檢測到跨越兩個以上不同區域的多個觸摸並確定各個位置。在塊1302處，脈衝驅動器IllOa IllOd被初始化為已知的輸出狀態。可根據二進位序列0000設定脈衝驅動器11 IOa 11 IOd的輸出狀態，其中，如上所述，每個位對應於給定脈衝驅動器11 IOa 11 IOd的輸出狀態。在塊1305處，可測量多個互電容1124a 1124h。在示例實施方式中，通過測量流過每個互電容電容器1124a 1124h和流過橫向檢測電極的電流，可同時測量與給定電極區域(即，包括橫向檢測電極和縱向檢測電極組的區域)中的各個縱向檢測電極相關聯的所有互電容1124a 1124h的組合電容。這種概念示出於圖14 (a) 圖14 (C)。圖14 (a)至圖14 (C)示出了可確定互電容1124a 1124h所使用的原理。為了簡明，參照第一縱向檢測電極1215a和第二縱向檢測電極1215b描述這些原理。然而，這些原理也可等價適用於上述的其他縱向檢測電極。參照圖14 (a)，脈衝驅動器IllOa可被配置為第一輸出狀態(例如，O),由此脈衝驅動器IllOa輸出同相脈衝1405a至第一縱向檢測電極1215a，並輸出異相脈衝1405b至第二縱向檢測電極1215b。如上所述，C11124a和C21124b分別對應於第一縱向檢測電極1215a和橫向檢測電極1210之間以及第二縱向檢測電極1215b和橫向檢測電極1210之間的互電容。脈衝1405a和1405b使相應電流量1410a和1410b分別流過互電容1124a和1124b。電流1410a和1410b的相位是彼此180。異相位。在該示例中，電流流1410a和1410b幅度相等。因此，在橫向檢測電極1210處所測量的組合電流流1415將是O。在實際中，各個電流將完全地相同，因此，將測量某些電流量(即，「背景電流」)。然而，如下述，當發生觸摸時，相比於所測量的電流，該電流可能小，或作為恆定偏置被減去。圖14 (b)示出了其中在第一縱向檢測電極1215a的附近發生觸摸的情況。在該情況中，相關於第一縱向檢測電極1215a的互電容1124a相對於第二縱向檢測電極1215b的互電容1124b減少。這種改變導致流過第一縱向檢測電極1215a的互電容1410a的電流1410a相應的減少。即，流過第一縱向檢測電極1215a的電流1410a將少於流過第二縱向檢測電極1215b的電流1410b。在這種情況中，在橫向檢測電極1210處檢測組合電流流1415中的可測量差。因此，在橫向檢測電極1210處測量的組合電流流1415與脈衝生成器1105所生成的脈衝異相位。在一些實施方式中，諸如圖11所示，在ADC1125之前存在異相積分放大器1120，以使當在第一縱向檢測電極1215a周圍發生觸摸時，數位化的ADC值增加。然而，改變脈衝驅動器IllOa的輸出狀態(例如從O到I)會將從脈衝驅動器IllOa輸出的各個脈衝1405a和1405b的相位反相,各個脈衝1405a和1405b的相位形成在橫向檢測電極1210處測量出的同相組合電流流1415，使得將幅度1120反向為減少的數位化ADC值。總 體來說，當脈衝驅動IllOa被設為O時，檢測電極1215a附近的觸摸將增加ADC值，當脈衝驅動IllOa被設為I時，檢測電極1215a附近的觸摸將減少ADC值，這樣第一縱向檢測電極1215a的Y坐標範圍與二進位位值O相關聯。圖14 (c)示出了其中觸摸發生在第二縱向檢測電極1215b附近的相反情況。在該情況中，流過第二縱向檢測電極1215b的電流1410b少於流過第一縱向檢測電極1215a的電流1410a。對於脈衝驅動器IllOa的零(O)設定，組合電流流1415的相位將與由脈衝生成器1105生成的脈衝的相位一致，並且如果在ADC1125之前存在反相放大器1120，那麼第二縱向檢測電極1215b的周圍的觸摸將減小數位化ADC值。相比之下，對於脈衝驅動器11 IOa的I設定，數位化的ADC值將增加。總的來說，當脈衝驅動器11 IOa被設為I，檢測電極1215b周圍的觸摸將增加ADC值，當被設為0，ADC值減少，這樣第一縱向檢測電極1215b的Y坐標範圍與二進位位值I相關聯。對於各個列上的所有縱向檢測電極同時進行上述測量。各個脈衝驅動器IllOa^lllOd同時驅動給定電極區域中所有列中的縱向檢測電極。對於給定脈衝驅動器輸出狀態，給定列中的每對縱向檢測電極將生成流向與脈衝生成器1105所生成的脈衝同相或異相的橫向檢測電極1210的淨電流流。各個淨電流流在橫向檢測電極1210處組合在一起。脈衝驅動器輸出狀態的唯一組合使得淨電流流過各個縱向檢測電極，該淨電流使最終的數位化ADC值最大化。脈衝驅動器輸出狀態的唯一組合的二進位位是對應靠近觸摸附近的縱向電極的二進位位。返回塊1310，如果有另外的輸出狀態要被測試，那麼在塊1315，選擇用於脈衝驅動器IllOa IllOd的輸出狀態的下一個組合。例如，如果先前的輸出狀態組合對應0000，那麼下一個輸出狀態組合可對應0001。之後，在塊1305處重複處理，由此對於脈衝驅動器IllOa^lllOd的所有16個輸出狀態組合測量電容。如果在塊1310處，已檢測所有的狀態，那麼在塊1320處，由處理器1130確定在所選區域是否存在觸摸。例如，如果所有狀態的電容測量值都等於背景電容閾值或背景電容閾值以下，那麼觸摸可能還未發生。另一方面，如果給定的電容測量值在背景電容閾值以上，那麼發生觸摸。可通過確定導致最大所測電容的脈衝驅動器狀態並確定與所確定狀態相關聯的電極位置來確定觸摸位置。在確定是否發生觸摸之後，如果是，那麼選擇下一個電極區域，在塊1300繼續處理直到對於觸摸傳感器中的每個電極區域都進行了處理。參照圖15，可更好的理解上述操作。參照圖15，觸摸1510發生在給定區域的電極上。在這種情況中，觸摸1510位於標註為9的橫向檢測電極1210以及標註為7、5、3和2的縱向檢測電極的附近。緊鄰電極示出可能觸摸位置的輸出狀態表示1505a 1505p。輸出狀態表不中的每一位代表脈衝驅動器1110a IllOd的相位。例如，最左位或最聞位表不第一脈衝驅動器IllOa的相位，下一位(位3)表示第二脈衝驅動器IllOb的相位，以此類推。位值指示相位。例如，零(O)指示耦接至第二列中的第一縱向檢測電極1215a的脈衝驅動器IllOa的輸出狀態是與脈衝生成器1105的輸出同相。I指示耦接至第一縱向檢測電極1215b的脈衝驅動器IllOa的輸出狀態與脈衝生成器1105的輸出是異相的。當根據與觸摸位置相關聯的輸出狀 態模式配置脈衝驅動器時，在給定位置發生的觸摸1510將導致所測電容的最大ADC值。例如，在這種情況中，當根據輸出狀態模式00011505b設置脈衝驅動器11 IOa 11 IOd時，觸摸1510將導致所測電容的最大ADC值。該模式指不第一、第二和第三脈衝驅動器1505a 1505c將同相脈衝輸出至標註7、5和3的電極，並輸出異相脈衝至標註為8、6和4的電極。第四脈衝驅動器1505d輸出異相脈衝至標註為I的電極並輸出同相脈衝至標註為2的電極。換句話說，觸摸1510附近的縱向檢測電極全部由與脈衝生成器1105生成的脈衝同相的脈衝驅動。該組合(即，所有同相脈衝)導致所測電容的最大ADC值，並隨後確定觸摸位置。圖16 (a)示出了兩個觸摸(觸摸A1605a和觸摸B1605b)具有不同的Y坐標但相同的X坐標的情況。即，兩個觸摸位於相同橫向電極1210但不同縱向電極附近內。觸摸A1605a具有與代碼0011相關聯的Y位置。觸摸B1605與代碼1100相關聯。觸摸A1605a的存在導致圖12中的互電容C1、C4、C5和C7的改變，但不改變餘下的互電容C2、C3、C6和C8。如果不存在觸摸B 1605b，該改變後的互電容的樣式將揭示出Y 二進位代碼0011以及因此揭示出觸摸A 1605a的Y坐標。如果存在觸摸B 1605b，但不存在觸摸A 1605a，那麼互電容C2、C3、C6和C8將改變，而互電容Cl、C4、C5和C7不改變。然而，如果兩個觸摸1605a和1605b同時存在，所有電容Cl、C2、……、C8將改變。如果觸摸具有相等的強度，且上面的電路包括增益gl、g2、……、g8來均衡對所有互電容的敏感性，所測量的互電容C1、C2、……、C8的改變將都是相同的。如果觸摸A 1605a和觸摸B 1605b位於對應於Y代碼0000和1111、或0001和1110、或彼此是邏輯補碼的任何其他的代碼對的位置，那麼獲得相同的結果。因此，對導致互電容Cl、C2、……、CS的相等信號的縱向雙觸摸的解釋有八重不確定性。更具體地，如果觸摸A 1605a和觸摸B 1605b對應於M位是邏輯補碼的Y 二進位碼，則存在2H重多值性。當互電容Cl、C2、……C8的值在其解釋中具有多值性(ambiguity)，S卩，有兩種以上不同的方法來以相同的測量值定位一對縱向雙觸摸結果時，僅通過測量或計算Cl、C2、……、C8的值的線性組合來消除多值性是困難的，如圖11所示電路所進行的那樣。允許觸摸A 1605a和觸摸B 1605b具有不同的強度增加了額外的複雜度，該額外的複雜度導致橫向電極和縱向電極之間的互電容測量的解釋中更多多值性。但是應注意，與縱向排列觸摸1605a和1605b相關聯的任何多值性並不適用於不同列中的其他觸摸。一種用於解決上述多值性的方法涉及測量成對的縱向電極之間的互電容，特別是不同列中成對縱向電極之間的互電容。令qk與Λ CJ；k分別是縱向電極j和縱向電極k之間的互電容和觸摸引起的互電容變化。再次考慮與Y 二進位碼OOll和1100對應的縱向排列的觸摸A 1605a和觸摸B1605b的情況。觸摸A 1605a僅導致觸摸信號的非零值，SP非零值AC7，5，但AC7，6、AC8j5, AC8，6為零值。觸摸B 1605b僅導致觸摸信號的非零值，SP非零值AC8，6，而對於AC7，5、AC7j6, AC8，5為零值。當同時存在觸摸A1605a和觸摸B 1605b,AC7，5和AC8，6具有非零值，AC7，6和AC8，5是零值。AC7，5和AC8，6的非零值指示一個觸摸重疊在帶有OOxx形式代碼的橫向電極1210上，其中「X」表示等於O或I的代碼數字，以及第二觸摸重疊於帶有Ilxx形式代碼的橫向電極1210上。AC7，6和AC8，5的值中的零值指示沒有觸摸重疊到帶有Olxx和IOxx形式的代碼的橫向電極1210，其中，「X」表示可等於O或I的代碼數字。如圖16(b)所示，通過揭示在觸摸區域的上四分之一 1610a有一個觸摸，在觸摸區域的倒數第二個四分之一 1610c處有另一個觸摸，而在觸摸區域的底部四分之一1610d處和觸摸區域頂部正數第二個四分之一 1610b處沒有觸摸，這部分消除了縱向雙觸摸的多值性。類似地，對應於下一對縱向電極列的互電容的測量值(即，Δ C5；3> AC5j4, AC6j3和A6 4)使得可以確定出存在與xOlx和xlOx形式的Y 二進位碼對應的觸摸，但不存在與xOOx或xllx形式的Y 二進位碼對應的觸摸。通過對於所有成對的縱向電極列之間的互電容重複這樣的分析，足夠的信息被生成以毫無疑義地確定觸摸A 1605a和觸摸B1605b的Y 二進位碼，並由此解決雙縱向觸摸多值性問題。諸如圖10和圖12所示的那些，互連跡線的存在增加了複雜度。例如，由於電極1225b段之間的互連跡線，觸摸重疊電極1220b (圖6 (a)中的電極6)和電極1225a (圖6(a)中的電極3)也將導致電極1220b (圖6 (a)的電極6)和電極1225b (圖6 (a)以及圖12中的電極4)之間互電容的改變，同樣，電極1220a (圖6 (a)和12中的電極5)段之間的互連跡線將導致電極1220a (電極5)和電極1225a (電極3)之間的互電容非零變化。這種效應可通過下面的式子表示
_] ACj, = Σ Σ Mj.,Lra -T1,m
I I,
j K其中，Tliffl是觸摸重疊電極I和m的強度，Mj^m是將觸摸強度I\，m與所測量出的互電容變化量ACj，k相關的係數矩陣。在理想情況下,僅當j = I和k=m時，Mjnm是帶有非零元素的對角矩陣。通過圖10和圖12示出的互連跡線由於會在係數矩陣中引入非零非對角元素，從而使問題複雜化。在簡化的矩陣符號中，上面的式子可被寫為如下，其中Δ C是具有分量Λ Cj,k的矢量，T是具有分量I\，m的矢量，M是具有元素Mlt &的矩陣AC = M · T矩陣元素可通過測量、仿真或其他方法確定。令M—1是矩陣M的逆矩陣。那麼上面的式子可被轉換為如下形式T = IVT1 · AC或更明確地表示為以下的符號索引形式
ΙΓ j= ^ M .jj.ai ·ACi^iii
j k對於其中矩陣M不是對角矩陣的非理想情況，所測量的互電容Aqk可首先被轉換為對應於更理想化情況的觸摸信號T&，並在之後進行將上述方法應用到正確的觸摸信號Tu而不是粗略測量的互電容Aqk。在上面的式子中，索引的範圍還可包括橫向電極，使得形式不限於使用縱向電極之間的互電容。在該方法中，可將互連跡線的互電容效果考慮在內。參照圖6 (a)，當沒有觸摸時，在下面的感測中互電容可能不平衡。在列464中，電極404 (7)和406 (8)相對於電極402 (9)分別具有C7，9和C8，9的互電容。最好平衡這兩個互電容，以使C7，9=C8，9，從而如果由相反的極性(例如用圖11中所示的電路)驅動電極7和8時，在電極402 (9)處感測到非互電容信號。然而，例如，源自電極404 (7)並穿過電極406 (8)和402 (9)之間的互連線444增加了電極404 (7)和402 (9)之間的互電容，從而使得C7，9大於C8，9。同樣地，電極408 (5)和410 (6)相對於電極402 (9)的互電容之間是不平衡的；即C5，9不同於C6，9。相似地，這是對於電極402 (9)和列468和470中的電極之間的互電容的情況。在某些實施方式中，這種不平衡可由電子硬體或軟體上的各種偏移校正所校正。然而，在其他實施方式中，諸如圖17 (a廣圖17 (c)所示，檢測電極圖案被 設計為對與橫向電極(諸如電極402 (9))和每一列縱向電極中的成對電極相關的非觸摸互電容進行平衡。在這樣的實施方式中，通過最小化偏移和相應校正，可提供改善後的信噪比和動態範圍性能。圖17 (a)和圖17 (b)中，標註為8、6、4和2的縱向檢測電極1705a 1705d被移動至標註為9的橫向檢測電極1710的左側。在圖17(a)中，電極圖案並不被橫向壓縮。在圖17 (b)和圖17 (c)中，圖案被橫向壓縮以最小化死區，即使這意味著給定的電極焊盤不再被限定為一個完美排列的縱向列，而是電極焊盤有時被剪切和分裂。關於圖6 (a)的這種改變後的電極幾何結構允許互電容的平衡，以使(^，9=(2，9，(3，9=(；，9，(5，9=(6，9以及C7，9=C8，9。圖17 (b)所示的參差的左側和右側邊界可能一開始看似是問題。但注意，如圖17 (c)所示，左側邊界的形狀與右側邊界的形狀是互補的，使得圖案可容易地平鋪以填充所期望的觸摸區域(被標註為8、6、4、2的縱向檢測電極1705a 1705d被投入為最左邊，被標註為7、5、3、1的縱向檢測電極1710a 1710d被投入為最右邊)。如上面所討論的，縱向檢測區的數量可基於成對的縱向檢測電極的數量。例如，圖17 (a)至圖17 (c)還示出了四對縱向檢測電極(被標註為8、7的一對縱向檢測電極；被標註為6、5的一對縱向檢測電極；被標註為4、3的一對縱向檢測電極；以及被標註為2、1的一對縱向檢測電極)。在圖17 (a)至圖17 (c)所示的實施方式中，四對縱向檢測電極在區域中形成16個縱向檢測區。而且，其中可檢測到觸摸的縱向檢測區的數量等於2P，其中，P等於給定區域中成對縱向檢測電極的數量(如圖17 (b)中所示)。在圖17 (a)至圖17 (c)的實施方式中，一對給定的縱向檢測電極並不排列在相同的列中(例如，如圖5)，而是可以在不同的列中。根據類似的原理，在其他實施方式中，可設置其他平衡二進位檢測電極圖案。 應理解，以上的描述意在示意性而非限制性的。例如，上述的實施方式(和/或其方面)可彼此組合使用。不同的電路構造可用於確定觸摸位置。例如，上述的概念電路可以以相反的方式操作，由此橫向檢測電極由脈衝生成器驅動，並且從縱向檢測電極進行電流測量。可不同地測量互電容。例如，互電容差(C1-C2)、(C3-C4)、(C5-C6)和(C7-C8)可以以多種方式測量。八個互電容Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7和CS可被獨立地測量並被數位化，之後(C1-C2)等的差可用微處理器軟體進行計算。可通過將橫向檢測電極1210連接至驅動電路(諸如圖11中的驅動電路IllOa)並通過將所選擇的縱向檢測電極(1215、1220、1225、1230a或b中的一個)連接至感測電路來測量各個互電容。可選地，驅動電路可連接至所選擇的Y電極以及連接至與橫向電極1210連接的感測電路。還可以選擇地在如圖11所示的模擬電子設備中執行互電容差的計算。(將在下面更詳細地說明。)在一些實施方式中，為了實現單個觸摸的X坐標測量，每個橫向電極(諸如電極1210)可配備有其自身單獨的電子信道。例如，圖11的電路的多個實例可耦接至諸如圖2(a)的橫向電極52、54、56、58等的各個橫向電極。為了最小化電路成本，在一些實施方式中，存在用於圖2 Ca)中的所有縱向電極區域60、62、64、66等的共用電子信道組；在圖11所示的情況中，開關電路1110a、1110b、1110c和IllOd足以驅動圖2 (a)所示的整個觸摸區域。此外，根據其他具體實施方式
，諸如圖2 (a)和圖6 (a)所示的，二進位電極圖案的使用無需限制為電容感測輸入裝置。如圖18所示，圖18是根據具體實施方式
的二進位觸摸輸入系統1800的壓阻變形的層疊的截面詳圖。例如，二進位檢測電極1801可由玻璃製成的基板1803上的圖案化氧化銦錫(ITO)或其他合適的透明導電材料形成，或由絕緣玻璃加強環氧樹脂層壓板(諸如FR4)的基板1803上的導電銅跡線形成，其中，電極圖案1801與上述電容實施方式中的電極圖案沒有不同。然而，替代在電容性實施方式中檢測電極1801上的絕緣電介質層，壓電電阻材料層1805設置在檢測電極上並與檢測電極1801電接觸。可選地，接地電極1807可包括在壓電層上方並與壓電層1805相接觸。類似於檢測電極，該接地電極1807可由ΙΤ0、碳納米管、銀納米線或任何其他導電材料形成。為了提供耐久的刮劃電阻觸摸表面，可包括頂部觸摸表面層1809。觸摸表面層1809可以是諸如聚乙烯對苯二酸酯(PET)薄膜的聚酯薄膜，可選地設置有硬蓋、薄玻璃層、或具有諸如顯示(例如，電泳顯示或OLED (有機發光二極體)顯示)的其他功能的更複雜結構。然而，要求觸摸表面層1809具有足夠的柔性，以使得觸摸表面層上的觸摸產生施加至壓電電阻材料層1805的壓力。可以是透明或不透明的壓電電阻材料1805是當施加有壓力時其電阻發生改變的材料。壓電電阻材料1805的示例是由Peratech所開發的量子隧道複合(QTC)材料，如在美國專利第7，196，358號中所記載的或美國公開專利申請第2009/0237374號中所記載的。配合適當的電子設備，壓電電阻二進位輸入裝置1800可以以與上述二進位電極圖案工作的自電容和互電容模式相似的自電阻模式或互電阻模式進行操作。在自電阻模式中，測量所選電極和接地(上面概述中的可選接地電極或臨時接地的其他電極)之間的電阻。在互電阻模式中，測量成對所選電極之間的電阻；在這種情況下，例如，與電容性實施方式相關的圖12所示的互電容C1、C2、……、08被替代為互電阻1 1、1 2、……、R8。在任何觸摸動作之前和觸摸之後測量電阻。用於測量電阻的電路是熟知的，此處將不再討論。電阻的改變提供觸摸信號，並且以與電容性實施方式中電容的改變相似的方式處理該觸摸信 號。此外，在不背離本發明的範圍的前提下，可以對本發明的教導進行許多變形，以適應特定的情形或材料。該所撰寫的說明書使用示例披露了本發明，包括最優實施方式，並還使得本領域技術人員可以實踐本發明，包括製造和使用任何裝置或系統以及執行任何結合的方法。雖然本文描述的材料的尺寸和類型意在定義本發明的參數，但絕不進行限制，而僅僅是示例性實施方式。在本領域技術人員閱讀以上描述後，許多其他的實施方式變得顯而易見。因此，應參照所附權利要求以及與該權利要求所要保護的主題等效的全部範圍確定本發明的範圍。在所附權利要求中，術語「包含」和「其中」分別用作術語「包括」和「其中」的一般英語等同物。此外，在下面的權利要求中，術語「第一」、「第二」和「第三」等僅用作標註，而不意在對其對象施加數字要求。
權利要求
1.一種投射電容式觸摸傳感器，包括 基板；以及 檢測電極組，所述檢測電極組耦接至所述基板的相應區域，所述區域彼此不重疊，所述電極組包括沿所述區域內的第一列的高度延伸的橫向檢測電極以及沿所述區域內的至少一列的高度的一部分延伸的縱向檢測電極，所述至少一列包括至少兩個縱向檢測電極，所述至少兩個縱向檢測電極彼此物理分隔並彼此電絕緣；其中，所述檢測電極組中的一個檢測電極組中的至少一個縱向檢測電極電連接至所述檢測電極組中的另一個電極組中的至少一個相應縱向檢測電極；以及 其中，所述檢測電極組中的至少一個檢測電極組中的縱向檢測電極還包括 兩個縱向檢測電極，所述兩個縱向檢測電極沿第二列延伸並關於彼此物理分隔，所述兩個縱向檢測電極關於彼此電隔離並與所述相應區域內的其他列中的橫向檢測電極和縱向檢測電極電隔離；以及 至少三個縱向檢測電極部，所述至少三個縱向檢測電極部沿第三列延伸並關於彼此物理分隔，其中，所述至少三個縱向檢測電極部中的兩個彼此電連接，其中所述至少三個縱向檢測電極部與所述相應區域內的其他列中的橫向檢測電極和縱向檢測電極電隔離。
2.根據權利要求1所述的觸摸傳感器，其中，所述至少兩個縱向檢測電極彼此物理間隔開一間隙，該間隙位於距離所述相應區域的上沿一距離的位置上，其中，所述相應區域內的至少另一個列中的所述縱向檢測電極和所述橫向檢測電極中的至少一個從所述區域的上沿延伸超過所述距離。
3.根據權利要求1所述的觸摸傳感器，進一步包括 第一區域中的檢測電極組，所述檢測電極組進一步包括一列中關於彼此物理分隔的至少第一縱向檢測電極和第二縱向檢測電極；以及 與所述第一區域相鄰的第二區域中的檢測電極組，所述第二區域中的檢測電極組進一步包括一列中關於彼此物理分隔的至少第三縱向檢測電極和第四縱向檢測電極，其中，所述第一縱向檢測電極、所述第二縱向檢測電極、所述第三縱向檢測電極和所述第四縱向檢測電極關於彼此電斷開，其中，所述第一縱向檢測電極和所述第二縱向檢測電極電連接至與所述第一區域相鄰的第三區域中相應的縱向檢測電極，所述第三縱向檢測電極和所述第四縱向檢測電極電連接至與所述第二區域相鄰的第四區域中的相應縱向檢測電極。
4.一種投射電容式觸摸傳感器系統，包括 基板； 檢測電極組，所述檢測電極組耦接至所述基板的相應區域，所述區域彼此不重疊，所述電極組包括沿所述區域內的第一列的高度延伸的橫向檢測電極以及沿所述區域內的至少一列的高度的一部分延伸的縱向檢測電極，所述至少一列包括至少兩個縱向檢測電極部，所述至少兩個縱向檢測電極部彼此物理分隔並彼此電絕緣；以及 控制器，被配置為從所述檢測電極組檢測與所述基板上的至少一個觸摸相關聯的信號水平；與所述橫向檢測電極相關聯的信號水平用於確定所述至少一個觸摸的相應區域；以及與所述縱向檢測電極相關聯的信號水平用於確定所述至少一個觸摸的相應區域內的縱向位置。
5.根據權利要求4所述的觸摸傳感器，其中，所述控制器進一步包括電子信道，所述橫向檢測電極連接至所述電子信道中的不同信道。
6.根據權利要求4所述的觸摸傳感器，其中，所述區域中的一個區域內的至少一個所述縱向檢測電極電連接至所述區域中的另一個區域內的至少一個所述縱向檢測電極。
7.根據權利要求4所述的觸摸傳感器，其中，根據與所述縱向檢測電極相關聯的所述信號水平比率進一步確定所述縱向位置。
8.一種觸摸傳感器系統，包括 基板，所述基板限定多個非重疊區域，其中，每個非重疊區域包括布置成非重疊列的多個檢測電極。所述非重疊列包括實質上在第一列的整個高度延伸的橫向檢測電極；以及彼此電絕緣的至少兩個縱向檢測電極的至少第二列； 測量電路，被配置為測量給定區域中所述橫向檢測電極與所述至少兩個縱向檢測電極中的每一個之間的互阻抗； 處理邏輯，被配置為確定具有變化的互阻抗的橫向檢測電極和縱向檢測電極組合，其中所述處理邏輯被進一步配置為基於所確定的橫向檢測電極和縱向檢測電極的位置組合確定所述觸摸位置。
9.根據權利要求8所述的系統，最高互阻抗的確定包括確定改變後的互阻抗。
10.根據權利要求8所述的系統，最高互阻抗的確定包括確定改變後的互電容。
11.一種觸摸傳感器系統，包括 基板，所述基板限定多個非重疊區域，其中，每個非重疊區域包括多個檢測電極，所述多個檢測電極包括 橫向檢測電極，所述橫向檢測電極實質上沿區域的整個高度延伸，以及 彼此電絕緣的P對縱向檢測電極，其中P至少為2，且其中所述P對縱向檢測電極在所述區域內限定2P個非重疊縱向檢測區。
12.根據權利要求11所述的觸摸傳感器系統，進一步包括控制器，被配置為單獨地選擇所述多個非重疊區域中的每一個並確定在每一個所選區域是否發生觸摸，並且如果是，則確定觸摸位置，由此通過對每個區域的單獨選擇實現對多於一個同時觸摸位置的檢測。
13.根據權利要求11所述的觸摸傳感器系統，進一步包括控制器，被配置為通過用第一脈衝驅動所述至少兩個縱向檢測電極中的第一個縱向檢測電極來生成流過形成於所述至少兩個縱向檢測電極中的第一個縱向檢測電極和所述橫向檢測電極之間的第一互電容的第一電流流，並通過用第二脈衝同時驅動所述至少兩個縱向檢測電極中的第二個縱向檢測電極來生成流過形成於所述至少兩個縱向檢測電極中的第二個縱向檢測電極與所述橫向檢測電極之間的第二互電容的第二電流流，來測量所述橫向檢測電極與所述至少兩個縱向檢測電極中的每一個之間的互電容，其中所述第二脈衝與所述第一脈衝具有相同的形狀，並與所述第一脈衝具有180度異相位。
14.根據權利要求11所述的觸摸傳感器系統，其中，所述橫向檢測電極位於第一列，並進一步包括控制器，被配置為測量第二列中的至少一個縱向檢測電極與第三列中的至少一個縱向檢測電極之間的互電容。
15.根據權利要求11所述的觸摸傳感器系統，其中，每對縱向檢測電極並不位於同一列中。
全文摘要
一種投射電容式觸摸傳感器，包括基板，限定多個非重疊區域。每個非重疊區域包括排列成非重疊列的多個檢測電極。列包括橫向檢測電極，基本上沿第一列的全部高度延伸；以及至少第二列，具有彼此電絕緣的至少兩個縱向檢測電極；系統進一步包括測量電路，被配置為測量給定區域中橫向檢測電極與至少兩個縱向檢測電極中的每一個之間的互阻抗；系統的處理邏輯電路被配置為確定具有改變的互阻抗的橫向檢測電極和縱向檢測電極組合，其中處理邏輯還被配置為基於所確定的橫向檢測電極和縱向電極的位置組合確定觸摸位置。
文檔編號G06F3/044GK103026326SQ201180034483
公開日2013年4月3日 申請日期2011年5月13日 優先權日2010年5月14日
發明者裡卡多·R·薩拉韋裡, 詹姆斯·G·卡迪爾埃爾, 弗朗西斯·勞, 喬爾·C·肯特 申請人:電子觸控產品解決方案