CN102272706A - 导电性多点触控触摸面板 - Google Patents

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穆斯塔法·克斯金
昆钟
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Abstract

一种导电性多点触控触敏面板包括两个相交但电隔离的线性导体阵列，可通过触摸所述面板使所述线性导体阵列形成电接触。显示器元件可定位于所述两个线性导体阵列之下以提供触摸屏面板。对盖板或部件的触摸致使一个阵列中的一个或一个以上线性导体接触另一阵列中的一个或一个以上线性导体。可通过个别地或依序地将电信号(例如电压或电流)施加到一个阵列中的每一线性导体且同时感测另一阵列中的所述线性导体中的每一者上的电压或电流来检测对所述面板的触摸的位置。

Description

导电性多点触控触摸面板
相关申请案
本申请案主张2009年1月23日申请的标题为“导电性多点触控触摸屏面板(Conductive Multi-Touch Touch-Screen Panel)”的第61/146,685号美国临时申请案的优先权权益，所述临时申请案的全部内容特此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及数字输入/输出装置，且更明确地说，涉及触摸板用户接口和触摸屏显示器技术。
背景技术
新近的移动计算装置已实施能够辨认一个以上手指触摸的触摸屏显示器。称为“多点触控”显示器，此类触摸屏实现新的用户接口，其提供与计算装置的较直观交互。实施多点触控显示器的计算装置的众所周知实例为由苹果计算机公司(Apple Computer，Inc)提供的iPhone
Figure BPA00001400600500011
iPhone
Figure BPA00001400600500012
的市场成功已产生许多竞争者和新的软件应用程序。因此，对于多点触控显示器存在急速的需求。
常规的多点触控显示器采用电容性传感器，其将手指的触摸检测为下伏于显示器玻璃的电容器阵列中的电容变化。对这种技术的描述在第6,323,846号美国专利和第2006-0097991号美国专利公开案中提供，其全部内容特此以引用的方式并入本文中。
第二种多点触控显示器采用两个电阻性面板，其以一者在另一者上方的方式定位且通过手指按压显示器玻璃来形成接触。经由测量通过面板的电压降落或有效电阻，处理器可估计手指按压的位置。
发明内容
各种实施例提供一种新类型的多点触控触摸板用户输入装置和/或触摸屏显示器面板，其采用两个导电线或电线(本文中称为“线性导体”)阵列，所述阵列由间隙或绝缘体分离。手指或触笔在面板外部上(例如，在盖或显示器盖玻璃上)的按压致使第一阵列中的一个或一个以上导电线或电线与第二导电线或电线阵列中的一个或一个以上导电线或电线形成低电阻电接触。可通过依序将电压或电流施加到一个阵列中的相应导电线或电线且同时测量来自另一阵列中的导电线或电线中的每一者的电压或电流输出来检测对面板的触摸的位置。触摸的位置接着由第一阵列中耦合到电压源的特定导电线或电线和具有由于两个阵列之间的低电阻接触产生的电压或电流输出的导电线或电线指示。可将第二阵列中的电压或电流输出与阈值进行比较以输出对触摸的数字指示或作为值范围输出。
附图说明
并入本文中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的示范性实施例，且连同上文给出的一般描述以及下文给出的详细描述，用以解释本发明的特征。
图1A到图1D为根据四个替代实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图。
图2A到图2C为根据三个实施例的导电性多点触控触摸屏面板的一部分的横截面图。
图3A到图3C为图2A到图2C中所说明的导电性多点触控触摸屏面板的所述部分的横截面图，其说明由手指触摸激活。
图4A到图4D为根据实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图，其说明触摸位置读取序列。
图5A到图5C为根据另一实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图，其说明多点触控位置读取序列。
图6A到图6H为根据额外实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图。
图7A到图7D为根据额外实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图。
图8为根据实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图，其说明大区域位置读取。
图9为根据实施例的多组件多点触控触摸板或触摸屏面板的组件图。
图10A到图10D为根据替代实施例的多点触控位置读取序列的过程流程图。
图11为根据另一实施例的多点触控位置读取序列的过程流程图。
图12为导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的电路元件的细节。
图13为适于与图12中所说明的实施例一起使用的多点触控位置读取序列的过程流程图。
图14为导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图，其说明多点触控触摸板或触摸屏面板的潜在问题。
图15A和图15B为导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图，其展示根据实施例的字母的定位。
图16为根据实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图。
图17A到图17E为导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分的组件图，其说明
图16中所展示的实施例如何起作用。
图18为根据图16中所说明的实施例的多点触控位置读取序列的过程流程图。
图19为根据实施例的采用导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的计算系统的组件框图。
图20为根据另一实施例的采用导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的计算系统的组件框图。
图21为采用导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的便携式计算装置的组件框图。
具体实施方式
将参看附图来详细地描述各种实施例。只要可能，将在整个图式中使用相同的参考标号来指代相同或相似的部分。对特定实例和实施方案做出的参考是出于说明性目的，且不希望限制本发明或权利要求书的范围。
如本文中使用，术语“移动装置”既定涵盖可能存在或未来将开发出的任何形式的可编程计算机，包括(例如)个人计算机、膝上型计算机、移动计算装置(例如，蜂窝式电话、个人数据助理(PDA)、掌上型计算机和多功能移动装置)、主机计算机、服务器和集成计算系统。“移动装置”可进一步包括包含可编程计算机的嵌入式系统(其包括(例如)经编程和可编程仪器)、娱乐系统(例如，音乐播放器、MP3装置、DVD播放器等)、GPS导航系统、移动数据收集单元、交通工具计算机系统(例如，汽车计算机系统、航空器航空电子学系统等)以及采用触摸屏显示器或触摸板用户输入装置的类似计算机化系统。移动装置通常包括耦合到存储器电路的软件可编程处理器，但可进一步包括下文参看图19到图21描述的组件。
如苹果iPhone
Figure BPA00001400600500041
及其模仿者的流行性所显示，多点触控显示器面板提供许多用户接口优点。因而，预期用于多点触控面板的更多应用。然而，当前的多点触控面板技术遭受高制造成本，这可能将其应用限于高端产品。为了实现多点触控面板向用户提供的利益，需要成本较低的技术。
导电性多点触控面板的各种实施例(例如触摸板用户输入装置或触摸屏显示器)采用两个线性导体阵列，其以相交图案定位于面板内且通过间隙或绝缘体来电分离。在触摸板面板实施方案中，所述两个阵列不需要为透明的，且可由非透明盖保护。在触摸屏面板实施方案中，显示器元件(例如液晶显示器)可定位于所述两个线性导体阵列之下，且所述两个阵列可由透明板或透明阵列支撑部件覆盖。盖、透明板或透明部件外部上的来自手指或触笔的压力致使第一阵列中的一个或一个以上线性导体与第二阵列中的一个或一个以上线性导体形成低电阻接触。此类对面板的触摸的位置可通过依序向一个阵列中的个别线性导体施加电信号且同时测量从另一阵列中的线性导体输出的输出电信号(例如电压或电流)来检测。触摸的位置接着由第一阵列中的耦合到电信号(即，电压或电流源)的特定线性导体以及第二阵列中的展现由所述两个阵列之间的低电阻接触引起的电压或电流电输出信号的线性导体指示。第二阵列中的线性导体中的电输出信号(即，电压或电流)可由传感器测量或检测，所述传感器提供输出作为值或将其与阈值进行比较以输出对触摸的数字指示。
在第二阵列中的线性导体上展现的所得输出电信号(即，电压或电流)可由供应得起的电路元件检测或测量，从而致使所述各种实施例比先前已知的多点触控触敏面板更供应得起。举例来说，比较器电路(例如，简单的反相器)可用以提供反映特定线性导体上是否出现电压或电流的数字输出。此类比较器或反相器电路可集成到供应得起的集成电路中。线性导体可使用众所周知的平版印刷制作方法以及其它已知的供应得起的制作方法来在阵列中配置。因此，导电性多点触控触摸板或触摸屏面板可比其它技术的多点触控面板更便宜。
导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的实施例在图1A中说明，图1A为面板1的一部分的电路/组件图。面板1包括两个导电线或电线阵列3a到3d、5a到5d，其相对于彼此以相交方式布置。举例来说，所述两个导电线或电线阵列3a到3d、5a到5d可布置为彼此大致垂直，使得第一阵列中的每一线性导体(例如，3a)以大致直角横越第二阵列中的导电线或电线(例如，5a到5d)，如图1A中所说明。如图2A到2C中更清楚地展示，所述两个导电线或电线阵列彼此电分离，直到面板的外表面被触摸为止，这可致使所述两个阵列中的每一者中的一个或一个以上导电线或电线形成电接触，如图3A到图3C中所展示。
所述两个阵列中的导电线或电线3a到3d、5a到5d可为任何导电材料，其可排成列阵、施加或嵌入于透明支撑板或部件内。导电线的实例包括导电氧化物化合物迹线或者金属或合金细线。导电线可电镀、溅镀或以其它方式沉积于支撑板或部件上或支撑板或部件中。供在触摸屏显示器中使用的优选导电材料的实例为氧化锡铟(“ITO”，其还称为锡掺杂氧化铟)，其在薄层中为透明且无色的。另一实例为铝掺杂氧化锌。ITO或铝掺杂氧化锌薄膜可通过电子束蒸发、物理气相沉积或多种溅镀沉积技术来沉积于透明板或部件上。导电电线的实例包括金属或合金(例如金、银、铜、铝等)或其它导电材料(例如碳纳米管)的细电线。电线可施加到盖(例如，可变形的塑料片)或者透明板或部件，或通过电子束蒸发、物理气相沉积或多种溅镀沉积技术来形成于盖、透明板或部件上。为了简化实施例和权利要求语言的描述，术语“线性导体”在本文中用以大体上指代导电线或电线。因此，对“线性导体”的参考涵盖导电线(例如，ITO线性膜)和电线。此外，对“线性导体”的参考不希望要求或暗示导电线或电线必须配置成直线。优选地，在触摸屏面板实施方案中，线性导体为透明或足够薄以免阻断或模糊下伏的显示器元件。
尽管图1A说明所述两个线性导体阵列彼此以直角定向，但所述两个阵列可以任何相交(即，非平行)定向布置。而且，尽管图1A展示所述两个线性导体阵列在图式平面内水平和垂直地定向，但所述两个阵列的方向和面板1自身的定向为任意的。为了简化对各种实施例的描述，本文中参考“水平”和“垂直”线性导体以及“行”和“列”。如所属领域的技术人员将了解，以下描述中的耦合到垂直(或列)线性导体的电路可改为耦合到水平(或行)线性导体且反之亦然，而不会改变各种实施例的性质和操作。因此，本文中对“水平”、“行”、“垂直”和“列”的参考仅出于说明性目的，且不应理解为暗示或要求在特定实施例内如此参考的线性导体限于水平或垂直定向。
尽管所述图式说明具有近似相等的线性导体间距密度(即，沿垂直于线性导体的线的每单位长度的线性导体的数目)的实施例，但这仅出于说明目的。其它实施例可采用具有不同间距密度的第一和第二线性导体阵列。举例来说，第二线性导体阵列5a到5d可包括比第一线性导体阵列3a到3d多的每单位长度的线性导体。此类实施例将提供具有较大水平敏感性的面板。而且，第一和第二阵列的线性导体间距密度可跨越面板的区域有所变化。举例来说，第一和第二阵列的间距密度可在每一阵列的中心附近比在边缘处大。此类实施例将提供具有在显示器的中心中比沿边缘大的敏感性的面板。
在图1A中所说明的实施例中，所施加的电信号可呈电压源(VDD)的形式，所述电压源例如通过开关11a到11d个别地连接到一个(例如，水平)阵列中的线性导体3a到3d中的每一者。耦合到接地的比较器电路7a到7d和电阻器9a到9d连接到另一(例如，垂直)阵列中的线性导体5a到5d中的每一者。通过如此布置，当一个阵列中的线性导体中的一者(例如，5b)与另一阵列中的线性导体(例如，3b)形成电接触时，在连接到所述一个接触线性导体(例如，3b)的开关(例如，11b)闭合时在电压源与比较器电路(例如，7b)之间形成电路。由于此接触的缘故，接触垂直线被上拉到VDD，而非接触垂直线经由弱电阻器9a到9d下拉到接地。耦合到接地的弱电阻器9a到9d确保比较器电路7a到7d当在所述两个阵列之间不存在电连接时感测到低电压或无电压。当一个阵列中的线性导体中的一者(例如，5b)与另一阵列中的线性导体(例如，3b)形成电接触时，比较器电路(例如，7b)感测到所施加的电压，且可在所施加的电压超过阈值的情况下输出信号(例如，“1”或“0”)。以此方式，可检测到两个阵列中的线性导体之间的接触。由于闭合的特定开关(例如，11b)和检测电压的比较器电路(例如，7b)是已知的，所以可将所述相交点确定为相关联线性导体(例如，3b与7b)之间的相交点。
尽管图1A(和其它图式)展示其中线性导体连接到电压源(VDD)(即，所施加的电信号为VDD)的实施例，但所属领域的技术人员将了解，可利用等效电路，其中所施加的电信号包含将线性导体连接到接地(GND)(其还可视为零电压源)。此实施例的实例在图1B中说明。在图1B中所说明的实施例中，列5a到5d可通过电阻器9a到9d上拉到VDD，而行导体3a到3d可选择性地连接到接地(所施加的电信号)，使得当面板被触摸时，接触列通过接触行短接到接地。由于此接触的缘故，接触垂直线被下拉到接地，而非接触垂直线经由弱电阻器9a到9d上拉到VDD。除了被切换的去往电压和接地的连接之外，图1B中所说明的此替代实施例的结构非常类似于图1A中所说明的结构。因此，本文中和权利要求书中对将导体连接到电压源的参考可包括将导体连接到接地(即，0电压源)。
尽管图1A和图1B说明将电压源耦合到一个阵列或另一阵列的实施例，但其它实施例可使用电流源作为所施加的电信号。图1C和图1D中说明两个替代实施例的实例。
在图1C中所说明的实施例中，强电流源213(所施加的电信号)经由开关311a到311d选择性地耦合到水平(举例来说)导电线3a到3d，而垂直(举例来说)导电线5a到5d耦合到弱电流宿209a到209d。在此实施例中，除了在面板触摸导致与耦合到强电流源213的水平导电线3a到3d电接触的情况下之外，垂直线由弱电流宿209a到209d下拉。比较器电路7a到7d可检测由于连接到强电流源213引起的电压或电流，且提供指示触摸位置的输出。
在图1D中所说明的实施例中，弱电流源215a到215d耦合到垂直(举例来说)导电线5a到5d，而水平(举例来说)导电线3a到3d经由开关411a到411d选择性地耦合到强电流宿217(所施加的电信号)。在此实施例中，除了在面板触摸导致与耦合到强电流宿217的水平导电线3a到3d电接触的情况下之外，垂直线5a到5d由弱电流源215a到215d上拉。比较器电路7a到7d可检测由于连接到强电流宿217引起的电压或电流，且提供指示触摸位置的输出。
尽管未说明，但另外实施例可采用图1A到1D中所说明的特征的组合。举例来说，实施例可在垂直(举例来说)线5a到5d由弱电流源215a到215d上拉时通过选择性地将水平(举例来说)线3a到3d短接到接地(所施加的电信号)来对其进行驱动。
在图1A到图1D中所说明的各种实施例中，比较器电路7a到7d可为可检测何时所施加的电压或电流超过阈值且当超过阈值时输出信号的任何电路。此类电路的简单实例为将输出作为施加到输入的信号的相反形式的数字信号(例如，当输入信号为“0”或低/无电压时输出“1”或正电压)的反相器。用于输出信号的比较器电路7a到7d阈值可设置为充分高于零或接地电压以防止假正读数但充分低于电压源VDD以确保检测到触摸的值。尤其是对于图1A中所说明的实施例来说，电压阈值应小于或等于当源电压(VDD)由下拉电阻器和来自电压源的电路径的电阻降低时所预期的电压。举例来说，电压阈值可使用等式1来设置：
Vth≤VDD·(Rpd/(Rpd+Rpanel+Rpin))等式1
其中：
Vth为阈值电压；
VDD为源电压；
Rpd为下拉电阻器的电阻；
Rpanel为通过面板的线性导体的电阻；且
Rpin为通过连接器引脚的电阻。
尽管上述电压阈值设置等式1适用于图1A中所说明的实施例，但其它实施例可同样利用类似准则。
两个阵列中的线性导体通常彼此电隔离，直到面板被触摸为止。这在图2A中说明，图2A展示触摸屏显示器实施例，其中一个线性导体阵列5a到5e耦合到第一透明板20(例如，盖玻璃)，且另一线性导体阵列3耦合到第二透明板，其中所述两个透明板20、22布置在面板1中以使得存在将所述两个线性导体阵列彼此电隔离的间隙24。透明板20、22可为玻璃、塑料或其它半刚性透明材料。为了形成触摸板用户输入装置或触摸屏显示器，将所述两个透明板20、22定位于图像产生元件(例如液晶显示器(LCD)元件14)上方。线性导体3、5a到5e为透明的或足够薄以免隐藏或模糊显示器元件14上所产生的图像。线性导体3、5a到5e可通过多种方法附接到透明板20、22，所述方法包括(例如)平版印刷工艺、粘合剂、溅镀和电镀。
图2B展示替代触摸屏显示器实施例，其中每一阵列嵌入于透明支撑部件26、28内。透明支撑部件26、28可为玻璃、塑料、聚氨酯或其它半刚性透明材料。在此实施例中，每一透明支撑部件26、28可向线性导体3、5a到5e提供横向支撑以帮助将其保持在合适位置。如同图2A中所说明的实施例，透明支撑部件26、28布置在面板1中，使得在其之间存在间隙24，所述间隙24将两个线性导体阵列彼此电隔离。而且，透明支撑部件26、28定位于图像产生元件(例如LCD显示器14)上方，进而形成触摸屏显示器面板。
图2C展示另一替代触摸屏显示器实施例，其包括定位于两个透明支撑部件26、28之间的非导电性分离器材料30。非导电性分离器材料30可为透明非导电性液体(例如硅酮)或压缩透明非导电性固体(例如多孔塑料)。非导电性分离器材料30可有助于在面板不被触摸时电隔离线性导体3、5a到5e。此实施例可通过减少透明支撑部件26、28或透明板20、22所需要的横向支撑物的量来简化面板的结构。尽管图2C展示非导电性分离器材料30横跨两个透明支撑部件26、28之间的整个区域，但非导电性分离器材料30可替代地提供于有限区域或点中，例如两个线性导体阵列3、5a到5e的相交点之间的小列或突起。
图3A说明图2A中所展示的实施例如何对手指32的触摸做出响应。由手指32、触笔或其它物体施加的压力致使透明板20变形。这使第二阵列中的一个或一个以上线性导体5e与第一阵列中的线性导体3电接触。因而，电流可在接触的线性导体3、5e之间流动，且其电压电平最终变得相等。然而，其它线性导体5a到5d保持与相对的线性导体阵列(图3A中不可见)电隔离。当移除手指压力时，透明板20弹回到图2A中所说明的配置中，进而打破两个线性导体3、5e之间的电连接。
类似地，图3B说明图2B中所展示的实施例如何对手指32按压做出响应。由手指32、触笔或其它物体施加的压力致使透明板20变形。这使一个或一个以上线性导体5e与相对的阵列中的线性导体3电接触。因而，电流可在接触的线性导体3、5e之间流动，且其电压电平最终变得相等。当移除手指压力时，透明支撑部件26弹回到图2B中所说明的配置中，进而打破两个线性导体3、5e之间的电连接。
图3C说明图2C中所展示的实施例如何对手指32按压做出响应。由手指32、触笔或其它物体施加的压力致使透明板20变形。此变形压缩非导电性分离器材料30或使其移位，从而允许一个或一个以上线性导体5e与相对的阵列中的线性导体3形成电接触。因而，电流可在接触的线性导体3、5e之间流动，且其电压电平最终变得相等。在实施例中，非导电性分离器材料30的压缩降低其电阻，进而允许电流在相对的线性导体3、5e之间流动，即使所述两个线性导体未形成物理接触也是如此。当移除手指压力时，来自非导电性分离器材料30力的弹性或液压压力有助于将透明支撑部件26、28推开，从而使板返回到图2C中所说明的配置且打破两个线性导体3、5e之间的电连接。
多点触控触摸板用户输入装置的实施例在结构上非常类似于在上文描述且在图2A到图3C中说明的结构，不同之处只是盖部件20或26和支撑板部件22、28不需要为透明的且不需要显示器元件14。在具有这些不同之处的情况下，上文参考图2A到图3C所作的描述也适用于触摸板用户输入装置实施例。
如上文所提及，窄线性导体3、5可使用许多众所周知的制造技术施加到透明板20、22的表面，所述技术例如为集成电路制造中所采用的光刻和掩蔽溅镀沉积方法。借助于实例，光敏抗蚀(“光致抗蚀剂”)层可例如通过使用旋转成形方法施加到透明板20。一旦光致抗蚀剂层已固化，便可将其暴露于穿过掩模照射的紫外光，所述掩模将光致抗蚀剂的暴露限于细光线。可接着借助溶剂移除光致抗蚀剂层的暴露线，进而暴露透明板20的表面。可接着使用化学气相沉积(CVD)、电子束蒸发、物理气相沉积(PVD)、离子束沉积、溅镀沉积或其它已知方法在透明板20的暴露部分上沉积导电材料，例如金属(例如，金、铜或银)、金属合金(例如，锡-铝)、金属氧化物(例如，氧化锡铟(ITO))或例如碳纳米管等其它导电材料。最后，可使用化学溶剂移除剩余的光致抗蚀剂层，从而导致透明板20具有附着到表面的薄线性导体3、5，如图2A中所说明。
作为另一实例制作方法，可穿过丝网或掩模使用溅镀沉积将窄线性导体3、5施加到透明板20、22的表面，所述丝网或掩模将导电材料(例如，ITO)的沉积限于窄线或薄膜。
以类似方式，可使用光刻方法在如图2B中所说明的透明支撑部件26、28内沉积或嵌入线性导体3、5。举例来说，可将光致抗蚀剂层施加到透明支撑部件26并使其固化，之后将其暴露到穿过掩模照射的紫外光。如上文所描述，掩模将光致抗蚀剂的暴露限于细平行线。可借助溶剂移除光致抗蚀剂层的暴露部分以暴露透明支撑部件26的下伏表面。可接着将透明支撑部件26暴露到蚀刻溶剂，其移除所暴露的透明支撑部件26的一部分。透明支撑部件26的由剩余光致抗蚀剂覆盖的部分被保护以免受蚀刻。因而，在透明支撑部件26中沿穿过掩模暴露到紫外光的每一条线形成沟道。可使用如上文所描述的CVD、PVD、电子束蒸发、离子束沉积、溅镀沉积或其它方法用导电材料(例如金属、金属合金或金属氧化物)填充这些沟道。最后，可使用化学溶剂移除剩余光致抗蚀剂层，以显露具有嵌入于表面内的薄线性导体3、5的透明支撑部件26，如图2B中所说明。
可使用计算机显示器技术中已知的多种结构方法将透明板20、22和透明支撑部件26、28定位为彼此紧密靠近。举例来说，可将透明板20、22或透明支撑部件26、28的边缘保持在经配置以将所述板或部件固持于适当位置的刚性框架中。作为另一实例，可在所述板或部件之间跨越面板的区域在各种点处包括间隔物以保持所要间隙24。作为又一实例，可使用边缘保持和间隔物两者来维持透明板20、22或透明支撑部件26、28之间的所要间隙24。
尽管图1A到图1D和其它图式展示导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的一部分包括四个水平线性导体3a到3b和四个垂直线性导体5a到5b，但产品面板可包括非常大量的导电线。另外，如下文参看图9更全面描述，可并排定位多个导电性多点触控触摸板或触摸屏面板以创建较大面板。
图4A到图4D说明用于读出导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的实施例上的触摸位置的实施例过程，其中将电压连接到水平线3a到3d且比较器读出列，这类似于图1A中所说明的实施例。图4A到图4D中所说明的实施例仅提供作为替代读出过程的一个实例。可实施类似的顺序扫描技术以读出如图1B到图1D中所说明的实施例配置的多点触控触摸板或触摸屏面板上的触摸位置。在图4A到图4D中所说明的实施例中，使用单个比较器电路7来检测当由水平与垂直线性导体3、5之间的接触形成去往电压源的电路径时将产生的电压。可在一系列步骤中完成此读出，如图4A到图4D中所说明。在图4A中所说明的第一步骤中，将电压源VDD施加到第一水平线性导体3a(例如通过闭合图1中所说明的开关11a)，而将比较器电路7和下拉电阻器/接地电路9连接到第一垂直线性导体5a。在图4A中所说明的步骤中，其它水平线性导体3b到3c不连接到任何电压源，而是保留处于高阻抗(“Hi-Z”)状态。比较器电路7可为处于面板1内、处于单独电路元件内或处于耦合到垂直线性导体5a到5d中的每一者的面板控制器集成电路(IC)内所包括的电路元件内的电路。举例来说，比较器电路7可为处于面板控制器IC内的电平检测器。连接于比较器电路7与接地之间的电阻器9确保所连接的垂直线性导体5a被下拉到接近零伏，除了当由于与被激励的水平线性导体3a接触而存在去往电压源VDD的电连接时之外。
比较器电路7(或控制器IC内部的电平检测器)依序连接到每一垂直线性导体5a到5d以确定线性导体处于VDD还是接地(“gnd”)电压电平。举例来说，如果比较器电路7确定垂直线性导体5a处于高电压状态(即，处于或接近VDD)，那么这指示在第一水平线性导体3a与第一垂直线性导体5a之间存在电接触。因此，图4A中的比较器电路所感测到的高电压将指示面板1正在线性导体3a与5a的相交点处或其附近被触摸。类似地，图4A中的比较器电路所感测到的低电压将指示面板1未在线性导体3a与5a的相交点处或其附近未被触摸。高或低电压的读出可被指示或处理为“1”或“0”值。
在图4B中所说明的下一步骤中，将比较器电路7连接到下一垂直线性导体5b以确定所述线性导体处于高(VDD)还是低(“gnd”)电压。再次，比较器电路7检测到高电压将指示线性导体3a与5b的相交点处的电接触(且因此面板接触)，而检测到低/无电压将指示在相交点处无电连接(且因此无接触)。以类似方式，针对面板1中的其它线性导体中的每一者重复将比较器电路7连接到垂直线性导体且确定其电压电平的步骤，如图4C和图4D中所说明。
一旦面板内的所有垂直线性导体5a到5d均已由比较器电路7测量，便将电压源连接到下一水平线性导体3b并将其与第一线性导体3a断开。重复个别地确定垂直线性导体5a到5d中的每一者上的电压电平的步骤以确定任何垂直线性导体是否处于与水平线性导体3b电连接。
此过程继续进行，直到所有水平线性导体3a到3d均已被激励且所有垂直线性导体5a到5d均已由比较器电路7感测为止。当多个导电性多点触控触摸板或触摸屏面板被组合为如图9中所说明的较大合成面板时，可跨越所有所包括的面板并行地进行对线性导体3、5的顺序读取。
可使用任何已知类型的比较器电路来检测垂直导电线性导体5a到5d上的电压存在。在实施例中，简单的反相器电路可用作比较器电路7。
在替代实施例中，每一垂直线性导体5a到5d可例如以图1A和图5A中所说明的方式耦合到专用比较器电路7a到7b和下拉电阻电阻器电路9a到9d。反相器为可在集成电路内实施的相对较便宜且简单的电路。因此，导电性多点触控触摸板或触摸屏面板可经配置有如图1中所说明的连接到每一垂直连接性线性导体5a到5d的反相器，而非如图4A到图4D中所说明使用依序连接到每一垂直线性导体的单个较复杂比较器电路7。在此实施例中，每一比较器电路7a到7d可提供近似连续输出，其指示任何垂直线性导体是否连接到耦合到电压源的水平线性导体。
图5A到图5C中说明用于读出图1A中所说明的面板实施例的触摸位置的实例过程。用于读出图1B到图1D中所说明的面板实施例的触摸位置的过程在概念上非常类似。在图5A到图5C中，两个实例手指触摸由虚线圈40、41指示。在第一步骤中，例如通过闭合开关11a来将电压源VDD连接到第一水平线性导体3a。与被激励的水平线性导体电接触的任何垂直线性导体5a到5d将展现接近源VDD的电压的电压，其可由所附接的比较器电路7a到7d检测。在图5A中，已通过闭合所连接的开关11a来将电压源VDD连接到第一水平线性导体3a。水平线性导体3a与垂直线性导体5b的相交点处的手指触摸40致使所述两个线性导体形成电接触，这允许电流从电压源VDD流动到反相器7b，其中其可被感测为正电压或“1”信号。作为响应，反相器7b输出相反的数字值，即“0”信号或零电压。由于其它垂直线性导体5a、5c、5d不被触摸，且因此不与被激励的水平线性导体3a电接触，所以其归因于各自耦合到接地的所连接下拉电阻器9a、9c、9d而展现近似接地电压(即，大致0电压)。因而，连接到其它垂直线性导体5a、5c、5d的比较器7a、7c、7d感测到零电压或“0”信号。作为响应，反相器7a、7c、7d输出相反的数字值，即“1”信号或近似VDD电压。因此，如图5A中所说明，当电压源VDD连接到第一水平线性导体3a时，位置40处的触摸将导致导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的反相器7a到7d输出数字值“1011…”。接着容易地由处理器或状态机基于知道水平线性导体3a到3d中的哪一者连接到电压源和来自耦合到垂直线性导体5a到5d的反相器7a到7d的数字输出来确定手指触摸40的位置。
读取过程接着通过例如经由断开开关11a将电压源从第一水平导电线性导体3a断开且例如经由闭合开关11b将电压源连接到下一水平线性导体3b来进行。在图5B中所说明的实例中，在第二水平线性导体3b与垂直线性导体5a到5d中的任一者之间的相交点处不存在手指触摸。因此，所有垂直线性导体5a到5d归因于所连接的下拉电阻器9a到9d而处于或接近接地电压，其由相应反相器7a到7d感测为“0”信号。反相器7a到7d输出相反的数字值“1”，从而产生面板数字输出值“1111…”，如图5B中所展示。
读取过程通过例如经由断开开关11b将电压源从第二水平导电线性导体3b断开且例如经由闭合开关11c将电压源连接到下一水平线性导体3c来进一步进行。在图5C中所说明的实例中，在第三水平线性导体3b与第三垂直线性导体5c之间的相交点处存在手指触摸41。因此，由第三水平线性导体3b与第三垂直线性导体5c之间所引发的电接触建立的电路将使第三垂直线性导体5c升高到近似VDD，其由所连接的反相器7c感测为“1”信号。同时，其它垂直线性导体5a、5b、5d保持处于或接近接地电压，其由相应反相器7a、7b、7d感测为“0”信号。反相器7a到7d输出与输入的数字值相反的数字值，从而产生面板数字输出值“1101…”，如图5C中所展示。因此，可基于连接到垂直线性导体5a到5d的反相器7a到7d的数字输出值结合关于当接收到那些输出时被激励的特定水平线性导体3b的信息来确定手指触摸41的位置。
为了确定导电性多点触控触摸板或触摸屏面板上的手指触摸的位置，可依序将水平线性导体3a到3d中的每一者连接到电压源VDD，同时接收耦合到垂直线性导体5a到5d的反相器7a到7d的数字输出。以此方式，通过快速地循环通过将水平线性导体中的每一者连接到电压源的序列，可每秒若干次读出导电性多点触控触摸板或触摸屏面板以检测手指触摸跨越面板的移动。
在图6A中所说明的此实施例的实施方案中，个别开关11a到11d可用多路复用器电路50替换，所述多路复用器电路50耦合于电压源52与水平线性导体3a到3d之间。如电子技术中众所周知的，多路复用器电路50可经配置以依序将其输出(其连接到水平线性导体3a到3d)中的每一者连接到其输入(其连接到VDD)。以类似方式，多路复用器电路50可耦合于接地53与水平线性导体3a到3d之间，其中经由弱电阻器9a到9d施加电压源VDD，如图6B中所说明。在这些实施例中，可基于反相器7a到7d数字输出结合每一读出的时间来确定对面板的手指触摸的位置，其中读出时间与多路复用器切换顺序和频率相关。
在图6C和图6D中所说明的此实施例的又一实施方案中，多路复用器电路60可用以依序将单个比较器电路62连接到每一垂直线性导体5a到5d。在这些实施例中，来自面板的数字输出由单个比较器电路62提供为一序列数字值(即，呈连续输出的形式)。除了单个比较器电路62所提供的输出的连续性质之外，以非常类似于上文参看图5A到5C所描述的方式的方式确定对面板的手指触摸的位置。
类似于图6A到图6D中所说明的施加电压源的面板实施例，多路复用器电路还可与如图6E到图6H中所说明的施加电流源的面板实施例一起实施。在图6E中，多路复用器电路50耦合于强电流源213与水平导电线3a到3d之间，而垂直导电线5a到5d中的每一者耦合到弱电流宿209a到209d和比较器电路7a到7d。在图6F中，多路复用器电路60耦合于单个比较器电路62与各自耦合到弱电流宿209a到209d的垂直导电线5a到5d之间，而水平导电线3a到3d经由开关311a到311d选择性地耦合到强电流源213。在图6G中，多路复用器电路50耦合于强电流宿215与水平导电线3a到3d之间，而垂直导电线5a到5d中的每一者耦合到弱电流源215a到215d和比较器电路7a到7d。在图6H中，多路复用器电路60耦合于单个比较器电路62与各自耦合到弱电流源215a到215d的垂直导电线5a到5d之间，而水平导电线3a到3d经由开关411a到411d选择性地耦合到强电流宿217。
在图7A中所说明的此实施例的再一实施方案中，第一多路复用器电路50耦合于电压源52与水平线性导体3a到3d之间，且第二多路复用器电路60耦合于单个比较器电路62与各自经由弱电阻器9a到9d耦合到接地的垂直线性导体5a到5d中的每一者之间。在此实施例中，第一多路复用器电路50的切换频率经配置为慢于第二多路复用器电路60的切换频率，使得垂直线性导体5a到5d中的每一者可由比较器电路62感测，之后通过第一多路复用器电路50将下一水平线性导体3a到3d连接到电压源。来自图7A中所说明的面板的数字输出由单个比较器电路62提供作为一序列数字值(例如，作为连续输出)。在此实施例中，可基于面板的连续数字输出结合可与第一多路复用器的切换顺序和频率相关的读取时间来确定对面板的手指触摸的位置。
以类似方式，多路复用器电路50、60可与图1B到图1D中所说明的替代实施例一起实施。举例来说，图7B说明其中第一多路复用器电路50耦合于接地53与水平线性导体3a到3d之间且第二多路复用器电路60耦合于单个比较器电路62与各自经由弱电阻器9a到9d耦合到电压源VDD的垂直线性导体5a到5d之间的实施例。作为另一实例，图7C说明其中第一多路复用器电路50耦合于强电流源213与水平线性导体3a到3d之间且第二多路复用器电路60耦合于单个比较器电路62与各自耦合到弱电流宿209a到209d的垂直线性导体5a到5d之间的实施例。作为另一实例，图7D说明其中第一多路复用器电路50耦合于强电流宿217与水平线性导体3a到3d之间且第二多路复用器电路60耦合于单个比较器电路62与各自耦合到弱电流源215a到215d的垂直线性导体5a到5d之间的实施例。
尽管图5A到图5C展示每一手指触摸40、41包含单个线性导体相交点，但可使两个线性导体阵列的间距密度更精细，使得手指触摸可包含多个相交点。举例来说，图8说明导电性多点触控触摸板或触摸屏面板具有某一线性导体间距密度以使得单个手指触摸80激活四个(或四个以上)相交点。如图8说明，触摸80使两个垂直线性导体5b和5c与水平线性导体3b和3c形成电接触。因此，当电压源连接到第二水平线性导体3b(如图8中所展示)或3c时，由连接到两个垂直线性导体5b、5c的反相器7b、7c来感测电压。因而，当第二和第三线性导体3b、3c被激励时，来自面板的输出将为“1001…”。这些输出可由所附接的处理器或面板控制器处理以识别所接触的线性导体相交点的中心点。可通过在所述阵列中的一者或两者中使用精细的线性导体间距密度来增加导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的敏感性和准确性，因为精细间距可消除触摸可能落在相交点之间的区域内的可能性。而且，使用精细的线性导体间距密度可使得导电性多点触控触摸板或触摸屏面板能够测量触摸所施加的力的量，因为较多所施加的力将造成面板的较大变形，且因此致使较多相交点形成电接触。用以连同触摸位置一起确定所施加的力的能力可使得能够开发出较直观的触摸板或触摸屏用户接口。
如上文所提及，导电性多点触控触摸板或触摸屏面板可包括较大数目的水平和垂直线性导体以便横越较大区域。此实施方案可简单地通过跨越大面板复制图式中所说明的结构来完成。而且，多个导电性多点触控触摸板或触摸屏面板可并排铺设或以其它方式分组在一起以形成较大合成面板，例如图9中所说明。在图9中所展示的实例中四个导电性多点触控触摸板或触摸屏面板1a到1d并排定位，然而，可组合任何数目的面板以创建几乎任何大小的触摸板或触摸屏面板。在此类多面板实施例中，基于被触摸的特定子面板上的触摸位置结合所述子面板在合成面板内的位置来确定手指触摸的位置。
用于从导电性多点触控触摸板或触摸屏面板读出触摸位置信息的实例方法在图10A到图10D中所展示的过程流程图中说明。所述读出过程可作为连续循环进行，其可由专用控制器或处理器或由装置处理器完成。作为图1A中所说明的实施例中的第一步骤，可将电压源(VDD)耦合到第一水平线性导体(图10中称为“行1”)(步骤100)，随后从耦合到垂直线性导体的比较器电路读出输出(步骤102)。跨越面板重复此过程，依序将电压源耦合到下一水平线性导体(步骤104)，随后读出列值(步骤106)，直到已将最后一个水平线性导体耦合到电压源(步骤108)且已读出列值(步骤110)为止。此时，过程可通过返回到步骤100以激励第一水平线性导体来迅速重复。任选地，过程可延迟较短时间以等待主处理器读出或处理扫描结果，之后返回到步骤100以激励第一水平线性导体。只要面板经激励且配置以接收用户输入，此过程就继续进行。归因于此过程的重复性质，其可在电路中、在电路与软件的组合(例如，经编程的门阵列)中或在软件中(例如在接口的软件配置中)实施。
用于在图1B到图1D中所说明的实施例上读出触摸位置的过程可以类似方式来执行。举例来说，对于图1B中所说明的实施例来说，所述过程可如图10B中所说明来进行。此过程类似于上文参看图10A所描述的过程，不同之处只是依序将接地施加到每一行(步骤100′、104′和108′)。作为另一实例，对于图1C中所说明的实施例来说，过程可如图10C中所说明来进行。此过程类似于上文参看图10A所描述的过程，不同之处只是依序将强电流源施加到每一行(步骤100″、104″和108″)。作为另一实例，对于图1C中所说明的实施例来说，过程可如图10C中所说明来进行。此过程类似于上文参看图10A所描述的过程，不同之处只是依序将强电流宿施加到每一行(步骤100″′、104″′和108″′)。
图11说明用于从导电性多点触控触摸板或触摸屏面板实施例读出触摸位置信息的实例过程，其以连续方式读取垂直线性导体5a到5d，例如上文参看图4A到4D、图6C、图6D、图6F、图6H和图7A到图7D所描述。当将电压源(VDD)(在图6C或图7A中所说明的实施例的情况下)耦合到第一水平线性导体(步骤100)时，读出垂直线性导体的电压(步骤102)，其是通过实施子例程过程112来进行，所述子例程过程112将比较器电路连接到第一列且接收输出数字值(步骤114)。列读取子例程112通过依序将比较器电路连接到每一垂直线性导体且接收数字输出(步骤116)来继续进行，直到连接并读取最后一个垂直线性导体(步骤118)为止。当子例程过程112完成时，处理返回到主例程，其中将电压施加到下一水平线性导体(步骤104)，之后再次调用子例程112(步骤106)。此过程继续进行，直到已将最后一个水平线性导体耦合到电压源(步骤108)且通过执行读出子例程112来读出列值(步骤110)为止。此时，过程可通过返回到步骤100以激励第一水平线性导体来迅速重复。任选地，过程可延迟较短时间以等待主处理器读出或处理扫描结果，之后返回到步骤100以激励第一水平线性导体。此子例程过程112可对于图1B到图1D中所说明的实施例以类似方式实施，其中以如上文参看图10A所描述的类似方式与图10B到图10D中所说明的方法交互。如同上文参看图10A到图10D所描述的实施例，读出过程和/或子例程112可在电路中、在电路与软件的组合(例如，经编程的门阵列)中或在软件中(例如在接口的软件配置中)实施。
在实施例中，耦合于水平线性导体3a到3d与电压源VDD或接地、电流源213或强电流宿217之间的开关11a到11d可呈逻辑开关的形式，如图12中所说明。举例来说，开关11a到11d可为通常断开的晶体管122，其中其输入耦合到电压源VDD或接地、电流源213或强电流宿217，其输出耦合到水平线性导体3i，且其栅极耦合到数字输入。在将P沟道MOSFET展示为开关的所说明实例实施例中，通过将“0”施加到栅极来将电压施加到水平线性导体3i，这是由于在所说明的电路中逻辑被反转。如所属领域的技术人员将了解，替代地，在不脱离本发明的精神的情况下，逻辑开关可为N沟道MOSFET，所以通过施加正电压或“1”来闭合开关。此实施例可简化阵列的制作和控制，因为每一行可与唯一地址值相关联。举例来说，施加到例如图12中所说明的晶体管112的阵列的读取地址“1101…”将闭合耦合到第三水平线性导体3c的选通晶体管112，进而使得能够读出与所述特定水平线性导体接触的垂直线性导体。此实施例可简化确定触摸位置所需要的处理，因为可由所施加的水平读取地址和相关联的垂直读出值的组合来确定触摸位置。举例来说，如果在第三水平线性导体3c与第三垂直线性导体5c的相交点处接收到触摸41(如图5A到图5C中所说明)，那么可例如以偶联体或向量的形式由“1101…”输入地址和“1101…”输出值界定触摸位置。
图13说明用于从实施图12中所说明的实施例的导电性多点触控触摸板或触摸屏面板读出触摸位置信息的实例过程。如同上文所描述的过程，读出过程可作为连续循环进行，其可由专用控制器或处理器、装置处理器或与面板相关联的集成电路的一部分完成。作为第一步骤，将读取地址施加到耦合于电压源(VDD)与水平线性导体之间的通常断开的晶体管的栅极，所述读取地址在第一数字位置中包括“0”值(或对于不同类型的开关晶体管来说为“1”)(步骤130)。在将地址值施加到晶体管栅极的情况下，读出来自耦合到垂直线性导体的比较器电路的输出(步骤102)。如上文参看图10和图11所描述，垂直线性导体读出可并行地(如上文参看图10所描述)或连续地(如上文参看图11所描述)完成。可通过施加在与待询问的水平线性导体相关联的位置中包括“0”(或对于不同类型的开关晶体管来说为“1”)的地址来激励后续水平线性导体(步骤132)，之后读出垂直线性导体(步骤106)。此寻址和读取过程继续进行，直到用“0”(或对于不同类型的开关晶体管来说为“1”)寻址最后一个水平线性导体(步骤134)且读出列值(步骤110)为止。此时，过程可通过返回到步骤130以施加将激励第一水平线性导体的读取地址来迅速重复。只要面板经激励且配置以接收用户输入，此过程就继续进行。
尽管图12和相关联的描述展示使用通常断开的P沟道MOSFET晶体管122，但可使用其它数字逻辑电路，包括通常断开的N沟道MOSFET晶体管(其可用“1”输入值来激活)、触发器电路(其可通过施加“1”值来从断开切换到闭合或从闭合切换到断开)和类似逻辑电路。另外，如上文所提及，面板电路可经配置以使得水平导体连接到接地而非VDD(见上文参看图1B的论述)。而且，水平导体可以切换方式连接到电流源而非电压源或接地。
上文参看图12和图13所描述的实施例使得能够以多种方式读取导电性多点触控触摸板或触摸屏面板。上文参看图13所描述的读取过程涉及依序将电压施加到水平线性导体中的每一者。然而，还可通过将恰当读取地址施加到面板来以任何顺序(包括随机顺序)激励水平线性导体。举例来说，当检测到触摸时，可通过施加恰当读取地址来优先读取触摸附近的水平线性导体(例如，触摸的任一侧上的一个或两个线性导体)，以便更好地跟踪触摸的任何移动。举例来说，当在特定水平线性导体上检测到触摸时，可快速寻址位于所述导体上方和下方的水平线性导体多次，之后完成对所有水平线性导体的扫描。以此方式，可准确地跟踪手指跨越面板的快速移动，这是由于触摸附近的水平线性导体比远离触摸的线性导体更频繁地被寻址。
当在某些配置中向面板施加三个触摸时，多点触控触摸板或触摸屏面板可易受由次要电路径产生的错误读数。图14说明可能在导电性多点触控触摸板或触摸屏面板中经历的次要电路径问题。在三个手指如图14中所示在位置40、42和44处触摸面板的情形中，由所述触摸建立的水平与垂直导电线和电线之间的电连接使得电流和电压能够以产生第四“幻影”触摸46指示的方式流动。具体地说，可沿以虚线指示的次要路径140从水平线性导体3c到垂直线性导体5b到水平线性导体3a到垂直线性导体5c引导电压，其中电压由相关联的比较器电路7c检测。因而，当电压连接到水平线性导体3c时从比较器电路7c输出触摸读出“0”，即使在所述水平线性导体3c与垂直线性导体5c之间不存在连接(即，在所述水平线性导体3c和垂直线性导体5c处不存在触摸)。类似幻影触摸指示可在呈直角三角形的图案的三个地方触摸单个面板(如果水平和垂直导体经配置为彼此垂直)的任何时候产生，其中第四“幻影”触摸与所述三个真实触摸形成矩形。
当在三个地方触摸面板时由次要电路径造成的幻影指示的问题可通过多种途径来减到最小。在图15A和图15B中所说明的第一途径中，屏幕上可能被同时触摸的图标200可经战略性地放置以便避免其中在三个地方触摸单个面板的情况下所述触摸不会形成直角三角形的情形。举例来说，如果键200“Alt”、“Ctrl”和“Del”如图15A中所说明定位在线性导体阵列上方，那么当这三个键被同时按压(这在许多基于PC的操作系统和应用程序中为常见的)时，也将会检测到幻影205。此幻影205将使得处理器难以辨认此常见按键事件。通过如图15B中所说明将键200中的至少一者移动到其它键的轴外的位置，同时按压“Alt”、“Ctrl”和“Del”将不会导致所连接的线性导体形成直角三角形，所以此按键事件不会形成幻影。在替代途径中，在如图9所说明的包括多个导电性多点触控触摸板或触摸屏面板的实施方案中，触摸屏显示器中可同时被触摸或操纵的图标可经定位以使得其落在单独子面板1a到1d内。
对由次要电路径造成的幻影指示问题的第二种潜在解决方案由图16中所说明的另一实施例导电性多点触控触摸板或触摸屏面板提供。此实施例采用可测量存在于垂直线性导体5a到5d上的电压或电流电平的电压或电流传感器12a到12d。不同于可仅提供简单数字输出的比较器电路7，此类电压或电流传感器12a到12d提供随所测量的电压或电流电平变化的输出。在一个实施例中，模/数转换器电路12a到12d耦合到每一垂直线性导体5a到5d。模/数转换器电路12a到12d经配置以输出对应于所测量的电压或电流值的值。
图16中所说明的实施例可通过基于从AD转换器12a到12d输出的值辨别幻影读数来解决由次要电路径造成的幻影指示问题。由于水平和垂直线性导体3、5固有地具有一定程度的电阻，所以对流动穿过直接和次要电路径的电流的电阻量取决于电流路径的长度和数目。在面板上存在形成直角三角形的四个触摸的情形中，在耦合到一个垂直导电线的传感器与耦合到水平导电路径的电压或电流源之间建立两个电流路径，进而提供比当在幻影情形中发生的存在单个路径时少的电阻。因此，幻影指示将具有比实际指示(即，四点触控)低的电压或电流输出，这是可用以辨别实际与幻影触摸指示的差异。此差异在下文中参看图17A到图17E来解释，其说明穿过在三个或四个位置中被触摸的面板的直接和次要电路径。
参看图17A，如果在三个位置40、42、44中触摸面板，那么当将电压施加到第三水平线性导体3c时，电流将直接流动到耦合到第二垂直线性导体5b的A/D转换器12b，如实线箭头140所展示。因而，A/D转换器12b将输出电压或电流值(I0/V0)。而且，次要电路径141将流动穿过触摸40处的连接到达第一水平线性导体3a并经由触摸42处的连接到达第三垂直线性导体5c，且穿过其到达所连接的A/D转换器12c。由于次要电路径141的缘故，A/D转换器12c将输出电压或电流值(I1/V1)，其反映所述电路径141上的电阻。来自A/D转换器12c的此输出可被解释为位置46处的触摸，其在图17A中所展示的实例中将为幻影指示。可通过测量A/D转换器12c的输出值来辨别此类幻影指示与真实触摸指示，如图17B所展示的实例中所说明。在四点触控情形中，电流将经由两个路径141和142流动到A/D转换器12c。具体地说，电流将经由从水平线性导体3c到垂直线性导体5c的直接路径142以及经由从水平线性导体3c到垂直线性导体5b到水平线性导体3a到垂直线性导体5c的间接路径141流动。由于这些并行电流路径的缘故，电压源与A/D转换器12c之间的有效电阻将会小于图17A所展示的将会在三点触控情形中存在的次要路径141的电阻。因而，针对实际触摸48的来自A/D转换器12c的电压或电流输出值(I2/V2)将约为与幻影指示46相关联的输出的两倍。由A/D转换器12c提供的输出电平的此差异可用以辨别真实(即，四点触控)与幻影(即，三点触控)指示。
在单个面板内存在四个实际触摸(即，并非三个实际触摸和一个幻影触摸指示)的情形中，还将存在所有触摸指示中所涉及的次要电流路径。这在图17C和图17D中说明。参看图17C，来自连接到第二垂直线性导体12b的A/D转换器12b的输出(I3/V3)将归因于并行直接导电路径140与次要导电路径145的组合而比在三点触控情形(如图17A中所说明)中大。这是因为次要导电路径145减少了呈现给流动到A/D转换器12b的电流的有效电阻。类似地，当如图17D中所展示将电压源耦合到第一水平线性导体3a时，来自连接到第三垂直线性导体12c的A/D转换器12的输出(I4/V4)将归因于并行直接导电路径144与次要导电路径146的组合而比在三点触控情形(如图17A中所说明)中大。最后，当第一水平线性导体3a被激励时，因为不存在次要导电路径，三点接触将导致来自连接到第三垂直线性导体12c的A/D转换器12c的不同输出(I5/V5)，如图17E所说明。
图16到图17E中所说明的实施例的用以辨别真实与幻影触摸指示的能力可通过改变各种水平或垂直线性导体3、5中的线性电阻来增强。如果各种水平或垂直线性导体的每单位长度的电阻为不同的，那么可更容易地辨别直接导电路径与次要导电路径。而且，可针对单个触摸记录针对行与列的每一相交点的来自A/D转换器12的电压或电流输出并将其存储作为阈值或比较值。举例来说，来自A/D转换器12的小于单触摸值的电压或电流输出可被解释为幻影指示，而等于或大于单触摸值的输出可被解释为真实指示。
在图18的过程流程图中说明用于使用可由图16到图17E中所说明的实施例测量的来自A/D转换器12(或其它类型的电压或电流电平感测电路)的输出的差异来辨别幻影指示与真实触摸的实例方法。在面板读取过程中，可将电压源耦合到第一水平线性导体(“行1”)(步骤100)，随后从连接到垂直线性导体5中的每一者的A/D转换器12读出电压或电流值(步骤170)。如果如图16中所展示存在连接到每一垂直线性导体的A/D转换器，那么可并行地读出A/D转换器12。或者，如果单个A/D转换器例如如图6B中所展示通过多路复用器电路60依序连接到垂直线性导体，那么可连续读出A/D转换器12。接着依序将电压源耦合到水平线性导体中的每一者，且获得来自连接到垂直线性导体5中的每一者的A/D转换器12的电压或电流值输出，其中此过程继续进行，直到将电压施加到面板中的最后一个水平线性导体(步骤108)且获得电压或电流值输出(步骤171)为止。此时，可检查所获得的电压或电流值输出以确定所述读数是否指示对面板的两个以上触摸(测试172)。如果指示仅两个或两个以下触摸(即，测试172＝“否”)，那么不存在幻影指示的问题，所以可读出行和列指示以确定触摸位置(步骤178)，其方式类似于上文参看图10和图11所论述的方式。一旦所有水平线性导体均已被激励，那么过程可通过返回到步骤100来重复。
如果所获得的电压或电流输出指示对面板的两个以上触摸(即，测试172＝“是”)，那么可将单个列内指示触摸的所获得电压或电流输出进行比较以辨别真实与幻影触摸指示(步骤174)。此步骤可涉及将所获得的电压或电流值彼此进行比较或与阈值进行比较以用与上文参看图17A到图17E所描述的方式类似的方式识别真实指示。使用所述比较的结果，可校正面板输出以消除所检测到的幻影指示(步骤176)。接着，可从面板输出经校正的行和列位置读数(步骤178)，之后返回到步骤100以重复触摸检测和读出过程。此时还可将经校正的行和列位置读数转换为数字格式，以减少提供给装置处理器的数据量。
应了解，沿电流路径的电阻还包括位于水平与垂直导电线之间的接触点处的电阻，其可对触摸压力敏感。在使用由展现接触点电阻的较大可变性的材料制成的导电线的实施方案中，此类接触电阻可压倒三点与四点触控之间的差异路径电阻，从而致使此方法不可靠或不可实行。
读出导电性多点触控触敏面板上的触摸位置的过程可由耦合到开关11或多路复用器50和比较器电路7或比例电传感器(例如，A/D转换器电路)12的状态机控制。状态机可使垂直线性导体读出与到电压源的水平线性导体连接相关。此类状态机可实施为单独电路，例如集成电路或可编程门阵列，或实施为触摸屏面板的一部分。
图19为实施导电性多点触控触敏面板的实施例计算系统的组件框图。在此实施例中，导电性多点触控触敏面板180经由图形模块188(例如，图形卡)和读出电路183耦合到处理器181。在此实施例中，待在导电性多点触控触敏面板上呈现的显示图形从处理器181输出到图形模块188，所述图形模块188将电信号输出到导电性多点触控触敏面板180。触摸检测和位置经由读出电路183从面板180输出到处理器181。取决于面板实施例，来自面板的输出可为由状态机183内的电路感测的电值(例如在上文参看图4A到4D、图6B和图7所描述的实施例中)，或来自耦合到垂直线性导体5的传感器的并行或串行输出。读出电路183可接着向处理器181提供信号，所述信号指示触摸位置或提供足以使得处理器181能够确定触摸位置的信息。
尽管图19将读出电路183和图形模块188展示为单独电路或电路模块，但那些电路元件可并入在导电性多点触控触敏面板180或处理器181内。举例来说，图20展示其中读出电路183并入在导电性多点触控触敏面板180内且图形模块188为处理器181电子元件或软件的一部分的实施例。在此实施例中，导电性多点触控触敏面板180直接从处理器181接收显示图形信号且经由其嵌入式读出电路183直接将触摸位置信息提供给处理器181。
上文所描述的实施例可在多种便携式计算装置中的任一者上实施，所述便携式计算装置例如为蜂窝式电话、具有蜂窝式电话和/或WIFI收发器的个人数据助理(PDA)、移动电子邮件接收器、移动网络接入装置以及可在将来开发的连接到一个或一个以上数据通信链路的其它装配有处理器的装置。通常，此类便携式计算装置将共同具有图21中所说明的组件。举例来说，便携式计算装置200可包括处理器181，其经由状态机183(其可为显示器180的一部分)耦合到内部存储器182和多点触控显示器180。另外，便携式计算装置200可具有用于发送和接收电磁辐射的天线184，其连接到无线数据链路和/或耦合到处理器181的蜂窝式电话收发器185。便携式计算装置180还通常包括小键盘186或小型键盘和菜单选择按钮或摇杆开关187以用于接收用户输入。
处理器181可为任何可编程微处理器、微型计算机或多处理器芯片，其可由软件指令(应用程序)配置以执行多种功能，其中包括上文所描述的各种实施例的功能。在一些便携式计算装置200中，可提供多个处理器181，例如一个处理器专用于与多点触控显示器180介接并控制所述显示器，且一个处理器专用于运行其它应用程序。通常，软件应用程序可存储在内部存储器182中，之后其被存取且加载到处理器181中。在一些便携式计算装置200中，处理器181可包含足以存储应用程序软件指令的内部存储器。出于本描述的目的，术语“存储器”指代可由处理器181存取的所有存储器，包括内部存储器182和处理器181本身内的存储器。在许多便携式计算装置200中，存储器182可为易失性或非易失性存储器(例如快闪存储器)或两者的混合。
用以实施前述实施例的硬件可为经配置以执行指令集的处理元件和存储器元件，其中包括微处理器单元、微型计算机单元、可编程浮点门阵列(FPGA)以及专用集成电路(ASIC)，如所属领域的技术人员将了解，其中所述指令集用于执行对应于上述方法的方法步骤。或者，一些步骤或方法可由特定用于给定功能的电路执行。
所属领域的技术人员将了解，可将结合本文中所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此互换性，上文已大体上根据其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将所述功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。熟练的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所述功能性，但此类实施方案决策不应被解释为会导致脱离本发明的范围。
在上文描述且在图式中展示的方法的步骤的次序仅用于实例目的，因为在不脱离本发明和权利要求书的精神和范围的情况下，一些步骤的次序可与本文所描述的次序不同。可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以上述两者的组合实施结合本文所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤。软件模块可驻存于处理器可读存储器中，所述处理器可读存储器可为RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中的任一者。示范性存储媒体耦合到处理器，使得所述处理器可从存储媒体读取信息以及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器及存储媒体可驻存于ASIC中。ASIC可驻存于用户终端或移动装置中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻存于用户终端或移动装置中。另外，在一些方面中，方法或算法的步骤和/或动作可作为代码和/或指令中的一者或任何组合或集合而驻存于可并入到计算机程序产品中的机器可读媒体和/或计算机可读媒体上。
提供对各种实施例的先前描述以使得所属领域的任何技术人员能够制作或使用本发明。所属领域的技术人员将易于了解对这些实施例的各种修改，且在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本文中所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此，不希望将本发明限于本文中所展示的实施例，而是权利要求书应被赋予与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最广范围。

Claims (55)

1.一种多点触控触敏面板，其包含：
第一线性导体阵列；
第二线性导体阵列，其被定位为与所述第一线性导体阵列紧密靠近但与其电隔离，其中所述第一和第二阵列中的所述线性导体相对于彼此以非零角度定向；
开关，其经配置以将所述第一线性导体阵列内的至少一个线性导体耦合到所施加的电信号；以及
电传感器，其耦合到所述第二线性导体阵列内的至少一个线性导体。
2.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其进一步包含：
第一透明部件，其耦合到所述第一线性导体阵列；
第二透明部件，其耦合到所述第二线性导体阵列；以及
显示器元件，其定位于所述第一和第二线性导体阵列之下，
其中所述第一和第二透明部件经配置以使得所述多点触控触敏面板上的触摸致使所述第一线性导体阵列内的至少一个线性导体与所述第二线性导体阵列内的至少一个线性导体形成电接触。
3.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述所施加的电信号为电压源。
4.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述所施加的电信号为接地。
5.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述所施加的电信号为电流源。
6.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述所施加的电信号为电流宿。
7.根据权利要求2所述的多点触控触敏面板，其中所述第一和第二线性导体阵列经配置以使得当所述面板未被触摸时在所述第一与第二线性导体阵列之间存在间隙。
8.根据权利要求7所述的多点触控触敏面板，其进一步包含定位于所述间隙内的非导电性材料。
9.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述电传感器包含比较器电路，所述比较器电路经配置以当所述第二线性导体阵列内的所述至少一个线性导体展现超过阈值的电压或电流时输出信号。
10.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述电传感器包含反相器电路。
11.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述电传感器包含模/数转换器电路，所述模/数转换器电路经配置以输出表示所述第二线性导体阵列内的所述至少一个线性导体的电压或电流电平的信号。
12.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述开关包含多路复用器电路，所述多路复用器电路耦合于所述第一线性导体阵列与所述所施加的电信号之间。
13.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其进一步包含多路复用器电路，所述多路复用器电路耦合于所述第二线性导体阵列与所述电传感器之间。
14.根据权利要求1所述的多点触控触敏面板，其中所述开关包含晶体管，所述晶体管耦合于所述第一线性导体阵列内的一个线性导体与所述所施加的电信号之间，其中所述晶体管经配置以响应于所施加的电压信号将所述线性导体连接到所述所施加的电信号。
15.一种用于检测包括第一和第二线性导体阵列的导电性多点触控触敏面板上的触摸的方法，其包含：
将电信号施加到所述第一线性导体阵列内的第一线性导体；以及
感测所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电值。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述所施加的电信号为电压、接地、电流源和电流宿中的一者。
17.根据权利要求15所述的方法，其中感测电值包含将所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电压或电流与阈值进行比较。
18.根据权利要求15所述的方法，其中感测电值包含测量所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电压。
19.根据权利要求15所述的方法，其中感测电值包含测量所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电流。
20.根据权利要求15所述的方法，其中感测所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电值包含：
依序将所述第二线性导体阵列内的每一线性导体连接到电传感器；以及
用所述电传感器感测所述电值。
21.根据权利要求15所述的方法，其进一步包含：
依序将所述所施加的电信号施加到所述第一线性导体阵列内的每一线性导体；以及
当将所述所施加的电信号施加到所述第一线性导体阵列内的每一线性导体时感测所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电值。
22.根据权利要求21所述的方法，其进一步包含基于所述第二线性导体阵列内的其所述所感测的电值超过阈值的线性导体以及所述第一线性导体阵列内的当所述所感测的电值超过所述阈值时向其施加所述所施加的电信号的所述线性导体来识别所述导电性多点触控触敏面板上的触摸的位置。
23.一种多点触控触敏面板，其包含：
第一线性导体阵列；
第二线性导体阵列，其被定位为与所述第一线性导体阵列紧密靠近但与其电隔离；
用于将电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置；
用于感测所述第二线性导体阵列中的每一线性导体上的电值且响应于其而提供输出的装置；以及
用于基于所述输出而确定所述面板上的触摸的位置的装置。
24.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于将电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置包含用于将电压施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置。
25.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于将电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置包含用于将接地电压施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置。
26.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于将电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置包含用于将电流源施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置。
27.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于将电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置包含用于将电流宿施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置。
28.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其进一步包含：
用于支撑所述第一线性导体阵列且同时允许光穿过所述第一线性导体阵列的装置；
用于支撑所述第二线性导体阵列且同时允许光穿过所述第二线性导体阵列的装置；以及
用于显示图像的装置，其定位于所述第一和第二线性导体阵列之下。
29.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于感测电信号的装置包含用于当所述第二线性导体阵列内的至少一个线性导体展现超过阈值的电压时输出信号的装置。
30.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于感测电信号的装置包含用于输出表示所述第二线性导体阵列内的所述至少一个线性导体的电压电平的信号的装置。
31.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于将电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置包含用于依序将所述电信号施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置。
32.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，用于感测所述第二线性导体阵列中的每一线性导体上的电信号的装置包含用于依序将所述第二线性导体阵列中的每一线性导体连接到电传感器的装置。
33.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其中用于将电压或电流施加到所述第一线性导体阵列中的每一线性导体的装置包含用于响应于所施加的电压信号而个别地将所述第一线性导体阵列中的每一线性导体连接到所述所施加的电信号的源的装置。
34.根据权利要求23所述的多点触控触敏面板，其进一步包含用于当所述面板未被触摸时维持所述第一与第二线性导体阵列之间的间隙的装置。
35.一种移动装置，其包含：
处理器；以及
多点触控触敏面板，其耦合到所述处理器，所述多点触控触敏面板包含：
第一线性导体阵列；
第二线性导体阵列，其被定位为与所述第一线性导体阵列紧密靠近但与其电隔离，其中所述第一和第二阵列中的所述线性导体相对于彼此以非零角度定向；
开关，其经配置以将所述第一线性导体阵列内的至少一个线性导体耦合到所施加的电信号；以及
电传感器，其耦合到所述第二线性导体阵列内的至少一个线性导体。
36.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述多点触控触敏面板进一步包含：
第一透明部件，其耦合到所述第一线性导体阵列；
第二透明部件，其耦合到所述第二线性导体阵列；以及
显示器元件，其定位于所述第一和第二线性导体阵列之下，
其中所述第一和第二透明部件经配置以使得所述多点触控触敏面板上的触摸致使所述第一线性导体阵列内的至少一个线性导体与所述第二线性导体阵列内的至少一个线性导体形成电接触。
37.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述所施加的电信号为电压源。
38.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述所施加的电信号为接地。
39.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述所施加的电信号为电流源。
40.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述所施加的电信号为电流宿。
41.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述第一和第二线性导体阵列经配置以使得当所述面板未被触摸时在所述第一与第二线性导体阵列之间存在间隙。
42.根据权利要求41所述的移动装置，其进一步包含定位于所述间隙内的非导电性材料。
43.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述电传感器包含比较器电路，所述比较器电路经配置以当所述第二线性导体阵列内的所述至少一个线性导体展现超过阈值的电压或电流时输出信号。
44.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述电传感器包含反相器电路。
45.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述电传感器包含模/数转换器电路，所述模/数转换器电路经配置以输出表示所述第二线性导体阵列内的所述至少一个线性导体的电压或电流电平的信号。
46.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述开关包含多路复用器电路，所述多路复用器电路耦合于所述第一线性导体阵列与所述所施加的电信号的源之间。
47.根据权利要求35所述的移动装置，其进一步包含多路复用器电路，所述多路复用器电路耦合于所述第二线性导体阵列与所述电传感器之间。
48.根据权利要求35所述的移动装置，其中所述开关包含晶体管，所述晶体管耦合于所述第一线性导体阵列内的一个线性导体与所述所施加的电信号的所述源之间，其中所述晶体管经配置以响应于所施加的电压信号将所述线性导体连接到所述所施加的电信号。
49.一种上面存储有处理器可执行软件指令的有形存储媒体，所述处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行包含以下各项的步骤：
将电信号施加到第一线性导体阵列内的第一线性导体；以及
感测第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电值。
50.根据权利要求49所述的有形存储媒体，其中所述所存储的处理器可执行软件指令进一步经配置以使得所述感测电值的步骤包含将所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电压与阈值进行比较。
51.根据权利要求49所述的有形存储媒体，其中所述所存储的处理器可执行软件指令进一步经配置以使得所述感测电值的步骤包含测量所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电压。
52.根据权利要求49所述的有形存储媒体，其中所述所存储的处理器可执行软件指令进一步经配置以使得所述感测电值的步骤包含测量所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电流。
53.根据权利要求49所述的有形存储媒体，其中所述所存储的处理器可执行软件指令进一步经配置以使得所述感测所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电值的步骤包含：
依序将所述第二线性导体阵列内的每一线性导体连接到电传感器；以及
用所述电传感器感测所述电值。
54.根据权利要求49所述的有形存储媒体，其中所述所存储的处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行进一步包含以下各项的步骤：
依序将所述电信号施加到所述第一线性导体阵列内的每一线性导体；以及
当将所述电压施加到所述第一线性导体阵列内的每一线性导体时感测所述第二线性导体阵列内的每一线性导体上的电值。
55.根据权利要求54所述的有形存储媒体，其中所述所存储的处理器可执行软件指令经配置以致使处理器执行进一步包含以下各项的步骤：基于所述第二线性导体阵列内的其所述所感测的电值超过阈值的线性导体以及所述第一线性导体阵列内的当所述所感测的电值超过所述阈值时向其施加所述电信号的所述线性导体来识别导电性多点触控触敏面板上的触摸的位置。
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