在線性傳感器或單層傳感器上的兩指手勢(shì)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種可以用于單層傳感器中的線性傳感器（單個(gè)電極）或單層傳感器（多個(gè)平行的平面電極），其中通過(guò)測(cè)量然后對(duì)電流進(jìn)行積分可以檢測(cè)到線性或單層傳感器上的兩指捏合手勢(shì)，以確定手指是否遠(yuǎn)離或朝著傳感器的邊緣移動(dòng)，或者可確定手指之間的距離是否發(fā)生變化。
【專(zhuān)利說(shuō)明】在線性傳感器或單層傳感器上的兩指手勢(shì)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本發(fā)明要求檔案號(hào)為5020.CIRQ.PR、具有序列號(hào)61/521，475并于2011年8月9日提交的臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，并將其包含的所有主題并入本文中，并且本發(fā)明是具有序列號(hào)12/719，717并于2010年3月8日提交的共同未決申請(qǐng)4519.CIRQ.CIP的部分延續(xù)申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明一般涉及使用表面電容技術(shù)的觸摸板。更具體地，本發(fā)明為用于根據(jù)放置在一個(gè)或多個(gè)電阻軌跡附近的兩個(gè)手指來(lái)識(shí)別手勢(shì)的新方法。
【背景技術(shù)】
[0004]電容觸摸屏被簡(jiǎn)便地用于各種用途中。由于觸摸感應(yīng)屏變得更加流行和有用，其生產(chǎn)技術(shù)也在改進(jìn)。
[0005]已經(jīng)出現(xiàn)有若干種不同的觸摸屏和觸摸板技術(shù)，其包括投射電容方法和表面電容方法。投射電容方法目前需要完成同時(shí)在表面上利用多于一個(gè)手指或指示對(duì)象的手勢(shì)。
[0006]例如，圖1為正交電極6，比如多個(gè)X (2)和Y (4)電極的陣列的頂視圖，所述電極經(jīng)常被用在比如那些由公司制造的觸摸板和觸摸屏中。然而，實(shí)施投射電容方法一般比實(shí)施表面電容方法的成本更高，這是因?yàn)樾枰鼜?fù)雜的工藝來(lái)將電極圖形蝕刻成導(dǎo)電表面。
[0007]表面電容技術(shù)的示例如圖2所示。這樣的表面蓋板10為布置在絕緣基板18 (比如玻璃)上的導(dǎo)電材料16的固體薄板，同時(shí)傳感器12布置在角上。傳統(tǒng)的測(cè)量表面電容觸摸板10上指示對(duì)象14的位置或“觸摸位置”的方法為，施加AC信號(hào)至觸摸板的導(dǎo)電層16的所有四個(gè)角上。導(dǎo)電層16可由例如氧化銦錫(ITO)制成。
[0008]為了制造觸摸板10，玻璃基板18的表面浸沒(méi)或覆蓋有基本均勻的電阻ITO材料層，該材料層形成片狀電阻。然后施加電介質(zhì)以覆蓋ITO導(dǎo)電材料。
[0009]在施加AC信號(hào)至導(dǎo)電ITO材料16后，下一步是使用流過(guò)每個(gè)角的電流對(duì)觸摸位置進(jìn)行三角測(cè)量。常見(jiàn)的是應(yīng)用正弦波或者方波。
[0010]如果對(duì)象(比如手指14)與觸摸板10的表面接觸，在ITO表面16和手指尖14之間形成電容。該電容值很小，一般在50pF的量級(jí)。因此流入面板的每個(gè)角12的必需測(cè)量的電荷量或電流很小。由于電流如此小，因此系統(tǒng)非常容易受到雜散電容影響。因此，觸摸板10的精確度經(jīng)常是一個(gè)問(wèn)題。
[0011]考慮到這兩個(gè)不同的觸摸技術(shù)，觀察到在便攜式或固定的電子產(chǎn)品(比如計(jì)算機(jī)、智能電話和可以使用觸摸界面的任何其它裝置)中的軟件應(yīng)用，現(xiàn)在開(kāi)始使用第二接觸點(diǎn)(比如手指和拇指或兩個(gè)手指)來(lái)支持手勢(shì)比如“捏合和縮放”、搖動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等。其它應(yīng)用使用用于“下一個(gè)和前一個(gè)”手勢(shì)的第三同時(shí)接觸和甚至在應(yīng)用之間轉(zhuǎn)換的第四同時(shí)接觸。
[0012]比如在CKQUE?.公司教導(dǎo)的方法中，也可使用“區(qū)域手勢(shì)”實(shí)施多指手勢(shì)，其中，不跟蹤多點(diǎn)接觸但是替代地，通過(guò)將多點(diǎn)接觸看作為單個(gè)較大對(duì)象來(lái)實(shí)施區(qū)域手勢(shì)，其中多點(diǎn)接觸僅限定較大對(duì)象的外部邊界。多點(diǎn)接觸因此可以被認(rèn)為是具有一定高度和寬度。
[0013]對(duì)操作系統(tǒng)軟件和人類(lèi)界面裝置(HIG)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改，以包括這些報(bào)告與觸摸傳感表面接觸的多手指接觸的新的手勢(shì)和方法。
[0014]不幸的是，還不可能利用較便宜的表面電容觸摸屏或觸摸板(下面稱(chēng)作“表面蓋板(cap panel)”)以支持多手指手勢(shì)或區(qū)域手勢(shì)，這是因?yàn)檫€沒(méi)有可獲得的合適的方法用于
跟蹤多于一個(gè)的接觸點(diǎn)，或用于確定如(.MRQUBR..;公司的用于多接觸點(diǎn)區(qū)域手勢(shì)的方法
限定的、較大對(duì)象的外部邊緣。換句話說(shuō)，還不可能確定較大對(duì)象的高度和寬度。
[0015]因此，對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，能夠利用由與用作觸摸屏或觸摸板的表面蓋板接觸的多個(gè)接觸點(diǎn)限定的區(qū)域手勢(shì)將是一個(gè)優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)新的多接觸點(diǎn)技術(shù)與更簡(jiǎn)單的觸摸屏和觸摸板技術(shù)一起使用。
[0016]下面的系統(tǒng)和方法初始地涉及在短孔徑和長(zhǎng)孔徑時(shí)間窗口中測(cè)量電流的應(yīng)用，從而確定表面蓋板上的手指位置。然而，使用短孔徑和長(zhǎng)孔徑窗口的技術(shù)可用于更傳統(tǒng)的利用單個(gè)或多個(gè)電極的觸摸板技術(shù)中，或用于單層電極中。因此，對(duì)可以修改并利用本發(fā)明的互電容感應(yīng)技術(shù)的描述是有用的。
[0017]CIRQU&?公司的觸摸板是一種互電容感應(yīng)裝置，且如圖3中的框圖來(lái)例示一個(gè)實(shí)施例。在該觸摸板210中，X (12)和Y (14)電極的格柵和感應(yīng)電極216被用于限定觸摸板的觸摸感應(yīng)區(qū)域218。典型地，觸摸板210為近似16乘以12電極的矩形格柵，或當(dāng)存在空間限制時(shí)為8乘以6電極。單個(gè)感應(yīng)電極216與這些X (12)和Y (14)(或行和列)電極交叉。所有位置測(cè)量都通過(guò)感應(yīng)電極216來(lái)進(jìn)行。
[0018]CIRQUE⑧.公司的觸摸板210測(cè)量在感應(yīng)線216上電荷的失衡。當(dāng)沒(méi)有指示對(duì)象位于或靠近觸摸板210時(shí)，觸摸板電路220處于平衡狀態(tài)，且在感應(yīng)線216上沒(méi)有電荷失衡。當(dāng)由于對(duì)象接近或觸摸到觸摸表面(觸摸板210的感應(yīng)區(qū)域218)而引起電容耦合使指示對(duì)象產(chǎn)生失衡時(shí)，在電極212，214上發(fā)生電容的改變。所測(cè)量的是電容的變化，而不是在電極212，214上的絕對(duì)電容值。通過(guò)測(cè)量必需注入到感應(yīng)線216上以重新建立或重新獲得感應(yīng)線上電荷平衡的電荷量，觸摸板210可確定電容變化。
[0019]上述系統(tǒng)被利用以確定如下的觸摸板210上或附近的手指位置。
[0020]該實(shí)施例描述了行電極212，并以同樣方式重復(fù)描述了列電極214。從行或列電極測(cè)量中獲得的值可確定交叉點(diǎn)，該交叉點(diǎn)為在觸摸板210上或附近的指示對(duì)象的形心(centroid)。
[0021]在第一步中，用來(lái)自P、N發(fā)生器222的第一信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一組行電極212，用來(lái)自P、N發(fā)生器的第二信號(hào)驅(qū)動(dòng)不同但是靠近的第二組行電極。通過(guò)使用互電容測(cè)量裝置226，觸摸板電路220從感應(yīng)線216中獲得了值，其表示哪個(gè)行電極最接近指示對(duì)象。然而，在一些微處理器228的控制下，觸摸板電路220還不能確定指示對(duì)象位于行電極的哪一側(cè)，觸摸板電路220也不能確定指示對(duì)象恰好離電極由多遠(yuǎn)。
[0022]因此，該系統(tǒng)移位有待驅(qū)動(dòng)的電極組212 —個(gè)電極。也就是說(shuō)，在該組的一側(cè)的電極被加入，同時(shí)在該組的相對(duì)側(cè)上的電極不再被驅(qū)動(dòng)。然后新的組被P、N發(fā)生器222驅(qū)動(dòng)并且進(jìn)行感應(yīng)線216的第二測(cè)量。
[0023]從這兩個(gè)測(cè)量中，能夠確定指示對(duì)象位于行電極的哪一側(cè)以及與之有多遠(yuǎn)。然后通過(guò)使用等式來(lái)進(jìn)行指示對(duì)象位置的確定，所述等式可比較兩個(gè)所測(cè)信號(hào)的大小。
[0024]公司的觸摸板的靈敏度或分辨率比行和列電極的16乘12柵格隱含
的靈敏度或分辨率高很多。分辨率典型地處于每英寸960或更大量級(jí)。準(zhǔn)確的分辨率由元件的靈敏度、在同一行和列上電極212、214之間的間隔和對(duì)本發(fā)明不重要的其它因素來(lái)確定。
[0025]使用P、N發(fā)生器224對(duì)Y或列電極214重復(fù)上述步驟。
[0026]盡管上述CIRQUE?公司的觸摸板使用X和Y電極212、214的柵格和分離的單個(gè)感應(yīng)電極216，但實(shí)際上通過(guò)使用多路技術(shù)，感應(yīng)電極可以為X或Y電極212、214。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明為一種可以用于單層傳感器中的線性傳感器(單線性電極)或單層傳感器(多個(gè)平行的平面電極)，其中通過(guò)測(cè)量然后對(duì)電流進(jìn)行積分可以檢測(cè)到線性或單層傳感器上的兩指捏合手勢(shì)，以確定手指是否遠(yuǎn)離或朝著傳感器的邊緣移動(dòng)，或者可確定手指之間的距離是否變化。
[0028]通過(guò)考慮結(jié)合所附附圖作出的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它目的、特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和替代方面對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見(jiàn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為如現(xiàn)有技術(shù)中的X和Y電極柵格觸摸板的透視圖；
[0030]圖2為如現(xiàn)有技術(shù)中的表面蓋板的透視圖；
[0031]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的并適用于本發(fā)明的具有電極的傳統(tǒng)觸摸板的實(shí)施例的操作框圖；
[0032]圖4為根據(jù)本發(fā)明的原理制造的表面蓋板10的透視圖；
[0033]圖5為顯示當(dāng)存在單個(gè)對(duì)象時(shí)包括電容和電流測(cè)量傳感器的電流測(cè)量電路怎樣應(yīng)用于表面蓋板的電路圖；
[0034]圖6為第一實(shí)施例中的表面蓋板的俯視圖，該表面蓋板使用可檢測(cè)多個(gè)對(duì)象的8線方法；
[0035]圖7為顯示包括兩個(gè)電容和兩個(gè)電流測(cè)量傳感器的電流測(cè)量電路怎樣應(yīng)用于表面蓋板從而檢測(cè)多個(gè)對(duì)象的電路圖；
[0036]圖8為顯示在不同時(shí)間孔徑時(shí)所作測(cè)量的示意圖；
[0037]圖9為表面蓋板的俯視圖，其顯示電流測(cè)量電路的電極放置在哪個(gè)角中以進(jìn)行為了檢測(cè)多個(gè)對(duì)象必需完成的8個(gè)不同測(cè)量；
[0038]圖10為可以用于本發(fā)明中的表面蓋板的替代實(shí)施例；
[0039]圖11為與兩個(gè)手指接觸的單個(gè)線性電極的輪廓圖；
[0040]圖12為表不圖10的電路的不意圖；
[0041]圖13為表示當(dāng)手指相對(duì)靠近線性電極邊緣時(shí)代表積分電流的曲線，和表示當(dāng)手指相對(duì)遠(yuǎn)離邊緣時(shí)代表積分電流的曲線的示意圖；
[0042]圖14為單層中的多個(gè)電極的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]現(xiàn)在將參考附圖討論本發(fā)明從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，在附圖中本發(fā)明的各個(gè)元件將給予數(shù)字標(biāo)號(hào)。可理解的是下面的描述只是本發(fā)明原理的示例，而不應(yīng)被視為是對(duì)所附權(quán)利要求的限制。
[0044]圖4為根據(jù)本發(fā)明的原理制造的表面蓋板10的透視圖。如共同未決申請(qǐng)中所公開(kāi)，一種在觸摸板上確定對(duì)象位置的新穎和創(chuàng)新的方法是給較大的電容充電然后將該“飛跨電容(flying capacitor)”施加到觸摸板10的兩個(gè)相對(duì)的端部。在本發(fā)明的飛跨電容方法中，該方法測(cè)量當(dāng)沿單軸跨過(guò)表面產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓梯度時(shí)與表面蓋板20的表面接觸所感應(yīng)的瞬時(shí)和總電流。如圖5所示的感應(yīng)電流測(cè)量電路32被用于表面蓋板10以進(jìn)行該電流測(cè)量。使用飛跨電容30對(duì)表面蓋板10充電。使用電流測(cè)量電路32測(cè)量從表面蓋板10上移除的任何電荷。
[0045]電壓梯度的線性化可改進(jìn)圖4中表面蓋板10的精確度。因此，在第一步中，期望但非必要的是在表面上沿著觸摸板10的邊緣加入具有較低電阻的材料。電梯度線20從頂部邊緣26至底部邊緣28變得更靠近和更線性。
[0046]在共同未決申請(qǐng)12/592，283中，解釋了為了確定表面蓋板10上單個(gè)對(duì)象的位置，需要進(jìn)行四個(gè)測(cè)量。本發(fā)明通過(guò)使用被稱(chēng)為的“8線方法”的方法延伸了確定位置的“飛跨電容”方法的性能。
[0047]用于8線方法的表面蓋板40如圖6所不。在該表面蓋板40中，在每個(gè)角產(chǎn)生間隙42，從而各個(gè)電極可在每個(gè)低電阻路徑的端部被連接到低電阻材料。因此，電極在50、52、54、56、58、60、62和64處耦合，其為8線方法的8條線。低電阻路徑被分開(kāi)但相互充分靠近，從而形成在共同未決申請(qǐng)的4線方法中的穩(wěn)定電壓梯度。
[0048]8線方法的實(shí)施是通過(guò)對(duì)每次事件除了測(cè)量總電荷轉(zhuǎn)移外，還測(cè)量電荷轉(zhuǎn)移率。當(dāng)進(jìn)行一次測(cè)量，則確定一個(gè)事件。電荷轉(zhuǎn)移率被用于確定表面蓋板40上的兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的距離。通過(guò)對(duì)表面蓋板40的角上的電極數(shù)進(jìn)行加倍，從而確定與兩個(gè)接觸點(diǎn)之間的距離相關(guān)的高度和寬度信息。
[0049]圖7表示用于8線方法中的修改的電流測(cè)量電路70。在圖7中，兩個(gè)飛跨電容72和74被同時(shí)用在表面蓋板40上。飛跨電容72和74的同時(shí)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了在表面蓋板40上接觸點(diǎn)和水平與垂直低電阻路徑之間集合(aggregate)電阻的相對(duì)測(cè)量。
[0050]具體地，表面蓋板40上接觸點(diǎn)的位置是通過(guò)測(cè)量經(jīng)過(guò)多個(gè)手指的電流和確定每個(gè)平行軸對(duì)于接觸點(diǎn)的有效諾頓(Norton)電阻來(lái)確定的。
[0051]諾頓電阻是由每個(gè)軸上電流的兩個(gè)(2)連續(xù)積分而得出的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)和短的時(shí)間孔徑積分的兩個(gè)(2)測(cè)量容許待確定的RC時(shí)間常數(shù)。然后接觸點(diǎn)對(duì)于邊緣的位置和靠近度從所計(jì)算的接觸點(diǎn)與邊緣間的計(jì)算電阻中導(dǎo)出?？偡e分電流(下文中曲線下方的區(qū)域)與手指電容成比例。
[0052]圖8中所示的沿著一個(gè)軸的捏合手勢(shì)例示了隨著接觸點(diǎn)移開(kāi)電流時(shí)間常數(shù)的變化。2/1為隨著手指首先罪在一起(2和4)然后遠(yuǎn)尚開(kāi)(I和3)在之如和之后的測(cè)量。I對(duì)2的較大“短測(cè)量”表示沿該軸的較大的捏合。
[0053]通過(guò)測(cè)量電容的快速變化以檢測(cè)第二接觸點(diǎn)，本發(fā)明也延伸了上文的4線“飛跨電容”方法的性能。保持第一接觸點(diǎn)位置固定并移動(dòng)第二接觸點(diǎn)提供了中間點(diǎn)的位置信息，該中間點(diǎn)的位置信息現(xiàn)在例如可用于提供“轉(zhuǎn)動(dòng)”手勢(shì)的信息。
[0054]以與共同未決申請(qǐng)的4線方法相同的原理操作8線方法，因?yàn)楦鱾€(gè)電極在每個(gè)電極端部被連接至低電阻材料。在低電阻材料中感應(yīng)的電流比表面蓋板上手指或其它接觸點(diǎn)中感應(yīng)的電流大很多倍。
[0055]圖9為本發(fā)明表面蓋板40的框圖。表面蓋板的角被標(biāo)記為A、B、C和D。Fl為任意選擇的第一指示對(duì)象的接觸點(diǎn)。F2為任意選擇的第二指示對(duì)象的接觸點(diǎn)。O被標(biāo)記為接觸點(diǎn)Fl和F2之間的中間點(diǎn)。
[0056]在檢測(cè)電極和驅(qū)動(dòng)電極之間連續(xù)施加相反充電的電容。在特點(diǎn)時(shí)間孔徑中離開(kāi)表面蓋板的電荷在特點(diǎn)時(shí)間孔徑中累加。存在8個(gè)電極圖案和累加時(shí)間孔徑的不同組合。存在必需進(jìn)行的總共8個(gè)不同測(cè)量。8個(gè)測(cè)量或電極與時(shí)間孔徑的組合如表I中迭代列出。
[0057]必需完成的計(jì)算如下所示:Z1=M1+M2，Z2=M3+M4,X=M3/Z2, Y=Ml/ZI, Z=Z1+Z2。分析捏合移動(dòng)的計(jì)算因此被定義為Pinch=Ml/M5+M2/M6+M3/M7+M4/M8。
[0058]與接觸點(diǎn)的垂直和水平間隔相關(guān)的縱橫比通過(guò)對(duì)于每個(gè)測(cè)量(Ml到M8)的Ax和Ay的平均比率確定。因此，MRn= (Axn-Ayn) / (Axn+Ayn)。并且縱橫比=(MR1/MR5+MR2/MR6+MR3/MR7+MR4/MR8) /4。
[0059]圖10為表面蓋板40的替代實(shí)施例。在該附圖中，在每個(gè)角上的表面電阻材料中產(chǎn)生小狹槽80，從而進(jìn)一步分離電極50、52、54、56、58、60、62和64。狹槽80從突出直至做出接觸的表面蓋板40的有源區(qū)的外部角延伸。
[0060]本發(fā)明的原理現(xiàn)在可用于包括單個(gè)電極的線性傳感器，并用于包括平面上多個(gè)平行電極的單層傳感器。更具體地，本發(fā)明的原理可涉及通常已知的作為捏合手勢(shì)的手勢(shì)。在捏合手勢(shì)中，兩個(gè)手指或手指和拇指(下面被稱(chēng)為手指)被放在一起或移開(kāi)。捏合手勢(shì)的一個(gè)典型應(yīng)用為當(dāng)兩個(gè)手指被放在一起時(shí)實(shí)施“縮小”功能，并當(dāng)兩個(gè)手指被移開(kāi)時(shí)實(shí)施“放大”功能。然而，任何功能可以用于兩個(gè)手指的移到一起或移開(kāi)的動(dòng)作。重要的是兩個(gè)手指的手勢(shì)被識(shí)別，以及跟蹤手指的動(dòng)作，由此確定手指是否移到一起或移開(kāi)，從而可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)墓δ堋?br> [0061]圖11為單個(gè)或線性電極90的輪廓圖。兩個(gè)手指92和94看起來(lái)與單個(gè)電極90觸碰。假定非導(dǎo)電或電介質(zhì)材料層(比如玻璃)分離手指92、94與單個(gè)電極90的物理接觸。
[0062]假定通過(guò)手指92實(shí)施的動(dòng)作總是與手指94的動(dòng)作相同。換句話講，手指92、94實(shí)施捏合手勢(shì)，其中手指92和94或者朝向彼此移動(dòng)，或者遠(yuǎn)離彼此移開(kāi)。因此，在最簡(jiǎn)單的情況下，只需要知道一個(gè)手指是移開(kāi)還是移向單個(gè)電極90的邊緣，從而就知道手指92、94是朝向彼此移動(dòng)還是遠(yuǎn)離彼此移開(kāi)。如果手指92遠(yuǎn)離邊緣100移動(dòng)，則手指92、94朝向彼此移動(dòng)，并且如果手指92移向邊緣100，則手指92、94遠(yuǎn)離彼此移開(kāi)。
[0063]在該實(shí)施例中，本發(fā)明使用了上面描述的用于表面蓋板概念的采取短孔徑測(cè)量和長(zhǎng)孔徑測(cè)量的技術(shù)。因此，盡管本發(fā)明可以用于確定每個(gè)手指與單個(gè)電極90的外邊緣之間的距離，并從這些測(cè)量中確定手指之間的距離，但是只是為了實(shí)施捏合手勢(shì)，該信息可以需要或不需要。[0064]具體地，通過(guò)測(cè)量從邊緣100至手指92的電極電阻以及從邊緣102至手指94的電極電阻，可以確定手指92、94之間沿著單個(gè)電極90的距離。然而，如果只需知道是否實(shí)施了捏合手勢(shì)，則不必知道手指92、94之間的間隔。無(wú)論如何，如果已知單個(gè)電極90的長(zhǎng)度D1，并且能夠確定邊緣100和手指92之間的距離D2，以及邊緣102與手指94之間的距離D4，則可以精確地確定手指92、94之間的距離D3。
[0065]圖12示出了圖11的示意圖。第一手指92用接地端110和電容112(比如經(jīng)過(guò)單個(gè)電極90上的玻璃層的電容)來(lái)顯示。類(lèi)似地，第二手指94用接地端114和作為經(jīng)過(guò)電極90上的玻璃層的電容的電容116來(lái)顯示。
[0066]AC信號(hào)被施加到電極90，以便使信號(hào)穿過(guò)電容112和116。測(cè)量電路被用于測(cè)量經(jīng)過(guò)手指92、94的電流。信號(hào)必需從單個(gè)電極90的每個(gè)邊緣施加，以便確定每個(gè)手指與每個(gè)邊緣的距離。
[0067]RC時(shí)間常數(shù)、群延遲或相移與單個(gè)電極90的電阻成比例并且可以通過(guò)使用短和長(zhǎng)孔徑測(cè)量的電流的兩個(gè)連續(xù)測(cè)量來(lái)得到。
[0068]例如，考慮圖13，其示出了作為時(shí)間的函數(shù)積分的電流的曲線圖。在時(shí)間Tl施加信號(hào)并在時(shí)間T2和時(shí)間T3測(cè)量該積分電流。時(shí)間T2為短孔徑測(cè)量，而時(shí)間T3代表長(zhǎng)孔徑測(cè)量。當(dāng)信號(hào)首先施加到電極90上時(shí)，電流作為電容被充電的函數(shù)等同物而最初快速升高，然后趨平。然而，電容被充電的速率是手指與電極90邊緣的距離的函數(shù)。
[0069]考慮手指92和從邊緣100施加的信號(hào)，比如方波。如果手指92與邊緣100之間的距離D2相對(duì)較小，則電容112將快速充電，因?yàn)閱蝹€(gè)電極90的電阻較小。曲線120代表積分電流。注意到該積分電流在時(shí)間T2和時(shí)間T3幾乎相同。這代表相對(duì)短的距離D2。
[0070]其次，考慮曲線122。曲線122為當(dāng)距離D2較大并且單個(gè)電極92的電阻因此較大時(shí)得到的積分電流曲線。因此現(xiàn)在可知，積分電流的兩個(gè)連續(xù)計(jì)算的比較或比率能夠怎樣揭示距離D2變小還是變大。
[0071]如果不需要手指92的精確定位，而只需確定手指是否移動(dòng)，則曲線120、122只需要相互比較。如果曲線基本上相同，則手指92不移動(dòng)。如果第二曲線比第一曲線更平，則手指92遠(yuǎn)離邊緣100移動(dòng)，并且如果第一曲線比第二曲線更平，則手指92朝著線性電極90的邊緣移動(dòng)。
[0072]另一描述數(shù)據(jù)特征的方法是給出手指的相對(duì)位置。當(dāng)只需要知道手指是否在移動(dòng)并沿哪個(gè)方向時(shí)，這是有用的。因此第一曲線可被認(rèn)為是第一位置，而第二曲線可被認(rèn)為是相對(duì)于第一位置的第二位置。
[0073]如果需要手指92在線性電極90上的精確定位，則首先通過(guò)測(cè)量流向手指92的電流和對(duì)時(shí)間內(nèi)的電流進(jìn)行積分(在時(shí)間T2進(jìn)行的第一測(cè)量或短孔徑測(cè)量，和在時(shí)間T3進(jìn)行的第二測(cè)量或長(zhǎng)孔徑測(cè)量)來(lái)確定距離D2。該信息可用于確定精確位置。然后，為了確定距離D2變大還是變小，在時(shí)間T2和T3進(jìn)行后續(xù)的兩個(gè)測(cè)量和電流積分的組。
[0074]因此，如果曲線120代表第一組計(jì)算，而曲線122代表第二組計(jì)算，則可知手指92遠(yuǎn)離邊緣100移動(dòng)和朝著手指94移動(dòng)。類(lèi)似地，如果曲線122代表第一組計(jì)算，而曲線120代表第二組計(jì)算，則可知手指92朝著邊緣100移動(dòng)并因此遠(yuǎn)離手指94移動(dòng)。
[0075]本發(fā)明的一個(gè)方面為如果需要手指92沿著單個(gè)電極90的長(zhǎng)度方向的精確定位，則可以確定準(zhǔn)確的距離D2。[0076]另一分析由曲線120和122代表的積分電流的結(jié)果的方法是當(dāng)在時(shí)間T3的積分電流的量比在時(shí)間T2的積分電流的量稍大時(shí)，規(guī)定曲線120的積分電流的比率。積分電流的比率因此可被描述為當(dāng)距離D2變小時(shí)，或者手指92更移動(dòng)靠近邊緣100時(shí)，接近1:1。同樣，能夠描述曲線122為規(guī)定當(dāng)與在時(shí)間T2的積分電流相比，隨著手指92遠(yuǎn)離邊緣100移動(dòng)，在時(shí)間T3的積分電流的比率更大，或者只大于1:1。我們因此可以規(guī)定，曲線120代表比曲線122更小的積分電流比率。
[0077]隨后進(jìn)行的電流的測(cè)量和積分，以跟蹤手指92、手指94或手指92和94兩者的移動(dòng)。手指92和94朝著彼此移動(dòng)或遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)可以被認(rèn)為是對(duì)應(yīng)于捏合手勢(shì)。當(dāng)手指92和94之一或兩者的移動(dòng)停止時(shí)，手勢(shì)可以終止，并且當(dāng)手指之一或兩者的移動(dòng)再次開(kāi)始時(shí)可以恢復(fù)。因此，如果需要知道是否發(fā)生以其中任一種方式的移動(dòng)，就可能需要跟蹤手指92和94相對(duì)單個(gè)電極90的邊緣100、102的移動(dòng)。
[0078]應(yīng)該理解的是，從采取的電流的測(cè)量中可進(jìn)行各種計(jì)算。從可放置在單個(gè)電極90上的測(cè)量電路收集的信息中，可以使用積分電流、電阻、電壓或任何可測(cè)量或可計(jì)算的量。然后測(cè)量或計(jì)算值可相互比較，以便確定手指的相對(duì)位置和移動(dòng)方向。
[0079]盡管上述實(shí)施例涉及單個(gè)電極90，但其原理也同樣適用于如圖14所示的單層多個(gè)平行電極130。本發(fā)明的原理也可適用于多層觸摸板。
[0080]本發(fā)明所用的測(cè)量電路能夠精確地測(cè)量經(jīng)過(guò)至少一個(gè)電極的電流，所述電流由施加信號(hào)至至少一個(gè)電極的信號(hào)發(fā)生器和與放在至少一個(gè)電極上的電介質(zhì)材料發(fā)生接觸的至少一個(gè)手指產(chǎn)生。測(cè)量電路包括用于記錄測(cè)量和用于積分經(jīng)過(guò)至少一個(gè)電極的電流的處理器。
[0081]可以理解，上述配置只是對(duì)本發(fā)明原理的應(yīng)用的示例。在不背離本發(fā)明精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出多種修改和替代配置。所附的權(quán)利要求意在涵蓋這些修改和配置。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定是否執(zhí)行多對(duì)象捏合手勢(shì)的方法，所述方法包括: 1)提供線性電極、布置在所述線性電極上的電介質(zhì)、和用于測(cè)量在所述線性電極任一端上的電流的裝置，所述線性電極包括絕緣基板，所述線性電極布置在所述絕緣基板上； 2)施加信號(hào)至所述線性電極的第一邊緣； 3)通過(guò)使用第一短孔徑測(cè)量和第一長(zhǎng)孔徑測(cè)量，測(cè)量通過(guò)最靠近所述線性電極的所述第一邊緣的第一手指的第一電流； 4)通過(guò)使用第二短孔徑測(cè)量和第二長(zhǎng)孔徑測(cè)量，測(cè)量通過(guò)最靠近所述線性電極的所述第一邊緣的所述第一手指的第二電流；以及 5)確定所述第一手指是否執(zhí)行捏合手勢(shì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括對(duì)所測(cè)量的第一電流進(jìn)行積分，對(duì)所測(cè)量的第二電流積分，并比較所積分的第一和第二電流，以確定所述第一手指是否移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述方法還包括: 1)使用所述第一短孔徑測(cè)量對(duì)所述第一電流進(jìn)行積分并使用所述第一長(zhǎng)孔徑測(cè)量對(duì)所述第一電流進(jìn)行積分， 以確定所述第一手指的第一位置； 2)使用所述第二短孔徑測(cè)量對(duì)所述第二電流進(jìn)行積分并使用所述第二長(zhǎng)孔徑測(cè)量對(duì)所述第二電流進(jìn)行積分，以確定所述第一手指的第二位置；以及 3)比較所述第一手指的所述第一位置與所述第二位置，由此確定所述第一手指是否在移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括: 1)施加信號(hào)至所述線性電極的第二邊緣； 2)通過(guò)使用第一短孔徑測(cè)量和第一長(zhǎng)孔徑測(cè)量，測(cè)量通過(guò)最靠近所述線性電極的所述第二邊緣的第二手指的第一電流； 3)通過(guò)使用第二短孔徑測(cè)量和第二長(zhǎng)孔徑測(cè)量，測(cè)量通過(guò)最靠近所述線性電極的所述第二邊緣的所述第二手指的第二電流；以及 4)確定所述第二手指是否執(zhí)行捏合手勢(shì)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述方法還包括對(duì)所測(cè)量的第一電流進(jìn)行積分，對(duì)所測(cè)量的第二電流進(jìn)行積分，并比較所積分的第一和第二電流，以確定所述第二手指是否移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述方法還包括: 1)使用所述第一短孔徑測(cè)量對(duì)所述第一電流進(jìn)行積分并使用所述第一長(zhǎng)孔徑測(cè)量對(duì)所述第一電流進(jìn)行積分，以確定所述第二手指的第一位置； 2)使用所述第二短孔徑測(cè)量對(duì)所述第二電流進(jìn)行積分并使用所述第二長(zhǎng)孔徑測(cè)量對(duì)所述第二電流進(jìn)行積分，以確定所述第二手指的第二位置；和 3)比較所述第二手指的所述第一位置與所述第二位置，由此確定所述第二手指是否在移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述方法還包括當(dāng)所述第一手指的第一位置與所述第一手指的第二位置不同時(shí)，確定在執(zhí)行捏合手勢(shì)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述方法還包括當(dāng)所述第二手指的所述第一位置與所述第二手指的所述第二位置不同時(shí)，確定在執(zhí)行捏合手勢(shì)。
9.一種用于確定線性傳感器上是否在執(zhí)行多對(duì)象捏合手勢(shì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 絕緣基板； 布置在所述絕緣基板上的單個(gè)線性電極； 布置在所述線性電極頂部的電介質(zhì)； 能與所述線性電極的第一端或第二端耦合的測(cè)量電路； 用于施加信號(hào)至所述線性電極的所述第一端或所述第二端的信號(hào)發(fā)生器；以及 用于對(duì)在所述線性電極的所述第一端或所述第二端測(cè)量的電流進(jìn)行積分的處理器。
10.一種用于確定多接觸點(diǎn)傳感器上是否在執(zhí)行多對(duì)象捏合手勢(shì)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 絕緣基板； 布置在所述絕緣基板上的多個(gè)平行電極； 布置在所述多個(gè)平行電極頂部的電介質(zhì)； 能與所述多個(gè)平行電極的第一端或第二端耦合的測(cè)量電路； 用于施加信號(hào)至所述多個(gè)平行電極的所述第一端或所述第二端的信號(hào)發(fā)生器；以及 用于對(duì)在所述多個(gè)平行電極的所述第一端或所述第二端測(cè)量的電流進(jìn)行積分的處理器。`
11.一種用于確定是否在執(zhí)行多對(duì)象捏合手勢(shì)的方法，所述方法包括: 1)提供線性電極、布置在所述線性電極上的電介質(zhì)、和用于測(cè)量在所述線性電極任一端上的電流的裝置，所述線性電極包括絕緣基板，所述線性電極布置在所述絕緣基板上； 2)施加信號(hào)至所述線性電極的第一邊緣上； 3)通過(guò)使用第一短孔徑測(cè)量和第一長(zhǎng)孔徑測(cè)量，測(cè)量所述線性電極第一邊緣處的第一電流； 4)通過(guò)使用第二短孔徑測(cè)量和第二長(zhǎng)孔徑測(cè)量，測(cè)量所述線性電極第一邊緣處的第二電流；以及 5)確定所述第一手指是否執(zhí)行捏合手勢(shì)。
【文檔編號(hào)】G06F3/041GK103733166SQ201280039143
【公開(kāi)日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】基思·L·保爾森 申請(qǐng)人:瑟克公司