[发明专利]包括压力传感器阵列的具有单触摸或多触摸能力的触摸屏幕或触摸垫及此类传感器的制作

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定接触位置的触摸屏幕或触摸垫。

背景技术

当前存在与机器或计算机交互的数种方法，例如，鼠标、键盘、触摸屏幕、触摸垫及各种传感器。

触摸屏幕技术(特定来说)正变得越来越流行，这是因为与装置的直接交互可经由屏幕在立即反馈的情况下进行。另外，对于移动装置(特定来说)，空间节省为适当的，因为组合的显示器与触摸界面占据比显示器加(例如)键盘更少的空间。然而，平整的触摸垫(也就是说，触敏表面)现在是对鼠标的最常见的替换(例如，对于笔记本)。

借助称为具有多触摸能力的触摸装置(触摸屏幕或触摸垫)(可借助所述触摸装置检测多于一个手指或尖笔或其它物件)的本发明，全新的交互变得可能，例如，对于同时在一个显示器上的多个人。另外，可实施可借助多个手指操作的较多直觉界面。这些方法较困难或不可能小型化或者极昂贵。迄今，缺乏一种廉价、耐用且容易小型化的解决方案。

现在通常经由成像方法或经由显示器上方的透明电容式传感器阵列来实施具有多触摸能力的二维输入装置。还可想象到电感式方法的使用。

对于成像方法，红外相机“看向”由玻璃或压克力制成的半透明投影表面。将要描绘的计算机图像借助投影机从下方被投影到此投影表面上。同时，使用红外光从侧面照明屏面。如果一个或多个手指现在触摸投影表面，那么玻璃的折射率在此点处改变且人们将手指(且仅这些手指)视为红外相机的图像中的点。人们现在可借助图像辨识来定位这些点且因此计算位置。

目前，此类成像方法无法被制作得足够平坦以在移动装置中使用。

然而，存在其中将红外LED及传感器阵列附接于TFT显示器后面以便检测所述LED的红外光在手指上的反射的各种实验。

然而，在使用LED的情况下，能量消耗相对较高，结果使得所述方法难以适合在移动装置中使用。此外，其对于外部红外辐射(例如，太阳光)也为敏感的。

还存在将传感器集成于显示器的制造过程中的方法。然而，基本上，这些方法取决于显示器技术且极为特定。随后绝对不能对其进行集成。在电容式多触摸界面的情况下，在手指或其它电介质的接近时测量到一个或多个传感器的电容的改变。接着可通过对安置为一阵列的各种传感器的信号进行内插来计算一个或多个手指的位置。电容式传感器技术易于受到来自杂散辐射的干扰且此外无法穿透目前常见的显示器。因此，必须在氧化铟锡基底上以透明方式制造传感器且将其安置于显示器上方。此类界面极昂贵，因为铟是地球上的最稀缺元素之一。此外，其并非完全透明，结果使得屏幕的可读性受到影响且任何反射效应可对界面起干扰作用。

电感式方法基于其可仅与含有电子组件的特殊尖笔一起工作的高度干扰性方面。

当前以大多数不同的方式实施其中可仅检测一个手指的触摸屏幕或触摸垫界面。

除了其它方法以外，还存在用以基于压力传感器确定手指位置的方法，所述压力传感器附接于显示器的拐角上且根据杠杆定律依据所述传感器处的不同压力条件计算所述位置。然而，无法使用这些方法来检测多于一个手指或尖笔。另外，表面可能不是柔性且如果有必要的话那么必须对其进行加强以防弯曲，否则无法以充分的精确度来执行内插。

还存在可用于尽可能精确地测量表面上的不同压力条件的压力传感器阵列，例如，用于医学目的(当站立或行走时脚底上的压力条件)或在仪器测量技术中，例如，用以测量刹车盘上刹车垫的整个表面的不同压力。

可从以下文献中推知所提及的实例：DE102006031376、DE19632866、EP0684578、EP0754370、EP0932117、EP1621989、EP1745356、EP1853991、US2005083310、US5945980、US6188391、US7030860、WO04114105、WO2004044723。

发明内容

在权利要求1中提及的本发明目标是极高效地且廉价地制造具备单触摸或多触摸能力的显示器或触摸垫，其既耐用又对干扰不敏感且还可容易地小型化并用于移动装置中。

此目标由具有独立权利要求的特征的装置实现。特定来说，所述目标借助压力传感器(3)来实现，所述压力传感器(3)作为二维阵列安置于基底(1)上且具备信号电缆(2)使得可个别地评价每一传感器。放置于此阵列上使得每一压力传感器触摸所述显示器或者所述表面是尽可能薄且因此尽可能柔性的显示器(4)以供用作触摸屏幕或是柔性材料(4)(例如，PVC、压克力到纸张、织物或类似物)的表面以供用作触摸垫。

由于现代显示器通常极薄，因此其具有一定量的弹性。当用作触摸垫(而非显示器)时，可因材料本身的选择而选择表面的弹性。