[发明专利]具有触笔载体的触敏装置

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请涉及2009年5月29日提交的名称为“High Speed Multi-Touch Device and Controller Therefor（高速多触摸装置及其控制器）”的美国专利申请No.61/182366；以及2009年8月5日提交的名称为“High Speed Multi-Touch Device and Controller Therefor（高速多触摸装置及其控制器）”的美国专利申请No.61/231471、和2010年1月5日提交的名称为“High Speed Noise Tolerant Multi-Touch Device and Controller Therefor（高速耐噪声多触摸装置及其控制器）”的美国专利申请No.12/652343。

技术领域

本发明整体涉及触敏装置，尤其涉及依赖于用户的手指或其他触摸工具与触摸装置之间的电容耦合的那些触敏装置，其尤其应用于能够检测可能同时施加至触摸装置的不同部分处的多次触摸（得自手指和触笔）的此类装置。

背景技术

触敏装置通过减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指示装置的需求，而允许用户方便地与电子系统和显示器进行交互。例如，用户只需要在由图标标识的位置触摸即显触摸屏，即可执行一系列复杂的指令。

有若干类型的技术用于实现触敏装置，包括（例如）电阻、红外、电容、表面声波、电磁、近场成像等方式。人们已经发现电容式触敏装置在大量应用中有很好的效果。在许多触敏装置中，当传感器内的导电物体电容耦接至导电性触摸工具（例如用户的手指）时，感测输入。一般来讲，只要两个导电构件彼此靠近但未实际接触，这两者之间便会形成电容。就电容式触敏装置而言，手指之类的物体接近触敏表面时，该物体与靠近该物体的感测点之间会形成微小的电容。通过检测每个感测点处电容的变化并记录感测点的位置，感测电路就能识别多个物体并确定当物体在整个触摸表面上移动时物体的特性。

用于以电容方式测量触摸情况的已知技术有两种。第一种是测量对地电容，其中信号施加到电极上。靠近电极的触摸导致信号电流从电极经过手指之类的物体流到电气接地。

用于以电容方式测量触摸情况的第二种技术是通过互电容。互电容式触摸屏将信号施加至受驱动电极上，该电极通过电场电容耦合至接收电极。靠近的物体会减小两个电极之间的信号耦合，因为该物体会减小电容耦合。

在第二种技术的背景下，各个其他技术已用于测量电极之间的互电容。在这样一种技术中，耦合至接收电极的电容器用于累积与驱动信号的多个脉冲相关的多个电荷。因此，驱动信号的每个脉冲均仅贡献积聚在此“积分电容器”上的总电荷的一小部分。参考美国专利6,452,514(Philipp)。此技术具有良好的抗噪性，但其速度可能因对该积分电容器充电所需的脉冲数量而有限。

触摸屏还可支持一个或多个触笔的位置的分辨。参考美国专利5,790,106(Hirano)，其描述了将得自笔的电压振荡施加到触摸面板中的电极。

发明内容

本专利申请尤其公开了下述触敏装置，所述触敏装置能够检测同时或者在重叠时间设置为靠近或者接触触敏装置的不同部分的一个或多个物体（包括手指和触笔）的存在。在一些实施例中，所述触敏装置无需采用积分电容器以便测量驱动电极和接收电极（与触摸面板或触笔相关）之间的电容耦合。相反，在至少一些实施例中，得自驱动信号的单个脉冲可为测量特定驱动电极（可设置在触笔中或触敏装置中）和特定接收电极（也可设置在触笔中或触敏装置中）之间的电容耦合所需的全部。为了实现这种方式，假定将合适的脉冲形状用于驱动信号，则将微分电路优选地耦接至接收电极（其在各种实施例中可设置在触笔中或触摸面板中），以使得为每个接收电极产生驱动信号的微分表示（称为响应信号）。在一个示例性实施例中，每个微分电路均可包括运算放大器(op amp)，其具有连接在该运算放大器的反相输入与该运算放大器的输出之间的反馈电阻器，并且该反相输入也连接至给定接收电极。还可使用其他已知的微分电路设计，前提是电路提供以某种形式包括驱动信号对时间的导数的至少一个近似值的输出。

本发明还讨论了相关方法、系统和制品。

本专利申请的这些和其他方面从以下具体实施方式中将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述发明内容理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由所附权利要求书限定，并且在审查期间可以进行修改。

附图说明

图1为触摸装置的示意图；