[发明专利]电阻及电容触感垫

说明书

本发明涉及数字系统的输入装置，且更具体地涉及一种使用电阻及电容传感来检测一指向元件的位置和运动的触感垫。

触感垫是众所周知的用于例如个人计算机、游戏、手持个人组织器(organizer)等的的输入装置。它们通过检测例如钢笔、铁笔、或手指的一指向元件的存在和移动而工作。该指向元件的移动被变换成一显示屏幕上的一光标的移动或其它可由该机器识别的命令。而且，用该指向元件对该触感垫的轻敲可被变换成按钮操作，更象一鼠标按钮。

通常，两种普通类型的传感器已被有利地用于感测该指向元件的存在和移动。这些普通类型包括电容传感器和电阻传感器。各种类型的传感器具有其不同的优点和缺点。在另一种上使用一种传感器经常使不同的应用受益更多。

电容传感器通过对由于存在指向元件而导致的电容的改变进行感测而工作。它们通常使用一配置成一网格的水平及垂直径迹的阵列。这些水平径迹驻留在一平面内而垂直径迹驻留于一第二平面内。这些径迹的相交点确定一X-Y坐标系。该电容传感器测量该水平平面和该垂直平面内的这些径迹的电容。通过感测该指向元件的紧靠的附近内的这些径迹上电容的增大而识别该指向元件的存在。然后通过确定具有增大电容的这些径迹的中心的X-Y坐标或通过一类似的方法而确定该指向元件的位置。

电阻传感器依靠于由该访问元件施加在该触感垫上使两导电层发生接触的压力。当该两导电层发生接触时，它们形成电连接。一电压陡度可被施加在其中一导电层上，而且测量第二导电层的电压电平以确定发生接触位置处的电压。从此电压电平可确定该指向元件的位置。

上述各方法具有各种不同的优点和缺点，使它们更适用于某些应用，例如，电容传感器适于检测手指，因为手指会引起电容的显著改变。因此，它们最多常被用于小的触感垫，其中该小的触感垫的主要的应用是作为一光标控制器。然而，它们不适用于钢笔，由于钢笔通常不会引起电容的显著改变。

类似地，电阻传感器适于检测钢笔的存在，因为钢笔导致在一精确点处的连接，而通过一电阻传感器不能很好地检测手指，由于它不具有一小的接触表面区域，而且，因为电阻传感器要求有压力，手指敲击该表面并且当它稳固地按压在该触感垫上时不易于移动。由钢笔施加的压力不会导致同一问题，因为钢笔会有小的接触表面区域。由于这些特征，电阻型传感器相对广泛地用在较大尺寸的图形输入板中。

指向型装置典型地有两种工作模式。第一种是绝对模式。在绝对模式中，该指向装置被直接映射至显示屏。这样，如果该指向装置被提高并被移至另一位置，该光标被移至新的位置。该模式对于手写应用是特别有用的。因为大多数字符由数个钢笔笔划形成，其中这些钢笔笔划的相对位置是一重要元素。相反，在相对模式中，该指向装置相对于最后的位置被映射，在相对模式中，如果该指向装置被提高并被移动，光标保持在它被移动之前的相同位置。当不与该指向装置相接触时，该指向元件的移动被忽略。相对模式对于例如鼠标模拟的光标移动应用是理想的。

当前，可从在圣何塞，加利福尼亚的Synaptics公司购得一组合的电阻及电容触感垫。该Synaptics触感垫将一独立的电容传感器与一独立的电阻传感器相组合以得到该组合传感器。这些电容和电阻传感器是可先前单独得到的，并通过将电容传感器连接在电阻传感器上方而被封装在一起作为一单个单元的设计。Synaptics的触感垫的电阻传感器是一在现有技术中公知的带有两导电板的四线传感器。该两导电板被印刷在一单个的基底上，该单个的基底被折叠到一个在另一个上方的位置。在两导电板之间定位一单独的分隔器以保持两导电板之间的分离开。

当前可得到的触感垫在制造和可用性方面受到限制。因此期望一被改进的触感垫。

提供有一种具有电阻和电容型传感器的优点的改进的触感垫。该改进的触感垫是一集成的设计，相比于当前可用的触感垫，它更易于制做且成本更低。

具体地，在本发明的一实施例中，提供了一种带有一5线电阻传感器和一电容传感器的触感垫。该电阻传感器具有以下分别称为电阻平面和传感器平面的两导电平面。该电阻平面被印制在第一基底上，而该传感器平面被印制在第二基底上。因为该两平面可被印制在这些基底上，它们比市场上当前的那些电阻传感器更易于制做。而且，可将一路由选择层集成在该电容传感器中。

在本发明的另一方面中，该触感垫可构型成区别使用的不同类型的指向元件。使用该信息，采用该触感垫的一系统可构型成使其操作适合于利用用户意向来使用某些指向元件以完成某些任务。