這種類型的傳感器配備有同步采集其表面上多個(gè)指狀物的位置、壓力、尺寸、形狀和位移的裝置，以便優(yōu)選地借助于圖形界面來(lái)控制設(shè)備。

這些傳感器可被用在眾多儀器比如但不限于手機(jī)、計(jì)算機(jī)等中。

在現(xiàn)有技術(shù)中已知電阻片多觸點(diǎn)透明觸摸傳感器。優(yōu)選地，這些傳感器包括位于兩個(gè)透明導(dǎo)電層之間的半導(dǎo)體透明有源層，在所述兩個(gè)透明導(dǎo)電層上印制有對(duì)應(yīng)于導(dǎo)線的行或列。因此所述導(dǎo)電層被布置成由行和列的交叉形成的單元的矩陣。半導(dǎo)體層在觸摸屏未被觸摸時(shí)起斷開(kāi)的斷路器的作用，而在觸摸屏被觸摸時(shí)起閉合的斷路器的作用，這使兩個(gè)導(dǎo)電層相接觸。所述導(dǎo)電層通常是玻璃片和聚酯片。玻璃片和聚酯片起電極的作用，并且每一個(gè)都在其表面之一上具有用透明導(dǎo)電材料實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)電層。

在現(xiàn)有技術(shù)中提出了在FR2866726中描述的解決方案，該解決方案針對(duì)的設(shè)備還包括用于采集觸摸信息的多觸點(diǎn)二維傳感器。如所述中描述的所述傳感器包括矩陣電阻片，該矩陣電阻片另外包括上面印制有對(duì)應(yīng)于導(dǎo)線的行或列的兩個(gè)透明導(dǎo)電層，以及在所述兩個(gè)透明導(dǎo)電層之間的絕緣材料。優(yōu)選地，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的透明導(dǎo)電層用ITO實(shí)現(xiàn)，ITO是極薄層的透明導(dǎo)電材料。

該解決方案的缺點(diǎn)在于與單觸點(diǎn)觸摸傳感器相比這種傳感器耗費(fèi)的電能要多得多。

事實(shí)上，單觸點(diǎn)觸摸傳感器只耗費(fèi)相當(dāng)于漏電流的能量，然而多觸點(diǎn)觸摸傳感器需要對(duì)導(dǎo)電軌道的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之一定期供電，這是其耗電多得多的原因。

這樣當(dāng)用戶不觸摸傳感器從而不使用傳感器時(shí)，傳感器耗費(fèi)的電流仍然幾乎等于當(dāng)用戶確定一個(gè)甚至多個(gè)接觸區(qū)域時(shí)所耗費(fèi)的電流。

本發(fā)明目的在于通過(guò)提出一種在以下兩種不同模式下工作的多觸點(diǎn)觸摸傳感器來(lái)克服該缺點(diǎn)：

-單觸點(diǎn)模式(或待機(jī)模式)，對(duì)應(yīng)于如下運(yùn)行：當(dāng)傳感器沒(méi)有檢測(cè)到任何接觸時(shí)傳感器像單觸點(diǎn)觸摸傳感器那樣工作，以及

-多觸點(diǎn)模式(或掃描模式)，對(duì)應(yīng)于當(dāng)在以單觸點(diǎn)模式運(yùn)行期間檢測(cè)到接觸時(shí)傳感器的慣常運(yùn)行。

本方法在于研究以多觸點(diǎn)方式運(yùn)行的用法。顯然僅當(dāng)用戶確定了至少一個(gè)接觸區(qū)域時(shí)才能實(shí)施這種運(yùn)行。在其它時(shí)間里，與單觸點(diǎn)相似的簡(jiǎn)單運(yùn)行就夠了。在檢測(cè)到接觸后，只要始終檢測(cè)到至少一個(gè)接觸，傳感器就轉(zhuǎn)換為多觸點(diǎn)模式。

因?yàn)閷?duì)電流的大量消耗限于用戶使用傳感器的片刻，即傳感器檢測(cè)到至少一個(gè)接觸的片刻，所以根據(jù)本發(fā)明的多觸點(diǎn)觸摸傳感器允許實(shí)現(xiàn)顯著的電流節(jié)省。

為此，本發(fā)明提出一種多觸點(diǎn)觸摸傳感器，包括控制電路和由兩個(gè)透明導(dǎo)電層形成的矩陣，兩個(gè)透明導(dǎo)電層中的至少一個(gè)具有細(xì)導(dǎo)電軌道的網(wǎng)絡(luò)，控制電路包括對(duì)層中的一層供電和對(duì)另一層進(jìn)行檢測(cè)的裝置，所述傳感器具有與相應(yīng)層的行的供電掃描相對(duì)應(yīng)的多觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式，其特征在于，還包括與對(duì)整個(gè)傳感器的連續(xù)和均勻供電相對(duì)應(yīng)的單觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式，每個(gè)運(yùn)行模式根據(jù)是否檢測(cè)到至少一個(gè)接觸而被激活。

根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式：

-通過(guò)檢測(cè)到至少一個(gè)接觸來(lái)激活多觸點(diǎn)模式，

-通過(guò)沒(méi)有檢測(cè)到至少一個(gè)接觸來(lái)激活單觸點(diǎn)模式，

-在潛伏時(shí)間(在此期間檢測(cè)不到任何接觸)之后激活單觸點(diǎn)模式，

-多觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)于相應(yīng)層的行的供電掃描，并且對(duì)應(yīng)于在被供電的行與另一層的列中每一列之間的交叉點(diǎn)的端子處的測(cè)量，

-單觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式是與傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的待機(jī)模式，

-單觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式對(duì)應(yīng)于所有列的連續(xù)和均勻的供電，并且對(duì)應(yīng)于通過(guò)掃描行來(lái)執(zhí)行的檢測(cè)，

-傳感器是透明的。

通過(guò)結(jié)合附圖并閱讀非限定性實(shí)施例的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明，附圖分別表示：

-圖1是觸摸電子設(shè)備的視圖，

-圖2是采集與整個(gè)多觸點(diǎn)觸摸傳感器有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法(“采集1")的示意圖，

-圖3是分析上述數(shù)據(jù)的方法(“分析1")的示意圖，

-圖4是根據(jù)本發(fā)明的使傳感器待機(jī)的方法(“待機(jī)1")的示意圖，以及

-圖5是根據(jù)本發(fā)明的使傳感器待機(jī)的方法(“待機(jī)2")的示意圖。

根據(jù)本發(fā)明的多觸點(diǎn)透明觸摸傳感器旨在結(jié)合到多觸點(diǎn)觸摸顯示屏中。

圖1示出觸摸電子設(shè)備的視圖，該觸摸電子設(shè)備包括：

-矩陣觸摸傳感器1，

-顯示屏2，

-捕捉接口3，

-主處理器4，以及

-圖形處理器5。

所述觸摸設(shè)備的基本部件是對(duì)借助于捕捉接口3采集多觸點(diǎn)操縱而言必需的觸摸傳感器1。該捕捉接口3包括采集和分析電路。

所述觸摸傳感器1是矩陣式的。所述傳感器可以在可能的情況下被分為多個(gè)部分，以便加速捕集(captation)，每個(gè)部分被同時(shí)掃描。

來(lái)自捕捉接口3的數(shù)據(jù)在過(guò)濾后被傳送給主處理器4。主處理器4執(zhí)行允許將片的數(shù)據(jù)與圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的本地程序，圖形對(duì)象被顯示在顯示屏2上以便被操縱。

主處理器4還將要被顯示在顯示屏2上的數(shù)據(jù)傳送給圖形界面5。該圖形界面還可以被圖形處理器控制。

本實(shí)施例涉及多觸點(diǎn)無(wú)源矩陣觸摸傳感器。應(yīng)當(dāng)了解本領(lǐng)域技術(shù)人員還能夠在有源矩陣透明觸摸傳感器上實(shí)施本發(fā)明。

這樣的多觸點(diǎn)觸摸傳感器被通過(guò)以下方式控制：在掃描階段，可相繼為網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的軌道供電并且檢測(cè)第二網(wǎng)絡(luò)的軌道中每個(gè)軌道上的響應(yīng)。可根據(jù)這些響應(yīng)來(lái)確定與狀態(tài)相對(duì)于休眠狀態(tài)被改變了的節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的接觸區(qū)域。可確定狀態(tài)被改變了的相鄰節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)集合。這樣的相鄰節(jié)點(diǎn)的一個(gè)集合限定接觸區(qū)域。可使用節(jié)點(diǎn)的該集合來(lái)計(jì)算在本發(fā)明意義上的光標(biāo)的有效位置的信息。

在節(jié)點(diǎn)的被未激活區(qū)域分隔開(kāi)的多個(gè)集合的情況下，可在同一掃描階段期間確定多個(gè)獨(dú)立的光標(biāo)。在新的掃描階段過(guò)程中周期性地更新該信息。

根據(jù)在相續(xù)掃描過(guò)程中獲得的信息來(lái)創(chuàng)建、跟蹤或刪除光標(biāo)。例如通過(guò)接觸區(qū)域的重心函數(shù)來(lái)計(jì)算光標(biāo)。

總的原則是創(chuàng)建與在觸摸傳感器上檢測(cè)到的區(qū)域同樣多的光標(biāo)并跟蹤其隨時(shí)間的變化。當(dāng)用戶從傳感器上收回指狀物時(shí)，相關(guān)的光標(biāo)就被刪除。以這種方式，可以同時(shí)捕獲多個(gè)指狀物在觸摸傳感器上的變化和位置。

實(shí)際測(cè)量的電特性可以是電阻或電容。因此將分別討論電阻觸摸傳感器或電容觸摸傳感器。由觸摸傳感器和控制電路構(gòu)成的觸摸模塊通過(guò)通信接口來(lái)發(fā)送信號(hào)。隨后這些信號(hào)被信息化設(shè)備的主處理器4處理，所述信息化設(shè)備的用戶圖形界面(GUI)適于使用多個(gè)同步光標(biāo)。這些光標(biāo)允許同時(shí)與多個(gè)圖形對(duì)象相互作用。

主程序考慮光標(biāo)的定位和每個(gè)光標(biāo)位于哪個(gè)圖形對(duì)象上。根據(jù)所考慮的圖形對(duì)象，對(duì)傳感器的數(shù)據(jù)應(yīng)用特定的處理。該處理可以例如考慮壓力、加速度、速度、軌跡等的測(cè)量。主處理器4包括允許控制采集和分析與矩陣觸摸傳感器1的狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)的電子控制電路。

圖2示出采集與整個(gè)多觸點(diǎn)觸摸傳感器有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法(“采集1"11)的示意圖。所述傳感器包括M行和N列。

該方法的功能是確定矩陣觸摸傳感器1的每個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)，即所述點(diǎn)是否實(shí)現(xiàn)了接觸。

形成傳感器的片針對(duì)行和列的采樣頻率約為100Hz。

所述方法對(duì)應(yīng)于測(cè)量“電壓"矩陣的所有點(diǎn)。所述矩陣是以下矩陣[N，M]：在每個(gè)點(diǎn)[I，J]包含在行I(1≤I≤N)和列J(1≤J≤M)的交叉點(diǎn)的端子處測(cè)量的電壓值。該矩陣允許給出矩陣觸摸傳感器1的點(diǎn)中每個(gè)點(diǎn)在給定時(shí)刻的狀態(tài)。

采集的方法(“采集1"11)由對(duì)在前面采集時(shí)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化的初始化步驟12開(kāi)始。

任意地，列的軸線構(gòu)成供電軸線，而行的軸線構(gòu)成檢測(cè)軸線。

方法11首先實(shí)施對(duì)列的掃描。列例如被供給5伏特。對(duì)于所述列，電子電路測(cè)量在所述列和行1至行N中每一行之間的交叉點(diǎn)的端子處的電壓。

當(dāng)測(cè)量執(zhí)行到第N行時(shí)，方法進(jìn)行到下一列，并重新開(kāi)始測(cè)量在所考慮的新列與行1至行N中每一行的交叉的端子處的電壓。

當(dāng)掃描了所有列時(shí)，矩陣觸摸傳感器的點(diǎn)中每一點(diǎn)的端子處的電壓就被測(cè)得了。因此方法結(jié)束，并且電子電路可以進(jìn)行對(duì)所獲得的“電壓"矩陣的分析。

圖3示出分析數(shù)據(jù)的方法(“分析1"21)的示意圖。

所述方法由實(shí)現(xiàn)以下步驟的一系列算法構(gòu)成：

-一個(gè)或多個(gè)濾波22，

-確定包括每個(gè)接觸區(qū)域的區(qū)域23，

-確定每個(gè)接觸區(qū)域的重心24，

-對(duì)接觸區(qū)域進(jìn)行插值25，以及

-預(yù)測(cè)接觸區(qū)域的軌跡26。

在分析方法21結(jié)束后，軟件能夠向顯示屏2的虛擬圖形對(duì)象施加各種特定處理，以實(shí)時(shí)更新所述顯示屏2。包含在采集步驟11期間檢測(cè)到的接觸區(qū)域的區(qū)域也被限定。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，電子電路以大約為100Hz的頻率循環(huán)地重復(fù)方法11和21。這樣的電子電路的缺點(diǎn)在于耗電過(guò)多。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，電子電路結(jié)合對(duì)傳感器運(yùn)行模式進(jìn)行控制的控制方法。

如圖4和圖5所示，電子電路因此實(shí)施兩種運(yùn)行模式：

-“多觸點(diǎn)"類型的運(yùn)行模式32，其中整個(gè)觸摸傳感器的采集和分析方法與上述方法11和21一致，以及

-“單觸點(diǎn)"類型的第二運(yùn)行模式33，其中整個(gè)觸摸傳感器的采集和分析方法與單觸點(diǎn)運(yùn)行時(shí)的方法一致。

“單觸點(diǎn)"運(yùn)行模式33的特征在于對(duì)整個(gè)傳感器持續(xù)和均勻地供電。該模式對(duì)應(yīng)于傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)。

根據(jù)該運(yùn)行模式，實(shí)施數(shù)據(jù)采集方法“采集2"51。該方法對(duì)應(yīng)于測(cè)量N×M維的“電壓"矩陣的所有點(diǎn)，該矩陣在每個(gè)點(diǎn)(I，J)處包含在行I與列J的交叉點(diǎn)的端子處測(cè)量的電壓值，其中1≤I≤N且1≤J≤M。

在方法51期間，對(duì)所有列都以連續(xù)和均勻的方式提供電壓。優(yōu)選地，對(duì)任何列和行都不提供電壓。因此只測(cè)得漏電流。通過(guò)掃描行來(lái)執(zhí)行檢測(cè)。在這種情況下，因?yàn)閷?duì)所有列都以連續(xù)和均勻的方式供電，所以當(dāng)存在接觸時(shí)不能確定對(duì)應(yīng)于所述接觸的列。因此，無(wú)法提供接觸的位置信息。

隨后基于通過(guò)方法51采集到的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)施數(shù)據(jù)分析方法“分析2"61。該方法包括一個(gè)或多個(gè)濾波步驟。優(yōu)選地，因?yàn)闊o(wú)法獲得接觸的位置信息，所以該方法不包括確定接觸區(qū)域的可能有的確定步驟。

事實(shí)上，當(dāng)用戶不觸摸傳感器時(shí)，不用一直采集所述傳感器的完整圖像。另外，當(dāng)用戶將其手指置于傳感器上時(shí)，如果待機(jī)模式與正常模式之間的轉(zhuǎn)換足夠快的話，則在提供接觸情況時(shí)無(wú)需知道手指在傳感器上面的位置。

待機(jī)(或單觸點(diǎn))模式對(duì)應(yīng)于傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)，該模式只能檢測(cè)當(dāng)用戶實(shí)施至少一個(gè)接觸時(shí)傳感器的電參數(shù)的改變，但不能分析所述接觸的位置。

到多觸點(diǎn)的正常模式32的有條件的轉(zhuǎn)換因此允許在較短時(shí)間間隔內(nèi)知道多個(gè)觸點(diǎn)的位置信息。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的對(duì)傳感器運(yùn)行模式進(jìn)行控制的控制方法(“待機(jī)1"31)的示意圖。

該方法包括處于“多觸點(diǎn)"模式的循環(huán)32，循環(huán)32對(duì)應(yīng)于采集步驟11和分析步驟21的序列。

在所述循環(huán)32結(jié)束處，進(jìn)行有條件的控制。如果在整個(gè)矩陣觸摸傳感器1上檢測(cè)到至少一個(gè)觸點(diǎn)，則該方法進(jìn)入處于“單觸點(diǎn)"模式的第二循環(huán)33，第二循環(huán)33對(duì)應(yīng)于采集步驟51和分析步驟61的序列。

這種實(shí)施方式允許根據(jù)通過(guò)檢測(cè)可能有的至少一個(gè)接觸而進(jìn)行的控制來(lái)在多觸點(diǎn)模式和單觸點(diǎn)模式之間即時(shí)地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因?yàn)橐詥斡|點(diǎn)模式運(yùn)行比以多觸點(diǎn)模式運(yùn)行消耗的電能要少得多，所以顯著減少了耗電。

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的對(duì)傳感器運(yùn)行模式進(jìn)行控制的控制方法(“待機(jī)2"41)的示意圖。

該方法與前述方法的區(qū)別在于其包括與多觸點(diǎn)模式和單觸點(diǎn)模式之間的潛伏時(shí)間相對(duì)應(yīng)的N次迭代。

整數(shù)N是表征循環(huán)32的連續(xù)周期(在此期間檢測(cè)不到任何接觸)的數(shù)量的數(shù)。預(yù)定的潛伏時(shí)間由N潛伏限定，其對(duì)應(yīng)于檢測(cè)不到接觸的連續(xù)周期的數(shù)量，傳感器根據(jù)該預(yù)定的潛伏時(shí)間而過(guò)渡到單觸點(diǎn)模式。

該方法包括循環(huán)“多觸點(diǎn)"32和第二循環(huán)“單觸點(diǎn)"33。在每個(gè)循環(huán)32之后，進(jìn)行有條件的控制。如果在循環(huán)32的輸出處檢測(cè)到至少一個(gè)接觸，則重復(fù)循環(huán)32。

如果在該循環(huán)32的輸出處沒(méi)有檢測(cè)到任何接觸，則查詢沒(méi)有接觸的連續(xù)周期的數(shù)量N。如果N小于N潛伏，則N增加1并重復(fù)循環(huán)32。如果N等于N潛伏，則執(zhí)行循環(huán)“單觸點(diǎn)"33。只要在循環(huán)33的輸出處沒(méi)有檢測(cè)到任何接觸，則重復(fù)循環(huán)33。

一旦在該循環(huán)33的輸出處檢測(cè)到接觸，N就重新變?yōu)?，并且重新執(zhí)行循環(huán)“多觸點(diǎn)"32。

這種實(shí)施方式允許：使用針對(duì)從多觸點(diǎn)模式到單觸點(diǎn)模式的過(guò)渡的潛伏時(shí)間，根據(jù)通過(guò)檢測(cè)可能有的至少一個(gè)接觸而進(jìn)行的控制來(lái)在多觸點(diǎn)模式和單觸點(diǎn)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

因此本發(fā)明的該實(shí)施方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：

-通過(guò)檢測(cè)接觸，瞬時(shí)地從單觸點(diǎn)向多觸點(diǎn)過(guò)渡，以及

-使用預(yù)定的潛伏時(shí)間從多觸點(diǎn)向單觸點(diǎn)過(guò)渡，這允許避免在單個(gè)周期內(nèi)不湊巧地檢測(cè)不到接觸的情況下多觸點(diǎn)/單觸點(diǎn)的轉(zhuǎn)換過(guò)于頻繁。

N可以例如被選擇為使得獲得大約為1秒的潛伏時(shí)間。