這種類型的傳感器配備有同步采集其表面上多個指狀物的位置、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透明導(dǎo)電層之間的半導(dǎo)體透明有源層，在所述兩個透明導(dǎo)電層上印制有對應(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起斷開的斷路器的作用，而在觸摸屏被觸摸時起閉合的斷路器的作用，這使兩個導(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)中提出了在專利FR2866726中描述的解決方案，該解決方案針對的設(shè)備還包括用于采集觸摸信息的多觸點(diǎn)二維傳感器。如所述專利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應(yīng)于導(dǎo)線的行或列的兩個透明導(dǎo)電層，以及在所述兩個透明導(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)觸摸傳感器需要對導(dǎo)電軌道的兩個網(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，傳感器耗費(fèi)的電流仍然幾乎等于當(dāng)用戶確定一個甚至多個接觸區(qū)域時所耗費(fèi)的電流。

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

-單觸點(diǎn)模式(或待機(jī)模式)，對應(yīng)于如下運(yùn)行：當(dāng)傳感器沒有檢測到任何接觸時傳感器像單觸點(diǎn)觸摸傳感器那樣工作，以及

-多觸點(diǎn)模式(或掃描模式)，對應(yīng)于當(dāng)在以單觸點(diǎn)模式運(yùn)行期間檢測到接觸時傳感器的慣常運(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接觸區(qū)域時才能實(shí)施這種運(yùn)行。在其它時間里，與單觸點(diǎn)相似的簡單運(yùn)行就夠了。在檢測到接觸后，只要始終檢測到至少一個接觸，傳感器就轉(zhuǎn)換為多觸點(diǎn)模式。

因?yàn)閷﹄娏鞯拇罅肯南抻谟脩羰褂脗鞲衅鞯钠?，即傳感器檢測到至少一個接觸的片刻，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透明導(dǎo)電層形成的矩陣，兩個透明導(dǎo)電層中的至少一個具有細(xì)導(dǎo)電軌道的網(wǎng)絡(luò)，控制電路包括對層中的一層供電和對另一層進(jìn)行檢測的裝置，所述傳感器具有與相應(yīng)層的行的供電掃描相對應(yīng)的多觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式，其特征在于，還包括與對整個傳感器的連續(xù)和均勻供電相對應(yīng)的單觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式，每個運(yùn)行模式根據(jù)是否檢測到至少一個接觸而被激活。

根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施方式：

-通過檢測到至少一個接觸來激活多觸點(diǎn)模式，

-通過沒有檢測到至少一個接觸來激活單觸點(diǎn)模式，

-在潛伏時間(在此期間檢測不到任何接觸)之后激活單觸點(diǎn)模式，

-多觸點(diǎn)類型的運(yùn)行模式對應(yīng)于相應(yīng)層的行的供電掃描，并且對應(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)相對應(yīng)的待機(jī)模式，

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

-傳感器是透明的。

通過結(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)備的第一基本部件是對借助于捕捉接口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部分，以便加速捕集(captation)，每個部分被同時掃描。

來自捕捉接口3的數(shù)據(jù)在過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)與圖形對象相關(guān)聯(lián)的本地程序，圖形對象被顯示在顯示屏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)觸摸傳感器被通過以下方式控制：在第一掃描階段，可相繼為網(wǎng)絡(luò)中一個網(wǎng)絡(luò)的軌道供電并且檢測第二網(wǎng)絡(luò)的軌道中每個軌道上的響應(yīng)?？筛鶕?jù)這些響應(yīng)來確定與狀態(tài)相對于休眠狀態(tài)被改變了的節(jié)點(diǎn)相對應(yīng)的接觸區(qū)域?？纱_定狀態(tài)被改變了的相鄰節(jié)點(diǎn)的一個或多個集合。這樣的相鄰節(jié)點(diǎn)的一個集合限定接觸區(qū)域。可使用節(jié)點(diǎn)的該集合來計(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)域分隔開的多個集合的情況下，可在同一掃描階段期間確定多個獨(dú)立的光標(biāo)。在新的掃描階段過程中周期性地更新該信息。

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

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

實(shí)際測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)成的觸摸模塊通過通信接口來發(fā)送信號。隨后這些信號被信息化設(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)適于使用多個同步光標(biāo)。這些光標(biāo)允許同時與多個圖形對象相互作用。

主程序考慮光標(biāo)的定位和每個光標(biāo)位于哪個圖形對象上。根據(jù)所考慮的圖形對象，對傳感器的數(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行和列的采樣頻率約為100Hz。

所述方法對應(yīng)于測量“電壓”矩陣的所有點(diǎn)。所述矩陣是以下矩陣[N，M]：在每個點(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)中每個點(diǎn)在給定時刻的狀態(tài)。

采集的方法(“采集1”11)由對在前面采集時獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化的初始化步驟12開始。

任意地，列的軸線構(gòu)成供電軸線，而行的軸線構(gòu)成檢測軸線。

方法11首先實(shí)施對第一列的掃描。第一列例如被供給5伏特。對于所述列，電子電路測量在所述列和行1至行N中每一行之間的交叉點(diǎn)的端子處的電壓。

當(dāng)測量執(zhí)行到第N行時，方法進(jìn)行到下一列，并重新開始測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，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得了。因此方法結(jié)束，并且電子電路可以進(jìn)行對所獲得的“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：

-一個或多個濾波22，

-確定包括每個接觸區(qū)域的區(qū)域23，

-確定每個接觸區(qū)域的重心24，

-對接觸區(qū)域進(jìn)行插值25，以及

-預(yù)測接觸區(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的虛擬圖形對象施加各種特定處理，以實(shí)時更新所述顯示屏2。包含在采集步驟11期間檢測到的接觸區(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)在于耗電過多。

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，電子電路結(jié)合對傳感器運(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)”類型的第一運(yùn)行模式32，其中整個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，其中整個觸摸傳感器的采集和分析方法與單觸點(diǎn)運(yùn)行時的方法一致。

“單觸點(diǎn)”運(yùn)行模式33的特征在于對整個傳感器持續(xù)和均勻地供電。該模式對應(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。該方法對應(yīng)于測量N×M維的“電壓”矩陣的所有點(diǎn)，該矩陣在每個點(diǎn)(I，J)處包含在行I與列J的交叉點(diǎn)的端子處測量的電壓值，其中1≤I≤N且1≤J≤M。

在方法51期間，對所有列都以連續(xù)和均勻的方式提供電壓。優(yōu)選地，對任何列和行都不提供電壓。因此只測得漏電流。通過掃描行來執(zhí)行檢測。在這種情況下，因?yàn)閷λ辛卸家赃B續(xù)和均勻的方式供電，所以當(dāng)存在接觸時不能確定對應(yīng)于所述接觸的列。因此，無法提供接觸的位置信息。

隨后基于通過方法51采集到的數(shù)據(jù)來實(shí)施數(shù)據(jù)分析方法“分析2”61。該方法包括一個或多個濾波步驟。優(yōu)選地，因?yàn)闊o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，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，如果待機(jī)模式與正常模式之間的轉(zhuǎn)換足夠快的話，則在首次提供接觸情況時無需知道手指在傳感器上面的位置。

待機(jī)(或單觸點(diǎn))模式對應(yīng)于傳感器和控制電路的休眠狀態(tài)，該模式只能檢測當(dāng)用戶實(shí)施至少一個接觸時傳感器的電參數(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間間隔內(nèi)知道多個觸點(diǎn)的位置信息。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的對傳感器運(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)”模式的第一循環(huán)32，第一循環(huán)32對應(yīng)于采集步驟11和分析步驟21的序列。

在所述第一循環(huán)32結(jié)束處，進(jìn)行有條件的控制。如果在整個矩陣觸摸傳感器1上檢測到至少一個觸點(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)通過檢測可能有的至少一個接觸而進(jìn)行的控制來在多觸點(diǎn)模式和單觸點(diǎn)模式之間即時地進(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)模式之間的潛伏時間相對應(yīng)的N次迭代。

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

該方法包括第一循環(huán)“多觸點(diǎn)”32和第二循環(huán)“單觸點(diǎn)”33。在每個循環(huán)32之后，進(jìn)行有條件的控制。如果在循環(huán)32的輸出處檢測到至少一個接觸，則重復(fù)循環(huán)32。

如果在該循環(huán)32的輸出處沒有檢測到任何接觸，則查詢沒有接觸的連續(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的輸出處沒有檢測到任何接觸，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：使用針對從多觸點(diǎn)模式到單觸點(diǎn)模式的過渡的潛伏時間，根據(jù)通過檢測可能有的至少一個接觸而進(jìn)行的控制來在多觸點(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)：

-通過檢測接觸，瞬時地從單觸點(diǎn)向多觸點(diǎn)過渡，以及

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

N可以例如被選擇為使得獲得大約為1秒的潛伏時間。