專利名稱：固態正向力觸摸傳感的制作方法
技術領域：
本發明涉及控件，確切地說，涉及觸摸激活式固態控制板。
背景技術：
觸屏是一種電子視覺顯示器，能夠檢測出顯示區域的表面上是否存在觸摸以及相應觸摸位置。通常，人們使用手指或手觸摸顯示器。觸屏運行采用多種電子學、聲學或光學原理實現。固態觸摸傳感技術，例如，離散觸摸板和多點觸摸屏已成功應用到從手機到大型 顯示監視器等多種產品中。產品通過使用這些技術所獲得的優勢直接反映出近年來這些技術的成功。將固態觸摸傳感技術應用于離散觸摸板的關鍵優勢在于觸摸板具有幾乎無限的使用壽命。機械替代物具有移動部件，該部件會因重復使用而隨時間磨損，與這種機械替代物不同，固態觸摸傳感屏并無這種限制。固態觸摸傳感屏幾乎很難出現故障，因此用戶無需擔心用戶界面磨損。觸摸傳感器可集成在玻璃或模制塑料等單個固體密封表面下方，以將產品內部的傳感部件與外界環境隔開，從而在較大程度上免受外界環境影響。使用機械替代物來實現這一目標會非常困難且成本較高。因此，對于在灰塵較多和較為潮濕的惡劣戶外環境、工業設施和其他位置使用的產品而言，電容式觸屏技術具有極大優勢。另一關鍵優勢在需要使用防水輸入界面的產品中實現。在此類產品中，固態觸摸傳感可輕松集成于單個固體密封表面(例如，玻璃、模制塑料等)下方。由于無需任何移動部件來實施固態觸摸傳感，因此單個固體密封表面可兼具形式與功能。對于在氣泵到戶外軍事應用等惡劣戶外環境中使用的產品而言，幾乎無限的使用壽命與防水實施方案的結合具有極大優勢。固態觸摸傳感技術的當前實施方案通常要求用戶的手指先接觸離散觸摸板的表面，然后才可檢測出觸摸/致動(actuation)。通常情況下，離散觸摸板的靈敏度調整成只在手指接觸離散觸摸板時檢測致動。如果靈敏度設置過高，則觸摸板可能會檢測到無意致動，因為該觸摸板可能會在用戶的手指接觸觸摸板之前就檢測到致動，從而像近程傳感器那樣作出反應。如果靈敏度設置過低，則可能無法檢測到任何致動。因此,此類技術存在一個明顯缺點，即無法區分實質觸摸(affirmative touch)和無意觸摸。這種限制在某些產品，例如，使用QWERTY鍵盤的手持產品中進一步擴大。這些產品模擬人們通常以“觸摸輸入”方式使用的鍵盤。也就是說，用戶傾向于先將其指尖置于觸摸板表面上，然后與觸摸板進行實質接觸。在發生實質觸摸之前將用戶的手指置于離散觸摸板上幾乎總會導致無意觸摸致動。那么，這就需要用戶刪除無意信息或處理錯亂輸入。因此，業內仍需要一種改進的固態觸摸傳感控件，以便更好地區分有意實質接觸觸摸和無意觸摸。
發明內容
本發明在離散觸摸板的上下文中通過用于區分實質觸摸和無意觸摸的設備和方法來解決行業需求。本發明的實施例包括1)固態觸摸傳感技術；以及2)基于所述傳感技術的擴展表面，用于阻止感應無意接觸并能夠更為明確地確定 有意接觸。將這兩種元素結合在一起為在產品中實施固態觸摸傳感技術提供了優勢，從而方便用戶在進行實質觸摸之前即可將手指置于離散觸摸板上，而不會觸發感應事件。所述固態觸摸傳感技術可采用多種形式。其中一種此類技術是電容傳感技術，不過，本發明也可使用其它觸摸傳感技術。所述擴展表面形成以使靜置于所述離散觸摸板上的手指不會非常緊密地接觸離散固態觸摸板，從而避免感應到手指。為了致動所述觸摸板，手指必須在所述觸摸板上施加正向壓力。所述正向壓力迫使手指更緊密地接觸所述離散固態觸摸板，從而導致實質致動。此外，根據本發明的一項實施例，所述擴展表面包括在所述用戶提供正向壓力時向所述用戶提供觸覺反饋的功能。在一項示例性實施例中，本發明包括觸摸傳感器板，其包括觸摸傳感器，其用于感應接近所述觸摸傳感器放置的觸摸部件的存在；保護材料層，其覆蓋所述觸摸傳感器，所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面；所述第二表面包括靜置表面部分和擴展表面部分，所述擴展表面部分凹入所述靜置表面部分下方，因此，所述擴展表面部分比所述靜置表面部分更接近所述觸摸傳感器；以及所述觸摸傳感器具有一定靈敏度，這樣，接觸所述靜置表面部分的觸摸部件的存在不會致動所述觸摸傳感器，而按入所述擴展部分中的觸摸部件的存在則會導致所述觸摸傳感器的致動。在所述觸摸傳感器板的另一項實施例中，所述擴展表面部分包括在所述觸摸部件是手指且所述手指按入所述擴展表面部分時提供觸覺反饋的結構。在所述觸摸傳感器板的另一項實施例中，所述提供觸覺反饋的結構包括位于所述擴展表面部分內的凸起部分。在所述觸摸傳感器板的另一項實施例中，所述凸起部分具有圓頂形表面。在另一項實施例中，所述觸摸傳感器板包括觸摸傳感器，其用于感應接近所述觸摸傳感器放置的觸摸部件的存在，所述觸摸傳感器的靈敏度范圍從其中向外擴展，其中所述觸摸部件在所述靈敏度范圍內進行的觸摸導致致動，且所述觸摸部件在所述靈敏度范圍外進行的觸摸不會導致致動；保護材料層，其覆蓋所述觸摸傳感器，所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面；以及所述第二表面包括靜置表面部分和擴展表面部分，所述靜置表面部分位于所述靈敏度范圍外，且所述擴展表面部分從所述靜置表面部分凹入并至少部分位于所述觸摸傳感器的所述靈敏度范圍內。在所述觸摸傳感器板的另一項實施例中，所述擴展表面部分包括在所述觸摸部件是手指且所述手指按入所述擴展表面部分時提供觸覺反饋的結構。
在所述觸摸傳感器板的另一項實施例中，所述提供觸覺反饋的結構包括位于所述擴展表面部分內的凸起部分。在所述觸摸傳感器板的另一項實施例中，凸起部分具有圓頂形表面。在另一項實施例中，本發明包括一種區分觸摸傳感器板致動過程中時的實質觸摸和無意觸摸的方法，包括提供觸摸傳感器板，其包括觸摸傳感器，用于感應接近所述觸摸傳感器的觸摸部件的存在，所述觸摸傳感器的靈敏度范圍從其中向外擴展，其中所述觸摸部件在所述靈敏度范圍內進行的觸摸導致致動，且所述觸摸部件在所述靈敏度范圍外進行的觸摸不會導致啟動；使用保護材料層覆蓋所述觸摸傳感器，所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面；構造所述第二表面，以使其包括靜置表面部分和擴展表面部分，所述擴展表面部分從所述靜置表面部分凹入； 以及調整或選擇所述觸摸傳感器板，以使所述靜置表面部分位于所述靈敏度范圍外，且所述擴展表面部分至少部分位于所述觸摸傳感器的所述靈敏度范圍內。在另一項實施例中，所述方法包括構造所述擴展表面部分，以使其包括在所述觸摸部件是手指且所述手指按入所述擴展表面部分時提供觸覺反饋的結構。在另一項實施例中，所述方法進一步包括形成用于提供觸覺反饋的結構，以使其包括位于所述擴展表面部分內的凸起部分。在另一項實施例中，所述方法包括形成所述凸起部分，以使其具有呈圓頂形表面。在另一項實施例中，本發明包括一種使用觸摸傳感器板的方法，包括將指尖置于覆蓋觸摸傳感器的保護材料層的鄰近表面的靜置部分上并使其接近所述鄰近表面的擴展表面部分；當需要致動所述觸摸傳感器時，朝所述鄰近表面按壓所述指尖，直到所述指尖變形且所述指尖的變形部分進入所述鄰近表面的擴展表面部分，以將所述指尖的所述部分至少部分置于從所述觸摸傳感器向外擴展的靈敏度范圍內，其中當所述指尖的所述部分在所述靈敏度范圍內時，導致啟動；以及撤除所述指尖上的壓力，以將所述變形部分從所述觸摸傳感器的所述靈敏度范圍內移出，其中當所述指尖的所述部分不在所述靈敏度范圍內時，停止所述致動。在另一項實施例中，所述方法包括按壓指尖的變形部分，直到其觸摸到所述擴展表面內用于提供觸覺反饋的結構，以及在撤除指尖上的壓力之前感知到所述觸覺反饋。
圖I描繪了現有技術觸摸板，其中用戶手指接觸所述板；圖IA是圖I描繪的現有技術觸摸板的一部分的放大圖，其中用戶手指接觸所述板；圖2描繪了根據本發明的一項實施例的觸摸板，其中用戶手指接觸所述板，但其中手指并未觸碰所述板的擴展表面以避免致動；圖2A是圖2描繪的觸摸板的一部分的放大圖，其中用戶手指接觸所述板，其中手指并未觸碰所述板的擴展表面以避免致動；圖3描繪了圖2所示板，其中手指觸碰擴展表面以致動控件；圖3A是圖3描繪的觸摸板的一部分的放大圖，其中手指觸碰擴展表面以致動控件；
圖4描繪了根據本發明的另一項實施例的具有觸覺反饋功能的觸摸板，其中用戶手指接觸所述板并觸碰擴展表面以致動控件；以及圖4A是圖4描繪的具有觸覺反饋的觸摸板的放大圖，其中用戶手指接觸所述板并觸碰擴展表面以致動控件。
具體實施例方式圖I描繪了現有技術電容式觸摸傳感器板10。電容式觸摸板10通常包括電容式觸摸傳感器12，其可安裝在PC板14上，且覆蓋有絕緣保護材料層16。在此示例性實施例中，當用戶的手指18、其他身體部位或觸摸部件置于足夠接近傳感器12的位置時，傳感器12生成電容式信號，用以指示控件致動。此現有技術系統的缺點在于，難以或無法調整系統靈敏度，以使用戶將手指置于板表面19上，因為有時可能要求在不會導致產生動作的情況 下允許執行，例如，“觸摸輸入”操作。因此，在現有技術中，將手指置于覆蓋電容式觸摸傳感器12的絕緣保護材料16上幾乎總是導致無意控件致動。圖2和圖3描繪了根據本發明的一項示例性實施例的觸摸傳感器板20，所述觸摸傳感器板通常包括電容式觸摸傳感器22，其可能安裝在PC板24上，且覆蓋有絕緣保護材料層26。在觸摸傳感器22上方，保護材料26的表面28設有凹處30。如圖2所示，手指18可置于表面28上，但并未觸碰凹處30。但是，當手指18受到較大壓力時，手指18的一部分由于壓力而變形，從而如圖3所示觸碰凹處30，以使手指18更接近傳感器22。應了解，接收控制信號的電子器件(未圖示)可經過調整，以便在如圖3所示觸碰凹處30時手指18的進一步接近而生成的控制信號幅度引發致動，而如圖2所示僅置于保護材料26的表面28上的手指18的進一步遠離而生成的控制信號幅度不會引發致動。因此，用戶可將手指18置于觸摸傳感器板20上，而不會在無意間引發致動。此外，本發明的預期優勢在于，能夠大大減少或消除偶然接觸觸摸傳感器板20而導致的無意控件致動。在其他實施例中，表面28可設有在壓力足以導致致動時向用戶提供觸覺反饋的結構，這樣，用戶即可在通過觸摸傳感而發生控件致動時感知到這一情況。例如，如圖4所示，凸起部分32可設于凹處30中，這樣，當施加充足壓力以導致致動時，用戶即可更容易地感知到。在另一項實施例中，感覺反饋可通過聽覺或視覺反饋實現。例如，正致動(positiveactuation)可能伴隨著“卡塔”聲或視覺反饋,例如,觸摸傳感器板20的亮度或顏色變化。因此，與現有技術觸摸傳感裝置相比，本發明的實施例可具有一定優勢。例如，對于其中人們傾向于先將手指置于離散觸摸板上，然后進行實質觸摸的應用而言，可采用離散固態觸摸傳感技術以盡量避免靜置手指的無意感應。本發明的另一優勢在于，密封離散固態觸摸傳感解決方案可應用于惡劣戶外環境、骯臟環境以及解決方案可能會受濕氣影響的環境。固態觸覺反饋對于良好人為因素而言是非常重要的部分，而現有固態觸摸傳感技術中卻一直缺失這一部分。在不脫離本發明基本屬性的精神的前提下，本發明可以其他特定形式實施，因此，所示實施例的所有方面均應視為說明性而非限制性，本發明的范圍應參考所附權利要求書而非上述說明書進行指示。
權利要求
1.一種觸摸傳感器板，其包括 觸摸傳感器，其用于感應接近所述觸摸傳感器放置的觸摸部件的存在； 保護材料層，其覆蓋所述觸摸傳感器，所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面；所述第二表面包括靜置表面部分和擴展表面部分，所述擴展表面部分凹入所述靜置表面部分下方，以使得所述擴展表面部分比所述靜置表面部分更接近所述觸摸傳感器；以及所述觸摸傳感器具有一定靈敏度，以使得接觸所述靜置表面部分的觸摸部件的存在不會導致所述觸摸傳感器的致動，而按入所述擴展表面部分的觸摸部件的存在則會導致所述觸摸傳感器的所述啟動。
2.根據權利要求I所述的觸摸傳感器板，其中所述擴展表面部分包括在所述觸摸部件是手指且所述手指按入所述擴展表面部分時提供觸覺反饋的結構。
3.根據權利要求2所述的觸摸傳感器板，其中所述提供觸覺反饋的結構包括位于所述擴展表面部分內的凸起部分。
4.根據權利要求3所述的觸摸傳感器板，其中所述凸起部分具有圓頂形表面。
5.一種觸摸傳感器板，其包括 觸摸傳感器，其用于感應接近所述觸摸傳感器放置的觸摸部件的存在，所述觸摸傳感器的靈敏度范圍從其中向外擴展，其中所述觸摸部件在所述靈敏度范圍內進行的觸摸導致致動，且所述觸摸部件在所述靈敏度范圍外進行的觸摸不會導致致動； 保護材料層，其覆蓋所述觸摸傳感器，所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面；以及 所述第二表面包括靜置表面部分和擴展表面部分，所述靜置表面部分位于所述靈敏度范圍外，且所述擴展表面部分從所述靜置表面部分凹入并至少部分位于所述觸摸傳感器的所述靈敏度范圍內。
6.根據權利要求5所述的觸摸傳感器板，其中所述擴展表面部分包括在所述觸摸部件是手指且所述手指按入所述擴展表面部分時提供觸覺反饋的結構。
7.根據權利要求6所述的觸摸傳感器板，其中所述提供觸覺反饋的結構包括位于所述擴展表面部分內的凸起部分。
8.根據權利要求7所述的觸摸傳感器板，其中所述凸起部分具有圓頂形表面。
9.一種區分觸摸傳感器板致動過程中的實質觸摸和無意觸摸的方法，包括 提供觸摸傳感器板，其包括觸摸傳感器，用于感應接近所述觸摸傳感器放置的觸摸部件的存在，所述觸摸傳感器的靈敏度范圍從其中向外擴展，其中所述觸摸部件在所述靈敏度范圍內進行的觸摸導致致動，且所述觸摸部件所述靈敏度范圍外進行的觸摸不會導致致動； 使用保護材料層覆蓋所述觸摸傳感器，所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面； 構造所述第二表面以使其包括靜置表面部分和擴展表面部分，所述擴展表面部分從所述靜置表面部分凹入；以及 調整或選擇所述觸摸傳感器板，以使所述靜置表面部分位于所述靈敏度范圍外，且所述擴展表面部分至少部分位于所述觸摸傳感器的所述靈敏度范圍內。
10.根據權利要求9所述的方法，進一步包括構造所述擴展表面部分以使其包括在所述觸摸部件是手指且所述手指按入所述擴展表面部分時提供觸覺反饋的結構。
11.根據權利要求10所述的方法，進一步包括形成所述提供觸覺反饋的結構，以使其包括位于所述擴展表面部分內的凸起部分。
12.根據權利要求11所述的方法，進一步包括形成所述凸起部分，以使其具有圓頂形表面。
13.一種使用觸摸傳感器板的方法，包括 將指尖置于覆蓋觸摸傳感器的保護材料層的鄰近表面的靜置部分上并使其接近所述鄰近表面的擴展表面部分， 當需要致動所述觸摸傳感器時，朝所述鄰近表面按壓所述指尖，直到所述指尖變形且所述指尖的變形部分進入所述鄰近表面的擴展表面部分，以使所述指尖的所述部分至少部分置于從所述觸摸傳感器向外擴展的靈敏度范圍內，其中當所述指尖的所述部分在所述靈敏度范圍內時，導致致動；以及 撤除所述指尖上的壓力，以將所述變形部分從所述觸摸傳感器的所述靈敏度范圍內移出，其中當所述指尖的所述部分不在所述靈敏度范圍內時，停止所述致動。
14.根據權利要求13所述的方法，進一步包括按壓所述指尖的所述變形部分，直到其觸摸到所述擴展表面內用于提供觸覺反饋的結構，以及在所述指尖上的壓力撤除之前感知所述觸覺反饋。
全文摘要
一種觸摸傳感器板，其包括觸摸傳感器，所述觸摸傳感器用于感應接近所述觸摸傳感器放置的觸摸部件的存在。保護材料層覆蓋所述觸摸傳感器。所述保護材料層具有接近所述觸摸傳感器的第一表面，以及遠離所述觸摸傳感器的相對第二表面。所述第二表面包括靜置表面部分和擴展表面部分。所述擴展表面部分凹入所述靜置表面部分下方，因此，所述擴展表面部分比所述靜置表面部分更接近所述觸摸傳感器。所述觸摸傳感器具有一定靈敏度，這樣，接觸所述靜置表面部分的觸摸部件的存在不會導致所述觸摸傳感器的致動，而按入所述擴展表面部分的觸摸部件的存在則會導致所述觸摸傳感器的所述致動。
文檔編號G06F3/041GK102713801SQ201080053837
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月5日 優先權日2009年11月5日
發明者瓦迪亞·巴哈爾 申請人:Uico公司