專利名稱：傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及傳感裝置。本發(fā)明特別適用于這樣的裝置其包含能夠響應(yīng)觸摸工具而自生電信號(hào)的材料。
背景技術(shù)：
觸摸屏通過(guò)減少或消除對(duì)鍵盤的需要，從而允許使用者方便地與電子顯示系統(tǒng)進(jìn)行交互。例如，使用者簡(jiǎn)單地觸摸由預(yù)編程圖標(biāo)識(shí)別的位置處的屏幕就可執(zhí)行復(fù)雜的指令序列。另外，根據(jù)應(yīng)用而對(duì)支持軟件進(jìn)行再編程，便可以改變屏幕上的菜單。作為另一個(gè)實(shí)例，通過(guò)在觸摸屏上直接書(shū)寫或畫圖，觸摸屏允許使用者向電子顯示裝置傳輸文本或圖畫。
觸摸屏的性能根據(jù)屏幕的不同特性來(lái)描述。這些特性中的一種特性是光傳輸性。當(dāng)觸摸屏的光傳輸性改進(jìn)時(shí)，圖像亮度和對(duì)比度增加。在其中顯示(顯示器)通常以有限壽命的電池為電源的便攜式裝置中，高光傳輸性是特別希望的。通過(guò)改進(jìn)觸摸屏中不同層的光學(xué)透明度，通過(guò)減少界面的數(shù)量，并且通過(guò)減少不同界面的反射，可以使光傳輸性最優(yōu)化。
觸摸屏的另一種特性是觸摸工具。一些觸摸技術(shù)局限于可用于觸摸輸入的觸摸工具類型。例如，電容接觸式傳感器通常要求導(dǎo)電觸筆，例如使用者的手指。另一方面，電阻類型的接觸式傳感器通?？蓹z測(cè)到導(dǎo)電觸摸工具(例如使用者的手指)和非導(dǎo)電觸筆(例如使用者的指甲)施加的觸摸。在接觸式傳感器中，觸筆獨(dú)立性通常是希望的特性。通常希望觸摸屏記錄所采用類型的觸摸工具的觸摸獨(dú)立性。
觸摸屏的又一種特性是總成本。通常，當(dāng)觸摸屏的層數(shù)增加時(shí)制造成本增加。所以，通常希望觸摸屏僅包括很少的幾層。通常，當(dāng)觸摸屏的一種特性得到改進(jìn)時(shí)，一種或多種其它特性卻經(jīng)常降低。例如，如果試圖降低制造成本，那么觸摸屏的層數(shù)可能減少，而這將潛在地?fù)p害觸摸屏的其它特性，例如損害光傳輸性，或觸筆獨(dú)立性。結(jié)果，必然權(quán)衡這些性能以最好地滿足給定應(yīng)用的性能標(biāo)準(zhǔn)。因此，仍然需要具有改進(jìn)整體性能的觸摸屏。

發(fā)明內(nèi)容
一般地，本發(fā)明涉及傳感裝置。本發(fā)明還涉及傳感的方法。
在本發(fā)明的一個(gè)方案中，一種系統(tǒng)包括薄膜，該薄膜響應(yīng)施加在其上的位置處的外部媒介(external agent)而自生信號(hào)。該系統(tǒng)還包括傳感器，該傳感器構(gòu)造成在薄膜上的若干位置處檢測(cè)自生信號(hào)，從而確定外部媒介施加于薄膜上的位置。
在本發(fā)明的另一個(gè)方案中，一種系統(tǒng)包括薄膜，該薄膜響應(yīng)施加在其上的位置處的外部媒介而自生信號(hào)。該自生信號(hào)至少在薄膜上的第一位置處產(chǎn)生第一可檢測(cè)信號(hào)，并至少在薄膜上的第二位置處產(chǎn)生第二可檢測(cè)信號(hào)。該系統(tǒng)還包括控制器，該控制器適于至少接收該第一和第二可檢測(cè)信號(hào)，以便確定外部媒介施加于薄膜上的位置。
在本發(fā)明的又一方案中，一種接觸式傳感器包括薄膜，該薄膜響應(yīng)施加在其上的位置處的觸摸工具而自生信號(hào)。該觸摸位置可以通過(guò)檢測(cè)薄膜上的若干位置處的信號(hào)而確定。
在本發(fā)明的再一方案中，一種接觸式傳感器包括薄膜，該薄膜響應(yīng)施加于其上的位置處的觸摸工具而自生信號(hào)。并且至少通過(guò)第一傳感器檢測(cè)薄膜上的第一位置處由自生信號(hào)產(chǎn)生的第一可檢測(cè)信號(hào)，以及至少通過(guò)第二傳感器檢測(cè)薄膜上的第二位置處由自生信號(hào)產(chǎn)生的第二可檢測(cè)信號(hào)，從而確定觸摸位置。
在本發(fā)明的另一方案中，確定觸摸位置的方法包括構(gòu)成觸摸靈敏區(qū)域的步驟，該觸摸靈敏區(qū)域包括響應(yīng)施加的觸摸輸入而自生信號(hào)的薄膜。該方法還包括檢測(cè)響應(yīng)自生信號(hào)而產(chǎn)生的若干可檢測(cè)信號(hào)的步驟。另外，該方法還包括利用若干可檢測(cè)信號(hào)以確定觸摸位置的步驟。


根據(jù)下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的不同實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，可更完全地理解和認(rèn)識(shí)本發(fā)明，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)的三維示意圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的三維示意圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的接觸式傳感器的三維示意圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的接觸式傳感器的三維示意圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的接觸式傳感器的示意側(cè)視圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的顯示系統(tǒng)的示意側(cè)視圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的壓電膜的示意側(cè)視圖；以及圖8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的接觸式傳感器的示意側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明大體適用于傳感裝置。本發(fā)明特別適用于觸摸屏、與電子顯示系統(tǒng)一起使用的觸摸屏，并且特別適用于具有觸筆獨(dú)立性、高光傳輸性和低制造成本的觸摸屏。
一些觸摸屏按這樣的一般原理工作即，當(dāng)施加觸摸時(shí)，使得開(kāi)路電路閉合。在閉合電路中生成信號(hào)的特性允許檢測(cè)觸摸位置?？梢圆捎貌煌募夹g(shù)對(duì)觸摸位置進(jìn)行檢測(cè)。這樣的一種技術(shù)是采用電阻式的技術(shù)。在電阻性的觸摸中，所施加的觸摸使兩個(gè)物理地分離的導(dǎo)電膜相互直接物理接觸。該物理接觸使開(kāi)路電路閉合，從而導(dǎo)致電阻性的耦合電信號(hào)的生成。這樣，該生成信號(hào)的特性允許檢測(cè)觸摸位置。
此外，電容式技術(shù)是通常用于檢測(cè)觸摸位置的另一種技術(shù)。在這種情況下，當(dāng)導(dǎo)電觸摸工具(例如使用者的手指)充分接近導(dǎo)電膜以允許在兩個(gè)導(dǎo)體之間進(jìn)行電容耦合時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)。例如，兩個(gè)導(dǎo)體通過(guò)接地相互電連接。這樣，該生成信號(hào)的特性允許檢測(cè)觸摸位置。此外，其它可行的技術(shù)包括表面聲波(SAW)、紅外線(IR)以及力的技術(shù)。
另外，一些公知的觸摸技術(shù)是利用壓電效應(yīng)以檢測(cè)施加觸摸的位置。例如，專利號(hào)為3,806,642的美國(guó)專利公開(kāi)了這樣的技術(shù)即，向壓電板施加電壓脈沖，以便在壓電材料中發(fā)射移動(dòng)的壓電產(chǎn)生的機(jī)械振蕩脈沖。該機(jī)械波在壓電板中依次產(chǎn)生壓電電壓起伏，當(dāng)在觸摸位置探針(與接觸式傳感器電連接)與壓電板表面電接觸時(shí)，可確定由導(dǎo)電探針作用的觸摸位置。作為另一個(gè)實(shí)例，申請(qǐng)?zhí)枮镹o.0-753-723-A2的歐洲專利申請(qǐng)公開(kāi)了包括沿壓電板厚度方向被極化的壓電板的觸控板。該壓電板接近于在預(yù)定位置具有若干振動(dòng)傳感器的振動(dòng)傳輸板。通過(guò)電氣裝置，使壓電板中產(chǎn)生均勻的振動(dòng)。例如，當(dāng)用筆給壓電板施壓時(shí)，在受壓位置將振動(dòng)傳播到振動(dòng)傳輸板上，接著振動(dòng)傳感器檢測(cè)到該振動(dòng)。施加觸摸的位置由振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)確定。在專利號(hào)為No.4,516,112；4,866,412；4,875,378和5,673,041的美國(guó)專利中公開(kāi)了利用壓電效應(yīng)的接觸式傳感器的其它實(shí)例。另外，在專利號(hào)為No.4,307,383和4,363,027的美國(guó)專利，以及在申請(qǐng)?zhí)枮镹o.2001-195190的專利申請(qǐng)中也公開(kāi)了采用壓電效應(yīng)的接觸式傳感器的實(shí)例。
本發(fā)明提供一種薄膜，該薄膜具有響應(yīng)外部媒介而自生、或等效地自生信號(hào)的特性。例如，該信號(hào)可以由薄膜響應(yīng)外部媒介生成，而不需要附加源，該附加源例如是外部信號(hào)發(fā)生器、諸如電流或電壓源等的電源，或其它任何可作為產(chǎn)生這種信號(hào)裝置的附加源。盡管如此，還可能需要附加源，以確定和/或報(bào)告關(guān)于自生信號(hào)的信息。根據(jù)本發(fā)明，薄膜和外部媒介之間的相互作用足以導(dǎo)致薄膜生成信號(hào)。這與一般用于接觸式傳感器中的其它薄膜例如導(dǎo)電膜相比大不同，這種導(dǎo)電膜例如是氧化銦錫(ITO)，該導(dǎo)電膜不會(huì)響應(yīng)外部媒介而自生信號(hào)，為了響應(yīng)外部媒介而在導(dǎo)電膜上生成信號(hào)，需要導(dǎo)電膜之外的外部源。
根據(jù)本發(fā)明，該自生信號(hào)實(shí)際上可以是電信號(hào)。例如，該自生信號(hào)可以是電壓信號(hào)。例如，該電壓信號(hào)可以穿過(guò)薄膜的厚度產(chǎn)生。該電壓信號(hào)還可以沿薄膜的平面產(chǎn)生?？商鎿Q地，電壓信號(hào)可部分與沿薄膜的厚度產(chǎn)生，以及部分地沿薄膜的表面產(chǎn)生。另外，自生信號(hào)可以是電流。作為另一個(gè)實(shí)例，自生信號(hào)可以是例如穿過(guò)薄膜厚度的溫度梯度或溫差。一般而言，該信號(hào)可以是由薄膜自生的任何信息，這些信息可以用于確定外部媒介施加于薄膜上的位置。
而且，根據(jù)本發(fā)明，該信號(hào)可以在外部媒介施加于薄膜上的位置或該位置附近生成。另外，自生信號(hào)還可以在除外部媒介施加于薄膜上的位置之外的一個(gè)或多個(gè)位置處生成。此外，可以相對(duì)于薄膜的幾何形狀或相對(duì)于外部媒介施加于薄膜上的位置而預(yù)先確定這些位置。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，又不失一般性，以下將自生信號(hào)的位置稱為施加外部媒介的位置，這意味著兩個(gè)位置可以相互充分靠近，以滿足所希望的分辨率，并且這該兩個(gè)位置不一定重合。本發(fā)明獨(dú)特的特征在于通過(guò)檢測(cè)薄膜上的兩個(gè)或多個(gè)位置處的自生信號(hào)來(lái)確定外部媒介施加于薄膜上的位置。
而且，根據(jù)本發(fā)明，自生信號(hào)可以用于幫助確定其自身位置，該位置可以是外部媒介施加于薄膜上的位置。另外，自生信號(hào)可以通過(guò)本身或與其它信號(hào)結(jié)合使用，以確定該自生信號(hào)的位置。其它信號(hào)可以是由外部信號(hào)源例如電壓電源或電流源等生成的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，外部媒介可以是施加的觸摸。該觸摸可包括擠壓薄膜從而產(chǎn)生變形。該變形是可逆的，這意味著一旦施加的觸摸去除，薄膜就可恢復(fù)到原來(lái)的形狀。該觸摸也可以包括對(duì)薄膜的直接物理接觸?？商鎿Q地，該觸摸可以通過(guò)附加層或涂層施加于薄膜上。該觸摸還可通過(guò)接近(例如通過(guò)將觸摸工具定位成充分接近薄膜)而施加于薄膜上?？商鎿Q地，觸摸工具可以遠(yuǎn)離薄膜。例如，觸摸工具可以是來(lái)自遠(yuǎn)離薄膜的光源例如激光源的光。在該實(shí)例中，光和薄膜之間的相互作用可導(dǎo)致薄膜自生信號(hào)。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例的系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包括薄膜110，該薄膜110具有在外部媒介施加于其上的位置處自生信號(hào)的特性。根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)100可以包括一個(gè)或多個(gè)輔助信號(hào)源(圖1中未顯示)，以便增大或擴(kuò)大由薄膜110在外部媒介施加于薄膜上的位置處自生的信號(hào)。
在典型的系統(tǒng)100中，外部媒介130在位置Z處施加于薄膜110上。該外部媒介可以是例如在位置Z處向薄膜110施加壓力的觸筆。作為另一個(gè)實(shí)例，外部媒介可以是在位置Z處入射到薄膜110上的光束。通常，外部媒介包括任意的外部裝置，薄膜110響應(yīng)該外部裝置而在外部媒介施加于其上的觸點(diǎn)處自生信號(hào)。
自生信號(hào)可穿過(guò)薄膜110的厚度而產(chǎn)生。另外，自生信號(hào)可以在薄膜110的平面內(nèi)產(chǎn)生?？商鎿Q地，自生信號(hào)也可以至少部分地穿過(guò)薄膜的厚度產(chǎn)生，并且至少部分地穿過(guò)薄膜110的平面內(nèi)產(chǎn)生。系統(tǒng)100還包括用于檢測(cè)在位置Z處、在薄膜上的預(yù)定位置140a、140b、140c和140d處生成的信號(hào)的傳感器和電子器件120。將在位置140a、140b、140c和140d處檢測(cè)到的信號(hào)分別經(jīng)由發(fā)送器150a、150b、150c和150d發(fā)送給傳感器和電子器件120，以便進(jìn)行檢測(cè)和處理。盡管示意性地顯示傳感器和電子器件120與薄膜分離，但傳感器和電子器件120的至少一部分可以與薄膜110成一體。
傳感器和電子器件120檢測(cè)位置140a-140d處的自生信號(hào)，以便確定外部媒介130施加于薄膜110上的位置。將由傳感器和電子器件120生成的信息發(fā)送給控制器160，以便確定外部媒介130施加于薄膜110上的位置。系統(tǒng)100還包括用于將位置Z處生成的信號(hào)發(fā)送到位置140a-140d的裝置(該裝置在圖1中未顯示)。該裝置可以存在于薄膜110的外部。例如，在薄膜110的一面或兩面上可以結(jié)合一層或多層信號(hào)傳輸層，以便發(fā)送自生信號(hào)。另外，這些傳輸裝置可在薄膜110內(nèi)部或是固有的。例如，薄膜110可以具有向位置140a-140d發(fā)送自生信號(hào)的附加特性。根據(jù)圖1，可以通過(guò)在薄膜中的四個(gè)位置140a-140d處檢測(cè)自生信號(hào)來(lái)確定觸摸位置Z。通常，通過(guò)沿薄膜110在兩個(gè)或多個(gè)位置或等效的若干位置檢測(cè)自生信號(hào)，可確定這些自生信號(hào)的位置。
此外，可以構(gòu)造薄膜110的頂面和/或底面，例如，該結(jié)構(gòu)可以是隨機(jī)的或包括規(guī)則圖案。例如，表面可以具有隨機(jī)的無(wú)光飾面。另外，該表面可以具有一維或兩維的微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)化的表面可以降低眩光。結(jié)構(gòu)化的表面還可降低在外部媒介130施加于薄膜上時(shí)滑動(dòng)的可能性。
另外，外部媒介130可與薄膜110物理接觸，以使薄膜響應(yīng)外部媒介而在觸點(diǎn)處自生信號(hào)。該物理接觸可以伴有或可以不伴有一些力或壓力，從而通過(guò)薄膜產(chǎn)生響應(yīng)?？商鎿Q地，外部媒介130可接近薄膜110，以便通過(guò)薄膜產(chǎn)生響應(yīng)。在一些其它實(shí)例中，外部媒介使薄膜110產(chǎn)生響應(yīng)，這里的響應(yīng)可能對(duì)薄膜和外部媒介之間的間隔基本上不敏感。在一些其它結(jié)構(gòu)中，外部媒介可以直接或間接地向薄膜施加壓力或力，以便在薄膜中產(chǎn)生響應(yīng)。例如，外部媒介可接觸位于薄膜110和外部媒介之間的一層或多層結(jié)構(gòu)。這些層包括涂層、基片、保護(hù)層等。
此外，由薄膜自生的信號(hào)可以是電壓、電流、溫度、波，或任何其它信號(hào)，薄膜110能夠響應(yīng)外部媒介而自生這些信號(hào)。信號(hào)發(fā)送器150a-150d是從位置140a-140d向傳感器和電子器件120發(fā)送信號(hào)的任何適當(dāng)?shù)难b置。例如，如果自生信號(hào)是電壓，則發(fā)送器150a-150d可以是導(dǎo)電電極或?qū)Ь€。盡管顯示出發(fā)送器150a-150d與薄膜110是分離的，但是可以以適當(dāng)?shù)膱D案在薄膜110上形成發(fā)送器的至少一部分。
另外，圖1的系統(tǒng)100可以是透光或不透光的。而且該系統(tǒng)可以是剛性的或柔性的，扁平的或彎曲的。系統(tǒng)100可包括圖1中未顯示的其它部件。例如，系統(tǒng)100可以包括設(shè)置在薄膜110的一面或兩面上的附加層。盡管在圖1中，傳感器和電子器件120和控制器160顯示為分離的單元，但應(yīng)當(dāng)理解，在一些應(yīng)用中，由于傳感器、電子器件和控制器形成為單一單元，所以難以將用于檢測(cè)施加外部媒介的位置的裝置劃分為傳感器部分、電子器件部分以及控制器部分。另外，應(yīng)當(dāng)理解，圖1的系統(tǒng)100可用于接觸式傳感器，以便檢測(cè)施加觸摸的位置。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)200的示意圖。系統(tǒng)200包括薄膜210，薄膜201具有在外部媒介施加于其上的位置處自生信號(hào)的特性。外部媒介230在位置Z1處施加于薄膜210上，并且在薄膜210中相同的位置處產(chǎn)生自生信號(hào)。薄膜210布置在頂信號(hào)傳輸層270和底信號(hào)傳輸層260之間，該層260和270向位置240a-240d處發(fā)送在位置Z1處自生的信號(hào)，在位置240a-240d處可檢測(cè)到被發(fā)送的信號(hào)。發(fā)送器250a-250d從相應(yīng)的位置240a-240d向傳感器和電子器件220發(fā)送可檢測(cè)信號(hào)，以便確定觸摸位置Z1。根據(jù)圖2，兩個(gè)傳輸層260和270用來(lái)從位置Z1處向位置240a-240d發(fā)送自生信號(hào)。在一些情況下，可使用單個(gè)信號(hào)傳輸層，例如，使用頂信號(hào)傳輸層270或底信號(hào)傳輸層260。而且，盡管圖2顯示了從其將信號(hào)發(fā)送給傳感器和電子器件220的四個(gè)位置240a-240d，但通常至少兩個(gè)這樣的位置就可以用于確定觸摸位置Z1。另外，通過(guò)傳感器和電子器件220生成的信息進(jìn)一步被發(fā)送給控制器280?？刂破?80連接到傳感器220上，并且利用接收到的信息來(lái)確定外部媒介230施加于薄膜210上的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定方案，系統(tǒng)200可以是接觸式傳感裝置。在這種情況下，外部媒介230可以是在位置Z1處向觸控板290施加輸入觸摸的觸摸工具。薄膜210具有響應(yīng)觸摸工具230而在位置Z1自生信號(hào)的特性。例如，薄膜210可以是壓電材料。通常，壓電現(xiàn)象是指這樣的現(xiàn)象即，通過(guò)材料響應(yīng)機(jī)械應(yīng)變而在材料中產(chǎn)生電極化。另外，壓電材料具有響應(yīng)電極化而自生機(jī)械應(yīng)變的特性。在系統(tǒng)200中可采用這些效應(yīng)中的任何一種效應(yīng)。在薄膜210是壓電膜的情況下，在位置Z1處向薄膜210施加充足的力或壓力的觸摸工具使得薄膜210在Z1處自生電壓信號(hào)，并且該電壓信號(hào)穿過(guò)薄膜210的厚度。根據(jù)本發(fā)明的特定方案，薄膜210設(shè)置在導(dǎo)電層260和270之間。導(dǎo)電層260和270將在位置Z1處自生的電壓信號(hào)向可檢測(cè)傳輸信號(hào)的四個(gè)位置240a-240d發(fā)送。任選地，例如通過(guò)系統(tǒng)接地可使導(dǎo)電層260保持恒定電勢(shì)。
導(dǎo)電層260和/或?qū)щ妼?70可以電連續(xù)的，或由分立元件制造。電連續(xù)的電極可以覆蓋整個(gè)薄膜210，該整個(gè)薄膜210位于觸摸靈敏區(qū)域內(nèi)，或覆蓋在觸摸靈敏區(qū)域內(nèi)的部分薄膜。發(fā)送器250a-250d可以是這樣的導(dǎo)電電極或?qū)Ь€即，從位置240a-240d向傳感器和電子器件220發(fā)送信號(hào)以確定觸摸位置Z1的導(dǎo)電電極或?qū)Ь€。另外，通過(guò)傳感器和電子器件220生成的信號(hào)可進(jìn)一步發(fā)送給控制器280，以便確定觸摸位置Z1。另外，從位置240a-240d處向傳感器220發(fā)送的可檢測(cè)信號(hào)可以是電壓、電流或其它可檢測(cè)信號(hào)。
此外，傳感器和電子器件220可包括若干傳感器。例如，傳感器220可以包括檢測(cè)第一位置240a處的可檢測(cè)信號(hào)的第一傳感器、檢測(cè)第二位置240b處的可檢測(cè)信號(hào)的第二傳感器、檢測(cè)第三位置240c處的可檢測(cè)信號(hào)的第三傳感器，以及檢測(cè)第四位置240d處的可檢測(cè)信號(hào)的第四傳感器。觸摸位置Z1由這四個(gè)傳感器檢測(cè)到的四個(gè)可檢測(cè)信號(hào)確定。
此外，響應(yīng)觸摸工具而由薄膜210自生的信號(hào)的大小可以是施加于薄膜上的壓力或力的函數(shù)。例如，當(dāng)施加于薄膜上的力的大小增加時(shí)，自生信號(hào)強(qiáng)度也增加。這種特性可提供用于z軸控制的方法，在該方法中，系統(tǒng)200的響應(yīng)可以根據(jù)施加于薄膜上的力的大小而變化。
在觸按(touch-down)期間，即當(dāng)通過(guò)觸摸給薄膜210施加正向力或壓力時(shí)，薄膜210可以響應(yīng)施加的觸摸而自生電信號(hào)。這樣的自生信號(hào)可以稱為“觸按(touch-down)信號(hào)”。在觸離(touch-up)(移開(kāi))期間，即當(dāng)該觸摸移開(kāi)時(shí)，薄膜210也可以響應(yīng)施加的觸摸而自生電信號(hào)，從而降低或終止在觸按期間預(yù)先施加給薄膜210的力或壓力。這種自生信號(hào)稱為“觸離(touch-up)信號(hào)”?？梢詸z測(cè)觸按信號(hào)或者觸離信號(hào)，或者這兩者，以確定觸摸位置。通過(guò)檢測(cè)這兩種信號(hào)可以提高確定觸摸位置的精度。而且，檢測(cè)觸離信號(hào)可以提供區(qū)分單純的觸摸與觸按并拖動(dòng)(touch and drag)的方法，該觸按并拖動(dòng)是這樣的例如，觸筆接觸接觸式傳感器且在傳感器上進(jìn)行拖動(dòng)，以便例如在接觸式傳感器上畫線。
而且，在位置240a-240d處檢測(cè)到的可檢測(cè)信號(hào)的大小可以提供這樣的信息即，關(guān)于在觸摸位置處施加于薄膜上的力的大小的信息。這種信息可以用于通過(guò)接觸式傳感器來(lái)確定或修改適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。例如，將觸摸位置設(shè)計(jì)成控制音量，施加力的大小可用于確定適當(dāng)?shù)囊袅考?jí)。可替換地，通過(guò)監(jiān)控自生觸按信號(hào)的時(shí)刻和自生觸離信號(hào)的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔來(lái)確定音量級(jí)。例如，時(shí)間間隔越長(zhǎng)，通過(guò)接觸式傳感器設(shè)置的音量級(jí)越高。
此外，可以對(duì)觸控板的頂面進(jìn)行織構(gòu)化(textured)或結(jié)構(gòu)化。如上所述，結(jié)構(gòu)化的表面減少了眩光。而且，織構(gòu)化或結(jié)構(gòu)化的表面在響應(yīng)觸摸工具而自生的信號(hào)中提供附加信息。例如，在織構(gòu)化的表面上拖動(dòng)觸筆可使施加在表面上的力或壓力發(fā)生變化，從而導(dǎo)致自生信號(hào)的變化。例如，這種信號(hào)變化可以用于確定觸摸位置。
此外，典型的無(wú)機(jī)壓電材料包括鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鋇、氧化鋅、石英、鈦酸鋯酸鑭鉛(PLZT)、鈦酸鑭鉛(PLT)、鈦酸鉛(PT)，以及不同無(wú)機(jī)壓電材料的化合物或混合物。
此外，聚合壓電材料的實(shí)例包括聚偏氟乙烯(PVDF或PVF2)、包含P(VDF-TrFE)和P(VDF-TeFE)的PVDF共聚物、聚對(duì)二甲苯、聚雙(氯甲基)環(huán)氧丙烷(片通)、芳族聚酰亞胺、聚砜、聚氟乙烯、合成多肽、氰乙基纖維素、聚偏二氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯混合物、聚偏二氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯混合物、聚偏二氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯混合物、聚偏二氟乙烯/聚乙酸乙烯酯混合物、聚偏二氟乙烯/聚N，N二甲基丙烯酰胺混合物、亞乙烯基二氰/乙烯基乙酸酯共聚物、尼龍、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氰乙烯、亞乙烯基二氰/丙烯腈共聚物、亞乙烯基二氰/偏二氯乙烯共聚物、亞乙烯基二氰/苯乙烯共聚物、亞乙烯基二氰/甲基丙烯酸甲酯共聚物、亞乙烯基二氰/苯甲酸乙烯脂共聚物、亞乙烯基二氰/氯乙烯共聚物、亞乙烯基二氰/丙烯酸共聚物等。
另外，其它壓電材料的實(shí)例包括聚合壓電材料和無(wú)機(jī)壓電材料或陶瓷的合成物，例如鋯鈦酸鉛(PZT)和聚偏二氟乙烯(PVDF)的合成物。
可替換地，薄膜210可以是熱電材料。通常，熱電現(xiàn)象是指通過(guò)材料響應(yīng)熱吸收而在材料中自生的電極化。對(duì)于熱電膜210，觸摸工具可以使觸摸位置Z1處的薄膜210產(chǎn)生溫度梯度或溫差。例如，可以穿過(guò)薄膜厚度產(chǎn)生溫度梯度。例如，觸摸工具230可以是紅外線發(fā)射筆，紅外光束在位置Z1處由薄膜210吸收，從而產(chǎn)生溫度梯度或溫差。可替換地，觸摸工具230可以以一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍發(fā)射電磁輻射(在這些波長(zhǎng)范圍內(nèi)，薄膜210可以充分吸收電磁輻射)，從而自生表現(xiàn)為溫度梯度或溫差形式的信號(hào)。例如，該溫度梯度可以使薄膜210在位置Z1處自生電壓信號(hào)。與上述類似，導(dǎo)電層260和270可向四個(gè)位置240a-240d傳輸生成的信號(hào)。并且通過(guò)傳感器220和控制器280檢測(cè)在240a-240d處的可檢測(cè)信號(hào)?；跈z測(cè)到的四個(gè)可檢測(cè)信號(hào)，由傳感器和電子器件220和控制器280來(lái)確定位置Z1。
導(dǎo)電層260和270優(yōu)選地具有均勻的導(dǎo)電性。在導(dǎo)電層的情況下，導(dǎo)電層的薄膜電阻優(yōu)選地均勻在10％的范圍之內(nèi)，這意味著在2.5厘米距離上與平均薄膜電阻的最大偏差不超過(guò)10％。更優(yōu)選地，薄膜電阻均勻在2％的范圍之內(nèi)，還優(yōu)選地在0.5％的范圍之內(nèi)，更優(yōu)選地是均勻在0.2％的范圍之內(nèi)。
導(dǎo)電層260和270可以是金屬、半導(dǎo)體、摻雜半導(dǎo)體、半金屬、金屬氧化物、有機(jī)導(dǎo)體、導(dǎo)電聚合物等。典型的金屬導(dǎo)體包括金、銅、銀等。典型的無(wú)機(jī)材料包括透明的導(dǎo)電氧化物，例如氧化銦錫(ITO)、摻氟的氧化錫、氧化銻錫(ATO)等。
例如，在歐洲專利公報(bào)EP-1-172-831-A2中公開(kāi)的典型的有機(jī)材料包括導(dǎo)電有機(jī)金屬化合物以及導(dǎo)電聚合物，例如聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔和聚噻吩等。導(dǎo)電層260和270穿過(guò)整個(gè)薄膜210、穿過(guò)接觸式傳感器的觸摸靈敏區(qū)域中的薄膜，或穿過(guò)觸摸靈敏區(qū)域的一部分是電連續(xù)的。而且，導(dǎo)電層260和270可以由分離的導(dǎo)電段構(gòu)成，這些導(dǎo)電段相互之間是電絕緣的。
根據(jù)如上所述，薄膜210可以包括熱電或壓電材料。通常，薄膜210可以包括在觸摸位置響應(yīng)觸摸工具而自生信號(hào)的任何材料。例如，適用于薄膜210的其它材料包括熱電和鐵電材料。通常，薄膜210可以包括換能器。
圖2中的接觸式傳感器200可以是透光或不透光的。而且，接觸式傳感器可以是剛性或柔性的、扁平的或彎曲的。
圖2表示通過(guò)在四個(gè)位置檢測(cè)自生信號(hào)來(lái)確定施加觸摸的位置。通常，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在薄膜上的兩個(gè)或多個(gè)位置或等效的若干位置處檢測(cè)自生信號(hào)來(lái)確定施加觸摸的位置。下面，參考圖3描述這樣的實(shí)例即，通過(guò)在兩個(gè)位置處檢測(cè)自生信號(hào)來(lái)確定觸摸位置。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定方案的接觸式傳感器300。接觸式傳感器300包括觸控板390、傳感器320和控制器380。觸控板390包括壓電膜310，壓電膜310響應(yīng)觸摸工具330在位置Z2處向薄膜310上施加的足夠的力或壓力，從而在位置Z2處自生電壓信號(hào)。盡管在圖3中顯示的特定實(shí)施例中描述了具有壓電特性的薄膜310，但本發(fā)明不限于壓電膜。薄膜310可包括具有其它適當(dāng)特性的材料，例如具有如上所述的熱電性的材料。
參考圖3，壓電膜310設(shè)置在頂導(dǎo)電層370和底導(dǎo)電層360之間，其中，每一層均是電連續(xù)的，例如穿過(guò)整個(gè)觸摸靈敏區(qū)域，或由相互電絕緣的分離段組成。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方案，觸控板390沿y軸的尺寸“b”足夠小(例如給定希望的和/或可獲得的觸摸分辨率或精度)，以便通過(guò)確定沿觸控板的“a”尺寸上的觸摸位置的x坐標(biāo)，來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定施加觸摸的位置。另外，觸摸工具330在位置Z2處向觸控板施加壓力或使觸控板發(fā)生形變，響應(yīng)該壓力，壓電膜310在位置Z2處自生電壓信號(hào)。例如，該信號(hào)可以沿Z軸穿過(guò)薄膜的厚度而自生。該自生電壓信號(hào)經(jīng)由導(dǎo)電層370和360發(fā)送到兩個(gè)位置340a和340b。在一些應(yīng)用中，導(dǎo)電層360或?qū)щ妼?70可保持固定電位，例如保持系統(tǒng)接地電位。
傳感器320分別通過(guò)電極350a和350b檢測(cè)位置340a和340b處的可檢測(cè)電壓信號(hào)，從而傳感器320可以確定位置Z2的x坐標(biāo)。另外，可以將通過(guò)傳感器320生成的信息進(jìn)一步發(fā)送給控制器380，以便進(jìn)一步處理和確定觸摸位置。從而，基于由傳感器320和控制器380檢測(cè)到的可檢測(cè)信號(hào)來(lái)確定位置Z2的x坐標(biāo)。例如，可以通過(guò)比較兩個(gè)檢測(cè)到的信號(hào)的相對(duì)大小來(lái)確定位置Z2。如上所述，在位置340a和340b檢測(cè)到的信號(hào)可以是電壓、電流或其它可以用于確定觸摸位置的適當(dāng)?shù)男盘?hào)。另外，圖3顯示了一維的接觸式傳感器，在依靠足夠小的尺寸“b”的這種意義上，確定施加觸摸的x坐標(biāo)就足以確定觸摸位置?？商鎿Q地，接觸式傳感器300可包括如圖4所示的一系列電極條。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施例的接觸式傳感器400的三維示意圖。盡管薄膜410可以包括具有響應(yīng)施加的觸摸而自生信號(hào)的特性的任意材料，但為了說(shuō)明起見(jiàn)，接觸式傳感器400包括的是壓電膜410。470-1～470-N的N個(gè)電極條布置在薄膜410上。另外，可以將類似于電極條470-1～470-N的電極條設(shè)置在薄膜410的背面上?？商鎿Q地，單個(gè)電連續(xù)的電極也可設(shè)置在薄膜410的背面上，例如覆蓋接觸式傳感器的觸摸靈敏區(qū)域。為方便說(shuō)明又不失一般性，圖4未顯示任何底導(dǎo)電電極。
再參考圖4，觸摸工具430例如沿電極條470-2在位置Z4處向接觸式傳感器400施加觸摸。響應(yīng)該施加的觸摸，薄膜410在Z4處自生電信號(hào)。通過(guò)沿電極條470-2在位置450a-2和450b-2處檢測(cè)自生信號(hào)來(lái)確定觸摸位置Z4。通常，根據(jù)電極條470-1～470-N的寬度、電極條之間的間隔，以及觸摸工具的大小，自生信號(hào)沿y方向可延伸(extend)超過(guò)一個(gè)電極條。在這種情況下，例如，通過(guò)確定承載最強(qiáng)信號(hào)的電極條，利用插值算法來(lái)確定觸摸位置的y坐標(biāo)?？商鎿Q地，與在近場(chǎng)成像式接觸傳感器(NFI)中使用的算法類似的算法可用于確定沿y方向的觸摸位置。在專利號(hào)為No.5,650,597的美國(guó)專利中描述了這種算法的實(shí)例。此外，通常包括電子器件的傳感器420和控制器480基于兩個(gè)位置450a-2和450b-2處檢測(cè)到的可檢測(cè)信號(hào)確定觸摸位置Z4，并提供進(jìn)一步適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。
再參考圖2，觸控板290可以具有附加層。在圖5中顯示了典型的結(jié)構(gòu)。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方案的接觸式傳感器500的示意側(cè)視圖。接觸式傳感器500包括薄膜510，該薄膜510具有響應(yīng)觸摸工具而自生信號(hào)的特性，其中，該信號(hào)可以在觸摸位置處生成。如上所述，可以并入薄膜510內(nèi)的典型材料包括壓電材料和/或熱電材料。薄膜510設(shè)置在頂導(dǎo)電層570和底導(dǎo)電層560之間?？蛇x地，薄膜510可以與任何一個(gè)導(dǎo)電層或兩個(gè)導(dǎo)電層接觸。保護(hù)層545布置在頂導(dǎo)電層570之上，并部分地保護(hù)傳感器以避免其受到諸如劃痕等的破壞，這些劃痕可能是例如由于觸摸工具或其它因素而造成的。粘合層535設(shè)置在保護(hù)層545和頂導(dǎo)電層570之間。基片525部分地為如圖5所示的結(jié)構(gòu)提供支撐。導(dǎo)電層570和560可以是電不連續(xù)的或電連續(xù)的。類似地，薄膜510也可以是電不連續(xù)的或電連續(xù)的。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，又不失一般性，在圖5中未顯示出傳感器、控制器、信號(hào)發(fā)送器以及用于檢測(cè)觸摸位置所必須的或需要的其它部件。
另外，并入粘合層535中的典型材料包括紫外線固化粘合劑、壓敏粘合劑、熱活性粘合劑和熱固性粘合劑。
此外，基片525可以是剛性或柔性的?；梢允蔷酆衔锘蛉魏晤愋偷牟Ａ?。例如，基片可以是浮法玻璃，或者，它可以由有機(jī)材料制成，例如聚碳酸酯、丙烯酸酯，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚砜等?？商鎿Q地，基片525也可以包括金屬，在包括金屬的情況下，該基片還可以用作底導(dǎo)電層560。
保護(hù)層545的表面555可以是無(wú)光澤的，從而減少眩光，如上所述，為便于說(shuō)明且不失一般性，圖5未顯示接觸式傳感器中包括傳感器、控制器和電連接器在內(nèi)的許多部件?？梢圆⑷虢佑|式傳感器500中且未在圖5中明確地顯示的其它典型的層包括偏振片(polarizer)、阻滯劑(retarder)、濾色片、抗反射涂層、圖形、電磁干擾(EMI)罩、靜電釋放(ESD)罩、抗指紋涂層，以及密封墊。
根據(jù)本發(fā)明的觸控板可包括兩層或多層薄膜，每一層薄膜均具有響應(yīng)觸摸工具而自生信號(hào)的特性，其中，該信號(hào)可以在觸摸位置處生成。在圖8中顯示了一種典型的結(jié)構(gòu)，它顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案的接觸式傳感器800的側(cè)視示意圖。接觸式傳感器800包括基片840、薄膜810和820、電極815和835，以及包含層825的電極，薄膜810和820中的每一層薄膜均具有響應(yīng)觸摸工具而自生信號(hào)的特性，其中，該信號(hào)可以在觸摸位置生成。
如上所述，可以并入薄膜810和/或薄膜820中的典型材料包括壓電材料和/或熱電材料。例如，薄膜810和820兩者均可以是壓電的或兩者均是熱電的。作為另一個(gè)實(shí)例，其中一層薄膜可以是壓電的，另一層薄膜可以是熱電的。例如，薄膜810是熱電的，而薄膜820是壓電的。如圖所示，每一層薄膜810和820均設(shè)置在兩個(gè)電極之間。例如，薄膜810設(shè)置在電極815和包含層825的電極之間，并且薄膜820設(shè)置在包含層825的電極和電極835之間。層825可以構(gòu)成與兩層薄膜810和820接觸的單個(gè)電級(jí)，或可以構(gòu)成包括與薄膜810和820中的每一層薄膜接觸的分離電極，這些分離電極之間具有電絕緣層。任選地，薄膜810可以與電極815和825中的任一個(gè)電極或兩個(gè)電極接觸，薄膜820可以與電極825和835中的任一個(gè)電極或兩個(gè)電極接觸。
盡管圖8顯示了兩層薄膜810和820，其中每一層薄膜具有響應(yīng)觸摸工具而自生信號(hào)的特性，但是應(yīng)當(dāng)理解接觸式傳感器800可以具有附加的這種薄膜。
在本發(fā)明中采用的壓電膜可以通過(guò)許多方法制造。例如，可以通過(guò)這樣的方法制造PVDF膜即，通過(guò)將PVDF顆粒擠出到冷卻輥上，以制造無(wú)定形PVDF膜(有時(shí)稱為α相)，從而制造PVDF膜?？商鎿Q地，PVDF和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的混合物可以是溶劑涂層，以便制造無(wú)定形涂層。接著，通過(guò)沿一個(gè)或兩個(gè)方向?qū)o(wú)定形PVDF膜進(jìn)行拉伸以使其定向。該拉伸的結(jié)果是產(chǎn)生了半晶狀膜，有時(shí)稱為β晶相。可替換地，也可以通過(guò)這樣的方法實(shí)現(xiàn)無(wú)定形膜的定向即，例如通過(guò)將無(wú)定形膜穿過(guò)具有預(yù)定間隙的輥，以擠壓該無(wú)定形膜從而實(shí)現(xiàn)定向。對(duì)于一些薄膜組分，可以不需要定向步驟。
接著，可以通過(guò)將PVDF膜放置在電場(chǎng)中，例如通過(guò)將PVDF膜放置在兩個(gè)帶電平行板之間而極化。極化電場(chǎng)一般在約80到120攝氏度的溫度下為每微米50到100伏，盡管該極化也可以在其它溫度下實(shí)現(xiàn)。該極化過(guò)程通常需要大約30分鐘，在30分鐘后，PVDF膜在極化電場(chǎng)中冷卻到室溫?？商鎿Q地，該薄膜可以在類似的溫度范圍內(nèi)通過(guò)電暈放電而極化，但是通常需要的時(shí)間稍短。在一些情況下，可以通過(guò)已置入薄膜內(nèi)的電極實(shí)現(xiàn)極化。典型地，在電暈過(guò)程中，因?yàn)殡姇炓话阍诒∧け砻嫔闲纬呻姾煞植?，所以薄膜無(wú)需與電極緊密地接觸。對(duì)于一些材料成分，無(wú)須首先使無(wú)定形膜定向，就可以對(duì)無(wú)定形膜進(jìn)行極化?？商鎿Q地，對(duì)于一些成分或在一定狀態(tài)下，可以同時(shí)進(jìn)行使薄膜定向和極化的步驟。專利號(hào)為No.4,606,871；4,615,848和4,820,586的美國(guó)專利還描述了對(duì)壓電膜進(jìn)行極化的過(guò)程。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明，可以將該薄膜制成是連續(xù)壓電的或僅在預(yù)定區(qū)域是壓電的。例如，這可通過(guò)在圖7中顯示的預(yù)定區(qū)域使膜極化而實(shí)現(xiàn)。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案的壓電膜700的示意側(cè)視圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，壓電膜700在這樣的系統(tǒng)中使用即，該系統(tǒng)通過(guò)在壓電膜上的若干位置處檢測(cè)由壓電膜700響應(yīng)外部媒介而自生的信號(hào)(例如電信號(hào))，來(lái)確定施加的諸如觸摸工具等的外部媒介的位置。另外，以這樣的方式處理壓電膜700即，使得壓電膜在區(qū)域701、702，和703，而不是區(qū)域704、705具有壓電特性。另外，箭頭象征性地顯示了壓電膜在箭頭所位于的區(qū)域內(nèi)已被極化且是壓電的。在壓電膜700中具有壓電特性的不同位置的極化方向可以不同。例如，在圖7中，在區(qū)域703內(nèi)的極化方向與在區(qū)域701和702內(nèi)的極化方向相反。此外，極化方向可以提供關(guān)于自生信號(hào)的更多信息，所述信息包括該自生信號(hào)的位置。在其中接觸傳感膜僅在預(yù)定區(qū)域內(nèi)具有壓電特性的接觸式傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于在薄膜不具有壓電特性的區(qū)域沒(méi)有自生信號(hào)，因此，在薄膜不具有壓電特性的區(qū)域檢測(cè)不到觸摸。因此，可減少或消除這樣的需要即，需要軟件和電子器件排除向不允許的位置施加的觸摸。作為典型的應(yīng)用，在接觸式傳感器中位于邊框(bezel)下的薄膜的區(qū)域可以是非壓電的，以便不將無(wú)意地觸框力記錄為有效觸摸。
參考圖8，在薄膜810和820都是壓電膜的情況下，可以沿相同方向或相反方向極化這些薄膜。通常，在觸控板800包括多個(gè)壓電膜的情況下，可以沿相同方向或不同方向?qū)⑦@些薄膜全部極化。例如，可以沿相反方向極化交替的壓電膜。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案的顯示系統(tǒng)600的示意橫截面圖。顯示系統(tǒng)600包括接觸式傳感器601和顯示器602。接觸式傳感器601可以是根據(jù)本發(fā)明的任何實(shí)施例的接觸式傳感器。顯示器602包括永久的或可替換的圖形(例如，圖畫、地圖、圖標(biāo)等)以及電子顯示器，例如液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)、等離子顯示器，場(chǎng)致發(fā)光顯示器、有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光顯示器、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(OLED)、電泳顯示器等的電子顯示器。應(yīng)當(dāng)理解，盡管在圖6中顯示器602和接觸式傳感器601表示成兩個(gè)分離的部件，但這兩個(gè)部件可以一體化為單一單元。例如接觸式傳感器601可以層壓在顯示器602上?？商鎿Q地，接觸式傳感器601可以是顯示器602的組成部分。
盡管在本發(fā)明中公開(kāi)的實(shí)施例顯示了具有響應(yīng)施加于其上的位置處的外部媒介而自生信號(hào)的特性的單層薄膜，但是應(yīng)當(dāng)理解，每一個(gè)實(shí)施例均可以包括兩層或多層薄膜，其中每一層薄膜均具有響應(yīng)外部媒介而自生信號(hào)的特性。而且，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的諸如接觸式傳感器等的系統(tǒng)具有高光傳輸性，可以是觸筆獨(dú)立性的，并且被設(shè)計(jì)成沒(méi)有可動(dòng)部件。再者，根據(jù)本發(fā)明的諸如如接觸式傳感器等的系統(tǒng)可以與諸如顯示系統(tǒng)等的其它系統(tǒng)成一體。還應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明，用于記錄觸摸所必需的觸摸工具和可自生信號(hào)的薄膜之間的物理接觸不是必要的。
以上引用的所有專利、專利申請(qǐng)和其它公開(kāi)文獻(xiàn)以引用的方式并入本文。盡管上面詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實(shí)例，以便說(shuō)明本發(fā)明的不同方案，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于這些特定的實(shí)例。相反，本發(fā)明其意在覆蓋落入本發(fā)明所附權(quán)利要求所限定的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)的所有修改、實(shí)施例和替換方案。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括薄膜，其響應(yīng)施加于其上一個(gè)位置處的外部媒介而自生電信號(hào)；以及傳感器，其構(gòu)造成檢測(cè)在所述薄膜上的若干位置處的電信號(hào)，以便確定所述外部媒介施加于所述薄膜上的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器連接到所述傳感器上，并且適于確定所述外部媒介施加于所述薄膜上的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述外部媒介包括觸摸工具。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述自生電信號(hào)是在所述外部媒介施加于所述薄膜上的位置處生成的。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述薄膜是壓電的。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述薄膜是熱電的。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其用于接觸式傳感器中，以檢測(cè)所施加觸摸的位置。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其是透光的。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其是不透光的。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述自生信號(hào)是電流。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述自生信號(hào)是電壓。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述薄膜的至少一面上的一個(gè)或多個(gè)電連續(xù)的電極。
13.一種系統(tǒng)，包括薄膜，其響應(yīng)施加于其上一個(gè)位置處的外部媒介而自生電信號(hào)，所述自生電信號(hào)至少在所述薄膜上的第一位置處產(chǎn)生第一可檢測(cè)信號(hào)，并至少在所述薄膜上的第二位置處產(chǎn)生第二可檢測(cè)信號(hào)；以及控制器，其適于至少接收所述第一和第二可檢測(cè)信號(hào)，以便檢測(cè)所述外部媒介施加于所述薄膜上的位置。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括傳感器，所述傳感器連接到所述薄膜和所述控制器上，并且所述傳感器構(gòu)造成至少檢測(cè)所述第一和第二可檢測(cè)信號(hào)，并向所述控制器發(fā)送檢測(cè)到的信號(hào)。
15.一種接觸式傳感器，包括薄膜，其響應(yīng)施加于其上的位置處的觸摸工具而自生電信號(hào)，通過(guò)檢測(cè)所述薄膜上的若干位置處的電信號(hào)以確定觸摸位置。
16.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其中，所述薄膜是壓電的。
17.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其中，所述薄膜是熱電的。
18.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其中，所述薄膜僅在預(yù)定區(qū)域是壓電的。
19.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其中，所述薄膜僅在預(yù)定區(qū)域是熱電的。
20.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其是透光的。
21.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其中，通過(guò)檢測(cè)所述薄膜上的兩個(gè)位置處的電信號(hào)，從而確定所述觸摸位置。
22.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其中，通過(guò)檢測(cè)所述薄膜上的四個(gè)位置處的電信號(hào)，從而確定所述觸摸位置。
23.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其是剛性的。
24.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其是柔性的。
25.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，其與顯示器結(jié)合。
26.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，還包括設(shè)置在所述薄膜的至少一面上的一個(gè)或多個(gè)電連續(xù)的電極。
27.如權(quán)利要求26所述的接觸式傳感器，其中，所述電連續(xù)的電極均勻在10％的范圍以內(nèi)。
28.如權(quán)利要求26所述的接觸式傳感器，其中，所述電連續(xù)的電極均勻在2％的范圍以內(nèi)。
29.如權(quán)利要求26所述的接觸式傳感器，其中，所述電連續(xù)的電極均勻在0.5％的范圍以內(nèi)。
30.如權(quán)利要求15所述的接觸式傳感器，還包括至少一層附加膜，每一層附加膜均具有響應(yīng)所述觸摸工具而自生信號(hào)的特性，并且由每一層附加膜生成的信號(hào)可以在所述觸摸位置生成。
31.如權(quán)利要求26所述的接觸式傳感器，其中，所述連續(xù)的電極是透光的。
32.如權(quán)利要求26所述的接觸式傳感器，其中，所述連續(xù)的電極包括氧化銦錫。
33.如權(quán)利要求26所述的接觸式傳感器，其中，所述連續(xù)的電極包括透光的導(dǎo)電聚合物。
34.一種接觸式傳感器，包括薄膜，其響應(yīng)施加于其上一個(gè)位置處的觸摸工具而自生電信號(hào)，并且至少通過(guò)第一傳感器檢測(cè)所述薄膜上的第一位置處由所述自生電信號(hào)產(chǎn)生的第一可檢測(cè)信號(hào)，和至少通過(guò)第二傳感器檢測(cè)所述薄膜上的第二位置處由所述自生電信號(hào)產(chǎn)生的第二可檢測(cè)信號(hào)，從而確定觸摸位置。
35.一種確定觸摸位置的方法，包括如下步驟構(gòu)成觸摸靈敏區(qū)域，所述觸摸靈敏區(qū)域包括薄膜，所述薄膜響應(yīng)施加的觸摸輸入而自生電信號(hào)；檢測(cè)響應(yīng)所述自生電信號(hào)而產(chǎn)生的若干可檢測(cè)信號(hào)；以及利用所述若干可檢測(cè)信號(hào)，以便確定觸摸位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種傳感系統(tǒng)和傳感方法。該系統(tǒng)包括薄膜，該薄膜響應(yīng)施加于其上一個(gè)位置處的外部媒介而自生信號(hào)。該系統(tǒng)還包括傳感器，該傳感器構(gòu)造成檢測(cè)在薄膜上的若干位置處的自生信號(hào)，從而確定外部媒介施加于薄膜上的位置。
文檔編號(hào)G06F3/033GK1860432SQ200480017576
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者布賴恩·E·奧夫德海德 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司