一層上，但是形成橋，在這些橋中，線將 以另外方式交叉，使得Tx線與任何Rx線之間不發(fā)生接觸。
[0023]從每個(gè)Tx線到每個(gè)Rx線存在電容耦合，并且如果手指被放置在這兩者的交叉附 近，該互電容的量減小。根據(jù)1995年Zimmerman等人，如圖5a中所表示的，手指實(shí)際上"竊取" 電場(chǎng)線中的一些，這些電場(chǎng)線否則將已到達(dá)Rx線。該"人分流器"是用于pCap感測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)模 式。通過對(duì)于每個(gè)Tx-Rx對(duì)測(cè)量互電容(對(duì)于這，存在許多已知的技術(shù)），并且對(duì)結(jié)果進(jìn)行插 值，可以定位各手指的形心。
[0024]相同的電極圖案也可以被用于使用較老的自電容技術(shù)、而不是互電容來測(cè)量手指 位置。根據(jù)該方法，垂直線(Rx和Tx線)被等同地對(duì)待。每個(gè)電極(無論是在Rx線中，還是在Tx 線中）具有到地的電容，并且當(dāng)手指被放到附近時(shí)，該電容增大。這使得檢測(cè)到手指在沿著 任何給定線的某處特別容易。X和Y坐標(biāo)通過查詢X軸Tx和y軸Rx電極線兩者而被分別求得。 該方法的限制是，它不是非常好地支持多觸摸感測(cè)。必須考慮當(dāng)兩個(gè)手指被放置在觸摸表 面上時(shí)會(huì)發(fā)生什么。一般來說，兩個(gè)X軸Tx電極線和兩個(gè)y軸Rx電極線將響應(yīng)。但是這些線在 四個(gè)點(diǎn)處相交，例如，（11，71)(11，72)(12,71)(以，72)，而不是兩個(gè)點(diǎn)。兩個(gè)位置是正確的， 而兩個(gè)其它位置是錯(cuò)誤識(shí)別(11^81(16111^；^〇31：；[011)或"幻影(811081：)"。利用這樣的系統(tǒng)，沒 有好的方式使實(shí)際手指從幻影消歧(disambiguate)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]公開的主題的目的和優(yōu)點(diǎn)將在以下描述和附圖中被闡述，并且從該描述和附圖是 清楚的，以及將通過要求保護(hù)的主題的實(shí)踐來獲知。本公開一般提供了用于提供促進(jìn)多點(diǎn) 觸覺的同時(shí)感測(cè)和致動(dòng)的觸摸界面的系統(tǒng)和方法。
[0026]本公開一般提供了新穎的且非顯而易見的用于產(chǎn)生多點(diǎn)觸覺（本發(fā)明人稱之為 "同時(shí)感測(cè)和致動(dòng)"（SSA))的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)示例中，本公開使用兩層電極:用于觸覺的 頂層(在絕緣基板或片材的觸摸表面附近）（在本文中被稱為觸覺設(shè)備）以及用于可靠感知 的底層(附連到絕緣基板或片材的底表面）（在本文中被稱為感測(cè)設(shè)備）。這兩個(gè)電極組具有 基本上彼此相同的圖案。這些在本文中被稱為"鏡像電極(mirroredelectrode)"。在進(jìn)一 步的示例中，本公開使用設(shè)置在觸摸基板的前表面上的單個(gè)電極陣列，該單個(gè)電極陣列可 以用作表面觸覺設(shè)備和感測(cè)設(shè)備兩者。
[0027]在第一方面中，本公開提出了一種具有同時(shí)感測(cè)和致動(dòng)的觸摸界面，該觸摸界面 包括:絕緣基板;一個(gè)或多個(gè)表面觸覺設(shè)備，其連接到基板的前表面，并且被布置成圖案；以 及一個(gè)或多個(gè)感測(cè)設(shè)備，其連接到基板的后表面，其中，所述感測(cè)設(shè)備與連接到基板的前表 面的所述一個(gè)或多個(gè)表面觸覺設(shè)備對(duì)齊，并且被布置成與所述一個(gè)或多個(gè)表面觸覺設(shè)備的 圖案基本上類似的圖案。
[0028]在第二方面中，本公開提出了一種具有同時(shí)感測(cè)和致動(dòng)的觸摸界面，該觸摸界面 包括:絕緣基板;一個(gè)或多個(gè)電極，其能夠提供連接到基板的前表面的靜電致動(dòng)，并且被布 置成圖案;連接到前表面的所述一個(gè)或多個(gè)電極被保護(hù)層覆蓋;并且其中，基板的前表面上 的電極提供觸覺效應(yīng)，并且用作測(cè)量觸摸位置的感測(cè)設(shè)備。
[0029]將意識(shí)到，與前述第一方面相關(guān)聯(lián)的觸摸界面提供連接到基板的前表面的每個(gè)表 面觸覺設(shè)備和與其對(duì)齊并且連接到基板的后表面的每個(gè)相應(yīng)的感測(cè)設(shè)備之間的強(qiáng)電容耦 合。另外，該強(qiáng)電容耦合使得與表面觸覺設(shè)備相關(guān)聯(lián)的電容的改變（由于例如手指的觸摸而 導(dǎo)致)能夠被從感測(cè)設(shè)備檢測(cè)到。
[0030]進(jìn)一步將意識(shí)到，對(duì)于與前述第二方面相關(guān)聯(lián)的觸摸界面，對(duì)于觸覺效應(yīng)提供靜 電致動(dòng)的所述一個(gè)或多個(gè)電極還提供基板的前表面上的手指位置的基于電容的感測(cè)。
[0031]將理解，前述總體描述和以下詳細(xì)描述都是示例性的，并且僅僅是出于解釋的目 的而提供的，并非限制要求保護(hù)的主題。從隨以下附圖進(jìn)行的以下詳細(xì)描述以及從所附權(quán) 利要求，本公開的進(jìn)一步特征和目的將變得更充分地清楚。
【附圖說明】
[0032]在描述示例實(shí)施例時(shí)，對(duì)附圖進(jìn)行參照，在附圖中，相似的部分具有相似的附圖標(biāo) 記，并且其中：
[0033]圖la是來自實(shí)現(xiàn)電容電感測(cè)界面的裝置的現(xiàn)有技術(shù)專利的圖，該電容電感測(cè)界面 具有在被兩個(gè)不同手指接觸的兩個(gè)單獨(dú)的接觸位置之間閉合的電路。
[0034]圖lb是來自本發(fā)明人的共同未決申請(qǐng)的附圖的一部分，該部分示出了電路在單個(gè) 手指的同一個(gè)接觸位置處通過兩個(gè)不同的電極的閉合。
[0035]圖2是用于諸如移動(dòng)設(shè)備的裝置的電極的布置的示圖。
[0036]圖3a是柵格網(wǎng)絡(luò)中的電極的第一示例圖案的示圖。
[0037]圖3b是柵格網(wǎng)絡(luò)中、示出多點(diǎn)觸覺的電極的示例圖案的進(jìn)一步示圖。
[0038]圖4是示出可以被用在pCap傳感器中的電極的菱形圖案的示圖。
[0039]圖5a是表示作為pCap感測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)模式的"人分流器(humanshunt)"的示圖。
[0040] 圖5b是表示作為pCap感測(cè)的次級(jí)效應(yīng)的"人傳輸器(humantransmitter)"的示 圖，但是當(dāng)電極在基板的前表面上時(shí)，其可以是主導(dǎo)(dominant)效應(yīng)。
[0041]圖6是表示"鏡像電極"的使用的觸摸界面的簡(jiǎn)化圖，其中，前或頂(觸覺）電極層成 一圖案，并且后或底(感測(cè)）電極層成基本上類似的圖案，并且為了易于觀看，層之間的垂直 間隔被大大地?cái)U(kuò)大，僅若干電極線被示出，并且成非常簡(jiǎn)單的形式。
[0042]圖7a是標(biāo)準(zhǔn)的或典型的pCap電布置的示圖，其中，圓角矩形表示底表面(感測(cè)）電 極。
[0043]圖7b是鏡像電極電布置的示圖，其中，手指充當(dāng)傳輸器。
[0044]圖8a是具有三倍對(duì)稱的電極的示圖。
[0045]圖8b是示出用于圖8a的具有三倍對(duì)稱的電極的、需要與互鎖菱形電極圖案所需的 處理步驟相同的處理步驟的橋接技術(shù)的示圖。
[0046]圖9a是如下示圖，其中，圓圈表示手指觸摸，并且示出，在兩個(gè)手指和三倍對(duì)稱的 情況下，錯(cuò)誤識(shí)別或"幻影"不可能發(fā)生，因?yàn)檫@樣的幻影將需要三個(gè)"活（live)"電極，這些 電極全都必須在一個(gè)位置處相交。
[0047]圖9b是如下示圖，該示圖類似于圖9a的示圖，但是示出，在三個(gè)手指和三倍對(duì)稱的 情況下，幻影僅可在某些配置中發(fā)生。
[0048]圖9c是如下示圖，該示圖類似于圖9b的示圖，但是示出，如果這三個(gè)手指中的一個(gè) 僅僅移動(dòng)小的量，則在三倍對(duì)稱的情況下，幻影消失。
[0049]圖10a是如下示圖，其中，圓圈表示手指觸摸，并且線表示來自在感測(cè)手指位置中 使用的自電容的數(shù)據(jù)。
[0050]圖10b是如下示圖，其中，圖10a中的線交叉已被計(jì)算并且通過點(diǎn)指示。
[0051]圖l〇c是如下示圖，其中，聚類分析已被與來自圖l〇b的計(jì)算的交叉一起使用，以便 丟棄不可能的手指觸摸，并且其中，幻影殘留，但是具有減小的大小。
[0052]圖11是如下示圖，其中，圓圈表示位于同一電極上的兩個(gè)手指觸摸(在該示圖中，X軸公共電極通過虛線引用），其中，手指觸摸可以通過經(jīng)由與地的高阻抗連接使該電極保持 電隔離而被獨(dú)立地定址(address)，并且力可以使用在它下面經(jīng)過的其它兩個(gè)電極而被施 加于每個(gè)手指。
[0053]圖12是如下示圖，該示圖有點(diǎn)像圖11中的示圖，但是示出手指觸摸布置，在該手指 觸摸布置中，三交叉不足以在該三個(gè)手指觸摸上分配所有的力。
[0054]應(yīng)當(dāng)理解，附圖未按比例繪制。盡管觸摸界面設(shè)備的一些機(jī)械細(xì)節(jié)(包括特定布置 的其它平面圖和截面圖以及緊固裝置的細(xì)節(jié))未被包括，但是根據(jù)本公開，這樣的細(xì)節(jié)很好 地被認(rèn)為在本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解內(nèi)。還應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于示出的示例實(shí)施例，并且 示例被以簡(jiǎn)化的形式示出，以便集中于原理系統(tǒng)和方法，并且避免包括對(duì)于本公開不是必 須的并且將使附圖過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0055]本公開提供了與意圖通過使用表面觸覺設(shè)備（SHD)中的同時(shí)感測(cè)和致動(dòng)（SSA)來 提供多點(diǎn)觸覺的觸摸界面設(shè)備相關(guān)的若干示例。所述觸摸界面設(shè)備包括基板和控制器，電 極連接到該基板，該控制器與電極可操作地連接以產(chǎn)生觸覺效應(yīng)和感測(cè)手指位置?？刂破?可以利用本文中所公開的方法中的任何一種，并且被配置為利用電極的圖案中的任何一種 操作。在一個(gè)示例中，可以通過使用鏡像電極來促進(jìn)具有同時(shí)感測(cè)和致動(dòng)的多點(diǎn)觸覺。然 而，已發(fā)現(xiàn)，本文中教導(dǎo)的幻影消歧和SSA的方法受益于、但不需要鏡像電極的使用。實(shí)際 上，將意識(shí)到，用于提供本公開的觸摸界面的系統(tǒng)和方法一般可被包含在許多配置內(nèi)并且 用于與各種設(shè)備一起使用。其一個(gè)進(jìn)一步的示例包括可以用作表面觸覺設(shè)備和感測(cè)設(shè)備兩 者的、設(shè)置在觸摸基板的前或頂表面上的單個(gè)電極陣列的使用。所公開的主題的目的和優(yōu) 點(diǎn)將在隨后的描述和附圖中被闡明，并且從隨后的描述和附圖將是清楚的，以及將通過要 求保護(hù)的主題的實(shí)踐來獲知。
[0056]如前面所提到的，為了確保每個(gè)手指上的力獨(dú)立于每個(gè)其它手指上的力，必須是 它們是不同電路的部分。本公開教導(dǎo)了通過在頂表面上使用電極的至少三交叉來為至少兩 個(gè)手指保證獨(dú)立性的進(jìn)一步有利的方法。另外，本公開教導(dǎo)了具有使用鏡像電極的故障 (failure)模式的系統(tǒng)，通過該故障模式，如果觸覺設(shè)備被刮擦(scratch)，則觸覺可以停止 運(yùn)行，但是電容感測(cè)繼續(xù)操作。
[0057]關(guān)于使用互電容的系統(tǒng)，重要的是理解，手指在被放到電極的Tx-Rx線的交叉附近 時(shí)實(shí)際上產(chǎn)生兩個(gè)效應(yīng)。這些在1995年的Zimmerman等人中被示出，其是指圖5a中的作