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Technischer Bereich
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf elektronische Anzeigen.
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Hintergrund
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Ein Berührungssensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objekts (wie z. B. den Finger eines Benutzers oder einen Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors detektieren, der z. B einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann es der Berührungssensor einem Nutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem Bildschirm dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf, oder Bestandteil sein von, einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät, oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
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Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. einen Berührungsbildschirm mit umfassen, und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, so kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder der Annäherung auftreten. Eine Berührungssensorsteuereinheit kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihre Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt einen beispielhaften Beführungssensor mit einer beispielhaften Steuereinheit.
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2 zeigt ein beispielhaftes Netzmuster.
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3 zeigt eine beispielhafte Draufsicht auf ein beispielhaftes Netzmuster, das einer Anzeige überlagert ist.
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4 zeigt ein Beispielverfahren zur Korrektur von Pixelverdeckungen.
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Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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1 illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit ggf. sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann ggf. einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden von nur einem Typ) beinhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angebracht sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Ein Bezug auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Umgekehrt kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor ggf. die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber die Substrate, auf denen sie angebracht sind, umfassen.
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Eine Elektrode (entweder eine Masseelektrode, eine Schutzelektrode, eine Ansteuerelektrode, oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, oder eine andere geeignete Form oder deren Kombinationen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder in mehreren Schichten aus einem leitfähigen Material können (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (manchmal als 100%-ige Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM) bestehen, wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 5% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder einem anderen geeigneten Muster bedecken. Eine Bezugnahme auf FLM kann hier ggf. derartige Materialien umfassen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien in bestimmten Formen mit bestimmten Füllungen in bestimmten Mustern beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus jedem geeigneten leitfähigen Material in jeder geeigneten Form mit jedem geeigneten Füllprozentsatz in jedem geeigneten Muster.
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Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
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Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
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Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
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Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
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In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die einen kapazitiven Knoten bilden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
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In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
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Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Auslese-elektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
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Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
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Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie untenstehend beschrieben wird, verbunden ist. Die FPC kann ggf. aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
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Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an den Kanten) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Ausleseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
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Die Anschluss- oder Verbindungsflächen 16 können entlang eines oder mehrerer Ränder des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf der FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Die Verbindung 18 kann leitfähige Leitungen auf der FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Leiterplattenverbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform muss die Verbindung 18 keine FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbinder 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
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2 zeigt ein beispielhaftes Netzmuster einer berührungsempfindlichen Schicht. Ein oder mehrere Schnitte in dem beispielhaften Netzmuster 20 aus 2 können (zumindest zum Teil) eine oder mehrere Formen (z. B. Elektroden oder Füllungen) des Berührungssensors bilden und die Flächen der Formeln können (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. Das Beispielmuster aus 2 kann aus feinen Leitungen aus Metall (z. B. Gold, Aluminium, Kupfer, Silber, oder Gold-, Aluminium-, Kupfer- oder Silber-haltige Materialien oder Kohlenstoffnanoröhrchen) oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. Die leitfähigen Leitungen 22 der Elektroden können Interferenzen oder Moirémuster verursachen, da die leitfähigen Leitungen 22 Licht verdecken, das von einer Anzeige unterhalb des Netzmusters 20 stammt. Obwohl die vorliegende Offenbarung Leiterbahnen beschreibt oder illustriert, die eine bestimmte Linearität haben, umfasst die vorliegende Offenbarung auch Leiterbahnen, die Abweichungen in Leitungsrichtung oder dem Pfad von einer geraden Linie folgen, inklusive, aber nicht beschränkt auf, wellenförmige, sinusförmige oder zickzackförmige Linien. Obwohl darüber hinaus die vorliegende Offenbarung Leiterbahnen, bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung Leiterbahnen, die aus jedem geeigneten leitfähigen Material, sei es opak oder transparent, gebildet sind.
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Ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können optisch mit der Betrachtung von einem oder von mehreren Bildern auf einer Anzeige interferieren (wie z. B. einer Flüssigkristallanzeige (LCD)), die unterhalb des Netzmusters 20 des Berührungssensors angeordnet ist und durch dieses hindurch sichtbar ist, wie untenstehend beschrieben wird. Sich wiederholende Muster in den Mikromerkmalen des Berührungssensors können optisch mit sich wiederholenden Pixelmustern oder sich wiederholenden Mustern in einem Bild auf der Anzeige interferieren, was zu einem oder zu mehreren Moirémustern führt, die für den Benutzer sichtbar sein können. In einem nicht einschränkenden Beispiel können Leiterbahnen 22, die sich längs einer Achse einer orthogonalen Pixelstruktur der Anzeige erstrecken, mit größerer Wahrscheinlichkeit Moirémuster erzeugen, abhängig von der Konfiguration der darunter liegenden Anzeige und dem Abstand der Elektrodenleitungen. Selbst wenn daher die Elektrodenleitungen aus einem im Wesentlichen transparenten leitfähigen Material (z. B. ITO) gebildet sind und eine Breite der leitfähigen Leitung 22 kleiner ist als eine durch den Benutzer visuell erkennbare Breite, können ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors dennoch seine optischen Eigenschaften beeinflussen. Obwohl die vorliegende Offenbarung ein bestimmtes Netzmuster 20 beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung jedes geeignete Netzmuster, das unter Verwendung eines geeigneten leitfähigen Materials in jeder geeigneten Konfiguration gebildet wird. Die feinen Leitungen 22 des leitfähigen Netzmusters 20 können die Oberfläche in Form eines schraffierten, netzförmigen oder anderen geeigneten Musters bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die feinen Leitungen 22 des leitfähigen Materials eine Gesamtliniendichte von weniger als ungefähr 10% der Oberfläche haben. Der Beitrag der Leiterbahnen zur Abschwächung des Lichts durch das Netzmuster 20 kann daher innerhalb eines Bereichs von ungefähr 1 bis ungefähr 10% liegen. Obwohl die Leiterbahnen 22 undurchsichtig sein können, kann demnach die kombinierte optische Durchlässigkeit der Elektroden, die aus dem Netzmuster 20 gebildet sind, ungefähr 90% oder mehr betragen, wobei Reduktionen in der Durchlässigkeit aufgrund anderer Eigenschaften, wie z. B. des Substratmaterials, unberücksichtigt bleiben.
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3 zeigt eine beispielhafte Draufsicht auf ein Beispielnetz, das einer Anzeige überlagert ist. In dem Beispiel der 3 überlagert ein Beispielnetz aus Leiterbahnen 22 eine Anzeige 30. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Anzeige 30 unterhalb des Berührungssensors eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige (LED), eine LED-hintergrundbeleuchtete LCD, oder ein anderes geeignetes Display sein. Obwohl diese Offenbarung eine bestimmte Anzeige und bestimmte Anzeigetypen beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Anzeige und jeden geeigneten Anzeigetyp. Die Anzeige 30 enthält ein Feld von Pixeln 24A–B, die jeweils zumindest einen Teil eines Bildes anzeigen, das durch das Netz aus Leiterbahnen 22 hindurch sichtbar sein kann. In bestimmten Ausführungsformen enthält jedes Pixel 24A–B der Anzeige 30 mehrere Pixelkomponenten, wobei jede Pixelkomponente einer bestimmten Farbe entsprechen kann, wie z. B. rot, grün oder blau. Die kombinierte Ausgabe der Pixelkomponenten bestimmt die Farbe und Intensität eines jeden Pixels 24A–B. Obwohl die vorliegende Offenbarung Pixel mit einer bestimmten Anzahl von Pixelkomponenten beschreibt und illustriert und jede Pixelkomponente mit einer bestimmten Farbe, umfasst die vorliegende Offenbarung Pixel mit jeder geeigneten Anzahl von Pixelkomponenten und Pixelkomponenten in jeder geeigneten Farbe.
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In bestimmten Ausführungsformen kann die Anzeige 30 mit einer Anzeigesteuereinheit 26 über die Verbindung 28 verbunden sein. Die Anzeigesteuereinheit 26 kann Signale an das Feld von Pixeln 24A–B übertragen, um ein Bild anzuzeigen. Die Anzeigesteuerinheit 26 kann aus einem oder aus mehreren ICs bestehen, wie z. B. Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, ASICs. In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Anzeigesteuereinheit 26 eine Analogschaltung, eine Digitallogik und einen digitalen nichtflüchtigen Speicher. Die Anzeigesteuereinheit 26 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit und eine Speichereinheit umfassen. Die Ansteuereinheit kann Signale übertragen, um das Bild über das Feld aus Pixeln 24A–B der Anzeige 30 anzuzeigen. Die Verarbeitungseinheit kann die Übertragung der Signale an die Pixel 24A–B der Anzeige 30 steuern. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zur Übertragung der Signale an die Pixel 24A–B und gegebenenfalls andere geeignete Programme. In bestimmten Ausführungsformen können die Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit eine Modifikationskarte enthalten, die Ausgabemodifikationswerte für die Pixel 24A–B zur Verfügung stellt, um eine optische Beeinträchtigung (Okklusion) zu vermeiden oder zu korrigieren, wie untenstehend beschrieben wird. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine bestimmte Anzeigesteuereinheit mit einer bestimmten Funktionalität beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Anzeigesteuereinheit mit jeder geeigneten Funktionalität. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung jede geeignete Anzeigesteuereinheit mit jeder geeigneten Implementierung aus geeigneten Komponenten.
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Die Mikromerkmale des Berührungssensors können optisch ein oder mehrere Pixel 24A der Anzeige 30 verdecken, wie dies durch den Bereich 32 in 3 illustriert wird. Wie obenstehend beschrieben wurde, können die Mikromerkmale des Berührungssensors die Leiterbahnen 22 des Netzmusters umfassen. Eine optische Verdecke der Pixel 24A durch die Leiterbahnen 22 kann zu einer Lichtabschwächung der Ausgabe der Pixel 24A führen. In bestimmten Ausführungsformen kann die Überdeckung von einer einzigen Leiterbahn oder von einer Kreuzung aus mehreren Leiterbahnen resultieren. Die Lichtabschwächung der verdeckten Pixel 24A kann zu einem sichtbaren Kontrast (z. B. in der Farbe oder der Intensität) mit den nicht verdeckten Pixeln 24B führen, wodurch zumindest ein Teil der Mikromerkmale des Berührungssensors sichtbar wird. Der Kontrast, der aus der optischen Verdeckung durch Mikromerkmale des Berührungssensors resultiert, kann vermieden werden, indem die relative Ausgangsintensität oder Farbe zwischen den verdeckten Pixeln 24A und nicht verdeckten Pixeln 24B modifiziert wird. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Ausgangsintenstität der nicht verdeckten Pixel 24B oder von Teilen der nicht verdeckten Pixel 24B im Verhältnis relativ zur Ausgangsintensität der verdeckten Pixel 24A reduziert werden. In einem anderen Beispiel kann die Ausgangsintensität der verdeckten Pixel 24A oder von Teilen der verdeckten Pixel 24A im Verhältnis relativ zu den nicht verdeckten Pixel 24B erhöht werden.
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Die Position der verdeckten Pixel 24A kann zumindest zum Teil auf Basis der Geometrie des Netzes und der Ausrichtung des Netzes relativ zur Anzeige 30 bestimmt werden. In bestimmten Ausführungsformen kann nachdem der Berührungssensor auf die Anzeige 30 laminiert wurde oder der Zusammenbau des Geräts in Anwendungen mit einem Luftspalt abgeschlossen ist, eine Kamera oder ein Bildverarbeitungssystem verwendet werden, um die relative Position des Netzes zur Anzeige 30 zu messen, indem zumindest zum Teil die relative Rotation, Ausrichtungsgenauigkeit, etc., zwischen dem Netz und der Anzeige 30 detektiert wird. Darüber hinaus können Verdeckungsstellen durch eine einzige Leiterbahn und Verdeckungsstellen aus einer Kreuzung von zwei Leiterbahnen bestimmt werden und die Ausgabemodifikationswerte können für die bestimmte Art der Verdeckung berechnet werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel können die Verdeckungen im Wesentlichen ein gesamtes Pixel 24A betreffen oder auf eine oder auf mehrere Pixelkomponenten des Pixels 24A beschränkt sein und die Ausgabemodifikationswerte können berechnet werden, um die Ausgabeintensität der einen oder der mehreren Pixelkomponenten des Pixels 24A oder der nicht verdeckten Pixel 24B zu modifizieren. Eine Farb/Intensitätsmaske oder Modifikationskarte kann auf Basis der Stellen der verdeckten Pixel 24A und der nicht verdeckten Pixel 24B oder der einen oder der mehreren Pixelkomponenten der Pixel 24A–B berechnet werden.
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In bestimmten Ausführungsformen kann die Modifikationskarte Ausgabemodifikationswerte umfassen, um die Ausgabeintensität oder Farbe des Feldes der Pixel 24A–B zu modifizieren, wie obenstehend beschrieben wurde. In einem nicht einschränkenden Beispeil kann eine Anzeige 30 eine 24 Bitanzeige sein, bei der 8 Bits zur Festlegung der Ausgabeintensität jeder Farbe (z. B. Rot, Grün und Blau) verwendet werden, was zu 28 oder 256 Ausgabeintensitätspegeln für jede Farbe führt. In bestimmten Ausführungsformen können die Ausgabemodifikationswerte der Modifikationskarte die Bits modifizieren, die mit den Pixelkomponenten der Pixel 24A–B verbunden sind. In bestimmten Ausführungsformen kann die Modifikationskarte berechnet werden, ohne den Ort der verdeckten Pixel 24A zu bestimmen. In anderen Ausführungsformen können die Ausgabemodifikationswerte der Modifikationskarte die Ausgabeintensitäten eines jeden Pixels 24A–B der Anzeige 30 im Wesentlichen randomisieren. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Randomisierung eine Variation von vier Ausgabeintensitätspegeln (d. h. eine Lichtabschwächung von ungefähr 2% für eine 24-Bit-Anzeige) haben, entsprechend der Lichtabschwächung des Netzmusters. Eine Randomisierung der Ausgabeintensitäten erzeugt ein optisches weißes Rauschen, wodurch die Mikromerkmale des Berührungssensors effektiv kaschiert werden. In bestimmten Ausführungsformen kann die Randomisierung der Ausgabeintensitäten der Pixel 24A–B effektiv ein Netzmuster verdecken, das Leiterbahnen 22 mit im Wesentlichen zufälligen Pfaden beinhaltet, wodurch die Notwendigkeit entfällt, die im Wesentlichen zufälligen Stellen der verdeckten Pixel 24A zu ermitteln. Obwohl die vorliegende Offenbarung die Korrektur optischer Verdeckungen durch Anpassungen bestimmter Ausgabeeigenschaften beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung Anpassungen von jeder geeigneten Ausgabeeigenschaft.
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In bestimmten Ausführungsformen kann die Modifikationskarte Ausgabemodifikationswerte für jedes Pixel 24A–B der Anzeige 30 enthalten. Umgekehrt kann die Modifikationskarte Ausgabemodifikationswerte für verdeckte Pixel 24A der Anzeige 30, aber nicht für die nicht verdeckten Pixel 24B zur Verfügung stellen, oder Ausgabemodifikationswerte für nicht verdeckte Pixel 24B der Anzeige 30, aber nicht für die verdeckten Pixel 24A, oder jede geeignete Kombination derselben. In bestimmten Ausführungsformen kann die Modifikationskarte in der Speichereinheit der Anzeigesteuereinheit 30 oder einem Schattenregister der Anzeige 30 gespeichert sein. Alternativ dazu kann die Modifikationskarte in der Anzeigesteuereinheit 30 einprogrammiert sein. Die Ausgabemodifikationen werden auf die Ausgangsintensitäten der Pixel 24A–B in Übereinstimmung mit der Modifikationskarte angewendet. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anwenden der Ausgabemodifikationen durch Software oder durch Hardware der Anzeigesteuereinheit 26 oder durch eine Vorverarbeitung der Anzeigedaten erfolgen. In einem nicht einschränkenden Beispiel werden die Ausgangsmodifikationen durch eine Vorverarbeitung der auf der Anzeige 30 dargestellten Bilder angewendet. In einem anderen Beispiel können die Ausgabemodifikationswerte der Modifikationskarte auf die Anzeigedaten über eine logische Operation, wie z. B. ein logisches UND oder ein logisches ODER angewendet werden. Die Anwendung der Ausgabenmodifikationen verändert die Farbe oder Intensität der Pixel 24A–B entsprechend, wodurch die Unterschiede in der Intensität oder der Farbe zwischen verdeckten Pixeln 24A und nicht verdeckten Pixeln 24B vermieden werden.
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4 zeigt ein Beispielverfahren zur Korrektur der Auswirkungen von Pixelverdeckungen. Das Verfahren kann im Schritt 100 beginnen, indem Ausgabemodifikationen, die auf die Pixel einer Anzeige angewendet werden, auf Basis einer Modifikationskarte für die Pixel der Anzeige bestimmt werden. In bestimmten Ausführungsformen liefert die Modifikationskarte Ausgangsmodifikationswerte, um optische Beeinträchtigungen oder Verdeckungen von Pixeln der Anzeige zu vermeiden, die durch Mikromerkmale eines Berührungssensors verdeckt werden, relativ zu anderen Pixeln der Anzeige, die nicht durch Mikromerkmale verdeckt werden. Die Mikromerkmale umfassen Leiterbahnen eines Netzes und der Berührungssensor ist oberhalb der Anzeige positioniert. Im Schritt 102 werden die Ausgabemodifikationen auf die Pixel der Anzeige angewendet, um deren optische Beeinträchtigung relativ zu anderen Pixeln der Anzeige, die nicht durch Mikromerkmale des Berührungssensors beeinträchtigt sind, zu vermeiden, womit das Verfahren enden kann. In bestimmten Ausführungsformen ändern die Ausgabemodifikationen die relative Ausgabeintensität oder Farbe zwischen verdeckten und nicht verdeckten Pixeln. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Schritte des Verfahrens aus 4 als in einer bestimmten Reihenfolge auftretend beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Schritte des Verfahrens aus 4 in jeder geeigneten Reihenfolge. Obwohl darüber hinaus die vorliegende Offenbarung bestimmte Komponenten zur Ausführung bestimmter Schritte des Verfahrens aus 4 beschreibt und illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Kombinationen geeigneter Komponenten, die geeignete Schritte des Verfahrens aus 4 ausführen.
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Ein Bezug auf ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann hier ein oder mehrere halbleiterbasierte oder andere integrierte Schaltungen (IC) (wie z. B. ein Feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IC (ASIC)), Festplattenlaufwerke (HDDs), Hybridfestplattenlaufwerke (HHDs), optische Platten, optische Plattenlaufwerke (ODDs), magnetooptische Platten, magnetooptische Laufwerke, Floppydisks, Floppydisklaufwerke (FDDs), Magnetbänder, Festkörperlaufwerke (SSDs), RAM-Laufwerke, SD-Karten oder Lautwerke oder andere geeignete computerlesbare Speichermedien oder geeignete Kombinationen aus zweien oder mehreren dieser Speichermedien beinhalten.
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Unter „oder” wird hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
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Die vorliegende Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Obwohl darüberhinaus die vorliegende Beschreibung die jeweiligen Ausführungsformen als bestimmte Komponenten, Elemente, Funktionen, Operationen oder Schritte umfassend beschreibt und illustriert, kann jede dieser Ausführungsformen jede Kombination oder Permutation der Komponenten, Elemente, Funktionen, Operationen oder Schritte beeinhalten, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.
