ТЕХНОЛОГИИ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЕМКОСТНОГО КАСАНИЯ ДЛЯ ЕМКОСТНЫХ ДАТЧИКОВ КАСАНИЯ

1. Емкостный датчик касания, содержащий:
первую матрицу проводников, размещенных в строках, при этом проводники в первой матрице размещены по существу параллельно друг другу;
вторую матрицу проводников, размещенных в столбцах, при этом столбцы проводников во второй матрице размещены по существу параллельно друг другу, при этом проводники во второй матрице находятся под первой матрицей проводников, и при этом столбцы проводников во второй матрице размещены в направлении, которое является по существу перпендикулярным направлению строк проводников в первой матрице;
лист, содержащий деформируемый диэлектрический материал, при этом лист находится под второй матрицей проводников; и
площадку заземления, находящуюся под листом,
при этом первая и вторая матрицы выполнены с возможностью формировать электрическое поле с линиями напряженности электрического поля, которые идут в первом направлении к пользователю датчика и во втором направлении к площадке заземления.
2. Датчик по п.1, в котором:
ширина проводников, измеряемая в одной строке в первой матрице, меньше расстояния разнесения между соответствующими проводниками, измеряемого между смежными краями двух смежных строк первой матрицы, и
ширина проводников, измеряемая в одном столбце во второй матрице, меньше расстояния разнесения между соответствующими проводниками, измеряемого между смежными краями двух смежных столбцов во второй матрице.
3. Датчик по п.1, в котором площадка заземления размещена с возможностью, по меньшей мере, частично обрывать некоторые из линий напряженности электрического поля, идущих во втором направлении.
4. Датчик по п.1, при этом датчик выполнен с возможностью обнаруживать прерывание в линиях напряженности электрического поля в первом направлении.
5. Датчик по п.4, при этом датчик выполнен с возможностью обнаруживать прерывание линий напряженности электрического поля, возникающее в результате объекта, который размещается поблизости от датчика в линиях напряженности электрического поля первого направления.
6. Датчик по п.5, в котором объект представляет собой часть человеческого тела пользователя датчика.
7. Датчик по п.6, в котором объект представляет собой палец пользователя датчика.
8. Датчик по п.6, при этом датчик содержит передающие устройства и приемные устройства, причем датчик выполнен с возможностью:
передавать, с помощью передающих устройств, сигналы на по меньшей мере двух различных частотах в первой или второй матрице проводников;
принимать, с помощью приемных устройств, сигналы на по меньшей мере двух различных частотах в другой из первой или второй матрицы проводников;
оценивать значение емкости на каждой из этих двух различных частот с использованием принимаемых сигналов;
определять то, что объект является частью человеческого тела пользователя, если оцененные значения емкости на двух частотах отличаются в два или более раз; и
определять то, что объект не является объектом, допускающим формирование сигнала действительно емкостного касания, и что активация датчика обусловлена измеренной силой, если оцененные значения емкости на двух частотах не отличаются в два или более раз.
9. Датчик по п.1, при этом:
датчик выполнен с возможностью принимать внешнюю силу от касания или нажатия датчика,
датчик выполнен с возможностью сжимать, по меньшей мере, проводники в первой и второй матрицах в направлении площадки заземления по приему внешней силы, и
датчик выполнен с возможностью снижать емкость датчика, когда внешняя сила прикладывается к датчику.
10. Датчик по п.9, при этом датчик имеет характеристику емкости, при которой уровень измеренной емкости снижается монотонно от момента, когда объект размещается поблизости от датчика, до момента, когда объект касается и нажимает датчик.
11. Датчик по п.10, в котором площадка заземления содержит лист из оксида индия и олова (ITO) или прозрачного проводника.
12. Датчик по п.1, в котором площадка заземления содержит провода или металл, сформированные на жидкокристаллическом дисплее (LCD).
13. Датчик по п.1, при этом датчик имеет такую конфигурацию, в которой одно из площадки заземления или второго листа материала сформированы под листом, содержащим деформируемый диэлектрический материал, при этом второй лист материала имеет диэлектрическую постоянную, которая выше диэлектрической постоянной деформируемого диэлектрического материала.
14. Датчик по п.1, при этом датчик имеет такую конфигурацию, в которой либо площадка заземления сформирована под листом, содержащим деформируемый диэлектрический материал, либо второй лист материала сформирован выше листа, содержащего деформируемый диэлектрический материал, при этом второй лист материала содержит диэлектрическую постоянную, которая превышает диэлектрическую постоянную листа деформируемого диэлектрического материала.
15. Датчик по п.1, при этом датчик содержит оксид индия и олова (ITO) на полиэфирном листе (PET).
16. Датчик по п.1, при этом датчик содержит непрозрачные металлические трассы на полиэфирном листе (PET) или пластическом веществе.
17. Датчик по п.1, в котором проводники содержат прозрачный проводящий материал, размещаемый в шаблоне так, чтобы формировать краевое электрическое поле между первой и второй матрицей проводников.
18. Датчик по п.17, в котором строки и столбцы содержат ромбовидные шаблоны в непересекающихся местоположениях проводников в первом и втором.
19. Датчик по п.1, в котором проводники во второй матрице размещаются между первой матрицей проводников и деформируемым диэлектриком, при этом деформируемый диэлектрик размещается между проводниками во второй матрице и площадкой заземления.
20. Емкостный датчик касания, содержащий:
первую матрицу проводников, размещенных в строках, при этом строки проводников в первой матрице размещены по существу параллельно друг другу, при этом ширина проводников, измеряемая в одной строке в первой матрице, меньше расстояния разнесения между соответствующими проводниками, измеряемого между смежными краями двух смежных строк первой матрицы;
вторую матрицу проводников, размещенных в столбцах, при этом столбцы проводников во второй матрице размещены по существу параллельно друг другу, при этом проводники во второй матрице находятся под проводниками в первой матрице, при этом столбцы проводников во второй матрице размещены в направлении, которое является по существу перпендикулярным направлению строк проводников в первой матрице, и при этом ширина проводников, измеряемая в одном столбце во второй матрице, превышает расстояние разнесения между соответствующими проводниками, измеряемое между смежными краями двух смежных столбцов во второй матрице;
лист, содержащий деформируемый диэлектрический материал, при этом лист находится под второй матрицей проводников; и
третью матрицу проводников, размещенных в строках, при этом строки проводников в третьей матрице размещены по существу параллельно друг другу, при этом проводники в третьей матрице находятся под листом, при этом строки проводников в третьей матрице размещены в направлении, которое является по существу перпендикулярным направлению столбцов проводников во второй матрице, и при этом ширина проводников, измеряемая в одной строке третьей матрицы, превышает расстояние разнесения между соответствующими проводниками, измеряемое между смежными краями двух смежных строк в третьей матрице.
21. Датчик по п.20, при этом:
датчик содержит чувствительный к силе датчик и датчик действительно емкостного касания,
датчик действительно емкостного касания содержит проводники первой и второй матриц,
чувствительный к силе датчик содержит проводники второй и третьей матриц и лист, содержащий деформируемый диэлектрический материал,
чувствительный к силе датчик выполнен с возможностью первого измерения первой емкости для емкости параллельных пластин конденсатора между пересечениями проводников второй и третьей матриц, и
датчик действительно емкостного касания выполнен с возможностью второго измерения второй емкости, связанной с краевым электрическим полем между первой и второй матрицами проводников.
22. Датчик по п.20, при этом:
датчик выполнен с возможностью определять то, находится или нет объект поблизости от касания датчика, посредством краевого электрического поля,
датчик дополнительно выполнен с возможностью определять то, касается или прикладывает объект силу к датчику либо нет,
датчик выполнен с возможностью снижать уровень второй емкости по мере того, как объект приближается к касанию датчика, и
датчик выполнен с возможностью повышать уровень первой емкости по мере того, как объект касается и прикладывает силу к датчику.
23. Датчик по п.20, при этом датчик содержит оксид индия и олова (ITO) на полиэфирном листе (PET).
24. Датчик по п.20, при этом датчик содержит непрозрачные металлические трассы на полиэфирном листе (PET) или пластическом веществе.
25. Датчик по п.20, в котором проводники содержат прозрачный проводящий материал, размещенный в шаблоне так, чтобы формировать краевое электрическое поле между первой и второй матрицей проводников.
26. Датчик по п.20, в котором проводники во второй матрице размещены между первой матрицей проводников и деформируемым диэлектриком, при этом деформируемый диэлектрик размещен между проводниками во второй матрице и третьей матрице проводников.
27. Способ проведения измерений в емкостном датчике касания, причем датчик содержит первую матрицу проводников, размещенных в строках, вторую матрицу проводников, размещенных в столбцах, которые являются по существу перпендикулярными строкам проводников в первой матрице, по меньшей мере одно передающее устройство, соединенное с проводниками в одной из первой и второй матрицы проводников, и по меньшей мере одно приемное устройство, соединенное с проводниками в другой из первой и второй матрицы проводников, при этом способ содержит этапы, на которых:
передают, с помощью по меньшей мере одного передающего устройства, сигналы на по меньшей мере двух различных частотах, которые формируют электрическое поле между по меньшей мере одним из проводников в первой матрице и по меньшей мере одним из проводников во второй матрице, причем первая и вторая матрицы выполнены с возможностью формировать краевое электрическое поле, которое идет в направлении к пользователю датчика, и обеспечивать возможность обнаружения прерывания электрического поля, возникающего в результате объекта, который размещается поблизости от датчика;
принимают, с помощью по меньшей мере одного приемного устройства, сигналы с по меньшей мере двумя различными частотами;
оценивают значение емкости на каждой из этих двух или более различных частот с использованием принимаемых сигналов;
определяют то, отличается или нет оцененное значение емкости на каждой из двух или более частот приблизительно в два или более раз;
вычисляют разность или соотношение между оцененными значениями емкости;
сравнивают разность или соотношение с пороговым значением; и
определяют то, допускает или нет объект формирование сигнала действительно емкостного касания, и обусловлена или нет активация датчика измеренной силой, на основе результатов сравнения разности или соотношения между оцененными значениями емкости на двух или более частотах с пороговым значением.
28. Способ по п.27, при этом способ содержит этап, на котором определяют то, что объект является частью человеческого тела пользователя датчика касания, если оцененные значения емкости на двух частотах отличаются приблизительно в два или более раз.
29. Способ по п.28, в котором часть человеческого тела является пальцем.
30. Способ по п.27, в котором:
проводники в первой матрице размещены по существу параллельно друг другу,
проводники во второй матрице размещены по существу параллельно друг другу,
проводники во второй матрице находятся под проводниками в первой матрице,
ширина проводников, измеряемая в одной строке в первой матрице, меньше расстояния разнесения между соответствующими проводниками, измеряемого между смежными краями двух смежных строк первой матрицы, и
ширина проводников, измеряемая в одном столбце во второй матрице, меньше расстояния разнесения между соответствующими проводниками, измеряемого между смежными краями двух смежных столбцов во второй матрице.
31. Способ по п.30, в котором датчик дополнительно содержит:
лист, содержащий деформируемый диэлектрический материал, при этом лист находится под второй матрицей проводников; и
площадку заземления, находящуюся под листом.
32. Способ по п.27, в котором две различных частоты отличаются на соотношение приблизительно четыре к одному.
33. Способ по п.27, в котором датчик содержит датчик действительно емкостного касания.
34. Способ по п.27, в котором:
датчик содержит чувствительный к силе датчик и датчик действительно емкостного касания,
датчик действительно емкостного касания содержит проводники в первой и второй матрицах, и
чувствительный к силе датчик содержит проводники во второй матрице, проводники в третьей матрице и лист, содержащий деформируемый диэлектрический материал.
35. Способ по п.34, в котором:
проводники в первой матрице размещены по существу параллельно друг другу,
ширина проводников, измеряемая в одной строке в первой матрице, меньше расстояния разнесения между соответствующими проводниками, измеряемого между смежными краями двух смежных строк первой матрицы;
проводники во второй матрице размещены по существу параллельно друг другу,
проводники во второй матрице находятся под проводниками первой матрицы,
ширина проводников, измеряемая в одном столбце во второй матрице, превышает расстояние разнесения между соответствующими проводниками в столбцах, измеряемое между смежными краями двух смежных столбцов во второй матрице;
лист находится под проводниками второй матрицы;
проводники третьей матрицы размещены в строках,
проводники в третьей матрице размещены по существу параллельно друг другу,
проводники в третьей матрице находятся под листом,
проводники в третьей матрице размещены в направлении, которое является по существу перпендикулярным направлению проводников во второй матрице, и
ширина проводников, измеряемая в одной строке в третьей матрице, превышает расстояние разнесения между соответствующими проводниками, измеряемое между смежными краями двух смежных строк в третьей матрице.
36. Способ по п.27, в котором:
упомянутые две различных частоты содержат первую частоту и вторую частоту, и
первая частота выше второй частоты, и
способ дополнительно содержит этап, на котором принимают сигналы для второй частоты в по меньшей мере одном приемном устройстве, которые имеют более высокий ток, чем сигналы, принятые для первой частоты.
37. Способ по п.27, в котором датчик содержит оксид индия и олова (ITO) на полиэфирном листе (PET).
38. Способ по п.27, в котором датчик содержит непрозрачные металлические трассы на полиэфирном листе (PET) или пластическом веществе.
39. Способ по п.27, в котором проводники содержат прозрачный проводящий материал, размещенный в шаблоне так, чтобы формировать краевое электрическое поле между первой и второй матрицами.
40. Способ по п.39, в котором строки и столбцы содержат ромбовидные шаблоны в непересекающихся местоположениях проводников первой и второй матриц.