大尺寸电容式触摸屏面板.pdf

本发明公开了一种大尺寸电容式触摸屏面板(TSP)，所述电容式触摸屏面板包括多个以平面布置装配的TSP部分，从而提供单一用户界面区域。TSP部分中的每个TSP部分被配置为相对于其他TSP部分而被单独地激活/失活。

1.  一种电容式触摸屏面板，所述电容式触摸屏面板包括多个以平面布置装配的触摸屏面板部分，从而提供单一用户界面区域，其中，多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分被配置为相对于多个触摸屏面板部分中的其他触摸屏面板部分而被单独地激活/失活。

2.  如权利要求1所述的电容式触摸屏面板，其中，所述多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分包括：
竖直活跃边，被配置为将横跨触摸屏面板部分延伸的行线上的触摸感测信号传递到外部信号处理电路；
竖直终止边，被配置为与多个触摸屏面板部分中的另一触摸屏面板部分的竖直终止边装配。

3.  如权利要求2所述的电容式触摸屏面板，其中，所述多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分包括：
水平活跃边，被配置为将横跨触摸屏面板部分延伸的列线上的触摸感测信号传递到外部信号处理电路；
水平终止边，被配置为与多个触摸屏面板部分中的另一触摸屏面板部分的水平终止边装配。

4.  如权利要求3所述的电容式触摸屏面板，其中，所述多个触摸屏面板部分包括以正交平面布置装配的第一触摸屏面板部分、第二触摸屏面板部分、第三触摸屏面板部分和第四触摸屏面板部分，
第一触摸屏面板部分和第二触摸屏面板部分通过各自的竖直终止边连接，第三触摸屏面板部分和第四触摸屏面板部分通过各自的竖直终止边连接，
第一触摸屏面板部分和第三触摸屏面板部分通过各自的水平终止边连接，第二触摸屏面板部分和第四触摸屏面板部分通过各自的水平终止边连接。

5.  如权利要求4所述的电容式触摸屏面板，其中，所述各自的竖直终止边和水平终止边均具有线性形状。

6.  如权利要求4所述的电容式触摸屏面板，其中，所述相应的竖直终止边和水平终止边均具有Z字形形状。

7.  如权利要求1所述的电容式触摸屏面板，其中，所述电容式触摸屏面板还包括控制单元，所述控制单元被配置为接收图形用户界面显示位置数据并产生控制信号，以响应于图形用户界面显示位置数据而使多个触摸屏面板部分中的至少一个触摸屏面板部分激活/失活。

8.  如权利要求7所述的电容式触摸屏面板，其中，所述电容式触摸屏面板还包括电源单元，所述电源单元被配置为响应于控制信号而独立地向多个电容式触摸屏面板部分中的每个电容式触摸屏面板部分供电。

9.  如权利要求8所述的电容式触摸屏面板，其中，所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，其中，所述第一控制信号选择多个电容式触摸屏面板部分中的至少一个电容式触摸屏面板部分，所述第二控制信号使得电源单元向多个电容式触摸屏面板部分中的至少一个电容式触摸屏面板部分供电。

10.  如权利要求4所述的电容式触摸屏面板，其中，所述电容式触摸屏面板还包括：
第一控制单元，被配置为接收图形用户界面显示位置数据并产生第一控制信号，以响应于图形用户界面显示位置数据而使第一触摸屏面板部分激活/失活；
第二控制单元，被配置为接收图形用户界面显示位置数据并产生第二控制信号，以响应于图形用户界面显示位置数据而使第二触摸屏面板部分激活/失活；
第三控制单元，被配置为接收图形用户界面显示位置数据并产生第三控制信号，以响应于图形用户界面显示位置数据而使第三触摸屏面板部分激活/失活；
第四控制单元，被配置为接收图形用户界面显示位置数据并产生第四控制信号，以响应于图形用户界面显示位置数据而使第四触摸屏面板部分激活/失活。

11.  如权利要求10所述的电容式触摸屏面板，其中，所述电容式触摸屏面板还包括电源单元，所述电源单元被配置为分别响应于第一、第二、第三和第四控制信号而独立地向每个第一、第二、第三和第四电容式触摸屏面板供电。

12.  一种包括单一用户界面区域的电容式触摸屏面板，所述单一用户界面区域具有第一宽度，所述电容式触摸屏面板包括多个以平面布置装配的触摸屏面板部分以提供单一用户界面区域，其中，多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分的第二宽度比第一宽度小，第二宽度基本上小于或等于跨过相应的触摸屏面板部分延伸的行线的最大触摸感测信号驱动距离。

13.  如权利要求12所述的电容式触摸屏面板，其中，所述第一宽度和所述第二宽度的比是2∶1。

14.  一种在包括电容式触摸屏面板的系统中接收用户限定的触摸数据的方法，其中，电容式触摸屏面板包含多个以平面布置装配的触摸屏面板部分以提供单一用户界面区域，所述方法包括以下步骤：
接收限定在单一用户界面区域内可允许用户触摸输入的第一区域的输入数据；
响应于对可允许用户触摸输入的第一区域的限定，在多个触摸屏面板部分内激活第一触摸屏面板部分。

15.  如权利要求14所述的方法，其中，所述激活第一触摸屏面板部分的步骤包括向第一触摸屏面板部分供电。

16.  如权利要求14所述的方法，其中，所述可允许用户触摸输入的第一区域相应于图形用户界面，该图形用户界面整体地显示在第一触摸屏面板部分内，并且多个触摸屏面板部分中的除第一触摸屏面板部分之外的所有触摸屏面板部分被失活。

17.  如权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
通过激活的第一触摸屏面板部分接收用户触摸数据，然后限定在单一用户界面区域内可允许用户触摸输入的第二区域；
响应于限定的可允许用户触摸输入的第二区域，在多个触摸屏面板部分内激活第二触摸屏面板部分。

18.  如权利要求17所述的方法，其中，所述可允许用户触摸输入的第二区域相应于图形用户界面，该图形用户界面显示在第一摸屏面板部分和第二摸屏面板部分内，并且多个触摸屏面板部分中的除第一摸屏面板部分和第二摸屏面板部分之外的所有触摸屏面板部分被失活。

19.  如权利要求18所述的方法，其中，所述方法还包括以下步骤：
通过激活的第一触摸屏面板部分或第二触摸屏面板部分接收其他的用户触摸数据，然后限定在单一用户界面区域内可允许用户触摸输入的第三区域；
响应于限定的可允许用户触摸输入的第三区域，在多个触摸屏面板部分内使第一触摸屏面板部分失活。

20.  如权利要求19所述的方法，其中，所述可允许的用户触摸输入的第三区域相应于图形用户界面，该图形用户界面整体地显示在第二触摸屏面板部分内，并且多个触摸屏面板部分中的除第二触摸屏面板部分之外的所有触摸屏面板部分被失活。

21.  如权利要求20所述的方法，其中，所述图形用户界面是虚拟键盘、数字键盘、目录、列表菜单。

22.  如权利要求14所述的方法，其中，所述单一用户界面区域具有第一宽度，并且多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分具有第二宽度，所述第二宽度比所述第一宽度小，第二宽度基本上小于或等于跨过相应的触摸屏面板部分延伸的行线的最大触摸感测信号驱动距离。

23.  一种大尺寸电容式触摸屏面板，所述大尺寸电容式触摸屏面板包括：
多个触摸屏面板部分，以平面布置装配从而提供单一用户界面区域，其中，多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分被配置为相对于多个触摸屏面板部分中的其他触摸屏面板部分而被单独地激活/失活；
多个感测单元，每个感测单元分别与多个触摸屏面板部分中的一个相关联，并被配置为通过多个触摸屏面板部分中相关联的一个触摸屏面板部分响应于输入的用户触摸数据来提供感测信息；
电源单元，响应于接收自触摸屏面板控制单元的控制信号，向多个触摸屏面板部分中的每个触摸屏面板部分供电；
模数转换器，被配置为接收来自多个感测单元的感测信息，并产生相应的数字感测数据；
信号处理单元，被配置为接收感测数据，并在处理后将感测数据传递给触摸屏面板控制单元。

大尺寸电容式触摸屏面板
本专利申请要求于2008年12月23日提交的第2008-0132252号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用包含于此。
技术领域
本公开涉及显示装置，更具体地讲，涉及具有触摸屏的显示装置。
背景技术
用于消费电子产品的用户界面附件已经从传统的键盘和类似的硬件外围设备变迁到所谓的“虚拟”用户界面。传统的键盘是使用安装在机械按钮布置下方的电阻矩阵来实现的。所选择的机械按钮的触发产生独特的行/列信号，该信号被解释为字母、数字或控制功能。尽管传统的键盘已经在商业应用中被广泛认可，但其受到许多限制，诸如尺寸大和应用的不灵活性。这些限制在与新出现的电子设备相比时更加突显出来，新出现的电子设备通常比它们的商业前身更小并更便携。结果，逐渐将虚拟键盘和其他类型的虚拟用户界面合并到同期的电子设备中(例如膝上型个人计算机(PC)、个人数字助理(PDA)、平板PC、移动电话、MP3播放器、GPS导航仪等)中。
可以使用多种不同的技术(例如，电阻、电容、光学、未激活(inactive)、红外和表面声波技术)来实现虚拟用户界面。实现虚拟用户界面的一种特别有利的途径是电容式触摸屏面板(TSP)。
与竞争技术相比，电容式TSP享有性能上和实现上的优势。电容式TSP是高度稳定的、允许高数据吞吐量并且使数据输入的多种输入模式成为可能。公开的美国专利公开2007/0273560描述了电容式TSP的一个示例，其通过引用被包含于此。
参照图1，传统的触摸屏面板(TSP)10包括覆盖顶板2的触摸屏4。触摸屏4包括结合到相应的传感器线6和相应的X/Y感测电路的行和列元件。水平取向的寄生电容8存在于相邻的传感器线之间。竖直取向的寄生电容9存在于传感器线6和顶板2之间。感测电容5设置在导电物体7(例如，用户的手指或触摸笔)和邻近的传感器线6之间。感测电容5可以被TSP 10中的电路检测到并随后解释为用户输入选择(即，字母、数字或控制功能)。
尽管电容式TSP带来许多优势，但是它们有许多实现和操作上的困难，例如，不能识别非常详细的输入数据(即，对书写或符号输入的细节方面的区分能力有限)、对环境噪音的灵敏度高以及物理尺寸的限制。
如图2所示，TSP的物理尺寸通常可以根据对角线尺寸值“d”来表示。同时代的电容式TSP被限制在物理尺寸不大于大约十(10)英寸。
如传统上所理解的，图2的电容式TSP包括独立配置的传感器元件23的传感器阵列20，其中，传感器元件23布置在行和列的限定矩阵中。电容式TSP可以由氧化铟锡(ITO)材料制成，并且多个传感器元件23可以在传感器阵列20中以菱形图案布置。电容式TSP包括所谓的Y方向导线22和X方向导线24，所述导线将来自电容式TSP的用户输入数据分别传送到与相关的运算电路。
在本公开的整个书面描述中，结合附图将“水平的”和“垂直的”，或者“X方向”和“Y方向”这样的特定术语用作相对的几何术语。本领域的技术人员将认识到，这些术语仅仅是描述性的，并且不意图要求绝对示出元件。然而，在涉及由触摸屏平板形成的主物理平面时，这些术语在描述元件的示例性布置方面是有用的。因此，上述术语描述了元件之间的可能的几何关系，但并不要求由附图显示特定的布局取向。
传统的电容式TSP的相对小、最大尺寸是实际信号灵敏度限制的函数。因为组成的行和列信号线的长度随着电容式TSP的物理尺寸整体增加增加，所以连接到每条信号线的传感器元件的数量也增加。附加噪音和信号线阻抗的组合最终导致难以准确地解释用户输入数据，其中，附加噪声和信号线阻抗是由连接的传感器元件的数目增加以及组成信号线的长度的增加引起的。结果，迄今为止电容式TSP被限制在仅要求相对小的显示尺寸的应用中。
发明内容
根据本发明构思的示出的实施例，提供了特定的方法和装置，使得电容式触摸屏面板(TSP)的整体物理尺寸与以传统的设计和实现方法获得的TSP相比显著地减小。
根据本发明构思的一个实施例，提供了一种电容式触摸屏面板(TSP)，所述电容式触摸屏面板包括多个以平面布置装配的TSP部分，从而提供单一用户界面区域，其中，多个TSP部分中的每个TSP部分被配置为相应于多个TSP部分其他TSP部分而被单独地激活/失活。
根据本发明构思的另一实施例，提供了一种包括单一用户界面区域的电容式TSP，所述单一用户界面区域具有第一宽度，该电容式TSP包括多个以平面布置装配的TSP部分以提供单一用户界面区域，其中，多个TSP部分中的每个TSP部分的第二宽度比第一宽度小，第二宽度基本上小于或等于跨过相应的TSP部分延伸的行线的最大触摸感测信号驱动距离。其中，第一宽度和第二宽度的比是2∶1。
根据本发明构思的另一实施例，提供了一种在包括电容式触摸屏面板(TSP)的系统中接收用户限定的触摸数据的方法，其中，电容式TSP包含多个以平面布置装配的TSP部分以提供单一用户界面区域，所述方法包括以下步骤：接收限定在单一用户界面区域内可允许用户触摸输入的第一区域的输入数据；响应于对可允许用户触摸输入的第一区域的限定，在多个TSP部分内激活第一TSP部分。
根据本发明构思的另一实施例，提供了一种大尺寸电容式触摸屏面板(TSP)，所述电容式TSP包括：多个TSP部分，以平面布置装配从而提供单一用户界面区域，其中，多个TSP部分中的每个TSP部分被配置为相应于多个TSP部分中的其他TSP部分而被单独地激活/失活；多个感测单元，每个感测单元分别与多个TSP部分中的一个相关联，并被配置为通过多个TSP部分中相关联的一个TSP部分响应于输入的用户触摸数据来提供感测信息；电源单元，响应于接收自TSP控制单元的控制信号，向多个TSP部分中的每个TSP部分供电；模数转换器，被配置为接收来自多个感测单元的感测信息，并产生相应的数字感测数据；信号处理单元，被配置为接收感测数据，并在处理后将感测数据传递给TSP控制单元。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明构思的示例性实施例将会变得更容易理解，附图中：
图1是传统的电容式触摸屏平板(TSP)的示意性示图。
图2是进一步示出组成的传感器阵列和X/Y导线的传统的TSP的另一示意性示图。
图3是示出在电容式TSP中对有意和无意触摸数据输入的问题的概念图。
图4示出了根据本发明构思实施例的由多个TSP部分组装的电容式TSP。
图5包括图5A、图5B和图5C，示出了根据本发明构思的另一实施例的由多个TSP部分装配的电容式TSP。
图6A和图6B示出了根据本发明构思的其他实施例的由相应的多个TSP部分装配的电容式TSP。
图7A和图7B示出了根据本发明构思的其他实施例的由相应的多个TSP部分装配的电容式TSP。
图8是构造为与本发明构思的多个实施例一起使用的控制系统。
图9是构造为与本发明构思的多个实施例一起使用的另一控制系统。
图10示出了根据本发明构思实施例的由多个TSP部分装配并显示虚拟键盘的电容式TSP。
图11示出了根据本发明构思其他实施例的由多个TSP部分装配并概念性地示出在本发明构思实施例的范围内的GUI拖放操作的电容式TSP。
图12是示出了TSP尺寸限制的概念图，其中，TSP尺寸限制是由与行线(row line)相关的最大感测信号驱动距离带来的。
图13是进一步示出根据本发明构思实施例的大的TSP的系统框图。
图14是进一步示出根据本发明构思实施例的另一大的TSP的系统框图。
具体实施方式
现在将参照在附图中示出的特定实施例。在整个附图和书面描述中，使用相同的标号和标记表示相同或相似的元件和特征。
应该注意的是，本发明构思可以以许多不同的形式实施。因此，不应该仅将本发明构思局限于所示出的实施例。相反，提供这些实施例作为教导性示例。
本领域的技术人员将认识到，仅为区分多个元件而使用计数术语(例如，第一、第二等)。这些术语并不对这些元件起任何数字性限制。
如在这里使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意组合和所有组合。还应该理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在实质上的中间元件或中间层。其他用于描述元件关系的词语应该以相同方式来解释(例如，“在......之间”与“直接在......之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。
除非另有定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域的普通技术人员所通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则术语(诸如在通用字典中定义的术语)应该被解释为具有与相关领域的环境中它们的意思一致的意思，而将不以理想的或者过于正式的含义来解释它们。
图3示出了将本发明构思的实施例与电容式触摸屏面板(下文中以“TSP”表示)的传统实现区分开的一些操作和设计上的考虑。在图3中，用户用一只手抓住包含TSP的平板PC 25，同时用另一只手的食指通过图形用户界面(GUI)15输入数据。在此示出的平板PC 25是根据本发明构思实施例的可能包含电容式TSP的多种电子设备中的一个示例。平板PC 25提供单一用户界面区域22，通过所述用户界面区域22(并跨过所述用户界面区域22的长度和宽度)，用户可以根据电容式TSP下面的显示器上显示的图像来输入触摸数据。
术语“触摸数据”用来广义地表示通过电容式TSP而传送的任何用户限定的输入。可以使用多种不同的用户输入装置(即，手指或触摸笔)来产生触摸数据，并且可以通过多种电容式TSP设计和相关的电路来接收和解释触摸数据。在公开的美国专利申请2007/0273560中披露了电容式TSP、相关触摸数据检测和解释电路的选择的示例，其主题通过引用而被包含于此。
在平板PC 25上显示的GUI 15可以采用任何实际的形式。可以显示虚拟键盘、数字键盘(number pad)、目录、列表菜单等，并且平板PC 25将它们功能性地用作一个或多于一个GUI。在本公开中使用的术语“GUI”包括任何这样的图像(固定的、运动的或可移动的)，即，由电容式TSP而可视地显示，并且等待用户交互以限定和/或接收触摸数据。
由平板PC 25提供的“单一用户界面区域”22限定非中断(即，非区段操作)的工作区域，用户可以通过该区域均匀地输入触摸数据。即，平板PC25可以在功能上配置在单一用户界面区域22内的任意点(或物理位置)，以接收触摸数据。例如，可以操作图3示出的作为单一用户界面区域22的整个矩形区域，以显示适于接收用户限定的触摸数据的GUI的某一部分。此外，形成单一用户界面区域22的整个矩形区域可以以无缝的、无位置差别的方式接收触摸数据。相反，围绕单一用户界面区域22的塑料或者金属边界23不能接收触摸数据，尽管该边界可以用来与机械或者电子装置(例如，开关、按钮、插销、端口、出口)合并。
本发明构思的实施例可以涉及多种类型的电子主机装置，每种类型的电子主机装置的形成要素、机电设计以及几何布局不同。然而，根据本发明构思实施例的包含电容式TSP的每种主机装置将提供某一形式的单一用户界面区域22。在各种操作模式中，在由电容式TSP设置的最大显示区域内可以设定单一用户界面区域22的尺寸。因而，可以说，在特定的主机装置中设置的每个单一用户界面区域22具有由最大对角线尺寸值“d”限定的最大尺寸，其中，最大对角线尺寸值“d”与包含在主机装置中的电容式TSP相关(参见图2)。在许多主机装置中，由电容式TSP设置的单一用户界面区域22的最大尺寸与针对潜在消费者的重要卖点一样，是重要的设计和实现考虑内容。
返回到图3，在示出的实施例中，在GUI15的限定的可视边界内的第一位置17是对于用户提供的触摸数据的适合的数据输入点。因而，第一位置17可以被称作接收目的触摸(intended touch)的位置。术语“目的触摸”是指任何限定相干触摸数据(coherent touch data)的目的性电容式用户交互(user-interaction)。相反，“非目的触摸”是用户或用户环境中的物件与电容式TSP的意外或偶然的接触，所述接触可能限定或产生错误、非相干或不期望的触摸数据。在图3中左手在第二位置19的抓握拇指是非目的触摸的一个示例，这是因为其发生在GUI 15的外部-被认为当前在平板PC 25中操作的唯一GUI。
与电容式TSP的使用有关的、在促进用户限定的触摸数据的限定和接收中的众所周知的困难是，总是出现的由非目的触摸产生的错误触摸数据的可能性。因而，任何合格的电容式TSP必须有能够区分非目的触摸和目的触摸的能力。如在图3中示出的情况，当在第二位置19的非目的触摸与在第一位置17的目的触摸一起发生时，区分能力特别地受到挑战。区分能力进一步受到挑战的情况是，在特定的主机装置中出现同时识别多个目的触摸的需求的同时还要识别出同时出现的非目的触摸。
在处理非目的触摸与目的触摸(包括同时应用多个目的触摸)中，要求不同的技术方法来解决电容式TSP的区分要求。例如，参见公布的美国专利申请2007/0257890，其主题通过引用被包含于此。遗憾的是，这些传统的技术方法的特点是大量的计算机运算使包含电容式TSP的主机装置的性能变慢。
本发明构思的实施例提供了一种大尺寸电容式TSP，该电容式TSP能够减少或去除在组成的主机装置的操作过程中必须被成功地识别并区分的非目的触摸的数量。由本发明构思的实施例提供的大尺寸电容式TSP与通过传统设计和制造技术实现的电容式TSP相比，还提供明显更大的最大单一的用户界面区域。
图4是根据本发明构思实施例的电容式TSP的说明。电容式TSP 33包括多个以平面布置装配的TSP部分(30A和30B)，从而提供与传统的电容式TSP相比更大的最大单一的用户界面。使用术语“平面布置”来表示限定主要的X/Y区域或平面的机械和/或电子的装配，其中所述平面限定所有电容式TSP均包括的单一用户界面区域。在下文的整个描述中，为与商业的喜好一致而示出矩形平面布置。然而，由TSP部分形成的具有非矩形形状的非矩形布置也可以在本发明构思的其他实施例中实现。此外，根据本发明构思示出的实施例的形成电容式TSP的多个TSP部分不必在尺寸或几何布局上相似，但是在下文中使用尺寸相似的TSP部分来示出本发明构思的示例。
在本发明构思的特定实施例中，多个TSP部分(例如，30A、30B)的每个TSP部分通常都可以使用传统上知晓的制造技术(例如那些用来实现传统电容式TSP的技术)来实现。然而，根据本发明构思实施例的形成电容式TSP的每个TSP部分将均包括至少一个适于与另一TSP部分的终止边(terminal edge)装配的终止边。
在图4中，第一TSP部分30A包括一条“终止边”31A和两条“活跃边(active edge)”31B和31C。第一TSP部分30A的两个活跃边31B和31C分别允许与组成的行线和/或列线的某一形式的电连接。例如，在图4中，第一TSP部分30A的竖直活跃边31B使得组成的行线通过相应的连接结构与多条Y方向导线32A中的一条相应连接。因而，可以通过第一TSP部分30A的竖直活跃边31B执行向传统上知晓的信号处理电路(未示出)的信号传递。
以相似的方式，第一TSP部分30A的水平活跃边31C允许组成的列线通过相应的连接结构与多条X方向导线34A中的一条相应连接。因而，也可以通过第一TSP部分30A的水平活跃边31C执行向相关的信号处理电路的信号传递。在本文中，根据本发明构思的实施例，可以使用任何合理数量的传统上知晓的连接结构(例如，导电输入/输出(I/O)焊盘)和/或相关I/O电路，来促进通过X/Y方向导线将来自外部信号处理电路的信号传递到电容式TSP的行/列线。
相反，第一TSP部分30A的竖直终止边31A不能传递“激活信号”(例如，与触摸数据通信的信号)。因而，尽管终止边可以包括与行/列线相关的特定的组件(例如，被动式端组件)，并且还可以包括促进无源电信号(例如，电源电压的地)的连接的连接结构，但其不包括使得有源电信号(例如被顺序处理以提供触摸信号的那些电信号)传递的连接结构或组件，并且不能使X/Y方向导电信号线连接。
在装配过程中，首先将来自一个TSP部分的终止边与另一TSP部分的相对终止边机械配合。因而，术语“终止边”表示与另一TSP部分的终止边机械装配的TSP部分的一条边。根据本发明构思实施例的终止边的一个主要功能是形成电容式TSP的多个TSP部分的“无缝装配”。无缝装配是指能够获得最大尺寸的单一用户界面区域或者最大用户可工作区域，而在TSP部分之间没有物理中断或边界的机械和/或电子装配，从而在整个区域的宽泛的或弧度大的用户手势不会导致触摸数据产生或者触摸数据产生的用户感知，这与仅仅横跨单一的组成的TSP部分的较小幅度的用户手势有本质上的不同。假定该特定的功能，终止边应该在机械和电子上是绝对可能的。
返回至图4，第二TSP部分30B包括类似的竖直终止边33A和两条X/Y边33B和33C。第二TSP部分30B的两条活跃边33B和33C分别允许与组成的行线和列线相应的电连接。例如，在图4中，第二TSP部分30B的竖直活跃边33B允许行线与多条Y方向导线32B的连接。因而，可以通过第二TSP部分30B的竖直活跃边33B来执行激活信号的传递。以相似的方式，第二TSP部分30B的水平活跃边33C允许列线与多条X方向导线34B的连接。因而，可以通过第二TSP部分30B的水平活跃边33C来执行激活信号的传递。
图4中的大尺寸电容式TSP 37通过第一TSP部分30A和第二TSP部分30B在它们各自的竖直终止边31A和31B上的无缝装配来实现。由于电容式TSP 37的尺寸(即，对角线尺寸“d2”)比每个单独的TSP部分30A和30B的尺寸(即，对角线尺寸“d1”)大，所以电容式TSP 37产品提供明显更大的单一用户界面区域。
一旦无缝装配，图4中的电容式TSP 37包括竖直活跃边31B和33B，其中，多条Y方向第一导线36A和多条Y方向第二导线36B分别连接在所述竖直活跃边31B和33B上。电容式TSP 37还包括单个的水平活跃边(31C和33C)，其中多条X方向导线35连接在所述单个的水平活跃边上。这些导线与外部信号处理电路(例如，TSP控制器、显示控制器和/或主机控制器，或者与控制器相关的电路)的可操作的连接在其连接方法上是传统的。
包括图5A、图5B和图5C的图5示出了根据本发明构思的另一实施例。在此，电容式TSP 40包括根据上述原理装配的四(4)个TSP部分40A、40B、40C和40D。例如，第一TSP部分40A包括外部竖直活跃边、内部竖直终止边、外部水平活跃边和内部水平终止边，其中，多条Y方向导线可以连接到外部竖直活跃边，内部竖直终止边在装配中与第二TSP部分40B的竖直终止边配合，多条X方向导线可以连接到外部水平活跃边，内部水平终止边在装配中与第三TSP部分40C的水平终止边配合。第二TSP部分至第四TSP部分被相似地实现。
一旦装配，电容式TSP 40在允许多达四条外部活跃边的导线连接。在示出的实施例中，分开的多条Y方向导线46A和X方向导线46B沿电容式TSP40的竖直活跃边布置。另外的多条X方向导线45布置在电容式TSP 40的下部水平边上。
TSP部分40A、40B、40C和40D的正交装配提供特别大的单一用户界面区域，该单一用户界面区域沿着第三TSP部分40C的左下角到第二TSP部分40B的右上角延伸并按此进行对角线测量。假设TSP部分40A、40B、40C和40D中的每个的对角线尺寸“d”为大约10英寸(即，当前传统上的最大尺寸)，在图5中示出的本发明构思的示出实施例提供大约两倍于(例如，“2d”)传统的最大单一的用户界面的最大单一的用户界面，假定使用相似的制造技术和材料来制造组成的TSP部分。
此外，形成电容式TSP 40的多个TSP部分40A、40B、40C和40D中的每个TSP部分可以相对于其他TSP部分而被单独地激活和失活(下文中用“激活/失活”表示)。例如，像图3一样，图5A示出用户用一只手抓握电容式TSP 40，同时用另一只手通过GUI 15输入触摸数据。这个过程使在第二位置19的与用户的抓握拇指相关的非目的触摸和在GUI 15的显示边界内的第一位置17的一个目的触摸(更可能是一系列目的触摸，或者多个目的触摸)同时产生。在第一位置17的目的触摸的整个延伸顺序中，例如，传统的电容式TSP将一定被迫使用来识别和区分在第二位置19的所有非目的触摸。然而，在本发明构思的特定实施例中，可以完全省略正在进行的且涉及计算的识别和区分过程。
如在图5A和图5B中示出的，例如，显示的GUI 15整体地仅位于第四TSP部分40D中。因此，可操作地控制电容式TSP 40的控制器可以完全忽略发生在第四TSP部分40D的非目的触摸。因此，第一TSP部分至第三TSP部分40A、40B和40C可以由于被控制器(或者多个TSP部分控制器)识别而被失活，从而仅有第四TSP部分40D在其边界内显示当前被激活的GUI。因此，在第二位置19的与用户在第一TSP部分40A和/或第三TSP部分40C的抓握手或拇指相关的所有非目的触摸将不被电容式TSP 40作为目的接触(即，有效触摸数据的可能的来源)可能出现的位置检测到。在图5示出的实施例中，仅有在第四TSP部分40D内可能发生的非目的触摸需要从目的触摸中被识别并区分出来。至少，智能的TSP部分激活/失活方法-响应于一个或多个当前激活的GUI作出-如果不是全部去除也将是很大程度地减少将非目的触摸从发生在激活的TSP部分外部的目的触摸中识别和区分出来的需要。
此外，由于在图5中示出的实施例中，仅第四TSP部分40D需要被激活，所以TSP 40的功耗将被极大地降低。也就是说，在多个被装配成形成大尺寸电容式TSP的TSP部分中，以激活/失活所选的大尺寸电容式TSP的智能能力为特征的本发明构思的实施例不仅能够减少区分目的触摸与非目的触摸的需要，而且能够显著地降低大尺寸电容式TSP的整体功耗。
前面的实施例根据当前激活的GUI的显示位置来激活/失活特定的TSP部分。与显示的GUI位置在位置上相关的TSP部分将被激活以接收触摸数据。与显示的GUI位置在位置上不相关的TSP部分将被失活或者保持失活。在相关的方面，被激活的TSP部分均接收功率，而失活的TSP部分不接收功率或者使施加的功率中断。
本发明构思的其他实施例可以根据另外的和/或用户限定的其他动作(即，不同于或除了显示的GUI位置之外的动作)来激活/失活所选的TSP部分。
根据本发明构思的实施例，通过包含电容式TSP的主机装置来执行一个应用，多个GUI可以在位置和时间方面被灵活地显示，以允许用户限定的触摸数据被接收。例如，第一命令菜单GUI可以在应用执行过程中被第二虚拟键盘GUI代替，所述第二虚拟键盘GUI在应用执行过程中可能随后与第三数字键盘GUI结合。由于不同的GUI为应用而被显示，所以多个TSP部分可以在每个上面的描述中被激活/失活。以这种方式，省电且减少了从目的触摸中区分非目的触摸的需要。
在为形成大尺寸电容式TSP的TSP部分的装配过程中，配合的终止边的物理组成和特性在这点上保证了一些额外的考量。图6A和图6B示出了两种不同类型的竖直终止边。像图4一样，在图6A中示出的本发明构思的实施例包括两(2)个TSP部分50A和50B，其中TSP部分50A和50B具有被装配成形成大尺寸电容式TSP 53的相应的“线性”竖直终止边51A和51B。取决于用来制造第一TSP部分50A和第二TSP部分50B的材料的类型，在竖直终止边51A和51B之间划分装配边界的线54，在电容式TSP 53的单一用户界面区域内对于用户是明显的(或者微微可见的)。虽然可见线54实质上并不干扰在横跨整个单一用户界面区域用户输入触摸数据的能力或者破坏这种能力，但是其可能在视觉上不美观。
因此，在图6B中示出的本发明构思的实施例包括被装配成形成大尺寸电容式TSP 55的第一TSP部分52A和第二TSP部分52B，而没有令人反感的可见线54。在此，第一TSP部分52A和第二TSP部分52B分别包括非线性(例如，Z字形)的且在装配过程中配合的垂直终结边56A和56B。第一TSP部分52A和第二TSP部分52B的终结边的不连续(或非线性)的特性阻止了在配合的TSP部分之间的边界划分的形成或者视觉感知(例如，可见的明显的线)。
在图7A中示出的实施例将前面的教导扩展到形成大尺寸电容式TSP 63的TSP部分60A、60B、60C和60D的正交装配(quadrature assembly)。再次地，TSP部分60A、60B、60C和60D之间的配合的终结边(竖直的和水平的)的线性特性可以导致微微可见的竖直且水平地跨过电容式TSP 63的线64A和64B。
在图7B的实施例中，可以通过使用具有非线性形状的终结边的TSP部分61A、61B、61C和61D来补救或者减轻该结果。该大尺寸电容式TSP 65产品不包含令人反感的可见线64A和64B。
图8是示出控制系统70的框图，根据本发明构思的实施例，该控制系统70可以与大尺寸电容式TSP 40一起使用。将参照在图5中示出的实施例来描述图8的实施例。
控制系统70通常包括输入单元73、控制单元72和电源单元74。在本发明构思的特定实施例中，输入单元73和控制单元72可以在其他传统的触摸屏面板控制器或主机控制器中实现。在本发明构思的其他实施例中，可以独立于触摸屏面板控制器和主机控制器而单独实现这些电路。输入单元73向控制器72提供GUI显示位置数据。例如，假定响应于根据在第四TSP部分40D中整体显示的GUI 15而接收的触摸数据来操作电容式TSP 40。基于由输入单元73提供的该特定的GUI显示位置数据，控制单元72产生第一控制信号CTRL1和第二控制信号CTRL2。向电容式TSP 40提供第一控制信号CTRL1，以从形成电容式TSP 40的多个TSP部分中独立地选择第四TSP部分40D。响应于第一控制信号CTRL1的对单独的TSP部分的选择可以包括，例如，重置基础电路配置和/或在选择的TSP部分中初始化特定的数据。
向电源单元74施加由控制单元72提供的第二控制信号CTRL2。假设电源单元74能够向形成电容式TSP 40的多个TSP部分中的每个TSP部分独立地施加功率或者中断功率的施加。可以使用多种传统上知晓的方式(例如选择性电力线开关等)来实现电源单元74向多个TSP部分施加功率或者中断功率。
在图8示出的实施例中，响应于第一控制信号CTRL1的对第四TSP部分40D的选择与响应于第二控制信号CTRL2的对第四TSP部分40D功率的施加的组合使得第四TSP部分40D的“激活”。在这些控制信号条件下，第一TSP部分至第三TSP部分40A、40B和40C保持未激活。
响应于GUI显示位置数据，本发明构思的其他实施例可以使识别的TSP部分激活/失活，其中，通过使用不同种类的控制信号和/或激活/失活电路接从输入单元73接收的所述GUI显示位置数据。关于此点，控制信号可以采取许多不同且传统上知晓的形式中的一种。可以使用单端或差分控制信号。可以使用单一信号线或信号线总线来与一个位或多位控制信号(作为上述的第一控制信号和第二控制信号)通信。
然而，在图5和图8中示出的实施例中，使电容式TSP 40的第四TSP部分40D(响应于第一控制信号CTRL1和第二控制信号CTRL2而被选择并被施以功率)在与显示的GUI 15相关的第一位置17接收触摸数据。在第一TSP部分40A和/或第三TSP部分40C内发生在第二位置19的任何非目的触摸与电容式TSP 40的成功操作完全不相关，这是因为这些TSP部分是未激活的(即，既未被选择也未被施以功率)。因而，发生在第一TSP部分40A和/或第三TSP部分40C中的非目的触摸不会产生错误的触摸数据，所述错误的触摸数据肯定要与同时发生的目的触摸的序列中区分，所述同时发生的目的触摸序列在第四TSP部分40D内发生在第一位置17。
图9是示出根据本发明构思实施例的可与大尺寸电容式TSP 40一起使用的另一控制系统76的框图。该实施例从前面的教导扩展，且将根据图5和图8中示出的实施例来描述。
形成图5中大尺寸电容式TSP的四个TSP部分中仅有两个在图9中示出，但是可以类似地控制其他未示出的TSP部分。来自第四TSP部分40D的电容触摸数据信号通过(例如)多个X/Y方向导线与电压(V)读取电路41D通信。电压读取电路41D可以是传统的设计，但是必须能够识别在第四TSP部分40D中产生的触摸数据，并且能够向信号处理电路42D提供相应的触摸数据。为了从接收的触摸数据信号产生相干触摸数据，信号处理电路42D可以包括，例如传统设计的模数转换电路。之后，可以将触摸数据从信号处理电路42D通信至专门控制第四TSP部分40D的控制单元72D。控制单元72D还从主机控制器100接收多种信息(例如，GUI显示位置数据)，并且将触摸数据提供给主机控制器100。
基于从主机控制器100接收的GUI显示位置数据(或其他类型的数据)，控制单元72D确定是否激活/失活第四TSP部分40D。因而，将适当且相应的第二控制信号CTRL2D施加到电源单元74，以控制向第四TSP部分40D供电。
相似地，响应于从主机控制器100接收的信息，根据由专门的控制单元72B至72D产生的相应的控制信号来控制第三TSP部分40C(和其他TSP部分)。根据放置在主机装置上的整体设计限制，可以在一个或多个公共电路中自然地集成相应的电压读取电路、信号处理电路和/或控制单元。
图10中示出的实施例假定了一个类似于根据图5在上面描述的包括四个TSP部分40A、40B、40C和40D的一个大尺寸电容式TSP。然而，在此，虚拟键盘GUI 80显示在单一用户界面区域的更大的部分83中。单一用户界面区域的更大部分83跨过整个第三TSP部分40C和第四TSP部分40D延伸。因而，第三TSP部分40C和第四TSP部分40D被激活，而第一TSP部分40A和第二TSP部分40B保持未激活。与由传统的电容式TSP实现的虚拟键盘相比，由图10的实施例提供的单一用户界面区域的长度和宽度允许将被显示的虚拟键盘更大。与传统的电容式TSP提供的非常小的虚拟键盘相比，该更大的虚拟键盘对用户更为友好。
为了简化的目的之前已经假设过，可以按整个单元逐一地(wholeunit-by-whole unit)激活/失活单独的TSP部分。然而，并不总是需要如此。例如，假设主机装置可以很好地容忍一些额外控制的复杂度，在本发明构思的实施例内，仅选择一个或多个TSP部分的限定部分并向该限定部分施加功率肯定是可以的。例如，在图5A中示出的大尺寸电容式TSP 40包括通常出现在标准PC屏顶部42中的工具栏和控制图标的集合。使用一个或多个“静态”GUI来虚拟地实现虚拟PC顶部。静态GUI可以改变其组成(即，与在PC字处理应用中使用的传统的工具栏相似)，但是该静态GUI通常处于“总是启用”状态并将显示在单一用户界面区域的特定部分中。对于在主机装置上执行的特定应用，虚拟键盘可以是静态GUI的一个类型。相反，仅仅短暂地显示“动态”GUI，并且容易在单一用户界面区域内由用户移除或者操控。下拉菜单或数字键盘是常见的动态GUI的示例。
为了适应虚拟PC顶部或相似的静态GUI，例如可以提供对功率的选择并将功率应用到第一TSP部分40A和第二TSP部分40B的上部。也就是说，为了控制可以配置第一TSP部分40A和第二TSP部分40B中特定数目的上部行(row)，以在特定应用的执行过程中处于“总是启用”的状态。同时，可以如上所述动态地控制在第一TSP部分40A和第二TSP部分40B中的其余的下部行。这是且仅是为了激活/失活控制目的进行TSP内部划分的一个示例。通过在一个或多个TSP部分中划分对所选列的激活/失活控制，可以在执行应用的过程中类似地提供竖直取向的静态GUI。
包括图11A、11B和11C的图11中示出的实施例还示出，响应于用户限定的触摸数据而使GUI在电容式TSP的单一用户界面区域内重新配置的控制方法。在显示装置上的GUI的动态重新配置(例如，执行拖放操作)是由许多数字信息系统提供的众所周知的特征。因为该特征已经成为基本的用户期望，所以本发明构思的实施例包括响应于用户限定的触摸数据的在大尺寸电容式TSP上动态重新配置GUI的能力。
像图5A一样，图11A示出由四(4)个TSP部分90A、90B、90C和90D的装配形成的电容式TSP 90。在其初始操作状态，电容式TSP 90根据显示的GUI 15仅激活第四TSP部分40D。假设现在用户不满意该GUI 15的初始布置，并且他/她希望在单一用户界面区域中将GUI 15向上竖直移动。因而，使用用户向组成的显示控制器指示的适当布置的触摸数据，GUI 15应该从第四TSP部分40D被移动到第二TSP部分40B中。
因此，在图11B中，第二TSP部分40B在接收到指示时被激活，从而GUI 15中的至少一部分正在被显示在第二TSP部分40B的边界内。然而，GUI 15中的大部分还显示在第四TSP部分40D的边界内，所以第四TSP部分40D保持激活，如图11B中的91B所示。
随着用户从第四TSP部分40D向第二TSP部分40B继续拖拽GUI 15，一旦GUI 15没有在第四TSP部分40D的边界内(如图11C中的91C所示)，则第四TSP部分40最终失活。
由于每个TSP部分仅在当前激活的GUI的至少一部分显示在其边界内时被激活，所以用于电容式TSP的功耗被降低。仍需提供更宽大的单一用户界面区域来适应更多且更大的GUI。
实际上，本发明构思的特定实施例提供一种在包括有电容式TSP的系统中接收用户限定的触摸数据的方法，所述电容式TSP包含以平面布置装配的多个TSP部分以提供宽大的单一用户界面区域。例如可以通过一个或多个根据图8和图9中描述的实施例确定的控制器来实现操作方法。
与多个TSP部分中的一个或多个相关的控制单元接收输入数据，所述输入数据限定可允许的用户触摸输入的区域。该“输入数据”可以采取多种形式，但是在本发明构思的特定实施例中该输入数据将包括GUI显示位置数据。可允许的用户触摸输入的区域(或第一区域)将根据输入数据被限定，并将相应于多个TSP部分中的至少一个。例如，在图5中示出的GUI 15将引起来自(例如)TSP控制器或主机控制器的输入数据的供应，其中，TSP控制器或主机控制器识别可允许的用户触摸输入(相应于第四TSP部分40D)。
响应于可允许的用户触摸输入区域的识别，为控制第四TSP部分40D的操作的而被配置的控制器现在将激活第四TSP部分。由于没有被输入数据识别并且没有相应于可允许的用户触摸输入的区域，所以所有的其他TSP部分将保持未激活或变成未激活状态。
本发明构思的实施例认可传统上可用的材料和制造技术最终生产具有实际最大宽度“W”的电容式TSP。电容式TSP的最大宽度W-与在图2中示出的对角线尺寸“d”相关，并且充分地限定了相应的单一用户界面区域的尺寸-是最大驱动距离的函数，其中，最大驱动距离是触摸感测信号在电容式TSP中跨过每条组成的行线的距离。尽管未来在材料上和制造技术上的改进可能产生大得多的电容式TSP，但是对于每个电容式TSP设计的最大宽度仍将受到该固有函数限制的束缚。
图12是该限制的概念性图示。在图12中，假设图5中的第一TSP部分40A是当前材料和制造技术所允许的最大和最宽的尺寸。因而，去掉由本发明构思教导的多个TSP部分的装配，第一TSP部分40A的宽度W将精确地限定整个电容式TSP以及其单一用户界面区域的最大宽度。如概念性示出的，第一TSP部分40A的最大实际宽度是行线101可以与最终被组成的主机装置解释为触摸数据的触摸感测信号有效并相干地通信的距离的函数。
该距离可以理解为在TSP部分的活跃边上的第一点“A”与在TSP部分的相对终止边上的第二点“B”之间的行线的物理长度，相干触摸感测信号可以通过跨过该距离成功地传送。尽管行线配置和电路性能检测将根据设计而改变，但是最大感测信号水平(V_SMAX)和最小感测信号水平(V_SMIN)的某一实际范围可以根据用于行线101的最大感测信号驱动距离(D_dmax)来限定。正是这个最大感测信号驱动距离(D_dmax)最终确定了可以制造的传统电容式TSP的宽度。
本领域的普通技术人员将知晓，相同的因素是如何根据TSP的组成的列线来最终确定电容式TSP的最大高度的。
然而，通过将多个最宽和/或最高的TSP部分装配成大尺寸TSP，可以提供明显更大的单一用户界面区域，以适应更多且更大的GUI。可选择地，根据本发明构思的实施例，可以将不是最宽和最高而具有更好的触摸感测信号边缘(margin)的单个TSP部分装配起来，以生产具有显著更大的单一用户界面区域的大尺寸电容式TSP。但是，通过单独地激活/失活选择的TSP部分(例如根据显示的GUI)，所有这些实施例还另外实现了对由装配的TSP部分消耗的功率改善的控制。
前面的实施例(例如根据图6A、图6B、图7A和图7B描述的那些)包括由多个(例如2个或4个)TSP部分装配的大尺寸、平板型、电容式TSP。本领域的技术人员将认识到，为使大尺寸TSP作为“单屏”显示且为用户所操作，多个被机械装配且电连接以形成由本发明构思的实施例预期的大尺寸电容式TSP的TSP部分(例如50A、50B、52A、52B、60A、60B、60C、60D、61A、61B、61C和61D)必须作为集体而被有效地控制。图13和图14是示出用于由多个TSP部分装配的大尺寸电容式TSP的可能的控制系统的框图。
例如，图13的大尺寸电容式TSP 100由第一TSP部分101和第二TSP部分102装配形成。要记住根据图12所讨论的实际限制，第一TSP部分101和第二TSP部分102均与各自的第一感测单元103和第二感测单元104可操作地关联。第一感测单元103和第二感测单元104由常见的电源单元105供电，其中，电源单元105由TSP控制单元108控制。第一感测单元103和第二感测单元104提供分别通过第一TSP部分101和第二TSP部分102输入的从用户触摸数据得到的感测信息。在集中的感测信息被模数转换器(ADC)106从模拟波形转换成相应的数字数据之后，其被传递到信号处理单元107。得到的感测数据然后可以被传递到TSP控制单元108进行后处理。TSP控制单元108与包含大尺寸电容式TSP 100的显示装置的中央处理单元(CPU)109合作来使用户限定的触摸数据控制图像数据的显示。
以相似的方式，图14的大尺寸电容式TSP 120由第一TSP部分121、第二TSP部分122、第三TSP部分123和第四TSP部分124装配而成。要再次记住根据图12所讨论的实际限制，第一TSP部分121、第二TSP部分122、第三TSP部分123和第四TSP部分124均与各自的第一感测单元125、第二感测单元126、第三感测单元127和第四感测单元128可操作地关联。第一感测单元125、第二感测单元126、第三感测单元127和第四感测单元128仍可以由常见的电源单元130供电，其中，电源单元130由TSP控制单元133控制。第一感测单元125、第二感测单元126、第三感测单元127和第四感测单元12提供分别通过第一TSP部分121、第二TSP部分122、第三TSP部分123和第四TSP部分124输入的从用户触摸数据得到的感测信息。在集中的感测信息被模数转换器(ADC)131从模拟波形转换成相应的数字数据之后，其被传递到信号处理单元132。得到感测数据然后可以被传递到TSP控制单元133进行后处理。与前文一样，将TSP控制单元133配置为与包含大尺寸电容式TSP 100的显示装置的中央处理单元(CPU)134合作来使用户限定的触摸数据控制图像数据的显示。
尽管在前面具体地示出和描述了本发明构思的示例性实施例，但是应该理解，在不脱离由权利要求书的范围的情况下，可以做出各种形式和细节上的改变。