本申请大体上涉及用于电子设备的触摸传感器，更具体地，涉及 用于手持电子设备、无线电子设备和其他电子设备的显示屏的触摸传感器。

手持电子设备可以具有多种不同配置。所述手持电子设备的示例
包括个人数字助理（PDA)、手持计算机、双向寻呼机、蜂窝电话等。 很多手持电子设备还具有无线通信功能，虽然其他很多手持电子设备 是单机设备（工作时无需与其他设备通信）。
这些手持电子设备总的趋势是便携，因此配置上相对紧凑，其按 键和其他输入结构通常在特定的环境下可以执行多种功能，或者可以 为其分配多种功能或特性。
除了使用键盘上的按键，手持电子设备也可以使用触摸屏。触摸 屏是一层显示屏覆层，提供在同一个显示屏上显示和接收信息的功能。 覆层的作用是使得显示屏可以作为输入设备使用，可以取代键盘上的 按键，作为用于与显示屏上的内容进行交互的主要输入设备。具有集 成触摸屏的显示屏能够使计算机和手持电子设备更易用。触摸屏或触 摸屏系统通常包括触摸传感器、控制器或处理器、以及相关软件。控 制器将用户的选择传送到电子设备（其中使用了触摸屏）的处理器。
已知的LCD触摸屏显示器的一个问题涉及其触摸传感器的排列。 在已知的LCD触摸屏显示器中，为了按照X/Y矩阵排列提供多个输入 衬垫，触摸传感器通常由两层堆叠的铟锡氧化物（ITO)聚对苯二甲酸 乙二醇酯（PET)聚酯薄膜层构成。第一层ITOPET薄膜层可以包括多 行输入衬垫（X输入），每一行中的输入衬垫彼此串联连接。第二层ITO
5PET薄膜层可以包括多列输入衬垫（Y输入），每一列中的输入衬垫彼
此串联连接。然而，这种排列具有以下问题：
第一，两层IT0 PET薄膜层的使用增加了触摸传感器的总材料成 本和总生产成本。此外，两层堆叠的IT0 PET薄膜层降低了 LCD触摸 屏显示器的光透射率和光学性能。
第二，针对屏上键盘应用，很难区分两个相邻的图标。为了获得 较高的分辨率，必须通过增加额外的输入衬垫行和/或列来扩展X/Y 矩阵。然而，增加更多的行和/或列意味着控制器需要额外的输入通道 (即，每一行或每一列需要一条单独的输入通道），在一些情况下，这 是不可能的。用于额外的行和列的输入通道的额外轨迹转化为对围绕 显示屏边界的额外轨迹空间的需求，进而导致较大的显示屏。然而， 在很多应用下，并不能提供较大的显示屏。
第三，使用额外的输入信道要求增加对输入衬垫的扫描次数，进 而增加了响应时间。例如，在涉及触觉反馈或基于表情输入的应用中， 增加响应时间通常是不可接受的。
第四，很难将显示屏上呈现的图标和X/Y矩阵中适合的输入衬垫
对齐。因此，手指的阴影效应可能导致选择到错误的输入。
第五，更高分辨率的X/Y矩阵需要增加控制器输入通道轨迹的密 度，有效地限制了可以使用的显示屏的尺寸。例如，可以实现高分辨 率的1.8"显示屏，但是，由于增加所需的控制器输入通道轨迹的密 度可能简单地占用太多的空间，3.5"显示屏并不实用。
因此，需要一种改进的触摸传感器，用于手持电子设备、无线电 子设备或其他电子设备。相应地，需要一种解决方案，至少部分解决 上述的缺点以及其他缺点。
发明内容
根据本申请的一方面，提供了一种触摸传感器，用于装配在电子
设备的显示屏上，该触摸传感器包括：细长的输入衬垫，形成在透明 衬底上的透明导电材料层中，输入衬垫从宽端到窄端逐渐变细，以提
供随着输入衬垫上触摸位置的不同而变化的输入衬垫电容；以及触点，用于将输入衬垫连接到处理器。
根据本申请的另一方面，提供了一种触摸传感器键盘，用于装配 在电子设备的显示屏上，该触摸传感器键盘包括：至少一个细长的输 入衬垫，形成在透明衬底上的透明导电材料层中，输入衬垫从宽端到 窄端逐渐变细，以提供针对输入衬垫上多个触摸位置中的每一个的相 应输入衬垫电容；以及触点，用于将输入衬垫连接到处理器；其中输 入衬垫构成键盘的列或行；以及多个触摸位置中的每一个对应于键盘 中的所述列或行中的相应按键；由此输入衬垫提供针对键盘的列或行 的多点触摸功能。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本申请实施例的特征和优点将变 得更加清楚。在附图中：
图1是示出了根据本申请实施例的手持电子设备的正视图；
图2是示出了用于图l所示设备的处理系统的方框图；
图3是示出了用于图1所示设备的触摸传感器和透明顶盖的俯视
图；
图4是示出了图1所示显示屏上所呈现的键盘的屏幕截图；
图5是示出了图1所示显示屏上所呈现的多媒体控制器的屏幕截
图；
图6是示出了用于图l所示设备的可选触摸传感器的俯视图；以
及
图7是示出了用于图1所示设备的可选触摸传感器的一部分的俯 视图。
应当注意到，在附图中，相同的特征以相同的参考数字标识。 具体实施方式
在随后的描述中，将对细节进行阐述以理解本申请。在一些例子 中，为了不使本申请晦湿难懂，特定的软件、电路、结构和技术未被 详细描述或示出。只要数据处理系统的操作系统提供可以支持本申请
7需求的措施，本申请的实施例可以由任何计算机编程语言实现。所示 出的任何限定可能是特定类型操作系统或计算机编程语言的结果，不 应作为对本申请的限定。
根据一个实施例，提供了一种触摸传感器，用于装配在电子设备 的显示屏上，该触摸传感器包括：细长的输入衬垫，形成在透明衬底 上的透明导电材料层中，输入衬垫从宽端到窄端逐渐变细，以提供随 着输入衬垫上触摸位置的不同而变化的输入衬垫电容；以及触点，用 于将所述输入衬垫连接至处理器。
根据另一个实施例，提供了一种触摸传感器键盘，用于装配在电 子设备的显示屏上，该触摸传感器键盘包括：至少一个细长的输入衬 垫，形成在透明衬底上的透明导电材料层中，输入衬垫从宽端到窄端 逐渐变细，以提供针对输入衬垫上多个触摸位置中的每一个的相应输 入衬垫电容，以及触点，用于将输入衬垫连接到处理器；其中输入衬 垫构成键盘的列或行；以及多个触摸位置中的每一个对应于键盘中的 所述列或行中的相应按键；由此输入衬垫提供针对键盘的列或行的多 点角虫摸功能(multi—touch functionality)。
图1是示出了根据本申请实施例的手持电子设备100的正视图。 图2是示出了用于图1所示设备100的处理系统200的方框图。示例 性的手持电子设备100包括外壳110，用于将处理系统200部署在其 中，处理系统200包括输入装置210、输出装置220、处理器（或控制 器）230、存储器240以及一个或多个硬件和/或软件模块250。作为 示例，处理器230可以是但不限于微处理器，处理器230响应于来自 输入装置210的输入，并向输出装置220提供输出信号。处理器230 还与存储器240进行接口。
手持电子设备100可以是具有语音和/或高级数据通信功能（包 括与其他计算机系统进行通信的功能）的双向通信设备。根据设备100 所提供的功能，设备100可以被称为数据消息收发设备、双向寻呼机、 具有数据消息收发功能的蜂窝电话、无线互联网设备、数据通信设备 (具有或不具有电话功能）、无线高保真（Wi-Fi)设备、无线局域网 (WLAN)设备、无线设备、手持设备或无线手持设备。根据一个实施例，输入装置210可以包括键盘120、拇指轮130 或其他输入设备（如轨迹球、各种按钮等）以及触摸屏140。除了键 盘120以外，由于拇指轮130能够转动且通常可以向外壳110方向被 压下，拇指轮130可以用作另外一个输入部件。拇指轮130的转动向 处理器230提供选择输入，而拇指轮130的压下向处理器230提供另 一个选择输入。
输出装置220包括显示屏150 (如液晶显示屏（LCD))、扬声器 170等。在显示屏150上可以提供输出180，如图形用户接口 （GUI) 等。图1中显示屏150上示出了示例性的GUI 180。显示屏150具有 相关电路和控制器或处理器（如，230、 240、 250)，用于接收来自手 持电子设备100的处理器的信息，以便进行显示。
处理器230连接到输入装置210、输出装置220和存储器240， 以接收用户的命令或查询，并在显示屏150上向用户显示这些命令或 查询的结果。为了提供用于控制设备100的操作的用户友好环境，驻 留在设备100上的操作系统（0/S)软件模块250提供用于支持多种应 用程序和GUI软件模块250的基本操作集，这些应用程序通常可以通 过GUI180进行操作。例如，0/S提供基本输入/输出系统特性，以从 键盘120、拇指轮130等设备获取输入，并用于通过显示屏150、扬声 器170等设备向用户提供输出。虽然未示出，也可以包括一个或多个 用于管理通信的应用程序或用于提供个人数字助理等类似功能的应用 程序。根据一个实施例，设备100可以具有硬件和/或软件模块250，
以促进和实现不同的附加功能。
用户可以使用GUI 180与设备100及多种软件模块250进行交互。
GUI由一般的操作系统所支持，并提供显示格式，使得用户可以通过 使用输入设备或指取设备（如拇指轮130和键盘120等）选择图形化 表示（通常称为图标）或从菜单中选择项目，来选择命令、执行应用 程序、管理计算机文件、以及执行其他功能。总而言之，GUI用于向 用户传递信息并从用户接收命令，GUI通常包括多种GUI对象或GUI 控件，包括图标、工具栏、下拉菜单、弹出菜单、文本、对话框、按 钮等。
9用户通常通过使用输入设备或指取设备（如拇指轮130、键盘120
等），将指针或光标定位到目标上（即，"指取"对象）并"点击"该
对象（如，按下拇指轮130、按下键盘120上的按钮等），与显示屏150上显示的GUI 180进行交互。这种方式通常被称作指取-点击操作或选择操作。通常当被指取时，该目标被突出显示（如，加阴影等）。
通常，基于GUI的系统在出现在显示屏150上的"窗口"中向用户呈现应用程序、系统状态和其他信息。窗口是显示屏150中或多或少的矩形区域，在其中用户可以查看应用程序或文档。这样的窗口可以被打开、关闭、全屏显示、縮为图标、变大或变小，或者移动到显示屏150的不同区域。可以同时显示多个窗口，如：包含在另一个窗口中的窗口、与其他窗口交叠的窗口、或在显示区域内平铺的窗口等。
设备100的显示屏150具有由触摸屏140提供的触摸屏功能。触摸屏140具有触摸传感器（图3中的300)，该触摸传感器位于显示屏150上方或集成在显示屏150中。显示屏150和触摸传感器300可以被透明顶盖或透镜190所保护，透明顶盖或透镜190位于触摸传感器300和显示屏150上方，或集成在显示屏150或触摸传感器300中。
作为输出180的一部分，显示在显示屏150上的还有按钮或滑动条图标160。通过对触摸屏140的操作，用户可以触摸按钮或滑动条图标160以生成输入。例如，通过触摸按钮或滑动条图标160，可以将输入发送到处理器230以发起操作（如，发送文本消息等）。触摸屏140具有相关的电路和控制器或处理器（如230、 240、 250)，用于确定用户触摸了传感器300上的哪个地方，并用于将触摸的坐标发往手持电子设备100的处理器，以确定相应操作（如，发送文本信息等）。设备100通过这种方式支持触摸屏功能。
存储器240可以是多种内部和/或外部存储介质中的任意一种。例如，这样的存储介质（例如但不限于，RAM、 ROM、 EPR0M、 EEPR0M等）以计算机的内部存储区域的方式，提供数据存储寄存器。存储器240可以是易失性存储器，也可以是非易失性存储器。如图2所示，存储器240与处理器230进行电子通信。存储器240还包括多个模块250，用于处理数据。模块250可以是多种形式中的任意一种，这些形式例如但不限于，软件、固件、硬件等。可以执行或操作一个或多个
模块250，以执行本申请的方法以及由手持电子设备100使用的其他功能。此外，存储器240也可以存储多个数据库，例如但不限于，査找表、语言数据库等。
因此，手持电子设备100包括计算机可执行编程指令，用于指示设备100实现本申请的实施例。编程指令可以由驻留在设备100的存储器240或处理系统200中的一个或多个硬件或软件模块250具体实现。可选地，编程指令可以具体实现在用于向设备100的存储器240传输编程指令的计算机可读介质（如CD盘或软盘）中。可选地，编程指令可以具体实现在计算机可读信号或信号承载介质中，计算机可读信号或信号承载介质可以由编程指令的供应商上传到网络，并可以由终端用户或潜在买家通过接口 （如210)从网络下载到设备IOO中。
图3是示出了用于图1所示设备100的触摸传感器300和透明顶盖190的俯视图。触摸传感器300包括至少一个输入衬垫（或按钮或滑块）310，形成在透明衬底（如PET薄膜、玻璃等）上的透明导电材料（如ITO、导电聚合物等）层中。输入衬垫310从宽端320向窄端330逐渐变细。输入衬垫310的逐渐变细提供了沿着输入衬垫310的触摸位置变化的电容。具体地，如果用户在宽端320触摸输入衬垫310，对输入衬垫310的电场影响较大，因而该触摸对输入衬垫310的电容影响也较大。此外，如果用户在窄端330触摸输入衬垫310，对输入衬垫310的电场影响较小，因而该触摸对输入衬垫310的电容影响也较小。因此，当输入衬垫310被触摸时，输入衬垫310的电容提供了沿输入衬垫310对触摸位置的指示。
输入衬垫310包括触点340，用于将输入衬垫310连接到控制器或处理器230。触点340可位于输入衬垫310的宽端320(如图3所示），或者可位于输入衬垫310的窄端330。每一个触点340通过细线（如银线等）沿着显示屏150的边缘连接到用于连接到处理器230的末端连接器。处理器230从输入衬垫310接收指示电容的信号，并根据电容确定触摸的位置。例如，可以通过查找表来实现。例如，处理器230可以包括与可从Analog Devices™公司购得的AD7147电容传感集成电路（IC)相类似的功能。该功能可以包括在设备的处理器230中，也可包含在连接到处理器230的独立设备中。
在图3中，输入衬垫310的形状是等腰三角形。然而，输入衬垫310可以是具有宽端320和窄端330的任何逐渐变细的形状（如，直角三角形等）。同样在图3中，输入衬垫310被示出为垂直排列（即宽端320在上，窄端330在下）。然而，输入衬垫310也可以水平排列（即宽端320在右或左，窄端330在左或右），或者成任意角度排列（如宽端320在下，窄端330在上）。进一步地，在图3中，示出了 5个输入衬垫310，但是，输入衬垫310的数量可根据具体的应用而改变。
在图3中，还详细示出了用于触摸传感器300和显示屏150的透明顶盖或透镜190。透镜190具有在其上形成的脊（或凸缘）350，用于在相邻的输入衬垫310之间引导用户的手指。每一个脊350在相邻输入衬垫310的宽端320和窄端330之间延伸。可以通过注模的方式，在透明顶盖或透镜190上形成脊350。然后，通过使用光学透明粘合剂，将透明顶盖或透镜190层压到传感器300上。
当被触摸时，输入衬垫310的电容提供沿输入衬垫310对触摸位置的指示。同样地，通过在显示屏150上、在输入衬垫310的上方显示的多个图标160，输入衬垫310可用于发起多个操作。需要提醒的是，当在透明衬底上形成时，输入衬垫310当然是透明的。
图4是示出了图1所示显示屏150上所呈现的键盘440的屏幕截图。在图4中，多个图标160按行和列呈现。每列图标（如TY、 GH、BN、 SP)与单一的输入衬垫310相关联。因为输入衬垫310的电容从顶端320到底部330发生变化，通过将触摸的电容值和沿输入衬垫310的位置相关联，进而与显示屏150上所选择的图标160的位置相关联，可以检测用户选择了哪一个图标160。
图5是示出了图1所示显示屏150上所呈现的多媒体控制器550的屏幕截图。在图5中，多个图标160按行和列呈现。每列图标与单一的输入衬垫310相关联。同样地，因为输入衬垫310的电容从顶端320到底部330发生变化，通过将触摸的电容值和沿输入衬垫310的位置相关联，进而与显示屏150上所选择的图标160的位置相关联，可以检测用户选择了哪一个图标160。单个的输入衬垫310在通过滑动条图标160 (如，音量控制滑动条）实现滑动条操作时特别有用。因为当触摸时，电容沿输入衬垫310从顶端320到底部330变化，可
以容易地实现平滑的滑动条操作。
图4和图5所示的图标160的行和列可看作X/Y矩阵。矩阵的X位置取决于哪一个输入衬垫310被触摸，而矩阵的Y位置取决于沿着输入衬垫310的哪一个位置被触摸。
图4和图5所示的图标160的列与图3所示的脊350对齐。脊（或凸缘）350将用户的手指引导到适当的触摸位置。脊350位于每一个输入衬垫310之间。脊350的使用有助于避免在一个输入衬垫310上的多次触摸。在典型的手持电子设备100的操作中，用户使用他或她的左手和右手的拇指按动设备100的键盘120上的按键。类似地，用户使用他或她的左手和右手的拇指选择显示在设备100的显示屏150上的图标160。在这个场景中，使用垂直脊350减少了用户由于触动相邻的输入衬垫310而选择临近列中的多个图标160的可能性。当然，除了使用他或她左手和右手的拇指，用户也可以使用他或她的其他手指（如食指等）。
图6是示出了用于图1所示设备100的可选触摸传感器600的俯视图。在图6中，每一个输入衬垫610具有相邻的、形状一致但朝向相反的参考衬垫620。这样，当在同一个位置触摸衬垫610和620时，参考衬垫620的电容将与输入衬垫610的电容相反地变化。在图6中，每一个输入衬垫610都是直角三角形且其宽端朝着传感器600的顶端。同样，每一个参考衬垫620也都是直角三角形但是其宽端朝向传感器600的底部。通过按照这种方式设置一对输入和参考衬垫610、 620的朝向，增加了同时触摸到属于同一对的输入和参考衬垫610、 620的可能性。输入衬垫610和参考衬垫620形成在同一衬底上。即，只需要一层透明导电材料。参考衬垫620实现了噪声效应的减小，并改进了相邻输入衬垫610之间的触摸输入差异。通过图6中的传感器600，当输入衬垫610和参考衬垫620都被触摸时，可以基于输入衬垫610同与其对应的参考衬垫620的电容比，确定沿输入衬垫610的触摸位
13置（即，上述X/Y矩阵中的Y位置）。通过使用电容比而非绝对的电容 值，减少了噪声效应，并降低了对校准的要求，使得传感器600更能 适应不同的制造环境。
图7是示出了用于图1所示设备100的可选输入和参考衬垫710、 720的俯视图。在图7中，输入衬垫710是如图4所示的等腰三角形， 而参考衬垫720以一对连接在一起的直角三角形部件的形式出现，该 部件的形状可以容纳输入衬垫710。当然，输入衬垫710和与其对应 的参考衬垫720可以是支持使用电容比来确定沿输入衬垫710的触摸 位置的任何互补形状。
上述实施例能带来一个或多个有益效果。第一，在显示屏150的 透明顶盖或透镜190上形成的脊或凸缘350对用户的手指提供了有益 的引导。第二，逐渐变细的输入衬垫310可以实现图标160的X/Y矩 阵，而无需使用多层透明导电材料。第三，使用逐渐变细的输入衬垫 310减少了处理器230实现X/Y矩阵所需的输入通道的数量。例如， 本申请实现图4所示的5X4矩阵只需要5个输入通道，而在现有的两 层解决方案中，需要9个输入通道。第四，通过减少透明导电材料层 的数量，改善了显示屏150的光学性能，同时降低了生成成本。第五， 处理器输入通道的减少可以实现更快的通道扫描。
上述本申请的实施例仅作为示例的目的。本领域普通技术人员可 以理解的是，可以对这些实施例进行多种细节修改，所有这些修改都 在本申请的保护范围之内。