翻转的单元传感器图案的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求于2013年3月11日提交的美国临时申请第61/776 405号的优先权，该 临时申请作为其整体通过参考并入本文。
技术领域
[0003] 本公开设及触摸传感器领域，具体是设及电容触摸传感器阵列。
【背景技术】
[0004] 计算装置，例如笔记本电脑、个人数据助理(PDA)、查询机、W及手机，具有也被称 为人机界面装置化ID)的用户界面装置。一个变得越来越常见的用户界面装置是触摸传感 器板(通常也被称为触摸板）。基本的笔记本电脑触摸传感器板模拟个人电脑(PC)鼠标的功 能。为了内置便携性触摸传感器板通常嵌入PC笔记本。触摸传感器板通过使用含有检测一 个或多个导电物体(例如手指）的位置的一批传感器电极的两个限定的轴线来重现鼠标的 X/Y移动。鼠标左/右键点击能够由位于触摸板附近的两个机械按钮、或通过在触摸传感器 板本身上的轻敲命令来重现。触摸传感器板给用户提供界面装置用于执行诸如定位指针、 或在显示器上选择项目的功能。运些触摸传感器板可W包含用于检测在多个轴线上移动的 多维传感器阵列。传感器阵列可W包含检测在一个轴线上移动的一维传感器阵列。传感器 阵列也可W是二维的，检测在两个轴线上移动。
[0005] 另一个变得越来越常见的用户界面装置是触摸屏幕。触摸屏幕，也被称为触摸屏、 触摸窗口、触摸面板、或触摸屏面板、是透明的一般为压敏的（电阻式或压电式）、电敏的（电 容式）、声敏的（声表面波(SAW))或光敏的（红外线）显示器覆盖层。运样的覆盖层的效果允 许显示器被用作输入设备，移除作为用于与显示器的内容交互的主要输入设备的键盘和/ 或鼠标。运样的显示器能够作为终端附接到计算机或附接到网络。触摸屏幕在触针被有时 用来操作图形用户界面(GUI)并输入数据的零售机、销售点系统、自动取款机、手机、查询 机、游戏控制台、PDA上变得越来越常见。用户能够触摸触摸屏幕或触摸传感器板来操作数 据。例如，用户能够通过使用手指W触摸触摸屏幕的表面来施加单个的触摸W从菜单中选 择项目。
【发明内容】
【附图说明】
[0006] W附图的图形作为示例而不是作为限制说明本公开。
[0007] 图1是说明处理触摸传感器数据的电子系统的一个实施例的框图。
[000引图2是说明处理触摸传感器数据的电子系统的一个实施例的框图。
[0009]图3A说明了使用双重实屯、菱形电容传感器图案的电子触摸传感系统的一个实施 例。
[0010] 图3B说明了双重实屯、菱形电容传感器图案的一个实施例。
[0011] 图4A和图4B说明触摸屏幕组件的实施例。
[0012] 图5说明了电容传感器阵列的一个实施例。
[0013] 图6A说明了电容传感器阵列的一个实施例。
[0014] 图6B是根据一个实施例的电容传感器阵列的细节说明。
[0015] 图7A说明了电容传感器阵列的一个实施例。
[0016] 图7B是根据一个实施例的电容传感器阵列的细节说明。
[0017] 图8说明了电容传感器阵列的一个实施例。
[0018] 图9A和9B说明了带有一个或多个挡板的传感器阵列的实施例。
【具体实施方式】
[0019] 下文的描述陈述诸多具体细节，比如特定系统、部件、方法等的示例，W提供本发 明的几个实施例的良好的理解。然而，对本领域的技术人员显而易见的是，本发明的至少某 些实施例可W在没有运些具体细节的情况下被实践。在其它实例中，众所周知的部件或方 法未被详细描述，或者W简单的框图形式介绍，W避免不必要地使本发明模糊不清。因此， 陈述的具体细节仅仅是示例性的。特定的实施方案可能会不同于运些示例性的细节，且仍 然被考虑是在本发明的精神和范围之内。
[0020] 在一个实施例中，与如上所述的电容传感器阵列禪接的电容传感器可被用于通过 测量与每个传感器电极相关联的自电容、或传感器电极对之间的互电容而对电容传感器阵 列扫描。然后，电容传感器可W将测量得到的电容值传送到主机，其中电容值可W被进一步 处理来确定例如靠近或正在触摸电容传感器阵列表面的手指或其它导电物体的位置。在一 个实施例中，主机补偿在具有导电迹线的不同图案的区域之间的电容差。
[0021] 图1说明电子系统100的一个实施例的框图，该电子系统100包含可W被配置为从 包含如上所述的电容传感器阵列的触摸敏感表面116测量电容的处理装置110。电子系统 100包含禪接到处理装置110和主机150的触摸敏感表面116(例如，触摸屏、或触摸板）。在一 个实施例中，触摸敏感表面116是使用传感器阵列121来检测在表面116上的触摸的二维的 用户界面。
[0022] 在一个实施例中，传感器阵列121包含被布置为二维矩阵（也称为XY矩阵）的传感 器电极121(1)-121(N)(其中N是正整数）。传感器阵列121经由一个或多个传送多个信号的 模拟总线115禪接到处理装置110的引脚113(1)-113(N)。在运个实施例中，每个传感器电极 121(1)-121(N)被表示为电容器。
[0023] 在一个实施例中，电容传感器101可能包含张弛振荡器或将电容转换为测量值的 其它装置。电容传感器101也可W包含计数器或定时器W测量振荡器的输出。处理装置110 可W进一步包含软件部件W将计数值(例如，电容值)转换为传感器电极检测判定(也被称 为开关检测判定)或相对值。应该注意的是，存在各种用于测量电容的已知方法，例如电流 对电压相移测量法、电阻器-电容器充电定时法、电容桥分压器法、电荷转移法、逐次逼近 法、2- A调制器法、电荷积累电路法、场效应法、互电容法、频移法、或其它电容测量算法。 然而，应该注意，电容传感器101可W估计其他测量来确定用户交互，而不是估计相对于阔 值的原始计数。例如，在具有2 - A调制器的电容传感器101中，电容传感器101估计输出的 脉冲宽度比，而不是超过或低于某一阔值的原始计数。
[0024] 在一个实施例中，处理装置110进一步包含处理逻辑102。处理逻辑102的操作可W W固件实现;或者，它可W W硬件或软件实现。处理逻辑102可W从电容传感器101接收信 号，并跟踪物体的运动来确定传感器阵列121的状态，比如，检测到物体(例如，手指)是否在 传感器阵列121上或紧邻传感器阵列121(例如，确定物体的存在），检测到物体在传感器阵 列上的何处(例如，确定物体的位置），或确定与在触摸传感器处检测到的物体有关的其它 信息。
[0025] 在另一个实施例中，处理装置110可W将原始数据或部分处理的数据发送到主机 150,而不是在处理装置110中执行处理逻辑102的操作。如图1所示，主机150可W包含执行 处理逻辑102的某些或全部操作的判定逻辑151。判定逻辑151的操作可W W固件、硬件、软 件、或它们的组合实现。主机150可W包含在接收的数据上执行例程的应用程序152中的高 级应用程序编程接口（API),例如补偿灵敏度差、其他补偿算法、基线更新例程、启动和/或 初始化例程、插值操作、或缩放操作。关于处理逻辑102描述的操作可W W判定逻辑151、应 用程序152、或处理装置110外部的其它硬件、软件、和/或固件实现。在某些其它实施例中， 处理装置110是主机150。
[00%] 在另一个实施例中，处理装置110还可W包含非传感动作模块103。运个模块103可 W用于处理和/或从主机150接收数据/向主机150传送数据。例如，可W实现借助处理装置 110和传感器阵列121(如，键盘、小键盘、鼠标、轨迹球、L抓、显示器、或其它外围设备）一同 操作附加部件。
[0027] 处理装置110可W处于共同的载体衬底上，譬如，举例来说，集成电路（IC)裸片衬 底、多忍片组件衬底。或者，处理装置110的部件可能是一个或多个独立的集成电路和/或分 立部件。在一个实施例中，处理装置110可W是由加州圣何塞的赛普拉斯半导体公司开发的 片上可编程系统(PSoC潑）处理装置。或者，处理装置no可W是为本领域的普通技术人员 所知的一个或多个其它处理装置，如微处理器或中央处理单元、控制器、专用处理器、数字 信号处理器化SP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程口阵列(FPGA)、或其它可编程装置。例 如，在替代性实施例中，处理装置110可W是具有多个包含核屯、单元和多个微发动机的处理 器的网络处理器。此外，处理装置110可W包含通用处理装置和专用处理装置的任何组合。
[0028] 在一个实施例中，电子系统100在包含触摸敏感表面116作为用户界面的装置中被 实现，例如，手持电子产品、便携式电话、蜂窝电话、笔记本电脑、个人电脑、个人数据助理 (PDA)、查询机、键盘、电视、遥控器、显示器、手持多媒体装置、手持视频播放器、游戏装置、 家庭或工业设备的控制面板、或其它计算机外部设备或输入装置。或者，电子系统100可用 于其它类型的装置。应该注意的是，电子系统100的部件可W包含上述的所有部件。或者，电 子系统100可W仅包含上述的某些部件，或包含此处未列出的附加部件。
[0029] 图2是说明电容触摸传感器阵列121和将测量的电容的变化转换为表示触摸的存 在和位置的坐标的电容传感器101的一个实施例的框图。坐标是根据测量的电容相对于在 无触摸状态的相同触摸传感器阵列121的电容的变化来计算。在一个实施例中，传感器阵列 121和电容传感器101在例如电子系统100的系统中实现。传感器阵列220包含进一步包含传 送(TX)电极222和接收电极(RX)223的NXM电极(N接收电极和M传送电极）的矩阵225。矩阵 225中每个电极通过多路分配器212和多路复用器213与电容传感电路201连接。
[0030] 电容传感器101包含多路复用器控制211、多路分配器212和多路复用器213、时钟 发生器214、信号发生器215、解调电路216、W及模拟到数字转换器(ADC)217dADC 217进一 步禪接到触摸坐标转换器218。触摸坐标转换器218可W在处理逻辑102中实现。
[0031] 电极矩阵225中的传送电极和接收电极可W被排列W便每个传送电极与每个接收 电极重叠和交叉，W形成交叉点阵列，而同时保持彼此电绝缘。因此，每个传送电极可W与 每个接收电极容性禪合。例如，在传送电极222和接收电极223重叠的点处，传送电极222与 接收电极223容性禪合。
[0032] 时钟产生器214向信号发生器215供给时钟信号，信号发生器215产生供给于触摸 传感器121的传送电极的TX信号224。在一个实施例中，信号发生器215包含根据来自时钟发 生器214的时钟信号操作的开关的组。开关可W通过周期性地将信号发