位于黑障板后面的电容传感器的制作方法

专利名称：位于黑障板后面的电容传感器的制作方法
技术领域：
本公开主要涉及输入机构，并且尤其涉及这样的触摸敏感显示 器，该触摸敏感显示器具有位于该触摸敏感显示器的观看区域外的传 感器。
背景技术：
目前，诸如按钮或键、鼠标、跟踪球、操纵杆、触摸传感器面板、 触摸屏等的多种类型的输入设备可用于在计算系统中执行操作。特别 地，触摸屏由于操作的容易和通用性以及其不断下降的价格而变得越
来越流行。触摸屏可包括可以是具有触摸敏感表面的清澈(clear)面 板的触摸传感器面板，以及诸如液晶显示器(LCD)的显示设备，该 显示设备可被部分地或完全地定位在该面板后面，从而触摸敏感表面 可至少覆盖显示设备的可观看区域的一部分。触摸屏可允许用户通过 使用手指、触笔或其它物体在显示设备显示的用户界面(UI)所规定 的位置处触摸该触摸传感器面板来执行各种功能。 一般来说，触摸屏 可识别触摸传感器面板上的触摸事件以及该触摸事件的位置，计算系 统然后可根据在触摸事件的时刻呈现的显示来解释该触摸事件，并且 此后可基于该触摸事件执行一个或多个动作。
互电容触摸传感器面板可由驱动线路和感测线路的矩阵形成，该 驱动线路和感测线路由基本透明的导电材料例如氧化铟锡(ITO)制 成，常常在基本透明的基底上在水平和垂直方向上布置成行和列。在 一些触摸传感器面板设计中，基本透明的驱动线路可布线至基底的一 个边缘，以用于在不要求透明性的基底的边界区域中使用导电(例如 金属)迹线进行板外连接。印刷在触摸屏的顶盖内侧上的不透明障板 可在触摸屏的观看区域与设备外壳的侧面之间延伸。障板可用于覆盖
7边界区域，使得触摸面板的连接不可见。但是，被障板覆盖的设备的 区域缺少附加的功能。

发明内容
本发明的各种实施例涉及具有位于触摸屏显示器的观看区域外 的一个或多个传感器的设备。例如，该一个或多个传感器可位于该设
备的不透明障板区域后面；该不透明障板在该设备的外壳的侧面和该 触摸屏显示器的观看区域之间延伸。另外，位于障板后面的传感器可
与用于检测在触摸屏显示器上或附近的物体的触摸传感器面板分离， 并且可用于增强或为设备提供附加功能。例如，具有位于观看区域外 的传感器的设备可用于检测接近结合在该设备内的功能组件例如听筒 (即，用于输出声音的扬声器)的物体。该传感器还可输出指示检测 电平的信号，该信号可被设备的控制器解释为物体接近该功能組件的 程度。另外，控制器可基于该输出信号启动与功能组件有关的多种动 作，例如调节听筒的音量。


图l是根据本发明的实施例的电子设备的透视图，该电子设备具 有触摸屏显示器和位于该设备的观看区域外的多个传感器。
图2A是根据本发明的实施例的图l的电子设备的截面图。
图2B是根据本发明的实施例的图1的电子设备的截面图，示出 了跨越触摸屏显示器延伸的电场线。
图2C是根据本发明的各实施例的图1的电子设备的截面图，示 出了位于外壳的边框后面的传感器。
图3是根据本发明的各实施例的示例性电子设备的透视图，示出 了具有位于该电子设备的观看区域外的多个感测节点的传感器。
图4示出根据本发明的实施例的包括触摸传感器面板和多个分离 的传感器的示例性计算系统。
图5A示出根据本发明的实施例的具有触摸传感器面板和多个分离的传感器的示例性移动电话。
图5B示出根据本发明的实施例的具有触摸传感器面板和多个分 离的传感器的示例性数字媒体播放器。
图5C示出根据本发明的实施例的具有触摸传感器面板和多个々 离的传感器的示例性个人计算机。
具体实施例方式
下文将参照附图描述本发明的优选实施例，在附图中作为示例示 出了其中可实现本发明的具体实施例。应理解，可使用其它实施例，
并且在不背离本发明的实施例的范围的情况下可进行结构改变。
本发明涉及具有位于触摸屏显示器的观看区域外的一个或多个 传感器的设备。例如，该一个或多个传感器可位于该设备的不透明障 板区域后面；该不透明障板区域在该设备的外壳的侧面和该触摸屏显 示器的观看区域之间延伸。另外，位于障板后面的传感器可与用于检 测在触摸屏显示器上或附近的物体的触摸传感器面板分离，并且可用 于增强或者为设备提供附加功能。例如，具有位于观看区域外的传感 器的设备可用于检测接近结合在该设备内的功能组件例如听筒(即， 用于输出声音的扬声器)的物体。该传感器还可输出指示检测电平的 信号，该信号可被设备的控制器解释为物体与功能组件的接近程度。 另外，控制器可基于该输出的信号启动与该功能组件有关的各种动作， 例如调节听筒的音量。
尽管这里可对于互电容触摸传感器面板描述和说明本发明的实 施例，但是应理解，本发明的实施例并不局限于此，而是另外还可应 用于自电容传感器面板，以及其中需要制造导电迹线的单点触摸传感 器面板和多点触摸传感器面板两者。此外，尽管这里对于双侧ITO (DITO)触摸传感器面板描述和说明本发明的实施例，但是应理解， 本发明的实施例还可应用于其它触摸传感器面板配置，例如其中在不
置，和其中在单个基底的相同侧上形成驱动线路和感测线路的配置,图1示出根据本发明的各实施例的示例性设备100。在此示例中， 设备100例如包括由诸如玻璃的刚性材料制造的盖体104和外壳102。 盖体104具有触摸屏显示器106和障板108，障板108在该触摸屏显 示器与外壳102的侧面之间延伸。设备100的示例可包括移动电话、 便携式音乐播放器、个人数字助理(PDA)、平板计算机和其它手持 计算设备。
触摸屏显示器106可包括用于观看设置在盖体104下方且在外壳 100中的显示器224 (图2a中示出)的观看区域。显示器224可例如 是LCD显示器。显示器224可配置成向用户显示可能包括指针或光 标以及其它信息的图形用户界面(GUI)。触摸屏显示器106还可以 是触摸敏感的，并且在各实施例中，可操作以检测几乎同时的在触摸 屏显示器106上或附近的触摸事件。基于检测到的事件，设备100可 执行一个或多个动作，例如移动指针或光标或进行选择。从而，触摸 屏显示器可允许用户与GUI进行交互。
设备100还可包括附加的输入和输出组件(本文中还被总称为"功 能组件")。例如，设备100可包括用于输出声音的听筒IIO和用于接 收来自用户的输入的机械输入按钮112 (例如，该输入是通过用户按 压该输入按钮实现的)。机械输入按钮112可延伸通过盖体104中的 孔。应理解，这些功能组件仅是示例性的，设备100不必须使用这些 功能组件，而且也不局限于使用这些特定的功能组件，还可以包括其 它功能组件或取代上述功能组件使用其它功能组件。
设备100还可包括可操作以通过障板108检测物体的一个或多个 传感器。该传感器可广泛地变化。例如，在图l所示的实施例中，设 备100可具有位于障板108后面且接近输入按钮112的第一电容传感 器114、位于障板108后面且接近听筒110的第二电容传感器116、以 及第三电容传感器118，该第三电容传感器118具有位于障板108后 面且邻近触摸屏显示器106的一侧的驱动线路120、和位于障板108 后面且邻近触摸屏显示器106的另一侧的感测线路122。这些传感器 中的一些或全部可以是光学传感器或其它类型的传感器。2007年1月3日提交的名称为"Proximity and Multi-Touch Sensor Detection and Demodulation"的美国申请第11/694,998号中公开了能够用于本发明 的实施例的示例性电容传感器和光学(红外)传感器，该美国专利申 请的内容通过引用被全文结合在此用于所有目的。
可操作以通过障板检测物体的传感器的位置也可变化。例如，传 感器118在图1中被示出为具有位于触摸屏区域106的相对侧上的驱 动线路120和感测线路122的电容传感器。在其它实施例中，驱动线 路120和感测线路122两者可位于触摸屏显示器106的一侧；例如， 驱动线路和感测线路两者可位于在输入按钮112附近的障板108的下 部部分后面。在另外的实施例中，驱动线路120或感测线路122可位 于障板的上部部分(例如，听筒110附近)下面，并且驱动线路120 和感测线路122中的另一线路可位于障板108的下部部分(例如，输 入按钮附近)下面。
此外，可在障板108后面的其它位置处添加附加的传感器。例如， 在一个实施例中，设备100可进一步包括这样的传感器，即该传感器 具有位于障板108后面邻近触摸屏显示器106的顶部部分的驱动线路 或感测线路，以及位于障板108后面邻近触摸屏显示器106的下部部 分的驱动线路和感测线路中的另 一线路。
在电容感测实施例中，传感器114、 116和118可基于自电容或 互电容。在自电容中，可以例如相对于地测量单个电极的"自"电容。 在互电容中，测量特定传感器的至少第一电极和第二电极之间的互电 容。在任一情况下，每一传感器可独立于其它传感器工作以产生代表 接近相应传感器的一个或多个物体的单独出现的信号。在图l所示的 实施例中，传感器114和116可基于自电容，而传感器118可基于互 电容。2004年5月6日提交的名称为"MulitpointTouchscreen"的美国 专利申请第10/840,862号中公开了示例性的自电容传感器，该美国专 利申请的内容通过引用被全文结合在此用于所有目的。
图2A示出示例性设备100的截面图。i殳备100包括外壳102， 并且盖体104被定位于该外壳102的侧面之间。显示器224可被定位
ii在外壳中，并且触摸传感器面板226可被定位在盖体104和显示器224 之间，但是在其它实施例中，触摸传感器面板可部分或全部结合在该 显示器内。触摸传感器面板226可包括针对互电容或自电容配置的一 个或多个感测层。感测层通常包括用于将感测层耦合到控制器电路 234的在传感器面板的边缘处的多个互连。控制电路234可包括为设 备100提供计算操作的各种集成电路芯片和其它电路。根据各种实施 例，控制电路234可耦合到传感器面板226和传感器114、 116、 118， 并且可包括驱动和检测电路以获得来自传感器面板226、传感器114、 116和118的输出。
如图2A所示，显示器224和触摸传感器面板226可设置在外壳 102中并且在盖体104下方。外壳102和盖体104可用于在设备100 中在这些组件的装配位置覆盖和支承这些组件。外壳102可提供用于 放置显示器224和触摸传感器面板226的空间以及开口，从而在构造 时显示器224可被插入外壳102。盖体104可用于保护触摸传感器面 板226和显示器224以及控制电路234。
根据各实施例，触摸传感器面板226可检测在触摸屏显示器106 的表面上的触摸事件，并且此后将关于该触摸事件的信息输出到控制 电路234。控制电路234此后可解释该触摸事件信息，并且基于该触 摸事件执行动作。根据各实施例，触摸传感器面板226可配置成识别 基本同时的在触摸屏显示器106的表面上的不同位置处发生的多个触 摸事件。即，触摸屏显示器106允许同时跟踪多个接触点，即如果四 个物体触摸该触摸屏显示器106的区域，则触摸传感器面板226跟踪 全部四个物体。2004年5月 6日提交的名称为"Mulitpoint Touchscreen"的美国专利申请第10/840,862号中描述了关于能够识别 同时在触摸敏感表面上的不同位置处的多个触摸事件的系统和方法的 更多细节，该美国专利申请的内容通过引用被全文结合在此。
根据各实施例，触摸传感器面板226基于互电容感测，从而感测 层包括驱动线路228和感测线路230。驱动线路228可设置在透明基 底232的顶部，感测线路230可设置在基底的底部。基底232可用于将驱动线路228和感测线路230相互隔离。基底232可例如是其中保 持或者在其上涂覆配光材料的清澈塑料件。
进一步参照图1和2A，障板108可被印刷到盖体104的在触摸 屏显示器106和外壳102的侧面之间延伸的内部部分上。在一个实施 例中，障板108由耐高温黑聚合物形成。障板108可用于覆盖从触摸 传感器面板226的侧面延伸的互连。
图2A还示出定位在障板108后面的电容传感器118。如图所示， 电容传感器118的驱动线路120和感测线路122在触摸屏显示器106 的相对侧上定位在障板108后面。在操作时，场线可穿过盖体104并 且在触摸屏显示器106上方在驱动线路120和感测线路122之间延伸。
图2B是具有在电容传感器118的驱动线路120和感测线路122 之间延伸的电场线236的设备100的示例性图示。如图所示，电场线 236以成弧形的方式在触摸屏显示器106上方延伸。例如，电场线的 成弧形特性可用于检测比正好紧邻触摸屏显示器距触摸屏显示器更远 的物体。因此，可通过检测电场线236的强度或者电场线236的强度 的变化，确定相对远离或者相对紧邻触摸屏显示器106的物体的存在。 例如，被置于电场线的路径中的物体可分路或阻隔一部分电场线，导 致传感器生成的信号的强度减小。
另外，应理解，电容传感器生成的信号强度的电平可被解释为接 近程度(例如，物体距离特定区域有多近或多远)。换句话说，当物 体进一步移动到传感器的电场中时，物体阻隔越来越多的电场线。因 此，来自传感器的信号的强度可变化，并且代表物体距离特定区域有 多近。作为示例，接收来自传感器的信号的控制器可将该信号强度与 定义各种检测条件的阈值相比较。这样，被确定为大于第一、高端阈 值的信号可指示物体不在从传感器延伸出的电场线中。这可被称为"非 触摸"事件，因为这可指示在与该传感器相关联的特定区域附近没有检 测到物体。被确定为在第一、高端阈值和第二、低端阈值之间的信号 强度可指示物体在电场线内，但是没有触摸设备100的特定区域(例 如，没有触摸显示屏区域106)，这可被称为"悬停"事件。另外，被确定为小于该低端阈值的信号强度可指示物体在该特定区域上或者至 少非常接近该特定区域，其可被称为"触摸"事件。根据该条件，设备
100可执行不同的动作。
应指出，位于设备ioo的观看区域外的传感器不必局限于位于障 板108后面。例如，根据各实施例，传感器可位于外壳102的多个部 分下面。参照图2C，外壳102可在外壳102的前表面包括围绕盖体的 边缘的边框238。图2C还示出传感器240和242,该传感器240和242 可与传感器114、 116和/或118之一相同或相似，可^L完全或部分放 置在外壳的边框238后面。这样，传感器240和242可通过外壳102 的边框238部分和/或盖体104进行检测。
如上所述，响应于传感器114、 116和118中的一个或多个检测 到存在或者不存在接近功能组件的物体，可执行多个动作中的一个。 例如，参照图1，传感器116位于听筒110附近，因此可检测接近听 筒110的物体。类似地，传感器114可检测接近输入按钮112的物体， 并且传感器118可检测接近触摸屏显示器106的物体。响应于传感器 114、 116、 118中的一个检测到存在或者不存在物体，设备100可执
行多个动作中的一个。
才艮据各实施例，响应于传感器114、 116或118检测到存在或者
不存在物体而采取的动作可涉及与该传感器相关联的组件的功能或方
面。在大多数情况下，该组件可被定位在从相关联的传感器发散出的
场线附近。
作为一个示例，参照图1，当传感器116检测到接近听筒110的 物体时，设备100可执行与听筒110有关的动作。这种动作可包括开 启听筒110,或者调节听筒110的音量控制。另外，当传感器116没 有检测到接近听筒110的物体时，设备100可执行诸如关闭听筒或者 调节听筒110的音量的动作。
作为另一个示例，当检测到物体接近传感器114时，设备100可 执行与输入按钮112有关的动作，例如启动按钮112以使得该输入按 钮处于能够检测诸如源自用户按压输入按钮112的用户输入的状态。
14另外，当没有检测到接近输入按钮112的物体时，设备100可执行诸 如禁用输入按钮的动作。这样，当传感器114没有检测到接近输入按 钮的物体时，设备100可确定用户没有在按压输入按钮112。因此， 例如，如果传感器114没有检测到接近输入按钮112的物体，而输入 按钮112仍指示被按下状态，则设备100可认识到输入按钮112在被 按下之后被卡住或者未能完全返回其初始位置。
作为还另一个示例，当传感器118检测到接近触摸屏显示器106 的物体时，设备100可执行与触摸屏显示器106有关的动作。如文中 使用的，术语"动作"可指的是响应于用户输入由计算机系统执行的任 何功能或处理。此外，动作不需要是传统上由用户使用常规输入设备 例如键盘、触控板、跟踪球、鼠标等启动的功能。动作的一些非限制 性示例可包括移动在图形用户界面上显示的光标、做出选择指示(例 如，类似于按下鼠标上的选择按钮)、改变操作模式、调高或调低音 量、改变频道、在软件应用中来回翻页、开始设备100的各组件的启 动或唤醒序列，以及增加数据收集率以减小滞后。
根据一个实施例，当传感器118检测到接近触摸屏显示器106的 物体时，设备100执行包括唤醒用于检测传感器面板226上的触摸事 件的组件的动作。通过这样做，设备100可通过在不活动期间(例如， 在预定的时间段之后没有在触摸传感器面板226上检测到触摸)使被 用于检测传感器面板226上的触摸事件的组件处于休眠模式来节约电 能，并且在触摸屏106上发生可能的触摸事件之前唤醒那些组件。
根据各实施例，传感器118可包括位于设备100的观看区域外的 多个驱动和感测节点。这样，例如，控制电路234可解释由驱动和感 测节点生成的信号，以确定物体相对于触摸屏显示器106的多维位置 (例如，在x、 y和/或z维度中的位置)。
图3示出根据各实施例的设备100的示例性配置，设备100具有 位于电子设备的观看区域外的多个驱动节点和感测节点。如图所示， 传感器118包括邻近触摸屏显示器的第一侧的第一多个驱动节点 320a、 320b、 320c…320n， 及邻近触摸屏显示器的第二、相对侧的对应的第一多个感测节点322a、 322b、 322c…322n。此外，第二多个 驱动节点324a、324b、324c…324n可邻近触摸屏显示器106的第三侧， 并且对应的第二多个感测节点326a、 326b、 326c…326n可邻近触摸屏 显示器的第四侧。
如这里使用的，"邻近触摸屏显示器"指的是接近触摸屏显示器， 但是位于触摸屏显示器106和外壳102之间。根据各实施例，"邻近触 摸屏显示器"的传感器或传感器节点可包括图1和2中所示的位于障板 108后面的传感器或传感器节点。
在操作时，传感器118可检测几乎同时出现的接近触摸屏106的 多个物体，并且识别和跟踪它们的位置。传感器118的操作可类似于 传感器面板226的操作，其中驱动节点320和324对应于驱动线路228， 并且感测节点322和326对应于感测线路230。 2004年5月6日提交 的名称为"Mulitpoint Touchscreen，，的美国专利申请第10/840,862号 中描述了关于能够检测几乎同时的多个物体的具有驱动线路和感测线 路的传感器的更多细节，该美国专利申请的内容通过引用被全文结合 在此。因此，当驱动节点320a例如被激励频率驱动时，在驱动节点 320a与其对应的感测节点322a之间可出现电容。控制器电路234然 后可检测节点320a和322a之间的电容强度。其余的驱动节点320和 324以及对应的感测节点322和324可以相同或相似的方式操作，从 而测量每对驱动节点和感测节点之间电容强度。使用每对节点之间的 相对电容强度，控制器电路234可确定接近触摸屏显示器106的物体 的位置。此外，可使用各种复用技术，从而控制器电路234可区分每 对驱动节点和感测节点之间的信号。
因此，触摸传感器面板226连同位于障板108后面的一个或多个 传感器例如传感器114、 116和118 —起的使用可提供单独利用该传感 器面板所不能得到的附加的检测和操作能力，例如，根据各实施例， 尽管只有物体在触摸屏显示器106上的实际触摸可被触摸传感器面板 226检测，但是物体仅仅在该表面上方的悬停可被传感器118检测。 与触摸相反，悬停物体的检测可使设备100能够执行优选地由悬停触
16发的某些功能。悬停物体的检测在此可被称为"悬停事件"。此外，在
设备的表面例如触摸屏显示器106的表面上或者基本在该表面上的物 体的检测在此可被称为"触摸事件"。
根据各实施例，传感器114、 116和118可被配置成独立检测触 摸事件或悬停事件，并且将此信息发送给控制器234。在一些情况下， 传感器114、 116和118可识别在功能组件上或接近功能组件的触摸事 件或悬停的位置和幅度(magnitude)。传感器114、 116和118可将 触摸事件或悬停事件报告给控制器234，并且控制器234可根据其编 程解释该触摸事件或悬停事件。例如，控制器234可根据特定的触摸
事件或悬停事件启动动作。
根据各实施例，可以使用各种复用技术执行触摸传感器面板226 连同传感器114、 116和118中的一个或多个一起的基本同时的使用。 例如，通过在不同的时间驱动和感测每个传感器来时间复用触摸传感 器面板226和传感器118。作为另一个示例，传感器可被频率复用， 从而具有不同频率的信号被用于激励各传感器。这样，控制器电路234 可滤除特定传感器未使用的频率。
另外，由于对应的驱动线路120 (或者驱动节点320和324)与 感测线路122 (或感测节点322和326)之间的较大的距离，传感器 118可能不需要以不同的激励电压和频率操作，并且使用与在对应的 驱动和感测线路或节点之间不具有这样的距离的传感器不同的激励和 积分(integration)时间。例如，根据一些实施例，传感器118可以 与传感器114和116以及传感器面板226相比较高的激励电压和不同 的频率操作。另外，传感器118可以较长的激励时间(即，驱动线路 被激励较长的时间段)和积分时间(即，用于接收来自感测线路的信 号的较长的时间段)操作。使用较长的激励和积分时间可减小某些类 型的噪声的影响，并且可改进对电容中的小变化的检测，这是因为接 近在驱动线路和感测线路之间具有相对大距离的传感器放置的物体通 常导致与线路彼此更近的情况相比更小的线路之间电容的变化。
此外，触摸传感器面板226与传感器114、 116和118中的一个或多个不需要同时使用。例如，传感器118可起作用，以持续地或周期性地检测接近触摸屏显示器106的物体。如果没有检测到物体(例如，存在"非接触条件")，则传感器面板226、显示器224和/或设备100的其他组件可被置于或保持在休眠模式或断电模式中，以便节约电能。但是，如果通过传感器118检测到接近触摸屏显示器106的物体，由此指示设备100的可能的使用，例如，然后可唤醒(即，激活)先前处于休B民模式的触摸传感器面板226、显示器224和/或其他组件。尽管电容传感器114、 116和118在此,皮描述为位于障板108后面，但是，这些传感器不必需位于障板108后面。相反，这些传感器可位于盖体104后面，在触摸屏显示器106的观看区域外。例如，观看区域可被看作是盖体104的这样的区域，即用户通过该区域观看显示器224。
图4示出可包括上述本发明的实施例中的一个或多个的示例性计算系统400。计算系统400可包括一个或多个传感器处理器402和外围设备404，以及传感器子系统406。外围设备404可包括但不限于随机存取存储器(RAM)或其它类型的存储器或贮存器、监视计时器等。传感器子系统406可包括但不限于一个或多个感测信道408，信道扫描逻辑410和驱动器逻辑414。信道扫描逻辑410可访问RAM 412，自主地从感测信道读取数据，并且为感测信道提供控制。另外，信道扫描逻辑410可控制驱动器逻辑414以生成各种频率和相位的激励信号416，该激励信号416可被选择性地应用于传感器426a、426b…426n和触摸传感器面板424的驱动线路。这样，计算系统可复用传感器面板424和传感器426a、 426b…426n。在一些实施例中，传感器子系统406、传感器处理器402和外围设备404可集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
触摸传感器面板424和传感器426a、 426b",424n可包括具有多个驱动线路和多个感测线路的电容感测介质，但是还可使用其他感测介质。驱动线路和感测线路的每个交点可代表一电容感测节点，并且可被看作图元(像素)436，其在触摸传感器面板424和传感器426a、
18426b…424ii被看作捕获触摸的"图像"时尤其有用。(换句话说，在传感器子系统406已确定在传感器面板或传感器426a、 426b…426n中的每个触摸传感器处是否已检测到触摸事件之后，在该处发生触摸事件的多点触摸面板或传感器426a、 426b."426中的触摸传感器的图案可被看作触摸"图像"(例如，手指触摸面板的图案))。传感器426a、4261)...42611和触摸传感器面板424的每一感测线路可驱动传感器子系统406中的感测信道408 (在此还被称为事件检测和解调电路)。
计算系统400还可包括主处理器428，该主处理器428用于接收来自传感器处理器402的输出并且基于该输出执行动作，该动作可包括但不局限于移动物体例如光标或指针，滚动或扫视，调节控制设定，打开文件或文档，观看菜单，做出选择，执行指令，操作耦合到主设备的外围设备，应答电话呼叫，进行电话呼叫，终止电话呼叫，改变音量或音频设定，存储与电话通信有关的信息例如地址、频繁拨打的号码、接收的呼叫、未接的呼叫，登录计算机或计算机网络，允许授权个人访问计算机或计算机网络的受限区域，加载与计算机桌面的用户优选布置相关联的用户简档，允许访问网络内容，运行特定程序，加密或解码消息，将该系统的一个或多个组件从休眠模式或断电模式唤醒等。主处理器428还可执行可能与触摸面板或传感器处理无关的附加功能，并且可耦合到程序存储器432和用于向设备的用户提供UI的显示设备430例如LCD显示器。当显示设备430部分或全部位于触摸传感器面板424下面时，该显示设备430可与触摸传感器面板424一起形成触摸屏418。
应指出，上文所述的功能中的一个或多个可由存储器中存储的固件(例如，图4中的外围设备404之一)实现并且由面板处理器402执行，或者存储在程序存储器432中并且由主处理器428执行。该固件还可在任何计算机可读介质中被存储和/或传输，以便由指令执行系统、装置或设备例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或其它系统使用或与之相结合地使用，该其它系统可从该指令执行系统、装置或设备提取指令并且执行该指令。在此文档的上下文中，"计算机可读介质"可是可包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用的或与之相结合地使用的程序的任何介质。计算机可读介质可包括但不限于电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，便携式计算机盘
(磁的)，随机存取存储器(RAM)(磁的)，只读存储器(ROM)(磁的)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁的)，便携式光盘例如CD、 CD-R、 CD-RW、 DVD、 DVD-R或DVD-RW，或闪速存储器例如小型闪存卡、安全数字卡、USB存储设备、存储棒等。
该固件还可在任何传输介质中传播，以便由指令执行系统、装置或设备例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或其它系统使用或与之相结合地使用，该其它系统可从该指令执行系统、装置或设备提取指令并且执行该指令。在此文档的上下文中，"传输介质"可以是可传递、传播或传输由指令执行系统、装置或设备^f吏用的或者与其相结合地使用的程序的任何介质。该传输可读介质可包括但不限于电子、磁、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。
图5A示出根据本发明的实施例的示例性移动电话536，该移动电话536可包括触摸传感器面板524、显示设备530和位于该显示设备的观看区域外(例如，在障板区域534后面)的一个或多个传感器532。
图5B示出根据本发明的实施例的示例性数字媒体播放器540，该数字媒体播放器540可包括触摸传感器面板524、显示设备530和位于该显示设备的观看区域外(例如，在障板区域534后面)的一个或多个传感器532。
图5C示出根据本发明的实施例的示例性个人计算机544，该个人计算机544可包括触摸传感器跟踪板550、触摸传感器面板、显示设备530和位于该显示设备的观看区域外(例如，在障板区域534后面)的一个或多个传感器532。
# 据本发明的实施例，图5A、 5B和5C的移动电话、媒体播放器和个人计算机通过利用位于显示器的观看区域外的传感器可实现改进的总体功能性。尽管已经参照附图详细描述了本发明的实施例，但是应指出，各种改变和修改对于本发明的技术人员是显而易见的。这种改变和修改将被理解为被包含在由所附权利要求限定的本发明的实施例的范围内。
权利要求
1.一种装置，包括外壳；显示器，被定位在所述外壳的观看区域中并且能够操作以显示图形用户界面；触摸传感器面板，被定位在所述显示器和所述观看区域之间，所述触摸传感器面板能够操作以检测在观看区域中几乎同时且在不同位置处发生的多个触摸事件，并且产生代表在所述观看区域中的触摸事件的位置的信号；以及电容传感器，位于所述观看区域和所述外壳的侧面之间，所述电容传感器能够操作以检测在功能组件附近发生的触摸或悬停事件，并且产生代表所述触摸或悬停事件的信号。
2. 根据权利要求1的装置，所述装置进一步包括被定位在所述 外壳的所述观看区域的上方的透明盖体，其中在所述盖体下面在所述 观看区域和所述外壳的侧面之间形成不透明障板。
3. 根据权利要求2的装置，其中，所述电容传感器被定位在所 述障板后面。
4. 根据权利要求1的装置，其中，所述功能組件是延伸通过所 述盖体的孔的机械按钮。
5. 根据权利要求l的装置，其中，所述功能组件是听筒。
6. 根据权利要求1的装置，进一步包括功能耦合到所述电容传 感器的处理器，所述处理器能够操作以接收所述代表所述触摸或悬停 事件的信号，并且基于代表所述触摸或悬停事件的所述信号启动动作。
7. —种电子设备，包括触摸屏显示器，被配置成显示图形用户界面，所述触摸屏显示器 具有能够操作以识别触摸事件并且产生代表所述触摸事件在所述显示 器上的位置的信号的传感器阵列；以及触摸事件敏感部分，与所述显示器的观看区域分离并且位于所述观看区域外部，所述触摸事件敏感部分具有电容传感器，所述电容传 感器能够操作以识别在所述触摸事件敏感部分附近发生的触摸或悬停 事件，并且产生代表所述触摸或悬停事件的信号。
8. 根据权利要求7的电子设备，其中，进一步包括耦合到所述 电容传感器的控制电路，所述控制电路适于接收所述代表所述触摸或 悬停事件的信号，并且能够操作以基于代表所述触摸或悬停事件的所 述信号启动与所述触摸事件敏感部分中的功能组件相关联的多个动作 中的一个动作。
9. 根据权利要求7的电子设备，其中，所述电容传感器是互电 容传感器或自电容传感器。
10. 根据权利要求7的电子设备，其中，所述传感器阵列合并入 触摸传感器面板。
11. 根据权利要求7的电子设备，其中，所述电容传感器包括多 个驱动节点和多个感测节点。
12. 根据权利要求7的电子设备，进一步包括结合所述电子设备 的计算系统，所述计算系统包括传感器子系统，能够耦合到所述传感器阵列和电容传感器； 传感器处理器，耦合到所述传感器子系统；以及 主处理器，耦合到所述传感器处理器。
13. 根据权利要求12的电子设备，其中，所述计算系统合并入 移动电话或数字音频播放器。
14. 一种用于感测在具有触摸屏的电子设备上或附近的触摸和 悬停事件的方法，包括由触摸传感器面板生成一个或多个第一信号，所述触摸传感器面 板生成的所述一个或多个第一信号指示在所述电子设备的显示区域上 的不同位置处发生的触摸事件；以及由位于所述显示区域外的电容传感器生成一个或多个第二信号， 所述电容传感器生成的所述一个或多个第二信号指示在所述电子设备 的功能組件附近发生的触摸或悬停事件；以及处理所述一个或多个第一信号和第二信号以增强所述触摸屏的 功能性。
15. 根据权利要求14的方法，进一步包括基于所述电容传感器 生成的所述一个或多个第二信号执行动作，其中所述动作包括唤醒能 够操作以驱动触摸传感器面板的触摸屏电路。
16. 根据权利要求14的方法，进一步包括基于所述电容传感器 生成的所述一个或多个第二信号执行动作，其中所述动作包括给能够 操作以在所述触摸屏上显示图形用户界面的显示器加电。
17. 根据权利要求14的方法，进一步包括以激励频率驱动所述 电容传感器的驱动线路，并且用所述电容传感器的感测线路来检测所 述激励频率。
18. 根据权利要求14的方法，其中，生成一个或多个第一信号 进一步包括在向其中触摸传感器被组织成行和列的所述触摸传感器面板中 的各行触摸传感器施加第一组激励之后，扫描所述触摸传感器面板， 所述触摸传感器面板的触摸传感器位于所述触摸屏显示器的观看区域 内；以及从各列触摸传感器接收所述一个或多个第一信号，并且基于所述 一个或多个第一信号，生成代表触摸事件的一个或多个值。
19. 根据权利要求18的方法，其中，生成一个或多个第二信号 进一步包括向所述电容传感器施加第二激励或第二组激励；并且 从所述电容传感器接收所述一个或多个第二信号，并且基于所述一个或多个第二信号，生成代表在所述电子设备的功能组件附近发生的触摸或悬停事件的一个或多个值。
20. 根据权利要求19的方法，其中，处理所述一个或多个第一 信号和第二信号进一步包括处理代表在所述电子设备的功能组件附近发生的一个或多个悬停事件的所述一个或多个值以生成指示所述一个或多个悬停事件中的每一个的多维位置的位置信息，以及指示所述一个或多个悬停事件中 的每一个相对于所述触摸屏的位置的接近信息。
21. —种用于感测在具有触摸屏的电子设备上或附近的触摸和 悬停事件的设备，包括由触摸传感器面板生成一个或多个第一信号的装置，所述触摸传 感器面板生成的所述一个或多个第一信号指示在所述电子设备的显示 区域上的不同位置处发生的触摸事件；以及由位于所述显示区域外的电容传感器生成一个或多个第二信号 的装置，所述电容传感器生成的所述一个或多个第二信号指示在所述 电子设备的功能组件附近发生的触摸或悬停事件；以及处理所述一个或多个第一信号和第二信号以增强所述触摸屏的 功能性的装置。
22. 根据权利要求21的设备，进一步包括基于所述电容传感器 生成的所述一个或多个第二信号执行动作的装置，其中所述动作包括 唤醒能够操作以驱动触摸传感器面板的触摸屏电路。
23. 根据权利要求21的设备，进一步包括基于所述电容传感器 生成的所述一个或多个第二信号执行动作的装置，其中所述动作包括 给能够操作以在所述触摸屏上显示图形用户界面的显示器加电。
24. 根据权利要求21的设备，进一步包括以激励频率驱动所述 电容传感器的驱动线路，并且用所述电容传感器的感测线路来检测所 述激励频率的装置。
25. 根据权利要求21的设备，其中，生成一个或多个第一信号 的装置进一步包括在向其中触摸传感器被组织成行和列的所述触摸传感器面板中 的各行触摸传感器施加第一组激励之后，扫描所述触摸传感器面板的 装置，所述触摸传感器面板的触摸传感器位于所述触摸屏显示器的观 看区域内；以及从各列触摸传感器接收所述一个或多个第一信号，并且基于所述 一个或多个第一信号，生成代表触摸事件的一个或多个值的装置。
26. 根据权利要求25的设备，其中，生成一个或多个第二信号 的装置进一步包括向所述电容传感器施加第二激励或第二組激励的装置；和 从所述电容传感器接收所述一个或多个第二信号，并且基于所述一个或多个第二信号，生成代表在所述电子设备的功能组件附近发生的触摸或悬停事件的一个或多个值的装置。
27. 根据权利要求26的设备，其中，处理所述一个或多个第一 信号和第二信号的装置进一步包括处理代表在所述电子设备的功能组件附近发生的一个或多个悬 停事件的所述一个或多个值以生成指示所述一个或多个悬停事件中的 每一个的多维位置的位置信息，以及指示所述一个或多个悬停事件中 的每一个相对于所述触摸屏的位置的接近信息的装置。
全文摘要
本发明涉及位于黑障板后面的电容传感器。本发明公开了具有位于触摸屏显示器的观看区域外的一个或多个传感器的设备。该一个或多个传感器可位于该设备的不透明障板区域后面；该不透明障板区域在该设备的外壳的侧面与该触摸屏显示器的观看区域之间延伸。另外，位于该障板后面的传感器可与用于检测该触摸屏显示器上或附近的物体的触摸传感器面板分离，并且可用于增强或为该设备提供附加功能。例如，具有位于观看区域外的传感器的设备可用于检测接近结合在该设备中的功能组件例如听筒(即，用于输出声音的扬声器)的物体。该传感器还可输出指示检测电平的信号，该信号可被该设备的控制器解释为物体接近该功能组件的程度。
文档编号G06F3/044GK101644979SQ20091015968
公开日2010年2月10日 申请日期2009年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者D·T·安姆, J·T·伯恩斯坦, O·S·勒格, S·P·霍特林 申请人:苹果公司