交錯(cuò)電容性感測的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及用于執(zhí)行交錯(cuò)電容性感測來改進(jìn)感測性能的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]包括接近傳感器裝置(也通常被稱為觸摸墊或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置廣泛應(yīng)用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括通常由表面區(qū)分的感測區(qū)，在其中接近傳感器裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入對象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可用于為電子系統(tǒng)提供接口。例如，接近傳感器裝置通常用作較大計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如集成在或外設(shè)于筆記本或桌上型電腦的觸摸墊)。接近傳感器裝置也經(jīng)常用于較小計(jì)算系統(tǒng)中(諸如集成在蜂窩電話或平板電腦中的觸摸屏)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本文描述的一個(gè)實(shí)施例是包括親合到多個(gè)傳感器電極的傳感器模塊的處理系統(tǒng)，其中傳感器模塊配置成驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器電極中的各種傳感器電極。在第一時(shí)間段期間，傳感器模塊同時(shí)將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到多個(gè)傳感器電極的第一傳感器電極上，以及將大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)到多個(gè)傳感器電極的第二傳感器電極上。在第一時(shí)間段期間，傳感器模塊基于所驅(qū)動(dòng)電容性感測信號(hào)獲得第一電容性局部曲線。在第二時(shí)間段期間(其與第一時(shí)間段無重疊)，傳感器模塊同時(shí)將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第二傳感器電極上以及將大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)到第一傳感器電極上。在第二時(shí)間段期間，傳感器模塊基于所驅(qū)動(dòng)電容性感測信號(hào)獲取第二電容性局部曲線。在第一和第二時(shí)間段的至少一個(gè)期間，傳感器模塊還以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極，第二批多個(gè)傳感器電極布置成大體上垂直于第一批多個(gè)傳感器電極。處理系統(tǒng)還包括確定模塊，其基于至少所獲得的第一和第二電容性局部曲線確定第一電容性曲線。
[0004]本文描述的另一實(shí)施例是用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器電極來電容性感測的方法，在其中通過將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第一批多個(gè)傳感器電極的第一傳感器電極上，同時(shí)以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極的第二傳感器電極來在第一時(shí)間段期間獲得第一電容性局部曲線。在第二時(shí)間段期間，通過將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第二傳感器電極上同時(shí)以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極來獲得第二電容性局部曲線。該方法還包括在第一和第二時(shí)間段的至少一個(gè)期間，以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第二批多個(gè)傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極，以及基于至少第一和第二電容性局部曲線確定感測區(qū)的第一電容性曲線。第二批多個(gè)傳感器電極布置成大體上垂直于第一批多個(gè)傳感器電極。
[0005]本文描述的另一個(gè)實(shí)施例是包括多個(gè)傳感器電極的輸入裝置，其包括沿第一感測軸排列的第一批多個(gè)傳感器電極。該輸入裝置還包括處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)耦合到多個(gè)傳感器電極并配置成通過將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第一批多個(gè)傳感器電極的第一傳感器電極上，同時(shí)以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極的第二傳感器電極，來在第一時(shí)間段期間獲得第一電容性局部曲線。在第二時(shí)間段期間，該處理系統(tǒng)通過將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第二傳感器電極上同時(shí)以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極來獲得第二電容性局部曲線。該輸入裝置的處理系統(tǒng)還配置成基于至少第一和第二電容性局部曲線確定第一電容性曲線。
【附圖說明】
[0006]為了使本發(fā)明的上述特征能夠以詳細(xì)的方式來理解，通過參考實(shí)施例作出在上面簡要總結(jié)的、本發(fā)明的更具體的描述，其中一些實(shí)施例在附圖中例示。但要注意，由于本發(fā)明可容許其他相等地有效的實(shí)施例，這些附圖僅例示本發(fā)明的典型實(shí)施例，不應(yīng)因此被認(rèn)為對其范圍的限定。
[0007]圖1是依照本文所述實(shí)施例的、輸入裝置的示意框圖。
[0008]圖2A和2B依照本文所述實(shí)施例、例示感測元件或電容性感測像素的示例性圖案的部分。
[0009]圖3A和3B依照一個(gè)實(shí)施例、例示配置成執(zhí)行對感測區(qū)的交錯(cuò)電容性感測的感測元件的圖案的一部分。
[0010]圖4A-4D依照一個(gè)實(shí)施例、例示配置成執(zhí)行對感測區(qū)的交錯(cuò)電容性感測的感測元件的圖案的一部分。
[0011]圖5A和5B依照一個(gè)實(shí)施例、例示配置成執(zhí)行對感測區(qū)的交錯(cuò)電容性感測的感測元件的圖案的一部分。
[0012]圖6A-6D依照一個(gè)實(shí)施例、例示配置成執(zhí)行對感測區(qū)的交錯(cuò)電容性感測的感測元件的圖案的一部分。
[0013]圖7依照本文所述的一個(gè)實(shí)施例、例示用于交錯(cuò)電容性感測的方法。
[0014]為促進(jìn)理解，已盡可能使用同樣的參考標(biāo)號(hào)來標(biāo)明對附圖而言是共同的同樣元件。應(yīng)預(yù)期到，一個(gè)實(shí)施例中公開的元件可以不經(jīng)明確敘述而可獲益地在其他實(shí)施例中利用。這里所指的附圖不應(yīng)被理解為按比例繪制，除非特別說明。同樣，通常簡化附圖，并且省略細(xì)節(jié)或組件以便陳述和解釋的清楚。附圖及討論服務(wù)于解釋下面討論的原理，其中類似的標(biāo)注表示類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下列詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示范性的，并不意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。而且，不存在由在先技術(shù)領(lǐng)域、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或下面【具體實(shí)施方式】中提出的、任何表達(dá)的或暗示的理論所約束的意圖。
[0016]本技術(shù)的各種實(shí)施例提供用于改進(jìn)可用性的輸入裝置和方法。公開用于交錯(cuò)電容性感測的技術(shù)，在其中輸入裝置通過將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第一批多個(gè)傳感器電極的第一傳感器電極上，同時(shí)以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第一批多個(gè)傳感器電極的第二傳感器電極，來在第一時(shí)間段期間獲得第一電容性局部曲線。在第二時(shí)間段期間，輸入裝置通過將電容性感測信號(hào)驅(qū)動(dòng)到第二傳感器電極上同時(shí)以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極來生成第二電容性局部曲線。在第一和第二時(shí)間段的至少一個(gè)期間，以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)布置成垂直于第一批多個(gè)的第二批多個(gè)傳感器電極的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極。輸入裝置基于至少第一和第二電容性局部曲線確定感測區(qū)的第一電容性曲線。通過提供以大體上恒定的電壓驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極，輸入裝置可以改進(jìn)其檢測輸入對象，包括未接地或弱接地的那些，的能力。通過改進(jìn)這些輸入對象的可檢測性，測量準(zhǔn)確性和電容性感測性能也可被改進(jìn)。
[0017]圖1是依照本文所述實(shí)施例的、輸入裝置100的示意框圖。輸入裝置100可配置成向電子系統(tǒng)150提供輸入。如本文檔所使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有大小和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如桌上型電腦、膝上型電腦、上網(wǎng)本電腦、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。另外的示例電子系統(tǒng)包括復(fù)合型輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨(dú)立操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。進(jìn)一步的示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遙控器和鼠標(biāo))和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏幕和打印機(jī))之類的外圍設(shè)備。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭、以及視頻游戲機(jī)(例如，視頻游戲控制臺(tái)、便攜式游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括諸如智能電話之類的蜂窩電話)和媒體裝置(包括錄音機(jī)、編輯器和諸如電視機(jī)的播放器、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī))。另外，電子系統(tǒng)可以是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
[0018]輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)150的物理部件，或能夠與電子系統(tǒng)物理地分離。視情況而定，輸入裝置100可使用下列項(xiàng)的任一個(gè)或多個(gè)與電子系統(tǒng)的部件通信??總線、網(wǎng)絡(luò)以及其他有線或無線互連(包括串行和/或并行連接)。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行總線(USB)、藍(lán)牙、RF以及IRDA。
[0019]在圖1中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置(也通常被稱為“觸摸墊”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成感測由一個(gè)或多個(gè)輸入對象140在感測區(qū)120中提供的輸入。示例輸入對象包括如圖1所示的手指和觸控筆。
[0020]感測區(qū)120包含在輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如，由一個(gè)或多個(gè)輸入對象140提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可以逐個(gè)實(shí)施例極大地改變。在一些實(shí)施例中，感測區(qū)120從輸入裝置100的表面沿一個(gè)或多個(gè)方向延伸到空間中，直至信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對象檢測。這個(gè)感測區(qū)120沿特定方向延伸的距離，在各種實(shí)施例中，可以大約少于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米、或更多，而且可隨所使用的感測技術(shù)的類型和期望的精度而顯著變化。因此，一些實(shí)施例感測輸入，其包括與輸入裝置100任何表面無接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與耦合一定量外加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各種實(shí)施例中，輸入表面可由傳感器電極位于其中的殼體的表面來提供，由應(yīng)用在傳感器電極或任何殼體之上的面板來提供等。在一些實(shí)施例中，感測區(qū)120在投射到輸入裝置100的輸入表面上時(shí)具有矩形形狀。
[0021]輸入裝置100可使用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測感測區(qū)120中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的多個(gè)感測元件121。輸入裝置100可包括一個(gè)或多個(gè)感測元件121，其組合來形成傳感器電極。作為幾個(gè)非限定性示例，輸入裝置100可使用電容性、倒介電、電阻性、電感性、磁、聲、超聲、和/或光技術(shù)。
[0022]一些實(shí)現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。
[0023]在輸入裝置100的一些電阻性實(shí)現(xiàn)中，柔性且導(dǎo)電的第一層通過一個(gè)或多個(gè)間隔元件與導(dǎo)電的第二層分離。在操作期間，一個(gè)或多個(gè)電壓梯度跨多層產(chǎn)生。按壓柔性的第一層可使其充分彎曲而產(chǎn)生多層之間的電接觸，導(dǎo)致反映多層間接觸的點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可用于確定位置信息。
[0024]在輸入裝置100的一些電感性實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)感測元件121獲得諧振線圈或線圈對引起的環(huán)路電流。電流的量值、相位和頻率的某種組合可隨后用于確定位置信息。
[0025]在輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中，電壓或電流被施加來產(chǎn)生電場。附近的輸入對象導(dǎo)致電場的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化而被檢測。
[0026]一些電容性實(shí)現(xiàn)使用電容性感測元件121的陣列或其他規(guī)則或不規(guī)則的圖案來產(chǎn)生電場。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立感測元件121可歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。盡管未示出，感測元件121可以是包括一個(gè)或多個(gè)傳感器或其他電極的電容性感測像素。
[0027]—些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在