本公開的實(shí)施例一般涉及電子裝置。
背景技術(shù):
包括接近傳感器裝置(通常又稱作觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置廣泛用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置通常包括常常通過表面來區(qū)分的感測區(qū),其中接近傳感器裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可用來提供電子系統(tǒng)的接口。例如,接近傳感器裝置常常用作較大計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如集成在或外設(shè)于筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)中的不透明觸摸板)。接近傳感器裝置還常常用于較小計(jì)算系統(tǒng)(諸如集成在蜂窩電話中的觸摸屏)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本文所述的一個(gè)實(shí)施例包括輸入裝置,其包括多個(gè)傳感器電極,其中多個(gè)傳感器電極的每個(gè)傳感器電極包括顯示裝置的多個(gè)公共電極的至少一個(gè)公共電極,公共電極配置成被驅(qū)動(dòng)用于顯示更新和電容性感測。該輸入裝置還包括多個(gè)源線和處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊,其包括第一批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤和第二批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤,其中第一和第二批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤的每個(gè)耦合到多個(gè)源線的至少一個(gè)源線,顯示驅(qū)動(dòng)器模塊配置成驅(qū)動(dòng)多個(gè)源線用于顯示更新。處理系統(tǒng)還包括傳感器模塊,其包括耦合到多個(gè)傳感器電極的多個(gè)傳感器焊盤,傳感器模塊配置成驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器電極用于電容性感測,其中多個(gè)傳感器焊盤設(shè)置在第一批多個(gè)焊盤與第二批多個(gè)焊盤之間。
本文所述的另一個(gè)實(shí)施例包括一種處理系統(tǒng),該處理系統(tǒng)包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊,其包括第一批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤和第二批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤,其中第一和第二批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤的每個(gè)耦合到多個(gè)源線的至少一個(gè)源線,顯示驅(qū)動(dòng)器模塊配置成驅(qū)動(dòng)多個(gè)源線用于顯示更新。該處理系統(tǒng)還包括傳感器模塊,其包括耦合到多個(gè)傳感器電極的多個(gè)傳感器焊盤,其中多個(gè)傳感器電極的每個(gè)傳感器電極包括顯示裝置的多個(gè)公共電極的至少一個(gè)公共電極,公共電極配置成被驅(qū)動(dòng)用于顯示更新和電容性感測,傳感器模塊配置成驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器電極用于電容性感測,其中多個(gè)傳感器焊盤設(shè)置在第一批多個(gè)焊盤與第二批多個(gè)焊盤之間。
本文所述的另一個(gè)實(shí)施例包括輸入裝置,其包括多個(gè)傳感器電極,其中多個(gè)傳感器電極的每個(gè)傳感器電極包括顯示裝置的多個(gè)公共電極的至少一個(gè)公共電極,公共電極配置成被驅(qū)動(dòng)用于顯示更新和電容性感測。輸入裝置還包括多個(gè)導(dǎo)電布線跡線,每個(gè)導(dǎo)電布線跡線耦合到多個(gè)傳感器電極的相應(yīng)一個(gè);以及多個(gè)源線,其中多個(gè)布線跡線的第一導(dǎo)電布線跡線和多個(gè)源線的第一源線相互重疊。輸入裝置還包括處理系統(tǒng),其包括第一批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤和第二批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤,其中第一和第二批多個(gè)顯示驅(qū)動(dòng)器焊盤的每個(gè)耦合到多個(gè)源線的至少一個(gè)源線。處理系統(tǒng)還包括多個(gè)傳感器焊盤,其中多個(gè)傳感器焊盤的每個(gè)傳感器焊盤耦合到多個(gè)導(dǎo)電布線跡線的相應(yīng)一個(gè),其中多個(gè)傳感器焊盤設(shè)置在第一批多個(gè)焊盤與第二批多個(gè)焊盤之間,并且其中處理系統(tǒng)配置成驅(qū)動(dòng)多個(gè)源線用于顯示更新,并且經(jīng)由導(dǎo)電布線跡線來驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器電極用于電容性感測。
附圖說明
為了能夠詳細(xì)了解本發(fā)明的上述特征的方式,可參照實(shí)施例進(jìn)行以上概述的對(duì)本公開的更具體描述,在附圖中示出實(shí)施例的一部分。但是要注意,附圖僅示出本公開的典型實(shí)施例,并且不應(yīng)因此被認(rèn)定為對(duì)其范圍的限定,因?yàn)楸竟_可容許其他同樣有效的實(shí)施例。
圖1是按照一個(gè)實(shí)施例的示范輸入裝置的示意框圖。
圖2示出按照一個(gè)實(shí)施例、可用于輸入裝置中的傳感器元件的簡化示范陣列。
圖3示出按照一個(gè)實(shí)施例、包括具有電容性感測元件的圖案的集成輸入裝置的顯示面板。
圖4示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照規(guī)則圖案的通孔的示范排列。
圖5示出按照一個(gè)實(shí)施例、示范處理系統(tǒng)中的交錯(cuò)焊盤編組。
圖6示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照?qǐng)D5所示的交錯(cuò)焊盤編組的規(guī)則圖案中的通孔的示范排列。
圖7和圖8各自示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照規(guī)則圖案并且支持對(duì)傳感器電極的多個(gè)相鄰行進(jìn)行感測的通孔的示范排列。
圖9示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照規(guī)則圖案并且支持采用一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極進(jìn)行感測的通孔的示范排列。
圖10示出按照一個(gè)實(shí)施例、包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊的多個(gè)部分的處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
圖11示出按照一個(gè)實(shí)施例、用于選擇性地將多個(gè)布線跡線與按照規(guī)則圖案的通孔的排列進(jìn)行連接的技術(shù)。
圖12是按照一個(gè)實(shí)施例、相對(duì)于包括網(wǎng)格電極的傳感器元件陣列按照規(guī)則圖案的通孔的示范排列的功能圖。
圖13示出按照一個(gè)實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)圖12所示通孔的排列的多個(gè)布線跡線的示范配置。
為了便于理解,盡可能使用相同的參考標(biāo)號(hào)表示對(duì)附圖是共同的相同元件。預(yù)期一個(gè)實(shí)施例中公開的元件可有利地用于其他實(shí)施例而無需具體說明。這里所參照的附圖不應(yīng)當(dāng)被理解為按比例繪制,除非另加說明。另外,附圖通常經(jīng)過簡化,并且為了呈現(xiàn)和說明的清楚起見而省略細(xì)節(jié)或組件。附圖和論述用于說明以下所述的原理,其中相似標(biāo)號(hào)表示相似元件。
具體實(shí)施方式
以下詳細(xì)描述實(shí)際上只是示范性的,而不是要限制本公開或者其應(yīng)用和用途。此外,不存在由前述的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、概述或者以下詳細(xì)描述中提供的任何明確表達(dá)或暗示的理論進(jìn)行限制的意圖。
本公開的各個(gè)實(shí)施例涉及輸入裝置,其包括按照規(guī)則圖案所設(shè)置的多個(gè)通孔。多個(gè)通孔用來將設(shè)置在第一層中的多個(gè)傳感器電極與設(shè)置在第二層中的多個(gè)布線跡線連接。反過來,傳感器電極和布線跡線配置成與執(zhí)行輸入感測的處理系統(tǒng)耦合。多個(gè)通孔的規(guī)則圖案對(duì)應(yīng)于定義成接近傳感器電極的感測區(qū)的區(qū)域范圍。一些實(shí)施例還可包括多個(gè)通孔的規(guī)則圖案中包含的偽通孔。
按照規(guī)則圖案來設(shè)置多個(gè)通孔準(zhǔn)許生產(chǎn)期間的視覺檢查的更簡單過程,因?yàn)檎障嘌b置或其他視覺感測裝置可具有對(duì)取向、位置等的減少數(shù)量的變化以檢測全部通孔。在一些情況下,通孔的規(guī)則圖案增加輸入裝置的均勻性,這增加其操作的可靠性。在一些情況下,通孔的規(guī)則圖案能夠減少輸入裝置中形成的或者以其他方式包含的線路或跡線的數(shù)量。在這些情況下,跡線能夠被切割或者以其他方式分段,以提供與傳感器電極的期望通孔連接。這種特征準(zhǔn)許輸入裝置被定制成與特定處理系統(tǒng)配合使用。例如,不同處理系統(tǒng)的復(fù)用能力可改變,使得輸入裝置的跡線可按不同方式來切割,以便與目標(biāo)處理系統(tǒng)連接。期望連接可通過對(duì)跡線進(jìn)行切割或分段在處理系統(tǒng)與某些傳感器電極之間進(jìn)行。
圖1是按照本技術(shù)的實(shí)施例的輸入裝置100的示意框圖。在一個(gè)實(shí)施例中,輸入裝置100包括顯示裝置,其包括集成感測裝置。雖然本公開的所示實(shí)施例示出為與顯示裝置集成,但是預(yù)期本發(fā)明可在沒有與顯示裝置集成的輸入裝置中實(shí)施。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(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尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī),諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。附加示例電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入裝置,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。其他示例電子系統(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、信息亭和視頻游戲機(jī)(例如視頻游戲控制臺(tái)、便攜游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括蜂窩電話、諸如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、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)可能是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部分,或者能夠與電子系統(tǒng)在物理上分隔。視情況而定,輸入裝置100可使用下列的任一個(gè)或多個(gè)與電子系統(tǒng)的部分進(jìn)行通信:總線、網(wǎng)絡(luò)和其他有線或無線互連。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行總線(USB)、藍(lán)牙、RF和IRDA。
圖1中,輸入裝置100示出為接近傳感器裝置(又常常稱作“觸摸板”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(duì)象140在感測區(qū)170中提供的輸入。示例輸入對(duì)象包括手指和觸控筆,如圖1所示。
感測區(qū)170包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間,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(duì)象140所提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可逐個(gè)實(shí)施例極大地改變。在一些實(shí)施例中,感測區(qū)170沿一個(gè)或多個(gè)方向從輸入裝置100的表面延伸到空間中,直到信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對(duì)象檢測。在各個(gè)實(shí)施例中,這個(gè)感測區(qū)170沿特定方向所延伸的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或者更多,并且可隨所使用的感測技術(shù)的類型和期望精度而極大地改變。因此,一些實(shí)施例感測輸入,其包括沒有與輸入裝置100的任何表面相接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與耦合某個(gè)量的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。在各個(gè)實(shí)施例中,輸入表面可由傳感器電極所在的殼體的表面、由施加在傳感器電極或者任何殼體之上的面板等來提供。在一些實(shí)施例中,感測區(qū)170在投射到輸入裝置100的輸入表面上時(shí)具有矩形形狀。
輸入裝置100可利用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測感測區(qū)170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124。感測元件124包括多個(gè)傳感器電極120和一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極122。作為感測技術(shù)的若干非限制性示例,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/或光學(xué)技術(shù)。
一些實(shí)現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維的空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。
在輸入裝置100的一些電阻性實(shí)現(xiàn)中,柔性和導(dǎo)電第一層通過一個(gè)或多個(gè)隔離元件與導(dǎo)電第二層分隔。在操作期間,跨層創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)電壓梯度。按壓柔性第一層可使它充分彎曲,以在層之間創(chuàng)建電接觸,從而產(chǎn)生反映層之間的接觸的點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可用來確定位置信息。
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124檢測由諧振線圈或線圈對(duì)所感應(yīng)的回路電流。電流的幅值、相位和頻率的某個(gè)組合則可用來確定位置信息。
在輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中,施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入對(duì)象引起電場的變化,并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測變化,其可作為電壓、電流等的變化來檢測。
一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電容性感測元件124的陣列或者其他規(guī)則或者不規(guī)則圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中,獨(dú)立感測元件124可歐姆地短接在一起,以便形成更大傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片,其可以是電阻均勻的。
如上所述,一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極120與輸入對(duì)象之間的電容性耦合的變化的“自電容”或(或“絕對(duì)電容”)感測方法。在各個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120附近的輸入對(duì)象改變傳感器電極120附近的電場,因而改變所測量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,絕對(duì)電容感測方法通過相對(duì)參考電壓(例如系統(tǒng)地)來調(diào)制傳感器電極120以及通過檢測傳感器電極120與輸入對(duì)象140之間的電容性耦合來進(jìn)行操作。
另外,如上所述,一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極120之間的電容性耦合的變化的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120附近的輸入對(duì)象140改變傳感器電極120之間的電場,因而改變所測量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中,跨電容性感測方法通過檢測一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器傳感器電極(又稱作“發(fā)射器電極”)與一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極(又稱作“接收器電極”)之間的電容性耦合來進(jìn)行操作,如下面進(jìn)一步描述。發(fā)射器傳感器電極可相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)地)來調(diào)制,以傳送發(fā)射器信號(hào)。接收器傳感器電極可相對(duì)于參考電壓保持為大體恒定,以促進(jìn)所產(chǎn)生信號(hào)的接收。所產(chǎn)生信號(hào)可包括與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)和/或與一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如其他電磁信號(hào))對(duì)應(yīng)的(一個(gè)或多個(gè))影響。傳感器電極120可以是專用發(fā)射器電極或接收器電極,或者可配置成既傳送又接收。
圖1中,處理系統(tǒng)110示出為輸入裝置100的一部分。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件,以檢測感測區(qū)170中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)的部分或全部和/或其他電路組件。例如,互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可包括發(fā)射器電路,配置成采用發(fā)射器傳感器電極來傳送信號(hào);和/或接收器電路,配置成采用接收器傳感器電極來接收信號(hào)。在一些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110還包括電子可讀指令,例如固件代碼、軟件代碼等。在一些實(shí)施例中,組成處理系統(tǒng)110的組件定位在一起,諸如位于輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測元件124附近。在其他實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110的組件在物理上是獨(dú)立的,其中一個(gè)或多個(gè)組件靠近輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測元件124,而一個(gè)或多個(gè)組件在其他位置。例如,輸入裝置100可以是耦合到臺(tái)式計(jì)算機(jī)的外設(shè),并且處理系統(tǒng)110可包括配置成運(yùn)行于臺(tái)式計(jì)算機(jī)的中央處理器上的軟件以及與中央處理器分離的一個(gè)或多個(gè)IC(也許具有關(guān)聯(lián)固件)。作為另一個(gè)示例,輸入裝置100可在物理上集成到電話中,并且處理系統(tǒng)110可包括作為電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110專用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置100。在其他實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110還執(zhí)行其他功能,諸如操作顯示屏幕、驅(qū)動(dòng)觸覺致動(dòng)器等。
處理系統(tǒng)110可實(shí)現(xiàn)為操控處理系統(tǒng)110的不同功能的一組模塊。各模塊可包括作為處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或者其組合。在各個(gè)實(shí)施例中,可使用模塊的不同組合。示例模塊包括硬件操作模塊,用于操作諸如傳感器電極和顯示屏幕之類的硬件;數(shù)據(jù)處理模塊,用于處理諸如傳感器信號(hào)和位置信息之類的數(shù)據(jù);以及報(bào)告模塊,用于報(bào)告信息。其他示例模塊包括傳感器操作模塊,配置成操作(一個(gè)或多個(gè))感測元件124以檢測輸入;識(shí)別模塊,配置成識(shí)別諸如模式變更手勢的手勢;以及模式變更模塊,用于變更操作模式。
在一些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110直接通過引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作,來響應(yīng)感測區(qū)170中的用戶輸入(或者沒有用戶輸入)。示例動(dòng)作包括變更操作模式以及諸如光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航和其他功能之類的GUI動(dòng)作。在一些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110向電子系統(tǒng)的某個(gè)部分(例如向電子系統(tǒng)中與處理系統(tǒng)110分離的中央處理系統(tǒng),若這種獨(dú)立中央處理系統(tǒng)存在的話)提供與輸入(或者沒有輸入)有關(guān)的信息。在一些實(shí)施例中,電子系統(tǒng)的某個(gè)部分處理從處理系統(tǒng)110接收的信息,以便對(duì)用戶輸入起作用,諸如促進(jìn)全范圍的動(dòng)作,包括模式變更動(dòng)作和GUI動(dòng)作。
例如,在一些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110操作輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測元件124,以產(chǎn)生電信號(hào),其指示感測區(qū)170中的輸入(或者沒有輸入)。處理系統(tǒng)110可在產(chǎn)生提供給電子系統(tǒng)的信息中,對(duì)電信號(hào)執(zhí)行任何適當(dāng)量的處理。例如,處理系統(tǒng)110可數(shù)字化從感測元件124得到的模擬電信號(hào)。作為另一個(gè)示例,處理系統(tǒng)110可執(zhí)行濾波、解調(diào)或者其他信號(hào)調(diào)節(jié)。在各個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110直接從采用感測元件124(傳感器電極120)接收的所產(chǎn)生信號(hào)來生成電容性圖像。在其他實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110在空間上對(duì)采用感測元件124(或傳感器電極120)接收的所產(chǎn)生信號(hào)進(jìn)行濾波(例如取相鄰元件的差、加權(quán)和),以生成銳化或平均圖像。作為又一個(gè)示例,處理系統(tǒng)110可減去或者以其他方式計(jì)及基線,使得信息反映電信號(hào)與基線之間的差異。作為又一些示例,處理系統(tǒng)110可確定位置信息,將輸入識(shí)別為命令,識(shí)別筆跡等。
如本文所使用的“位置信息”廣義地包含絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度和其他類型的空間信息。示范“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/無接觸信息。示范“一維”位置信息包括沿軸的位置。示范“二維”位置信息包括平面中的運(yùn)動(dòng)。示范“三維”位置信息包括空間中的瞬時(shí)或平均速度。其他示例包括空間信息的其他表示。還可確定和/或存儲(chǔ)與一種或多種類型的位置信息有關(guān)的歷史數(shù)據(jù),包括例如隨時(shí)間來跟蹤位置、運(yùn)動(dòng)或者瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。
在一些實(shí)施例中,輸入裝置100采用由處理系統(tǒng)110或者由另外某種處理系統(tǒng)操作的附加輸入組件來實(shí)現(xiàn)。這些附加輸入組件可提供用于感測區(qū)170中的輸入的冗余功能性或者某種其他功能性。圖1示出感測區(qū)170附近的按鈕130,其能夠用來促進(jìn)使用輸入裝置100對(duì)項(xiàng)目的選擇。其他類型的附加輸入組件包括滑塊、球、輪、開關(guān)等。相反,在一些實(shí)施例中,輸入裝置100可以在沒有其他輸入組件的情況下實(shí)現(xiàn)。
在一些實(shí)施例中,輸入裝置100包括觸摸屏界面,并且感測區(qū)170重疊顯示裝置160的顯示屏幕的工作區(qū)的至少一部分。例如,輸入裝置100可包括覆蓋顯示屏幕的大體上透明的感測元件(124),并且提供用于關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的觸摸屏界面。顯示屏幕可以是能夠向用戶顯示可視界面的任何類型的動(dòng)態(tài)顯示器,并且可包括任何類型的發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)LED(OLED)、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子體、電致發(fā)光(EL)或者其他顯示技術(shù)。輸入裝置100和顯示裝置160可共享物理元件。例如,一些實(shí)施例可將相同電組件的一些用于顯示和感測(例如配置成控制源、柵和/或Vcom電壓的有源矩陣控制電極)。共享組件可包括顯示電極、襯底、連接器和/或連接。作為另一個(gè)示例,顯示裝置160可部分或全部由處理系統(tǒng)110來操作。
應(yīng)當(dāng)理解,雖然在全功能設(shè)備的上下文中描述本技術(shù)的許多實(shí)施例,但是本技術(shù)的機(jī)制能夠作為采用多種形式的程序產(chǎn)品(例如軟件)來分配。例如,本技術(shù)的機(jī)制可作為電子處理器可讀的信息承載介質(zhì) (例如,處理系統(tǒng)110可讀的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫信息承載介質(zhì)) 上的軟件程序來實(shí)現(xiàn)和分配。另外,本技術(shù)的實(shí)施例同樣適用,而與用于執(zhí)行分配的介質(zhì)的特定類型無關(guān)。非暫時(shí)性、電子可讀介質(zhì)的示例包括各種光盤、存儲(chǔ)棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊等。電子可讀介質(zhì)可基于閃速、光、磁、全息或者任何其他適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)技術(shù)。
圖2示出按照一些實(shí)施例、配置成在與圖案關(guān)聯(lián)的感測區(qū)170中進(jìn)行感測的、感測元件124的示范圖案的一部分。為了說明和描述的清楚起見,圖2按照簡單矩形的圖案示出感測元件124的傳感器電極120、其中網(wǎng)格電極222設(shè)置在它們之間,而沒有示出各種其他組件。感測元件124的示范圖案包括按X列和Y行排列的傳感器電極陣列120X,Y(統(tǒng)稱為傳感器電極120),其中X和Y為正整數(shù),但是X和Y其中之一可以為零??深A(yù)期,感測元件124的圖案可包括具有其他配置(諸如環(huán)形陣列、重復(fù)圖案、非重復(fù)圖案、單行或單列或者其他適當(dāng)排列)的多個(gè)傳感器電極120。此外,在各個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極的數(shù)量可逐行和/或逐列改變。在一個(gè)實(shí)施例中,至少一行和/或一列傳感器電極120與其他傳感器電極偏移,使得它與其他傳感器電極相比沿至少一個(gè)方向延伸更遠(yuǎn)。傳感器電極120和網(wǎng)格電極122耦合到處理系統(tǒng)110,并且用來確定輸入對(duì)象140在感測區(qū)170中的存在(或者不存在)。
在第一操作模式中,傳感器電極120的排列(1201-1、1202-1、1203-1、…、120X,Y)可用來經(jīng)由絕對(duì)感測技術(shù)檢測輸入對(duì)象的存在。也就是說,處理系統(tǒng)110配置成調(diào)制傳感器電極120,來獲取調(diào)制傳感器電極120與輸入對(duì)象之間的電容性耦合的變化的度量,以確定輸入對(duì)象的位置。處理系統(tǒng)110還配置成基于采用被調(diào)制的傳感器電極120所接收的所產(chǎn)生信號(hào)的度量來確定絕對(duì)電容的變化。
傳感器電極120通常相互歐姆地絕緣,并且還與網(wǎng)格電極122歐姆地絕緣。也就是說,一個(gè)或多個(gè)絕緣體分隔傳感器電極120(和網(wǎng)格電極122),并且防止它們相互電短接。在一些實(shí)施例中,傳感器電極120和網(wǎng)格電極122通過絕緣間隙202來分隔。分隔傳感器電極120和網(wǎng)格電極122的絕緣間隙202可填充有電絕緣材料,或者可以是空氣間隙。在一些實(shí)施例中,傳感器電極120和網(wǎng)格電極122通過一層或多層絕緣材料垂直地分隔。在另外某些實(shí)施例中,傳感器電極120和網(wǎng)格電極122通過一個(gè)或多個(gè)襯底來分隔;例如,它們可設(shè)置在同一襯底的相對(duì)側(cè)上或者在不同襯底上。在又一些實(shí)施例中,網(wǎng)格電極122可由同一襯底上或者不同襯底上的多層來組成。在一個(gè)實(shí)施例中,第一網(wǎng)格電極可在第一襯底或者襯底的第一側(cè)上形成,而第二網(wǎng)格電極可在第二襯底或者襯底的第二側(cè)上形成。例如,第一網(wǎng)格包括設(shè)置在顯示裝置160的TFT層上的一個(gè)或多個(gè)公共電極,以及第二網(wǎng)格電極設(shè)置在顯示裝置160的濾色玻璃上。在一個(gè)實(shí)施例中,第一網(wǎng)格電極的尺寸等于第二網(wǎng)格電極的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中,第一網(wǎng)格電極的至少一個(gè)尺寸與第二網(wǎng)格電極的尺寸有所不同。例如,第一網(wǎng)格電極可配置成使得它設(shè)置在第一與第二傳感器電極120之間,以及第二網(wǎng)格電極可配置成使得它重疊第一和第二傳感器電極120的至少一個(gè)和第一網(wǎng)格電極。此外,第一網(wǎng)格電極可配置成使得它設(shè)置在第一與第二傳感器電極120之間,而第二網(wǎng)格電極可配置成使得它僅重疊第一網(wǎng)格電極,并且小于第一網(wǎng)格電極。
在第二操作模式中,傳感器電極120(1201-1、1202-1、1203-1、…、120X,Y)可用來在發(fā)射器信號(hào)被驅(qū)動(dòng)到網(wǎng)格電極122上時(shí)經(jīng)由跨電容性感測技術(shù)來檢測輸入對(duì)象的存在。也就是說,處理系統(tǒng)110配置成采用發(fā)射器信號(hào)來驅(qū)動(dòng)網(wǎng)格電極122,并且采用各傳感器電極120來接收所產(chǎn)生信號(hào),其中所產(chǎn)生信號(hào)包含與發(fā)射器信號(hào)對(duì)應(yīng)的影響,其由處理系統(tǒng)110或者其他處理器用來確定輸入對(duì)象的位置。
在第三操作模式中,傳感器電極120可劃分為發(fā)射器和接收器電極的編組,其用來經(jīng)由跨電容性感測技術(shù)檢測輸入對(duì)象的存在。也就是說,處理系統(tǒng)110可采用發(fā)射器信號(hào)來驅(qū)動(dòng)第一組傳感器電極120,并且采用第二組傳感器電極120來接收所產(chǎn)生信號(hào),其中所產(chǎn)生信號(hào)包含與發(fā)射器信號(hào)對(duì)應(yīng)的影響。所產(chǎn)生信號(hào)由處理系統(tǒng)110或者其他處理器用來確定輸入對(duì)象的位置。
輸入裝置100可配置成按上述模式的任一種工作。輸入裝置100還可配置成在上述模式的任何兩個(gè)或更多之間進(jìn)行切換。
電容性耦合的局部化電容性感測的區(qū)域可稱作“電容性像素”、“觸摸像素”、“tixel”等。電容性像素可在第一操作模式中形成在單獨(dú)傳感器電極120與參考電壓之間、在第二操作模式中形成在傳感器電極120與網(wǎng)格電極122之間,以及形成在用作發(fā)射器和接收器電極的傳感器電極120的編組之間。電容性耦合隨著與感測元件124關(guān)聯(lián)的感測區(qū)170中的輸入對(duì)象140的接近和運(yùn)動(dòng)而變化,并且因而可用作輸入裝置100的感測區(qū)中的輸入對(duì)象的存在的指示符。
在一些實(shí)施例中,“掃描”傳感器電極120,以確定這些電容性耦合。也就是說,在一個(gè)實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)以傳送發(fā)射器信號(hào)。可操作發(fā)射器以使得一次一個(gè)發(fā)射器電極進(jìn)行傳送,或者使得多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)進(jìn)行傳送。在多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)進(jìn)行傳送的情況下,多個(gè)發(fā)射器電極可傳送相同發(fā)射器信號(hào),并且由此產(chǎn)生實(shí)際更大的發(fā)射器電極。備選地,多個(gè)發(fā)射器電極可傳送不同的發(fā)射器信號(hào)。例如,多個(gè)發(fā)射器電極可按照使它們對(duì)接收器電極的所產(chǎn)生信號(hào)的組合影響能夠被單獨(dú)確定的一個(gè)或多個(gè)編碼方案,來傳送不同的發(fā)射器信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中,多個(gè)發(fā)射器電極可同時(shí)傳送相同發(fā)射器信號(hào),而使用掃描方案以接收器電極來接收。
可單一地或者多個(gè)地操作配置為接收器傳感器電極的傳感器電極120,以獲取所產(chǎn)生信號(hào)。所產(chǎn)生信號(hào)可用來確定電容性像素處的電容性耦合的度量。處理系統(tǒng)110可配置成按照掃描方式和/或復(fù)用方式采用傳感器電極120進(jìn)行接收,以減少要進(jìn)行的同時(shí)測量的數(shù)量以及支持電結(jié)構(gòu)的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中,一個(gè)或多個(gè)傳感器電極經(jīng)由切換元件(諸如復(fù)用器等)耦合到處理系統(tǒng)110的接收器。在這種實(shí)施例中,切換元件可以是處理系統(tǒng)110內(nèi)部的或者是處理系統(tǒng)110外部的。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,切換元件還可配置成將傳感器電極與發(fā)射器或其他信號(hào)和/或電壓電勢耦合。在一個(gè)實(shí)施例中,切換元件可配置成將多于一個(gè)接收器電極同時(shí)耦合到公共接收器。
在其他實(shí)施例中,“掃描”傳感器電極120以確定這些電容性耦合包括調(diào)制傳感器電極的一個(gè)或多個(gè),并且測量一個(gè)或多個(gè)傳感器電極的絕對(duì)電容。在另一個(gè)實(shí)施例中,可操作傳感器電極,使得一次多于一個(gè)傳感器電極被驅(qū)動(dòng)并以其來接收。在這類實(shí)施例中,絕對(duì)電容性度量可同時(shí)從一個(gè)或多個(gè)傳感器電極120的每個(gè)來得到。在一個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120的每個(gè)同時(shí)被驅(qū)動(dòng)并以其來接收,從而同時(shí)從傳感器電極120的每個(gè)得到絕對(duì)電容性度量。在各個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110可配置成選擇性地調(diào)制傳感器電極120的一部分。例如,傳感器電極可以基于,但非限定于,運(yùn)行于主處理器的應(yīng)用、輸入裝置的狀態(tài)和感測裝置的操作模式來選擇。在各個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110可配置成選擇性地屏蔽傳感器電極120的至少一部分,以及選擇性地屏蔽(一個(gè)或多個(gè))網(wǎng)格電極122或者采用(一個(gè)或多個(gè))網(wǎng)格電極122進(jìn)行傳送,同時(shí)選擇性地采用其他傳感器電極120進(jìn)行接收和/或傳送。
來自電容性像素的度量的集合形成“電容性圖像”(又稱作“電容性幀”),其表示像素處的電容性耦合。可在多個(gè)時(shí)間段內(nèi)獲取多個(gè)電容性圖像,以及它們之間的差用來得出與感測區(qū)中的輸入有關(guān)的信息。例如,在連續(xù)時(shí)間段內(nèi)獲取的連續(xù)電容性圖像能夠用來跟蹤進(jìn)入、離開感測區(qū)以及處于感測區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。
在上述實(shí)施例的任一個(gè)中,多個(gè)傳感器電極120可結(jié)合在一起,使得傳感器電極120同時(shí)被調(diào)制或者同時(shí)以其接收。如與以上所述方法相比,將多個(gè)傳感器電極結(jié)合在一起可產(chǎn)生粗略電容性圖像,其不合適用來辨別精確位置信息。但是,粗略電容性圖像可用來感測輸入對(duì)象的存在。在一個(gè)實(shí)施例中,粗略電容性圖像可用來使處理系統(tǒng)110或輸入裝置100脫離“休眠”模式或低電能模式。在一個(gè)實(shí)施例中,粗略電容性圖像可用來使電容性感測IC脫離“休眠”模式或低電能模式。在另一個(gè)實(shí)施例中,粗略電容性圖像可用來使主IC脫離“休眠”模式或低電能模式。粗略電容性圖像可對(duì)應(yīng)于整個(gè)傳感器區(qū)域,或者僅對(duì)應(yīng)于傳感器區(qū)域的一部分。
輸入裝置100的本底電容是與感測區(qū)170中沒有輸入對(duì)象關(guān)聯(lián)的電容性圖像。本底電容隨環(huán)境和操作條件而發(fā)生變化,并且可按照多種方式來估計(jì)。例如,一些實(shí)施例在確定沒有輸入對(duì)象處于感測區(qū)170中時(shí)獲取“基線圖像”,并且將那些基線圖像用作其本底電容的估計(jì)。本底電容或基線電容可因兩個(gè)傳感器電極之間的雜散電容性耦合而存在,其中一個(gè)傳感器電極采用調(diào)制信號(hào)來驅(qū)動(dòng),而另一個(gè)傳感器電極相對(duì)于系統(tǒng)地保持為固定,或者因接收器電極與附近調(diào)制電極之間的雜散電容性耦合而存在。在許多實(shí)施例中,本底或基線電容在用戶輸入手勢的時(shí)間段內(nèi)可以是相對(duì)固定的。
能夠?qū)τ谳斎胙b置100的本底電容來調(diào)整電容性圖像,以獲得更有效處理。一些實(shí)施例通過對(duì)電容性像素處的電容性耦合的度量進(jìn)行“基線化”來產(chǎn)生“基準(zhǔn)化電容性圖像”,來實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)。也就是說,一些實(shí)施例將形成電容圖像的度量與關(guān)聯(lián)那些像素的“基線圖像”的適當(dāng)“基線值”進(jìn)行比較,并且從那個(gè)基線圖像來確定變化。
在一些觸摸屏實(shí)施例中,傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)包括在更新顯示屏幕的顯示中使用的一個(gè)或多個(gè)顯示電極。顯示電極可包括有源矩陣顯示器的一個(gè)或多個(gè)元件,諸如分段Vcom電極(公共電極)的一段或多段、源驅(qū)動(dòng)線、柵線、陽極子像素電極或陰極像素電極,或者任何其他顯示元件。這些顯示電極可設(shè)置在適當(dāng)顯示屏幕襯底上。例如,公共電極可設(shè)置在一些顯示屏幕(例如平面內(nèi)轉(zhuǎn)換(IPS)、邊緣場轉(zhuǎn)換(FFS)或面線轉(zhuǎn)換(PLS)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED))中的透明襯底(玻璃襯底、TFT玻璃或者任何其他透明材料)上、在一些顯示屏幕(例如圖案垂直調(diào)整(PVA)或多域垂直調(diào)整(MVA))的濾色玻璃的底部上、在發(fā)射層(OLED)之上等。在這類實(shí)施例中,顯示電極又能夠稱作“組合電極”,因?yàn)樗鼒?zhí)行多個(gè)功能。在各個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120的每個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)公共電極。在其他實(shí)施例中,至少兩個(gè)傳感器電極120可共享至少一個(gè)公共電極。雖然以下描述可描述傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極122包括一個(gè)或多個(gè)公共電極,但是如上所述的各種其他顯示電極也可與公共電極結(jié)合使用或者作為公共電極的替代。在各個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120和網(wǎng)格電極122包括整個(gè)公共電極層(Vcom電極)。
在各個(gè)觸摸屏實(shí)施例中,“電容性幀率”(獲取連續(xù)電容性圖像的速率)與“顯示幀率”(更新顯示圖像的速率,包括刷新屏幕以重新顯示相同圖像)的那個(gè)可以是相同或者不同的。在各個(gè)實(shí)施例中,電容性幀率是顯示幀率的整數(shù)倍。在其他實(shí)施例中,電容性幀率是顯示幀率的分?jǐn)?shù)倍。在又一些實(shí)施例中,電容性幀率可以是顯示幀率的任何分?jǐn)?shù)或整數(shù)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,顯示幀率可在觸摸幀率保持恒定的同時(shí)發(fā)生變化(例如,以降低電能或者提供附加圖像數(shù)據(jù)、諸如3D顯示信息)。在其他實(shí)施例中,顯示幀率可在觸摸幀率被增加或減小的同時(shí)保持恒定。
繼續(xù)參照?qǐng)D2,耦合到傳感器電極120的處理系統(tǒng)110包括傳感器模塊204以及可選的,顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208。傳感器模塊204包括配置成在期望輸入感測的時(shí)期期間驅(qū)動(dòng)傳感器電極120的至少一個(gè)用于電容性感測的電路。在一個(gè)實(shí)施例中,傳感器模塊204配置成將調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)到該至少一個(gè)傳感器電極上,以檢測該至少一個(gè)傳感器電極與輸入對(duì)象之間的絕對(duì)電容的變化。在另一個(gè)實(shí)施例中,傳感器模塊204配置成將發(fā)射器信號(hào)驅(qū)動(dòng)到至少一個(gè)傳感器電極上,以檢測該至少一個(gè)傳感器電極與另一個(gè)傳感器電極之間的跨電容的變化。調(diào)制和發(fā)射器信號(hào)一般是變化電壓信號(hào),其包括在為輸入感測所分配的時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)電壓轉(zhuǎn)變。在各個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極122可在不同操作模式以不同方式來驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極122可采用在相位、幅度和/或形狀的任一個(gè)方面可以不同的信號(hào)(調(diào)制信號(hào)、發(fā)射器信號(hào)和/或屏蔽信號(hào))來驅(qū)動(dòng)。在各個(gè)實(shí)施例中,調(diào)制信號(hào)和發(fā)射器信號(hào)在至少一個(gè)形狀、頻率、幅度和/或相位方面是相似的。在其他實(shí)施例中,調(diào)制信號(hào)和發(fā)射器信號(hào)在頻率、形狀、相位、幅度和相位方面是不同的。傳感器模塊204可選擇性地耦合傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)和/或網(wǎng)格電極122。例如,傳感器模塊204可耦合到傳感器電極120的所選部分,并且按絕對(duì)或跨電容性感測模式工作。在另一示例中,傳感器模塊204可以是傳感器電極120的不同部分,并且按絕對(duì)或跨電容性感測模式工作。在又一示例中,傳感器模塊204可耦合到所有傳感器電極120,并且按絕對(duì)或跨電容性感測模式工作。
傳感器模塊204配置成將網(wǎng)格電極122作為屏蔽電極來操作,其可屏蔽傳感器電極120免受附近導(dǎo)體的電效應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)配置成將網(wǎng)格電極122作為屏蔽電極來操作,其可屏蔽傳感器電極120免受附近導(dǎo)體的電效應(yīng),并且保護(hù)傳感器電極120免受網(wǎng)格電極122影響,從而至少部分降低網(wǎng)格電極122與傳感器電極120之間的寄生電容。在一個(gè)實(shí)施例中,將屏蔽信號(hào)驅(qū)動(dòng)到網(wǎng)格電極122上。屏蔽信號(hào)可以是地信號(hào)、諸如系統(tǒng)地或其他地,或者任何其他恒定電壓(即,非調(diào)制)信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施例中,將網(wǎng)格電極122作為屏蔽電極來操作可包括使網(wǎng)格電極電浮動(dòng)。在實(shí)施例中,網(wǎng)格電極122在因其與其他傳感器電極的大耦合而被電極浮動(dòng)時(shí)能夠作為有效屏蔽電極進(jìn)行操作。在其他實(shí)施例中,屏蔽信號(hào)可稱作保護(hù)信號(hào),其中保護(hù)信號(hào)是變化電壓信號(hào),其具有與被驅(qū)動(dòng)到傳感器電極上的調(diào)制信號(hào)相似的相位、頻率和幅度的至少一個(gè)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,布線跡線(例如布線跡線240和/或242)可被屏蔽以免因網(wǎng)格電極122和/或傳感器電極120下面的布線而響應(yīng)輸入對(duì)象,并且因此可以不是示出為傳感器電極120的有源傳感器電極的部分。
在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,電容性感測(或輸入感測)和顯示更新可在至少部分重疊的時(shí)期期間發(fā)生。例如,當(dāng)驅(qū)動(dòng)公共電極用于顯示更新時(shí),也可驅(qū)動(dòng)公共電極用于電容性感測。在另一個(gè)實(shí)施例中,電容性感測和顯示更新可在非重疊時(shí)期(又稱作非顯示更新期)期間發(fā)生。在各個(gè)實(shí)施例中,非顯示更新期可在用于顯示幀的兩個(gè)顯示線的顯示線更新期之間發(fā)生,并且可與顯示更新期在時(shí)間上至少同樣長。在這類實(shí)施例中,非顯示更新期可稱作長水平消隱期、長h消隱期或分布式消隱期,其中消隱期在兩個(gè)顯示更新期之間發(fā)生,并且與顯示更新期至少同樣長。在一個(gè)實(shí)施例中,非顯示更新期在幀的顯示線更新期之間發(fā)生,并且足夠長以允許將要被驅(qū)動(dòng)到傳感器電極120上的發(fā)射器信號(hào)的多個(gè)轉(zhuǎn)變。在其他實(shí)施例中,非顯示更新期可包括水平消隱期和垂直消隱期。處理系統(tǒng)110可配置成在不同非顯示更新時(shí)間的任一個(gè)或多個(gè)或者任何組合期間驅(qū)動(dòng)傳感器電極120用于電容性感測。同步信號(hào)可在傳感器模塊204與顯示模塊208之間共享,以便以可重復(fù)相干頻率和相位來提供重疊顯示更新和電容性感測時(shí)期的準(zhǔn)確控制。在一個(gè)實(shí)施例中,這些同步信號(hào)可配置成允許在輸入感測周期的開始和結(jié)束的相對(duì)穩(wěn)定電壓與具有相對(duì)穩(wěn)定電壓的顯示更新周期一致(例如在輸入積分器重置時(shí)間結(jié)束附近以及在顯示電荷共享時(shí)間結(jié)束附近)。調(diào)制或發(fā)射器信號(hào)的調(diào)制頻率可處于顯示線更新速率的諧波,其中確定相位以提供從顯示元件到接收器電極的幾乎恒定的電荷耦合,從而允許這個(gè)耦合作為基線圖像的一部分。
傳感器模塊204包括配置成在期望輸入感測的時(shí)期期間,采用感測元件124來接收所產(chǎn)生信號(hào)(其包括與調(diào)制信號(hào)或發(fā)射器信號(hào)對(duì)應(yīng)的影響)的電路。傳感器模塊204可確定感測區(qū)170中的輸入對(duì)象140的位置,或者可將包含指示所產(chǎn)生信號(hào)的信息的信號(hào)提供給另一個(gè)模塊或處理器、例如電子裝置150的確定模塊(未示出)或處理器(即,主處理器),以用于確定感測區(qū)170中的輸入對(duì)象140的位置。在一個(gè)實(shí)施例中,確定模塊設(shè)置在第一集成電路上而傳感器模塊204設(shè)置在第二集成電路上。
顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208可包含在處理系統(tǒng)110中或者與其分離。顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208包括配置成在非感測(例如顯示更新)時(shí)期期間向顯示裝置160的顯示器提供顯示圖像更新信息的電路。
在一個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110包括第一集成控制器,其包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208以及傳感器模塊204的至少一部分(即,發(fā)射器模塊和/或接收器模塊)。在另一個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110包括第一集成控制器(其包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208)以及第二集成控制器(其包括傳感器模塊204)。在又一個(gè)實(shí)施例中,處理系統(tǒng)包括第一集成控制器,其包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208和傳感器模塊204的第一部分(例如發(fā)射器模塊和接收器模塊其中之一);以及第二集成控制器,其包括傳感器模塊204的第二部分(例如發(fā)射器和接收器模塊中的另一個(gè))。在包含多個(gè)集成電路的那些實(shí)施例中,同步機(jī)構(gòu)可耦合在它們之間,其配置成同步顯示更新時(shí)期、感測時(shí)期、發(fā)射器信號(hào)、顯示更新信號(hào)等。
如上所述,感測元件124的傳感器電極120可形成為離散幾何形式、多邊形、條、墊、線條或其他形狀,其相互歐姆地絕緣。在各個(gè)實(shí)施例中,歐姆地絕緣包括被動(dòng)絕緣,其中有源開關(guān)可配置成在某個(gè)時(shí)間段期間將不同傳感器電極耦合到同一信號(hào)。傳感器電極120可通過電路電耦合,以形成相對(duì)于傳感器電極120的離散一個(gè)具有更大規(guī)劃面積的電極。傳感器電極120可由不透明或者非-不透明導(dǎo)電材料或者兩者的組合來制作。在傳感器電極120與顯示裝置配合使用的實(shí)施例中,將非-不透明導(dǎo)電材料用于傳感器電極120可能是合意的。在傳感器電極120沒有與顯示裝置配合使用的實(shí)施例中,將具有更低電阻率的不透明導(dǎo)電材料用于傳感器電極120以改進(jìn)傳感器性能可能是合意的。適合于制作傳感器電極120的材料包括氧化銦錫(ITO)、鋁、銀、銅、鉬和導(dǎo)體碳材料,除了別的以外,以及各種傳感器電極可由不同導(dǎo)電材料的沉積堆疊來形成。傳感器電極120可形成為具有極少或者沒有開孔區(qū)域的導(dǎo)電材料的連續(xù)體(即,具有未被孔中斷的平面表面),或者備選地可被制作以形成具有穿過其形成的開口的材料主體。例如,傳感器電極120可由導(dǎo)電材料的絲網(wǎng),諸如多個(gè)互連的細(xì)金屬線,來形成。在一個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120的長度和寬度的至少一個(gè)可在大約1至大約2 mm的范圍中。在其他實(shí)施例中,傳感器電極的長度和寬度的至少一個(gè)可小于大約1 mm或者大于大約2 mm。在其他實(shí)施例中,長度和寬度可以不是相似的,以及長度和寬度其中之一可在大約1至大約2 mm的范圍中。此外,在各個(gè)實(shí)施例,傳感器電極120可包括大約4至大約5 mm的范圍中的中心-中心間距;但是,在其他實(shí)施例中,該間距可小于大約4 mm或者大于大約5 mm。
網(wǎng)格電極122可與傳感器電極120相似地制作。傳感器電極120和網(wǎng)格電極122可利用導(dǎo)電布線跡線240、242(以虛線示出)耦合到處理系統(tǒng)110。布線跡線240、242可在與傳感器電極120和網(wǎng)格電極122的至少一個(gè)相同的平面中形成,或者可在一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立襯底上形成并且通過導(dǎo)電通孔(未示出)連接到相應(yīng)電極120、122。布線跡線240和242可在金屬層上形成,金屬層設(shè)置成使得傳感器電極120處于金屬層與輸入對(duì)象之間。在一個(gè)實(shí)施例中,金屬層包括用于顯示裝置的源驅(qū)動(dòng)器線和/或柵線。導(dǎo)電跡線240、242以及與其連接的通孔可通過設(shè)置在組件與顯示裝置的用戶之間的黑色掩模層對(duì)用戶遮蔽。布線跡線240和242的至少一個(gè)可包含在源驅(qū)動(dòng)器金屬層中。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,這種層可稱作金屬互連層二。此外,布線跡線240和/或242可設(shè)置在源驅(qū)動(dòng)器線之間的金屬層上。備選地,布線跡線240和242的至少一個(gè)可包括柵驅(qū)動(dòng)器金屬層中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體、或者柵驅(qū)動(dòng)器線,它們沒有配置用于顯示更新。此外,布線跡線240和/或242可設(shè)置在柵驅(qū)動(dòng)器線之間的金屬層上。在另一個(gè)實(shí)施例中,布線跡線240和242的至少一個(gè)可包括Vcom跳線金屬層中的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體、或者Vcom線,它們也沒有配置用于顯示更新。此外,布線跡線240和/或242可設(shè)置在柵電極之間的金屬層上。在其他實(shí)施例中,除了包括源驅(qū)動(dòng)器線和/或柵線的層之外,還包括金屬層。布線跡線140、142的一部分還可從感測元件124的區(qū)域界限向外橫向形成。在各個(gè)實(shí)施例中,布線跡線240和/或242可設(shè)置在Vcom電極跳線層中。Vcom電極跳線層可稱作金屬層三或金屬互連層三。在一個(gè)實(shí)施例中,導(dǎo)體跡線可設(shè)置在源驅(qū)動(dòng)層和Vcom電極跳線層上。在各個(gè)實(shí)施例中,顯示裝置可包括“雙柵”或“半源驅(qū)動(dòng)器”配置,從而允許布線跡線240和/或242設(shè)置在源驅(qū)動(dòng)器層上的源驅(qū)動(dòng)器之間。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,在布線跡線240和242與用于顯示更新的各種導(dǎo)體之間所形成的連接具有與布線跡線和/或?qū)w的長度相正交的方向。例如,每個(gè)可以以通孔位于其間而設(shè)置在獨(dú)立層上。
網(wǎng)格電極122設(shè)置在傳感器電極120的至少兩個(gè)之間。網(wǎng)格電極122可以至少部分地限定作為一組的多個(gè)傳感器電極120的范圍,并且也可以,或按備選方案,完全地或部分地限定傳感器電極120的一個(gè)或多個(gè)的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中,網(wǎng)格電極122是具有多個(gè)孔210的平面主體212,每個(gè)孔210限定傳感器電極120的相應(yīng)一個(gè)的范圍。因而,網(wǎng)格電極122分隔傳感器電極120的至少3個(gè)或更多并且限定其范圍,以及在這個(gè)示例中,分隔全部傳感器電極120并且限定其范圍。間隙202將主體212與設(shè)置在孔210中的傳感器電極120間隔開。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中,網(wǎng)格電極122配置成大體上填充間隔202所限定的空間。在一個(gè)實(shí)施例中,第二網(wǎng)格電極可設(shè)置在網(wǎng)格電極122與觸摸輸入層之間的襯底上。第二網(wǎng)格電極可以是與網(wǎng)格電極122相同的大小,或者大于網(wǎng)格電極122,使得它重疊更多一個(gè)傳感器電極120和網(wǎng)格電極122,或者小于網(wǎng)格電極122,使得它重疊網(wǎng)格電極122的一部分。在各個(gè)實(shí)施例中,網(wǎng)格電極122設(shè)置在傳感器電極120的至少兩個(gè)之間,使得網(wǎng)格電極122處于不同層(即,不同襯底或者同一襯底的不同側(cè))上,并且重疊至少兩個(gè)傳感器電極的一部分和傳感器電極之間的間隙。在傳感器電極120包括一個(gè)或多個(gè)公共電極的的實(shí)施例中,傳感器電極可包括公共電極層的整體。
網(wǎng)格電極122還可分段。網(wǎng)格電極122的分段可允許網(wǎng)格電極122的段是不太可見的。段可使用跡線或通孔進(jìn)行互連,使得網(wǎng)格電極122的所有段可采用公共信號(hào)來同時(shí)驅(qū)動(dòng)。備選地,網(wǎng)格電極122的段的一個(gè)或多個(gè)可獨(dú)立驅(qū)動(dòng),以促進(jìn)在按某些操作模式被配置為接收器電極時(shí)的傳感器電極120的掃描,如下面進(jìn)一步論述。
如圖2的放大部分所示,網(wǎng)格電極122可包括第一段230、第二段232和第三段234。第一和第二段230、232相互偏移,并且包夾一列傳感器電極,示出為傳感器電極1203,1、1203,2。雖然放大部分中未示出,但是第一段230還將傳感器電極列1203,1-Y與傳感器電極1202,1-Y分隔,而第二段232將傳感器電極列1203,1-Y與相鄰的傳感器電極120的列分隔。第三段234設(shè)置在一列中的相鄰傳感器電極120(示出為傳感器電極1203,1、1203,2)之間。在一些實(shí)施例中,段230、232、234的兩個(gè)或更多可,例如作為發(fā)射器電極,獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中,網(wǎng)格電極122的段可各自完全限定一行或多行和/或一列或多列中的多個(gè)傳感器電極120的范圍。例如,網(wǎng)格電極122的第一段可完全限定傳感器電極1201,1、1202,1、1201,2和1202,2的范圍。與第一段相鄰的網(wǎng)格電極122的第二段可完全限定至少傳感器電極1201,3和1202,3(例如,還可包括未示出的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極120)的范圍。類似地,與第一段相鄰的網(wǎng)格電極122的第三段可完全限定至少傳感器電極1203,1和1203,2的范圍,并且還可包括未示出的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極120。
圖3示出按照本文所述的一個(gè)實(shí)施例、包括具有電容性感測元件的圖案的集成輸入裝置100的顯示面板300。面板300包括玻璃層305,其可用作面板300的外層。雖然這個(gè)層305具體公開為玻璃,但是層305可包括任何適當(dāng)透明材料—例如塑料或聚合物。在一個(gè)實(shí)施例中,玻璃層305可以是面板300的保護(hù)上層。雖然未示出,但是在制造顯示裝置時(shí),附加層可添加到玻璃層305上。
層310包括透明傳感器電極120,其可定義感測區(qū)170。層310還可包括(一個(gè)或多個(gè))網(wǎng)格電極122,其在這里為了視覺清晰起見而未示出。照這樣,用來檢測輸入對(duì)象相對(duì)于顯示面板300的接近性的電容性感測元件可集成在顯示面板中,而不是,例如層壓在面板300之上—例如,制作在玻璃層305的上表面上。層310可直接在玻璃層305下面,或者一個(gè)或多個(gè)層可分隔顯示面板300中的層305和310。
在一個(gè)實(shí)施例中,當(dāng)更新顯示時(shí)并且當(dāng)執(zhí)行電容性感測時(shí),可使用層310—即傳感器電極120包括公共電極,如上所述。在一個(gè)實(shí)施例中,傳感器電極120包括層310中的全部公共電極。在顯示更新期間,傳感器電極120可與顯示像素(或者更具體來說,顯示像素的子像素)耦合,以便在設(shè)置跨子像素的電壓時(shí)用作參考電壓(例如,地或Vcom)。然而,在電容性感測期間,電容性感測信號(hào)可驅(qū)動(dòng)到傳感器電極120上以檢測輸入對(duì)象。在一個(gè)實(shí)施例中,層310可以是Vcom層,其圖案化到傳感器電極120中,以便服務(wù)于上述雙重目的。在其他實(shí)施例中,傳感器電極120可集成到顯示面板300的其他層,例如,諸如形成柵電極的層,中。因此,為了將傳感器電極120集成到顯示面板300中,相對(duì)于沒有包含電容性感測元件的顯示面板而言,沒有對(duì)面板300增加附加厚度。
顯示面板300包括源線層315,其對(duì)各種源線300進(jìn)行布線,以用于將電壓驅(qū)動(dòng)到面板300的顯示像素上。如所示,層315還包括布線跡線240、242,其可相對(duì)于源線330進(jìn)行交錯(cuò)或者以其他方式適當(dāng)?shù)嘏帕?。雖然未示出,但是顯示面板300可包括許多導(dǎo)電通孔,其將層315上的布線跡線240、242耦合到層310的傳感器電極120(和/或網(wǎng)格電極122)的一個(gè)或多個(gè)。雖然圖3將源線層315描繪為直接接觸層310,但是這不是必需的。例如,通孔可貫穿多個(gè)層延伸,以便將布線跡線240、242與傳感器電極120電連接。
在一些實(shí)施例中,層310和330包含在組合件340中。組合件340還包括多個(gè)導(dǎo)電通孔(未示出),其將層310的傳感器電極120(和/或網(wǎng)格電極122)與源線層315上的布線跡線240、242耦合。組合件340可對(duì)應(yīng)于顯示面板300的制造過程的中間階段和/或?qū)?yīng)于制造時(shí)的顯示面板300的一部分。組合件340配置成經(jīng)過布線跡線240、242與處理系統(tǒng)耦合,以便操作傳感器電極120和/或網(wǎng)格電極122。因此,組合件340可以是使用許多不同處理系統(tǒng)而可操作的。在一些實(shí)施例中,組合件340可包括一個(gè)或多個(gè)附加層,可具有層的不同排序等。
顯示材料層320可包括顯示像素。也就是說,用來形成顯示像素的材料(例如液晶、發(fā)射電致發(fā)光材料等)可放置在層320上。照這樣,面板300可包括通孔,其將層320中的像素與層315中的源線330耦合。
顯示面板300可包括柵線層325,其包括多個(gè)柵線335(其可操作地將源線330與顯示材料層320中的像素電耦合)。照這樣,面板300可包括通孔,其將柵線335耦合到顯示材料層320中的切換元件(未示出)。此外,圖3所示的層以及其相對(duì)排序僅為了說明目的,而不是意在限定不同顯示面板(其可與本文所述實(shí)施例一致地使用)。例如,顯示面板300可包括比所示層更多或更少的層,顯示面板300可按不同方式對(duì)層進(jìn)行排序等。
圖4示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照規(guī)則圖案的通孔的示范排列。通孔415用來電連接組合件340的不同層,其如上所述可作為顯示面板和/或輸入裝置的部分來被包含。更具體來說,圖4示出與處理系統(tǒng)110耦合的、組合件340的排列400的自頂向下透明示意圖。
在排列400中,傳感器電極120(1201,1至1203,4)按照具有三(3)列和四(4)行的矩陣來排列。傳感器電極120的每列對(duì)應(yīng)于許多布線跡線240和許多源線330。如所示,傳感器電極120的每列(例如列1、2、3)對(duì)應(yīng)于具有八(8)個(gè)源線330的特定顯示列4051、4052、4053。傳感器電極120的每列還對(duì)應(yīng)于具有至多達(dá)八(8)個(gè)布線跡線240的特定感測列4101、4102、4103(單獨(dú)或統(tǒng)稱為列410)。源線330和布線跡線240的數(shù)量可改變,并且還可逐個(gè)改變。感測區(qū)170定義成接近該多個(gè)傳感器電極120。源線330和布線跡線240按照交替圖案并且相互平行地設(shè)置,這能夠提供感測區(qū)170中的感測的改進(jìn)一致性,但是這不是必需的。另外,在這個(gè)排列400中,源線330和布線跡線240不需要交叉以與處理系統(tǒng)110耦合,使得兩者均可設(shè)置在同一層中,而無需任何進(jìn)一步處理。
通孔415將設(shè)置在第一層上的傳感器電極120與設(shè)置在第二層上的布線跡線240連接。在本文所述的各個(gè)實(shí)施例中,通孔415按照規(guī)則圖案設(shè)置在感測區(qū)170的區(qū)域范圍之內(nèi)。如本文所述,規(guī)則圖案包括沿一維或多維以相同間距(即,為相鄰?fù)孜恢锰峁┫嗟乳g隔)所設(shè)置的多個(gè)通孔。通孔間距的一些示例包括相對(duì)于水平維的間距(例如PitchH)、相對(duì)于垂直維的間距(例如PitchV)以及相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)離軸(off-axis)維的間距(例如PitchOFF)。離軸維可相對(duì)于從參考維(諸如“水平”、“垂直”或者任何備選預(yù)定義軸)的任何期望取向來定義。例如,PitchOFF可對(duì)應(yīng)于某個(gè)角度,諸如水平之上35°。
在一個(gè)實(shí)施例中,通孔415的規(guī)則圖案對(duì)應(yīng)于沿單個(gè)維的相同間距。在其他實(shí)施例中,規(guī)則圖案包括具有沿二維或多維的相同間距的通孔。例如,排列400中的通孔415的圖案在水平、垂直和離軸維的每個(gè)中具有相同的相應(yīng)間距。雖然PitchH等于PitchV等于PitchOFF是可能的,但是這不是必需的。
在一些情況下,通孔415的規(guī)則圖案可對(duì)應(yīng)于與通孔連接的傳感器電極120的排列。例如,特定行中包含的傳感器電極120(例如行1的傳感器電極1201,1、1202,1、1203,1)各自具有對(duì)應(yīng)通孔415,其設(shè)置在相對(duì)于相應(yīng)傳感器電極120的相同位置中。雖然每個(gè)傳感器電極120顯示單個(gè)通孔415,但是實(shí)施例可包括各自與多個(gè)通孔連接的多個(gè)傳感器電極120,只要所產(chǎn)生通孔圖案是規(guī)則的。雖然排列400中描繪的傳感器電極120的陣列表示行和列的矩形(笛卡爾)排列,但是通孔415的規(guī)則圖案可使用傳感器電極120的不同排列來實(shí)現(xiàn)。傳感器電極120可具有(一個(gè)或多個(gè))備選形狀(諸如六邊形、或者任何其他適當(dāng)規(guī)則或者不規(guī)則形狀),并且傳感器電極120可基于(一個(gè)或多個(gè))交替形狀(例如六邊形陣列)來排列。
雖然排列400中的通孔415的規(guī)則圖案描繪為在感測區(qū)170的整個(gè)區(qū)域范圍是規(guī)則間隔的,但是在其他實(shí)施例中,規(guī)則圖案可包括具有編組內(nèi)的規(guī)則間隔(比如說一個(gè)或多個(gè)編組內(nèi)間距值)并且具有編組之間的規(guī)則間隔(比如說一個(gè)或多個(gè)編組間間距值)的通孔415的編組。
通孔415的規(guī)則圖案在組合件的制造和/或所制造組合件的操作期間提供許多有益效果。在一些情況下,通孔的規(guī)則圖案準(zhǔn)許生產(chǎn)期間對(duì)組合件的視覺檢查的更簡單過程,因?yàn)檎障嘌b置或其他視覺感測裝置可具有對(duì)取向、位置等的減少數(shù)量的變化以檢測組合件340的全部通孔415。在一些情況下,通孔415的規(guī)則圖案增加組合件的均勻性,這能增加其操作的可靠性。在一些情況下,通孔415的規(guī)則圖案能夠減少組合件340中形成的或者以其他方式包含的線路或跡線的數(shù)量。在這些情況下,線路或跡線能夠被切割或者以其他方式分段,以提供與傳感器電極120的期望通孔連接。這種特征準(zhǔn)許組合件340被定制成與特定處理系統(tǒng)配合使用。例如,不同處理系統(tǒng)的復(fù)用能力可改變,使得組合件340的跡線可按不同方式來切割,以便與目標(biāo)處理系統(tǒng)連接。處理系統(tǒng)110與傳感器電極120的期望連接可通過對(duì)線路進(jìn)行切割或分段來形成。
各源線330在對(duì)應(yīng)焊盤425與處理系統(tǒng)110連接。類似地,布線跡線240的每個(gè)在對(duì)應(yīng)焊盤430與處理系統(tǒng)110連接。每個(gè)焊盤425、430一般表示與傳感器模塊204或顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208的獨(dú)特引腳或端子的導(dǎo)電連接。焊盤425、430可按照多個(gè)編組435A-435I(共同或單獨(dú)稱作編組435)來排列。處理系統(tǒng)110可按照編組435來操作傳感器電極120。例如,處理系統(tǒng)的傳感器模塊204包括有限數(shù)量的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),以用于測量在傳感器電極120所提供的輸入。為了節(jié)省空間和/或降低處理系統(tǒng)110的功率消耗,傳感器模塊204可包括比焊盤430的數(shù)量更少的ADC,并且還可包括將焊盤430的所選焊盤與對(duì)應(yīng)ADC相連接以進(jìn)行采樣的邏輯(諸如復(fù)用器電路)。如所示,每個(gè)編組435A-435I對(duì)應(yīng)于三(3)個(gè)不同焊盤430。在一些實(shí)施例中,編組435可允許處理系統(tǒng)110采用期望感測形狀進(jìn)行感測(諸如對(duì)多個(gè)相鄰行的同時(shí)感測),這能夠幫助在感測期間對(duì)噪聲進(jìn)行檢測和濾波。
焊盤425、430在處理系統(tǒng)110中排列,使得布線跡線240和源線330大體上相互平行。如所示,焊盤425設(shè)置在第一行中并且與焊盤430的第二行平行,其中焊盤425、430沿行的長度進(jìn)行交錯(cuò)(或交替)。此外,布線跡線240和源線330在這個(gè)示例中無需彼此跨接。但是,在其他示例中將看到,并且取決于編組435的組成和布局,獲取期望采樣形狀可能是挑戰(zhàn)性的。例如,將與采用一致圖案的各感測列410對(duì)應(yīng)的那些布線跡線240與編組435耦合會(huì)是有益的,但是編組435可能沒有與列410完全對(duì)齊。如所示,感測列4051的最左邊布線跡線240(并且連接到行1中的通孔415)與編組435A的最左邊焊盤430連接,但是列4052的最左邊布線跡線240(也在行1連接)與編組435C的最右邊焊盤430連接,以及列4053的最左邊布線跡線240(也在行1連接)與編組435F的中間焊盤430連接。這些布線跡線240,雖然與傳感器電極120的同一行連接,但是沒有相對(duì)于相應(yīng)編組435類似地對(duì)齊。在一些情況下,處理系統(tǒng)110可能因不同對(duì)齊而無法采用期望形狀進(jìn)行感測(比如說,對(duì)行1的全部傳感器電極120同時(shí)采樣)。
在一些實(shí)施例中,組合件340包括一個(gè)或多個(gè)偽跡線420。偽跡線420可設(shè)置在與布線跡線240和/或源線330相同的層中。偽跡線420設(shè)置成大體上與布線跡線240和/或源線330平行。盡管這里未示出,但是偽跡線420也可與一個(gè)或多個(gè)偽通孔(其包含在通孔的規(guī)則圖案中)連接。偽跡線420可與布線跡線240類似地形成,或者可按不同方式形成。在一些實(shí)施例中,偽跡線420具有與布線跡線240相同的物理性質(zhì)(材料、尺寸),但是被切割、分段或者以其他方式不與處理系統(tǒng)110連接。在一些情況下,偽跡線420的切割的段或位置的尺寸能夠被選擇,以改進(jìn)布線跡線240上的信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間。例如,偽跡線420可被分段,以降低偽跡線420的電阻,和/或降低偽跡線420對(duì)布線跡線240的電容。
如所示,示出特定偽跡線的四個(gè)段(420A-420D),其中每段與單個(gè)傳感器電極120重疊。在其他實(shí)施例中,偽跡線420可跨多個(gè)傳感器電極120延伸。在一些實(shí)施例中,具有一段或多段的偽跡線420可與布線跡線240并線(inline)設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中,并線偽跡線420的一段可與對(duì)應(yīng)布線跡線240一樣,與相同傳感器電極120重疊,諸如在區(qū)域422中。在一個(gè)實(shí)施例中,與對(duì)應(yīng)布線跡線240相比,并線偽跡線420設(shè)置在不同傳感器電極120之上。
圖5示出按照一個(gè)實(shí)施例、示范處理系統(tǒng)中的交錯(cuò)焊盤編組。具體來說,處理系統(tǒng)500表示處理系統(tǒng)110的一種可能實(shí)現(xiàn)。處理系統(tǒng)500包括多個(gè)焊盤430-1至430-48(共同或一般地稱作焊盤430),其配置成與對(duì)應(yīng)布線跡線240(未示出)連接。焊盤430的每個(gè)與傳感器模塊504耦合,傳感器模塊504表示上述傳感器模塊204的一種可能實(shí)現(xiàn)。在傳感器模塊504中,每個(gè)焊盤430與切換裝置連接,切換裝置進(jìn)行操作以選擇性地將焊盤430與第一狀態(tài)505下的公共(VCOM)電極510耦合,并且與第二狀態(tài)515下的處理系統(tǒng)500的相應(yīng)模擬前端(AFE)520-1至520-5耦合。AFE 520-1至520-5一般包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路、采樣電路等,其用于進(jìn)行感測測量,以確定輸入對(duì)象的存在和/或位置。AFE 520-1至520-5的每個(gè)配置成按照交錯(cuò)編組4351、4352等與多個(gè)焊盤430連接。例如,編組4351對(duì)應(yīng)于焊盤430-1、430-6、430-11(未示出)、…和430-46。編組4352對(duì)應(yīng)于焊盤430-2、430-7、430-12(未示出)、…和430-47。AFE 520-1至520-5各自包括與用于對(duì)應(yīng)編組435的焊盤430的切換裝置之間的導(dǎo)電連接。
在處理系統(tǒng)500的操作期間,許多連續(xù)焊盤430可同時(shí)采樣(即,焊盤430與AFE 520-1至520-5連接,以接收來自對(duì)應(yīng)傳感器電極的數(shù)據(jù))。如在圖6中將看到,連續(xù)焊盤430能夠?qū)?yīng)于傳感器電極120的連續(xù)行(未示出)。能夠同時(shí)采樣的焊盤430的數(shù)量可能受處理系統(tǒng)500中包含的AFE的數(shù)量所限制(在這里,至多達(dá)五個(gè)焊盤430能夠同時(shí)采樣)。
在一些實(shí)施例中,處理系統(tǒng)500可對(duì)掃描圖案中的焊盤430的每個(gè)進(jìn)行采樣。例如,在第一時(shí)間,焊盤430-1至430-5與相應(yīng)AFE 520-1至520-5耦合(即,它們的對(duì)應(yīng)切換裝置處于第二狀態(tài)515),而其余焊盤430-6至430-48與公共電極510連接(具有第一狀態(tài)505下的切換裝置)??蓪?duì)與焊盤430-1至430-5連接的傳感器電極進(jìn)行采樣。在第二時(shí)間,焊盤430-1的開關(guān)轉(zhuǎn)變到第一狀態(tài)505,以及焊盤430-6的開關(guān)轉(zhuǎn)變到第二狀態(tài)510。可對(duì)與焊盤430-2至430-6連接的傳感器電極進(jìn)行采樣。在另一個(gè)時(shí)間,并且如圖5所示,焊盤430-1至430-3與公共電極510耦合,而焊盤430-4至430-8與AFE 520-1至520-5耦合。掃描可按照這種遞增方式繼續(xù)進(jìn)行,直到全部焊盤430已經(jīng)被采樣至少一次。
在其他實(shí)施例中,采樣圖案能夠與所述的“由左至右”掃描圖案有所不同。在一些情況下,采樣圖案可沿相反方向發(fā)生。在一些情況下,采樣圖案對(duì)變化數(shù)量的連續(xù)焊盤430進(jìn)行采樣。使用由左至右圖案的示例,最后幾個(gè)采樣時(shí)間可包括焊盤430-44至430-48(五個(gè)焊盤)、然后是430-45至430-48(四個(gè)焊盤)、430-46至430-48(三個(gè)焊盤),依此類推。在一些情況下,采樣圖案按照不同序列對(duì)連續(xù)焊盤430進(jìn)行采樣(例如,在一個(gè)采樣時(shí)間對(duì)焊盤430-1至430-5,在下一個(gè)采樣時(shí)間對(duì)430-6至430-10,依此類推)。在一些情況下,連續(xù)焊盤的采樣圖案可具有不規(guī)則序列。
圖6示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照?qǐng)D5所示的交錯(cuò)焊盤編組的規(guī)則圖案中的通孔的示范排列。圖6示出與處理系統(tǒng)500耦合的排列600的由頂而下示意圖。為了簡潔和清楚起見,具有對(duì)應(yīng)焊盤425的源線330未示出。如所示,通孔415可在每列(列1、2)中按照相對(duì)簡單的對(duì)角線圖案來排列,同時(shí)仍然允許傳感器電極120的若干行被同時(shí)采樣。使用傳感器模塊504(其包括五個(gè)AFE)的示例,處理系統(tǒng)500能夠?qū)鞲衅麟姌O120的多達(dá)五個(gè)連續(xù)行進(jìn)行采樣。
排列600還包括多個(gè)通孔605,以用于將布線跡線242與網(wǎng)格電極1221-1225連接。在一些實(shí)施例中,通孔415按照一個(gè)規(guī)則圖案來排列,而通孔605按照另一個(gè)規(guī)則圖案來排列。例如,并且如所示,與網(wǎng)格電極1221-1223所連接的通孔605按照對(duì)角線圖案設(shè)置在列1和列2的傳感器電極120之間。與網(wǎng)格電極1224、1225和1226(未示出)所連接的通孔605按照相似對(duì)角線圖案設(shè)置在列2和下一相鄰列的傳感器電極120之間。通孔605的圖案—在這里,是連接到傳感器電極的每列之間的對(duì)應(yīng)網(wǎng)格電極122的三個(gè)通孔605—可跨傳感器電極120的全部45行延續(xù)。通孔605的圖案可在到達(dá)最后一行和/或網(wǎng)格電極之后重復(fù)。例如,繼續(xù)所描繪圖案,通孔605可連接到傳感器電極120的列15和16之間的網(wǎng)格電極12243、12244和12245。然后,通孔605的圖案可重復(fù),其中通孔605設(shè)置在列16和17之間,連接到網(wǎng)格電極1221-1223,與列1和2之間描繪的通孔605相似,依此類推。通孔605的其他規(guī)則圖案是可能的。因此,排列600的通孔415形成基本上在傳感器電極120的每列中重復(fù)的第一圖案,而通孔605形成與第一圖案不同的并且在傳感器電極120的若干列之后重復(fù)的第二圖案。然而,在另一個(gè)實(shí)施例中,通孔415、605能夠按照單個(gè)規(guī)則圖案排列在一起。
排列600獲益于焊盤430的交錯(cuò)編組的使用。采用交錯(cuò)編組,通孔415的圖案可在傳感器電極120的每列中重復(fù)。在每列上重復(fù)相同圖案降低通孔415的視覺檢查的復(fù)雜度,并且還可增強(qiáng)處理系統(tǒng)500在操作期間的規(guī)則性。在一些情況下,交錯(cuò)編組能夠用來減少在具體實(shí)現(xiàn)中使用的偽通孔和偽跡線的數(shù)量。在一些情況下,交錯(cuò)編組支持完全沒有包含偽通孔和偽跡線的實(shí)現(xiàn)。
圖7和圖8各自示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照規(guī)則圖案并且支持對(duì)傳感器電極的多個(gè)相鄰行進(jìn)行感測的通孔的示范排列。如上所述,對(duì)相鄰行的同時(shí)感測可以是用于在感測期間對(duì)噪聲進(jìn)行檢測和濾波的期望感測圖案。
圖7示出與處理系統(tǒng)110耦合的排列700的由頂而下示意圖。為了簡潔和清楚起見,源線330和對(duì)應(yīng)焊盤425未示出。排列700包括多行,每行對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)傳感器電極120。例如,排列700對(duì)應(yīng)于傳感器電極120的四十五(45)個(gè)不同行和九(9)個(gè)編組435,但是行和編組的其他數(shù)量是可能的。處理系統(tǒng)110包括更大編組4351、4352、…、435n,其各自對(duì)應(yīng)于八(8)個(gè)焊盤430。在這里,焊盤430的每個(gè)編組435對(duì)應(yīng)于包括一個(gè)或多個(gè)布線跡線240和一個(gè)或多個(gè)偽跡線420的感測列4101、4102。在一些實(shí)施例中,感測列4101、4102各自對(duì)應(yīng)于傳感器電極120的一列。在一些情況下,感測列4101、4102還可對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極。偽跡線420可以是連續(xù)或分段的,如上所述。通孔415將某些行的傳感器電極與處理系統(tǒng)110連接。
如圖7所示,排列700中的通孔415的圖案可以是規(guī)則的,同時(shí)支持對(duì)多行的同時(shí)感測。例如,如果編組4351-9的每個(gè)與相應(yīng)ADC連接—比如說,每個(gè)編組435的布線跡線240經(jīng)過對(duì)應(yīng)復(fù)用電路連接到相應(yīng)ADC—?jiǎng)t處理系統(tǒng)110在第一時(shí)間可使用編組4351對(duì)行1,使用編組4352對(duì)行2,依此類推,一直到使用編組4359對(duì)行9,來同時(shí)獲取感測信息。處理系統(tǒng)110可類似地在第二時(shí)間對(duì)行10-18、在第三時(shí)間對(duì)行19-27、在第四時(shí)間對(duì)行28-36以及在第五時(shí)間對(duì)行37-45,來獲取感測信息。第一至第五時(shí)間可按照任何期望順序發(fā)生,無論是否依次進(jìn)行。此外,雖然排列700支持同時(shí)對(duì)至多達(dá)九行進(jìn)行采樣,但是處理系統(tǒng)110在一些情況下可對(duì)少于全部九行進(jìn)行采樣。
圖8示出與處理系統(tǒng)110耦合的排列800的由頂而下示意圖。排列800一般與排列400類似地來構(gòu)成,只不過布線跡線240的一部分跨某些源線330來布線。
在排列800中,一個(gè)或多個(gè)感測列410(例如4101)的布線跡線240可與處理系統(tǒng)110的焊盤430對(duì)齊,使得布線跡線240無需跨對(duì)應(yīng)顯示列(例如4051)的源線330來布線。例如,感測列410的布線跡線240可具有相對(duì)于編組435的優(yōu)選對(duì)齊(例如,對(duì)齊成使得最左邊布線跡線240對(duì)應(yīng)于編組435的最左邊焊盤430)。在另一個(gè)示例中,可能不存在用于與處理系統(tǒng)110之間連接的優(yōu)選對(duì)齊,但是將一個(gè)感測列410指定為其他感測列410的參考。換言之,其他感測列410的布線跡線240基于參考感測列410與編組435之間的相對(duì)對(duì)齊來與處理系統(tǒng)110連接。
為了提供一個(gè)或多個(gè)其他感測列410(例如4102、4103)相對(duì)于處理系統(tǒng)110的編組435的期望對(duì)齊,其他感測列410的對(duì)應(yīng)布線跡線240可在重疊區(qū)域805A、805B內(nèi)越過對(duì)應(yīng)顯示列(例如4052、4053)的源線330。例如,感測列4102的最左邊布線跡線240在重疊區(qū)域805A越過源線330,以與編組435D的最左邊焊盤430連接。同樣,感測列4103的最左邊布線跡線240在重疊區(qū)域805B越過源線330,以與編組435F的最左邊焊盤430連接。
在一個(gè)實(shí)施例中,布線跡線240設(shè)置在與源線330不同的層上,并且通過絕緣材料或空氣來分隔,使得布線跡線240和源線330沒有在重疊區(qū)域805A、805B短接在一起。在另一個(gè)實(shí)施例中,布線跡線240和源線330可包含在同一層上,并且在重疊區(qū)域805A短接在一起。在這種實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110可操作傳感器電極120,并且按照適合執(zhí)行顯示更新和感測功能性的方式來驅(qū)動(dòng)源線330。例如,處理系統(tǒng)110可在非重疊時(shí)間段期間或者使用充分可辨別頻率下的信號(hào)來執(zhí)行顯示更新和感測。處理系統(tǒng)110還可補(bǔ)償顯示更新對(duì)感測的影響或者感測對(duì)顯示更新的影響。例如,處理系統(tǒng)110可周期性地將源線330或布線跡線240驅(qū)動(dòng)或短接到參考或另一預(yù)定電壓,以減輕顯示更新或感測所引起的電荷耦合,可對(duì)感測輸入執(zhí)行計(jì)算,以移除顯示更新所引起的電影響,等等。
圖9示出按照一個(gè)實(shí)施例、按照規(guī)則圖案并且支持采用一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極進(jìn)行感測的通孔的示范排列。排列900包括分段網(wǎng)格電極1221-1224(單獨(dú)或統(tǒng)稱為網(wǎng)格電極122),各自對(duì)應(yīng)于傳感器電極120的特定行并且至少部分限定那些傳感器電極120的范圍。例如,網(wǎng)格電極1221至少部分限定行1的傳感器電極1201,1、1202,1和1203,1的范圍。雖然網(wǎng)格電極122示出為部分限定跨多列的特定行的傳感器電極的范圍,但是在一些實(shí)施例中,特定網(wǎng)格電極122可部分或完全限定兩個(gè)或更多不同行以及一列或多列的傳感器電極120的范圍。
如上所述,網(wǎng)格電極122能夠由處理系統(tǒng)110作為執(zhí)行感測的部分來操作。因而,網(wǎng)格電極122在若干焊盤430與處理系統(tǒng)110耦合。網(wǎng)格電極122使用與通孔605耦合的布線跡線242來與處理系統(tǒng)110連接。布線跡線242一般可具有與用來將傳感器電極120與處理系統(tǒng)110連接的布線跡線240相似的性質(zhì),以及通孔605一般可具有與通孔415相似的性質(zhì)。在一些情況下,布線跡線242可跨越一個(gè)或多個(gè)源線330以與處理系統(tǒng)110的特定焊盤430連接。例如,包含在感測列4103中的布線跡線242越過三(3)個(gè)源線330,以與編組435G的中心焊盤430連接,中心焊盤430具有與感測列4103的布線跡線240的最后連接的相鄰位置。然而,如在感測列4102中看到,特定感測列410的布線跡線242可能沒有越過源線330,即使其他布線跡線240越過源線330以與編組435D、435E對(duì)齊。
在一些實(shí)施例中,通孔605隨通孔415一起包括在形成感測區(qū)的區(qū)域范圍內(nèi)的規(guī)則圖案的多個(gè)通孔中。為了保持規(guī)則圖案,多個(gè)通孔還可包括一個(gè)或多個(gè)偽通孔910,其與網(wǎng)格電極122連接,但是沒有與處理系統(tǒng)110連接。在一些實(shí)施例中,偽通孔910還與偽跡線915(其與源線330和布線跡線240平行來設(shè)置)耦合。偽跡線910可具有與上述偽跡線420相似的特性。將偽跡線910連接到網(wǎng)格電極122對(duì)于感測性能可以是有益的,因?yàn)閭污E線910保持在與網(wǎng)格電極122相同的電勢,并且不是浮動(dòng)的。雖然未示出,但是排列900還可包括偽跡線420(的段),諸如與布線跡線240的一個(gè)或多個(gè)并線。雖然未描繪,但是在一些實(shí)施例中,多個(gè)布線跡線240、242可與相應(yīng)傳感器電極120或網(wǎng)格電極122耦合。多個(gè)布線跡線240、242的數(shù)量可基于傳感器電極120或網(wǎng)格電極122的期望信號(hào)穩(wěn)定速度(即,基于電阻和電容值)來選擇。
圖10示出按照一個(gè)實(shí)施例、包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊的多個(gè)部分的處理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。排列1000一般可與組合件340配合使用,并且提供一種實(shí)現(xiàn),其中處理系統(tǒng)110包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208的多個(gè)部分。部分208-1、208-2可以是截然不同的IC,以及處理系統(tǒng)110可包括設(shè)置在兩個(gè)部分208-1、208-2之間的感測模塊204。在備選實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110可包括顯示驅(qū)動(dòng)器模塊208的多于兩個(gè)部分和/或感測模塊204的兩個(gè)或更多部分,其可設(shè)置在任何適當(dāng)排列中。
排列1000包括二十四(24)個(gè)布線跡線240和二十四(24)個(gè)源線330,但是每個(gè)的其他數(shù)量是可能的。例如,排列1000備選地可包括許多偽跡線、一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格電極等等。每個(gè)顯示列405對(duì)應(yīng)于八(8)個(gè)源線330,以及各感測列410對(duì)應(yīng)于八(8)個(gè)布線跡線240。排列1000還包括與布線跡線240連接的通孔415的規(guī)則圖案,與圖4和圖6中所描繪的相似。部分208-1包括十二(12)個(gè)焊盤,其中的八個(gè)連接到顯示列4051的布線跡線240,而其中的四個(gè)連接到顯示列部分4052A的布線跡線240。部分208-2還包括十二(12)個(gè)焊盤,其中的八個(gè)連接到顯示列4053的布線跡線240,而其中的四個(gè)連接到顯示列部分4052B的布線跡線240。因此,顯示列4052部分地由部分208-1以及部分地由部分208-2來控制。處理系統(tǒng)110可包括用于將部分208-1、208-2的定時(shí)也與感測模塊204同步的電路。
感測模塊204包括二十四(24)個(gè)焊盤,并且與感測列4101-4103的布線跡線240耦合。在這個(gè)實(shí)施例中,相對(duì)大數(shù)量的布線跡線240可與源線330重疊。因而,排列1000可提供布線跡線240與源線330之間的空間分隔,和/或處理系統(tǒng)110可提供所生成信號(hào)之中的時(shí)間和/或頻率分隔,如上所述。另外,處理系統(tǒng)110可執(zhí)行操作以減輕或補(bǔ)償顯示更新對(duì)感測的影響,或者感測對(duì)顯示更新的影響。
圖11示出按照一個(gè)實(shí)施例、用于按照規(guī)則圖案選擇性地將多個(gè)布線跡線與通孔的排列進(jìn)行連接的技術(shù)。排列1100一般提供符合本文所述實(shí)施例的任一個(gè)的、顯示面板300(圖3)的一部分的放大視圖。
排列1100包括兩個(gè)相鄰像素1105A、1105B。每個(gè)像素1105A、1105B包括相應(yīng)紅色子像素1106A和1106B、相應(yīng)綠色子像素1107A和1107B以及相應(yīng)藍(lán)色子像素1108A和1108B。顯示器的任何其他適當(dāng)像素幾何結(jié)構(gòu)也是可能的,諸如紅色/綠色/藍(lán)色/黃色、紅色/綠色/藍(lán)色/白色、紅色/綠色/藍(lán)色/黃色/青色等。像素1105A、1105B可包含在與組合件340的層分離的顯示材料層320(圖3)中。用來操作像素1105A、1105B的源線和柵線未描繪。
許多通孔1110包含在排列1100中,并且按照規(guī)則圖案來排列。通孔1110用來選擇性地將傳感器電極120(未示出)與布線跡線240、242耦合。如所示,各通孔1110重疊對(duì)應(yīng)子像素;通孔1110按照1:1比率對(duì)應(yīng)于子像素。通孔1110可包含在本文所述的通孔(例如415、605)或偽通孔(例如910)的任一個(gè)中。例如,通孔1110按照1:1比率對(duì)應(yīng)于通孔415、605或910。在另一個(gè)示例中,多于一個(gè)通孔1110對(duì)應(yīng)于單個(gè)通孔415、605或910。
在備選實(shí)施例中,通孔1110相對(duì)于子像素的定位、通孔1110與子像素的比率等可改變,只要通孔的總體圖案保持為規(guī)則。例如,通孔1110可設(shè)置成沒有重疊子像素、重疊多于一個(gè)子像素,等等。各通孔1110與導(dǎo)電連接1115(其選擇性地與布線跡線240、242連接)耦合。
在一些實(shí)施例中,連接1115可沿垂直切割線1120來切斷,使得通孔1110沒有與對(duì)應(yīng)布線跡線240、242耦合。在這些情況下,連接1115可形成在已經(jīng)包括不連續(xù)性的金屬中,不連續(xù)性可在以后添加(例如通過切割或蝕刻),或者連接1115可能根本沒有形成。在一個(gè)示例中,比如說,特定布線跡線242與設(shè)置在排列1100的視圖外部的網(wǎng)格電極122連接。如果所示通孔1110與傳感器電極120連接,則沿特定布線跡線242所設(shè)置的通孔1110可從布線跡線242斷開連接,使得網(wǎng)格電極沒有與傳感器電極短接。
另外,布線跡線240、242可沿水平切割線1125來切斷,以選擇性地連接傳感器電極和/或網(wǎng)格電極和/或關(guān)聯(lián)處理系統(tǒng)。不連續(xù)性的備選切割圖案或位置也是可能的。
圖12是按照一個(gè)實(shí)施例、相對(duì)于包括網(wǎng)格電極的傳感器元件陣列、按照規(guī)則圖案的通孔的示范排列的功能圖。排列1200顯示多個(gè)傳感器電極1201-1204,其由網(wǎng)格電極1221、1222部分地限定范圍。多個(gè)布線跡線2401-2404在相應(yīng)通孔415A-415D與傳感器電極1201-1204連接。多個(gè)布線跡線2421、2422在相應(yīng)通孔605與網(wǎng)格電極1221、1222連接。排列1200還包括與相應(yīng)偽通孔1205、910A-910D連接的多個(gè)偽電極420、915A-915D。
圖13示出按照一個(gè)實(shí)施例、實(shí)現(xiàn)圖12所描繪通孔的排列的多個(gè)布線跡線的示范配置。更具體來說,排列1300相對(duì)于多個(gè)子像素1305(其可表示上述子像素1106、1107、1108的任一個(gè))示出圖12的功能圖。排列1300可提供處于一個(gè)或多個(gè)級(jí)別的多個(gè)通孔的規(guī)則圖案,其中每個(gè)能夠簡化檢查過程以及改進(jìn)成品的性能一致性。例如,在第一級(jí)別,排列1300提供與每個(gè)子像素1305對(duì)應(yīng)的通孔1110的規(guī)則圖案。在另一級(jí)別,排列1300提供用來與各種傳感器電極和網(wǎng)格電極連接的通孔415A-415D和通孔605(其中每個(gè)可包括通孔1110的一個(gè)或多個(gè))的規(guī)則圖案。在又一級(jí)別,排列1300能夠提供偽通孔(例如包括偽通孔910A-910D、1205)的規(guī)則圖案。
因此,提供本文闡述的實(shí)施例和示例,以便最好地說明按照本技術(shù)及其特定應(yīng)用的實(shí)施例,并且由此使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖褪褂帽炯夹g(shù)。但是,本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,前述說明及示例僅為了例示和示例的目的而提出。所闡述的說明并非意在是窮舉性的或者將本公開限定到所公開的精確形式。
鑒于以上所述,本公開的范圍由附隨的權(quán)利要求來確定。