本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及電子設(shè)備的金屬外殼中的嵌入式電容傳感器。

背景技術(shù)：

移動設(shè)備是普遍存在的。與它們交互的方式和移動設(shè)備行為的方式隨著時間的推移而演變。移動設(shè)備的一個重要技術(shù)是它們的感測能力。感測可以經(jīng)由許多模態(tài)發(fā)生，例如觸覺/壓力感測，音頻感測，光/視覺感測，溫度感測和電容感測。不僅這些模態(tài)允許我們以各種不同的方式與移動設(shè)備交互，這些模態(tài)允許移動設(shè)備變得“更智能”，使得移動設(shè)備可以更好地理解上下文以及用戶與移動設(shè)備交互的方式。

一種有趣的模態(tài)是電容感測。電容式感測已經(jīng)與觸摸屏一起使用了一段時間，以允許用戶通過移動設(shè)備的屏幕提供用戶輸入，而不使用物理按鈕。在一些應(yīng)用中，大表面/皮膚上的電容感測甚至可以用于感測握力或手姿勢。在一些其他應(yīng)用中，可以提供兩個電極，一個電極在移動設(shè)備的每一側(cè)上，用于全手識別。在另一些其它應(yīng)用中，可以鄰近天線設(shè)置電極，以檢測緊鄰天線的手指或手的存在。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

金屬外殼在諸如智能電話、平板電腦、便攜式揚聲器等的電子設(shè)備中越來越流行，因為金屬外殼的外觀和感覺對消費者有吸引力。遺憾的是，金屬外殼通常與傳統(tǒng)的電容式傳感電極不兼容，傳統(tǒng)的電容式傳感電極通常設(shè)置在印刷電路板或柔性電路上，并且只能用于塑料外殼。為了用金屬殼提供電容感測，可以制造專用材料堆以將金屬殼嵌入電容傳感器。具體地，可以在形成在金屬殼上的氧化物層上(例如，通過陽極氧化)沉積導(dǎo)體(導(dǎo)電墊或?qū)щ妼??？梢蕴峁┩獠客繉右员Ｗo導(dǎo)體。另外的導(dǎo)體和電介質(zhì)可以包括在材料疊層中以形成雙層電容傳感器。

附圖說明

為了提供對本公開及其特征和優(yōu)點的更完整的理解，參考結(jié)合附圖進行的以下描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分，其中：

圖1示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有單個電容感測電極的電容感測系統(tǒng)和當(dāng)手指接近電極時由系統(tǒng)生成的示例性電容感測響應(yīng)；

圖2示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有嵌入其中的兩種不同設(shè)計的電容傳感器的電子設(shè)備的示例性金屬殼的橫截面；

圖3示出根據(jù)本公開的一些實施例的圖2中所示的橫截面的一部分的示例性放大視圖；

圖4a-c示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有第一設(shè)計的六個嵌入式電容傳感器和相關(guān)聯(lián)的電子器件的示例性金屬外殼的不同視圖；

圖5a-c示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有第二設(shè)計的六個嵌入式電容傳感器和相關(guān)聯(lián)的電子器件的示例性金屬外殼的不同視圖；

圖6示出根據(jù)本公開的一些實施例的嵌入有電子設(shè)備的示例性金屬殼的示例性雙層電容傳感器；

圖7示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有嵌入式雙層電容傳感器和相關(guān)聯(lián)的電子器件的示例性金屬外殼的視圖；

圖8是示出根據(jù)本公開的一些實施例的用于在電子設(shè)備的金屬外殼上制造電容傳感器的方法的流程圖；和

圖9示出根據(jù)本公開的一些實施例的示例性電容感測系統(tǒng)。。

具體實施方式

電容感測及其在移動設(shè)備中的應(yīng)用

電容感測用于許多不同類型的傳感器中，包括用于檢測和測量接近度，位置或位移，濕度，流體水平和加速度的傳感器。作為人機接口裝置(hid)技術(shù)(例如，提供觸摸屏來替代計算機鼠標(biāo))的電容性感測已變得越來越流行。hid技術(shù)可以基于電容耦合，其采用人體電容作為輸入。電容式觸摸傳感器用于諸如筆記本電腦觸摸板、數(shù)字音頻播放器、計算機顯示器/觸摸屏、移動電話、移動設(shè)備、平板電腦等許多設(shè)備中。設(shè)計工程師繼續(xù)選擇電容式傳感器，用于其多功能性，可靠性和魯棒性，-設(shè)備接口，降低機械開關(guān)成本。

電容傳感器通常檢測任何導(dǎo)電或具有與空氣不同的電介質(zhì)的東西，例如人手或手指的一部分。圖1示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有單個電容性感測電極的電容性感測系統(tǒng)和當(dāng)手指接近電極時由系統(tǒng)產(chǎn)生的示例性電容性感測響應(yīng)。當(dāng)激勵信號對電容傳感器102(例如，設(shè)置在印刷電路板或柔性電路上的電極或?qū)w)充電時，電容傳感器102變?yōu)樘摂M電容器的兩個板中的一個。當(dāng)對象接近用作虛擬電容器的第二板的電容傳感器時，可以例如通過電容感測控制器104測量基于存在于電容傳感器上的電荷的虛擬電容。電容感測控制器404該電子設(shè)備可以包括模擬前端，其被配置為測量虛擬電容并使用電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(cdc)106將模擬測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。一些電容感測控制器可以生成高分辨率電容測量數(shù)據(jù)，如每個電容傳感器的高16位或更高。電容感測控制器104還可以提供用于向電容傳感器102提供激勵信號的激勵源108。通常，電容感測控制器104可以具有可連接到多個電容傳感器的多個輸入引腳。當(dāng)對象(例如，手指)朝向電容傳感器102移動時，電容傳感器102產(chǎn)生上升響應(yīng)，如示出cdc106的輸出的響應(yīng)曲線圖所示。當(dāng)對象遠離電容傳感器102產(chǎn)生下降響應(yīng)。在許多常規(guī)電容性感測應(yīng)用中，跨過“傳感器活動”閾值的cdc輸出將觸發(fā)“接通”狀態(tài)，使得電容性傳感器102能夠提供“開或關(guān)”功能。

用于移動設(shè)備的電容性感測對于感測移動設(shè)備周圍的動態(tài)環(huán)境特別有用。作為電容傳感器的電極可以是廉價的，并且這些電極可以是非常緊湊和薄的，這使得電容感測特別適合于其形狀因素可以對其內(nèi)部的電子器件施加約束的移動設(shè)備。例如，電容感測可以消除對通常難以在移動設(shè)備中提供的機械按鈕的需要，其設(shè)計約束連續(xù)地驅(qū)動設(shè)備更小，更平滑和/或防水。電容式感測可以提供手勢感測、環(huán)境感測、材料感測、壓力感測、聲音感測、用戶交互感測等。

在本公開的上下文中的移動設(shè)備(或有時在本文中被稱為手持設(shè)備)包括可以由一個或多個用戶的一只或多只手持握的電子設(shè)備(電子設(shè)備可以是完全移動的，并且電子設(shè)備可以綁定到其他電子)。移動設(shè)備可以包括移動電話、平板電腦、膝上型計算機、便攜式揚聲器、可穿戴電子設(shè)備(例如，手表，耳塞，眼鏡，眼鏡)等。由于具有小形狀因素，移動設(shè)備通常由用戶的手或手在使用期間。對于移動設(shè)備，用戶界面模態(tài)可以在其能力方面受到限制，因為物理用戶界面通常局限于移動設(shè)備的小形狀因數(shù)。此外，任何用戶接口模態(tài)(例如，語音命令識別)可受到這些移動設(shè)備上的處理能力和功率預(yù)算的限制。

盡管本公開包括與具有能夠由用戶的手容易地握持的形狀因數(shù)的這些類型的移動設(shè)備相關(guān)的示例，但是本文所描述的傳感器布置也可應(yīng)用于一般的電子設(shè)備(即使移動性受限)。例如，示例性電子設(shè)備可以包括方向盤，游戲控制臺控制器，家用電器，交互式顯示器等。廣義地講，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本文所公開的傳感器布置可以應(yīng)用于電子設(shè)備，或甚至動物)預(yù)期使用他們的手和/或手指(“手持設(shè)備”)進行交互。

金屬外殼設(shè)計對電容感測提出了挑戰(zhàn)

在印刷電路板或柔性電路上提供的圖1中所示的電容傳感器102的配置通常設(shè)置在暴露于電容傳感器的外部環(huán)境的塑料蓋(或塑料覆蓋層)之后。電容傳感器102能夠通過塑料蓋感測環(huán)境(因為電場基本上不被塑料蓋影響)。塑料蓋已經(jīng)廣泛用于移動設(shè)備，例如，諸如覆蓋移動電話的背部的可移除蓋，其中電池和電子器件駐留，但是金屬外殼快速地獲得流行。具有金屬外殼的移動設(shè)備的外觀和感覺有時被具有塑料外殼的移動設(shè)備優(yōu)先于用戶。不幸的是，在金屬外殼后面或內(nèi)部提供電容傳感器(例如，圖1的電容傳感器102)是不相容的，因為金屬外殼用作法拉第屏蔽并限制由電容傳感器產(chǎn)生的靜電場。

隔離在金屬殼上具有氧化物層的電容傳感器

代替將電容傳感器放置在金屬外殼之后或內(nèi)部，電容傳感器可以嵌入金屬外殼，其中電容傳感器的至少一部分放置在金屬外殼的外側(cè)上以克服法拉第屏蔽效應(yīng)。在電容傳感器和金屬外殼之間是絕緣體，例如氧化物層，其可以通過陽極氧化，氧化，化學(xué)氣相沉積，激光活化或其它可應(yīng)用的過程形成在金屬外殼上，以將電容傳感器與金屬案件。其它可應(yīng)用的工藝可以包括例如施加，涂覆或噴涂可以粘附到金屬外殼的絕緣層(例如，環(huán)氧樹脂，搪瓷等)，如果一些金屬外殼不形成陽極化外層，這可能是特別有用的容易。除了提供絕緣體，可以在(薄的)電容傳感器上提供硬的外部涂層，以保護(脆弱的)傳感器免受磨損或劃傷。結(jié)果，即使當(dāng)移動設(shè)備的設(shè)計需要金屬外殼時，也可以實現(xiàn)電容感測。

如本文所使用的，金屬殼體后面或內(nèi)部通常是指移動裝置的電子器件所位于或容納的區(qū)域或空腔。在金屬外殼的外部通常是指在正常操作期間面向用戶的移動設(shè)備或手持設(shè)備的外部環(huán)境，特別是期望與電容傳感器的用戶交互的區(qū)域。金屬外殼可包括金屬主體，金屬蓋，金屬托盤，金屬框架和/或金屬外殼，其覆蓋或封閉移動裝置的電子器件。

圖2示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有嵌入其中的兩種不同設(shè)計的電容傳感器的手持設(shè)備的示例性金屬外殼的橫截面。電容感測控制器202類似于電容感測控制器104，但不同之處在于，提供附加引腳以電連接到嵌入在金屬殼210中的多個電容傳感器，例如具有第一設(shè)計的電容傳感器204，以及電容傳感器206具有第二設(shè)計。電容感測控制器202意在說明而非限制本公開，并且本公開設(shè)想了其他合適的實現(xiàn)方式。示出了鍵或圖例，其將圖案映射到可能的合適材料。金屬殼體210的金屬主體部212的形狀可以根據(jù)應(yīng)用而變化。電子設(shè)備的示例性金屬殼體210可以具有嵌入金屬殼體210的一個或多個電容式傳感器(例如，電容式傳感器204和電容式傳感器206)。金屬殼體210可以包括形成金屬殼體210的金屬主體部分212，其中金屬主體部分212的外表面的至少一部分被陽極氧化(示出為具有氧化物層214)。如果陽極氧化不可能或優(yōu)選，則金屬體部212的外表面的一部分可以被氧化，或者可以在其上設(shè)置絕緣層。

在一些情況下，金屬主體部分212的整個外表面被陽極氧化，而在一些其他情況下，僅金屬主體部分212(其中電容傳感器被嵌入)的外表面的一部分被陽極氧化。在一些情況下，金屬主體部分212的整個外表面被陽極氧化，但是氧化物層的一部分或多個部分隨后被拋光或去除，使得金屬主體部分212的外表面的一部分被陽極氧化。形成氧化物層214的陽極氧化允許氧化物層214使金屬主體部分212電絕緣。陽極氧化可在金屬主體部分212上形成顏色(如果染色)和/或紋理。氧化物層214的其它替代絕緣體是由本公開預(yù)見的。

金屬殼210還包括暴露于電子設(shè)備的外部環(huán)境的外部非導(dǎo)電層216。外部非導(dǎo)電層216用于保護嵌入式電容傳感器的大部分免受例如由環(huán)境中的物體引起的損壞，因為電容傳感器可以是薄且易碎的。

為了嵌入電容傳感器，金屬殼210還包括形成電容傳感器的第一導(dǎo)體204或206。第一導(dǎo)體204或206包括(1)位于金屬主體部分212(例如，氧化物層214)的陽極化外表面和外部非導(dǎo)電層216之間的第一部分，以及(2)可電連接的第二部分到電容感測控制器202。第一部分是放置在金屬外殼210外部以克服法拉第屏蔽效應(yīng)的感測部分，使得電容感測功能不被金屬外殼210(或金屬主體部分212)阻礙。第一導(dǎo)體204或206通過氧化物層214與金屬殼210電絕緣，此外，第一導(dǎo)體204或206的第一部分由外部非導(dǎo)電層保護。一般來說，第二部分不被外部非導(dǎo)電層包封。第二部分可以形成焊盤以提供與電容感測控制器202的電連接。

圖中所示的電容傳感器的不同設(shè)計提供了金屬外殼210內(nèi)部上的電容感測控制器202可以如何電連接到基本上位于金屬外殼210的外部的電容傳感器204或206的靈活性。金屬外殼。在第一設(shè)計中，電容式傳感器204穿過金屬殼體210的金屬本體部212中的孔，并且在第二設(shè)計中，電容式傳感器206包繞金屬殼210的金屬本體部212。

在第一設(shè)計中，“鉆孔設(shè)計”中，第一導(dǎo)體204包括穿過連接第一部分和第二部分的金屬主體部分212的孔的第三部分，其中金屬主體部分212的表面在內(nèi)孔被陽極氧化。第三部分允許第一導(dǎo)體204到達金屬殼體210的內(nèi)部。因此，孔內(nèi)的陽極氧化甚至可以在孔內(nèi)部提供金屬主體部分212和第一導(dǎo)體204之間的電絕緣。如果不期望環(huán)繞設(shè)計，則其它導(dǎo)體(如果包括的話)也可以利用該設(shè)計。在一些實施例中，孔用作麥克風(fēng)開口，麥克風(fēng)/耳機插孔，一些卡槽，一些傳感器開口或一些連接器插孔。

在第二設(shè)計(“環(huán)繞式設(shè)計”)中，第一導(dǎo)體206環(huán)繞金屬主體部分212(沿著氧化物層214并在氧化物層214上方)到達金屬外殼210的內(nèi)部，而不是具有通過如果井眼設(shè)計不是所希望的，其它導(dǎo)體(如果包括的話)也可以利用這種設(shè)計。第一導(dǎo)體204和第一導(dǎo)體206都包括可用于將第一導(dǎo)體204和第一導(dǎo)體206連接到電容感測控制器202或用于電容感測的其它合適的電子器件的第二部分。

圖3示出根據(jù)本公開的一些實施例的圖2中所示的橫截面的一部分的示例性放大視圖。放大視圖示出了圖2中標(biāo)記的區(qū)域220。在所示的實施例中，金屬主體部分212(“殼體材料”)，氧化物層214和第一導(dǎo)體204或206(“電極”)，外部非導(dǎo)電層216(例如，“透明涂層”)以該特定順序形成材料堆疊。第一導(dǎo)體204或206的第一部分的第一側(cè)與金屬主體部分212的陽極氧化外表面(例如，氧化物層214)相鄰。第一部分的第二側(cè)與第一導(dǎo)體204或206相鄰到外部非導(dǎo)電層216。

電容傳感器的示例性定位或布置

圖4a-c示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有第一設(shè)計(井眼設(shè)計)的六個嵌入式電容傳感器和相關(guān)聯(lián)的電子器件的示例性金屬殼體的不同視圖。圖5a-c示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有第二設(shè)計(環(huán)繞設(shè)計)的六個嵌入式電容傳感器和相關(guān)聯(lián)的電子器件的示例性金屬外殼的不同視圖。從圖中可以看出，6個電容傳感器(或其他合適數(shù)量的傳感器)可以與電子設(shè)備的金屬外殼一起嵌入。一般來說，電容傳感器可以放置在對于給定電子設(shè)備預(yù)期用戶交互(例如，手握，動態(tài)手交互或移動)的地方。例如，電容傳感器可以放置在金屬殼體的相對邊緣?？梢园娋€或跡線以將電容傳感器連接到電容感測控制器202或其他合適的電子器件。不是所有的電容傳感器必須使用相同的設(shè)計(一些可以使用鉆孔設(shè)計，而其他使用環(huán)繞設(shè)計)。本公開設(shè)想了電容傳感器的其他配置、形狀、布置和尺寸。

用于更有效的電容感測的雙層設(shè)計

在許多情況下，金屬殼體的金屬主體部分接地，并且由導(dǎo)體(例如，圖2的第一導(dǎo)體)產(chǎn)生的電場可以被金屬殼體快速衰減，從而減小“范圍”。為了解決這個問題，可以提供(1)被驅(qū)動到某一電位的基極(有時稱為“電位偏移電極”)，(2)一些電介質(zhì)層，以及(3)用于電容感測的基極?；鶚O的電位可以與感測電極相同或更高，并且基極可以幫助向外投射電場，使得感測電極可以具有更大的感測“范圍”。結(jié)果是雙層電容傳感器，其可以對例如更遠離金屬外殼的嵌入式電容傳感器的手運動更敏感。

圖6示出根據(jù)本公開的一些實施例的嵌入有電子設(shè)備的示例性金屬殼的示例性雙層電容傳感器。具體地，該圖示出了示出示例性金屬殼體的材料堆疊的放大橫截面。類似于圖2，金屬外殼包括形成金屬外殼的金屬主體部分602，其中金屬主體部分602的外表面的至少一部分被陽極氧化(示為氧化物層604)?？商鎿Q地，除了氧化物層604之外的其它合適的絕緣層可以形成在金屬主體部分602的外表面上。金屬外殼包括暴露于電子器件的外部環(huán)境并且保護電容傳感器的外部非導(dǎo)電層612。此外，金屬殼體包括形成電容性傳感器的第一導(dǎo)體610。在本實施例中，第一導(dǎo)體610形成感測電極。第一導(dǎo)體610包括：(1)位于金屬主體部分(例如，氧化物層604)的陽極化外表面和外部非導(dǎo)電層612之間的第一部分，以及(2)可電連接到電容感測控制器660。為了提供基底電極，金屬殼還包括形成位于主體部分(例如，氧化物層604)的陽極化外表面和第一導(dǎo)體的第一部分之間的電位偏移電極的第二導(dǎo)體606610以及位于第一導(dǎo)體610和第二導(dǎo)體606之間的電介質(zhì)層608。

例如，第二導(dǎo)體606可以包括：(1)位于主體部分(例如，氧化物層604)的(陽極化的)外表面和第一導(dǎo)體610的第一部分之間的第一部分，以及(2)可電連接到電容感測控制器660的第二部分。具體來說，第二導(dǎo)體606的第一部分通過電介質(zhì)層608與第一導(dǎo)體610的第一部分分離。

材料堆疊相應(yīng)地具有以下順序：金屬主體部分602(“殼體材料”)，氧化物層604，第二導(dǎo)體606(“電極”)，電介質(zhì)層608(“電介質(zhì)”)和第一導(dǎo)體610“電極”)和外部非導(dǎo)電層612(“透明涂層”)。

為了形成基極電極，第二導(dǎo)體606例如在電容感測控制器660中可經(jīng)由開關(guān)616與預(yù)定電壓電位614連接和斷開。第二導(dǎo)體606可用作充電氣囊。通過將第二導(dǎo)體606充電到預(yù)定電壓電位614(例如，通過閉合開關(guān)616)以實現(xiàn)相對于金屬主體部分602的標(biāo)稱電位，并且隨后通過開關(guān)616隔離第二導(dǎo)體606(例如，通過斷開開關(guān)616)，可以將電容傳感器的電場向外驅(qū)動以增加電容傳感器的“范圍”。例如，如果金屬主體部分602接地并且感測電極將在預(yù)定電壓電位v下操作，則電容感測控制器660可以使第一導(dǎo)體610(感測電極)浮置，將基極電極充電到預(yù)定電壓電位v，并使用開關(guān)616斷開第二導(dǎo)體606(基極)。然后將電荷捕獲在基極上以輔助感測電極的“范圍”。

圖7示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有嵌入式雙層電容傳感器和相關(guān)聯(lián)的電子器件的示例性金屬外殼的視圖。具體地，圖7示出了嵌入在金屬殼700中的雙層電容傳感器的前視圖。與圖6相同，氧化物(或絕緣)層704設(shè)置或形成在金屬殼700的外表面的至少一部分上。金屬本體部分702以使金屬本體部分702與電容傳感器(即，一個或多個導(dǎo)電層)電絕緣。金屬殼700還包括形成基極的第二導(dǎo)體706。第二導(dǎo)體706可以噴射到由氧化物層704絕緣的區(qū)域上。金屬殼700還包括形成感測電極的第一導(dǎo)體710。金屬殼700還包括電介質(zhì)層708，其沉積在第二導(dǎo)體706上(并且包圍)以將第二導(dǎo)體706與第一導(dǎo)體710電隔離。第二導(dǎo)體706可以跨越比第一導(dǎo)體710更大的面積?？梢蕴峁┲T如透明涂層的外部非導(dǎo)電層712以覆蓋雙層電容傳感器，以防止表面磨損。結(jié)果是嵌入具有改進的感測“范圍”的金屬殼700的雙層電容傳感器。

根據(jù)實施方式，可以將井眼設(shè)計或環(huán)繞設(shè)計(或用于將導(dǎo)體連接到金屬殼體內(nèi)的電容感測控制器的任何合適的設(shè)計)用于第一導(dǎo)體710和第二導(dǎo)體706。圖7中所示的示例是環(huán)繞設(shè)計，其中導(dǎo)體的一部分(例如，跡線)環(huán)繞金屬殼的邊緣以將導(dǎo)體電連接到電容感測控制器。在一些情況下，相同部分可以穿過金屬本體部分702中的一個或多個孔(陽極氧化，使得孔內(nèi)的表面被氧化層絕緣)，以將導(dǎo)體電連接到電容感測控制器。

可與金屬殼嵌入的電容傳感器

廣義地說，本文所示的嵌入在電子器件的金屬外殼上的電容傳感器包括放置在金屬外殼的電絕緣外層和電子器件的外保護層之間的第一導(dǎo)電焊盤。第一導(dǎo)電焊盤(形成電容傳感器)將包括其上沉積有外保護層的第一部分；以及可電連接到所述電子設(shè)備的電容感測控制器的第二部分。電絕緣層可以包括氧化物層。

對于雙層電容傳感器，電容傳感器還將包括：(1)位于金屬外殼的電絕緣外層和第一導(dǎo)電焊盤的第一部分之間的第二導(dǎo)電焊盤，以及(2)介電層，其位于所述第一導(dǎo)體和所述第二導(dǎo)體之間。第一導(dǎo)電墊形成感測電極(或浮動感測電極)；第二導(dǎo)電焊盤形成基極電極(或形成用于當(dāng)電荷存儲在電位偏移電極上時向外投射電場的電位偏移電極)。第二導(dǎo)電焊盤可經(jīng)由開關(guān)(例如，隔離開關(guān))與預(yù)定電壓電位連接和斷開。第二導(dǎo)電焊盤通常將跨越比第一導(dǎo)電焊盤更大的面積。

用于在電子設(shè)備的金屬外殼上制造電容傳感器的方法

圖8是示出根據(jù)本公開的一些實施例的用于在電子設(shè)備的金屬外殼上制造電容傳感器的方法的流程圖。該方法包括將第一導(dǎo)電材料沉積到金屬殼的陽極化外表面上(任務(wù)802)。在一些替代實施例中，該方法包括在外表面上沉積電絕緣層(而不是形成陽極化外表面)，并且第一導(dǎo)電材料沉積在絕緣層上。第一導(dǎo)電材料形成可連接到電子設(shè)備的電子器件(例如，電容感測控制器)的第一焊盤部分和第一跡線部分。導(dǎo)電材料可以以任何合適的方式噴涂，涂覆，放置，沉積，形成或提供到陽極化外表面上。該方法還包括沉積透明涂層作為金屬外殼的外表面，以保護金屬外殼和透明保護涂層之間的材料(任務(wù)804)。

為了制造雙層電容傳感器，該方法還包括在第一導(dǎo)電材料的第一焊盤部分上沉積電介質(zhì)材料(任務(wù)806)。介電材料可以包圍第一導(dǎo)電材料的第一焊盤部分。此外，該方法包括將第二導(dǎo)電材料沉積到電介質(zhì)層上(并且可能地，第二導(dǎo)電材料可以沉積到金屬殼的陽極氧化的外表面的一部分上以形成跡線)(任務(wù)808)。第二導(dǎo)電材料形成用于電容性感測的第二焊盤部分和可連接到電子設(shè)備的電子器件的第二跡線部分。該方法中的第一導(dǎo)電材料形成基極，第二導(dǎo)電材料形成感測電極。

材料考慮

金屬殼可以由鋁或其他合適的金屬制成，其中可以進行(均勻)氧化物層(例如氧化物層214)或其他電絕緣層的陽極氧化和/或生長。金屬外殼將形成用于移動設(shè)備的電子設(shè)備的外殼以及為用戶提供金屬外觀和感覺的外殼或外部。根據(jù)應(yīng)用，金屬殼體可以具有不同的形狀，尺寸和/或厚度。例如，形成金屬主體部分的材料包括以下中的一種或多種：鋁，鈦，鋅和鎂。材料的選擇可以取決于諸如成本，重量以及陽極氧化和形成氧化物層的能力的因素。在一些實施例中，將電絕緣層添加到金屬殼體而不是陽極氧化。在一些實施例中，陽極化外表面(例如，氧化物層214)包括5-200或25至200微米厚的氧化物層。

第一導(dǎo)體(或本文提到的任何導(dǎo)體，例如雙層電容傳感器的第二導(dǎo)體)通常由可以用作電容傳感器的任何合適的導(dǎo)電材料制成。在一些實施例中，材料形成如下：導(dǎo)電聚合物，有機半導(dǎo)體，碳，銅，銀和金。在一些實施例中，形成第一導(dǎo)體的材料包括以下的一種或多種：氧化銦錫，透明導(dǎo)電氧化物，碳納米芽和碳納米管。這些材料是優(yōu)選的，因為導(dǎo)體可以制成基本上透明或半透明以保持金屬外殼的金屬外觀。

外非導(dǎo)電層212可以是硬涂層，透明涂層(如圖所示的實例)，透明保護涂層或可提供防止磨損或磨損的任何合適的保護性非導(dǎo)電材料，因為導(dǎo)體可以薄而脆。例如，外部非導(dǎo)電層(或外部保護層)可以包括透明涂層或透明環(huán)氧樹脂。外部非導(dǎo)電層212優(yōu)選是透明的，透明的或半透明的，使得金屬外觀不被外部非導(dǎo)電層覆蓋或毀壞。然而，在一些情況下，外部非導(dǎo)電層212可以是不透明的，半透明的，或形成視覺設(shè)計或貼花，其視覺上模糊嵌入金屬殼體中的導(dǎo)體。

電容感測系統(tǒng)

圖9示出根據(jù)本公開的一些實施例的用于手勢識別的示例性電容感測系統(tǒng)。電容感測系統(tǒng)902包括一個或多個電容感測電極904，電容感測控制器906，一個或多個非暫時性計算機可讀存儲器910和一個或多個處理器908。電容感測電極904電耦合(例如，經(jīng)由信號跡線)到電容性感測控制器906(類似于圖的控制器104和控制器202)，其被配置為輸出電容性感測測量。電容性感測測量可以存儲在存儲器910中。在一些情況下，處理器908可以被配置為通過執(zhí)行存儲在諸如存儲器910的非暫時性計算機介質(zhì)上的一個或多個指令來執(zhí)行本文所描述的用于姿勢識別的方法。在替代實施例中，處理器908可以是具有專門為手勢識別設(shè)計的電路的專用處理器。在一些實施例中，處理器908可以包括可以執(zhí)行存儲在存儲器910中的指令的處理電路和專門設(shè)計用于手勢識別的電路。專用電路可以包括可以實現(xiàn)例如一個或多個分類器或一個或多個分類器內(nèi)的過程(例如，計算比，導(dǎo)數(shù)等)的電路。在一些實施例中，處理器908可以包括一個或多個應(yīng)用特定組件，或者可以包括被配置為執(zhí)行本文描述的功能的可編程邏輯門。電路可以在模擬域，數(shù)字域或混合信號域中操作。

變化和實現(xiàn)

術(shù)語“電容性傳感器”和“電容性感測電極”可互換使用。術(shù)語“導(dǎo)體”和“電極”可以互換使用。術(shù)語“導(dǎo)體”，“導(dǎo)電層”，“導(dǎo)電墊”和“導(dǎo)電材料”可以互換使用。術(shù)語“外部非導(dǎo)電層”和“外部保護層”可以互換使用。術(shù)語“介電層”和“介電材料”可以互換使用。

注意，上文參考圖式所論述的活動可適用于涉及使用電容感測的手勢識別的任何集成電路。改進的電容感測方法和方法可以適用于期望手勢識別用戶界面的任何電氣設(shè)備。這些電氣設(shè)備可以在許多不同的環(huán)境中找到，例如消費電子(移動設(shè)備，電器，游戲系統(tǒng)，計算機，增強現(xiàn)實，虛擬現(xiàn)實)，醫(yī)療系統(tǒng)，科學(xué)儀器，工業(yè)系統(tǒng)，航空航天系統(tǒng)，系統(tǒng)等。

在一個示例實施例中，附圖的任何數(shù)量的電路可以在相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的板上實現(xiàn)。板可以是能夠保持電子設(shè)備的內(nèi)部電子系統(tǒng)的各種部件并且還提供用于其他外圍設(shè)備的連接器的通用電路板。更具體地，板可以提供電連接，系統(tǒng)的其他部件可以通過該電連接電通信?；谔囟ㄅ渲眯枨?，處理需求，計算機設(shè)計等，任何合適的處理器(包括數(shù)字信號處理器，微處理器，支持芯片組等)，計算機可讀非暫時性存儲器元件等可以適當(dāng)?shù)伛詈系桨?。諸如外部存儲器，附加傳感器，用于音頻/視頻顯示的控制器以及外圍設(shè)備的其它組件可以作為插入卡，經(jīng)由電纜附接到板或者集成到板本身中。在各種實施例中，本文描述的功能可以仿真形式被實現(xiàn)為在布置在支持這些功能的結(jié)構(gòu)中的一個或多個可配置(例如，可編程)元件內(nèi)運行的軟件或固件。提供仿真的軟件或固件可以在包括允許處理器執(zhí)行那些功能的指令的非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)上提供。

在另一示例實施例中，附圖的電路可以被實現(xiàn)為獨立模塊(例如，具有被配置為執(zhí)行特定應(yīng)用或功能的相關(guān)組件和電路的設(shè)備)或者實現(xiàn)為應(yīng)用中的插件模塊電子設(shè)備的特定硬件。注意，本公開的特定實施例可以部分地或整體地容易地包括在片上系統(tǒng)(soc)封裝中。soc表示將計算機或其他電子系統(tǒng)的組件集成到單個芯片中的ic。它可以包含數(shù)字，模擬，混合信號和通常的射頻功能：所有這些可以提供在單個芯片襯底上。其他實施例可以包括多芯片模塊(mcm)，其具有位于單個電子封裝內(nèi)的多個分離的ic，并且被配置為通過電子封裝彼此緊密地相互作用。在各種其他實施例中，手勢識別功能可以在專用集成電路(asic)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)和其他半導(dǎo)體芯片中的一個或多個硅核中實現(xiàn)。

還必須注意，僅僅為了示例和教導(dǎo)的目的而提供了本文概述的所有規(guī)范，尺寸和關(guān)系(例如，處理器的數(shù)量、邏輯操作等)。在不脫離本公開的精神或所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可以相當(dāng)大地改變這樣的信息。該規(guī)范僅適用于一個非限制性示例，因此，它們應(yīng)當(dāng)被這樣解釋。在前面的描述中，已經(jīng)參考特定的處理器和/或組件布置描述了示例實施例。在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可對這些實施例進行各種修改和改變。因此，描述和附圖被認為是說明性的而不是限制性的。

注意，利用本文提供的許多示例，可以根據(jù)兩個，三個，四個或更多個電子部件來描述交互。然而，這僅僅是為了清楚和示例的目的。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)可以以任何合適的方式合并。沿著類似的設(shè)計替代方案，附圖的任何所示的部件，模塊和元件可以以各種可能的配置組合，所有這些都明顯在本說明書的廣泛范圍內(nèi)。在某些情況下，可以通過僅參考有限數(shù)量的電氣元件來更容易地描述給定的一組流的一個或多個功能。應(yīng)當(dāng)理解，圖中的電路及其教導(dǎo)是容易擴展的，并且可以容納大量部件，以及更復(fù)雜/復(fù)雜的布置和配置。因此，所提供的示例不應(yīng)限制可能應(yīng)用于無數(shù)其它架構(gòu)的電路的范圍或抑制電路的廣泛教導(dǎo)。

注意，在本說明書中，在“一個實施例”、“示例性實施例”、“實施例”、“另一實施例”、“一些實施例”、“各種實施例”、“其它實施例”、“替代實施例”中包括的各種特征(例如，元件，結(jié)構(gòu)，模塊，組件，步驟，操作，特性等)等旨在表示任何這樣的特征包括在本公開的一個或多個實施例中，或者可以不必在相同的實施例中組合。

還重要的是注意，與手勢識別相關(guān)的功能僅示出可以由圖中所示的系統(tǒng)(例如圖9)執(zhí)行或在其內(nèi)執(zhí)行的一些可能的功能。這些操作中的一些可以是刪除或移除，或者在不脫離本公開的范圍的情況下可以相當(dāng)大地修改或改變這些操作。此外，這些操作的定時可以顯著改變。前面的操作流程已經(jīng)被提供用于示例和討論的目的。由在此描述的實施例提供了基本的靈活性，因為在不脫離本公開的教導(dǎo)的情況下可以提供任何合適的布置，時間順序，配置和定時機制。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可確定許多其它改變、替代、變化、改變和修改，并且意圖是本公開包括所有這樣的改變、替代、變化、改變和修改。注意，上述裝置的所有可選特征也可以相對于本文描述的方法或過程實現(xiàn)，并且示例中的細節(jié)可以在一個或多個實施例中的任何地方使用。