用于矩陣傳感器的目標(biāo)跨電容感測(cè)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)的實(shí)施例一般涉及用于觸摸感測(cè)的方法和設(shè)備，以及更具體來(lái)說(shuō)涉及具有配置成跨電容感測(cè)的矩陣傳感器的電容觸摸感測(cè)裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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)的輸入裝置被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(guò)表面來(lái)區(qū)分的感測(cè)區(qū)，其中接近傳感器裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入物體的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可用來(lái)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(例如筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)中集成的或者作為其外設(shè)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)(例如蜂窩電話中集成的觸摸屏)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本文所述的實(shí)施例包括具有電容感測(cè)裝置的顯示裝置、處理系統(tǒng)以及用于檢測(cè)電容感測(cè)裝置的感測(cè)區(qū)中的輸入物體的方法，其全部包括以矩陣設(shè)置的多個(gè)傳感器電極。各傳感器電極可包括一個(gè)或多個(gè)公共電極，其配置用于觸摸感測(cè)和顯示更新兩者。
[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，顯示裝置包括多個(gè)傳感器電極，以及處理系統(tǒng)配置成耦合到多個(gè)傳感器電極。處理系統(tǒng)配置成調(diào)制多個(gè)傳感器電極的每個(gè)以確定絕對(duì)電容的變化，并且基于絕對(duì)電容的所確定變化來(lái)選擇多個(gè)傳感器電極的子集。傳感器電極的子集可少于多個(gè)傳感器電極，并且包括第一傳感器電極和第二傳感器電極。處理系統(tǒng)還配置成驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極，并且采用第二傳感器電極進(jìn)行接收，以確定第一傳感器電極與第二傳感器電極之間的跨電容的變化。處理系統(tǒng)配置成基于跨電容的變化來(lái)確定電容感測(cè)裝置的感測(cè)區(qū)中的輸入物體的位置信息。
[0005]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種處理系統(tǒng)，其配置成驅(qū)動(dòng)具有以矩陣設(shè)置的多個(gè)傳感器電極的電容感測(cè)裝置。處理系統(tǒng)可包括具有傳感器電路的傳感器模塊，傳感器電路配置成調(diào)制多個(gè)傳感器電極的每個(gè)以確定絕對(duì)電容的變化，并且基于絕對(duì)電容的所確定變化來(lái)選擇多個(gè)傳感器電極的子集。傳感器電極的所選子集可少于多個(gè)傳感器電極，并且包括第一傳感器電極和第二傳感器電極。傳感器模塊還配置成驅(qū)動(dòng)至第一傳感器電極，并且采用第二傳感器電極進(jìn)行接收，以確定第一傳感器電極與第二傳感器電極之間的跨電容的變化。處理系統(tǒng)還包括確定模塊，其配置成基于跨電容的變化來(lái)確定電容感測(cè)裝置的感測(cè)區(qū)中的輸入物體的位置信息。
[0006]在另一個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于確定具有以矩陣設(shè)置的多個(gè)傳感器電極的電容感測(cè)裝置的感測(cè)區(qū)中的輸入物體的方法。該方法包括采用電信號(hào)來(lái)調(diào)制多個(gè)傳感器電極的每個(gè)以確定絕對(duì)電容的變化，并且基于絕對(duì)電容的所確定變化來(lái)選擇多個(gè)傳感器電極的子集。所選子集可少于多個(gè)傳感器電極，并且包括第一傳感器電極和第二傳感器電極。該方法還包括驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極，并且采用第二傳感器電極進(jìn)行接收，以確定第一傳感器電極與第二傳感器電極之間的跨電容的變化。
【附圖說(shuō)明】
[0007]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)行以上概述的本發(fā)明的更具體描述，在附圖中示出實(shí)施例的一部分。但是要注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，并且因此不是要被理解為限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可容許其他同樣有效的實(shí)施例。
[0008]圖1是按照本文所述的一個(gè)實(shí)施例、集成到示范顯示裝置中的輸入裝置的示意框圖。
[0009]圖2示出按照本文所述的一個(gè)實(shí)施例、可用于圖1的輸入裝置中的傳感器元件的簡(jiǎn)化示范陣列。
[0010]圖3A和圖3B是按照本文所述的實(shí)施例、配置用于操作在跨電容操作模式的傳感器電極的簡(jiǎn)化示意平面圖。
[0011]圖4A是按照本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例、執(zhí)行“偽跨電容”感測(cè)的輸入裝置的截面部分示意圖。
[0012]圖4B是按照本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例、執(zhí)行跨電容感測(cè)的輸入裝置100的截面部分示意圖。
[0013]圖5是按照本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例、用于檢測(cè)電容感測(cè)區(qū)中的輸入物體的存在的方法的流程圖。
[0014]為了便于理解，相同的參考標(biāo)號(hào)在可能的情況下用于表示附圖共同的相同元件。考慮到一個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)的元件可有利地用于其他實(shí)施例而無(wú)需具體說(shuō)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(shuō)明。另外，為了呈現(xiàn)和說(shuō)明的清楚起見(jiàn)，附圖通常經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化并且省略細(xì)節(jié)或組件。附圖和論述用于說(shuō)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】
[0015]本技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例提供用于改進(jìn)可用性的輸入裝置和方法。具體來(lái)說(shuō)，用于電容感測(cè)的電極矩陣可集成到輸入裝置的顯示面板中。在一個(gè)實(shí)施例中，矩陣傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)與顯示更新功能性完全重疊的高性能絕對(duì)電容感測(cè)。但是，在一些情況下，絕對(duì)電容感測(cè)可具有對(duì)于兩個(gè)附近物體、例如多點(diǎn)觸摸手勢(shì)期間的兩個(gè)手指，之間消除歧義的局限性。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)傳感器電極并且在需要附加位置信息的區(qū)域中的附近傳感器電極上進(jìn)行接收，來(lái)執(zhí)行“目標(biāo)”跨電容感測(cè)。相應(yīng)地，本公開(kāi)的實(shí)施例可有利地以高程度的精度得到某些輸入物體在選擇區(qū)域中的詳細(xì)位置信息、例如檢測(cè)“收縮(Pinch)”運(yùn)動(dòng)，而無(wú)需引起使用常規(guī)跨電容感測(cè)來(lái)掃描整個(gè)傳感器的時(shí)間和功率成本。
[0016]圖1是按照本技術(shù)的實(shí)施例、集成到示范顯示裝置160中的輸入裝置100的示意框圖。雖然本公開(kāi)的所示實(shí)施例示為與顯示裝置集成，但是考慮到本發(fā)明可在沒(méi)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(yǔ)“電子系統(tǒng)”或(或“電子裝置”)廣義地表示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)，例如臺(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、萬(wàn)維網(wǎng)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)包括合成輸入裝置，例如包括輸入裝置100和獨(dú)立操縱桿或按鍵開(kāi)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、例如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器、例如電視機(jī)、機(jī)頂盒、音樂(lè)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)。
[0017]輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)150的物理部分，或者能夠與電子系統(tǒng)150在物理上分離。適當(dāng)?shù)?，輸入裝置100可使用下列任一個(gè)或多個(gè)與電子系統(tǒng)150的部分進(jìn)行通信:總線、網(wǎng)絡(luò)和其他有線或無(wú)線互連。示例包括12(:、3?1、？3/2、通用串行總線(1^8)、藍(lán)牙、1^和IRDA。
[0018]圖1中，輸入裝置100示為接近傳感器裝置(又常常稱作“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)配置成感測(cè)由一個(gè)或多個(gè)輸入物體140在感測(cè)區(qū)170中提供的輸入。示例輸入物體包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[0019]感測(cè)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，在其中輸入裝置100能夠檢測(cè)用戶輸入(例如由一個(gè)或多個(gè)輸入物體140所提供的用戶輸入)。特定感測(cè)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(cè)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)確的物體檢測(cè)。在各個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)感測(cè)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)厘米或者以上，并且可隨所使用的感測(cè)技術(shù)的類型和預(yù)期的精度而極大地改變。因此，一些實(shí)施例感測(cè)包括沒(méi)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/或它們的組合的輸入。在各個(gè)實(shí)施例中，可由傳感器電極所在的殼體的表面、由施加在傳感器電極之上的面板或者任何殼體等來(lái)提供輸入表面。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)170在投影到輸入裝置100的輸入表面時(shí)具有矩形形狀。
[0020]輸入裝置100可利用傳感器組件和感測(cè)技術(shù)的任何組合來(lái)檢測(cè)感測(cè)區(qū)170中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測(cè)用戶輸入的多個(gè)感測(cè)電極120。作為若干非限制性示例，輸入裝置100可使用電容的、介電的、電阻的、電感的、磁性的、聲學(xué)的、超聲的和/或光學(xué)的技術(shù)。
[0021]—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。
[0022]在輸入裝置100的一些電阻實(shí)現(xiàn)中，柔性和導(dǎo)電第一層通過(guò)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偏轉(zhuǎn)，以在層之間創(chuàng)建電接觸，從而產(chǎn)生反映層之間的(一個(gè)或多個(gè))接觸點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可用來(lái)確定位置信息。
[0023]在輸入裝置100的一些電感實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)感測(cè)電極120拾取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)組合則可隨后被用來(lái)確定位置信息。
[0024]在輸入裝置100的一些電容實(shí)現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場(chǎng)。附近的輸入物體引起電場(chǎng)的變化，并且產(chǎn)生電容耦合的可檢測(cè)變化，其可作為電壓、電流等的變化來(lái)檢測(cè)。
[0025]—些電容實(shí)現(xiàn)利用電容感測(cè)電極120的陣列或者其他規(guī)則或者不規(guī)則圖案來(lái)創(chuàng)建電場(chǎng)。在一些電容實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立感測(cè)電極120可歐姆地短接在一起，以形成較大傳感器電極。一些電容實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
[0026]如上所述，一些電容實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極120與輸入物體之間的電容耦合的變化的“自電容”或(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)方法。在各個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極120附近的輸入物體改變傳感器電極1