CN103124952B - 电容式感测阵列中的准确度的改进 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种被配置来改进检测传导性物体的存在性时的准确度的电容式感测阵列。在一个实施例中，所述电容式感测阵列包括具有多个子部分的第一组感测元件以及具有多个子部分的第二组感测元件，使得所述第一组感测元件中的一个感测元件的多个子部分跨坐在所述第二组感测元件中的至少两个感测元件的多个子部分中的至少一个子部分上。本发明中定义的跨坐包括移动一个感测元件的子部分，并将该子部分与和该一个感测元件相邻的至少两个感测元件的子部分交错。

Description

电容式感测阵列中的准确度的改进
相关申请
本申请要求于2011年9月23日提交的美国非临时申请No.13/241,514的优先权，通过引用将其并入本申请中。
技术领域
本公开涉及用户接口设备领域，并且更加具体地涉及电容式感测设备。
背景技术
电容式感测设备可以用来替换机械按钮、旋钮以及其他类似的机械用户接口控制装置。在现今的工业和消费市场中，使用电容式感测阵列的触摸感测设备无处不在。可以在蜂窝电话、GPS设备、照相机、计算机屏幕、MP3播放器、数字平板设备等中找到它们。制造成本是这些触摸感测设备的主要关注点。存在所述触摸感测设备的功能和它们的成本之间的固定折衷。主要的成本因数之一是将所述电容式感测元件组装到所述触摸感测设备中所需要的铟锡氧化物(ITO)层的数目。所述成本和功能两者都与ITO层的数目成比例。在单层ITO堆积上支持尽可能多的功能将是理想的。然而，单层ITO应用的一个主要挑战是准确度。触摸面板应用中的准确度被定义为物理触摸的位置和由所述触摸系统所感测到的位置之间的误差。所感测或所计算出的位置基于整体信号幅度和分布(profile)。单指触摸将生成相邻传感器节点上的信号，该信号被称为信号分布。信号降级或变形的信号分布趋于造成触摸识别中的准确度问题。
图1例示了包括电容式感测阵列100的单个ITO层的常规图案化设计。所述电容式感测阵列100包括多个感测元件行101，比如所述电容式感测阵列100上的每行101被相互交错到子手指的一对第一组感测元件102和第二组感测元件104覆盖。比如手指之类的传导性物体落在所述电容式感测阵列100上，并且在同一行的第一组感测元件102和第二组感测元件104上生成信号。由于手指通常将对大约三个或更多个相邻感测元件行起作用，所以可以容易地获得信号分布，并且可以利用合理的准确度生成质心(centroid)。然而，具有所述第一组感测元件102和第二组感测元件104的行101之间的沿着垂直轴的区域被称为死区区域，如图1中所例示。本申请中定义的死区是所述感测元件对之间的沿着垂直轴的用于接收信号的区域，该信号的一部分来自一对中的感测元件以及一部分来自另一对中的感测元件。然而，部分由每个对生成的该信号提供不一致且不足以进行质心确定的分裂信号。因此，在没有完整的信号分布的情况下，由于从所述信号分布中获取的数据是不平衡的，所以在所述质心算法中，所述手指的质心确定将肯定存在误差，从而导致所述触摸面板设备的ITO层中的每个感测元件行之间周期性地出现准确度误差。上述周期性误差的图形表示在图4中例示。所述周期性误差410基本上是正弦波形，对于图1中的行101，它沿着y轴发生。所述周期性误差410中的y轴上的零点值指示在所述行101的感测元件的中心处生成的信号。高于和低于所述y轴上的零点的值表示由相邻行的感测元件生成的信号。这些值表示所述死区区域。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种电容式感测阵列，所述阵列包括：第一组感测元件，包括多个子部分；以及第二组感测元件，包括多个子部分，其中所述第一组感测元件中的一个感测元件的多个子部分跨坐在所述第二组感测元件中的至少两个感测元件的多个子部分中的至少一个子部分上。
根据本发明的另一个方面，提供一种电子系统，包括：电容式感测阵列，包括具有多个子部分的第一组感测元件和具有多个子部分的第二组感测元件，其中所述第一组感测元件中的一个感测元件的多个子部分跨坐在所述第二组感测元件中的至少两个感测元件的多个子部分中的至少一个子部分上；以及与所述电容式感测阵列耦合的处理设备，所述处理设备被配置为检测接近所述电容式感测阵列的传导性物体。
根据本发明的另一个方面，提供一种方法，包括：计算第一组感测元件上的触摸位置的第一组坐标值，其中，所述第一组感测元件包括多个子部分；以及计算第二组感测元件上的触摸位置的第二组坐标值，其中，所述第二组感测元件包括多个子部分，并且其中所述第一组感测元件中的一个感测元件的多个子部分跨坐在所述第二组感测元件中的至少两个感测元件的多个子部分中的至少一个子部分上。
根据本发明的另一个方面，提供一种方法，包括：测量第一组感测元件上的第一组互容值，其中，所述第一组感测元件包括多个子部分；以及测量第二组感测元件上的第二组互容值，其中，所述第二组感测元件包括多个子部分，并且其中所述第一组感测元件中的一个感测元件的多个子部分跨坐在所述第二组感测元件中的至少两个感测元件的多个子部分中的至少一个子部分上。
附图说明
在附图的图形中非限制性地例示了本发明，在附图中：
图1例示了具有已对准的一组感测元件对的电容式感测阵列的常规设计。
图2例示了用于例示具有处理设备的电子系统的一个实施例的方框图，该处理设备用于在根据本发明的实施例的具有跨坐的感测元件的电容式感测阵列上检测传导性物体的存在性。
图3例示了具有跨坐的感测元件的电容式感测阵列的一个实施例的平面图。
图4例示了根据传统设计和根据本发明实施例的电容式感测阵列的设计生成的信号的周期性准确度误差的比较的图形表示。
图5例示了处理所述信号的方法的一个实施例的流程图。
图6例示了具有跨坐的感测元件的电容式感测阵列的一个实施例的平面图。
图7例示了具有跨坐的感测元件的电容式感测阵列的一个实施例的平面图。
图8例示了处理所述信号的方法的一个实施例的流程图。
图9A到9C例示了所述电容式感测阵列的已组装的层结构的实施例。
具体实施方式
描述了被配置为改进检测传导性物体的存在性时的准确度的电容式感测阵列。在一个实施例中，所述电容式感测阵列包括第一组感测元件以及第二组感测元件，所述第一组感测元件包括多个子部分，以及所述第二组感测元件包括多个子部分，从而使得所述第一组中的一个感测元件的多个子部分跨坐(straddle)在所述第二组中的至少两个感测元件的多个子部分中的至少一个上。本发明中定义的跨坐是移动一个感测元件的子部分并将该子部分与和该一个感测元件相邻的至少两个感测元件的子部分交错。
本文中描述的实施例被配置为改进所述电容式感测阵列的准确度。
如上所述，在触摸面板应用中，准确度被定义为所述触摸面板上或接近所述触摸面板的传导性物体的位置和所述触摸面板所感测到的位置之间的误差。所感测到或计算出的位置基于所述整体信号幅度以及由所述电容式感测电路检测到的传导性物体的存在性的分布。例如，单指触摸生成相邻感测元件上的信号，其产生信号分布。信号降级或变形的信号分布造成准确度问题，包括所述死区区域处的准确度中的变化。如上所述，所述死区区域经常被定义为所述感测元件对之间的沿着垂直轴的用于接收弱分裂信号的区域，该弱分裂信号的一部分来自一对中的感测元件以及一部分来自所述另一对中的感测元件。然而，部分由每个对生成的这个信号提供了分裂信号，该分裂信号不一致且不足以用于进行所述传导性物体的质心确定。本文中描述的实施例去除所述死区区域，以便改进所述准确度。
在下面的描述中，为了说明，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实现本发明。在其他实例中，公知电路、结构和技术没有被详细示出，而是被以方框图示出，以便避免不必要地混淆对本描述的理解。
所述说明书中的对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。位于本说明书中的各个地方的词语“在一个实施例中”并不一定指代相同的实施例。
图2是例示具有处理设备的电子系统200的一个实施例的方框图，该处理设备用于在根据本发明的实施例的具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220上检测传导性物体的存在性。电子系统200包括处理设备210、具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220、触摸感测按钮240、主处理器250、嵌入式控制器260以及非电容式感测元件270。所述处理设备210可以包括模拟和/或数字通用输入/输出(“GPIO”)端口207。GPIO端口207可以是可编程的。GPIO端口207可以耦合到可编程互连逻辑(“PIL”)，该PIL充当GPIO端口207和所述处理设备210的数字块阵列(未示出)之间的互连。所述数字块阵列可以被配置为在一个实施例中，使用可配置的用户模块(“UM”)来实现各种数字逻辑电路(例如，DAC、数字滤波器或数字控制系统)。所述数字块阵列可以耦合到系统总线。处理设备210还可以包括存储器，比如随机存取存储器(“RAM”)205和程序闪存204。RAM 205可以是静态RAM(“SRAM”)，以及程序闪存204可以是非易失性存储设备，其可以用于存储固件(例如，可由处理内核202执行的用于实现本文描述的操作的控制算法)。处理设备210还可以包括微控制器单元(“MCU”)203，该微控制器单元203耦合到存储器和处理内核202。
所述处理设备210还可以包括模拟块阵列(未示出)。所述模拟块阵列还耦合到所述系统总线。模拟块阵列还可以被配置为在一个实施例中，使用可配置的UM来实现各种模拟电路(例如，ADC或模拟滤波器)。所述模拟块阵列还可以耦合到所述GPIO端口207。
如图所示，电容式传感器201可以被集成到处理设备210中。电容式传感器210可以包括模拟I/O，用于耦合到外部组件，比如具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220、触摸感测按钮240和/或其他设备。在下面更为详细地描述电容式传感器201和处理设备210。
本文中描述的实施例可以用于任何电容式感测阵列应用，例如，所述具有跨坐的感测元件的电容式感测阵列220可以是触摸屏、触摸感测滑块、或触摸感测按钮240(例如，电容式感测按钮)。在一个实施例中，这些感测设备可以包括一个或多个电容式感测元件。本文中描述的操作可以包括但不限于，笔记本指示器操作、照明控制(调光器)、音量控制、图形均衡控制、速度控制或要求逐步或分立调整的其他控制操作。还应该注意的是，电容式感测实现的这些实施例可以结合非电容式感测元件270使用，包括但不限于，拾取按钮(pick button)、滑块(例如，显示器亮度和对比度)、滚轮、多媒体控制(例如，音量、声迹超前等)、书写识别和数字小键盘操作。
在一个实施例中，所述电子系统200包括具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220，该电容式感测阵列经由总线221耦合到处理设备210。在一个实施例中，所述具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220可以包括一维感测阵列，以及在另一实施例中，所述具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220可以包括二维感测阵列。或者，所述具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220可以具有更多维度。此外，在一个实施例中，所述具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220可以是滑块、触摸板、触摸屏或其他感测设备。在另一实施例中，所述电子系统200包括经由总线241耦合到处理设备210的触摸感测按钮240。触摸感测按钮240可以包括一维或多维感测阵列。所述一维或多维感测阵列可以包括多个感测元件。对于触摸感测按钮，所述感测元件可以耦合到一起，以检测在所述感测设备的整个表面上方的传导性物体存在性。或者，所述触摸感测按钮240可以具有单个用于检测所述传导性物体存在性的感测元件。在一个实施例中，触摸感测按钮240可以包括电容式感测元件。电容式感测元件可以用作非接触型感测元件。当利用绝缘层保护时，这些感测元件能够抵抗恶略环境。
所述电子系统200可以包括所述具有跨坐的一组感测元件的电容式感测阵列220和/或触摸感测按钮240中的一个或多个的任意组合。在另一实施例中，所述电子系统200还可以包括经由总线271耦合到所述处理设备210的非电容式感测元件270。所述非电容式感测元件270可以包括按钮、发光二极管(“LED”)以及其他用户接口设备，比如鼠标、键盘或不需要电容感测的其他功能按键。在一个实施例中，总线271、241、231和221可以是单个总线。或者，这些总线可以被配置为一个或多个不同总线的任意组合。
处理设备210可以包括内部振荡器/时钟206和通信块(“COM”)208。所述振荡器/时钟块206向处理设备210的组件中的一个或多个提供时钟信号。通信块208可以用于经由主接口(“I/F”)线251，与比如主处理器250之类的外部组件通信。或者，处理设备210还可以耦合到嵌入式控制器260，以与比如主处理器250之类的外部组件通信。在一个实施例中，所述处理设备210被配置为与所述嵌入式控制器260或主处理器250通信，以发送和/或接收数据。
处理设备210可以驻留在公共载体衬底上，比如集成电路(“IC”)管芯衬底、或多芯片模块衬底等。或者，处理设备210的组件可以是一个或多个不同的集成电路和/或分立组件。在一个示例实施例中，所述处理设备210是由位于加利福尼亚州圣何塞(San Jose)的Cypress半导体公司研发的可编程片上系统处理设备。或者，处理设备210可以是本领域一般技术人员公知的一个或多个其他处理设备，比如微处理器或中央处理单元，控制器，专用处理器，数字信号处理器(“DSP”)，专用集成电路(“ASIC”)，或现场可编程门阵列(“FPGA”)等。
还应该注意的是，本文中描述的实施例不限于具有与主机耦合的处理设备的配置，而可以包括一个系统，该系统测量所述感测设备上的电容，并且将所述原始数据发送给主计算机，在该主计算机中，利用应用程序对该原始数据进行分析。实际上，由所述处理设备210完成的过程也可以在所述主机中完成。
要注意的是，图2中的处理设备210可以使用各种技术测量电容，比如自容(selfcapacitance)感测和互容(mutual capacitance)感测。所述自容感测模式也被称为单电极感测模式，因为每个传感器元件仅仅需要一条去往所述感测电路的连接布线。对于所述自容感测模式，因为所述手指触摸电容被增加到所述传感器电容，所以触摸所述传感器元件增加了所述传感器电容。所述互容变化在所述互容感测模式下被检测。每个传感器元件使用至少两个电极：一个是发送(TX)电极(在本文中也称为发送电极)，以及另一个是接收(RX)电极。当手指触摸传感器元件或接近所述传感器元件时，因为所述手指将电场的一部分分流到大地(例如，底盘或地面)，所以所述传感器元件的接收器和发射器之间的电容耦合减小。
电容式传感器201可以被集成到处理设备210的IC中，或者集成在不同的IC中。所述电容式传感器201可以包括张弛振荡器(RO)电路、西格玛－德尔塔(sigma delta)调制器(也称为CSD)电路、电荷转移电路、或电荷累积电路等，用于测量电容，如同受益于本公开的本领域一般技术人员所明白的。或者，可以生成或编译电容式传感器201的描述，以并入到其他集成电路中。例如，可以使用比如VHDL或Verilog之类的硬件描述语言生成用于描述电容式传感器201或其部件的行为级代码，并且将该代码存储到机器可访问介质(例如，CD-ROM、硬盘、软盘等)中。此外，所述行为级代码可以被编译为寄存器传输级(“RTL”)代码、网表或者甚至电路布局，并且存储到机器可访问介质中。所述行为级代码、RTL代码、网表和电路布局都表示用于描述电容式传感器201的各种级别的抽象。
应该注意的是，电子系统200的组件可以包括所有上述组件。或者，电子系统200可以仅仅包括上述组件中的一些。
在一个实施例中，在笔记本计算机中使用电子系统200。或者，所述电子设备可以用于其他应用中，比如移动手持机、个人数字助理(“PDA”)、键盘、电视机、远程控制设备、监视器、手持多媒体设备、手持视频播放器、手持游戏设备或者控制面板。
图3例示了单个ITO层上的电容式感测阵列300的一个实施例的示例平面图，该电容式感测阵列300具有多个锥形感测元件行301。所述电容式感测阵列300具有布置在所述电容式感测阵列300的第一纵轴上的第一组感测元件302和第二组感测元件304，用于在单个维度上检测接近所述电容式感测阵列300的传导性物体。即使在图3中公开的实施例中，所述第一组感测元件302和第二组感测元件304分别被例示为布置在水平轴上，但是要注意的是，如受益于本公开的本领域一般技术人员所明白的，所述第一组感测元件302和第二组感测元件304可以被垂直地布置。如图3中所例示的，所述第一组感测元件302的感测元件的子部分中的每个跨坐在所述第二组感测元件304的至少两个相邻感测元件的子部分上。类似地，所述第二组感测元件304的感测元件的子部分中的每个跨坐在所述第一组感测元件302的至少两个相邻感测元件的至少子部分上。如上所述，本发明中的跨坐被定义为移动一个感测元件的子部分并将该子部分与和该一个感测元件相邻的至少两个感测元件的子部分交错。在图3中示出的实施例中，图3中的感测元件的子部分是细长状，但是如受益于本公开的本领域一般技术人员所明白的，在其他实施例中，所述子部分可以包括其他形状，比如矩形、正方形、菱形。
作为图3中示出的示例，所述第一组感测元件302中的每个至少包括叉支部分(prong)302a和302b，该叉支部分302a和302b中的每个具有细长部分，以及第二组感测元件304中的每个至少包括叉支部分304a和304b，该叉支部分304a和304b中的每个具有细长部分。具体地，作为一个示例，所述第一组感测元件302的叉支部分302a的细长部分跨坐在所述第二组感测元件304的两个叉支部分304a和304b的细长部分上，所述两个叉支部分304a和304b与所述叉支部分302a相邻。类似地，作为一个示例，所述第二组感测元件304的叉支部分304a的细长部分跨坐在所述第一组感测元件302的两个叉支部分302a和302b的细长部分上，所述两个叉支部分302a和302b与所述叉支部分304a相邻。
如图3中所示，取代将所述第一组感测元件302和第二组感测元件304完美地对准，分别有意地将所述第一和第二组感测元件302、304中的叉支部分302a和304a的细长部分中的每一个，在所述第一纵轴中相对于彼此移动和交错。在同一轴上的这种有意的移动和交错产生所述第一组感测元件302中的每个叉支部分和第二组感测元件304中的相邻叉支部分之间的在所述第一纵轴上的位置偏移。叉支部分的这个有意移动和交错去除了所述行301之间的非连续性和间隙，由此消除了沿着所述垂直轴的死区区域的存在性，如图3中所示。因此，对于所述电容式感测阵列300中的每个位置，由于放置比如手指之类的传导性物体而生成的信号将被上部叉支部分或下部叉支部分中的任何一个的中心接收。所述上部叉支部分可以是所述第一组感测元件302或第二组感测元件304中的一个。类似地，所述下部叉支部分可以是所述第一组感测元件302或第二组感测元件304中的一个。这种对所述死区区域的去除提供了更准确和充足的信息来确定比如手指之类的传导性物体的质心，由此得到所述手指在所述第一纵轴上的准确位置。
图4例示了常规设计所生成的周期性误差410和本发明实施例的电容式感测阵列所生成的信号412的周期性准确度的比较的图形表示。如图4中所示，在本发明的电容式感测阵列的实施例中，去除了沿着垂直轴的周期性死区，从而提供无误差的恒定信号。
图5是用于处理由于将传导性物体放置在本发明的电容式感测阵列300上或放置为接近电容式感测阵列300而生成信号的方法的一个实施例的流程图。在本发明中，处理设备210用来执行方法500。要注意的是，可以使用其他硬件、软件或这些组件的组合来执行方法500。方法500从块502开始，在块502，根据所述传导性物体在每行301中的第一组感测元件302上的或者接近该第一组感测元件302的触摸位置生成的信号由所述电容式传感器201获取。类似地，在块504，根据所述传导性物体在每行301中的第二组感测元件304上的或者接近该第二组感测元件304的触摸位置生成的信号由所述电容式传感器201获取。在块506，处理内核202根据针对每行301的第一组感测信号所接收的信号测量电容值。在块508，处理内核202根据针对每行301的第二组感测信号所接收的信号测量电容值。在块510，处理内核202通过使用峰值行以及它的两个最近的邻居，使用海量计算中心来计算所述第一组感测元件302的Y坐标值。所述海量计算中心的算法用来使得在每行301，对于第一组感测元件302，检测到至少三个相邻信号(例如，S1，S2，S3)及其分别的对应位置坐标(Y1，Y2和Y3)。然后，根据所述三个信号分布，使用公式Yc＝(Y1*S1+Y2*S2+Y3*S3)/(S1+S2+S3)计算质心值。在块512，处理内核202使用海量计算中心来如上所述计算所述第二组感测元件304的Y坐标值。在块514，处理内核202计算所述第一组感测元件302和第二组感测元件304的Y坐标值的平均值。这个平均值提供所述传导性物体在所述触摸面板设备上的准确y轴位置。在块516，处理内核202使用分别从所述第一组感测元件302和第二组感测元件304获取的信号，计算X坐标值。在一个实施例中，所述X坐标值被计算为来自第一组感测元件302的信号与来自第二组感测元件304的信号之比。所使用的公式是XC＝Xmax*Sr/(Sl+Sr)，其中Sl是来自所述电容式感测阵列300的左侧上的感测元件的一组信号，而Sr是来自所述电容式感测阵列300的右侧上的感测元件的一组信号，以及Xmax是由所述感测元件报告的最大X坐标值。所述Xc坐标值和平均Y坐标值提供所述传导性物体在所述触摸面板设备上的准确位置。
图6例示了两个ITO层上的电容式感测阵列600的一个实施例的示例平面图，该电容式感测阵列600具有菱形感测元件。所述电容式感测阵列600包括布置在所述电容式感测阵列600的第一纵轴上的第一组感测元件602，以及布置在所述电容式感测阵列600的第二纵轴上的第二组感测元件604，用于在两个维度上检测接近所述电容式感测阵列600的传导性物体。如图6中所例示，所述第一组感测元件602中的每个感测元件在水平轴上跨坐在相邻的第一组感测元件602上。此外，所述第二组感测元件604中的每个感测元件在垂直轴上跨坐在相邻的第二组感测元件604上。具体地，作为图6中示出的示例，所述第一组感测元件602中的每个包括子部分602a，该子部分602a在水平轴上跨坐在叉支部分602a的子部分602a上。类似地，所述第二组感测元件604中的每个包括子部分604a，该子部分604a在垂直轴上跨坐在叉支部分604a的子部分604a上。如上所述，本发明中的跨坐被定义为移动一个感测元件的子部分，并将该子部分与和该一个感测元件相邻的至少两个感测元件的子部分交错。
图7例示了两个ITO层上的电容式感测阵列700的一个实施例的示例平面图，该电容式感测阵列700包括具有多个行701的条形感测元件，用于在两个维度上检测接近所述电容式感测阵列700的传导性物体。所述电容式感测阵列700在第一维度中的第一层的每行701中包括第一组感测元件702以及第二组感测元件704，第一组感测元件702以及第二组感测元件704都布置在所述电容式感测阵列700的第一纵轴上。所述电容式感测阵列700在第二维度中的第二层的每行701中还包括第三组感测元件706，该第三组感测元件706布置在所述电容式感测阵列700的第二纵轴上。所述第二纵轴与所述第一纵轴基本上垂直。在该实施例中，所述第三组感测元件706不会跨坐。如图7中所示，所述第一组感测元件702中的每个感测元件跨坐在所述第二组感测元件704中的至少两个相邻感测元件上。类似地，所述第二组感测元件704中的每个感测元件跨坐在所述第一组感测元件702中的至少两个相邻感测元件上。
作为图7中示出的示例，所述第一组感测元件702包括至少三个叉支部分702a、702b和702c，所述叉支部分702a、702b和702c中的每个具有子部分。此外，所述第二组感测元件704包括至少三个叉支部分704a、704b和704c，所述叉支部分704a、704b和704c中的每个具有子部分。作为示例，所述第一组感测元件702的叉支部分702c的子部分跨坐在所述第二组感测元件704的叉支部分704b和704c的子部分上，所述叉支部分704b和704c与所述叉支部分702c相邻，如图7中所示。类似地，作为图7中的示例，所述第二组感测元件704的叉支部分704c的子部分跨坐在所述第一组感测元件702的叉支部分702b和702c的子部分上，所述叉支部分702b和702c与所述叉支部分704c相邻。如上所述，本发明中的跨坐被定义为移动一个感测元件的子部分，并将该子部分与和该一个感测元件相邻的至少两个感测元件的子部分交错。
尽管没有示出，本领域技术人员公知的是，对于在第二层上具有第三组感测元件706和第四组感测元件(未示出)的第二维度，也可以提供如上在图7中针对在第一层上具有第一组感测元件702和第二组感测元件704的第一维度描述和例示的图案。
图8是用于处理由于将传导性物体放置在本发明的电容式感测阵列700上或放置为接近电容式感测阵列700而生成的信号的方法的一个实施例的流程图。在本发明中，处理设备210用来执行方法800。要注意的是，可以使用其他硬件、软件或这些组件的组合来执行方法800。方法800从块802开始，在块802，根据所述传导性物体在每行701中的第一组感测元件702上的或者接近该第一组感测元件702的触摸位置生成的信号由所述电容式传感器201获取。类似地，在块804，根据所述传导性物体在每行701中的第二组感测元件704上的或者接近该第二组感测元件704的触摸位置生成的信号由所述电容式传感器201获取。在块806，处理内核202根据针对每行701的第一组感测信号接收的信号测量互容值。在一个实施例中，所获取和测量的信号包括针对第一组感测元件702的驱动Tx信号和记录Rx信号。因此，测量每行701和所述第一组感测元件702之间的互容。类似地，在块808，处理内核202根据针对每行701的第二组感测信号接收的信号测量互容值。因此，测量每行701和所述第二组感测元件704之间的互容。在块810，处理内核202通过使用峰值行以及它的两个最近的邻居，使用海量计算中心，利用如上所述的海量中心算法来计算所述第一组感测元件702的所测量的信号(即，在该示例中为Rx值)的X和Y坐标值。类似地，在块812，处理内核202通过使用峰值行以及它的两个最近的邻居，使用海量计算中心来计算所述第二组感测元件704的所测量的信号(即，在该示例中为Rx值)的X和Y坐标值。在块814，处理内核202计算分别与所述第一组感测元件702和第二组感测元件704对应的X坐标值的平均值，以及还计算分别与所述第一组感测元件702和第二组感测元件704对应的Y坐标值的平均值。所述X坐标和Y坐标平均值提供所述传导性物体在所述触摸面板设备上的准确位置。
要注意的是，在上述实施例中，所述图形包括锥形、条形和菱形，但是如已经受益于本公开的本领域一般技术人员所明白的，可以使用其他形状，比如正方形、六边形、五边形以及其他棋盘格形状。
图9A到9C例示了所述电容式感测阵列900的已组装的层结构的实施例。图9A示出了与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)技术对应的具有单个ITO层的已组装的层结构。要注意的是，所述传感器元件不限于ITO，并且可以利用其他光学透射传导性材料制成。如图9A中所示，厚度范围为0.05mm到0.2mm的透明粘合剂(OCA，optical clear adhesive)仅仅涂覆在所述ITO上。比如厚度范围为0.55mm到1.1mm的聚合物或玻璃之类的覆盖层(overlay)驻留在所述OCA之上。所具有的厚度范围为0.1mm到0.18mm的薄膜被放置在所述ITO的下面。图9B例示了玻璃技术，在该技术中，利用厚度范围为0.1mm到0.18mm的传感器玻璃来替换图9A中的薄膜。图9C例示了盖上传感器(sensor on cover)的技术，在该技术中，ITO层被直接放置在玻璃覆盖层的底面上。或者，如受益于本公开的本领域一般技术人员所明白的，可以使用其他厚度尺寸。
要注意的是，在上述实施例中，所述轴的方位可以被切换到本领域一般技术人员公知的其他配置。还要注意的是，在上述实施例中公开的感测元件包括锥形、条形和菱形，然而，本领域一般技术人员将明白的是，所述感测元件可以包括受益于本公开的本领域一般技术人员所明白的其他形状和配置，所述其他形状比如是矩形、正方形、圆形、或三角形等。
可以组合本文中描述的特定特征、结构或特性，以适合本发明的一个或多个实施例。另外，尽管已经针对若干实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，本发明不限于上述实施例。可以在所附权利要求的范围内，对本发明的实施例进行修改和变更。因此，上述说明书和附图被认为是例示性的，而不是限制本发明。

Claims (12)

1.一种电容式感测阵列，所述电容式感测阵列包括：
第一组感测元件，其包括第一感测元件，所述第一感测元件包括布置在第一纵轴上的多个第一子部分；
第二组感测元件，其包括第二感测元件和第三感测元件，所述第二感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第二子部分，所述第三感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第三子部分；以及
第三组感测元件，其包括第四感测元件，所述第四感测元件被布置在与所述第一纵轴基本上垂直的第二纵轴上，所述第三组感测元件被形成在第一层材料中；其中：
所述多个第一子部分中的每一个、所述多个第二子部分中的每一个和所述多个第三子部分中的每一个在所述第一纵轴上相对于彼此移动和交错；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分是锥形的，且被形成在第二单层的光学透射传导性材料中；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个包括沿着所述第一纵轴延伸的细长部分，且所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个被物理耦合到所述第二单层内的相应感测元件的其他子部分；以及
所述多个第一子部分跨坐在所述多个第二子部分中的至少一个第二子部分并且还跨坐在所述多个第三子部分中的至少一个第三子部分上。
2.如权利要求1所述的电容式感测阵列，其中，所述第一组感测元件和所述第二组感测元件被布置成在单个维度上检测接近所述电容式感测阵列的传导性物体。
3.如权利要求1所述的电容式感测阵列，其中，所述第一组感测元件、所述第二组感测元件和所述第三组感测元件被布置成在两个维度上检测接近所述电容式感测阵列的传导性物体。
4.如权利要求1所述的电容式感测阵列，其中，所述第一感测元件包括三个第一子部分，所述第二感测元件包括三个第二子部分，以及所述第三感测元件包括三个第三子部分，其中所述第一子部分、第二子部分和第三子部分基本上为细长形。
5.如权利要求1所述的电容式感测阵列，其中，所述电容式感测阵列被耦合到处理设备，所述处理设备被配置成：测量从所述第一组感测元件提取的第一多个信号的第一互容值；
测量从所述第二组感测元件提取的第二多个信号的第二互容值；
根据所述第一互容值，确定针对所述第一组感测元件的第一坐标值；
根据所述第二互容值，确定针对所述第二组感测元件的第二坐标值；以及
提供传导性物体在所述电容式感测阵列上的位置，包括对所述第一坐标值和所述第二坐标值求平均。
6.一种用于检测触摸事件的系统，包括：
电容式感测阵列，所述电容式感测阵列包括：
第一组感测元件，所述第一组感测元件包括第一感测元件，所述第一感测元件包括布置在第一纵轴上的多个第一子部分；
第二组感测元件，所述第二组感测元件包括第二感测元件和第三感测元件，所述第二感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第二子部分，所述第三感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第三子部分；以及
第三组感测元件，其包括第四感测元件，所述第四感测元件被布置在与所述第一纵轴基本上垂直的第二纵轴上，所述第三组感测元件被形成在第一层材料中；其中：
所述多个第一子部分中的每一个、所述多个第二子部分中的每一个和所述多个第三子部分中的每一个在所述第一纵轴上相对于彼此移动和交错；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分是锥形的，且被形成在第二单层的光学透射传导性材料中；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个包括沿着所述第一纵轴延伸的细长部分，且所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个被物理耦合到所述第二单层内的相应感测元件的其他子部分；以及
所述多个第一子部分跨坐在所述多个第二子部分中的至少一个第二子部分并且还跨坐在所述多个第三子部分中的至少一个第三子部分上；以及
处理设备，所述处理设备被耦合到所述电容式感测阵列，所述处理设备被配置为检测接近所述电容式感测阵列的传导性物体。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述第一组感测元件和所述第二组感测元件被布置成在单个维度上检测接近所述电容式感测阵列的传导性物体。
8.如权利要求6所述的系统，其中，所述第一组感测元件、所述第二组感测元件和所述第三组感测元件被布置成在两个维度上检测接近所述电容式感测阵列的传导性物体。
9.如权利要求6所述的系统，其中，所述第一感测元件包括三个第一子部分，所述第二感测元件包括三个第二子部分，以及所述第三感测元件包括三个第三子部分，其中所述第一子部分、所述第二子部分和所述第三子部分基本上为细长形。
10.一种计算触摸位置的方法，包括：
通过处理设备，计算电容式感测阵列的第一组感测元件上的触摸位置的第一组坐标值，其中，所述第一组感测元件包括第一感测元件，所述第一感测元件包括布置在第一纵轴上的多个第一子部分；以及
通过所述处理设备，计算所述电容式感测阵列的第二组感测元件上的触摸位置的第二组坐标值，其中，所述第二组感测元件包括第二感测元件和第三感测元件，所述第二感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第二子部分，所述第三感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第三子部分，其中：
所述电容式感测阵列的第三组感测元件包括第四感测元件，所述第四感测元件被布置在与所述第一纵轴基本上垂直的第二纵轴上，所述第三组感测元件被形成在第一层材料中；
所述多个第一子部分中的每一个、所述多个第二子部分中的每一个和所述多个第三子部分中的每一个在所述第一纵轴上相对于彼此移动和交错；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分是锥形的，且被形成在第二单层的光学透射传导性材料中；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个包括沿着所述第一纵轴延伸的细长部分，且所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个被物理耦合到所述第二单层内的相应感测元件的其他子部分；以及
所述多个第一子部分跨坐在所述多个第二子部分中的至少一个第二子部分并且还跨坐在所述多个第三子部分中的至少一个第三子部分上。
11.一种计算触摸位置的方法，包括：
通过处理设备，测量电容式感测阵列的第一组感测元件上的第一组互容值，其中，所述第一组感测元件包括第一感测元件，所述第一感测元件包括布置在第一纵轴上的多个第一子部分；以及
通过所述处理设备，测量所述电容式感测阵列的第二组感测元件上的第二组互容值，其中，所述第二组感测元件包括第二感测元件和第三感测元件，所述第二感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第二子部分，所述第三感测元件包括布置在所述第一纵轴上的多个第三子部分，其中：
所述电容式感测阵列的第三组感测元件包括第四感测元件，所述第四感测元件被布置在与所述第一纵轴基本上垂直的第二纵轴上，所述第三组感测元件被形成在第一层材料中；
所述多个第一子部分中的每一个、所述多个第二子部分中的每一个和所述多个第三子部分中的每一个在所述第一纵轴上相对于彼此移动和交错；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分是锥形的，且被形成在第二单层的光学透射传导性材料中；
所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个包括沿着所述第一纵轴延伸的细长部分，且所述多个第一子部分、所述多个第二子部分和所述多个第三子部分中的每一个被物理耦合到所述第二单层内的相应感测元件的其他子部分；以及
所述多个第一子部分跨坐在所述多个第二子部分中的至少一个第二子部分并且还跨坐在所述多个第三子部分中的至少一个第三子部分上。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
使用所述第一组互容值，计算触摸位置的第一组坐标值；以及
使用所述第二组互容值，计算所述触摸位置的第二组坐标值。
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