CN103492984B - 互电容传感阵列 - Google Patents

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Abstract

描述了根据本发明的实施方式的用于由互电容传感阵列感测导电物体的方法和装置。互电容传感阵列包括一个或多个传感器元件。每个传感器元件包括包含导电材料的外框架。腔在外框架内部形成。

Description

互电容传感阵列
相关申请
本申请要求2009年7月24日提交的美国临时申请61/228,476的优先权。
技术领域
本公开涉及用户接口设备的领域，且尤其是涉及电容传感器设备。
背景
电容触摸传感器可用于代替机械按钮、旋钮和其它类似的机械用户接口控制装置。电容传感器的使用允许消除复杂的机械开关和按钮，提供在严酷条件下的可靠操作。此外，电容传感器广泛用在现代消费应用中，在现有产品中提供新的用户接口选项。电容触摸传感器可对于触摸感应表面以传感器阵列的形式布置。当导电物体例如手指开始与触摸感应表面接触或极接近触摸感应表面时，一个或多个电容触摸传感器的电容改变。电容触摸传感器的电容变化可由电路测量。电路将电容触摸传感器的所测量的电容转换成数字值。
当没有输入存在时，配置成探测输入例如与手指或其它物体的接近或接触的电容触摸传感器可具有在传感器元件和地面之间的电容CP。电容CP被称为传感器的寄生电容。对于具有多个传感元件的电容传感器，互电容CM也可存在于两个或多个传感元件之间。传感器所探测的输入可引起电容的变化CF，CF比Cp或CM小得多。因此，在传感器电容被表示为数字代码的场合，寄生或互电容可由数字代码可解析的分立电容水平的较大部分表示，而电容变化CF由这些分立水平中的较少部分表示。在这样的情况下，归因于输入的电容变化CF可以不被解析到高分辨率程度。
与一些电容传感系统相关的问题是与接近X-Y电容传感器阵列中的每行和列所需的开关功率相关的高功率消耗。虽然大量传感器元件可增加探测的准确度或分辨率，增加的电容将导致较大的功率要求。
附图的简要说明
作为例子而不是限制，在附图的图中示出了本发明，其中：
图1示出根据本发明的实施方式的具有用于探测导电物体的存在的处理设备的电子系统的一个实施方式的方框图。
图2是示出发送-接收电容触摸板传感器和将所测量的电容转换成触摸板坐标的电容传感电路的一个实施方式的方框图。
图3示出电容传感器阵列的示例性实施方式的平面图。
图4示出根据本发明的实施方式的配置成传感器阵列的多个电容传感器元件的等距视图。
图5A示出根据本发明的实施方式的一对发送-接收电容传感器元件的电特性。
图5B示出根据本发明实施方式的用于感测在互电容传感模式中的电容器CM的互电容的互电容传感电路。
图6A示出根据本发明的实施方式的电容传感器阵列的实施方式。
图6B示出根据本发明的实施方式的电容传感器阵列的两个传感器元件的展开图。
图6C示出传感器元件的外框架的可选实施方式。
详细描述
在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了很多特定的细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而对于本领域中的技术人员将明显的是，本发明可在没有这些特定细节的情况下被实践。在其它实例中，公知的电路、结构和技术没有详细地示出，而相反地以方框图示出，以便避免不必要地使本描述的理解不清楚。
在描述中对“一个实施方式”或“实施方式”的提及意味着关于实施方式描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。位于本描述中的不同位置的短语“在一个实施方式中”并不一定指同一实施方式。
本文描述了互电容传感阵列。互电容传感阵列包括包含外框架的多个传感器元件，腔在外框架的内部中形成。本文所述的传感器元件可提供与传感阵列的开关功率相关的功率消耗的减小。
图1示出根据本发明的实施方式的具有用于探测导电物体的存在的处理设备的电子系统的一个实施方式的方框图。电子系统100包括处理设备110、触摸传感器板120、触摸传感器滑块130、触摸传感器按钮140、主机处理器150、嵌入式控制器160和非电容传感器元件170。处理设备110可包括模拟和/或数字通用输入/输出（“GPIO”）端口107。GPIO端口107可以是可编程的。GPIO端口107可耦合到可编程互连和逻辑器件（“PIL”），其充当GPIO端口107和处理设备110的数字块阵列（未示出）之间的互连。数字块阵列可配置成在一个实施方式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）。数字块阵列可耦合到系统总线。处理设备110还可包括存储器，例如随机存取存储器（“RAM”）105和程序闪存104。RAM105可以是静态RAM（“SRAM”），而程序闪存104可以是可用于存储固件（例如，可由处理核心102执行来实现本文所述的操作的控制算法）的非易失性存储器。处理设备110还可包括耦合到存储器的存储控制器单元（“MCU”）103和处理核心102。
处理设备110还可包括模拟块阵列（未示出）。模拟块阵列还耦合到系统总线。模拟块阵列还可配置成在一个实施方式中使用可配置的UM来实现各种模拟电路（例如，ADC或模拟滤波器）。模拟块阵列还可耦合到GPIO107。
如所示，电容传感电路101可集成到处理设备110中。电容传感电路101可包括用于耦合到外部部件例如触摸传感器板120、触摸传感器滑块130、触摸传感器按钮140和/或其它设备的模拟I/O。下面更详细地描述电容传感电路101和处理设备110。
本文所述的实施方式不限于用于笔记本计算机实现的触摸传感器板，而是可用在其它电容传感实现中，例如，传感设备可以是触摸屏、触摸传感器滑块130、触摸传感器按钮140（例如，电容传感按钮）。在一个实施方式中，这些传感设备可包括一个或多个电容传感器。本文所述的操作不限于笔记本计算机指示器操作，而是可包括其它操作，例如照明控制（减光器）、音量控制、图形均衡器控制、速度控制或需要逐渐的或分立的调节的其它控制操作。还应注意，电容传感实现的这些实施方式可结合非电容传感元件来使用，包括但不限于选择按钮、滑块（例如，显示亮度和对比度）、滚轮、多媒体控制（例如，音量、进轨等）手写识别和数字键盘操作。
在一个实施方式中，电子系统100包括经由总线121耦合到处理设备110的触摸传感器板120。触摸传感器板120可包括多维传感器阵列。多维传感器阵列包括被组织为行和列的多个传感器元件。在另一实施方式中，电子系统100包括经由总线131耦合到处理设备110的触摸传感器滑块130。触摸传感器滑块130可包括单维传感器阵列。单维传感器阵列包括被组织为行或可选地被组织为列的多个传感器元件。在另一个实施方式中，电子系统100包括经由总线141耦合到处理设备110的触摸传感器按钮140。触摸传感器按钮140可包括单维或多维传感器阵列。单维或多维传感器阵列可包括多个传感器元件。对于触摸传感器按钮，传感器元件可耦合在一起以探测在传感设备的整个表面之上的导电物体的存在。可选地，触摸传感器按钮140可具有单个传感器元件以探测导电物体的存在。在一个实施方式中，触摸传感器按钮140可包括电容传感器元件。电容传感器元件可用作非接触式传感器元件。这些传感器元件当被绝缘层保护时提供对苛刻环境的抵抗。
电子系统100可包括触摸传感器板120、触摸传感器滑块130和/或触摸传感器按钮140中的一个或多个的任何组合。在另一实施方式中，电子系统100还可包括经由总线171耦合到处理设备110的非电容传感器元件170。非电容传感器元件170可包括按钮、发光二极管（“LED”）和其它用户接口设备，例如鼠标、键盘或不需要电容传感的其它功能键。在一个实施方式中，总线171、141、131和121可以是单个总线。可选地，这些总线可配置成一个或多个单独总线的任何组合。
处理设备110可包括内部振荡器/时钟106和通信块（“COM”）108。振荡器/时钟块106向处理设备110的一个或多个部件提供时钟信号。通信块108可用于经由主机接口（“I/F”）线151与外部部件例如主机处理器150通信。可选地，处理块110还可耦合到嵌入式控制器160以与外部部件例如主机150通信。在一个实施方式中，处理设备110配置成与嵌入式控制器160或主机150通信以发送和/或接收数据。
处理设备110可存在于公共载体基底例如集成电路（“IC”）晶片基底、多芯片模块基底等上。可选地，处理设备110的部件可以是一个或多个集成电路和/或分立部件。在一个示例性实施方式中，处理设备110可以是由加利福尼亚州San Jose的Cypress半导体公司制造的芯片（“PSoCTM”）处理设备上的可编程系统。可选地，处理设备110可以是本领域中的普通技术人员已知的一个或多个其它处理设备，例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”）、现场可编程门阵列（“FPGA”）等。
还应注意，本文所述的实施方式不限于具有耦合到主机的处理设备的配置，而是可包括测量传感设备上的电容并将原始数据发送到主机计算机的系统，在主机计算机上原始数据被应用程序分析。实际上，由处理设备110完成的处理也可在主机中完成。
电容传感器电路101可集成到处理设备110的IC中，或可选地，单独的IC中。可选地，电容传感电路101的描述可被产生并被编译，用于合并到其它集成电路中。例如，描述电容传感电路101或其部分的行为级代码可使用硬件描述语言例如VHDL或Verilog来产生，并存储到机器可访问介质（例如，CD-ROM、硬盘、软盘等）。此外，行为级代码可被编译成寄存器传输级（“RTL”）代码、网络列表或甚至电路布局，并存储到机器可访问介质。行为级代码、RTL代码、网络列表和电路布局都代表描述电容传感电路101的各种级别的抽象。
应注意，电子系统100的部件可包括上面描述的所有部件。可选地，电子系统100可包括上面描述的部件中的仅仅一些。
在一个实施方式中，电子系统100可用在笔记本计算机中。可选地，电子设备可用在其它应用例如移动手机、个人数字助理（“PDA”）、键盘、电视机、远程控制装置、监控器、手持多媒体设备、手持视频播放器、手持游戏设备或控制面板中。
图2是示出互电容传感器阵列200的一个实施方式，其包括N×M电极矩阵225和将所测量的电容转换成触摸板坐标的电容传感电路101。互电容传感器阵列200可以是例如图1的触摸传感器板120。N×M电极矩阵225包括N×M电极（N是接收电极而M是发射电极），其还包括发射（“TX”）电极222和接收（“RX”）电极223。N x M电极矩阵225的每个电极通过导电迹线250与电容传感电路101连接。在一个实施方式中，电容传感电路101可使用如下在图5B中进一步讨论的电荷积累技术来操作。
虽然使用电荷积累技术描述了本文所述的一些实施方式，电容传感电路101可基于其它技术例如电流相对于电压相移测量、电容桥分压器和电荷积累电路来操作。
在N x M电极矩阵225中的发射和接收电极布置成使得每个发射电极与每个接收电极交叉。因此，每个发射电极与每个接收电极电容地耦合。例如，在发射电极222和接收电极223交叉的点处，发射电极222与接收电极223电容地耦合。
由于发射和接收电极之间的电容耦合，施加到每个发射电极的TX信号（未示出）在每个接收电极处引起电流。例如，当TX信号被施加到发射电极222时，TX信号在N x M电极矩阵225中的接收电极223上引起RX信号（未示出）。可接着通过使用复用器将N个接收电极中的每个依次连接到解调电路，来依次测量每个接收电极上的RX信号。可通过选择TX电极和RX电极的每个可用组合来感测与TX电极和RX电极之间的每个交叉点相关的电容。
当物体例如手指接近N x M电极矩阵225时，物体引起电容的降低，其只影响一些电极。例如，如果手指放置在发射电极222和接收电极223的交叉点附近，则手指的存在将降低这两个电极222和223之间的电容。因此，可通过在降低的电容在接收电极上被测量到时识别具有降低的电容的接收电极和TX信号所施加到的发射电极来确定在触摸板上的手指的位置。因此，通过连续确定与N x M电极矩阵225中的电极的每个交叉点相关的电容，可确定一个或多个输入的位置。所引起的电流波形到指示触摸传感器板上的输入的位置的触摸坐标的转换是本领域技术人员已知的。
图3是互电容传感器阵列300的示例性实施方式的平面图。第一基底包含由列互连317电耦合到彼此并进一步耦合到列I/O315以形成沿着Y轴定向的列的列传感器元件316和318。Y轴I/O相应于图2的发射电极。第一基底与第二基底对齐，第二基底包含由行互连307电耦合到彼此并进一步耦合到行I/O310以形成沿着X轴定向的行的行传感器元件306和308。X轴I/O相应于图2的接收电极。在本领域中的技术人员已知的其它配置中，轴的方向可配置成被切换。如所示，主传感器元件实质上是菱形的，且只在顶点处沿着行或列重叠，以限制由第一和第二层的重叠引起的寄生电容（Cp）。
图4示出根据本发明的实施方式的配置成传感器阵列400的多个电容传感器元件的等距视图。图4不同于图3，因为在X坐标轴上的图3的电容传感器（306、308）存在于与Y坐标轴上的电容传感器（316、318）不同的平面上。在图4中，X和Y轴电容传感器都存在于同一平面（基底401）上。传感器阵列400是二维的，但一维阵列以及具有多于二维的n维阵列可用作可选的实施方式。传感器阵列层可包含在基底例如基底401上。基底401可以是任何光学透射和绝缘基底，例如但不限于石英、蓝宝石、玻璃、塑料和聚合物/树脂。
在实施方式中，单独的传感器元件例如传感器元件406、408、416和418配置为光学透射导电材料的实质上菱形多边形。对于传感器元件，可使用在与传感器阵列400成对的显示器所发射的波长带的至少一部分之上的被已知为透射的任何材料。在一个实施方式中，单独的传感器元件由光学透射导电材料形成，例如但不限于铟锡氧化物（ITO）、聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT-PSS）、碳纳米管、导电油墨、石墨、石墨烯等。在另一实施方式中，如图4所示，传感器阵列的所有传感器元件都由同一层光学透射导电材料形成。例如，使用单层ITO可允许不同维数和容限的传感器阵列更容易使用现有制造设备来实现。
在一个实施方式中，传感器元件406、408、417和418可以是布置在透明表面例如触摸屏上的不透明或不透光导电材料。导电材料可由足够小的尺寸构成以最小化视觉探测。在另一实施方式中，传感器元件406、408、417和418可以在触摸屏应用中定向成与LCD像素间距和掩模边界对齐，以帮助进一步遮掩传感器阵列400的视觉探测。
传感器阵列的传感器元件可由传感器阵列400中的互连例如列互连407或行互连417耦合在行或列中。如图4所示，同一层透射导电材料形成阵列的所有电容传感器元件。例如，传感器元件406、408、417和418被描绘为同一层材料。如所示的行互连417可由与用于传感器元件406、408、417和418的相同的一层透射导电材料（例如，铟锡氧化物（ITO）、导电油墨或石墨）制成。布置在行互连417之上的列互连407由通过绝缘隔离物450与行互连417分离的第二层导电材料制成。提供列互连407的第二层导电材料可直接耦合到传感器元件406和408，通孔（未示出）穿过绝缘隔离物450延伸。在特定的实施方式中，行互连417由第二光学透射导电材料例如在第一层之上形成的ITO制成。然而在可选的实施方式中，行互连417和列互连407可由光学不透明导电材料例如但不限于碳、多晶硅、铝、金、银、钛、钨、钽、铟、锡或铜制成。如在本文中其它地方更详细讨论的，光学不透明的互连的存在然而可能在触摸屏中引起少量（如果有的话）可见假象。绝缘隔离物450可以是任何光学透明的绝缘体，例如但不限于二氧化硅、氮化硅、聚合物等。在一个实施方式中，绝缘隔离物450的厚度大约为50纳米（nm）厚。
图5A示出根据本发明的实施方式的一对TX-RX电容传感器元件500（“TX-RX500”）的电特性。TX-RX包括手指510、TX电极550、RX电极555和电容传感器101。TX电极550包括上导电板540（“UCP540”）和下导电板560（“LCP560”）。RX电极555包括上导电板545（“UCP545”）和下导电板565（“LCP565”）。
电容传感器101分别电连接到TX电极550和RX电极565的上导电板540和545。上导电板540和545通过本领域中的技术人员已知的空气、电介质或任何非导电材料，分别与下导电板560和565分离。类似地，上导电板540和545通过空气或介质材料彼此分离。手指510以及下导电板560和565电接地。
发射和接收电极550和555中的每个分别具有寄生电容CP和互电容CM。传感器元件（TX/RX电极）的寄生电容是传感器元件和地之间的电容。在TX电极550中，寄生电容是由CP530描绘的在UCP540和LCP560之间的电容。在RX电极555中，寄生电容是由CP535描绘的在UCP545和LCP565之间的电容。传感器元件的互电容是传感器元件和其它传感器元件之间的电容。在这里，互电容是被表示为CM570的在TX电极550和RX电极555之间的电容。
在电极550和555附近的物体例如手指510的接近可改变电极之间的电容以及电极和地之间的电容。手指510和电极之间的电容在图5中被示为CF520和CF525。CF520是UCP540和手指510之间的电容。CF525是UCP545和手指510之间的电容。由手指510引起的电容的变化的幅度可被探测，并转换成可由计算机或如上所述的其它电路处理的电压水平或数字代码。在一个示例性实施方式中，Cf范围可从大约10到30微微法拉（pF）。可选地，其它范围可出现。
如从电容传感器101看到的传感器元件的所测量的电容除了CF以外还包括寄生电容CP和互电容CM。基线电容可被描述为当没有输入（即，手指触摸）存在时传感器元件的电容或CP和CM。电容传感电路101和支持电路必须配置成解析出基线电容和包括CF的电容之间的差，以便准确地探测导电物体的合法存在。这进一步在图2中被讨论，且通常是本领域中的技术人员已知的。
图5B示出根据本发明实施方式的用于感测在互电容（发射机-接收机或TX-RX）传感模式中的电容器的互电容CM582的互电容传感电路580。电容传感电路580是图1、2和5A中的电容传感电路101的一个实施方式。电容器CP1584和CP2586代表两个传感器元件的寄生电容。电容传感器电路580可使用重复地循环的两个非重叠阶段PH1和PH2来操作。在PH1期间，开关SW1和SW3接通，而在PH2期间，开关SW2和SW4接通。开关SW1和SW2作为发射机驱动器起作用，发射机驱动器在SW1和SW3接通时在PH1期间给电容器CM582充电，而在SW2和SW4接通时在PH2期间给电容器CM582放电。
开关SW3和SW4起电流解调接收机开关的作用。模拟缓冲器588保持接收机电极电位在PH1和PH2操作阶段期间大致相同，保护电路580免受CP1586寄生电容变化的影响。应注意，积分电容器CINT590被认为是电容传感电路580的部分，且在这里为了解释的容易而示出。在PH1，即，充电周期期间，电容器CM582的电压电位是VCM=VDD–VCINT，寄生电容器CP1586和CP2584的电压电位是VCP1=VCINT，VCP2=VDD。在PH2，即，放电周期期间，电容器CM582的电压电位是VCM=VABUF=VCINT=VCP1。在PH1和PH2期间使开关SW1-SW4断开和接通的过程可对传感器阵列例如互电容传感器阵列200中的所有传感器元件顺序地重复。在连续开关过程期间互电容传感器阵列200的所有电容传感器中消耗的功率的量是互电容传感器阵列的开关功率。
图6A示出根据本发明的实施方式的电容传感器阵列600。电容传感器阵列600包括与图3中所述的电容传感器阵列类似的分别布置在X轴和Y轴上的一系列电耦合的电容传感器610和620。在一个实施方式中，电容传感器610和620以实质上菱形外框架640为特征，类似形状的腔615配置在外框架内，从而减小了单独的传感器的总导电表面积。
图6B示出根据本发明的实施方式的电容传感器阵列600的两个传感器元件的展开图。图6B包括X轴电容传感器610和Y轴电容传感器620之一。电容传感器610和620都以外框架640和腔615为特征。电容传感器610和620的一侧的长度由L1表示。腔615的一侧的长度由L2表示。电容传感器的交替形状可产生L1和L2的不同尺寸。腔可实质上是相同的形状，且与外框架640同心，然而其它形状和位置方案可被使用。以减小的导电面积（由于外框架640的面积小于实心菱形框架的面积（例如， ））为特征的电容传感器610和620可产生明显提高的性能特性。例如，如本领域中的技术人员已知的，与互电容传感器相关的开关功率由下列方程给出：
PS=C*V2 （1）
在方程1中，PS是开关功率，C是传感器元件的电容，而V2是电容传感器所探测的电压。标准并联板电容器的电容由下列方程确定：
C=εr*ε0*A/d （2）
在方程2中，εr是相对静电介电常数，ε0是电常数，d是板之间的间隔，而A是这两个板之间的重叠的面积。因此，C直接与这两个导电板的重叠的面积有关。通过将（2）代入（1）中，开关功率和电容之间存在直接关系。可看到，通过减小电容传感器元件的总导电面积，开关功率可明显减小。作为例子而不是限制，具有等于5mm的L1的实心菱形电容传感器的寄生电容可大约为1-2pF。图6B所示的具有5mm侧边的电容传感器可产生大约为该值的50%-90%或0.1pF-1pF的电容。
除了减小寄生电容以外，导电物体例如手指的自电容也将减小。在导电物体例如手指中，如在这里结合方程（2）应用的，并联板是导电物体和电容传感器的导电区域。由于电容传感器中的腔而引起的重叠表面面积的减小将产生与寄生电容类似的电容的减小。导电物体的自电容的减小也将产生较少的开关功率消耗，并可产生负信号和本领域中的技术人员已知的其它“噪声”的减少。
虽然电容传感器610和620可提供导电物体的减小的寄生电容和自电容，电容传感器610和620之间的互电容将实质上保持相同。如上所述，互电容取决于金属板之间的距离，即，电容传感器610和620的外框架640之间的距离。因此，在外框架640内的任何尺寸的腔615将不影响相邻电容传感器610和620的外框架640之间的距离。因此，相邻电容传感器610和620之间的互电容将保持实质上不变。
电容传感器610和620的外框架640可由铜、金、银、铝或本领域中的技术人员已知的任何导电材料或其组合组成。此外，导电材料可以是透明的以适应触摸屏应用。外框架可配置成各种各样的形状，包括实质上菱形、正方形、圆形、三角形、六边形、梯形或本领域中的技术人员已知的其它形状和多边形。电容传感器610和620的腔615可配置成与外框架类似的形状，以在整个外框架中产生导电材料的实质上一致的宽度，然而非一致的外框架也可被使用。
外框架640内的腔615可以是中空的，包括气体或本领域技术人员已知的非导电介质材料。布置在腔615中的介质材料可配置成电接地的、浮动的或实质上接地的。关于接地方法的细节在本领域中是公知的，且因此不在本文被进一步描述。布置在外框架内的腔615中的介质材料可以与外框架640共面。可选地，介质材料可以与外框架640不共面。
虽然外框架640的面积的减小可降低导电物体（520、525）的寄生电容（530、535）和自电容，外框架640的电阻可增加，导致对电容的变化的减小的敏感度。在一个实施方式中，腔615的面积可从50%到90%变化，导致70%-95%的框架宽度减小。在一个实施方式中，电容传感器610和620的L1是5mm，外框架640的宽度是0.6mm（L2=3.8mm），导致表面积的大约58%的减小。
可选地，根据本发明的实施方式，图6C的电容传感器650的外框架640不需要是连续的，并可包括各种尺寸和形状的间隙和空间。电容传感器650包括外框架640、腔615和位于外框架640中的具有长度L3的间隙660。可能有各种尺寸和长度的一个间隙660或多个间隙。间隙660可位于外框架640上的任何地方。间隙660可填充有非导电介质材料。
可在本发明的一个或多个实施方式中在适当时组合本文所述的特定特征、结构或特性。此外，虽然按照几个实施方式描述了本发明，本领域中的技术人员将认识到，本发明不限于所描述的实施方式。本发明的实施方式可以使用在所附权利要求的范围内的修改和变更被实践。说明书和附图因此应被视为例证性的，而不是对本发明的限制。

Claims (18)

1.一种包括互电容传感阵列的装置，所述互电容传感阵列包括多个传感器元件，每个传感器元件包括包含导电材料的外框架，所述外框架在其内部中形成腔，其中所述腔的面积实质上是所述传感器元件的外边界内的面积的50％到90％。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述导电材料是透明的。
3.如权利要求1所述的装置，还包括布置在所述腔中的非导电介质材料。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述非导电介质材料是电接地的。
5.如权利要求3所述的装置，其中所述非导电介质材料与所述外框架共面。
6.如权利要求3所述的装置，其中所述非导电介质材料与所述外框架不共面，其中所述非导电介质材料使用非导电通孔连接到所述外框架。
7.如权利要求4所述的装置，其中所述电接地是浮动接地。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述外框架实质上具有菱形形状。
9.如权利要求1所述的装置，还包括耦合到所述互电容传感阵列的处理设备，其中所述处理设备可操作来探测所述互电容传感阵列上的导电物体的存在。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述互电容传感阵列布置在触摸传感器屏幕上。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述互电容传感阵列布置在轨迹板上。
12.一种形成互电容传感器阵列的方法，所述方法包括：
形成用于多个传感器元件的外框架，每个外框架包括导电材料，每个外框架在其内部中形成腔，其中所述腔的面积实质上是所述传感器元件的外边界内的面积的50％到90％；以及
使所述多个传感器元件互连以形成所述互电容传感器阵列。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述外框架实质上具有菱形形状。
14.如权利要求12所述的方法，还包括提供布置在所述腔内的非导电材料。
15.如权利要求12所述的方法，还包括提供处理设备以探测在所述互电容传感阵列上的导电物体的存在。
16.如权利要求15所述的方法，还包括将所述互电容传感器阵列布置在触摸传感器屏幕上。
17.一种采用互电容传感器阵列的系统，所述系统包括：
以阵列形式配置的多个电容传感器元件，每个传感器元件包括包含导电材料的外框架，所述外框架在其内部中形成腔，其中所述腔的面积实质上是所述传感器元件的外边界内的面积的50％到90％；以及
互电容传感电路，其耦合到所述多个传感器元件以探测在所述多个传感器元件上的导电物体的存在。
18.如权利要求17所述的系统，还包括耦合到触摸屏的所述多个传感器元件。
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