CN105637458B - 单层传感器图案 - Google Patents

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Abstract

电容传感器阵列的实施例可包括每个包括一个或多个大子元件的第一组传感器电极和每个包括一个或多个小子元件的第二组传感器电极。在一个实施例中，每个所述小子元件可小于任何的大子元件，并且第一组传感器电极和第二组传感器电极由单层导电材料形成。在一个实施例中，电容传感器阵列的表面区可划分成N×M单元蜂窝的网格，其中，所述N×M个单元蜂窝中的每一个包含大子元件中的一个和小子元件中的k个，其中，k大于或等于2。

Description

单层传感器图案
相关申请
本申请要求于2013年2月8日提交的美国临时申请No.61/762,550的优先权，其被整体地通过引用结合到本文中。
技术领域
本公开涉及触摸传感器领域，并且具体地涉及电容性触摸传感器阵列中的电极的迹线图案。
背景技术
诸如笔记本计算机、个人数据助理(PDA)、柜员机以及移动手机之类的计算设备具有用户接口设备，其也称为人机接口设备(HID)。正在变得更加常见的一个用户接口设备是触摸传感器板(一般地也称为触控板)。基本的笔记本计算机触摸传感器板模仿个人计算机(PC)鼠标的功能。触摸传感器板通常被嵌入PC笔记本中以实现固有的便携性。触摸传感器板通过使用两个定义轴来复制鼠标X/Y移动，所述轴包含检测诸如手指之类的一个或多个导电对象的位置的传感器电极的集合。可以用位于触控板附近的两个机械按钮或者通过在触摸传感器板本身上面敲击命令来复制鼠标右/左按钮点击。触摸传感器板提供了一种用于执行诸如对指针进行定位或在显示器上选择项目之类的功能的用户接口设备。这些触摸传感器板可包括用于检测在多个轴上的移动的多维传感器阵列。该传感器阵列可包括检测一个轴上的移动的一维传感器阵列。该传感器阵列也可以是二维的，检测在两个轴上的移动。
已变得常见的另一用户接口设备是触摸屏。也称为触摸屏、触摸窗、触控板或触摸屏面板的触摸屏是透明显示器覆盖，其通常是压力敏感的(电阻或压电)、电敏感的(电容性)、声学敏感的(表面声波(SAW))或者光敏感的(红外线)。此类覆盖的效果允许使用显示器作为输入设备，去除键盘和/或使用鼠标作为用于与显示器的内容相交互的主要输入设备。此类显示器可以附着到计算机或者作为终端附着到网络。触摸屏在零售设置中、在销售点系统上、在ATM上、在移动手机上、在柜员机上、在游戏控制台上以及在其中有时使用触控笔来操纵图形用户界面(GUI)并输入数据的PDA上已变得常见。用户可以触摸触摸屏或触摸传感器板以操纵数据。例如，用户可以通过使用手指来触摸触摸屏的表面来施加单个触摸，以从菜单中选择项目。
附图说明
在附图中以示例的方式而非限制的方式图示出本公开。
图1是图示出处理触摸传感器数据的电子系统的实施例的框图。
图2是图示出处理触摸传感器数据的电子系统的实施例的框图。
图3A图示出使用双实心菱形电容传感器图案的电子触摸感测系统的实施例。
图3B图示出双实心菱形电容传感器图案的实施例。
图4A图示出根据实施例的触摸屏组件的部件。
图4B图示出根据实施例的触摸屏组件的部件。
图5A图示出根据实施例的传感器阵列图案的一部分。
图5B和5C图示出传感器阵列图案的实施例。
图6A图示出传感器阵列的实施例。
图6B图示出根据实施例的传感器阵列与电容传感器之间的电连接。
图7图示出传感器阵列的实施例。
图8A和8B图示出传感器阵列图案的实施例。
图9A、9B、9C和9D图示出传感器阵列图案的实施例。
图10A和10B图示出具有一个或多个框的传感器阵列的实施例。
具体实施方式
以下描述阐述了许多特定细节，诸如特定系统、部件、方法等的示例，以便提供本发明的多个实施例的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是可在没有这些特定细节的情况下实践本发明的至少某些实施例。在其它情况下，未详细地描述或者以简单的框图格式呈现众所周知的部件或方法以避免不必要地使本发明含糊难懂。因此，所阐述的特定细节仅仅是示例性的。特定实施方式可不同于这些示例性细节，并且仍可预期为在本发明的精神和范围内。
在利用电容触摸传感器阵列的电容触摸感测系统中，通过用单层导电材料来构造触摸传感器阵列，可降低成本并增加制造产率。对于单层传感器阵列图案而言，该图案可包括单层铜、氧化铟锡(ITO)或其它导电材料，其没有任何重叠部分。在一个实施例中，此类单层导电材料可包括不同类型的导电材料。例如，该单层的一部分可由ITO构成，而另一部分可由铜构成。在一个实施例中，该单层导电材料的基本上所有部分可基本上位于单个平面或表面上。例如，该单层导电材料可与诸如玻璃或塑料之类的基底的表面相符。单层传感器阵列图案的实施例可通过使被将传感器电极连接到电容传感器阵列的边缘的布线通道占用的面积最小化来进一步使其对电容变化的灵敏度最大化。
在一个实施例中，单层传感器图案可具有减少数目的电极，以便减少被布线通道占用的空间；在此类实施例中，可通过将某些电极细分来保持传感器图案的分辨率。在一个实施例中，这得到包括每个由一个或多个大的子元件组成的第一组传感器电极和每个由一个或多个较小的子元件组成的第二组传感器电极的电容传感器阵列。在一个实施例中，每个大的传感器电极子元件可与较小的子元件中的两个或更多电容地耦合。因此，增加了传感器阵列的分辨力，因为可以在大的子元件与两个较小子元件中的任一个之间单独地测量互电容。
在一个实施例中，可使用如上所述的与电容传感器阵列耦合的电容传感器通过测量与每个传感器电极相关联的自电容或传感器电极对之间的互电容来扫描电容传感器阵列。该电容传感器然后可将测量的电容值发射到主机，在那里可进一步处理电容值以确定例如在电容传感器阵列的表面附近或触摸该表面的手指或其它导电对象的位置。在一个实施例中，主机补偿具有不同图案的导电迹线的区域之间的电容差。
图1图示出包括处理器件110的电子系统100的一个实施例的框图，该处理器件110可被配置成测量来自包括如上所述的电容传感器阵列的触摸感测表面116的电容。电子系统100包括被耦合到处理器件110和主机150的触摸感测表面116(例如，触摸屏或触控板)。在一个实施例中，触摸感测表面116是使用传感器阵列121来检测表面116上的触摸的二维用户接口。
在一个实施例中，传感器阵列121包括设置为二维矩阵(也称为XY矩阵)的传感器电极121(1)-(N)(其中N是正整数)。传感器阵列121经由传送多个信号的一个或多个模拟总线115被耦合到处理器件110的引脚113(1)-113(N)。在本实施例中，将每个传感器电极121(1)-121(N)表示为电容器。
在一个实施例中，电容传感器101可包括弛豫振荡器或用以将电容转换成测量值的其它装置。电容传感器101还可包括用以测量振荡输出的计数器或定时器。处理器件110还可包括用以将计数值(例如，电容值)转换成传感器电极检测判定(也称为开关检测判定)或相对量值的软件部件。应注意的是存在用于测量电容的各种已知方法，诸如电流对比电压相移测量、电阻器-电容器充电定时、电容桥分压器、电荷转移、逐次近似、Σ-△调制器、电荷累积电路、场效应、互电容、频移或其它电容测量算法。然而，应注意的是，作为评估相对于阈值的原始计数的替代，电容传感器101可评估其它测量以确定用户交互。例如，在具有Σ-△调制器的电容传感器101中，电容传感器101评估输出的脉冲宽度的比，替代在某个阈值以上或以下的原始计数。
在一个实施例中，处理器件110还包括处理逻辑102。处理逻辑102的操作可用固件来实现；替选地，其可用硬件或软件来实现。处理逻辑102可从电容传感器101接收信号，并确定传感器阵列121的状态，诸如在传感器阵列121上面或附近是否检测到对象(例如，手指)(例如，确定对象的存在)、在传感器阵列上的哪里检测到对象(例如，确定对象的位置)、跟踪对象的运动或与在触摸传感器处检测到的对象有关的其它信息。
在另一实施例中，作为在处理器件110中执行处理逻辑102的操作的替代，处理器件110可将原始数据或部分处理数据发送到主机150。如图1中所示，主机150可包括执行处理逻辑102的某些或所有操作的判定逻辑151。可用固件、硬件、软件或其组合来实现判定逻辑151的操作。主机150可包括在应用152中的高级应用编程接口(API)，该应用152对接收数据执行例程，诸如补偿灵敏度差、其它补偿算法、基线更新例程、启动和/或初始化例程、内插操作或缩放操作。相对于处理逻辑102描述的操作可在判定逻辑151、应用152中实现或者用在处理器件110外部的其它硬件、软件和/或固件来实现。在某些其它实施例中，处理器件110是主机150。
在另一实施例中，处理器件110还可包括非感测动作块103。此块103可用来处理和/或向和从主机150接收/发射数据。例如，可实现附加部件以用处理器件110以及传感器阵列121一起进行操作(例如，键盘、键区、鼠标、轨迹球、LED、显示器或其它外围设备)。
处理器件110可驻留于公共载体基底上，诸如集成电路(IC)管芯基底或多芯片模块基底。替选地，处理器件110的部件可以是一个或多个单独集成电路和/或分立部件。在一个实施例中，处理器件110可以是可编程片上系统(PSoCTM)处理器件，由加利福尼亚州圣胡塞市的Cypress Semiconductor公司开发。替选地，处理器件110可以是本领域的技术人员已知的一个或多个其它处理器件，诸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)或其它可编程器件。在替选实施例中，例如，处理器件110可以是具有包括核单元和多个微引擎的多个处理器的网络处理器。另外，处理器件110可包括通用处理器件和专用处理器件的任何组合。
在一个实施例中，电子系统100是在包括作为用户接口的触摸感测表面116的设备中实现的，诸如手持式电子设备、便携式电话、蜂窝式电话、笔记本计算机、个人计算机、个人数据助理(PDA)、柜员机、键盘、电视、遥控器、监视器、手持式多媒体设备、手持式视频播放器、游戏设备、家庭或工业设备的控制面板或其它计算机外围设备或输入设备。
替选地，可在其它类型的设备中使用电子系统100。应注意的是电子系统100的部件可包括上述所有部件。替选地，电子系统100可仅包括上文所述的某些部件，或者包括在这里未列出的附加部件。
图2是图示出电容触摸传感器阵列121和将测量电容的变化转换成指示触摸的存在和位置的坐标的电容传感器101的一个实施例的框图。基于测量电容相对于同一触摸传感器阵列121在未被触摸状态下的电容的变化来计算该坐标。在一个实施例中，可在诸如电子系统100之类的系统中实现传感器阵列121和电容传感器101。传感器阵列220包括N×M电极(N个接收电极和M个发射电极)的矩阵225，其还包括发射(TX)电极222和接收(RX)电极223。矩阵225中的每个电极通过解复用器212和复用器213与电容感测电路201相连。
电容传感器101包括复用器控制211、解复用器212和复用器213、时钟发生器214、信号发生器215、解调电路216以及模数转换器(ADC)217。ADC 217进一步与触摸坐标转换器218耦合。可在处理逻辑102中实现触摸坐标转换器218。
可将电极矩阵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重叠并交叉，从而形成交叉阵列，同时保持相互的电隔离。因此，每个发射电极可与每个接收电极电容耦合。例如，发射电极222在其中发射电极222和接收电极223重叠的点处与接收电极223电容耦合。
时钟发生器214向信号发生器215供应时钟信号，该信号发生器215产生将被供应给触摸传感器121的发射电极的TX信号224。在一个实施例中，信号发生器215包括根据来自时钟发生器214的时钟信号进行操作的一组开关。开关可通过周期性地将信号发生器215的输出端连接到第一电压且然后到第二电压来生成TX信号224，其中所述第一和第二电压是不同的。
信号发生器215的输出与解复用器212相连，其允许向触摸传感器121的M个发射电极中的任何一个施加TX信号224。在一个实施例中，复用器控制211控制解复用器212，使得TX信号224在受控序列中被施加于每个发射电极222。解复用器212还可用来将替选信号接地、浮置或连接到当前未被施加TX信号224的其它发射电极。在替选实施例中，可将TX信号24以原码形式呈现给发射电极222的子集并以补码形式呈现给发射电极222的第二子集，其中在发射电极222的第一和第二子集的成员中不存在重叠。
由于发射和接收电极之间的电容耦合，施加于每个发射电极的TX信号224在每个接收电极内感生电流。例如，当通过发射电极222将TX信号224施加于解复用器212时，TX信号224在矩阵225中的接收电极上感生RX信号227。然后可以通过使用复用器213来将N个接收电极中的每一个依序连接到解调电路216来依序测量每个接收电极上的RX信号227。
可以通过使用解复用器212和复用器214来选择TX电极和RX电极的每个可用组合而感测与TX电极与RX电极之间的每个交叉相关联的互电容。为了改善性能，还可将复用器214分段以允许将矩阵225中的接收电极中的超过一个布线到附加解调电路216。在优化配置中，其中存在解调电路216的实例与接收电极的1对1对应关系，在系统中可不存在复用器213。
当诸如手指之类的对象接近电极矩阵225时，对象引起电极中的仅某些之间的测量互电容的变化。例如，如果手指被放置在发射电极222与接收电极223的交叉附近，则手指的存在将减少耦合在电极222和223之间的电荷。因此，可以通过当在一个或多个接收电极上测量电容电极减小时除识别被施加TX信号224的发射电极之外还识别具有测量互电容的减小的一个或多个接收电极来确定触控板上的手指的位置。
通过确定与矩阵225中的电极的每个交叉相关联的互电容，可确定一个或多个导电对象的存在和位置。该确定可以是顺序的、并行的或者可在常使用的电极处更频繁地发生。
在替选实施例中，可使用用于检测手指或其它导电对象的存在的其它方法，其中该手指或导电对象引起被以网格或其它图案布置的一个或多个电极处的测量电容的增加。例如，放置在电容传感器的电极附近的手指可将附加电容引入到接地，这增加电极与接地之间的总电容。可以基于在检测到测量电容的变化的一个或多个电极的位置来确定手指的位置。
感生电流信号227被解调电路216积分。由解调电路216输出的已整流电流然后被ADC 217滤波并转换成数字代码。
从相邻传感器或交叉测量的一系列的此类数字代码可被触摸坐标转换器218转换成触摸坐标，其指示触摸传感器阵列121上的输入的位置。该触摸坐标然后可被处理逻辑102用来检测手势或执行其它功能。
在一个实施例中，可以将电容传感器101配置成检测多个触摸。用于多次触摸的检测和位置分辨的一个技术使用双轴实施方式：一个轴用以支持行且另一个轴用以支持列。使用附加层在表面上实现的诸如对角线轴之类的附加轴可以允许分辨附加的触摸。
图3A图示出包括电容传感器阵列320的电容触摸感测系统300的实施例。电容传感器阵列320包括多个行传感器电极331-340和多个列传感器电极341-348。行和列传感器电极331-348被连接到处理器件310，其可包括电容传感器101的功能，如图2中所示。在一个实施例中，处理器件310可执行电容传感器阵列320的TX-RX扫描以测量与传感器阵列320中的行传感器电极和列传感器电极的交叉中的每一个相关联的互电容值。可进一步处理测量的电容以确定电容传感器阵列320处的一个或多个接触的较高分辨率位置。
在一个实施例中，处理器件310被连接到主机150，其可从处理器件310接收测量的电容或计算高精度位置。
图3A中所示的传感器阵列320包括以菱形图案布置的传感器电极。具体地，传感器阵列320的传感器电极331-348被以单实心菱形(SSD)图案布置。图3B图示出具有菱形图案的替选实施例的电容传感器阵列321，该替选实施例是双实心菱形(DSD)图案。电容传感器阵列321的传感器电极中的每一个包括两行或列的电连接菱形迹线。相对于SSD图案，DSD图案由于在保持每个传感器电极与传感器电极附近的导电对象之间可能的相同自电容耦合的同时增加了TX和RX传感器电极之间的耦合而具有改善的信号视差特性。与诸如SSD之类的具有较大特征的图案相比，DSD图案还可提供用于跟踪诸如触控笔的尖端之类的较小对象的较高灵敏度。然而，DSD图案还增加用来创建图案的电桥(诸如电桥323)的数目，这可导致降低的制造产率。如果使用金属电桥，则也可看见数目增加的电桥。例如，传感器阵列321在单元蜂窝332内包括四个电桥。
图4A和4B分别地图示出包括电容传感器阵列的触摸屏组件400和410的实施例。触摸屏组件400包括在其上面放置玻璃402的液晶显示器(LCD)401。在玻璃402的表面上构造传感器图案403。在一个实施例中，在背对LCD 401的玻璃402的表面上构造传感器图案403。可选地，可使用透明粘合剂(OCA)404来将玻璃405结合到在其上面构造传感器图案403的玻璃402的表面，因此保护传感器图案403。
触摸屏组件410包括玻璃412可位于其上面的LCD 411。在一个实施例中，可在面对LCD 411的玻璃412的表面上构造传感器图案413。在一个实施例中，孔隙414可将玻璃412从LCD 411分离。
在一个实施例中，诸如SSD或DSD图案之类的电容传感器图案可包括可以表示为行和列电极之间的交叉矩阵的行和列传感器电极。可将传感器阵列的分辨率表示为列数与行数的乘积。例如，对于具有N行电极和M列电极的传感器阵列，交叉的数目将是N×M。
图5A图示出根据实施例的电容传感器阵列图案500的一部分。与如参考图3A和3B所述的SSD或DSD图案相比，传感器阵列图案50可在没有电桥或重叠区的情况下由单层导电材料构成。
传感器阵列图案500包括第一组传感器电极，每个由一个或多个大的子元件、诸如子元件511、512、515和516组成。传感器阵列图案500还可包括第二组传感器电极，每个由一个或多个小子元件、诸如子元件520(1)、520(2)、521(1)和521(2)组成。在一个实施例中，在传感器阵列图案500中每个小的子元件小于任何大的子元件。在一个实施例中，使用单层导电材料、诸如铜或氧化铟锡(ITO)来构造传感器阵列图案500中的所有大的子元件和小子元件。
在一个实施例中，每个小子元件在尺寸方面与每个其它小子元件近似相等。在一个实施例中，每个大子元件在尺寸方面与每个其它大子元件基本上相等。在一个实施例中，在尺寸方面基本上相等的子元件被设计成标称地在尺寸方面相等，但由于制造过程而可具有尺寸方面的变化。
在一个实施例中，小子元件的总数是大子元件的总数的倍数。可将该倍数表示为k，其中k是大于或等于2的值。一般地，对于传感器阵列图案500中的每个大的子元件，图案500可包括k个小子元件。换言之，在传感器阵列图案500中小子元件的总数是大子元件的总数的k倍。
在一个实施例中，小子元件的组合区可小于大子元件的组合区。例如，在传感器阵列图案500中，被所有小子元件覆盖的区的总和可小于被所有大子元件覆盖的区的总和。
在一个实施例中，可将传感器阵列图案500的表面区视为被划分成N×M个单元蜂窝、诸如单元蜂窝501的网格。单元蜂窝的网格因此具有N行的单元蜂窝和M列的单元蜂窝。包含在单元蜂窝501内的区包括大子元件511和两个小子元件520(1)和521(1)。类似地，网格中的每个其它单元蜂窝可包括一个大子元件和两个小子元件，如图5A中所示。一般地，每个单元蜂窝可包含一个大子元件和k个小子元件，其中k是大于或等于2的整数。
每个单元蜂窝因此包括该大子元件与k个小子元件之间的最大电容耦合的区域。最大电容耦合的这些区域是大子元件与小子元件之间的互电容可以最受导电对象存在的影响的区。参考图5A，例如，单元蜂窝501包括大子元件511与小子元件520(1)之间的最大电容耦合的第一区域505a，并且还包括大子元件511与小子元件521(1)之间的最大电容耦合的第二区域505b。
在一个实施例中，如图1中所示，诸如电容传感器101之类的电容传感器可被配置成测量大子元件511与小子元件520(1)和521(1)之间的互电容。因此，对于单元蜂窝501，电容传感器101可测量两个互电容值。一般地，电容传感器101可测量k个互电容值，包括用于单元蜂窝中的大子元件与k个小子元件中的每一个的每个配对的一个互电容值。
在一个实施例中，电容传感器101可生成每个与大子元件中的一个与小子元件中的一个之间的配对相对应的互电容值的矩阵。在一个实施例中，可使用正常地被配置成从具有N行和M列的SSD或DSD电容传感器阵列测量互电容的电容传感器来从诸如传感器阵列500之类的单层传感器阵列测量互电容。例如，可将由大子元件组成的第一组传感器电极视为行传感器电极，同时可将由小子元件组成的第二组传感器电极视为列传感器电极。
在一个实施例中，可在电容感测扫描期间将正被用作行子元件的大或小子元件电耦合在一起。例如，可在感测过程期间用开关或其它类型的连接将大子元件511和515电耦合在一起。在一个实施例中，可在电容传感器中实现此连接。
例如，可将大子元件516和小子元件522(2)和523(2)连接到电容传感器来分别地代替图3A中所示的传感器阵列320的行传感器电极339和列传感器电极346和345。然而，行电极339与列电极346和345之间的交叉被水平地布置，而大子元件516与小子元件522(2)和523(2)之间的感测区域505c和505d被垂直地布置。例如，子元件516与子元件522(2)之间的最大电容耦合的区域505c连同子元件516与子元件523(2)之间的最大电容耦合的区域505d一起沿着垂直轴延伸。
因此，可经由矩阵变换对N×M个测量的互电容测量的结果得到的矩阵进行变换以产生将电容值存储在与感测区域的实际位置相对应的位置上的变换矩阵。在一个实施例中，可将电容值的N×M矩阵变换成(N×k)×(M/k)矩阵。
在一个实施例中，可将电容传感器阵列图案500的表面区视为被划分成许多列区域。在一个实施例中，该区可划分成两组列区域，其中，第一组中的每个列区域包括大的传感器电极子元件，并且第二组中的每个列区域包括小的传感器电极子元件。在一个实施例中，N×M个单元蜂窝中的每一个因此将与第一组列区域中的一个和第二组列区域中的一个重叠。例如，单元蜂窝501与列区域502(1)和503(1)两者重叠。
参考图5A，第一组列区域可包括列区域502(1)和502(2)，其包括大子元件511、512、515和516。第二组列区域可包括列区域503(1)和503(2)，其包括子元件520(1)、520(2)、521(1)、521(2)、522(1)、522(2)、523(1)、523(2)。在一个实施例中，第一组列区域中的每个列区域可包括N个大子元件，而第二组列区域中的每个列区域可包括N×k个小子元件。例如，在k等于2的情况下，来自包括4个大子元件的第一组的列区域可邻近于来自包括8个小子元件的第二组的列区域。
在一个实施例中，第一组的列区域与第二组的列区域交织，使得来自任一组的列区域沿着垂直于列区域的长度的轴交替。如图5A中所示，列区域502沿着垂直于列区域502和503的长度的水平轴与列区域503交替。在一个实施例中，每个单元蜂窝可与来自两组列区域中的每一个的一个列区域重叠。例如，单元蜂窝501与来自第一组列区域的列区域502(1)和来自第二组列区域的列区域503(1)重叠。
在一个实施例中，列区域502和503可从电容传感器阵列500的表面区的第一边缘延伸至表面区的第二边缘，其可与第一边缘相对。在其中传感器阵列的表面区为基本上矩形的一个实施例中，每个列区域可从电容传感器阵列的表面区的顶部边缘延伸至表面区的底部边缘。
图5B图示出与图5A中所示的传感器阵列图案500类似的传感器阵列图案的两个列或四个单元蜂窝。
子元件511、520(1)以及521(1)被包含在同一单元蜂窝内。
子元件512、520(2)以及521(2)被包含在同一单元蜂窝内。
子元件513、520(3)以及521(3)被包含在同一单元蜂窝内。
子元件514、520(4)以及521(4)被包含在同一单元蜂窝内。
子元件511-514被包含在来自第一组列区域的同一列区域中，并且子元件520-521在来自第二组列区域的同一列区域中。
在一个实施例中，可沿着平行于大子元件511的纵轴511a的轴布置在与大子元件511在同一单元蜂窝内的小子元件520(1)和521(1)。在一个实施例中，大子元件511-514在尺寸方面基本上彼此相等。在一个实施例中，小子元件520-521在尺寸方面基本上彼此相等。
在一个实施例中，如图5B中所示，大子元件511-514中的每一个被与在同一列区域中或者在N×M个单元蜂窝的网格的不同行中的每个其它子元件511-514电隔离。在一个实施例中，包括大子元件的每个传感器电极还可包括从大子元件中的一个或多个延伸至表面区的边缘的布线迹线。例如，可将大子元件511、512、513以及514中的每一个分别地电连接到布线迹线511b、512b、513b以及514b，其朝着电容传感器阵列的边缘504延伸，在那里其可以被连接到电容传感器。
在一个实施例中，每个小子元件520-521经由一个或多个连接迹线与N×M单元蜂窝的网格的同一列中的小子元件520-521中的至少另一个电耦合。例如，连接迹线512b将小子元件521(1)与在同一列区域中但在单元蜂窝的不同行中的另一小子元件521(2)电连接。在一个实施例中，在同一列区域内的小子元件构成两个传感器电极，其各自的子元件被交织，使得属于各电极的子元件从列区域的一端到相对末端交替。
在一个实施例中，可将与第一大子元件具有其最大电容耦合的小子元件经由连接迹线而电连接到与第二大子元件具有其最大电容耦合的不同小子元件。例如，小子元件521(1)最接近于大子元件511且与之具有其最大电容耦合；子元件521被经由连接迹线521b电连接到小子元件521(2)，其最接近于大子元件512且与之具有其最大电容耦合。
在一个实施例中，传感器电极可在每行单元蜂窝中包括子元件。具体地，小子元件构成两个传感器电极；子元件520被导电迹线电耦合而形成一个传感器电极，并且子元件521被导电迹线电耦合而形成另一个传感器电极。在一个实施例中，每个小子元件520-521比小子元件之间的一个或多个连接迹线中的任何一个宽。
在一个实施例中，可将由小子元件组成的传感器电极中的一个或多个连接到朝着电容传感器阵列的边缘延伸的布线迹线。布线迹线因此可从小子元件中的一个或多个延伸至表面区的边缘，使得其可以被连接到电容传感器。例如，布线迹线521被电连接到子元件521并从子元件521朝着电容传感器阵列的边缘504延伸。
如图5B中所示的传感器阵列图案具有用于四个单元蜂窝中的每一个的两个感测区域。因此，可通过N×k来确定列的分辨率(其对应于感测区域的数目)；因此，在本示例中分辨率是8，因为N＝4且k＝2。在一个实施例中，可使用等式R＝N+k的来计算对应于此布局的每列的布线迹线的总数，其中，R是布线迹线的数目。在如图5B中所示的本示例中，N＝4且k＝2；因此，可使用6个布线迹线来将每列的单元蜂窝内的电极连接到传感器阵列区的边缘。在一个实施例中，感测区域(N×k)与路由迹线(N+k)的比对于给定列而言至少为(N×k):(N+k)。
图5C图示出传感器阵列图案的实施例，其中，每个大子元件与N×M单元蜂窝的网格的同一列中的至少另一大子元件电耦合，并且其中，每个小子元件与不同单元蜂窝中的至少一个其它小子元件电耦合。
例如，每个大子元件530和531被经由一个或多个导电连接迹线电连接到大子元件中的另一个。子元件530(1)被经由连接迹线530b连接到子元件530(2)，其在与子元件530(1)相同的列中，但是在单元蜂窝的不同行中的不同单元蜂窝中。类似地，子元件531(1)被经由连接迹线531b连接到子元件531(2)，其在与子元件531(1)相同的列中，但是在单元蜂窝的不同行中的不同单元蜂窝中。在一个实施例中，在同一列区域内的大子元件构成两个传感器电极，其各自的子元件被交织，使得属于各电极的子元件从列区域的一端到相对端交替。
在一个实施例中，每个小子元件541-544可经由一个或多个连接迹线被电连接到不同单元蜂窝中的另一小子元件。例如，可将小子元件542(1)经由连接迹线542b电连接到小子元件542(2)，其在同一列中但是在单元蜂窝的不同单元蜂窝和不同行中。
在一个实施例中，可将被电容耦合到第一大子元件的小子元件电连接到与不同于第一大子元件的第二大子元件电容耦合的另一小子元件。例如，小子元件543(1)最接近于大子元件530(2)且因此与之具有其最大电容耦合。因此，小子元件543(1)与最接近于大子元件531(2)的小子元件543(2)电耦合。
图6A图示出根据实施例的电容传感器阵列600。在一个实施例中，传感器阵列600包括导电材料的图案，其包括与图案500类似的特征，如图5A中所示。
在一个实施例中，传感器阵列图案600的表面区以上、左、右以及下边缘610、611、612和613为界。在一个实施例中，传感器阵列图案的表面区是传感器阵列的活动过程区。传感器阵列图案600的表面区可被划分成交替列区域。具体地，第一组列区域可包括列区域602(1)、602(2)、602(3)、602(4)、602(5)以及602(6)，其与第二组列区域交织，该第二组列区域包括列区域603(1)、603(2)、603(3)、603(4)、603(5)以及603(6)。换言之，来自第一组和第二组列区域的列区域沿着从边缘611至612通过列区域602和603的纵轴的水平轴的长度交替。在一个实施例中，大子元件位于第一组列区域602中，而小子元件位于第二组列区域603内。
在一个实施例中，列区域602和603中的每一个从传感器阵列600的表面区的第一边缘延伸至第二边缘613。在一个实施例中，传感器阵列600的表面区是基本上矩形的，使得第一边缘610与第二边缘613相对。
在一个实施例中，传感器阵列600的区可以包括布线通道601(1)、601(2)、601(3)、601(4)、601(5)以及601(6)，其包含被电连接到子元件并从子元件朝着传感器阵列600的边缘610延伸的布线迹线。
在一个实施例中，可在小子元件接近于大子元件的任何地方存在感测区域；因此，如图6A中所示，传感器阵列600可具有16×6个感测区域的分辨率。在一个实施例中，传感器阵列600的表面区可划分成8行和6列的网格，其中每个单元蜂窝包括两个感测区域。
图6B图示出根据一个实施例的传感器阵列600与电容传感器101之间的电连接。如图6B中所示，可将每个传感器电极大子元件电连接到电容传感器101的行引脚101a中的一个。在一个实施例中，可将同一行的单元蜂窝中的每个大子元件连接到同一行引脚，同时可将同一列单元蜂窝中的每个大子元件连接到不同的行引脚。如图6B中所示，可将包括小子元件的每个传感器电极连接到电容传感器101的列引脚101b中的一个。在替选实施例中，可将大子元件电连接到列引脚，同时将小子元件电连接到行引脚。
图7图示出传感器阵列700的实施例。在一个实施例中，传感器阵列700包括与如图5C中所示的图案类似的导电材料图案。
在一个实施例中，传感器阵列图案700的表面区以上、左、右以及下边缘710、711、712和713为界。在一个实施例中，传感器阵列图案700的表面区是图案700的活动感测区。传感器阵列图案700的表面区可被划分成交替列区域。具体地，第一组列区域可包括列区域702(1)、702(2)、702(3)以及702(4)，其与第二组列区域交织，该第二组列区域包括列区域703(1)、703(2)、703(3)以及703(4)。换言之，来自第一组和第二组列区域的列区域沿着从边缘711至712通过列区域702和703的纵轴的水平轴的长度交替。在一个实施例中，大子元件位于第一组列区域702中，而小子元件位于第二组列区域703内。
在一个实施例中，布线通道701(1)-701(8)是包括布线迹线的区，该布线迹线被电连接到小子元件，其从该小子元件朝着边缘710延伸，在那里可以将其连接到电容传感器。
图8A图示出用于具有k＝3的值、使得三个小子元件与每个大子元件匹配的单层电容传感器阵列的图案810的实施例。在图案810中，例如，大子元件811邻近于小子元件821(1)、822(1)以及823(1)，使得在大子元件811与小子元件821(1)、822(1)以及823(1)中的每一个之间形成三个感测区域。因此，每个单元蜂窝包含一个大子元件和三个小子元件；因此，每个单元蜂窝包含三个感测区域。
在一个实施例中，小子元件的顺序在每个单元蜂窝内相同。例如，在每个单元蜂窝内，电极821在单元蜂窝的顶部处，电极822在中间，并且电极823在底部处。在一个实施例中，小子元件沿着平行于大子元件的纵轴的轴垂直地对准。
图8A还图示出将小子元件电连接的连接迹线的布线。在一个实施例中，连接迹线和布线迹线可连接到小子元件的不同侧。例如，电极821的子元件在左侧被连接到迹线，电极822的子元件在左侧和右侧两者被连接到迹线，并且电极823的子元件在右侧被连接到迹线。在一个实施例中，每个传感器电极(无论是由大子元件还是小子元件组成)与延伸至电容传感器阵列的边缘804的布线迹线电耦合。
图8B图示出用于单层电容传感器阵列的图案830的实施例。类似于图8A中所示的图案810，图案830还具有k＝3的值，使得三个小子元件与每个大子元件匹配。
在一个实施例中，每个子元件被电连接到延伸至电容传感器阵列的边缘805的布线迹线，并且还连接到延伸至电容传感器阵列的底部边缘806的布线迹线。在一个实施例中，边缘806与边缘805相对。因此，根据一个实施例，可经由布线迹线将每个电极布线到电容传感器阵列的相对的两侧。
图9A、9B、9C和9D图示出包括包含大子元件的电极和包含小子元件的电极的单层电容传感器阵列图案的实施例。在一个实施例中，对应于不同行或列的电极可具有不同的形状和/或尺寸。在一个实施例中，子元件几何结构的此变化可用来补偿跨传感器阵列的信号不均匀性。图9A、9B、9C和9D因此图示出具有传感器电极子元件的变化和固定高度的图案布局的实施例。
图9A图示出其中同一电极的子元件可以是基本上相同的尺寸但不同电极的子元件可以是不同尺寸的传感器阵列图案的实施例。例如，被作为同一电极的一部分电耦合在一起的子元件921(1)、921(2)、921(3)以及921(4)在尺寸方面相互类似；然而，这些子元件每个可以是尺寸方面小于子元件922(1)、922(2)、922(3)或922(4)中的任何一个。
在一个实施例中，尽管子元件的尺寸不同，但与同一单元蜂窝中的大子元件配对的小子元件的组合区可小于大子元件的区。例如，小子元件921(1)和922(1)的组合区可小于或等于大子元件910的区。在一个实施例中，大子元件911、912、913以及914可在尺寸方面类似，并且每个可大于电极921或922的任何子元件。
图9B图示出其中同一电极的子元件可以是不同尺寸的传感器阵列图案的实施例。在一个实施例中，每个电极可具有两个小电极，其中的一个小于另一个。例如，电极941可具有两个小子元件941(1)和941(2)，其中子元件941(1)小于子元件941(2)。类似地，电极942具有两个小子元件942(1)和942(2)，其中子元件942(2)小于子元件942(1)；电极943具有两个小子元件943(1)和943(2)，其中子元件943(1)小于子元件942(2)；并且电极942具有两个小子元件944(1)和944(2)，其中子元件944(2)小于子元件944(1)。在一个实施例中，传感器电极941的子元件可与传感器电极942的子元件交织，而传感器电极943的子元件可与传感器电极944的子元件交织。
图9C图示出其中改变大子元件和小子元件两者的高度的传感器阵列的实施例。在一个实施例中，大子元件951、952、953以及954中的每一个可相互电隔离，并且可具有交替的尺寸。具体地，子元件951和953在尺寸方面是类似的，并且子元件952和954在尺寸方面是类似的且每个比子元件951和953中的任一个大。
如图9C中所示，每个大子元件大于该大子元件与之配对的小子元件中的任一个；然而，在一个实施例中，“大”子元件可小于不同行中的“小”子元件。例如，子元件951具有大于小子元件961(1)和962(1)中的任一个的区，但是可小于子元件961(2)。
如图9C中所示，传感器电极961包括小子元件961(1)、961(2)、961(3)和961(4)。在这些子元件之中，子元件961(1)和961(3)在尺寸方面是类似的，并且子元件961(2)和961(4)在尺寸方面是类似的且每个大于子元件961(1)和961(3)中的任一个。传感器电极962包括小子元件962(1)、962(2)、962(3)以及962(4)。在这些子元件之中，子元件962(1)和962(3)在尺寸方面类似，并且子元件962(2)和962(4)在尺寸方面类似且每个大于子元件962(1)和962(3)中的任一个。在一个实施例中，传感器电极961的子元件可与传感器电极962的子元件交织。
图9D图示出其中子元件在尺寸方面从传感器阵列区的一侧到另一侧渐进地变化的具有大和小传感器电极子元件的单层传感器图案的实施例。例如，大子元件971(1)、972(1)、971(2)以及972(2)可随着其更加远离边缘905和其更接近相对边缘906而逐渐变大。类似地，小子元件981(1)、982(1)、981(2)、982(2)、983(1)、984(1)、983(2)以及984(2)中的每一个可随着其更加远离边缘905和其更接近相对边缘906而逐渐变大。
在一个实施例中，传感器电极981的子元件981(1)和981(2)可与传感器电极982的子元件982(1)和982(2)交织。传感器电极983的子元件983(1)和983(2)可与传感器电极984的子元件984(1)和984(2)交织。
图10A图示出具有与如图5B中所示的图案类似的图案的传感器阵列1000的实施例。在一个实施例中，传感器阵列1000包括许多布线迹线，诸如布线迹线1010，其被电连接到传感器阵列1000中的传感器电极并朝着传感器阵列1000的边缘延伸。在一个实施例中，布线迹线1010可将传感器电极连接到在活动感测区之外的引脚。在一个实施例中，引脚可被不透明顶部框隐藏。
在一个实施例中，可将阵列1000中的传感器电极经由连接器1002连接到PCB 1003上的电路。在一个实施例中，连接器1002可由柔性基底上的导电材料制成。在一个实施例中，可将诸如处理器件110之类的电容感测系统的部件安装在PCB 1003上。在一个实施例中，还可将诸如支撑在其上面被覆盖传感器阵列的显示器的硬件的其它硬件安装在PCB1003上。
在一个实施例中，可将阵列1000中的传感器电极中的一个或多个连接在一起；例如，可将包括在同一行单元蜂窝中的大子元件的每个传感器电极电耦合在一起并一起感测。在一个实施例中，可通过一个或多个开关、复用器、导电迹线或可驻留于框100上面或下面、PCB 1003上面或传感器阵列组件的某个其它部分上面的其它导电路径来建立传感器电极之间的某些或所有连接。
图10B图示出具有与传感器阵列1000的图案类似但对于诸如布线迹线1060和1061之类的布线迹线而言分别地在相反的方向上通到顶板框1051和底部框1052的传感器图案的传感器阵列1050的实施例。在一个实施例中，被电连接到特定子元件的布线迹线朝着更接近于该特定子元件的传感器阵列的两个相对边缘中的一个延伸以便使布线迹线的长度最小化。例如，最接近于顶部框1051的大子元件被连接到朝着顶部框1051延伸的布线迹线，而最接近于底部框的大子元件被连接到朝着底部框1052延伸的布线迹线。
在一个实施例中，可经由连接器1053和1054将阵列1050中的传感器电极连接到PCB 1055上的电路。在一个实施例中，连接器1053和1054中的一者或两者可由柔性基底上的导电材料制成。在一个实施例中，可将诸如处理器件110之类的电容感测系统的部件安装在PCB1055上。在一个实施例中，还可将诸如支撑在其上面覆盖传感器阵列的显示器的硬件的其它硬件安装在PCB 1055上。
在一个实施例中，可将阵列1050中的传感器电极中的一个或多个连接在一起；例如，可将包括在同一行单元蜂窝中的大子元件的每个传感器电极电耦合在一起并一起感测。在一个实施例中，可通过一个或多个开关、复用器、导电迹线或可驻留于框1051和1052中的一者或两者上面或下面、PCB 1055上面或传感器阵列组件的某个其它部分上面的其它导电路径来建立传感器电极之间的某些或所有连接。
在前述实施例中，可进行各种修改；例如，可将行传感器电极和列传感器电极互换，并且可使用行或列传感器电极作为TX或RX传感器电极。类似地，可使用包括大子元件的传感器电极作为TX或RX传感器电极，并且可使用包括小子元件的传感器电极作为RX或TX传感器电极。此外，在某些实施例中，可用导电电桥来替换行和列传感器电极之间的交叉。例如，当行和列传感器电极两者由单层导电材料构成时，可使用电桥来将传感器电极的部分电连接。如本文所述，可将“电连接”或“电耦合”的导电电极耦合，使得在导电电极之间存在相对低电阻的导电路径。
本文所述的本发明的实施例包括各种操作。可用硬件部件、软件、固件或其组合来执行这些操作。如本文所述的术语“耦合到”可意指直接地或通过一个或多个中间部件间接地耦合。可将本文所述的在各种总线上提供的任何信号与其它信号时间复用，并通过一个或多个公共总线提供。另外，电路部件或块之间的互连可示为总线或作为单信号线。每个总线可替选地是一个或多个单信号线且所述单信号线中的每一个可以替选地是总线。
可将某些实施例实现为可包括存储在计算机可读介质上的指令的计算机程序产品。这些指令可用来对通用或专用处理器进行编程以执行所述操作。计算机可读介质包括用于以可被机器(例如，计算机)读取的形式存储或发射信息的任何机制(例如，软件、处理应用)。计算机可读存储介质可包括但不限于磁存储介质(例如，软盘)；光存储介质(例如，CD-ROM)；磁光存储介质；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪存或适合于存储电子指令的另一类型的介质。
另外，可在其中计算机可读介质被存储在超过一个计算机系统上和/或由其执行的分布式计算环境中实践某些实施例。另外，可跨连接计算机系统的传输介质拉或推在计算机系统之间传输的信息。
虽然按照特定顺序示出并描述了本文中的方法的操作，但可改变每个方法的操作的顺序，使得可按照相反的顺序来执行某些操作，或者使得可至少部分地与其它操作同时地执行某些操作。在另一实施例中，不同操作的指令或子操作可采取间断性和/或交替的方式。
在前述说明书中，已经参考本发明的特定示例性实施例描述了本发明。然而，将显而易见的是在不脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽泛精神和范围的情况下对其进行各种修改和变更。因此应在说明性而不是限制性意义上考虑本说明书和附图。

Claims (20)

1.一种电容传感器阵列，包括：
第一组传感器电极，每个包括一个或多个大子元件；以及
第二组传感器电极，每个包括一个或多个小子元件，其中，每个所述小子元件小于任何的所述大子元件，其中，所述第一组传感器电极和所述第二组传感器电极由单层导电材料形成，其中，所述电容传感器阵列的表面区被划分成N×M个单元蜂窝的网格，其中，所述N×M个单元蜂窝中的每一个包含所述大子元件中的一个和所述小子元件中的k个，其中，单元蜂窝的数目大于或等于2，其中，对于所述第一组传感器电极和所述第二组传感器电极中的每一组，纵轴跨在同组中的处于同一列的单元蜂窝中的传感器电极的子元件中的每一个的至少一部分，其中，所述N×M个单元蜂窝中比第二单元蜂窝接近于列的一端的第一单元蜂窝沿着所述纵轴短于所述第二单元蜂窝，并且其中，N大于或等于2，M大于或等于2，并且k大于或等于2。
2.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，小子元件的总数是大子元件的总数的k倍。
3.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述单元蜂窝中的至少一个包括大子元件与第一小子元件之间的最大电容耦合的第一区域和所述大子元件与第二小子元件之间的最大电容耦合的第二区域。
4.根据权利要求3所述的电容传感器阵列，其中，所述第一小子元件和所述第二小子元件被沿着平行于所述大子元件的纵轴的轴布置。
5.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述大子元件中的每一个与N×M个单元蜂窝的所述网格的不同行中的所述大子元件中的每一个电隔离，并且其中，所述小子元件中的每一个经由一个或多个连接迹线与N×M个单元蜂窝的所述网格的同一列中的所述小子元件中的另一个电耦合，其中，所述小子元件中的每一个比所述一个或多个连接迹线中的任何一个宽。
6.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述大子元件中的每一个与N×M个单元蜂窝的所述网格的同一列中的至少另一大子元件电耦合，并且其中，所述小子元件中的每一个与不同单元蜂窝中的至少一个其它小子元件电耦合。
7.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述小子元件的组合区小于所述大子元件的组合区。
8.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述大子元件中的两个或更多个在尺寸方面基本上是相等的，并且其中，所述小子元件中的两个或更多个在尺寸方面是基本上相等的。
9.根据权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述第一组传感器电极中的每一个包括从所述一个或多个大子元件延伸到所述表面区的第一边缘的布线迹线，以及其中，所述第二组传感器电极中的每一个包括从所述一个或多个小子元件延伸到所述表面区的第一边缘的布线迹线。
10.一种电容传感器阵列，包括：
第一组传感器电极，每个包括一个或多个大子元件；以及
第二组传感器电极，每个包括一个或多个小子元件，其中，所述第一组传感器电极和所述第二组传感器电极由单层导电材料形成，
其中，所述电容传感器阵列的表面区能划分成第一组列区域和与所述第一组列区域交织的第二组列区域，其中，所述第一组列区域和第二组列区域中的每一个从所述表面区的第一边缘延伸到所述表面区的第二边缘，以及其中，对于所述第一组列区域中的每个列区域，该列区域包括每个通过该列区域的纵轴交叉的N个大子元件，其中，对于所述第二组列区域中的每个列区域，该列区域包括每个通过该列区域的纵轴交叉的N×k个小子元件，其中，N大于或等于2，其中，k大于或等于2，其中，包括所述大子元件中的一个以及所述小子元件中的k个并且比在同一列区域中的第二单元蜂窝接近于列区域的一端的第一单元蜂窝沿着所述纵轴短于所述第二单元蜂窝。
11.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，小子元件的总数是大子元件的数目的k倍，并且其中，所述小子元件的组合区小于所述大子元件的组合区。
12.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，所述大子元件中的两个或更多个在尺寸方面基本上是相等的，并且其中，所述小子元件中的两个或更多个在尺寸方面是基本上相等的。
13.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，所述表面区是基本上矩形的，并且其中，所述表面区的第二边缘与所述表面区的第一边缘相对。
14.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，所述表面区能划分成N×M个单元蜂窝的网格，每个与所述第一组列区域中的一个以及所述第二组列区域中的一个重叠，并且其中，每个单元蜂窝包括所述大子元件中的一个与k个小子元件中的每一个之间的最大电容耦合的区域。
15.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，同一列区域中的所述大子元件中的每一个相互电隔离，并且其中，列区域中的所述小子元件中的每一个被电连接到同一列区域中的所述小子元件中的至少另一个。
16.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，所述大子元件中的每一个与同一列区域中的至少另一大子元件电耦合，并且其中，所述小子元件中的每一个与同一列区域中的至少另一小子元件电耦合。
17.根据权利要求10所述的电容传感器阵列，其中，所述第一组传感器电极中的每一个包括从所述一个或多个大子元件延伸到所述表面区的第一边缘的布线迹线，并且其中，所述第二组传感器电极中的每一个包括从所述一个或多个小子元件延伸到所述表面区的所述第一边缘的布线迹线。
18.一种电容感测系统，包括：
电容传感器；
与所述电容传感器耦合的电容传感器阵列的第一组传感器电极，其中，所述第一组传感器电极中的每一个包括一个或多个大子元件；以及
所述电容传感器阵列的第二组传感器电极，其中，所述第二组传感器电极中的每一个包括一个或多个小子元件，其中，所述小子元件中的每一个小于所述大子元件中的任何一个，其中，所述第一组传感器电极和所述第二组传感器电极由单层导电材料构成，其中，所述电容传感器阵列的表面区能划分成N×M个单元蜂窝的网格，其中，所述N×M个单元蜂窝中的每一个包含一个大子元件和k个小子元件，其中，单元蜂窝的数目大于或等于2，其中，对于所述第一组传感器电极和所述第二组传感器电极中的每一组，纵轴跨在同组中的处于同一列的单元蜂窝中的传感器电极的子元件中的每一个的至少一部分，其中，所述N×M个单元蜂窝中比第二单元蜂窝接近于列的一端的第一单元蜂窝沿着所述纵轴短于所述第二单元蜂窝，并且其中，N大于或等于2，M大于或等于2，并且k大于或等于2。
19.根据权利要求18所述的电容感测系统，其中，所述单元蜂窝中的至少一个包括大子元件与第一小子元件之间的最大电容耦合的第一区域和所述大子元件与第二小子元件之间的最大电容耦合的第二区域，以及其中，所述电容传感器被配置成测量所述大子元件与所述第一小子元件之间的第一互电容和所述大子元件与所述第二小子元件之间的第二互电容。
20.根据权利要求18所述的电容感测系统，其中，所述电容传感器被配置成通过基于从所述电容传感器阵列测量的互电容值的矩阵执行矩阵变换操作来生成电容值的矩阵。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9612265B1 (en) 2011-09-23 2017-04-04 Cypress Semiconductor Corporation Methods and apparatus to detect a conductive object
US8754662B1 (en) * 2013-03-11 2014-06-17 Cypress Semiconductor Corporation Flipped cell sensor pattern
DE102013104644B4 (de) * 2013-05-06 2020-06-04 Polylc Gmbh & Co. Kg Schichtelektrode für Berührungsbildschirme
US8872526B1 (en) * 2013-09-10 2014-10-28 Cypress Semiconductor Corporation Interleaving sense elements of a capacitive-sense array
WO2015131308A1 (en) * 2014-03-03 2015-09-11 Nokia Technologies Oy Capacitive touch sensor circuit, method of forming circuit, and touch screen and mobile device comprising the same
KR102216554B1 (ko) * 2014-03-14 2021-02-17 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101651408B1 (ko) * 2014-06-23 2016-08-26 주식회사 리딩유아이 정전용량식 터치감지패널 및 이를 갖는 정전용량식 터치감지장치
KR102291564B1 (ko) * 2015-01-06 2021-08-19 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 터치 패널 및 그 구동방법
US10152163B2 (en) * 2015-03-10 2018-12-11 Cirque Corporation Method of reducing the space occupied by electrode routing traces on single layer touch sensor
CN104765499A (zh) * 2015-04-15 2015-07-08 合肥京东方光电科技有限公司 触摸屏及触控装置
KR102402256B1 (ko) * 2015-11-04 2022-05-27 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
CN105511683B (zh) * 2015-12-31 2019-03-12 厦门天马微电子有限公司 一种触控显示装置
CN105677094B (zh) * 2016-01-04 2018-10-09 京东方科技集团股份有限公司 触控面板、触控点检测方法和显示装置
TWI581157B (zh) * 2016-04-20 2017-05-01 群創光電股份有限公司 觸控顯示裝置
CN106502484B (zh) * 2016-11-04 2019-05-21 友达光电（苏州）有限公司 触控单元
KR102205762B1 (ko) * 2017-04-11 2021-01-21 주식회사 지2터치 터치 스크린
KR102461720B1 (ko) * 2017-08-03 2022-11-01 삼성전자주식회사 지문인식 센서 및 이를 포함하는 지문 인식 겸용 터치 스크린 장치
KR102508964B1 (ko) 2018-01-31 2023-03-14 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102150881B1 (ko) * 2019-03-21 2020-09-02 동우 화인켐 주식회사 터치센서 및 이를 형성하는 노광 마스크
WO2020198974A1 (zh) * 2019-03-29 2020-10-08 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏、触摸显示屏和显示装置
US10963084B2 (en) * 2019-04-02 2021-03-30 Samsung Display Co., Ltd. Touch sensor
US10747384B1 (en) * 2019-08-01 2020-08-18 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Single layer capacitive touch matrix
CN111427475B (zh) * 2020-03-26 2022-09-02 京东方科技集团股份有限公司 触控模组、触控显示屏及触控显示屏的制造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102667693A (zh) * 2010-08-09 2012-09-12 赛普拉斯半导体公司 用于电容感应电极相关应用的网格结构

Family Cites Families (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4123631A (en) * 1977-02-16 1978-10-31 Owens-Illinois, Inc. Touch switch
US4293987A (en) * 1978-03-16 1981-10-13 Texas Instruments Incorporated Method of fabricating capacitive touch switch panel
US4379287A (en) * 1978-08-08 1983-04-05 Robertshaw Controls Company Capacitive switch and panel
US4233522A (en) 1978-10-30 1980-11-11 General Electric Company Capacitive touch switch array
US4707845A (en) 1986-08-26 1987-11-17 Tektronix, Inc. Touch panel with automatic nulling
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US6452514B1 (en) * 1999-01-26 2002-09-17 Harald Philipp Capacitive sensor and array
JP3054135B1 (ja) 1999-02-05 2000-06-19 シャープ株式会社 液晶表示装置
DE10139158C1 (de) 2001-08-09 2003-04-17 Siemens Dematic Ag Bauelemente-Erfassungsvorrichtung, Bauelemente-Zuführvorrichtung und Verfahren zum Zuführen von Bauelementen mittels einer Bauelemente-Zuführvorrichtung
JP2003099185A (ja) 2001-09-20 2003-04-04 Alps Electric Co Ltd 入力装置
US7821425B2 (en) 2002-07-12 2010-10-26 Atmel Corporation Capacitive keyboard with non-locking reduced keying ambiguity
CN1705974A (zh) 2002-08-02 2005-12-07 西奎公司 具有触摸区域的单层触摸板
US7202859B1 (en) 2002-08-09 2007-04-10 Synaptics, Inc. Capacitive sensing pattern
US7129935B2 (en) 2003-06-02 2006-10-31 Synaptics Incorporated Sensor patterns for a capacitive sensing apparatus
WO2004112448A2 (en) 2003-06-13 2004-12-23 Semtech Corporation Sensor for capacitive touch pad pointing device
US7382139B2 (en) 2004-06-03 2008-06-03 Synaptics Incorporated One layer capacitive sensing apparatus having varying width sensing elements
US7499039B2 (en) 2005-01-10 2009-03-03 3M Innovative Properties Company Iterative method for determining touch location
US7439962B2 (en) 2005-06-01 2008-10-21 Synaptics Incorporated Touch pad with flexible substrate
GB2428306B (en) 2005-07-08 2007-09-26 Harald Philipp Two-dimensional capacitive position sensor
US7864160B2 (en) 2005-10-05 2011-01-04 3M Innovative Properties Company Interleaved electrodes for touch sensing
US20070074913A1 (en) 2005-10-05 2007-04-05 Geaghan Bernard O Capacitive touch sensor with independently adjustable sense channels
US8619054B2 (en) 2006-05-31 2013-12-31 Atmel Corporation Two dimensional position sensor
US8243027B2 (en) 2006-06-09 2012-08-14 Apple Inc. Touch screen liquid crystal display
US9360967B2 (en) * 2006-07-06 2016-06-07 Apple Inc. Mutual capacitance touch sensing device
US7948477B2 (en) 2006-12-15 2011-05-24 Apple Inc. PET-based touchpad
US7973771B2 (en) 2007-04-12 2011-07-05 3M Innovative Properties Company Touch sensor with electrode array
US8072429B2 (en) 2006-12-22 2011-12-06 Cypress Semiconductor Corporation Multi-axial touch-sensor device with multi-touch resolution
US8026903B2 (en) 2007-01-03 2011-09-27 Apple Inc. Double-sided touch sensitive panel and flex circuit bonding
US7639234B2 (en) 2007-01-04 2009-12-29 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Capacitive sensing and absolute position mapping in displacement type pointing devices
KR100885730B1 (ko) * 2007-03-05 2009-02-26 (주)멜파스 단순한 적층 구조를 갖는 접촉위치 감지 패널
TWI444876B (zh) 2007-04-05 2014-07-11 Qrg Ltd 二維位置感應器
GB2448821A (en) * 2007-04-24 2008-10-29 Seiko Instr Inc Differential capacitive proximity detector
TW200842681A (en) 2007-04-27 2008-11-01 Tpk Touch Solutions Inc Touch pattern structure of a capacitive touch panel
US8153016B2 (en) 2007-10-03 2012-04-10 Apple Inc. Shaping a cover glass
US8358276B2 (en) 2007-12-21 2013-01-22 Apple Inc. Touch pad electrode design
EP2075678A3 (en) 2007-12-27 2013-03-13 TPO Displays Corp. Position sensing display
US8576193B2 (en) * 2008-04-25 2013-11-05 Apple Inc. Brick layout and stackup for a touch screen
US8629841B2 (en) 2008-04-30 2014-01-14 Apple Inc. Multi-touch sensor patterns and stack-ups
US8149207B2 (en) 2008-07-09 2012-04-03 Chi Hsin Electronics Corp. Touch signal transmission circuit for touch LCD
US8300019B2 (en) 2008-07-15 2012-10-30 Apple Inc. Capacitive sensor coupling correction
US20100059294A1 (en) * 2008-09-08 2010-03-11 Apple Inc. Bandwidth enhancement for a touch sensor panel
US8624845B2 (en) 2008-09-26 2014-01-07 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance touch screen
US20100108409A1 (en) 2008-11-06 2010-05-06 Jun Tanaka Capacitive coupling type touch panel
US9244568B2 (en) 2008-11-15 2016-01-26 Atmel Corporation Touch screen sensor
US8749496B2 (en) 2008-12-05 2014-06-10 Apple Inc. Integrated touch panel for a TFT display
US8319747B2 (en) 2008-12-11 2012-11-27 Apple Inc. Single layer touch panel with segmented drive and sense electrodes
US20100201647A1 (en) 2009-02-11 2010-08-12 Tpo Displays Corp. Capacitive touch sensor
US20100214247A1 (en) 2009-02-20 2010-08-26 Acrosense Technology Co., Ltd. Capacitive Touch Panel
JP5337061B2 (ja) 2009-02-20 2013-11-06 セイコーインスツル株式会社 タッチパネル及びこれを備える表示装置
JP5140018B2 (ja) 2009-02-24 2013-02-06 株式会社ジャパンディスプレイイースト 入力機能付き液晶表示装置
JP2010205177A (ja) 2009-03-05 2010-09-16 Sharp Corp スクリーン版およびこれを用いたタッチパネルの製造方法
US9495042B2 (en) * 2009-04-14 2016-11-15 Atmel Corporation Two-dimensional position sensor
TWI543048B (zh) 2009-05-15 2016-07-21 晨星半導體股份有限公司 電容式觸控面板之感測結構及感測方法
JP5396167B2 (ja) 2009-06-18 2014-01-22 株式会社ワコム 指示体検出装置及び指示体検出方法
US8711108B2 (en) * 2009-06-19 2014-04-29 Apple Inc. Direct connect single layer touch panel
US20110012845A1 (en) 2009-07-20 2011-01-20 Rothkopf Fletcher R Touch sensor structures for displays
KR101738190B1 (ko) 2009-09-02 2017-05-29 플라트프로그 라보라토리즈 에이비 보상 신호 프로파일을 갖는 터치 표면
US8552315B2 (en) * 2009-09-03 2013-10-08 Atmel Corporation Two-dimensional position sensor
US20110048813A1 (en) 2009-09-03 2011-03-03 Esat Yilmaz Two-dimensional position sensor
US8415958B2 (en) * 2009-09-11 2013-04-09 Synaptics Incorporated Single layer capacitive image sensing
JP2013504819A (ja) 2009-09-11 2013-02-07 シナプティクス インコーポレイテッド 電圧勾配に基づいた入力デバイス
US8599150B2 (en) 2009-10-29 2013-12-03 Atmel Corporation Touchscreen electrode configuration
JP5295090B2 (ja) 2009-12-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
US8508731B2 (en) 2010-01-11 2013-08-13 Oto Photonics, Inc. Spectrometer capable of eliminating side-tail effects
US8736283B2 (en) 2010-03-04 2014-05-27 Franklin Sensors Inc. Advanced obscured feature detector
KR20110124727A (ko) 2010-05-11 2011-11-17 우관제 터치 스크린용 ｐｅｔ 터치 센서 및 그 제조방법
US9727175B2 (en) * 2010-05-14 2017-08-08 Elo Touch Solutions, Inc. System and method for detecting locations of touches on a projected capacitive touch sensor
US8982060B2 (en) 2010-08-27 2015-03-17 Apple Inc. Touch and hover sensor compensation
US8593450B2 (en) 2010-12-22 2013-11-26 Apple Inc. Relay driving of conductive segments in displays
WO2012128893A1 (en) 2011-02-24 2012-09-27 Cypress Semiconductor Corporation Single layer touch sensor
US20140210784A1 (en) 2011-02-24 2014-07-31 Cypress Semiconductor Corporation Touch sensor device
TW201241684A (en) 2011-04-08 2012-10-16 Wintek Corp Touch panel and touch display panel
US8797285B2 (en) 2011-04-18 2014-08-05 Atmel Corporation Panel
US9046973B2 (en) 2011-06-01 2015-06-02 Scriptel Corporation Touch screen system
US9465492B2 (en) 2011-06-22 2016-10-11 Sharp Kabushiki Kaisha Touch panel system and electronic device
KR20130021648A (ko) 2011-08-23 2013-03-06 삼성전기주식회사 터치패널
WO2013036638A2 (en) * 2011-09-06 2013-03-14 Brewer Science Inc. Use of megasonic energy to assist edge bond removal in a zonal temporary bonding process
US20130081869A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Jae Hong Kim Touch sensing apparatus and method of manufacturing the same
US20130100038A1 (en) 2011-10-20 2013-04-25 Atmel Technologies U.K. Limited Single-Layer Touch Sensor
US20130100041A1 (en) * 2011-10-21 2013-04-25 Touch Turns Llc System for a single-layer sensor having reduced number of interconnect pads for the interconnect periphery of the sensor panel
US9262019B2 (en) 2011-11-22 2016-02-16 Atmel Corporation Touch sensor with conductive lines having different widths
US9154127B2 (en) 2012-03-06 2015-10-06 Atmel Corporation Touch sensor with conductive lines having portions with different widths
TWI474235B (zh) 2012-10-03 2015-02-21 Giantplus Technology Co Ltd 單層電極觸控面板
US8754662B1 (en) 2013-03-11 2014-06-17 Cypress Semiconductor Corporation Flipped cell sensor pattern

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102667693A (zh) * 2010-08-09 2012-09-12 赛普拉斯半导体公司 用于电容感应电极相关应用的网格结构

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014123671A1 (en) 2014-08-14
US20160004343A1 (en) 2016-01-07
US9292138B2 (en) 2016-03-22
CN105637458A (zh) 2016-06-01

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