CN105786276B - 圆形轮廓单层图案 - Google Patents

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Abstract

描述了用于诸如可穿戴装置的输入装置的圆形、单层传感器电极图案。传感器电极图案特点在于以交替方式铺设的发送器电极和接收器电极，使得每一个“接收器”电极都被“发送器”电极环绕。所描述的图案的单个传感器电极被设计以提供基本上相同的横跨传感器的电极面积大小。另外，传感器电极图案被排列为既对于水平轴对称又对于垂直轴对称。所提供的传感器电极图案的特征导致传感器结构对于所有传感器电极都具有相同的绝对电容传感测量，并且对于所有“像素”都具有相同的跨电容传感测量。

Description

圆形轮廓单层图案
技术领域
实施例一般涉及输入传感，并且具体地涉及具有用于电容传感的圆形电极设计的传感装置。
背景技术
包括近距离传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛使用于各种电子系统中。近距离传感器设备通常包括传感区域，所述传感区域常常由表面划界，在所述传感区域中近距离传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。近距离传感器设备可被用来为电子系统提供界面。例如，近距离传感器设备常常被用作较大型计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本电脑或台式电脑中的、或者外设于笔记本电脑或台式电脑的不透明触摸板）。近距离传感器设备还常常用于较小型计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。
发明内容
本公开内容的实施例提供了电容式传感器。电容式传感器包括传感器基底和多个传感器电极，所述多个传感器电极被布置在传感器基底的第一面上并且被排列成对称的圆形图案。多个传感器电极包括传感器电极的内圆和从传感器的内圆向外辐射状地布置的传感器电极的外环。多个传感器电极被配置以感测电容式传感器的传感区域中的输入对象。多个传感器电极中的每一个都具有基本上相等的表面积。
本公开内容的另一个实施例提供了电容式传感器装置。电容式传感器装置包括传感器基底和多个传感器电极，所述多个传感器电极被布置在传感器基底的第一面上并且被排列成对称的圆形图案。该多个传感器电极被配置以感测电容式传感器装置的传感区域中的输入对象。多个传感器电极中的每一个都具有基本上相等的表面积。电容式传感器装置还包括以通信方式耦接于多个传感器电极的处理系统。处理系统被配置以通过在多个传感器电极的第一传感器电极子集上驱动传感信号并且在多个传感器电极的第二传感器电极子集上接收产生的信号来执行互电容式传感。处理系统还被配置以通过多个传感器电极执行绝对电容传感。来自第一传感器电极子集的传感器电极的每一个都与第二传感器电极子集的传感器电极共享边界。
本公开内容的实施例还提供了用于触摸屏装置的处理系统。处理系统包括以通信方式耦接于多个传感器电极的传感器模块。多个传感器电极被布置在传感器基底的第一面上并且被排列成对称的圆形图案。多个传感器电极被配置成感测触摸屏装置的传感区域中的输入对象。多个传感器电极中的每一个都具有基本上相等的表面积。传感器模块被配置以在多个传感器电极的第一传感器电极子集上驱动传感信号，并且在多个传感器电极的第二传感器电极子集上接收产生的信号。来自第一传感器电极子集的传感器电极的每一个都与第二传感器电极子集的传感器电极共享边界。
附图说明
为了可以所述方式详细理解上面所列举的本发明的特征，通过参考实施例（所述实施例中的一些被示意在附图中）可得到如上所简略概括的本发明的更为具体的描述。然而应该注意到的是，附图只示意了典型实施例且并不因此被认为是对范围的限制，因为其它有效的实施例可被接纳。
图1 是根据示例的包括输入装置的系统的框图。
图2是根据本公开内容的实施例的描绘了电容式传感器装置的框图。
图3图解性地示意了根据本公开内容的一个实施例的可用来感测电容式传感器的传感区域中的输入对象的传感器电极图案。
图4图解性地示意了图3的传感器电极图案的另一个实施例。
为了促进理解，在可能的情况下，相同的附图标记被用来表示各图中共有的相同的元件。可以预见的是，一个实施例的元件可以有益地并入其它实施例中。
具体实施方式
以下的具体实施方式本质上仅仅是示例性的，且并非意在限制实施例或本申请及对该实施例的使用。此外，不存在要被出现在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中的任何明确的或暗示的理论所约束的意图。
不同的实施例提供了用于诸如可穿戴装置的输入装置的圆形、单层传感器电极图案。传感器电极图案特点在于以交替方式铺设的发送器电极和接收器电极，从而每一个“接收器”电极都被“发送器”电极环绕。所描述的图案的单个传感器电极被设计成提供横跨传感器基本上相同的电极面积大小。另外，传感器电极图案被布置成为横跨水平轴与垂直轴两者都对称。所提供的传感器电极图案的特征导致传感器结构对于所有传感器电极都具有相同的绝对电容传感测量，并且对于所有“像素”都具有相同的跨越电容传感测量。
对比于传统的单层传感器图案，所描述的实施例对于沿传感器装置的圆形边缘的电容式传感提供了改进的性能。此外，使用所描述的传感器电极图案，传感器电极的数量和布置对于边寻迹路由考虑到了传感器图案周围更窄的边界面积，并且对于将传感器耦接到处理器系统考虑到了减小的绑定区域的尺寸，举例来说，诸如各向异性导电胶膜（ACF）。
现在转看附图，图1是根据本发明的实施例的示例性输入装置100的框图。输入装置100可以被配置以向电子系统（未示出）提供输入。如在本文档中所使用的，术语“电子系统”（或“电子装置”）泛指任何能够电子化处理信息的系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器、以及个人数字助理（PDA）。额外的示例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置100和分开的摇杆或按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括外设，诸如数据输入装置（包括远程控制和鼠标）、和数据输出装置（包括显示屏和打印机）。其它示例包括远程终端、自助服务机（kiosk）、以及视频游戏机（例如视频游戏控制台、便携式游戏装置、以及诸如此类的）。其它示例包括通信装置（包括诸如智能电话的蜂窝电话）和媒体装置（包括记录器，编辑器，以及诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字摄像机的播放器）。另外，电子系统可以是输入装置的主装置或从装置。
输入装置100可以被实现为电子系统的物理部件，或者可与电子系统物理上分开。视情况而定，输入装置100可以使用以下中的任何一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络、以及其它有线或无线的互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF、以及IRDA。
在图1中，输入装置100被示出为近距离传感器装置（也常常被称为“触摸板”或者“触摸传感器装置”），所述近距离传感器装置被配置以感测由传感区域120中的一个或多个输入对象140所提供的输入。如图1中所示，示例输入对象包括手指和触控笔。
传感区域120包含任何在输入设备100上方、周围、内部和/或附近的空间，在所述空间中，输入设备100能够检测用户输入（例如由一个或多个输入对象140所提供的用户输入）。具体传感区域的尺寸、形状和位置可因实施例而大不相同。在一些实施例中，传感区域120在一个或多个方向上从输入设备100的表面向空间中延伸，直到信噪比妨碍了足够精确的对象检测为止。在不同的实施例中，该传感区域120在特定方向上所延伸的距离可以是小于毫米、毫米、厘米、或更大的数量级，并且可以随着所使用的传感技术的类型和所需要的精确度而显著变化。因此，一些实施例感测包括与输入设备100的任何表面没有接触、与输入设备100的输入表面（例如触摸表面）接触、与耦合有一定量的施加力或压力的输入设备100的输入表面接触、和/或它们的组合的输入。在不同的实施例中，输入表面可以由传感器电极驻存在其内的外壳的表面、由应用于传感器电极之上的面板、或任何外壳等提供。在一些实施例中，传感区域120在被投影到输入设备100的输入表面上时具有矩形形状。在一些实施例中，传感区域120在被投影到输入设备100的输入表面上时具有圆形形状。
输入设备100可以使用传感器组件和传感技术的任何组合来检测传感区域120中的用户输入。输入设备100包括一个或多个用于检测用户输入的传感元件。如几个非限制性示例，输入设备100可以使用电容性、倒电容性（elastive）、电阻性、电感性、磁性、声学的、超声的、和/或光学的技术。一些实现被配置以提供跨一维、二维、三维、或更高维的空间的图像。一些实现被配置以提供输入沿特定轴或平面的投影。在输入设备100的一些电阻性实现中，柔性的并且导电的第一层被一个或多个间隔元件从导电的第二层分开。在操作期间，一个或多个电压梯度被横跨多层创建。按压该柔性的第一层可使它充分地偏转以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的接触点（一个或多个）的电压输出。这些电压输出可以被用来确定位置性信息。
在输入设备100的一些电感性实现中，一个或多个传感元件拾取由谐振线圈或线圈对所感生的环电流。电流的幅度、相位和频率的一些组合进而可被用来确定位置性信息。
在输入设备100的一些电容性实现中，电压或电流被施加以创建电场。附近的输入对象引起电场的变化，并且在电容性耦合中产生可检测的变化，所述变化可被检测为电压变化、电流变化、或诸如此类的。
一些电容性实现使用阵列或者其它常规的或非常规的电容式传感元件的图案来创建电场。在一些电容性实现中，分开的传感元件可被电阻短路在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现使用电阻薄片，所述电阻薄片可以是电阻均匀的。
一些电容性实现使用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的变化的“自电容”（或“绝对电容”）传感方法。在不同的实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容传感方法通过相对于参考电压（例如系统接地）调制传感器电极并通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来操作。
一些电容性实现使用基于传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”（或“跨电容”）传感方法。在不同的实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，跨电容传感方法通过检测一个或多个发送器传感器电极（也叫“发送器电极”或“发送器”）与一个或多个接收器传感器电极（也叫“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合来操作。发送器传感器电极可以相对于参考电压（例如系统接地）被调制以发送发送器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压基本上保持常量以促进对合成信号的接收。合成信号可包括对应于一个或多个发送器信号和/或对应于一个或多个环境干扰（例如其它的电磁信号）源的影响（一种或多种）。传感器电极可以是专用的发送器或接收器，或者传感器电极可被配置为既发送又接收。可替代地，可以相对于地调制传感器电极。
在图1中，处理系统110被示出为输入设备100的一部分。处理系统110被配置成操作输入设备100的硬件从而检测传感区域120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路（IC）和/或其它电路组件的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括发送器电路和/或接收器电路，其中，该发送器电路被配置成用发送器传感器电极发送信号，而该接收器电路被配置成用接收器传感器电极接收信号。在一些实施例中，处理系统110还包括电子化可读的指令，诸如固件代码、软件代码、和/或诸如此类的。在一些实施例中，组成处理系统110的组件被放置在一起，诸如靠近输入设备100的传感元件（一个或多个）。在其它实施例中，处理系统110的组件与靠近输入设备100的传感元件（一个或多个）的一个或多个组件以及其它地方的一个或多个组件是在物理上分开的。例如，输入设备100可以是耦接于台式计算机的外设，而处理系统110可以包括被配置成在台式计算机的中央处理单元及与中央处理单元分开的一个或多个IC（可能具有相关联的固件）上运行的软件。如另一个示例，输入设备100可以是物理上集成在电话中的，并且处理系统110可以包括电路和固件，所述电路和固件是电话的主处理器的一部分。在一些实施例中，处理系统110是专用于实现输入设备100的。在其它的实施例中，处理系统110还执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉促动器等。
处理系统110可以被实现为处理处理系统110的不同功能的一组模块。每一个模块都可包括电路、固件、软件、或它们的组合，其中，所述电路是处理系统110的一部分。在不同的实施例中，可以使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏的硬件的硬件操作模块，用于处理诸如传感器信号和位置性信息的数据的数据处理模块，以及用于报告信息的报告模块。进一步的示例模块包括被配置以操作传感元件（一个或多个）来检测输入的传感器操作模块，被配置以识别诸如模式改变手势等手势的识别模块，以及用于改变操作模式的模式改变模块。
在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作来响应于传感区域120中的用户输入（或用户输入的缺失）。示例动作包括改变操作模式，以及诸如指针移动、选择、菜单导航和其它功能的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某些部分（例如向与处理系统110分开的电子系统的中央处理系统，如果这样的分开的中央处理系统存在的话）提供关于输入（或输入缺失）的信息。在一些实施例中，电子系统的某些部分处理从处理系统110接收的信息以作用于用户输入，诸如以促进包括模式改变动作和GUI动作在内的全范围的动作。
例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入设备100的传感元件（一个或多个）以产生指示传感区域120中的输入（或输入缺失）的电信号。处理系统110在产生向电子系统提供的信息时可以对电信号执行任何适当数量的处理。例如，处理系统110可以将从传感器电极获得的模拟电信号数字化。如另一个示例，处理系统110可以执行滤波或其它信号调节。如再另一个示例，处理系统110可以减去或另外说明基线，以便信息反映出电信号与基线之间的差异。如再进一步的示例，处理系统110可以确定位置性信息、将输入识别为命令、识别笔迹、以及诸如此类的。
在此所使用的“位置性信息”广泛包含绝对位置、相对位置、速度、加速度、和其它类型的空间信息。示例性“零维”位置性信息包括近/远或接触/未接触信息。示例性“一维”位置性信息包括沿轴的位置。示例性“二维”位置性信息包括平面内的运动。示例性“三维”位置性信息包括空间中的即时的或平均的速度。进一步的示例包括空间信息的其它代表。关于一类或多类位置性信息的历史数据还可被确定和/或存储，包括例如随着时间追踪位置、运动或即时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入设备100被实现具有额外的输入组件，所述额外的输入组件由处理系统110或者由其它的一些处理系统操作。这些额外的输入组件可以为传感区域120中的输入提供冗余的功能性、或者其它的一些功能性。图1示出了传感区域120附近的按钮130，所述按钮130可以被用来帮助使用输入设备100选择项目。其它类型的额外的输入组件包括滑块、滚珠、滚轮、开关、以及诸如此类的。相反地，在一些实施例中，输入设备100可以被实现不具有其它的输入组件。
在一些实施例中，输入设备100包括触摸屏界面，并且传感区域120与显示屏的至少一部分激活区域重叠。例如，输入设备100可以包括与显示屏重叠的基本上透明的传感器电极，并且为相关联的电子系统提供触摸屏界面。显示屏可以是能够向用户显示视觉化界面的任何类型的动态显示器，并且可以包括发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、阴极射线管（CRT）、液晶显示（LCD）、等离子、电致发光（EL）、或其它的显示技术中的任何类型。输入设备100和显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以使用相同电子组件中的一些用于显示和传感。如另一个示例，可通过处理系统110部分地或整体地操作显示屏。
应该理解的是，虽然本发明的很多实施例被描述在功能完备的装置的环境中，但是本发明的方案能够被分布为各种形式的程序产品（例如软件）。例如，本发明的方案可被实现并且分布为在通过电子处理器可读的信息承载媒介上的软件程序（例如可被处理系统110读取的、非暂时性的计算机可读的和/或可记录的/可写的信息承载媒介）。另外，本发明的实施例无论用来执行分布的媒介的具体类型如何，都同等地应用。非暂时性的电子可读的媒介的示例包括多种盘、记忆棒、存储卡、存储模块、以及诸如此类的。电子可读的存储媒介可以是基于闪存的、光学的、磁性的、全息的、或任何其它存储技术的。
图2是根据本公开内容的实施例的描绘了电容式传感器装置200的框图。电容式传感器装置200包括图1中所示的输入装置100的示例实现。电容式传感器装置200包括耦接到处理系统110的示例实现的传感器电极图案202。传感器电极图案202被布置在基底204上以提供传感区域120。传感器电极图案202包括布置在基底204上的多个传感器电极210J,K（统称为传感器电极210）。在本示例中，传感器电极图案202包括以矩形矩阵布置的多个传感器电极210，具体地，排列成J行和K列，其中J和K是正整数，尽管J和K中的一个可以是零。为了清晰的示意和描述，图2呈现了矩形矩阵中的传感元件，并且未详细示出不同的组件，诸如处理系统110和传感元件之间不同的互连。详细的传感器电极图案在后面结合图3和4被描述。
传感器电极210通常在电阻上彼此绝缘。另外，在传感器电极210包括多个子电极的情况下，子电极可以在电阻上彼此绝缘。在一个实施例中，全部传感器电极210都可布置在基底204的单一层上。在一些实施例中，虽然传感器电极被示出布置在单一基底204上，但传感器电极可以被布置在不止一个基底上。举例来说，一些传感器电极可以被布置在第一基底上，而其它传感器电极可以被布置在粘附于第一基底的第二基底上。
处理系统110通过导电路径迹线206耦接到传感器电极210以实现用于感测输入的传感区域120。每一个传感器电极210都可耦接到路径迹线206中的至少一个路径迹线。处理系统110还可通过一个或多个路径迹线（为清楚起见未示出）耦接到栅格电极。处理系统110通过导电路径迹线206耦接到传感器电极210以实现用于感测输入的传感区域120。
电容式传感器装置200可被用来将用户输入（例如用户的手指、诸如触控笔的探针、和/或一些其它外部输入对象）传达到电子系统（例如计算装置或其它电子装置）。举例来说，电容式传感器装置200可被实现为可放置在底层的图像或信息显示装置（未示出）之上的电容性触摸屏装置。以这种方式，用户将通过透过传感器电极图案202中基本上透明的元件观看来查看底层的图像或信息显示。在被实现在触摸屏中时，基底204可包括至少一个基本上透明的层（未示出）。传感器电极和导电路径迹线可以由基本上透明的导电材料形成。氧化铟锡（ITO）和/或薄的、几乎不可见的导线仅仅是可用来形成传感器电极和/或导电路径迹线的基本上透明的材料的很多可能示例中的两个。在其它示例中，导电路径迹线可以由不透明的材料形成，并且进而隐藏在传感器电极图案202的边界区域（未示出）中。
在另一个示例中，电容式传感器装置200可实现为电容性触摸板、滑块、按钮、或其它电容传感器。举例来说，能够以但不限于一个或多个清澈的或不透明的材料实现基底204。同样地，清澈的或不透明的导电材料可用来形成传感器电极和/或用于传感器电极图案202的导电路径迹线。
通常来说，处理系统110通过传感信号激励或驱动传感器电极图案202的传感元件，并且处理系统110测量感生的或产生的信号，该感生的或产生的信号包括传感信号和传感区域120中的输入作用。在此所使用的术语“激励”和“驱动”包括对所驱动的元件的一些电性方面进行控制。举例来说，通过导线驱动电流、将电荷驱动到导体中、将基本上恒定或变化的电压波形驱动到电极上等等是可能的。传感信号可以是恒定的、基本上恒定的、或随时间变化的，并且通常包括形状、频率、幅度和相位。传感信号可被称为与诸如接地信号或其它参考信号的“被动信号”相反的“主动信号”。当使用在跨越电容传感中时，传感信号还可被称为“发送器信号”，当使用在绝对传感中时，传感信号还可被称为“绝对传感信号”或“调制信号”。
在示例中，处理系统110以电压驱动传感器电极图案202的传感元件（一个或多个），并且感测在传感元件（一个或多个）上的产生的相应的电荷。也就是说，传感信号是电压信号而产生的信号是电荷信号（例如指示累积电荷的信号，诸如积分电流信号）。电容与所施加的电压成比例而与累积电荷成反比。处理系统110可根据所传感的电荷确定电容的测量（一个或多个）。在另一个示例中，处理系统110通过电荷驱动传感器电极图案202的传感元件（一个或多个）并感测在传感元件（一个或多个）上产生的相应电压。也就是说，传感信号是引起电荷累积的信号（例如，电流信号）而产生的信号是电压信号。处理系统110可以根据所感测的电压确定电容的测量（一个或多个）。通常来说，术语“传感信号”意指包括驱动电压以感测电荷与驱动电荷以感测电压两者、及可用来获得电容标记的任何其它类型的信号。“电容标记”包括对电荷、电流、电压等的测量，根据所述测量可推导出电容。
处理系统110可包括传感器模块212和确定模块214。传感器模块212和确定模块214包括执行处理系统110的不同功能的模块。在其它示例中，一个或多个其它模块216的不同配置可执行在此所描述的功能。传感器模块212和确定模块214可包括电路，并且还可包括与电路合作运行的固件、软件、或它们的组合。
根据一种或多种方案（“激励方案”），传感器模块212在一个或多个周期（“激励周期”）上选择性地在传感器电极图案202的一个或多个传感元件上驱动传感信号（一个或多个）。在每一个激励周期期间，传感器模块212可选择性地从传感器电极图案202的一个或多个传感元件感测产生的信号（一个或多个）。每一个激励周期都具有相关联的时间周期，在所述相关联的时间周期期间传感信号被驱动且产生的信号被测量。
在一种类型的激励方案中，传感器模块212可选择性地驱动传感器电极图案202的传感元件用于绝对电容传感。在绝对电容传感中，传感器模块212可测量传感器电极（一个或多个）210上的电压、电荷或电流以获得指示在传感器电极（一个或多个）210与输入对象之间的电容的产生的信号。在这样的激励方案中，所选择的传感元件（一个或多个）与输入对象（一个或多个）之间的绝对电容的测量根据产生的信号（一个或多个）确定。
在另一种类型的激励方案中，传感器模块212可以选择性地驱动传感器电极图案202的传感元件用于跨越电容传感。在跨电容传感中，传感器模块212通过发送器信号（一个或多个）驱动所选择的发送器传感器电极，并且从所选择的接收器传感器电极感测产生的信号。在这样的激励方案中，发送器和接收器电极之间的跨越电容的测量根据产生的信号确定。在示例中，传感器模块212可以通过发送器信号（一个或多个）驱动所选择的传感器电极210，并且从传感器电极210中的其它电极接收产生的信号。
在任何激励周期中，传感器模块212都可通过其它信号驱动传感器电极图案202的传感元件，包括参考信号和防护信号。也就是说，可以参考信号、防护信号、或置于悬空（即未以任何信号驱动）来驱动传感器电极图案202中未以传感信号驱动、或未被感测以接收产生的信号的那些传感元件。参考信号可以是接地信号（例如系统接地）或任何其它恒定的或基本上恒定的电压信号。防护信号可以是与发送器信号在该发送器信号的形状、幅度、频率或相位中的至少一个方面相似或相同的信号。
“系统接地”可指示被系统组件所共享的公共电压。举例来说，移动电话的电容式传感系统有时可以指的是由电话的电源（例如充电器或电源）所提供的系统接地。系统接地可不相对于地球或其它参照物固定。举例来说，桌上的移动电话通常具有浮动的系统接地。被通过自由空间强有力地耦接到地球接地的人手持的移动电话可以相对于人被接地，但是人接地可以相对于地球接地变化。在很多系统中，系统接地被连接到系统中的最大面积电极或通过系统中的最大面积电极被提供。电容式传感器装置200可被设置成接近于这样的系统接地电极（例如被设置在接地层或底板上方）。
确定模块214基于由传感器模块212获得的产生的信号执行电容测量。电容测量可以包括元件之间的电容性耦合的变化（也称为“电容的变化”）。举例来说，确定模块214可以确定元件之间的电容性耦合的基线测量而无需输入对象（一个或多个）的存在。然后，确定模块214可将电容性耦合的基线测量与输入对象（一个或多个）存在情况下的电容性耦合的测量相结合以确定电容性耦合的变化。
在示例中，确定模块214可以执行多个与传感区域120的具体部分相关联的电容测量作为“电容性像素”以创建“电容性图像”或“电容性帧”。电容性图像的电容性像素表示在传感区域120内的位置，在所述位置中可使用传感器电极图案202的传感元件测量电容性耦合。举例来说，电容性像素可对应于传感器电极2101,1 与另一个受输入对象（一个或多个）影响的传感器电极2101,2之间的跨电容耦合。在另一个示例中，电容性像素可对应于传感器电极210的绝对电容。确定模块214可使用通过传感器模块212获得的产生的信号确定电容性耦合变化的阵列以产生形成电容性图像的x乘y阵列的电容性像素。可使用跨电容传感（例如跨电容性图像）获得电容性图像，或使用绝对电容传感（例如绝对电容性图像）获得。以这种方式，处理系统110可捕获电容性图像，所述电容性图像是与传感区域120中的输入对象（一个或多个）有关的所测量的响应的快照。给定的电容性图像可包括传感区域中的全部电容性像素，或只包括电容性像素的子集。
在另一个示例中，确定模块214可以执行多个与传感区域120的特定轴相关联的电容测量以沿该轴创建“电容性分布”。举例来说，确定模块214可以确定沿由传感器电极210X,Y和/或传感器电极210X+1,Y定义的轴的绝对电容耦合变化的阵列以产生电容性分布（一个或多个）。电容性耦合变化的阵列可包括少于或等于沿给定轴的传感器电极的数量的大量的点。
诸如电容性图像（一个或多个）或电容性分布（一个或多个）的由处理系统110的电容测量（一个或多个）实现了对接触、悬浮、或其它关于由传感器电极图案202所形成的传感区域的用户输入进行传感。确定模块214可使用电容的测量来确定关于与由传感器电极图案202所形成的传感区域有关的用户输入的位置性信息。确定模块214可以额外地或替代地使用这样的测量（一个或多个）以确定输入对象大小和/或输入对象类型。
传统的栅格传感器图案通常由用于使用笛卡尔栅格配置的电容式传感的、排列成行和列的传感器电极组成。然而，当用在诸如可穿戴装置（例如智能手表）及其它在市场中变得受欢迎的电子装置等圆形形状上时，这样的传感器可能表现不那么好。因此，存在对于更好地利用圆形几何学的用于圆形传感器轮廓的传感器电极图案的需求。
图3图解性地示意了根据本公开内容的一个实施例的可用来感测电容式传感器的传感区域120中的输入对象的传感器电极图案300。传感器电极图案300包括可被分成第一多个传感器电极302和第二多个传感器电极304的多个传感器电极。在图3中使用不同的填充图案来区分传感器电极的不同子集。传感器电极302、304中的每一个都可通过专用迹线或布置在多个传感器电极302、304之间的其它路径耦接到处理系统110的一个或多个组件（诸如图1的传感器模块212）。为了讨论，传感器电极302被标注为发送器电极Tx 1到Tx 16，而传感器电极304被标注为接收器电极Rx 1到Rx 16，尽管可使用其它数量的传感器电极。
在一个实施例中，多个传感器电极302、304都被布置在基底350的单一层上。举例来说，多个传感器电极302、304和相关联的导电路径迹线可以形成由诸如氧化铟锡（ITO）的材料和/或薄的、几乎不可见的导线制成的基本上透明的层。在一个实施例中，多个传感器电极302、304被作为基本上透明的层布置在显示设备的滤色器玻璃的上表面上。
在一个或多个实施例中，传感器电极302、304被排列成对称的圆形图案。传感器电极302、304被排列在圆形图案内以便传感器电极302、304沿第一（垂直）轴310是对称的。这样的对称性将传感器电极图案300划分为两等分。在一些实施例中，传感器电极302、304可进一步排列成沿正交于垂直轴310的第二（水平）轴312也是对称的对称圆形图案。该附加的对称有效地将传感器电极图案300划分为四等分。传感器电极图案300的对称属性使所连接的处理系统（诸如处理系统110）能够将简化的逻辑用于基于从传感器电极所获得的产生的信号来确定位置性信息。也就是说，处理系统110可以将相同的逻辑用于确定单个四分之一或二分之一的位置性信息，但以轮流的方式应用于其它四分之一或二分之一。
在一个实施例中，传感器电极图案300的传感器电极302、304可被排列在传感器电极的内圆308和从传感器电极的内圆308向外辐射性布置的传感器电极的外环306中。在所描绘的实施例中，内圆308由八个传感器电极组成（即Tx 3、Rx 3、Tx 6、Rx 6、Tx 11、Rx 11、Tx 14、和Rx 14），而外环306由二十四个传感器电极组成（即Tx 1、Rx 1、Tx 2、Rx 2、Tx 4、Rx 4、Tx 5等）。
在一个或多个实施例中，图案300中的每一个传感器电极都具有基本上与图案中的其它传感器电极相等的表面积。在绝对电容传感期间，传感器电极的相对相同的面积提供了更一致的性能。图案300中的传感器电极可排列成使传感器电极302（“发送器电极”）和传感器电极304（“接收器电极”）交替的铺设配置(tiling configuration)，从而每一个传感器电极都被其它类型的传感器电极环绕并且都与其它类型的传感器电极共享边界。举例来说，传感器电极Rx 1挨着（内圆308的）传感器电极Tx 1和Tx 2、以及（外环306的）传感器电极Tx 3毗连地放置。在另一个示例中，传感器电极Tx 3挨着传感器电极Rx1、Rx3、和Rx14毗连地放置。
传感器电极图案300的几何设计被选择并且被排列成在传感器电极之间获得基本上相等的表面积。在一些实施例中，每一个传感器电极302、304都可以具有由两条宏观上直线的边缘以及宏观上弯曲的边缘组成的楔形形状。在所示实施例中，外环306中的每一个传感器电极302、304都具有两条宏观上直线的边缘320以及或宏观上凸出的边缘322或宏观上凹入的边缘324。传感器电极302、304的所有凹入的边缘324形成了外环306的内圆周，同时布置在外环306中的传感器电极302、304的凸出的边缘326形成了外环306的外圆周。内圆308中的每一个传感器电极302、304都具有两个宏观上直线的边缘320以及宏观上凸出的边缘326，所述凸出的边缘326共同形成了内圆308的外圆周。内圆308中的传感器电极的凸出的边缘326邻接外环306中的传感器电极的凹入的边缘324。
在此所使用的术语“宏观上”表示传感器电极图案300被描绘为广义的几何图案。本领域的技术人员应该认识到每一个传感器电极都可被配置成彼此交错或者相互交叉从而最大化传感器电极的毗连边缘的长度以提高电极之间的电容性耦合。如图3的插图中所描绘的，传感器电极302可以具有包括多个凹进区域332的电极形状，其中，第二类型的传感器电极（例如传感器电极304）的相应突出区域330被布置在该凹进区域332中。传感器电极302可以同样地具有布置在其它传感器电极的凹进区域内的突出区域。毗连边缘的增加的长度可以优化用户输入信号相对于到任一电极内的输入的（例如干扰的）直接耦合的比率。其它不同的形状和几何配置可被用来交错或相互交叉毗连的传感器电极。如果不是由于相互交错及沿传感器电极的该边缘做出的其它特点，传感器电极的“宏观上”直的边缘指的是传感器电极应该具有的基本上直的边缘。相似地，如果不是由于交错及沿传感器电极的该边缘做出的其它特点，传感器电极的“宏观上”弯曲的边缘指的是传感器电极应该具有的基本上弯曲的边缘。
如上面所讨论的，处理系统110可根据多个激励方案操作传感器电极302、304，包括用于互电容传感（“跨电容传感”）和/或自电容传感（“绝对电容传感”）的激励方案（一个或多个）。在跨电容激励方案中，（图1的）处理系统110可以使用传感器电极图案300中的多组传感器电极以通过跨电容传感检测输入对象的存在。传感器模块212可以通过发送器信号驱动传感器电极302中的至少一个（传感器电极302是“发送器电极”），并且可以从与所驱动的传感器电极302共享边界的传感器电极304接收产生的信号（传感器电极304是“接收器电极”）。在其它实施例中，传感器电极304可以是发送器电极而传感器电极302可以是接收器电极。确定模块214使用产生的信号来确定跨电容测量并且形成电容性图像。
在绝对电容式传感方案中，处理系统110可使用至少一个传感器电极302、304以通过绝对电容传感检测输入对象的存在。传感器模块212可以测量传感器电极（一个或多个）302、304上的电压、电荷或电流以获得指示传感器电极（一个或多个）与输入对象之间的电容的产生的信号。确定模块214使用该产生的信号来确定绝对电容测量。输入装置100可以被配置成用任何一个上面所描述的方案操作。输入装置100还可以被配置成在任何两个或多个上面所描述的方案之间切换。
图4图解性地示意了根据本公开内容的另一个实施例的可以用来感测电容式传感器的传感区域120中的输入对象的传感器电极图案400的另一个实施例。传感器电极图案400被配置成类似于传感器电极图案300，除了具有简化的、减少的传感器电极配置。传感器电极图案400包括可以被分成传感器电极的第一和第二子集402、404的多个传感器电极。在图4中使用不同的填充图案来区分传感器电极的不同子集。传感器电极402、404中的每一个都可通过专用迹线或其它布置在多个传感器电极402、404之间的路径耦接到处理系统110的一个或多个组件（诸如图1的传感器模块212）。
如图4中所示，传感器电极402已被标注为发送器电极Tx 1到Tx 8，而传感器电极404被标注为接收器电极Rx 1到Rx 8，尽管可使用其它数量的传感器电极。在一个实施例中，传感器电极图案400的传感器电极402、404可被排列在传感器电极的内圆408及从内圆408向外辐射状地布置的外环406中。在所示出的示例中，内圆408由四个传感器电极组成（即Tx 2、Rx 2、Tx 6、Rx 6），而外环406由十二个传感器电极组成（即Tx 1、Rx 1、Tx 3、Rx3、Tx4、Rx 4、Tx 5、Rx 5、Tx 7、Rx 7、Tx 8、Rx 8等）。
在一个或多个实施例中，传感器电极图案400的传感器电极排列成对称的圆形图案。传感器电极402、404被排列在圆形图案内以便传感器电极402、404沿第一（垂直）轴410是对称的并且沿第二（水平）轴412也是对称的。图案400中的每一个传感器电极都具有基本上与图案中的其它传感器电极相等的表面积。图案400中的传感器电极可以排列成使传感器电极402（“发送器电极”）和传感器电极404（ “接收器电极”）交替的铺设配置，使得每一个传感器电极都被其它类型的传感器电极环绕。
因此，为了最好地解释本发明和其具体应用且因此使本领域的技术人员能够制作和使用本发明，提出了在此所阐明的实施例和示例。然而，本领域的技术人员将认识到前述的描述和示例仅仅出于示意和示例的目的被提出。所论述的描述并非意在穷尽或将本发明限制到所公开的精确形式。

Claims (22)

1.一种电容式传感器，包括：
传感器基底；以及
多个传感器电极，其布置在所述传感器基底的第一面上，其中所述多个传感器电极包括限定对称的圆形图案内的内圆的多个第一传感器电极并且还包括限定对称的圆形图案内的外环并且从所述内圆向外辐射状地布置的多个第二传感器电极；
其中所述多个传感器电极被配置成感测所述电容式传感器的传感区域中的输入对象；
其中所述多个传感器电极被排列成铺设配置，其中第一多个传感器电极和第二多个传感器电极均具有第一类型的传感器电极和第二类型的传感器电极的交替图案；以及
其中所述多个第一传感器电极和所述多个第二传感器电极中的每一个传感器电极具有相等的表面积。
2.根据权利要求1所述的电容式传感器，其中所述对称的圆形图案是沿第一轴和沿第二轴对称的，所述第二轴正交于所述第一轴。
3.根据权利要求1所述的电容式传感器，其中所述第一传感器电极和所述第二传感器电极中的每一个限定两个宏观上直线的边缘和一个宏观上弯曲的边缘。
4.根据权利要求1所述的电容式传感器，其中所述第一传感器电极中的每一个限定宏观上凸出的边缘，而所述第二传感器电极中的每一个限定宏观上凸出的边缘和宏观上凹入的边缘中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的电容式传感器，其中所述电容式传感器包括触摸屏，且所述多个传感器电极被布置在显示装置上。
6.根据权利要求1所述的电容式传感器，其中所述传感器基底的所述第一面包括显示装置的滤色器的上表面。
7.根据权利要求1所述的电容式传感器，其中，在所述铺设配置中，第一类型的至少一个电极与第二类型的至少两个其它传感器电极接界，所述第二类型的至少两个其它传感器电极包括内圆内的多个第一传感器电极中的至少一个和外环内的多个第二传感器电极中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的电容式传感器，其中所述第一类型的至少一个电极限定边界，其中所述第二类型的至少两个其它传感器电极基本上围绕所述边界。
9.根据权利要求7所述的电容式传感器，其中，所述多个第一传感器电极中的每一个与第二类型的至少两个其它传感器电极接界。
10.一种电容式传感器装置，包括：
传感器基底；
多个传感器电极，其布置在所述传感器基底的第一面上并且被排列成对称的圆形图案，其中所述多个传感器电极被配置成感测所述电容式传感器装置的传感区域中的输入对象；
其中所述多个传感器电极中的每一个具有相等的表面积；以及
处理系统，其以通信方式耦接到所述多个传感器电极并被配置成：
通过在所述多个传感器电极的第一子集上驱动传感信号以及在所述多个传感器电极的第二子集上接收产生的信号来执行互电容式传感，其中，所述第一子集的每一个传感器电极与所述第二子集的一个或多个传感器电极共享边界；以及
以所述多个传感器电极执行绝对电容式传感。
11.根据权利要求10所述的电容式传感器装置，其中所述对称的圆形图案是沿第一轴和沿第二轴对称的，所述第二轴正交于所述第一轴。
12.根据权利要求10所述的电容式传感器装置，其中所述多个传感器电极中的每一个限定两个宏观上直线的边缘和一个宏观上弯曲的边缘。
13.根据权利要求10所述的电容式传感器装置，其中所述多个传感器电极包括：
多个第一传感器电极，其限定对称的圆形图案内的内圆；以及
多个第二传感器电极，其限定对称的圆形图案内的外环并且从所述内圆向外辐射状地布置。
14.根据权利要求13所述的电容式传感器装置，其中所述第一传感器电极中的每一个限定宏观上凸出的边缘，而所述第二传感器电极中的每一个限定宏观上凸出的边缘和宏观上凹入的边缘中至少一个。
15.根据权利要求13所述的电容式传感器装置，其中所述多个第一传感器电极和所述多个第二传感器电极均被排列成使所述第一子集的传感器电极和所述第二子集的传感器电极交替的铺设配置。
16.根据权利要求10所述的电容式传感器装置，其中所述传感器基底的所述第一面包括显示装置的滤色器的上表面。
17.一种用于触摸屏装置的处理系统，所述处理系统包括：
传感器模块，其以通信方式耦接到多个传感器电极，其中所述多个传感器电极被布置在传感器基底的第一面上并且被排列成对称的圆形图案，其中所述多个传感器电极被配置成感测所述触摸屏装置的传感区域中的输入对象，其中所述多个传感器电极中的每一个具有相等的表面积，其中所述传感器模块被配置成：
在所述多个传感器电极的第一子集上驱动传感信号；
在所述多个传感器电极的第二子集上接收产生的信号；以及
其中所述第一子集的每一个传感器电极与所述第二子集的一个或多个传感器电极共享边界。
18.根据权利要求17所述的处理系统，其中所述对称的圆形图案是沿第一轴和沿第二轴对称的，所述第二轴正交于所述第一轴。
19.根据权利要求17所述的处理系统，其中所述多个传感器电极中的每一个限定两个宏观上直线的边缘和一个宏观上弯曲的边缘。
20.根据权利要求17所述的处理系统，其中所述多个传感器电极包括：
多个第一传感器电极，其限定对称的圆形图案内的内圆；以及
多个第二传感器电极，其限定对称的圆形图案内的外环并且从所述内圆向外辐射状地布置。
21.根据权利要求20所述的处理系统，其中所述第一传感器电极中的每一个限定宏观上凸出的边缘，而所述第二传感器电极中的每一个限定宏观上凸出的边缘和宏观上凹入的边缘中的至少一个。
22.根据权利要求20所述的处理系统，其中所述多个第一传感器电极和所述多个第二传感器电极均被布置成使所述第一子集的传感器电极和所述第二子集的传感器电极交替的铺设配置。
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