CN107168568A - 用于边缘区域感测的单层传感器电极布局 - Google Patents

用于边缘区域感测的单层传感器电极布局 Download PDF

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Abstract

描述了一种传感器电极图案，其提供用于在主机装置的边缘区域中进行电容感测。所述传感器电极图案可以设置为单层配置。设置在所述边缘区域中的一组传感器电极可以与设置在主机装置的有效区域中的传感器电极重复使用输入信道。

Description

用于边缘区域感测的单层传感器电极布局
技术领域
本公开的实施例大体涉及电容感测，并且更特别地涉及利用电容感测来感测输入表面上的力。
背景技术
包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛用于各种电子系统中。接近传感器装置通常包括常常通过表面来区分的感测区，在其中，接近传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来提供电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置(例如笔记本或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常被用于较小计算系统(例如蜂窝电话中集成的触摸屏)中。
发明内容
本公开的实施例提供了一种单层电容传感器。电容传感器包括基板和一组传感器电极列，所述一组传感器电极列设置在基板的第一表面上并且沿着第一轴线设置在显示区域中。所述一组传感器电极列包括沿着显示区域的侧边设置的末尾传感器电极列。每个传感器电极列包括第一多个传感器电极、第二多个传感器电极、耦合于所述第一多个传感器电极的沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线、以及耦合于所述第二多个传感器电极的沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线。电容传感器还包括设置在第一表面上并且设置在显示区域之外的一组侧边传感器电极。所述侧边传感器电极配置成采用感测信号被驱动以检测显示区域之外的输入物体。所述侧边传感器电极中的至少之一和所述末尾传感器电极列中的传感器电极耦合至同一信道。
本公开的另一实施例提供了一种具有一组传感器电极列的输入装置，所述一组传感器电极列设置在基板的第一表面上并且沿着第一轴线设置在显示区域中。所述一组传感器电极列包括沿着显示区域的侧边设置的末尾传感器电极列。每个传感器电极列包括第一多个传感器电极、第二多个传感器电极、耦合于所述第一多个传感器电极的沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线、以及耦合于所述第二多个传感器电极的沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线。所述输入装置还包括：一组侧边传感器电极，其设置在所述基板的第一表面上并且设置在显示区域之外；以及处理系统，其以可通信的方式耦合于所述一组传感器电极列和所述一组侧边传感器电极。所述侧边传感器电极中的至少之一和所述末尾传感器电极列中的传感器电极耦合至同一信道。所述处理系统配置成采用感测信号驱动所述侧边传感器以检测显示区域之外的输入物体。
本公开的一个实施例提供了一种处理系统，其具有包括传感器电路的传感器模块。所述传感器模块配置成耦合于一组传感器电极列，所述一组传感器电极列设置在基板的第一表面上并且沿着第一轴线设置在显示区域中，其中所述一组传感器电极列包括沿着显示区域的侧边设置的末尾传感器电极列。所述传感器模块配置成经由沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线耦合于每个传感器电极列的第一多个传感器电极。所述传感器模块配置成经由沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线耦合于每个传感器电极列的第二多个传感器电极。传感器模块配置成耦合于一组侧边传感器电极并且采用感测信号驱动所述侧边传感器电极以检测显示区域之外的输入物体，所述一组侧边传感器电极设置在第一表面上并且设置在显示区域之外。所述传感器模块配置成在传感器模块的同一信道耦合于所述侧边传感器电极中的至少之一和所述末尾传感器电极列中的传感器电极。
附图说明
因此可以参考实施例详细了解本发明的上述特征，可简要地总结本发明的更特别的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意到，附图仅示出了本发明的典型实施例，并且因此将不被认为是限制本发明的范围，因为本发明可承认其他同等效果的实施例。
图1是根据文中所述的一个实施例的示例性输入装置的框图。
图2是根据本公开的一个实施例的输入装置的一部分的示意性俯视图，其示出了可用于确定感测区内的输入物体的位置信息的传感器电极图案的一部分。
图3是示出传感器电极图案的选择性实施例的一部分的输入装置的一部分的示意性俯视图。
图4是示出传感器电极图案的选择性实施例的一部分的输入装置的一部分的示意性俯视图，其具有不同大小的侧边传感器电极。
为了便于了解，尽可能使用相同的附图标记来指定各图共有的相同元件。要理解，在一个实施例中公开的元件可有利地在其他实施例中使用而无需赘述。这里参照的附图不应当被理解为按比例绘制，除非另加具体说明。此外，为了清晰地显示和说明，附图通常被简化并且省略其细节或组件。附图和讨论用于说明以下所述的原理，其中相似标号表示相似元件。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的示例性输入装置100的框图。输入装置100可配置成向电子系统(未示出)提供输入。如本文档所使用的术语“电子系统”(或“电子装置”)广义地表示能够电子地处理信息的任何系统。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，例如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、万维网浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括复合输入装置，例如包括输入装置100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。其他示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、例如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器、例如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能是输入装置的主机或从机。
输入装置100能够实现为电子系统的物理部分，或者能够与电子系统在物理上分离。适当地，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部分进行通信：总线、网络和其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、Blutooth、RF和IRDA。
在图1中，输入装置100示为接近传感器装置(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其配置成感测由一个或多个输入物体140在感测区120中提供的输入。示例输入物体包括手指和触控笔，如图1所示。
感测区120包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入装置100能够检测用户输入(例如由一个或多个输入物体140所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可随着实施例的不同而大不相同。在一些实施例中，感测区120沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到直到信噪比足够阻止准确的物体检测的空间。在各个实施例中，这个感测区120沿特定方向所延伸的距离可以是小于一毫米、数毫米、数厘米或者更大的数量级，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某些量的作用力或压力的输入装置100的输入表面相接触和/或它们的组合。在各个实施例中，可由传感器电极所在的壳体的表面、由施加在传感器电极之上的面板或者任何壳体等来提供输入表面。在一些实施例中，感测区120在投影到输入装置100的输入表面时具有矩形形状。
输入装置100可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区120中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性示例，输入装置100可使用电容的、介电的、电阻的、电感的、磁性的、声学的、超声的和/或光学的技术。
一些实现方式配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现方式配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。
在输入装置100的一些电容实现方式中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入物体引起电场的变化，并且产生电容耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化来检测。
一些电容实现方式利用电容感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来产生电场。在一些电容实现方式中，独立感测元件可欧姆地短接在一起，以形成较大传感器电极。一些电容实现方式利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
一些电容实现方式利用基于传感器电极与输入物体之间的电容耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入物体改变传感器电极附近的电场，因而改变所测量的电容耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地极)调制传感器电极以及通过检测传感器电极与输入物体之间的电容耦合来进行操作。
一些电容实现方式利用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入物体改变传感器电极之间的电场，因而改变所测量的电容耦合。在一个实现方式中，跨电容感测方法通过下列步骤进行操作：检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合。发射器和接收器统称为传感器电极或者传感器元件。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如系统地极)来调制，以发送发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个发射器信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)对应的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可配置成既发送又接收。
在图1中，处理系统110示为输入装置100的组成部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件，以检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其他电路组件的部分或全部。例如，互电容传感器装置的处理系统可包括：发射器电路，其配置成采用发射器传感器电极来发送信号；和/或接收器电路，其配置成采用接收器传感器电极来接收信号。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，例如固件代码、软件代码和/或类似的电子可读指令。在一些实施例中，组成处理系统110的组件定位在一起，诸如接近输入装置100的(一个或多个)感测元件。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的(一个或多个)感测元件，而一个或多个组件在其他位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成运行于台式计算机的中央处理器上的软件以及与中央处理器分离的一个或多个IC(也许具有关联固件)。作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成到电话中，并且处理系统110可包括作为电话的主处理器的组成部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110还执行其他功能，诸如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。
处理系统110可实现为一组模块，其处理该处理系统110的不同功能。各模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者其组合。在各个实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括：硬件操作模块，其用于操作诸如传感器电极和显示屏幕之类的硬件；数据处理模块，其用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，其用于报告信息。其他示例模块包括：传感器操作模块，其配置成操作(一个或多个)感测元件以检测输入；识别模块，其配置成识别例如模式变更手势等的手势；以及模式变更模块，其用于变更操作模式。
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感测区120中的用户输入(或者没有用户输入)。示例动作包括变更操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能之类的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向电子系统中与处理系统110分离的中央处理系统，若这种独立中央处理系统存在的话)提供与输入(或者没有输入)有关的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110所接收的信息，以便对作用于用户输入，例如促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的(一个或多个)感测元件，以产生指示感测区120中的输入(或者没有输入)的电信号。处理系统110可在产生提供给电子系统的信息时对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可将从传感器电极所得到的模拟电信号数字化。作为另一个示例，处理系统110可执行滤波或者其他信号调节。作为又一个示例，处理系统110可减去基线或计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。作为又一些示例，处理系统110可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。
如本文所使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其他示例包括空间信息的其他表示。还可确定和/或存储与一种或多种类型的位置信息有关的历史数据，包括例如随时间来跟踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或者由另外某种处理系统所操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可提供用于感测区中的输入的冗余功能性或者另外某种功能性。图1示出感测区120附近的能够用来促进使用输入装置100来选择项目的按钮130。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，输入装置100可以在没有其他输入组件的情况下实现。
在一些实施例中，输入装置100包括触摸屏接口，并且感测区120覆盖显示屏幕的有效区域的至少一部分。例如，输入装置100可包括覆盖显示屏幕的基本上透明的传感器电极，并且为关联的电子系统150提供触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示可视界面的任何类型的动态显示器，并且可包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体、电致发光(EL)或者其他显示技术。输入装置100和显示屏幕可共享物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一部分用于显示和感测。作为另一个示例，显示屏幕可部分或全部由处理系统110来操作。
应当理解，虽然在全功能设备的上下文中描述本发明的许多实施例，但是本发明的机制能够作为多种形式的程序产品(例如软件)来分配。例如，本发明的机制可作为电子处理器可读的信息承载介质(例如，处理系统110可读的非临时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序来实现和分配。另外，无论用于执行分配的介质是何特定类型，本发明的实施例同样适用。非临时的电子可读介质的示例包括各种光盘、记忆棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息或者任何其他存储技术。
图2是输入装置200的一部分的示意性俯视图，其示出了可用于确定感测区120内的输入物体的位置信息的传感器电极图案201的一部分。将注意到，输入装置200可形成为以上所讨论的较大输入装置100的组成部分。感测区120包括有效区域210和边缘区域220。与在一些实施例中除了输入装置的面板包含输入装置的主显示区域的有效区域210相反，边缘区域220是包含沿着输入装置200的边界或边缘设置的区域的感测区。在一些实施例中，边缘区域220可包括输入装置200的面板部分的至少一部分。在其他实施例中，边缘区域220可包含输入装置200的侧壁上方、周围、内部和/或附近的区域或空间。
在一个实施例中，传感器电极图案201包括一组传感器电极列203，其沿着第一轴线设置在显示区域(即，有效区域210)中并且包括诸如传感器电极202和204的多个传感器电极。如图2所示，沿着第一轴线延伸的一个或多个布线迹线206耦合于传感器电极202，并且沿着第一轴线延伸的一个或多个其他布线迹线耦合于其他传感器电极204。为了例示，尽管图2示出了矩形和联锁多边形的图案来代表传感器电极，但此配置并不意味着限制性的，并且在其他实施例中，也可以使用各种其他传感器形状。传感器电极202和204典型地借助于在电极之间形成的防止电极彼此电短接的绝缘材料或物理间隙而彼此欧姆绝缘。将注意到，图2的传感器电极图案201在不背离文中所述的本发明的范围的情况下，可选择性地各种感测技术，诸如互电容感测、绝对电容感测、介电的、电阻的、电感的、磁性的、声学的、超声的或其他有用的感测技术。
在一些配置中，两个或多个传感器电极可形成较大的单元体207。单元体207包括在传感器电极列205内重复和/或跨越感测区120具有重复图案(例如，多个传感器电极阵列)的传感器电极群组。单元体207是在跨越感测区120形成的传感器电极图案内传感器电极的对称群组可以被分解为的最小单元。如图2所示，在一个示例中，单元体207包括传感器电极204和传感器电极202的至少一部分。
在一个实施例中，传感器电极图案201的传感器电极布置且互连为单层配置，即，设置在输入装置200的基板209的相同表面上。如图2所示，传感器电极图案201的传感器电极可包括在基板209的表面上的单层中形成的多个发射器电极和接收器电极。在输入装置200的一种配置中，传感器电极的每一个可包括一个或多个发射器电极(例如，传感器电极202)，其设置为接近一个或多个接收器电极(例如，传感器电极204)。在一个示例中，使用单层传感器电极设计的跨电容感测方法可通过检测一个或多个受驱动发射器传感器电极和一个或多个接收器电极之间的电容耦合的变化来操作，如以上相似地讨论。在这样的实施例中，发射器电极和接收器电极可以下述方式设置：不需要用于形成电容像素的区域的跳线和/或额外的层。也就是说，传感器电极图案可布置为在有效区域220内不需要任何跳线来耦合该组传感器电极列203的任何一个。在各种实施例中，发射器电极和接收器电极可通过下述步骤在基板209的表面上形成一组：首先在基板209的表面上形成整体导电层，然后进行蚀刻和/或形成图案处理(例如，光刻和湿法刻蚀、激光烧蚀等)，其将发射器电极和接收器电极的每一个彼此欧姆绝缘。在其他实施例中，可使用沉积和丝网印刷方法对传感器电极形成图案。如图2所示，这些传感器电极可设置为一组，其包括列模式的感测元件，其可包括一个或多个发射器电极和一个或多个接收器电极。在一个实施例中，用于形成发射器电极和接收器电极的整体导电层包括利用本领域中已知的传统沉积技术(例如PVD、CVD)沉积的薄金属层(例如，铜、铝等)或薄透明导电氧化层(例如ATO、ITO、氧化锌)。在各个实施例中，形成图案的绝缘导电电极(例如，电浮动电极)可用于改善视觉外观。在文中所述的一个或多个实施例中，传感器电极由基本光学透明的材料形成，从而在一些配置中可以设置在显示装置与输入装置用户之间。
在一个或多个传感器电极202的至少一部分与一个或多个传感器电极204的至少一部分之间形成的局部电容耦合的区域可称作“电容像素”或者在文中也称为感测元件。例如在图2中，感测元件中的电容耦合可由传感器电极204与传感器电极202的至少一部分之间形成的电场生成，其随着跨越感测区的输入物体的接近度和运动的改变而改变。
在一些实施例中，“扫描”感测元件以确定这些电容耦合。可操作输入装置200以使得一次一个发射器电极进行发送，或者多个发射器电极同时进行发送。在多个发射器电极同时进行发送的情况下，这多个发射器电极可发送相同的发射器信号，并且有效地产生实际上更大的发射器电极，或者这多个发射器电极可发送不同的发射器信号。在一个示例中，发射器电极是传感器电极202并且接收器电极是传感器电极204。例如，在一个配置中，多个传感器电极202可按照一个或多个编码方案(其使它们对接收传感器电极或传感器电极204接收的所产生信号的组合影响能够被单独确定)来发送不同的发射器信号。耦合于装置的用户输入的直接作用可影响所产生信号(例如降低其边缘耦合)。选择性地，浮动电极可耦合于该输入和发射器和接收器并且用户输入可将其阻抗降低至系统地极，从而减少所产生信号。在又一个示例中，浮动电极可朝向发射器和接收器位移，其增加它们的相对耦合。接收器电极或相对应的传感器电极204可单独或多重操作以获取从发射器信号产生的所产生信号。所产生信号可用来确定电容像素处的电容耦合的测量值，其用于确定输入物体是否存在及其位置信息，如上所讨论的。电容像素的一组数值形成代表像素处的电容耦合的“电容图像”(也称为“电容帧”或“感测图像”)。在各个实施例中，感测图像或电容图像包括在测量采用跨越感测区120分布的感测元件的至少一部分接收到的所产生信号的处理过程中接收到的数据。可在一个瞬间、或者通过按照光栅扫描模式(例如，连续地单独轮询在期望的扫描模式中的每个感测元件)按照期望扫描模式分别连续轮询每个感测元件、逐行扫描模式、逐列扫描模式或其他适用的扫描技术扫描跨越感测区120分布的感测元件的各行和/或各列，来接收所产生信号。在许多实施例中，由输入装置100获取“感测图像”的速率或感测帧速率处于大约60至大约180赫兹(Hz)之间，并且可以根据所期望的应用更高或更低。
在一些触摸屏实施例中，传感器元件设置在关联的显示装置的基板209上。例如，传感器电极202和/或传感电极204可设置在偏振片、颜色过滤基板或LCD的玻璃板上。作为特定示例，传感器电极202和204可设置在LCD类型的显示装置的TFT(薄膜晶体管)基板、颜色过滤基板、在LCD玻璃板上设置的防护材料、透镜玻璃(或窗)等上。电极可以与显示电极分离并且附加于显示电极，并且在功能上与显示电极共享。相似地，可对显示基板附加额外的层或对现有的层施加诸如形成图案等附加工艺。
在一些触摸板实施例中，感测元件设置在触摸板的基板上。在这样的实施例中，每个感测元件中的传感器电极和/或基板可以基本是不透明的。在一些实施例中，基板和/或感测元件的传感器电极可包括基本透明的材料。在那些实施例中，感测元件的每一个的传感器电极设置在显示装置内的基板(例如，颜色过滤玻璃、TFT玻璃等)上，传感器电极可由基本透明的材料(例如，ATO、ClearOhmTM)构成或可由不透明材料构成并与显示装置的像素对齐。
在一种配置中，输入装置200的处理系统110包括传感器模块230，其通过信道217分别经由一个或多个迹线(例如，迹线206和214)耦合至发射器电极和接收器电极的每一个，诸如传感器电极202和204。在一个实施例中，传感器模块230大致配置成发送发射器信号并且接收来自接收器电极的所产生信号。传感器模块230还大致配置成将感测元件接收到的位置信息通讯给电子系统(诸如图1中的电子系统150)和/或显示控制器(未示出)，其也耦合至电子系统150。传感器模块230可使用可穿过挠性元件的一个或多个迹线耦合至电子系统150，并且使用可穿过同一挠性元件或不同的连接元件的一个或多个迹线耦合至显示控制器。尽管图2中所示的处理系统110示意性地示出了单个组件(例如，IC装置、控制器)来形成传感器模块230，但传感器模块230可包括两个或更多个控制元件(例如，IC装置)来控制输入装置200的处理系统110中的各个组件。控制器装置可被置于诸如TFT或颜色过滤器/密封层(例如玻璃覆晶基板)等显示基板上。
在一种配置中，传感器模块230和显示控制器的功能可在一个集成电路中实现中，该集成电路可控制显示模块元件并且驱动和/或感测被发送到传感器电极和/或从传感器电极接收到的数据。在各个实施例中，可在传感器模块230、显示控制器、主机电子系统150或上述的某些组合中内进行所产生信号的测量值的计算和解释。在一些配置中，处理系统110可包括发射器电路、接收器电路以及存储器，其根据期望的系统结构设置在处理系统110中找到的一个或任意数量的IC内。
该组传感器电极列203可包括沿着有效区域210的侧边设置的“末尾”传感器电极列205。尽管图2描绘了由于最接近侧边传感器电极设置的传感器电极的集合而与侧边传感器电极共享信道的传感器电极列，但其他实施例可具有共享信道的其他(一个或多个)列，诸如倒数第二列。末尾传感器电极列205包括多个传感器电极204(例如，接收器电极)和多个发射器传感器电极202和208(例如，208-1、208-2、208-3等等)。传感器电极202和208可以交替方式设置使得传感器电极208接近输入装置100的有效区域210的边缘设置。
在一个或多个实施例中，传感器电极图案201包括多个传感器电极，其以支持在边缘区域220中进行电容感测的方式布置和配置。在一个实施例中，传感器电极图案201包括一组侧边传感器电极211，其设置在基板209的第一表面上并且设置在显示区域(例如，有效区域210)之外。侧边传感器电极211配置成采用感测信号来驱动以检测边缘区域220(即，显示区域、有效区域220之外)中的输入物体。在一个实施例中，侧边传感器电极211包括第一多个电极212(例如，212-1、212-2、212-3等等)以及第二多个电极216、218。
在一个实施例中，侧边传感器电极211中的一个或多个与有效区域210中的传感器电极202、204中的一个或多个共享一个或多个信道217。信道217以可通信的方式耦合于传感器模块230并且可包括数个发射器信道(标注为T1、T2、T3、T4、T5、T6等等)、接收器信道(标注为R1、R2)以及诸如用于地极或静电放电环(描绘为耦合至接地元件226)的其他信道。在一些实施例中，侧边传感器电极211中的至少一个和末尾传感器电极列205中的传感器电极耦合至同一信道。例如，传感器电极208-1和侧边传感器电极212-1耦合于同一信道(标注为发射器-2或T2)；传感器电极208-2和侧边传感器电极212-2耦合于同一信道(T4)；并且传感器电极208-3和侧边传感器电极212-3耦合于同一信道(T6)。
在一些实施例中，侧边传感器电极211配置成(例如通过传感器模块230)被驱动以进行跨电容感测、绝对电容感测或这两者的组合来确定边缘区域220中的输入物体的位置信息。在跨电容实施例中，侧边传感器电极211包括操作为发射器电极的第一多个侧边传感器电极和操作为接收器电极的第二多个侧边传感器电极。在图2中所示的实施例中，侧边传感器电极211包括多个侧边发射器电极212(例如，212-1、212-2、212-3等等)和多个侧边接收器电极216、218。
侧边接收器电极216、218可布置在第一列中，并且侧边发射器电极212可布置在第二列中，第二列设置于第一列与末尾传感器电极列205之间。将侧边传感器电极211电耦合至信道217的迹线214可沿着轴线，例如与迹线206相同的轴线设置。在一些实施例中，多个侧边接收器电极216通过沿着该列侧边接收器电极的一侧设置的迹线224耦合在一起，而多个侧边接收器电极218通过在该列侧边接收器电极的相对侧设置的迹线222耦合在一起。在一些实施例中，如图2所示，每个侧边发射器电极212可设置为与发射器电极202对齐，即，侧边发射器电极212的远端与发射器电极202的远端对齐。在一些实施例中，侧边发射器电极212和侧边接收器电极216、218可以偏移的方式沿着第一轴线设置使得侧边传感器电极的内端和远端不一致。
侧边传感器电极211可相对于该组传感器电极列203中的传感器电极来设定大小和形状。在一种公式中，末尾传感器电极列205可被视为由感测图案201的单元体207形成，并且单元体207可具有沿着第一轴线(即，长度)限定的特定(第一)尺度。在这样的实施例中，侧边传感器电极211的尺寸可设定为沿着同一轴线的第二尺度，其大于第一尺度。换句话说，侧边发射器电极202和/或侧边接收器电极216、218可横跨该组传感器电极列203的多个单元体207。例如，在图2中所示的实施例中，侧边传感器电极211的侧边发射器电极212和侧边接收器电极216、218的尺寸设定为两倍于(即，2X)该组传感器电极列中的接收器电极204的内部节距的长度，尽管也可使用其他倍数或公式。
在操作中，传感器模块230可使用发射器信道T2、T4、T6来分别驱动侧边发射器电极212-1、212-2、212-3用于跨电容感测并且经由接收器信道R1和R2接收来自侧边接收器电极216、218的所产生信号。例如，在第一时间周期中，传感器模块230可驱动第一侧边发射器电极212-1(使用信道T2)并且接收来自侧边接收器电极216(经由信道R1)的所产生信号和来自侧边接收器电极218(经由信道R2)的所产生信号。在这样操作时，传感器模块230形成局部电容耦合的两个独立区域，即，在侧边发射器电极212-1和侧边接收器电极216之间和在侧边发射器电极212-1和侧边接收器电极218之间。这种布置有时可被称为“1T2R”，即，一个发射器至两个接收器，并且与传统方法相比具有更高的感测分辨率和改进的精确度。在第二时间周期中，传感器模块230可驱动第二侧边发射器电极212-2(使用信道T4)并且接收来自侧边接收器电极218(经由信道R2)的所产生信号和来自侧边接收器电极216(经由信道R1)的所产生信号。注意到，侧边发射器和接收器电极的偏移配置使得侧边接收器电极的一部分能够接收来自至少两个不同的侧边发射器电极的所产生信号。例如，侧边接收器电极218的第一部分可用于与侧边发射器电极212-1有效地形成电容像素，而侧边接收器电极218的第二部分可用于与不同的侧边发射器电极212-2形成另一电容像素。在其他操作中，传感器模块230使用信道T2、T2、T6、R1和R2来操作侧边传感器电极211(其可包括侧边发射器电极212和侧边接收器电极216、218的任意组合)以进行绝对电容感测从而检测输入物体。
图3是示出传感器电极图案301的选择性实施例的一部分的输入装置300的一部分的示意性俯视图。传感器电极图案301可用于确定包括有效区域210和边缘区域220的感测区内的输入物体的位置信息。除了其他元件之外，还省略了处理系统110以便简化图示。传感器电极图案301类似于上述传感器电极图案201，除了传感器电极图案301包括设置在边缘区域220中的单组侧边传感器电极(例如侧边传感器电极312)之外。具有单组侧边传感器电极的所述实施例利用窄边设计在边缘区域220中提供电容感测。与其他图案相反，利用窄边设计能够使得传感器电极图案301进一步包括位于输入装置300的不同侧边上，诸如在与输入装置300的第一边缘区域220相对的第二边缘区域中的第二组侧边传感器电极。
如图3所示，传感器电极图案301包括在输入装置300的边缘区域220中布置为列的多个侧边传感器电极312(例如，312-1、312-2、312-3等等)。类似于传感器电极图案201，在一些实施例中，该组侧边传感器电极312可以设置在输入装置300的面板的附近，并且侧边传感器电极312配置成采用感测信号而被驱动以检测接近输入装置300的面板的输入物体。在其他实施例中，该组侧边传感器电极设置在输入装置300的侧边缘上，并且侧边传感器电极配置成采用感测信号而被驱动以检测接近主机装置的侧边缘的输入物体。侧边传感器电极312的每一个与对应的发射器电极208共享输入信道。例如，侧边传感器电极312-1和发射器电极208-1共享输入信道T2；侧边传感器电极312-2和发射器电极208-2共享输入信道T4；并且侧边传感器电极312-3和发射器电极208-3共享输入信道T6。
在一个或多个实施例中，侧边传感器电极312的每一个可相对于该组传感器电极列203中的传感器电极来设定大小。在图3所描绘的实施例中，该组传感器电极203的单元体207沿着一个轴线的一个尺度可以被称为内部节距(例如，沿着Y轴线)，并且侧边传感器电极312的大小可设定为具有两倍于输入装置300的有效区域210内的接收器电极的节距的长度。将理解也使用其他配置和布置，如图4所示。
图4是示出传感器电极图案401的选择性实施例的一部分的输入装置400的一部分的示意性俯视图，其具有不同大小的侧边传感器电极。传感器电极图案401类似于上述传感器电极图案301，除了传感器电极图案401包括尺寸等于或大致相似于有效区域210内的传感器电极的尺度的一组侧边传感器电极412之外。也就是说，侧边传感器电极412可具有与输入装置400的有效区域210内的传感器电极的节距相同的长度。这允许采用相同数量的电极但在更小区域上实现更高分辨率的电容感测。在其他实施例中，变化长度的传感器电极可用于在输入装置400的一部分或整个侧边上以各种分辨率进行电容感测。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明根据本技术的实施例及其特定应用，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述预计不是详尽的或者将本发明局限于所公开的精确形式。
鉴于前述，本公开的范围由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种单层电容传感器，包括：
基板；
一组传感器电极列，所述一组传感器电极列设置在所述基板的第一表面上并且沿着第一轴线设置在显示区域中，其中所述一组传感器电极列包括沿着所述显示区域的侧边设置的末尾传感器电极列，其中每个传感器电极列包括：
第一多个传感器电极，
第二多个传感器电极，
耦合于所述第一多个传感器电极的沿着所述第一轴线延伸的一个或多个布线迹线，以及
耦合于所述第二多个传感器电极的沿着所述第一轴线延伸的一个或多个布线迹线；以及
一组侧边传感器电极，其设置在所述第一表面上并且设置在所述显示区域之外，其中所述侧边传感器电极配置成采用感测信号被驱动以检测所述显示区域之外的输入物体，其中所述侧边传感器电极中的至少之一和所述末尾传感器电极列中的传感器电极耦合至同一信道。
2.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，设置在所述显示区域之外的所述一组侧边传感器电极包括侧边发射器电极的列，其中至少一个侧边发射器电极耦合至与所述末尾传感器电极列的所述第一多个传感器电极中之一相同的信道。
3.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，设置在所述显示区域之外的所述一组侧边传感器电极包括：
至少一个侧边发射器电极和至少一个侧边接收器电极，其中所述侧边发射器电极耦合至与所述末尾传感器电极列的所述第一多个传感器电极中之一相同的信道。
4.如权利要求3所述的单层电容传感器，其中，所述一组侧边传感器电极中的所述至少一个侧边接收器电极布置在第一列中，并且所述至少一个侧边发射器电极布置在第二列中，所述第二列在所述第一组与所述末尾传感器电极列之间。
5.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，所述末尾传感器电极列包括：
感测图案的多个单元体，所述多个单元体具有沿着所述第一轴线的第一尺度的节距，并且
其中所述侧边传感器电极的每个发射器电极具有沿着所述第一轴线的第二尺度，其中所述第二尺度大于所述第一尺度。
6.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，所述一组侧边传感器电极配置成被驱动成进行绝对电容感测和跨电容感测中之一。
7.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，所述一组侧边传感器电极是设置在主机装置的第一边缘区域上的第一组侧边传感器电极，
其中，所述单层电容传感器还包括设置在与所述主机装置的所述第一边缘区域相对的第二边缘区域上的第二组侧边传感器电极。
8.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，所述一组侧边传感器电极设置在主机装置的面板附近，其中所述侧边传感器电极配置成采用所述感测信号被驱动以检测接近所述主机装置的面板的输入物体。
9.如权利要求1所述的单层电容传感器，其中，所述一组侧边传感器电极设置在主机装置的侧边缘上，其中所述侧边传感器电极配置成采用所述感测信号被驱动以检测接近所述主机装置的侧边缘的输入物体。
10.一种输入装置，包括：
一组传感器电极列，其设置在基板的第一表面上并且沿着第一轴线设置在显示区域中，其中所述一组传感器电极列包括沿着所述显示区域的侧边设置的末尾传感器电极列，其中每个传感器电极列包括：
第一多个传感器电极，
第二多个传感器电极，
耦合于所述第一多个传感器电极的沿着所述第一轴线延伸的一个或多个布线迹线，以及
耦合于所述第二多个传感器电极的沿着所述第一轴线延伸的一个或多个布线迹线；
一组侧边传感器电极，其设置在所述基板的所述第一表面上并且设置在所述显示区域之外；以及
处理系统，其以可通信的方式耦合于所述一组传感器电极列和所述一组侧边传感器电极，其中所述侧边传感器电极中的至少之一和所述末尾传感器电极列中的传感器电极耦合至同一信道，其中所述处理系统配置成采用感测信号驱动所述侧边传感器以检测所述显示区域之外的输入物体。
11.如权利要求10所述的输入装置，其中，设置在所述显示区域之外的所述一组侧边传感器电极包括侧边发射器电极的列，其中至少一个侧边发射器电极耦合至与所述末尾传感器电极列的所述第一多个传感器电极中之一相同的信道。
12.如权利要求10所述的输入装置，其中，设置在所述显示区域之外的所述一组侧边传感器电极包括：
至少一个侧边发射器电极和至少一个侧边接收器电极，其中所述侧边发射器电极耦合至与所述末尾传感器电极列的所述第一多个传感器电极中之一相同的信道。
13.如权利要求12所述的输入装置，其中，所述一组侧边传感器电极中的所述至少一个侧边接收器电极布置在第一组中，并且所述至少一个侧边发射器电极布置在第二列中，所述第二列在所述第一组与所述末尾传感器电极列之间。
14.如权利要求10所述的输入装置，其中，所述末尾传感器电极列包括：
感测图案的多个单元体，所述多个单元体具有沿着所述第一轴线的第一尺度的节距，并且
其中所述侧边传感器电极的每个发射器电极具有沿着所述第一轴线的第二尺度，其中所述第二尺度大于所述第一尺度。
15.如权利要求10所述的输入装置，其中，所述一组侧边传感器电极配置成被驱动为进行绝对电容感测和跨电容感测中之一。
16.如权利要求10所述的输入装置，其中，所述一组侧边传感器电极是设置在主机装置的第一边缘区域上的第一组侧边传感器电极，
其中，所述单层电容传感器还包括设置在与所述主机装置的所述第一边缘区域相对的第二边缘区域上的第二组侧边传感器电极。
17.如权利要求10所述的输入装置，其中，所述一组侧边传感器电极设置在所述输入装置的面板附近，其中所述侧边传感器电极配置成采用所述感测信号被驱动以检测接近所述输入装置的面板的输入物体。
18.如权利要求10所述的输入装置，其中，所述一组侧边传感器电极设置在输入装置的侧边缘上，其中所述侧边传感器电极配置成采用所述感测信号被驱动以检测接近所述输入装置的侧边缘的输入物体。
19.一种处理系统，包括：
传感器模块，其包括传感器电路，其中所述传感器模块配置成耦合于一组传感器电极列，所述一组传感器电极列设置在基板的第一表面上并且沿着第一轴线设置在显示区域中，其中所述一组传感器电极列包括沿着所述显示区域的侧边设置的末尾传感器电极列，
其中所述传感器模块配置成经由沿着所述第一轴线延伸的一个或多个布线迹线耦合于每个传感器电极列的第一多个传感器电极，
其中所述传感器模块配置成经由沿着所述第一轴线延伸的一个或多个布线迹线耦合于每个传感器电极列的第二多个传感器电极，
其中所述传感器模块配置成耦合于一组侧边传感器电极并且采用感测信号驱动所述侧边传感器电极以检测所述显示区域之外的输入物体，所述一组侧边传感器电极设置在所述第一表面上并且设置在所述显示区域之外，并且
其中所述传感器模块配置成在所述传感器模块的同一信道耦合于所述侧边传感器电极中的至少之一和所述末尾传感器电极列中的传感器电极。
20.如权利要求19所述的处理系统，其中，所述传感器模块配置成驱动所述一组侧边传感器电极以进行跨电容感测和绝对电容感测中之一。
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