CN108351725B - 确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统 - Google Patents

确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108351725B
CN108351725B CN201680064601.6A CN201680064601A CN108351725B CN 108351725 B CN108351725 B CN 108351725B CN 201680064601 A CN201680064601 A CN 201680064601A CN 108351725 B CN108351725 B CN 108351725B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensing
processing system
sensor electrodes
input device
reference voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680064601.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108351725A (zh
Inventor
P.谢佩列夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Synaptic
Original Assignee
Synaptic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Synaptic filed Critical Synaptic
Publication of CN108351725A publication Critical patent/CN108351725A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108351725B publication Critical patent/CN108351725B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0447—Position sensing using the local deformation of sensor cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

公开了一种输入装置以及相关的方法和处理系统。输入装置包括与导电参考元件附连的感测组件，所述感测组件包括与导电参考元件电容性耦合的多个传感器电极并限定表面。输入装置还包括切换元件，所述切换元件配置成将导电参考元件与多个参考电压中所选的一个参考电压耦合。在导电参考元件与第一参考电压耦合时获取第一电容性测量结果，以及在导电参考元件与第二参考电压耦合时获取第二电容性测量结果。

Description

确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统
技术领域
本文中所公开的实施例总体上涉及电子装置，并且更具体地，涉及用于确定设置在电子输入装置的感测组件与导电参考元件之间的介电层的厚度分布的技术。
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) 的输入装置广泛用于各种各样的电子系统中。接近传感器装置典型地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对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来提供用于电子系统的界面。例如，接近传感器装置常常用作用于较大计算系统的输入装置(诸如笔记本计算机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用于较小计算系统中(诸如蜂窝电话中集成的触摸屏)。
发明内容
本文中所描述的一个实施例是一种输入装置，包括与导电参考元件附连的感测组件。该感测组件包括与导电参考元件电容性耦合的多个传感器电极并限定表面。输入装置还包括切换元件，其配置成将导电参考元件与多个参考电压中所选的一个参考电压耦合，以及处理系统，其配置成在切换元件将导电参考元件与多个参考电压中的第一参考电压耦合时，使用多个传感器电极获取基线电容性测量结果。处理系统还配置成在切换元件将导电参考元件与多个参考电压中的第二参考电压耦合时，并基于基线电容性测量结果，使用多个传感器电极执行电容性感测，以由此确定响应于施加到表面的力的感测组件的偏移。
本文中所描述的另一个实施例是一种结合输入装置而执行的方法，该输入装置包括与导电参考元件附连的感测组件。该感测组件包括与导电参考元件电容性耦合的多个传感器电极。该方法包括在导电参考元件与第一参考电压耦合时，使用多个传感器电极获取第一电容性测量结果。该方法还包括在导电参考元件与不同于第一参考电压的第二参考电压耦合时，使用多个传感器电极获取第二电容性测量结果。该方法还包括基于第一电容性测量结果和第二电容性测量结果，确定设置在感测组件与导电参考元件之间的介电层的厚度分布。
本文中所描述的另一个实施例是一种用于输入装置的处理系统。该处理系统包括感测模块，该感测模块包括配置成与感测组件的多个传感器电极耦合的感测电路，该传感器电极与输入装置的导电参考元件电容性耦合。该感测模块配置成在导电参考元件与第一参考电压耦合时，使用多个传感器电极获取第一电容性测量结果。该感测模块还配置成在导电参考元件与不同于第一参考电压的第二参考电压耦合时，使用多个传感器电极获取第二电容性测量结果。该感测模块还配置成基于第一电容性测量结果和第二电容性测量结果，确定设置在感测组件与导电参考元件之间的介电层的厚度分布。
附图说明
为了在其中能够详细理解以上所记载的本公开的特征的方式，可参考实施例对以上简述的本公开进行更加具体的描述，在附图中图示了所述实施例中的一些。然而，要指明的是，附图仅图示了示例性实施例，并因此不认为限制其范围，而容许其他同样有效的实施例。
图1是根据本文中所描述的实施例的输入装置的示意框图。
图2和图3图示了根据本文中所描述的实施例的示例性传感器电极布置的部分。
图4A和图4B图示了根据本文中所描述的实施例的包括感测组件的示例性输入装置。
图5A和图5B图示了根据本文中所描述的实施例的用于将所选参考电压施加到导电参考元件的示例性实现方式。
图6图示了根据本文中所描述的实施例的用于以预定周期执行厚度分布感测的示例性时序图。
图7图示了根据本文中所描述的实施例的示例性厚度分布校正操作。
图8图示了根据本文中所描述的实施例的确定输入装置内的介电层的厚度分布的方法。
图9图示了根据本文中所描述的实施例的确定输入装置内的介电层的更新的厚度分布的方法。
为了促进理解，已经在可能的情况下使用相同的参考标号来标明附图共有的相同元件。预期到的是，一个实施例中公开的元件可有利地利用于其他实施例上而无需特定记载。此处所参考的附图不应当被理解为按比例绘制，除非具体说明。同样，为了呈现和解释的清楚性，常常简化附图并且省略细节或部件。附图和讨论用于解释以下所讨论的原理，其中类似的标记表示类似的元件。
具体实施方式
以下的具体实施方式在本质上仅仅是示例性的而不是意在限制本公开或本公开的应用和用途。此外，不意在受前面的背景技术、发明内容或者以下具体实施方式中所呈现的任何明示的或暗示的理论束缚。
本技术的各种实施例提供用于改进可用性的输入装置和方法。输入装置可包括电极，所述电极操作为传感器电极以检测输入装置与输入对象(例如，触控笔或用户的手指)之间的相互作用。
在输入装置内，力感测测量结果的准确度通常取决于传感器电极层(和其他层)的厚度被控制地有多好，以及各层相对于输入装置的其他导电元件的安装的机械准确度。这些参数通常在不同的输入装置之间变化，并且也可随时间改变。在本文中所描述的各种实施例中，可确定反映参数的介电层的厚度分布。厚度分布通常可用来补偿使用传感器电极获取的力测量结果，和/或用来独立执行力测量。在一些实施例中，在导电参考元件与所选的参考电压耦合时，基于使用感测电极获取的电容性测量结果来确定厚度分布。
示例性输入装置实现方式
图1是根据本技术的实施例的输入装置100的示意框图。在各种实施例中，输入装置100包括与感测装置集成的显示装置。输入装置100可配置成向电子系统150提供输入。如本文档中所使用的那样，术语“电子系统”(或“电子装置”)宽泛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、平板电脑、网页浏览器、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，诸如包括输入装置100和分离操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控装置和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)的外围设备。其他示例包括远程终端、信息站和视频游戏机(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，诸如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可以是输入装置的主设备或从设备。
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。视情况而定，输入装置100可使用以下方式中的任何一中或多种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件。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA。
在图1中，输入装置100示出为接近传感器装置(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对象140在感测区170中提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1中所示出的那样。
感测区170涵盖输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置100能够检测用户输入(例如，由一个或多个输入对象140所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可以在实施例间变化很大。在一些实施例中，感测区170沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻碍充分准确的对象检测。在各种实施例中，此感测区170沿特定方向延伸到的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可随所使用的感测技术的类型和所期望的准确度而显著地变化。因此，一些实施例感测输入，该输入包括没有与输入装置100的任何表面的接触、与输入装置100的输入表面(例如，触摸表面)的接触、以某个量的施加力或压力耦合的与输入装置100的输入表面的接触和/或其组合。在各种实施例中，可由传感器电极位于其内的外壳的表面、由应用在传感器电极或者任何外壳之上的面板等来提供输入表面。在一些实施例中，感测区170当投影到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
输入装置100可利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区170中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的多个传感器电极120。输入装置100可包括一个或多个传感器电极120，其被组合以形成传感器电极。作为若干非限制性示例，输入装置100 可使用电容性技术、弹性技术、电阻性技术、电感性技术、磁声技术、超声技术和/或光学技术。
一些实现方式配置成提供跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式配置成提供沿着特定轴或平面的输入的投影。
在输入装置100的一些电阻性实现方式中，柔性且导电的第一层由一个或多个隔离元件与导电的第二层分离。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性的第一层可使其充分偏移，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可用来确定位置信息。
在输入装置100的一些电感性实现方式中，一个或多个传感器电极120采集由谐振线圈或线圈对所感生的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合然后可用来确定位置信息。
在输入装置100的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可作为电压、电流等的改变被检测。
一些电容性实现方式利用电容性传感器电极120的阵列或者其他规则或者不规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离的传感器电极120可欧姆地短接在一起，以形成更大的传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片，其可以是均匀电阻性的。
如以上所讨论的那样，一些电容性实现方式利用基于传感器电极120与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在一个实施例中，处理系统110配置成将具有已知幅度的电压驱动到传感器电极120上，并且测量将传感器电极充电到所驱动电压所要求的电荷量。在其他实施例中，处理系统110配置成驱动已知电流，并且测量所产生电压。在各种实施例中，传感器电极120附近的输入对象更改传感器电极120附近的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过使用经调制的信号相对于参考电压(例如，系统接地)调制传感器电极 120，以及通过检测传感器电极120与输入对象140之间的电容性耦合来进行操作。
另外，如以上所讨论的那样，一些电容性实现方式利用基于感测电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，感测电极附近的输入对象140更改感测电极之间的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，跨电容性感测方法通过以下步骤进行操作：检测一个或多个发射器感测电极(又称作“发射器电极”)与一个或多个接收器感测电极(又称作“接收器电极”)之间的电容性耦合，如下面进一步描述的那样。发射器感测电极可相对于参考电压(例如，系统接地)被调制，以发射发射器信号。接收器感测电极可相对于参考电压保持基本上恒定，以促进对所产生信号的接收。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(一个或多个)效应。感测电极可以是专用发射器电极或接收器电极，或者可配置成既发射又接收。
在图1中，处理系统110示出为输入装置100的部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件，以检测感测区170中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其他电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可包括：发射器电路，配置成采用发射器传感器电极来发射信号；和/或接收器电路，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，诸如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，构成处理系统110的部件位于一起，诸如输入装置100的(一个或多个)传感器电极120的附近。在其他实施例中，处理系统110的部件在物理上分离，其中一个或多个部件靠近输入装置100 的(一个或多个)传感器电极120，而一个或多个部件在其他位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外围设备，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单元上的软件以及与中央处理单元分离的一个或多个IC(也许具有关联的固件)。作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成在电话中，并且处理系统110可包括作为电话的主处理器的部分的电路和固件。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可实现为处理处理系统110的不同功能的模块的集合。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。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极和显示屏幕的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息的数据；以及报告模块，用于报告信息。另外的示例模块包括：传感器操作模块，配置成操作传感器电极120以检测输入；识别模块，配置成识别诸如模式改变手势的手势；以及模式改变模块，用于改变操作模式。处理系统110还可包括一个或多个控制器。
在一些实施例中，处理系统110通过引起一个或多个动作而直接地响应于感测区170中的用户输入(或者没有用户输入)。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向与处理系统110分离的电子系统的中央处理系统，如果这样的分离的中央处理系统存在的话)提供关于输入(或者没有输入) 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，以作用于用户输入，诸如以促进全范围的动作，包括模式改变动作和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)传感器电极120，以产生指示感测区170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中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可数字化从传感器电极120所得到的模拟电信号。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 可减去或者以其他方式计及基线，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。
如本文中所使用的“位置信息”宽泛地涵盖绝对位置、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/无接触信息。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。另外的示例包括空间信息的其他表示。还可确定和/或存储关于一种或多种类型的位置信息的历史数据，包括例如随时间跟踪位置、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或者由其他某处理系统所操作的附加输入部件来实现。这些附加输入部件可提供用于感测区170中的输入的冗余功能性或者某种其他功能性。图 1示出感测区170附近的按钮130，其能够用来促进使用输入装置100 来选择项目。其他类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入装置100可以不采用其他输入部件来实现。
在一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区170重叠显示装置160的显示屏幕的有源区域中的至少一部分。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120，并且提供用于关联的电子系统的触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示视觉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和显示装置160可共享物理元件。例如，一些实施例可利用相同电学部件中的一些以供显示和感测。作为另一个示例，显示装置160可由处理系统110部分地或整体地操作。
应当理解的是，虽然在全功能设备的上下文中描述本技术的许多实施例，但是本技术的机制能够以各种各样的形式被分发为程序产品(例如，软件)。例如，本技术的机制可被实现和分发为由电子处理器可读的信息承载介质(例如，由处理系统110可读的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序。另外，本技术的实施例同样适用，而与用于执行分发的介质的特定类型无关。非瞬态的电子可读介质的示例包括各种盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术或者任何其他存储技术。
示例性传感器电极布置
图2和图3图示根据本文中所描述的实施例的示例性传感器电极布置的部分。具体地，布置200(图2)图示根据若干实施例的传感器电极的图案的一部分，传感器电极配置成在与该图案关联的感测区170中进行感测。为了图示和描述的清楚性，图2示出按照简单矩形图案的传感器电极，而没有示出各种关联的部件。感测电极的此图案包括第一多个传感器电极205(例如，205-1、205-2、205-3、205-4) 以及第二多个传感器电极215(例如，215-1、215-2、215-3、215-4)。传感器电极205、215各自是以上所讨论的传感器电极120的示例。在一个实施例中，处理系统110操作第一多个传感器电极205作为多个发射器电极，而操作第二多个传感器电极215作为多个接收器电极。在另一个实施例中，处理系统110操作第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215作为绝对电容性感测电极。
第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215典型地与彼此欧姆地隔离。即，一个或多个绝缘体将第一多个传感器电极205 和第二多个传感器电极215分离，并且防止它们彼此间电气地短接。在一些实施例中，第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215 可设置在公共层上。多个传感器电极205、215可由设置在它们之间的在交叠区域的绝缘材料电气地分离；在这样的构造中，第一多个传感器电极205和/或第二多个传感器电极215可采用连接相同电极的不同部分的跳线来形成。在一些实施例中，第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215由一层或多层绝缘材料来分离。在一些实施例中，第一多个传感器电极205和第二多个传感器电极215由一个或多个基板来分离；例如，它们可设置在相同基板的相对侧上或者在层压在一起的不同基板上。
多个传感器电极205、215可形成为任何期望的形状。而且，传感器电极205的尺寸和/或形状可与传感器电极215的尺寸和/或形状不同。另外，位于基板的相同侧上的传感器电极205、215可具有不同的形状和/或尺寸。在一个实施例中，第一多个传感器电极205可比第二多个传感器电极215更大(例如，具有更大的表面积)，尽管这不是要求。在其他实施例中，第一多个和第二多个传感器电极205、 215可具有类似的尺寸和/或形状。
在一个实施例中，第一多个传感器电极205基本上沿第一方向延伸，而第二多个传感器电极215基本上沿第二方向延伸。例如，并且如图2中所示出的那样，第一多个传感器电极205沿一个方向延伸，而第二多个传感器电极215沿基本上垂直于传感器电极205的方向延伸。其他取向也是可能的(例如，平行或其他相对取向)。
在一些实施例中，第一多个和第二多个传感器电极205、215 两者位于一起形成显示装置160的多个(或者显示堆叠)层的外部。显示堆叠的一个示例可包括诸如透镜层、一个或多个偏光器层、滤色器层、一个或多个显示电极层、显示材料层、薄膜晶体管(TFT)玻璃层和背光层之类的层。然而，显示堆叠的其他布置是可能的。在其他实施例中，第一多个和第二多个传感器电极205、215之一或二者位于显示堆叠内，无论是作为显示相关层还是分离层的部分被包含。例如，特定显示电极层内的Vcom电极能够配置成执行显示更新和电容性感测二者。
图3的布置300图示根据若干实施例的传感器电极的图案的一部分，所述传感器电极配置成在感测区170中进行感测。为了图示和描述的清楚性，图3示出按照简单矩形的图案的传感器电极120，而没有示出其他关联的部件。示例性图案包括布置成X列和Y行的传感器电极120X,Y的阵列，其中X和Y是正整数，尽管X和Y之一可以为零。预期到的是，传感器电极120的图案可以具有其他配置，诸如环形阵列、重复图案、非重复图案、单行或单列或者其他适合的布置。此外，在各种实施例中，传感器电极120的数目可随行和/或随列而变化。在一个实施例中，传感器电极120中的至少一行和/或一列与其他传感器电极偏离，使得其与其他传感器电极相比沿至少一个方向延伸地更远。传感器电极120耦合到处理系统110，并且用来确定感测区170中的输入对象的存在(或者不存在)。
在第一操作模式中，传感器电极120(1201,1、1202,1、1203,1、…、 120X,Y)的布置可用来经由绝对感测技术检测输入对象的存在。即，处理系统110配置成调制传感器电极120，以获取经调制的传感器电极120与输入对象之间的电容性耦合的改变的测量结果来确定输入对象的位置。处理系统110还配置成基于采用经调制的传感器电极120 所接收的所产生信号的测量结果来确定绝对电容的改变。
在一些实施例中，布置300包括一个或多个栅网电极(未示出)，其设置在传感器电极120中的至少两个传感器电极之间。(一个或多个)栅网电极可至少部分围绕作为分组的多个传感器电极120，并且也可以，或者可选地，完全或部分围绕传感器电极120中的一个或多个。在一个实施例中，栅网电极是具有多个孔口的平面体，其中每一个孔口围绕传感器电极120中的相应一个。在其他实施例中，(一个或多个)栅网电极包括多个段，该多个段可单独地或者按照分组或者两段或更多段来被驱动。(一个或多个)栅网电极可与传感器电极120 类似地制造。(一个或多个)栅网电极连同传感器电极120可利用导电布线迹线耦合到处理系统110，并且用于输入对象检测。
传感器电极120典型地彼此间欧姆地隔离，并且还与(一个或多个)栅网电极欧姆地隔离。即，一个或多个绝缘体将传感器电极 120和(一个或多个)栅网电极分离，并且防止它们彼此间电气地短接。在一些实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极由绝缘间隙分离，所述绝缘间隙可填充有电气地绝缘的材料，或者可以是空气间隙。在一些实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极由一层或多层绝缘材料垂直地分离。在一些其他实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极由一个或多个基板来分离；例如，它们可设置在相同基板的相对侧上或者在不同基板上。在又一些其他实施例中，(一个或多个)栅网电极可由相同基板上或者不同基板上的多个层来构成。在一个实施例中，第一栅网电极可在第一基板(或者基板的第一侧)上形成，而第二栅网电极可在第二基板(或者基板的第二侧)上形成。例如，第一栅网电极包括设置在显示装置 160(图1)的薄膜晶体管(TFT)层上的一个或多个公共电极，而第二栅网电极设置在显示装置160的滤色器玻璃上。第一和第二栅网电极的多个尺寸能够在至少一个尺寸上相等或者不同。
在第二操作模式中，传感器电极120(1201,1、1202,1、1203,1、…、 120X,Y)可用来当发射器信号被驱动到(一个或多个)栅网电极上时经由跨电容性感测技术来检测输入对象的存在。即，处理系统110配置成采用发射器信号来驱动(一个或多个)栅网电极，并且采用各传感器电极120来接收所产生信号，其中所产生信号包括与发射器信号对应的效应，所产生信号由处理系统110或者其他处理器用来确定输入对象的位置。
在第三操作模式中，多个传感器电极120可分隔为发射器电极和接收器电极的分组，该些分组用来经由跨电容性感测技术检测输入对象的存在。即，处理系统110可采用发射器信号来驱动第一分组的传感器电极120，并且采用第二分组的传感器电极120来接收所产生信号，其中所产生信号包括与发射器信号对应的效应。所产生信号由处理系统110或者其他处理器用来确定输入对象的位置。
输入装置100可配置成按照以上所描述的模式中的任何一种进行操作。输入装置100还可配置成在以上所描述的模式中的任何两个或更多之间进行切换。
电容性耦合的局部化电容性感测的区域可称作“电容性像素”、“触摸像素”、“触觉像素(tixel)”等。电容性像素可在第一操作模式中在单独传感器电极120与参考电压之间形成、在第二操作模式中在传感器电极120与(一个或多个)栅网电极之间形成、以及在用作发射器电极和接收器电极的传感器电极120的分组(例如，图2的布置200)之间形成。电容性耦合随着与传感器电极120关联的感测区170中的输入对象的接近和运动而改变，并且因而可用作输入装置 100的感测区中的输入对象的存在的指示符。
在一些实施例中，“扫描”传感器电极120，以确定这些电容性耦合。即，在一个实施例中，驱动传感器电极120中的一个或多个以发射发射器信号。可操作发射器使得一次一个发射器电极进行发射，或者使得同时多个发射器电极进行发射。在多个发射器电极同时进行发射的情况下，多个发射器电极可发射相同的发射器信号，并且由此产生实际上更大的发射器电极。可替换地，多个发射器电极可发射不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可根据一个或多个编码方案来发射不同的发射器信号，所述编码方案使它们对接收器电极的所产生信号的组合效应能够被独立地确定。在一个实施例中，多个发射器电极可同时发射相同的发射器信号，而接收器电极接收该效应并且根据扫描方案被测量。
可单个地或者多个地操作配置为接收器传感器电极的传感器电极120，以获取所产生信号。所产生信号可用来确定电容性像素处的电容性耦合的测量结果。处理系统110可配置成按照扫描方式和/ 或复用方式采用传感器电极120进行接收，以减小要进行的同时测量的数目以及支承电气结构的尺寸。在一个实施例中，一个或多个传感器电极经由诸如复用器等的切换元件耦合到处理系统110的接收器。在这样的实施例中，切换元件可以在处理系统110的内部或者在处理系统110的外部。在一个或多个实施例中，切换元件还可配置成将传感器电极120与发射器或其他信号和/或电压电位耦合。在一个实施例中，切换元件可配置成将多于一个接收器电极同时耦合到公共接收器。
在其他实施例中，“扫描”传感器电极120以确定这些电容性耦合包括调制传感器电极中的一个或多个，并且测量一个或多个传感器电极的绝对电容。在另一个实施例中，可操作传感器电极使得每次多于一个传感器电极被驱动并且用以接收。在这样的实施例中，绝对电容性测量结果可同时从一个或多个传感器电极120中的每一个来得到。在一个实施例中，传感器电极120中的每一个同时被驱动并且用以接收，从而同时从传感器电极120中的每一个得到绝对电容性测量结果。在各种实施例中，处理系统110可配置成选择性地调制传感器电极120的一部分。例如，传感器电极可基于但不限于以下来选择：运行在主处理器上的应用、输入装置的状态和感测装置的操作模式。在各种实施例中，处理系统110可配置成选择性地屏蔽传感器电极120 中的至少一部分，以及选择性地屏蔽(一个或多个)栅网电极122或者采用其进行发射，而同时选择性地采用其他传感器电极120进行接收和/或发射。
来自电容性像素的测量结果的集合形成表示像素处的电容性耦合的“电容性图像”(又称作“电容性帧”)。多个电容性图像可在多个时间段期间获取，并且它们之间的差别可用来导出与感测区中的输入有关的信息。例如，在连续时间段期间所获取的连续电容性图像能够用来跟踪进入、离开感测区以及处于感测区内的一个或多个输入对象的(一个或多个)运动。
在以上实施例中的任何一个中，多个传感器电极120可联接在一起使得传感器电极120同时被调制或同时被用于接收。与以上所描述的方法相比，将多个传感器电极联接在一起可产生粗糙电容性图像，其不可用来区分精确的位置信息。然而，粗糙电容性图像可用来感测输入对象的存在。在一个实施例中，粗糙电容性图像可用来将处理系统110或输入装置100移出“休眠”模式或低功率模式。在一个实施例中，粗糙电容性图像可用来将电容性感测IC移出“休眠”模式或低功率模式。在另一个实施例中，粗糙电容性图像可用来将主控 IC和显示驱动器中的至少一个移出“休眠”模式或低功率模式。粗糙电容性图像可对应于整个传感器区域，或者仅对应于传感器区域的一部分。
输入装置100的本底电容是与感测区170中没有输入对象关联的电容性图像。本底电容随环境和操作条件而改变，并且可按照各种方式来估计。例如，一些实施例在确定没有输入对象在感测区170 中时获取“基线图像”，并且将那些基线图像用作其本底电容的估计。本底电容或基线电容可由于两个传感器电极之间的杂散电容性耦合而存在，其中一个传感器电极采用调制信号来驱动，而另一个传感器电极相对于系统接地而保持固定；或者由于接收器电极与附近的经调制的电极之间的杂散电容性耦合而存在。在许多实施例中，本底电容或基线电容在用户输入手势的时间段期间可以是相对固定的。
能够针对输入装置100的本底电容来调整电容性图像，以供更有效的处理。一些实施例通过对电容性像素处的电容性耦合的测量结果进行“基线化”来产生“基线化电容性图像”，以实现这一点。即，一些实施例将形成电容图像的测量结果与关联那些像素的“基线图像”的适当的“基线值”进行比较，并且根据该基线图像来确定改变。
在一些触摸屏实施例中，传感器电极120中的一个或多个包括在更新显示屏幕的显示中使用的一个或多个显示电极。显示电极可包括有源矩阵显示器的一个或多个元件，诸如分段Vcom电极((一个或多个)公共电极)中的一段或多段、源极驱动线、栅极线、阳极子像素电极或阴极像素电极或者任何其他适合的显示元件。这些显示电极可设置在适当的显示屏幕基板上。例如，公共电极可设置在一些显示屏幕(例如，面内切换(IPS)、边缘场切换(FFS)或面线切换 (PLS)有机发光二极管(OLED))中的透明基板(玻璃基板、TFT 玻璃或者任何其他透明材料)上、一些显示屏幕(例如，图案垂直对齐(PVA)或多域垂直对齐(MVA))的滤色器玻璃的底部上、发射层(OLED)之上等。在这样的实施例中，显示电极又能够称作“组合电极”，因为它执行多个功能。在各种实施例中，传感器电极120 中的每一个包括一个或多个公共电极。在其他实施例中，至少两个传感器电极120可共享至少一个公共电极。虽然以下描述可描述传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极包括一个或多个公共电极，但是如以上所描述的各种其他显示电极也可与公共电极结合使用或者用作公共电极的可选方法。在各种实施例中，传感器电极120和(一个或多个)栅网电极包括整个公共电极层(Vcom电极)。
在各种触摸屏实施例中，“电容性帧速率”(获取连续电容性图像的速率)与“显示帧速率”(更新显示图像(包括刷新屏幕以重新显示相同图像)的速率)可以是相同或者不同的。在各种实施例中，电容性帧速率是显示帧速率的整数倍。在其他实施例中，电容性帧速率是显示帧速率的分数倍。在又一些实施例中，电容性帧速率可以是显示帧速率的任何分数或整数倍。在一个或多个实施例中，显示帧速率可改变(例如，以降低功率或者提供诸如3D显示信息的附加图像数据)而触摸帧速率维持恒定。在其他实施例中，显示帧速率可保持恒定而触摸帧速率增加或减小。
继续参考图3，耦合到传感器电极120的处理系统110包括传感器模块310以及可选地包括显示驱动器模块320。传感器模块310 包括配置成在期望输入感测的时段期间驱动传感器电极120中的至少一个以供电容性感测的电路。在一个实施例中，传感器模块310配置成将经调制的信号驱动到该至少一个传感器电极120上，以检测该至少一个传感器电极与输入对象之间的绝对电容的改变。在另一个实施例中，传感器模块310配置成将发射器信号驱动到该至少一个传感器电极120上，以检测该至少一个传感器电极与另一个传感器电极120 之间的跨电容的改变。经调制的信号和发射器信号通常是变化的电压信号，该电压信号包括在分配用于输入感测的时间段期间的多个电压转变。在各种实施例中，传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极可按照不同操作模式被不同地驱动。在一个实施例中，传感器电极 120和/或(一个或多个)栅网电极可采用在相位、幅度和/或形状中的任何一个方面可不同的信号(经调制的信号、发射器信号和/或屏蔽信号)来驱动。在各种实施例中，经调制的信号和发射器信号在形状、频率、幅度和/或相位的至少一个方面是类似的。在其他实施例中，经调制的信号和发射器信号在频率、形状、相位、幅度和相位方面是不同的。传感器模块310可选择性地耦合到传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极中的一个或多个。例如，传感器模块310可耦合到传感器电极120的所选部分，并且按照绝对或者跨电容性感测模式操作。在另一个示例中，传感器模块310可以是传感器电极120的不同部分，并且按照绝对或者跨电容性感测模式操作。在又一示例中，传感器模块310可耦合到所有传感器电极120，并且按照绝对或者跨电容性感测模式操作。
传感器模块310配置成操作(一个或多个)栅网电极作为屏蔽电极，该屏蔽电极可屏蔽传感器电极120免受附近导体的电效应。在一个实施例中，处理系统配置成操作(一个或多个)栅网电极作为屏蔽电极，其可“屏蔽”传感器电极120免受附近导体的电效应，并且配置成保护传感器电极120免受(一个或多个)栅网电极影响，从而至少部分地减小(一个或多个)栅网电极与传感器电极120之间的寄生电容。在一个实施例中，将屏蔽信号驱动到(一个或多个)栅网电极上。屏蔽信号可以是诸如系统接地或其他接地的接地信号，或者可以是任何其他恒定电压(即，未经调制的)信号。在另一个实施例中，操作(一个或多个)栅网电极作为屏蔽电极可包括电气地浮置栅网电极。在一个实施例中，在由于其与其他传感器电极的大耦合而被电极浮置时，(一个或多个)栅网电极能够操作为有效的屏蔽电极。在其他实施例中，屏蔽信号可称作“保护信号”，其中保护信号是变化的电压信号，其具有与被驱动到传感器电极上的经调制的信号相似的相位、频率和幅度中的至少一个。在一个或多个实施例中，布线迹线可被屏蔽以免由于(一个或多个)栅网电极和/或传感器电极120下面的布线而响应于输入对象，并且因此可以不是有源传感器电极(示出为传感器电极120)的一部分。
在一个或多个实施例中，电容性感测(或输入感测)和显示更新可在至少部分重叠的时段期间发生。例如，当公共电极被驱动用于显示更新时，该公共电极也可被驱动用于电容性感测。在另一个实施例中，电容性感测和显示更新可在非重叠时段(又称作非显示更新时段)期间发生。在各种实施例中，非显示更新时段可在用于显示帧的两条显示线的显示线更新时段之间发生，并且可与显示更新时段至少在时间上一样长。在这样的实施例中，非显示更新时段可称作“长水平消隐时段”、“长h消隐时段”或“分布式消隐时段”，其中消隐时段在两个显示更新时段之间发生，并且至少与显示更新时段一样长。在一个实施例中，非显示更新时段在帧的显示线更新时段之间发生，并且足够长以允许发射器信号的多个转变被驱动到传感器电极 120上。在其他实施例中，非显示更新时段可包括水平消隐时段和垂直消隐时段。处理系统110可配置成在不同非显示更新时间中的任何一个或多个或者其任何组合期间驱动传感器电极120用于电容性感测。同步信号可在传感器模块310与显示驱动器模块320之间共享，以便提供对具有可重复相干频率和相位的重叠的显示更新和电容性感测时段的准确控制。在一个实施例中，这些同步信号可配置成使得在输入感测时段的开始和结束时的较稳定的电压能够与具有较稳定的电压的显示更新时段(例如，靠近输入积分器重置时间的结束以及靠近显示电荷共享时间的结束)重合。经调制的信号或发射器信号的调制频率可处于显示线更新速率的谐波处，其中确定相位以提供从显示元件到接收器电极的几乎恒定的电荷耦合，从而使得此耦合能够作为基线图像的一部分。
传感器模块310包括电路，所述电路配置成在期望输入感测的时段期间采用传感器电极120和/或(一个或多个)栅网电极来接收所产生信号，所产生信号包括与经调制的信号或发射器信号对应的效应。传感器模块310可确定感测区170中的输入对象的位置，或者可将包括指示所产生信号的信息的信号提供给另一个模块或处理器，例如关联的电子装置150的处理器(即，主处理器)或者确定模块330，以用于确定感测区170中的输入对象的位置。
显示驱动器模块320可包括在处理系统110中或者与其分离。显示驱动器模块320包括配置成在非感测(例如，显示更新)时段期间向显示装置160的显示器提供显示图像更新信息的电路。
在一个实施例中，处理系统110包括第一集成控制器，其包括显示驱动器模块320以及传感器模块310(即，发射器模块和/或接收器模块)的至少一部分。在另一个实施例中，处理系统110包括：第一集成控制器，其包括显示驱动器模块320；以及第二集成控制器，其包括传感器模块310。在又一个实施例中，处理系统包括：第一集成控制器，其包括显示驱动器模块320和传感器模块310的第一部分 (例如，发射器模块和接收器模块中的一个)；以及第二集成控制器，其包括传感器模块310的第二部分(例如，发射器模块和接收器模块中的另一个)。在包括多个集成电路的那些实施例中，同步机构可耦合在它们之间，配置成同步显示更新时段、感测时段、发射器信号、显示更新信号等。
示例性力感测布置
图4A和图4B图示根据本文中所描述的实施例的包括感测组件的示例性输入装置。更具体地，图4A按照分解截面图图示了输入装置400的各种部件，以及图4B图示了所组装的或所形成的输入装置400。输入装置400的一些非限制性示例包括智能电话、平板电脑和其他移动计算装置。此外，输入装置400内，描绘的部件并非按比例绘制。
输入装置400包括感测组件405，该感测组件405包括多个层。通常地，根据以上关于图2和图3所讨论的传感器电极实现方式，感测组件405包括多个传感器电极。如以上所讨论的那样，多个传感器电极可分布在一个或多个层之中。例如，多个传感器电极可布置在与X－Y平面基本上平行(即，在单个Z值处)的单个平面内，或布置在两个或更多基本上平行(即，具有不同的Z值)的平面内。
在一些实施例中，感测组件405包括显示组件，该显示组件包括多个显示电极。如所示出的那样，护罩玻璃层420包括感测组件405 的顶部层440，并与LCD层425和背光层430耦合。为简化起见，其他显示相关层和/或感测相关层或基板未示出。尽管感测组件405包括用于护罩玻璃层420和用于LCD层425的分离的层(或基板)，将指明的是，多个其他适合的显示架构可用作LCD层425的可替换方案。此外，多个层的替换布置是可能的。例如，附加的显示相关层或感测相关层(诸如包括附加的传感器电极的力感测基板)和/或更少的层是可能的。
输入装置400还包括与感测组件405耦合的壳体组件408。壳体组件408包括壳体元件410，其配置成在输入装置400内支承和/或保持感测组件405。壳体元件410通常由具有适合强度的任何(一种或多种)材料形成，以保持感测组件405，其在一些情况下可以被选择来保护输入装置400免受掉落或其他影响。在一些实施例中，壳体元件410由(一种或多种)导电材料形成，并可与所选的参考电压耦合。如所示出的那样，壳体元件410包括至少部分围绕感测组件405 的边框构件。
在一些情况下，壳体元件410可由多个接合的构件形成，以围绕感测组件405，并且壳体元件410的一部分与所选的参考电压耦合。例如，壳体元件410的中间框架构件452可与侧壁构件附连以形成壳体元件410。中间框架构件452可为组装的输入装置400提供附加的刚度，为与输入装置400的部件的物理附连提供附加的耦合点等。中间框架构件452可具有基本上连续的平面形状，或者可限定一个或多个开口，接线通过该一个或多个开口延伸以连接中间框架构件的相对侧上的部件。中间框架构件452可完全地或部分地由金属的或其他导电的材料构造。在一些实施例中，中间框架构件452包括与接地或另一电压参考的电连接。
感测组件405可安置成对着壳体元件410的一个或多个表面和/或与其附连，所述壳体元件410的一个或多个表面诸如是(例如，在与如所示出的X－Z平面平行的平面中延伸的)垂直部分和/或(例如，在与如所示出的X－Y平面平行的平面中延伸的)水平部分。在一些实施例中，感测组件405通过施加在护罩玻璃层420与壳体元件 410的凸出的水平表面412A、412B之间的区470A、470B上的黏合剂来与壳体元件410附连。
壳体组件408还包括后盖415，其在物理上与壳体元件410耦合以封入输入装置400的一个或多个元件。在一个替换实施例中，壳体元件410和后盖415形成为单个部件。壳体元件410与后盖415的附连的或集成的组合，以及将感测组件405对着壳体元件410安置，操作以封入输入装置400的部件并总体上提供完全组装的装置400的外观。
在一些实施例中，感测组件405的顶部层440和壳体组件408 (或者壳体元件410)限定体积475，并且感测组件405的一个或多个层延伸到体积475中。在一些实施例中，介电层435设置在感测组件405与壳体元件410之间的体积475内。在一个实施例中，介电层 435在物理上与感测组件405的底部表面450和中间框架表面455接触。在另一个实施例中，一个或多个导电层设置在介电层435与中间框架表面455之间。例如，感测组件405的至少一部分可设置在中间框架表面455与介电层435之间的导电层内。介电层435由具有适合的电绝缘属性的任何(一种或多种)可压缩材料形成。在一些实施例中，介电层435包括可压缩凝胶或泡沫材料。在其他实施例中，介电层435包括空气间隙。
在输入装置400内，中间框架构件452的底部表面和后盖415 的表面限定第二体积480。在一些实施例中，印制电路板组件(PCBA) 460和电池465设置在第二体积480内。虽然未示出，但是PCBA460 和/或电池465可安装在包括在第二体积470内的一个或多个结构部件上。PCBA460通常由电池465供电，并通常包括处理系统110的部分或全部(例如，图3中所示出的传感器模块310、显示驱动器模块 320和/或确定模块330)。
通常地，感测组件405包括多个传感器电极，其配置成被驱动并且所产生的信号可被测量以确定由输入对象140施加到顶部表面 445的力。当施加力时，感测组件405(由于护罩玻璃层420的弯曲和/或区470A、470B的压缩)通常向下偏移，这引起感测组件405的一个或多个层在体积475内的位移。通常地，该位移引起包括在感测组件405内的(一个或多个)传感器电极与壳体元件410之间的电容的改变。在一些实施例中，该电容的改变可被测量并用来确定施加到顶部表面445的力的位置和/或量。
输入装置400的力感测测量结果的准确度取决于感测组件405 的层相对于壳体元件410的安装的机械准确度，以及在制造期间各种层的厚度被控制地有多好。这些参数在不同的输入装置400之间通常会变化，并且可进一步随时间改变。在本文中所讨论的各种实施例中，可确定反映参数的介电层435的厚度分布。厚度分布通常可用来补偿使用感测组件405的传感器电极所获取的力测量结果，和/或用来独立地执行力测量。在一些实施例中，在导电参考元件454与所选的参考电压耦合时，基于使用传感器电极所获取的基线电容性测量结果来确定厚度分布。
由输入装置400的多个传感器电极获取的电容性测量结果可反映多个电容性部件。在一些实施例中，电容性测量结果包括电容 Cdisplay(x，y)，其表示从坐标(x，y)处的传感器电极到感测组件 405中的一个或多个导电结构的电容，所述导电结构例如为包括在LCD层425中的源极线和栅极线。在一些实施例中，电容性测量结果还包括电容Chousing(x，y)，其表示从坐标(x，y)处的传感器电极到感测组件405的外部的一个或多个导电结构的电容，所述导电结构诸如是导电参考元件454。通常地，导电参考元件454表示与感测组件405的底部表面450最靠近的导电表面，并且更具体地，表示与最靠近底部表面450的感测组件405的导电层最靠近的导电表面。尽管在一些情况下，导电参考元件454可以基本上是平面(这更加接近地近似与感测组件405的平行板电容)，但导电参考元件454的其他配置是可能的。在一些实施例中，导电参考元件454包括壳体元件410 的一部分，诸如中间框架构件452。在其他实施例中，导电参考元件 454包括设置在介电层435与壳体元件410之间的(例如，包括传感器电极的)导电层。
在一些实施例中，电容性测量结果还包括电容CASIC(x，y)，其表示处理系统的与坐标(x，y)处的传感器电极耦合的非保护电容。例如，处理系统可包括测量传感器电极的模拟前端(AFE)通道，并且电容CASIC(x，y)反映到导电板的和/或至传感器电极的内部布线的电容。
当导电参考元件454(例如，中间框架构件452)与接地参考电压耦合时，在坐标(x，y)处的传感器电极处测量的绝对基线电容性测量结果可表示为等式(1)中所示出的那样：
Cbaseline(x，y，GND)＝Cdisplay(x，y)+Chousing(x，y)+CASIC(x，y)(1)
当导电参考元件454(例如，中间框架构件452)与保护信号耦合时，电容Chousing(x，y)在传感器电极采用对应的经调制的信号驱动时被减少。在坐标(x，y)处的传感器电极处测量的绝对基线电容性测量结果因而可表示为等式(2)中所示出的那样：
Cbaseline(x，y，CUARD)＝Cdisplay(x，y)+CASIC(x，y)(2)
使用该两个电容性测量结果，电容Chousing(x，y)可如等式(3) 中所示出的那样被隔离并确定：
Chousing(x，y)＝dCbaseline(x，y)＝Cbaseline(x，y，GND)-Cbaseline(x，y，GUARD)(3)
针对位于坐标(x，y)处的传感器电极，电容Chousing(x，y) 可使用电容器的平行板模型来近似。假定传感器电极与导电参考元件 454之间的感测组件405的层的尺寸被相对好地控制(即，相对于感测组件405与导电参考元件454之间的距离)，则感测组件405中各层的标称厚度和介电常数是已知的。因而，假定传感器电极与底部表面450之间的感测组件405的(一个或多个)层基本上是平的(即，厚度dsens(x，y)＝dsens)，该(一个或多个)层的共同的介电常数可表示为εsens。此外，可假定设置在底部表面450与中间框架表面455之间的介电层435具有空间上均匀的介电常数εdiel(x，y)＝εdiel以及厚度分布ddiel(x，y)。电容Chousing(x，y)可表示为等式(4)和(5)中所示出的那样：
Figure BDA0001650112160000251
Figure BDA0001650112160000261
其中A表示传感器电极的面积。
假定感测组件405的底部表面450是平面的，则底部表面450 可具有相对于中间框架表面455的斜度，其可表示为等式(6)中所示出的那样：
d(x，y)＝a·x+b·y+c (6)
平面的系数可通过最小二乘法拟合得出，如等式(7)中所示出的那样：
Figure BDA0001650112160000262
其中传感器电极根据i＝1…NumPixels：(xi，yi)编号，其定义di＝ddiel(xi， yi)。如之前的讨论所示出的那样，在导电参考元件454与不同的参考电压耦合时执行不同的电容性测量能够被用来隔离导电参考元件454 的电容性贡献，并由此确定介电层435的厚度分布。
图5A和图5B图示了根据本文中所描述的实施例的用于将所选的参考电压施加到导电参考元件的示例性实现方式。例如，布置500、 530意在与本文中所讨论的各种实施例结合来使用。
在布置500中，输入装置400与外部装置505耦合。在一些实施例中，外部装置505表示在制造和测试过程期间与输入装置400 连接的测试装置。外部装置505包括处理系统510，所述处理系统510 通过连接520与输入装置400的处理系统110通信地耦合。
处理系统510配置成将多个参考电压515中所选的一个参考电压(REF1、REF2、…、REFn)施加到连接525，所述连接525与导电参考元件454耦合。在一些实施例中，多个参考电压515包括同样由处理系统110在其操作期间生成的一个或多个参考电压。在其他实施例中，参考电压515不同于由处理系统110生成的参考电压。
在一个实施例中，多个参考电压515中的第一参考电压REF1 包括接地、浮置电压和保护信号之一。第二参考电压REF2包括接地。多个参考电压515可包括其他参考电压，诸如预定的直流(DC)电压和/或交流(AC)电压。
在一些实施例中，处理系统110配置成在第一参考电压REF1 与导电参考元件454耦合时，执行第一电容性测量；以及在第二参考电压REF2与导电参考元件454耦合时，执行第二电容性测量。为了实现这一点，处理系统110可经过连接520与处理系统510进行通信，以确定多个参考电压515中的哪个被施加到导电参考元件454。
在一些实施例中，由处理系统110基于第一电容性测量结果和第二电容性测量结果来确定介电层的厚度分布。所确定的厚度分布可存储在处理系统110的存储器内。此外，基于所确定的厚度分布，可设定用于处理系统110的一个或多个力感测参数。在替换实施例中，使用外部装置505的处理系统510来执行第一电容性测量和第二电容性测量。在另一个替换实施例中，处理系统510确定厚度分布，并经由连接520将厚度分布和/或力感测参数传送给处理系统110。
在布置530中，输入装置400包括切换元件545，其配置成将导电参考元件454与所选的参考电压REF1、REF2、…、REFn耦合。处理系统110经由经过连接550发射的控制信号来控制切换元件545。切换元件545包括用于将所选的参考电压REF1、REF2、…、REFn 与导电参考元件454耦合的任意适合的逻辑。在一个非限制性示例中，切换元件545包括复用器。此外，虽然描绘为在处理系统110的外部，但是切换元件545可替换地包括在处理系统110内。
在替换实施例中，外部装置505控制切换元件545的操作。例如，切换元件545的状态可由机械接触或机械施加的接触来控制，并且处理系统510经由连接520传送指示切换元件状态的信号。基于该信号，处理系统110知道哪个参考电压被(或将被)施加到导电参考元件454，并可如本文中所讨论的那样来获取电容性测量结果。
处理系统110包括多个预定处理模式535－1、535－2…。在一些实施例中，在第一处理模式535－1中的处理系统110在控制切换元件545将导电参考元件454与参考电压REF1耦合后，获取电容性测量结果。在第二处理模式535－2中，处理系统110在控制切换元件545将导电参考元件454与参考电压REF2耦合后，获取电容性测量结果。例如，在第一处理模式535－1中，处理系统110使用多个传感器电极来执行接近感测，并将导电参考元件454与接地(REF1) 耦合。在第二处理模式535－2中，处理系统110使用多个传感器电极来执行厚度分布感测和/或力感测，并将导电参考元件454与保护信号或浮置电压(REF2)耦合。其他预定处理模式也是可能的。
输入装置400可包括一个或多个其他传感器，所述传感器支持处理系统110的附加功能性。在一个实施例中，输入装置400还包括通过连接560连接到处理系统110的惯性传感器555。基于从惯性传感器555提供的信号，处理系统110确定预定应力事件540是否已经发生于输入装置400。应力事件540对应于感测组件(或，至少多个传感器电极之一)的定位相对于导电参考元件454已经改变的显著增加的可能性。通常地，发生于感测组件和导电参考元件454的相对定位的改变指示后续的力感测测量结果将具有降低的准确度。在一些实施例中，确定应力事件540已经发生使得处理系统110获取适合于确定介电层的更新的厚度分布的电容性测量结果。如以上所讨论的那样，执行厚度分布感测可包括将导电参考元件454与第二参考电压 REF2耦合。
在一些实施例中，处理系统110配置成周期性地确定用于执行力感测和/或用于补偿力感测测量结果的介电层的厚度分布。例如，处理系统110可操作切换元件545以便以预定周期将导电参考元件 454与第二参考电压REF2耦合。图6图示了根据本文中所描述的实施例的用于以预定周期执行厚度分布感测的示例性时序图600。在时序图600内，第一显示更新时段605－1后面是第一非显示更新时段 610－1，以及第二显示更新时段605－2后面是第二非显示更新时段 610－2。在一些实施例中，在每一个显示更新时段605－1、605－2期间，处理系统的显示驱动器模块更新显示帧的部分。在一些实施例中，在每一个非显示更新时段610－1、610－2期间，处理系统的感测模块获取用于接近感测、力感测等的电容性测量结果。在一个非限制性示例中，每一个显示更新时段605－1、605－2对应于显示帧的显示线的更新，并且每一个非显示更新时段610－1、610－2对应于水平消隐(H消隐)时段。在另一个非限制性示例中，每一个显示更新时段605－1、605－2对应于多条显示线的更新，并且每一个非显示更新时段610－1、610－2对应于长H消隐时段。
如所示出的那样，非显示更新时段610－1包括接近感测时段 615－1和厚度分布/力感测时段620－1。非显示更新时段610－2可包括类似的时段。在接近感测时段615－1内，处理系统操作处于第一切换状态的切换元件，所述第一切换状态将导电参考元件与第一参考电压耦合。在厚度分布/力感测时段620－1内，处理系统操作处于第二切换状态的切换元件，所述第二切换状态将导电参考元件与第二参考电压耦合。以此方式，处理系统操作切换元件来以预定周期将导电参考元件与第二参考电压耦合。
虽然时序图600图示了示例性的时序，其中显示更新、接近感测和厚度分布感测在非重叠时间段期间执行，在可替换实施例中，处理装置在重叠时间段期间可执行这些功能中的部分或全部。
图7图示了根据本文中所描述的实施例的示例性厚度分布校正操作。更具体地，标绘图700、710图示了针对多个传感器电极、依据X轴和Y轴坐标标绘的以毫米(mm)为单位的介电层的厚度(对应于Z轴)。在标绘图700内，部分705A和705B包括基本上沿着Y 轴坐标10的不连续性，其可反映用来获取部分705A、705B的不同的 AFE。在一些实施例中，将部分705A的厚度值下移和/或将部分705B 的厚度值上移，使得部分705A、705B显得基本上连续。例如，如标绘图710中所示出的那样，将部分705A的厚度值下移并且将部分 705B的厚度值上移，使得标绘图710的部分705A、705B在标绘图 700的不连续部分705A、705B之间的距离的中点处显得基本上连续。
图8图示了根据本文中所描述的实施例的确定用于输入装置内介电层的厚度分布的方法800。方法800通常可与本文中所讨论的实施例中的任何一个相结合来执行。例如，方法800可由诸如输入装置400的处理系统110和/或与输入装置400耦合的外部装置505的处理系统510(其在以上关于图5A、图5B被讨论)来执行。
方法800开始于可选框805处，其中处理系统将导电参考元件与第一参考电压耦合。在框815处，处理系统使用感测组件的多个传感器电极获取第一电容性测量结果。在一些实施例中，第一电容性测量结果对应于使用多个传感器电极执行厚度分布感测或力感测，并且第一参考电压包括接地、浮置电压和保护信号之一。
在可选框825处，处理系统将导电参考元件与第二参考电压耦合。在框835处，处理系统使用多个传感器电极获取第二电容性测量结果。在一些实施例中，第二电容性测量结果对应于使用多个传感器电极执行接近感测，并且第二参考电压包括接地。
在框845处，处理系统基于第一电容性测量结果和第二电容性测量结果，确定设置在感测组件与导电参考元件之间的介电层的厚度分布。在可选框855处，处理系统基于所确定的厚度分布，确定施加到表面的力。方法800在框845或框855完成之后结束。
图9图示了根据本文中所描述的实施例的确定用于输入装置内介电层的更新的厚度分布的方法900。方法900通常可与本文中所讨论的实施例中的任何一个相结合来执行。例如，方法900可由诸如输入装置400的处理系统110和/或与输入装置400耦合的外部装置505的处理系统510(其在以上关于图5A、图5B被讨论)来执行。此外，方法900可与图8的方法800顺序执行。
方法900开始于框905处，其中处理系统基于第一电容性测量结果和第二电容性测量结果，确定设置在感测组件与导电参考元件之间的介电层的厚度分布。通常地，框905可与以上所讨论的方法 800的框845重叠。
在可选框915处，处理系统确定预定应力事件已经发生于输入装置。在一些实施例中，处理系统基于从输入装置的惯性传感器接收的信号做出此确定。
在框925处，处理系统后续地将导电参考元件与第二参考电压耦合。在一些实施例中，响应于确定预定应力事件已经发生而执行将导电参考元件与第二参考电压耦合。在其他实施例中，以预定周期执行将导电参考元件与第二参考电压耦合。在框935处，处理系统使用多个传感器电极获取第三电容性测量结果。在框945处，处理系统基于第一电容性测量结果和第三电容性测量结果，确定介电层的第二厚度分布。在一些实施例中，第二厚度分布用来改进后续力感测测量结果的准确度。方法900在框945完成之后结束。
因而，呈现了本文中所阐述的实施例和示例，以便最佳地根据本技术及其特定应用来解释实施例，并且由此使本领域的技术人员能够做出和使用本公开。然而，本领域的技术人员将意识到的是，仅出于说明和示例的目的而已经呈现了前面的描述和示例。所阐述的描述不意在是穷尽性的或者将本公开限制于所公开的精确形式。
鉴于前面的内容，本公开的范围由后面的权利要求来确定。

Claims (26)

1.一种输入装置，包括：
与导电参考元件附连的感测组件，所述感测组件包括与所述导电参考元件电容性耦合的多个传感器电极并限定表面；
切换元件，配置成将所述导电参考元件与多个参考电压中所选的一个参考电压耦合；以及
处理系统，配置成：
在所述切换元件将所述导电参考元件与所述多个参考电压中的第一参考电压耦合时，使用所述多个传感器电极获取基线电容性测量结果，以及
在所述切换元件将所述导电参考元件与所述多个参考电压中的第二参考电压耦合时，以及基于所述基线电容性测量结果，使用所述多个传感器电极执行电容性感测，以由此确定响应于施加到所述表面的力的所述感测组件的偏移。
2.如权利要求1所述的输入装置，还包括：
壳体组件，与所述感测组件附连并具有与所述导电参考元件的预定布置；
其中所述感测组件延伸到限定在所述感测组件的顶部层与所述壳体组件之间的体积中，其中所述处理系统还配置成：
基于所述基线电容性测量结果，确定设置在所述感测组件与所述导电参考元件之间的所述体积内的介电层的多个厚度值。
3.如权利要求2所述的输入装置，其中所述介电层包括分离所述感测组件与所述导电参考元件的空气间隙。
4.如权利要求2所述的输入装置，其中所述壳体组件的壳体元件包括所述导电参考元件。
5.如权利要求1所述的输入装置，其中所述切换元件由所述处理系统操作。
6.如权利要求1所述的输入装置，其中所述第二参考电压包括接地。
7.如权利要求1所述的输入装置，其中所述第一参考电压包括接地、浮置电压和保护信号之一。
8.如权利要求1所述的输入装置，其中所述感测组件还包括多个显示电极，其中所述多个传感器电极中的至少一个包括所述多个显示电极中的至少一个。
9.一种结合输入装置而执行的方法，所述输入装置包括与导电参考元件附连的感测组件，所述感测组件包括与所述导电参考元件电容性耦合的多个传感器电极，所述方法包括：
在所述导电参考元件与第一参考电压耦合时，使用所述多个传感器电极获取第一电容性测量结果；
在所述导电参考元件与不同于所述第一参考电压的第二参考电压耦合时，使用所述多个传感器电极获取第二电容性测量结果；以及基于所述第一电容性测量结果和所述第二电容性测量结果，确定设置在所述感测组件与所述导电参考元件之间的介电层的厚度分布。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述感测组件限定表面，所述方法还包括：
基于所确定的厚度分布，确定施加到所述表面的力。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述输入装置包括与所述感测组件附连的并具有与所述导电参考元件的预定布置的壳体组件，其中所述壳体组件的壳体元件包括所述导电参考元件。
12.如权利要求9所述的方法，其中外部装置通过切换元件将所述导电参考元件与所述第一参考电压和所述第二参考电压中所选的一个参考电压耦合，所述方法还包括：
接收指示所述切换元件的状态的信号。
13.如权利要求9所述的方法，其中所述输入装置还包括与所述多个传感器电极耦合的处理系统以及切换元件，其中所述处理系统：
在用于使用所述多个传感器电极执行接近感测的第一预定处理模式内，操作所述切换元件，其处于将所述导电参考元件与所述第一参考电压耦合的第一预定切换状态中；以及
在用于获取所述介电层的厚度测量结果的第二预定处理模式内，操作所述切换元件，其处于将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合的第二预定切换状态中。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述第二参考电压包括浮置电压和保护信号之一。
15.如权利要求9所述的方法，还包括：
后续地将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合；
使用所述多个传感器电极获取第三电容性测量结果；以及
基于所述第一电容性测量结果和所述第三电容性测量结果，确定所述介电层的第二厚度分布。
16.如权利要求15所述的方法，其中后续地将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合响应于确定预定应力事件已经发生于所述输入装置而发生。
17.如权利要求15所述的方法，其中后续地将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合以预定周期执行。
18.一种用于输入装置的处理系统，所述处理系统包括：
感测模块，包括配置成与感测组件的多个传感器电极耦合的感测电路，所述传感器电极与所述输入装置的导电参考元件电容性耦合，
其中所述感测模块配置成：
在所述导电参考元件与第一参考电压耦合时，使用所述多个传感器电极获取第一电容性测量结果；
在所述导电参考元件与不同于所述第一参考电压的第二参考电压耦合时，使用所述多个传感器电极获取第二电容性测量结果；以及
基于所述第一电容性测量结果和所述第二电容性测量结果，确定设置在所述感测组件与所述导电参考元件之间的介电层的厚度分布。
19.如权利要求18所述的处理系统，其中所述感测组件限定表面，其中所述感测模块还配置成：
基于所确定的厚度分布，确定施加到所述表面的力。
20.如权利要求18所述的处理系统，其中所述感测模块与切换元件耦合，所述感测模块还配置成：
在用于使用所述多个传感器电极执行接近感测的第一预定处理模式内，操作所述切换元件，其处于将所述导电参考元件与所述第一参考电压耦合的第一预定切换状态中；以及
在用于获取所述介电层的厚度测量结果的第二预定处理模式内，操作所述切换元件，其处于将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合的第二预定切换状态中。
21.如权利要求20所述的处理系统，其中所述第二参考电压包括浮置电压和保护信号之一。
22.如权利要求18所述的处理系统，其中所述感测模块还配置成：
后续地将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合；
使用所述多个传感器电极获取第三电容性测量结果；以及
基于所述第一电容性测量结果和所述第三电容性测量结果，确定所述介电层的第二厚度分布。
23.如权利要求22所述的处理系统，其中后续地将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合响应于确定预定应力事件已经发生于所述输入装置而发生。
24.如权利要求22所述的处理系统，其中后续地将所述导电参考元件与所述第二参考电压耦合以预定周期执行。
25.如权利要求18所述的处理系统，其中所述感测组件还包括多个显示电极，所述显示电极配置成由所述处理系统的显示驱动器模块更新，其中所述多个传感器电极中的至少一个包括所述多个显示电极中的至少一个。
26.如权利要求18所述的处理系统，其中外部装置通过切换元件将所述导电参考元件与所述第一参考电压和所述第二参考电压中所选的一个参考电压耦合，其中所述感测模块还配置成：
接收指示所述切换元件的状态的信号。
CN201680064601.6A 2015-11-12 2016-11-10 确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统 Active CN108351725B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562254665P 2015-11-12 2015-11-12
US62/254665 2015-11-12
PCT/US2016/061352 WO2017083533A1 (en) 2015-11-12 2016-11-10 Determining thickness profiles for dielectric layer within input device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108351725A CN108351725A (zh) 2018-07-31
CN108351725B true CN108351725B (zh) 2021-04-02

Family

ID=58691028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680064601.6A Active CN108351725B (zh) 2015-11-12 2016-11-10 确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10228805B2 (zh)
EP (1) EP3374848A4 (zh)
CN (1) CN108351725B (zh)
WO (1) WO2017083533A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101780259B1 (ko) * 2016-05-27 2017-09-21 주식회사 하이딥 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치
US10795407B2 (en) * 2018-10-19 2020-10-06 Rakuten Kobo Inc. Electronic reading device with a mid-frame structure
US11669214B2 (en) 2021-01-20 2023-06-06 Egalax_Empia Technology Inc. System, method and apparatus with reduction of static electric charges effect on touch panel detection
US11681375B1 (en) * 2022-08-16 2023-06-20 Cirque Corporation Non-uniform pressure actuation threshold value

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104603725A (zh) * 2012-08-31 2015-05-06 辛纳普蒂克斯公司 用于使用显示处理器参考信号的改进的输入感测的方法和设备
CN104793818A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 三星电子株式会社 用于在电子设备中获得输入的方法、电子设备和存储介质

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5942733A (en) 1992-06-08 1999-08-24 Synaptics, Inc. Stylus input capacitive touchpad sensor
BE1007462A3 (nl) 1993-08-26 1995-07-04 Philips Electronics Nv Dataverwerkings inrichting met aanraakscherm en krachtopnemer.
AU2808697A (en) 1996-04-24 1997-11-12 Logitech, Inc. Touch and pressure sensing method and apparatus
US5943044A (en) 1996-08-05 1999-08-24 Interlink Electronics Force sensing semiconductive touchpad
JP3798287B2 (ja) 2001-10-10 2006-07-19 Ｓｍｋ株式会社 タッチパネル入力装置
US7154481B2 (en) 2002-06-25 2006-12-26 3M Innovative Properties Company Touch sensor
US20040090429A1 (en) 2002-11-12 2004-05-13 Geaghan Bernard O. Touch sensor and method of making
US8035626B2 (en) 2002-11-29 2011-10-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Current driving circuit and display device using the current driving circuit
US7430925B2 (en) 2005-05-18 2008-10-07 Pressure Profile Systems, Inc. Hybrid tactile sensor
US7395717B2 (en) 2006-02-10 2008-07-08 Milliken & Company Flexible capacitive sensor
JP4799237B2 (ja) 2006-03-27 2011-10-26 三洋電機株式会社 変位検出センサ、変位検出装置及び端末装置
US7538760B2 (en) 2006-03-30 2009-05-26 Apple Inc. Force imaging input device and system
US7511702B2 (en) 2006-03-30 2009-03-31 Apple Inc. Force and location sensitive display
US8063886B2 (en) 2006-07-18 2011-11-22 Iee International Electronics & Engineering S.A. Data input device
US7679376B2 (en) 2007-01-19 2010-03-16 Korea Institute Of Science And Technology Capacitive sensor for sensing tactile and proximity, and a sensing system using the same
US8686952B2 (en) 2008-12-23 2014-04-01 Apple Inc. Multi touch with multi haptics
US8627716B2 (en) 2009-02-06 2014-01-14 Pressure Profile Systems Inc. Capacitive proximity tactile sensor
CN101833387B (zh) 2009-03-13 2013-09-11 宸鸿光电科技股份有限公司 感压式触控装置
US8448530B2 (en) 2009-03-27 2013-05-28 CSEM Centre Suisee d'Electronique et de Microtechnique SA-Recherche et Developpement Roll-to-roll compatible pressure sensitive event sensing label
US9024907B2 (en) * 2009-04-03 2015-05-05 Synaptics Incorporated Input device with capacitive force sensor and method for constructing the same
US9459734B2 (en) 2009-04-06 2016-10-04 Synaptics Incorporated Input device with deflectable electrode
US8272276B2 (en) 2009-05-06 2012-09-25 Xsensor Technology Corporation Dielectric textured elastomer in a pressure mapping system
US20110007023A1 (en) 2009-07-09 2011-01-13 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Display device, touch screen device comprising the display device, mobile device and method for sensing a force on a display device
US8730199B2 (en) 2009-09-04 2014-05-20 Atmel Corporation Capacitive control panel
US10068728B2 (en) 2009-10-15 2018-09-04 Synaptics Incorporated Touchpad with capacitive force sensing
WO2011053656A1 (en) 2009-10-27 2011-05-05 David Elliott Slobodin Projected capacitive touch sensing
US8570297B2 (en) 2009-12-14 2013-10-29 Synaptics Incorporated System and method for measuring individual force in multi-object sensing
US9057653B2 (en) 2010-05-11 2015-06-16 Synaptics Incorporated Input device with force sensing
US8599165B2 (en) 2010-08-16 2013-12-03 Perceptive Pixel Inc. Force and true capacitive touch measurement techniques for capacitive touch sensors
US9281415B2 (en) 2010-09-10 2016-03-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Pressure sensing apparatuses and methods
US9459736B2 (en) * 2010-10-12 2016-10-04 Parade Technologies, Ltd. Flexible capacitive sensor array
US20120105367A1 (en) 2010-11-01 2012-05-03 Impress Inc. Methods of using tactile force sensing for intuitive user interface
GB2488600B (en) 2011-03-04 2013-05-29 Hm Technology Internat Ltd A force sensor
TWI460642B (zh) 2011-05-27 2014-11-11 Elan Microelectronics Corp 輸入裝置與觸碰事件處理方法
US8780074B2 (en) * 2011-07-06 2014-07-15 Sharp Kabushiki Kaisha Dual-function transducer for a touch panel
KR20130022544A (ko) 2011-08-25 2013-03-07 삼성전기주식회사 정전용량형 압력 감지 센서 및 그를 포함하는 입력 장치
US8988384B2 (en) 2011-09-23 2015-03-24 Apple Inc. Force sensor interface for touch controller
US8607651B2 (en) 2011-09-30 2013-12-17 Sensitronics, LLC Hybrid capacitive force sensors
US9857923B2 (en) 2011-10-27 2018-01-02 Lg Innotek Co., Ltd. Touch panel including an elastic intermediate layer
US9459738B2 (en) 2012-03-06 2016-10-04 Apple Inc. Calibration for pressure effects on touch sensor panels
US9886116B2 (en) 2012-07-26 2018-02-06 Apple Inc. Gesture and touch input detection through force sensing
KR101934310B1 (ko) * 2012-08-24 2019-01-03 삼성디스플레이 주식회사 터치 힘을 인식하는 터치 표시장치
US9182859B2 (en) 2012-08-29 2015-11-10 Sharp Kabushiki Kaisha Capacitive touch panel with force sensing
US20140085247A1 (en) 2012-09-21 2014-03-27 Apple Inc. Force Sensing Using Dual-Layer Cover Glass with Gel Adhesive and Capacitive Sensing
US20140085213A1 (en) 2012-09-21 2014-03-27 Apple Inc. Force Sensing Using Bottom-Side Force Map
US9075095B2 (en) 2013-02-27 2015-07-07 Synaptics Incorporated Device and method for localized force sensing
US10402000B2 (en) 2013-03-04 2019-09-03 Apple Inc. Display with integrated pressure sensing utilizing capacitive coupling to circuit elements
US9195354B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-24 Synaptics Incorporated Device and method for localized force and proximity sensing
US9201468B2 (en) * 2013-06-28 2015-12-01 Synaptics Incorporated Device and method for proximity sensing with force imaging
US9696858B2 (en) 2013-07-08 2017-07-04 Synaptics Incorporated Display device having an integrated sensing device with improved proximity sensing
US20150015475A1 (en) 2013-07-09 2015-01-15 Apple Inc. Multi-function input device
US9213441B2 (en) 2013-09-06 2015-12-15 Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. In-cell touch panel and liquid crystal device
US20150084909A1 (en) 2013-09-20 2015-03-26 Synaptics Incorporated Device and method for resistive force sensing and proximity sensing
WO2015080696A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Rinand Solutions Llc Self-calibration of force sensors and inertial compensation
KR101712346B1 (ko) * 2014-09-19 2017-03-22 주식회사 하이딥 터치 입력 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104603725A (zh) * 2012-08-31 2015-05-06 辛纳普蒂克斯公司 用于使用显示处理器参考信号的改进的输入感测的方法和设备
CN104793818A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 三星电子株式会社 用于在电子设备中获得输入的方法、电子设备和存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20170139505A1 (en) 2017-05-18
US10228805B2 (en) 2019-03-12
EP3374848A4 (en) 2019-06-12
EP3374848A1 (en) 2018-09-19
CN108351725A (zh) 2018-07-31
WO2017083533A1 (en) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200379591A1 (en) Force sensing within display stack
CN106125997B (zh) 力传感器基板
US10540043B2 (en) Hybrid in-cell sensor topology
US9841860B2 (en) Modulated power supply for reduced parasitic capacitance
US8766950B1 (en) Modulated power supply for reduced parasitic capacitance
CN106257380B (zh) 自适应力感测
US10048801B2 (en) Adaptive mechanical change compensation for force detector
US9733756B2 (en) Integrated display device and sensing device with force sensing
US10949034B2 (en) Single-layer sensor array scan
CN110088717B (zh) 经由切换元件的减少的电容性基线偏移
CN109308144B (zh) 多个模拟前端的校准
CN108351725B (zh) 确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统
US20170242523A1 (en) Transcapacitive touch and force sensing in an input device
US10198133B2 (en) Inflection based calibration method for force detector
CN110462566B (zh) 使用空时间段减少的电容性基线偏移
US11003288B2 (en) Active input sensing using regional scanning
US10540027B2 (en) Force sensing in a touch display

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant