CN112352213A - 分段电容传感器以及相关系统、方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分段传感器以及相关系统、方法和设备。在一个实施方案中，电容传感器包括第一传感器线网格、第二传感器线网格和隔离区，该隔离区限定在第一传感器线网格与第二传感器线网格之间。本发明还公开了触摸控制器以及相关系统、方法和设备，该触摸控制器被配置用于可操作地耦接到分段传感器，并检测分段传感器处的触摸。在一个实施方案中，触摸控制器的连接器被配置用于可操作地耦接到来自分段传感器的不同区段的感测线，并且触摸控制器被配置为检测该不同区段处的触摸。

Description

分段电容传感器以及相关系统、方法和设备

优先权声明

本申请要求于2018年6月29日提交的名称为“分段电容传感器以及相关系统、方法和设备(A Segmented Capacitive Sensor,and Related Systems,Methods andDevices)”的美国临时专利申请号62/692363的提交日期的权益，并且要求于2018年12月11日提交的名称为“分段电容传感器以及相关系统、方法和设备(A Segmented CapacitiveSensor,and Related Systems,Methods and Devices)”的美国专利申请号16/216412的提交日期的权益，这些专利申请各自的内容和公开内容据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及电容传感器，并且更具体地，某些实施方案涉及分段传感器以及被配置为使用该分段传感器的电容感测系统。

背景技术

触摸屏传感器可能被表征为能够检测触摸的显示器(例如智能电话、平板电脑、设备接口等)顶部的透明导电层，触摸屏传感器通常被布置成可表示为n×m矩阵的导体的行/列网格(即导电材料的电隔离线)。一般来讲，这些导体可被称为传感器线，并且也可被表征为感测线。每个传感器可在每个轴线上包括多个连接器，线的行和线的列在该轴线处终止。此类连接器能够在外部接入(例如通过引脚)，并且可以例如操作性地耦接到包括采集电路和处理电路的触摸控制器，该采集电路和处理电路被配置为确定关于在触摸屏传感器处检测到的触摸的信息。

附图说明

虽然本公开以特别指出并清楚地要求保护具体实施方案的权利要求书作为结尾，但可通过以下更容易地确定本公开范围内的实施方案的各种特征和优点。

图1A示出了触摸屏传感器和触摸控制器之间的常规耦接的简化框图。

图1B示出了触摸屏传感器和控制器之间的常规耦接的另一个简化框图。

图2示出了根据本公开的一个或多个实施方案的分段电容传感器架构的简化框图。

图3A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的电容感测系统的简化框图，该电容感测系统利用分段电容传感器。

图3B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的分段电容传感器(表示为网格)处的示例性触摸。

图4A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的分段传感器的触摸处理过程的流程图。

图4B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的分段传感器的触摸处理过程的流程图。

图5示出了根据本公开的一个或多个实施方案的触摸控制器的功能框图，该触摸控制器被配置为与分段传感器一起使用。

具体实施方式

在以下详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且在附图中以举例的方式示出了可实践本公开的具体示例性实施方案。充分详细地描述了这些实施方案，以使本领域的普通技术人员能够实践本公开。然而，可利用其他实施方案，并且可在不脱离本公开的范围的情况下进行结构、材料和过程的变化。

本文所呈现的图示并不旨在为任何特定方法、系统、设备或结构的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施方案的理想化表示。本文所呈现的附图未必按比例绘制。为了读者的方便，各附图中的类似结构或部件可保持相同或相似的编号；然而，编号的相似性并不意味着该结构或部件在尺寸、组成、配置或任何其他属性方面必须是相同的。

容易理解的是，如本文整体描述的和附图中示出的实施方案的部件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，对各种实施方案的以下描述并不旨在限制本公开的范围，而是仅代表各种实施方案。虽然实施方案的各个方面可在附图中呈现，但是附图未必按比例绘制，除非特别指明。

以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的实施方案。使用术语“示例性的”、“通过示例”和“例如”是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开的范围限制于指定的部件、步骤、特征或功能等。

因此，除非本文另有说明，否则所示出和描述的特定实施方式仅是示例，并且不应被解释为是实施本公开的唯一方式。元件、电路和功能可以框图形式示出，以便不以不必要的细节模糊本公开。相反，所示出和描述的特定实施方式仅为示例性的，并且不应理解为实施本公开的唯一方式，除非本文另外指明。另外，块定义和各个块之间逻辑的分区是特定实施方式的示例。对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，本公开可通过许多其他分区解决方案来实践。在大多数情况下，已省略了关于定时考虑等的细节，其中此类细节不需要获得本公开的完全理解，并且在相关领域的普通技术人员的能力范围内。

本文所述的信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，可在整个本说明书中参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任何组合来表示。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域普通技术人员应当理解，信号可表示信号的总线，其中该总线可具有各种比特宽度，并且本公开可在任何数量的包括单个数据信号的数据信号上实现。

应当理解，本文中使用名称诸如“第一”、“第二”等对元件的任何提及不限制这些元件的数量或顺序，除非明确说明此类限制。相反，这些名称在本文中用作区分两个或更多个元件或者一个元件的两个或更多个实例的便利方法。因此，对第一元件和第二元件的提及并不意味着只能使用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。而且，除非另有说明，否则一组元件可包括一个或多个元件。同样地，有时以单数形式提及的元件也可包括元件的一个或多个实例。

结合本文公开的实施方案描述的各种例示性逻辑块、模块和电路可用被设计成执行本文所述的功能的通用处理器、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)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或者其任何组合来实现或执行。通用处理器(在本文中也可称为主机处理器或仅称为主机)可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核结合的一个或多个微处理器或任何其他此类配置。在通用计算机被配置为执行与本公开的实施方案相关的计算指令(例如，软件代码)时，包括处理器的通用计算机被认为是专用计算机。

而且，应当指出的是，可根据被描绘为流程图、流程图示、结构图或框图的过程来描述实施方案。尽管流程图可将操作行为描述为顺序过程，但是许多这些行为可按另一顺序、并行或基本上同时执行。此外，可重新安排动作的顺序。过程可以对应于方法、线程、函数、程序、子例程、子程序等。此外，本文所公开的方法可以在硬件、软件或两者中实现。如果在软件中实现，这些函数可作为一个或多个指令或代码存储或传输到计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，该通信介质包括有利于将计算机程序从一个位置传递到另一个位置的任何介质。

如本文所用，关于给定参数、属性或条件的术语“基本上”和“约”是指并且包括本领域普通技术人员将理解给定参数、属性或条件满足方差程度(诸如，在可接受的制造公差范围内)的程度。例如，基本上或约为指定值的参数可以是指定值的至少约90％、指定值的至少约95％、指定值的至少约99％或甚至指定值的至少约99.9％。

如出于本公开中描述的实施方案的目的所理解的，触摸屏传感器或仅“传感器”可响应于对象(诸如但不限于手指、触笔、其他能够检测的对象)与传感器的触敏区接触或对象接近该触敏区。在本公开中，“接触”和“触摸”意在涵盖对象与触敏区的物理接触以及对象存在于触敏区的附近而没有物理接触。不需要与传感器的实际物理接触。

当对象接触触摸屏传感器时，传感器内的接触位置处或附近可发生电容变化。如果触摸满足某个阈值或某一其他标准，则模拟采集前端可“检测”该触摸。“充电后转移”是在一些触摸采集前端中实现的检测电容变化的技术，在该技术中，响应于电容变化对感测电容器进行充电(例如，更快或更慢地充电)，并且在多个充电转移周期内将电荷转移到积分电容器。可以由模数转换器(ADC)将与这种充电转移相关联的电荷量转换为数字信号，并且数字控制器可以处理那些数字信号以确定测量值以及对象是否接触了传感器。

自电容传感器是检测/响应对地电容变化的电容场传感器。自电容传感器通常排列成独立地对触摸作出反应的行和列的阵列。作为非限制性示例，自电容传感器可包括采用重复充电后转移周期的电路，该电路使用具有浮动端的共同集成CMOS推挽式驱动电路。互电容传感器是检测/响应驱动电极和感测电极这两个电极之间的电容变化的电容场传感器。驱动电极和感测电极对在驱动线和感测线的每个交点处形成电容器。自电容和互电容布置和/或技术可单独使用，也可用于同一触摸传感器和控制器，并且可彼此互补，例如，自电容可用于确认使用互电容检测到的触摸。

对于可包括在例如显示器的触敏表面中的二维(2D)触敏表面，触摸屏传感器可覆盖在2D布置中，并且可促进用户与相关联的设备进行交互。绝缘保护层(例如，树脂、玻璃、塑料等)可用于覆盖触摸传感器。如本文所用，“触摸显示器”是包括触摸屏传感器或与相邻触摸屏传感器结合使用的显示器(诸如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管(TFT)LCD或发光二极管(LED)显示器)。

使用触摸屏传感器(其使用采用充电转移技术的互电容传感器的矩阵传感器方法)的示例，驱动电极可在衬底的一侧成行延伸，并且感测电极可在衬底的另一侧成列延伸，以便限定N×M个节点的“矩阵”阵列。每个节点对应于驱动电极的导电线与感测电极的导电线之间的交点。驱动电极同时驱动给定行中的所有节点，并且感测电极感测给定列中的所有节点。在节点位置处的驱动电极和感测电极的电容耦接(互电容)，或者感测电极与接地的耦接(自电容)可响应于指示触摸事件的电容变化而被单独测量或两者都被测量。例如，如果向行2的驱动电极施加驱动信号并且列3的感测电极是有源的，则节点位置是：(行2，列3)。可顺序通过驱动电极和感测电极的不同组合来扫描节点。在一种模式中，驱动电极可被顺序地驱动，而感测电极全都被连续地监测。在另一种模式中，每个感测电极可以被顺序地采样。

虽然发现了本公开的触摸屏传感器与显示器一起使用的特定应用，但它们不限于触摸显示器，并且可结合到任何触敏表面中，例如但不限于触控板和触摸按钮；并且可以是透明的或不透明的。

图1A是本公开的发明人已知的触摸屏传感器和控制器之间的常规耦接的图示。触摸传感器100每4行线具有大约5列线(由行引脚102和列引脚104指示)，或5:4，当线之间以相等间距布置时，这意味着传感器100的宽度与传感器的高度基本上相同。这还可被表征为具有“正常纵横比”或被配置用于“正常纵横比”应用，例如，正常纵横比显示器或触控板。通常与正常纵横比相关联的另一个比是每3行线具有4列线，或4:3。

图1B是本公开的发明人已知的触摸屏传感器和控制器之间的另一常规耦接的图示。触摸屏传感器110的线的列比线的行更多(分别如引脚114和引脚112所示)，或者列线与行线的比为5:1，当线之间以相等间距布置时，这意味着传感器110的宽度长于传感器的高度。这还可被表征为具有“宽纵横比”或被配置用于“宽纵横比”应用，例如，宽纵横比显示器。在本公开中，具有约2:1及更大的长短轴比的触摸屏传感器被认为具有宽纵横比，如本领域普通技术人员通常所理解。

触摸屏的触摸处理量在很大程度上取决于触摸屏的面积。因此，作为非限制性示例，24×30传感器上针对触摸的触摸处理量与12×60传感器上针对触摸的触摸处理量基本上相同。然而，即使两者的面积均为720，但24×30传感器的连接器数量(大约54)少于12×60传感器的连接器数量(大约72)(值得注意的是，“面积”还可表征为由传感器线的交点限定的节点数量)。因此，虽然图1A的24×30传感器100和图1B的12×60传感器110针对触摸使用基本上相同的触摸处理量，但用于12×60传感器110的触摸控制器116比用于30×24传感器的触摸控制器130需要更多的引脚(大约多18个引脚)。除非另有说明，否则当在本文中描述传感器的尺寸时，按惯例使用行×列以便于描述。

一般来讲，当比较具有不同引脚数量的触摸控制器时，具有更多引脚的触摸控制器将比具有更少引脚的触摸控制器更大并且需要更大的芯片，并且将存在相应更高的成本。因此，对于相同的触摸处理量，在电容触摸感测系统中与宽纵横比传感器一起使用的常规触摸控制器比在电容触摸感测系统中与标准纵横比传感器一起使用的触摸控制器更昂贵。

本公开的发明人认识到需要一种适用于宽纵横比应用的电容触摸传感器，该电容触摸传感器比用于此类应用的常规电容触摸传感器具有更少的连接器和更低的处理能力。这种传感器的一个优点是，与使用更昂贵的触摸控制器的常规电容触摸感测系统相比，在触摸控制器处需要更少的引脚来与传感器耦接，因此用于宽纵横比应用的电容触摸感测系统可以更简单并且包括成本更低的部件。

因此，本公开的一个或多个实施方案整体涉及分段电容传感器(其在本文中可简称为“分段传感器”)。图2示出了包括两个独立区段202和204的分段传感器200。为了方便而非限制，这两个区段可被称为“左区段”202和“右区段”204。在图1所示的示例中，左区段202和右区段204各在三个侧面上由传感器200的三个边缘208、210、212和214中的每一个边缘的至少一部分限定，并且在第四侧面上由隔离区206限定。虽然在该示例中，左区段202和右区段204被示出为具有一致数量的节点，但本公开不限于此，并且具体地设想在一个或多个实施方案中，多区段传感器的区段可具有不一致数量的节点(例如，一些区段可具有与其他区段不同数量的节点)。此外，虽然在图2所示的示例中，分段传感器200具有两个区段202和204，但本公开不限于两个区段，并且本领域的普通技术人员将理解，本公开的实施方案可扩展到多于两个区段。实际上，具体地设想分段传感器可包括多于两个区段。

隔离区206被配置为使左区段202与右区段204电隔离。在一个或多个实施方案中，隔离区206的至少一部分可填充有绝缘材料，限定提供电隔离的气隙，或其组合。隔离区206将分段传感器200基本上分成相等的两半，并且左区段202和右区段204中的每个区段可被表征为分段传感器200的基本上一半。在一个或多个实施方案中，左区段202和右区段204中的每个区段可包括有源部分，并且任选地包括无源部分，其中有源部分通常被配置作为电容感测的传感器线。

在一个或多个实施方案中，隔离区206可通过在基本上垂直于长轴传感器线的方向上切割长轴传感器线(未示出)来形成。一旦切割，左区段202的长轴传感器线和右区段204的长轴传感器线则独立地工作。作为非限制性示例，完全在左区段202处并且在左区段202处检测到的触摸不会在右区段204处被检测到。换句话讲，不会响应于左区段202处的触摸实现右区段204处可测量的相关电容效应。

左区段202和右区段204各自还可包括沿区段的相应第一边缘和相应第二边缘定位的多个连接器。左区段202包括长轴连接器216和短轴连接器218。右区段204包括长轴连接器220和短轴连接器222。短轴连接器218和短轴连接器222可被布置在对应于分段传感器的同一边缘(此处为边缘212)的一侧上。长轴连接器216和长轴连接器220可被布置在对应于分段传感器的不同边缘(此处分别为边缘210和边缘214)的侧面上。在一个或多个实施方案中，分段传感器200的左区段202和右区段204各具有相同数量的连接器。在一个或多个实施方案中，传感器连接器(例如连接器216、218、220和222)可以是导电引脚。

如图3A所示，一个或多个实施方案整体涉及电容感测系统300，该电容感测系统包括操作性地耦接到触摸控制器330的分段传感器302。左区段304和右区段306的连接器可以操作性地耦接到触摸控制器330的输入/输出(I/O)连接器。在一个或多个实施方案中，I/O连接器可为例如但不限于导电引脚、导电粘合剂或其他合适的导电材料。

左区段304和右区段306的长轴传感器线的连接器308和312可分别操作性地耦接到触摸控制器330的独立连接器332和334。左区段304和右区段306的短轴传感器线的短轴连接器310和314中的一些或全部连接器可以操作性地并联耦接到触摸控制器330的连接器336。对于操作性地并联耦接到触摸控制器330的连接器336的左区段304和右区段306的短轴连接器310和314，左区段304的至少一个短轴连接器310和右区段306的至少一个短轴连接器314操作性地耦接到触摸控制器330的同一连接器336。

在一个或多个实施方案中，操作性地耦接到触摸控制器的同一连接器的传感器感测线在本文中可被称为“操作性地并联耦接”，并且这些感测线操作性地耦接到的控制器处的连接器在本文中可被称为“并联连接器”。操作性地耦接到触摸控制器的连接器的传感器感测线(并且没有其他感测线操作性地耦接到同一连接器)在本文中可被称为“操作性地独立耦接”到连接器，并且该触摸控制器处的该连接器在本文中可被称为“独立连接器”。

在本公开的一个或多个实施方案中，传感器线(长轴和短轴)之间的连接器与触摸控制器的连接器不需要特定顺序。例如，连续传感器线可以操作性地耦接到触摸控制器的非连续(即非相邻)连接器，这也可以被表征为触摸控制器处的“交错”传感器线连接。

一个或多个实施方案整体涉及电容感测系统，该电容感测系统包括操作性地耦接到分段传感器的一个或多个触摸控制器。在一个实施方案中，从分段传感器接收的传感器信号的处理可由两个或更多个触摸控制器处理。可使用任何合适的技术来在触摸控制器之间分配处理，包括但不限于按区段、按传感器连接器、按触摸类型(例如，单次、多次、力等)以及它们的组合。

一个或多个实施方案整体涉及触摸控制器，该触摸控制器被配置为区分来自左区段的感测信号和来自右区段的感测信号，这些感测信号在本文中可分别被称为左感测信号和右感测信号。

图3B是根据本公开的一个或多个实施方案的具有分段的传感器线的传感器线网格340的图示。在一个或多个实施方案中，传感器线网格340可被配置用于宽纵横比应用，诸如传感器302(图3A)，并且包括长轴传感器线342的行(行1到行12)和短轴传感器线344的列(列1到列60)。无源区350分割传感器线网格340并且限定传感器线网格340的左区段346和右区段348。出于解释的目的，示出了与触摸事件相关联的右区段348的位置352处的电容变化。

在一个实施方案中，触摸控制器330(图3A)可包括触摸处理器(未示出)，该触摸处理器被配置为响应于互电容感测技术中使用的一个或多个驱动信号而在触摸控制器330的并联连接器处区分左感测信号和右感测信号。更具体地，当触摸处理器接收到感测信号时，触摸处理器可被配置为确定该感测信号是对应于左区段驱动信号还是对应于右区段驱动信号。在一个实施方案中，如果在互电容感测操作的第一感测时段期间接收到感测信号，则触摸处理器可以确定该感测信号对应于左区段驱动信号，并且如果在互电容感测操作的第二感测时段期间接收到感测信号，则确定该感测信号对应于右区段驱动信号。更具体地，互电容感测操作可在感测间隔内发生，并且该感测间隔可包括第一感测时段和第二感测时段。第一感测时段可与左区段或右区段中的一个区段相关联，并且第二感测时段可与另一个区段相关联。感测间隔可与感测操作相关联。

在另一个实施方案中，感测间隔可包括许多个感测时段，这些感测时段中的一些感测时段与一个区段相关联，而其他感测时段与另一个区段相关联。与区段相关联的感测时段可以是是连续的或可以不是连续的，例如，假设感测间隔具有四个感测时段(P1-P4)，其中每个区段的四组感测线中的一组与每个感测时段相关联，例如P1(L1和R4)、P2(L2和R3)、P3(L3和R2)以及P4(L4和R1)。还假设每个区段的各组感测线操作性地并联耦接到触摸控制器(例如但不限于，L1和R1操作性地并联耦接，L2和R2操作性地并联耦接)。在每个感测时段期间，可同时以及几乎同时感测各组感测线。即，可同时感测L1和R4，可同时感测L2和R3，等等。在这种配置中，触摸处理器可基于感测时段和与各组感测线相关联的连接器来区分左区段和右区段。

在一个或多个实施方案中，感测间隔和感测时段可以使用任何合适的技术来测量，包括但不限于在时间、驱动线(例如，第一个经驱动的驱动线到最后一个经驱动的驱动线)、操作次数方面进行测量。

图4A示出了根据本公开的一个或多个实施方案的分段传感器的触摸处理过程400的流程图。在操作402中，接收与触摸控制器的并联耦接连接器相关联的一个或多个感测信号。在操作404中，将感测信号的定时信息与感测操作的一个或多个时间段进行比较。时间段可与在触摸传感器处生效的驱动信号相关联。在操作406中，响应于比较结果来识别传感器区段。传感器区段可以是左区段或右区段中的一个区段。在操作408中，响应于所识别的传感器区段以及(响应于感测信号而识别的)区段位置来确定传感器位置。在另一个实施方案中，可响应于所识别的传感器区段和感测信号来确定传感器位置。

除非特别指明，否则本公开中使用术语“驱动线”和/或“感测线”并非旨在要求用于电容感测的特定技术，诸如自电容或互电容。

虽然在一些示例中，驱动线或感测线与长轴线和短轴线相关联，但这不是必需的。驱动线可与短轴线相关联，并且感测线可与长轴线相关联。

在另一个实施方案中，触摸控制器包括触摸处理器(未示出)，该触摸处理器被配置为响应于在自电容感测操作期间接收到的感测信号来区分左感测信号和右感测信号。在自电容感测期间，触摸处理器通常从一条或多条长轴传感器线和一条或多条短轴传感器线接收感测信号。触摸处理器可被配置为响应于从短轴传感器线接收的感测信号来确定感测信号是对应于左区段还是右区段。更具体地，触摸处理器可被配置为确定在与一条或多条长轴传感器线相关联的一个或多个引脚处接收到了感测信号。

图4B示出了根据本公开的一个或多个实施方案的分段传感器的触摸处理过程410的流程图。在操作412中，接收与触摸控制器的并联耦接连接器相关联的感测信号。在操作414中，响应于所接收的感测信号确定连接器分配信息。在一个实施方案中，连接器分配信息可以识别控制器的连接器，该连接器操作性地耦接到传感器区段的连接器(并且因此耦接到感测线)。可使用任何适当的粒度级别，例如，连接器分配信息可描述连接器/感测级别和/或连接器/区段级别的耦接。例如，连接器分配信息可以将触摸控制器的一个或多个连接器与第一区段、第二区段或这两个区段相关联(例如，在并联连接的情况下)。

在操作416中，响应于所确定的连接器分配信息来识别区段。在一个实施方案中，可响应于能够按照连接器分配信息搜索的查找表来识别区段，该查找表响应于所搜索到的连接器分配信息返回区段标识。在操作418中，响应于所识别的区段和感测信号来确定传感器位置。在一个实施方案中，可响应于感测信号来识别区段位置，并且可响应于所识别的区段和所识别的区段位置来识别传感器位置。

根据触摸处理器的配置，可确定左区段或右区段的触摸的位置信息，但是需要进一步处理以对分段传感器整体调整所确定的位置。例如，如果在对应于右区段348的中心的位置352(图3A)处识别到触摸，但是由于在触摸控制器的一些连接器处的并联连接，触摸处理器可能不会“认识到”该位置实际上在传感器的右侧三分之一处而不在右区段348的中心。在一个或多个实施方案中，当首先基于发生触摸的区段和感测信号来确定位置时，可以校正位置。例如，如果接收到可能对应于分段传感器的行10列25或行10列55的感测信号，则触摸处理器可在确定区段之后确定列。在一个或多个其他实施方案中，触摸处理器可包括一个或多个位置偏移，该一个或多个位置偏移指示分段触摸传感器上的位置与触摸传感器的左区段或右区段上的位置之间的差异。触摸处理器可被配置为响应于区段位置和与该区段位置相关联的偏移来确定分段传感器位置。

图5示出了根据本公开的一个或多个实施方案的触摸控制器500的功能框图。在一个实施方案中，触摸控制器500可包括触摸处理器506、I/O驱动器504和外围接口502。触摸处理器506可以被配置为执行感测操作的一个或多个方面，包括处理感测信号(并且在一些情况下，处理驱动信号)，并且确定触摸信息，包括但不限于与触摸相关联的传感器和区段位置。I/O驱动器504可被配置为控制触摸控制器500的一个或多个连接器，包括但不限于通用输入输出引脚。连接器可被配置为操作性地耦接到电容传感器线。外围接口502可被配置为与数据总线(诸如UART、USART、I²C等)通信或通过该数据总线通信。

本说明书中的许多功能描述可被示出、描述或标记为编程代码(包括固件)的模块、线程、步骤或其他分类，以便更具体地强调它们的实施独立性。模块可至少部分地以一种或另一种形式在硬件中实现。例如，模块可实现为硬件电路，该硬件电路包括定制的VLSI电路或门阵列、现有半导体(诸如逻辑芯片)、晶体管或其他分立部件。模块也可在可编程硬件设备诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等中实现。

模块也可使用存储在物理存储设备(例如，计算机可读存储介质)上、存储器(例如，用作系统存储器的非暂态存储设备)中或其组合中以由各种类型的处理器执行的软件或固件来实现。

可执行代码的所识别模块可例如包括计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，这些物理块或逻辑块可例如被组织为线程、对象、过程或功能。然而，所识别模块的可执行文件不需要物理地定位在一起，而是可包括存储在不同位置中的不同指令，这些指令在被逻辑地结合在一起时包括模块并实现模块的所述目的。

实际上，可执行代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可分布在若干不同的代码段上、不同程序之间以及若干存储装置或存储器设备上。类似地，操作数据在本文中可在模块内被识别和示出，并且能够以任何合适的形式实施并在任何合适类型的数据结构内被组织。操作数据可作为单个数据集被收集，或者可分布在不同位置上，包括分布在不同存储设备上，并且可至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。在模块或模块的部分在软件中实现的情况下，软件部分存储在一个或多个物理设备上，这些物理设备在本文中被称为计算机可读介质。

在一些实施方案中，软件部分以非暂态状态存储，使得软件部分或其表示在同一物理位置持续一段时间。另外，在一些实施方案中，软件部分存储在一个或多个非暂态存储设备上，这些非暂态存储设备包括能够存储非暂态状态和/或表示软件部分的信号的硬件元件，尽管非暂态存储设备的其他部分可能能够改变和/或传输信号。非暂态存储设备的示例是闪速存储器和随机存取存储器(RAM)。非暂态存储设备的另一个示例包括只读存储器(ROM)，该只读存储器可将表示软件部分的信号和/或状态存储一段时间。然而，存储信号和/或状态的能力不会因传输与所存储的信号和/或状态相同或表示所存储的信号和/或状态的信号的其他功能而减弱。例如，处理器可访问ROM以获得表示所存储的信号和/或状态的信号，以便执行对应的软件指令。

本公开中任何将某物表征为‘典型’、‘常规’或‘已知’不一定意味着该物在现有技术中公开或在现有技术中理解所讨论的方面。其也不一定意味着在相关领域它是众所周知的、易于理解的或常规使用的。

虽然本文关于某些图示实施方案描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示实施方案和所述实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施方案的特性可与另一个实施方案的特性组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。

本公开的附加非限制性实施方案包括：

实施方案1：一种电容感测系统，所述电容感测系统包括：分段传感器，所述分段传感器包括感测线行和感测线列；和一个或多个触摸控制器，所述一个或多个触摸控制器操作性地耦接到所述分段传感器。

实施方案2：根据实施方案1所述的系统，其中所述一个或多个触摸控制器中的触摸控制器包括：第一组连接器和第二组连接器，并且其中：所述感测线列操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且所述感测线行中的至少一些行操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

实施方案3：根据实施方案1和2中任一项所述的系统，其中所述第一组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的第一区段相关联，并且所述第一组连接器中的其他连接器与所述分段传感器的第二区段相关联。

实施方案4：根据实施方案1至3中任一项所述的系统，其中所述第二组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的所述第一区段相关联并且与所述分段传感器的所述第二区段相关联。

实施方案5：根据实施方案1至4中任一项所述的系统，其中：所述第一区段包括所述分段传感器的所述传感器线行中的第一感测线行；并且所述第二区段包括所述分段传感器的所述传感器线行中的第二感测线行，并且其中所述第一感测线行与所述第二感测线行电隔离。

实施方案6：根据实施方案1至5中任一项所述的系统，其中所述一个或多个触摸控制器中的触摸控制器包括：第一组连接器和第二组连接器，并且其中：所述感测线行操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且所述感测线列中的至少一些列操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

实施方案7：根据实施方案1至6中任一项所述的系统，其中所述感测线行和所述感测线列非连续地耦接到所述触摸传感器。

实施方案8：根据实施方案1至7中任一项所述的系统，其中所述系统被配置用于互电容感测。

实施方案9：根据实施方案1至8中任一项所述的系统，其中所述系统被配置用于自电容感测。

实施方案10：一种电容传感器，所述电容传感器包括：第一传感器线网格；第二传感器线网格；和隔离区，所述隔离区限定在所述第一传感器线网格与所述第二传感器线网格之间。

实施方案11：根据实施方案10所述的电容传感器，其中所述隔离区的至少一部分限定气隙。

实施方案12：根据实施方案10和11中任一项所述的电容传感器，其中所述隔离区的至少一部分包括电绝缘材料。

实施方案13：根据实施方案10至12中任一项所述的电容传感器，所述电容传感器还包括：第一连接器，所述第一连接器操作性地耦接到所述第一网格的一条或多条传感器线；和第二连接器，所述第二连接器操作性地耦接到所述第二网格的一条或多条传感器线。

实施方案14：根据实施方案10至14中任一项所述的电容传感器，其中所述第一传感器线网格包括第一传感器线行和第一传感器线列，并且所述第二传感器线网格包括第二传感器线行和第二传感器线列。

实施方案15：根据实施方案10至14中任一项所述的电容传感器，其中至少所述第一传感器线行与所述第二传感器线行电隔离。

实施方案16：一种触摸控制器，所述触摸控制器包括：处理器；和非暂态存储介质，所述非暂态存储介质具有存储在其上的机器可读指令，所述机器可读指令在由所述处理器执行时适于使所述处理器能够：响应于一个或多个感测信号确定触摸位置信息，其中所述触摸位置信息对应于分段传感器处的位置。

实施方案17：根据实施方案16所述的触摸控制器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够区分与所述分段传感器的第一区段相关联的第一感测信号和与所述分段传感器的第二区段相关联的第二感测信号。

实施方案18：根据实施方案16和17中任一项所述的触摸控制器，所述触摸控制器还包括连接器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够将第一组所述连接器与所述分段传感器的第一区段相关联，并且将第二组所述连接器与所述分段传感器的第二区段相关联。

实施方案19：根据实施方案16至18中任一项所述的触摸控制器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够将所述第一组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的所述第一区段和所述第二区段两者相关联。

实施方案20：根据实施方案16至19中任一项所述的触摸控制器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于连接器分配而将所述一个或多个感测信号中的感测信号与所述分段传感器的第一区段或所述分段传感器的第二区段相关联，其中所述连接器分配是针对被配置为操作性地独立耦接到所述第一区段或所述第二区段的感测线的连接器。

实施方案21：根据实施方案16至20中任一项所述的触摸控制器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于连接器分配而将所述一个或多个感测信号中的感测信号与所述分段传感器的第一区段或所述分段传感器的第二区段相关联，其中所述连接器分配是针对被配置为操作性地并联耦接到所述第一区段的感测线和所述第二区段的感测线的连接器。

实施方案22：根据实施方案16至21中任一项所述的触摸控制器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于所述分段传感器的与所述一个或多个感测信号相关联的区段而改变所述触摸位置信息。

实施方案23：根据实施方案16至22中任一项所述的触摸控制器，其中改变所述触摸位置信息包括：确定所述分段传感器的与所述触摸位置信息相关联的所述区段；响应于所述区段确定偏移；以及响应于所确定的偏移来确定经调整的触摸位置。

实施方案24：根据实施方案16至23中任一项所述的触摸控制器，其中所述触摸控制器包括：第一组连接器和第二组连接器，并且其中：所述第一组连接器被配置为操作性地耦接到感测线列；并且所述第二组连接器被配置为操作性地并联耦接到至少一些感测线行。

实施方案25：根据实施方案16至24中任一项所述的触摸控制器，其中所述指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够：响应于与第一连接器相关联的第一连接器分配，识别所述分段传感器的与第一感测信号相关联的第一区段；以及响应于与第二连接器相关联的第二连接器分配，识别所述分段传感器的与第二感测信号相关联的第二区段，其中所述第一连接器和所述第二连接器连续地布置，并且所述第一区段和所述第二区段是所述分段传感器的不同区段。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种电容感测系统，所述电容感测系统包括：

分段传感器，所述分段传感器包括感测线行和感测线列；和

一个或多个触摸控制器，所述一个或多个触摸控制器操作性地耦接到所述分段传感器，所述一个或多个触摸控制器中的触摸控制器包括：

第一组连接器和第二组连接器，并且其中：

所述感测线列或行操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且

所述感测线行或列中的至少一些行或列操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的第一区段相关联，并且所述第一组连接器中的其他连接器与所述分段传感器的第二区段相关联。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第二组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的所述第一区段相关联并且与所述分段传感器的所述第二区段相关联。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述第一区段包括所述分段传感器的所述感测线行中的第一感测线行；并且

所述第二区段包括所述分段传感器的所述感测线行中的第二感测线行，并且

其中所述第一感测线行与所述第二感测线行电隔离。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测线行和所述感测线列非连续地耦接到触摸传感器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置用于互电容感测。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置用于自电容感测。

8.一种电容传感器，所述电容传感器包括：

第一传感器线网格；

第二传感器线网格；

隔离区，所述隔离区限定在所述第一传感器线网格与所述第二传感器线网格之间；和

一个或多个触摸控制器，所述一个或多个触摸控制器操作性地耦接到所述第一传感器线网格和所述第二传感器线网格，所述一个或多个触摸控制器的触摸控制器包括：

第一组连接器和第二组连接器，并且其中：

所述第一网格和所述第二网格的传感器线列或行中的一列或一行操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且

所述第一网格和所述第二网格的传感器线行或列中的其他行或列的至少一些行或列操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

9.根据权利要求8所述的电容传感器，其中所述隔离区的至少一部分限定气隙。

10.根据权利要求8所述的电容传感器，其中所述隔离区的至少一部分包括电绝缘材料。

11.根据权利要求8所述的电容传感器，所述电容传感器还包括：

第一连接器，所述第一连接器操作性地耦接到所述第一网格的一条或多条传感器线；和

第二连接器，所述第二连接器操作性地耦接到所述第二网格的一条或多条传感器线。

12.根据权利要求8所述的电容传感器，其中所述第一传感器线网格包括第一传感器线行和第一传感器线列，并且所述第二传感器线网格包括第二传感器线行和第二传感器线列。

13.根据权利要求8所述的电容传感器，其中至少所述第一传感器线行与所述第二传感器线行电隔离。

14.一种触摸控制器，所述触摸控制器包括：

处理器，所述处理器包括第一组连接器和第二组连接器；和

非暂态存储介质，所述非暂态存储介质具有存储在其上的机器可读指令，所述机器可读指令在由所述处理器执行时适于使所述处理器能够：

响应于一个或多个感测信号确定触摸位置信息，

其中当出现以下情况时，所述触摸位置信息对应于分段传感器处的位置：

所述分段传感器的传感器线列或行操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且

所述分段传感器的传感器线行或列中的至少一些行或列操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

15.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够区分与所述分段传感器的第一区段相关联的第一感测信号和与所述分段传感器的第二区段相关联的第二感测信号。

16.根据权利要求14所述的触摸控制器，所述触摸控制器还包括连接器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够将所述第一组连接器的第一部分与所述分段传感器的第一区段相关联，并且将所述第一组连接器的第二部分与所述分段传感器的第二区段相关联。

17.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够将所述第二组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的所述第一区段和所述第二区段两者相关联。

18.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于连接器分配而将所述一个或多个感测信号中的感测信号与所述分段传感器的第一区段或所述分段传感器的第二区段相关联，其中所述连接器分配是针对被配置为操作性地独立耦接到所述第一区段或所述第二区段的感测线的连接器。

19.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于连接器分配而将所述一个或多个感测信号中的感测信号与所述分段传感器的第一区段或所述分段传感器的第二区段相关联，其中所述连接器分配是针对被配置为操作性地并联耦接到所述第一区段的感测线和所述第二区段的感测线的连接器。

20.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于所述分段传感器的与所述一个或多个感测信号相关联的区段而改变所述触摸位置信息。

21.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中改变所述触摸位置信息包括：

确定所述分段传感器的与所述触摸位置信息相关联的区段；

响应于所述区段确定偏移；以及

响应于所确定的偏移来确定经调整的触摸位置。

22.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中：

所述第一组连接器被配置为操作性地耦接到感测线列；并且

所述第二组连接器被配置为操作性地并联耦接到至少一些感测线行。

23.根据权利要求14所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够：

响应于与第一连接器相关联的第一连接器分配，识别所述分段传感器的与第一感测信号相关联的第一区段；以及

响应于与第二连接器相关联的第二连接器分配，识别所述分段传感器的与第二感测信号相关联的第二区段，

其中所述第一连接器和所述第二连接器连续地布置，并且所述第一区段和所述第二区段是所述分段传感器的不同区段。

Claims (25)

1.一种电容感测系统，所述电容感测系统包括：

分段传感器，所述分段传感器包括感测线行和感测线列；和

一个或多个触摸控制器，所述一个或多个触摸控制器操作性地耦接到所述分段传感器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个触摸控制器中的触摸控制器包括：

第一组连接器和第二组连接器，并且其中：

所述感测线列操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且

所述感测线行中的至少一些行操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的第一区段相关联，并且所述第一组连接器中的其他连接器与所述分段传感器的第二区段相关联。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述第二组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的所述第一区段相关联并且与所述分段传感器的所述第二区段相关联。

5.根据权利要求4所述的系统，其中：

所述第一区段包括所述分段传感器的所述感测线行中的第一感测线行；并且

所述第二区段包括所述分段传感器的所述感测线行中的第二感测线行，并且

其中所述第一感测线行与所述第二感测线行电隔离。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个触摸控制器中的触摸控制器包括：

第一组连接器和第二组连接器，并且其中：

所述感测线行操作性地独立耦接到所述第一组连接器；并且

所述感测线列中的至少一些列操作性地并联耦接到所述第二组连接器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述感测线行和所述感测线列非连续地耦接到触摸传感器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置用于互电容感测。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置用于自电容感测。

10.一种电容传感器，所述电容传感器包括：

第一传感器线网格；

第二传感器线网格；和

隔离区，所述隔离区限定在所述第一传感器线网格与所述第二传感器线网格之间。

11.根据权利要求10所述的电容传感器，其中所述隔离区的至少一部分限定气隙。

12.根据权利要求10所述的电容传感器，其中所述隔离区的至少一部分包括电绝缘材料。

13.根据权利要求10所述的电容传感器，所述电容传感器还包括：

第一连接器，所述第一连接器操作性地耦接到所述第一网格的一条或多条传感器线；和

第二连接器，所述第二连接器操作性地耦接到所述第二网格的一条或多条传感器线。

14.根据权利要求10所述的电容传感器，其中所述第一传感器线网格包括第一传感器线行和第一传感器线列，并且所述第二传感器线网格包括第二传感器线行和第二传感器线列。

15.根据权利要求14所述的电容传感器，其中至少所述第一传感器线行与所述第二传感器线行电隔离。

16.一种触摸控制器，所述触摸控制器包括：

处理器；和

非暂态存储介质，所述非暂态存储介质具有存储在其上的机器可读指令，所述机器可读指令在由所述处理器执行时适于使所述处理器能够：

响应于一个或多个感测信号确定触摸位置信息，其中所述触摸位置信息对应于分段传感器处的位置。

17.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够区分与所述分段传感器的第一区段相关联的第一感测信号和与所述分段传感器的第二区段相关联的第二感测信号。

18.根据权利要求16所述的触摸控制器，所述触摸控制器还包括连接器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够将第一组所述连接器与所述分段传感器的第一区段相关联，并且将第二组所述连接器与所述分段传感器的第二区段相关联。

19.根据权利要求18所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够将第一组连接器中的一些连接器与所述分段传感器的所述第一区段和所述第二区段两者相关联。

20.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于连接器分配而将所述一个或多个感测信号中的感测信号与所述分段传感器的第一区段或所述分段传感器的第二区段相关联，其中所述连接器分配是针对被配置为操作性地独立耦接到所述第一区段或所述第二区段的感测线的连接器。

21.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于连接器分配而将所述一个或多个感测信号中的感测信号与所述分段传感器的第一区段或所述分段传感器的第二区段相关联，其中所述连接器分配是针对被配置为操作性地并联耦接到所述第一区段的感测线和所述第二区段的感测线的连接器。

22.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够响应于所述分段传感器的与所述一个或多个感测信号相关联的区段而改变所述触摸位置信息。

23.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中改变所述触摸位置信息包括：

确定所述分段传感器的与所述触摸位置信息相关联的区段；

响应于所述区段确定偏移；以及

响应于所确定的偏移来确定经调整的触摸位置。

24.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述触摸控制器包括：

第一组连接器和第二组连接器，并且其中：

所述第一组连接器被配置为操作性地耦接到感测线列；并且

所述第二组连接器被配置为操作性地并联耦接到至少一些感测线行。

25.根据权利要求16所述的触摸控制器，其中所述机器可读指令在由所述处理器执行时还适于使所述处理器能够：

响应于与第一连接器相关联的第一连接器分配，识别所述分段传感器的与第一感测信号相关联的第一区段；以及

响应于与第二连接器相关联的第二连接器分配，识别所述分段传感器的与第二感测信号相关联的第二区段，

其中所述第一连接器和所述第二连接器连续地布置，并且所述第一区段和所述第二区段是所述分段传感器的不同区段。

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