CN201540548U - 触摸传感器面板及其制造系统、及相应的手持式电子设备 - Google Patents

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CN201540548U CN2009200081997U CN200920008199U CN201540548U CN 201540548 U CN201540548 U CN 201540548U CN 2009200081997 U CN2009200081997 U CN 2009200081997U CN 200920008199 U CN200920008199 U CN 200920008199U CN 201540548 U CN201540548 U CN 201540548U
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Abstract

本实用新型涉及触摸传感器面板及其制造系统、及相应的手持式电子设备。所述触摸传感器面板包括：在单个层上形成并且在基底的一个侧面上支撑的多个第一线路；在与所述多个第一线路相同的层上形成的多个多边形区域；和在与所述多个第一线路相同的层上形成并且邻近所述多边形区域布线的多个连接迹线，其中各连接迹线与不同的多边形区域相耦合；其中所述多个第一线路和所述多个多边形区域形成电容传感器阵列。因此，连接迹线与感测(或驱动)线路之间的寄生电容将会最小化，并且空间交叉耦合同样也会最小化。

Description

触摸传感器面板及其制造系统、及相应的手持式电子设备
技术领域
本实用新型主要涉及用于计算系统的输入设备，尤其涉及一种能够在基底单面上制造的触摸传感器面板。
背景技术
当前，有很多种输入设备可以用于在计算系统中执行操作，这些输入设备例如按钮或按键、鼠标、轨迹球、触摸传感器面板、操纵杆、触摸屏等等。特别地，触摸屏由于其操作简单且功能众多，而且其价格也在不断下降，因而正日益普及。触摸屏可以包括触摸传感器面板，其中该面板可以是具有触摸敏感表面的清洁面板(clear panel)。该触摸传感器面板可以位于显示屏前方，由此触摸敏感表面将会覆盖显示屏的可视区域。触摸屏可以允许用户通过借助手指或指示笔简单触摸显示屏来做出选择以及移动光标。通常，触摸屏可以识别触摸以及所述触摸在显示屏上的位置，而计算系统则可以解释该触摸，并在其后根据触摸事件来执行动作。
触摸传感器面板可以作为一个像素阵列来实现，该像素阵列是通过将多条感测(或称“传感”)线路(例如列)与多条驱动线路(例如行)交叉形成的，其中所述驱动和感测线路是用电介质材料分离的。在一些触摸传感器面板中，行和列线路可以在不同基底上形成。由于处理必须在两个不同的基底上执行，因此这种触摸传感器面板的制造成本会很高。此外，使用两个基底还会导致设备较厚。在其他触摸传感器面板中，驱动和感测线路可以在同一基底的正面和反面形成。但是，对行和列线路是在单个基底的反面和正面形成的触摸传感器面板来说，由于薄膜处理步骤必须在玻璃基底的两侧执行，而这又需要在处理一个侧面的时候为另一个处理过的侧面提供保护性措施，因此，这种面板的制造成本同样会很高。
实用新型内容
本实用新型涉及一种用于检测单个或多个触摸事件(一个或多个手指或其他物体在大致相同的时间和不同位置在触摸敏感表面上的触摸)的触摸传感器面板，其中该触摸传感器面板具有在基底单面上制造的共面单层触摸传感器。感测(或驱动)线路可以作为处于第一定向的柱形或Z字形图案而在单个条带中制造，并且驱动(或感测)线路可以作为处于第二定向的多边形(例如砖块形或五边形)导电区域的行来形成。由于驱动和感测线路可以在同一层上制造，因此，制造成本可以降低，并且触摸传感器面板可以更薄。第一定向中的每一条感测(或驱动)线路都可以与触摸传感器面板的边界区域中的单独金属迹线相耦合，并且第二定向中的每一个多边形区域同样可以与触摸传感器面板的边界区域中的金属迹线相耦合。边界区域中的金属迹线可以与驱动和感测线路在相同的基底侧面形成。该金属迹线可以允许将行和列线路都布线至基底的相同边缘，由此可以将小型柔性电路结合到仅基底一面上的很小区域。
根据本实用新型，提供了一种触摸传感器面板，其特征在于，所述触摸传感器面板包括：在单个层上形成并且在基底的一个侧面上支撑的多个第一线路；在与所述多个第一线路相同的层上形成的多个多边形区域；以及在与所述多个第一线路相同的层上形成并且邻近所述多边形区域布线的多个连接迹线，其中各连接迹线与不同的多边形区域相耦合；其中所述多个第一线路和所述多个多边形区域形成电容传感器阵列。
根据本实用新型，在第一定向上与连续的多边形区域相耦合的连接迹线沿着所述多边形区域的两侧交替布线。
根据本实用新型，所述多个连接迹线沿着所述多边形区域的一侧布线。
根据本实用新型，所述触摸传感器面板还包括沿着基底的至少一个边缘而在与所述多个第一线路相同的基底侧面形成的多个总线线路，其中每一个连接迹线与所述总线线路中的一个相耦合。
根据本实用新型，所述多个多边形区域是矩形的。
根据本实用新型，所述多个第一线路代表处于第一定向的多个感测线路，以及所述多个多边形区域代表处于第二定向的多个驱动线路。
根据本实用新型，所述多个多边形区域邻近感测线路形成，其中每一个多边形区域和相邻感测线路形成触摸传感器面板的传感器。
根据本实用新型，相同驱动线路中的每一个多边形区域与相同总线线路相耦合。
根据本实用新型，每一个总线线路与至少两个不同驱动线路中的多边形区域相耦合，以使得在总线线路上呈现的电容更为均等。
根据本实用新型，所述触摸传感器面板还包括在与所述多个感测线路和多边形区域的层不同的层上形成的基准接地平面，其中所述基准接地平面、感测线路和多边形区域形成自电容触摸传感器面板。
根据本实用新型，所述触摸传感器面板集成在计算系统内部。
根据本实用新型，还提供了一种包含触摸传感器面板的手持式电子设备，其特征在于，所述触摸传感器面板包括：在单个层上形成并且在基底的一个侧面上支撑的多个第一线路；在与所述多个第一线路相同的层上形成的多个多边形区域；以及在与所述多个第一线路相同的层上形成并且邻近所述多边形区域布线的多个连接迹线，其中各连接迹线与不同的多边形区域相耦合；其中所述多个第一线路和所述多个多边形区域形成电容传感器阵列。
根据本实用新型，还提供了一种用于制造触摸传感器面板的系统，其特征在于，所述系统包括：用于在基底的一个侧面的单个层上形成多个第一线路和第二线路的装置，其中每一个第一线路作为处于第一定向的单个连续条带形成，并且每一个第二线路作为处于第二定向的多个离散多边形区域形成；以及用于将所述第一线路和所述离散多边形区域中的每一个经由连接迹线耦合到多个总线线路的装置，其中所述总线线路沿着基底的至少一个边缘而在与所述多个第一线路相同的基底侧面上形成，并且所述连接迹线邻近所述多边形区域布线并在与所述多个第一线路相同的层上形成；其中所述多个第一线路和所述多个第二线路在触摸传感器面板上形成电容传感器阵列。
根据本实用新型，所述多个第一线路代表处于第一定向的多个感测线路，以及所述多个第二线路代表处于第二定向的多个驱动线路。
根据本实用新型，所述系统还包括：用于邻近感测线路形成所述多个多边形区域的装置，其中每一个多边形区域和相邻感测线路形成触摸传感器面板的传感器。
根据本实用新型，所述系统还包括：用于将每一个总线线路耦合到至少两个不同驱动线路中的多边形区域，以基本上使得在总线线路上呈现的电容更为均等的装置。
根据本实用新型，所述系统还包括：用于在与所述多个感测线路和多边形区域的层不同的层上形成基准接地平面的装置，其中所述基准接地平面、感测线路和多边形区域形成自电容触摸传感器面板。
在一些实施例中，连接迹线仅仅是沿着砖块一侧布线的(所谓的“单侧引出(single escape)”配置)。为了将一特定行中的砖块耦合在一起，可以在单侧引出配置中将同样用导电材料制成的连接迹线从砖块开始沿着砖块一侧布线至特定总线线路。通过柔性电路，可以使用用于每一条总线和用于列的连接来实现触摸传感器面板。
由于一些总线线路与其他总线线路相比有可能与砖块具有较短的连接迹线，因此某些总线线路的阻抗和电容有可能远远大于其他总线的阻抗和电容。由于这种不平衡性，针对给定触摸量的触摸量度在整个触摸传感器面板范围内未必是均等的。因此，在本实用新型的一些实施例中，与特定总线线路相耦合的砖块可以交错(interleave)，以使每一条总线线路都呈现更均匀的平均阻抗和电容，从而有助于使得整个触摸传感器面板范围内的触摸量度均等。
这种交错还可以额外提供增加的功率均匀性。在没有交错的情况下，一些驱动器有可能具有很小的电容性负载，而其他驱动器则有可能具有很大的电容性负载。为了确保能够恰当驱动最大负载，所有驱动器都可以被设计成驱动最大电容性负载，由此导致对所有驱动器更高的电流需求，即便那些不驱动很大负载的驱动器也是如此。但是，通过使用交错，每一个驱动器都可以具有更为适中并且大致相等的电容性负载，并且驱动器只需要被设计成驱动适中的电容性负载。
在一些实施例中，连接迹线是沿着砖块两侧交替布线的(所谓的“双侧引出(double escape)”配置)。为了将一特定行中的砖块耦合在一起，可以在双侧引出配置中将同样用导电材料制成的连接迹线从砖块开始交替地沿砖块两侧布线至特定的下部总线线路或上部总线线路(但是应该理解，在其他实施例中，只有处于顶部或底部的单个总线线路组才是可以使用的)。下部总线线路、上部总线线路以及用于列的连接迹线可以沿着边界区域布线，并且可以通过柔性电路实现触摸传感器面板。
对于很长的迹线来说，从连接迹线转移到附近感测线路的Csig可达约6pF的数量级，这会降低动态范围预算，并且有可能导致校准困难。相应地，Z字形的双内插(double interpolated)触摸传感器面板还可以进一步减小连接迹线与感测线路之间的寄生电容。代表驱动(或感测)线路的多边形区域通常是以五边形的形状且以错列(staggered)的定向而形成的，其中一些处于面板末端附近的多边形区域是被截断的五边形。感测(或驱动)线路是Z字形的。所有连接迹线全都是在五边形之间的通道中布线的。由于连接迹线没有与任何感测(或驱动)线路并排延伸，而是代替地在五边形之间延伸，因此，连接迹线与感测(或驱动)线路之间的寄生电容将会最小化，并且空间交叉耦合同样也会最小化。
附图说明
图1A示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板，其中该面板包括列、砖块行以及只沿着砖块一侧布线的连接迹线。
图1B示出了根据本实用新型实施例的图1A的示例性触摸传感器面板的一部分的特写视图，其中显示了在单侧引出配置中使用连接迹线布线至总线线路的砖块。
图1C示出了根据本实用新型实施例的图1A中的示例性触摸传感器面板的一部分，其中该部分包括与列C0和C1相关联的砖块以及将砖块耦合至总线线路的连接迹线。
图2A示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板的一部分的侧视图，其中显示了连接迹线与总线线路之间的连接，其中：20A表示0.10带有顶部和底部印刷屏蔽的单层柔性电路；20B表示黑掩模；20C表示连至接地ITO薄膜的柔性片；20D表示图案化的金属最大1欧姆/方块)；20E表示低酸度PSA 0.150(与ITO兼容)；以及20F表示TP玻璃0.50。
图2B示出了根据本实用新型实施例的图2A的示例性总线线路的一部分的顶视图。
图3示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板的一部分，其中该面板包括其连接迹线交错的砖块行。
图4A示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板，其中该面板包括列、砖块行以及沿着砖块两侧布线的连接迹线。
图4B示出了根据本实用新型实施例的图4A的示例性触摸传感器面板的一部分的特写视图，其中显示了在双侧引出配置中使用连接迹线布线至下部总线线路的砖块。
图5AA、5AB、5BA和5BB示出了根据本实用新型实施例的示例性接地保护对电场线影响的顶视图和侧视图，其中所述电场线是从导电材料的多边形区域发出的，其中，5AA、5BA是顶视图，5AB、5BB是侧视图。
图5CA、5CB、5DA和5DB示出了根据本实用新型实施例的示例性接地保护对电场线影响的顶视图和侧视图，其中所述电场线是从连接迹线发出的，其中，5CA、5DA是顶视图，5CB、5DB是侧视图。
图5EA、5EB、5FA和5FB示出了根据本实用新型实施例的示例性接地保护对电场线影响的顶视图和侧视图，其中所述电场线是从多边形导电区域发出的，并且通过连接迹线与感测线路相分离，其中，5EA、5FA是顶视图，5EB、5FB是侧视图。
图6示出了根据本实用新型实施例的示例性Z字形双内插触摸传感器面板的一部分，其中该面板可以进一步减小连接迹线与列之间的寄生电容。
图7示出了根据本实用新型实施例可用触摸传感器面板进行操作的示例性计算系统。
图8A示出了可以包含根据本实用新型实施例的触摸传感器面板的示例性移动电话。
图8B示出了可以包含根据本实用新型实施例的触摸传感器面板的示例性媒体播放器。
具体实施方式
在关于优选实施例的后续描述中将会参考形成所述描述的一部分的附图，在这些附图中例示了可以实现本实用新型的具体实施例。应该理解的是，在不脱离本实用新型实施例范围的情况下，也可以使用其他实施例，并且可以进行结构变化。
本实用新型涉及一种用于检测单个或多个触摸事件(一个或多个手指或其他物体在大致相同的时间和不同位置在触摸敏感表面上的触摸)的触摸传感器面板，其中该触摸传感器面板具有在基底单面上制造的共面单层触摸传感器。在互电容实施例中，每一个传感器或像素都有可能是驱动与感测线路交互的结果。感测(或驱动)线路可以作为处于第一定向的柱形或Z字形图案而在单个条带中制造，并且驱动(或感测)线路可以作为处于第二定向的多边形(例如砖块形或五边形)导电区域的行来形成。由于驱动和感测线路可以在同一层上形成，因此，制造成本可以降低，并且触摸传感器面板可以更薄。第一定向中的每一条感测(或驱动)线路都可以与触摸传感器面板的边界区域中的单独金属迹线相耦合，并且第二定向中的每一个多边形区域同样可以与触摸传感器面板的边界区域中的金属迹线相耦合。边界区域中的金属迹线可以与驱动和感测线路在相同的基底侧面形成。该金属迹线可以允许将行和列线路都布线至基底的相同边缘，由此可以将小型柔性电路结合到仅基底一面上的很小区域。
虽然本文主要是依照互电容多点触摸传感器面板来描述和例证本实用新型的一些实施例的，但是应该理解，本实用新型的实施例并不局限于此，而是还额外地适用于自电容传感器面板以及单点触摸传感器面板。此外，虽然本文主要是依照驱动(或感测)线路和感测(或驱动)线路的正交排列来描述和例证传感器面板中的触摸传感器的，并且其中所述驱动(或感测)线路是作为矩形砖块行或五边形形状形成的，而感测(或驱动)线路是作为柱状或Z字形图案形成的，但是本实用新型的实施例并不局限于此，而是还额外适用于其他形状的多边形区域以及以其他图案形成的线路。
图1A示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板100，其中该面板包括作为列106以及多行多边形区域(砖块)102形成的感测(或驱动)线路(C0～C5)，其中每一行砖块都形成了一条单独的驱动(或感测)线路(R0～R7)。在图1A的示例中，连接迹线104仅仅沿着砖块的一侧布线(所谓的“单侧引出”配置)。虽然所显示的是具有六列八行的触摸传感器面板100，但是应该理解，任何列数和行数都是可以使用的。图1A的列106和砖块102可以用导电材料在共面单层内形成。
为了将一特定行中的砖块102耦合在一起，可以在单侧引出配置中将同样用导电材料形成的连接迹线104从砖块开始沿着砖块一侧布线至特定总线线路110(金属总线线路)。在连接迹线104与相邻列106之间可以形成一个用导电材料形成的接地隔离柱(isolation bar)108，以便减小连接迹线与列之间的电容耦合。通过柔性电路112，可以使用用于每一条总线线路110以及列106的连接来实现触摸传感器面板100。在触摸屏实施例中，感测线路、驱动线路、连接迹线以及接地隔离柱可以用基本透明的材料制成，例如氧化铟锡(ITO)，但是也可以使用其他材料。ITO层可以在玻璃盖的背面或单独基底上的单个层上形成。
图1B示出了根据本实用新型实施例的图1A的示例性触摸传感器面板100的一部分的特写视图，其中显示了如何在单侧引出配置中使用连接迹线104将砖块102布线至总线线路110。在图1B中，较长的连接迹线104(例如迹线R7)有可能宽于较短的连接迹线(例如迹线R2)，以便使得迹线的总体电阻率均等，并且使得驱动电路呈现的总体电容性负载最小。
图1C示出了根据本实用新型实施例的图1A中的示例性触摸传感器面板100的一部分，其中该面板包括与列C0和C1相关联的砖块102以及将砖块耦合至总线线路110的连接迹线104(被象征性地图示为细线)。在以象征性的方式绘制并且仅出于例证目的而未按比例绘制的图1B的示例中，总线线路B0耦合到砖块R0C0(与邻近列C0的B0最为接近的砖块)和R0C1(与邻近列C1的B0最为接近的砖块)。总线线路B1与砖块R1C0(与邻近列C0的B0第二接近的砖块)和R1C1(与邻近列C1的B0第二接近的砖块)相耦合。对其他总线线路来说，该图案将会重复，以使总线线路B7耦合至砖块R7C0(与邻近列C0的B0距离最远的砖块)以及R7C1(与邻近列C1的B0距离最远的砖块)。
图2A示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板200的一部分的侧视图，其中显示了连接迹线204(玻璃上的图案化ITO)与总线线路210之间的耦合。在图2A中，在基底220(例如厚度为500微米+/-50微米的玻璃)上可以形成总线线路210和焊盘218(例如电阻率最大为1欧姆/方块的金属)。然后，在总线线路210和焊盘218上可以形成绝缘层214(例如最小厚度为3微米的有机聚合物)，并且可以对其进行图案化来创建通孔216。随后可在绝缘层214上形成连接迹线204并使之进入通孔216，以便在迹线与总线线路210之间建立连接。此外，在焊盘218上在位置222处还可以局部形成用以形成连接迹线204的相同导电材料，以便保护焊盘。在基底220的背面，可以在基底220上形成导电屏蔽层224(例如厚度为50微米+/-10微米的ITO)(包含0.025 PSA的ITO薄膜0.050)，用以屏蔽感测线路(在图2A中并未显示)。然后，可以在屏蔽层224上使用诸如25微米的PSA层之类的粘合剂来固定具有特定厚度(例如75微米+/-15微米)的防反射(AR)薄膜226(包含0.025的低酸度PSA的AR薄膜0.075)。通过使用能够形成导电结合的粘合剂228(例如各向异性的导电薄膜(ACF))(低温ACF或导电粘胶)，可以将柔性电路212(0.10带有顶部和底部印刷屏蔽的单层柔性电路)附着于触摸传感器面板200的顶部和底部。最后，通过使用粘合剂232(例如厚度为150微米+/-25微米的低酸性压敏粘合剂(PSA))，可以将触摸传感器面板200结合到覆盖材料230(例如厚度为800～1100微米的玻璃)。
图2B示出了根据本实用新型实施例的图2A的示例性总线线路210的一部分的顶视图。应该注意的是，在图2B的示例中，在通孔216提供总线线路210与连接迹线之间连接的那一点上，顶部总线线路较宽(例如100微米)。
再次参考图1C的示例，由于与总线线路B7(及其与砖块R7C0和R7C1的连接迹线)相比，总线线路B0与砖块R0C0和R0C1的连接迹线要短很多，因此，总线线路B7的阻抗和电容要远大于总线线路B0的阻抗和电容。由于这种不平衡性，在整个触摸传感器面板的范围内，用于给定触摸量的触摸量度会是不均等的。因此，在本实用新型的一些实施例中，与特定总线线路相耦合的砖块可以交错，以使每一条总线都呈现更为均匀的平均阻抗和电容，这样有助于使得整个触摸传感器面板范围内的触摸量度更为均等。
图3示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板300的一部分，其中该面板包括作为砖块302形成的驱动(或感测)线路，并且所述砖块的连接迹线304是交错的。在以象征性的方式绘制并且出于清楚目的未按比例定标的图3的示例中，总线线路B0耦合到砖块R0C0(与邻近列C0的B0最为接近的砖块)和R7C1(与邻近列C1的B0距离最远的砖块)。总线线路B1耦合到砖块R1C0(与邻近列C0的B0第二接近的砖块)和R6C1(与邻近列C1的B0距离第二远的砖块)。对其他总线线路来说，重复这种耦合图案，就如同与砖块R7C0(与邻近列C0的B0距离最远的砖块)以及R0C1(与邻近列C1的B0最为接近的砖块)相耦合的总线线路B7所表明的那样。通过如上文描述的那样对与任何特定总线线路相耦合的砖块进行交错，每一条总线线路都会呈现更为均匀的平均阻抗和电容，这样有助于使得整个触摸传感器面板范围内的触摸量度更为均等。但是应该理解，使用这种排列，给定总线线路要被激励的砖块的位置可以有很大改变。尽管如此，对最终的触摸图像的后处理可以识别出实际触摸位置。
交错处理还可以额外提供增加的功率均匀性。在没有交错的情况下，一些驱动器有可能具有很小的电容性负载，而其他驱动器则可能具有很大的电容性负载。为了确保可以恰当驱动最大负载，所有驱动器都要被设计成驱动最大电容性负载，由此导致对所有驱动器更高的电流需求，即便对那些不用驱动很大负载的驱动器来说也是如此。但若使用交错，每一个驱动器都可以具有更为适中且大致相等的电容性负载，使得驱动器只需要被设计成驱动适中的电容性负载。
图4A示出了根据本实用新型实施例的示例性触摸传感器面板400，其中该面板包括作为列406形成的感测(或驱动)线路，作为砖块行402形成的驱动(或感测)线路，以及沿着砖块两侧布线的连接迹线404(被象征性地图示为细线)(所谓的“双侧引出”配置)。在图4A的示例中，感测(或驱动)线路(C0～C3)可以作为列406形成，以及驱动(或感测)线路(R0～R7)可以作为砖块行402形成，其中每一行砖块形成单独的驱动(或感测)线路。虽然所显示的是具有四列八行的触摸传感器面板400，但是应该理解，可以使用任何列数和行数。图4A的列406和砖块402可以由导电材料在共面单层中形成。
为了将特定行中的砖块402耦合在一起，可以在双侧引出配置中将同样用导电材料形成的连接迹线404从砖块开始交替地沿砖块两侧布线至特定的下部总线线路410或上部总线线路414(但是应该理解，在其他实施例中，只有处于顶部或底部的单个总线线路组才是可以使用的)。在连接迹线404与相邻列406之间可以形成用导电材料形成的接地保护416。下部总线线路410和上部总线线路414以及用于列406的连接迹线可以沿着边界区域布线，并且可以通过柔性电路来实现触摸传感器面板400。
图4B示出了根据本实用新型实施例的图4A中的示例性触摸传感器面板400的一部分的特写视图，其中显示了如何可以在双侧引出配置中通过使用连接迹线404而将砖块402布线至下部总线线路410。在图4B的示例中，双侧引出配置中的连接迹线404-R0-E可以直接布线至下部总线线路410，连接迹线404-R1-E可以沿着砖块R0-E的右侧布线，连接迹线404-R2-E可以沿着砖块R0-E和R1-E的左侧布线，并且连接迹线404-R3-E可以沿着砖块R0-E、R1-E和R2-E(未示出)的右侧布线。
在图4B的互电容双侧引出实施例中，每一个像素都可以用一列与两个相邻砖块之间的互电容来表征。例如，用于R0-C3的像素或传感器可以由砖块R0-D与C3之间的互电容418以及由砖块R0-E与C3之间的互电容420来形成。
如上所述，可任选的接地保护可以在图4A和4B的每一个列的周围形成，也可以在图1A、1B、1C和图3中的每一个列的周围形成。在一个实施例中，这些列的宽度可以是大约1000微米，并且接地保护的宽度可以是大约250微米。使用接地保护的一个益处在于可以提高触摸传感器面板的触摸事件检测能力。
图5AA、5AB、5BA和5BB示出了根据本实用新型实施例且处于导电材料多边形区域502上的示例性接地保护500的效果的顶视图和侧视图。
图5AA、5AB示出的是没有接地保护的示例。当导电材料的多边形区域502或列504被激励信号驱动时，在多边形区域502与列504之间将会出现边缘(fringing)电场线506。如侧视图所示，在该处理过程中，一些电场线有可能临时离开玻璃盖(cover glass)508。电场线506包括近场线510，这类近场线通常不会离开玻璃盖508，由此基本不会受到出现在玻璃盖上或其附近的手指的影响。例如，近场线510可以产生大约2.4pF的寄生电容Csig，但是在触摸事件过程中，该寄生电容的变化ΔCsig可能仅仅是大约0.05pf，而这只是一个大约2％的微小变化。电场线506还包括远场线512，其中的一些远场线有可能会临时离开玻璃盖506，并且有可能受到手指的阻断(block)。与近场线510相比，远场线512可以产生大约0.6pF的Csig，但是在触摸事件中寄生电容所经历的变化ΔCsig大约是0.3pF，这是一个大约50％的大得多的变化。这种大幅变化代表更好的信噪比(SNR)以及改进的触摸事件检测。
但是，由于在对多边形导电区域502或列504进行激励之时，近场线510和远场线512都是存在的，因此，在上述示例中，所产生的总Csig大约是3.0pF，并且该寄生电容在触摸事件过程中的总变化ΔCsig约为0.35pf，这代表仅仅约10％的变化。为了在触摸事件过程中使得寄生电容的百分比变化增至最大，就希望将不受触摸事件影响的互电容的量(也就是近场线510)减至最小，并且作为替代，尽可能多地依赖会被触摸事件改变的互电容(也就是远场线512)。
图5BA、5BB示出的是具有接地保护500的示例。如图5BA、5BB所示，通过将大多数近场线510直接分流到地面，而不是允许其耦合到感测线路504，并且由此保留的大多是受触摸事件影响的远场线512，接地保护500就可以减小驱动线路与感测线路之间的不希望有的互电容。在大多数远场线512影响互电容值的情况下，触摸事件中的电容变化有可能达到如上所述的50％，而这代表了改进的SNR。
图5CA、5CB、5DA和5DB示出的是根据本实用新型实施例的连接迹线514上的示例性接地保护500的效果的顶视图和侧视图。图5CA、5CB示出的是没有接地保护的示例。由于连接迹线514可以耦合到多边形导电区域，因此，它同样可以用激励信号来驱动。在没有接地保护的情况下，如图5CA、5CB所示，近场线510可以耦合在相邻的感测线路504上，由此将会导致在感测线路上出现非故意的电容变化。但是，在具有如图5DA、5DB所示的处于恰当位置的接地保护500的情况下，近场线510可以被分流到接地保护而不是感测线路504，从而减小感测线路上的非故意的电容变化。
图5EA、5EB、5FA和5FB示出了根据本实用新型实施例的多边形导电区域502上的示例性接地保护500的效果的顶视图和侧视图，其中该多边形导电区域502通过连接迹线514与感测线路504分离的。在没有接地保护的情况下，如图5EA、5EB所示，近场线510可以耦合到感测线路504上，这会减小触摸事件发生时感测线路上的电容百分比变化。但是，在具有如图5FA、5FB所示的处于恰当位置的接地保护500的情况下，近场线510可以被分流到接地保护而不是感测线路504，由此保留的大多是受触摸事件影响的远场线512，从而增加了触摸事件发生时感测线路上的电容百分比变化。
再次参考图1A，前述接地隔离柱可以将连接迹线与感测线路之间的寄生电容Csig的量减至最小。然而对很长的布线迹线来说，从连接迹线转移到感测线路的Csig仍然会有大约6pF的数量级，而这有可能减小动态范围预算，并使校准处理难以进行。由于从连接迹线到感测线路的寄生电容多少会受到触摸事件的影响，因此，它有可能还导致空间交叉耦合，即其中，触摸传感器面的某一区域中的触摸事件可能导致该面板的远端区域中的寄生电容减小以及明显的(但却是虚假的)触摸事件的发生。
图6示出了根据本实用新型实施例的示例性Z字形双内插触摸传感器面板600的一部分，其中该面板可以进一步减小连接迹线与感测线路之间的寄生电容。在图6的示例中，代表驱动(或感测)线路的多边形区域602通常是五边形且错列定向，其中有一些靠近面板末端的多边形区域是被截断的五边形。感测(或驱动)线路604是Z字形的，并且在感测(或驱动)线路与五边形602之间具有接地保护606。所有连接迹线608全都布线在五边形602之间的通道610中。在互电容实施例中，每一个像素或传感器都是用五边形与相邻感测(或驱动)线路604之间形成的电场线616表征的。由于连接迹线608并不是与任何感测(或驱动)线路604并排延伸的，而是作为替代，在五边形602之间延伸的，因此，连接迹线608与感测(或驱动)线路604之间的寄生电容减至最小，并且空间交叉耦合同样也减至最小。先前，连接迹线608与感测(或驱动)线路604之间的距离仅仅是接地保护606的宽度，但在图6的实施例中，该距离的宽度是接地保护加上五边形602的宽度(这一宽度是沿其形状长度所在方向而有所变化)。
如图6的示例所示，在触摸传感器面板的末端，用于行R14的五边形有可能被截短。相应地，为R14计算的触摸质心612有可能在y方向上相对其真实位置偏移。此外，在x方向上，为任何两个相邻行计算的触摸质心将会错列开(彼此偏离)一个偏移距离。但是，在软件算法中可以去除(de-wrap)这种不对准，以重新映射像素并移除失真。
虽然本文已经主要依照互电容触摸传感器面板来描述本实用新型的实施例，但是应该理解，本实用新型的实施例同样适用于自电容触摸传感器面板。在此类实施例中，基准接地平面既可以在基底的背面形成，也可以与多边形区域以及感测线路在基底的相同侧面上形成，但是其与多边形区域和感测线路用电介质隔开，此外它还可以处于单独的基底上。在自电容触摸传感器面板中，每一个像素或传感器相对基准接地具有自电容，并且所述自电容会因为手指的存在而改变。
图7示出了可以包含如上所述的一个或多个本实用新型实施例的示例性计算系统700。计算系统700可以包括一个或多个面板处理器702和外设704、以及面板子系统706。外设704可以包括但不局限于随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储、监视计时器等等。面板子系统706可以包括但不局限于一个或多个感测通道708、通道扫描逻辑710和驱动器逻辑714。通道扫描逻辑710可以访问RAM 712，从感测通道中自动读取数据，并且对感测通道进行控制。此外，通道扫描逻辑710可以控制驱动器逻辑714，以便产生各种频率和相位的激励信号716，而这些信号则可以有选择地应用于触摸传感器面板724的驱动线路。在一些实施例中，面板子系统706、面板处理器702和外设704可以集成在单个专用集成电路(ASIC)中。
触摸传感器面板724可以包括具有多条驱动线路和多条感测线路的电容性感测介质，虽然也可以使用其他感测媒体。在互电容实施例中，驱动线路与感测线路的每一个交叉点都可以代表一个电容性感测节点，并且可以被视为图片元素(像素)726，后者在将触摸传感器面板724视为正在对触摸的“图像”进行捕捉的情况下尤为有用。换句话说，在面板子系统706确定了是否在触摸传感器面板内的各个触摸传感器上检测到触摸事件之后，就可以将发生触摸事件的多点触摸面板中的触摸传感器的图案视为触摸的“图像”(例如手指触摸面板的图案)。触摸传感器面板724的每一条感测线路都可以耦合到面板子系统706中的感测通道(在这里也被称为事件检测和解调电路)。
计算系统700还可以包括主机处理器728，其中该处理器用于接收来自面板处理器702的输出，并且根据这些输出来执行动作，其中所述动作包括但不局限于移动诸如光标或指针之类的物体，滚动或扫视(panning)，调整控制设置，打开文件或文档，查看菜单，做出选择，执行指令，操作与主机设备相耦合的外围设备，应答电话呼叫，发起电话呼叫，终止电话呼叫，改变音量或音频设置，存储与电话通信相关的信息(如地址、常拨号码、已接来电、未接来电)，登录计算机或计算机网络，允许授权个人访问计算机或计算机网络的受限区域，加载与用户首选的计算机桌面排列相关联的用户配置文件，允许访问web内容，运行特定程序，加密或解码消息等等。主机处理器728还可以执行可能与面板处理不相关的附加功能，并且可以耦合到程序存储器732和显示设备730(诸如用于向设备用户提供UI的LCD显示器)。当部分或者全部位于触摸传感器面板之下时，显示设备730连同触摸传感器面板724一起可以形成触摸屏718。
应该指出的是，上述功能可以由存储在存储器(例如图7中的外设704之一)并由面板处理器702运行的固件来执行，或者是由存储在程序存储器732中并由主机处理器728运行的固件来执行。所述固件也可以在任何计算机可读介质中存储和/或传输，以便供指令执行系统、装置和设备使用或与之结合使用，其中所述系统、装置或设备可以是基于计算机的系统、包含处理器的系统、或是可以从指令执行系统、装置或设备中取得指令并执行指令的其他系统。在本文中，“计算机可读介质”可以是任何一种能够包含或存储供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的程序的介质。计算机可读介质可以包括但不局限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，便携式计算机盘(磁性)，随机存取存储器(RAM)(磁性)，只读存储器(ROM)(磁性)，可擦写可编程只读存储器(EPROM)(磁性)，便携式光盘，例如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW，或是闪速存储器，例如紧凑型闪存卡、安全数字卡、USB存储设备、记忆棒等等。
固件还可以在任何传输介质中传播，以便供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用，其中所述系统、装置或设备可以是基于计算机的系统、包含处理器的系统、或是其他那些可以从指令执行系统、装置或设备中取出指令并执行指令的系统。在本文中，“传输介质”可以是任何能够传递、传播或传输那些可供指令执行系统、装置或设备使用或与之结合使用的程序的介质。可读传输介质可以包括但不局限于电子、磁性、光学、电磁或红外的有线或无线传播介质。
图8A示出了可以包含根据本实用新型实施例的触摸传感器面板824和显示设备830的示例性移动电话836，其中该触摸传感器面板具有以如上所述的方式形成的行和列。
图8B示出了可以包含根据本实用新型实施例的触摸传感器面板824和显示设备830的示例性数字媒体播放器840，其中该触摸传感器面板具有以如上所述的方式形成的行和列。
对图8A和8B中的移动电话及媒体播放器来说，由于触摸传感器面板能使这些设备对触摸更为灵敏、纤薄和便宜，而这也正是能对消费者意愿和商业成功产生巨大影响的重要消费者因素，因此，这些设备能够从如上所述的触摸传感器面板中受益。
虽然本文已经通过参考附图而对本实用新型的实施例进行了全面描述，但应该注意的是，各种变化和修改对本领域技术人员来说都将变得显而易见。这些变化和修改应该被理解成包含在所附权利要求定义的本实用新型实施例的范围以内。

Claims (20)

1.一种触摸传感器面板，其特征在于，所述触摸传感器面板包括：
在单个层上形成并且在基底的一个侧面上支撑的多个第一线路；
在与所述多个第一线路相同的层上形成的多个多边形区域；以及
在与所述多个第一线路相同的层上形成并且邻近所述多边形区域布线的多个连接迹线，其中各连接迹线与不同的多边形区域相耦合；
其中所述多个第一线路和所述多个多边形区域形成电容传感器阵列。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，在第一定向上与连续的多边形区域相耦合的连接迹线沿着所述多边形区域的两侧交替布线。
3.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个连接迹线沿着所述多边形区域的一侧布线。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述触摸传感器面板还包括沿着基底的至少一个边缘而在与所述多个第一线路相同的基底侧面形成的多个总线线路，其中每一个连接迹线与所述总线线路中的一个相耦合。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个第一线路是Z字形的。
6.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个多边形区域中的大部分区域是五边形的。
7.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个连接迹线在所述多边形区域之间布线。
8.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个多边形区域是矩形的。
9.根据权利要求4所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个第一线路代表处于第一定向的多个感测线路，以及所述多个多边形区域代表处于第二定向的多个驱动线路。
10.根据权利要求9所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述多个多边形区域邻近感测线路形成，其中每一个多边形区域和相邻感测线路形成触摸传感器面板的传感器。
11.根据权利要求9所述的触摸传感器面板，其特征在于，相同驱动线路中的每一个多边形区域与相同总线线路相耦合。
12.根据权利要求9所述的触摸传感器面板，其特征在于，每一个总线线路与至少两个不同驱动线路中的多边形区域相耦合，以使得在总线线路上呈现的电容更为均等。
13.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述触摸传感器面板还包括在与所述多个感测线路和多边形区域的层不同的层上形成的基准接地平面，其中所述基准接地平面、感测线路和多边形区域形成自电容触摸传感器面板。
14.根据权利要求1所述的触摸传感器面板，其特征在于，所述触摸传感器面板集成在计算系统内部。
15.一种包含根据权利要求1所述的触摸传感器面板的手持式电子设备。
16.一种用于制造触摸传感器面板的系统，其特征在于，所述系统包括：
用于在基底的一个侧面的单个层上形成多个第一线路和第二线路的装置，其中每一个第一线路作为处于第一定向的单个连续条带形成，并且每一个第二线路作为处于第二定向的多个离散多边形区域形成；以及
用于将所述第一线路和所述离散多边形区域中的每一个经由连接迹线耦合到多个总线线路的装置，其中所述总线线路沿着基底的至少一个边缘而在与所述多个第一线路相同的基底侧面上形成，并且所述连接迹线邻近所述多边形区域布线并在与所述多个第一线路相同的层上形成；
其中所述多个第一线路和所述多个第二线路在触摸传感器面板上形成电容传感器阵列。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述多个第一线路代表处于第一定向的多个感测线路，以及所述多个第二线路代表处于第二定向的多个驱动线路。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：用于邻近感测线路形成所述多个多边形区域的装置，其中每一个多边形区域和相邻感测线路形成触摸传感器面板的传感器。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：用于将每一个总线线路耦合到至少两个不同驱动线路中的多边形区域，以基本上使得在总线线路上呈现的电容更为均等的装置。
20.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：用于在与所述多个感测线路和多边形区域的层不同的层上形成基准接地平面的装置，其中所述基准接地平面、感测线路和多边形区域形成自电容触摸传感器面板。
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