DE112018004205T5 - Eigenkapazitäs-und Gegenkapazitäts-Hybridberührungssensor-Architektur - Google Patents

Eigenkapazitäs-und Gegenkapazitäts-Hybridberührungssensor-Architektur Download PDF

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DE112018004205T5
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touch
electrodes
touch sensor
capacitance
touch electrodes
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Christophe Blondin
Jean-Marie Bussat
Robert Leo SHERIDAN
Sagar Vaze
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Abstract

Ein Berührungssensor wird offenbart. Der Berührungssensor schließt einen ersten Satz von Berührungselektroden ein, die konfiguriert sind, als Ansteuerleitungen zu arbeiten, und die in einer ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind. Der Berührungssensor schließt auch einen zweiten Satz von Berührungselektroden ein, die konfiguriert sind, um als Erfassungsleitungen zu arbeiten, und die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, sodass ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden. Der Berührungssensor schließt auch einen dritten Satz von Berührungselektroden ein, die konfiguriert sind, um als Eigenkapazitätselektroden zu arbeiten, und die in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 15. August 2017 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/545.920 , die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Dies bezieht sich im Allgemeinen auf Berührungssensoren und insbesondere auf Berührungssensoren mit Berührungselektroden, die konfiguriert sind, um in einem Gegenkapazitäts-Berührungserfassungsmodus und einem Eigenkapazitäts-Berührungserfassungsmoduls zu arbeiten.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Derzeit sind viele Arten von Eingabevorrichtungen zum Ausführen von Arbeitsvorgängen in einem Rechensystem verfügbar, wie beispielsweise Knöpfe oder Tasten, Mäuse, Trackballs, Joysticks, Touchpanels, Touchscreens und dergleichen. Touchscreens sind insbesondere wegen ihrer Einfachheit und Vielseitigkeit im Betrieb sowie ihrer erschwinglichen Preise sehr beliebt. Touchscreens können einen Berührungssensor einschließen, der ein transparentes Bedienfeld mit einer berührungsempfindlichen Oberfläche sein kann, und eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Leuchtdiodenanzeige (LED) oder eine organische Leuchtdiodenanzeige (OLED), die teilweise oder vollständig hinter dem Bedienfeld angeordnet sein kann, sodass die berührungsempfindliche Oberfläche mindestens einen Abschnitt des sichtbaren Bereichs der Anzeigevorrichtung abdecken kann. Touchscreens können einem Benutzer ermöglichen, durch Berühren des Berührungssensors mit einem Finger, Bedienstift oder einem anderen Gegenstand an einer Stelle, die häufig von einer Benutzerschnittstelle (UI) vorgegeben wird, die von der Anzeigevorrichtung angezeigt wird, verschiedene Funktionen durchzuführen. Im Allgemeinen können Touchscreens eine Berührung und die Position der Berührung auf dem Berührungssensor erfassen, und das Rechensystem kann dann die Berührung gemäß der Anzeige interpretieren, die zum Zeitpunkt der Berührung erscheint, und danach auf Grundlage der Berührung einen oder mehrere Vorgänge durchführen. Bei einigen berührungsempfindlichen Systemen ist die tatsächliche Berührung der Anzeige nicht erforderlich, um eine Berührung zu erfassen. Zum Beispiel können sich in einigen Systemen mit kapazitiven Berührungssensoren abgegrenzte elektrische Felder zur Erfassung der Berührung über die Oberfläche der Anzeige erstrecken, und Objekte, welche sich der Nähe der Oberfläche nähern, können in der Nähe der Oberfläche ohne tatsächliche Berührung der Oberfläche erfasst werden.
  • Felder mit kapazitiven Berührungssensoren können durch eine Matrix von teilweise oder vollständig transparenten oder nicht transparenten Leiterplatten (z.B. Berührungselektroden) aus Materialien wie beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet werden. In einigen Beispielen können die Leiterplatten aus anderen Materialien gebildet sein, einschließlich leitfähigen Polymeren, Metallgittern, Graphen, Nanodrähten (z.B. Silbernanodrähten) oder Nanoröhrchen (z.B. Kohlenstoffnanoröhrchen). Es liegt teilweise an ihrer wesentlichen Transparenz, dass einige Felder mit kapazitiven Berührungssensoren auf einer Anzeige überlagert werden können, um einen Touchscreen zu bilden, wie oben beschrieben. Einige Touchscreens können durch zumindest teilweise Eingliederung einer Erfassungsschaltung in einen Anzeigepixelstapel (d. h. die gestapelten Materialschichten bilden die Anzeigepixel) gebildet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • In einigen Beispielen kann das Erfassen der Gegenkapazität von Berührungselektroden, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, die Position einer Berührung auf dem Berührungssensor mit relativ hoher Präzision bestimmen, aber es kann schwierig sein, Objekte (z. B. Finger) zu erkennen, die weiter vom Berührungssensor entfernt sind (z. B. über dem Berührungssensor schweben). In einigen Beispielen kann das Erfassen der Eigenkapazität von Berührungselektroden die Positionen eines oder mehrerer Objekte (z. B. Finger), die über die Berührungssensoren schweben und/oder diese berühren, wirksam erkennen, kann aber anfällig für Rauschen und Zittern sein, die wiederum Fehler und/oder Versätze in die Berührungsausgänge der Berührungssensoren einbringen können. Darüber hinaus kann eine Matrixarchitektur von Berührungsknotenelektroden zur Verwendung bei der Eigenkapazitätserfassung eine große Anzahl von Berührungsknotenelektroden und Leiterbahnen erfordern. Daher kann es vorteilhaft sein, das Gegenkapazitäts- und Eigenkapazitätserfassen von Berührungselektroden in einem einzigen Berührungssensor zu kombinieren. Die Beispiele für die Offenbarung bieten verschiedene Berührungssensor-Systemkonfigurationen, die das Gegenkapazitäts- und Eigenkapazitätserfassen von Berührungselektroden kombinieren. Dies kann dazu beitragen, die Berührungserfassungsleistung des Systems zu verbessern und gleichzeitig die Anzahl der Elektroden und der entsprechenden Leiterbahnen zu reduzieren, und kann dazu beitragen, die Kosten zu senken und zu optimieren und die Systemintegration zu erleichtern.
  • Figurenliste
  • Die 1A-1D veranschaulichen ein beispielhaftes Mobiltelefon, eine beispielhafte Medienwiedergabevorrichtung, einen beispielhaften Personal Computer und einen beispielhaften Tablet-Computer, die jeweils einen beispielhaften Touchscreen gemäß den Beispielen der Offenbarung einschließen können.
    • 2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Rechensystems, das eine Implementierung eines hybriden Eigenkapazitäts- und Gegenkapazitäts-Touchscreens gemäß den Beispielen der Offenbarung veranschaulicht.
    • 3 veranschaulicht eine beispielhafte Berührungserfassungsschaltung zum Durchführen einer Eigenkapazitätsmessung mittels einer Elektrode und Erfassungsschaltung gemäß Beispielen der Offenbarung.
    • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Berührungserfassungsschaltung zur Durchführung einer Gegenkapazitätsmessung mittels zwei Elektroden und einer Sensorschaltung gemäß den Beispielen der Offenbarung.
    • Die 5A-5D veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen gemäß den Beispielen der Offenbarung.
    • Die 6A-6C veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen, bei denen Berührungsknotenelektroden in derselben Schicht wie Ansteuerelektroden gemäß den Beispielen der Offenbarung angeordnet sind.
    • Die 7A-7B veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen, bei denen die Berührungsknotenelektroden in derselben Schicht wie die Erfassungselektroden gemäß den Beispielen der Offenbarung angeordnet sind.
    • Die 8A-8C veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen von Ansteuer-/Erfassungselektroden und Berührungsknotenelektroden und deren Leiterbahnen gemäß den Beispielen der Offenbarung.
    • Die 9A-9B veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen, bei denen der Berührungssensor gemäß den Beispielen der Offenbarung in Quadranten unterteilt ist.
    • Die 10A-10E veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen gemäß den Beispielen der Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden Beschreibung von Beispielen wird Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen, die einen Teil hiervon bilden, und in denen in veranschaulichender Weise spezifische Beispiele gezeigt werden, die umgesetzt werden können. Es ist zu verstehen, dass andere Beispiele verwendet werden und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der offenbarten Beispiele abzuweichen.
  • Hier werden kapazitive Berührungssensoren beschrieben. Im Allgemeinen umfassen die Berührungssensoren eine Vielzahl von Platten, die aus einem leitfähigen Material gebildet werden; diese Platten werden hierin als „Berührungselektroden“ bezeichnet. Die Berührungselektroden können aus jedem geeigneten leitfähigen Material hergestellt werden (z. B. aus einem transparenten leitfähigen Oxid wie ITO oder Aluminium-Zinkoxid, einem Metall wie Kupfer, einem Metallmaschenmaterial, das eine leitfähige kreuzweise schraffierte Metallstruktur mit Lücken zwischen kreuzweise schraffierten Metalllinien aufweist, Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Material oder jedem anderen geeigneten leitfähigen Material), das je nach Anwendung im Wesentlichen transparent oder nicht transparent sein kann. In einigen Fällen, in denen die Berührungselektroden im Wesentlichen transparent sind, kann der Berührungssensor auf einer Anzeige platziert oder anderweitig in eine Anzeige integriert werden (z. B. können die Berührungselektroden innerhalb des Anzeigestapels platziert und/oder während des Betriebs der Anzeige verwendet werden, um die Anzeigefunktionalität zu gewährleisten), um eine berührungsempfindliche Anzeige zu schaffen.
  • Während des Betriebs der hier beschriebenen Berührungssensoren können eine bestimmte Berührungselektrode oder eine Vielzahl von Elektroden so konfiguriert werden, dass sie in einem Gegenkapazitätsberührungsmodus Kapazität oder einem Eigenkapazitätsberührungsmodus arbeiten. Es sollte beachtet werden, dass eine bestimmte Elektrode verwendet werden kann, um eine Gegenkapazitätsberührungserfassung zu einem Zeitpunkt und eine Eigenkapazitätsberührungserfassung zu einem anderen Zeitpunkt durchzuführen (z. B, durch Umkonfiguration der Berührungserfassungsschaltung, die zum Betrieb der Berührungselektrode verwendet wird, oder durch Anschluss der Berührungselektrode an eine andere Berührungserfassungsschaltung), aber einige der Berührungselektroden können für die Gegenkapazitätserfassung verwendet werden, wobei eine bestimmte Berührungselektrode mit einer Wechselstromwellenform erregt werden kann (z. B. die „Ansteuerelektrode“) und die Gegenkapazität zwischen dieser Elektrode und einer anderen Berührungselektrode an der anderen Elektrode (z. B. der „Erfassungselektrode“) erfasst werden kann. Zur Erleichterung der Gegenkapazitätserfassung kann ein Berührungssensor Berührungselektroden aufweisen, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei eine Gegenkapazität an einer Überlappung oder angrenzend an eine Reihe und eine Spalte gemessen werden kann. In diesen Fällen kann es wünschenswert sein, dass die Reihen und Spalten ein relativ hohes Seitenverhältnis aufweisen (z. B. ein relativ hohes Seitenverhältnis 1:x, wobei 1 für die Höhe oder Breite der Elektrode und x für die andere der Höhe oder Breite der Elektrode steht, z. B, wobei x größer als 4, 5, 10, 15, 20 usw. ist), und in einigen Fällen kann eine Reihe oder Spalte einen relativ großen Teil des Berührungssensors überspannen (z. B. mindestens ein Viertel des Feldes, mindestens die Hälfte des Feldes oder mindestens drei Viertel des Feldes). Das Gegenkapazitätserfassen kann die Position einer Berührung auf dem Berührungssensor mit relativ hoher Präzision bestimmen, aber es kann schwierig sein, Objekte (z. B. Finger) zu erkennen, die weiter vom Berührungssensor entfernt sind (z. B. über dem Berührungssensor schweben).
  • Umgekehrt kann die Eigenkapazität einer bestimmten Berührungselektrode durch Stimulierung der Berührungselektrode mit einer Wechselstromwellenform und Messung der Eigenkapazität gegen Erde derselben Berührungselektrode erfasst werden. Wenn eine oder mehrere Elektroden eines Berührungssensors in einem Eigenkapazitätserfassungsmodus betrieben werden, können die Elektroden die Positionen eines oder mehrerer Objekte (z. B. Finger), die über die Berührungssensoren schweben und/oder diese berühren, wirksam erkennen, kann aber anfällig für Rauschen und Zittern sein, die wiederum Fehler und/oder Versätze in die Berührungsausgänge der Berührungssensoren einbringen können. Im Allgemeinen verwenden auf Eigenkapazität optimierte Berührungsfelder eine Matrixarchitektur, bei der Elektroden in einem zweidimensionalen Array angeordnet sind, um Reihen und Spalten zu bilden, wobei jede Reihe und Spalte eine entsprechende Vielzahl von Elektroden umfasst. Die einzelnen Elektroden sind ungefähr gleich groß (wobei allerdings zu berücksichtigen ist, dass einige Elektroden größer oder kleiner sein können, um Leiterbahnen aufzunehmen oder die Bandbreite der einzelnen Elektroden auszugleichen). Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass die Eigenkapazitätselektroden ein relativ niedriges Seitenverhältnis aufweisen (z. B. ein relativ niedriges Seitenverhältnis von 1:x, wie vorstehend erläutert, wobei x kleiner oder gleich 4, 5, 10, 15, 20 und vorzugsweise kleiner oder gleich 1,5 ist). In Abhängigkeit von der Größe des Feldes und dem Abstand bzw. der Größe der einzelnen Elektroden kann eine Matrixarchitektur aus Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden eine große Anzahl von Eigenkapazitäts-Berührungselektroden und entsprechenden Leiterbahnen erfordern. Daher kann es vorteilhaft sein, Berührungselektroden, die zur Erfassung der Gegenkapazität und der Eigenkapazität betrieben werden, in einem einzigen Berührungssensor zu kombinieren. Die Beispiele der Offenbarung bieten verschiedene Berührungserfassungssystemkonfigurationen, die Gegenkapazitäts- und Eigenkapazitäts-Berührungselektroden kombinieren. Dies kann dazu beitragen, die Berührungserfassungsleistung des Systems zu verbessern und gleichzeitig die Anzahl der Elektroden und der entsprechenden Leiterbahnen zu reduzieren. Es versteht sich, dass, wie in dieser Offenbarung beschrieben, eine „Eigenkapazitätselektrode“ eine Berührungselektrode sein kann, die in einem Eigenkapazitätserfassungsmodus betrieben wird (die zu einem späteren Zeitpunkt in einem Gegenkapazitätserfassungsmodus betrieben werden kann), und eine „Gegenkapazitäts-“ Elektrode kann eine Berührungselektrode sein, die in einem Gegenkapazitätserfassungsmodus betrieben wird (die zu einem späteren Zeitpunkt in einem Eigenkapazitätserfassungsmodus betrieben werden kann).
  • Die 1A-1D veranschaulichen beispielhafte Systeme, in denen ein Touchscreen nach Beispielen der Offenbarung implementiert werden kann. 1A veranschaulicht ein beispielhaftes Mobiltelefon 136, das einen Touchscreen 124 einschließt. 1B veranschaulicht eine beispielhafte digitale Medienwiedergabevorrichtung 140, die einen Touchscreen 126 einschließt. 1C veranschaulicht einen beispielhaften Personal Computer 144, der einen Touchscreen 128 einschließt. 1D veranschaulicht einen beispielhaften Tablet-Computer 148, der einen Touchscreen 130 einschließt. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Touchscreens auch in anderen Vorrichtungen implementiert werden können, auch in tragbaren Vorrichtungen.
  • In einigen Beispielen können die Touchscreens 124, 126, 128 und 130 so konfiguriert und optimiert werden, dass sie mit einer Kombination aus Eigenkapazitäts- und Gegenkapazitätserfassung arbeiten. Ein hybrides Eigenkapazitäts- und Gegenkapazitäts-Touchsystem kann eine Matrix aus kleinen, einzelnen Platten aus leitfähigem Material enthalten, die als Berührungsknotenelektroden bezeichnet werden können (z. B. Elektroden mit relativ geringem Seitenverhältnis, wie vorstehend beschrieben), sowie Reihen- und Spaltenelektroden (z. B. Elektroden mit relativ hohem Seitenverhältnis), die sich auf verschiedenen Schichten überkreuzen oder auf derselben Schicht nebeneinander liegen können (wie nachfolgend in Bezug auf den Touchscreen 220 in 2 beschrieben). Die Berührungsknotenelektroden sowie die Reihen- und Spaltenelektroden können in verschiedenen Kombinationen von Gegen- und Eigenkapazitätserfassungsmodi betrieben werden, wie nachstehend näher beschrieben wird.
  • Ein hybrider Eigenkapazitäts- und Gegenkapazitäts-Touchscreen kann eine Vielzahl einzelner Berührungsknotenelektroden einschließen, wobei jede Berührungsknotenelektrode eine eindeutige Stelle auf dem Touchscreen identifiziert oder darstellt, an der Berührung oder Nähe (d. h. ein Berührungs- oder Annäherungsereignis) erfasst werden soll, und wobei jede Berührungsknotenelektrode von den anderen Berührungsknotenelektroden in dem Touchscreen/dem Berührungsfeld elektrisch isoliert ist. Die Berührungsknotenelektroden können auf der gleichen oder auf verschiedenen Materialschichten auf dem Berührungssensor sein. Es versteht sich, dass in einigen Beispielen die Knotenelektroden auf dem Touchscreen in einem Eigenkapazitätserfassungsmodus betrieben werden können, in dem ihre Eigenkapazität erfasst wird, und in einigen Beispielen können andere Scans als die Eigenkapazitätsscans auf dem Touchscreen durchgeführt werden (z. B. Gegenkapazitätsscans in Kombination mit oder anstelle von Gegenkapazitätsscans der Reihen- und Spaltenelektroden). Während des Eigenkapazitätsbetriebs kann eine Berührungsknotenelektrode mit einer Wechselstrom-Wellenform erregt werden, und die Eigenkapazität gegen Erde der Berührungsknotenelektrode kann gemessen werden. Wenn sich ein Objekt der Berührungsknotenelektrode nähert, kann sich die Eigenkapazität gegen Erde der Berührungsknotenelektrode ändern. Diese Änderung der Eigenkapazität der Berührungsknotenelektrode kann durch das Berührungserfassungssystem erfasst und gemessen werden, um die Positionen mehrerer Objekte zu bestimmen, wenn diese den Touchscreen berühren oder in deren Nähe kommen. In einigen Beispielen kann ein Touchscreen ein Multi-Touch-, Single-Touch-, Projektionsscan-, Full-Imaging-Multi-Touch-Touchscreen oder ein beliebiger kapazitiver Touchscreen sein.
  • Wie vorstehend erläutert, kann ein hybrider Eigenkapazitäts- und Gegenkapazitäts-Touchscreen auch eine Vielzahl von Reihenelektroden und eine Vielzahl von Spaltenelektroden einschließen. In einigen Beispielen können die Reihenelektroden als Ansteuerelektroden und die Spaltenelektroden als Erfassungselektroden (oder umgekehrt) konfiguriert werden, die an den Schnittpunkten (oder an benachbarten Stellen) der Steuer- und Erfassungselektroden Gegenkapazitäts-Berührungsknotene bilden können. Die Reihen- und Spaltenelektroden können sich auf dem Touchscreen auf derselben oder auf verschiedenen Materialschichten befinden. In einigen Beispielen kann die Ansteuerschaltung, die zur Ansteuerung der Ansteuerelektroden verwendet wird, und die Erfassungsschaltung, die zur Erfassung der Erfassungselektroden verwendet wird, fest oder variabel sein, sodass die Ansteuer- und Erfassungsbezeichnungen der Reihen- bzw. Spaltenelektroden während des Touchscreen-Betriebs umgeschaltet werden können (z. B. können die Reihenelektroden zu Erfassungselektroden und die Spaltenelektroden zu Ansteuerelektroden werden). Es versteht sich, dass die Reihen- und Spaltenbezeichnungen der vorstehend genannten Elektroden nicht notwendigerweise an eine bestimmte Ausrichtung der Vorrichtung, in das der Touchscreen integriert ist, gebunden sind und dass eine solche Bezeichnung relativ zu jedem geeigneten Bezugspunkt erfolgen kann.
  • Während des Betriebs können die Ansteuerelektroden mit einer AC-Wellenform erregt werden (z. B. dieselbe oder eine andere AC-Wellenform, die die zuvor in der Eigenkapazitätskonfiguration beschriebenen Berührungsknotenelektroden erregt), und die Gegenkapazität der Gegenkapazität-Berührungsknoten kann über die Sensorelektroden gemessen werden. Wenn sich ein Objekt dem Berührungsknoten nähert, kann sich die Gegenkapazität des Gegenkapazität-Berührungsknotens ändern. Diese Änderung der Gegenkapazität des Berührungsknotens kann durch das Berührungserfassungssystem erfasst und gemessen werden, um die Positionen mehrerer Objekte zu bestimmen, wenn diese den Touchscreen berühren oder in dessen Nähe kommen. Es versteht sich, dass in einigen Beispielen die Reihen- und Spaltenelektroden auf dem Touchscreen verwendet werden können, um andere Scans als Gegenkapazitätsscans des Touchscreens durchzuführen (z. B. Eigenkapazitätsscans in Kombination mit oder anstelle der vorstehend beschriebenen Berührungsknotenelektroden).
  • 2 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Rechensystems 200, das eine Implementierung eines hybriden Eigenkapazitäts- und Gegenkapazitäts-Touchscreens 220 gemäß den Beispielen der Offenbarung veranschaulicht. Das Rechensystem 200 kann beispielsweise in dem Mobiltelefon 136, der digitalen Medienwiedergabevorrichtung 140, dem Personal Computer 144, dem Tablet-Computer 148 oder einer beliebigen mobilen oder nicht mobilen Rechenvorrichtung, die eine Touchscreen-Vorrichtung einschließt, eingeschlossen sein, einschließlich einer am Körper tragbaren Vorrichtung. Rechensystem 200 kann ein Berührungserfassungssystem mit einem oder mehreren Berührungsprozessoren 202, Peripheriegeräten 204, einer Berührungssteuerung 206, und/oder einer Erfassungsschaltung (nachstehend im Detail beschrieben) einschließen. Die Peripherievorrichtungen 204 können einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder andere Arten von Arbeitsspeicher oder Speicher, Überwachungszeitgeber und dergleichen einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Berührungssteuerung 206 kann einen oder mehrere Ansteuerungs-/Erfassungskanäle 208 und eine Kanalabtastlogik 210 einschließen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Kanalabtastlogik 210 kann auf RAM 212 zugreifen, autonom Daten von den Ansteuerungs-/Erfassungskanälen 208 lesen und eine Steuereinheit für die Ansteuerungs-/Erfassungskanäle bereitstellen. Zusätzlich kann die Kanalabtastlogik 210 die Ansteuerungs-/Erfassungskanäle 208 steuern, um Stimulationssignale in verschiedenen Frequenzen und Phasen zu erzeugen, die selektiv an die Berührungsknotenelektroden und/oder Reihen- und Spaltenelektroden des Touchscreens 220 angelegt werden können, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben. In einigen Beispielen können Berührungssteuerung 206, Berührungsprozessor 202 und Peripheriegeräte 204 in eine einzige anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) eingegliedert werden, und in einigen Beispielen in den Touchscreen 220 selbst integriert werden.
  • Der Touchscreen 220 kann eine Berührungserfassungsschaltung einschließen, die ein kapazitives Erfassungsmedium mit einer Vielzahl von elektrisch isolierten Berührungsknotenelektroden 222 und einer Vielzahl von Spaltenelektroden 223 und einer Vielzahl von Reihenelektroden 224 (z. B. eine Vielzahl von Berührungselektroden, die jeweils als Reihen angeordnet sind, und eine Vielzahl von Berührungselektroden, die als Spalten angeordnet sind) einschließen kann. In einer Gegenkapazitätskonfiguration kann der Schnittpunkt von Spaltenelektroden 223 und Reihenelektroden 224, wie vorstehend beschrieben, Gegenkapazitätsberührungsknoten 226 bilden. In einem Eigenkapazitätsmodus können die Berührungsknotenelektroden 222 gekoppelt sein, um Kanäle 208 in der Berührungssteuerung 206 zu erfassen, und können durch Stimulationssignale von den Erfassungskanälen durch die Ansteuer-/Erfassungsschnittstelle 225 angesteuert werden und können auch von den Erfassungskanälen durch die Ansteuer-/Erfassungsschnittstelle für Eigenkapazität erfasst werden, wie vorstehend beschrieben. In ähnlicher Weise können in einem Gegenkapazitätsmodus Spaltenelektroden 223 gekoppelt sein, um Kanäle 208 in der Touch-Steuerung 206 anzusteuern, durch Stimulationssignale von den Ansteuerkanälen durch die Ansteuer-/Sensorschnittstelle 225 angesteuert werden und Reihenelektroden 224 können ebenfalls durch die Erfassungskanäle über die Ansteuer-/Sensorschnittstelle erfasst werden, wie vorstehend beschrieben. Die Kennzeichnung der Stellen, die zur Erkennung von Berührungen verwendet werden (d. h. Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 222 und Gegenkapazitäts-Berührungsknoten 226) als „Berührungsknoten“ (oder „Berührungsknoten“-Elektroden), kann besonders nützlich sein, wenn der Touchscreen 220 als „Bild“ der Berührung betrachtet wird (z. B. ein „Berührungsbild“). Mit anderen Worten, nachdem die Berührungssteuerung 206 ein Maß an Berührung bestimmt hat, das bei jeder Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektrode 222 und/oder an den Gegenkapazitäts-Berührungsknoten 226 im Touchscreen 220 erfasst wurde, kann das Muster Berührungsknoten oder Berührungsknoten-Elektroden im Touchscreen, an dem eine Berührung stattgefunden hat, sich als ein „Bild“ der Berührung vorgestellt werden (z. B. ein Muster von Fingern, die den Touchscreen berühren).
  • Das Rechensystem 200 kann auch einen Host-Prozessor 228 zum Empfangen von Outputs aus dem Berührungsprozessor 202 und zum Durchführen von Handlungen entsprechend der Outputs einschließen. Zum Beispiel kann der Host-Prozessor 228 mit dem Programmspeicher 232 und einer Display-Steuerung, wie einem Anzeigentreiber 234, verbunden werden (z. B. zur Steuerung des Betriebs eines Displays, wie eines LCD-Displays, eines OLED-Displays usw.). Der Anzeigetreiber 234 kann für jeden Pixeltransistor Spannungen an ausgewählten Leitungen (z. B. Gates) bereitstellen und denselben Transistoren Datensignale über Datenleitungen bereitstellen, um das Pixel-Anzeigebild zu steuern wie nachstehend näher erläutert. Host-Prozessor 228 kann beispielsweise den Anzeigetreiber 234 verwenden, um ein Bild auf dem Touchscreen 220 zu erzeugen, beispielsweise ein Bild einer Benutzerschnittstelle (UI), und kann Berührungsprozessor 202 und Berührungssteuerung 206 verwenden, um eine Berührung auf oder in der Nähe des Touchscreens 220 zu erfassen. Die Berührungseingabe kann von im Programmspeicher 232 gespeicherten Computerprogrammen verwendet werden, um Aktionen durchzuführen, die ein Bewegen eines Objekts, wie beispielsweise eines Cursors oder Zeigers, Scrollen oder Bildverschiebung, Anpassen von Steuereinstellungen, Öffnen einer Datei oder eines Dokuments, Anzeigen eines Menüs, Treffen einer Auswahl, Ausführen von Anweisungen, Betreiben einer mit der Host-Vorrichtung verbundenen Peripherievorrichtung, Beantworten eines Telefonanrufs, Ausführen eines Telefonanrufs, Beenden eines Telefonanrufs, Ändern der Lautstärke oder Audioeinstellungen, Speichern von Informationen im Zusammenhang mit Telefonkommunikationen, wie beispielsweise Adressen, häufig gewählte Nummern, empfangene Anrufe, verpasste Anrufe, Anmelden bei einem Computer oder einem Computernetzwerk, Erlauben des Zugriffs auf eingeschränkte Bereiche des Computers oder Computernetzes durch autorisierte Personen, Laden eines Benutzerprofils, das mit einer bevorzugten Anordnung des Computer-Desktops eines Benutzers verbunden ist, Erlauben des Zugriffs auf Web-Inhalte, Starten eines bestimmten Programms, Verschlüsseln oder Entschlüsseln einer Nachricht und/oder dergleichen einschließen können, aber nicht darauf beschränkt sind. Der Host-Prozessor 228 kann auch zusätzliche Funktionen durchführen, die unter Umständen nicht mit der Berührungsverarbeitung zusammenhängen.
  • Es ist zu beachten, dass eine oder mehrere der hierin beschriebenen Funktionen, einschließlich der Konfiguration von Schaltern, durch im Speicher gespeicherte Firmware durchgeführt werden können (z.B. eines der Peripheriegeräte 204 in 2) und vom Berührungsprozessor 202 ausgeführt werden oder im Programmspeicher 232 gespeichert und von Host-Prozessor 228 ausgeführt werden. Die Firmware kann auch innerhalb eines beliebigen nichtflüchtigen, computerlesbaren Speichermediums zur Verwendung durch ein Anweisungsausführsystem, eine Anweisungsausführeinrichtung oder eine Anweisungsausführvorrichtung oder in Verbindung mit diesen gespeichert und/oder transportiert werden, wie beispielsweise ein computergestütztes System, ein prozessorenthaltendes System oder ein anderes System, das die Anweisungen aus dem Anweisungsausführsystem, der Anweisungsausführeinrichtung oder der Anweisungsausführvorrichtung abrufen und die Anweisungen ausführen kann. Im Kontext dieses Dokuments kann ein „nichtflüchtiges, computerlesbares Speichermedium“ jedes Medium (mit Ausnahme eines Signals) sein, welches das Programm zur Verwendung oder in Verbindung mit einem Anweisungsausführsystem, -gerät oder einer Anweisungsausführvorrichtung enthalten oder speichern kann. Das nichtflüchtige, computerlesbare Speichermedium kann ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem, ein Gerät oder eine Vorrichtung, eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), einen Direktzugriffsspeicher (RAM) (magnetisch), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) (magnetisch), einen löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM) (magnetisch), eine tragbare optische Platte wie beispielsweise eine CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R oder DVD-RW oder einen Flash-Speicher, wie beispielsweise Compact-Flash-Karten, SD-Karten, USB-Speichervorrichtungen, Speichersticks und dergleichen einschließen, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Die Firmware kann auch innerhalb eines beliebigen Transportmediums zur Verwendung durch ein Anweisungsausführsystem, eine Anweisungsausführeinrichtung oder eine Anweisungsausführvorrichtung oder in Verbindung mit diesen verteilt werden, wie beispielsweise ein computergestütztes System, ein prozessorenthaltendes System oder ein anderes System, das die Anweisungen von dem Anweisungsausführsystem, der Anweisungsausführeinrichtung oder der Anweisungsausführvorrichtung abrufen und die Anweisungen ausführen kann. Im Kontext dieses Dokuments kann ein „Transportmedium“ ein beliebiges Medium sein, das das Programm zur Verwendung durch das Anweisungsausführsystem, die Anweisungsausführeinrichtung oder die Anweisungsausführvorrichtung oder in Verbindung mit diesen kommunizieren, verteilen oder transportieren kann. Das Transportmedium kann ein verdrahtetes oder nicht verdrahtetes elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder Infrarotverteilungsmedium einschließen, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • 3 veranschaulicht eine beispielhafte Berührungserfassungsschaltung 300 zum Durchführen einer Eigenkapazitätsmessung mittels einer Elektrode (z.B. einer Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektrode 302) und der Erfassungsschaltung 314 gemäß den Beispielen der Offenbarung. Die Erfassungsschaltung 314 kann in die Erfassungskanäle 208 aufgenommen werden, um die Eigenkapazität einer oder mehrerer Berührungselektroden auf den Berührungssensoren/Touchscreens der Offenbarung zu erfassen. Die Berührungsknoten-Elektrode 302 kann einer Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektrode 222 entsprechen. Berührungsknotenelektrode 302 kann eine damit verbundene eigene Eigenkapazität gegen Erde haben, und auch eine zusätzliche Eigenkapazität gegen Erde, die gebildet wird, wenn ein Objekt, wie beispielsweise ein Finger 305, sich in der Nähe der Elektrode befindet oder diese berührt. Die gesamte Eigenkapazität gegen Erde der Berührungsknotenelektrode 302 kann als Kapazität 304 veranschaulicht werden. Berührungsknotenelektrode 302 kann mit Erfassungsschaltung 314 gekoppelt sein. Erfassungsschaltung 314 kann einen OP-Verstärker 308, einen Rückkopplungswiderstand 312 und einen Rückkopplungskondensator 310 einschließen, obwohl andere Konfigurationen verwendet werden können. Beispielsweise kann Rückkopplungswiderstand 312 durch einen geschalteten Kondensatorwiderstand ersetzt werden, um einen parasitären Kapazitätseffekt zu minimieren, der durch einen variablen Rückkopplungswiderstand verursacht werden kann.
  • Berührungsknotenelektrode 302 kann mit dem invertierenden Eingang (-) des Betriebsverstärkers 308 gekoppelt sein. Eine Wechselspannungsquelle 306 (Vac) kann an den nicht invertierenden Eingang (+) des OP-Verstärkers 308 gekoppelt sein. Berührungserfassungsschaltung 300 kann konfiguriert sein der gesamten Eigenkapazität 304 der Berührungsknotenelektrode 302 zu erfassen, die durch einen Finger oder ein Objekt entweder durch Berührung oder in der Nähe des Berührungssensors hervorgerufen wird. Output 320 kann von einem Prozessor zum Bestimmen des Vorhandenseins einer Annäherung oder eines Berührungsereignisses verwendet werden, oder die Ausgabe kann in ein separates Logiknetzwerk zur Bestimmung des Vorhandenseins einer Annäherung oder eines Berührungsereignisses eingegeben werden.
  • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Berührungserfassungsschaltung 450 zum Durchführen einer Gegenkapazitätsmessung mit zwei Elektroden (eine Gegenkapazitätsansteuer- 422 Elektrode und -Erfassungs- 426 Elektrode, wie die vorstehend beschriebenen Spalten- und Reihenelektroden) und der Erfassungsschaltung 414 gemäß den Beispielen der Offenbarung. Das Stimulationssignal 406 kann durch die Steuerkanäle 208 erzeugt werden (z. B. können die Ansteuerkanäle 208 eine Wechselstrom-Stimulationsquelle 406 einschließen), die Ansteuerelektrode 422 kann der Spaltenelektrode 223 entsprechen, die Erfassungselektrode 426 kann der Reihenelektrode 224 entsprechen, und die Erfassungsschaltung 414 kann in den Erfassungskanälen 208 eingeschlossen sein. Ansteuerelektrode 422 kann durch Stimulationssignal 406 (z. B. ein Wechselspannungssignal) erregt werden. Stimulationssignal 406 kann kapazitiv mittels Gegenkapazität 424 zwischen Ansteuerelektrode 422 und Erfassungselektrode 426 mit Erfassungselektrode 426 gekoppelt werden. Wenn ein Finger oder ein Objekt 405 sich dem Berührungsknoten, der durch die Kreuzung einer Steuerelektrode 422 und Erfassungselektrode 426 erzeugt wird, nähert, kann sich Gegenkapazität 424 ändern. Der Schnittpunkt der Ansteuerelektrode 422 und der Erfassungselektrode 426 kann den Gegenkapazitäts-Berührungsknoten 226 entsprechen. Diese Änderung der Gegenkapazität 424 kann erfasst werden, um ein Berührungs- oder Näherungsereignis an dem Berührungsknoten anzuzeigen, wie vorstehend und nachfolgend beschrieben. Das Erfassungssignal, das auf Erfassungselektrode 426 gekoppelt ist, kann durch Erfassungsschaltung 414 empfangen werden. Erfassungsschaltung 414 kann einen Betriebsverstärker 408 einschließen und mindestens einen Rückkopplungswiderstand 412 und einen Rückkopplungskondensator 410 einschließen. 4 veranschaulicht einen allgemeinen Fall, in dem sowohl resistive als auch kapazitive Rückkopplungselemente verwendet werden. Das Erfassungssignal (bezeichnet als Vin) kann in den invertierenden Eingang des OP-Verstärkers 408 eingegeben werden, und der nicht invertierende Eingang des OP-Verstärkers kann mit einer Referenzspannung Vref gekoppelt werden. Betriebsverstärker 408 kann sein Output auf die Spannung Vo treiben, um Vin im Wesentlichen gleich Vref zu halten, und kann daher Vin konstant oder praktisch geerdet halten. Ein Fachmann würde in diesem Zusammenhang verstehen, dass auch Abweichungen von bis zu 15 % eingeschlossen sein können. Daher kann die Verstärkung der Erfassungsschaltung 414 hauptsächlich eine Funktion des Verhältnisses der Gegenkapazität 424 und der Rückkopplungsimpedanz sein, die aus dem Widerstand 412 und/oder dem Kondensator 410 besteht. Das Output der Erfassungsschaltung 414 Vo kann filtriert und überlagert werden oder durch Zufuhr in Multiplizierer 428 homodyn sein, wobei Vo mit dem lokalen Oszillator 430 multipliziert werden kann, um Vdetect zu erzeugen. Vdetect kann in Filter 432 eingegeben werden. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Platzierung des Filters 432 variieren kann; auf diese Weise kann der Filter hinter den Multiplizierer 428, wie dargestellt, platziert werden oder es können zwei Filter verwendet werden: einer vor dem Multiplizierer und einer nach dem Multiplizierer. In einigen Beispielen kann es überhaupt keinen Filter geben. Der Gleichstromabschnitt (DC-Abschnitt) von Vdetect kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Berührungs- oder Näherungsereignis aufgetreten ist.
  • Bezugnehmend auf 2 kann in einigen Beispielen Touchscreen 220 ein integrierter Touchscreen sein, in welchem berührungsempfindliche Schaltungselemente des Berührungserfassungssystems in den Anzeigepixelstapeln einer Anzeige integriert sein können. Die Schaltungselemente in Touchscreen 220 können beispielsweise Elemente einschließen, die in LCD- oder anderen Anzeigen vorhanden sein können, wie ein oder mehrere Pixeltransistoren (z. B. Dünnschichttransistoren (TFTs), Gate-Leitungen, Datenleitungen, Pixelelektroden und gemeinsame Elektroden. In einem bestimmten Anzeigepixel kann eine Spannung zwischen einer Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode die Helligkeit eines Anzeigepixels steuern. Die Spannung auf der Pixelelektrode kann über einen Pixeltransistor, der durch eine Gate-Leitung steuerbar ist, über eine Datenleitung zugeführt werden. Es sei darauf hingewiesen, dass Schaltungselemente nicht auf ganze Schaltungskomponenten wie etwa einen ganzen Kondensator, einen ganzen Transistor usw. beschränkt sind, sondern Abschnitte einer Schaltung einschließen können, wie beispielsweise nur eine der zwei Platten eines parallel geschalteten Kondensators.
  • Wie bereits vorstehend erwähnt, kann es daher vorteilhaft sein, das Gegenkapazitäts- und Eigenkapazitätserfassen von Berührungselektroden in einem einzigen Berührungssensor zu kombinieren. Insbesondere kann das Gegenkapazitätserfassen von Reihen- und Spaltenelektroden in einigen Beispielen die Position einer Berührung auf dem Berührungssensor mit relativ hoher Präzision bestimmen, aber es kann schwierig sein, Objekte (z. B. Finger) zu erkennen, die weiter vom Berührungssensor entfernt sind (z. B. über dem Berührungssensor schweben). In einigen Beispielen kann die Eigenkapazitätserfassung von Berührungsknotenelektroden die Positionen eines oder mehrerer Objekte (z. B. Finger), die über die Berührungssensoren schweben und/oder diese berühren, wirksam erkennen, kann aber anfällig für Rauschen und Zittern sein, die wiederum Fehler und/oder Versätze in die Berührungsausgänge der Berührungssensoren einbringen können. Daher kann die Kombination aus Gegenkapazitäts- und Eigenkapazitätserfassung von Berührungselektroden in einem hybriden Berührungssensor die Berührungserfassungsleistung des Berührungssensor-Systems verbessern.
  • Die 5A-5D veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen, die sowohl Gegenkapazitäts-Berührungselektroden (z. B. Reihen- und Spaltenelektroden, die auf Gegenkapazität erfasst werden) als auch Eigenkapazitäts-Berührungselektroden (z. B. Berührungsknotenelektroden, die auf Eigenkapazität erfasst werden) einschließen, entsprechend der Beispiele der Offenbarung. Insbesondere der Berührungssensor 500 in 5A veranschaulicht eine erste Konfiguration von Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und Erfassungselektroden 506, die in einer Reihen- bzw. Spaltenkonfiguration angeordnet sind, sowie verteilte Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 gemäß den Beispielen der Offenbarung. In einigen Beispielen können mehrere (z. B. zwei, drei, vier usw.) Erfassungselektroden 506 außerhalb des in 5A gezeigten Bereichs des Berührungssensors 500 elektrisch miteinander verbunden werden (z. B. auf einer Seite oder auf beiden Seiten der Erfassungselektroden 506 in einem Grenz-/ inaktiven Bereich des Berührungssensors 500), um Erfassungsleitungen zu bilden, die effektiv eine größere Höhe als die Höhe einer einzelnen Erfassungselektrode 506 aufweisen. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, kann der Schnittpunkt der Ansteuerelektroden 504 und der Erfassungselektroden 506 Gegenkapazitäts-Berührungsknotene 526 bilden. In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknoten-Elektroden 508 in den Lücken 512 zwischen den Ansteuerelektroden 504 und den Erfassungselektroden 506 und/oder zwischen den Gegenkapazitäts-Berührungsknoten 526 angeordnet werden. In einigen Beispielen können die Gegenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in jeder Lücke 512 oder in einer Teilmenge von Lücken 512 angeordnet werden. Zum Beispiel können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in den Lücken 512 gleichmäßig (z. B. in jeder zweiten Reihe und/oder Spalte, in gleichem Abstand), zufällig oder pseudozufällig (z. B. über eine Teilmenge von Lücken 512 verstreut) und/oder mit unterschiedlicher Dichte über das Berührungsfeld 500 verteilt angeordnet werden (z. B. können Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in einigen Bereichen (z. B. entlang des Randes, in der Mitte, oben und/oder unten) mit höheren Konzentrationen (z. B. Anzahl der Berührungsknotenelektroden pro Flächeneinheit des Berührungssensors) angeordnet werden als in anderen Bereichen des Berührungssensors 500) (z. B. wie in 5C dargestellt). Es ist zu beachten, dass 5A das physikalische Layout der Ansteuerelektroden 504, der Erfassungselektroden 506 und der Gegenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 (z. B. die tatsächliche physikalische Platzierung der verschiedenen Elektroden im Berührungssensor-Stapel) oder das logische Layout der Ansteuerelektroden 504, der Erfassungselektroden 506 und der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 (z. B. kann die physikalische Platzierung der verschiedenen Elektroden im Berührungssensor-Stapel von der Figur abweichen, aber die Figur kann die Betriebsbereiche dieser Elektroden widerspiegeln) widerspiegeln.
  • Die Leiterbahnen für die Elektroden (z. B. die Leiterbahnen, die die Ansteuerelektroden 504, die Erfassungselektroden 506 und/oder die Berührungsknotenelektroden 508 elektrisch an die Ansteuerungs- und/oder Erfassungsschaltung koppeln, wie in den 3-4) sind hier der Einfachheit halber nicht dargestellt. Beispielhafte Konfigurationen für solche Leiterbahnen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 6A-9B beschrieben. Darüber hinaus können in einigen Beispielen alle Leiterbahnen für die Elektroden 508 auf eine erste Seite des Berührungssensors 500 gerichtet sein (z. B. können alle Leiterbahnen den Berührungssensor auf der linken, rechten, oberen oder unteren Seite des Berührungssensors verlassen, wobei die elektrisch miteinander gekoppelten Sensorelektroden 506, falls vorhanden, in einem anderen Randbereich des Berührungssensors elektrisch miteinander gekoppelt werden können als die Seite des Feldes, an der die Leiterbahnen das Feld verlassen, wenn die Leiterbahnen in der gleichen Schicht wie die Sensorelektroden 506 liegen). In einigen Beispielen können die Leiterbahnen für einen ersten Satz von Elektroden 508 auf eine erste Seite des Berührungssensors 500 und die Leiterbahnen für einen zweiten Satz von Elektroden 508 auf eine zweite, unterschiedliche Seite des Berührungssensors gerichtet sein, wie in den 6A-6C und 9B beschrieben (z. B. können die Leiterbahnen für die linke Hälfte der Elektroden 508 den Berührungssensor auf der linken Seite und die Leiterbahnen für die rechte Hälfte der Elektroden 508 den Berührungssensor auf der rechten Seite verlassen).
  • Die verschiedenen Elektroden des Berührungssensors können in einer einzigen Schicht eingeschlossen sein oder über mehrere Schichten verteilt sein. In einigen Beispielen können die Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und -Erfassungselektroden 506 sowie die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 jeweils in verschiedenen Schichten auf dem Berührungssensor eingeschlossen sein. Zum Beispiel können die Ansteuerelektroden 504 in einer ersten Materialschicht auf dem Berührungssensor angeordnet werden, die Erfassungselektroden 506 können in einer zweiten Materialschicht auf dem Berührungssensor angeordnet sein und die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 können in einer dritten Materialschicht auf dem Berührungssensor angeordnet sein, wobei die erste, zweite und dritte Materialschicht unterschiedliche Materialschichten sein können. In solchen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 die Ansteuerelektroden 504 und/oder Erfassungselektroden 506 in der Dimension normal zum Berührungssensor überlappen, obwohl in einigen Beispielen die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden die Ansteuerelektroden 504 und/oder Erfassungselektroden 506 in der Dimension normal zum Berührungssensor nicht überlappen können. In einigen Beispielen können die Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und -Erfassungselektroden 506 sowie die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 alle auf der gleichen Schicht auf dem Berührungssensor angeordnet werden (z. B. mittels Brücken und Durchkontakte), wodurch die Dicke des Berührungssensors 500 reduziert werden kann. In einigen Beispielen können sich die Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 oder -Erfassungselektroden 506 auf verschiedenen Schichten befinden, und die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 können sich auf derselben Schicht befinden wie die Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 oder -Erfassungselektroden 506, wie nachfolgend beschrieben. In solchen Beispielen, bei denen die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 zwischen zwei benachbarten Elektroden positioniert sind (z. B. zwischen benachbarten Ansteuerelektroden in derselben Schicht wie die Ansteuerelektroden oder zwischen benachbarten Erfassungselektroden in derselben Schicht wie die Erfassungselektroden), kann der Berührungssensor auch Blindelektroden zwischen diesen benachbarten Elektroden an verschiedenen Positionen zwischen diesen benachbarten Elektroden einschließen. In einigen Beispielen können die Blindelektroden das gleiche Größen-/Abstands-/Seitenverhältnis wie die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 aufweisen oder ein anderes Größen-/Abstands-/Seitenverhältnis als die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 aufweisen (z. B. können sich mehrere Blindelektroden im gleichen Raum befinden, die von einer Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektrode 508 aufgenommen werden würden). In einigen Beispielen werden diese Blindelektroden möglicherweise nicht auf Berührung erkannt (ob Eigenkapazität oder Gegenkapazität).
  • Es ist zu beachten, dass die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 neben den Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und/oder Erfassungselektroden 506 angeordnet werden können (z. B. in beliebigen Lücken neben und/oder zwischen Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und/oder Erfassungselektroden 506), und/oder innerhalb der Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und/oder der Erfassungselektroden 506 auf derselben Schicht angeordnet werden können (z. B. in ausgehöhlten Bereichen oder Lücken innerhalb der Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und/oder Erfassungselektroden 506). Es ist außerdem zu beachten, dass die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in Größe und Form variieren können (z. B. können sie Quadrate, Rechtecke, Rauten, Kreise oder jede andere Polynomform sein) und auf dem Berührungssensor 500 gleichmäßig oder sporadisch verteilt sein können (z. B. können, müssen aber nicht, die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 durch den gleichen Abstand von anderen Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 getrennt sein). In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in Clustern/Bereichen mit höhere Dichte der Berührungsknotenelektroden 508 angeordnet werden (z. B. in gleichmäßigen oder unterschiedlichen Gruppen von 2-4 Elektroden) und solche Cluster können (z. B. gleichmäßig oder sporadisch) über den gesamten Berührungssensor 500 verteilt sein. In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 eine Dimension entlang einer gegebenen Achse haben, die gleich oder kleiner als die Hälfte (oder ein Drittel oder ein Viertel) der Dimension einer Dimension der Ansteuerelektroden 504 und/oder Erfassungselektroden 506 entlang dieser gegebenen Achse ist. Wenn beispielsweise eine bestimmte Ansteuerelektrode 504 auf dem Berührungssensor 500 eine Breite von X aufweist, können die Breiten der Berührungsknotenelektroden 508 gleich oder kleiner als X/2, X/3, X/4 oder weniger sein. Zusätzlich oder alternativ, wenn eine bestimmte Erfassungselektrode 506 eine Höhe von Y aufweist, kann die Höhe der Berührungsknotenelektroden 508 gleich oder kleiner als Y/2, Y/3, Y/4 oder weniger sein. Weitere beispielhafte Details der Anordnungen von Berührungsknotenelektroden und Ansteuer-/Erfassungselektroden gemäß den Beispielen der Offenbarung werden im Folgenden beschrieben, auch unter Bezugnahme auf die 10A-10D der Offenbarung.
  • In einigen Beispielen kann der Berührungssensor der Offenbarung einen Randbereich mit Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden einschließen, die beim Erfassen des Greifens der Vorrichtung einschließlich des Berührungssensors durch einen Benutzer und/oder über die Ränder des Berührungssensors schwebende Objekte helfen können. 5B veranschaulicht eine zweite Konfiguration von Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und Erfassungselektroden 506, die in einer Reihen- und Spaltenkonfiguration angeordnet sind, und von Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die entlang der Grenze angeordnet und in einer Untergruppe von Lücken 512 (oder allgemeiner gesagt, Positionen innerhalb des Bereichs des Berührungssensors, der Ansteuer- und Erfassungselektroden und nicht unbedingt Lücken zwischen Ansteuer- und Erfassungselektroden einschließt) innerhalb des Berührungssensors 501 verteilt sind, gemäß den Beispielen der Offenbarung. Die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die im Inneren des Berührungssensors 501 von 5B angeordnet sind, können eine oder mehrere der Eigenschaften aufweisen, die unter Bezugnahme auf 5A beschrieben werden. Die Anordnung von Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 entlang des Randes oder des Umgebungsbereiches des Berührungssensors 501 (z. B. der Bereich, der den Bereich des Berührungssensors umgibt, der die Ansteuer- und Erfassungselektroden einschließt) kann dazu beitragen, zu erkennen, wenn eine Vorrichtung mit dem Berührungssensor 501 von einem Benutzer gegriffen oder gehalten wird (z. B. in Kontakt mit dem Benutzer), da sich der Griff des Benutzers der Vorrichtung, in der der Berührungssensor 501 eingeschlossen ist, wahrscheinlich entlang des Randes des Berührungssensors 501 befindet. Diese Anordnung kann auch dazu beitragen, um die Vorrichtung herum schwebende Objekte (z. B. einen Finger) zu erkennen (z. B. in der Nähe des Randes des Berührungssensors 501). In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die am Rand oder in dem Umgebungsbereich des Berührungssensors 501 angeordnet sind, dieselbe Größe und/oder Form aufweisen wie die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die innerhalb des Berührungssensors 501 verteilt sind. In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in Größe und/oder Form variieren (z. B. können sie Quadrate, Rechtecke, Rauten, Kreise oder jede andere Polynomform sein), die sich über den gesamten Berührungssensor 501 verteilen, wie in dieser Offenbarung beschrieben. In einigen Beispielen können sich die entlang der Grenze oder des Umgebungsbereichs angeordneten Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 auf derselben Schicht und/oder auf einer anderen Schicht befinden wie die über den gesamten Berührungssensor 501 verteilten Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508. In einigen Beispielen kann die Grenze oder der Umgebungsbereich des Berührungssensors 501 aus mehreren Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 auf jeder Seite des Berührungssensors 501 entlang der X- und Y-Achse bestehen (z. B. wird die Breite der Grenze der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden des Berührungssensors 501 durch zwei oder mehrere Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 vergrößert), wodurch die Fläche der Grenze der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 auf dem Berührungssensor vergrößert wird. In einigen Beispielen kann die Grenze oder der Umgebungsbereich der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 auf dem Berührungssensor 501 Lücken der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 einschließen (z. B. können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 eine Grenze um den Berührungssensor 501 bilden, ohne dass jede Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektrode unmittelbar an andere Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden angrenzt). Zum Beispiel können die Berührungsknotenelektroden 508 im Umgebungsbereich des Berührungssensors durch eine Lücke voneinander beabstandet sein, die mindestens die Hälfte der Höhe/Breite der Berührungsknotenelektroden, mindestens die gesamte Höhe/Breite der Berührungsknotenelektrode, mindestens die 1,5-fache Höhe/Breite der Berührungsknotenelektrode usw. beträgt. In einigen Beispielen können die Berührungsknotenelektroden 508 im Umgebungsbereich des Berührungssensors so beabstandet sein, dass Teile der Gegenkapazitäts-Berührungselektroden (z. B. Reihen- und/oder Spaltenelektroden) zwischen zwei benachbarten Berührungsknotenelektroden 508 positioniert werden können.
  • 5C veranschaulicht eine dritte Konfiguration von Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 504 und -Erfassungselektroden 506, die in einer Reihen- und Spaltenkonfiguration angeordnet sind, sowie Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die entlang der Seiten des Berührungssensors 502 angeordnet und in einer Untergruppe von Lücken oder Positionen 512 innerhalb dieses Feldes verteilt sind, gemäß den Beispielen der Offenbarung.
  • Die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die im Inneren des Berührungssensors 502 von 5C angeordnet sind, können eine oder mehrere der Eigenschaften aufweisen, die unter Bezugnahme auf die 5A-5B beschrieben werden. Die Anordnung von Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 an den Seiten des Umgebungsbereiches des Berührungssensors 502 kann dazu beitragen, zu erkennen, wenn eine Vorrichtung mit dem Berührungssensor 502 von einem Benutzer gegriffen wird (z. B. in Kontakt mit dem Benutzer ist), da sich der Griff des Benutzers der Vorrichtung, in der der Berührungssensor 502 eingeschlossen ist, wahrscheinlich entlang des Randes des Berührungssensors 502 befindet. Diese Anordnung kann auch dazu beitragen, um die Vorrichtung herum schwebende Objekte (z. B. einen Finger) zu erkennen (z. B. in der Nähe des Randes des Berührungssensors 502). In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die entlang der Seiten des Berührungssensors 502 angeordnet sind, dieselbe Größe und/oder Form aufweisen wie die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508, die innerhalb des Berührungssensors 502 verteilt sind. In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 in Größe und/oder Form variieren (z. B. können sie Quadrate, Rechtecke, Rauten, Kreise oder jede andere Polynomform sein), die sich über den gesamten Berührungssensor 502 verteilen, wie in dieser Offenbarung beschrieben. In einigen Beispielen können sich die an den Seiten des Berührungssensors 502 angeordneten Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 auf derselben Schicht und/oder auf einer anderen Schicht befinden wie die über den gesamten Berührungssensor 502 verteilten Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508. In einigen Beispielen können die Seiten des Berührungssensors 502 mehrere Reihen von Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 auf jeder Seite umfassen (z. B. wird die Breite der Seiten der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden des Berührungssensors 502 durch zwei oder mehr Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 erweitert), wodurch die Fläche der Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 an den Seiten des Berührungssensors vergrößert wird. In einigen Beispielen können die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden 508 an einer oder mehreren Seiten des Berührungssensors 502 angeordnet werden (z. B. oben, unten, links und/oder rechts).
  • In einigen Beispielen kann jedes der hier beschriebenen Berührungssensoren, einschließlich der in Bezug auf die 5A-5C und 10A-10E beschriebenen, eine Schutzschicht einschließen, die eine leitfähige Schicht in einer anderen Schicht des Berührungssensors als die Reihen-/Spalten- und die Berührungsknotenelektroden des Berührungssensors sein kann (z. B. in einer Schicht des Berührungssensors unterhalb der Schichten, die die Reihen-/Spalten- und die Berührungsknotenelektroden einschließen), und die verwendet werden kann, um die Berührungserfassung auf dem Berührungssensor zu erleichtern, indem sie an ein Schutzsignal gekoppelt wird. Zum Beispiel veranschaulicht 5D eine Berührung der Elektrodenkonfiguration, die die Schutzschicht 511 nach Beispielen der Offenbarung einschließt. Insbesondere zeigt die Berührungselektrodenkonfiguration 503 die auf einer ersten Metallschicht angeordnete Schutzschicht 511, die vertikal oder spaltenförmig angeordneten Spaltenberührungselektroden 506, die auf einer zweiten Schicht (z. B. über der ersten Schicht) angeordnet sind, die horizontal oder reihenförmig angeordneten Reihenberührungselektroden 504, die auf einer dritten Schicht (z. B, über der zweiten Schicht), und Berührungselektroden 508, die über den gesamten Berührungssensor 503 auf der ersten Schicht, der zweiten Schicht, der dritten Schicht und/oder einer vierten Schicht (z. B. über der dritten Schicht) verteilt sind (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 5A-5C beschrieben). Wie hierin beschrieben, können die Berührungselektroden 504, 506 und 508 so konfiguriert sein, dass sie zu verschiedenen Zeitpunkten in einem Gegenkapazitäts-Berührungserfassungsmodus oder einem Eigenkapazitäts-Berührungserfassungsmodus arbeiten. Zum Beispiel können zu einem Zeitpunkt die Berührungselektroden 504 als Ansteuerelektroden und die Berührungselektroden 506 als Erfassungselektroden (und umgekehrt) für die Gegenkapazitäts-Berührungserfassung (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben) und/oder die Berührungselektroden 508 als Eigenkapazitätselektroden für die Eigenkapazitäts-Berührungserfassung (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme Bezug auf 3 beschrieben) betrieben werden. Zu einem anderen Zeitpunkt können die Berührungselektroden 506 als Ansteuerelektroden und die Berührungselektroden 504 als Erfassungselektroden (und umgekehrt) für die Gegenkapazitäts-Berührungserfassung (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben) und/oder die Berührungselektroden 508 als Eigenkapazitätselektroden für die Eigenkapazitäts-Berührungserfassung (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme Bezug auf 3 beschrieben) betrieben werden. In einigen Beispielen kann die Schutzelektrode 511 aus einer Folie aus leitfähigem Material bestehen, die die gesamte Fläche des Berührungssensors 503 überspannen kann (z. B. eine durchgehende Schicht aus leitfähigem Material in der ersten Schicht unter den Berührungselektroden 504, 506 und 508 und möglicherweise über der Anzeigeschaltung, die sich unter dem Berührungssensor 503 befindet). In einigen Beispielen kann die Schutzelektrode 511 als Schutzvorrichtung betrieben werden (z. B. kann sie aktiv an einer Referenzspannung (z. B. Wechselstrom oder Gleichstrom) betrieben werden oder an Masse oder eine andere feste Spannungsquelle gekoppelt werden), um das an die Berührungselektroden 504, 506 und 508 gekoppelte Rauschen (z. B. falsch positive oder parasitäre Kopplung) während der Berührungserfassung zu reduzieren. Es versteht sich, dass die Schutzelektrode 511 in jedem der in dieser Offenbarung beschriebenen Berührungssensoren eingeschlossen sein kann.
  • So können die Berührungselektroden, wie hierin beschrieben, auf verschiedene Weise über mehrere Schichten des Berührungssensors verteilt werden. In einigen Beispielen können die Sensorelektroden in einer ersten Metallschicht auf dem Berührungssensor angeordnet sein, die Berührungsknotenelektroden und die Ansteuerelektroden können in einer zweiten Metallschicht auf dem Berührungssensor (z. B. unter der ersten Metallschicht im Stapel des Berührungssensors) angeordnet sein, und die Schutzschicht kann in einer dritten Metallschicht auf dem Berührungssensor (z. B. unter der zweiten Metallschicht im Stapel des Berührungssensors) eingeschlossen sein. In einigen Beispielen kann diese Verteilung der Elektroden auch eine obere Abschirmschicht in der ersten Metallschicht zusammen mit Öffnungen (z. B. für Eigenkapazitätselektroden in einem Grenz-/Umgebungsbereich des Berührungssensors) und Blindleiterbahnen in einem Grenz-/Umgebungsbereich des Berührungssensors einschließen, wie unter Bezugnahme auf die 8B-8C beschrieben.
  • In einigen Beispielen können sich die Ansteuer- und Erfassungselektroden in einer ersten Metallschicht auf dem Berührungssensor befinden, und die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden können sich ebenfalls in der ersten Metallschicht befinden. In solchen Beispielen können ITO-Brücken in einer separaten Metallschicht verwendet werden, um Segmente von Ansteuerelektroden über Erfassungselektroden elektrisch zu koppeln (oder umgekehrt). In einigen Beispielen kann diese Verteilung der Elektroden die Schutzschicht in einer zweiten Metallschicht des Berührungssensors einschließen (z. B. unter der ersten Metallschicht im Stapel des Berührungssensors).
  • In einigen Beispielen können sich die Sensorelektroden und die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden in einer ersten Metallschicht auf dem Berührungssensor befinden, und die Ansteuerelektroden können sich in einer zweiten Metallschicht auf dem Berührungssensor befinden (z. B. unter der ersten Metallschicht im Stapel des Berührungs sensors).
  • In einigen Beispielen können sich die Erfassungselektroden in einer ersten Metallschicht auf dem Berührungssensor befinden, und die Eigenkapazitäts-Berührungsknotenelektroden und die Ansteuerelektroden können sich in einer zweiten Metallschicht auf dem Berührungssensor (z. B. unter der ersten Metallschicht im Stapel des Berührungssensors) befinden.
  • Die 6A-6C veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Layout, bei denen Berührungsknotenelektroden in derselben Schicht wie Spaltenelektroden (z. B. Ansteuerelektroden) gemäß den Beispielen der Offenbarung angeordnet sind. Die Einzelheiten der 6A-6C können beispielsweise für die Implementierung der Berührungssensor-Konfigurationen der 5A-5D verwendet werden. Im Einzelnen zeigt 6A ein beispielhaftes Berührungssensor-Layout 600, bei dem die Spaltenelektroden 604 und die Reihenelektroden 606 in einer Spalten- bzw. Reihenkonfiguration auf zwei verschiedenen Schichten des Berührungssensors angeordnet sind (z. B. sind die Ansteuerelektroden auf einer ersten Schicht und die Erfassungselektroden auf einer zweiten Schicht angeordnet), um Gegenkapazitäts-Berührungsknoten 626 zu bilden (symbolisch dargestellt durch gebrochene Elektroden). Im Beispiel von 6A befinden sich die Berührungsknotenelektroden 608 auf derselben Schicht wie die Ansteuerelektroden 604 (z. B. die erste Schicht), und die Ansteuerelektroden 604 sind unterhalb der Erfassungselektroden 606 auf dem Berührungssensor angeordnet (z. B. sind die Erfassungselektroden 606 näher an der Berührungsfläche des Berührungssensors angeordnet, und die Ansteuerelektroden 604 sind weiter von der Berührungsfläche des Berührungssensors entfernt angeordnet). In dem beispielhaften Berührungssensor-Layout 600 können die Elektroden 608 in elektrisch isolierten Bereichen der Ansteuerelektroden 604 angeordnet werden. Die Ansteuerelektroden 604 können zum Beispiel Bereiche 612 (z. B. Hohlräume) einschließen, die kein leitfähiges Material einschließen. In diesen Hohlräumen können die Berührungsknotenelektroden 608 in derselben Schicht wie die Ansteuerelektroden 604 angeordnet werden. Die Hohlräume 612 können Bereiche aufweisen, die größer als die Elektroden 608 sind, sodass die Elektroden 608 in diesen Hohlräumen angeordnet werden können, ohne mit den Ansteuerelektroden 604 in Kontakt zu kommen. In einigen Beispielen können Leiterbahnen 610 für die Elektroden 608 (z. B. Leiterbahnen zur Kopplung der Berührungsknotenelektroden 608 an die Erfassungsschaltung) auf derselben Schicht wie die Ansteuerelektroden 604 angeordnet werden (z. B. entlang und innerhalb von Lücken, ausgehöhlten Abschnitten oder anderen elektronisch isolierten Bereichen der Ansteuerelektroden 604), wie in 6A dargestellt. Im Beispiel von 6A können diese Leiterbahnen 610 entlang der Länge der Ansteuerelektroden 604 so verlegt werden, dass die Leiterbahnen 610 nicht in andere Ansteuerelektroden 604 übergehen. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen 610 für die Elektroden 608 auf einer anderen Schicht als die Ansteuerelektroden 604 und die Elektroden 608 angeordnet werden (z. B. in einer dritten Schicht). In einigen Beispielen können die Erfassungselektroden 614 in Gruppen von zwei (oder mehr) durch Leiterbahnen 614 gekoppelt werden, um als eine einzelne Sensorelektrode zu fungieren, wie in 6A dargestellt.
  • 6B zeigt ein beispielhaftes Berührungssensor-Layout 601, das dem Berührungssensor-Layout 600 aus 6A ähnlich ist, jedoch mit Ansteuerelektroden 604 und Erfassungselektroden 606, die in einer Reihen- und Spaltenkonfiguration angeordnet sind, anstatt in einer Spalten- und Reihenkonfiguration. Die übrigen Einzelheiten von 6B können mit denen von 6A identisch sein. In einem Berührungssensor, das entlang der X-Achse schmaler ist als entlang der Y-Achse, kann diese Konfiguration die Leiterbahnen 610 entlang der X-Achse verkürzen (z. B. aufgrund der Schmalheit des Berührungssensors entlang der X-Achse), den Widerstand entlang der Leiterbahnen 610 reduzieren (z. B. aufgrund der kürzeren Leiterbahnen) und/oder die Auswirkungen des an die Leiterbahnen 610 gekoppelten Rauschens reduzieren (z. B. aufgrund der kürzeren Leiterbahnen). In einigen Beispielen können die Leiterbahnen für die Elektroden 608 in den 6A-6B in Abhängigkeit von der Position der Elektroden 608 im Berührungssensor unterschiedlich breit sein, um ihre Bandbreite zu optimieren. In einigen Beispielen kann die Position der Leiterbahnen innerhalb einer Ansteuerelektrode in den 6A-6B an einer beliebigen Stelle in der Ansteuerelektrode (z. B. nicht unbedingt in der Mitte der Ansteuerelektrode) liegen, um die Kreuzkopplung zwischen den Leiterbahnen der Elektrode 608 und den Ansteuer- und/oder Erfassungselektroden zu minimieren.
  • 6C zeigt ein beispielhaftes Berührungssensor-Layout 602, bei dem die Erfassungselektroden 606 und die Ansteuerelektroden 604 durch Reihen und Spalten einzelner rautenförmiger Berührungselektroden 606y und 604x gebildet werden, die durch geeignete Strukturen wie ITO-Brücken miteinander gekoppelt sind. Zum Beispiel kann eine Reihe von Berührungselektroden 604x elektrisch miteinander gekoppelt und durch ein Signal (z. B. ein Wechselstromsignal) angesteuert werden, um eine Ansteuerelektrode 604 (oder „Ansteuerleitung“) zu bilden, und eine Spalte von Berührungselektroden 606y kann elektrisch miteinander gekoppelt und erfasst werden, um eine Erfassungselektrode 606 (oder „Erfassungsleitung“) zu bilden. In einigen Beispielen können die Elektroden 608 anstelle einer oder mehrerer Berührungselektroden 604x angeordnet werden, die eine Ansteuerelektrode 604 bilden, wie in 6C dargestellt. Eine Reihe von Berührungselektroden kann Berührungselektroden 604x (z. B. Elektroden, die dedizierte Ansteuerelektroden sind) und Berührungsknotenelektroden 608 (z. B. Elektroden, die zur Eigenkapazitäts-Berührungserkennung und möglicherweise zur Gegenkapazitäts-Erkennung verwendet werden, wie nachfolgend näher beschrieben wird) einschließen.
  • In einigen Beispielen können sich die Berührungselektroden 604x, 606y und 608 auf der gleichen oder auf drei verschiedenen Schichten befinden. Zum Beispiel können sich die Berührungselektroden 604x auf einer ersten Schicht befinden, die Berührungselektroden 606y können sich auf einer zweiten Schicht befinden, die sich von der ersten Schicht unterscheidet, und die Berührungselektroden 608 können sich auf einer dritten Schicht befinden, die sich von der ersten und zweiten Schicht unterscheidet. In einigen Beispielen können sich die Berührungselektroden 604x und 606y auf verschiedenen Schichten befinden (z. B. auf einer ersten bzw. zweiten Schicht) und die Elektroden 608 können sich auf derselben Schicht befinden wie die Berührungselektroden 604x und/oder 606y. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen 610 mit den Berührungsknotenelektroden 608 gekoppelt und zu den Berührungserfassungsschaltungen geführt werden. In einigen Beispielen können sich die Leiterbahnen 610 auf der gleichen Schicht wie die Berührungselektroden 606y befinden, jedoch von diesen elektrisch isoliert sein. In einigen Beispielen können sich die Leiterbahnen 610 auf der gleichen Schicht wie die Berührungselektroden 604x befinden, jedoch von diesen elektrisch isoliert sein. In einigen Beispielen können sich die Leiterbahnen 610 auf einer Schicht befinden, die sich von den Berührungselektroden 604x und 606y unterscheidet. In einigen Beispielen können sich die Leiterbahnen 610 auf der gleichen Schicht wie die Berührungselektroden 608 befinden und von den Berührungselektroden 604x und 606y elektrisch isoliert sein (z. B. können sich die Berührungselektroden 604x und 606y auf Schichten liegen, die sich von den Berührungselektroden 608 und den Leiterbahnen 610 unterscheiden).
  • Die einzelnen rautenförmigen Berührungselektroden des beispielhaften Berührungssensor-Layouts 602 aus 6 können alle im Wesentlichen gleich groß sein. Auf diese Weise kann die an jeder Berührungselektrode erkannte Kapazität die gleiche sein, wodurch sich die Berührungserfassung verbessert. Zum Beispiel kann die erkannte Kapazität zwischen einem Objekt (z. B. einem Finger) in einem bestimmten Abstand vom Berührungssensor und einer der Berührungselektroden für jede Berührungselektrode, über die der Finger schwebt, in demselben bestimmten Abstand gleich sein (z. B. kann der Berührungssensor konsistente Kapazitätsmessungen über jede Berührungselektrode in einem bestimmten Abstand erkennen). Diese Konfiguration kann auch die optische Gleichmäßigkeit verbessern, da die Berührungselektroden so eng beieinander angeordnet werden können.
  • Der Betrieb der Berührungssensoren der 6A-6C wird nun beschrieben. Die Einzelheiten eines solchen Betriebs können in ähnlicher Weise auf die Berührungssensoren der 5A-5D sowie die Berührungssensoren der 7-10 zutreffen. In einigen Beispielen können die beispielhaften Berührungssensoren der 6A-6C in einem Eigenkapazitätsmodus und in einem Gegenkapazitätsmodus arbeiten. Im Eigenkapazitätsmodus kann die Berührungserfassungsschaltung zum Beispiel eine Berührung und/oder ein schwebendes Objekt erkennen, indem sie Änderungen in der Eigenkapazität der Elektroden 608 erkennt, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, während die Elektroden 604 und 606 als Schutzelektroden fungieren können (z. B. aktiv an einer Referenzspannung (z. B. Wechsel- oder Gleichstrom) betrieben werden können, oder an Masse oder eine andere feste Spannungsquelle gekoppelt werden können), um das an den Eigenkapazitätselektroden 608 erkannte Rauschen zu reduzieren (z. B. falsch positive oder parasitäre Kopplung), um die Kreuzkopplung von geerdeten Objekten (z. B. Finger oder ein Griff der Vorrichtung einschließlich des Berührungssensors) zu verringern und/oder um Kapazitätsverluste (z. B. von der Anzeigeschaltung unter dem Berührungssensor) zu reduzieren. In einigen Beispielen können Berührungserfassungsschaltungen auch die Eigenkapazitäten der Elektroden 604 und/oder 606 - zusätzlich zu den Eigenkapazitätselektroden 608 - erkennen, um eine Berührung und/oder ein schwebendes Objekt zu erkennen, indem sie Änderungen in den Eigenkapazitäten der Elektroden 604 und/oder 606 erkennen (z. B. können die Elektroden 604 und 606 beide als Eigenkapazitätselektroden betrieben werden; die Elektroden 604 können als Eigenkapazitätselektroden und die Elektroden 606 als Schutzelektroden betrieben werden oder umgekehrt). Somit können im Eigenkapazitäts-Erkennungsmodus nur die Eigenkapazitäten der Elektroden 608 oder die Eigenkapazitäten der Elektroden 604, 606 und/oder 608 durch eine Berührungserfassungsschaltung erkannt werden.
  • Im Gegenkapazitätsmodus die Berührungsknotenelektroden 608 durch dasselbe Signal (z. B. Wechselstromsignal) wie die Gegenkapazitäts-Ansteuerelektroden 604 angesteuert werden, sodass die Elektroden 608 und die Ansteuerelektrode, in der sie angeordnet sind, sich wie eine einzelne Ansteuerelektrode verhalten können (z. B. können die Elektroden 608 zur Bildung von Ansteuerelektroden 604 beitragen), während die Erfassungselektroden 606 durch eine Berührungserfassungsschaltung erfasst werden können. In einigen Beispielen können die Elektroden 608 mit Masse gekoppelt oder durch eine andere Referenzspannung (z. B. Gleich- oder Wechselstrom) während des Gegenkapazitätsmodus angesteuert werden, während die Ansteuerelektroden 604 durch eine Stimulationsspannung angesteuert werden und die Erfassungselektroden 606 durch eine Berührungserfassungsschaltung erfasst werden. In einigen Beispielen können die Elektroden 608 gruppiert werden (z. B. in benachbarten Paaren von Eigenkapazitätselektroden), um als Gegenkapazitätselektroden zu arbeiten. Beispielsweise können Elektrodenpaare 608 so angesteuert werden, dass eine Berührungselektrode in jedem Paar als Erfassungselektrode und eine zweite Berührungselektrode in jedem Paar als Ansteuerelektrode fungieren kann, sodass Gegenkapazitäts-Berührungsknoten gebildet werden können, indem jedes Paar von Berührungselektroden als Erfassungs- und Ansteuerelektrode fungiert. In einem anderen Beispiel können Gruppen von Elektroden 608 in einer ersten Richtung (z. B. Gruppen von Elektroden entlang derselben Reihen) als Ansteuerelektroden und andere Gruppen von Elektroden 608 in einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet (z. B. Gruppen von Elektroden entlang derselben Spalten), als Erfassungselektroden wirken, sodass durch die Gruppen von Elektroden, die als Ansteuer- und Erfassungselektroden wirken, Gegenkapazitäts-Berührungsknoten gebildet werden können. In einigen Beispielen kann die Berührungserfassungsschaltung so konfiguriert werden, dass sie Änderungen in der Gegenkapazität zwischen den Elektrodenpaaren oder -gruppen, die als Ansteuer- und Erfassungselektroden in einer Reihen- und Spaltenkonfiguration fungieren, erkannt werden (z. B. erkannte Änderungen in der Kapazität der Gegenkapazitäts-Berührungsknoten, die durch die Gruppen von Eigenkapazitätselektroden gebildet werden), wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 1-2 beschrieben. In einigen Beispielen kann eine Berührungserfassungsschaltung so konfiguriert werden, dass sie eine Gegenkapazitätserfassung während einer ersten Phase (z. B. im Gegenkapazitätsmodus) und eine Eigenkapazitätserfassung während einer zweiten Phase (z. B. im Eigenkapazitätsmodus) durchführt, wobei sich die erste und die zweite Phase zeitlich nicht überlappen, obwohl in anderen Beispielen die erste und die zweite Phase sich teilweise oder vollständig zeitlich überlappen können. In einigen Beispielen kann die Dauer der ersten und der zweiten Phase festgelegt werden (z. B. im Voraus festgelegt werden). In einigen Beispielen kann die Dauer der ersten und der zweiten Phase dynamisch sein.
  • In einigen Beispielen kann die Eigenkapazitätsmessung der Berührungselektroden 608 Mehrdeutigkeiten bei Berührungs- oder Näherungsereignissen klären, die sich aus der Erkennung von Berührungs- oder Näherungsereignissen unter Verwendung der Reihen- und Spaltenelektroden in einer Eigenkapazitätserkennungs-Konfiguration ergeben. Zum Beispiel kann ein Berührungs- oder Näherungsereignis mittels Eigenkapazität entlang eines beliebigen Punktes einer bestimmten Reihenelektrode erkannt werden, aber es kann eine Mehrdeutigkeit hinsichtlich der genauen Position des Berührungs- oder Näherungsereignisses auf der Reihenelektrode bestehen - insbesondere, wenn mehrere Berührungs- oder Näherungsereignisse (z. B. Mehrfingerberührungen und/oder Mehrfingerschweben) erkannt werden -, die „Geister“-Berührungs- oder Näherungsereignisse entlang der Reihen- oder Spaltenelektroden erzeugen können. Die Verwendung von Eigenkapazitätsmessungen von den Berührungsknotenelektroden in Verbindung mit Eigenkapazitätsmessungen von den Reihen-/Spaltenelektroden (z. B. gleichzeitig, seriell oder teilweise seriell) kann zur Klärung der Lage der/des tatsächlichen Berührungs- oder Näherungsereignisse(s) beitragen, indem ein Berührungs- oder Näherungsereignis an einer oder mehreren nahegelegenen Berührungsknotenelektroden (z. B. Berührungsknotenelektrode(n) in unmittelbarer Nähe der physikalischen Berührung(en) oder der/der schwebenden Objekt(e)) erkannt wird. Beispielsweise kann der Berührungssensor mehrere Berührungs- oder Näherungsereignisse entlang einer bestimmten Reihenelektrode erkennen (z. B, an der Stelle einer oder mehrerer Berührungen oder Näherungsereignisereignisse und eines oder mehrerer Geister-Ereignisse) unter Verwendung der Eigenkapazitätsmessung, und der Berührungssensor kann anschließend oder gleichzeitig eine Lage einer oder mehrerer Berührungen oder Näherungsereignisse unter Verwendung der Eigenkapazitätsmessung der Berührungsknotenelektroden erkennen, um die tatsächliche Lage der einen oder mehreren Berührungen oder Näherungsereignisse entlang der gegebenen Reihenelektrode zu überprüfen (z. B. um zwischen den tatsächlichen Berührungen oder Näherungsereignissen und den Geister-Ereignissen zu unterscheiden).
  • Auf diese Weise kann die Berührungserfassungsleistung des Berührungssensors verbessert werden.
  • Die 7A-7B veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Layouts, bei denen die Berührungsknotenelektroden 708 in derselben Schicht wie die Erfassungselektroden 706 gemäß den Beispielen der Offenbarung angeordnet sind. Die Einzelheiten der 7A-7B können beispielsweise für die Implementierung der Berührungssensor-Konfigurationen der 5A-5D verwendet werden. Im Einzelnen zeigt 7A ein beispielhaftes Berührungssensor-Layout 700, bei dem die Spaltenelektroden 704 (z. B. Ansteuerelektroden) und die Reihenelektroden 706 (z. B. Erfassungselektroden) in einer Spalten- bzw. Reihenkonfiguration auf zwei verschiedenen Schichten des Berührungssensors angeordnet sind (z. B. sind die Ansteuerelektroden auf einer ersten Schicht und die Erfassungselektroden auf einer zweiten Schicht angeordnet), um Gegenkapazitäts-Berührungsknoten 726 zu bilden (symbolisch dargestellt durch gebrochene Elektroden). Im einigen Beispielen von 7A befinden sich die Berührungsknotenelektroden 708 auf derselben Schicht wie die Erfassungselektroden 706 (z. B. die zweite Schicht), und die Erfassungselektroden 704 sind oberhalb der Ansteuerelektroden 706 auf dem Berührungssensor angeordnet (z. B. sind die Erfassungselektroden 706 näher an der Berührungsfläche des Berührungssensors angeordnet, und die Ansteuerelektroden 704 sind weiter von der Berührungsfläche des Berührungssensors entfernt angeordnet). In dem beispielhaften Berührungssensor-Layout 700 können die Elektroden 708 neben den Erfassungselektroden 706 (z. B. zwischen den Erfassungselektroden 706) und auf derselben Schicht wie die Erfassungselektroden 706 angeordnet werden. In einigen Beispielen können die Elektroden 708 zwischen Paaren von gekoppelten Erfassungselektroden 706 in den Regionen 716 angeordnet werden, wie in 7A dargestellt. In einigen Beispielen können die Elektroden 708 innerhalb von Paaren von gekoppelten Erfassungselektroden 706 in den Regionen 718 angeordnet werden. In einigen Beispielen können die Elektroden 708 innerhalb des Bereichs einer einzelnen Elektrode 704 enthalten sein (z. B. können sie sich mit nur einer Elektrode 704 überlappen, wie in 7A), oder sie können mehrere Elektroden 704 überlappen (z. B. können sie eine oder mehrere Grenzen zwischen den Elektroden 704 überspannen). In dieser Konfiguration, in der die Berührungsknotenelektroden 708 innerhalb von Paaren gekoppelter Erfassungselektroden 706 angeordnet sind, können die Elektroden 708 durch eine Berührungssensorschaltung auf die gleiche Weise wie die Erfassungselektroden 706, in der sie angeordnet sind, während eines Modus der gegenseitigen Kapazität des Berührungssensors erfasst werden, sodass die Elektroden 708 während des Gegenkapazitätsmodus als Erfassungselektroden wirken können (z. B. können die Elektroden 708 und die gekoppelten Erfassungselektroden 706, in denen sie angeordnet sind, als eine einzelne Erfassungselektrode wirken). In einigen Beispielen können sich die Leiterbahnen 710 für die Elektroden 708 auf derselben Schicht und in derselben Richtung wie die Erfassungselektroden 706 befinden. In einigen Beispielen können sich die Leiterbahnen 710 für die Elektroden 708 auf einer anderen Schicht als die Erfassungselektroden 706 befinden.
  • 7B zeigt die beispielhafte Anordnung des Berührungssensors 701 aus 7A, jedoch mit in einer Reihen- bzw. Spaltenkonfiguration angeordneten Ansteuerelektroden 704 und Erfassungselektroden 706. Die verbleibenden Einzelheiten des Berührungssensors 701 in 7B können die gleichen sein wie die in 7A beschriebenen.
  • In den Beispielen, die unter Bezugnahme auf die 7A-7B beschrieben werden, können leere Bereiche zwischen den Erfassungselektroden und/oder den Berührungsknotenelektroden und den entsprechenden Leiterbahnen (z. B. leere Bereiche in der Materialschicht, in der sich die Erfassungselektroden und die Berührungsknotenelektroden und die entsprechenden Leiterbahnen befinden) Blindelektroden unterschiedlicher Größe einschließen, um die optische Einheitlichkeit des Berührungssensors zu verbessern. In einigen Beispielen können sich diese Blindelektroden in derselben Materialschicht befinden, in der sich die Erfassungselektroden und die Berührungsknotenelektroden und die entsprechenden Leiterbahnen befinden.
  • Die 8A-8C veranschaulichen beispielhaft die Schicht- und Leiterdetails der Berührungssensor-Konfigurationen dieser Offenbarung (z. B. die Berührungssensor-Konfigurationen der 5A-5D, 6A-6C, 7A-7C und/oder 10A-10E) gemäß den Beispielen der Offenbarung. Im Einzelnen veranschaulicht 8A ein beispielhaftes Berührungssensor -Layout 800 des rechten Teils eines Berührungssensors mit Erfassungselektroden 806, die in einer Reihen- bzw. Spaltenkonfiguration angeordnet sind, und Ansteuerelektroden 804 sowie Elektroden 808, die entlang des rechten Randes des Berührungssensors angeordnet sind (z. B. wie in 5B-5C beschrieben). Obwohl nicht dargestellt, können die Elektroden 808 über den gesamten Berührungssensor 800 und entlang der oberen, unteren und/oder linken Grenze des Berührungssensors angeordnet werden, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 5A-5D beschrieben. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 6A beschrieben, können die Leiterbahnen 814 zwei benachbarte Erfassungselektroden 806 zu einer einzelnen Erfassungselektrode koppeln. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen 814 zwischen den an den Grenzen angeordneten Elektroden 808 (und den entsprechenden Leiterbahnen 810) zu der/den Außenseite(n)/Region 803 des Berührungssensors herausgeführt werden, wie in 8A dargestellt. Daher können in einigen Beispielen Leiterbahnen für die Sensorelektroden 806 (z. B. Leiterbahnen 814) und Leiterbahnen für die Grenzbereichs-Berührungsknotenelektroden 808 (z. B. Leiterbahnen 810) gemeinsam im Grenzbereich 803 verlegt werden, der sich zwischen den Erfassungsknotenelektroden 808 und einer physikalischen Kante des Berührungssensors befinden kann - in einigen Beispielen können die Leiterbahnen 810 und 814 abwechselnd in diesem Grenzbereich 803 angeordnet werden (z. B. Erfassungselektrodenleiterbahn, Berührungsknotenelektrodenleiterbahn, Erfassungselektrodenleiterbahn, Berührungsknotenelektrodenleiterbahn usw.). In einigen Beispielen können die Elektroden 808 und die Erfassungselektroden 806 auf derselben Schicht (z. B. einer ersten Schicht) und die Ansteuerelektroden 804 auf einer anderen Schicht (z. B. einer zweiten, von der ersten Schicht abweichenden Schicht) angeordnet sein. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen 814 für die Erfassungselektroden 806 und die Leiterbahnen 810 für die Elektroden 808 auf derselben Schicht angeordnet sein. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen 814 für die Erfassungselektroden 806 und die Leiterbahnen 810 für die Elektroden 808 auf verschiedenen Schichten angeordnet werden (z. B. Leiterbahnen 810 auf einer ersten Schicht und Leiterbahnen 814 auf einer zweiten Schicht, die von der ersten Schicht abweicht).
  • 8B veranschaulicht einen Querschnitt durch die beispielhafte Konfiguration des Berührungssensors 800 aus 8A entlang der Linie A-A'. In dieser Konfiguration können Ansteuerelektroden 804 auf einer ersten Seite (z. B. einer Unterseite) des Substrats 805 (z. B. Glas, Kunststoff usw.) in einer ersten Schicht und Erfassungselektroden 806 geordnet (z. B. angeordnet) werden und Elektroden 808 können auf einer zweiten Seite des Substrats 805 (z. B. der gegenüberliegenden oder oberen Seite) in einer zweiten, von der ersten Schicht abweichenden Schicht geordnet (z. B. angeordnet) werden. In einigen Beispielen können sowohl die Ansteuerelektroden 804 und ihre entsprechenden Leiterbahnen 828 auf einer ersten Seite des Substrats 805 (z. B. der ersten Schicht) als auch die Erfassungselektroden 806 geordnet (z. B. angeordnet) werden und ihre entsprechenden Leiterbahnen 814 können auf einer zweiten Seite (z. B. der gegenüberliegenden Seite) des Substrats 805 (z. B. einer zweiten, von der ersten Schicht abweichenden Schicht) geordnet (z. B. angeordnet) werden. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen 814 und 828 so angeordnet werden, dass sie sich nicht direkt überlappen (z. B. so, dass sich die Leiterbahnen 814 nicht unmittelbar über oder unter den Leiterbahnen 828 befinden), um eine parasitäre Kopplung zwischen den beiden Leiterbahnsätzen zu vermeiden. Da die Leiterbahnen 814 und 828 so angeordnet werden können, dass sie sich nicht direkt überlappen, können auf der ersten Seite des Substrats 805 (z. B. in der ersten Schicht) unter und/oder über den Leiterbahnen 814 Lücken 830 und auf der zweiten Seite (z. B. auf der gegenüberliegenden Seite) des Substrats 805 (z. B. in der zweiten Lage) Lücken 832 über und/oder unter den Leiterbahnen 828 gebildet werden. In einigen Beispielen können Leiterbahnen 810 für Eigenkapazitätselektroden 808 entlang der Lücken 830 der ersten Seite des Substrats 805 (z. B. dieselbe Seite des Substrats 805 wie die Ansteuerelektroden 804 und die entsprechenden Leiterbahnen 828) geführt werden, (z. B. die erste Schicht) und/oder Lücken 832 der zweiten Seite, die in 8B nicht gezeigt sind (z. B. dieselbe Seite des Substrats 805 wie die Erfassungselektroden 806 und die entsprechenden Leiterbahnen 814) (z. B. die zweite Schicht). In einigen Beispielen können Blindleiterbahnen (z. B. an Masse, eine Referenzspannung oder eine andere feste Quelle gebundene Leiterbahnen) entlang der Lücke 830 und/oder 832 angeordnet werden, um eine Abschirmung zu bewirken (z. B. um auch die Übersprechkopplung von geerdeten Objekten (z. B. Finger oder der Griff der Vorrichtung einschließlich des Berührungssensors) zu reduzieren, die sonst einen Ausgleichsmechanismus erforderlich machen könnte).
  • 8C veranschaulicht eine beispielhafte Berührungssensor-Konfiguration 801 mit den Elektroden 808 entlang der rechten Grenze eines Berührungssensors dieser Offenbarung (z. B. dieselbe rechte Grenze wie in 8A). In einigen Beispielen kann es vorteilhaft sein, die Leiterbahnen 810 der Berührungsknotenelektroden 808 von potenziellen Rauschquellen zu isolieren oder abzuschirmen (z. B. weil Eigenkapazitätsmessungen empfindlicher auf Rauschen reagieren können als Gegenkapazitätsmessungen). Daher können in der Konfiguration 801 von 8C die Leiterbahnen 814 für die Erfassungselektroden 806 (nicht gezeigt) getrennt von den Leiterbahnen 810 für die Berührungsknotenelektroden 808 (z. B. in verschiedenen Regionen des Berührungssensors) zur Berührungserfassungsschaltung geführt werden, wodurch die potentielle kapazitive Kopplung zwischen den Leiterbahnen 814 und den Leiterbahnen 810 reduziert wird. Zum Beispiel können Leiterbahnen 814 für die Erfassungselektroden 806 zu einer Berührungserfassungsschaltung in der Region 807 zwischen den Ansteuer-/Erfassungselektroden und den angrenzenden Berührungsknotenelektroden 808 geführt werden, und Leiterbahnen 810 für die Berührungsknotenelektroden 808 können zu einer Berührungserfassungsschaltung in der Region 803 geführt werden, die sich außerhalb der Berührungsknotenelektroden 808 befindet, wie in 8C dargestellt. In einigen Beispielen können die Elektroden 808 und die entsprechenden Leiterbahnen 810 auf einer ersten Schicht angeordnet werden (z. B. auf derselben Schicht wie die Ansteuerelektroden 804 (nicht gezeigt)).
  • Zur weiteren Abschirmung der Leiterbahnen 810 kann in einigen Beispielen der Berührungssensor die Abschirmung 826 über (z. B. näher an der Berührungsfläche des Berührungssensors) den Leiterbahnen 810 angeordnet werden, d. h. die Abschirmung 826 kann über dem Bereich 803 des Berührungssensors angeordnet werden (z. B. kann der Bereich 803 in einem Bereich der Abschirmung 826 enthalten sein). Die Abschirmung 826 kann eine Platte oder Folie aus leitfähigem Material wie ITO sein, die elektrisch an eine Referenzspannungsquelle (z. B. Wechselstrom oder Gleichstrom) oder Masse gekoppelt werden kann - in einigen Beispielen kann die Abschirmung 826 mit demselben Spannungssignal betrieben werden, mit dem die Berührungsknotenelektroden 808 während des Eigenkapazitätsbetriebs betrieben werden, sodass die kapazitive Kopplung zwischen den Berührungsknotenelektroden 808, den Leiterbahnen 810 und der Abschirmung 826 minimiert werden kann. Die Abschirmung kann auf der zweiten Schicht angeordnet werden (z. B. kann die Abschirmung auf derselben Schicht wie die Erfassungselektroden 806 (nicht gezeigt) gebildet werden), oder auf einer beliebigen Schicht des Berührungssensors, die nicht die Schicht ist, auf der die Berührungsknotenelektroden 808 angeordnet sind. In einigen Beispielen kann die Abschirmung 826 in denselben Lagen wie die Elektroden 808 Lücken 834 aufweisen, wobei die Lücken kleiner (z. B. etwas kleiner) als die Größe der Elektroden 808 sind, um eine wirksame Abschirmung der Leiterbahnen 810 zu gewährleisten, während die Elektroden 808 sich an einen Finger und/oder ein Objekt in der Nähe oder auf dem Berührungssensor koppeln und diesen bzw. dieses erfassen können. In einigen Beispielen kann die Abschirmung 826 Bereiche abdecken, in denen der Berührungssensor kein leitfähiges Material einschließt (z. B. Elektroden, Leiterbahnen, Abschirmungen usw.), und zwar auf jeder Schicht oder in jedem Bereich des Berührungssensors, um die optische Einheitlichkeit zu gewährleisten. Die Abschirmung 826 kann zum Beispiel Lücken oder Positionen 512 abdecken, die in den Berührungserfassung-Konfigurationen der 5A-5D keine Berührungsknotenelektroden 508 einschließen. Dadurch können Bereiche des Berührungssensors reduziert werden, die kein leitfähiges Material einschließen, das für den Benutzer sichtbar sein kann.
  • Die 9A-B veranschaulichen beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen, bei denen der Berührungssensor dieser Offenbarung kann in Regionen (z. B. Quadranten) unterteilt werden, gemäß den Beispielen der Offenbarung. Im Beispiel von 9A kann der Berührungssensor 900 (symbolisch dargestellt durch gebrochene Elektroden) in die Quadranten 940-a, 940-b, 940-c und 940-d unterteilt werden, wobei jeder Quadrant separate Erfassungselektroden 904 und/oder Ansteuerelektroden 906 aufweisen kann. Durch die Unterteilung können die Erfassungselektroden 904 und/oder die Ansteuerelektroden 906 um die Hälfte verkürzt werden, sodass der Widerstand entlang jeder Elektrode halbiert werden kann, wodurch die Auswirkungen des Elektrodenwiderstands auf die Berührungserfassung reduziert werden. Die Berührungsknotenelektroden 908, die im Inneren der Quadranten 940-a, 940-b, 940-c und 940-d von 9A angeordnet sind, können jeweils eine oder mehrere der Eigenschaften aufweisen, die unter Bezugnahme auf die 5A-7B und/oder 10A-10E beschrieben werden. Zum Beispiel können die Berührungsknotenelektroden 908 in jedem dieser Quadranten oder Regionen wie unter Bezugnahme auf die Berührungsknotenelektroden in 5A-7B und/oder 10A-10E beschrieben (z. B. entlang einer oder mehrerer Seiten und/oder verteilt innerhalb des Quadranten) angeordnet oder verteilt werden. In einigen Beispielen können die Leiterbahnen der Elektroden 908 in Richtung der Grenze(n) jedes Quadranten herausgeführt werden, wodurch die Längen dieser Leiterbahnen verkürzt werden und größere und/oder gleich große Elektroden 908 möglich sind, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 9B näher erläutert wird. Mit dieser Konfiguration kann der Berührungssensor Berührungs- oder Näherungsereignisse in jedem beliebigen Quadranten oder Bereich oder jeder Kombination von Quadranten oder Bereichen erkennen, ohne dass Berührungs- oder Näherungsereignisse in allen Quadranten oder Bereichen erkannt werden. Ein Benutzer kann zum Beispiel mit der Unterseite auf seiner Hand oder der Handfläche auf einem Quadranten (z. B. Quadrant 940-c) aufliegen, während er absichtlich einen anderen Quadranten berührt (z. B. mit einem Bedienstift den Quadranten 940-a), wobei er ein oder mehrere beabsichtigte Berührungsereignisse (z. B. die Berührungsereignisse des Bedienstifts) und ein oder mehrere unbeabsichtigte Berührungsereignisse (z. B. die Berührungsknotene zwischen der ruhenden Hand und dem Berührungssensor) erzeugt. In diesem Beispiel kann der Berührungssensor die Berührungsereignisse im Quadranten 940-c ignorieren und die beabsichtigten Berührungsereignisse im Quadranten 940-a erkennen (z. B. Fokus auf den Quadranten 940-a). Die Unterteilung des Berührungssensors 900 in Quadranten kann auch die Anzahl der Geister-Berührungs- oder -näherungsereignisse reduzieren, die von bestimmten Berührungserfassungsschaltungen erkannt werden (z. B. durch die Zuordnung jedes Quadranten zu verschiedenen Erfassungsschaltungen), wie vorstehend beschrieben. Darüber hinaus kann die Unterteilung des Berührungssensors 900 in Quadranten auch die Überlastung der Leiterbahnen reduzieren (z. B. die Anzahl der Leiterbahnen entlang eines bestimmten Bereichs zwischen den Elektroden und der Erfassungsschaltung), da die Leiterbahnen für die Elektroden in einer bestimmten Unterteilung in andere Richtungen (z. B. entlang anderer Pfade oder Bereiche des Berührungssensors) als die Elektroden aus anderen Quadranten geführt werden können, wodurch auch die maximale Fläche, die von den Leiterbahnen in einer bestimmten Reihe des Berührungssensors belegt wird, reduziert wird. Obwohl die Berührungssensorvorrichtung von 9A in Quadranten unterteilt ist, fällt die Unterteilung in eine andere Anzahl von Unterteilungen und/oder Konfigurationen ebenfalls in den Schutzumfang dieser Offenbarung, vorausgesetzt, dass jede Unterteilung mindestens eine Kante der Vorrichtung einschließt, um über Leiterbahnen die Erfassungselektroden, Ansteuerelektroden und Berührungsknotenelektroden mit der Berührungserfassungsschaltung zu verbinden. In einigen Beispielen kann jede Unterteilung ihre eigene dedizierte oder entsprechende berührungsempfindliche Schaltung aufweisen.
  • 9B veranschaulicht eine vergrößerte Ansicht einer beispielhaften Reihe, die Ansteuerelektroden 904, Erfassungselektroden 906 und Berührungsknotenelektroden 908-A-908-D aus den Quadranten 940-a und 940-b von 9A enthält (die Unterteilung zwischen den Quadranten wird symbolisch durch gebrochene Elektroden veranschaulicht). Insbesondere die Quadranten 940-a und 940-b veranschaulichen beispielhaft die in einer Reihen- bzw. Spaltenkonfiguration angeordneten Ansteuerelektroden 904 und Erfassungselektroden 906, wobei die Elektroden 908A-908D zwischen den Ansteuerelektroden 904 und den Erfassungselektroden 906 angeordnet sind (z. B. die Elektroden 908-A und 908-B im Quadranten 940-a und die Elektroden 908-C und 908-D im Quadranten 940-b). In einigen Beispielen können die Elektroden 908, die sich näher an der Unterteilung zwischen den Quadranten 940a und 940b befinden (z. B. die Elektroden 908-B und 908-C), im Wesentlichen die gleiche Fläche aufweisen wie die Elektroden 908, die weiter von der Unterteilung entfernt sind (und optional näher an den Grenzen des Berührungssensors und/oder der Berührungserfassungsschaltung) (z. B. die Elektroden 908-A und 908-D), wie in 9B veranschaulicht. Die Größe (z. B. Fläche) der Elektroden 908 kann so gewählt werden, dass die Leiterbahnen für die näher an der Unterteilung liegenden Elektroden 908 (z. B. Leiterbahnen 910-B und 910-C) um die weiter von der Unterteilung entfernten Elektroden 908 (z. B. Elektroden 908-A und 908-D) und die entsprechenden Leiterbahnen (z. B. Leiterbahnen 910-A und 910-D) herum (z. B. über oder unter der Unterteilung) und von diesen elektrisch isoliert verlegt werden können. In einigen Beispielen kann die Verwendung von Elektroden 908 von im Wesentlichen gleicher Größe zu konsistenten Berührungserfassungs-Eigenschaften von einer Elektrode zur nächsten führen.
  • In einigen Beispielen können die Elektroden 908, die sich näher an der Unterteilung zwischen den Quadranten 940a und 940b befinden (z. B. die Elektroden 908-B und 908-C), eine größere Fläche aufweisen als die Elektroden 908, die weiter von der Unterteilung entfernt sind (und optional näher an den Grenzen des Berührungssensors und/oder der Berührungserfassungsschaltung) (z. B, Elektroden 908-A und 908-D), sodass die Leiterbahnen für die näher an der Unterteilung befindlichen Elektroden 908 (z. B. Leiterbahnen 910-B und 910-C) um die weiter von der Unterteilung entfernten Elektroden 908 (z. B. Elektroden 908-A und 908-D) und deren entsprechende Leiterbahnen (z. B. Leiterbahnen 910-A und 910-D) herumgeführt und elektrisch isoliert werden können. Diese Konfiguration kann es ermöglichen, größere Elektroden 908 in Lücken oder Positionen 912 über den gesamten Berührungssensor zu verteilen. In einigen Beispielen können die Elektroden 908-A bis 908-D innerhalb elektronisch isolierter Bereiche der Ansteuerelektroden 904 (z. B. Lücken oder ausgehöhlte Bereiche) so angeordnet werden, dass die Elektroden 908-A-908-D und die Leiterbahnen 910-A-910-D während eines Gegenkapazitätsmodus des Berührungssensors durch dasselbe Signal angesteuert werden können, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 6A-6C beschrieben. Es ist zu beachten, dass die hierin beschriebenen Elektroden 908 (z. B. unter Bezugnahme auf die 5A-9A und/oder 10A-10E) und ihre entsprechenden Leiterbahnen in der beschriebenen Weise unter Bezugnahme auf den Quadranten 940-a und/oder 940-b angeordnet werden können (z. B. so, dass die Elektroden 908, die elektrisch weiter von der Berührungserfassungsschaltung entfernt sind (z. B. wegen längerer Leiterbahnen), größer sind als die Elektroden 908, die sich elektrisch näher an der Berührungserfassungsschaltung befinden (z. B. wegen kürzerer Leiterbahnen)). Zum Beispiel können die Elektroden 608 und die Leiterbahnen 610 in 6B so angeordnet werden, dass die näher an der Berührungserfassungsschaltung liegenden Elektroden 608 entlang derselben Ansteuerelektrode 604 kleiner sind als die weiter von der Berührungserfassungsschaltung entfernten Elektroden 608 (z. B. können die Leiterbahnen 610 um die anderen, näher an der Berührungserfassungsschaltung liegenden Eigenkapazitätselektroden entlang derselben Ansteuerelektrode geführt werden). In anderen Beispielen können die Elektroden 608 im Wesentlichen die gleiche Größe aufweisen (z. B. im Wesentlichen die gleiche Fläche). Die 10A-10E veranschaulichen zusätzliche beispielhafte Berührungssensor-Konfigurationen gemäß Beispielen der Offenbarung. Zum Beispiel können die Beispiele der 5A-5D mit den Konfigurationen der 10A-10E implementiert werden. 10A veranschaulicht eine vertikale (z. B. entlang der Y-Achse) Querschnittsansicht des Berührungssensors 1000 gemäß Beispielen der Offenbarung. Im Einzelnen zeigt 10A Berührungselektroden 1004, die auf einer ersten Schicht (z. B. L1) angeordnet sind, Berührungselektroden 1008, die auf einer zweiten Schicht (z. B. L2) über der ersten Schicht angeordnet sind, und Berührungselektroden 1006A und Blindelektroden 1006B, die auf einer dritten Schicht (z. B. L3) über der ersten und zweiten Schicht angeordnet sind. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 den Berührungselektroden 504 in 5A-5D, die Berührungselektroden 1006A den Berührungselektroden 506 in 5A-5D und die Berührungselektroden 1008 den Berührungselektroden 508 in 5A-5D entsprechen. Es versteht sich, dass die einzelnen Schichten (z. B. L1-L3) optional nicht elektrisch miteinander gekoppelt sind (z. B. können Luft und/oder nichtleitendes Material, wie z. B. Dielektrikum, die Bereiche zwischen den Schichten und/oder zwischen den Berührungselektroden ausfüllen). In einigen Beispielen kann der Berührungssensor 1000 außerdem eine Abdeckung (z. B. eine Glasabdeckung in einer Touchscreen-Konfiguration) (nicht gezeigt) enthalten, die über der Schicht drei (z. B. L3) angeordnet ist und aus Glas, Acryl, Saphir oder ähnlichem gebildet werden kann. In einigen Beispielen kann eine leitfähige Platte (z. B. ITO) unter der ersten Schicht angeordnet werden (z. B. unter L1, gegenüber L2). In einigen Beispielen kann diese leitfähige Platte als eine Schutzschicht betrieben werden (z. B. kann sie aktiv an einer Referenzspannung (z. B. Wechselstrom oder Gleichstrom) betrieben werden oder an Masse oder eine andere feste Spannungsquelle gekoppelt werden), um das an die Berührungselektroden 1004, 1006A und 1008 gekoppelte Rauschen (z. B. falsch positive oder parasitäre Kopplung) während der Berührungserfassung zu reduzieren, wie unter Bezugnahme auf 5D beschrieben. Beispielhafte Details der Berührungselektroden 1004, 1006A und 1008 und der Blindelektroden 1006B werden unter Bezugnahme auf 10B-10E beschrieben.
  • 10B veranschaulicht eine Draufsicht des Berührungssensors 1000 gemäß Beispielen der Offenbarung. Im Einzelnen zeigt der Berührungssensor 1000 Berührungselektroden 1004, die in einer vertikalen oder Säulenkonfiguration auf einer ersten Schicht angeordnet sind (z. B. L1 wie in 10A), Berührungselektroden 1008, die auf einer zweiten Schicht angeordnet sind (z. B. L2 wie in 10B), und Berührungselektroden 1006A und Blindelektroden 1006B, die auf einer dritten Schicht angeordnet sind (z. B. L3). Wie in 10B gezeigt, können die Berührungselektroden 1004 mit relativ hohen Seitenverhältnissen verlängert werden (z. B. eine größere Höhe als Breite oder umgekehrt). Ebenso können die Berührungselektroden 1006A auch mit relativ hohen Seitenverhältnissen verlängert werden (z. B. jeweils eine größere Höhe als Breite oder umgekehrt). In einigen Beispielen kann jede Berührungselektrode 1006A ein Muster aus leitfähigem Material umfassen. Zum Beispiel kann jede Berührungselektrode 1006A aus drei horizontalen Reihen aus leitfähigem Material (z. B. ITO) gebildet sein, die durch zwei vertikale Spalten aus demselben leitfähigen Material an den Enden verbunden sind, wie in 10B dargestellt. Diese Konfiguration bildet mindestens zwei Lücken zwischen den drei horizontalen Reihen und zwei Spalten aus leitfähigem Material, die die Berührungselektrode 1006A bilden, wie in 10B gezeigt. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 als Ansteuerelektroden und die Berührungselektroden 1006A als Sensorelektroden (und umgekehrt) für die Gegenkapazitäts- Berührungserfassung betrieben werden (z. B., wie vorstehend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben). In einigen Beispielen können die Elektroden 1006B Blindelektroden sein (z. B. mit der Erde verbunden oder gleitend gelassen), um die optische Gleichmäßigkeit des Berührungssensors 1000 zu gewährleisten.
  • In einigen Beispielen können die Elektroden 1006B ein niedriges Seitenverhältnis aufweisen (z. B. 1:x, wobei x weniger als 4, weniger als 5, vorzugsweise weniger als 1,5 beträgt; niedriger als die Seitenverhältnisse der Elektroden 1004 und 1006A) und können in Bereichen angeordnet werden, die nicht von den Berührungselektroden 1006A auf der dritten Schicht bedeckt sind, einschließlich innerhalb von Lücken innerhalb oder zwischen den Berührungselektroden 1006 (z. B. wie in 10B gezeigt). In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1008 auch niedrige Seitenverhältnisse aufweisen (z. B. 1:x, wobei x weniger als 4, weniger als 5, vorzugsweise weniger als 1,5 beträgt; niedriger als die Seitenverhältnisse der Elektroden 1004 und 1006A) und können zwischen den Berührungselektroden 1004 und 1006A in der zweiten Schicht des Berührungssensors 1000 angeordnet werden, wie in 10B gezeigt. Es versteht sich, dass die Berührungselektroden 1008 zwar optional direkt über den Berührungselektroden 1004 in 10B angeordnet werden können (z. B. überlappen sich Berührungselektroden 1008 mit Berührungselektroden 1004), die Berührungselektroden 1008 aber auch zwischen den Berührungselektroden 1004 (oder teilweise dazwischen und teilweise darüber) angeordnet werden können. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 Lücken in Bereichen einschließen, in denen die Berührungselektroden 1008 sonst die Berührungselektroden 1004 überlappen würden, um diese Überlappung zwischen den Elektroden zu verringern. In einigen Beispielen können Leiterbahnen 1010 für die Berührungselektroden 1008 (z. B. Leiterbahnen zur Kopplung der Berührungselektroden 1008 an die Sensorschaltung) auf der zweiten Lage angeordnet werden und sich von der Mitte des Berührungssensors 1000 in Richtung des Umfangs des Berührungssensors 1000 erstrecken, wie in 10B gezeigt (z. B. zu den Seiten hin). In einigen Beispielen kann das Seitenverhältnis jeder Berührungselektrode 1008 gleich oder im Wesentlichen gleich sein (z. B. relativ niedriges Seitenverhältnis; kleiner als die Seitenverhältnisse der Elektroden 1004 und 1006A). In anderen Beispielen können die Seitenverhältnisse der Berührungselektroden 1008 variieren (z. B. können die Abmessungen zwischen den Elektroden variieren). Zum Beispiel können die Berührungselektroden 1008, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors 1000 befinden, größere Oberflächenbereiche aufweisen als die Berührungselektroden 1008, die sich näher am Umfang des Berührungssensors 1000 befinden, wie in 10B dargestellt. Auf diese Weise können die Leiterbahnen 1010 der Berührungselektroden 1008, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors 1000 befinden, um die Berührungselektroden 1008 geführt werden, die sich näher am Umfang des Berührungssensors 1000 befinden, wie in 10B dargestellt. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1008 als Eigenkapazitätselektroden für die Eigenkapazitäts-Berührungserfassung betrieben werden (z. B., wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben). Im Beispiel von 10B können die Berührungselektroden 1008 durchgehende Metallplatten ohne Zwischenräume oder interne Muster sein, und die Berührungselektroden 1008 können räumlich in einer einzelnen horizontalen Elektrode 1006A und/oder Spaltenelektrode 1004 enthalten sein (erstreckt sich z. B. nicht über mehrere Reihenelektroden 1006A und/oder Spaltenelektroden 1004).
  • 10C veranschaulicht einen weiteren beispielhaften Berührungssensor 1001 mit Berührungselektroden 1004, 1006A, 1008, Blindelektroden 1006B und Leiterbahnen 1010. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004, 1006A und die Blindelektroden 1006B sowie die Leiterbahnen 1010, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 10A-10B beschrieben, dimensioniert und positioniert werden. Die Berührungselektroden 1008 im Berührungssensor 1001 können jedoch Bereiche überspannen, die sich mit mehreren Berührungselektroden 1004 und/oder 1006A überlappen, wie in 10C gezeigt. Beispielsweise können die Berührungselektroden 1008 auf der zweiten Schicht angeordnet werden (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf 10A beschrieben) und können jeweils die ganze oder einen Teil der Breite von zwei Berührungselektroden 1004 und/oder die ganze oder einen Teil der Höhe von zwei Berührungselektroden 1006A überlappen. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 Lücken in Bereichen einschließen, in denen die Berührungselektroden 1008 sonst die Berührungselektroden 1004 überlappen würden, um diese Überlappung zwischen den Elektroden zu verringern. In einigen Beispielen kann das Seitenverhältnis jeder Berührungselektrode 1008 gleich oder im Wesentlichen gleich sein (z. B. relativ niedriges Seitenverhältnis; kleiner als die Seitenverhältnisse der Elektroden 1004 und 1006A). In anderen Beispielen können die Seitenverhältnisse der Berührungselektroden 1008 variieren (z. B. können die Abmessungen zwischen den Elektroden variieren). Beispielsweise können die Berührungselektroden 1008, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors 1001 befinden, größere Oberflächenbereiche aufweisen als die Berührungselektroden 1008, die sich näher am Umfang des Berührungssensors 1001 befinden, wie in 10C dargestellt. Auf diese Weise können die Leiterbahnen 1010 der Berührungselektroden 1008, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors 1001 befinden, um die Berührungselektroden 1008 geführt werden, die sich näher am Umfang des Berührungssensors 1001 befinden, wie in 10C dargestellt. In einigen Beispielen können zwei oder mehr Berührungselektroden 1008 elektrisch miteinander gekoppelt werden und eine einzige Leiterbahn 1010 aufweisen, die sie an die Sensorschaltung koppelt. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1008 als Eigenkapazitätselektroden für die Eigenkapazitäts-Berührungserfassung betrieben werden (z. B., wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben). Im Beispiel von 10C können die Berührungselektroden 1008 durchgehende Metallplatten ohne Zwischenräume oder interne Muster sein, und die Berührungselektroden 1008 können räumlich in einer einzelnen horizontalen Elektrode 1006A und/oder Spaltenelektrode 1004 enthalten sein (erstreckt sich z. B. nicht über mehrere Reihenelektroden 1006A und/oder Spaltenelektroden 1004).
  • In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1008 gemustert werden, um die Überlappung zwischen den Berührungselektroden 1008 und den Berührungselektroden 1004 und/oder den Berührungselektroden 1006A zu reduzieren. 10D veranschaulicht einen weiteren beispielhaften Berührungssensor 1002 mit Berührungselektroden 1004, 1006A, 1008, Blindelektroden 1006B und Leiterbahnen 1010. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 und 1006A und die Blindelektroden 1006B, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 10A-10C beschrieben, dimensioniert und positioniert werden. Die Berührungselektroden 1008 im Berührungssensor 1002 können jedoch ein Muster von Gittern aus leitfähigem Material (z. B. einem spärlichen Gitter) einschließen, das eine oder mehrere Lücken 1013 einschließt (z. B. kann jede Berührungselektrode 1008 ein gitterartiges Muster aufweisen). Auf diese Weise kann die Überlappung zwischen den Berührungselektroden 1008 und den Berührungselektroden 1004 und 1006A sowie den Blindelektroden 1006B reduziert werden. In einigen Beispielen kann die eine oder die Lücken 1013, die von den Gittern aus leitfähigem Material gebildet werden, eine rechteckige (wie gezeigt), quadratische, dreieckige oder jede andere Form aufweisen. In einigen Beispielen können sich die Berührungselektroden 1008 über Bereiche erstrecken, die sich mit mehreren Berührungselektroden 1004 und/oder 1006A überlappen, wie in 10D gezeigt. Beispielsweise können die Berührungselektroden 1008 auf der zweiten Schicht angeordnet werden (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf 10A beschrieben) und können jeweils die ganze oder einen Teil der Breite von zwei Berührungselektroden 1004 und/oder die ganze oder einen Teil der Höhe von zwei Berührungselektroden 1006A überlappen. Im Beispiel von 10D können die Berührungselektroden 1008 räumlich in einer einzelnen horizontalen Elektrode 1006A und/oder Spaltenelektrode 1004 enthalten sein (erstreckt sich z. B. nicht über mehrere Reihenelektroden 1006A und/oder Spaltenelektroden 1004). In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 Lücken in Bereichen einschließen, in denen Gitter von Berührungselektroden 1008 sonst die Berührungselektroden 1004 überlappen würden, um diese Überlappung zwischen den Elektroden zu verringern.
  • In einigen Beispielen kann das Seitenverhältnis jeder Berührungselektrode 1008 gleich oder im Wesentlichen gleich sein (z. B. relativ niedriges Seitenverhältnis; kleiner als die Seitenverhältnisse der Elektroden 1004 und 1006A). Zum Beispiel können die Berührungselektroden innerhalb der zweiten Schicht versetzt angeordnet werden (z. B. wie in 10D). Auf diese Weise können Leiterbahnen 1010 der Berührungselektroden 1008, die näher an der Mitte des Berührungssensors 1002 liegen, um die Berührungselektroden 1008 herumgeführt werden, die näher am Umfang des Berührungssensors 1002 liegen, ohne dass die näher am Umfang des Berührungssensors 1002 liegenden Berührungselektroden 1008 kleiner sein müssen als die näher an der Mitte des Berührungssensors 1002 liegenden Berührungselektroden 1008, wie in 10D gezeigt. In anderen Beispielen können die Seitenverhältnisse der Berührungselektroden 1008 variieren (z. B. können die Abmessungen zwischen den Elektroden variieren). Zum Beispiel können die Berührungselektroden 1008, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors 1002 befinden, größere Oberflächenbereiche haben als die Berührungselektroden 1008, die sich näher am Umfang des Berührungssensors 1002 befinden ob die Berührungselektroden 1008 versetzt angeordnet sind oder nicht. Auf diese Weise können die Leiterbahnen 1010 der Berührungselektroden 1008, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors 1002 befinden, um die Berührungselektroden 1008 herumgeführt werden, die sich näher am Umfang des Berührungssensors 1002 befinden (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 10B-10C beschrieben). In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1008 als Eigenkapazitätselektroden für die Eigenkapazitäts-Berührungserfassung betrieben werden (z. B., wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben).
  • 10E veranschaulicht einen weiteren beispielhaften Berührungssensor 1003 mit Berührungselektroden 1004, 1006A, Blindelektroden 1006B und Leiterbahnen 1010, bei dem die Berührungselektroden 1008 aus zwei oder mehr Gitterabschnitten mit ersten Breiten und ersten Höhen bestehen können, die elektrisch mit Gitterabschnitten zweiter Breiten, die kleiner als die ersten Breiten sind, und/oder zweiten Höhen, die kleiner als die ersten Höhen sind, elektrisch verbunden werden können, um die Überlappung zwischen den Berührungselektroden 1008 und den Elektroden 1004 und/oder den Elektroden 1006A weiter zu reduzieren. Zum Beispiel können die Gitterabschnitte 1008A-1008D im Berührungssensor 1003 ein Muster von Gittern aus leitfähigem Material (z. B. spärliche Gitter) umfassen, das eine oder mehrere Lücken 1013 einschließt (z. B. kann jeder der Gitterabschnitte 1008A-1008D ein gitterartiges Muster aufweisen) und durch Leiterbahnen oder Verbindungsbrücken 1015 elektrisch miteinander gekoppelt werden können, um eine Berührungselektrode 1008 zu bilden. In einigen Beispielen kann die eine oder die Lücken 1013, die von den Gittern aus leitfähigem Material gebildet werden, eine rechteckige (wie gezeigt), quadratische, dreieckige oder jede andere Form aufweisen. In einigen Beispielen können die Brücken 1015 eine Breite aufweisen, die kleiner ist als die Breite der Teile, aus denen die Gitterteile der Elektroden 1008 bestehen. In einigen Beispielen können Brücken 1015 in Bereichen zwischen den Elektroden 1004 (z. B. die Verbindung zweier Gitterteile, die in den Bereichen zweier unterschiedlicher Elektroden 1004 enthalten sind) und/oder in Bereichen, die eine äußere Grenze der Elektroden 1006A überqueren (z. B. die Verbindung zweier Gitterteile, die sich mit zwei unterschiedlichen Elektroden 1006A überlappen), angeordnet sein. In einigen Beispielen können die Gitter aus leitfähigem Material im Berührungssensor 1003 von 10E dicker sein als die Gitter aus leitfähigem Material im Berührungssensor 1002 von 10D. In einigen Beispielen können die Gitter aus leitfähigem Material im Berührungssensor 1003 von 10E gleich oder dünner sein als die Gitter aus leitfähigem Material im Berührungssensor 1002 von 10D. In einigen Beispielen können die Gitterabschnitte 1008A-1008D unterschiedliche Breiten und/oder Höhen innerhalb des Berührungssensors 1003 aufweisen (z. B. können die Gitterabschnitte 1008A-1008D unterschiedliche Seitenverhältnisse aufweisen). In einigen Beispielen sind die Gitterabschnitte 1008A-1008D direkt über den Berührungselektroden 1004 angeordnet (z. B. jeder der Gitterabschnitte 1008A-1008D überlappt sich mit den Berührungselektroden 1004), wie in 10E gezeigt. In einigen Beispielen können die Gitterabschnitte 1008A-1008D zwischen (oder teilweise zwischen und teilweise über) den Berührungselektroden 1004 angeordnet werden. In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004 Lücken in Bereichen einschließen, in denen ein oder mehrere Gitterabschnitte 1008A-1008D sonst die Berührungselektroden 1004 überlappen würden, um diese Überlappung zwischen den Elektroden zu verringern. In einigen Beispielen können sich ein oder mehrere der Gitterabschnitte 1008A-1008D über Bereiche erstrecken, die sich mit mehreren Berührungselektroden 1004 und/oder 1006A überlappen. In einigen Beispielen können sich die Berührungselektroden, die durch Koppeln von Gitterabschnitten 1008A-1008D gebildet werden, über Bereiche erstrecken, die sich mit mehreren Berührungselektroden 1004 und/oder 1006A überlappen. Zum Beispiel kann die Berührungselektrode, die durch Koppeln von Gitterabschnitten 1008A-1008D gebildet wird, die ganze oder einen Teil der Breite von zwei Berührungselektroden 1004 und/oder die ganze oder einen Teil der Höhe von zwei Berührungselektroden 1006A überlappen (z. B., wie in 10E gezeigt).
  • In einigen Beispielen kann die Gesamtelektrodenfläche der gekoppelten Gitterabschnitte von einer Gruppe gekoppelter Gitterabschnitte zu einer anderen Gruppe gekoppelter Gitterabschnitte im Wesentlichen gleich sein (z. B. innerhalb von 5 %, 10 %, 15 % voneinander), auch wenn in einigen Beispielen die Größen/Platzierung dieser Gitterabschnitte in den Gruppen von Gitterabschnitten unterschiedlich sein kann (z. B, wie in 10E gezeigt, wo einige Gruppen von Gitterabschnitten kleinere Gitterabschnitte in ihren oberen Abschnitten und größere Gitterabschnitte in ihren unteren Abschnitten aufweisen, und andere Gruppen von Gitterabschnitten größere Gitterabschnitte in ihren oberen Abschnitten und kleinere Gitterabschnitte in ihren unteren Abschnitten aufweisen). In einigen Beispielen kann jede der Berührungselektroden, die durch das Koppeln der Gitterabschnitte 1008A-1008D gebildet werden, innerhalb der zweiten Schicht versetzt angeordnet werden (z. B. wie in 10E). In einigen Beispielen können Berührungselektroden, die durch das Koppeln der Gitterabschnitte 1008A-1008D gebildet werden, als Eigenkapazitätselektroden für die Eigenkapazitäts-Berührungserfassung betrieben werden (z. B. wie vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben). In einigen Beispielen können die Berührungselektroden 1004, 1006A, die Blindelektroden 1006B sowie die Leiterbahnen 1010, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 10A-10D beschrieben, dimensioniert und positioniert werden. Im Beispiel von 10E können die eine oder die mehreren Berührungselektroden 1008A-1008D räumlich in einer einzelnen horizontalen Elektrode 1006A und/oder Spaltenelektrode 1004 enthalten sein (erstreckt sich z. B. nicht über mehrere Reihenelektroden 1006A und/oder Spaltenelektroden 1004).
  • Daher bieten die Beispiele der Offenbarung verschiedene Berührungssensor-Konfigurationen, die Berührungselektroden einschließen, die in Konfigurationen mit Eigenkapazität und Gegenkapazität arbeiten, wodurch die Berührungserfassungsleistung des Systems verbessert und gleichzeitig die Anzahl der Elektroden und der entsprechenden Leiterbahnen reduziert werden kann.
  • Daher sind gemäß dem vorstehend Genannten einige Beispiele der Offenbarung auf einen Berührungssensor gerichtet, umfassend: einen ersten Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie als Ansteuerleitungen arbeiten und in einer ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind; einen zweiten Satz von Berührungselektroden, die konfiguriert sind, um als Erfassungsleitungen zu arbeiten, und die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, wobei ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden; und einen dritten Satz von Berührungselektroden, die konfiguriert sind, um als Eigenkapazitätselektroden zu arbeiten, und in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist in einigen Beispielen der erste Satz von Berührungselektroden in der ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist in einigen Beispielen der dritte Satz von Berührungselektroden in der zweiten Schicht des Berührungssensors zwischen Elektroden des zweiten Satzes von Berührungselektroden angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist in einigen Beispielen der dritte Satz von Berührungselektroden entlang einer Grenze des Berührungssensors angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist in einigen Beispielen der dritte Satz von Berührungselektroden zwischen dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist der erste Satz von Berührungselektroden entlang einer ersten Richtung in der ersten Schicht angeordnet; und der zweite Satz Berührungselektroden ist entlang einer zweiten, von der ersten Richtung abweichenden Richtung in der zweiten Schicht angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist ein erster Satz von Leiterbahnen konfiguriert, um den ersten Satz von Berührungselektroden elektrisch an die Erfassungsschaltung zu koppeln; ein zweiter Satz von Leiterbahnen ist konfiguriert, um den zweiten Satz von Berührungselektroden elektrisch an die Erfassungsschaltung zu koppeln; und ein dritter Satz von Leiterbahnen ist konfiguriert, um den dritten Satz von Berührungselektroden elektrisch an die Erfassungsschaltung zu koppeln. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele schließen die Berührungselektroden im ersten Satz von Berührungselektroden einen oder mehrere Hohlräume ein; und die Berührungselektroden im dritten Satz von Berührungselektroden sind in der ersten Schicht innerhalb der Hohlräume in den Berührungselektroden des ersten Satzes von Berührungselektroden angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele erstreckt sich der dritte Satz von Leiterbahnen entlang der ersten Richtung innerhalb der Hohlräume in den Berührungselektroden des ersten Satzes von Berührungselektroden in der ersten Schicht in Richtung einer oder mehrerer Ränder des Berührungssensors. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele werden der erste Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Berührungselektroden so angesteuert, dass sie während eines Gegenkapazitätsmodus des Berührungssensors als die Ansteuerleitungen arbeiten. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele werden die Leiterbahnen des dritten Satzes von Leiterbahnen, die mit Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden gekoppelt sind, die sich näher an einer Mitte des Berührungssensors befinden, um Elektroden des dritten Satzes von Elektroden geleitet, die sich näher an einem Rand des Berührungssensors befinden und die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden variieren in ihrer Größe, sodass die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die sich näher am Rand des Berührungssensors befinden, kleiner sind als die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors befinden. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele sind der dritte Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Leiterbahnen in der zweiten Schicht des Berührungssensors so angeordnet, dass der dritte Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Leiterbahnen entlang der zweiten Richtung zwischen den Berührungselektroden des zweiten Satzes von Berührungselektroden angeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist der dritte Satz von Berührungselektroden angeordnet: zwischen dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten auf dem Berührungssensor; und entlang einer Grenze des Berührungssensors. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der oben offenbarten Beispiele, ein erster Bereich zwischen den Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die entlang der Grenze des Berührungssensors und einem Rand des einen oder der mehreren Berührungssensoren angeordnet sind, wobei: Leiterbahnen des dritten Satzes von Leiterbahnen, die den Berührungselektroden, die zwischen dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet sind, entsprechen, mindestens teilweise innerhalb des ersten Bereichs angeordnet sind und sich mindestens teilweise entlang des ersten Bereichs erstrecken. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der oben offenbarten Beispiele, ein erster Bereich zwischen den Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die entlang der Grenze des Berührungssensors und dem einen oder den mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet sind, wobei: Leiterbahnen des dritten Satzes von Leiterbahnen, die den Berührungselektroden, die zwischen dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet sind, entsprechen, mindestens teilweise innerhalb des ersten Bereichs angeordnet sind und sich mindestens teilweise entlang des ersten Bereichs erstrecken. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist der dritte Satz von Berührungselektroden in der zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet und der dritte Satz von Leiterbahnen ist in der ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele ist der Berührungssensor in Quadranten unterteilt, sodass der erste Satz von Berührungselektroden, der zweite Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Berührungselektroden jeweils in die Quadranten unterteilt sind, sodass Berührungselektroden in einem ersten Quadranten der Quadranten getrennt von Berührungselektroden aus einem zweiten, vom ersten Quadranten verschiedenen Quadranten der Quadranten erfasst werden können.
  • Einige Beispiele der Offenbarung sind auf einen Berührungssensor gerichtet, umfassend: einen ersten Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie während eines Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors als Ansteuerleitungen arbeiten; einen zweiten Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie während des Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors als Erfassungsleitungen arbeiten; einen dritter Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie während eines Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors als Eigenkapazitäts-Berührungselektroden arbeiten, wobei während des Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors Änderungen der Eigenkapazität des dritten Satzes von Berührungselektroden erfasst werden, während der erste Satz oder der zweite Satz von Berührungselektroden aktiv mit einer Spannung angesteuert werden. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele schließt das aktive Ansteuern des ersten Satzes oder des zweiten Satzes von Berührungselektroden während des Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors das Erfassen von Änderungen in der Eigenkapazität des ersten Satzes oder des zweiten Satzes von Berührungselektroden ein. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele schließt das aktive Ansteuern des ersten Satzes oder des zweiten Satzes von Berührungselektroden während des Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors das Ansteuern des zweiten Satzes von Berührungselektroden mit der Spannung ein, ohne Änderungen der Kapazität des zweiten Satzes von Berührungselektroden zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ zu einem oder mehreren der vorstehend offenbarten Beispiele, während des Gegenkapazitätsmodus des Berührungssensors: Paare von Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden so angesteuert werden, dass eine erste Berührungselektrode in jedem Paar von Berührungselektroden als Erfassungselektrode und eine zweite Berührungselektrode in jedem Paar von Berührungselektroden als Ansteuerelektrode fungiert, sodass Gegenkapazitäts-Berührungsknoten durch die erste Berührungselektrode und die zweite Berührungselektrode in jedem Paar von Berührungselektroden gebildet werden und Kapazitätsänderungen an den Gegenkapazitäts-Berührungsknoten zwischen der ersten Berührungselektrode und der zweiten Berührungselektrode in den Paaren erfasst werden.
  • Einige Beispiele der Offenbarung beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Berührungssensors, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden, die in einer ersten Schicht des Berührungssensors als Ansteuerleitungen angeordnet sind; Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden, die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors als Erfassungsleitungen angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, wobei ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden; und Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden, die in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors als Eigenkapazitätselektroden angeordnet sind.
  • Einige Beispiele der Offenbarung beziehen sich auf ein nichtflüchtiges, computerlesbares Datenspeichermedium, in dem ein oder mehrere Programme gespeichert sind, wobei das eine oder die mehreren Programme Anweisungen umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor veranlassen, ein Verfahren auszuführen, das Folgendes umfasst: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden, die in einer ersten Schicht des Berührungssensors als Ansteuerleitungen angeordnet sind; Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden, die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors als Erfassungsleitungen angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, wobei ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden; und Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden, die in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors als Eigenkapazitätselektroden angeordnet sind.
  • Einige Beispiele der Offenbarung beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Berührungssensors, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: während eines Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden als Ansteuerleitungen; und Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden als Erfassungsleitungen; während eines Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden als Eigenkapazitäts-Berührungselektroden; und Erfassen von Änderungen der Eigenkapazität des dritten Satzes von Berührungselektroden, während der erste Satz oder der zweite Satz von Berührungselektroden aktiv mit einer Spannung angesteuert wird.
  • Einige Beispiele der Offenbarung beziehen sich auf ein nichtflüchtiges, computerlesbares Datenspeichermedium, das ein oder mehrere Programme speichert, wobei das eine oder die mehreren Programme Anweisungen umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor veranlassen, ein Verfahren durchzuführen, das Folgendes umfasst: während eines Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden als Ansteuerleitungen; und Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden als Erfassungsleitungen; während eines Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden als Eigenkapazitäts-Berührungselektroden; und Erfassen von Änderungen der Eigenkapazität des dritten Satzes von Berührungselektroden, während der erste Satz oder der zweite Satz von Berührungselektroden aktiv mit einer Spannung angesteuert wird.
  • Obwohl Beispiele dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen vollständig beschrieben wurden, ist zu beachten, dass vielfältige Änderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Umfangs der Beispiele dieser Offenbarung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind, eingeschlossen zu verstehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62545920 [0001]

Claims (26)

  1. Berührungssensor, umfassend: einen ersten Satz von Berührungselektroden, die konfiguriert sind, als Ansteuerleitungen zu arbeiten, und in einer ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind; einen zweiten Satz von Berührungselektroden, die konfiguriert sind, um als Erfassungsleitungen zu arbeiten, und die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, wobei ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden; und einen dritten Satz von Berührungselektroden, die konfiguriert sind, um als Eigenkapazitätselektroden zu arbeiten, und in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet sind.
  2. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden in der ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet ist.
  3. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden in der zweiten Schicht des Berührungssensors zwischen Elektroden des ersten Satzes von Berührungselektroden angeordnet ist.
  4. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden entlang der Grenze des Berührungssensors angeordnet ist.
  5. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden zwischen einem oder mehreren Gegenkapazitätsberührungsknoten angeordnet ist.
  6. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei: der erste Satz von Berührungselektroden entlang einer ersten Richtung in der ersten Schicht angeordnet ist; und der zweite Satz von Berührungselektroden entlang einer zweiten, von der ersten Richtung abweichenden Richtung in der zweiten Schicht angeordnet ist.
  7. Berührungssensor nach Anspruch 6, ferner umfassend: einen ersten Satz von Leiterbahnen, die konfiguriert sind, um den ersten Satz von Berührungselektroden elektrisch an die Erfassungsschaltung zu koppeln; einen zweiten Satz von Leiterbahnen, die konfiguriert sind, um den zweiten Satz von Berührungselektroden elektrisch an die Erfassungsschaltung zu koppeln; und einen dritten Satz von Leiterbahnen, die konfiguriert sind, um den dritten Satz von Berührungselektroden elektrisch an die Erfassungsschaltung zu koppeln.
  8. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei: die Berührungselektroden im ersten Satz von Berührungselektroden einen oder mehrere Hohlräume einschließen; und die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden in der ersten Schicht innerhalb der Hohlräume in den Berührungselektroden des ersten Satzes von Berührungselektroden angeordnet sind.
  9. Berührungssensor nach Anspruch 8, wobei: der dritte Satz von Leiterbahnen sich entlang der ersten Richtung innerhalb der Hohlräume in den Berührungselektroden des ersten Satzes von Berührungselektroden in der ersten Schicht in Richtung einer oder mehrerer Ränder des Berührungssensors erstreckt.
  10. Berührungssensor nach Anspruch 9, wobei: der erste Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Berührungselektroden so angesteuert werden, dass sie während eines Gegenkapazitätsmodus des Berührungssensors als die Ansteuerleitungen arbeiten.
  11. Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei: die Leiterbahnen des dritten Satzes von Leiterbahnen, die mit Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden gekoppelt sind, die sich näher an einer Mitte des Berührungssensors befinden, um Elektroden des dritten Satzes von Elektroden geleitet werden, die sich näher an einem Rand des Berührungssensors befinden, und die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden in ihrer Größe variieren, sodass die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die sich näher am Rand des Berührungssensors befinden, kleiner sind als die Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die sich näher an der Mitte des Berührungssensors befinden.
  12. Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Leiterbahnen in der zweiten Schicht des Berührungssensors so angeordnet sind, dass der dritte Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Leiterbahnen entlang der zweiten Richtung zwischen den Berührungselektroden des zweiten Satzes von Berührungselektroden angeordnet sind.
  13. Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden angeordnet ist: zwischen dem einen oder den mehreren Gegenkapazitätsberührungsknoten auf dem Berührungssensor; und entlang einer Grenze des Berührungssensors.
  14. Berührungssensor nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen ersten Bereich zwischen den Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, der entlang der Grenze des Berührungssensors und einem Rand des Berührungssensors angeordnet ist, wobei: Leiterbahnen des dritten Satzes von Leiterbahnen, die den Berührungselektroden, die zwischen dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet sind, entsprechen, mindestens teilweise innerhalb des ersten Bereichs angeordnet sind und sich mindestens teilweise entlang des ersten Bereichs erstrecken.
  15. Berührungssensor nach Anspruch 13, ferner umfassend: einen ersten Bereich zwischen den Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden, die entlang der Grenze des Berührungssensors und dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet sind, wobei: Leiterbahnen des dritten Satzes von Leiterbahnen, die den Berührungselektroden, die zwischen dem einen oder mehreren Gegenkapazitäts-Berührungsknoten angeordnet sind, entsprechen, mindestens teilweise innerhalb des ersten Bereichs angeordnet sind und sich mindestens teilweise entlang des ersten Bereichs erstrecken.
  16. Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei: der dritte Satz von Berührungselektroden in der zweiten Schicht des Berührungssensors angeordnet ist und der dritte Satz von Leiterbahnen in der ersten Schicht des Berührungssensors angeordnet ist.
  17. Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei: der Berührungssensor in Quadranten unterteilt ist, sodass der erste Satz von Berührungselektroden, der zweite Satz von Berührungselektroden und der dritte Satz von Berührungselektroden jeweils in die Quadranten unterteilt sind, sodass Berührungselektroden in einem ersten Quadranten der Quadranten getrennt von Berührungselektroden aus einem zweiten, vom ersten Quadranten verschiedenen Quadranten der Quadranten erfasst werden können.
  18. Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei der dritte Satz von Berührungselektroden Gitterelektrodenstrukturen umfasst.
  19. Berührungssensor, umfassend: einen ersten Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie während eines Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors als Ansteuerleitungen arbeiten; einen zweiten Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie während des Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors als Erfassungsleitungen arbeiten; und einen dritten Satz von Berührungselektroden, die so konfiguriert sind, dass sie während eines Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors als Eigenkapazitäts-Berührungselektroden arbeiten, wobei während des Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors Änderungen der Eigenkapazität des dritten Satzes von Berührungselektroden erfasst werden, während der erste Satz oder der zweite Satz von Berührungselektroden aktiv mit einer Spannung angesteuert werden.
  20. Berührungssensor nach Anspruch 19, wobei: das aktive Ansteuern des ersten Satzes oder des zweiten Satzes von Berührungselektroden während des Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors das Erfassen von Änderungen in der Eigenkapazität des ersten Satzes oder des zweiten Satzes von Berührungselektroden einschließt.
  21. Berührungssensor nach Anspruch 19, wobei: das aktive Ansteuern des ersten Satzes oder des zweiten Satzes von Berührungselektroden während des Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors das Ansteuern des zweiten Satzes von Berührungselektroden mit der Spannung einschließt, ohne Änderungen der Kapazität des zweiten Satzes von Berührungselektroden zu erfassen.
  22. Berührungssensor nach Anspruch 19, wobei: während des Gegenkapazitätsmodus des Berührungssensors: Paare von Berührungselektroden des dritten Satzes von Berührungselektroden so angesteuert werden, dass eine erste Berührungselektrode in jedem Paar von Berührungselektroden als Erfassungselektrode und eine zweite Berührungselektrode in jedem Paar von Berührungselektroden als Ansteuerelektrode wirkt, sodass Gegenkapazitäts-Berührungsknoten durch die erste Berührungselektrode und die zweite Berührungselektrode in jedem Paar von Berührungselektroden gebildet werden, und Änderungen der Kapazität an den Gegenkapazitäts-Berührungsknoten zwischen der ersten Berührungselektrode und der zweiten Berührungselektrode in den Paaren erfasst werden.
  23. Verfahren zum Betreiben eines Berührungssensors, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden, die in einer ersten Schicht des Berührungssensors als Ansteuerleitungen angeordnet sind; Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden, die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors als Erfassungsleitungen angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, wobei ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden; und Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden, die in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors als Eigenkapazitätselektroden angeordnet sind.
  24. Nichtflüchtiges, computerlesbares Datenspeichermedium, in dem ein oder mehrere Programme gespeichert sind, wobei das eine oder die mehreren Programme Anweisungen umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor veranlassen, ein Verfahren durchzuführen, das Folgendes umfasst: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden, die in einer ersten Schicht des Berührungssensors als Ansteuerleitungen angeordnet sind; Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden, die in einer zweiten Schicht des Berührungssensors als Erfassungsleitungen angeordnet sind, die sich von der ersten Schicht des Berührungssensors unterscheidet, wobei ein oder mehrere Gegenkapazitätsberührungsknoten durch den ersten Satz von Berührungselektroden und den zweiten Satz von Berührungselektroden gebildet werden; und Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden, die in der ersten Schicht oder der zweiten Schicht des Berührungssensors als Eigenkapazitätselektroden angeordnet sind.
  25. Verfahren zum Betreiben eines Berührungssensors, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: während eines Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden als Ansteuerleitungen; und Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden als Erfassungsleitungen; und während eines Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden als Eigenkapazitäts-Berührungselektroden; und Erfassen von Änderungen der Eigenkapazität des dritten Satzes von Berührungselektroden, während der erste Satz oder der zweite Satz von Berührungselektroden aktiv mit einer Spannung angesteuert wird.
  26. Nichtflüchtiges, computerlesbares Datenspeichermedium, in dem ein oder mehrere Programme gespeichert sind, wobei das eine oder die mehreren Programme Anweisungen umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor veranlassen, ein Verfahren durchzuführen, das Folgendes umfasst: während eines Gegenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines ersten Satzes von Berührungselektroden als Ansteuerleitungen; und Betreiben eines zweiten Satzes von Berührungselektroden als Erfassungsleitungen; und während eines Eigenkapazitätsmessungsmodus des Berührungssensors: Betreiben eines dritten Satzes von Berührungselektroden als Eigenkapazitäts-Berührungselektroden; und Erfassen von Änderungen der Eigenkapazität des dritten Satzes von Berührungselektroden, während der erste Satz oder der zweite Satz von Berührungselektroden aktiv mit einer Spannung angesteuert wird.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106775084B (zh) 2016-12-16 2019-04-16 Oppo广东移动通信有限公司 一种触摸屏的防误触方法、装置及移动终端
KR102487508B1 (ko) 2017-08-15 2023-01-10 애플 인크. 자가 커패시턴스 및 상호 커패시턴스 하이브리드 터치 센서 패널 아키텍처
WO2019068020A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Apple Inc. TOUCH SENSOR PANEL ARCHITECTURE WITH MULTIPLE DETECTION MODE CAPABILITIES
US10521049B2 (en) * 2017-09-29 2019-12-31 Apple Inc. Multi-via structures for touchscreens
WO2020068330A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Apple Inc. Touch sensor panel
JP2020109545A (ja) * 2018-12-28 2020-07-16 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
US11010005B2 (en) 2019-10-15 2021-05-18 Elo Touch Solutions, Inc. PCAP touchscreens with a narrow border design
US10942602B1 (en) * 2019-10-30 2021-03-09 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Electronic device with finger touch detection and related methods
CN110865488B (zh) * 2019-11-27 2022-09-09 京东方科技集团股份有限公司 背光模组、显示面板及显示装置
CN111651077A (zh) * 2020-01-13 2020-09-11 江西华创触控科技有限公司 一种阵列编码电容触控装置
US11531438B2 (en) 2020-05-29 2022-12-20 Apple Inc. Differential drive and sense for touch sensor panel
US11614839B2 (en) 2020-08-20 2023-03-28 Apple Inc. Balanced mutual capacitance systems and methods
CN114265523B (zh) * 2020-09-16 2024-04-16 北京小米移动软件有限公司 电容式触摸屏、终端设备、触控检测方法及触控检测装置
US11789561B2 (en) 2021-09-24 2023-10-17 Apple Inc. Architecture for differential drive and sense touch technology
CN114564127A (zh) * 2022-03-10 2022-05-31 Tcl华星光电技术有限公司 触控面板及显示装置

Family Cites Families (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5483261A (en) 1992-02-14 1996-01-09 Itu Research, Inc. Graphical input controller and method with rear screen image detection
US5880411A (en) 1992-06-08 1999-03-09 Synaptics, Incorporated Object position detector with edge motion feature and gesture recognition
US5488204A (en) 1992-06-08 1996-01-30 Synaptics, Incorporated Paintbrush stylus for capacitive touch sensor pad
US5825352A (en) 1996-01-04 1998-10-20 Logitech, Inc. Multiple fingers contact sensing method for emulating mouse buttons and mouse operations on a touch sensor pad
US5835079A (en) 1996-06-13 1998-11-10 International Business Machines Corporation Virtual pointing device for touchscreens
US6310610B1 (en) 1997-12-04 2001-10-30 Nortel Networks Limited Intelligent touch display
KR100595924B1 (ko) 1998-01-26 2006-07-05 웨인 웨스터만 수동 입력 통합 방법 및 장치
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US8479122B2 (en) 2004-07-30 2013-07-02 Apple Inc. Gestures for touch sensitive input devices
US6188391B1 (en) 1998-07-09 2001-02-13 Synaptics, Inc. Two-layer capacitive touchpad and method of making same
JP4542637B2 (ja) 1998-11-25 2010-09-15 セイコーエプソン株式会社 携帯情報機器及び情報記憶媒体
JP3800984B2 (ja) 2001-05-21 2006-07-26 ソニー株式会社 ユーザ入力装置
JP2003173237A (ja) 2001-09-28 2003-06-20 Ricoh Co Ltd 情報入出力システム、プログラム及び記憶媒体
US6690387B2 (en) 2001-12-28 2004-02-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Touch-screen image scrolling system and method
US11275405B2 (en) 2005-03-04 2022-03-15 Apple Inc. Multi-functional hand-held device
CN100555200C (zh) 2004-08-16 2009-10-28 苹果公司 触敏器件和提高触敏器件的空间分辨率的方法
TW200805128A (en) * 2006-05-05 2008-01-16 Harald Philipp Touch screen element
EP3805907A1 (de) 2006-06-09 2021-04-14 Apple Inc. Touchscreen-flüssigkristallanzeige
US20080297174A1 (en) 2007-05-31 2008-12-04 Sarangan Narasimhan Capacitive sensing devices
US20080309633A1 (en) 2007-06-13 2008-12-18 Apple Inc. Touch-sensitive display
US8508495B2 (en) * 2008-07-03 2013-08-13 Apple Inc. Display with dual-function capacitive elements
JP4770889B2 (ja) * 2008-08-01 2011-09-14 ソニー株式会社 タッチパネルおよびその動作方法ならびに電子機器およびその動作方法
CN101393502B (zh) 2008-10-31 2012-03-07 敦泰科技有限公司 互电容式触摸屏及组合式互电容触摸屏
US9261997B2 (en) 2009-02-02 2016-02-16 Apple Inc. Touch regions in diamond configuration
US8593410B2 (en) 2009-04-10 2013-11-26 Apple Inc. Touch sensor panel design
US8624849B2 (en) 2009-04-20 2014-01-07 Apple Inc. Touch actuated sensor configuration integrated with an OLED structure
US9075484B2 (en) 2009-06-02 2015-07-07 Pixart Imaging Inc. Sensor patterns for mutual capacitance touchscreens
TWI403946B (zh) 2009-06-15 2013-08-01 Au Optronics Corp 顯示裝置及其應用方法
US8723827B2 (en) 2009-07-28 2014-05-13 Cypress Semiconductor Corporation Predictive touch surface scanning
US9069405B2 (en) 2009-07-28 2015-06-30 Cypress Semiconductor Corporation Dynamic mode switching for fast touch response
US9013441B2 (en) 2010-08-24 2015-04-21 Cypress Semiconductor Corporation Smart scanning for a capacitive sensing array
US9092102B2 (en) * 2010-10-18 2015-07-28 Gunze Limited Touch switch
US8970541B2 (en) * 2010-11-24 2015-03-03 Innolux Corporation Sensing devices
TWM422119U (en) 2010-12-30 2012-02-01 Egalax Empia Technology Inc Capacitive touch screen
US20130154996A1 (en) * 2011-12-16 2013-06-20 Matthew Trend Touch Sensor Including Mutual Capacitance Electrodes and Self-Capacitance Electrodes
TWI533231B (zh) 2012-01-17 2016-05-11 蘋果公司 具有用於耦合電極及畫素感測軌跡之畫素感測電路之手指感測器及其相關方法
JP5876304B2 (ja) * 2012-01-25 2016-03-02 株式会社東海理化電機製作所 静電容量式タッチ入力装置
US9348470B2 (en) * 2012-03-30 2016-05-24 Sharp Kabushiki Kaisha Projected capacitance touch panel with reference and guard electrode
US9201547B2 (en) * 2012-04-30 2015-12-01 Apple Inc. Wide dynamic range capacitive sensing
US8913021B2 (en) * 2012-04-30 2014-12-16 Apple Inc. Capacitance touch near-field—far field switching
WO2014010228A1 (ja) 2012-07-11 2014-01-16 シャープ株式会社 タッチセンサパネル、タッチパネルシステムおよび電子機器
TWI486851B (zh) * 2012-08-17 2015-06-01 Mstar Semiconductor Inc 自容式觸控面板
US20140184552A1 (en) 2012-12-27 2014-07-03 Synaptics Incorporated Near-field and far-field capacitive sensing
JP5909201B2 (ja) 2013-01-30 2016-04-26 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置、これを備えるタッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
TWI521288B (zh) 2013-03-07 2016-02-11 友達光電股份有限公司 一種觸控單元陣列以及觸控顯示面板
US8754662B1 (en) 2013-03-11 2014-06-17 Cypress Semiconductor Corporation Flipped cell sensor pattern
US9001066B2 (en) 2013-05-06 2015-04-07 Rajkumari Mohindra PAPR optimized OFDM touch engine with tone spaced windowed demodulation
JP2015043200A (ja) 2013-07-22 2015-03-05 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置、タッチ検出機能付き表示装置及び電子機器
KR101452302B1 (ko) 2013-07-29 2014-10-22 주식회사 하이딥 터치 센서 패널
US10061444B2 (en) * 2013-07-31 2018-08-28 Apple Inc. Self capacitance touch sensing
US9886141B2 (en) 2013-08-16 2018-02-06 Apple Inc. Mutual and self capacitance touch measurements in touch panel
DE102013217207A1 (de) * 2013-08-28 2015-03-05 Henkel Ag & Co. Kgaa "Schäumende Blondiermittel"
KR102081606B1 (ko) 2013-09-04 2020-02-26 엘지디스플레이 주식회사 터치 ic 및 이를 이용한 터치 스크린 일체형 표시장치
US9304641B2 (en) 2013-09-18 2016-04-05 Apple Inc. Multiple bridges single sided touch sensor
GB2518627A (en) 2013-09-25 2015-04-01 Nokia Technologies Oy An apparatus
US9983738B2 (en) 2013-10-14 2018-05-29 Parade Technologies, Ltd. Contact detection mode switching in a touchscreen device
KR101466506B1 (ko) 2013-10-17 2014-11-28 주식회사 동부하이텍 터치 패널 및 그 구동방법
US10120506B2 (en) 2013-11-12 2018-11-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Multi-touch capacitive sensing surface
US9933879B2 (en) * 2013-11-25 2018-04-03 Apple Inc. Reconfigurable circuit topology for both self-capacitance and mutual capacitance sensing
CN116560524A (zh) * 2013-12-13 2023-08-08 苹果公司 用于自电容触摸传感器的集成触摸和显示架构
US9798429B2 (en) 2014-02-28 2017-10-24 Synaptics Incorporated Guard electrodes in a sensing stack
US9753570B2 (en) 2014-03-14 2017-09-05 Synaptics Incorporated Combined capacitive sensing
JP6139590B2 (ja) * 2014-03-24 2017-05-31 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． タッチ検出方法及びこれを遂行するタッチ検出器
EP2937767A1 (de) 2014-03-27 2015-10-28 LG Display Co., Ltd. Berührungsbildschirm, anzeigevorrichtung und verfahren zur ansteuerung davon
US9582099B2 (en) 2014-03-31 2017-02-28 Synaptics Incorporated Serrated input sensing intervals
KR102206385B1 (ko) 2014-04-11 2021-01-22 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 이의 제어방법
US9626049B2 (en) 2014-05-05 2017-04-18 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Capacitive touch screen including a first sensor pattern for mutual sensing and a second sensor pattern for self sensing
US9965108B2 (en) * 2014-05-16 2018-05-08 Apple Inc. Simultaneous self- and mutual capacitance sensing
US9391610B2 (en) * 2014-05-29 2016-07-12 Parade Technologies, Ltd. Single layer touchscreen with ground insertion
EP2958000B1 (de) * 2014-05-30 2018-04-11 Marvell World Trade Ltd. Berührungsbildschirm und berührungserkennungsschaltung
US20160062499A1 (en) * 2014-09-02 2016-03-03 Apple Inc. Touch pixel design for reducing visual artifacts
KR102352181B1 (ko) 2015-04-15 2022-01-17 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 이용한 터치 패널의 구동 방법
JP2016206790A (ja) 2015-04-17 2016-12-08 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ制御方法、タッチ制御装置、及びタッチ検出機能付き表示装置
US10126861B2 (en) * 2015-05-08 2018-11-13 Synaptics Incorporated Force sensor substrate
KR101909515B1 (ko) * 2015-06-22 2018-10-18 시그마센스, 엘엘씨. 개선된 성능을 위해 동시적인 기능들을 사용하는 다중 터치 센서 및 정전기 펜 디지타이징 시스템
US9791985B2 (en) 2015-07-20 2017-10-17 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Cross hatch ITO sensor pattern for touchscreens
CN105094485B (zh) 2015-08-04 2018-12-18 深圳市华星光电技术有限公司 互电容触控单元、触控液晶面板及驱动方法
CN105159510B (zh) * 2015-08-26 2018-10-02 京东方科技集团股份有限公司 触控基板及其制作方法、显示装置
EP3356916B1 (de) * 2015-09-30 2023-04-26 Apple Inc. Kapazitives sensor feld mit hohem längenverhältnis
KR101609992B1 (ko) * 2015-10-05 2016-04-06 주식회사 지2터치 터치 스크린 패널
CN108475154B (zh) 2016-01-20 2022-04-05 谱瑞科技股份有限公司 触摸检测设备中集成的触摸感测和力感测
TWI566150B (zh) 2016-02-05 2017-01-11 速博思股份有限公司 具多層電極結構之高精確度觸壓感應裝置
JP6727827B2 (ja) * 2016-02-05 2020-07-22 富士通コンポーネント株式会社 タッチパネル及びタッチパネルの製造方法
JP6581927B2 (ja) 2016-03-09 2019-09-25 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置、表示装置及び電子機器
JP6700896B2 (ja) 2016-03-25 2020-05-27 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及びタッチ検出機能付き表示装置
KR102545420B1 (ko) * 2016-11-25 2023-06-19 동우 화인켐 주식회사 Oled 일체형 터치 센서 및 이를 포함하는 oled 화상 표시 장치
US10372282B2 (en) 2016-12-01 2019-08-06 Apple Inc. Capacitive coupling reduction in touch sensor panels
JP6840554B2 (ja) * 2017-01-30 2021-03-10 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置及び表示装置
CN106951125B (zh) 2017-03-30 2019-09-13 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板及触控显示装置
CN107168574A (zh) * 2017-05-10 2017-09-15 京东方科技集团股份有限公司 一种oled触控显示面板、触控显示装置
KR102487508B1 (ko) 2017-08-15 2023-01-10 애플 인크. 자가 커패시턴스 및 상호 커패시턴스 하이브리드 터치 센서 패널 아키텍처
WO2019068020A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Apple Inc. TOUCH SENSOR PANEL ARCHITECTURE WITH MULTIPLE DETECTION MODE CAPABILITIES
CN108646946B (zh) 2018-05-11 2021-01-12 京东方科技集团股份有限公司 柔性触控面板及其制造方法和柔性触控显示器
WO2020068330A1 (en) 2018-09-28 2020-04-02 Apple Inc. Touch sensor panel

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