DE202012101480U1

DE202012101480U1 - Berührungssensor mit kapazitiven Knoten einheitlicher Kapazität

Info

Publication number: DE202012101480U1
Application number: DE202012101480U
Authority: DE
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-04-20
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2022-04-21
Also published as: US8860690B2; US20150022499A1; US9354760B2; US20130154995A1

Abstract

Ein Berührungssensor mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand ungefähr senkrecht zum ersten Rand, umfassend: eine erste Vielzahl von Elektroden ungefähr parallel zum ersten Rand; eine zweite Vielzahl von Elektroden, wobei jede Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden ein Rückgrat ungefähr parallel zum zweiten Rand und eine Vielzahl von leitfähigen Elementen hat, die ungefähr parallel zum ersten Rand sind und in physikalischem Kontakt mit dem Rückgrat stehen, wobei zumindest eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden an den zweiten Rand angrenzt; und eine Vielzahl von Knoten, wobei jeder Knoten durch eine kapazitive Kopplung zwischen einer Elektrode der ersten Vielzahl von Elektroden und einer Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden gebildet wird; und wobei die Kapazität eines jedes Knotens ungefähr die gleiche ist.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Berührungssensoren.
Hintergrund
Ein Berührungssensor kann die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder die Annäherung eines Objekts (wie z. B. den Finger eines Benutzers oder einen Stift) innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors detektieren, der z. B einem Anzeigebildschirm überlagert ist. In einer berührungsempfindlichen Anzeigeanwendung kann es der Berührungssensor einem Nutzer ermöglichen, direkt mit dem auf dem Bildschirm dargestellten zu interagieren, und nicht nur indirekt mit einer Maus oder einem Touchpad. Ein Berührungssensor kann befestigt sein auf, oder Bestandteil sein von, einem Desktop-Computer, einem Laptop-Computer, einem Tablet-Computer, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Satellitennavigationsgerät, einem tragbaren Medienabspielgerät, einer tragbaren Spielekonsole, einem Kiosk-Computer, einem Kassengerät, oder anderen geeigneten Geräten. Ein Steuerpanel auf einem Haushaltsgerät oder einer anderen Einrichtung kann ebenfalls einen Berührungssensor beinhalten.
Es gibt eine Anzahl verschiedener Arten von Berührungssensoren, wie z. B. resistive Berührungsbildschirme, Berührungsbildschirme mit akustischen Oberflächenwellen und kapazitive Berührungsbildschirme. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. einen Berührungsbildschirm mit umfassen, und umgekehrt. Wenn ein Objekt die Oberfläche des kapazitiven Berührungsbildschirms berührt oder in dessen Nähe kommt, so kann eine Kapazitätsänderung innerhalb des Berührungsbildschirms am Ort der Berührung oder der Annäherung auftreten. Eine Berührungssensorsteuereinheit kann die Kapazitätsänderung verarbeiten, um ihre Position auf dem Berührungsbildschirm zu bestimmen.
Berührungssensoren beinhalten typischerweise ein Elektrodenmuster, wie z. B. eines der Elektrodenmuster, die in den in den 1E–1H dargestellten Berührungssensoren enthalten sind. Berührungssensoren mit diesen typischen Elektrodenmustern können jedoch Probleme aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A illustriert einen beispielhaften Berührungssensor mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit.
1B illustriert ein System mit einer Einschichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Eigenkapazitätskopplung implementieren.
1C illustriert ein System mit einer Einschichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren.
1D illustriert ein System mit einer Zweischichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren.
1E–1H illustrieren beispielhafte Berührungssensoren mit einer Zweischichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren.
2A–2G illustrieren beispielhafte Elektrodenmuster, bei denen jeder kapazitive Knoten ungefähr die gleiche Kapazität hat.
3 illustriert ein Gerät, das einen der Berührungssensoren und eines der Elektrodenmuster aus 1A–2E beinhalten kann.
Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
1A illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 10 mit einer beispielhaften Berührungssensorsteuereinheit 12. Der Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 können die Gegenwart und den Ort einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts innerhalb eines berührungsempfindlichen Bereichs des Berührungssensors 10 detektieren. Eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl den Berührungssensor als auch seine Berührungssensorsteuereinheit umfassen. In ähnlicher Weise kann eine Bezugnahme auf eine Berührungssensorsteuereinheit ggf. sowohl die Berührungssensorsteuereinheit als auch ihren Berührungssensor umfassen. Der Berührungssensor 10 kann einen oder mehrere berührungsempfindliche Bereiche beinhalten. Der Berührungssensor 10 kann ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden (oder ein Feld von Elektroden von nur einem Typ) beinhalten, die auf einem oder auf mehreren Substraten angebracht sind, die aus einem dielektrischen Material bestehen können. Ein Bezug auf einen Berührungssensor kann hier ggf. sowohl die Elektroden auf dem Berührungssensor als auch das Substrat oder die Substrate umfassen, auf denen die Elektroden angebracht sind. Umgekehrt kann eine Bezugnahme auf einen Berührungssensor ggf. die Elektroden des Berührungssensors, nicht aber die Substrate, auf denen sie angebracht sind, umfassen.
Eine Elektrode (entweder eine Ansteuerelektrode oder eine Ausleseelektrode) kann ein Bereich aus leitfähigem Material sein, der eine bestimmte Form hat, wie z. B. eine Kreisscheibe, ein Quadrat, ein Rechteck, eine dünne Linie, oder eine andere geeignete Form oder deren Kombinationen. Ein oder mehrere Schnitte in einer oder in mehreren Schichten aus einem leitfähigen Material können (zumindest zum Teil) die Form einer Elektrode bilden und die Fläche der Form kann (zumindest zum Teil) durch diese Schnitte begrenzt sein. In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen und das ITO der Elektrode kann ungefähr 100% der Fläche ihrer Form bedecken (häufig als 100%-ige Füllung bezeichnet). In bestimmten Ausführungsformen kann das leitfähige Material einer Elektrode deutlich weniger als 100% der Fläche ihrer Form bedecken. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann eine Elektrode aus feinen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material (FLM) bestehen, wie z. B. Kupfer, Silber oder einem kupfer- oder silberhaltigen Material, und die feinen Leitungen aus leitfähigem Material können ungefähr 5% der Fläche ihrer Form in einem schraffierten, netzartigen oder einem anderen geeigneten Muster bedecken. Eine Bezugnahme auf FLM kann hier ggf. derartige Materialien umfassen. Obwohl die vorliegende Offenbarung bestimmte Elektroden bestehend aus bestimmten leitfähigen Materialien in bestimmten Formen mit bestimmten Füllungen in bestimmten Mustern beschreibt oder illustriert, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden aus jedem geeigneten leitfähigen Material in jeder geeigneten Form mit jedem geeigneten Füllprozentsatz in jedem geeigneten Muster.
Gegebenenfalls können die Formen der Elektroden (oder anderer Elemente) eines Berührungssensors im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors bilden. Eine oder mehrere Eigenschaften der Implementierung dieser Formen (wie z. B. das leitfähige Material, die Füllung, oder die Muster innerhalb der Formen) können im Ganzen oder zum Teil ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors bilden. Ein oder mehrere Makromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrerer Eigenschaften seiner Funktionalität bestimmen und ein oder mehrere Mikromerkmale des Berührungssensors können eine oder mehrere optische Eigenschaften des Berührungssensors, wie z. B. die Durchsichtigkeit, die Brechung oder die Reflektion bestimmen.
Ein mechanischer Stapel kann das Substrat (oder mehrere Substrate) und das leitfähige Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 bildet, enthalten. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann der mechanische Stapel eine erste Schicht aus einem optisch klaren Klebstoff (OCA) unterhalb eines Abdeckpanels beinhalten. Das Abdeckpanel kann durchsichtig sein und aus einem widerstandsfähigen Material bestehen, das für eine wiederholte Berührung beeignet ist, wie z. B. Glas, Polycarbonat, oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Abdeckpanele besehend aus jedem geeigneten Material. Die erste Schicht aus OCA kann zwischen dem Abdeckpanel und dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bildet, angeordnet sein. Der mechanische Stapel kann auch eine zweite Schicht aus OCA und eine dielektrische Schicht (die aus PET oder einem anderen geeigneten Material besteht, ähnlich zu dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet) beinhalten. Alternativ kann gegebenenfalls eine dünne Beschichtung aus einem dielektrischen Material anstelle der zweiten Schicht aus OCA und der dielektrischen Schicht angebracht werden. Die zweite Schicht aus OCA kann zwischen dem Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektroden bildet, und der dielektrischen Schicht angeordnet sein und die dielektrische Schicht kann zwischen der zweiten Schicht aus OCA und einem Luftspalt angrenzend an eine Anzeige eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, angeordnet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Abdeckpanel eine Dicke von ungefähr 1 mm haben; die erste Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Das Substrat mit dem leitfähigen Material, das die Ansteuer- oder Ausleseelektrode bilde, kann eine Dicke von 0,05 mm haben; die zweite Schicht aus OCA kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben, und die dielelektrische Schicht kann eine Dicke von ungefähr 0,05 mm haben. Obwohl die vorliegende Offenbarung einen konkreten mechanischen Stapel mit einer konkreten Zahl von konkreten Schichten bestehend aus bestimmten Materialien mit einer bestimmten Dicke beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten mechanischen Stapel mit jeder geeigneten Zahl von geeigneten Schichten von jedem geeigneten Material mit jeder geeigneten Dicke. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann in bestimmten Ausführungsformen eine Schicht aus Klebstoff oder einem Dielektrikum, die dielektrische Schicht, die zweite Schicht aus OCA und den obenstehend beschriebenen Luftspalt ersetzen, so dass kein Luftspalt zur Anzeige hin besteht.
Ein oder mehrere Abschnitte des Substrats des Berührungssensors 10 können aus Polyethylenterephthalat (PET) oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Substrate, bei denen irgendein geeigneter Abschnitt aus irgendeinem geeigneten Material besteht. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuer- oder Ausleseelektroden in dem Berührungssensor 10 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen. In bestimmten Ausführungsformen können de Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material bestehen. In einem nicht einschränkenden Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Kupfer oder aus einem kupferhaltigen Material bestehen und eine Dicke von ungefähr 5 μm oder weniger und eine Breite von ungefähr 10 μm oder weniger haben. In einem anderen Beispiel können ein oder mehrere Abschnitte des leitfähigen Materials aus Silber oder einem silberhaltigen Material besehen und gleichermaßen eine Dicke von 5 μm oder weniger und eine Breite von 10 μm oder weniger haben. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Elektroden bestehend aus jedem geeigneten Material.
Der Berührungssensor 10 kann eine kapazitive Form der Berührungserfassung implementieren. In einer Gegenkapazitätserfassung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Ansteuer- und Ausleseelektroden beinhalten, die ein Feld von kapazitiven Knoten bilden. Eine Ansteuerelektrode und eine Ausleseelektrode können einen kapazitiven Knoten bilden. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden, die den kapazitiven Knoten bilden, können einander nahekommen, machen aber keinen elektrischen Kontakt miteinander. Stattdessen sind die Ansteuer- und Ausleselektroden kapazitiv miteinander über einen Abstand zwischen ihnen gekoppelt. Eine gepulste oder alternierende Spannung, die an die Ansteuerelektroden (durch die Berührungssensorsteuereinheit 12) angelegt wird, kann eine Ladung auf den Ausleseelektroden induzieren und die induzierte Ladungsmenge kann von externen Einflüssen (wie z. B. einer Berührung oder der Annäherung eines Objekts) abhängen. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Kapazitätsänderung an den kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen. Durch Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 den Ort der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 bestimmen.
In einer Eigenkapazitätsimplementierung kann der Berührungssensor 10 ein Feld von Elektroden einer einzigen Art beinhalten, die einen kapazitiven Knoten bilden. Wenn ein Objekt den kapazitiven Knoten berührt oder in dessen Nähe kommt, kann eine Änderung der Eigenkapazität an dem kapazitiven Knoten auftreten und die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung messen, z. B. als Änderung der Ladungsmenge, die erforderlich ist, um die Spannung an dem kapazitiven Knoten um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Wie bei der Gegenkapazitätsimplementierung kann durch eine Messung der Kapazitätsänderung über das Feld hinweg die Position der Berührung oder der Annäherung innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 durch die Berührungssensorsteuereinheit 12 bestimmt werden. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Formen der kapazitiven Berührungserfassung.
In bestimmten Ausführungsformen können eine oder mehrere Ansteuerelektroden zusammen eine Ansteuerleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In ähnlicher Weise können eine oder mehrere Ausleseelektroden zusammen eine Ausleseleitung bilden, die horizontal oder vertikal oder in jeder anderen geeigneten Richtung verläuft. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerleitungen im Wesentlichen senkrecht zu den Ausleseleitungen verlaufen. Eine Bezugnahme auf eine Ansteuerleitung kann gegebenenfalls eine oder mehrere Ansteuerelektroden mit umfassen, die die Ansteuerleitung bilden, und umgekehrt. In ähnlicher Weise kann hier eine Bezugnahme auf eine Ausleseleitung gegebenenfalls eine oder mehrere Ausleselektroden mit umfassen, die die Ausleseleitung bilden, und umgekehrt.
Der Berührungssensor 10 kann Ansteuer- und Ausleseelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind. In einer derartigen Konfiguration kann ein Paar aus einer Ansteuer- und einer Ausleseelektrode, die miteinander über einen Zwischenraum zwischen ihnen kapazitiv gekoppelt sind, einen kapazitiven Knoten bilden. Bei einer Eigenkapazitätsimplementierung können Elektroden von nur einer Art in einem Muster auf einem einzigen Substrat angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ zu den Ansteuer- oder Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines einzigen Substrats angeordnet sind, kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet sind, haben. Darüber hinaus kann der Berührungssensor 10 Ansteuerelektroden haben, die in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet sind, und Ausleseelektroden, die in einem Muster auf einer Seite eines anderen Substrats angeordnet sind. In derartigen Konfigurationen kann eine Kreuzungsstelle einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden. Derartige Kreuzungsstellen können Orte sein, an denen die Ansteuerungs- und Ausleseelektroden einander „kreuzen” oder einander in der jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden machen keinen elektrischen Kontakt miteinander, sondern sind über ein Dielektrikum an der Kreuzungsstelle kapazitiv miteinander gekoppelt. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Konfiguration konkreter Elektroden beschreibt, die konkrete Knoten ausbilden, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Konfigurationen aller geeigneten Elektroden, die irgendwelche geeigneten Knoten bilden. Darüber hinaus umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Elektroden, die auf jeder geeigneten Seite von geeigneten Substraten in jedem geeigneten Muster angeordnet sind.
Wie obenstehend beschrieben, kann eine Kapazitätsänderung an einem kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 eine Berührungs- und Annäherungseingabe an dem Ort des kapazitiven Knotens anzeigen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann die Kapazitätsänderung erfassen und verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort der Berührungs- oder Annäherungseingabe zu bestimmen. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann dann Informationen über die Berührungs- oder Annäherungseingabe an eine oder mehrere Komponenten (wie z. B. eine oder mehrere Zentralverarbeitungseinheiten (CPUs)) eines Geräts, das den Berührungssensor 10 und die Berührungssensorsteuereinheit 12 enthält, übertragen, das wiederum auf die Berührungs- oder Annäherungseingabe durch Initiierung einer damit verbundenen Funktion des Geräts (oder einer auf dem Gerät laufenden Anwendung) antwortet. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit bestimmter Funktionalität in Bezug auf ein bestimmtes Gerät und einen bestimmten Berührungssensor beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Funktionalität bezüglich jedes geeigneten Geräts und jedes geeigneten Berührungssensors.
Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann aus einer oder aus mehreren integrierten Schaltungen (ICs) bestehen, wie z. B. aus Universalmikroprozessoren, Mikrocontrollern, programmierbaren logischen Geräten oder Feldern, anwendungsspezifischen ICs (ASICs). In bestimmten Ausführungsformen umfasst die Berührungssensorsteuereinheit 12 analoge Schaltungen, digitale Logiken und digitale nichtflüchtige Speicher. In bestimmten Ausführungsformen ist die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (FPC) angeordnet, die mit dem Substrat des Berührungssensors 10, wie untenstehend beschrieben wird, verschweißt ist. Die FPC kann aktiv oder passiv sein. In bestimmten Ausführungsformen können mehrere Berührungssensorsteuereinheiten 12 auf der FPC angeordnet sein. Die Berührungssensorsteuereinheit 12 kann eine Verarbeitungseinheit, eine Ansteuereinheit, eine Ausleseeinheit und eine Speichereinheit beinhalten. Die Ansteuereinheit kann Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 10 liefern. Die Ausleseeinheit kann Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen und Messsignale an die Verarbeitungseinheit liefern, die Kapazitäten an den kapazitiven Knoten repräsentieren. Die Verarbeitungseinheit kann das Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden durch die Ansteuereinheit steuern und Messsignale von der Ausleseeinheit verarbeiten, um die Gegenwart und den Ort einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 zu detektieren und zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit kann Änderungen in der Position einer Berührungs- oder Annäherungseingabe innerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 verfolgen. Die Speichereinheit kann Programme zur Ausführung durch die Verarbeitungseinheit speichern, inklusive Programme zur Steuerung der Ansteuereinheit zum Anlegen der Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden, Programme zur Verarbeitung der Messsignale von der Ausleseeinheit, und gegebenenfalls andere geeignete Programme. Obwohl die vorliegende Offenbarung eine konkrete Berührungssensorsteuereinheit mit einer konkreten Implementierung mit bestimmten Komponenten beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Berührungssensorsteuereinheiten mit jeder geeigneten Implementierung mit irgendwelchen geeigneten Komponenten.
Die auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordneten Leiterbahnen 14 aus leitfähigem Material könnend die Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 mit Anschlussflächen 16 verbinden, die ebenfalls auf dem Substrat des Berührungssensors 10 angeordnet sind. Wie untenstehend beschrieben wird, ermöglichen die Anschlussflächen 16 die Verbindung der Leiterbahnen 14 mit der Berührungssensorsteuereinheit 12. Die Leiterbahnen 14 können sich in oder um (z. B. an den Kanten) die berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 erstrecken. Bestimmte Leiterbahnen 14 können Ansteuerverbindungen zur Verbindung der Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Ansteuerelektroden des Berührungssensors zur Verfügung stellen, über die die Ansteuereinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ansteuersignale an die Ansteuerelektroden anlegen kann. Andere Leiterbahnen 14 können Ausleseverbindungen für die Kopplung der Berührungssteuersensoreinheit 12 mit den Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 zur Verfügung stellen, über die die Ausleseeinheit der Berührungssensorsteuereinheit 12 Ladungen an den kapazitiven Knoten des Berührungssensors 10 erfassen kann. Die Leiterbahnen 14 können aus dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material gebildet sein. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Kupfer oder kupferhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 um oder weniger haben. In einem anderen Beispiel kann das leitfähige Material der Leiterbahnen 14 Silber oder silberhaltig sein und eine Breite von ungefähr 100 μm oder weniger haben. In bestimmten Ausführungsformen können die Leiterbahnen 14 ganz oder zum Teil aus ITO bestehen, zusätzlich oder als Alternative zu den dünnen Leitungen aus Metall oder einem anderen leitfähigen Material. Obwohl die vorliegende Offenbarung konkrete Leiterbahnen aus einem bestimmten Material mit einer bestimmten Breite beschreibt, umfasst die vorliegende Offenbarung alle geeigneten Leiterbahnen bestehend aus jedem geeigneten Material jeder geeigneten Breite. Zusätzlich zu den Leiterbahnen 14 kann der Berührungssensor 10 ein oder mehrere Masseleitungen beinhalten, die an einem Masseverbinder (der eine Anschlussfläche 16 sein kann) an einer Kante des Substrats des Berührungssensors 10 (ähnlich zu den Leiterbahnen 14) enden.
Die Anschlussflächen 16 können entlang einer oder mehrerer Kanten des Substrats außerhalb des berührungsempfindlichen Bereichs oder der berührungsempfindlichen Bereiche des Berührungssensors 10 angeordnet sein. Wie obenstehend beschrieben, kann die Berührungssensorsteuereinheit 12 auf einem FPC angeordnet sein. Die Anschlussflächen 16 können aus dem gleichen Material bestehen, wie die Leiterbahnen 14 und können auf dem FPC unter Verwendung eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) befestigt sein. Der Verbinder 18 kann leitfähige Leitungen auf dem FPC beinhalten, die die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Anschlussflächen 16 verbinden, die wiederum die Berührungssensorsteuereinheit 12 mit den Leiterbahnen 14 und den Ansteuer- oder Ausleseelektroden des Berührungssensors 10 verbinden. In einer anderen Ausführungsform können die Anschlussflächen 16 mit einem elektromechanischen Verbinder (wie z. B. einem einsetzkraftfreien Leiterplattenverbinder) verbunden sein; in dieser Ausführungsform muss die Verbindung 18 keinen FPC beinhalten. Die vorliegende Offenbarung umfasst alle geeigneten Verbinder 18 zwischen der Berührungssensorsteuereinheit 12 und dem Berührungssensor 10.
1B illustriert ein System 100 mit einer Einschichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Eigenkapazitätskopplung implementieren. Gemäß der dargestellten Ausführungsform erstrecken sich Feldlinien 112 ausgehend von einer Elektrode 104 (z. B. einer Ansteuerelektrode), die durch eine Schaltung 116 betrieben wird, durch das Panel 108 hindurch. Ein Teil der emittierten Feldlinien 112 gelangt in den freien Raum oder in andere Abschnitte des gezeigten Panels und führt zu einer kapazitiven Kopplung mit einem Finger (nicht dargestellt) oder einem anderen Objekt, sofern vorhanden. Die Schaltung 116 beobachtet eine Änderung in der Eigenkapazität der kapazitiven Knoten, die durch die Elektrode 104 gebildet werden, aufgrund der Gegenwart eines Fingers (oder eines anderen Objekts) in der Nähe der Feldlinien 112, wie z. B. durch die Beobachtung, dass eine größere Ladung erforderlich ist, um die Spannung des kapazitiven Knotens zu ändern.
1C illustriert ein System 200 mit einer Einschichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren. Gemäß der dargestellten Ausführungsform führt ein Finger 224 dazu, dass Feldlinien 216, die normalerweise die Ansteuerelektrode 204 mit der Ausleseelektrode 208 verbinden, durch den Finger 224 absorbiert werden, wie bei 220 dargestellt. Das Ergebnis ist eine deutlich detektierbare Änderung in der Kapazität des kapazitiven Knotens, der durch die Ansteuerelektrode 204 und die Ausleseelektrode 208 gebildet wird. In bestimmten Ausführungsformen steht die Kapazitätsänderung in Zusammenhang mit einer Vielzahl von Faktoren, wie z. B. der Fläche des Fingerabdrucks, der Elektrodenfläche, der Dicke des Panels 212 und seiner dielektrischen Konstante der menschlichen Körpergröße und des Standortes, der Dicke der Haut und ihrer Leitfähigkeit, und anderer Faktoren. In bestimmten Ausführungsformen wird die Kapazitätsänderung durch den Empfänger 232 erfasst.
1D illustriert ein System 300 mit einer Zweischichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sorgt ein Finger 324 dafür, dass Feldlinien 316, die normalerweise die Ansteuerelektrode 304 mit der Ausleseelektrode 308 über das Substrat 310 hinweg koppeln, durch den Finger 324 absorbiert werden, wie dies bei 320 dargestellt ist. Das Ergebnis ist eine deutlich detektierbare Kapazitätsänderung des kapazitiven Knotens, der durch die Ansteuerelektrode 304 und die Ausleseelektrode 308 gebildet wird. In bestimmten Ausführungsformen steht die Kapazitätsänderung in Zusammenhang mit einer Vielzahl von Faktoren, wie z. B. der Fläche des Fingerabdrucks, der Elektrodenfläche, der Dicke des Panels 312 und ihrer dielektrischen Konstante, der menschlichen Körpergröße und des Standortes, der Dicke der Haut und ihrer Leitfähigkeit, und anderen Faktoren. In bestimmten Ausführungsformen kann die Kapazitätsänderung durch den Empfänger 332 erfasst werden.
1E illustriert einen beispielhaften Berührungssensor 400 mit einer Zweischichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren. Gemäß der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Berührungssensor 400 Ränder, Ansteuerelektroden und Ausleseelektroden.
Die Ränder (die in 1E als Rand 404a, Rand 404b, Rand 404c und Rand 404d dargestellt sind) umfassen eine Barriere zwischen dem berührungsempfindlichen Bereich des Berührungssensors 400 und einem berührungsunempfindlichen Bereich des Berührungssensors. In bestimmten Ausführungsformen wird, wenn ein Benutzer den Berührungssensor 400 am Rand berührt (oder in dessen unmittelbare Nähe kommt), die Berührung (oder die Annäherung) durch den Berührungssensor 400 erfasst.
Ansteuerelektroden (von denen eine in 1E als Ansteuerelektrode 408 dargestellt ist) und Ausleseelektroden (von denen eine in 1E als Ausleseelektrode 412 dargestellt ist) bestehen jeweils aus einem Bereich von leitfähigem Material in einer Form, wie z. B. in Form einer Kreisscheibe, eines Quadrats, eines Rechtecks oder einer anderen geeigneten Form oder deren Kombinationen. In der dargestellten Ausführungsform sind die Ansteuerelektroden in einem Muster auf einer Seite eines Substrats angeordnet und die Ausleseelektroden sind in einem Muster auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet. In einer derartigen Konfiguration kann eine Kreuzungsstelle aus einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden (von denen einer als kapazitiver Knoten 416 dargestellt ist). Eine derartige Kreuzungsstelle kann eine Stelle sein, an der sich die Ansteuerelektrode und die Ausleseelektrode „kreuzen” oder einander in ihrer jeweiligen Ebene am nächsten kommen. Die Ansteuer- und Ausleseelektroden gehen keinen elektrischen Kontakt miteinander ein, sondern sind kapazitiv miteinander über das Substrat an der Kreuzungsstelle gekoppelt.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform beinhaltet jede Ausleseelektrode ein Rückgrat (von denen eines in 1E als Rückgrat 420 dargestellt ist) und einen oder mehrere Querbalken (von denen in 1E einer als Querbalken 424 dargestellt ist). Jeder Querbalken enthält zwei leitfähige Elemente (deren Beispiele in 1E als leitfähige Elemente 428a und 428b dargestellt sind), die sich ausgehend von beiden Seiten eines Rückgrats erstrecken. In einer Ausführungsform überlappen sich die leitfähigen Elemente um ungefähr 50% des Abstands zwischen den Rückgraten. Jedes leitfähige Element erstreckt sich daher um ungefähr 75% des Abstands zwischen den Rückgraten. In bestimmten Ausführungsformen können es die leitfähigen Elemente dem Berührungssensor 400 ermöglichen, einen Benutzer zu erfassen, wenn der Benutzer mit einem Bereich des Berührungssensors 400 in Kontakt kommt (oder in dessen unmittelbare Nähe kommt), der zwischen den Rückgraten der Ausleseelektroden liegt (wie z. B. zwischen dem Rückgrat 420 der Ausleseelektrode 412 und dem Rückgrat der nächsten angrenzenden Ausleseelektrode). Insbesondere wenn ein Benutzer in Kontakt mit einem Bereich des Berührungssensors 400 kommt (oder in dessen unmittelbare Nähe kommt), der zwischen den Rückgraten der Ausleseelektroden liegt, kann ein vernünftig interpoliertes Signal erzeugt werden auf Basis der Tatsache, dass der Benutzer mit jedem der leitfähigen Elemente der angrenzenden Ausleseelektrode in Kontakt kommt (oder in deren unmittelbare Nähe kommt), im Gegensatz zu den Rückgraten selbst.
Wie dargestellt, beinhaltet der Berührungssensor 400 ein Beispielmuster für die Ansteuerelektroden und die Ausleseelektroden. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Ansteuerelektroden (wie z. B. die Ansteuerelektrode 408) parallel zum Rand 404a und zum Rand 404d. In bestimmten Ausführungsformen können die Ansteuerelektroden ungefähr parallel sein zum Rand 404a und zum Rand 404d. Zum Beispiel können die Ansteuerelektroden ungefähr parallel sein zum Rand 404a und zum Rand 404d aufgrund von einer oder von mehreren Abweichungen in der Form der Ränder 404a, 404d, und/oder der Ansteuerelektroden. Darüber hinaus kann jede angrenzende Ansteuerelektrode von der nächsten Ansteuerelektrode durch einen Zwischenraum getrennt sein (von denen in 1E einer als Ansteuerelektrodenzwischenraum 432 dargestellt ist).
In der dargestellten Ausführungsform sind die Rückgrate der Ausleseelektroden (wie z. B. das Rückgrat 420 der Ausleseelektrode 412) parallel zum Rand 404b und zum Rand 404c. In bestimmten Ausführungsformen können die Rückgrate ungefähr parallel zum Rand 404b und 404c sein. Zum Beispiel können die Rückgrate ungefähr parallel zum Rand 404b und zum Rand 404c aufgrund von einer oder von mehreren Abweichungen in der Form der Ränder 404b, 404c, und/oder des Rückgrats sein. Darüber hinaus kann jedes Rückgrat vom Rückgrat der nächsten angrenzenden Ausleseelektrode durch einen Zwischenraum getrennt sein (von denen eines in 1E als Ausleseelektrodenrückgratzwischenraum 436 dargestellt ist). In Bestimmten Ausführungsformen ist der Zwischenraum zwischen angrenzenden Rückgraten immer der gleiche. Zum Beispiel kann jeder Zwischenraum 6 mm betragen. In einem anderen Beispiel kann jeder Zwischenraum 12 mm betragen. In einem weiteren Beispiel können die Zwischenräume 6 bis 12 mm betragen. In einem weiteren Beispiel können die Zwischenräume weniger als 6 mm oder mehr als 12 mm betragen. Zusätzlich kann jedes Rückgrat eine Breite haben (von denen eine in 1E als Ausleseelektrodenrückgratbreite 440 dargestellt ist). In bestimmten Ausführungsformen sind die Breiten der Rückgrate identisch. Zum Beispiel kann die Breite jedes Rückgrats 0,5 mm betragen. In einem anderen Beispiel kann die Breite jedes Rückgrats 1,5 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann die Breite der Rückgrate 0,5 bis 1,5 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann die Breite der Rückgrate weniger als 0,5 mm oder mehr als 1,5 mm betragen.
In der dargestellten Ausführungsform sind die leitfähigen Elemente der Querbalken der Ausleseelektroden (wie z. B. der leitfähigen Elemente 428b des Querbalkens 424 der Ausleseelektrode 412) parallel zum Rand 404a und zum Rand 404d. In bestimmten Ausführungsformen können die leitfähigen Elemente ungefähr parallel zum Rand 404a und zum Rand 404d sein. Die leitfähigen Elemente können zum Beispiel ungefähr parallel zum Rand 404a und zum Rand 404d sein, aufgrund von einer oder von mehreren Abweichungen in der Form des Rands 404a, des Rands 404d, und/oder der leitfähigen Elemente. Darüber hinaus kann jedes leitfähige Element von dem nächsten angrenzenden leitfähigen Element durch einen Zwischenraum getrennt sein (von denen einer in 1E als Elementzwischenraum 444 dargestellt ist). In bestimmten Ausführungsformen sind die Zwischenräume zwischen angrenzenden leitfähigen Elementen identisch. Zum Beispiel kann jeder Zwischenraum ungefähr dem Abstand der Ansteuerelektroden entsprechen. Insbesondere kann, wenn der Abstand der Ansteuerelektroden 5 mm beträgt, der Abstand zwischen angrenzenden leitfähigen Elementen 5 mm betragen. In einem anderen Beispiel kann der Zwischenraum ungefähr gleich sein dem Abstand der Ansteuerelektroden. Wenn der Abstand der Ansteuerelektroden 5 mm beträgt, kann der Zwischenraum zwischen angrenzenden leitfähigen Elementen 4,5 bis 5,5 mm betragen. Wenn in bestimmten Ausführungsformen die Ansteuerelektroden verzahnt sind (wie in 1F dargestellt), kann jeder Zwischenraum gleich dem doppelten des Abstands der verzahnten Ansteuerelektroden entsprechen. Wenn z. B. der Abstand der verzahnten Ansteuerelektroden 2,5 mm beträgt, kann jeder Zwischenraum zwischen angrenzenden leitfähigen Elementen 5 mm betragen. Wenn in bestimmten Ausführungsformen die Ansteuerelektroden verzahnt sind (wie in 1F dargestellt), kann jeder Zwischenraum ungefähr gleich dem doppelten des Abstands der verzahnten Ansteuerelektroden entsprechen. Wenn z. B. der Abstand der verzahnten Ansteuerelektroden 5 mm beträgt, kann der Zwischenraum zwischen angrenzenden leitfähigen Elementen 4,5 bis 5,5 mm betragen. Zusätzlich kann jedes leitfähige Element eine Breite haben (von denen eine in 1E als Elementbreite 448 dargestellt ist). In bestimmten Ausführungsformen sind die Breiten der leitfähigen Elemente identisch. Zum Beispiel kann jede Breite 0,3 mm betragen. In einem anderen Beispiel kann jede Breite 1 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann jede Breite 0,3 mm bis 1 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann jede Breite kleiner als 0,3 mm oder größer als 1 mm sein.
Wie oben stehend diskutiert, kann eine Kreuzungsstelle aus einer Ansteuerelektrode und einer Ausleseelektrode einen kapazitiven Knoten bilden (von denen einer in 1E als kapazitiver Knoten 416 dargestellt ist). Jeder dieser kapazitiven Knoten kann eine natürliche Kapazität (C_x) haben. Gemäß der dargestellten Ausführungsform sind die Kapazitäten der kapazitiven Knoten im Berührungssensor 400 nicht notwendiger Weise die gleichen. Zum Beispiel können die kapazitiven Knoten, die sich in der Mitte des Berührungssensors 400 befinden, die gleiche Kapazität haben, aber die kapazitiven Knoten längs eines oder mehrerer Ränder des Berührungssensors 400 (wie z. B. die kapazitiven Knoten, die dem Rand 404b und/oder dem Rand 404c am nächstgelegen sind) müssen nicht eine Kapazität haben, die die gleiche ist, wie die der anderen kapazitiven Knoten (wie z. B. der kapazitiven Knoten in der Mitte des Berührungssensors 400). Insbesondere können alle kapazitiven Knoten, die durch die Ausleseelektrode 412 (die die Ausleseelektrode ist, die an den Rand 404b angrenzt) gebildet werden, eine Kapazität haben, die kleiner ist als die Kapazität der kapazitiven Knoten, die durch Ausleseelektroden gebildet werden, die vom Rand 404b weiter entfernt sind. In bestimmten Ausführungsformen liegt eine derartige geringere Kapazität auch bei den kapazitiven Knoten vor, die durch die Ausleseelektrode gebildet werden, die an den dem Rand 404b gegenüber liegenden Rand angrenzt (der als Rand 404c dargestellt ist). Die kapazitiven Knoten, die den Rändern am nächsten liegen (wie z. B. die kapazitiven Knoten, die durch die Ausleseelektrode angrenzend an die Ränder 404b und 404c gebildet werden, und die kapazitiven Knoten, die durch Ansteuerelektroden gebildet werden, die an die Ränder 404a und 404d angrenzen) können als „kapazitive Randknoten” bezeichnet werden.
In bestimmten Ausführungsformen können die kapazitiven Randknoten (von denen einer in 1E als kapazitiver Knoten 416 dargestellt ist) eine niedrigere Kapazität haben, da das Elektrodenmuster durch den Rand des Berührungssensors 400 abgeschnitten ist. Zum Beispiel kann das leitfähige Element, das einem Rand am nächsten liegt (wie z. B. das leitfähige Element 428b des Querbalkens 424 der Ausleseelektrode 412, die an den Rand 404b angrenzt) kürzer sein als die anderen leitfähigen Elemente (wie z. B. das leitfähige Element 428a oder die leitfähigen Elemente der Querbalken der Ausleseelektroden, die vom Rand 404b weiter entfernt sind als die Ausleseelektrode 412), Zum Beispiel kann das leitfähige Element 428a ein drittel der Länge der anderen leitfähigen Elemente haben. Da das leitfähige Element, das dem Rand am nächsten liegt, kürzer ist als die anderen leitfähigen Elemente, kann der kapazitive Randknoten (wie z. B. der kapazitive Knoten 416) eine geringere Kapazität haben als andere kapazitive Knoten des Berührungssensors 400.
Da in bestimmten Ausführungsformen manche der kapazitiven Knoten des Berührungssensors 400 eine andere Kapazität haben können als andere kapazitive Knoten des Berührungssensors 400, kann die Funktion des Berührungssensors 400 beeinträchtigt sein. Die Empfindlichkeit des Berührungssensors 400 kann z. B. an den kapazitiven Randknoten anders sein als an einem der anderen kapazitiven Knoten. Die Genauigkeit des Berührungssensors 400 kann daher herabgesetzt sein und/oder der Berührungssensor 400 kann nahe des Randes nicht linear sein. In bestimmten Ausführungsformen kann der Berührungssensor 400 eine oder mehrere verschiedene Verstärkungseinstellungen benötigen, die für den Berührungssensor 400 nachteilig sein können. Da die Kapazität der kapazitiven Randknoten sich von der der anderen kapazitiven Knoten unterscheidet, kann der Berührungssensor 400 daher fehlerhaft sein.
Darüber hinaus ist der Kapazitätsunterschied zwischen den kapazitiven Randknoten und anderen kapazitiven Knoten nicht auf das in 1E dargestellte Elektrodenmuster beschränkt. Insbesondere kann ein Kapazitätsunterschied zwischen kapazitiven Randknoten und anderen kapazitiven Knoten in verschiedenen Elektrodenmustern sowohl in Einschichtkonfigurationen als auch Zweischichtkonfigurationen der Berührungssensoren gefunden werden. Die unten stehend beschriebenen 1F–1H zeigen z. B. weitere beispielhafte Elektrodenmuster, die zu einem Unterschied zwischen der Kapazität der kapazitiven Randknoten und anderen kapazitiven Knoten führen.
1F illustriert einen weiteren beispielhaften Berührungssensor 500 mit einer Zweischichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren. In bestimmten Ausführungsformen kann der Berührungssensor 500 eine alternative Ausführungsform des Berührungssensors 400 aus 1E darstellen.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform beinhaltet der Berührungssensor 500 aus 1F die Ränder, Ansteuerelektroden und Ausleseelektroden, die im Detail in 1E beschrieben wurden. Wie dargestellt, beinhalten die Ansteuerelektroden des Berührungssensors 500 aus 1F (von denen eine als Ansteuerelektrode 408 dargestellt ist) des Weiteren verzahnte Ansteuerabschnitte (von denen einer als verzahnter Ansteuerabschnitt 410 dargestellt ist). Wie dargestellt, liegt jeder der verzahnten Ansteuerabschnitte (der auch als „interpolierter Ansteuerabschnitt” bezeichnet wird) zwischen angrenzenden Ansteuerelektroden. In bestimmten Ausführungsformen können es die verzahnten Ansteuerabschnitte dem Berührungssensor 500 ermöglichen, einen Benutzer zu erfassen, wenn der Benutzer einen Bereich des Berührungssensors 500, der zwischen den Ansteuerelektroden liegt (wie z. B. zwischen den Ansteuerelektroden 408 und der nächsten angrenzenden Ansteuerelektrode), berührt oder in dessen Nähe kommt. Insbesondere wenn ein Benutzer einen Bereich eines Berührungssensors 500, der zwischen den Ansteuerelektroden liegt, berührt (oder in dessen Nähe kommt) kann ein vernünftig interpoliertes Signal auf Basis der Tatsache erzeugt werden, dass der Benutzer jeden der verzahnten Ansteuerabschnitte der angrenzenden Ansteuerelektroden berührt (oder in deren Nähe kommt) – im Gegensatz zu den Ansteuerelektroden selbst.
Ähnlich wie in 1E, kann der Berührungssensor 500 aus 1F auch kapazitive Knoten beinhalten, die eine Kapazität haben, die sich von der von anderen kapazitiven Knoten unterscheidet. In einem Beispiel kann die Kapazität der kapazitiven Knoten, die durch die Ausleseelektroden gebildet werden, an die Ränder 404b und 404c angrenzen, einen Wert haben, der kleiner ist als die Kapazität der kapazitiven Knoten, die durch andere Ausleseelektroden gebildet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann dieser Kapazitätsunterschied daher rühren, dass die leitfähigen Elemente der Ausleseelektroden, die an die Ränder 404b und 404c angrenzen (wie z. B. die leitfähigen Elemente 428b des Querbalkens 424 der Ausleseelektrode 412, die an den Rand 404b angrenzt) kürzer sind als die anderen leitfähigen Elemente (wie z. B. das leitfähige Element 428a oder die leitfähigen Elemente der Querbalken der Ausleseelektroden, die vom Rand 404b weiter entfernt sind als die Ausleseelektrode 412).
In einem weiteren Beispiel können die kapazitiven Knoten, die den Rändern 404a und 404d am nächsten liegen, auch eine Kapazität haben, die kleiner ist als die der kapazitiven Knoten, die von den Rändern 404a und 404d weiter entfernt sind. In bestimmten Ausführungsformen kann dieser Kapazitätsunterschied von den verzahnten Ansteuerabschnitten der Ansteuerelektroden des Berührungssensors 500 herrühren. Gemäß der dargestellten Ausführungsform enthält z. B. jede Ansteuerelektrode verzahnte Ansteuerabschnitte. Die Ansteuerelektroden, die an die Ränder 404a und 404d angrenzen (wie z. B. die Ansteuerelektrode 408, die an den Rand 404a angrenzt), haben keine verzahnten Ansteuerabschnitte, die den Rändern 404a und 404d gegenüber liegen. So gibt es z. B. keine verzahnten Ansteuerabschnitte zwischen der Ansteuerelektrode 408 und dem Rand 404a. In bestimmten Ausführungsformen kommt das Fehlen der verzahnten Ansteuerabschnitte daher, dass die Ränder 404a und 404d das Elektrodenmuster abschneiden. Das Fehlen der verzahnten Ansteuerabschnitte gegenüber der Ränder 404a und 404d kann darüber hinaus zu einer niedrigeren Kapazität an den kapazitiven Knoten führen, die diesen Rändern am nächsten liegen (z. B. die kapazitiven Randknoten).
In einem weiteren Beispiel können die kapazitiven Knoten, die den Rändern des Berührungssensors 500 am nächsten liegen (der kapazitive Knoten 416 ist z. B. der kapazitive Knoten, der der Ecke, die durch die Ränder 404a und 404b gebildet wird, am nächsten liegt) ebenfalls eine geringere Kapazität haben als die anderen kapazitiven Knoten. In bestimmten Ausführungsformen kann die niedrigere Kapazität an diesen kapazitiven Knoten sowohl von den kürzeren leitfähigen Elementen als auch von dem Fehlen eines verzahnten Ansteuerabschnitts gegenüber der Ränder herrühren. Ähnlich wie bei dem Berührungssensor 400 aus 1E ist daher der Berührungssensor 500 aus 1F unter Umständen ebenfalls fehlerbehaftet.
1G–1H zeigen beispielhafte Berührungssensoren 600 und 700 mit einer Zweischichtkonfiguration aus Elektroden, die eine Gegenkapazitätskopplung implementieren. In bestimmten Ausführungsformen können die Berührungssensoren 600 und 700 alternative Ausführungsformen des Berührungssensors 400 aus 1E darstellen.
Gemäß der dargestellten Ausführungsformen beinhalten der Berührungssensor 600 aus 1G und der Berührungssensor 700 aus 1H die Ränder, Ansteuerelektroden und Ausleseelektroden, die im Detail im Zusammenhang mit 1E beschrieben wurden. Die Ausleseelektroden des Berührungssensors 600 aus 1G und des Berührungssensors 700 aus 1H beinhalten jedoch ein Muster, dass sich von dem des Berührungssensors 400 aus 1E unterscheidet. Insbesondere beinhaltet jede Ausleseelektrode (von denen eine in 1G und 1H als Ausleseelektrode 412 dargestellt ist) mehrere Rückgrate (deren Beispiele in 1G und 1H als Rückgrate 418 und 420 dargestellt sind). Obwohl die Ausleseelektrode 412 nur zwei Rückgrate beinhaltet (wie z. B die Rückgrate 418 und 420), beinhaltet jede Ausleseelektrode, die nicht an die Ränder 404b und 404c angrenzt, drei Rückgrate. Zusätzlich dazu, dass jede Ausleseelektrode mehrere Rückgrate hat, sind die Rückgrate jeder Ausleseelektrode über Rückgratelemente (von denen eines in 1G und 1H als Rückgratelement 422 dargestellt ist) gekoppelt. Das Ausleseelektrodenmuster aus 1G und 1H kann als „Dreizackmuster” bezeichnet werden.
Es sind nicht nur die Ausleseelektroden des Berührungssensors 600 aus 1G und des Berührungssensors 700 aus 1H in einem Dreizackmuster angeordnet, sondern der Berührungssensor 600 und der Berührungssensor 700 aus 1H beinhalten keine Querbalken. Ähnlich wie in 1E beinhaltet der Berührungssensor 700 aus 1H (aber nicht der Berührungssensor 600 aus 1G) verzahnte Ansteuerabschnitte (von denen einer als verzahnter Ansteuerabschnitt 410 dargestellt ist).
Ähnlich wie in 1E und 1F enthalten der Berührungssensor 600 aus 1G und der Berührungssensor 700 aus 1H auch kapazitive Knoten, die eine Kapazität haben, die sich von der von den anderen kapazitiven Knoten unterscheidet. Zum Beispiel können die kapazitiven Knoten, die durch die Ausleseelektroden gebildet werden, die an die Ränder 404b und 404c angrenzen, eine Kapazität haben, die kleiner ist als die Kapazität der kapazitiven Knoten, die durch die anderen Ausleseelektroden gebildet werden. In bestimmten Ausführungsformen kann dieser Kapazitätsunterschied daher rühren, dass die Ausleseelektroden, die an die Ränder 404b und 404c angrenzen, nur zwei Rückgrate haben, im Gegensatz zu den drei Rückgraten wie bei den anderen Ausleseelektroden, die nicht an die Ränder 404b und 404c angrenzen. In bestimmten Ausführungsformen können die Ausleseelektroden, die an die Ränder 404b und 404c angrenzen, nur zwei Rückgrate haben (im Gegensatz zu drei Rückgraten), da die Ränder 404b und 404c das Elektrodenmuster abschneiden.
In einem weiteren Beispiel bezüglich des Berührungssensors 700 aus 1H (aber nicht des Berührungssensors 600 aus 1G) können die kapazitiven Knoten, die den Rändern 404a und 404d am nächsten liegen, eine Kapazität haben, die kleiner ist als die der kapazitiven Knoten, die von den Rändern 404a und 404d weiter entfernt sind. In bestimmten Ausführungsformen kann dieser Kapazitätsunterschied ähnlich wie bei dem Berührungssensor 500 aus 1G von den verzahnten Ansteuerabschnitten der Ansteuerelektroden des Berührungssensors 700 herrühren. Gemäß der dargestellten Ausführungsform enthält z. B. jede Ansteuerelektrode verzahnte Ansteuerabschnitte. Die Ansteuerelektroden, die an die Ränder 404a und 404d angrenzen (wie z. B. die Ansteuerelektrode 408, die an den Rand 404a angrenzt), haben jedoch keine verzahnten Ansteuerabschnitte, die den Rändern 404a und 404d gegenüber liegen würden. Zum Beispiel gibt es keine verzahnten Ansteuerabschnitte zwischen der Ansteuerelektrode 408 und dem Rand 404a. In bestimmten Ausführungsformen kommt das Fehlen der verzahnten Ansteuerabschnitte daher, dass die Ränder 404a und 404d das Elektrodenmuster abschneiden. Darüber hinaus kann das Fehlen der verzahnten Ansteuerabschnitte gegenüber der Ränder 404a und 404d zu einer niedrigeren Kapazität an den kapazitiven Knoten führen, die diesen Rändern am nächsten liegen (z. B. die kapazitiven Randknoten). Ähnlich wie bei den Berührungssensoren aus 1E und 1F können der Berührungssensor 600 aus 1G und der Berührungssensor 700 aus 1H daher fehlerhaft sein.
In bestimmten Ausführungsformen können die Unzulänglichkeiten des Berührungssensors 400 aus 1E, des Berührungssensors 500 aus 1F, des Berührungssensors 600 aus 1G, des Berührungssensors 700 aus 1H und jedes anderen Berührungssensors, der kapazitive Knoten enthält, die eine Kapazität haben, die nicht ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten, durch einen Berührungssensor reduziert werden, der kapazitive Knoten enthält, die jeweils eine Kapazität haben, die ungefähr die gleiche ist. In bestimmten Ausführungsformen können die kapazitiven Knoten jeweils eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist, wenn jede Kapazität innerhalb der gleichen Betriebsgrenzen liegt. Zum Beispiel können die kapazitiven Knoten jeweils eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist, wenn jede Kapazität innerhalb von 0,25 Picofarad (pF), 0,5 pF, 1,0 pF oder 5 pF liegt. In einem weiteren Beispiel können die kapazitiven Knoten jeweils eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist, wenn jeder Kapazitätswert innerhalb eines Unterschieds von 10% liegt. In bestimmten Ausführungsformen können die kapazitiven Knoten eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist, wenn alle Kapazitäten gleich sind. Zum Beispiel können die kapazitiven Knoten jeweils eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist, wenn alle Kapazitäten gleich sind.
In bestimmten Ausführungsformen können die kapazitiven Knoten eines Berührungssensors jeweils eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist, wenn die Kapazitäten der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1E–1H), so dass sie ungefähr die gleichen sind, wie die der anderen kapazitiven Knoten. In bestimmten Ausführungsformen können die Kapazitäten der kapazitiven Randknoten in jeder geeigneten Weise erhöht werden (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1E–1H), um ungefähr mit der der anderen kapazitiven Knoten überein zu stimmen. 2A–2G illustrieren z. B. beispielhafte Elektrodenmuster von Berührungssensoren, die kapazitive Randknoten beinhalten, die jeweils eine Kapazität haben, die erhöht wurde, um ungefähr die gleiche zu sein wie die der anderen kapazitiven Knoten.
2A illustriert ein Elektrodenmuster 800, in dem jeder der kapazitiven Knoten eine Kapazität hat, die ungefähr die gleiche ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Elektrodenmuster 800 in den Berührungssensoren aus 1E und 1F verwendet werden.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann die Kapazität der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1E–1F), indem zusätzliche leitfähige Elemente (relativ zu denen der Berührungssensoren aus 1E–1F) zu den Ausleseelektroden, die an die Ränder angrenzen, hinzugefügt werden. Im Unterschied zu den 1E und 1F, in denen die Ausleseelektroden 412 nur zwei leitfähige Elemente (leitfähige Elemente 428a und 428b) in der Nähe der kapazitiven Knoten 416 enthalten, enthalten die Ausleseelektroden 812 in 2A drei leitfähige Elemente (leitfähige Elemente 828a, 828b und 828c) in der Nähe des kapazitiven Knotens 816. In bestimmten Ausführungsformen kann das zusätzliche leitfähige Element zu einer Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 führen, um so ungefähr die gleiche zu sein, wie die der anderen kapazitiven Knoten weiter weg vom Rand 804b.
In bestimmten Ausführungsformen kann das zusätzliche leitfähige Element dazu führen, dass angrenzende leitfähige Elemente näher beieinander liegen. Zum Beispiel kann eine Ausleseelektrode, die vom Rand 804b weiter entfernt ist, zwei angrenzende leitfähige Elemente haben, die durch einen Zwischenraum mit einer ersten Breite getrennt sind, wie dies durch die erste Zwischenraumbreite 844 der leitfähigen Elemente dargestellt ist. Im Gegensatz zur ersten Zwischenraumbreite 844 der leitfähigen Elemente können angrenzende leitfähige Elemente auf der Ausleseelektrode 812 (wie z. B. die leitfähigen Elemente 828b und 828c) durch einen Zwischenraum mit einer zweiten Zwischenraumbreite 846 der leitfähigen Elemente getrennt sein. In bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Zwischenraumbreite 846 der leitfähigen Elemente kleiner als die erste Zwischenraumbreite 844 der leitfähigen Elemente. In bestimmten Ausführungsformen kann die Zwischenraumbreite 846 der leitfähigen Elemente jede beliebige Größe haben, die kleiner ist als die der ersten Zwischenraumbreite der leitfähigen Elemente 844. Wenn z. B. die erste Zwischenraumbreite 844 der leitfähigen Elemente 5 mm beträgt, kann die zweite Zwischenraumbreite der leitfähigen Elemente 846 0,5 mm bis 2,5 mm, wie z. B. 1 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Zwischenraumbreite 846 der leitfähigen Elemente kleiner sein als 0,5 mm oder größer als 2,5 mm. In bestimmten Ausführungsformen kann die Größe der zweiten Zwischenraumbreite 846 der leitfähigen Elemente so eingestellt werden, dass sie dazu führt, dass die Kapazität der kapazitiven Knoten 816 ungefähr ähnlich ist zu der der anderen kapazitiven Knoten.
Obwohl 2A eine Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 durch Hinzufügen von nur einem einzigen zusätzlichen leitfähigen Element in der Nähe des kapazitiven Knotens 816 zeigt, kann in bestimmten Ausführungsformen jede beliebige Zahl von leitfähigen Elementen hinzugefügt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten des Elektrodenmusters 800 (wie z. B. der kapazitiven Knoten, die durch die Ausleseelektroden gebildet werden, die vom Rand 804b weiter entfernt sind). Zum Beispiel können zwei oder mehr leitfähige Elemente hinzugefügt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten des Elektrodenmusters 800. Zusätzlich kann die Stelle eines jeden leitfähigen Elements und die Breite des Zwischenraums zwischen den angrenzenden leitfähigen Elementen (wie z. B. die zweite Zwischenraumbreite 846 der leitfähigen Elemente) in jeder beliebigen Weise eingestellt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten des Elektrodenmusters 800. Obwohl 2A das Hinzufügen von leitfähigen Elementen zur Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 zeigt, können in bestimmten Ausführungsformen leitfähige Elemente hinzugefügt werden, um die Kapazität von jedem beliebigen (oder allen) kapazitiven Randknoten zu erhöhen.
2B und 2C illustrieren das Elektrodenmuster 900 und das Elektrodenmuster 1000, in denen alle kapazitiven Knoten ungefähr die gleiche Kapazität haben. In bestimmten Ausführungsformen kann das Elektrodenmuster 900 in dem Berührungssensor der 1G verwendet werden und das Elektrodenmuster 1000 kann in dem Berührungssensor der 1H verwendet werden.
Gemäß der dargestellten Ausführungsformen kann die Kapazität der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der des Berührungssensors aus 1G–1H), indem leitfähige Elemente zu den Ausleseelektroden hinzugefügt werden, die an die Ränder angrenzen. Im Gegensatz zu 1G und 1H, in denen die Ausleseelektrode 412 keine leitfähigen Elemente in der Nähe des kapazitiven Knotens 416 beinhaltet, beinhaltet in 2A die Ausleseelektrode 812 zwei leitfähige Elemente (leitfähiges Elemente 828a und 828b) in der Nähe des kapazitiven Knotens 816. In bestimmten Ausführungsformen können ähnlich wie in 2A die hinzugefügten leitfähigen Elemente zu einer Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 führen, so dass diese ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten, die vom Rand 804b weiter entfernt sind.
Gemäß 2C kann darüber hinaus die Kapazität der kapazitiven Knoten, die den Rändern 804a und 804d (nicht dargestellt) am nächsten liegen, ebenfalls erhöht werden (relativ zu der des Berührungssensors aus 1H), indem leitfähige Elemente in der Nähe dieser kapazitiven Knoten hinzugefügt werden. Wie in 2C dargestellt, werden z. B. leitfähige Elemente 828c, 828d, 828e und 828f zu den Ausleseelektroden hinzugefügt, die nicht an die Ränder 804b und 804c angrenzen. Diese zusätzlichen leitfähigen Elemente können die Kapazität der kapazitiven Knoten, die den Ränder 804a und 804d am nächsten liegen, erhöhen. Trotz der Tatsache, dass ein Berührungssensor verzahnte Ansteuerabschnitte und Ausleseelektroden in einem Dreizackmuster beinhalten kann, können so die kapazitiven Knoten, die den Rändern 804a und 804d am nächsten liegen, ungefähr die gleichen sein, wie die der anderen kapazitiven Knoten in dem Berührungssensor.
Obwohl 2B und 2C eine Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 durch Hinzufügung von nur zwei leitfähigen Elementen in der Nähe des kapazitiven Knotens 816 zeigen, kann in bestimmten Ausführungsformen jede beliebige Zahl von leitfähigen Elementen hinzugefügt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten des Elektrodenmusters 900 und 1000 (wie z. B. die kapazitiven Knoten, die durch die Ausleseelektroden gebildet werden, die vom Rand 804b weiter entfernt sind). Zum Beispiel können drei oder mehr leitfähige Elemente (oder sogar nur ein leitfähiges Element) hinzugefügt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten der Elektrodenmuster 900 und 1000. Zusätzlich kann die Stelle jedes leitfähigen Elements und die Breite des Zwischenraums zwischen angrenzenden leitfähigen Elementen in jeder geeigneten Weise eingestellt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten der Elektrodenmuster 900 und 1000. Obwohl 2A das Hinzufügen von leitfähigen Elementen zur Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 zeigt, können in bestimmten Ausführungsformen leitfähige Elemente hinzugefügt werden, um die Kapazität von irgendeinem (oder allen) der kapazitiven Randknoten zu erhöhen.
2D illustriert ein Elektrodenmuster 1100, in dem alle kapazitiven Knoten eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Elektrodenmuster 1100 in den Berührungssensoren der 1E und 1F verwendet werden.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann die Kapazität der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der des Berührungssensors aus 1E–1F), indem die Breite der leitfähigen Elemente (relativ zu der des Berührungssensors aus 1E–1F) der Ausleseelektroden, die an die Ränder angrenzen, erhöht wird. Zum Beispiel kann die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 erhöht werden, indem die Breite des leitfähigen Elements 828b der Ausleseelektrode 812 erhöht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die erhöhte Breite dazu führen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so erhöht wird, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten weiter weg vom Rand 804b.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Erhöhung der Breite der leitfähigen Elemente eine Erhöhung der Breite der leitfähigen Elemente auf jede beliebige Größe beinhalten. Zum Beispiel kann eine Ausleseelektrode, die vom Rand 804b weiter weg ist, ein leitfähiges Element mit einer ersten Breite haben, wie dies durch die Breite 848 des ersten leitfähigen Elements dargestellt ist. Im Gegensatz zur Breite 848 des ersten leitfähigen Elements können ein oder mehrere leitfähige Elemente der Ausleseelektrode 812 eine zweite Breite 850 der leitfähigen Elemente haben. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Breite 850 der leitfähigen Elemente größer sein als die erste Breite 848 der leitfähigen Elemente. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Breite 850 der leitfähigen Elemente jeden Wert haben, der größer ist als der der ersten Breite 848 der leitfähigen Elemente. Wenn die erste Breite 848 der leitfähigen Elemente zwischen 0,3 mm und 1,0 mm liegt, kann die zweite Breite 850 der leitfähigen Elemente 1,0 mm bis 2,0 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Breite 850 der leitfähigen Elemente kleiner sein als 1,0 mm oder größer sein als 2,0 mm. In bestimmten Ausführungsformen kann die Größe der zweiten Breite 850 der leitfähigen Elemente so eingestellt werden, dass sie dazu führt, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Einstellung der Breite der leitfähigen Elemente des Weiteren eine Einstellung der Lage der leitfähigen Elemente beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann die Lage der leitfähigen Elemente auf jede beliebige Lage eingestellt werden, um so dafür zu sorgen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten. Obwohl 2D eine Erhöhung der Breite eines leitfähigen Elements zur Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 zeigt, können in bestimmten Ausführungsformen die Breiten der leitfähigen Elemente erhöht werden, um die Kapazität von irgendeinem (oder von allen) kapazitiven Randknoten zu erhöhen.
2E illustriert ein Elektrodenmuster 1200, in dem die kapazitiven Knoten eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Elektrodenmuster 1200 in den Berührungssensoren der 1E, 1F, 1G und 1H verwendet werden.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann die Kapazität der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der des Berührungssensors aus 1E–1H), indem ein zusätzliches Rückgrat (relativ zu denen der Berührungssensoren aus 1E–1H) zu den Ausleseelektroden, die an die Ränder angrenzen, hinzugefügt wird. Im Gegensatz zu 1E und 1F, in denen die Ausleseelektrode 412 nur ein einziges Rückgrat 420 beinhaltet, enthält die Ausleseelektrode 812 in 2E zwei Rückgrate (Rückgrat 820a und Rückgrat 20b). In bestimmten Ausführungsformen kann das zusätzliche Rückgrat dazu führen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so erhöht wird, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten weiter weg vom Rand 804b.
In bestimmten Ausführungsformen kann das zusätzliche Rückgrat dazu führen, dass angrenzende Rückgrate näher beieinander liegen. Zum Beispiel können angrenzende Rückgrate von Ausleseelektroden, die vom Rand 804b weiter weg liegen, durch einen Zwischenraum mit einer ersten Breite getrennt sein, wie dies durch die erste Breite 836 des Rückgratzwischenraums dargestellt ist. Im Gegensatz zur ersten Breite 836 des Rückgratzwischenraums können die beiden angrenzenden Rückgrate, die dem Rand am nächsten liegen (wie z. B. Rückgrat 820a und Rückgrat 820b) durch einen Zwischenraum mit einer zweiten Breite 838 getrennt sein. In bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Breite 838 des Rückgratzwischenraums kleiner als die erste Breite 836 des Rückgratzwischenraums. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Breite 838 des Rückgratzwischenraums jeden beliebigen Wert haben, der kleiner ist als die erste Breite 836 des Rückgratzwischenraums. Wenn z. B. die erste Breite 836 des Rückgratzwischenraums zwischen 6 mm und 12 mm liegt, kann die zweite Breite 838 des Rückgratzwischenraums zwischen 1 mm und 5 mm liegen. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Breite 838 des Rückgratzwischenraums weniger als 1 mm oder mehr als 5 mm betragen. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Breite 838 des Rückgradzwischenraums so eingestellt werden, dass sie dazu führt, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten.
Obwohl 2E eine Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 durch Hinzufügung von nur einem einzigen zusätzlichen Rückgrat zur Ausleseelektrode 812 illustriert, kann in bestimmten Ausführungsformen jede beliebige Zahl von Rückgraten hinzugefügt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten des Elektrodenmusters 1200 (wie z. B. die der kapazitiven Knoten, die durch Ausleseelektroden gebildet werden, die vom Rand 804b weiter weg liegen). Zum Beispiel können zwei oder mehr Rückgrate hinzugefügt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knoten 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knotens des Elektrodenmusters 1200. Zusätzlich kann die Lage eines jeden Rückgrats und die Breite des Zwischenraums zwischen angrenzenden Rückgraten (wie z. B. die zweite Breite 838 des Rückgratzwischenraums) in jeder beliebigen Weise eingestellt werden, um die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so zu erhöhen, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten des Elektrodenmusters 1200. Obwohl 2E das Hinzufügen von Rückgraten zur Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 zeigt, können in bestimmten Ausführungsformen Rückgrate hinzugefügt werden, um die Kapazität von irgendwelchen (oder allen) kapazitiven Randknoten zu erhöhen.
2F illustriert ein Elektrodenmuster 1300, bei dem die kapazitiven Knoten eine Kapazität haben, die immer ungefähr die gleiche ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Elektrodenmuster 1200 in den Berührungssensoren der 1E und 1F verwendet werden.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann die Kapazität der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1E–1F), indem die Breite des Rückgrats (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1E–1F) der Ausleseelektroden, die an die Ränder angrenzen, erhöht wird. Zum Beispiel kann die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 erhöht werden, indem die Breite des Rückgrats 820 der Ausleseelektrode 812 erhöht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die erhöhte Breite dazu führen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so erhöht wird, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten weiter weg vom Rand 804b.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Erhöhung der Breite des Rückgrats eine Erhöhung der Breite des Rückgrats auf jeden beliebigen Wert beinhalten. Zum Beispiel kann eine Ausleseelektrode, die vom Rand 804b weiter weg liegt, ein Rückgrat mit einer ersten Breite haben, wie dies durch die erste Rückgratbreite 840 illustriert wird. Im Gegensatz zur ersten Rückgratbreite 840 kann das Rückgrat der Ausleseelektrode 812 eine zweite Rückgratbreite 842 haben. In bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Rückgratbreite 842 größer als die erste Rückgratbreite 840. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Rückgratbreite 842 jeden Wert haben, der größer ist als der der ersten Rückgratbreite 840. Wenn z. B. die erste Rückgratbreite 842 zwischen 0,5 und 1,5 mm beträgt, kann die zweite Rückgratbreite 842 zwischen 1 mm und 2 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Rückgratbreite 842 kleiner sein als 1 mm oder größer als 2 mm. In bestimmten Ausführungsformen kann die Größe der zweiten Rückgratbreite 842 so eingestellt werden, dass sie dazu führt, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Einstellung der Breite eines Rückgrats des Weiteren eine Einstellung der Stelle des Rückgrats beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann die Stelle des Rückgrats 820 auf jede beliebige Stelle eingestellt werden, um so dazu zu führen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten. Obwohl 2F eine Erhöhung der Breite eines Rückgrats zur Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 zeigt, kann in bestimmten Ausführungsformen die Breite der Rückgrate erhöht werden, um die Kapazität von irgendwelchen (oder von allen) kapazitiven Randknoten zu erhöhen.
2G stellt ein Elektrodenmuster 1400 dar, in dem alle kapazitiven Knoten eine Kapazität haben, die ungefähr die gleiche ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Elektrodenmuster 1400 in den Berührungssensoren der 1G und 1H verwendet werden.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform kann die Kapazität der kapazitiven Randknoten erhöht werden (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1G–1H), indem die Breite eines Rückgrats (relativ zu der der Berührungssensoren aus 1G–1H) der Ausleseelektroden, die an die Ränder angrenzen, erhöht wird. Die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 kann z. B. erhöht werden, indem die Breite des Rückgrats 820 der Ausleseelektrode 812 erhöht wird. In bestimmten Ausführungsformen kann die erhöhte Breite dazu führen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 so erhöht wird, dass sie ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten weiter weg vom Rand 804b.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Erhöhung der Breite des Rückgrats eine Erhöhung der Breite der Rückgrate auf jeden beliebigen Wert beinhalten. Eine Ausleseelektrode, die vom Rand 804b weiter entfernt liegt, kann z. B. eine Rückgratbreite mit einer ersten Breite haben, wie dies durch die ersten Rückgratbreite 814 dargestellt ist. Im Gegensatz zur ersten Rückgratbreite 840 kann ein Rückgrat der Ausleseelektrode 812 eine zweite Rückgratbreite 842 haben. In bestimmten Ausführungsformen ist die zweite Rückgratbreite 842 größer als die erste Rückgratbreite 840. In bestimmten Ausführungsformen kann die zweite Rückgratbreite 842 jeden beliebigen Wert haben, der größer ist als der der ersten Rückgratbreite 840. Wenn die erste Rückgratbreite 842 z. B. zwischen 0,5 mm und 1,5 mm liegt, kann die zweite Rückgratbreite 842 zwischen 1 mm und 2 mm betragen. In einem weiteren Beispiel kann die zweite Rückgratbreite 842 kleiner sein als 1 mm oder größer als 2 mm. In bestimmten Ausführungsformen kann die Größe der zweiten Rückgratbreite 842 so eingestellt werden, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten.
In bestimmten Ausführungsformen kann die Einstellung der Breite eines Rückgrats des Weiteren eine Einstellung der Stelle des Rückgrats beinhalten. In bestimmten Ausführungsformen kann die Stelle des Rückgrats 820 auf jede beliebige Stelle eingestellt werden, um dafür zu sorgen, dass die Kapazität des kapazitiven Knotens 816 ungefähr gleich ist wie die der anderen kapazitiven Knoten. Obwohl 2G eine Erhöhung der Breite eines Rückgrats zur Erhöhung der Kapazität des kapazitiven Knotens 816 zeigt, kann in bestimmten Ausführungsformen die Breite der Rückgrate erhöht werden, um die Kapazität von irgendwelchen (oder allen) kapazitiven Randknoten zu erhöhen.
Abwandlungen, Hinzufügungen oder Weglassungen können an den Elektrodenmustern der 2A–2G vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Obwohl jede der 2A–2G eine konkrete Ausführungsform zeigt, mit der dafür gesorgt wird, dass die Kapazität aller kapazitiven Knoten ungefähr die gleiche ist, können in bestimmten Ausführungsformen eine oder mehrere der konkreten Ausführungsformen, die in 2A–2G dargestellt sind, miteinander kombiniert werden, um dafür zu sorgen, dass die Kapazität der kapazitiven Knoten ungefähr die gleiche ist. Insbesondere können zusätzliche leitfähige Elemente hinzugefügt werden und die Breite der leitfähigen Elemente kann erhöht werden. Darüber hinaus können zusätzliche Rückgrate hinzugefügt werden und die Breite der Rückgrate kann erhöht werden. Darüber hinaus kann jede andere Kombination der2A–2G verwendet werden. In einem weiteren Beispiel können, obwohl die Ausführungsformen der 2A–2G eine Anwendung auf eine bestimmte Berührungssensorkonfiguration und ein bestimmtes Berührungssensorelektrodenmuster zeigen, die Ausführungsformen der 2A–2G auf jede Konfiguration eines Berührungssensors und jedes Elektrodenmusters für einen Berührungssensor angewendet werden. Zum Beispiel können die Ausführungsformen der 2A–2G auf jedes Elektrodenmuster sowohl in Einschichtkonfigurationen als auch in Zweischichtkonfigurationen von Berührungssensoren angewendet werden. Sie können darüber hinaus auf jeden Berührungssensor angewendet werden, der kapazitive Knoten beinhaltet, die eine Kapazität haben, die nicht ungefähr die gleiche ist wie die der anderen kapazitiven Knoten.
3 illustriert ein Gerät 1500, das einen der Berührungssensoren und eines der Elektrodenmuster aus 1A–2G beinhalten kann. Das Gerät 1500 kann ein Desktop-Computer, ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Smartphone, ein Satellitennavigationsgerät, ein Telefon, ein Mobiltelefon, ein tragbares Medienabspielgerät, eine tragbare Spielekonsole, ein Kioskcomputer, ein Kassengerät, ein Haushaltsgerät, ein Geldautomat, oder jedes andere Gerät oder eine Kombination derselben beinhalten.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform beinhaltet das Gerät 1500 einen Berührungsbildschirm 1504. Der Berührungsbildschirm 1504 ermöglicht die Darstellung einer großen Vielzahl von Daten, inklusive einer Tastatur, eines Ziffernfeldes, von Programmen- oder Anwendungsicons, und je nach Bedarf anderen Schnittstellen. Der Benutzer kann mit dem Gerät 1500 interagieren, indem er den Berührungsbildschirm 1504 mit einem einzelnen Finger (oder einem anderen Objekt) berührt, um so z. B. ein Programm zur Ausführung oder einen Buchstaben auf einer Tastatur, die auf dem Berührungsbildschirm 1504 dargestellt ist, auszuwählen. Zusätzlich kann der Benutzer Mehrfachberührungen verwenden, um z. B. beim Betrachten eines Dokuments oder eines Bildes herein oder heraus zu zoomen. In bestimmten Ausführungsformen des Geräts 1500, wie z. B. in Haushaltsgeräten, könnte sich der Berührungsbildschirm 1504 während des Betriebs des Geräts nicht oder nur geringfügig ändern und nur Einfachberührungen erkennen.
Ein Bezug auf ein computerlesbares Speichermedium kann hier ein oder mehrere, nichttransitorische Strukturen mit einem computerlesbaren Speichemedium umfassen. In einem nicht-einschränkenden Beispiel kann ein computerlesbares Speichermedium eine halbleiterbasierte oder eine andere integrierte Schaltung (IG) (wie z. B. ein Feld-programmierbares Gatterarray (FPGA) oder ein anwendungsspezifisches IG (ASIC)), eine Festplatte, eine HDD, eine Hybridfestplatte (HHD), eine optische Platte, ein optisches Plattenlaufwerk (ODD), eine magnetooptische Platte, ein magnetooptisches Laufwerk, eine Floppydisk, ein Floppydisklaufwerk (FDD), ein Magnetband, ein holographisches Speichermedium, ein Festkörperlaufwerk (SSD), ein RAM-Laufwerk, eine SD-Karte, ein SD-Laufwerk oder andere geeignete computerlesbare Speichermedien oder Kombinationen aus zwei oder mehreren dieser Speichermedien beinhalten. Ein computerlesbares, nicht-transitorisches Speichermedium kann gegebenenfalls flüchtig, nicht-flüchtig oder eine Kombination aus flüchtig und nicht-flüchtig sein.
Unter „oder” wird hier ein inklusives und nicht ein exklusives Oder verstanden, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A oder B” bedeutet daher „A, B oder beides”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. Darüber hinaus bedeutet „und” sowohl einzeln als auch insgesamt, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt. „A und B” bedeutet daher „A und B, einzeln oder insgesamt”, sofern nichts Gegenteiliges gesagt wird oder sich aus dem Zusammenhang ergibt.
Die vorliegende Offenbarung umfasst alle Änderungen, Ersetzungen, Variationen, Abwandlungen und Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen, die der Fachmann in Betracht ziehen würde. Darüber hinaus umfasst eine Bezugnahme in den beigefügten Ansprüchen auf eine Vorrichtung oder ein System oder eine Komponente einer Vorrichtung oder eines Systems, die/das dazu eingerichtet ist, eine bestimmte Funktion auszuführen, diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente unabhängig davon, ob die bestimmte Funktion aktiviert, eingeschaltet oder entsperrt ist, solange diese Vorrichtung, dieses System oder diese Komponente dazu eingerichtet ist, diese Funktion auszuführen.

Claims

Ein Berührungssensor mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand ungefähr senkrecht zum ersten Rand, umfassend: eine erste Vielzahl von Elektroden ungefähr parallel zum ersten Rand; eine zweite Vielzahl von Elektroden, wobei jede Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden ein Rückgrat ungefähr parallel zum zweiten Rand und eine Vielzahl von leitfähigen Elementen hat, die ungefähr parallel zum ersten Rand sind und in physikalischem Kontakt mit dem Rückgrat stehen, wobei zumindest eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden an den zweiten Rand angrenzt; und eine Vielzahl von Knoten, wobei jeder Knoten durch eine kapazitive Kopplung zwischen einer Elektrode der ersten Vielzahl von Elektroden und einer Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden gebildet wird; und wobei die Kapazität eines jedes Knotens ungefähr die gleiche ist.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die Kapazität eines jeden Knotens die gleiche ist
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei das Rückgrat der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die größer ist als eine Breite des Rückgrats von zumindest einer Elektrode der anderen Elektroden der zweiten Vielzahl der Elektroden.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, zwei Rückgrate hat, die voneinander durch einen ersten Zwischenraum getrennt sind; wobei die Rückgrate der anderen Elektroden der zweiten Vielzahl der Elektroden jeweils voneinander durch einen zweiten Zwischenraum getrennt sind; und wobei der erste Zwischenraum eine Breite hat, die kleiner ist als eine Breite von zumindest einem der zweiten Zwischenräume.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei zumindest eines der Vielzahl der leitfähigen Elemente der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die größer ist als eine Breite von einem der anderen leitfähigen Elemente der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Berührungssensor nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von leitfähigen Elementen von jeder der zweiten Vielzahl von Elektroden jeweils voneinander durch einen Zwischenraum getrennt sind; wobei einer der Zwischenräume der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die kleiner ist als eine Breite von zumindest einem der anderen Zwischenräume der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Berührungssensor mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand ungefähr senkrecht zum ersten Rand, umfassend: eine erste Vielzahl von Elektroden ungefähr parallel zum ersten Rand; eine zweite Vielzahl von Elektroden, wobei jede der zweiten Vielzahl von Elektroden eine Vielzahl von Rückgraten hat, die miteinander gekoppelt sind, wobei jedes der Rückgrate ungefähr parallel zum zweiten Rand ist, wobei zumindest eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden an den zweiten Rand angrenzt; und eine Vielzahl von Knoten, wobei jeder Knoten durch eine kapazitive Kopplung zwischen einer Elektrode der ersten Vielzahl von Elektroden und einer Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden gebildet wird; und wobei die Kapazität eines jeden Knotens ungefähr die gleiche ist.
Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei die Kapazität eines jeden Knotens die gleiche ist.
Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei zumindest eines der Rückgrate der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die größer ist als eine Breite eines Rückgrats von zumindest einer der anderen Elektroden der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Berührungssensor nach Anspruch 7, wobei eines der Rückgrate der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, ein oder mehrere leitfähige Elemente hat, die physikalisch mit dem Rückgrat gekoppelt sind, wobei jedes der leitfähigen Elemente ungefähr parallel zum ersten Rand ist, wobei keines der leitfähigen Elemente die Rückgrate miteinander koppelt.
Vorrichtung, umfassend: eine Steuereinheit; und einen Berührungssensor mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand ungefähr senkrecht zum ersten Rand, wobei der Berührungssensor mit der Steuereinheit gekoppelt ist und umfasst: eine erste Vielzahl von Elektroden ungefähr parallel zum ersten Rand; eine zweite Vielzahl von Elektroden, wobei jede der zweiten Vielzahl von Elektroden ein Rückgrat hat, das ungefähr parallel zum zweiten Rand ist und eine Vielzahl von leitfähigen Elementen hat, die ungefähr parallel zum ersten Rand sind und in physikalischem Kontakt mit dem Rückgrat stehen, wobei zumindest eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden an den zweiten Rand angrenzt; und eine Vielzahl von Knoten, wobei jeder Knoten durch eine kapazitive Kopplung zwischen einer Elektrode der ersten Vielzahl von Elektroden und einer Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden gebildet wird; und wobei die Kapazität eines jeden Knotens ungefähr die gleiche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Kapazität eines jeden Knotens die gleiche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Rückgrat der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die größer ist als eine Breite des Rückgrats von zumindest einer der anderen Elektroden der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, zwei Rückgrate hat, die voneinander durch einen ersten Zwischenraum getrennt sind; wobei die Rückgrate der anderen Elektroden der zweiten Vielzahl von Elektroden jeweils voneinander durch einen zweiten Zwischenraum getrennt sind; und wobei der erste Zwischenraum eine Breite hat, die kleiner ist als eine Breite von zumindest einem der zweiten Zwischenräume.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei zumindest eines der Vielzahl von leitfähigen Elementen der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die größer ist als eine Breite von einem der anderen leitfähigen Elemente der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von leitfähigen Elementen von jeder der zweiten Vielzahl von Elektroden jeweils voneinander durch einen Zwischenraum getrennt sind; wobei einer der Zwischenräume der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die kleiner ist als eine Breite von zumindest einem der anderen Zwischenräume der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Vorrichtung, umfassend: eine Steuereinheit; und einen Berührungssensor mit einem ersten Rand und einem zweiten Rand ungefähr senkrecht zum ersten Rand, wobei der Berührungssensor mit der Steuereinheit gekoppelt ist und umfasst: eine erste Vielzahl von Elektroden ungefähr parallel zum ersten Rand; eine zweite Vielzahl von Elektroden, wobei jede der zweiten Vielzahl von Elektroden eine Vielzahl von Rückgraten hat, die miteinander gekoppelt sind, wobei jedes der Rückgrate ungefähr parallel zum zweiten Rand ist, wobei zumindest eine Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden an den zweiten Rand angrenzt; und eine Vielzahl von Knoten, wobei jeder Knoten durch eine kapazitive Kopplung zwischen einer Elektrode der ersten Vielzahl von Elektroden und einer Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden gebildet wird; und wobei die Kapazität eines jeden Knotens ungefähr die gleiche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Kapazität eines jeden Knotens die gleiche ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei zumindest eines der Rückgrate der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, eine Breite hat, die größer ist als eine Breite eines Rückgrats von zumindest einer der anderen Elektroden der zweiten Vielzahl von Elektroden.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei eines der Rückgrate der einen Elektrode der zweiten Vielzahl von Elektroden, die an den zweiten Rand angrenzt, ein oder mehrere leitfähige Elemente hat, die physikalisch mit dem Rückgrat gekoppelt sind, wobei jedes der leitfähigen Elemente ungefähr parallel zum ersten Rand ist, wobei keines der leitfähigen Elemente die Rückgrate miteinander koppelt.