KR20200087266A - 단일층 용량성 이미징 센서들 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 입력 오브젝트의 위치 정보를 획득하기에 바람직한 방식으로 상호접속되는 복수의 센싱 엘리먼트들을 포함하는 입력 디바이스를 제공하여, 획득된 위치 정보가 디스플레이 또는 다른 유용한 시스템 컴포넌트들을 제어하기 위해 다른 시스템 컴포넌트들에 의해 사용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들은 입력 디바이스의 센싱 영역 내에서 입력 오브젝트의 위치를 센싱하는데 필요한 트레이스들 및/또는 전극들의 개수를 감소 또는 최소화하기 위해 본 명세서에 개시된 센서 전극 어레이 구성 및 기법들 중 하나 이상을 이용한다.

Description

단일층 용량성 이미징 센서들{SINGLE LAYER CAPACITIVE IMAGING SENSORS}

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 근접 센싱 디바이스의 센싱 영역 상부의 입력 오브젝트들의 위치를 센싱하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

보통 터치패드들 또는 터치 센서 디바이스들이라도 또한 불리는, 근접 센서 디바이스들을 포함하는 입력 디바이스들이 다양한 전자 시스템들에서 광범위하게 사용되고 있다. 근접 센서 디바이스는 통상 표면에 의해 종종 디마킹되는 (demarked) 센싱 영역을 포함하며, 그 센싱 영역에서 근접 센서 디바이스는 하나 이상의 입력 오브젝트들의 존재, 로케이션 및/또는 모션을 결정한다. 근접 센서 디바이스들은 전자 시스템에 대한 인터페이스들을 제공하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 근접 센서 디바이스들은, 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터들에 통합되는 불투명한 터치패드들, 또는 그 주변장치와 같은, 대형 컴퓨팅 시스템들에 대한 입력 디바이스들로서 종종 사용된다. 근접 센서 디바이스들 또한, 셀룰러 폰들에 통합된 터치 스크린들과 같은, 소형 컴퓨팅 시스템들에서 종종 사용된다.

근접 센서 디바이스들은 통상 전자 또는 컴퓨팅 시스템에서 발견되는 디스플레이 또는 입력 디바이스들과 같은, 다른 지원 컴포넌트들과 결합하여 사용된다. 일부 구성들에서, 근접 센서 디바이스들은 이러한 지원 컴포넌트들에 커플링되어 원하는 결합 기능을 제공하거나 바람직한 완전한 디바이스 패키지를 제공한다. 많은 시판용 근접 센서 디바이스들은 용량성 또는 저항성 센싱 기법과 같은 하나 이상의 전기 기법들을 사용하여, 입력 오브젝트의 존재, 로케이션 및/또는 모션을 결정한다. 통상, 근접 센서 디바이스들은 센서 전극들의 어레이를 사용하여 입력 오브젝트의 존재, 로케이션 및/또는 모션을 검출한다. 바람직한 정확도로 입력 오브젝트의 존재 및 위치를 센싱하기 위해 사용되는 종종 상당수의 센서 전극들로 인하여, 그리고 또한 이들 센서 전극들의 각각을 전자 또는 컴퓨팅 시스템에서 다양한 신호 생성 및 데이터 수집 컴포넌트들에 접속하기 위한 필요성으로 인하여, 이들 상호접속들을 형성하는 것과 연관된 비용, 시스템의 신뢰성 및 근접 센서 디바이스의 전체 사이즈가 종종 바람직하지 않게 커지고 복잡하다. 소비자 및 산업적 전자 산업들에서의 공통 목적은 형성된 전자 디바이스에서 전기 컴포넌트들의 비용 및/또는 사이즈를 감소시키는 것이다. 근접 센서 디바이스에서 지적되는 비용 및 사이즈 제한들은 종종 필요로 하는 트레이스들의 개수, 필요한 접속 지점들의 개수, 접속 컴포넌트의 복잡성 (예를 들어, 커넥터 상의 핀들의 개수), 및 센서 전극들을 제어 시스템에 상호접속하는데 사용되는 플렉시블 컴포넌트들의 복잡성에 의해 발생된다는 것을 주시하게 된다.

또한, 센서 전극들을 컴퓨터 시스템에 상호접속하는데 사용되는 트레이스들의 길이가 커질수록, 근접 센서 디바이스가 다른 지원 컴포넌트들에 의해 일반적으로 생성되는, 전자기 간섭 (EMI) 과 같은 간섭에 대해 더 민감해진다. 이들 지원 컴포넌트들에 의해 제공된 간섭은 근접 센싱 디바이스에 의해 수집된 데이터의 정확도 및 신뢰성에 악영향을 미치게 된다.

따라서, 신뢰성 있고, 일관성 있고 정확한 위치 센싱 결과들을 제공하고, 제조 비용이 저렴하며, 바람직하게 사이징된 전자 시스템 내에 집적될 수 있는, 근접 센싱 디바이스를 형성하는 장치 및 방법이 필요하다.

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 감소된 시스템 복잡성, 작은 전체 물리적 사이즈 및 낮은 제조 비용을 갖는 입력 디바이스를 제공한다. 본 명세서에 기재된 입력 디바이스는 입력 디바이스의 입력 영역과 입력 오브젝트의 상호작용에 의해 생성된 신호들에 기초하여 보다 신뢰성있고 정확한 위치 센싱 데이터 및/또는 위치 센싱 결과들을 제공할 수 있다. 본 발명의 실시형태들은 일반적으로 위치 센싱 데이터를 형성하기 위해 센서 전극들의 어레이 및/또는 센서 전극 상호접속 스킴들을 사용하는 입력 디바이스를 제공한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 발명의 실시형태들은 터치 센싱 디바이스에 의해 오브젝트의 존재를 신뢰성있게 센싱하는 개선된 장치 및 방법을 제공한다. 또한, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들은, 본 명세서에 개시된 하나 이상의 기법들 및 전극 어레이 구성들을 사용하여, 센싱 영역 내의 입력 오브젝트의 위치를 센싱하는데 필요한 트레이스들 및/또는 센서 전극들의 개수를 감소 또는 최소화한다.

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 제 1 세트의 센서 전극들 및 제 2 세트의 센서 전극들을 포함하는 용량성 이미지 센서를 제공한다. 제 1 세트의 센서 전극들은 제 1 센서 전극, 제 2 센서 전극 및 제 3 센서 전극을 포함한다. 제 1 센서 전극이 제 3 센서 전극에 전기적으로 커플링된다. 제 2 세트의 센서 전극들은 제 4 센서 전극 및 제 5 센서 전극을 포함하고, 제 4 센서 전극은 제 1 센서 전극과 용량성으로 커플링하도록 구성되고, 제 5 센서 전극이 제 3 센서 전극과 용량성으로 커플링하도록 구성된다.

본 발명의 실시형태들은 또한 기판의 제 1 표면 상에 배치된 제 1 센서 전극, 기판의 제 1 표면 상에 배치된 제 2 센서 전극, 및 기판의 제 1 표면 상에 배치된 제 3 센서 전극을 포함하는 용량성 이미지 센서를 제공할 수도 있다. 제 3 센서 전극은 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이에 배치되고, 제 1 센서 전극과 서로 맞물리고 또한 제 2 센서 전극과 맞물린다.

본 발명의 실시형태들은 또한 센서 프로세서 및 기판 상에 배치된 복수의 센서 전극들을 포함하는 터치 스크린을 제공할 수도 있으며, 복수의 센서 전극들은 기판의 제 1 표면 상에 배치된 제 1 센서 전극, 기판의 제 1 표면 상에 배치된 제 2 센서 전극, 및 기판의 제 1 표면 상에 배치된 제 3 센서 전극을 포함한다. 제 3 센서 전극은 제 1 센서 전극을 부분적으로 둘러싸고, 또한 제 2 센서 전극을 부분적으로 둘러싸며, 그리고 제 3 센서 전극의 적어도 부분이 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이에 배치된다. 센서 프로세서는 제 1, 제 2 및 제 3 센서 전극들에 통신적으로 커플링되고, 제 1 또는 제 2 센서 전극 중 어느 하나가 용량성 센싱을 위해 구동될 때, 제 3 센서 전극에 의해 수신된 결과의 신호들을 수신하도록 구성된다. 센서 프로세서는 제 3 수신기 전극에 커플링된 제 1 수신기 채널을 더 포함하고, 제 1 수신기 채널은 전하 축적기를 포함한다.

본 발명의 실시형태들은 또한 제 1 세트의 센서 전극들 및 제 2 세트의 센서 전극들을 포함하는 용량성 이미지 센서를 제공할 수도 있다. 제 1 센서 전극은 제 1 센서 전극, 제 2 센서 전극 및 제 3 센서 전극을 포함하고, 제 1 센서 전극은 제 3 센서 전극에 전기적으로 커플링된다. 제 2 세트의 센서 전극들은 제 4 센서 전극 및 제 5 센서 전극을 포함하고, 제 4 센서 전극은 제 1 센서 전극과 용량성으로 커플링하도록 구성되고, 제 5 센서 전극은 제 3 센서 전극과 용량성으로 커플링하도록 구성된다.

본 발명의 실시형태들은 또한 투명 기판의 표면 상에 배치된 복수의 센서 전극들을 포함하는 터치 스크린을 제공할 수도 있으며, 복수의 센서 전극들은 제 1 세트의 센서 전극들, 제 2 세트의 센서 전극들 및 센서 프로세서를 포함한다. 제 1 세트의 센서 전극들은 제 1 수신기 전극, 제 2 수신기 전극, 및 제 3 수신기 전극을 포함하고, 제 1 수신기 전극은 제 3 수신기 전극에 전기적으로 커플링된다. 제 2 세트의 센서 전극들은 제 1 송신기 전극 및 제 2 송신기 전극을 포함하고, 제 1 송신기 전극은 제 1 수신기 전극과 용량성으로 커플링하도록 구성되고, 제 2 송신기 전극은 제 3 수신기 전극과 용량성으로 커플링하도록 구성된다. 센서 프로세서는 제 1 및 제 2 수신기 전극들에 통신적으로 커플링되고, 제 1 또는 제 2 송신기 전극이 용량성 센싱을 위해 구동될 때, 제 1, 제 2 및 제 3 수신기 전극들에 의해 수신된 결과의 신호들을 수신하도록 구성되며, 센서 프로세서는 제 1 수신기 전극에 커플링된 제 1 수신기 채널, 및 제 2 수신기 전극에 커플링된 제 2 수신기 채널을 포함하며, 제 1 및 제 2 수신기 채널들은 전하 축적기를 포함한다.

본 발명의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략히 요약된 본 발명의 더욱 특정한 설명은 실시형태들을 참조하여 이루어질 수도 있으며, 실시형태들의 일부는 첨부 도면들에서 예시된다. 하지만, 첨부 도면들은 본 발명의 대표적인 실시형태들만을 예시하므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않고, 본 발명은 다른 동등하게 유효한 실시형태들을 인정할 수도 있다는 것에 유의한다.
도 1은 본 발명의 실시형태들에 따른, 예시적인 입력 디바이스의 개략적인 블록 다이어그램이다.
도 2a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 디바이스를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 2b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 디바이스의 부분을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 3a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 입력 디바이스에서 사용될 수 있는 센서 전극 구성들의 일부 예들을 리스팅하는 표이다.
도 3b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 도 3a에 나타낸 표에 리스팅된 센서 전극 구성을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 3c는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 도 3a에 나타낸 표에 리스팅된 센서 전극 구성을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 4a 내지 도 4k는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 센서 전극들의 어레이를 형성하도록 위치된 복수의 센서 전극들을 도시하는 각각의 개략적인 다이어그램이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 센서 전극들의 어레이을 형성하도록 위치된 복수의 센서 전극들을 도시하는 각각의 개략적인 다이어그램이다.
도 6a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 6b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 7은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 8은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 센서 전극들의 어레이를 형성하기 위해 위치된 복수의 센서 전극들을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 9a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 9b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 10은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 11a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 11b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 도 11a에 나타낸 센서 전극들의 어레이의 확대된 개략도이다.
도 12a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 12b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 13은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 14는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 다른, 센서 전극들의 어레이를 형성하기 위해 위치된 복수의 센서 전극들을 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 15는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 16a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 16b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 도 16a에 나타낸 센서 전극들의 어레이의 부분의 확대된 개략도이다.
도 17a는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들의 다중 어레이들을 포함하는 센서 전극 세트를 도시하는 개략적인 다이어그램이다.
도 17b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른, 도 17a에 나타낸 센서 전극들의 어레이의 부분의 확대된 개략도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 동일한 참조 번호들이, 가능한 경우, 도면들에 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하도록 사용되었다. 하나의 실시형태에서 개시된 엘리먼트들은 특정한 언급 없이 다른 실시형태들에서 유익하게 활용될 수도 있다는 것이 상정되었다. 여기서 참조되는 도면들은 구체적으로 언급되지 않는 한 축척대로 그려져 있다고 이해되지는 않아야 한다. 또한, 도면들은 종종 단순화되어 있고 세부사항들 또는 컴포넌트들은 제시 및 설명의 명료함을 위해 생략되었다. 도면들 및 논의는 아래에서 논의되는 원리들을 설명하는 역할을 하며, 유사한 지정들은 유사한 엘리먼트들을 나타낸다.

다음의 상세한 설명은 본질적으로 단지 예시적이고 본 발명 또는 본 발명의 애플리케이션 및 사용들을 제한하도록 의도되지 않았다. 더욱이, 앞서의 기술분야, 배경 기술, 발명의 내용 또는 다음의 상세한 설명에서 제시되는 임의의 표현된 또는 암시된 이론에 의해 구속될 의도는 없다.

본 발명의 실시형태들은 일반적으로 감소된 시스템 복잡성, 작은 전체 물리적 사이즈 및 낮은 제조 비용을 갖는 입력 디바이스를 제공하는 것이다. 본 명세서에서 논의된 하나 이상의 실시형태들은 입력 오브젝트의 위치 정보를 신뢰성 있고 정확하게 획득하기 위해 원하는 방식으로 접속되는 복수의 센싱 엘리먼트들을 포함하는 입력 디바이스를 포함한다. 획득된 위치 정보는 시스템의 동작 모드를 제어하기 위해 사용될 뿐만 아니라, 이동, 선택, 메뉴 네비게이션 및 다른 기능들과 같은 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 동작들을 제어하기 위해 사용될 수도 있다. 일 실시형태에서, 하나 이상의 용량성 센싱 기법들 및/또는 신규한 센서 전극 어레이 구성들은 입력 디바이스의 센싱 영역 내에서 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하는데 필요한 트레이스들 및/또는 센서 전극들의 개수를 감소 또는 최소화하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시형태들에 따른, 예시적인 입력 디바이스 (100) 의 블록 다이어그램이다. 도 1에서, 입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에 위치된 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 제공된 입력들을 센싱하도록 구성된 근접 센서 디바이스 (예를 들어, "터치패드", "터치 스크린", "터치 센서 디바이스") 이다. 예시의 입력 오브젝트들은 도 1에 도시된 바와 같이 손가락들 및 스타일러스들을 포함한다. 본 발명의 일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는, "호스트" 로서 본 명세서에서 때때로 지칭되는, 전자 시스템 (150) 에 입력을 제공하도록 구성될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "전자 시스템 (또는 "전자 디바이스") 는, 넓게는 정보를 전자적으로 프로세싱할 수 있는 임의의 시스템을 지칭한다. 한정이 아닌 전자 시스템들의 일부 예들은, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 테블릿, 웹 브라우저, e-북 리더, 및 휴대정보 단말기 (PDA) 와 같은, 모든 사이즈 및 형상의 개인용 컴퓨터들을 포함한다. 전자 시스템들의 부가적인 예들은, 입력 디바이스 (100) 및 별도의 조이스틱들 또는 키 스위치들을 포함하는 물리적 키보드들과 같은 혼성 입력 디바이스들을 포함한다. 전자 시스템들 (150) 의 추가 예들은, 데이터 입력 디바이스들 (예를 들어, 원격 제어들 및 마우스들) 및 데이터 출력 디바이스들 (예를 들어, 디스플레이 스크린들 및 프린터들) 과 같은 주변장치들을 포함한다. 다른 예들은, 원격 단말기들, 키오스크들, 비디오 게임 머신들 (예를 들어, 비디오 게임 콘솔들, 포터블 게이밍 디바이스들 등), 통신 디바이스들 (예를 들어, 스마트 폰들과 같은 셀룰러 폰들), 및 미디어 디바이스들 (예를 들어, 텔레비젼들, 셋톱 박스들, 뮤직 플레이어들, 디지털 포토 프레임들 및 디지털 카메라들과 같은 플레이어들, 에디터들 및 리코더들) 을 포함한다. 부가적으로, 전자 시스템은 입력 디바이스에 대한 호스트 또는 슬레이브일 수 있다.

입력 디바이스 (100) 는 전자 시스템 (150) 의 물리적 부분으로서 구현될 수 있고, 또는 전자 시스템으로부터 물리적으로 분리될 수 있다. 적당한 것으로서, 입력 디바이스 (100) 는, 버스들, 네트워크들 및 다른 유선 또는 무선 상호접속들 중 하나 이상의 임의의 것을 사용하여 전자 시스템 (150) 의 부분들과 통신할 수도 있다. 예들은 I²C, SPI, PS/2, 유니버설 시리얼 버스 (USB), 블루투스, RF 및 IRDA 를 포함한다.

센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 위, 주위, 내 및/또는 근방의 임의의 공간을 포함하며, 이 공간에서 입력 디바이스 (100) 는 하나 이상의 입력 오브젝트들 (140) 에 의해 사용자 입력을 검출할 수 있다. 특정 센싱 영역들의 사이즈들, 형상들 및 로케이션들은 실시형태들에 걸쳐서 광범위하게 달라질 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (120) 은 신호 대 노이즈 비들이 정확한 오브젝트 검출을 충분히 예방할 때까지, 하나 이상의 방향들에서 입력 디바이스 (100) 의 표면으로부터 공간 내부로 연장한다. 다양한 실시형태들에서, 이러한 센싱 영역 (120) 이 특정 방향으로 연장하는 거리는, 대략 밀리미터 미만, 밀리미터들, 센티미터들, 또는 그 이상일 수도 있으며, 원하는 정확도 및 사용된 센싱 기술의 유형에 따라 현저하게 달라질 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들은, 입력 디바이스 (100) 의 임의의 표면들과의 비접촉, 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 (예를 들어, 터치 표면) 과의 접촉, 일부 가해진 힘 또는 압력의 양, 및/또는 그 조합과 커플링된 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면과의 접촉을 포함하는, 입력을 센싱한다. 다양한 실시형태들에서, 입력 표면들은 센서 전극들 또는 임의의 케이싱들 등 상부에 적용되는 페이스 시트들에 의해, 센서 전극들이 상주하는 케이싱들의 표면에 의해 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센싱 영역 (120) 은 입력 디바이스 (100) 의 입력 표면 상으로 투영 (project) 될 때 직사각형 형상을 갖는다.

입력 디바이스 (100) 는 센싱 영역 (120) 에서 사용자 입력을 검출하기 위해 센서 컴포넌트들 및 센싱 기술들의 임의의 조합을 사용할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 는 일반적으로 사용자 검출을 위한 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 포함한다. 한정이 아닌 몇몇 예들로서, 입력 디바이스 (100) 에서의 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 은, 입력 오브젝트(들) (140) 의 위치 또는 모션을 검출하기 위해 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향성, 초음파성, 및/또는 광학 기술들을 사용할 수도 있디. 일부 구현들은 1 차원, 2차원, 3차원 또는 더 높은 차원의 공간들을 스패닝하는 센싱 이미지들을 제공하도록 구성된다.

도 1에서, 프로세싱 시스템 (110) 이 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 나타나 있다. 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서 입력을 검출하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 하드웨어를 동작시키도록 구성된다. 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 집적 회로들 (ICs) 및/또는 다른 회로 컴포넌트들의 부분 또는 전부를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 펌웨어 코드, 하드웨어 코드 등과 같은, 전자적으로 판독가능한 명령들을 포함한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 을 구성하는 컴포넌트들은, 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트들(들)(121) 근방에서와 같이, 함께 로케이팅된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 의 컴포넌트들은 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트들 (121) 에 근접한 하나 이상의 컴포넌트들, 및 다른 곳의 하나 이상의 컴포넌트들과 물리적으로 분리된다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 데스크탑 컴퓨터에 커플링된 주변 장치일 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 데스트탑 컴퓨터의 중앙 처리 장치 및 중앙 처리 장치와 분리된 하나 이상의 IC들 (어쩌면 연관된 펌웨어를 갖음) 상에서 작동하도록 구성된 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 또 다른 예로서, 입력 디바이스 (100) 는 폰에 물리적으로 통합될 수도 있고, 프로세싱 시스템 (110) 은 폰의 메인 프로세서의 부분인 펌웨어 및 회로들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 를 구현하는데 전용이다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 또한 디스플레이 스크린들을 동작시키는 것, 햅틱 액추에이터를 구동하는 것과 같은, 다른 기능들을 수행한다.

프로세싱 시스템 (110) 은 입력 디바이스 (100) 의 상이한 기능들을 취급하는 모듈들의 세트로서 구현될 수도 있다. 각각의 모듈은 프로세싱 시스템 (110) 의 부분인 회로, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 모듈들의 상이한 조합들이 사용될 수도 있다. 일 예에서, 모듈들은 센싱 엘리먼트들 및 디스플레이 스크린들과 같은 하드웨어를 동작시키기 위한 하드웨어 동작 모듈들, 위치 정보 및 센서 신호들과 같은 데이터를 프로세싱하는 데이터 프로세싱 모듈들, 및 정보를 리포팅하기 위한 리포팅 모듈들을 포함한다. 또 다른 예에서, 모듈들은 입력을 검출하기 위해 센싱 엘리먼트(들)을 동작시키도록 구성된 센서 동작 모듈들, 모드 변화 제스처들과 같은 제스처들을 식별하도록 구성된 식별 모듈들, 및 동작 모드들을 변화시키기 위한 모드 변화 모듈들을 포함한다.

일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 하나 이상의 액션들을 야기시킴으로써 직접적으로 센싱 영역 (120) 에서 사용자 입력 (또는 사용자 입력의 결여) 에 대응한다. 일 예에서, 위에서 주시된 바와 같이, 액션들은 커서 이동, 선택, 메뉴 네비게이션, 및 다른 기능들과 같은, GUI 액션들 뿐만 아니라 동작 모드들을 변화시키는 것을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 입력 (또는 입력의 결여) 에 관한 정보를 전자 시스템의 일부 부분 (예를 들어, 별개의 중앙 프로세싱 시스템이 존재하는 경우, 그러한 프로세싱 시스템 (110) 과 별개인 전자 시스템의 중앙 처리 시스템) 에 제공한다. 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 으로부터 수신된 전자 시스템 프로세스 정보의 일부 부분은, 모드 변화 액션들 및 GUI 액션들을 포함하는, 전체 범위의 액션들을 용이하게 하는 것과 같은, 사용자 입력에 대해 작용하기 위해 사용된다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 영역 (120) 에서 입력 (입력의 결여) 를 표시하는 전기적 신호들을 생성하기 위해 입력 디바이스 (100) 의 센싱 엘리먼트(들) (121) 을 동작시킨다. 프로세싱 시스템 (110) 은 전자 시스템에 제공된 정보의 생성 시 전기적 신호들에 대한 임의의 적절한 양의 프로세싱을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 은 센싱 엘리먼트들 (121) 로부터 획득된 아날로그 전기 신호들을 디지털화할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 필터링 또는 다른 신호 컨디셔닝을 수행할 수도 있다. 또 다른 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 데이터의 베이스라인 세트 (예를 들어, 베이스라인 이미지) 를 뺄수도 있고 그렇지 않으면 계산할 수도 있어서, 정보가 획득된 전기 신호들 (예를 들어, 센싱 이미지) 과 베이스라인 사이의 차이를 반영한다. 또 다른 추가 예로서, 프로세싱 시스템 (110) 은 위치 정보를 결정하고, 커맨드들로서 입력들을 인식하고, 필적 등을 인식할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "위치 정보" 는 절대적 위치, 상대적 위치, 속도, 가속도, 및 공간적 정보의 다른 유형들을 넓게 포함한다. 예시의 "0 차원" 위치 정보는 근방/먼 또는 접촉/비접촉 정보를 포함한다. 예시의 "1 차원" 위치 정보는 축을 따르는 위치들을 포함한다. 예시의 "2 차원" 위치 정보는 평면에서의 모션들을 포함한다. 예시의 "3 차원" 위치 정보는 공간에서의 순간 또는 평균 속도들을 포함한다. 추가의 예들은 공간적 정보의 다른 표현들을 포함한다. 위치 정보의 하나 이상의 유형들에 관한 이력 데이터는 또한, 시간 경과에 대한 위치, 모션 또는 순간 속도를 트랙킹하는 이력 데이터를 포함하여, 결정될 수도 있고 및/또는 저장될 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 또는 일부 다른 프로세싱 시스템에 의해 동작되는 부가적인 입력 컴포넌트들로 구현된다. 이러한 부가적인 입력 컴포넌트들은 센싱 영역 (120) 에서의 입력에 대한 리던던트 (redundant) 기능성 또는 일부 다른 기능성을 제공할 수도 있다. 도 1은 입력 디바이스 (100) 를 사용하여 아이템들의 선택을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있는 센싱 영역 (120) 근방의 버튼들 (130) 을 나타낸다. 부가적인 입력 컴포넌트들의 다른 유형들은, 슬라이더들, 볼들, 휠들, 스위치들 등을 포함한다. 반대로, 일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 다른 입력 컴포넌트들 없이 구현될 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 입력 디바이스 (100) 는 터치 스크린 인터페이스를 포함하고, 센싱 영역 (120) 은 디스플레이 디바이스 (미도시) 의 디스플레이 스크린의 액티브 영역의 적어도 부분을 오버랩한다. 예를 들어, 입력 디바이스 (100) 는 실질적으로 디스플레이 스크린 위에 놓인 투명 센서 전극을 포함할 수도 있고, 연관된 전자 시스템에 대해 터치 스크린 인터페이스를 제공할 수도 있다. 디스플레이 스크린은 사용자에게 비주얼 인터페이스를 디스플레이할 수 있는 동적 디스플레이의 임의의 유형일 수도 있고, 발광 다이오드 (LED), 유기 LED (OLED), 캐소드 레이 튜브 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마, 일렉트로루미네선스 (EL) 또는 다른 디스플레이 기술 중 임의의 유형을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 및 디스플레이 디바이스는 물리적 엘리먼트들을 공유할 수도 있다. 입력 디바이스 (100) 의 일부 실시형태들은 디스플레이 디바이스의 적어도 부분을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시형태들은 디스플레이 및 센싱을 위해 동일한 전기적 컴포넌트들의 일부를 사용할 수도 있다. 일부 예들어서, 디스플레이 디바이스의 디스플레이 스크린은 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 부분적으로 또는 전체로서 동작될 수도 있다.

본 기술의 많은 실시형태들이 완전히 기능 장치의 맥락에서 기재되지만, 본 기술의 메커니즘들은 다양한 형태로 프로그램 제품 (예를 들어, 소프트웨어) 으로서 분산될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 기술의 메커니즘들은 전자 프로세서들에 의해 판독가능한 정보 함유 매체들 상에 소프트웨어 프로그램으로서 (예를 들어, 프로세싱 시스템 (110) 에 의해 판독가능한 비일시적 컴퓨터 판독가능 및/또는 기록가능/쓰기가능한 정보 함유 매체들) 구현되고 분산될 수도 있다. 부가적으로, 본 기술의 실시형태들은 분산을 수행하는데 사용되는 매체의 특정 유형에 관계없이 동등하게 적용한다. 비일시적인, 전자적으로 판독가능한 매체들의 예들은 다양한 디스크(disc)들, 메모리 스틱들, 메모리 카드들, 메모리 모듈 등을 포함한다. 전자적으로 판독가능한 매체들은 플래시, 광학, 자기, 홀로그래픽, 또는 임의의 다른 저장 기술에 기반할 수도 있다.

많은 실시형태들에서, 센싱 영역 (120) 에 대한 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보는, 그 "위치 정보" 를 검출하기 위해 위치된 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121)(도 1) 에 의해 모니터링되거나 센싱된다. 일반적으로, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 입력 오브젝트의 존재를 검출하기 위해 사용되는 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 또는 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 입력 디바이스 (100) 의 하나 이상의 센싱 엘리먼트들은 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하기 위해 용량성, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향성, 초음파성 및/또는 광학 기법들을 사용할 수도 있다. 하기에서 제시되는 정보는, 입력 오브젝트 (140) 의 위치 정보를 모니터링하거나 결정하기 위해 용량성 센싱 기법들을 사용하는 입력 디바이스 (100) 의 동작을 주로 논의하지만, 이러한 구성은 본 명세서에 기재된 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않으며, 이는 다른 센싱 기법들이 이용될 수도 있기 때문이다.

입력 디바이스 (100) 의 일부 저항성 구현들에서, 플랙시블 및 전도성의 제 1 층이 전도성의 제 2 층으로부터 하나 이상의 스페이서 엘리먼트들에 의해 분리된다. 동작 동안, 하나 이상의 전압 구배들이 층들에 걸쳐서 생성된다. 플랙시블 제 1 층을 가압하면 그것을 층들 사이의 전기적 컨택을 생성하기 위해 충분히 편향시킬 수 있어서, 층들 사이의 컨택의 지점(들)을 반영하는 전압 출력들을 발생한다. 이러한 전압 출력들은 위치 정보를 결정하기 위해 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 (100) 의 일부 유도성 구현들에서, 하나 이상의 센싱 엘리먼트들은 공진 코일 또는 코일의 쌍들에 의해 유도된 루프 전류들을 픽업한다. 전류들의 크기, 페이즈 및 주파수의 조합이 그 후 위치 정보를 결정하는데 사용될 수도 있다.

입력 디바이스 (100) 의 일 실시형태에서, 센싱 엘리먼트 (121) 는 입력 오브젝트(들) 의 위치 정보를 센싱하기 위해 사용되는 용량성 센싱 엘리먼트이다. 입력 디바이스 (100) 의 일부 용량성 구현들에서, 전압 또는 전류가 전극과 접지 사이에 전계를 생성하기 위해 센싱 엘리먼트들에 인가된다. 근방의 입력 오브젝트들 (140) 은 전계의 변화들을 야기하고, 전압, 전류 등의 변화들로서 검출될 수도 있는 용량성 커플링에서 검출가능한 변화들을 생성한다. 일부 용량성 구현들은 전계를 생성하기 위해 용량성 센싱 엘리먼트들의 어레이 또는 다른 규칙적이거나 불규칙적인 패턴들을 사용한다. 일부 용량성 구현들에서, 별개의 센싱 엘리먼트들의 부분들은 큰 센서 전극들을 형성하기 위해 함께 오믹 쇼트될 수도 있다. 일부 용량성 구현들은 균일한 저항성일 수도 있는 저항성 시트들을 사용한다.

일부 용량성 구현들은 하나 이상의 센싱 엘리먼트들, 또는 하나 이상의 센서 전극들과 입력 오브젝트 사이의 용량성 커플링에서의 변화들에 기초한 "자기 캐패시턴스" (또는 절대 캐패시턴스) 센싱 방법들을 사용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 근방에 위치된 적어도 부분적으로 접지된 입력 오브젝트가 센서 전극들 근방의 전계들을 변경함으로써, 측정된 센서 전극들의 용량성 커플링을 접지로 변화시킨다. 일 구현에서, 절대 캐패시턴스 센싱 방법은 기준 전압 (예를 들어, 시스템 접지) 에 대하여 센서 전극들을 변조함으로써, 그리고 센서 전극들과 적어도 부분적으로 접지된 입력 오브젝트(들) 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다.

일부 용량성 구현들은 2 이상의 센싱 엘리먼트들 (예를 들어, 센서 전극들) 사이의 용량성 커플링의 변화들에 기초한 "뮤추얼 캐패시턴스" (또는 트랜스캐패시턴스") 센싱 방법들을 사용한다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 근방의 입력 오브젝트는 센서 전극들 사이에 생성된 전계를 변화시킴으로써, 측정된 용량성 커플링을 변화시킨다. 일 구현에서, 트랜스용량성 센싱 방법은 하나 이상의 송신기 센서 전극들 (또한, "송신기 전극들", "송신 전극들" 또는 "송신기들") 과 하나 이상의 수신기 센서 전극들 (또한, "수신기 전극들" 또는 "수신 전극들") 사이의 용량성 커플링을 검출함으로써 동작한다. 송신기 센서 전극들은 송신기 신호들을 송신하기 위해 기준 전압 (예를 들어, 시스템 접지) 에 대하여 변조될 수도 있다. 수신기 센서 전극들은 "결과의 신호들" 의 수신을 용이하게 하기 위해 기준 전압에 대하여 실질적으로 일정하게 유지될 수도 있다. "결과의 신호" 는 하나 이상의 송신기 신호들에 대응하는 효과(들), 및/또는 환경적 간섭 (예를 들어, 다른 전자기 신호들) 의 하나 이상의 소스들을 포함할 수도 있다. 센서 전극들은 전용 송신기들 또는 수신기들일 수도 있고, 또는 송신 및 수신 모두를 하도록 구성될 수도 있다. 일부 구현들에서, 활성으로 변조된 디바이스 (예를 들어, 활성 펜) 로부터의 사용자 입력이 송신기로서 작용할 수도 있어서, 센서 전극들의 각각이 활성으로 변조된 디바이스의 위치를 결정하기 위해 수신기로서 작용한다.

2 이상의 손가락 또는 다른 입력의 로케이션이 정확하게 결정될 수 있는, 대부분의 종래 다중 터치 센싱 센서 디바이스들은, 송신기 센서 전극들 및 수신기 센서 전극들의 매트릭스를 포함한다. 종래, 동작 동안, 용량성 이미지들은, 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 용량성 검출 엘리먼트들의 매트릭스 또는 그리드를 형성하는, 각각의 송신기 및 수신기 센서 전극 사이에 형성된 캐패시턴스 ("트랜스캐패시턴스" 또는 "뮤추얼 캐패시턴스" 로서 칭함) 를 측정함으로써 형성된다. 송신기와 수신기 센서 전극들 사이의 교차점에서 또는 그 근방에서의 (손가락 또는 다른 오브젝트와 같은) 입력 오브젝트의 존재는 측정된 "트랜스캐패시턴스" 를 변화시킨다. 이러한 변화들은 오브젝트의 로케이션에 국부화되며, 여기서 각각의 트랜스용량성 측정은 "용량성 이미지" 의 화소이고, 다중 트랜스용량성 측정들은 오브젝트의 용량성 이미지를 형성하기 위해 사용될 수 있다.

송신 및 수신 센서 전극들이 센서 면적 내에서 점퍼들을 사용하지 않고 서로 단일층에 배치되는, 단일 센싱층을 사용하여 2-D 캐패시턴스 이미지들의 생성을 허용하는, 센서 설계 및 센싱 스킴 실시형태들이 본 명세서에 기재된다. 센서를 구동하는 일렉트로닉스가 본 명세서에 기재된 프로세싱 시스템 (110) 과 같은 프로세싱 시스템에 로케이팅된다. 이들 기재된 실시형태들은 또한 접촉 센싱, 근접 센싱, 및 위치 센싱을 용이하게 한다. 이들 기재된 실시형태들은 또한 2개의 손가락 회전 제스쳐들 및 2개의 손가락 핀치 제스쳐들과 같은 "다중 터치" 센싱을 용이하게 하지만, 다중 층들에서 센서 전극들을 사용하는 센서에 비해 센서가 저렵하다. 다른 종래의 위치 센싱 디바이스들이 비해 본 명세서에 기재된 입력 디바이스를 형성하는데 사용되는 층들의 감소된 개수는, 그 자체로 디바이스의 제조 비용을 감소시키게 되는 적은 제조 단계와 또한 같다. 입력 디바이스의 층들의 감소는 또한 센서를 통해 보여지는 디스플레이 또는 이미지의 불분명성 또는 간섭을 감소시킴으로써, 그것이 디스플레이와 통합될 때, 형성된 입력 디바이스의 개선된 광학 품질에 적합하다. 플로팅 전극들 또는 차폐 전극들과 같은, 송신기들 및 수신기들의 전계들의 형상을 센싱하는데 수반되는 부가 전극들이 디바이스에 포함될 수도 있으며, 다른 기판들 또는 층들 상에 배치될 수도 있다. 전극들은 디스플레이의 부분 (기판을 공유) 일 수도 있으며, 그리고 또한 디스플레이와 기능성을 공유할 수도 있다 (디스플레이 및 센싱 기능성의 양자에 사용됨). 예를 들어, 전극들은 LCD (액정 디스플레이) 의 컬러 필터에 또는 OLED (유기 발광 다이오드) 디스플레이의 시일링 층 상에 패터닝될 수도 있다. 대안으로, 디스플레이 내 또는 액티브 매트릭스 디스플레이의 TFT (박막 트랜지스터) 층 상의 센싱 전극들은 또한 게이트 또는 소스 드라이버들로서 사용될 수도 있다. 이러한 전극들은 임의의 시각적 아티팩트 (visual artifact) 들을 최소화하도록 패터닝 (예를 들어, 화소들에 대해 소정 각도로 배향되거나 스페이싱) 될 수도 있다. 또한, 전극들은 은폐층들 (예를 들어, 화소들 사이의 블랙 마스크) 을 사용하여 하나 이상의 전도성 전극들의 적어도 일부 부분을 은폐할 수도 있다.

도 2a는 트랜스용량성 센싱 방법을 이용하여 센싱 영역 (120) 내의 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하기 위해 사용될 수도 있는 센서 전극 패턴의 부분을 도시하는 입력 디바이스 (295) 의 부분의 개략적인 상면도이다. 입력 디바이스 (295) 는 위에서 논의된 큰 입력 디바이스 (100) 의 부분으로서 형성될 수도 있다. 일반적으로, 본 명세서에 개시된 센서 전극 패턴은, 입력 디바이스 (295) 의 센싱 영역 (120) 내의 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하는데 필요한 센서 전극들 및/또는 트레이스들의 수를 감소 또는 최소화하기에 바람직한 방식으로 배열되고 상호접속되는, 센서 전극들 (202 및 211) 과 같은, 복수의 센서 전극들을 포함하는 복수의 센서 전극 어레이들 (210) 을 포함하는 센서 어레이 세트 (200) 를 포함한다. 도시 및 설명의 명료함을 위해, 도 2a는 센서 전극들을 나타내기 위해 사용되는 간단한 직사각형들의 패턴을 도시하지만, 이러한 구성은 한정되는 것을 의미하는 것이 아니며, 본 명세서에서 더 논의되는 바와 같이, 다른 실시형태들에서, 다양한 다른 센서 전극 형상들이 사용될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 2 이상의 센서 전극들, 예를 들어, 사이즈 및/또는 형상이 유사하거나 상이할 수도 있는 센서 전극들 (202 및 211) 을 포함한다. 일 예에서, 나타낸 바와 같이, 이러한 센서 전극들은 제 1 복수의 센서 전극들 (202)(예를 들어 15 개 나타냄), 및 제 1 복수의 센서 전극들 (202) 과 동일한 층 상에 배치되는 제 2 복수의 센서 전극들 (211)(예를 들어, 30 개 나타냄) 을 포함하는 센서 전극 패턴에 배치된다. 센서 전극들 (202) 및 센서 전극들 (211) 은, 그들이 서로 전기적으로 쇼팅하는 것을 방지하기 위해 전극들 사이에 형성된 물리적 갭 또는 절연 재료들의 사용에 의해, 통상 서로 오믹으로 격리된다. 일부 구성들에서, 2 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 은 큰 유닛 셀 (122) 을 형성할 수도 있다. 유닛 셀 (122) 은 센서 전극 어레이 (210) 내에서 및/또는 센싱 영역 (120) 에 걸친 반복 패턴 (예를 들어, 다중 센서 전극 어레이들 (210)) 에서 반복되는 센서 전극들의 그룹을 포함한다. 유닛 셀 (122) 은 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 형성된 전극 패턴 내에서 센서 전극들의 대칭적인 그룹화가 파괴될 수 있는 가장 작은 유닛이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 일 예에서, 유닛 셀 (122) 은 2개의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 포함하며, 이 엘리먼트들은 각각 센서 전극 (202) 의 부분 및 센서 전극 (211) 을 포함하고, 따라서 유닛 셀 (122) 이 센서 전극 (202) 및 2 개의 센서 전극들 (211) 을 포함한다. 도 2a의 센서 전극 패턴은, 본 명세서에 기재된 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 뮤추얼 용량성 센싱, 절대 용량성 센싱, 탄성, 저항성, 유도성, 자기 음향성, 초음파성 또는 다른 유용한 센싱 기법들과 같은 다양한 센싱 기법들을 대안으로 사용할 수도 있다는 것이 주시되게 된다. 센서 전극 (202) 은 송신기일 수도 있고, 211은 수신기일 수도 있으며, 또는 통상 유사한 이미징 능력을 갖는 (반대로) 그 역 또한 마찬가지이다.

일 실시형태에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 기판 (209) 의 표면 상에 단일층으로 형성된 복수의 송신기 및 수신기 전극들을 포함할 수도 있다. 입력 디바이스 (295) 의 일 구성에서, 센서 전극들의 각각은 하나 이상의 수신기 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (211)) 에 근접하여 배치된 하나 이상의 송신기 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (202)) 을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 단일층 센서 전극 설계를 사용하는 트랜스용량성 센싱 방법은, 위에서 유사하게 논의된 바와 같이, 구동된 송신기 센서 전극들 중 하나 이상과 수신기 전극들 중 하나 이상 사이의 용량성 커플링에서의 변화를 검출함으로써 동작할 수도 있다. 그러한 실시형태들에서, 송신기 및 수신기 전극들은, 용량성 화소들의 면적을 형성하는데 사용되는 점퍼들 및/또는 여분의 층들이 필요하지 않도록 하는 방식으로 배치될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 송신기 전극들 및 수신기 전극들은, 먼저 기판 (209) 의 표면 상에 블랭킷 전도층을 형성한 다음,각각의 송신기 전극들 및 수신기 전극들을 서로 오믹 격리시키는 식각 및/또는 패터닝 프로세스 (예를 들어, 리소그라피 및 습식 식각, 레이저 애블레이션 등) 를 수행함으로써, 기판 (209) 의 표면 상에 어레이로 형성될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극들은 성막 (deposition) 및 스크린 프린팅 방법들을 사용하여 패터닝될 수도 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 이러한 센서 전극들은 하나 이상의 송신기 전극들 및 하나 이상의 수신기 전극들을 포함할 수도 있는, 센싱 엘리먼트들 (121) 의 직사각형 패턴을 포함하는 어레이로 배치될 수 있다. 일 예에서, 송신기 전극들 및 수신기 전극들을 형성하는데 사용되는 블랭킷 전도층은, 종래 기술에서 알려진 성막 기법들 (예를 들어, PVD, CVD) 사용하여 성막되는 얇은 투명 전도성 산화물층 (예를 들어, ATO, ITO, 아연 산화물) 또는 얇은 금속층 (예를 들어, 구리, 알루미늄 등) 을 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 패터닝된 격리된 전도성 전극들 (예를 들어, 전기적으로 플로팅 전극들) 은 시각적 모습을 개선하기 위해 사용될 수도 있다. 본 명세서에 기재된 실시형태들 중 하나 이상에서, 센서 전극들은 실질적으로 광학적으로 투영한 재료로 형성됨으로써, 일부 구성들에서, 디스플레이 디바이스와 입력 디바이스 사용자 사이에 배치될 수 있다.

하나 이상의 센서 전극들 (202) 의 적어도 부분과 하나 이상의 센서 전극들 (211) 의 적어도 부분 사이에 형성된 국부화된 용량성 커플링의 면적들은 "용량성화소" 로 칭할 수도 있으며, 또한 본 명세서에서는 센싱 엘리먼트 (121) 로서 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 센싱 엘리먼트 (121) 에서의 용량성 커플링은 센서 전극들 (202) 의 적어도 부분과 센서 전극 (211) 사이에 형성된 전계에 의해 생성될 수도 있으며, 이는 센싱 영역에 걸친 입력 오브젝트들의 모션 및 근접도이 변화함에 따라 변화한다.

일부 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 이러한 용량성 커플링들을 결정하기 위해 "스캐닝된다". 입력 디바이스 (295) 는 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나, 다중 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 여기서, 다중 송신기 전극들은 동시에 송신하고, 이들 다중 송신기 전극들은 동일한 송신 신호를 송신하고 실질적으로 큰 송신기 전극을 효과적으로 제조할 수도 있고, 또는 송신기 전극들이 상이한 송신기 신호들을 송신할 수도 있다. 일 예에서, 송신기 전극들은 센서 전극들 (202) 이고, 수신기 전극들은 센서 전극들 (211) 이다. 예를 들어, 일 구성에서, 다중 센서 전극들 (202) 은, 수신 센서 전극들, 또는 센서 전극들 (211) 에 의해 수신된 결과의 신호들에 대한 그 결합된 효과들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 송신 신호들을 송신한다. 디바이스에 커플링된 사용자 입력의 직접적인 효과는 결과의 신호들에 영향 (예를 들어 프린징 커플링의 감소) 을 미칠 수도 있다. 대안으로, 플로팅 전극은 입력에 그리고 송신기 및 수신기에 커플링될 수도 있으며, 사용자 입력은 시스템 접지로 그 임피던스를 낮춤으로써 결과의 신호들을 감소시킬 수도 있다. 추가 예에서, 플로팅 전극은 그 상대적 커플링을 증가시키는 송신기 및 수신기 쪽으로 배치될 수도 있다. 수신기 전극들 또는 대응 센서 전극 (211) 은 송신기 신호로부터 생성된 결과의 신호들을 획득하기 위해 단독으로 또는 다중으로 동작될 수도 있다. 결과의 신호들은, 위에서 논의된 바와 같이, 입력 오브젝트가 존재하는지 여부 및 그 위치 정보를 결정하기 위해 사용되는, 용량성 화소들에서 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하는데 사용될 수도 있다. 용량성 화소들에 대한 값들의 세트는 화소들에서 용량성 커플링들을 나타내는 "용량성 이미지" (또한 "용량성 프레임" 또는 "센싱 이미지") 를 형성한다. 다양한 실시형태들에서, 센싱 이미지 또는 용량성 이미지는 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 분산된 센싱 엘리먼트들 (121) 의 적어도 부분에 의해 수신된 결과의 신호들을 측정하는 프로세스 동안 수신된 데이터를 포함한다. 결과의 신호들은 즉각 한번에, 또는 래스터 스캐닝 패턴 (예를 들어, 원하는 스캐닝 패턴으로 각각의 센싱 엘리먼트를 별도로 연속 폴링), 로우별 스캐닝 패턴, 컬럼별 스캐닝 패턴 또는 다른 유용한 스캐닝 기법으로 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 분포된 센싱 엘리먼트들의 로우들 및/또는 컬럼들을 스캐닝함으로써 수신될 수도 있다. 많은 실시형태들에서, "센싱 이미지" 가 입력 디바이스 (100) 에 의해 획득되는 레이트 또는 센싱 프레임 레이트는, 약 60 과 약 180Hz 사이이지만, 원하는 애플리케이션에 의존하여 더 높거나 더 낮을 수 있다.

일부 터치 스크린 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 연관된 디스플레이 디바이스의 기판 상에 배치된다. 예를 들어, 센서 전극들 (202) 및/또는 센서 전극들 (211) 은 LCD의 편광자, 컬러 필터 기판 또는 유리 시트 상에 배치될 수도 있다. 특정 예로서, 센서 전극들 (202 및 211) 은 디스플레이 디바이스의 LCD 유형의 TFT (박막 트랜지스터) 기판, 컬러 필터 기판 상에, LCD 유리 시트 상부에 배치된 보호 재료 상에, 렌즈 유리 (또는 윈도우) 등 상에 배치될 수도 있다. 전극들은 디스플레이 전극들과 별개일 수도 있고 디스플레이 전극들에 부가될 수도 있으며, 또는 디스플레이 전극들과 기능성에서 공유될 수도 있다. 유사하게, 여분의 층이 기존 층에 적용되는 패터닝과 같은 추가 프로세스 또는 디스플레이 기판에 부가될 수도 있다.

일부 터치패드 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 은 터치패드의 기판 상에 배치된다. 그러한 실시형태에서, 각각의 센싱 엘리먼트 (121) 의 센서 전극들 및/또는 기판은 실질적으로 불투명할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 기판 및/또는 센싱 엘리먼트들 (121) 의 센서 전극들은 실질적으로 투명한 재료를 포함할 수도 있다.

그러한 실시형태들에서, 센싱 엘리먼트들 (121) 각각의 센서 전극들은 디스플레이 디바이스 내의 기판 (예를 들어, 컬러 필터 유리, TFT 유리 등) 상에 배치되고, 센서 전극들은 실질적으로 투명 재료 (예를 들어, ATO, ClearOhm^TM) 로 구성될 수도 있으며 또는 불투명 재료로 구성되고 디스플레이 디바이스의 화소들과 정렬될 수도 있다. 전극들은 디스플레이 상에 충돌하는 광의 그 반사 (및/또는 흡수) 가 인간의 시력이 그 존재에 의해 방해되지 않는 경우, 디스플레이 디바이스에서 실질적으로 투명하다고 여겨질 수도 있다. 이것은 굴절률의 매칭, 더 협소한 불투명 라인들의 제조, 충진율의 감소 또는 보다 균일한 재료의 비율 제조, 인간의 시각적 지각 등을 가지는 공간적 패턴들 (예를 들어, 무아레) 의 감소에 의해 달성될 수도 있다.

일 구성에서, 도 2a에 도시되고 하기에서 더 논의되는 바와 같이, 입력 디바이스 (295) 의 프로세싱 시스템 (110) 은, 하나 이상의 트레이스들 (예를 들어, 트레이스들 (212 및 213)) 을 통해 각각, 센서 전극들 (202 및 211) 과 같은, 송신기 및 수신기 전극들 각각에 커넥터들 (217) 을 통해 커플링되는 센서 제어기 (218) 를 포함한다. 일 실시형태에서, 센서 제어기 (218) 는 일반적으로 송신기 신호를 송신하고 수신기 전극들로부터 결과의 신호들을 수신하도록 구성된다. 센서 제어기 (218) 는 또한 일반적으로 센싱 엘리먼트들 (121) 에 의해 수신된 위치 정보를 전자 시스템 (150) 및/또는 디스플레이 제어기 (233) 에 통신하도록 구성되며, 이는 또한 전자 시스템 (150) 에 커플링된다. 센서 제어기 (218) 는, 플렉시블 엘리먼트 (251) 를 통과할 수도 있는 하나 이상의 트레이스들 (221) 을 사용하여 전자 시스템 (150) 에 커플링될 수도 있고, 나타낸 바와 같은 동일한 플렉시블 엘리먼트 (251) 또는 상이한 접속 엘리먼트를 통과할 수도 있는 하나 이상의 트레이스들 (221A) 을 사용하여 디스플레이 제어기 (233) 에 커플링될 수도 있다. 도 2a에 도시된 프로세싱 시스템 (110) 은 단일 컴포넌트 (예를 들어, IC 디바이스) 를 도시하여 센서 제어기 (218) 를 형성하지만, 센서 제어기 (218) 는 2 이상의 제어 엘리먼트들 (예를 들어, IC 디바이스들) 을 포함하여 입력 디바이스 (295) 의 프로세싱 시스템 (110) 에서 다양한 컴포넌트들을 제어할 수도 있다. 제어기 디바이스들은 TFT 또는 컬러 필터들/시일링 층들 (예를 들어, 칩 온 글래스와 같이) 과 같은 디스플레이 기판 상에 배치될 수도 있다.

일 구성에서, 센서 제어기 (218) 및 디스플레이 제어기 (233) 의 기능들은 디스플레이 모듈 엘리먼트들을 제어하고 센서 전극들로부터 전달된 및/또는 수신된 데이터를 구동 및/또는 센싱할 수 있는 하나의 집적 회로에서 구현될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 결과의 신호들의 측정치의 계산 및 해석은 센서 제어기 (218), 디스플레이 제어기 (233), 호스트 전자 시스템 (150) 또는 위의 일부 조합 내에서 발생할 수도 있다. 일부 구성들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 원하는 시스템 아키텍쳐에 의존하여, 프로세싱 시스템 (110) 에 설치된 하나 또는 임의의 수의 IC들 내에 배치되는 송신기 회로, 수신기 회로 및 메모리를 포함할 수도 있다.

도 2b는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에 따른 입력 디바이스 (295) 의 프로세싱 시스템의 부분의 개략도이다. 일 구성에서, 센서 제어기 (218) 는 분석 모듈 (290) 및 전자 시스템 (150) 에 터치 센싱 데이터를 제공하기 위해 함께 작동하는 신호 생성 프로세서 (255) 및 센서 프로세서 (256) 를 포함한다. 분석 모듈 (290) 은 프로세싱 시스템 (110) 의 부분, 센서 프로세서 (256) 및/또는 전자 시스템 (150) 의 부분일 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 분석 모듈 (290) 은 수신기 전극에 커플링된 적어도 하나의 수신기 채널로부터 수신된 수신기 채널 출력 신호(들) 을 프로세싱하고, 또한 프로세싱된 신호들을 전자 시스템 (150) 의 다른 부분들에 제공하기 위해 함께 접속된 디지털 신호 프로세싱 엘리먼트들 및/또는 다른 유용한 디지털 및 아날로그 엘리먼트들을 포함하게 된다. 전자 시스템 (150) 은 그 후 디스플레이에 메시지를 전송하는 것, 전자 시스템에 의해 작동되고 있는 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들에 의해 생성된 명령들에 기초하여 일부 계산 또는 소프트웨어 관련 태스크를 수행하는 것, 및/또는 일부 다른 기능을 수행하는 것과 같은 입력 디바이스 (295) 의 일부 양태를 제어하기 위해 프로세싱된 신호들을 사용할 수 있다.

도 2b에 도시된 바와 같이, 프로세싱 시스템 (110) 은 수신기 채널 출력 신호들을 분석 모듈 (290) 및/또는 전자 시스템 (150) 에 제공하기 위해 함께 작동하는 신호 생성 프로세서 (255) 및 센서 프로세서 (256) 를 포함할 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 입력 오브젝트 (140)(도 1) 의 위치 정보는 각각의 송신기 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (202₁, 202₂, ...202_N)) 과 수신기 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (211₁, 211₂,...211_N)) 사이에서 측정된 캐패시턴스 (C_S)(예를 들어, 캐패시턴스 (C_S1, C_S2,...C_SN)) 에 기초하여 도출된다.

일 실시형태에서, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 신호 생성 프로세서 (255) 는 드라이버 (228) 를 포함하며, 드라이버는 용량성 센싱 신호들 (송신기 신호들) 을 송신기 전극들에 전달하도록 구성된다. 일 구성에서, 드라이버 (228) 는 송신기 전극들에 대한 송신기 신호(들) 을 형성하기 위해 사용되는 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 사인곡선, 가우시안 또는 다른 형상의 파형들을 전달하도록 구성된 신호 생성기 (220) 및 전원을 포함할 수도 있다. 일 구성에서, 신호 생성기 (220) 는 전원의 출력 레벨과 낮은 디스플레이 전압 레벨 사이에서 전환하는 송신기 신호를 전달할 수 있는, 전기 디바이스 또는 간단한 스위치를 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 신호 생성기 (220) 는 오실레이터를 포함할 수도 있다. 일부 구성들에서, 신호 생성기 (220) 는 드라이버 (222) 에 통합되며, 드라이버는 하나 이상의 송신기 전극들에 송신기 신호들을 한번에 순차적으로 전달하도록 구성된, 하나 이상의 시프트 레지스터들 (미도시) 및/또는 스위치들 (미도시) 을 포함한다.

일 실시형태에 있어서, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 센서 프로세서 (256) 는 적어도 하나의 수신기 전극 (예를 들어, 센서 전극 (211₁, 211₂,...211_N)) 에 의해 수신된 결과의 신호를 수신하도록 구성된 제 1 입력 포트 (241)(예를 들어, 포트들 (241₁, 241₂,...241_N)), 라인 (225) 을 통해 전달된 기준 신호를 수신하도록 구성된 제 2 입력 포트 (예를 들어, 포트들 (242₁, 242₂,...242_N)), 및 분석 모듈 (290) 및 전자 시스템 (150) 에 커플링된 출력 포트를 각각 갖는, 복수의 수신기 채널들 (275)(예를 들어, 수신기 채널들 (275₁, 275₂,...275_N) 을 포함한다. 통상, 각각의 수신기 채널 (275) 은 단일 수신기 전극에 커플링된다. 복수의 수신기 채널들 (275) 의 각각은, 전하 축적기 (276)(예를 들어, 전하 축적기들 (276₁, 276₂,...276_N), 지원 컴포넌트들 (271)(예를 들어, 컴포넌트들 (271₁, 271₂, ...271_N), 예컨대 변조기 회로, 저역 통과 필터, 샘플 및 유지 회로, 다른 유용한 전자 컴포넌트들 필터들 및 아날로그/디지털 컨버터(ADC)들 등을 포함할 수도 있다. 아날로그/디지털 컨버터 (ADC) 는, 예를 들어, 아날로그 신호를 수신하고 디지털 신호 (수신기 채널 출력 신호) 를 분석 모듈 (290)(예를 들어, 연쇄 근사 ADC, 시그마-델타 ADC, 알고리즘 ADC 등) 로 전달하도록 구성된, 표준 8, 12 또는 16 비트 ADC 를 포함할 수도 있다. 일 구성에서, 전하 축적기 (276) 는 디바이스의 반전 입력과 출력 사이에 커플링되는 인터그레이팅 캐패시턴스 (C_fb) 를 갖는 인터그레이터형 연산 증폭기 (예를 들어, OP 앰프들 (A₁-A_N)) 를 포함한다. 수신된 결과의 신호들을 검출하고 프로세싱하는데 필요한 전자 엘리먼트들의 유형에 기인하여, 각각의 수신기 채널 (275) 을 형성하는데 필요한 비용이, 송신기 신호(들) 을 송신기 전극(들) 에 제공하는 신호 생성 프로세서 (255) 에서 컴포넌트들을 형성하는데 필요한 비용보다 일반적으로 더 높다.

도 3a는 어레이의 적어도 부분 상부에 위치되는 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하는데 사용되는 트랜스용량성 센싱 엘리먼트들의 어레이를 형성하기 위해 사용될 수 있는 여러 상이한 센싱 전극 접속 구성들의 예들을 리스팅하는 표이다. 표의 각각의 로우는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들에서 유리하게 사용될 수 있는 상이한 센싱 전극 구성을 포함한다. 도 3b는 도 3a에 나타낸 표 (예를 들어, 표의 제 1 로우) 에서 알 수 있는 제 1 센싱 전극 구성을 도시하며, 이는 하나의 송신기 전극 (312)(또는 송신기들 (Tx)) 및 12 개의 수신 전극들 (311)(또는 수신기들 (Rx)) 을 갖는다. 본 구성에서, 수신 전극들 (311) 의 각각은, 송신기 신호가 그 전용 트레이스 (303) 를 거쳐 송신기 전극 (312) 을 통해 전달될 때, 그 전용 트레이스 (304)(예를 들어, 도 3b에 나타낸 12 개의 트레이스들) 를 사용하여 센서 제어기 (218)(도 2a) 에 의해 별도로 폴링될 수 있다. 각각의 수신 전극들 (311) 및 트레이스들 (304) 과 송신기 전극 (312) 및 트레이스 (303) 는 센서 제어기 (218) 와 같은 프로세싱 시스템 (110) 에서 하나 이상의 컴포넌트들에 커플링될 수도 있다. 트레이스들 (303 및 304) 은 일반적으로 위에서 논의되었던 트레이스들 (212 및 213) 과 각각 유사하다. 이러한 방식으로, 각각의 수신 전극 (311) 및 송신기 전극 (312) 의 적어도 인접하여 위치된 부분은, 어레이 (310) 에서 각각의 센싱 엘리먼트 (121) 의 위치를 인지함으로써 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정를 결정하기 위해 사용될 수 있는 센싱 엘리먼트 (121)(도 1 및 도 2a) 를 형성한다. 이에 따라, 어레이 (310) 의 전극들 (311, 312) 을 제어하기 위해, 트레이스들의 그룹 (305A) 으로서 도시된, 13 개의 전체 트레이스들을 필요로 하게 된다. 당업자는 도 3b가 또한 수신기 전극들로부터 송신기 전극들로 그리고 송신기 전극에서 수신기 전극으로 각각 전극들 (311 및 312) 의 기능을 교환함으로써 표에 개시된 제 6 구성 (예를 들어, 12 개의 송신기들 및 1개의 수신기) 을 도시하기 위해 사용될 수 있다는 것을 알게 된다. 전극들 사이의 용량성 커플링은 통상 대부분의 재료들에서 대칭인 것을 주시하게 된다.

도 3c는 도 3a에 나타낸 표에서 발견되는 제 4 센싱 전극 구성을 개략적을 도시하며, 제 4 센싱 전극 구성은 도 3c에 도시된 센싱 엘리먼트들의 어레이 (310) 상부에 배치된 입력 오브젝트의 위치 정보를 검출하기 위해 모두 사용되는 4 개의 송신기 전극들 (312) 및 3개의 수신 전극 엘리먼트들 (311A-311C) 을 갖는다. 본 구성에서, 수신 전극 엘리먼트들 (311A, 311B 및 311C) 의 각각은, 송신기 신호가 그 전용 트레이스 (303) 를 거쳐 송신기 전극들 (312) 중 하나를 통해 전달될 때, 그 전용 트레이스 (304)(예를 들어, 도 3c에 3개의 트레이스들이 나타나 있음) 를 사용하여 센서 제어기 (218) 에 의해 별도로 폴링될 수 있다. 수신 전극 엘리먼트들 (311A, 311B 및 311C) 은 각각 다중 접속된 센서 전극 엘리먼트들을 포함하기 때문에, 센싱 영역 (120) 은 도 3b에 나타낸 구성과 같은 동일한 개수의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 여전히 포함한다. 상호접속된 센서 전극 엘리먼트들의 각각 또는 본 명세서에서 때때로 서브 수신기 전극 엘리먼트들 (예를 들어, 도 3c에서 각각의 수신 전극 (311A, 311B 및 311C) 에 대해 4 개가 나타나 있음) 로서 지칭되는 센서 전극 엘리먼트들은, 그 각각의 수신 전극 엘리먼트 (311A, 311B 또는 311C) 내에서, 그 인접 송신기 전극과 센싱 엘리먼트 (121) 를 형성하게 된다. 본 예에서, 도 3c의 상부 송신기 전극 (312) 에 대해 인접하여 위치되는, 수신 전극 엘리먼트들 (311A) 에서의 제 1 센서 전극 엘리먼트는, 하나의 센싱 엘리먼트 (121) 를 형성하고, 도 3c에서 상부로부터 제 2 송신기 전극 (312) 에 대해 인접하여 위치된 다른 수신 전극 엘리먼트들 (311A) 은 또한 다른 수신 전극들 및 송신 전극들에 대하여, 또 다른 센싱 엘리먼트들 (121) 등을 형성하게 된다. 당업자는 도 3c가 또한 수신기 전극들에서 송신기 전극들로 그리고 송신기 전극에서 수신기 전극으로 각각 전극들 (311 및 312) 의 기능을 교환함으로써, 표에 개시된 제 3 구성 (예를 들어, 3개의 송신기들 및 4개의 수신기) 을 도시하기 위해 사용될 수도 있음을 알게 된다. 하지만, 도 3c에 나타낸 어레이 (310) 에서 전극들 (311, 312) 을 제어하기 위해, 트레이스들 (305B) 의 그룹에 포함된, 7개의 전체 트레이스들만을 필요로하게 된다. 도 3c에 도시된 간단한 예에서, 트레이스들의 전체 개수는 도 3b에 도시된 구성으로부터 약 46% 만큼 감소될 수 있다.

입력 디바이스에 사용된 트레이스들의 개수 감소의 이익은, 일반적으로 입력 디바이스의 복잡성 및 비용을 감소시키는데 있어서 중요한데, 이는 태블릿, PDA 또는 다른 유사 디바이스와 같은 대부분이 통상 3인치에서 15인치 대각선의 현재 핸드헬드 디바이스들의 센싱 영역이, 손가락들과 같은 하나 이상의 입력 오브젝트들의 위치를 신뢰성있게 감지하기 위해 수백개 또는 심지어 수천개의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 필요로 하기 때문이다. 다양한 프로세싱 시스템 (110) 컴포넌트들에 라우팅되어야 하는 트레이스들의 개수의 감소는, 입력 디바이스 (100) 를 형성하는 전체 비용의 감소, 센싱 영역 (120) 내의 다수의 트레이스들 (303 및 304) 의 라우팅의 복잡도 감소, 감소된 라우팅 복잡도에 기인하는 감소된 상호접속 트레이스 길이, 인접하여 위치된 트레이스들 사이에서 신호들의 크로스 커플링의 감소, 및 센싱 영역 (120) 내에서 전극들 (311 및 312) 의 증가된 밀도 또는 보다 타이트한 패킹을 허용하는 것을 포함하는, 많은 이유들에 바람직하다. 트레이스들의 개수의 감소는 또한 인접하여 위치된 센서 전극들 또는 트레이스들로 또는 이들로부터 전달되는 신호들을 송신 또는 수신하게 되는데 필요한 트레이스 밀도 및 트레이스들의 개수의 감소에 기인하여 트레이스들 사이의 크로스 커플링의 양을 감소시키게 된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시형태들은, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 기법들 및 전극 어레이 구성을 사용하여, 센싱 영역 (120) 내의 입력 오브젝트의 위치를 센싱하는데 필요한 트레이스들 및/또는 전극들의 개수를 감소 또는 최소화한다. 전극들의 개수의 감소는 다수의 수신기 전극들이 필요할 때에도, 생성되는 비용 및 복잡도를 현저하게 감소시키는 설계들을 허용할 수도 있다.

또한, 당업자는 수신기 전극으로부터 각각의 수신기 채널에 의해 수신된 결과의 신호들을 수신하고 프로세싱하는데 필요한 컴포넌트들에 대한 송신기 전극들에 의해 전달된 송신기 신호들을 생성하는데 필요한 컴포넌트들의 차이에 의해 생성되는 시스템 복잡도 및 시스템 비용의 감소에 기인하여, 수신기 전극들에 비해 다수의 송신기 전극들을 사용하는 입력 디바이스 (100) 구성들이 바람직할 수도 있다는 것을 알게 된다. 도 2b를 참조하면, 수신기 채널들 (275) 은, 복조기 회로, 저역 통과 필터, 샘플 및 유지 회로, 다른 유용한 전자 컴포넌트들 필터 및 아날로그/디지털 컨버터(ADC)들과 같은 지원 컴포넌트들 (271) 및 전하 축적기 (276) 를 포함할 수도 있고, 송신기 신호들은 신호 생성기 (220) 및 하나 이상의 시프트 레지스터들 및/또는 간단한 전기 스위치들을 사용하여 생성되고 전달될 수 있다. 따라서, 도 3a에서 발견되는 표에 리스팅된 구성들 4-6과 같은, 일부 실시형태들에서, 송신기 전극들의 수가 수신기 전극들의 수보다 더 많다. 하지만, 일부 높은 속도 또는 좁은 대역폭 용량성 센싱 애플리케이션들에 있어서, 송신기 전극들에 비해 많은 수의 수신기 전극들을 갖는 것이 바람직할 수도 있고, 따라서 본 명세서에 기재된 실시형태들의 일부는, 필요한 수신기 전극들의 개수에 대해, 입력 오브젝트의 위치 정보를 신뢰성있게 결정하는데 필요한 송신기 전극들의 총 개수를 감소시키기 위해 사용될 수 있다.

위에서 그리고 하기의 논의가 일반적으로 그 전용 트레이스 (예를 들어, 트레이스들 (303 및 304)) 와 별개의 엘리먼트인 것으로서 전극 (예를 들어, 센서 전극들 (301, 311, 302, 312 등)) 을 기재하였지만, 이들 엘리먼트들의 분리는 단지 명백한 이유들로 이루어지는데, 이는 각각의 "센서 전극" 또는 "전극" 이 일반적으로 트레이스 및 센서 전극 엘리먼트 (예를 들어, 센서 전극의 바디 부분) 를 포함하게 되기 때문이다. 일부 구성들에서, 트레이스는 또한 도 3c에 도시된 바와 같이, 수신 전극 엘리먼트들 (311A) 을 함께 접속하는데 각각 사용되는 상호접속 트레이스 엘리먼트들 (304A) 과 같은, 센서 전극을 형성하기 위해 다중 센서 전극 엘리먼트들을 함께 상호접속하는데 사용되는 접속 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 당업자는 각각의 트레이스가, 전달된 송신기 신호들 및/또는 수신된 결과의 신호들이 다양한 프로세싱 시스템 (110) 컴포넌트들에 센서 전극의 센서 전극 엘리먼트 부분으로부터 송신될 수 있도록 하는 물리적 사이즈를 갖는다는 것을 알게 된다. 따라서, 각각의 트레이스는, 이러한 상호접속 컴포넌트의 저항이 프로세싱 시스템 (110) 컴포넌트들에 의해 용량성 센싱 신호들의 송신 또는 수신에서 상당한 변동을 야기하지 않는 것을 보장하도록 모두 조정될 수 있는, 그 폭만큼 배가된 그 두께로 정의된, 길이 및 단면 면적을 갖는다. 일부 구성들에서, 각각의 트레이스의 단면 면적은, 전극이 다양한 프로세싱 시스템 컴포넌트들로부터 가깝든 멀든, 각 전극에 대한 저항 손실이 유사하다는 것을 보장하기 위해 트레이스들의 상이한 길이들을 보상하도록 조정된다.

도 4a 내지 도 17b는 센싱 영역 (120) 내에 배치된 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정하기 위해 위에서 논의된 프로세싱 시스템 (110) 컴포넌트와 함께 사용될 수 있는 센싱 전극들의 다양한 구성들을 도시한다. 일반적으로, 도 4a 내지 도 4k, 도 5a 내지 도 5c, 도 8 및 도 14에 도시된 센서 전극 구성들은, 입력 디바이스 (100) 의 센싱 영역 (120) 내에 배치되는 입력 오브젝트의 위치 정보를 센싱하기 위해 사용되는, 큰 센싱 어레이 세트 (예를 들어, 센서 어레이 세트 (200, 600, 650, 700, 900A, 900B, 1000 등) 의 부분으로서 사용될 수 있는 센서 전극 어레이 (예를 들어, 센서 전극 어레이 (210, 310A-310K, 510A-510K 등) 를 형성하도록 구성되는 복수의 센서 전극들을 포함한다. 도 4a 내지 도 17b에 도시된 센서 전극 구성들은 센서 전극들의 많은 상이한 개수들을 포함하지만, 이러한 도시들은 본 명세서에 기재된 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니며, 이는 본 명세서에 기재된 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 센서 전극의 각 유형의 다른 개수들이 포함될 수 있기 때문이다. 센싱 전극들은, 예를 들어 도 4a 내지 도 4k의 센싱 전극 어레이들 (310A-310K), 도 5a 내지 도 5c의 센싱 전극 어레이들 및 도 8의 센싱 전극 어레이 (810) 와 같은, 센싱 전극들의 어레이에 배치될 수 있으며, 이는 일부 경우들에서, 도 4j, 도 4k, 도 6a, 도 6b, 도 7, 도 9a, 도 9b, 도 10, 도 11a, 도 12a, 도 12b, 도 13, 도 15, 도 16a 및 도 17a에 나타낸 센서 어레이 세트들과 같은, 센싱 전극들의 어레이를 포함하는 큰 센서 어레이에 위치될 수도 있다. 본 발명의 실시형태들은 기판의 표면 상에 배치된 단일층에서의 센서 전극들만을 사용하여 용량성 이미지를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 용량성 센싱을 위해 사용되는 센서 전극들이 센싱 영역 (120) 내에서 적층되거나 점퍼링되지 않는다. 본 명세서에 기재된 센서 전극들은, 광학적으로 투명한 기판 (예를 들어, 유리) 의 표면 또는 일부 경우 광학적으로 불투명한 기판 상에, 종래 기술에서 공지된 성막 기법들 (예를 들어, PVD, CVD, 증착, 스퍼터링 등) 을 이용하여, 예를 들어, 얇은 금속층 (예를 들어, 구리, 알루미늄 등) 또는 얇은 투명 전도성 산화물층 (예를 들어, ATO, ITO, AZO) 를 포함하는 블랭킷 전도층을 패터닝함으로써 형성될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 각각 단일층 용량성 이미징 센서를 형성하기 위해 사용될 수도 있는, 센서 전극 패턴의 부분 또는 센서 전극들 (310A 및 310B) 의 어레이를 각각 도시한다. 도 4a는 복수의 전도성 라우팅 트레이스들을 도시하며, 여기서 센서 전극들 (301 및 302A-302E) 은 트레이스들 (303 및 304) 중 하나를 통해 프로세싱 시스템 (110) 에 커플링된다. 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 복수의 센서 전극들 (302A-302E) 주위에서 패터닝될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 트레이스들 (303 및/또는 304) 은 도 4b에 도시된 바와 같은 센서 전극 패턴의 일 측면으로 또는 도 4a에 도시된 바와 같은 상이한 측면들로, 또는 원하는 바에 따라 임의의 다른 교번 또는 비교번 패턴으로, 모두 라우팅될 수도 있다. 일부 입력 디바이스 구성들에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 트레이스들 (303 및/또는 304) 을 센서 전극들 (310A) 의 어레이의 상이한 측면들로 라우팅하는 것이, 센서 전극들 (310A)(도 6a 참조) 의 다중 어레이들이 함께 가까이 이격되고, 트레이스들 (예를 들어, 트레이스들 (303)) 을 통한 신호 송신에 의해 생성된 전계들이 인접하여 위치된 센서 전극들의 어레이에서 나타나는 하나 이상의 전극들에 의해 수신된 측정된 결과 신호에 영향을 미치게 되는 가능성을 감소시킬 수 있음을 보장하기 위해 바람직하다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들의 개수는 원하는 용량성 센싱 분해능, 화소 응답 및/또는 센서의 사이즈를 달성하기 위해 조정될 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 전극 또는 트레이스의 "사이즈" 는, 일반적으로 전극 또는 트레이스가 위치되는 표면에 평행한 전극의 표면 면적의 차이를 나타내고자 하는 것이며, 이는 전극들 및/또는 트레이스들을 형성하기 위해 사용된 재료의 두께가, 위치되는 표면에 평행한 전극의 또는 트레이스의 치수들에 비해 통상 작고, 전체 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 상대적으로 일정한 상태로 유지되기 때문이다.

당업자는 전극의 각 유형 (즉, 송신기 또는 수신기) 및 전극들의 사이즈들의 비 (R)(예를 들어, R = 송신기 전극 표면 면적/수신기 전극 표면 면적) 가 프로세싱 시스템 (110) 의 용량성 센싱 특성들에 영향을 미치게 된다는 것을 알게 된다. 많은 구성들에서, 송신기 및 수신기 전극들의 면적들을, 동등하지 않도록 그래서 면적들의 비가 1 보다 훨씬 더 크거나 훨씬 작게 (예를 들어, R>>1 또는 R<<1) 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 일부 실시형태들에서, 송신기 전극들 (예를들어, 도 8의 센서 전극 (802A)) 로서 구성된 센서 전극들은, 인접 에지(들)(예를 들어, 우측 수직 에지) 이 적어도, 인접하여 위치된 수신기 전극들의 인접 에지들 (예를 들어, 도 8의 센서 전극 엘리먼트들 (801A 및 805A) 의 좌측 수직 에지들) 의 합 정도가 되도록 사이징된다.

일부 실시형태들에서, 도 4a 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은, 센서 전극들 (302)(예를 들어, 센서 전극들 (도 4a의 302A-302E)) 과 같은, 각각의 센서 전극과 용량성으로 커플링할 수 있도록 패터닝될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 (301 및 302) 및 트레이스들 (303, 304) 은 기판의 표면 상부에 배치되는 유사한 재료를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (301 및 302) 은 제 1 재료를 포함하고, 트레이스들 (303, 304) 은 제 2 재료를 포함할 수도 있으며, 제 1 및 제 2 재료들은 상이하다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 및 전도성 라우팅 트레이스들은, ITO (Indium Tin Oxide), 얇은 금속 와이어들 등과 같은, 실질적으로 투명한 재료들 또는 실질적으로 광학적 비가시 재료들을 포함할 수도 있다.

일부 경우, 센서 전극 (301) 은 송신기 전극으로서 수행하도록 구성될 수도 있고, 센서 전극 (302) 은 수신기 전극들로서 수행하도록 구성될 수도 있다. 다른 경우, 센서 전극 (301) 은 수신기 전극으로서 수행하도록 구성될 수도 있고, 센서 전극들 (302) 은 송신기 전극들로서 수행하도록 구성될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극 (301) 로부터 송신 신호를 송신하면서 센서 전극들 (302) 로부터의 결과의 신호들을 동시에 수신하도록 구성된다. 다른 실시형태들에서, 프로세싱 시스템 (110) 은 센서 전극 (301) 을 사용하여 결과의 신호들을 수신하면서 센서 전극들 (302) 의 각각을 통해 송신기 신호들을 순차적으로 송신하도록 구성된다.

일 실시형태에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 센서 전극들 (302A-302E) 의 각 주위에 패터닝된다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극 (301) 은, 센서 전극들 (302) 의 각각을 적어도 부분적으로 둘러싸는 방식으로 패터닝된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "부분적으로 둘러싸다" 는, 제 1 유형의 센서 전극의 부분이 제 2 유형의 센서 전극의 면적을 정의 또는 윤곽을 정의하는 에지 또는 에지들의 선형 길이의 상당한 부분 주위에 배치되는 구성을 기술하고자 하는 것이다. 일부 실시형태들에서, 제 1 유형의 센서 전극이 제 2 유형의 센서 전극을 부분적으로 둘러싼다고 하고 있으며, 여기서 제 1 유형의 센서 전극은 제 2 유형의 센서 전극의 주변 주위에 배치되어 단일층에서 별개의 전극들의 라우팅을 허용하면서, 제 2 유형이 센서 전극의 면적의 중심이 제 1 유형의 전극의 부분적으로 둘러싸는 부분의 대향하는 부분들 사이에 적어도 배치된다. 일 예에서, 도 4g의 센서 전극 (301) 이 센서 전극 (302A) 을 부분적으로 둘러싼다고 하고 있으며, 이는 센서 전극 (301) 이 센서 전극 (302A) 의 상당한 부분 주위에 배치되어, 센서 전극 (302A)(삼각형 형상의 전극) 의 면적의 중심 (미도시) 이 센서 전극 (302A) 의 3 개의 에지들 중 2 개에 인접한, 센서 전극 (301) 의 상부 2개의 세그먼트들 사이에 배치된다.

일 구성에서, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 센서 전극들 (302A-302E) 주위 및 사이에서 곡류 (meander) 하도록 설계되어, 트레이스 (304) 에 커플링된, 센서 전극 (301) 의 접속 측과 접속 측 (예를 들어, 센서 전극 (302A)) 으로부터 떨어진 가장 먼 지점 사이에서, 전극이 형성하는 전도성 경로가, 센서 전극들의 어레이 (310A) 가 정렬되는 중심축 (예를 들어, 도 4a의 수직 대칭축 (미도시)) 주위를 앞뒤로 감는다. 일부 경우, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (301) 의 곡류는 또한 각각의 전극을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 센서 전극들 (301A-302E) 의 각각의 부분들 주위를 감는다. 센서 전극 (301) 의 부분이 도 4a에서 각각의 센서 전극들의 인접 쌍 (302A-302B, 302B-302C 등) 사이에 배치되는 것으로 도시되었지만, 이러한 구성은 한정하고자 하는 것이 아니며, 이는 각각의 센서 전극들의 인접 쌍 (302A-302B 등) 사이에서 센서 전극 (301) 의 곡류가 통과할 필요가 없고, 센서 전극 어레이 (310) 에서 인접하여 위치된 쌍들 중 하나 사이에서만 통과할 수도 있기 때문이다. 또한, 일구 구성들에서, 인접하여 위치된 센서 전극들 (302A-302E) 중 하나 이상의 사이에서 용량성 센싱 신호를 수신 또는 송신하는데 있어서의 감도를 개선하기 위해 센서 전극 (301) 의 길이를 최대화하는 것이 바람직할 수도 있다. 센서 전극 (301) 은 트레이스 (304) 와 사이즈가 유사할 수도 있고 각각의 센서 전극 엘리먼트 (302A-302E)(예를 들어, ITO층) 를 형성하기 위해 사용되는 재료와 동일한 재료를 포함하며, 따라서 센서 전극 엘리먼트들을 형성하기 위해 사용되는 패터닝 프로세스 동안 형성될 수도 있다.

일 실시형태에서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 센서 전극 어레이 (310A) 는, 제 1 센서 전극 형상과 상이한 제 2 센서 전극 형상 (예를 들어, 와이어 형상) 을 갖는 제 2 유형의 센서 전극에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여진, 제 1 센서 전극 형상 (예를 들어, 다각형 형상) 을 갖는 센서 전극들 (302A-302E) 과 같은 제 1 유형의 센서 전극들을 포함한다. 일 구성에서, 센서 전극 어레이 (310A) 는 다각형 형상을 갖고, 센서 전극들 (302A-302E) 의 다각형 형상의 윤곽을 정의하는 형상을 갖는 제 2 유형의 센서 전극 (301) 에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여진 센서 전극들 (302A-302E) 을 포함한다. 또 다른 센서 전극의 적어도 부분의 윤곽을 정의하거나, 이 부분으로부터 반복가능하거나 공통인 거리로 이격되는 센서 전극의 형상은, 또한 본 명세서에서 상보형 형상을 갖는 또는 상보형 형상의 전극인 전극으로서 정의된다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 직사각형 형상의 센서 전극들 (302A-E) 의 윤곽을 정의하는, 직사각형인, 상보형 형상을 가질 수도 있다. 또한, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 인접하여 위치된 센서 전극들 (302A-302E) 중 하나 이상의 각각에 대하여 상이한 배향을 갖는 곡류 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극 (301) 의 최상위 부분은 센서 전극 (302A) 의 윤곽을 정의하는 C 형상의 배향을 가지며, 센서 전극 (301) 의 인접 부분은 센서 전극 (302B) 의 윤곽을 정의하는 반전된 C 형상의 배향 (예를 들어 수평으로 반전됨) 을 갖는다.

일 실시형태에서, 센서 전극 (301) 은 2 이상의 센서 전극들 (302A-302E) 과 같은, 센서 전극들의 쌍들 또는 큰 그룹들 주위에 배치되는 방식으로 패터닝된다. 따라서, 본 명세서에 도시된 센서 전극의 어레이 구성들은 본 명세서에 기재된 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니며, 이는 센서 전극 (301) 이 본 명세서에 기재된 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 2 이상의 센서 전극들 주위에 적어도 부분적으로 배치될 수 있기 때문이다.

또 다른 구성에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은, 트레이스 (304) 에 커플링된 센서 전극 (301) 의 접속측 (예를 들어, 센서 전극 (302A) 근방) 으로부터 가장 멀리 떨어진 지점 사이에서, 센서 전극이 형성하는 전도 경로가 비곡류이고, 따라서 짧은 경로 길이 (예를 들어, 도 4b에서 센서 전극들 (302A-302E) 의 좌측면 상에 배치된 전극의 부분의 길이) 를 갖도록 형성된다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 직사각형 형상의 센서 전극들 (302A-E) 의 윤곽을 정의하는 직사각형인, 상보형 형상을 갖는다. 또한, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 인접하여 위치된 센서 전극들 (302A-302E) 중 하나 이상에 대해 동일한 배향을 갖는 형상을 갖는다. 예를 들어, 센서 전극 (301) 의 최상위 부분은 센서 전극 (302A) 의 윤곽을 정의하는 C 형상의 배향을 가지며, 센저 전극 (301) 의 인접 부분은 또한 센서 전극 (302B) 의 윤곽을 정의하는 C 형상의 배향을 갖는다. 일부 구성들에서, 증가된 용량성 센싱 샘플링 데이터 (예를 들어, 센싱 프레임 레이트) 를 허용하기 위해 센싱 디바이스의 RC 시간 상수를 개선하도록 폭을 증가시키거나 전극에 대한 직접적인 사용자 입력 커플링을 감소시키도록 센서 전극 (301) 의 폭을 최소화하는 것이 바람직할 수도 있다.

도 4c는 나타낸 바와 같은 지그재그 와이어 형상과 같은 분산된 전극 형상을 각각 갖는, 센서 전극들 (302A-302E) 주위에 패터닝되는 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극들의 어레이 (310C) 를 도시한다. 지그재그 와이어 형상은 또한 불규칙적인 파 유형 형상들을 포함하는, 사인곡선, 스텝형 또는 다른 파형 유형의형상으로 형성될 수 있다. 일부 경우, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 분산된 전극 형상의 사용은, 입력 디바이스의 용량성 센싱 감도를 개선하기 위해 분산된 전극 형상으로 형성된 센서 전극들을 조정함으로써 송신기 및 수신기 전극 면적들의 비를 조정하도록, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 고체 전극 형상 상부에서 바람직할 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들의 분산된 전극 형상 유형은 여러 상이한 형상들, 배향들, 설계들 및 사이즈로 형성될 수도 있다. 일 예에서, 센서 전극들 (302A-302E) 및 그 각각의 트레이스들 (303) 은 동일한 재료로 구성될 수도 있고, 그 지그재그 외이어 형상에서 유사한 단면 사이즈를 가질 수도 있다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은, 센서 전극들 (302A-3) 의 직사각형 주변 형상의 윤곽을 정의하는 직사각형인, 상보 형상을 갖는다.

도 4d는 센서 전극들 (302A-302E) 중 하나 이상 주위에 각각 배치되는 세그먼트형 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극의 어레이 (310D) 를 도시한다. 센서 전극의 어레이 (310D) 는, 하나 이상의 센서 전극들 (302A-302E) 의 그룹이 형성된 세그먼트들 (301A-301C) 의 각각에서 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 도 4a의 센서 전극이 세그먼트되는 것을 제외하고, 도 4a에 도시된 센서 전극들의 어레이 (310A) 와 유사하다. 이러한 방식으로, 센서 전극 (301) 의 상이한 세그먼트들 (301A-301C) 은 프로세싱 시스템 (110) 에서 센서 제어기 컴포넌트들에 의해 제시간에 순차적으로 폴링되거나 동시에 별도로 폴링될 수 있다. 일 실시형태에서, 도 4d에 도시된 바와 같이, 센서 전극 어레이 (310D) 는, 제 2 전극 형상 (예를 들어, 와이어 형상) 을 갖는 제 2 유형의 센서 전극들에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는 제 1 전극 형상 (예를 들어, 다각형 형상) 을 갖는 센서 전극들 (302A-302E) 과 같은 제 1 유형의 센서 전극들을 포함한다.

도 4e는 하나 이상의 원형 센서 전극들 (302A-302C) 주위에 패터닝되는 개방 원 또는 아크 형상의 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극들의 어레이 (310E) 를 도시한다. 도 4f는 하나 이상의 육각형 형상의 센서 전극들 (302A-302B) 주위에 패터닝되는 개방 육각형 혀상의 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극들의 어레이 (310F) 를 도시한다. 도 4e 및 도 4f에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 원형 또는 육각형 형상의 센서 전극들 (302A-E) 의 윤곽을 정의하는, 원형 또는 육각형인, 상보형 형상을 갖는다. 도 4e 및 도 4f에서 트레이스들 (303 및 304) 의 구성들은 한정하고자 하는 것이 아니며, 따라서 임의의 다른 바람직한 배향으로 배향될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극들 (310E 또는 310F)(미도시) 의 수개의 어레이들의 그룹 또는 센서 어레이 세트는, 센싱 전극 패턴의 밀도를 개선하기 위해 센서 전극들 (310E 또는 310F) 의 인접하여 위치된 어레이가 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 육방 밀집 패턴을 형성하도록 위치되고 배향된다.

도 4g는 하나 이상의 삼각형 형상의 센서 전극들 (302A-302B) 의 부분 사이에 배치되고 및/또는 부분 주위에 패터닝되는 삼각형 형상의 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극들의 어레이 (310G) 를 도시한다. 도 4g에 도시된 바와 같이, 센서 전극들의 어레이 (310G) 는, 센서 전극 (301) 이 센서 전극들 (302A-302C) 각각의 2개의 에지들에 인접하여 배치되는 구성을 포함한다. 위에서 주시된 바와 같이, 도 4g의 센서 전극 (301) 은 센서 전극 (302A) 을 부분적으로 둘러싸는데, 이는 센서 전극 (301) 이 센서 전극 (302A) 의 상당한 부분 주위에 배치되기 때문이다. 일 실시형태에서, 센서 전극 어레이 (310G) 는, 센서 전극들 (302A-302E) 사이에 배치되는 지그재그 또는 다른 유사한 형상의 전극에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이는, 삼각형 전극 형상을 갖는, 센서 전극들 (302A-302E) 을 포함한다. 도 4g에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 센서 전극 (302A-E) 의 적어도 부분의 윤곽을 정의하는 상보 형상을 갖는다.

도 4h는 하나 이상의 복잡한 형상의 센서 전극들 (302A-302D) 주위에 패터닝되는 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극들의 어레이 (310H) 를 도시한다. 도 4h에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 센서 전극들 (302A-D) 의 적어도 부분의 윤곽을 정의하는 상보 형상을 갖는다. 도 4i는 하나 이상의 센서 전극들 (302A-302D) 내에 배치된 센서 전극 (301) 을 포함하는 센서 전극의 어레이 (310I) 를 도시한다. 인접하여 위치된 센서 전극들 사이의 용량성 커플링은 일반적으로 각각의 센싱 엘리먼트 (121) 에서 센서 전극들의 각각의 인접한 에지들의 길이에 의해 좌우되기 때문에, 센서 전극들 사이에 용량성 커플링을 최대화하기 위해 센서 전극들의 인접 에지들의 길이를 최대화하는 것이 종종 바람직할 수도 있다. 도 4h 및 도 4i는 각각 일반적으로 전극들 사이에 용량성 커플링을 개선하기 위해 센서 전극들의 인접 에지들의 길이를 최대화하는 희망을 가지고 서로 맞물리거나 인터리브하는 센서 전극 구성들을 도시한다.

도 4j 및 도 4k는 각각 하나 이상의 다각형 형상의 센서 전극들 (302A-302D) 내에 배치되는 센서 전극 (301) 을 각각 포함하는, 센서 전극 어레이들 (310J, 310K) 를 각각 포함하는 센서 어레이 세트 (400J, 400K) 를 도시한다. 도 4k는 센싱 영역 (120) 의 부분에 걸쳐 생성된 용량성 커플링 및/또는 전계들의 대칭을 변화시키도록 센서 전극들 (310K) 의 어레이 중 하나에서 트레이스들 (303 및 304) 이 변경된다는 점에서 도 4j와 상이하다. 일부 구성들에서, 하나 이상의 센서 전극 어레이는, 센서 어레이 세트 내에서 센서 전극 어레이들의 센서 전극들에 의해 형성된 전계들을 변경하기 위해 인접 센서 전극 어레이들에서 센서 전극들의 위치 또는 라우팅을 변경하도록 다른 배향들 (예를 들어, 인접 센서 전극 어레이들에서 센서 전극들 (301 및 302A-D) 의 미러 이미지) 로 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 4j 및 도 4k는 각각 전극들 사이의 용량성 커플링을 개선하기 위해 센서 전극들의 인접 에지들의 길이를 최대화하도록 서로 맞물리거나 인터리브하는 센서 전극을 갖는 또 다른 가능한 센서 전극 구성을 도시한다. 이것은 어느 하나의 전극으로의 입력의 직접적인 커플링에 대한 사용자 입력 신호의 비 (예를 들어, 간섭) 를 최적화할 수 있다. 일 실시형태에서, 도 4i, 도 4j 및 도 4k에 도시된 바와 같이, 센서 전극 어레이 (310I-K) 는, 제 2 유형의 센서 전극 (예를 들어, 센서 전극 (301)) 의 부분이 배치되는 복수의 리세스된 영역들 (391) 을 포함하는 제 1 전극 형상 (예를 들어, 다각형 형상) 을 각각 갖는 센서 전극들 (302A-302F) 과 같은, 제 1 유형의 센서 전극들을 포함한다. 일반적으로, 리세스된 영역 (391) 에서 제 2 유형의 센서 전극들과 제 1 유형의 센서 전극들의 에지 사이에 형성된 갭들은, 센서 전극들 사이에서 바람직한 용량성 커플링을 달성하도록 사이징되고 오믹 격리를 보장하기에 충분히 작다. 일 예에서, 도 4j에 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (301) 은 하나 이상의 접속 세그먼트들 (393) 에 상호접속하고 패턴으로 어레이되는, 복수의 핑거들 (392) 을 포함하는 백본 형상을 갖는다.

도 5a는 맞물린 센서 전극들을 형성하도록 위치되는 단일층 용량성 센서 디바이스의 복수의 센서 전극들 (301 및 302A-302E) 을 포함하는 센서 전극 어레이 (510A) 의 대안의 실시형태를 도시한다. 도시된 실시형태에서, 센서 전극 (301) 은 센서 전극들 (302A-302E) 과 맞물려서, 각각의 센서 전극들 (302A-302E) 의 하나 이상의 전극 세그먼트들 (501) 및 각각의 하나 이상의 센서 전극들 (301) 의 전극 세그먼트들 (502) 이 적어도 일 방향 (예를 들어, 도 5a에서 수평 방향) 에서 오버랩한다. 일 구성에서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 센서 전극 (301) 은, 센서 전극들 (302A-302E) 의 각각을 적어도 부분적으로 둘러싸는 센서 전극 (301)을 또한 포함하는 곡류 구성을 갖는다. 곡류 구성은 또한 적어도 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 센서 전극들 (302A-302E) 뿐만 아니라, 하나 이상의 인접 센서 전극들 (302A-E) 사이에서 위빙하는 (weave) 센서 전극 (301) 을 포함한다. 이러한 센서 전극 구성은, 각각의 센싱 엘리먼트 (121)(예를 들어, 센서 전극 (302A) 및 센서 전극 (301) 의 부분) 에서, 센서 전극들의 각 쌍 사이에서 용량성 커플링을 개선하기 위해 센서 전극들 (301 및 302) 의 인접 에지들의 거리를 최대화하려는 경향이 있게 된다.

다른 실시형태들에서, 센서 전극들 (301 및 302) 은 다양한 다른 배향들로 맞물리거나 인터리브될 수도 있다. 도 5b는 센서 전극들의 어레이 (510B) 를 도시한다. 일 예에서, 도 5a에 도시된 실시형태가 맞물린 전극 세그먼트들 (501 및 502) 의 수평 배향을 도시하지만, 다른 실시형태들에서, 각각 센서 전극들 (301 및 302) 의 맞물린 전극 세그먼트들 (506 및 505) 과 같은 수직 배향이 사용될 수 있다. 따라서, 일 실시형태에서, 센서 전극 (301) 은 센서 전극들 (302A-302E) 과 맞물려서, 각각의 센서 전극들 (302A-302E) 의 하나 이상의 세그먼트들 (505) 및 각각의 하나 이상의 센서 전극(들)(301) 의 전극 세그먼트들 (506) 이 일 방향 (예를 들어, 도 5b 에서 수직 방향) 에서 오버랩한다. 당업자는 맞물린 전극들의 다른 배향들이 사용될 수도 있음을 알게 된다.

도 5c는 맞물린 단일층 센서 전극 패턴 또는 센서 전극들 (510C) 의 어레이의 또 다른 실시형태를 도시한다. 본 도시된 실시형태에서, 센서 전극 (301) 은 센서 전극들 (302A-302H) 과 맞물린다. 도 5a의 실시형태에 비해, 도 5c에 도시된 실시형태에서, 2개의 상이한 센서 전극들 (302) 이 센서 전극 (301) 의 부분과 맞물리는 반면, 단일 센서 전극 (302) 은 도 5a에 도시된 실시형태에서 센서 전극 (301) 의 동일한 부분과 맞물린다. 다른 실시형태들에서, 3 이상의 센서 전극들 (302) 은 센서 전극 (301) 의 각 부분과 맞물릴 수도 있다.

도 6a는 2 이상의 센서 전극 어레이들 (610) 을 포함할 수도 있는, 센서 어레이 세트 (600) 를 개략적으로 도시한다. 일 예에서, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 4개의 센서 전극 어레이들 (610) 은 센싱 영역 (120) 내에 배치되어 용량성 센싱 기법을 사용하여 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정한다. 센서 전극 어레이들 (610) 은, 나타낸 바와 같이, 도 4a에 도시된 센서 전극 어레이 (310A) 와 유사할 수도 있고 또는 도 4b-4k 및 도 5a-5b 에 나타낸 바와 같은 임의의 다른 유사한 센서 어레이 구성으로 있을 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 트레이스들 (303 및 304) 의 각각은, 센서 어레이의 센서들이 용량성 센싱을 위해 구동될 수 있도록 센서 제어기 (218)(도 2a) 에 커플링될 수도 있다. 트레이스들 (303 및 304) 은, 각각, 도 2a 및 도 2b와 함께 위에서 논의된, 트레이스들 (212 및 213) 의 부분을 형성할 수도 있고 이들을 대체할 수도 있다.

일 예에서, 센서 전극 어레이들 (610) 에서 센서 전극들 (302A-302E) 은 송신기 전극들로서 사용될 수도 있고, 센서 전극들 (301) 은 수신기 전극들로서 사용될 수 있다. 센서 전극 어레이들 (610) 을 포함하는 입력 디바이스는, 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나, 유사하게 위치된 다중 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 본 예에서, 각각의 센서 전극 어레이 (610) 에서 다중 센서 전극들 (302A-302E) 은, 수신기형 센서 전극들 (301) 에 의해 수신된 결과의 신호들에 대해 그 결합된 효과들이 독립적으로 결정되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 코딩 스킴들에 따라 상이한 송신기 신호들을 송신한다. 수신기 형 센서 전극들 (301) 은, 위에 논의된 바와 같이, 입력 오브젝트가 존재하는지 여부 및 그 위치 정보를 결정하기 위해 사용되는, 용량성 화소들에서의 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하기 위해 송신기 신호로부터 생성된 결과의 신호들을 획득하기 위해 단독으로 또는 다중으로 동작될 수도 있다. 결과의 신호들은 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 분산된 다양한 센싱 엘리먼트들의 각각을 스캐닝함으로써 또는 다른 유용한 스캐닝 기법에 의해, 한번에 즉각 수신될 수도 있다.

도 6b는 2 이상의 센서 전극 어레이들 (610) 을 포함하는 센서 어레이 세트 (650) 를 개략적으로 도시한다. 센서 어레이 세트 (650) 는 도 6a에 나타낸 센서 어레이 세트 (600) 와 유사하지만, 외부 영역들 (661 및 662) 과 같은 센싱 영역 (120) 의 외측에서 다양한 트레이스들 및 외부 컴포넌트들의 상호 접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (670) 을 포함하는 구성을 포함한다. 입력 디바이스의 제조능력을 개선하고, 그 제조 비용을 감소시키며, 그 제조 수율을 개선하기 위해서는, 외부 컴포넌트들에 대해 이루어지는 접속들이 전극들이 형성되는 기판의 에지 근방 및 센싱 영역 (120) 의 외측에서 이루어질 수 있도록, 센싱 영역 내의 점퍼들의 사용을 제거하고 모든 트레이스들을 라우팅하는 것이 바람직하다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 트레이스들 (303 및 304) 의 라우팅은 센싱 영역 (120) 의 2 측면들을 빠져나간다. 센서 전극들이 배치되는 기판 (예를 들어, 도 2a의 기판 (209)) 의 필요한 전체 사이즈의 감소 및 다른 외부 컴포넌트들과의 접속 형성을 용이하기 하기 위해 센싱 영역 (120) 의 단일 측면 밖으로 라우팅되는 트레이스들을 갖는 것이 일반적으로 바람직할 수도 있지만, 센서 전극 어레이들 (610) 또는 센서 어레이 세트 (650) 에서의 센서 전극들의 밀도 또는 패턴이 더 복잡하게 됨에 따라, 2 이상의 측면형 트레이스 라우팅 스킴이 필요할 수도 있다. 센싱 영역의 2 이상의 측면 밖으로의 트레이스들의 라우팅만이 도 6b에 도시되었지만, 당업자는 센서 어레이 세트들의 임의의 다른 구성 또는 그 변형들이 트레이스 라우팅 구성의 이러한 유형으로부터 이로울 수도 있다는 것을 알게 된다.

도 6b에 도시된 실시형태에서, 차폐 전극 (670)(또는 가드 전극) 이 센서 전극들 (301 및 302A-302J) 이 형성되는 표면의 부분들 상에 배치된다. 참조 번호들 (770, 970, 1070, 1270, 1570 및 1670) 으로서 하기에서 논의된 도면들에서 유사하게 라벨링되는 차폐 전극 (670) 은, 일반적으로 인접하여 위치된 그리고 가까이 이격된 트레이스들 및/또는 센서 전극들 사이의 크로스 토크를 방지 또는 최소화하기 위해 센서 전극들 및 연관된 전도성 트레이스들 (303 및 304) 을 서로로부터 차폐하기 위해 사용된다. 차폐 전극 (670) 은 인근의 센서 전극들 및 트레이스들을 서로로부터 차폐할 수 있는, 시스템 접지 또는 임의의 다른 실질적으로 일정한 전압과 같은 실질적으로 일정한 전압 또는 가변 전압에 커플링될 수도 있다. 일반적으로, 차폐 전극 (670) 은 입력 디바이스의 접지로의 입력 오브젝트 (140)(도 1) 의 커플링 개선을 돕는데 유용하며, 따라서 셀 폰과 같은 입력 디바이스 (100) 의 섀시 (chassis) 가 입력 디바이스 사용자의 손가락과 같은 입력 오브젝트와의 전기적 접촉이 충분하지 않을 때, 수집된 용량성 센싱 측정치들에서 보여지는 종종 큰 가변성을 감소시킨다. 차폐 전극 (670) 은 서로 커플링되거나 유사한 신호 (예를 들어, 시스템 접지) 로 구동되는 하나 또는 다중 전극들을 포함할 수도 있다. 도 6b 및 본 명세서에서 논의된 다른 도면들에서, 차폐 전극 (670) 의 하나 이상의 부분들은 외부 영역들 (661 및 662) 에서 함께 커플링될 수도 있으며, 트레이스 (605) 에 의해 입력 디바이스 (100) 의 새치 및/또는 입력 디바이스 (100) 시스템 접지에 접속될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 차폐 전극이 형성되는 재료는 센서 전극들이 형성되는 재료와 동일하고, 따라서, 일부 실시형태들에서는, 센서 전극 패터닝 프로세스 동안 동일한 재료의 블랭킷 층으로 형성될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들, 차폐 전극(들) 및 도전성 라우팅 트레이스들은 ITO (Indium Tin Oxide), 얇은 금속 와이어들, 금속층 등과 같은, 실질적으로 투명한 재료들 또는 실질적으로 광학적으로 비가시 재료들을 포함할 수도 있다.

도 7은 2 이상의 센서 전극 어레이 (710) 를 포함하는 센서 어레이 세트 (700) 를 개략적으로 도시한다. 일 예에서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 4개의 센서 전극 어레이들 (710) 이 센싱 영역 (120) 내에 배치되어 위에서 논의된 다양한 프로세싱 시스템 (110) 컴포넌트들을 사용하여 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정한다. 센서 어레이 세트 (700) 는 도 6b에 나타낸 센서 어레이 세트 (650) 와 유사하지만, 도 5a에 나타낸 구성들과 유사한 센서 어레이를 포함한다. 센서 어레이 세트 (700) 는 또한 외부 영역들 (762) 에서와 같은, 센싱 영역 (120) 의 외측에서 외부 컴포넌트들 및 다양한 트레이스들의 상호 접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (770) 을 포함한다. 도 7에서, 차폐 전극 (770) 의 하나 이상의 컴포넌트들은 외부 영역들 (762) 에서 함께 커플링될 수도 있고, 또한 트레이스 (705) 에 의해 입력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 접속될 수도 있다. 일 예에서, 또한 이웃하는 수신기들과 연관된 전극들 (예를 들어, 송신기들) 은 사용자 입력으로부터 그러한 이웃하는 전극들의 그룹들로의 전체 입력 커플링을 감소시키거나 검출하기 위해 상이한 시간들 또는 극성들에서 송신하도록, 외부 영역에서 상이한 상호접속 트레이스들로 이웃하는 전극들의 그룹들을 접속시키는 것이 가능하다.

도 8 내지 도 17b는 센서 전극 세트를 형성하기 위해 사용될 수 있는 센서 전극들의 어레이를 형성하도록 결합되는 인접하여 위치된 센서 전극들의 그룹들에 배열되는 복수의 센서 전극들을 일반적으로 포함하는 센서 전극들의 여러 상이한 구성들을 도시한다. 인접하여 위치된 센서 전극들의 각각의 그룹은 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 형성하기 위해 사용되는 2 이상의 센서 전극들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 센서 전극 어레이에서 하나 이상의 센서 전극들이 송신기 전극으로서 사용될 수도 있고, 하나 이상의 다른 센서 전극들이 수신기 전극으로서 사용될 수도 있다. 일 예에서, 하나 이상의 센서 전극 어레이들 (예를 들어, 센서 전극 어레이들 (810, 910A-D, 1010A-D, 1010A-D, 1110A-B, 1210A-D, 1310A-D, 1510A-D, 1610A-D 및 1710A-D)) 에서 센서 전극들 (802A-802D) 이 송신기 전극들로서 사용될 수도 있고, 센서 전극들 (801 및 805) 이 수신기 전극들로서 사용될 수도 있다. 센서 전극 어레이들을 포함하는 입력 디바이스는, 하나의 송신기 전극이 한번에 송신하거나 유사하게 위치된 다중 송신기 전극들이 동시에 송신하도록 동작될 수도 있다. 본 예에서, 각각의 센서 전극에서 다중 센서 전극들 (802A-802D) 은 동일하거나 상이한 송신기 신호들을 송신한다. 수신기 유형 센서 전극들 (801 및 805) 은, 입력 오브젝트의 위치 정보를 결정하기 위해 용량성 화소들 (예를 들어, 센싱 엘리먼트들 (121)) 에서 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하기 위해 결과의 신호들을 획득하도록 단독으로 또는 다중으로 각각 동작될 수도 있다. 결과의 신호들은 즉각 한번에 또는 래스터 스캐닝 패턴 (예를 들어, 원하는 스캐닝 패턴에서 각각의 엘리먼트를 별도로 연속 폴링함), 로우별 스캐닝 패턴, 컬럼별 스캐닝 패턴 또는 다른 유용한 스캐닝 기법으로 센싱 영역 (120) 에 걸쳐 분산된 센싱 엘리먼트들의 로우들 및/또는 컬럼들을 스캐닝함으로써 수신될 수도 있다.

도 8은 센서 전극 (801, 805) 및 센서 전극들 (802) 중 하나와 같은, 3개의 인접하여 위치된 센서 전극들의 그룹에 배열되는 복수의 센서 전극들을 포함하는 센서 전극 어레이 (810) 를 도시한다. 본 구성에서, 센서 전극들의 각각의 그룹은 도 8의 상부에 나타낸 바와 같이, 2개의 센싱 엘리먼트들 (121) 을 형성하는데 사용된다. 도시된 실시형태에서, 센서 전극들 (802A-802D) 은 상이한 트레이스 (803) 에 개별적으로 커플링되고, 센서 전극 (801 및 805) 은, 각각 공통 트레이스 (804A 및 804B) 를 통해 함께 각각 커플링되는 다중 센서 전극 엘리먼트들 (801A, 805A) 을 포함한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 각각의 센서 전극으로부터의 센서 전극 엘리먼트 (801A, 805A) 는 그룹 내에서 상이한 센서 전극 (802)(예를 들어, 센서 전극들 (802A-802D)) 에 인접하여 배치된다. 다른 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 엘리먼트 (801A, 805A) 는 그 자신의 별도의 트레이스에 별도로 커플링될 수도 있다. 그러한 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들의 각각은 큰 센서 전극들의 엘리먼트들로서 또는 개별 센서 전극들로서 동작하도록 구성될 수도 있다. 또한, 센서 전극 엘리먼트들 (801A, 805A) 은 센서 전극 (801) 또는 센서 전극 (805) 중 어느 하나의 부분인 것으로서 도시되지만, 다른 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들이 임의의 수의 센서 전극들을 형성하도록 구성될 수도 있다.

도 2a와 관련하여 위에 논의된 바와 같이, 센서 전극들 (802A-802D) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있지만, 센서 전극들 (801 및 805)(그리고 관련된 센서 전극 엘리먼트들) 은 송신기 신호들로부터 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 대안으로, 센서 전극들 (801 및/또는 805) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있지만, 센서 전극들 (802A-802D) 은 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 센서 전극 엘리먼트들 (801A 및 805A) 은 각각 함께 커플링될 수 있어서, 센서 전극 엘리먼트들의 각각의 그룹의 부분에서 상부 센서 전극 엘리먼트가 센서 전극 (801) 을 형성하도록 함께 커플링되고, 센서 전극 엘리먼트들의 그룹의 부분에서 하부 센서 전극 엘리먼트가 센서 전극 (805) 을 형성하도록 함께 커플링된다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들은 다른 바람직한 방식들로 함께 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극 (802A) 에 인접하는 하부 센서 전극 엘리먼트는 센서 전극 (802B) 에 인접하는 상부 센서 전극 엘리먼트에 커플링될 수도 있고, 센서 전극 (802B) 에 인접하는 하부 센서 전극 엘리먼트가 센서 전극 (802C) 에 인접하는 상부 센서 전극 엘리먼트에 커플링될 수도 있다. 그러한 커플링 패턴은 센서 전극 패턴 전체에 걸쳐 계속할 수도 있거나 센서 전극 패턴을 통해 변화될 수도 있다.

다양한 실시형태들에서, 트레이스들의 개수가 각각의 트레이스에 대해 하나의 센서 전극을 갖는 구성들에 비해 거의 1/2 로 감소될 수 있다. 또한, 도 8 내지 도 17에 도시된 센서 전극 패턴은, 다른 많은 종래 설계들 이상으로, 개선된 신호 대 노이즈 비를 제공할 수도 있고 및/또는 작은 입력 오브젝트들 (예를 들어 5mm 보다 작음) 에 대한 증가된 응답을 제공하는 넓은 용량성 화소 응답을 제공할 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 도 8의 센서 전극 패턴은 센서와 프로세싱 시스템 (110) 사이에서 플렉스 (flex) 로 상호접속하는 비아들의 감소된 수 (약 50% 감소)(도 2a 의 참조 번호 (251)) 로 접속을 제공할 수도 있다. 또한, 도 8의 센서 전극 패턴은 증가된 용량성 프레임 레이트들 제공할 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 센서 전극 상호접속 스킴들을 사용하여, 센싱 영역 내의 입력 오브젝트의 위치를 센싱하는데 필요한 전극들 및/또는 트레이스들의 수가, 획득된 위치 데이터의 정확도 및 반복성에 영향을 미치지 않으면서 감소될 수 있다.

도 9a는 센서 전극 어레이들 (910A-910D) 와 같은 2 이상의 센서 전극 어레이들 (910) 을 포함하는 센서 어레이 세트 (900A) 를 개략적으로 도시한다. 도 9b는 2 이상의 센서 전극 어레이들 (910) 을 포함하는, 센서 어레이 세트 (900B), 또는 또 다른 센서 어레이 세트 구성을 개략적을 도시한다. 센서 어레이 세트들 (900A 및 900B) 에서 센서 전극 어레이들 (910A-910D) 의 각각은 도 8에 나타낸 센서 전극 어레이 (810) 를 포함한다. 인접 센서 전극 어레이들 (예를 들어, 센서 전극 어레이들 (910A 및 910B)) 에서 센서 전극들 (801 및 805) 이 서로 인접하여 위치되고, 센서 어레이 세트 (900B) 에서 센서 전극 어레이들 (910A-910D) 이 각각 동일한 방향으로 배향되도록, 센서 어레이 세트 (900A) 에서 센서 전극 어레이들 (910A-910D) 이 배향된다. 일부 애플리케이션들에서, 도 9a에 나타낸 바와 같은, 센서 전극들 (802) 또는 센서 전극들 (801 및 805) 과 같은 동일한 유형의 센서 전극들이 서로 근방에 있어서, 도 9b에서와 같은, 센서 전극들과 반대 유형의 그 각각의 트레이스들 사이의 크로스 토크를 감소시키도록, 센서 전극들 어레이들을 배향시키는 것이 바람직할 수도 있다.

센서 어레이 세트들 (900A 및 900B) 을 또한 외부 영역들 (962) 에서와 같은, 센싱 영역 (120) 의 외측에서 외부 컴포넌트들 및 다양한 트레이스들의 상호접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (970) 을 포함할 수도 있다. 센서 전극들과 그 연관된 트레이스들 사이에 배치되는 차폐 전극 (970) 의 부분들은, 도 9b에 나타낸 바와 같은, 서로 인접하는 반대 유형들의 센서 전극들을 갖는 구성들에 특히 유용할 수도 있는, 센서 전극들 사이의 크로스 토크를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 차폐 전극 (970) 의 하나 이상의 컴포넌트들은 외부 영역들 (962) 에서 함께 커플링될 수도 있고, 또한 트레이스 (905) 에 의해 입력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 접속될 수도 있다.

도 10은 센서 전극 어레이들 (1010A-1010D) 과 같은, 2 이상의 센서 전극 어레이들 (1010) 을 포함하는 센서 어레이 세트 (1000) 을 개략적으로 도시한다. 센서 어레이 세트 (1000) 에서 센서 전극 어레이들 (1010A-1010D) 의 각각은 일반적으로 도 8에 나타낸 센서 전극 어레이 (810) 와 상이한데, 이는 각 센서 전극 어레이에서 센서 전극 엘리먼트들 (801A 및 805A) 이, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1 센서 전극 (예를 들어, 전극 (802A)) 에 인접하는 하부 센서 전극 엘리먼트 (801) 가 제 2 센서 전극 (예를 들어, 전극 (802B)) 에 인접하는 상부 센서 전극 엘리먼트 (805A) 에 커플링되고, 제 2 센서 전극에 인접하는 하부 센서 전극 엘리먼트 (801A) 가 제 3 센서 전극 (예를 들어, 전극 (802C)) 등에 인접하는 상부 센서 전극 엘리먼트 (801A) 에 커플링될 수도 있도록 배치되기 때문이다. 센서 전극 엘리먼트들의 그러한 커플링 패턴은 센서 전극 어레이 전체에 걸쳐 계속될 수도 있고 또는 센서 전극 패턴을 통해 변화될 수도 있다.

따라서, 일 예에서, 용량성 이미지 센서는, 제 1 센서 전극 엘리먼트 (801A), 제 2 센서 전극 엘리먼트 (805A) 및 제 3 센서 전극 엘리먼트 (801A) 를 포함하는 제 1 세트의 센서 전극들 및 제 4 센서 전극 (802A) 및 제 5 센서 전극 (802B) 를 포함하는 제 2 세트의 센서 전극들을 포함할 수도 있고, 제 1 센서 전극 엘리먼트 (801A) 는 제 3 센서 전극 엘리먼트 (801A) 에 전기적으로 커플링되며, 제 4 센서 전극 (802A) 은 제 1 센서 전극 엘리먼트 (801A) 와 용량성으로 커플링하도록 구성되고, 제 5 센서 전극 (802B) 은 제 3 센서 전극 엘리먼트 (801A) 와 용량성으로 커플링하도록 구성된다. 도 10에 도시된 구성에서, 제 3 센서 전극 엘리먼트 (801A) 는 제 1 센서 전극과 제 2 센서 전극 사이에 배치된다. 반면, 도 8에 도시된 구성에서, 제 2 센서 전극 엘리먼트 (805A) 는 제 1 센서 전극 엘리먼트 (801A) 와 제 3 센서 전극 엘리먼트 (801A) 사이에 배치될 수도 있다.

센서 어레이 세트 (1000) 는 또한 외부 영역들 (1062) 에서와 같은, 센싱 영역 (120) 의 외측에서 다양한 트레이스들 및 외부 컴포넌트들의 상호접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (1070) 을 포함할 수도 있다. 차폐 전극 (1070) 의 하나 이상의 컴포넌트들은 외부 영역들 (1062) 에서 함께 커플링될 수도 있고, 또한 트레이스 (1005) 에 의해 입력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 접속될 수도 있다.

도 11a는 센서 전극 어레이들 (1110A-1110B) 와 같은 2 이상의 센서 전극 어레이들을 포함하는, 센서 어레이 세트 (1100) 를 개략적으로 도시한다. 도 11b는 센서 어레이 세트 (1100) 에서, 센서 전극 어레이 (1110B) 내에 위치되는 몇몇 센서 전극들의 클로즈업도이다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극에서 하나 이상의 센서 전극 엘리먼트들은 센서 전극 엘리먼트의 적어도 부분 내에 배치되고 접지 트레이스 (1120) 에 커플링되는 접지된 영역 (1130)(도 11b) 을 포함한다. 접지 트레이스들 (1120) 은 센싱 영역 (120) 의 외측에 있는 외부 영역에 함께 커플링될 수도 있고, 또한 출력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 접속될 수도 있다. 접지된 영역 (1130) 은 센서 전극들 (1101, 1102 또는 1105) 로부터 오믹으로 격리되는 전도층을 포함할 수도 있다. 일 예에서, 접지된 영역 (1130) 은 센서 전극들의 각각을 형성하기 위해 패터닝되는 전도층의 부분으로부터 형성된다. 일부 구성들에서, 하나 이상의 센서 전극들 (1101, 1102 또는 1105) 에서 하나 이상의 센서 전극 엘리먼트들 (1101A, 1102A-E, 1105A) 은, 전도층이 배치되는 영역을 적어도 부분적으로 둘러싸며, 전도층은 입력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 커플링된다. 일 예에서, 접지된 영역 (1130) 은 센서 전극 엘리먼트의 중앙 내에 배치되는데, 이는 접지된 영역 (1130) 이 최소량의 용량성 센싱 신호를 제공하거나 수신하는 센서 전극의 영역이어서 용량성 센싱 측정치를 급격히 변경하지 않게 되기 때문이다.

센서 전극 엘리먼트 내의 접지된 영역 (1130) 의 부가는 센서 전극 엘리먼트의 유효 표면 면적 또는 사이즈를 감소시키게 된다. 일반적으로, 하나 이상의 센서 전극 엘리먼트들 내의 접지된 영역 (1130) 의 부가는, 신호 품질을 제어하고 수신 전극들에 의해 수신된 신호들의 가변성을 감소시키는데 중요한, 인접 반대 전극들 사이의 전극 면적들의 비 (예를 들어, 낮은 접지 매스 효과) 를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 하나 이상의 센서 전극 엘리먼트들 내의 접지된 영역 (1130) 의 부가는, 시스템 접지로의 입력 오브젝트의 커플링에서의 변수들에 의해 생성된 측정 용량성 센싱 신호의 가변성을 감소시키기 위해 접지 평면으로의 입력 오브젝트의 커플링을 개선하도록 입력 디바이스에서 접지 평면의 사이즈를 증가시키는데 또한 유용하다. 하나 이상의 센서 전극 엘리먼트들 내의 접지된 영역 (1130) 의 부가는 또한 원치 않는 신호들의 션팅 (shunting) 에 의해 하나 이상의 센서 어레이들에서의 센서 전극들 사이의 크로스 토크의 양을 감소시키게 된다.

또한, 입력 디바이스 (100) 의 일 실시형태에서, 센서 전극 어레이들 (1110A-B) 의 각각은, 각 센서 전극 (예를 들어, 센서 전극 (1102A-E) 이 센서 전극들 (1101, 1105) 의 센서 전극 엘리먼트 (1101A 및 1105) 의 적어도 부분과 연관되도록 배열되는 복수의 센서 전극들을 포함한다. 본 구성에서, 센서 전극들의 각 그룹은, 도 8의 상부에 나타낸 구성과 유사한, 2 개의 센싱 엘리먼트들 (121)(미도시) 을 형성하는데 사용된다. 도시된 실시형태에서, 센서 전극들 (1102A-1102E) 은 상이한 트레이스 (1103) 에 개별적으로 커플링되고, 센서 전극들 (1101 및 1105) 은 각각 공통 트레이스 (1104A 및 1104B) 를 통해 각각 함께 커플링된다. 도시된 바와 같이, 각각의 센서 전극으로부터의 센서 전극 엘리먼트들 (1101A, 1105A) 은 그룹 내에서 상이한 센서 전극 (1102)(예를 들어, 센서 전극들 (1102A-1102E) 에 인접하여 배치된다.

다른 실시형태들에서, 각 센서 전극 엘리먼트 (1101A, 1105A) 는 그 자신의 별도의 트레이스에 별도로 커플링될 수도 있다. 그러한 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들의 각각은 개별 센서 전극들로서 또는 큰 센서 전극들의 엘리먼트들로서 동작하도록 구성될 수도 있다. 또한, 센서 전극 엘리먼트 (1101A, 1105A) 가 센서 전극 (1101) 또는 센서 전극 (110) 중 어느 하나의 부분으로서 도시되지만, 다른 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들은 임의의 수의 센서 전극들을 형성하도록 구성될 수도 있다. 도 2a와 관련하여 위에 기재된 바와 같이, 센서 전극들 (1102A-1102E) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있고, 센서 전극들 (1101 및 1105)(그리고 관련 센서 전극 엘리먼트들) 은 송신기 신호들로부터 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 또한, 센서 전극들 (1101 및/또는 1105) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있고, 센서 전극들 (1102A-1102E) 은 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 추가 실시형태에서, 전극 영역 (1130) 은 별도의 모드에서 다른 전극들 (예를 들어, 1102, 1101, 1104) 에 의해 수신되는 송신기 신호에 의해 구동될 수도 있고, 또는 전극은 일부 모드들에서 센싱에 영향을 미치도록 전기적으로 플로팅 (예를 들어, 오믹으로 접속해제) 될 수도 있으며, 전극은 다른 것들에 접지된다.

도 12a는 센서 전극 어레이들 (1210A-1210D) 과 같은, 2 이상의 센서 전극 어레이들 (1210) 을 포함하는 센서 어레이 세트 (1200A) 를 개략적으로 도시한다. 도 12b는 2 이상의 센서 전극 어레이들 (1210) 을 포함하는, 또 다른 센서 어레이 세트 구성 또는 센서 어레이 세트 (1200B) 를 개략적으로 도시한다. 도 12a-12b에서, 센서 전극 어레이들 (1210A-1210D) 의 각각은, 스태거형 또는 교번 센서 전극 레이아웃으로 배열되는 센서 전극 (801, 802 및 805) 을 포함한다. 도시된 바와 같이, 센서 전극 어레이들의 각각은, 위 아래에 있는 인접 로우에서 발견되는 센서 전극 그룹의 미러 표시로 플립 (flip) 되거나 형성되는 교번 로우들을 포함한다. 스태거형 또는 교번 센서 전극 레이아웃은, 센서 전극 엘리먼트들의 각각의 인접 그룹 사이에서 교번 전계 형성 방향에 기인하여, 개선된 용량성 센싱 감도를 제공할 수도 있다. 센서 전극들 (802A) 이 송신기 전극이고 상부 센서 전극 엘리먼트들 (801A 및 805A) 이 센서 전극 어레이 (1210A) 에서 수신 전극들인, 일 예에서, 전계는 좌측에서 우측으로 생성되게 되며, 송신기 전극인 센서 전극 (802B) 및 수신 전극들인, 상부로부터의 제 2 센서 전극 엘리먼트들 (801A 및 805A) 을 포함하는 인접 그룹은, 우측에서 좌측으로 전계를 생성하게 된다. 일반적으로, 각 센서 전극 어레이에서 센서 전극 엘리먼트들 (예를 들어, 엘리먼트들 (801A, 802A-802D, 805A) 은, 도 12a의 센서 전극 어레이 (1210A) 에 도시된 바와 같이, 센서 전극 엘리먼트들 사이에 배치되는 중심선 (1221) 에 걸쳐 스태거된다. 일반적으로, 각각의 스태거형 센서 전극 (801, 802 및 805) 의 중심선은 다른 스태거형 센서 전극들과 동일 선상에 있을 필요는 없다는 것을 유념해야 한다.

센서 어레이 세트 (1200A) 에서 센서 전극 어레이들 (1210A-1210D) 은, 인접 센서 전극 어레이들 (예를 들어, 센서 전극 어레이들 (1210A 및 1210B)) 에서 센서 전극들 (801 및 805) 은 동일한 방향으로 배향되고, 센서 어레이 세트 (1200B) 에서 센서 전극 어레이들 (1210A-1210D) 은, 인접 센서 전극들 어레이들에서 동일한 센서 전극 엘리먼트들이 서로 인접하여 위치되도록 각각 배향된다. 일부 애플리케이션들에서, 도 12a에 도시된 바와 같은, 반대 유형의 그 각각의 트레이스들과 센서 전극들 사이의 크로스 토크를 감소시키기 위해, 도 12b에 도시된 바와 같은, 센서 전극들 (802) 또는 센서 전극들 (801 및 805) 과 같은, 동일한 유형의 센서 전극들이 서로 가까이에 있도록 센서 전극들 어레이들을 배향하는 것이 바람직할 수도 있다. 다양한 다른 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 어레이에서 센서 전극 패턴은 다른 방식들로 달라질 수도 있다. 예를 들어, 로우별 기반 대신, 각 센서 전극 어레이에서 센서 전극 패턴은 2개 또는 그 이상의 로우들 마다 달라질 수도 있다. 또한, 도 12a에 센서 전극 패턴의 각 컬럼이 도시되어 있지만, 다른 실시형태들에서와 유사한 바와 같이, 컬럼들이 상이할 수도 있다. 예를 들어, 컬럼들 중 적어도 하나는 다른 것들의 미러 이미지일 수도 있어서, 컬럼들의 하나 이상이 그 수직축들을 따라 플립될 수도 있다.

센서 어레이 세트들 (1200A 및 1200B) 은 또한 외부 영역들 (1262) 에서와 같은은, 센서 영역 (120) 의 외측에서 다양한 트레이스들 및 외부 컴포넌트들의 상호접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (1270) 을 포함할 수도 있다. 차폐 전극 (1270) 의 하나 이상의 컴포넌트들은 외부 영역들 (1262) 에서 함께 커플링될 수도 있고, 또한 트레이스 (1205) 에 의해 입력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 접속될 수도 있다.

도 8a에 도시된 실시형태와 관련하여 기재된 바와 같이, 도 12a-12b 의 센서 전극 엘리먼트들은, 각각의 센서 전극 엘리먼트 쌍의 상부 센서 전극 엘리먼트가 함께 커플링되고, 각각의 센서 전극 엘리먼트 쌍의 하부 센서 전극 엘리먼트가 함께 커플링되도록 함께 커플링된다. 다른 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들은 다른 방식으로 함께 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 센서 전극에 인접한 하부 센서 전극 엘리먼트는 제 2 센서 전극에 인접한 상부 센서 전극 엘리먼트에 커플링될 수도 있고, 제 2 센서 전극에 인접한 하부 센서 전극 엘리먼트는 도 10에 도시된 비스태거형 구성과 유사한, 제 3 센서 전극에 인접한 상부 센서 전극 엘리먼트에 커플링될 수도 있다. 그러한 커플링 패턴은 이들 스태거형 또는 교번 센서 전극 레이아웃들 내에서 센서 전극 어레이들 전체에 걸쳐 계속할 수도 있다.

도 13은 센서 전극들 (1301, 1302, 1303) 및 센서 전극들 (802) 중 하나에서 발견되는 센서 전극 엘리먼트들 (1301A, 1302A, 1303A) 과 같은, 4개의 인접하여 위치된 센서 전극들 엘리먼트들의 그룹들에서 배열되는 복수의 센서 전극들을 각각 포함하는 센서 전극들 (1310A-1310D) 의 어레이들을 포함하는 센서 어레이 세트 (1300) 를 도시한다. 본 구성에서, 센서 전극들의 각 그룹은, 예를 들어 센서 엘리먼트들 (802A 및 1301A), 센서 엘리먼트들 (802A 및 1302A) 및 센서 전ㄱ그 엘리먼트들 (802A 및 1303A) 를 각각 포함할 수도 있는, 3 개의 센싱 엘리먼트들 (121)(도 13에 도시되지 않음) 을 형성하기 위해 사용된다. 도시된 실시형태에서, 각각의 센서 전극 어레이에서 센서 전극들 (802A-802D) 의 각각은, 상이한 트레이스 (803) 에 개별적으로 커플링되지만, 센서 전극들 (1301, 1302 및 1303) 은, 각각 공통 트레이스 (1304A, 1304B 및 1304C) 를 통해 각각 함께 커플링되는 다중 센서 전극 엘리먼트들 (1301A, 1302A, 1303A) 을 포함한다. 도시된 바와 같이, 각각의 센서 전극으로부터의 센서 전극 엘리먼트 (1301A, 1302A, 1303A) 는 그룹 내에서 상이한 센서 전극 (802)(예를 들어, 센서 전극들 (802A-802D)) 에 인접하여 배치된다. 다른 실시형태들에서, 각각의 센서 전극 엘리먼트 (1301A, 1302A, 1303A) 는 그 자신의 별도의 트레이스에 별도로 커플링될 수도 있다. 그러한 실시형태들에서, 센서 전극 엘리먼트들의 각각은 큰 센서 전극들의 엘리먼트들로서 또는 개별 센서 전극들로서 동작하도록 구성될 수도 있다. 도 2a와 관련하여 위에 기재된 바와 같이, 센서 전극들 (802A-802D) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있고, 센서 전극들 (1301, 1302 및 1303)(그리고 관련 센서 전극 엘리먼트들) 은 송신기 신호들로부터 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 대안으로, 센서 전극들 (1301, 1302, 1303) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있고, 센서 전극들 (802A-802D) 은 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다.

도 13에 나타낸 센서 전극 구성의 다른 변형들에서, 센서 전극 엘리먼트들은 다른 바람직한 방식들로 함께 커플링될 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극 (802A) 에 인접하는 하부 센서 전극 엘리먼트는 센서 전극 (802B) 에 인접하는 상부 센서 전극 엘리먼트에 커플링될 수도 있고, 센서 전극 (802B) 에 인접하는 하부 센서 전극 엘리먼트는 센서 전극 (802C) 에 인접하는 상부 센서 전극 엘리먼트에 커플링될 수도 있어서, 커플링 패턴이 센서 전극 패턴 전체에 걸쳐 연속적일 수도 있고 또는 센서 전극 패턴을 통해 달라질 수도 있다. 또한, 다른 실시형태들과 유사한 것으로서 도 13에 센서 전극 패턴의 각 컬럼이 도시되어 있지만, 2 이상의 컬럼들에서 센서 전극 구성이 상이할 수도 있다. 예를 들어, 인접 센서 전극 어레이들의 적어도 한 쌍이 다른 것들의 미러 이미지일 수도 있어서, 컬럼들의 하나 이상이 다른 센서 전극 어레이에 대해 그 수직 축을 따라 플립될 수도 있다.

센서 어레이 세트 (1300) 는 또한 외부 영역들 (1362) 에서와 같은, 센싱 영역 (120) 의 외측에서 다양한 트레이스들 및 외부 컴포넌트들의 상호접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (1370) 을 포함할 수도 있다. 차폐 전극 (1370) 의 하나 이상의 컴포넌트들은 외부 영역들 (1362) 에서 함께 커플링될 수도 있고, 또한 트레이스 (1305) 에 의해 출력 디바이스 (100) 의 섀시 및/또는 시스템 접지에 접속될 수도 있다.

일 실시형태에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 센서 전극 어레이 (1400) 는, 센서 전극 어레이에서 센서 전극들 사이에 보다 균일한 신호 응답을 제공하는 피쳐들을 포함할 수도 있다. 도 14는 센서 전극들 (1401, 1405) 에서 각각 발견되는 센서 전극 엘리먼트들 (1401A 및 1405A), 및 센서 전극들 (802)(예를 들어, 센서 전극들 (802A-802D)) 중 하나와 같은, 3개의 인접하여 위치된 센서 전극들 엘리먼트들의 그룹들에서 각각 배열되는 복수의 센서 전극들을 포함하는 센서 전극들의 어레이를 포함하는 센서 전극 세트 (1400) 를 도시한다. 이러한 구성에서, 센서 전극들의 각 그룹은 위에서 유사하게 논의된 바와 같이, 2개의 센싱 엘리먼트들 (121)(도 14에 도시되지 않음) 을 형성하는데 사용된다. 도시된 실시형태에서, 센서 전극 어레이에서 센서 전극들 (802A-802D) 의 각각은 상이한 트레이스 (803) 에 개별적으로 커플링되지만, 센서 전극들 (1401 및 1405) 은 각각 공통 트레이스 (1404A 및 1404B) 통해 함께 각각 커플링되는 다중 센서 전극 엘리먼트들 (1401A, 1405A) 를 포함한다. 도 2a와 관련하여 위에 기재된 바와 같이, 센서 전극들 (802A-802D) 은 송신기 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있고, 또한 센서 전극들 (1401, 1405)(그리고 관련된 센서 전극 엘리먼트들) 은 송신기 신호들로부터 형성된 결과의 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있으며, 그 역 또한 마찬가지이다.

일 실시형태에서, 각각의 센서 전극 엘리먼트들 (1405A) 은 센서 전극 엘리먼트 (1405A) 의 바디 부분 (1405B) 으로부터 연장하고 그 부분에 부착되는 전도성 돌출부들 (1406) 을 각각 포함한다. 본 구성에서, 전도성 돌출부 (1406) 는, 접속되지 않은 트레이스 (1404A) 또는 센서 전극 엘리먼트들 (1405A) 과 센서 전극들 (802A-802D) 사이에 배치되는 다른 유사 엘리먼트의 위치로 인하여, 센서 전극 (1401) 에 비해 센서 전극 (1405) 에 의해 수신된 결과의 신호에서의 차이가 안정되도록 배향되고 위치될 수도 있다. 따라서, 일부 구성들에서, 하나 이상의 전도성 돌출부 (1406) 는, 센서 전극 엘리먼트 (1405A) 의 바디 부분 (1405B) 으로부터, 인접하여 위치된 센서 전극 엘리먼트 (1401A) 와 그 트레이스 (1404A) 의 부분 사이와 같은, 센서 전극 엘리먼트 (1401A) 근방의 위치로 하나 이상의 방향들로 연장할 수도 있다. 일 구성에서, 전도성 돌출부들 (1406) 은, 트레이스 (1404A) 에 실질적으로 평행하게 위치되고 및/또는 센서 전극 엘리먼트 (1405A) 의 바디 부분 (1405B) 의 하나 이상의 영역들로부터 연장한다. 전도성 돌출부들 (1406) 은 트레이스 (1404A) 와 사이즈가 유사하고 각각의 센서 전극 엘리먼트 (1405A)(예를 들어, ITO의 층) 를 형성하기 위해 사용된 재료와 동일한 재료를 포함할 수도 있으며, 따라서 센서 전극 엘리먼트들을 형성하기 위해 이용되는 패터닝 프로세스 동안 형성될 수도 있다. 전도성 돌출부들 (1406) 은 대안으로 본딩된 와이어 또는 다른 유사한 전도성 재료를 포함할 수도 있다.

도 15는, 위의 도 4c와 함께 논의되고 도시된 센서 전극들과 같은, 분산된 전극 형상을 갖는 센서 전극들을 포함하는 다중 센서 전극 어레이들 (1510A-1510D) 을 포함하는 단일층 센서 어레이 세트 (1500) 의 대안의 실시형태를 도시한다. 본 구성에서, 센서 전극들의 각 그룹은, 예를 들어, 센서 엘리먼트들 (802A 및 801A) 및 센서 엘리먼트들 (802A 및 805A) 를 포함할 수도 있는, 2 개의 센싱 엘리먼트들 (121)(도 13에 도시되지 않음) 을 형성하기 위해 사용된다. 도시된 실시형태에서, 각각의 센서 전극 어레이에서 센서 전극들 (802A-802D) 의 각각은 상이한 트레이스 (1503) 에 개별적으로 커플링되는 반면, 센서 전극들 (801 및 805) 은 각각 공통 트레이스 (1504A 및 1505B) 를 통해 함께 각각 커플링되는 다중 센서 전극 엘리먼트들 (801A, 805A) 를 포함한다. 다양한 실시형태들에서, 도 15에 도시되는 센서 전극들 (801, 802A-802D, 805) 은, 트레이스들 (1503, 1504A 및 1504B) 과 동일한 재료들을 포함할 수도 있고 및/또는 그 지그재그 와이어 형상에서 유사한 단면 사이즈를 가질 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들은 나타낸 바와 같은 지그재그형 패턴과 대조적으로 다양한 다른 형상들 및 설계들로 배치될 수도 있다. 도 15의 실시형태에 도시된 센서 전극 구조는 여기에 기재된 임의의 다른 실시형태와 결합될 수도 있다.

센서 어레이 세트 (1500) 는 또한 외부 영역들 (1562) 에서와 같은 센싱 영역 (120) 의 외측에서 다양한 트레이스들 및 외부 컴포넌트들의 접속이 이루어질 수 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (1570) 을 포함할 수도 있다. 차폐 전극 (1570) 의 부분들은 외부 영역 (1562) 에서 함께 커플링되고 입력 디바이스 (100) 의 섀시 또는 외부 접지에 커플링될 수도 있는 접지 트레이스 (1505) 에 부착될 수도 있다.

도 16a는, 위의 도 14c 및 도 15에 도시된 구성과 유사한 분산된 전극 형상을 갖는 센서 전극들을 포함하는 다중 센서 전극 어레이들 (1610A-1610D) 을 포함하는 단일층 센서 어레이 세트 (1600) 의 대안의 실시형태를 도시한다. 도 16b는 센서 어레이 세트 (1600) 에서 센서 전극 어레이들 (1610A-1610D) 중 하나에서 발견되는 센서 전극들의 그룹의 클로즈업도이다. 이러한 도시된 구성에서, 센서 전극들의 각 그룹은, 예를 들어 센서 엘리먼트들 (802A 및 801A) 및 센서 엘리먼트들 (802A 및 805A) 를 포함할 수도 있는 2개의 센싱 엘리먼트들 (121)(도 16b) 를 형성하기 위해 사용된다. 센서 전극 엘리먼트들 (801A 및 805A) 은, 각각 공통 트레이스 (1604A 및 1604B) 를 통해 함께 각각 커플링되는 센서 전극들 (801 및 805) 내에서 발견된다. 각각의 센서 전극 어레이에서 센서 전극 전극들 (802A-802D) 의 각각은 상이한 트레이스 (1603) 에 개별적으로 커플링되고, 센서 전극 그룹에서 센서 전극들의 일부 물리적 또는 전기적 특성을 보상하기 위해 상이한 전극 형상 또는 패턴을 갖는 2 이상의 전극 영역들 (1630 및 1631)(도 16B) 을 가질 수도 있는 분산된 전극 형상을 포함한다.

일 실시형태에서, 나타낸 바와 같이, 센서 전극 (802) 의 제 1 전극 영역 (1630) 에서 전극 재료의 면적 밀도는 동일한 센서 전극 (802) 의 제 2 전극 영역 (1631) 에서 전극 재료의 면적 밀도와 상이하다. 이러한 구성에서, 센서 전극 (802) 의 면적 밀도는, 유사하게 위치된 센서 전극 엘리먼트 (805A) 와 대조적으로 센서 전극 엘리먼트 (801A) 에 커플링되는 트레이스 (1604) 의 접속 엘리먼트 (1608) 에 의해 제공된 부가적 전극 표면 면적을 보상하기 위해 제 2 전극 영역 (1632) 에 비해 제 1 전극 영역 (1631) 에서 조정된다. 이러한 방식으로, 높은 밀도의 제 2 전극 영역 (1631) 이, 접속 엘리먼트 (1608) 에 의해 제공된 부가된 센서 전극 면적에 의해 제공되는 센서 전극 엘리먼트 (801A) 의 개선된 용량성 커플링을 보상하기 위해 인접한 센서 전극 엘리먼트 (805A) 에 대해 개선된 용량성 커플링을 가지게 된다. 센서 전극의 면적 밀도는 일반적으로 센서 전극이 배치되는 표면의 단위 면적 당 전극의 표면 면적의 양의 측정치이다. 면적 밀도는 일반적으로 고체 센서 전극에 대한 약 1의 값과 0 보다 큰 일부 양(예를 들어,

) 사이에서 달라지게 된다. 센서 전극층 두께 곱하기 노출된 센서 전극층 두께의 선형 길이에 의해 생성된 면적은 센서 전극이 배치되는 표면에 평행한 센서 전극의 표면 면적에 비해 무시될 정도라고 가정하는 것이 주시된다 (즉, 그렇지 않으면 AD 가 1보다 클 수 있다). 따라서, 센서 전극의 밀도는 하나 이상의 센서 전극들 사이에 증가된 균일한 응답을 제공하기 위해 달라질 수도 있다. 센서 전극들 (802) 이 상이한 면적 밀도의 영역들을 갖는 것으로 도시되지만, 다른 실시형태들에서, 하나 이상의 다른 센서 전극들 (예를 들어, 센서 전극들 (801 및/또는 805)) 은 변화하는 센서 밀도를 가질 수도 있다. 또한, 그러한 방법들은 본 명서세에 기재된 임의의 센서 전극 패턴들에 적용될 수도 있다.

다양한 실시형태들에서, 도 16a에 도시되는 센서 전극들 (801, 802A-802D 및 805) 은, 트레이스들 (1603, 1604A 및 1604B) 과 동일한 재료로 구성될 수도 있다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들은 나타낸 바와 같이 지그재그형 패턴과 대조적인 다양한 다른 형상들 및 설계들로 배치될 수도 있다. 도 16a의 실시형태에 도시된 센서 전극 구조는 여기에 기재된 임의의 다른 실시형태들과 결합될 수도 있다.

센서 어레이 세트 (1600) 는 또한 외부 영역들 (1662) 에서와 같은, 센싱 영역 (120) 의 외측에서 다양한 트레이스들 및 외부 컴포넌트들의 상호접속이 이루어질 수도 있도록 하는 트레이스 라우팅 스킴 및 차폐 전극 (1670) 을 포함할 수도 있다. 센서 전극들과 그 연관된 트레이스들 사이에 배치되는 차폐 전극 (1670) 의 부분들은 센서 전극들 사이의 크로스 토크 감소를 도울 수 있다.

도 17a는 각각에 대하여 각진 배향, 또는 헤링본 배향을 갖는 복수의 센서 전극 그룹들을 포함하는 다중 센서 전극 어레이들 (1710A-1710D) 을 포함하는 단일층 센서 전극 세트 (1700) 의 대안의 실시형태를 도시한다. 센서 전극들의 각 그룹은, 센서 전극 엘리먼트들 (802A 및 801A) 또는 센싱 전극 엘리먼트들 (802A 및 805A) 에 의해 형성될 수도 있는, 하나 이상의 센싱 엘리먼트들 (121)(도시되지 않음) 을 형성하기 위해 사용될 수도 있다. 도 17b는 센서 전극 어레이들 (1710D) 에서 발견될 수도 있는 센서 전극들의 그룹의 확대도이다. 센싱 영역 (120) 의 에지들 (1751) 에 대한 센서 전극 엘리먼트들의 각진 배향은, 인접 대향하는 트랜스용량성 센싱 센서 전극 유형들 사이에서 센서 전극 에지 길이의 최대화를 도울 수 있다. 당업자는 센서 전극 (802A) 의 에지 (1731)(도 17b) 및 센서 전극 (801) 의 에지 (1732)(도 17b), 또는 센서 전극 (802A) 의 에지 (1731)(도 17b) 및 센서 전극 (805) 의 에지 (1733)(도 17b)와 같은 인접 센서 전극들 사이의 용량성 커플링이, 대향하는 전극들의 근접도로 인하여 이들 에지들 근방 또는 이들 에지들에서 형성된 전계들에 의해 주로 생성된다는 것을 알게 된다. 통상, 센서 전극의 표면 면적은 전극들 사이의 용량성 커플링에 매우 작은 영향을 미친다. 따라서, 센싱 영역 (120) 의 에지 (1751)(예를 들어, 수직 에지 (1751)) 에 대하여 각도 (1725)(도 17b) 로 센서 전극 엘리먼트들의 에지들을 정렬함으로써, 에지들 (1732-1734) 의 길이들 (1722-1724) 이 센싱 영역 (120)(예를 들어, 도 10, 12 등에 도시됨) 의 에지와 정렬된 그 인접하여 위치된 에지들을 갖는 센서 전극 구성 상부에서 증가될 수 있다. 일부 구성들에서, 인접하여 위치된 센서 전극 엘리먼트들 (801A, 802A 및/또는 805A) 사이에 형성된 에지들 (1732, 1733 및/또는 1734) 은 비선형 (도시되지 않음) 이어서 인접하거나 오버랩하는 센서 전극 에지의 길이를 증가시킨다. 에지(들)이 비선형인 경우, 센서 전극들의 그룹의 각진 배향은 각각의 센서 전극들의 그룹의 대칭축 또는 각각의 센서 전극들의 그룹에서 발견되는 우세한 크기의 전극(들) 의 주요 대칭축의 배향을 비교함으로써 발견될 수도 있다.

일 예에서, 센서 전극 엘리먼트들의 제 1 그룹 및 센서 전극 엘리먼트들이 제 2 그룹은 180도 보다 작거나 큰 각도로 정렬된다. 일 예에서, 제 1 그룹은, 센서 전극 엘리먼트 (802B) 의 에지 (1732) 에 인접하여 배치된 제 2 센서 전극 엘리먼트 (805A) 및 제 1 센서 전극 엘리먼트 (801A) 를 포함하는 센서 전극 엘리먼트들의 제 2 그룹, 및 제 2 센서 전극 엘리먼트 (802A) 의 에지 (1732) 에 인접하여 위치된 제 2 센서 전극 엘리먼트 (805A) 및 제 1 센서 전극 엘리먼트 (801A) 를 포함하고, 제 1 및 제 2 그룹에서 에지들 (1732) 은 180 도 보다 작거나 큰 각도로 배향된다. 본 예에서, 센서 전극 엘리먼트들 (802A 및 802B) 의 에지들 (1732) 사이의 각도는 180도 보다 작거나 큰 각도로 정렬될 수도 있으며, 그 각도는 180도 마이너스 도 17b에 도시된 각도 (1725) 의 2배와 동등한 것으로 정의될 수도 있다. 일 예에서, 센서 전극 엘리먼트들 (802A 및 802B) 의 에지들 (1732) 사이의 각도는 약 90도와 같다. 다른 예에서, 센서 전극들 (예를 들어, 801, 802, 805) 은, 센싱 엘리먼트들 (11) 이 단일 송신기에 대해 횡방향으로 분포되지만 송신기 전극들의 분포 방향에 수직이도록 180도의 각도로 배향된다. 또한, 다중 센서 설계들은 결합될 수도 있어서, 예를 들어, 도 4a의 실질적으로 둘러싸고 교번하는 전극들이 도 17의 교번하는 각진 배향들 및 도 3c의 다중 수신기들과 결합되어 전극 엘리먼트 설계를 생성한다.

본 명세서에 개시된 센서 전극들 및 센서 전극 엘리먼트들이 특정 형상들 및 크기를 갖는 것으로 예시될 수도 있지만, 이러한 특정 예시들은 한정되고자 하는 것이 아니다. 다양한 실시형태들에서, 센서 전극들 및 센서 전극 엘리먼트들은 필요한 용량성 커플링 및 응답을 제공할 수 있는 임의의 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 센서 전극들의 반대 유형들의 쌍들로 또는 단독으로 사용될 수도 있는 일부 상이한 센서 전극 형상들이 도 4a-4k, 5a-5c, 8, 15 및 16a 에 나타나 있으며, 따라서 당업자는 본 명세서에 도시된 임의의 전극 형상이 본 발명의 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 명세서에 개시된 임의의 다른 전극 형상과 함께 사용될 수 있음을 알게 된다. 또한, 센서 전극들 및 센서 전극 엘리먼트들은 동일한 센서 전극 어레이 내에서 상이한 형상을 가질 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 센서 전극들 및 센서 전극 엘리먼트들은 필요한 용량성 커플링 및 응답을 제공하도록 임의의 사이즈일 수도 있다. 또한, 센서 전극들 및 센서 전극 엘리먼트들의 사이즈는 센서 전극 어레이 내에서 달라질 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 형상 및 사이즈가 달라질 수도 있다.

도 6b, 7, 9a-b, 10, 12a-b, 13, 14 및 16a에 도시된 센서 전극 세트들이 모두 동일한 로우에 위치된 센서 전극들의 접속과 같은 유사하게 위치된 센서 전극들을 함께 접속하는 외부 영역(들)(661, 662, 762, 962, 1062, 1362, 1562 및 1662) 에서의 상호접속 스킴을 도시하지만, 이러한 구성은 다른 상호접속 스킴들이 사용될 수 있기 때문에 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 센서 전극 세트를 포함하는 입력 디바이스가, 센서 전극 세트에서 송신기 전극들의 하나 이상이 한번에 송신할 수 있도록 동작될 수도 있지만, 위에서 논의된 바와 같이, 입력 오브젝트가 존재하는지 여부 및 그 위치 정보를 결정하기 위해 사용되는, 용량성 화소들에서의 용량성 커플링들의 측정치들을 결정하기 위해 송신기 신호로부터 생성된 결과의 신호들을 획득하기 위해 단독으로 또는 다중으로 동작될 수도 있다.

본 명세서에 기술된 실시형태들 및 예들은 본 기술 및 그것의 특정한 애플리케이션에 따라 실시형태들을 최상으로 설명하기 위하여 제시되었고 이에 의해 당업자들이 본 발명을 제작하고 사용하는 것을 가능하게 한다. 당업자들은 앞서의 설명 및 예들이 예시 및 예를 위해서만 제시되었다는 것을 인식할 것이다. 기술된 설명은 본 발명을 망라하는 것이 되거나 또는 개시된 정밀한 형태로 제한하려는 의도는 아니다. 앞서 본 발명의 실시형태들로 지향되지만, 발명의 다른 그리고 추가 실시형태들은 그 기본 범위로부터 벗어나지 않으면서 창안될 수도 있고 그 범위가 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (21)

1. 용량성 이미지 센서로서,
   센싱 영역 내에 배치되는 복수의 센서 전극들을 포함하고, 상기 센싱 영역은 센싱 패턴의 복수의 유닛 셀들을 포함하고, 상기 센서 전극들의 서브세트는,
   기판의 제 1 표면 상에 배치되고 제 1 센서 전극 외부에 배치된 제 1 트레이스에 커플링된 상기 제 1 센서 전극;
   상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 배치되고 제 2 센서 전극 외부에 배치된 제 2 트레이스에 커플링된 상기 제 2 센서 전극; 및
   상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 배치된 제 3 센서 전극을 포함하고, 상기 제 3 센서 전극은 상기 제 1 센서 전극의 주변 주위에 배치되는 것에 의해 그리고 상기 제 1 센서 전극의 중심이 배치되는 대향 부분들을 갖는 것에 의해 상기 제 1 센서 전극을 부분적으로 둘러싸고, 상기 제 2 센서 전극의 주변 주위에 배치되는 것에 의해 그리고 제 2 센서 전극의 중심이 배치되는 대향 부분들을 갖는 것에 의해 상기 제 2 센서 전극을 부분적으로 둘러싸며, 그리고 상기 제 3 센서 전극의 적어도 일부가 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 사이에 배치되고,
   상기 센싱 영역 내에서, 점퍼는 상기 복수의 센서 전극들 중 어느 것에도 커플링되지 않고,
   상기 제 1 트레이스 및 상기 제 2 트레이스는 상기 제 3 센서 전극에서 개구들을 통해 이동하며, 그리고
   상기 제 1 트레이스 및 상기 제 2 트레이스가 상기 제 3 센서 전극을 교차하지 않는, 용량성 이미지 센서.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 센서 전극은,
   제 1 곡류 (meander); 및
   상기 제 1 곡류에 커플링되는 제 2 곡류를 더 포함하고,
   상기 제 1 센서 전극은 상기 제 3 센서 전극의 상기 제 1 곡류의 적어도 일부 내에 배치되고, 상기 제 2 센서 전극은 상기 제 3 센서 전극의 상기 제 2 곡류의 적어도 일부 내에 배치되는, 용량성 이미지 센서.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 곡류는 상기 기판의 상기 제 1 표면 상에서 제 1 배향을 갖고, 상기 제 2 곡류는 상기 기판의 상기 제 1 표면 상에서 제 2 배향을 가지며, 상기 제 1 배향은 상기 제 2 배향과 상이한, 용량성 이미지 센서.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 3 센서 전극은 구불구불한 형상을 갖는, 용량성 이미지 센서.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 센서 전극을 부분적으로 둘러싸는 상기 제 3 센서 전극의 일부 및 상기 제 2 센서 전극을 부분적으로 둘러싸는 상기 제 3 센서 전극의 일부는 각각 "C" 형상을 갖는, 용량성 이미지 센서.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극, 및 상기 제 3 센서 전극은 송신기 전극들 또는 수신기 전극들 중 어느 하나이고, 상기 수신기 전극들에 대한 상기 송신기 전극들의 비가 1 보다 큰, 용량성 이미지 센서.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극, 및 상기 제 3 센서 전극은 송신기 전극들 또는 수신기 전극들 중 어느 하나이고, 상기 송신기 전극들에 대한 상기 수신기 전극들의 비는 1 보다 큰, 용량성 이미지 센서.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 센서 전극들의 적어도 일부는 상기 제 3 센서 전극의 일부와 서로 맞물리는, 용량성 이미지 센서.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극 및 상기 제 3 센서 전극은 각각 센서 프로세서에 커플링되는 트레이스를 포함하는, 용량성 이미지 센서.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극 및 상기 제 3 센서 전극은 광학적으로 투명한, 용량성 이미지 센서.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 디스플레이에 커플링되는, 용량성 이미지 센서.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극 및 상기 제 2 센서 전극은 지그재그 와이어 형상을 갖는, 용량성 이미지 센서.
13. 용량성 이미지 센서로서,
    센싱 영역 내에 배치되는 복수의 센서 전극들을 포함하고, 상기 센싱 영역은 센싱 패턴의 복수의 유닛 셀들을 포함하고, 상기 센서 전극들의 서브세트는,
    기판의 제 1 표면 상에 배치되고 제 1 센서 전극 외부에 배치된 제 1 트레이스에 커플링된 상기 제 1 센서 전극;
    상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 배치되고 제 2 센서 전극 외부에 배치된 제 2 트레이스에 커플링된 상기 제 2 센서 전극; 및
    상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 배치된 제 3 센서 전극을 포함하고, 상기 제 3 센서 전극은 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 사이에 배치되고, 상기 제 3 센서 전극은 상기 제 1 센서 전극의 주변 주위에 배치되는 것에 의해 그리고 상기 제 1 센서 전극의 중심이 배치되는 대향 부분들을 갖는 것에 의해 상기 제 1 센서 전극을 부분적으로 둘러싸고, 상기 제 2 센서 전극의 주변 주위에 배치되는 것에 의해 그리고 상기 제 2 센서 전극의 중심이 배치되는 대향 부분들을 갖는 것에 의해 상기 제 2 센서 전극을 부분적으로 둘러싸며, 상기 제 3 센서 전극은 상기 제 1 센서 전극과 서로 맞물리고 그리고 상기 제 2 센서 전극과 서로 맞물리고,
    상기 센싱 영역 내에서, 점퍼는 상기 복수의 센서 전극들 중 어느 것에도 커플링되지 않고,
    상기 제 1 트레이스 및 상기 제 2 트레이스는 상기 제 3 센서 전극에서 개구들을 통해 이동하며, 그리고
    상기 제 1 트레이스 및 상기 제 2 트레이스는 상기 제 3 센서 전극을 교차하지 않는, 용량성 이미지 센서.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극, 및 상기 제 3 센서 전극은 송신기 전극들 또는 수신기 전극들 중 어느 하나이고, 상기 수신기 전극들에 대한 상기 송신기 전극들의 비는 1 보다 큰, 용량성 이미지 센서.
15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극, 및 상기 제 3 센서 전극은 송신기 전극들 또는 수신기 전극들 중 어느 하나이고, 상기 송신기 전극들에 대한 상기 수신기 전극들의 비는 1 보다 큰, 용량성 이미지 센서.
16. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극, 및 상기 제 3 센서 전극은 각각 센서 프로세서에 커플링되는 트레이스를 포함하는, 용량성 이미지 센서.
17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극 및 상기 제 3 센서 전극은 광학적으로 투명한, 용량성 이미지 센서.
18. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판은 디스플레이에 커플링되는, 용량성 이미지 센서.
19. 터치 스크린으로서,
    센싱 영역 내의 기판 상에 배치된 복수의 센서 전극들로서, 상기 센싱 영역은 센싱 패턴의 복수의 유닛 셀들을 포함하고, 상기 복수의 센서 전극들의 서브세트는,
    상기 기판의 제 1 표면 상에 배치되고 제 1 센서 전극 외부에 배치된 제 1 트레이스에 커플링된 상기 제 1 센서 전극;
    상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 배치되고 제 2 센서 전극 외부에 배치된 제 2 트레이스에 커플링된 상기 제 2 센서 전극; 및
    상기 기판의 상기 제 1 표면 상에 배치된 제 3 센서 전극을 포함하고, 상기 제 3 센서 전극은 상기 제 1 센서 전극의 주변 주위에 배치되는 것에 의해 그리고 상기 제 1 센서 전극의 중심이 배치되는 대향 부분들을 갖는 것에 의해 상기 제 1 센서 전극을 부분적으로 둘러싸고, 상기 제 2 센서 전극의 주변 주위에 배치되는 것에 의해 그리고 상기 제 2 센서 전극의 중심이 배치되는 대향 부분들을 갖는 것에 의해 상기 제 2 센서 전극을 부분적으로 둘러싸며, 상기 제 3 센서 전극의 적어도 일부는 상기 제 1 센서 전극과 상기 제 2 센서 전극 사이에 배치되는,
    상기 복수의 센서 전극들; 및
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 센서 전극들에 통신가능하게 커플링되고, 상기 제 1 또는 제 2 센서 전극 중 어느 하나가 용량성 센싱을 위해 구동될 때 상기 제 3 센서 전극에 의해 수신된 결과의 신호들을 수신하도록 구성되는 센서 프로세서로서, 상기 센서 프로세서는 제 3 수신기 전극에 커플링된 제 1 수신기 채널을 포함하는, 상기 센서 프로세서를 포함하고,
    상기 센싱 영역 내에서, 점퍼는 상기 복수의 센서 전극들 중 어느 것에도 커플링되지 않고,
    상기 제 1 트레이스 및 상기 제 2 트레이스는 상기 제 3 센서 전극에서 개구들을 통해 이동하며, 그리고
    상기 제 1 트레이스 및 상기 제 2 트레이스는 상기 제 3 센서 전극을 교차하지 않는, 터치 스크린.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 센서 전극, 상기 제 2 센서 전극 및 상기 제 3 센서 전극은 각각 센서 프로세서에 커플링되는 트레이스를 포함하는, 터치 스크린.
21. 제 19 항에 있어서,
    상기 기판은 디스플레이에 커플링되는, 터치 스크린.

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