用于矩陣傳感器的目標跨電容感測的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開的實施例一般涉及用于觸摸感測的方法和設備，以及更具體來說涉及具有配置成跨電容感測的矩陣傳感器的電容觸摸感測裝置及其使用方法。
【背景技術】
[0002]包括接近傳感器裝置(通常又稱作觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置通常包括常常通過表面來區(qū)分的感測區(qū)，其中接近傳感器裝置確定一個或多個輸入物體的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可用來提供電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置常常用作較大計算系統(tǒng)的輸入裝置(例如筆記本或臺式計算機中集成的或者作為其外設的不透明觸摸板)。接近傳感器裝置還常常用于較小計算系統(tǒng)(例如蜂窩電話中集成的觸摸屏)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本文所述的實施例包括具有電容感測裝置的顯示裝置、處理系統(tǒng)以及用于檢測電容感測裝置的感測區(qū)中的輸入物體的方法，其全部包括以矩陣設置的多個傳感器電極。各傳感器電極可包括一個或多個公共電極，其配置用于觸摸感測和顯示更新兩者。
[0004]在一個實施例中，顯示裝置包括多個傳感器電極，以及處理系統(tǒng)配置成耦合到多個傳感器電極。處理系統(tǒng)配置成調(diào)制多個傳感器電極的每個以確定絕對電容的變化，并且基于絕對電容的所確定變化來選擇多個傳感器電極的子集。傳感器電極的子集可少于多個傳感器電極，并且包括第一傳感器電極和第二傳感器電極。處理系統(tǒng)還配置成驅(qū)動第一傳感器電極，并且采用第二傳感器電極進行接收，以確定第一傳感器電極與第二傳感器電極之間的跨電容的變化。處理系統(tǒng)配置成基于跨電容的變化來確定電容感測裝置的感測區(qū)中的輸入物體的位置信息。
[0005]在另一個實施例中，提供一種處理系統(tǒng)，其配置成驅(qū)動具有以矩陣設置的多個傳感器電極的電容感測裝置。處理系統(tǒng)可包括具有傳感器電路的傳感器模塊，傳感器電路配置成調(diào)制多個傳感器電極的每個以確定絕對電容的變化，并且基于絕對電容的所確定變化來選擇多個傳感器電極的子集。傳感器電極的所選子集可少于多個傳感器電極，并且包括第一傳感器電極和第二傳感器電極。傳感器模塊還配置成驅(qū)動至第一傳感器電極，并且采用第二傳感器電極進行接收，以確定第一傳感器電極與第二傳感器電極之間的跨電容的變化。處理系統(tǒng)還包括確定模塊，其配置成基于跨電容的變化來確定電容感測裝置的感測區(qū)中的輸入物體的位置信息。
[0006]在另一個實施例中，提供一種用于確定具有以矩陣設置的多個傳感器電極的電容感測裝置的感測區(qū)中的輸入物體的方法。該方法包括采用電信號來調(diào)制多個傳感器電極的每個以確定絕對電容的變化，并且基于絕對電容的所確定變化來選擇多個傳感器電極的子集。所選子集可少于多個傳感器電極，并且包括第一傳感器電極和第二傳感器電極。該方法還包括驅(qū)動第一傳感器電極，并且采用第二傳感器電極進行接收，以確定第一傳感器電極與第二傳感器電極之間的跨電容的變化。
【附圖說明】
[0007]為了能夠詳細了解本發(fā)明的上述特征的方式，可參照實施例進行以上概述的本發(fā)明的更具體描述，在附圖中示出實施例的一部分。但是要注意，附圖僅示出本發(fā)明的典型實施例，并且因此不是要被理解為限制其范圍，因為本發(fā)明可容許其他同樣有效的實施例。
[0008]圖1是按照本文所述的一個實施例、集成到示范顯示裝置中的輸入裝置的示意框圖。
[0009]圖2示出按照本文所述的一個實施例、可用于圖1的輸入裝置中的傳感器元件的簡化示范陣列。
[0010]圖3A和圖3B是按照本文所述的實施例、配置用于操作在跨電容操作模式的傳感器電極的簡化示意平面圖。
[0011]圖4A是按照本公開的一個實施例、執(zhí)行“偽跨電容”感測的輸入裝置的截面部分示意圖。
[0012]圖4B是按照本公開的一個實施例、執(zhí)行跨電容感測的輸入裝置100的截面部分示意圖。
[0013]圖5是按照本公開的一個實施例、用于檢測電容感測區(qū)中的輸入物體的存在的方法的流程圖。
[0014]為了便于理解，相同的參考標號在可能的情況下用于表示附圖共同的相同元件?？紤]到一個實施例中公開的元件可有利地用于其他實施例而無需具體說明。這里所參照的附圖不應當被理解為按比例繪制，除非另加說明。另外，為了呈現(xiàn)和說明的清楚起見，附圖通常經(jīng)過簡化并且省略細節(jié)或組件。附圖和論述用于說明以下所述的原理，其中相似標號表示相似元件。
【具體實施方式】
[0015]本技術的各個實施例提供用于改進可用性的輸入裝置和方法。具體來說，用于電容感測的電極矩陣可集成到輸入裝置的顯示面板中。在一個實施例中，矩陣傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)與顯示更新功能性完全重疊的高性能絕對電容感測。但是，在一些情況下，絕對電容感測可具有對于兩個附近物體、例如多點觸摸手勢期間的兩個手指，之間消除歧義的局限性。在一個實施例中，通過驅(qū)動一個或多個傳感器電極并且在需要附加位置信息的區(qū)域中的附近傳感器電極上進行接收，來執(zhí)行“目標”跨電容感測。相應地，本公開的實施例可有利地以高程度的精度得到某些輸入物體在選擇區(qū)域中的詳細位置信息、例如檢測“收縮(Pinch)”運動，而無需引起使用常規(guī)跨電容感測來掃描整個傳感器的時間和功率成本。
[0016]圖1是按照本技術的實施例、集成到示范顯示裝置160中的輸入裝置100的示意框圖。雖然本公開的所示實施例示為與顯示裝置集成，但是考慮到本發(fā)明可在沒有與顯示裝置集成的輸入裝置中實施。輸入裝置100可配置成向電子系統(tǒng)150提供輸入。如本文檔所使用的術語“電子系統(tǒng)”或(或“電子裝置”)廣義地表示能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有尺寸和形狀的個人計算機，例如臺式計算機、膝上型計算機、上網(wǎng)本計算機、平板、萬維網(wǎng)瀏覽器、電子書閱讀器和個人數(shù)字助理(PDA)。附加示例電子系統(tǒng)包括合成輸入裝置，例如包括輸入裝置100和獨立操縱桿或按鍵開關的物理鍵盤。其他示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遙控和鼠標)和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏幕和打印機)之類的外圍設備。其他示例包括遠程終端、信息亭和視頻游戲機(例如視頻游戲控制臺、便攜游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括蜂窩電話、例如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器、例如電視機、機頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機)。另外，電子系統(tǒng)可能是輸入裝置的主機或從機。
[0017]輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)150的物理部分，或者能夠與電子系統(tǒng)150在物理上分離。適當?shù)?，輸入裝置100可使用下列任一個或多個與電子系統(tǒng)150的部分進行通信:總線、網(wǎng)絡和其他有線或無線互連。示例包括12(:、3?1、？3/2、通用串行總線(1^8)、藍牙、1^和IRDA。
[0018]圖1中，輸入裝置100示為接近傳感器裝置(又常常稱作“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)配置成感測由一個或多個輸入物體140在感測區(qū)170中提供的輸入。示例輸入物體包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[0019]感測區(qū)170包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如由一個或多個輸入物體140所提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可逐個實施例極大地改變。在一些實施例中，感測區(qū)170沿一個或多個方向從輸入裝置100的表面延伸到空間中，直到信噪比阻止充分準確的物體檢測。在各個實施例中，這個感測區(qū)170沿特定方向所延伸的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或者以上，并且可隨所使用的感測技術的類型和預期的精度而極大地改變。因此，一些實施例感測包括沒有與輸入裝置100的任何表面相接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與耦合某個量的外加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面相接觸和/或它們的組合的輸入。在各個實施例中，可由傳感器電極所在的殼體的表面、由施加在傳感器電極之上的面板或者任何殼體等來提供輸入表面。在一些實施例中，感測區(qū)170在投影到輸入裝置100的輸入表面時具有矩形形狀。
[0020]輸入裝置100可利用傳感器組件和感測技術的任何組合來檢測感測區(qū)170中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的多個感測電極120。作為若干非限制性示例，輸入裝置100可使用電容的、介電的、電阻的、電感的、磁性的、聲學的、超聲的和/或光學的技術。
[0021]—些實現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維的空間的圖像。一些實現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。
[0022]在輸入裝置100的一些電阻實現(xiàn)中，柔性和導電第一層通過一個或多個隔離元件與導電第二層分隔。在操作期間，跨層創(chuàng)建一個或多個電壓梯度。按壓柔性第一層可使它充分偏轉(zhuǎn)，以在層之間創(chuàng)建電接觸，從而產(chǎn)生反映層之間的(一個或多個)接觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可用來確定位置信息。
[0023]在輸入裝置100的一些電感實現(xiàn)中，一個或多個感測電極120拾取由諧振線圈或線圈對所感應的回路電流。電流的幅值、相位和頻率的某個組合則可隨后被用來確定位置信息。
[0024]在輸入裝置100的一些電容實現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入物體引起電場的變化，并且產(chǎn)生電容耦合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化來檢測。
[0025]—些電容實現(xiàn)利用電容感測電極120的陣列或者其他規(guī)則或者不規(guī)則圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容實現(xiàn)中，獨立感測電極120可歐姆地短接在一起，以形成較大傳感器電極。一些電容實現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
[0026]如上所述，一些電容實現(xiàn)利用基于傳感器電極120與輸入物體之間的電容耦合的變化的“自電容”或(或“絕對電容”)感測方法。在各個實施例中，傳感器電極120附近的輸入物體改變傳感器電極1