[发明专利]单层电容性成像传感器

说明书

技术领域

本发明的实施例一般涉及用于感测输入对象在接近感测装置的感测区上的位置的系统和方法。

背景技术

包括接近传感器装置(也通常被称为触摸垫或触摸传感器装置)的输入装置广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括通常由表面区分的感测区，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置通常用作较大型计算系统的输入装置，诸如集成在或外设于笔记本或桌面型电脑的不透明触摸垫。接近传感器装置也经常用于较小型计算系统中，诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏。

接近传感器装置典型地与诸如存在于电子或计算系统中的显示或输入装置的其他支持组件组合使用。在一些配置中，接近传感器装置耦合到这些支持组件以提供期望的组合功能或提供合意的完全装置包。许多市场有售的接近传感器装置使用一个或多个诸如电容性或电阻性感测技术的电气技术来确定输入对象的存在、位置和/或运动。典型地，接近传感器装置使用传感器电极的阵列来检测输入对象的存在、位置和/或运动。由于通常大量传感器电极用于以期望的精度感测输入对象的存在和位置，以及也由于将这些传感器电极的每个连接至电子或计算系统中的各种信号产生和数据采集组件的需要，与形成这些互连关联的成本、系统的可靠性和接近传感器装置的总体大小通常不合期望地大并且复杂。在成形的电子装置中减少电气组件的成本和/或大小是消费和工业电子行业的普遍目标。本领域技术人员将注意到放置在接近传感器装置上的成本和大小限制通常由所要求的迹线的数量、所要求的连接点的数量、连接组件的复杂性(例如连接器上的管脚数量)和用于将传感器电极互连到控制系统的柔性组件的复杂性而产生。

此外，用于将传感器电极互连到计算机系统的迹线的长度越大，接近传感器装置越易受干扰的影响，干扰诸如为电磁干扰(EMI)，通常由其他支持组件产生。这些支持组件提供的干扰将有害地影响接近感测装置采集的数据的可靠性和精度。

因此，存在对形成接近感测装置的设备和方法的需求，该接近感测装置是可靠的，提供持续的和精确的位置感测结果，制造不昂贵并且能够集成在期望大小的电子系统内。

发明内容

本发明的实施例一般提供一种输入装置，其具有减少的系统复杂性、较小的总体物理大小和低的生产成本。本文描述的输入装置能够基于输入对象与输入装置的输入区交替所产生的信号提供更可靠的和更精确的位置感测数据和/或位置感测结果。本发明的实施例一般提供输入装置，其使用传感器电极的阵列和/或传感器电极互连方案来形成位置感测数据。本文描述的发明的实施例从而提供用于通过触摸感测装置而可靠地感测对象的存在的改进的设备和方法。同样，本文描述的实施例的一个或多个使用本文公开的技术和电极阵列配置的一个或多个来减少或最小化在感测区内感测输入对象位置所需的迹线和/或传感器电极的数量。

本发明的实施例一般提供一种电容性图像传感器，其包括第一集合传感器电极和第二集合传感器电极。第一集合传感器电极包括第一传感器电极、第二传感器电极和第三传感器电极。第一传感器电极电耦合到第三传感器电极。第二集合传感器电极包括第四传感器电极和第五传感器电极，其中第四传感器电极配置成与第一传感器电极电容性耦合，并且第五传感器电极配置成与第三传感器电极电容性耦合。

本发明的实施例还可提供一种电容性图像传感器，其包括布置在衬底第一表面上的第一传感器电极，布置在衬底第一表面上的第二传感器电极，以及布置在衬底第一表面上的第三传感器电极。第三传感器电极布置在第一传感器电极和第二传感器电极之间，并且与第一传感器电极互相交叉以及与第二传感器电极互相交叉。

本发明的实施例还可提供一种触摸屏，其包括布置在衬底上的传感器处理器和多个传感器电极，该多个传感器电极包括布置在衬底第一表面上的第一传感器电极，布置在衬底第一表面上的第二传感器电极和布置在衬底第一表面上的第三传感器电极。第三传感器电极部分地围绕第一传感器电极并且部分地围绕第二传感器电极，以及第三传感器电极的至少一部分布置在第一传感器电极和第二传感器电极之间。传感器处理器通信地耦合到第一、第二和第三传感器电极，并且配置成在第一或第二传感器电极被驱动用于电容性感测时接收第三传感器电极接收到的结果信号。传感器处理器还包括耦合到第三接收器电极的第一接收器通道，并且其中第一接收器通道包括电荷存储器。