电容传感阵列的交错传感元件制造技术

本公开涉及电容传感阵列的交错传感元件。描述了具有交错传感元件的传感阵列的装置和方法。一个电容传感阵列包括第一电极和被布置为在第一轴线上相邻于第一电极的第二电极。电容传感阵列包括在第一轴线上的传感器间距。第一电极包括第一传感元件和第一交错传感元件，第一传感元件包括第一形状，第一交错传感元件与第二电极的第一部分和第二部分交错以延伸第一电极的第一尺寸到大于在第一轴线上的传感器间距。第二电极包括第二传感元件和第二交错传感元件，第二传感元件包括第一形状，第二交错传感元件与第一电极的第一部分和第二部分交错以延伸第二电极的第二尺寸到大于在第一轴线上的传感器间距。

【技术实现步骤摘要】
电容传感阵列的交错传感元件 相关申请 本申请要求2013年9月10日递交的美国临时申请61/875, 863的权益，其全部内 容通过引用被并入本文。
本公开通常涉及传感系统，更特别地涉及可配置成用于确定在电容传感系统上的 触摸的触摸位置的电容传感系统。
技术介绍
电容传感系统能感测在反映电容变化的电极上产生的电信号。这种电容的变化能 够表明一个触摸事件（即物体接近特定电极)。电容传感元件可以被用于取代机械按钮、旋 钮和其它相似的机械用户接口控制件。电容传感元件的使用允许消除复杂的机械开关和按 钮，提供了在恶劣条件下的可靠的操作。此外，电容传感元件在现代客户应用中被广泛使 用，在现有产品中提供了新的用户接口选择。电容传感元件的范围可以从单一按钮到以用 于触摸传感表面的电容传感阵列形式布置的大数量按钮。 利用电容传感阵列的透明触摸屏普遍存在于现今的工业和消费市场。它们可以被 发现于蜂窝电话、GPS设备、机顶盒、相机、计算机屏幕、MP3播放器、数字平板电脑等诸如此 类。电容传感阵列通过测量电容传感元件的电容并寻找表明触摸或导电物体的存在的电容 变化来进行工作。当导电物体(例如手指、手或其它物体）接触到或极为贴近电容传感元件 时，电容发生变化并且探测到导电物体。电容触摸传感元件的电容变化能被电路测量。电 路将测量的电容传感元件的电容转换到数字值。 有两种典型类型的电容：1)互电容，其中电容传感电路使用电容器的两个电极； 2)自电容，其中，电容传感电路仅使用电容器的一个电极，电容器的第二电极被约束到DC 电压电平或寄生地耦合到接地。触控面板具有两种类型（1)和（2)的电容的分布载荷，且赛 普拉斯公司（Cypress)的触摸方案或单独地、或用其各种感测模式以混合形式感测这两种 电容。 【附图说明】 本专利技术以例子的方式、而不是限制的方式被说明，在附图的图中： 图1是说明了处理触摸数据的电子系统的一种实施方式的框图。 图2是说明了处理触摸数据的电子系统的一种实施方式的框图。 图3说明了具有单实心菱形（singlesoliddiamond,SSD)样式的电容传感阵列 的一种实施方式。 图4说明了具有双实心菱形（doublesoliddiamond,DSD)样式的电容传感阵列 的一种实施方式。 图5根据一种实施方式说明了三个单位单元（unitcell)的横截面图和图4的电 容传感阵列的相应的电容特性曲线。 图6根据一种实施方式说明了三个单位单元的横截面图和具有交错传感元件的 电容传感阵列的相应的电容特性曲线。 图7根据一种实施方式说明了有双实心菱形样式的具有交错传感元件的电容传 感阵列的一种实施方式。 图8根据一种实施方式说明了图4的电容传感阵列的信号响应的波形图。 图9根据一种实施方式说明了图7的电容传感阵列的信号响应的波形图。 图10A根据一种实施方式说明了方形涡旋区域。 图10B根据一种实施方式说明了三角形涡旋区域。 图10C根据一种实施方式说明了扇形涡旋区域。 图11A根据一种实施方式说明了用在交错的DSD样式中的三角形涡旋电极。 图11B根据一种实施方式说明了结合在交错的DSD样式中的三角形涡旋电极。 图12A根据一种实施方式说明了用在交错的DSD样式中的涡旋电极1200。 图12B根据另一种实施方式说明了用在交错的DSD样式中的另一种花样 (embroidered)润旋电极。 图13根据一种实施方式说明了用在交错的SSD样式中的扇形涡旋电极。 图14是根据一种实施方式采用交错传感电极感测电容传感阵列的方法的流程 图。 【具体实施方式】 在接下来的说明中，出于解释的目的，为了提供本专利技术的彻底理解，提出了许多具 体的细节。然而，将对本领域技术人员很明显的是本专利技术可以被实践而无需这些具体的细 节。在其它实例中，众所周知的电路、结构和技术没有详细地示出，仅以框图显示，这样做是 为了避免不必要地模糊本说明的理解。 本说明中的参考一种实施方式或实施方式意思是被描述与实施方式有关的 特定的特征、结构或特性被包括在本专利技术的至少一种实施方式中。位于本说明书中的各个 位置的短语在一种实施方式中并不一定涉及相同的实施方式。 描述了具有交错传感元件的传感阵列的装置和方法。一个电容传感阵列包括第一 电极和被布置成在第一轴线上与第一电极邻近的第二电极。电容传感阵列包括在第一轴线 上的传感器间距（sensorpitch)。第一电极包括第一传感元件和第一交错传感元件，第一 传感元件包括第一形状，第一交错传感元件与第二电极的第一部分和第二部分交错，以延 伸第一电极的第一尺寸到大于第一轴线上的传感器间距。第二电极包括第二传感兀件和第 二交错传感元件，第二传感元件包括第一形状，第二交错传感元件与第一电极的第一部分 和第二部分交错以延伸第二电极的第二尺寸到大于第一轴线上的传感器间距。在一些实施 方式中，第一尺寸大于第一轴线上的传感器间距两倍或更多。本文描述的实施方式包括具 有交错传感元件的不同的形状和样式。交错传感元件的实施方式可以被如此布置使得电极 的尺寸（宽度或高度)在该尺寸上大于传感器间距。在一些情况中，在该尺寸上，尺寸是传感 器间距的两倍或两倍以上。在其它实施方式中，该尺寸可以以其它除了两倍的因数大于传 感器间距。本文描述的实施方式针对具体的几何尺寸，但可以利用其它形状和样式的几何 尺寸。在一些实施方式中，交错传感元件可以用于一维。在其它实施方式中，交错传感元件 可以用于多维。下面参照图4-14描述了交错传感元件的各种实施方式。 图1说明了包括处理设备110的电子系统100的一种实施方式的框图，处理设备 110可以被配置成用于从包括电容传感阵列121的触摸传感表面116测量电容。在一种实 施方式中，多路复用器电路可被用于连接电容传感电路101与传感阵列121。电子系统100 包括耦合到处理设备110的触摸传感表面116 (例如，触摸屏或触摸板)，处理设备110被耦 合到主机150。在一种实施方式中，触摸传感表面116是使用处理设备110以探测在表面 116上的触摸的二维传感阵列121。 在一种实施方式中，传感阵列121包括被布置作为二维矩阵(也被称为XY矩阵)的 电极121 (1M21(N)(其中N是正整数)。传感阵列121通过输送多信号的一个或多个模 拟总线115耦合到处理设备110的引脚113 (1M13(N)。在一个没有模拟总线的可选实 施方式中，每个引脚可以代替地被连接到产生传送（TX)信号的电路或被连接到单个的接收 (RX)传感器电路。电容传感阵列121可以包括多维电容传感阵列。多维传感阵列包括按照 行和列进行组织的多传感元件。在另一种实施方式中，电容传感阵列121运行为全点可寻 址（all-points-addressable)互电容传感阵列。在另一种实施方式中，电容传感阵列121 运行为耦合的电荷接收器。在另一种实施方式中，电容传感阵列121是非透明电容传感阵 列(例如，PC触摸板)。电容传感阵列121可以被布置成具有平表面外形。可选择地，电容 传感阵列121可以具有非平表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容传感阵列，包括：第一电极；和第二电极，所述第二电极被布置成在第一轴线上与所述第一电极相邻，其中所述电容传感阵列包括在所述第一轴线上的传感器间距，其中所述第一电极包括：第一传感元件，所述第一传感元件包括第一形状；和第一交错传感元件，其中所述第一交错传感元件被布置成与所述第二电极的第一部分和第二部分交错，以将所述第一电极的第一尺寸延伸为大于在所述第一轴线上的所述传感器间距，其中所述第二电极包括：第二传感元件，所述第二传感元件包括所述第一形状；和第二交错传感元件，其中所述第二交错传感元件被布置成与所述第一电极的第一部分和第二部分交错，以将所述第二电极的第二尺寸延伸为大于在所述第一轴线上的所述传感器间距。

【技术特征摘要】
2013.09.10 US 61/875,863;2013.12.05 US 14/098,0571. 一种电容传感阵列，包括： 第一电极；和 第二电极，所述第二电极被布置成在第一轴线上与所述第一电极相邻，其中所述电容 传感阵列包括在所述第一轴线上的传感器间距， 其中所述第一电极包括： 第一传感元件，所述第一传感元件包括第一形状；和 第一交错传感元件，其中所述第一交错传感元件被布置成与所述第二电极的第一部分 和第二部分交错，以将所述第一电极的第一尺寸延伸为大于在所述第一轴线上的所述传感 器间距， 其中所述第二电极包括： 第二传感元件，所述第二传感元件包括所述第一形状；和 第二交错传感元件，其中所述第二交错传感元件被布置成与所述第一电极的第一部分 和第二部分交错，以将所述第二电极的第二尺寸延伸为大于在所述第一轴线上的所述传感 器间距。2. 根据权利要求1所述的电容传感阵列，其中所述第一传感元件和所述第一交错传感 兀件包括相同的表面面积。3. 根据权利要求1所述的电容传感阵列，其中被所述第一电极的最大宽度和所述第一 电极的最大高度界定的面积至少是所述第一尺寸和所述第二尺寸的乘积的两倍。4. 根据权利要求1所述的电容传感阵列，其中所述第一交错传感元件包括： 基础部分； 连接线；和 延伸部分，所述延伸部分通过所述连接线被耦合到所述基础部分，其中所述延伸部分 被布置成与所述第二电极的部分交错。5. 根据权利要求4所述的电容传感阵列，其中所述第一形状是实心菱形，且其中所述 延伸部分包括比所述第一形状小的菱形形状。6. 根据权利要求1所述的电容传感阵列，其中所述第一电极和所述第二电极是在所述 第一轴线上的第一组电极的一部分，且其中所述电容传感阵列还包括布置在第二轴线上的 第二组电极， 其中所述第二组电极中的至少一个电极包括： 第三传感元件，所述第三传感元件包括第三形状；和 第三交错传感元件，其中所述第三交错传感元件与所述第二组电极中的另一个电极的 第一部分和第二部分交错，以将所述第二组电极中的所述至少一个电极的第三尺寸延伸为 大于所述电容传感阵列在所述第二轴线上的第二传感器间距。7. 根据权利要求6所述的电容传感阵列，其中所述第一组电极与所述第二组电极交叉 以形成多个单位单元，每个单位单元对应于包括来自所述第一组电极的一个电极和来自所 述第二组电极的一个电极的一对电极的交叉部。8. 根据权利要求6所述的电容传感阵列，其中所述第一组电极包括修改的双实心菱形 DSD样式，其中所述修改的DSD样式包括： 第一系列互相连接的电极，所述第一系列互相连接的电极包括第一菱形形状元件和在 第一侧上与所述第二电极的部分交错的第一交错元件； 第二系列互相连接的电极，所述第二系列互相连接的电极包括第二菱形形状元件和在 第二侧上与第三电极的部分交错的第二交错元件。9. 根据权利要求1所述的电容传感阵列，其中所述第一电极和所述第二电极是在所述 第一轴线上的第一组电极的一部分，且其中电容传感阵列还包括布置在第二轴线上的第二 组电极，且其中所述第一组电极和所述第二组电极被布置在单一层中。10. 根据权利要求9所述的电容传感阵列，其中所述第一组电极和所述第二组电极包 括用于在所述单一层中交错的涡旋区域。11. 根据权利要求10所述的电容传感阵列，其中所述涡旋区域包括方形涡旋区域、三 角形涡旋区域或扇形涡旋区域中的至少一个。12. 根据权利要求1所述的电容传感阵列，其中所述第一尺寸大于在所述第一轴线上 的所述传感器间距两倍或以上。13. -种方法，包括： 在电容传感阵列的第一组电极的第一电极上应用传送TX信号，所述电容传感阵列包 括在第一轴线上的传感器间距； 测量在第二组电极的第二电极上的接收RX信号，其中所述第一组电极与所述第二组 电极交叉以形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧勒山德·霍斯塔纳，伊戈尔·克拉维茨，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US