用于限制电容感应电极的感应区域的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本说明书涉及电子传感器。
【背景技术】
[0002]诸如蜂窝电话之类的移动设备通常使用接近检测器。例如，蜂窝电话可以在电话会话期间检测接近电话的触摸屏的人的脸。作为响应，触摸屏可以被禁用以便于防止电话控制的无意激活(例如，拨号、挂断等)和/或在呼叫期间保存电力。当触摸屏从人的脸被拉开时该触摸屏可以被重新启用以促进挂断或者拨号。接近检测器还可以与保护触摸屏的壳体相似地使用。以这样的配置，该触摸屏可以响应检测到壳体被关闭或打开而被自动地禁用和启用。
【发明内容】
[0003]本说明书公开了限制电容感应电极的感应区域的方法、系统和装置。在一个方面，一种装置包括介电层和接近介电层的第一表面的电容感应电极。导电层接近介电层的第一表面。导电层至少部分地围绕电容感应电极并且被耦合至预定的电势。导电层限定电容感应电极的感应区域。
[0004]在另一个方面，一种装置包括接近该装置的外表面的电容接近传感器。电容接近传感器包括接近该装置的外表面的介电部以及接近该介电部的第一表面的电极。接地面接近介电层的第二表面。接地面包括在电极以下的并且具有比电极更大的周长的空隙。接地面限定电极的感应区域。
[0005]在另一方面，一种方法涉及向电容接近传感器的电极施加偏置信号。该电极设置在介电层的表面上。恒定电势被施加到接近介电层的表面的导电层，该导电层至少部分地围绕电极并且限制电极的感应区域。基于对偏置信号的响应，物体对电容接近传感器的接近度被检测到。
[0006]在另一方面，一种装置包括用于安装电容感应器件的介电器件。用于限制电容感应器件的感应区域的器件也被安装为接近介电器件，并且至少部分地围绕电容感应器件并且被耦合至预定电势。
[0007]以上
【发明内容】
并不旨在描述每个公开的实施例或者每个实施方式。为了更好地理解各种变化和优点，应当参考形成本文的另一部分的附图，以及伴随的描述性内容，其示出和描述了代表性实施例。
【附图说明】
[0008]在下面的图中，相同的附图标记可以用于标识在多个附图中类似/相同的部件。
[0009]图1是根据示例实施例的具有电容接近传感器的移动装置的透视图；
[0010]图2是根据示例实施例的接近传感器的平面图；
[0011]图3是根据示例实施例的接近传感器的横截面图；
[0012]图4是根据另一个示例实施例的接近传感器的横截面图；
[0013]图5是根据示例实施例的多表面电容接近传感器的透视图；
[0014]图6是根据示例实施例的使用电容接近传感器的电路布置的框图；
[0015]图7是根据本发明的示例实施例的装置的框图；以及
[0016]图8是根据示例实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017]在以下的各种示例实施例的描述中，参考形成其一部分的附图，并且其中通过图示示出各种示例实施例。要理解的是，其它实施例可以被利用，因为可以做出结构和操作上的改变而不脱离本发明的范围。
[0018]本公开内容一般地涉及用于电容接近感应的方法和装置。通常，电容接近检测器利用由另一物体处于紧密接近引起的电器元件(例如，电极或其它电容感应器件)的局部电容中的变化。电容传感器可以是互电容或自电容类型。互电容传感器使用两个单独的导体，一个具有驱动信号，并且从另一个感应到电容。自电容传感器使用一个或多个感应导体，其被单端地连接到感应电路。以下描述的实施例是自电容类型的传感器，虽然本文描述的特征也可以适用于其它类型的电容接近检测器。
[0019]自电容传感器可以仅要求导电电极由介电部围绕，该介电部例如是空气、印刷电路板材料或适用于安装传感器的其它介电器件的任何组合。响应于信号被施加到电极(例如，交流方波或正弦波)，电极将生成围绕的电场。信号的电压与电流之间的关系可以被用来确定电极的固有电容以及其围绕的介电部。进入电场中的物体将影响电极感应到的电容，并且其可以被用来确定物体的接近度。
[0020]在一些应用中，接近传感器测量两个状态，触摸和没有触摸。在这样的应用中，电容的阈值改变被用来登记触摸。在其它情况下，更加精细的粒度的测量可以是期望的。因为电容变化的量将基于物体到电极的距离而改变，并且该距离的测量可以通过检查电容变化的量级而被估计。
[0021]由电极生成的电场通常是各向同性的，例如在围绕电极的所有方向上的量级相似。其结果是，如果在介电部上隔绝，电容感应电极将趋于在所有方向上感应物体。然而，在移动设备接近感应应用中，可能理想的是将接近感应限制到特定区域。例如，在图1中，移动装置的透视图示出了根据示例实施例的电容接近传感器的特征。装置100包括前壳体101，其可以包括玻璃或塑料保护壳体。前壳体101至少是部分透明的以助于观看触摸屏102。
[0022]触摸屏102接近前壳体101 (或与前壳体101整合)。除了其它方面，触摸屏102可以包括显示器、触摸感应网格和保护层。图示的壳体101和触摸屏102在图示的坐标系的χ-y平面上通常是平坦的，虽然前壳体101和/或触摸屏102可能具有弯曲的主表面(例如，包括触摸屏102的主要表面区域的表面或多个表面)。触摸屏102的至少一部分可以与前壳体101 —起形成。例如，前壳体101可以是这样的衬底:在该衬底上触摸感应网格被沉积在由图1中的触摸屏102的周界限定的矩形触摸窗区域中。
[0023]在装置100的前面上接近触摸屏102被定位的是扬声器104和麦克风106。除了其它方面，这些设备104、106被使用以用来支持装置100上的电话交谈。当讲话时，用户可以将装置100保持接近于他们的脸，以便于讲话进入麦克风106并且从扬声器104收听。其结果是，装置100包括接近传感器108以检测该接近事件和其它接近事件，并且采取适当的动作，例如禁用触摸屏102以防止触摸屏控制的无意激活。
[0024]接近传感器108被配置为感应发生在或靠近由触摸屏102限定的前表面的接近事件。然而，针对接近传感器108可能不期望的是检测在别处的接近事件，例如，在装置100的侧边缘或顶边缘上的接近事件。如果传感器在那些位置检测到接近，其可能无意地采取不由用户意图或不被用户期望的动作(例如，关闭触摸屏)。相应地，在至少一个预定义的方向上限制灵敏度的各种接近传感器实施例被描述。
[0025]在各种实施例中，接近传感器108的至少一部分可以在用于沉积触摸屏102的感应网格的相同过程中(例如层沉积)形成在前壳体101上。接近传感器108被沉积在触摸屏102的矩形触摸窗区域以外的区域中。在该位置中，接近传感器108能够在感兴趣的区域中(例如，用户的脸接近前壳体101)检测接近事件，也具有防止在感兴趣的区域以外的这样的事件的错误检测的特征。例如，接近传感器108可以在前壳体101的标识(logo)区域中，例如在顶部或者底部的中央。在这样的情况中，标识可以由在壳体101上和/或通过壳体101可见的非透明磁性材料形成。标识传感器可以被沉积或者结合到前壳体101的内表面并且经由被用来将触摸屏传感器网格耦合到感应电路的相似的结构/材料被耦合到感应电路。
[0026]接近传感器108的示例实施例在图2的平面图中示出。图2的视图在如图1中所示的χ-y平面上取得，并且可以包括装置100的任何部件的x-y横截面。例如，图2的视图可以表不触摸屏窗(见图3中的触摸窗300)的内表面。在另一个不例中，一个或多个部件可以被成型到保持装置100的触摸屏窗(例如，A壳体(A-cover))的子结构框中。在另一实施例中，图2的视图可以表示位于该设备的前壳体的略微下方的印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路(FPC)的外表面或横截面。
[0027]电容接近传感器108包括接近介电层202的第一主表面的电容感应电极200。如本文中使用的描述表面(或其它特征)的术语“第一”、“第二”等被使用以用于方便指示特定表面(或其它特征)，并且不意图指示定向、优先级，或者将特征的含义限制为超出本文所示出及描述的。介电层202可以包括PCB、FPC、A壳体材料(例如，塑料外壳材料)、玻璃或陶瓷触摸屏壳体等。电极200被设置在介电层202的外表面上或者可以接近该外表面，例如嵌入到一个或多个介电层202中。导电迹线204将电极200耦合到连接件块206，该连接件块206在电极200与处理电路(未示出)之间传送信号。
[0028]导电层208也接近介电层202的第一主表面。导电层208可以与电极200处于相同的表面上和/或与电极200共平面，或者可以被设置在另一个平行的表面(例如，介电部202的相对的第二表面)上。导电层208至少部分地围绕电容感应电极200并