用于矩阵传感器的目标跨电容感测的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例一般涉及用于触摸感测的方法和设备，以及更具体来说涉及具有配置成跨电容感测的矩阵传感器的电容触摸感测装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛用于多种电子系统中。接近传感器装置通常包括常常通过表面来区分的感测区，其中接近传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来提供电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置(例如笔记本或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小计算系统(例如蜂窝电话中集成的触摸屏)中。
【发明内容】
[0003]本文所述的实施例包括具有电容感测装置的显示装置、处理系统以及用于检测电容感测装置的感测区中的输入物体的方法，其全部包括以矩阵设置的多个传感器电极。各传感器电极可包括一个或多个公共电极，其配置用于触摸感测和显示更新两者。
[0004]在一个实施例中，显示装置包括多个传感器电极，以及处理系统配置成耦合到多个传感器电极。处理系统配置成调制多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且基于绝对电容的所确定变化来选择多个传感器电极的子集。传感器电极的子集可少于多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极。处理系统还配置成驱动第一传感器电极，并且采用第二传感器电极进行接收，以确定第一传感器电极与第二传感器电极之间的跨电容的变化。处理系统配置成基于跨电容的变化来确定电容感测装置的感测区中的输入物体的位置信息。
[0005]在另一个实施例中，提供一种处理系统，其配置成驱动具有以矩阵设置的多个传感器电极的电容感测装置。处理系统可包括具有传感器电路的传感器模块，传感器电路配置成调制多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且基于绝对电容的所确定变化来选择多个传感器电极的子集。传感器电极的所选子集可少于多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极。传感器模块还配置成驱动至第一传感器电极，并且采用第二传感器电极进行接收，以确定第一传感器电极与第二传感器电极之间的跨电容的变化。处理系统还包括确定模块，其配置成基于跨电容的变化来确定电容感测装置的感测区中的输入物体的位置信息。
[0006]在另一个实施例中，提供一种用于确定具有以矩阵设置的多个传感器电极的电容感测装置的感测区中的输入物体的方法。该方法包括采用电信号来调制多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且基于绝对电容的所确定变化来选择多个传感器电极的子集。所选子集可少于多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极。该方法还包括驱动第一传感器电极，并且采用第二传感器电极进行接收，以确定第一传感器电极与第二传感器电极之间的跨电容的变化。
【附图说明】
[0007]为了能够详细了解本发明的上述特征的方式，可参照实施例进行以上概述的本发明的更具体描述，在附图中示出实施例的一部分。但是要注意，附图仅示出本发明的典型实施例，并且因此不是要被理解为限制其范围，因为本发明可容许其他同样有效的实施例。
[0008]图1是按照本文所述的一个实施例、集成到示范显示装置中的输入装置的示意框图。
[0009]图2示出按照本文所述的一个实施例、可用于图1的输入装置中的传感器元件的简化示范阵列。
[0010]图3A和图3B是按照本文所述的实施例、配置用于操作在跨电容操作模式的传感器电极的简化示意平面图。
[0011]图4A是按照本公开的一个实施例、执行“伪跨电容”感测的输入装置的截面部分示意图。
[0012]图4B是按照本公开的一个实施例、执行跨电容感测的输入装置100的截面部分示意图。
[0013]图5是按照本公开的一个实施例、用于检测电容感测区中的输入物体的存在的方法的流程图。
[0014]为了便于理解，相同的参考标号在可能的情况下用于表示附图共同的相同元件。考虑到一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例而无需具体说明。这里所参照的附图不应当被理解为按比例绘制，除非另加说明。另外，为了呈现和说明的清楚起见，附图通常经过简化并且省略细节或组件。附图和论述用于说明以下所述的原理，其中相似标号表示相似元件。
【具体实施方式】
[0015]本技术的各个实施例提供用于改进可用性的输入装置和方法。具体来说，用于电容感测的电极矩阵可集成到输入装置的显示面板中。在一个实施例中，矩阵传感器能够实现与显示更新功能性完全重叠的高性能绝对电容感测。但是，在一些情况下，绝对电容感测可具有对于两个附近物体、例如多点触摸手势期间的两个手指，之间消除歧义的局限性。在一个实施例中，通过驱动一个或多个传感器电极并且在需要附加位置信息的区域中的附近传感器电极上进行接收，来执行“目标”跨电容感测。相应地，本公开的实施例可有利地以高程度的精度得到某些输入物体在选择区域中的详细位置信息、例如检测“收缩(Pinch)”运动，而无需引起使用常规跨电容感测来扫描整个传感器的时间和功率成本。
[0016]图1是按照本技术的实施例、集成到示范显示装置160中的输入装置100的示意框图。虽然本公开的所示实施例示为与显示装置集成，但是考虑到本发明可在没有与显示装置集成的输入装置中实施。输入装置100可配置成向电子系统150提供输入。如本文档所使用的术语“电子系统”或(或“电子装置”)广义地表示能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，例如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、万维网浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括合成输入装置，例如包括输入装置100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。其他示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、例如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器、例如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能是输入装置的主机或从机。
[0017]输入装置100能够实现为电子系统150的物理部分，或者能够与电子系统150在物理上分离。适当地，输入装置100可使用下列任一个或多个与电子系统150的部分进行通信:总线、网络和其他有线或无线互连。示例包括12(:、3?1、？3/2、通用串行总线(1^8)、蓝牙、1^和IRDA。
[0018]图1中，输入装置100示为接近传感器装置(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)配置成感测由一个或多个输入物体140在感测区170中提供的输入。示例输入物体包括手指和触控笔，如图1所示。
[0019]感测区170包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置100能够检测用户输入(例如由一个或多个输入物体140所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区170沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区170沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者以上，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的外加力或压力的输入装置100的输入表面相接触和/或它们的组合的输入。在各个实施例中，可由传感器电极所在的壳体的表面、由施加在传感器电极之上的面板或者任何壳体等来提供输入表面。在一些实施例中，感测区170在投影到输入装置100的输入表面时具有矩形形状。
[0020]输入装置100可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区170中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的多个感测电极120。作为若干非限制性示例，输入装置100可使用电容的、介电的、电阻的、电感的、磁性的、声学的、超声的和/或光学的技术。
[0021]—些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。
[0022]在输入装置100的一些电阻实现中，柔性和导电第一层通过一个或多个隔离元件与导电第二层分隔。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可使它充分偏转，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可用来确定位置信息。
[0023]在输入装置100的一些电感实现中，一个或多个感测电极120拾取由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合则可随后被用来确定位置信息。
[0024]在输入装置100的一些电容实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入物体引起电场的变化，并且产生电容耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化来检测。
[0025]—些电容实现利用电容感测电极120的阵列或者其他规则或者不规则图案来创建电场。在一些电容实现中，独立感测电极120可欧姆地短接在一起，以形成较大传感器电极。一些电容实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
[0026]如上所述，一些电容实现利用基于传感器电极120与输入物体之间的电容耦合的变化的“自电容”或(或“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极120附近的输入物体改变传感器电极1