用于感测触摸和参数的装置的制造方法_2

文档序号:9848430阅读:来源:国知局
该旁路电路与可变阻抗传感器30电并联并且在第一与第二电极61、62之间。
[0043]在第一配置41中,该开关被闭合而经由通过开关40的低阻抗电流路径将第一电极61与第二电极电串联地互连。这个电流路径相比于通过可变阻抗32的电流路径而言提供替换性的较低阻抗电流路径。最低阻抗路径因此是经由开关40而不是通过可变阻抗传感器30,并且第一电极61与第二电极62之间的阻抗在该开关切换到第一配置41时被减小。
[0044]第一电极61和第二电极62—起提供关于邻近的导电物体2的可变电容22。第一电极61与导电物体2形成第一电容器,并且第二电极62与第二电极形成第二电容器。第一电容器与第二电容器是并联的,所以如果第一电容器具有可变电容Cl并且第二电容器具有可变电容C2,则可变电容22是Cl与C2的和。
[0045]在第二配置42中,开关40被开路而断开第一电极61与第二电极62之间的低阻抗电流路径。第一电极61与第二电极之间的最低阻抗路径现在是经由可变阻抗传感器30。
[0046]开关40在第二配置42中可以经由低阻抗电流路径将第一电极61连接到参考节点64 (例如,接地)。
[0047]输出节点50作为它的输出阻抗(如果导电物体2不在近处)看到可变阻抗32,或者(如果导电物体2在近处)它看到可变阻抗32与第二电极62和导电物体2之间形成的第二电容器的并联。
[0048]因此,第二电容器的可变电容C2为小可能是更可取的,从而输出节点50处的输出阻抗在开关40处于第二配置中时被可变阻抗22所主导,并且不强烈地取决于导电物体2的存在或位置。第二电极62可以例如具有小的面积。
[0049]图5图示了装置10的许多可能示例中的一个可能示例。在这个示例中,如在图4的示例中那样,装置10包括电容触摸传感器布置20、可变阻抗传感器30、开关40、以及输出节点50。在这个示例中,如在图4的示例中那样,装置10包括第一电极61和第二电极62。关于图
1、图2、图3A和3B、以及图4所给出的对这些组件和它们的操作的描述也可应用到图5。
[0050]在图5中所图示的装置10中,可变阻抗传感器30是第一电极61与第二电极62之间形成的电容器72。
[0051]电容器介质70被定位在第一电极61与第二电极62之间。
[0052]可变阻抗32可以是取决于电容器介质70的可变电容。
[0053]介质70的相对电容率取决于所感测的参数p。所感测的参数的存在改变介质70的相对电容率,介质70的相对电容率改变电容器72的电容。
[0054]例如,所感测的参数P可以是湿度。电容器介质70由介电常数随着相对湿度改变的材料所形成。适合的材料包括聚合物,诸如聚酰亚胺。用于湿度到达电容器介质70的路由也应当被提供。
[0055]例如,所感测的参数P可以是温度。电容器介质70由介电常数随着温度改变的材料所形成。适合的材料包括聚四氟乙烯(PTFE)。
[0056]替换地,或者另外地,可变阻抗32可以是取决于第一电极61与第二电极62之间的可变分离度的可变电容。该可变分离度取决于所感测的参数P。所感测的参数P的存在改变该分离度,该分离度改变电容器72的电容。
[0057]例如,所感测的参数P可以是压力、力、应变(strain)、或者位移。被使用用于电容器介质70的材料可以具有适合用于它的目的的弹性(杨氏模量)。
[0058]图7A和7B图示了当开关处于第二配置中时并且当导电物体2不在近处时(图7A)以及当导电物体2(例如,用户的手指)在近处时(图7B)用于图5的装置10的等效电路。
[0059]当导电物体2不在近处时(图7A),输出节点50作为它的输出阻抗看到可变阻抗32。
[0060]当导电物体在近处时(图7B),第一电极61与导电物体2形成第一电容器,并且第二电极62与第二电极形成第二电容器。第一电容器具有可变电容Cl,第二电容器具有可变电容C2,并且电容器72具有可变电容C3。
[0061 ]如果开关40连接到参考节点64,则第一电极61被接地,并且输出节点50作为它的输出阻抗看到电容C3与电容C2的并联。
[0062]因此,第二电容器的可变电容C2为小可能是更可取的,从而输出节点50处的输出阻抗在开关40处于第二配置42中时被电容C3所主导,并且不强烈取决于导电物体2的存在或位置。第二电极62可以例如具有小的面积或者从导电物体2可以定位之处更远地被定位。
[0063]如果开关40是自由浮动的并且不连接到参考节点64,则第一电极61没有被接地,并且输出节点50作为它的输出阻抗看到电容C2与串联电容Cl和C3的并联。
[0064]因此,第一电容器的可变电容Cl和第二电容器的电容C2两者都显著地较小可能是更可取的,例如,比电容器72的电容C3小至少一个或两个量级。
[0065]图6图示了图5中所图示的装置10的示例。
[0066]第一电极61跨越由介质70占据的间隙而与第二电极62相对。
[0067]开关40当处于第一配置41中时将第一电极61连接到第二电极62。
[0068]开关40当处于第二配置42中时将第一电极61连接到参考节点或者使它处于浮动。
[0069]图8A图示了平面配置中的图7的装置10。
[0070]第一电极6、介质70和第二电极62在相同的平面上延伸。与介质70相邻的第二电极62的面积显著地小于与介质70相邻的第一电极61的面积。
[0071]在所图示的示例中,第二电极62关于第一电极61中心地被定位,第一电极61被布置为外接(circumscribing)环形电极。
[0072]图8B图示了堆叠配置中的图7的装置10。
[0073]第一电极6、介质70和第二电极62在不同的平面上延伸。
[0074]在这个示例中,第二电极62位于堆叠的底部并且第一电极61位于堆叠的顶部。第一电极61将因此更强地与邻近的导电物体2耦合。
[0075]图9图示了适合用于与图5、7或8中所图示的装置10—起使用的检测器100的示例。
[0076]参考电压106被施加到运算放大器102的反相输入和非反相输入两者。
[0077]输入节点104连接到装置10的输出节点50。输入节点104向运算放大器的非反相输入提供与正被感测的可变电容(在第一配置中是C1+C2,在第二配置中是C3)相关联的电压。运算放大器102的输出因此指示输入节点104的电压输入,其取决于所感测的电容。
[0078]图10图示了与先前所描述的装置10中的任何装置10相类似的装置10。
[0079]图10中的装置10类似于图5和6中的装置10,并且上文关于图5和6所提供的描述也与图10中所图示的装置10相关。
[0080]然而,图10中所图不的装置10包括多个第一电极61,其中的每个第一电极61与它自己的开关40相关联,开关40被配置为在第一配置41与第二配置42之间进行切换。
[0081 ]装置10包括单个第二电极62,第二电极62被配置为在输出节点50处提供输出信号。
[0082]当开关40从第二配置42切换到第一配置时,它通过将与该开关40相关联的第一电极61与第二电极62互连,而提供该第一电极61与第二电极62之间的较低阻抗电流路径。
[0083]当开关40处于第一配置41
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