电容和电阻传感器的制造方法
【专利摘要】一种装置包括：电容触摸传感器布置，被配置为具有在用户手指触摸电容触摸传感器布置时变化的可变电容；以及在电容触摸传感器布置内集成的至少一个可变电阻器传感器，其中可变电阻器传感器具有随着感测的参数而变化的可变电阻；该装置包括被配置为接收包括随时间变化的分量的输入信号的输入和被配置为提供输出信号的输出，该输出信号依赖于电容触摸传感器布置的电容和可变电阻传感器的电阻二者。
【专利说明】电容和电阻传感器
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及感测。
【背景技术】
[0002]电容触摸传感器布置可以用来检测用户触摸。在用户触摸该触摸传感器布置时，从用户供应或者在用户吸收电荷从而改变触摸传感器布置的电容。这使触摸能够被检测。
【发明内容】
[0003]根据本发明的各种、但是未必所有实施例，提供一种装置，该装置包括:电容触摸传感器布置，配置为具有在用户手指触摸电容触摸传感器布置时变化的可变电容；以及在电容触摸传感器布置内集成的至少一个可变电阻器传感器，其中可变电阻器传感器具有随着感测参数变化的可变电阻；该装置包括配置为接收包括随时间变化的分量的输入信号的输入和配置为提供输出信号的输出，该输出信号依赖于电容触摸传感器布置的电容和可变电阻传感器的电阻二者。
[0004]根据本发明的各种、但是未必所有实施例，提供一种制造包括至少一个集成可变电阻器的电容触摸传感器布置的方法，该方法包括:选择性地形成多个第一电容器电极；选择性地形成多个第二电容器电极；以及选择性地形成与在第一电容器电极与相邻第二电容器电极之间形成的电容器电连接的至少一个可变电阻器传感器。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]为了更好地理解本发明的实施例的各种示例，现在将仅通过示例参照附图，在附图中:
[0006]图1图示装置的示例，该装置包括用于检测用户触摸的电容触摸传感器布置和在电容触摸传感器布置内集成的至少一个可变电阻器传感器；
[0007]图2图示输出信号的示例，该输出信号依赖于电容触摸传感器布置的电容和可变电阻传感器的电阻二者；
[0008]图3图示包括集成可变电阻器传感器的电容触摸传感器布置的简单示例；
[0009]图4图示包括集成可变电阻器传感器的电容触摸传感器布置的示例，其中电容触摸传感器布置包括在区域内分布的多个电容器单元；
[0010]图5图示包括集成可变电阻器传感器的电容触摸传感器布置的示例，其中电容触摸传感器布置包括在规则阵列中的区域内分布的多个电容器单元；
[0011]图6图示包括集成可变电阻器传感器的电容触摸传感器布置的示例，其中电容触摸传感器布置包括在规则阵列中的区域上分布的多个电容器单元，并且其中电容器电极未重叠；
[0012]图7示意地图示用于与图6关联的电容器单元的电路图；
[0013]图8A和8B各自图不系统的不同不例，该系统包括用于向具有集成至少一个可变电阻器传感器的电容触摸传感器布置提供输入信号的信号生成器以及配置为检测实分量和虚分量的处理电路；
[0014]图9图示分析电路的示例；
[0015]图10图示包括计算机代码的记录载体的示例；
[0016]图11图示经过该装置的一部分的示例横截面；
[0017]图12图示装置的扭曲的示例；以及
[0018]图13图示制造方法。
[0019]为了易于理解，相似标号标识不同图中的相似特征。
【具体实施方式】
[0020]图1图示装置10的示例。装置10包括用于检测用户触摸的电容触摸传感器布置7和集成在电容触摸传感器布置7内的至少一个可变电阻器传感器2。
[0021]电容触摸传感器布置7被配置为具有例如在用户手指触摸电容触摸传感器布置7时变化的可变电容。电容触摸传感器布置可以包括被配置用于用户触摸的触摸表面。
[0022]所示电容触摸传感器布置被配置为触摸或者接近检测器。在用户触摸电容触摸传感器布置7时，从用户供应或者在用户吸收电荷从而改变触摸传感器布置7的电容。
[0023]在电容触摸传感器布置7内集成的至少一个可变电阻器传感器2具有随着感测的参数而变化的可变电阻。
[0024]一个或者多个可变电阻器传感器的集成使触摸传感器布置7能够用来感测多于该触摸。可变电阻传感器4可以具有例如随着应变、特定化学或者生化分子的存在、入射光等而变化的可变电阻。
[0025]例如如果可变电阻器传感器2具有随着应变而变化的可变电阻，则它可以用来附加地确定在电容触摸传感器布置7上的用户触摸的力度。
[0026]例如如果可变电阻器传感器2具有随着应变而变化的可变电阻，则它可以用来附加地确定是否、如何和在什么程度上包括电容触摸传感器布置7的装置10被有弹性地扭曲。
[0027]扭曲是通过扭转和/或弯曲使本体变形。本体促成的畸变程度依赖于实现方式。弹性扭曲意味着本体在被保持在它的扭曲状态中之时保留在该状态中而在被释放时恢复它的均衡形状。
[0028]装置10包括配置为接收包括随时间变化的分量的输入信号11的输入。
[0029]装置10也包括配置为提供输出信号13的输出，该输出信号同时依赖于电容触摸传感器布置7的电容和可变电阻传感器2的电阻二者。
[0030]至少一个可变电阻器传感器2在电容触摸传感器布置7内的集成产生单个公共输出，该公共输出同时依赖于电容触摸传感器布置的电容和可变电阻器传感器2的电阻二者。
[0031]图2是图不输出信号13的不例的Argand图，该输出信号依赖于电容触摸传感器布置7的电容和可变电阻传感器2的电阻二者。
[0032]输出信号13具有实分量Xo和虚分量Yo。虚分量具有较实分量而言的π/2弧度的相位超前使得它们正交(相位正交)
[0033]因此有可能处理输出信号13以确定实分量Xo和虚分量Yo。也有可能分析实分量Xo和虚分量Yo以检测电容触摸传感器布置7的电容和/或可变电阻传感器2的电阻的变化。这提供用于区分装置的弯曲、扭转和伸展的有用信息，包括输入、比如触摸、悬停、压力。
[0034]图3图示包括集成可变电阻传感器2的电容触摸传感器布置7的简单示例。
[0035]在这一示例中，可变电阻器传感器2的电阻Rl电并联连接到电容触摸传感器布置7的可变电容Cl。装置10的总阻抗是Z(R1)//Z(C1)。这可以被表达为Xo (w, Cl, Rl) +j (ff, Cl, Rl)，其中 w 是频率。
[0036]因此在这一示例和其它示例中有可能用代数和/或使用预存的校准数据来匹配Xo和Yo的测量值的改变与Cl和/或Rl的改变。可以在一些境况中有必要对不同w值测量Xo和Yo。
[0037]在图4、5和6中，电容触摸传感器布置7包括在区域内分布的多个电容器单元36。在用户触摸该触摸传感器布置7时，从用户供应或者在用户吸收电荷从而改变触摸传感器布置7的一个或者多个电容器单元的电容。标识电容器单元中的哪个电容器单元已经改变电容使用户触摸的位置能够被确定。
[0038]如果电容触摸传感器布置7包括在区域内分布的多个电容器单元36，则单元中的一些或者所有单元可以包括一个或者多个可变电阻器传感器2。在图4和5的示例中，单元包括单个电阻器传感器2，然而在图6的示例中，单元包括多个电阻器传感器2。
[0039]如果多于一个可变电阻器传感器4集成于电容触摸传感器布置7内，则可变电阻器传感器4可以对相同或者不同感测的参数做出响应。
[0040]如果多于一个可变电阻器传感器4集成于电容触摸传感器布置7的电容器单元36内，则可变电阻器传感器4可以对相同或者不同感测的参数做出响应。
[0041]可变电阻传感器4可以具有例如随着应变、特定化学或者生化分子的存在、光、温度等而变化的可变电阻。
[0042]电容触摸传感器布置7包括公共地共享输入3和公共地共享输出5的多个电容器单元36。在所示示例中，多个电容器单元中的每个电容器单元包括具有随着感测的参数而变化的可变电阻的至少一个可变电阻器传感器2。然而在一些实施例中，每个电容器单元36无可变电阻器传感器2。在一些实施例中，具有可变电阻器传感器2的电容器单元36具有串联或者并联连接的一个或者多个可变电阻器传感器2。
[0043]多个电容器单兀36中的每个电容器单兀包括与输入3关联的第一电容器电极31和与输出5关联的第二电容器电极32以及在第一电容器电极31与第二电容器电极之间连接的至少一个可变电阻器传感器2。可变电阻器传感器2因此电并联连接到第一电容器电极31和第二电容器电极32形成的电容器。
[0044]分离地测试电容器单元36中的每个电容器单元。第一选择电路6切换以向特定单兀引导输入信号11。第二选择电路8切换以从特定单兀引导输出信号13。第一选择电路6和第二选择电路8被同步，从而它们同时向相同的‘活跃’电容器单元36引导输入信号11和从该电容器单兀引导输出信号13。
[0045]装置10也包括配置为提供输出信号13的输出，该输出信号同时依赖于电容触摸传感器布置7的活跃单元的电容和在活跃单元中的可变电阻传感器2(如果有)的电阻二者。
[0046]在图4中，第一选择电路6是向两个电容器单兀36之一引导输入信号11的双态开关。第二选择电路8是切换以从两个电容器单兀36之一引导输出信号13的双态开关。
[0047]在图5和6中，电容器单元36被布置为阵列(网格)。电容触摸传感器布置7包括布置为阵列的电容器单元36的分布式网络。在所示示例中，阵列是规则的、包括规则地间隔的平行行和规则地间隔的平行列。在所示示例中，阵列也正交，因为行与列正交。然而对于一些应用，阵列可以不是规则的和/或可以不是正交的。
[0048]第一选择电路6是切换以向一行电容器单兀36引导输入信号11的复用器。第二选择电路8是切换以从一列电容器单元36引导输出信号13的复用器。每行因此共享通过复用器6的公共输入3,而每列共享通过复用器8的公共输出5。
[0049]分离地测试电容器单元36中的每个电容器单元。复用器6切换以向特定的‘活跃’ 一行单元36引导输入信号11。复用器8切换以从特定的‘活跃’ 一行单元引导输出信号13。第一选择电路6和第二选择电路8被同步，从而它们同时向在活跃行和活跃列二者中的相同的‘活跃’电容器单元36引导输入信号11和从该电容器单元引导输出信号13。
[0050]第一选择电路6被配置为对如下行排序，输入信号11经过一系列不同的行被提供到的该行。可以使每行在针对时间T2的时段Tl中活跃一次。第二选择电路8被配置为对如下列排序，输出信号13经过一系列不同的列从该列接收。可以使每列在时间段T2中活跃一次。
[0051]应当认识虽然描述向行提供输入而从列取得输出，但是这可以被颠倒，从而向列提供输入而从行取得输出。根据上下文，因此可以互换术语‘行’和‘列’。
[0052]在这些示例中，电容触摸传感器布置7包括布置为包括行和列的规则阵列的分布式电极网络。每行具有公共电容和电阻分布，并且每列具有公共电容和电阻分布。第一选择电路6被配置为向电容触摸传感器布置7的第一部分选择性地提供输入信号11，而第二选择电路8被配置为从电容触摸传感器布置7的第二部分选择性地接收输出信号13。因此可以检测电容和电阻公共分布的改变。
[0053]每行包括第一多个互连的第一电极31，而每列包括第二多个互连的第二电极32，并且至少一个可变电阻器传感器4与每行和/或列关联。在所示示例中，至少一个可变电阻器传感器2被连接在每个行互连3与每个列互连5之间，行和列在可变电阻器传感器处交叉，并且与第一电极和第二电极形成的电容器并联连接。
[0054]装置10包括配置为处理来自电容触摸传感器布置7的不同区域(单元)的输出信号13，这些区域(单元)中的每个区域(单元)具有集成的至少一个可变传感器，以确定用于不同区域的当前电容和用于不同区域的当前电阻。装置10包括配置为分析用于不同区域(单元)的当前电容和当前电阻的分析电路24。
[0055]处理电路22和分析电路可以被集成在模块20中或者它们可以被分离地提供。
[0056]在图5中，每个电容器单兀包括输入电容器电极31和输出电容器电极32形成的单个电容器。每个电容器单元36也包括可变电阻器传感器，该可变电阻器传感器电与输入电容器电极31和输出电容器电极32形成的电容器并联连接。
[0057]在图6中，经由复用器6连接到输入3的多行输入电容器电极31形成输入电极阵列。在行之间和在输入电容器电极31之间有间距(pitch)D。经由复用器8连接到输出5的多列输出电容器电极32形成输出电极阵列。在行之间和在输出电容器电极31之间有间距D。输入电极阵列和输出电极阵列平行并且在行方向和列方向上相互偏移D/2。输入电容器电极31和输出电容器电极32因此未重叠、但是在横向方向上(在阵列的平面中)紧密地靠近。
[0058]图7示意地图示与输入电容器电极31n，m关联的电容器单元36其中η表示行而m表不列。输入电容器电极31n，m与4个相异输出电容器电极相邻(见图6)。存在左上侧的一个32^3、右上侧的一个32^，^、左下侧的一个32n，m和右下侧的一个32n，m+1。输出电容器电极32^4 ；32n_1；m+132n，m+1中的每个输出电容器电极与输入电容器电极31n，m横向配对以形成电容器4。
[0059]与电容器4中的每个电容器电并联地形成可变电阻器传感器2。可变电阻器传感器4中的每个可变电阻器传感器被形成为跨越输入电容器电极31n，m与配对的输出电容器电极32中的相应输出电容器电极之间的间隙的桥接。
[0060]间隔物34可以用来分离行中的输入电容器电极31之间的互连和列中的输出电容器电极32之间的互连，其中行和列在间隔物处交叉。间隔物可以是电介质。间隔物34也可以是压阻的并且形成可变电阻器传感器4。
[0061]图8A和8B图不如下系统,该系统包括:信号生成器26,用于向具有集成的至少一个可变电阻器传感器2的电容触摸传感器布置7提供输入信号11 ;以及处理电路22，配置为检测包括至少实分量的第一信号值和配置为检测包括至少虚分量的第二信号值，其中第一分量和第二分量具有已知的相位偏移。第一信号值通常是输出信号13的实分量Xo，而第二个值通常是输出信号13的虚分量Yo。
[0062]在图8Α中，信号生成器26同时提供包括交变分量和静态分量的输入信号11。交变分量可以在单个频率或者频率混合。
[0063]处理电路22包括对输出信号13进行滤波从而阻止交变分量、但是允许静态(dc)分量Xo通过的低通滤波器40。
[0064]处理电路22包括并联到低通滤波器40的高通滤波器42，该高通滤波器对输出信号13进行滤波从而阻止静态(dc)分量、但是允许交变(ac)分量Yo通过。整流器和滤波器44可以用来进一步处理滤波的信号。
[0065]在图8A中，信号生成器26同时提供仅包括交变分量的输入信号11。交变分量可以在单个频率。
[0066]处理电路22包括接收输出信号13作为输入和输入信号11作为参考的锁定放大器50。它产生同相位分量作为第一输出Xo和正交相位分量作为第二输出Yo。
[0067]在依赖于当前电阻的信号Xo和依赖于当前电容的信号Yo已经被处理电路22隔离之后，可以分析它们。
[0068]分析电路24可以被配置为分析用于不同电容器单元36(位于不同区域)的当前电容和当前电阻以:
[0069]a)检测用户触摸输入位置
[0070]b)估计用户触摸输入所供应的压力的量值
[0071]c)估计用户对装置10的扭曲
[0072]该分析可以使用存储的校准数据。
[0073]分析电路24可以被配置为分析用于不同区域/单元36的当前电容Yo和当前电阻Xo以检测用户触摸输入的模式。
[0074]该模式可以用来在触摸输入与扭曲之间去歧义。它也可以用来在不同扭曲、比如弯曲和扭转之间去歧义。它也可以用来估计用户对装置10的扭曲。
[0075]可以实现在触摸输入与扭曲之间的去歧义，因为在有触摸输入时，触摸(电容改变)和应变(可变电阻改变)在相同区域(相同单元)出现。在图11中图示这一点。
[0076]在有装置10的例如如图12中所示扭曲时，用户弯曲装置的位置不同于用户握住装置10以施加扭曲力F的位置(Al，A2 ；B1, B2)。因此将有其中有应变(可变电阻改变)而无触摸(电容改变)的区域C。
[0077]在用于区域的当前电容和当前电阻指示用户的变形触摸时，用于区域的当前电容和当前电阻用来检测在区域的用户触摸输入。
[0078]在用于区域的当前电容和当前电阻未指示用户的触摸输入时，可以在确定装置10的扭曲时使用用于区域的当前电容和当前电阻。
[0079]可以通过分析应变(可变电阻改变)的空间分布来实现在扭曲之间的去歧义。分析电路可以被配置为分析用于不同区域的当前电容和当前电阻的空间分布以使装置的不同扭曲去歧义。
[0080]例如，如果两个可变电阻器传感器隔开地位于公共平面中，则它们在装置在平面中被弯曲时招致相反应变。在弯曲的外侧上的可变电阻器传感器受到压缩(可变电阻减少)，而在弯曲的内侧上的另一可变电阻器传感器受到膨胀(可变电阻增加)。
[0081]例如，如果可变电阻器传感器落在公共平面中的线上而第一可变电阻器传感器朝向装置的第一边缘被安置、第二可变电阻器传感器背离第一边缘并且背离该装置的与第一边缘相反的第二边缘被安置，以及第三可变电阻传感器朝向该装置的第二边缘被安置，则在装置被扭转时，平面也扭转。朝向边缘被安置的第一和第三可变电阻传感器受到膨胀(可变电阻增加)，而第二可变电阻器未膨胀或者未在相同程度上膨胀。
[0082]仍然可以有可能操作分析电路24以在装置的扭曲期间检测新触摸事件。从具有集成的至少一个可变电阻传感器2的电容触摸传感器布置7的输出在装置保持在扭曲状态中之时恒定，并且从恒定值的偏离可以用来在扭曲稳定和不变之时检测触摸。
[0083]可以有可能在仅触摸模式中以及一个或者多个其它模式操作分析电路24，其中在该仅触摸模式中，它仅分析用于不同区域的当前电容以检测用户触摸输入的模式，而在该一个或者多个其它模式中，用于不同区域的当前电阻和电容用来检测其它参数。
[0084]分析电路24可以被配置为补偿例如由于环境温度所致的电阻缓慢变化的改变。
[0085]图11图示经过装置10的部分的示例横截面。电容触摸传感器布置7和在电容触摸传感器布置7内集成的至少一个可变电阻器传感器2在这一示例中是柔性和可伸展的、能够耐受超过5%的应变。电容触摸传感器布置7和在电容触摸传感器布置7内集成的至少一个可变电阻器传感器2可以是透明的。电容触摸传感器布置7的电极31、32被分布于保形、可伸展膜60上并且可以使用印制技术来施加到衬底60。
[0086]衬底60可以例如包括:聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚亚安酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(OET)、可伸展衬底、例如人造橡胶；硅树脂(例如聚二甲基硅氧烷)或者聚氨酯。
[0087]电容器电极31、32可以由以下各项中的一项或者多项形成:金属、银纳米线、碳纳米管网络、石墨烯衍生物、氧化铟锡、石墨烯。
[0088]分离器62分离电容器电极31、32。分离器62可以是在电极之间的可扭曲电介质，其中可扭曲电介质的电介质性质在被扭曲时改变。分离器62例如可以是电介质、量子隧穿化合物(Peratech)、聚合物/弹性体或者离子胶体。
[0089]在电容触摸传感器布置7内集成的可变电阻器传感器2可以由金、石墨烯、碳纳米管和/或银纳米线形成。
[0090]例如可变电阻器传感器2可以是金轨道。例如可变电阻器传感器2可以是具有小于50nm的宽度和/或厚度的金轨道。
[0091]如先前描述的那样，可以形成随着不同感测的参数而变化的可变电阻器传感器2。感测的参数包括应变、预定生物或者化学分子、入射光、环境温度等。
[0092]虽然图12图示可以检测扭曲的装置10的示例，但是装置10的其它示例可以未检测扭曲，并且可变电阻传感器2可以对除了应力之外的参数做出响应。衬底60可以是硬性的。
[0093]图13图示制造包括至少一个集成可变电阻器2的电容触摸传感器布置7的一个示例的方法70。
[0094]在块71,选择性地形成一个或者多个第一电容器电极31。
[0095]在块72，选择性地形成一个或者多个第二电容器电极32。
[0096]在块73，在第一电容器电极31与相邻第二电容器电极32之间形成至少一个可变电阻器传感器2。可以使用可以为透明的软可变形材料来形成可变电阻器传感器2。
[0097]第二电容器电极32可以通过电介质与第一电容器电极分离。在一些、但是未必所有实施例中，可变电阻器传感器2中的一些或者所有可变电阻器传感器可以被布置为提供在第一电容器电极31与第二电容器电极32之间的分离。
[0098]在块74，形成封装层。
[0099]该方法还可以在一些实施例中包括:形成串联地互连不同电容器电极的电并联的第一互连、形成串联地互连不同第二电容器电极的电并联的第二互连。该方法也可以包括形成在不同对第一与第二互连之间的可变电阻器传感器2。每个可变电阻器传感器2具有比经过它所连接到的第一和第二互连的电流路径的组合电阻更大的电阻。至少一个可变电阻器传感器2可以与对相邻的第一和第二电极配对而形成的每个电容器电并联地形成。
[0100]术语‘连接’意味着操作地耦合，并且任何数目的居间元件组合可以存在(包括无居间元件)。
[0101]先前描述的分析电路24可以使用指令来实施，这些指令通过在通用或者专用处理器中使用可以在计算机可读存储介质(盘、存储器等)上以由这样的处理器62执行的可执行计算机程序指令来实现硬件功能。
[0102]参照图9，处理器62被配置为从存储器64读取和向存储器64写入。处理器62也可以包括输出接口和输入接口，其中处理器62经由该输出接口输出数据和/或命令，并且数据和/或命令经由该输入接口向处理器62输入。
[0103]存储器64存储包括计算机程序指令的计算机程序66，这些计算机程序指令在被加载到处理器62中时控制装置10的操作。计算机程序指令66提供使该装置能够执行描述的方法的逻辑和例程。处理器62通过读取存储器64而能够加载和执行计算机程序66。
[0104]装置10因此包括:至少一个处理器62 ;以及包括计算机程序代码66的至少一个存储器64，至少一个存储器64和计算机程序代码66被配置为与至少一个处理器62使分析电路如描述的那样工作。
[0105]计算机可以经由任何适当递送机制68到达装置10。递送机制68可以例如是非瞬态计算机可读存储介质、计算机程序产品、存储器设备、记录介质、比如紧致盘只读存储器(⑶-ROM)或者数字万用盘(DVD)、有形地体现计算机程序66的制造品。递送机制可以是配置为可靠地传送计算机程序66的信号。装置10可以传播或者传输计算机程序66作为计算机数据信号。
[0106]虽然图示储存器64为单个部件，但是可以实施它为一个或者多个分离部件，这些部件中的一个或者多个部件可以被集成和/或可拆除和/或可以提供持久/半持久/动态
/高速缓存存储装置。
[0107]应当理解对‘计算机可读存储介质’、‘计算机程序产品’、‘有形地体现的计算机程序’等或者‘控制器’、‘计算机’、‘处理器’等的引用不仅涵盖具有不同架构、比如单/多处理器架构和依序(例如Von Neumann) /并行架构的计算机而且涵盖专门化的电路、比如现场可编程门阵列(FPGA)、专用电路(ASIC)、信号处理设备和其它处理电路。应当理解对计算机程序、指令、代码等的引用涵盖用于可编程处理器的软件或者固件、如比如硬件设备的可编程内容、无论是用于处理器的指令还是用于固定功能的设备、门阵列或者可编程逻辑器件等的配置设置。
[0108]如在本说明书中所用，术语‘电路’指代所有以下各项:
[0109](a)仅硬件的电路实现方式(比如在仅模拟和/或数字电路中的实现方式)，和
[0110](b)电路与软件(和/或固件)的组合，比如(如适用的那样):(i)处理器的组合或者(ii)处理器/软件(包括数字信号处理器)、软件和存储器的部分，这些部分一起工作以使装置、比如移动电话或者服务器执行各种功能，以及
[0111](C)电路、比如微处理器或者微处理器的部分，这些电路需要软件或者固件用于操作、即使该软件或者固件未在物理上存在。
[0112]“电路”的这一定义适用于这一术语在本申请中、包括在任何权利要求中的所有使用。作为又一示例，如在本申请中所用，术语“电路”也将覆盖仅一个处理器(或者多个处理器)或者处理器的部分及其附带软件和/或固件的实现方式。术语“电路”也将例如和如果适用于特定权利要求要素则覆盖用于移动电话的基带集成电路或者专用处理器集成电路或者在服务器、蜂窝网络设备或者其它网络设备中的相似集成电路。
[0113]如这里所用，‘模块’是指单元或者装置，该单元或者装置排除将由最终制造商或者用户添加的某些部件/部件。
[0114]图13中所示块未必意味着有用于块的必需或者优选顺序并且可以变化块的顺序和布置。另外，可以有可能省略一些块。
[0115]虽然已经在先前段落中参照各种示例描述本发明的实施例，但是应当理解可以进行对给出的示例的修改而未脱离如要求保护的本发明的范围。
[0116]例如虽然以上描述的示例(例如图3)图示让可变电阻器传感器2的电阻Rl电并联连接到电容触摸传感器布置7的可变电容。但是在其它布置中，可变电阻器传感器2的电阻Rl可以与电容触摸传感器布置7的可变电容Cl电串联连接。可变电阻器传感器2与电容触摸传感器布置7的电容器的电连接因此可以借助并联电连接或者串联电连接。
[0117]可以在除了明确描述的组合之外的组合中使用在前文描述中描述的特征。
[0118]虽然已经参照某些特征描述功能，但是那些功能可以可由无论是否描述的其它特征执行。
[0119]虽然已经参照某些特征描述功能，但是那些特征也可以通过无论是否描述的其它特征而可执行。
[0120]尽管在前文说明书中努力引起对本发明的被认为特别重要的那些特征的关注，但是应当理解 申请人:在上文中引用的和/或在附图中示出的任何可授予专利的特征或者特征组合方面要求保护而无论是否已经对它们加以特别强调。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 电容触摸传感器布置，被配置为具有在用户手指触摸所述电容触摸传感器布置时变化的可变电容；以及 在所述电容触摸传感器布置内集成的至少一个可变电阻器传感器，其中所述可变电阻器传感器具有随着感测的参数而变化的可变电阻； 所述装置包括输入和输出，所述输入被配置为接收包括随时间变化的分量的输入信号，所述输出被配置为提供输出信号，所述输出信号依赖于所述电容触摸传感器布置的电容和所述可变电阻传感器的电阻二者。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置和所述至少一个可变电阻器被配置为在所述输出提供单个输出信号，所述单个输出信号同时依赖于所述电容器触摸传感器布置的电容和所述可变电阻传感器的电阻。
3.根据权利要求1或者2所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置和在所述电容触摸传感器布置内集成的所述至少一个可变电阻器传感器是柔性和可伸展的，能够耐受超过5%的应变。
4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置包括在保形、可伸展膜上的分布式电极网络。
5.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置和在所述电容触摸传感器布置内集成的所述至少一个可变电阻器传感器是透明的。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置和在所述电容触摸传感器布置内集成的所述至少一个可变电阻器传感器已经使用印制技术被施加到衬底。
7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置包括被布置为行和列的阵列的多个电容器单元，其中每行单元公共地共享所述输入并且每列单元公共地共享所述输出。
8.根据权利要求7所述的装置，其中多个电容器单元中的每个电容器单元包括具有随着所述感测的参数而变化的可变电阻的至少一个可变电阻器传感器。
9.根据权利要求7或者8所述的装置，其中多个电容器单元中的每个电容器单元包括与所述输入关联的第一电极和与所述输出关联的第二电极以及在所述第一电极与所述第二电极之间连接的至少一个可变电阻器传感器。
10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置包括被布置为包括行和列的规则阵列的分布式电极网络，其中每行具有公共电容和电阻分布并且每列具有公共电容和电阻分布。
11.根据权利要求10所述的装置，其中每行共享公共输入并且每列共享公共输出。
12.根据权利要求10或者11所述的装置，其中每行包括第一多个互连的第一电极，并且其中每列包括第二多个互连的第二电极，并且至少一个可变电阻器与每行和/或每列关联。
13.根据权利要求10、11或者12所述的装置，其中所述至少一个可变电阻器传感器被连接在每行与每列之间，所述行和所述列在所述至少一个可变电阻器传感器处交叉，并且所述至少一个可变电阻器传感器与第一电极和第二电极形成的电容器并联连接。
14.根据权利要求12或者13所述的装置，其中所述第一电极和所述第二电极未重叠。
15.根据任一前述权利要求所述的装置，其中在所述电容触摸传感器布置内集成的可变电阻器传感器包括:金、石墨烯、碳纳米管和/或银纳米线。
16.根据任一前述权利要求所述的装置，包括随着第一感测的参数而变化的第一可变电阻器传感器和随着第二感测的参数而变化的第二可变电阻器传感器。
17.根据任一前述权利要求所述的装置，其中在所述电容触摸传感器布置内集成的可变电阻器具有随着施加的应变而改变的电阻。
18.根据任一前述权利要求所述的装置，其中在所述电容触摸传感器布置内集成的可变电阻器传感器具有随着预定生物或者化学分子而改变的电阻。
19.根据任一前述权利要求所述的装置，其中在所述电容触摸传感器布置内集成的可变电阻器具有随着入射光而改变的电阻。
20.根据任一前述权利要求所述的装置，还包括: 输入电路，被配置为提供包括随时间变化的分量的所述输入信号；以及 输出电路， 被配置为检测包括至少实分量的第一阻抗值，并且 被配置为检测包括至少虚分量的第二阻抗值，其中所述第一分量和所述第二分量具有已知相位偏移。
21.根据权利要求20所述的装置，其中所述第一阻抗值仅包括实分量并且所述第二阻抗值仅包括虚分量，其中所述第一分量和所述第二分量相位正交。
22.根据任一前述权利要求所述的装置，包括: 第一选择电路，被配置为选择性地向所述电容触摸传感器布置的第一部分提供所述输入信号，以及 第二选择电路，被配置为选择性地从所述电容触摸传感器布置的第二部分接收所述输出信号， 其中所述第二部分与所述电容触摸传感器布置的所述第一部分重叠。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述第一选择电路被配置为对所述第一部分排序，所述输入信号经过所述电容触摸传感器布置的一系列不同的第一部分被提供到所述第一部分，并且所述第二选择电路被配置为对所述第二部分排序，所述输出信号经过所述电容触摸传感器布置的一系列不同的第二部分从所述第二部分被接收。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置的所述第一部分与第一方向平行，所述电容触摸传感器布置的所述第二部分与第二方向平行，并且其中所述第一方向和所述第二方向正交。
25.根据任一前述权利要求所述的装置，还包括: 电路，被配置为处理来自所述电容触摸传感器布置的不同区域的输出信号，以确定用于所述不同区域的当前电容和用于所述不同区域的当前电阻，所述不同区域中的每个区域具有集成的至少一个可变电阻器； 分析电路，被配置为分析用于所述不同区域的所述当前电容和所述当前电阻。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述分析电路被配置为分析用于所述不同区域的所述当前电容和所述当前电阻以检测用户触摸输入和估计通过所述用户触摸输入所施加的压力的量级。
27.根据权利要求25或者26所述的装置，其中所述分析电路被配置为分析用于所述不同区域的所述当前电容和所述当前电阻以估计由所述用户对所述装置进行的扭曲。
28.根据权利要求25、26或者27所述的装置，其中所述分析电路被配置为分析用于所述不同区域的所述当前电容和所述当前电阻以检测用户触摸输入的模式并且估计由所述用户对所述装置进行的扭曲。
29.根据权利要求25至28中的任一权利要求所述的装置，其中所述分析电路在仅触摸的模式中被配置为仅分析用于所述不同区域的所述当前电容以检测用户触摸输入的模式，并且在另一模式中被配置为分析用于所述不同区域的所述当前电容和所述当前电阻。
30.根据权利要求25至28中的任一权利要求所述的装置，其中所述分析电路被配置为分析用于所述不同区域的所述当前电容和所述当前电阻，其中在用于一个区域的所述当前电容和所述当前电阻指示由用户进行的变形触摸时，使用用于所述区域的所述当前电容和所述当前电阻来检测在所述区域处的用户触摸输入，并且其中在用于一个区域的所述当前电容和所述当前电阻未指示由用户进行的变形输入时，在确定所述装置的扭曲时使用用于所述区域的所述当前电容和所述当前电阻。
31.根据任一权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置和在所述电容触摸传感器布置内集成的所述至少一个可变电阻器传感器被形成于可扭曲衬底上。
32.根据任一权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置包括由以下各项中的一项或者多项形成的电极:金属、银纳米线、碳纳米管网络、石墨烯衍生物、氧化铟锡、石墨稀。
33.根据任一权利要求所述的装置，其中所述电容触摸传感器布置包括在电极之间的可扭曲电介质，其中所述电介质的电介质性质在被扭曲时改变。
34.一种制造包括至少一个集成可变电阻器的电容触摸传感器布置的方法，包括: 选择性地形成多个第一电容器电极； 选择性地形成多个第二电容器电极；以及 选择性地形成与在第一电容器电极与相邻的第二电容器电极之间形成的电容器电连接的至少一个可变电阻器传感器。
35.根据权利要求34所述的方法，还包括形成封装层。
36.根据权利要求34或者35所述的方法，还包括: 形成串联地互连M个第一电容器电极的N个电并联的第一互连； 形成串联地互连N个第二电容器电极的M个电并联的第二互连；以及 形成不同对第一互连与第二互连之间的可变电阻器传感器。
37.根据权利要求36所述的方法，其中每个可变电阻器传感器具有比经过它所连接到的所述第一互连和所述第二互连的电流路径的组合电阻更大的电阻。
38.根据权利要求36或者37所述的方法，其中至少一个可变电阻器传感器与通过相邻的第一电极和第二电极的配对而形成的每个电容器电并联地形成。
【文档编号】G06F3/01GK104335141SQ201380029048
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2012年4月2日
【发明者】R·怀特, J·基维奥亚, D·科顿, S·M·哈克, P·安德鲁, T·里阿南 申请人:诺基亚公司