在电容感测期间使用印刷电路以偏移电荷的制作方法

在电容感测期间使用印刷电路以偏移电荷的制作方法
【专利说明】在电容感测期间使用印刷电路以偏移电荷
[0001]相关美国专利申请的交叉引用
本申请主张2013年9月26日提交的、标题为“USING A PRINTED CIRCUIT TO OFFSETCHARGE DURING CAPACITIVE SENSING”、作者Adam Schwartz、代理人案号SYNA-20130318-
02、并且被转让给本申请的受让人的共同待审的美国专利申请号14/038，466的优先权和权益。
【背景技术】
[0002]包括近距离传感器装置(通常也称为触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛使用于各种电子系统中。近距离传感器装置通常包括感测区域，所述感测区域常常由表面所划界，在所述感测区域中近距离传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。近距离传感器装置可以用来为电子系统提供接口。例如，近距离传感器装置常常被用作大型计算系统的输入装置(诸如集成在膝上型计算机或台式计算机中的、或者外设于膝上型计算机或台式计算机的不透明触摸板)。近距离传感器装置还常常用在较小型计算系统中(诸如集成在蜂窝电话和平板电脑中的触摸屏)。这种触摸屏输入装置通常叠加在电子系统的显示器之上或否则与电子系统的显示器并置。

【发明内容】

[0003]
在电容感测的方法中，绝对电容感测信号被驱动通过印刷电路的多个路径迹线中的至少一个。以传感器电极图案中的多个传感器电极中的至少一个传感器电极来执行绝对电容感测。所述至少一个传感器电极与多个路径迹线中的至少一个耦接。在覆盖了多个路径迹线中的至少一个的平行导体上发送偏移信号，使得电荷在绝对电容感测期间被从多个路径迹线中的至少一个偏移。
【附图说明】
[0004]
在本【附图说明】中所参考的附图除非特别指出否则不应该被理解为按比例绘制。包含在【具体实施方式】中并且形成【具体实施方式】的一部分的附图示意了不同的实施方式，并且与【具体实施方式】一起用来说明下面所讨论的原理，其中相同的标号表示相同的元件，并且:
图1是根据实施例的示例输入装置的框图；
图2示出了根据一些实施例的、示例传感器电极图案的一部分，所述示例传感器图案可以在传感器中被使用以生成输入装置的全部或部分感测区域，诸如触摸屏；
图3示意了根据不同的实施例的、示例处理系统的一些组件的框图，所述示例处理系统可以与电容感测装置一起被使用；
图4示意了根据一些实施例的、在电容感测输入装置内可用的示例柔性印刷电路的平面图； 图5示意了根据一些实施例的、在电容感测输入装置内可用的示例柔性印刷电路的平面图；
图6示意了根据一些实施例的、在电容感测输入装置内可用的示例印刷电路的平面图；图7示意了根据一些实施例的、在电容感测输入装置内可用的示例印刷电路的平面图；图8示意了根据一些实施例的、图7的印刷电路的示例柔性印刷电路实现方式的侧截面分解图；
图9A示出了根据一些实施例的、通过印刷电路与传感器电极耦接的处理系统的一部分的电路图；
图9B示出了根据一些实施例的、通过印刷电路与传感器电极耦接的处理系统的一部分的电路图；并且
图10示意了可以用在不同的实施例中的一些示例信号的对比；并且图1lA和IlB示意了根据不同的实施例的、电容感测的方法。
【具体实施方式】
[0005]以下的【具体实施方式】仅通过示例而非限制的方式被提供。此外，意在不被任何存在于前述的【背景技术】、
【发明内容】
或【附图说明】或以下【具体实施方式】中的明确的或暗示的理论所约束。
[0006]讨论概述
在本文中，描述了提供了输入装置、处理系统、以及促进改善的可用性的方法的不同的实施例。本文所描述的不同的实施例中，输入装置可以是电容感测输入装置。使用本文所描述的技术，通过在电容感测期间偏移电荷可以实现效率。也就是说，印刷电路上的导体可以用来偏移电荷，所述印刷电路上的导体覆盖并且平行于印刷电路的路径迹线。例如，信号可以在平行导体上被驱动，使得平行导体与路径迹线之间的电容耦合以与路径迹线耦接的传感器电极偏移在绝对电容感测期间所体验的一些量的背景电容。
[0007]讨论以对示例输入装置的描述开始，可以或可基于所述示例输入装置来实施本文所描述的不同的实施例。示例传感器电极图案进而被描述。接下来是对示例处理系统和它的一些组件的描述。可以以输入装置使用处理系统，诸如电容感测输入装置。具有平行导体的几个示例印刷电路被描述，所述平行导体覆盖路径迹线。通过印刷电路与传感器电极耦接的处理系统的电路图被描述，大量可以用在处理系统和印刷电路中的信号同样被描述。对电容感测输入装置、处理系统和其组件、以及印刷电路的操作进而进一步结合对电容感测方法的描述而被描述。
[0008]示例输入装置
现在转看附图，图1是根据不同实施例的示例性输入装置100的框图。输入装置100可以被配置以向电子系统/装置150提供输入。如在本文档中所使用的，术语“电子系统”(或“电子装置”)泛指任何能够电子化处理信息的系统。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，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器、以及个人数字助理(PDA)等。额外的示例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置100和分离的摇杆或按键开关在内的物理键盘。进一步的示例电子系统包括外设，诸如数据输入装置(包括远程遥控和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其他示例包括远程终端、信息亭(k1sk)、以及视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携式游戏装置、以及诸如此类的)。其他示例包括通信装置(包括诸如智能电话的蜂窝电话)和媒介装置(包括记录器、编辑器、以及诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字摄像机的播放器)。另外，电子系统可以是输入装置的主装置或从装置。
[0009]输入装置100可被实施为电子系统150的物理部件，或可与电子系统150物理上分离。视情况而定，输入装置100可以使用以下中的任何一个或多个部件与电子系统的部件通信:总线、网络、以及其他有线或无线的相互连接。示例包括但不限于:集成电路间(I2C)、串行外设接口(SPI)、个人系统2 (PS/2)、通用串行总线(USB)、蓝牙(Bluetooth? )、射频(RF)、以及红外数据组织IrDA。
[0010]在图1中，输入装置100被示出为近距离传感器装置(也常常被称为“触摸板”或者“触摸传感器装置”)，所述近距离传感器装置被配置以对由一个或多个输入对象140在感测区域120中的所提供的输入进行感测。如图1中所示，示例输入对象包括手指和触控笔。
[0011]感测区域120包含位于输入装置100上、周围、内和/或附近的任何空间，在所述空间中输入装置100能够检测用户输入(例如，由一个或多个输入对象140所提供的用户输入)。具体感测区域的尺寸、外形和位置可以随不同的实施例而大不相同。在一些实施例中，感测区域120在一个或多个方向上从输入装置100的表面向空间中延伸，直到信噪比妨碍了足够精确的对象检测为止。在不同的实施例中，该感测区域120在特定方向上所延伸的距离可以是小于I毫米、多个毫米、厘米、或更大长度单位的数量级，并且可以随着所使用的感测技术的类型和所需要的精确度而显著变化。因此，一些实施例感测包括与输入装置100的任何表面都没有接触的、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)接触的、与耦合具有一些量的施加力或压力的输入装置100的输入表面接触的、以及/或者它们的组合的输入。在不同的实施例中，输入表面可以由传感器电极驻存于其内的外壳的表面、由应用于传感器电极之上的面板或任何外壳等提供。在一些实施例中，感测区域120在被投影到输入装置100的输入表面上时，具有矩形形状。在一些实施例中，感测区域120在被投影到输入装置100的输入表面上时，具有矩形外形。
[0012]输入装置100可以使用任何传感器组件和感测技术的组合来检测感测区域120中的用户输入。输入装置100包括一个或多个用于检测用户输入的感测元件。如非限制性示例，输入装置100可以使用电容技术。
[0013]一些实现方式被配置以提供跨一维、二维、三维、或更高维的空间的图像。一些实现方式被配置以提供输入沿特定轴线或平面的投影。
[0014]在输入装置100的一些电容实现方式中，电压或电流被施加以创建电场。附近的输入对象引起电场的变化，并且在电容耦合中产生可检测的变化，所述变化可以被检测为电压变化、电流变化、或诸如此类的。
[0015]—些电容实现方式使用阵列或者其他常规的或非常规的电容感测元件的图案来创建电场。在一些电容实现方式中，分离的感测元件可以是欧姆短路在一起以形成更大的传感器电极。一些电容实现方式使用可以是电阻均匀的电阻薄片。
[0016]—些电容实现方式使用基于传感器电极与输入对象之间的电容耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在不同的实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变所测量的电容耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过相对于参考电压(例如系统接地)调制传感器电极、并且通过检测传感器电极与输入对象之间的电容耦合来操作。
[0017]一些电容实现方式使用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨越电容”)感测方法。在不同的实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变了所测量的电容耦合。在一个实现方式中，跨越电容感测方法通过检测一个或多个发送器传感器电极(也叫“发送器电极”或“发送器”)与一个或多个接收器传感器电极(也叫“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合来操作。发送器和接收器可被共同地称为传感器电极或传感器元件。发送器传感器电极可以相对于参考电压(例如系统接地)被调制以发送发送器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压基本上保持恒定以促进对合成信号的接收。合成信号可以包括对应于一个或多个发送器信号、和/或对应于一个或多个环境干扰源(例如，其他电磁信号)的效果(一种或多种)。传感器电极可以是专用的发送器或接收器，或者可以被配置为既发送又接收。在一些实施例中，当没有发送器电极正在发送(例如，发送器电极被禁用)时，一个或多个接收器电极可以被操作以接收合成信号。以这种方式，合成信号代表了在感测区域120的操作环境中所检测的噪声。
[0018]在图1中，处理系统110被示出为输入装置100的一部分。处理系统110被配置以操作输入装置100的硬件从而检测感测区域120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其他电路系统组件的部分或全部。(例如，用于互电容传感器装置的处