电容传感器制造技术

技术编号:20929159 阅读:28 留言:0更新日期:2019-04-20 12:32
提供了一种具有包括了至少一个驱动导体和一个感测导体的感测区域的触摸传感器。所述驱动导体和所述感测导体各自设置在基板上,使得对于所述感测区域内的所述驱动导体上的任何两个给定点,距感测区域内的感测导体上的每个点最近的点距离不同。可以使用与其他驱动导体或感测导体交叉的另一个驱动导体或感测导体。可以使用又另一个导体,这导致偶数个驱动导体和感测导体。重复三个或四个导体图案允许更宽的感测区域。驱动电路和感测电路用于测量由传感器上的给定触摸产生的触摸增量。对于给定的触摸,测量到的触摸增量将随该触摸沿导体长度的位置而变化。

Capacitance Sensor

A touch sensor having a sensing area comprising at least one driving conductor and one sensing conductor is provided. The driving conductor and the sensing conductor are respectively arranged on the substrate, so that for any two given points on the driving conductor in the sensing region, the distance from the nearest point of each point on the sensing conductor in the sensing region is different. Another driving conductor or or sensing conductor intersecting with other driving conductors or sensing conductors may be used. Another conductor can be used, which results in even numbers of driving and sensing conductors. Repetition of three or four conductor patterns allows wider sensing areas. The driving circuit and the sensing circuit are used to measure the touch increment generated by a given touch on the sensor. For a given touch, the measured touch increment varies with the position of the touch along the length of the conductor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电容传感器此申请包括受版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对本专利公开进行影印,就像它出现在专利和商标局文件或记录中,但在别的方面保留所有版权。
所公开的系统和方法中总的来说涉及感测领域,且更具体地涉及使用单侧驱动电容传感器的电容感测。
技术介绍
触摸敏感设备由于其易用性和多功能性而广泛用作各种计算系统和其他设备的输入设备。触摸敏感设备通常包括触摸表面,该触摸表面在各种应用中可以是透明的、半透明的或不透明的。在许多应用(例如,智能手机、智能手表、触屏电视和触屏监视器)中,透明的触摸表面包括显示设备,该显示设备实现了通过适当的软件和硬件允许用户与显示器交互的触摸界面。在其他应用(例如,触摸板)中,触摸表面不包括通过其观看的显示设备。用于测量触摸增量(Δ)(例如,由触摸而产生的可测量变化(即响应))并且从这些测量来确定一个或多个触摸的位置的许多方法和装置是已知的,参见例如题为“LOWLATENCYTOUCHSENSITIVEDEVICE(低等待时间触摸敏感设备)”的美国专利第9,019,224号和题为“FASTMULTI-TOUCHPOST-PROCESSING(快速多触摸后处理)”的美国专利第9,529,476号,以上专利的公开内容通过参考被并入本文中。触摸增量通常被表示为以dB为单位的比率。通常,触摸增量直接影响系统的信噪比(SNR)。在典型的电容触摸传感器设计中,期望在传感器的触摸表面处有高触摸增量。通常,触摸增量将反映触摸传感器的基线响应与该触摸传感器对存在的触摸对象(诸如手指或触控笔)的响应之间的差异。在以上标识的专利的情境中,触摸增量将反映触摸传感器在每一个给定的频率处的基线响应与该触摸传感器在这些频率处对存在的触摸对象(诸如手指或触控笔)的响应之间的差异。触摸传感器的部分——该部分可以是导电材料(诸如ITO或银纳米线)——被嵌入触摸表面、放置在触摸表面上、或与触摸表面集成(触摸传感器的这样的部分可以在本文中被称为例如触摸传感器导体、导电元件或导电传感器天线)。触摸传感器导体通常放置在行和列的网格中,可以利用信号或能量来刺激所述行或所述列,尽管在一些实施例中所述行和所述列都被刺激。在典型的触摸应用中,行之间的间隔和列之间的间隔通常是均匀的并且经常被提出为在4mm至5mm的范围中。如本文中所使用的,被驱动的导体有时被称为驱动线路,并且其他的导体被称为感测线路。在一些触摸传感器中,触摸传感器导体可以同时充当驱动线路和感测线路,参见例如题为“FASTMULTI-TOUCHNOISEREDUCTION(快速多触摸噪声减少)”的美国专利申请序列第14/216,791号,该申请的公开内容通过其引用被并入本文中。诸如以上所述的那些触摸表面之类的触摸表面包括被形成在驱动线路的行与感测线路的列之间的交叉点处的触摸区域或节点的阵列。为了感测触摸表面上的触摸,刺激驱动线路,使该线路与交叉感测线路电容耦合。接收器测量交叉感测线路上的经耦合的信号。在一些实现方式中,来自邻近触摸的节点的经耦合的信号在感测线路上减小,反之亦然。应注意,如本文中所使用的单词“触摸”不要求物理触摸(例如,实际接触),而仅要求足以产生可测量的触摸增量的靠近。通常,触摸敏感设备通过将检测触摸增量的接收器与行-列位置相关联来检测触摸(即触摸事件)所造成的触摸增量的位置。尽管将行和列标识为“交叉”,但从平面图来观察该交叉。通常,行和列不接触,相反,它们彼此紧邻并且因此可将它们电容耦合。在一些实现方式中,行和列在单独的层上。在一些实现方式中,行和列在基板的分开的侧面上。可将行和列放置在同一层上,但可在每个“交叉”处将其桥接,这需要大量的这样的桥。作为示例,触摸传感器导体之间的典型的间隔是在约4mm到5mm之间。因此,在典型的智能手机上,可以存在20-30个行和10-20个列,这取决于手机尺寸和导体间间距而需要200个桥到600个桥之间。在许多实例中,当将行导体和列导体从触摸表面布线到例如驱动电路和感测电路时,可能需要屏蔽件来将行导体与列导体分开。在大体上矩形的触摸表面的情况下,必须从相对于列(例如,感测线路)从其进行布线的边缘成90度角的边缘来对行(例如,驱动线路)进行布线。鉴于现在趋于减少边框尺寸,将行和列附连至驱动电路和感测电路可能需要小心的屏蔽和/或困难或迂回的布线。存在对于解决这些缺点并且提供其他益处的触摸传感器的需求。
技术实现思路
本公开内容的目标是提供解决现有技术的上述缺点的触摸传感器。本公开内容的进一步目标是提供可具有来自单侧(例如,边缘)的驱动附连和感测附连的触摸传感器。本公开内容的另一个目标是提供可在有限地使用桥的情况下具有在同一层上的驱动线路和感测线路的触摸传感器。本公开内容的又另一个目标是提供可具有来自单侧(例如,边缘)的驱动附连和感测附连并可在有限地使用桥的情况下具有在同一层上的驱动线路和感测线路的触摸传感器。本公开内容的又进一步目标是提供可具有来自单侧(例如,边缘)的驱动附连和感测附连并可在不使用桥的情况下具有在同一层上的驱动线路和感测线路的触摸传感器。附图说明通过如附图中展示的对优选实施例的以下更具体的描述,本专利技术的目标、特征和优点将是明显的,其中,参考字符指贯穿各个视图的相同部分。这些附图并不一定是按比例的,而是将重点放在展示本专利技术的原理上。尽管为了说明本专利技术的目的而公开了示例实施例和相关数据,但是鉴于本公开,在不脱离本文公开的范围和精神的情况下,其他实施例和相关数据对于本领域技术人员而言将是明显的。图1示出了滑动传感器的实施例的高级图示。图2示出了滑动传感器的一个实施例的示意图。图3示出了滑动传感器的另一个实施例的示意图。图4示出了滑动传感器的又另一个实施例的示意图。图5示出了用于检测触摸的传感器的一个实施例的示意图。图6示出了用于检测触摸的传感器的另一个实施例的示意图。图7A示出了可与图6中展示的用于检测触摸的传感器相结合地采用的连接器的示例(将一层示出为在阴影中)。图7B和图7C示出了图7A中所示的连接器的正视图和侧视图。图8示出了用于检测触摸的传感器的又另一个实施例的示意图。图9示出了说明性频分调制触摸敏感设备的功能框图。具体实施方式本申请构想了被设计用于人类-计算机交互应用或人类-机器交互应用的触摸传感器的各种实施例。本申请还构想了用于在与触摸感测装置组合时感测人类-计算机交互或人类-机器交互的触摸传感器导体的各种配置和取向。虽然所述触摸传感器导体配置适于与频率正交信令技术(参见例如美国专利第9,019,224号和第9,529,476号以及美国专利申请序列第14/216,791号)一起使用,但所述触摸传感器导体配置可以与其他信号技术(包括扫描或时间划分技术和/或代码划分技术)一起使用。图1示出了根据本专利技术制造的滑动传感器100的实施例的高级图示。滑动传感器100包括至少两个触摸传感器导体102、104,一个触摸传感器导体充当驱动线路且另一触摸传感器导体充当感测线路。在一实施例中,采用触摸传感器导体102作为驱动线路,并且使用触摸传感器导体104作为感测线路。在一实施例中,相反的是,采用触摸传感器导体102作为感测线路,而使用触摸传感器导体104作为驱动线路。无论取向如何,为了操作滑动传感器100,驱本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种触摸传感器,包括:基板,所述基板具有感测区域以及第一导电元件、第二导电元件和第三导电元件;所述第一导电元件和所述第二导电元件设置在所述基板上,使得所述第一导电元件和所述第二导电元件中的每一个导电元件的至少一部分在所述感测区域内,并且所述第一导电元件和所述第二导电元件被布置成:使得对于所述感测区域内的所述第一导电元件上的任何两个给定点而言,距所述感测区域内的所述第二导电区域上的每个点最近的点距离不同;所述第三导电元件设置在所述基板上,使得所述第三导电元件的至少一部分在所述感测区域内,并且所述第三导电元件被布置成使得所述第三导电元件与所述第二导电元件交叉并与所述第二导电元件导电隔离;所述第一导电元件和所述第三导电元件被布置成使得对于所述感测区域内的所述第一导电元件上的任何两个给定点,距所述感测区域内的所述第三导电元件上的每个点最近的点距离不同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 US 62/381,3141.一种触摸传感器,包括:基板,所述基板具有感测区域以及第一导电元件、第二导电元件和第三导电元件;所述第一导电元件和所述第二导电元件设置在所述基板上,使得所述第一导电元件和所述第二导电元件中的每一个导电元件的至少一部分在所述感测区域内,并且所述第一导电元件和所述第二导电元件被布置成:使得对于所述感测区域内的所述第一导电元件上的任何两个给定点而言,距所述感测区域内的所述第二导电区域上的每个点最近的点距离不同;所述第三导电元件设置在所述基板上,使得所述第三导电元件的至少一部分在所述感测区域内,并且所述第三导电元件被布置成使得所述第三导电元件与所述第二导电元件交叉并与所述第二导电元件导电隔离;所述第一导电元件和所述第三导电元件被布置成使得对于所述感测区域内的所述第一导电元件上的任何两个给定点,距所述感测区域内的所述第三导电元件上的每个点最近的点距离不同。2.根据权利要求1所述的触摸传感器,其特征在于,所述基板具有第一边缘,并且所述第一导电元件、所述第二导电元件和所述第三导电元件在所述第一边缘上是电可接入的。3.根据权利要求1所述的触摸传感器,其特征在于,所述第一导电元件、所述第二导电元件和所述第三导电元件当从所述基板的所述感测区域的几何中心测量时在所述感测区域的120度内全部都是电可接入的。4.根据权利要求1所述的触摸传感器,其特征在于,所述第一导电元件、所述第二导电元件和所述第三导电元件当从所述基板的所述感测区域的几何中心测量时在所述感测区域的45度内全部都是电可接入的。5.根据权利要求1所述的触摸传感器,进一步包括:第四导电元件,所述第四导电元件设置在所述基板上、至少部分地在所述感测区域内,所述第四导电元件与所述第一导电元件、所述第二导电元件和所述第三导电元件中的每一个导电元件导电隔离,并且所述第四导电元件被布置成使得:对于所述感测区域内的所述第四导电元件上的任何两个给定点,距所述感测区域内的所述第二导电元件上的每个点最近的点距离不同,并且对于所述感测区域内的所述第四导电元件上的任何两个给定点,距所述感测区域内的所述第三导电元件上的每个点最近的点距离不同。6.根据权利要求1所述的触摸传感器,其特征在于,所述第一导电元件是驱动线路,且所述第二导电元件和所述第三导电元件是感测线路。7.根据权利要求1所述的触摸传感器,其特征在于,所述第一导电元件是感测线路,且所述第二导电元件和所述第三导电元件是驱动线路。8.根据权利要求1所述的触摸传感器,进一步包括:驱动电路,所述驱动电路操作地连接至所述第二导电元件和所述第三导电元件;感测电路,所述感测电路操作地连接至所述第一导电元件和所述第二导电元件;信号处理器,所述信号处理器被配置为:确定所述第一导电元件与所述第二导电元件之间的第一触摸增量;确定所述第二导电元件与所述第三导电元件之间的第二触摸增量;确定所述第二导电元件与所述第四导电元件之间的第三触摸增量;确定所述第三导电元件与所述第四导电元件之间的第四触摸增量;以及基于所述第一触摸增量、所述第二触摸增量、所述第三触摸增量和所述第四触摸增量,确定所述触摸传感器上的触摸的位置。9.一种触摸传感器,包括:基板,所述基板具有感测区域,所述感测区域包括驱动导体和感测导体;所述驱动导体和所述感测导体各自设置在所述基板上,使得对于所述感测区域内的所述驱动导体上的任何两个给定点,距所述感测区域内的所述感测导体上的每个点最近的点距离不同,以及其中由所述传感器上的给定的触摸产生的触摸增量随所述触摸的位置而变化。10.根据权利要求9所述的触摸传感器,其特征在于,由给定触摸而产生的触摸增量与触摸位置相关联。11.根据权利要求10所述的触摸传感器,其特征在于,所述位置是沿着以下导体中的至少一个导体的长度的一维坐标:所述驱动导体以及所...

【专利技术属性】
技术研发人员:B·莫斯利A·兰达
申请(专利权)人:触觉实验室股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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