用于扩展近距离传感器的灵敏度范围的投影电极制造技术

一种用于扩展使用互电容感测的触摸和近距离传感器的灵敏度范围的系统和方法，该系统和方法提供在触摸和近距离传感器上方空间的三维体积中产生电场的投影电极，从而启用触摸和近距离传感器以在相较于不具有投影电极的触摸和近距离感测器更大的距离处精确地检测一个或多个目标的出现以产生更强的电场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及一种触摸和近距离传感器。具体地，本专利技术属于可以执行一个或 多个目标的触摸和近距离感测的电容敏感触摸和近距离传感器，以及用于增加触摸和近距 离传感器的灵敏度以便通过由使用投影电极(projector electrode)而增加在触摸和近距 离传感器上方的三维体积的电场的强度，以增加近距离感测的有效性的装置。
技术介绍
有多种设计用于电容敏感触摸传感器。有益之处在于，检验基础技术以更好的理 解任意电容敏感触摸板可以如何被修改以与本专利技术一起工作。 CIRgilE?公司触摸板是互电容感测装置且在图1中图示作为框图的示例。在这 个触摸板1 〇中，X (12)和Y (14)电极和感测电极16的栅格被用于限定触摸板的触敏区域18。 典型地，当有空间限制时，触摸板10为大致16X12电极的或8X6电极的矩形栅格。与这些X (12)和Y(14)(或行和列)交错的电极是单个感测电极16。全部位置测量都通过感测电极16 进行。 CTRQUBfe;公司触摸板10测量在感测线16上的电荷中的不平衡。当没有指向目 标在触摸板10上或靠近触摸板10时，触摸板电路20处于平衡状态，且在感测线16上没有电 荷不平衡。当指向目标由于电容耦合产生不平衡时，当目标靠近或触摸触摸表面时(触摸板 10的感测区域18)，电容中的改变发生在电极12、14上。测量的是电容中的改变，但并不是电 极12、14上的绝对电容值。触摸板10通过测量必须被注入至感测线16上以重新建立或恢复 感测线的电荷平衡的电荷的量来确定电容中的改变。 上述系统被利用以确定手指在触摸板10上或靠近至触摸板10的位置，如下所述。 该示例描述行电极12且对列电极14以相同的方式进行重复。从行和列电极测量获得的值确 定在触摸板1 〇上或靠近触摸板1 〇的指向目标的几何中心的交叉。 在第一步骤中，第一组行电极12由来自P、N发生器22的第一信号驱动，以及不同的 但邻近的第二组行电极由来自P、N发生器的第二信号驱动。触摸板电路20使用指示哪一行 电极最接近指向目标的互电容测量装置26从感测线16获得值。然而，在一些微控制器28的 控制下触摸板电路20还不可以确定指向目标位于行电极的哪一侧，触摸板电路20也不能确 定指向目标位于距离电极多远处。因此，系统通过电极12的组将被驱动的一个电极偏移。换 言之，在组的一侧上添加电极，同时在组的相对侧的电极不再被驱动。新的组随后被P、N发 生器22驱动且进行感测线16的第二测量。 从这两个测量中，可以确定指向目标位于行电极的哪一侧上，以及距离多远。使用 比较两个被测量信号的量级的方程式之后执行指向目标的位置确定。 CIRQUE?公司触摸板的灵敏度和分辨率高于16X12的行和列电极的栅格所蕴 含的灵敏度和分辨率。分辨率通常约960计数每英寸或更大。确切的分辨率由组件的灵敏 度、在相同行和列上的电极12、14之间的空间以及对于本专利技术而言不重要的其它因素确定。 上述过程针对使用P、N发生器24的Y或列电极14重复。 虽然如上描述的CIRqUE?触摸板使用X和Υ电极12、14的栅格以及分离的和单 独的感测电极16,感测电极实际上可以是通过使用多路技术的X或Y电极12、14。
技术实现思路
在第一实施例中，本专利技术为一种用于扩展使用互电容感测的触摸和近距离传感器 的灵敏度范围的系统和方法，该系统和方法提供在触摸和近距离传感器上方的三维空间体 积中产生电场，以从而使触摸和近距离传感器能够在与不具有投影电极的触摸和近距离传 感器相比的更大距离上精确地检测一个或多个目标的出现以产生较强的电场的投影电极。 通过结合附图考虑以下详细的说明，本专利技术的这些和其它目标、特征、优点和可选 方面对于本领域的技术人员将是显而易见的。【附图说明】 图1是能够根据本专利技术的原理操作并且如由CIRQUE?公司制造的电容敏感触 摸板的组件的框图。 图2是显示板外投影电极的本专利技术的第一实施例的框图。 图3是显示分段的板外投影电极的本专利技术的第一实施例的框图。 图4是显示不同的投影电极段的位置也可以被修改的第一实施例的框图。 图5是显示投影电极可以全部是板上电极的第二实施例的框图。 图6显示在单一的触摸和近距离传感器中可以合并板外和板上投影电极段的第二 实施例的框图。 图7是被设置在触摸传感器的X和Y电极之间的间隔中的投影电极的放大视图的框 图。【具体实施方式】 现在将结合附图作为参考以使在本领域技术人员能够制造和使用本专利技术，在附图 中，本专利技术的各种元件将被指定数字标号并且将讨论本专利技术。将理解的是以下的说明只是 本专利技术的原理的示例，而不应被看作缩小所附权利要求的范围。 应被理解的是，整个文本中术语"触摸传感器"的使用能够与"近距离传感器"、"触 摸和近距离传感器"、"触摸面板"、"触摸板"和"触摸屏"可交换地被使用，除了当与其它术 语有明确地区分时。 本专利技术旨在改进或扩展还可以能够作为近距离传感器操作的触摸传感器的操作 的范围。触摸传感器可以被限制在检测范围内且只能检测与触敏表面进行物理接触的目 标。然而，在本专利技术的第一实施例中，触摸传感器可以被修改以便包括在它们接触触摸传感 器之前感测一个或多个目标的能力，并且在本文本中可指触摸和近距离传感器。 触摸和近距离传感器的能够在它们使用电容感测技术与触敏表面进行接触之前 检测目标的能力可以是由触摸和近距离传感器中的电极在触敏表面上方产生的电场的强 度的函数。干扰和影响由触摸和近距离传感器产生的电场的目标可以被检测。其可遵循从 触摸和近距离传感器产生的电场越远，则可检测距离其表面及其移动轨迹的目标越远。在图2的框图中显示可用于实施本专利技术的第一实施例的原理的触摸和近距离传感 器。触摸和近距离传感器30的第一实施例的组件可以包括连接至触摸和近距离感测电容检 测电路34的微控制器32。电容检测电路34可具有连接至可被设置在一般指在下文中可称为 触摸传感器38的X和Y电极栅格的共面和正交布置中的电极栅格的电极36。触摸和近距离传 感器30的操作可以在这个第一实施例中通过添加可以是由接收来自电容检测电路34的驱 动信号的电极36驱动的导电表面的附加的金属电极而得到加强。应该理解的是，触摸和近距离传感器30可与主机42通信。主机42可接收触摸和近 距离数据。主机42可以是能够接收或使用触摸和近距离传感器30的触摸和近距离数据的任 何系统。例如，主机42可以是便携式电子装置如移动电话、手机或平板计算机，或其可以是 固定装置如台式计算机、自动柜员机(ATM)或公用电话亭(kiosk)。[00当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于增加电容敏感近距离传感器的灵敏度的系统，所述系统包括：触摸传感器，其包括设置在触摸传感器基板的两层上的X和Y电极大致正交阵列，所述X和Y电极能够用作驱动和感测电极；至少一个投影电极，其邻近所述触摸传感器设置以便产生由所述触摸传感器可检测的电场；以及电容检测电路，其用于将信号发送至所述触摸传感器和所述至少一个投影电极并且从所述触摸传感器和所述至少一个投影电极接收信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔恩·艾伦·伯特兰，
申请(专利权)人：瑟克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US