用于触摸屏的相互悬停保护制造技术

本发明专利技术披露了一种用于在电容式触摸屏应用中检测触摸的触摸传感器和方法，其中，该触摸传感器能够在悬停在该触摸传感器上方的手指与来自具有小接触表面积的触笔的触摸之间进行区分而不必调整该触摸传感器的灵敏度。该触摸传感器包括第一感测电极、传输电极、和第二感测电极，其中，该第二感测电极基本上定位在内部电路(即，传输电极和第一感测电极)的周边周围。通过感测该传输电极与该第一感测电极之间的第一电容的变化以及该传输电极与该第二感测电极之间的第二电容的变化来检测触摸。将该第一电容的变化和该第二电容的变化进行比较来确定这些电容的变化是由于手指悬停还是由于触摸引起的。

【技术实现步骤摘要】
用于触摸屏的相互悬停保护本申请是申请日为2016年9月13日、申请号为201610822838.8、专利技术名称为“用于触摸屏的相互悬停保护”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本披露总体上涉及电容式触摸屏面板，并且更具体地涉及一种用于在电容式触摸屏中使用的触摸传感器格局。
技术介绍
常规触摸屏传感器被设计成用于检测用户触摸，其中通常使用手指或触笔来表达用户触摸。许多触笔被设计有用于接触触摸屏装置的小表面积。例如，触笔可以具有直径约为1mm的接触表面积。具有小接触表面积的触笔比具有较大接触表面积的触笔更难以检测。许多常规触摸屏装置通过提高触摸传感器的灵敏度(例如，通过减小触摸传感器的电容检测阈值)来补偿检测具有小接触表面积的触笔的难度。遗憾的是，当触摸传感器的灵敏度提高时，也增加了错误触摸检测。最常见的是，当用户在触摸传感器之上悬停手指但是实际上没有触摸传感器并且不打算触摸传感器时，出现错误触摸检测。在一些情况下，当手指悬停在触摸屏的表面上方1-3mm时，可能出现错误触摸检测。因为这种错误触摸检测是不令人希望的，在现有技术中存在改善触摸传感器的需要，这些触摸传感器用于电容式触摸屏的单层和多层堆叠构型中。
技术实现思路
本披露提供了一种电容式感测结构，该电容式感测结构包括：第一感测电极，该第一感测电极被配置成用于感测第一电容并且产生表明所感测的第一电容的第一感测信号；传输电极，该传输电极基本上定位在该第一感测电极的周边周围；第二感测电极，该第二感测电极基本上定位在该传输电极的周边周围，该第二感测电极被配置成用于感测第二电容并且产生表明所感测的第二电容的第二感测信号；以及控制器电路，该控制器电路被配置成用于接收该第一感测信号和该第二感测信号、用于将所感测的第一电容的变化与所感测的第二电容的变化进行比较、并且用于基于所感测的第一电容的变化与所感测的第二电容的变化之间的比较来产生表明用户触摸的输出信号。在另一个实施例中，本披露提供了电容式感测电路，该电容式感测电路包括电容式感测结构，该电容式感测结构包括：第一感测电极，该第一感测电极被配置成用于感测第一电容并且产生表明所感测的第一电容的第一感测信号；以及传输电极；第二感测电极，该第二感测电极基本上定位在该电容式感测结构的周边周围，该第二感测电极被配置成用于感测第二电容并且产生表明所感测的第二电容的第二感测信号；以及控制器电路，该控制器电路被配置成用于接收该第一感测信号和该第二感测信号、用于将所感测的第一电容的变化与所感测的第二电容的变化进行比较、并且用于基于所感测的第一电容的变化与所感测的第二电容的变化之间的比较来产生表明用户触摸的输出信号。在又另一个实施例中，本披露提供了一种用于检测触摸的方法，该方法包括：向电容式感测结构施加力信号，该电容式感测结构包括传输电极和第一感测电极；经由该第一感测电极感测第一电容；生成表明所感测的第一电容的第一感测信号；经由第二感测电极感测第二电容，其中，该第二感测电极基本上定位在该电容式感测结构的周边周围；生成表明所感测的第二电容的第二感测信号；将所感测的第一电容的变化与所感测的第二电容的变化进行比较；并且基于所感测的第一电容的变化与所感测的第二电容的变化之间的比较来生成表明用户触摸的输出信号。本披露的前述和其他特征和优点将通过结合附图进行阅读从以下实施例的详细说明中变得更加明显。详细说明和附图仅仅是对本披露的说明，而不限制所附权利要求书及其等效内容限定的本专利技术的范围。附图说明通过举例在附图中展示了实施例，这些附图不一定按比例绘制，在附图中相同的数字指示相似的部分，并且在附图中：图1展示了用于在电容式触摸屏中使用的常规触摸传感器格局；图2展示了根据本披露的用于在电容式触摸屏应用中使用的触摸传感器格局的第一示例实施例；图3展示了图2的以多层堆叠构型示出的触摸传感器格局的替代实施例；图4展示了根据本披露的用于在电容式触摸屏应用中使用的触摸传感器格局的第二示例实施例；图5A、图5B和图5C展示了图4中展示的触摸传感器的横截面视图；图6展示了控制器电路的示例实施例；图7展示了流程图，该流程图展示了根据本披露的方法；图8展示了流程图，该流程图展示了根据本披露的方法；并且图9展示了触摸传感器的替代实施例，该触摸传感器具有定位在传输电极与第二感测电极之间的第一感测电极。具体实施方式本披露提供了一种触摸传感器和方法，该触摸传感器和该方法用于检测小接触表面积，而不出现由于用户的手指悬停在触摸传感器之上而产生的错误触摸检测。换言之，所披露的触摸传感器和方法能够在悬停在触摸传感器上方的手指与来自具有小接触表面积的触笔的触摸之间进行区分而不必调整该触摸传感器的灵敏度。现参照图1，该图展示了常规触摸传感器100的示例实施例，该常规触摸传感器具有感测电极102和传输电极104。运行时，触摸传感器100接收施加到传输电极104上的力信号。在传输电极104与感测电极102之间存在电容。施加到触摸传感器100上的触摸引起传输电极104与感测电极102之间的电容变化。使用这种电容变化来检测用户触摸。例如，在图1中展示的实施例中，传输电极104与感测电极102之间的电容在不存在触摸时具有初始值。当具有1mm的接触表面积的触笔(在本文中被称为“1mm触笔”)在感测电极102上方的位置106处接触触摸传感器100时，传输电极104与感测电极102之间的电容经历足以识别触摸的大幅度电容变化(例如，超过某个电容变化阈值)。类似地，当1mm触笔在传输电极104上方的位置108处接触触摸传感器100时，传输电极104与感测电极102之间的电容再次经历足以被识别为触摸的大幅度变化。因此，1mm触笔几乎触摸触摸传感器100上的任何位置引起足以表明在触摸传感器100上的触摸的大幅度电容变化。尽管常规触摸传感器100能够检测1mm触笔的触摸，但当手指悬停在传感器100上方约1-3mm时传感器100也检测到触摸。例如，具有7mm的近似接触表面积、并且悬停在触摸传感器100上方约1mm的手指能够触发的电容变化与由1mm触笔的实际触摸引起的电容变化相似。如此，使用图1中展示的实施例难以在1mm触笔与悬停在触摸传感器100之上的手指之间进行区分。以下说明涉及一种用于检测触摸的触摸传感器和方法，该触摸传感器和该方法能够在悬停在触摸传感器上方的手指与来自具有小接触表面积的触笔的触摸之间进行区分而不必调整该触摸传感器的灵敏度。本质上，所披露的触摸传感器结合了第二感测电极，该第二感测电极基本上定位在现有触摸传感器电路(即，传输电极和第一感测电极)的周边周围。第一电容存在于第一感测电极与传输电极之间，并且第二电容存在于第二感测电极与传输电极之间。在一些实施例中，将第一电容的变化与第二电容的变化进行比较。当第一电容的变化与第二电容的变化之间的差足够大时，触摸传感器表明检测到触摸。否则，触摸传感器表明没有检测到触摸。在其他实施例中，将第一电容与第二电容进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容式感测结构，包括：/n第一感测电极，所述第一感测电极位于第一层中，并且被配置成用于感测第一电容，并且产生表明所述感测的第一电容的第一感测信号；/n传输电极，所述传输电极位于所述第一层中，并且被定位在所述第一感测电极的周边周围；/n第二感测电极，所述第二感测电极位于所述第一层中，并且被定位成围绕所述传输电极的周边的至少90％，所述第二感测电极被配置成用于感测第二电容，并且产生表明所述感测的第二电容的第二感测信号；以及/n控制器电路，所述控制器电路被配置成用于接收所述第一感测信号和所述第二感测信号，用于将所述感测的第一电容的变化与所述感测的第二电容的变化进行比较，并且用于基于所述感测的第一电容的所述变化与所述感测的第二电容的所述变化之间的比较来产生表明用户触摸的输出信号。/n

【技术特征摘要】
20150914 US 14/852,8471.一种电容式感测结构，包括：
第一感测电极，所述第一感测电极位于第一层中，并且被配置成用于感测第一电容，并且产生表明所述感测的第一电容的第一感测信号；
传输电极，所述传输电极位于所述第一层中，并且被定位在所述第一感测电极的周边周围；
第二感测电极，所述第二感测电极位于所述第一层中，并且被定位成围绕所述传输电极的周边的至少90％，所述第二感测电极被配置成用于感测第二电容，并且产生表明所述感测的第二电容的第二感测信号；以及
控制器电路，所述控制器电路被配置成用于接收所述第一感测信号和所述第二感测信号，用于将所述感测的第一电容的变化与所述感测的第二电容的变化进行比较，并且用于基于所述感测的第一电容的所述变化与所述感测的第二电容的所述变化之间的比较来产生表明用户触摸的输出信号。


2.根据权利要求1所述的电容式感测结构，其中，所述控制器电路被配置成用于生成表明所述感测的第一电容的第一电压，并且用于生成表明所述感测的第二电容的第二电压。


3.根据权利要求2所述的电容式感测结构，其中，所述控制器电路被进一步配置成用于确定所述第一电压和所述第二电压的稳态值，用于通过从所述第一电压的所述稳态值减去所述第一电压以产生第一变化后的电压，从而确定所述感测的第一电容的所述变化，并且用于通过从所述第二电压的所述稳态值减去所述第二电压以产生第二变化后的电压，从而确定所述感测的第二电容的所述变化。


4.根据权利要求3所述的电容式感测结构，其中，将所述感测的第一电容的所述变化与所述感测的第二电容的所述变化进行比较包括：
从所述第一变化后的电压减去所述第二变化后的电压以产生电压差；并且
将所述电压差与阈值电压进行比较。


5.根据权利要求4所述的电容式感测结构，其中，所述阈值电压是所述第二变化后的电压的20％。


6.根据权利要求1所述的电容式感测结构，其中所述第一感测电极是菱形形状。


7.根据权利要求6所述的电容式感测结构，其中所述传输电极是菱形形状。


8.根据权利要求7所述的电容式感测结构，其中所述传输电极包括开口区域，用以允许至所述第一感测电极的电连接。


9.根据权利要求7所述的电容式感测结构，其中所述第一感测电极和所述传输电极被第一间隙分隔开。


10.根据权利要求7所述的电容式感测结构，其中所述第二感测电极是菱形形状。


11.根据权利要求10所述的电容式感测结构，其中所述第二感测电极包括开口区域，用以允许至所述第一感测电极的电连接、以及至所述传输电极的电连接。


12.根据权利要求10所述的电容式感测结构，其中所述传输电极和所述第二感测电极被第二间隙隔开。


13.一种电容式感测电路，包括：
电容式感测结构，所述电容式感测结构包括：
第一感测电极，所述第一感测电极位于第一层中，并且被配置成用于感测第一电容，并且产生表明所述感测的第一电容的第一感测信号；以及
传输电极，位于所述第一层中；
第二感测电极，所述第二感测电极位于所述第一层中，并且被定位成围绕所述电容式感测结构的周边的至少90％，所述第二感测电极被配置成用于感测第二电容，并且产生表明所述感测的第二电容的第二感测信号；以及
控制器电路，所述控制器电路被配置成用于接收所述第一感测信号和所述第二感测信号，用于将所述感测的第一电容的变化与所述感测的第二电容的变化进行比较，并且用于基于所述感测的第一电容的所述变化与所述感测的第二电容的所述变化之间的比较来产生表明用户触摸的输出信号。

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【专利技术属性】
技术研发人员：P·钱德兰，GH·洛，R·布哈蒂亚，Y·昂，
申请(专利权)人：意法半导体亚太私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG