电容式传感阵列中提高的边缘精度制造技术

本发明专利技术描述一种电容式传感阵列，其经配置以提高检测导电物体存在时的边缘精度。在一项实施例中，电容式传感阵列包括具有非均匀节距的至少一个第一组传感元件，其设置在所述电容式传感阵列的第一纵轴上。所述节距包括所述传感元件的宽度和所述传感元件之间的间距。

【技术实现步骤摘要】
电容式传感阵列中提高的边缘精度相关申请案本申请主张2011年8月24日申请的PCT/US11/48908，IP/US的权益。
本专利技术涉及用户接口装置领域，确切地说，涉及电容式传感装置。
技术介绍
电容式传感阵列可用于替代机械式按钮、旋钮或其他类似机械式用户接口控制装置。使用电容式传感元件可消除复杂的机械式开关和按钮，从而在恶劣的条件下提供可靠的操作。此外，电容式传感元件广泛用于现代客户应用中，从而在现有产品中提供新的用户接口选项。电容式传感元件可采用电容式传感阵列的形式布置成触摸传感表面。当例如手指等导电物体接触或靠近触摸传感表面时，一个或多个电容式触摸传感元件的电容会发生改变。电容式触摸传感元件的电容的改变可通过电路进行测量。电路将所测量的电容式触摸传感元件的电容转换成数字值。现在的工业和消费市场中普遍存在利用电容式传感阵列的透明触屏。它们可应用于手机、GPS装置、照相机、计算机屏幕、MP3播放器、数字化板等设备。在现代手机和智能手机中，由于用户互动的可用空间较小，因此触屏区域是制造商关注的焦点。因此，制造商探索一种既能最大化可用区域又能保持标准位置跟踪精度的触屏。但是，传统设计的触屏在边缘附近存在较为严重的位置跟踪错误。图1所示为具有均匀宽度条或传感元件的电容式传感阵列面板100的传统模型设计。电容式传感阵列面板100包括NxM传感元件矩阵，所述矩阵包括发射(“Tx”)传感元件102和接收(“Rx”)传感元件104。NxM传感元件矩阵中的发射传感元件和接收传感元件可经布置以使每个发射传感元件与每个接收传感元件交叉。因此，每个发射传感元件与每个接收传感元件电容耦合。例如，在发射传感元件102与接收传感元件104的交叉点上，发射传感元件102与接收传感元件104电容耦合。发射传感元件102与接收传感元件104的交叉部分称为一个传感元件。应注意的是，如受益于本专利技术的所属领域的一般技术人员所了解，在图1所公开的实施例中，Tx传感元件的轴的方向可与Rx传感元件进行切换。由于发射传感元件与接收传感元件之间电容耦合，应用于每个发射传感元件的Tx信号(未图示)会因感应而在每个接收传感元件上产生电流。例如，当Tx信号应用于发射传感元件102时，Tx信号会因感应而在接收传感元件104上产生Rx信号(未图示)。当例如手指等导电物体接近NxM传感元件矩阵时，物体将通过改变连接点处的互电容，或Tx和Rx传感元件之间的交叉点处的互电容来调制信号。由于手指一般会激活约三至五个相邻连接点，因此可易于获得信号轮廓。因此，通过此轮廓分布可使用质心算法确定手指位置。如图1所示，Tx传感元件102和Rx传感元件104具有均匀穿过面板的传感器宽度。这些传感元件称为均匀宽度传感元件。此传统设计的一个问题在于，中心区域和边缘区域之间的精度变化。边缘区域通常定义为与触摸面板的物理边缘相距一个传感器节距的范围，而其他范围则称作中心区域。传感器节距的尺寸通常是一个传感元件的宽度。在触摸面板的应用中，精度定义为导电物体在触摸面板上或附近的位置与触摸面板感测到的位置之间的误差。通常，中心区域内的精度显著高于边缘区域内的精度。例如，此模型沿着传统电容式传感阵列边缘的精度通常比阵列中心区域中的精度低至少三倍。精度的这种显著差异的主要原因在于，当手指落在边缘传感器上时，会切断面板边缘的信号轮廓。没有完整的信号轮廓，质心算法中对手指质心的确定会不可避免地出现一些误差，因为信息不平衡会导致系统质心沿着面板边缘偏移。
技术实现思路
本专利技术涉及一种电容式传感阵列，所述阵列包括：具有非均匀节距的第一组传感元件，其设置在所述电容式传感阵列的第一纵轴上，其中所述节距包括所述传感元件的宽度和所述传感元件之间的间距。本专利技术进一步涉及一种电容式传感阵列，所述阵列包括：具有非均匀第一节距的第一组传感元件，其设置在所述电容式传感阵列的第一纵轴上；其中所述第一节距包括第一传感元件的第一宽度和所述第一组传感元件之间的第一间距；以及具有非均匀第二节距的第二组传感元件，其设置在所述电容式传感阵列的第二纵轴上，其中所述第二纵轴实质上垂直于所述第一纵轴，其中所述第二节距包括第二传感元件的第二宽度和所述第二组传感元件之间的第二间距。附图说明图1所示为具有均匀宽度条的互电容式传感阵列的传统设计；图2所示方框图说明了电子系统的一项实施例，根据本专利技术的各实施例，所述电子系统具有处理装置，其用于检测电容式传感阵列上导电物体的存在，所述电容式传感阵列具有传感元件，其具有非均匀节距；图3所示为传感元件的电容式传感阵列的一项实施例的平面图，所述传感元件具有非均匀节距和不同的传感元件宽度；图4所示为传感元件的电容式传感阵列的一项实施例的平面图，所述传感元件具有非均匀节距，以及传感元件之间的不同间距；图5A所示为传感元件的电容式传感阵列的一项实施例的平面图，所述传感元件具有非均匀节距和不同的传感元件宽度，以及传感元件之间的不同间距；图5B所示为传感元件的电容式传感阵列的另一项实施例的平面图，所述传感元件具有非均匀节距和不同的传感元件宽度，以及传感元件之间的不同间距；图6所示为传感元件的电容式传感阵列的另一项实施例的平面图，所述传感元件具有非均匀节距；图7所示为具有传感元件组合的互电容式传感阵列的一项实施例的平面图，所述传感元件具有均匀节距和非均匀节距；图8A所示为传感元件的互电容式传感阵列的另一项实施例的平面图，所述传感元件具有非均匀节距和不同的传感元件宽度；图8B所示为根据一项实施例的具有单通路的图8A所示互电容式传感阵列的平面图；图8C所示为根据另一项实施例的具有双通路的图8A所示互电容式传感阵列的平面图；图9A至图9C所示为互电容式传感阵列的组合式分层结构的实施例；图10所示为菱形传感元件的电容式传感阵列的示例性平面图。具体实施方式本专利技术描述一种电容式传感阵列，其经配置以提高检测导电物体是否存在时的边缘精度。在一项实施例中，电容式传感阵列包括具有非均匀节距的至少一个第一组传感元件，所述传感元件设置在电容式传感阵列的第一纵轴上。本专利技术中定义的节距包括传感元件的宽度和传感元件之间的间距。本文中描述的实施例经配置以提高电容式传感阵列的边缘精度。如上所述，在触摸面板的应用中，精度定义为导电物体在触摸面板上或附近的位置与触摸面板感测到的位置之间的误差。所感测到的或计算得出的位置基于电容式传感电路检测到的导电物体存在的整体信号幅度和轮廓。例如，单个手指触摸生成跨传感元件邻域的信号，从而产生信号轮廓。信号衰减或变形的信号轮廓会导致精度问题，其中包括触摸面板的中心区域和边缘区域之间的精度变化。如上所述，边缘区域通常定义为与触摸面板的物理边缘相距一个传感器节距的范围，而其他范围则称作中心区域。中心区域内的精度显著高于边缘区域，例如，与边缘区域处约1.5mm的精度相比，中心区域处的精度为约0.5mm(低约至少三倍)。本文中所述的实施例提高边缘区域内的精度。为进行阐释，以下说明列出许多具体细节，以有助于深入了解本专利技术。但所属领域的技术人员将显而易见的认识到，本专利技术可在没有这些具体细节的情况下进行实践。在其他实例中，公知的电路、结构和技术并未进行详细说明，但在方框图中进行了图示，以免不必要地模糊对本说明书的理解。说明书中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容式传感阵列，其特征在于，所述阵列包括：具有非均匀节距的第一组传感元件，其设置在所述电容式传感阵列的第一纵轴上，其中所述节距包括所述传感元件的宽度和所述传感元件之间的间距。

【技术特征摘要】
2011.08.24 US PCT/US2011/048908;2011.09.01 US 13/1.一种电容式传感阵列，其特征在于，所述阵列包括：具有多个非均匀节距的第一组传感元件，所述第一组传感元件被设置在所述电容式传感阵列的第一纵轴上，其中所述第一组传感元件的一传感元件的节距包括该传感元件的宽度和该传感元件与所述第一组传感元件中的相邻传感元件之间的间距，其中该传感元件不通过导体被直接耦合到所述第一组传感元件的任何其他传感元件，该传感元件的宽度不同于所述相邻传感元件的宽度，并且在所述第一组传感元件的多个传感元件之间的间距是非均匀的。2.根据权利要求1所述的电容式传感阵列，其特征在于，大于两个的所述传感元件的宽度是非均匀的。3.根据权利要求1所述的电容式传感阵列，其特征在于，大于两个的所述传感元件的宽度是均匀的。4.根据权利要求1所述的电容式传感阵列，其特征在于，所述第一组传感元件包括第一传感元件，其具有的节距小于所述第一组传感元件的另一个传感元件的节距。5.根据权利要求4所述的电容式传感阵列，其特征在于，所述第一传感元件是边缘传感元件，与所述第一组传感元件的任何其他传感元件相比，所述第一传感元件设置成更接近所述电容式传感阵列的边缘。6.根据权利要求4所述的电容式传感阵列，其特征在于，所述第一组传感元件的另外的传感元件是内传感元件，与设置成比所述内传感元件更接近所述电容式传感阵列的边缘的所述第一组传感元件的边缘传感元件相比，所述另外的传感元件设置成更接近所述电容式传感阵列的中心。7.根据权利要求1所述的电容式传感阵列，其特征在于，进一步包括第二组传感元件，所述第二组传感元件设置在所述电容式传感阵列的第二纵轴上，其中所述第二纵轴垂直于所述第一纵轴。8.根据权利要求7所述的电容式传感阵列，其特征在于，所述阵列耦接到处理装置，其中所述处理装置用以检测导电物体的存在，所述处理装置还用以使用具有非均匀节距的所述第一组传感元件作为发射Tx传感元件和接收Rx传感元件中的一个，且使用所述第二组传感元件作为所述Tx传感元件和所述Rx传感元件中的另一个。9.一种电容式传感阵列，其特征在于，所述阵列包括：具有多个非均匀第一节距的第一组传感元件，所述第一组传感元件是由导电材料构成的并设置在所述电容式传感阵列的第一纵轴上；其中所述第一节距中的每一个包括所述第一组传感元件中的一个传感元件的第一宽度和该一个传感元件与所述第一组传感元件中的相邻传感元件之间的第一间距，其中该一个传感元件不通过所述导电材料被耦合到所述相邻传感元件，并且其中该一个传感元...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘涛，蔡明进，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：