在電容感測期間使用印刷電路以偏移電荷的制作方法
【專利說明】在電容感測期間使用印刷電路以偏移電荷
[0001]相關(guān)美國專利申請的交叉引用
本申請主張2013年9月26日提交的、標題為“USING A PRINTED CIRCUIT TO OFFSETCHARGE DURING CAPACITIVE SENSING”、作者Adam Schwartz、代理人案號SYNA-20130318-
02、并且被轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人的共同待審的美國專利申請?zhí)?4/038，466的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。
【背景技術(shù)】
[0002]包括近距離傳感器裝置(通常也稱為觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛使用于各種電子系統(tǒng)中。近距離傳感器裝置通常包括感測區(qū)域，所述感測區(qū)域常常由表面所劃界，在所述感測區(qū)域中近距離傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置和/或運動。近距離傳感器裝置可以用來為電子系統(tǒng)提供接口。例如，近距離傳感器裝置常常被用作大型計算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如集成在膝上型計算機或臺式計算機中的、或者外設(shè)于膝上型計算機或臺式計算機的不透明觸摸板)。近距離傳感器裝置還常常用在較小型計算系統(tǒng)中(諸如集成在蜂窩電話和平板電腦中的觸摸屏)。這種觸摸屏輸入裝置通常疊加在電子系統(tǒng)的顯示器之上或否則與電子系統(tǒng)的顯示器并置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]
在電容感測的方法中，絕對電容感測信號被驅(qū)動通過印刷電路的多個路徑跡線中的至少一個。以傳感器電極圖案中的多個傳感器電極中的至少一個傳感器電極來執(zhí)行絕對電容感測。所述至少一個傳感器電極與多個路徑跡線中的至少一個耦接。在覆蓋了多個路徑跡線中的至少一個的平行導體上發(fā)送偏移信號，使得電荷在絕對電容感測期間被從多個路徑跡線中的至少一個偏移。
【附圖說明】
[0004]
在本【附圖說明】中所參考的附圖除非特別指出否則不應(yīng)該被理解為按比例繪制。包含在【具體實施方式】中并且形成【具體實施方式】的一部分的附圖示意了不同的實施方式，并且與【具體實施方式】一起用來說明下面所討論的原理，其中相同的標號表示相同的元件，并且:
圖1是根據(jù)實施例的示例輸入裝置的框圖；
圖2示出了根據(jù)一些實施例的、示例傳感器電極圖案的一部分，所述示例傳感器圖案可以在傳感器中被使用以生成輸入裝置的全部或部分感測區(qū)域，諸如觸摸屏；
圖3示意了根據(jù)不同的實施例的、示例處理系統(tǒng)的一些組件的框圖，所述示例處理系統(tǒng)可以與電容感測裝置一起被使用；
圖4示意了根據(jù)一些實施例的、在電容感測輸入裝置內(nèi)可用的示例柔性印刷電路的平面圖； 圖5示意了根據(jù)一些實施例的、在電容感測輸入裝置內(nèi)可用的示例柔性印刷電路的平面圖；
圖6示意了根據(jù)一些實施例的、在電容感測輸入裝置內(nèi)可用的示例印刷電路的平面圖；圖7示意了根據(jù)一些實施例的、在電容感測輸入裝置內(nèi)可用的示例印刷電路的平面圖；圖8示意了根據(jù)一些實施例的、圖7的印刷電路的示例柔性印刷電路實現(xiàn)方式的側(cè)截面分解圖；
圖9A示出了根據(jù)一些實施例的、通過印刷電路與傳感器電極耦接的處理系統(tǒng)的一部分的電路圖；
圖9B示出了根據(jù)一些實施例的、通過印刷電路與傳感器電極耦接的處理系統(tǒng)的一部分的電路圖；并且
圖10示意了可以用在不同的實施例中的一些示例信號的對比；并且圖1lA和IlB示意了根據(jù)不同的實施例的、電容感測的方法。
【具體實施方式】
[0005]以下的【具體實施方式】僅通過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【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或【附圖說明】或以下【具體實施方式】中的明確的或暗示的理論所約束。
[0006]討論概述
在本文中，描述了提供了輸入裝置、處理系統(tǒng)、以及促進改善的可用性的方法的不同的實施例。本文所描述的不同的實施例中，輸入裝置可以是電容感測輸入裝置。使用本文所描述的技術(shù)，通過在電容感測期間偏移電荷可以實現(xiàn)效率。也就是說，印刷電路上的導體可以用來偏移電荷，所述印刷電路上的導體覆蓋并且平行于印刷電路的路徑跡線。例如，信號可以在平行導體上被驅(qū)動，使得平行導體與路徑跡線之間的電容耦合以與路徑跡線耦接的傳感器電極偏移在絕對電容感測期間所體驗的一些量的背景電容。
[0007]討論以對示例輸入裝置的描述開始，可以或可基于所述示例輸入裝置來實施本文所描述的不同的實施例。示例傳感器電極圖案進而被描述。接下來是對示例處理系統(tǒng)和它的一些組件的描述?？梢砸暂斎胙b置使用處理系統(tǒng)，諸如電容感測輸入裝置。具有平行導體的幾個示例印刷電路被描述，所述平行導體覆蓋路徑跡線。通過印刷電路與傳感器電極耦接的處理系統(tǒng)的電路圖被描述，大量可以用在處理系統(tǒng)和印刷電路中的信號同樣被描述。對電容感測輸入裝置、處理系統(tǒng)和其組件、以及印刷電路的操作進而進一步結(jié)合對電容感測方法的描述而被描述。
[0008]示例輸入裝置
現(xiàn)在轉(zhuǎn)看附圖，圖1是根據(jù)不同實施例的示例性輸入裝置100的框圖。輸入裝置100可以被配置以向電子系統(tǒng)/裝置150提供輸入。如在本文檔中所使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)泛指任何能夠電子化處理信息的系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有尺寸和形狀的個人計算機，諸如臺式計算機、膝上型計算機、上網(wǎng)本、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器、以及個人數(shù)字助理(PDA)等。額外的示例電子系統(tǒng)包括復合輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和分離的搖桿或按鍵開關(guān)在內(nèi)的物理鍵盤。進一步的示例電子系統(tǒng)包括外設(shè)，諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遠程遙控和鼠標)和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏和打印機)。其他示例包括遠程終端、信息亭(k1sk)、以及視頻游戲機(例如視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置、以及諸如此類的)。其他示例包括通信裝置(包括諸如智能電話的蜂窩電話)和媒介裝置(包括記錄器、編輯器、以及諸如電視、機頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字攝像機的播放器)。另外，電子系統(tǒng)可以是輸入裝置的主裝置或從裝置。
[0009]輸入裝置100可被實施為電子系統(tǒng)150的物理部件，或可與電子系統(tǒng)150物理上分離。視情況而定，輸入裝置100可以使用以下中的任何一個或多個部件與電子系統(tǒng)的部件通信:總線、網(wǎng)絡(luò)、以及其他有線或無線的相互連接。示例包括但不限于:集成電路間(I2C)、串行外設(shè)接口(SPI)、個人系統(tǒng)2 (PS/2)、通用串行總線(USB)、藍牙(Bluetooth? )、射頻(RF)、以及紅外數(shù)據(jù)組織IrDA。
[0010]在圖1中，輸入裝置100被示出為近距離傳感器裝置(也常常被稱為“觸摸板”或者“觸摸傳感器裝置”)，所述近距離傳感器裝置被配置以對由一個或多個輸入對象140在感測區(qū)域120中的所提供的輸入進行感測。如圖1中所示，示例輸入對象包括手指和觸控筆。
[0011]感測區(qū)域120包含位于輸入裝置100上、周圍、內(nèi)和/或附近的任何空間，在所述空間中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如，由一個或多個輸入對象140所提供的用戶輸入)。具體感測區(qū)域的尺寸、外形和位置可以隨不同的實施例而大不相同。在一些實施例中，感測區(qū)域120在一個或多個方向上從輸入裝置100的表面向空間中延伸，直到信噪比妨礙了足夠精確的對象檢測為止。在不同的實施例中，該感測區(qū)域120在特定方向上所延伸的距離可以是小于I毫米、多個毫米、厘米、或更大長度單位的數(shù)量級，并且可以隨著所使用的感測技術(shù)的類型和所需要的精確度而顯著變化。因此，一些實施例感測包括與輸入裝置100的任何表面都沒有接觸的、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)接觸的、與耦合具有一些量的施加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面接觸的、以及/或者它們的組合的輸入。在不同的實施例中，輸入表面可以由傳感器電極駐存于其內(nèi)的外殼的表面、由應(yīng)用于傳感器電極之上的面板或任何外殼等提供。在一些實施例中，感測區(qū)域120在被投影到輸入裝置100的輸入表面上時，具有矩形形狀。在一些實施例中，感測區(qū)域120在被投影到輸入裝置100的輸入表面上時，具有矩形外形。
[0012]輸入裝置100可以使用任何傳感器組件和感測技術(shù)的組合來檢測感測區(qū)域120中的用戶輸入。輸入裝置100包括一個或多個用于檢測用戶輸入的感測元件。如非限制性示例，輸入裝置100可以使用電容技術(shù)。
[0013]一些實現(xiàn)方式被配置以提供跨一維、二維、三維、或更高維的空間的圖像。一些實現(xiàn)方式被配置以提供輸入沿特定軸線或平面的投影。
[0014]在輸入裝置100的一些電容實現(xiàn)方式中，電壓或電流被施加以創(chuàng)建電場。附近的輸入對象引起電場的變化，并且在電容耦合中產(chǎn)生可檢測的變化，所述變化可以被檢測為電壓變化、電流變化、或諸如此類的。
[0015]—些電容實現(xiàn)方式使用陣列或者其他常規(guī)的或非常規(guī)的電容感測元件的圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容實現(xiàn)方式中，分離的感測元件可以是歐姆短路在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容實現(xiàn)方式使用可以是電阻均勻的電阻薄片。
[0016]—些電容實現(xiàn)方式使用基于傳感器電極與輸入對象之間的電容耦合的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在不同的實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極附近的電場，從而改變所測量的電容耦合。在一個實現(xiàn)方式中，絕對電容感測方法通過相對于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極、并且通過檢測傳感器電極與輸入對象之間的電容耦合來操作。
[0017]一些電容實現(xiàn)方式使用基于傳感器電極之間的電容耦合的變化的“互電容”(或“跨越電容”)感測方法。在不同的實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極之間的電場，從而改變了所測量的電容耦合。在一個實現(xiàn)方式中，跨越電容感測方法通過檢測一個或多個發(fā)送器傳感器電極(也叫“發(fā)送器電極”或“發(fā)送器”)與一個或多個接收器傳感器電極(也叫“接收器電極”或“接收器”)之間的電容耦合來操作。發(fā)送器和接收器可被共同地稱為傳感器電極或傳感器元件。發(fā)送器傳感器電極可以相對于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)被調(diào)制以發(fā)送發(fā)送器信號。接收器傳感器電極可以相對于參考電壓基本上保持恒定以促進對合成信號的接收。合成信號可以包括對應(yīng)于一個或多個發(fā)送器信號、和/或?qū)?yīng)于一個或多個環(huán)境干擾源(例如，其他電磁信號)的效果(一種或多種)。傳感器電極可以是專用的發(fā)送器或接收器，或者可以被配置為既發(fā)送又接收。在一些實施例中，當沒有發(fā)送器電極正在發(fā)送(例如，發(fā)送器電極被禁用)時，一個或多個接收器電極可以被操作以接收合成信號。以這種方式，合成信號代表了在感測區(qū)域120的操作環(huán)境中所檢測的噪聲。
[0018]在圖1中，處理系統(tǒng)110被示出為輸入裝置100的一部分。處理系統(tǒng)110被配置以操作輸入裝置100的硬件從而檢測感測區(qū)域120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個或多個集成電路(IC)和/或其他電路系統(tǒng)組件的部分或全部。(例如，用于互電容傳感器裝置的處