單層電容性成像傳感器的製造方法

2023-05-31 23:11:51

單層電容性成像傳感器的製造方法
【專利摘要】本發明的實施例一般提供一種輸入裝置，其包括多個按照期望的方式互連以獲得輸入對象位置信息的感測元件，使得所獲得的位置信息能夠被其他系統組件用來控制顯示器或其他有用的系統組件。本文描述的實施例的一個或多個使用本文公開的一個或多個技術和傳感器電極陣列配置來減少或最小化感測在輸入裝置的感測區內的輸入對象的位置所需的跡線和/或電極的數量。
【專利說明】單層電容性成像傳感器

【技術領域】
[0001]本發明的實施例一般涉及用於感測輸入對象在接近感測裝置的感測區上的位置的系統和方法。

【背景技術】
[0002]包括接近傳感器裝置(也通常被稱為觸摸墊或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置廣泛應用於多種電子系統中。接近傳感器裝置典型地包括通常由表面區分的感測區，在其中接近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。接近傳感器裝置可用於為電子系統提供接口。例如，接近傳感器裝置通常用作較大型計算系統的輸入裝置，諸如集成在或外設於筆記本或桌面型電腦的不透明觸摸墊。接近傳感器裝置也經常用於較小型計算系統中，諸如集成在蜂窩電話中的觸控螢幕。
[0003]接近傳感器裝置典型地與諸如存在於電子或計算系統中的顯示或輸入裝置的其他支持組件組合使用。在一些配置中，接近傳感器裝置耦合到這些支持組件以提供期望的組合功能或提供合意的完全裝置包。許多市場有售的接近傳感器裝置使用一個或多個諸如電容性或電阻性感測技術的電氣技術來確定輸入對象的存在、位置和/或運動。典型地，接近傳感器裝置使用傳感器電極的陣列來檢測輸入對象的存在、位置和/或運動。由於通常大量傳感器電極用於以期望的精度感測輸入對象的存在和位置，以及也由於將這些傳感器電極的每個連接至電子或計算系統中的各種信號產生和數據採集組件的需要，與形成這些互連關聯的成本、系統的可靠性和接近傳感器裝置的總體大小通常不合期望地大並且複雜。在成形的電子裝置中減少電氣組件的成本和/或大小是消費和工業電子行業的普遍目標。本領域技術人員將注意到放置在接近傳感器裝置上的成本和大小限制通常由所要求的跡線的數量、所要求的連接點的數量、連接組件的複雜性(例如連接器上的管腳數量)和用於將傳感器電極互連到控制系統的柔性組件的複雜性而產生。
[0004]此外，用於將傳感器電極互連到計算機系統的跡線的長度越大，接近傳感器裝置越易受幹擾的影響，幹擾諸如為電磁幹擾(EMI)，通常由其他支持組件產生。這些支持組件提供的幹擾將有害地影響接近感測裝置採集的數據的可靠性和精度。
[0005]因此，存在對形成接近感測裝置的設備和方法的需求，該接近感測裝置是可靠的，提供持續的和精確的位置感測結果，製造不昂貴並且能夠集成在期望大小的電子系統內。


【發明內容】

[0006]本發明的實施例一般提供一種輸入裝置，其具有減少的系統複雜性、較小的總體物理大小和低的生產成本。本文描述的輸入裝置能夠基於輸入對象與輸入裝置的輸入區交替所產生的信號提供更可靠的和更精確的位置感測數據和/或位置感測結果。本發明的實施例一般提供輸入裝置，其使用傳感器電極的陣列和/或傳感器電極互連方案來形成位置感測數據。本文描述的發明的實施例從而提供用於通過觸摸感測裝置而可靠地感測對象的存在的改進的設備和方法。同樣，本文描述的實施例的一個或多個使用本文公開的技術和電極陣列配置的一個或多個來減少或最小化在感測區內感測輸入對象位置所需的跡線和/或傳感器電極的數量。
[0007]本發明的實施例一般提供一種電容性圖像傳感器，其包括第一集合傳感器電極和第二集合傳感器電極。第一集合傳感器電極包括第一傳感器電極、第二傳感器電極和第三傳感器電極。第一傳感器電極電耦合到第三傳感器電極。第二集合傳感器電極包括第四傳感器電極和第五傳感器電極，其中第四傳感器電極配置成與第一傳感器電極電容性耦合，並且第五傳感器電極配置成與第三傳感器電極電容性耦合。
[0008]本發明的實施例還可提供一種電容性圖像傳感器，其包括布置在襯底第一表面上的第一傳感器電極，布置在襯底第一表面上的第二傳感器電極，以及布置在襯底第一表面上的第三傳感器電極。第三傳感器電極布置在第一傳感器電極和第二傳感器電極之間，並且與第一傳感器電極互相交叉以及與第二傳感器電極互相交叉。
[0009]本發明的實施例還可提供一種觸控螢幕，其包括布置在襯底上的傳感器處理器和多個傳感器電極，該多個傳感器電極包括布置在襯底第一表面上的第一傳感器電極，布置在襯底第一表面上的第二傳感器電極和布置在襯底第一表面上的第三傳感器電極。第三傳感器電極部分地圍繞第一傳感器電極並且部分地圍繞第二傳感器電極，以及第三傳感器電極的至少一部分布置在第一傳感器電極和第二傳感器電極之間。傳感器處理器通信地耦合到第一、第二和第三傳感器電極，並且配置成在第一或第二傳感器電極被驅動用於電容性感測時接收第三傳感器電極接收到的結果信號。傳感器處理器還包括耦合到第三接收器電極的第一接收器通道，並且其中第一接收器通道包括電荷存儲器。
[0010]本發明的實施例還可提供一種電容性圖像傳感器，其包括第一集合傳感器電極和第二集合傳感器電極。第一集合傳感器電極包括第一傳感器電極、第二傳感器電極和第三傳感器電極，以及第一傳感器電極電耦合到第三傳感器電極。第二集合傳感器電極包括第四傳感器電極和第五傳感器電極，其中第四傳感器電極配置成與第一傳感器電極電容性耦合，並且第五傳感器電極配置成與第三傳感器電極電容性f禹合。
[0011]本發明的實施例還可提供一種觸控螢幕，其包括布置在透明襯底的表面上的多個傳感器電極，該多個傳感器電極包括第一集合傳感器電極、第二集合傳感器電極和傳感器處理器。第一集合傳感器電極包括第一接收器電極、第二接收器電極和第三接收器電極，並且第一接收器電極電耦合到第三接收器電極。第二集合傳感器電極包括第一發射器電極和第二發射器電極，其中第一發射器電極配置成與第一接收器電極電容性耦合，並且第二發射器電極配置成與第三接收器電極電容性耦合。傳感器處理器通信地耦合到第一和第二接收器電極，並且配置成在第一或第二發射器電極被驅動用於電容性感測時接收第一、第二和第三接收器電極接收到的結果信號，其中傳感器處理器包括耦合到第一接收器電極的第一接收器通道和耦合到第二接收器電極的第二接收器通道，並且其中第一和第二接收器通道包括電荷存儲器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了使本發明上述特徵能夠以詳細的方式來理解，通過參考實施例作出在上面簡要總結的、本發明的更具體的描述，其中一些實施例在附圖中例示。但要注意，因本發明可容許其他相等地有效的實施例，這些附圖僅例示本發明典型的實施例，並不因此被認為限定本發明的範圍。
[0013]圖1是依照本發明的實施例的、一示例性輸入裝置的示意性框圖。
[0014]圖2A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示輸入裝置的示意圖。
[0015]圖2B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示輸入裝置的一部分的示意圖。
[0016]圖3A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、列出能夠用於輸入裝置中的傳感器電極配置的一些不例的表格。
[0017]圖3B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示在圖3A所示的表格中列出的傳感器電極配置的示意圖。
[0018]圖3C是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示在圖3A所示的表格中列出的傳感器電極配置的示意圖。
[0019]圖4A-4K各自是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示定位形成傳感器電極的陣列的多個傳感器電極的示意圖。
[0020]圖5A-5C各自是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示定位形成傳感器電極的陣列的多個傳感器電極的示意圖。
[0021]圖6A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0022]圖6B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0023]圖7是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0024]圖8是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示定位形成傳感器電極的陣列的多個傳感器電極的示意圖。
[0025]圖9A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0026]圖9B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0027]圖10是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0028]圖1lA是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0029]圖1lB是根據本文描述的實施例的一個或多個的、圖1lA中示出的傳感器電極的陣列的一部分的放大示意圖。
[0030]圖12A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0031]圖12B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0032]圖13是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0033]圖14是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示定位形成傳感器電極陣列的多個傳感器電極的示意圖。
[0034]圖15是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0035]圖16A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0036]圖16B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、圖16A中示出傳感器電極陣列的一部分的放大不意圖。
[0037]圖17A是根據本文描述的實施例的一個或多個的、例示包括多個傳感器電極的陣列(每個陣列包含多個傳感器電極)的傳感器電極集合的示意圖。
[0038]圖17B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、圖17A中示出的傳感器電極陣列的一部分的放大示意圖。
[0039]為促進理解，已儘可能使用同樣的參考標號來標明對附圖而言是共同的同樣元件。應預期到，在一個實施例中公開的元件可不經明確的敘述、而在其他實施例中可獲益地使用。這裡所指的附圖不應被理解為按比例繪製，除非特別說明。同樣，通常簡化附圖，並且省略細節或組件以便陳述和解釋的清楚。附圖及討論服務於解釋下面討論的原理，其中類似的標註表示類似的元件。

【具體實施方式】
[0040]下面詳細描述本質上僅僅是示範性的，並不意圖限制本發明或本發明的應用和使用。而且，不存在由在先【技術領域】、【背景技術】、
【發明內容】
或下面【具體實施方式】中提出的、任何表達的或暗示的理論所約束的意圖。
[0041]本發明的實施例一般提供一種輸入裝置，其具有減少的系統複雜性、小的總體物理大小和低的生產成本。本文討論的實施例的一個或多個包括輸入裝置，其包括多個感測元件，它們以期望的方式互連以可靠地並且精確地獲得輸入對象的位置信息。獲得的位置信息可用於控制系統的操作模式，以及諸如光標移動、選擇、菜單導航和其他功能的圖像用戶界面(GUI)動作。在一個實施例中，一個或多個電容性感測技術和/或新穎的傳感器電極陣列配置用於減少或最小化在輸入裝置的感測區內感測輸入對象位置信息所需的跡線和/或傳感器電極的數量。
[0042]圖1是依照本發明的實施例的、示例性輸入裝置100的框圖。在圖1中，輸入裝置100為接近傳感器裝置(例如「觸摸墊」、「觸控螢幕」、「觸摸傳感器裝置」)，其配置成感測位於感測區120中的一個或多個輸入對象140提供的輸入。示例輸入對象包括手指和觸筆，如圖1所示。在本發明的一些實施例中，輸入裝置100可配置成向電子系統150提供輸入，其有時在本文中被稱為「主機」。如這篇文檔所使用的，術語「電子系統」(或「電子裝置」)廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統。電子系統的一些非限定性的示例包括所有大小和形狀的個人電腦、例如桌上型電腦、膝上型電腦、上網本電腦、平板電腦、網頁瀏覽器、電子書閱讀器以及個人數字助手(PDA)。電子系統的附加示例包括合成輸入裝置，例如包括輸入裝置100和獨立操縱杆或鍵開關的物理鍵盤。電子系統150的另外示例包括外設，例如數據輸入裝置(例如遠程控制項和滑鼠)和數據輸出裝置(例如顯示屏和印表機)。其他示例包括遠程端、廣告亭和視頻遊戲機(例如視頻遊戲控制臺、可攜式遊戲裝置等)、通信裝置(例如，諸如智慧型電話的蜂窩電話)，以及媒體裝置(例如錄音機、編輯器和播放器，諸如電視、機頂盒、音樂播放器、數字相片框和數位相機)。此外，電子系統可能為輸入裝置的主機或從機。
[0043]輸入裝置100能夠實現為電子系統150的物理部件，或能夠物理地獨立於電子系統。視情況而定，輸入裝置100可使用下列項的一個或多個與電子系統150的部件通信:總線、網絡以及其他有線或無線互連。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行總線(USB)、藍牙、RF以及IRDA。
[0044]感測區120包含輸入裝置100上面的、周圍的、內部和/或附近的任何空間，在其中輸入裝置100能夠檢測通過一個或多個輸入對象140所提供的用戶輸入。特定感測區的大小、形狀和位置可逐個實施例地大範圍地變化。在一些實施例中，感測區120從輸入裝置100的一表面沿一個或多個方向延伸到空間中，直至信噪比阻止充分準確的對象檢測。這個感測區120沿一特定方向延伸的距離，在不同的實施例中，可以大約少於一毫米、數毫米、數釐米、或更多，而且該距離可隨使用的感測技術的類型和期望精度而極大地變化。因此，一些實施例感測輸入，該輸入包括不與該輸入裝置100任何表面接觸、與該輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)接觸、與耦合一定量外加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面接觸、和/或它們的組合。在各種實施例中，輸入表面可由傳感器電極位於其內的殼體的表面來提供，可由施加在傳感器電極或任何殼體之上的面板來提供等。在一些實施例中，感測區120在投射到該輸入裝置100的輸入表面之上時具有矩形形狀。
[0045]輸入裝置100可使用傳感器組件和感測技術的任何組合來檢測感測區120中的用戶輸入。輸入裝置100 —般包括一個或多個用於檢測用戶輸入的感測元件121。作為幾個非限定性示例，輸入裝置100中的一個或多個感測元件121可使用電容性、倒介電、電阻性、電感性、磁聲、超聲、和/或光技術來檢測輸入對象140的位置或運動。一些實現配置為提供跨越一維、二維、三維或更高維空間的感測圖像。
[0046]在圖1中，處理系統110示出為輸入裝置100的部件。處理系統110配置成操作輸入裝置100的硬體來檢測感測區120中的輸入。處理系統110包括一個或多個集成電路(IC)和/或其他電路組件的部分或全部。在一些實施例中，處理系統110還包括電子可讀指令，諸如固件代碼、軟體代碼和/或其他。在一些實施例中，組成處理系統110的組件被放置在一起，諸如在輸入裝置100的(一個或多個)感測元件121附近。在其他實施例中，處理系統I1的組件在物理上分離，其中一個或多個組件靠近輸入裝置100的感測元件121，並且一個或多個組件在別處。例如，輸入裝置100可為耦合到桌上型電腦的外設，並且處理系統110可包括配置成在桌上型電腦的中央處理單元上運行的軟體以及與該中央處理單元分離的一個或多個IC(可能具有關聯的固件)。作為另一示例，輸入裝置100可物理地集成在電話中，並且處理系統110可包括作為該電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實施例中，處理系統I1專用於實現輸入裝置100。在其他實施例中，該處理系統110也執行其他功能，例如操作顯示屏、驅動觸覺制動器等。
[0047]處理系統110可實現為處理輸入裝置100的不同功能的模塊集合。每一模塊可包括作為該處理系統110的一部分的電路、固件、軟體或它們的組合。在各種實施例中，可使用模塊的不同組合。在一個示例中，模塊包括用於操作諸如感測元件和顯示屏之類硬體的硬體操作模塊；用於處理諸如傳感器信號以及位置信息之類數據的數據處理模塊；以及用於報告信息的報告模塊。在另一示例中，模塊包括傳感器操作模塊，其配置為操作感測元件來檢測輸入；識別模塊，其配置為識別諸如模式變更手勢之類的手勢；以及模式變更模塊，其用於變更操作模式。
[0048]在一些實施例中，處理系統110通過引起一個或多個動作而直接響應在感測區120中的用戶輸入(或沒有用戶輸入)。在一個示例中，如上面所述，動作可包括變更操作模式、以及GUI動作，諸如指針移動、選擇、菜單導航以及其他功能。在一些實施例中，處理系統110向電子系統的一些部分(例如向與處理系統110分離的電子系統的中央處理系統，如果這樣獨立的中央處理系統存在的話)提供關於輸入(或沒有輸入)的信息。在一些實施例中，電子系統的某個部件處理自處理系統110接收的信息，用於按用戶輸入進行動作，諸如促進大範圍的動作，包括模式變更動作和GUI動作。例如，在一些實施例中，處理系統110操作輸入裝置100的感測元件121來產生表示在感測區120中的輸入(或沒有輸入)的電信號。處理系統110在產生提供給電子系統的信息中，可執行對該電信號的任何適量的處理。例如，處理系統I1可對從感測元件121獲得的模擬電信號進行數位化。作為另一示例，處理系統110可執行濾波或其他信號調整。作為再一示例，處理系統110可減去或以其它方式考慮數據的基線集(例如基線圖像)，以使信息反映所獲得電信號(例如感測圖像)和基線之間的差異。作為其它示例，處理系統110可確定位置信息，將輸入識別為命令，識別手寫等。
[0049]這裡使用的「位置信息」廣義地包含絕對位置、相對位置、速度、加速度和其他類型的空間信息。示例性的「O維」位置信息包括近/遠或接觸/非接觸信息。示例性的「一維」位置信息包括沿軸的位置。示例性的「二維」位置信息包括在平面上的運動。示例性的「三維」位置信息包括空間中的即時或平均速度。進一步的示例包括空間信息的其他表示。也可確定和/或存儲關於一種或多種類型位置信息的歷史數據，包括例如隨時間追蹤位置、運動、或即時速度的歷史數據。
[0050]在一些實施例中，輸入裝置100採用由處理系統110或由某個其他處理系統操作的附加輸入組件來實現。這些附加輸入組件可為感測區120中的輸入提供冗餘的功能性，或一些其他功能性。圖1示出感測區120附近的按鈕130，其可被用於促進使用輸入裝置100的項目的選擇。其他類型的附加輸入組件包括滑塊、球、輪、開關等。相反地，在一些實施例中，輸入裝置100可在沒有其他輸入組件的情況下實現。
[0051]在一些實施例中，輸入裝置100包括一觸控螢幕界面，且感測區120與顯示裝置(未示出)的顯示屏的有源區的至少一部分重疊。例如，輸入裝置100可包括覆蓋該顯示屏的、大體透明的傳感器電極，以及為關聯的電子系統提供觸控螢幕界面。該顯示屏可以是能向用戶顯示一可視界面的、任何類型的動態顯示器，並可包括任何類型的發光二極體(LED)、有機LED (OLED)、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(IXD)、等離子、電致發光(EL)，或其他顯示技術。輸入裝置100和顯示裝置可共用物理元件。輸入裝置100的一些實施例包括顯示裝置的至少一部分。例如，一些實施例可使用相同電組件中的一些用於顯示及感測。在一些示例中，顯示裝置的顯示屏可部分或整個地由處理系統110操作。
[0052]應理解，儘管本技術的許多實施例在完全功能設備的上下文中描述，本技術的機理能夠作為多種樣式的程序產品(例如軟體)來被分發。例如，本技術的機理可作為由電子處理器讀取的信息承載介質(例如可由處理系統110讀取的、非暫時性計算機可讀和/或可記錄/可寫的信息承載介質)之上的軟體程序而被實現及分發。此外，本技術的實施例同樣地適用，而與用於進行分發的介質的特定類型無關。非暫時性、電子可讀介質的示例包括各種光碟、存儲棒、存儲卡、存儲模塊等。電子可讀介質可基於閃速、光、磁、全息、或任何其他存儲技術。
[0053]在許多實施例中，輸入對象140相對於感測區120的位置信息通過使用被定位來檢測其「位置信息」的一個或多個感測元件121 (圖1)而被監控或感測。一般來說，感測元件121可包括一個或多個用於檢測輸入對象存在的感測元件或組件。如上面所討論的，輸入裝置100的一個或多個感測元件121可使用電容性、倒介電、電阻性、電感性、磁聲、超聲、和/或光技術來感測輸入對象的位置信息。儘管下面提出的信息主要討論輸入裝置100的操作，該輸入裝置100使用電容性感測技術來監控或確定輸入對象140的位置信息，但這個配置並非意在針對本文描述的本發明的範圍進行限定，因為可使用其他感測技術。
[0054]在輸入裝置100的一些電阻性實現中，柔性且導電的第一層通過一個或多個間隔元件與導電的第二層分離。在操作期間，一個或多個電壓梯度在這些層之間產生。按壓柔性的第一層可使其充分彎曲而產生多層之間的電接觸，導致反映多層間接觸的(一個或多個)點的電壓輸入。這些電壓輸出可用於確定位置信息。
[0055]在輸入裝置100的一些電感性實現中，一個或多個感測元件拾取諧振線圈或線圈對所引起的環路電流。電流的幅度、相位和頻率的一些組合可隨後用於確定位置信息。
[0056]在輸入裝置100的一個實施例中，感測元件121為用於感測(一個或多個)輸入對象的位置信息的電容性感測元件。在輸入裝置100的一些電容性實現中，電壓或電流被施加到感測元件以產生電極和地之間的電場。附近的輸入對象140導致電場變化，並且在電容性耦合中產生可檢測的變化，該可檢測變化可作為電壓、電流變化等而被檢測。一些電容性實現使用電容性感測元件的陣列或其他規則或不規則的圖形來產生電場。在一些電容性實現中，獨立感測元件的一部分可歐姆地短接在一起以形成較大的傳感器電極。一些電容性實現使用電阻均勻的電阻片。
[0057]—些電容性實現使用基於一個或多個感測兀件、或一個或多個傳感器電極與輸入對象之間的電容耦合變化的「自電容」(或「絕對電容」)感測方法。在各種實施例中，位於傳感器電極附近的、至少一部分接地的輸入對象改變了該傳感器電極附近的電場，從而改變了所量得的傳感器電極至地的電容性耦合。在一種實現中，絕對電容感測方法通過相對基準電壓(例如系統地)調節傳感器電極，以及通過檢測該傳感器電極和至少一部分接地的(一個或多個)輸入對象間的電容性耦合來進行操作。
[0058]一些電容性實現使用基於兩個或更多感測元件(例如傳感器電極)之間的電容性耦合的變化的「互電容」(或「跨電容」)感測方法。在各種實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極之間產生的電場，從而改變了量得的電容性耦合。在一種實現中，跨電容感測方法通過檢測在一個或多個發射器傳感器電極(也稱為「發射器電極」、「發射電極」或「發射器」)與一個或多個接收器傳感器電極(也稱為「接收器電極」或「接收電極」)之間的電容性耦合來進行操作。發射器傳感器電極可相對於一基準電壓(例如系統地)來調節以傳送發射器信號。接收器傳感器電極可相對於基準電壓保持大體上恆定以促進「結果信號」的接收。「結果信號」可包括與一個或多個發射器信號對應的效果、和/或與一個或多個環境幹擾源(例如其他電磁信號)對應的效果。傳感器電極可為專用的發射器或接收器，或可配置為既發射又接收。在一些實現中，來自主動調節裝置(例如主動筆)的用戶輸入可充當發射器使得傳感器電極的每個充當接收器來確定主動調節裝置的位置。
[0059]大多數傳統的多觸摸感測傳感器裝置(在其中多於一個手指或其他輸入的位置能夠被精確地確定)包括發射器傳感器電極和接收器傳感器電極的矩陣。按照慣例，在操作期間，通過測量在每一發射器和接收器傳感器電極間形成的電容(被稱為「跨電容」或「互電容」)來形成電容性圖像，形成跨感測區120的電容性檢測元件的矩陣或格網。在發射器和接收器傳感器電極間交叉點處或其附近的輸入對象(諸如手指或其他對象)的存在改變所量得的「跨電容」。這些變化被定位到對象的位置，其中每一跨電容性度量是「電容性圖像」的像素並且多個跨電容性度量能被用來形成對象的電容性圖像。
[0060]在本文中描述傳感器設計和感測方案實施例，這些實施例允許使用單個感測層的2-D電容圖像的產生，在該單個感測層中全部發射和接收傳感器電極彼此間布置在單個公用層中，而在傳感器區域內沒有使用跳線。驅動傳感器的電子裝置位於處理系統，諸如本文描述的處理系統110。這些描述的實施例同樣促進接觸感測、接近感測和位置感測。這些描述的實施例同樣促進「多觸摸」感測，諸如兩個手指旋轉手勢和兩個手指捏手勢，但以與使用多層中多個傳感器電極的傳感器相比不太昂貴的傳感器來實現。與其他傳統的位置感測裝置相比，用於形成本文描述的輸入裝置的減少數量的層也與更少的生產步驟等同，這本質上會減少該裝置的生產成本。輸入裝置的層的減少同樣減小了經由傳感器觀看到的圖像或顯示的幹涉或模糊，從而導致其在與顯示裝置集成時具有所形成的輸入裝置的改善的光學品質。在感測發射器和接收器的電場的形狀中涉及的附加電極，諸如浮置電極或屏蔽電極，可被包括在裝置中並且可被放置在其他襯底或層之上。電極可為顯示器的一部分(共享襯底)並且甚至可與顯示器共享功能性(用於既顯示又感測功能性)。例如電極可在LCD (液晶顯示器)的濾色鏡中或在OLED (有機發光二極體)顯示器的密封層上形成圖案。備選地，顯示器內或有源矩陣顯示器的TFT(薄膜電晶體)層上的感測電極也可被用作柵極或源極驅動器。這種電極可形成圖案(例如間隔開或以相對於像素一角度來定向)使得它們使任何視覺假象最小化。而且，它們可使用隱藏層(例如像素間的黑掩膜)來隱藏一個或多個導電電極的至少一些部分。
[0061]圖2A是輸入裝置295的一部分的示意性頂視圖，其例示可用於使用跨電容性感測方法在感測區120內感測輸入對象的位置信息的傳感器電極圖案的一部分。本領域技術人員將注意到輸入裝置295可形成為在上面討論的較大輸入裝置100的一部分。一般來說，本文公開的傳感器電極圖案包括傳感器陣列集合200，其包括多個傳感器電極陣列210，傳感器電極陣列包括多個傳感器電極，諸如傳感器電極202和211，傳感器電極以期望的方式來布置和互連以減少或最小化在輸入裝置295的感測區120內感測輸入對象的位置信息所需的跡線和/或傳感器電極的數量。為例示和說明的清楚，儘管圖2A例示用於表示傳感器電極的簡單矩形的圖案，這種配置並非意在作為限定，並且在其他實施例中，各種其他傳感器電極形狀也可使用，如本文進一步討論。在其他一些實施例中，感測元件121包括兩個或更多傳感器電極，例如大小和/或形狀可相似或不同的傳感器電極202和211。在一個示例中，如所示，這些傳感器電極布置在包括第一批多個傳感器電極202(例如示出15個)和第二批多個傳感器電極211 (例如示出30個)的傳感器電極圖案中，第二批多個傳感器電極211布置在與第一批多個傳感器電極202相同的層上。傳感器電極202和傳感器電極211典型地通過使用形成在電極間的絕緣材料或物理間隙歐姆地彼此絕緣，以阻止它們彼此電短接。在一些配置中，兩個或更多感測元件121可形成更大的單位單元122。單位單元122包括在傳感器電極陣列210內重複的和/或採用跨感測區120的重複圖案(例如多個傳感器電極陣列210)的一組傳感器電極。單位單元122是能夠在跨感測區120形成的電極圖案內被拆分的最小單位的傳感器電極的對稱組。如圖2A所例示，在一個示例中，單位單元122包括兩個感測元件121，其中每個包含傳感器電極202和傳感器電極211的一部分，並且從而單位單元122包括傳感器電極202和兩個傳感器電極211。本領域技術人員將注意到圖2A的傳感器電極圖案可備選地使用各種感測技術，諸如互電容性感測、絕對電容性感測、倒介電、電阻性、電感性、磁聲、超聲、或其他有用的感測技術，而不偏離本文描述的本發明的範圍。傳感器電極202可能為發射器而傳感器電極211可能為接收器，或以具有典型地類似成像能力的相反方式(反過來)。
[0062]在一個實施例中，如圖2A所例示，感測元件121包括在襯底209的表面上單個層中形成的多個發射器和接收器電極。在輸入裝置295的一個配置中，傳感器電極的每個可包括接近一個或多個接收器電極(例如傳感器電極211)布置的一個或多個發射器電極(例如傳感器電極202)。在一個示例中，使用單層傳感器電極設計的跨電容性感測方法可通過檢測被驅動的發射器傳感器電極的一個或多個與接收器電極的一個或多個之間的電容性耦合的變化來進行操作，如上面類似地討論。在這種實施例中，發射器和接收器電極可按照這種方式來布置以使得不需要用於形成電容性像素的區域的跳線和/或額外的層。在各種實施例中，發射器電極和接收器電極可通過首先在襯底209的表面形成覆蓋導電層以及隨後執行將發射器電極和接收器電極的每個彼此歐姆地絕緣的刻蝕和/或圖案化工藝(例如光刻和溼法刻蝕、雷射燒蝕等)而在襯底209的表面上的陣列中形成。在其他實施例中，傳感器電極可使用沉積和絲網印刷方法來圖案化。如圖2A所例示，這些傳感器電極可按照包括矩形圖案的感測元件121的陣列來布置，該矩形圖案的感測元件121可包括一個或多個發射器電極以及一個或多個接收器電極。在一個示例中，用於形成發射器電極和接收器電極的覆蓋導電層包括使用現有技術中已知的傳統沉積技術(例如PVD、CVD)來沉積的薄金屬層(例如銅、鋁等)或薄透明導電氧化物層(例如ΑΤΟ、ΙΤ0、氧化鋅)。在各種實施例中，圖案化的獨立導電電極(例如電浮置電極)可用於改善視覺表現。在本文描述的實施例的一個或多個中，傳感器電極由大體光學清晰的材料形成，並且因而，在一些配置中，其能夠布置在顯示器裝置和輸入裝置用戶之間。
[0063]形成在一個或多個傳感器電極202的至少一部分和一個或多個傳感器電極211的至少一部分之間的局部電容性耦合的區域可被稱為「電容性像素」，或在本文中也可稱為感測元件121。例如，如圖2Α所示，感測元件121中的電容性耦合可由形成在傳感器電極202的至少一部分和傳感器電極211之間的電場來產生，電場隨著跨感測區的輸入對象的接近性和運動改變而改變。
[0064]在一些實施例中，感測元件121被「掃描」以確定這些電容性耦合。輸入裝置295可被操作以使得一次一個發射器電極進行傳送，或者多個發射器電極同時傳送。在多個發射器電極同時傳送的場合，這些多個發射器電極可傳送同樣的發射器信號並有效地產生有效地更大的發射器電極，或者這些多個發射器電極可傳送不同的發射器信號。在一個示例中，發射器電極是傳感器電極202而接收器電極是傳感器電極211。例如，在一個配置中，多個傳感器電極202根據一個或多個編碼方案傳送不同的發射器信號，該編碼方案使得它們對接收傳感器電極或傳感器電極211接收的結果信號的組合效果能夠被獨立地確定。耦合到該裝置的用戶輸入的直接效果可影響結果信號(例如減少其邊緣耦合)。備選地，浮置電極可耦合到輸入以及耦合到發射器和接收器並且用戶輸入可降低其對系統地的阻抗從而減少結果信號。在另外的示例中，浮置電極可朝向發射器和接收器移置，這增加了它們的相對耦合。接收器電極或對應的傳感器電極211可被個別地或多個地操作以獲得從發射器信號產生的結果信號。結果信號可被用來確定電容性像素處電容性耦合的度量，該度量用來確定輸入對象是否存在以及其位置信息，如上面所討論。針對電容性像素的值的集合形成表示像素處電容性耦合的「電容性圖像」(也稱為「電容性幀」或「感測圖像」)。在各種實施例中，感測圖像或電容性圖像包括在測量結果信號的過程期間接收的數據，其中結果信號採用跨感測區120分布的感測元件121的至少一部分來接收。結果信號可在一個瞬時時間被接收，或通過按光柵掃描圖案(例如以期望的掃描圖案獨立地連續地輪詢每一感測元件)、逐行掃描圖案、逐列掃描圖案或其他有用的掃描技術掃描跨感測區120分布的感測元件的行和/或列而被接收。在許多實施例中，輸入裝置100獲得「感測圖像」的速率或感測幀頻位於大約60和大約180赫茲(Hz)之間，但取決於期望的應用而能夠更高或更低。
[0065]在一些觸控螢幕實施例中，感測元件121布置在關聯顯示裝置的襯底上。例如，傳感器電極202和/或傳感器電極211可布置在LCD的偏光片、濾色鏡襯底或玻璃板上。作為特定示例，傳感器電極202和211可布置在LCD類型顯示裝置的TFT(薄膜電晶體)襯底上、在濾色襯底上、在布置於IXD玻璃板之上的保護材料上、在透鏡玻璃(或窗口)上等。該些電極可與顯示電極分離並作為顯示電極的附加，或在功能性方面與顯示電極共享。類似地，可向顯示襯底增加額外層或向已有層應用諸如圖案化的附加工藝。
[0066]在一些觸摸墊實施例中，感測元件121布置在觸摸墊的襯底上。在這種實施例中，每一感測元件121中的傳感器電極和/或襯底可為大體不透明的。在一些實施例中，襯底和/或感測元件121的傳感器電極可包括大體透明的材料。
[0067]在那些實施例中，在感測元件121的每個的傳感器電極布置在顯示裝置內的襯底(例如濾色玻璃、TFT玻璃等)上時，傳感器電極可由大體透明材料(例如AT0、Clear0hmTM)構成或它們可由不透明材料構成並且與顯示裝置的像素對準。如果電極對入射在顯示器上的光的反射(和/或吸收)使得人類視覺靈敏度沒有被它們的存在所擾亂，它們可被考慮在顯示裝置中為大體透明的。這可以通過匹配折射率、使不透明線更窄、減少填充比例或使材料的百分比更均勻、減少在人類視覺感知方面的空間圖案(例如波紋)等來實現。
[0068]在一個配置中，如圖2A例示並在下面進一步討論，輸入裝置295的處理系統110包括傳感器控制器218，其經由連接器217分別通過一個或多條跡線(例如跡線212和213)，耦合到發射器和接收器電極的每個，諸如傳感器電極202和211。在一個實施例中，傳感器控制器218 —般配置成傳送發射器信號並從接收器電極接收結果信號。傳感器控制器218也一般配置成向電子系統150和/或顯示控制器233 (其也耦合到電子系統150)傳遞感測元件121接收的位置信息。傳感器控制器218可使用可經過柔性元件251的一個或多條跡線221耦合到電子系統150並使用可經過相同柔性元件251或不同連接元件的一個或多條跡線211A耦合到顯示控制器233，如所示。儘管圖2A例示的處理系統110示意性地例示單個組件(例如IC裝置)以形成傳感器控制器218，傳感器控制器218可包括兩個或更多控制元件(例如IC裝置)以控制輸入裝置295的處理系統110中各種組件。控制器裝置可被放置到諸如TFT或濾色/密封層的顯示襯底上(例如作為玻璃上晶片)。
[0069]在一個配置中，傳感器控制器218和顯示控制器233的功能可在一個集成電路中實現，該集成電路能夠控制顯示模塊元件並驅動和/或感測傳遞到傳感器電極和/或從傳感器電極接收的數據。在各種實施例中，結果信號的度量的計算和解釋可發生在傳感器控制器218、顯不控制器233、主機電子系統150或以上項的某一組合內。在一些配置中，處理系統110可包括發射器電路、接收器電路和布置在存在於處理系統110中的一個或任意數量的集成電路內的存儲器，這取決於期望的系統架構而定。
[0070]圖2B是根據本文描述的實施例的一個或多個的、輸入裝置295的處理系統110的一部分的不意性視圖。在一個配置中，傳感器控制器218包括信號發生處理器255和傳感器處理器256，它們一起工作以向分析模塊290和電子系統150提供觸摸感測數據。分析模塊290可為處理系統110、傳感器處理器256的一部分和/或電子系統150的一部分。在各種實施例中，分析模塊290將包括數位訊號處理元件和/或連接在一起以處理接收器通道輸出信號(該信號從耦合到接收器電極的至少一個接收器通道接收)並且也向電子系統150的其他部分提供所處理信號的其他有用的數字和模擬電路元件。電子系統150隨後能夠使用所處理信號來控制輸入裝置295的一些方面，諸如向顯示器發送消息、基於電子系統運行的一個或多個軟體程序所產生的指令執行一些計算或軟體相關任務，和/或執行某個其他功能。
[0071]如圖2B所例示，處理系統110可包括信號發生處理器255和傳感器處理器256，它們一起工作以向分析模塊290和/或電子系統150提供接收器通道輸出信號。如上面所討論的，輸入對象140 (圖1)的位置信息基於在發射器電極(例如傳感器電極2021; 2022)…202n)和接收器電極(例如傳感器電極21^,21^^-211^的每個之間測量的電容Cs (例如電容CS1，Cs2，…Csn)導出。
[0072]在一個實施例中，如圖2B所示，信號發生處理器255包括驅動器228，其被適配以將電容性感測信號(發射器信號)傳遞到發射器電極。在一個配置中，驅動器228可包括電源和信號發生器220，信號發生器220配置成向發射器電極傳遞用於形成發射器信號的方波、矩形波、梯形波、正弦波、高斯波或其他形狀的波。在一個配置中，信號發射器220包括電氣裝置(或簡單開關)，其能夠傳遞在電源的輸出水平和低顯示電壓水平之間轉變的發射器信號。在各種實施例中，信號發生器220可包括振蕩器。在一些配置中，信號發生器220被集成到驅動器222中，驅動器222包括一個或多個被適配成按順序地每次向發射器電極的一個或多個傳遞發射器信號的移位寄存器(未不出)和/或開關(未不出)。
[0073]在一個實施例中，如圖2B所示，傳感器處理器256包括多個接收器通道275 (例如接收器通道275」 2752，…275n)，其中每個接收器通道具有第一輸入埠 241 (例如埠 241241^.2411其配置成接收採用至少一個接收器電極(例如傳感器電極211^211^…211n)接收的結果信號;第二輸入埠 (例如埠 2421； 2422)…242N)，其配置成接收通過線225傳遞的基準信號；以及輸出埠，其耦合到分析模塊290和電子系統150。典型地，每一接收器通道275耦合到單個接收器電極。該多個接收器通道275的每個可包括電荷存儲器276 (例如電荷存儲器276」 2762，…276N)以及諸如解調器電路、低通濾波器、採樣及保持電路、其他有用的電子組件濾波器和模擬/數字轉換器(ADC)等的支持組件271(例如組件271i，2712，…271n)。模擬/數字轉換器(ADC)可包括，例如，標準的8，12或16位ADC，其適配成接收模擬信號並將數位訊號(接收器通道輸出信號)傳遞到分析模塊290 (例如逐次逼近ADC、Sigma-Delta ADC、算術ADC等)。在一個配置中，電荷存儲器276包括積分類型運算放大器(例如運算放大器A1-An)，其具有耦合在該裝置的倒相輸入和輸出之間的積分電容Cfb。由於檢測及處理所接收的結果信號所需的電子元件的類型，形成每一接收器通道275的成本一般比形成信號發生處理器255 (其向(一個或多個)發射器電極提供(一個或多個)發射器信號)中組件所需的成本更昂貴。
[0074]圖3A是列出各種不同感測電極連接配置的示例的表格，這些配置能夠用於形成跨電容性感測元件的陣列，該跨電容性感測元件用於感測定位於該陣列的至少一部分之上的輸入對象的位置信息。表格的每一行包含能夠有利地用於本文描述的實施例的一個或多個的、不同感測電極配置。圖3B示意性地例示存在於圖3A所示表格中(例如表格的第一行)第一感測電極配置，該配置具有一個發射器電極312(或多個發射器Tx)和十二個用於檢測布置於感測元件的陣列310之上的輸入對象的位置信息的接收電極311 (或多個接收器Rx)。在這個配置中，當發射器信號經由其專用跡線303通過發射器電極312傳遞時，接收電極311的每個能夠通過其專用跡線304(例如，圖3B中示出的12條跡線)的使用而被傳感器控制器218 (圖2A)獨立地推動(pole)。接收電極311及跡線304的每個和發射器電極312及跡線303可耦合到處理系統110中一個或多個組件，諸如傳感器控制器218。跡線303和304 —般分別與在上面討論的跡線212和213類似。通過這種方式，每一接收電極311和發射器電極312中至少一個相鄰定位的部分形成感測元件121 (圖1和2A)，其可用於通過了解陣列310中每一感測元件121的位置來確定輸入對象的位置信息。因此，為控制陣列310中電極311、312，它將需要作為一組跡線305A例示的總共13條跡線。本領域技術人員將理解，通過交換電極311和312的功能從接收器電極變為發射器電極以及從發射器電極變為接收器電極，圖3B也能夠用於例示表格中公開的第六配置(例如12個發射器和I個接收器)。將注意到是，電極間的電容性耦合在大多數材料中典型地是均衡的。
[0075]圖3C示意性地例示存在於圖3A示出的表格中的第四感測電極配置，其具有四個發射器電極312和三個接收電極元件311A-311C，接收電極元件全部用於檢測放置於圖3C例示的感測元件的陣列310上的輸入對象的位置信息。在這種配置中，當發射器信號通過發射器電極312中的一個經由其專用跡線303傳遞時，接收電極元件311A、311B和311C的每個能夠通過其專用跡線304 (例如，圖3C中示出的3條跡線)的使用而被傳感器控制器218獨立地推動。由於接收電極元件311A、31IB和31IC各自包括多個互連的傳感器電極元件，感測區120仍包含與圖3B示出的配置相同數量的感測元件121。在其相應的接收電極元件311A、311B和311C內的互連的傳感器電極元件的每個，或有時在本文中被稱為次接收器電極元件(例如針對圖3C中每一接收電極311A、31IB和31IC示出的4個)，將與其相鄰的發射器電極形成感測元件121。在這示例中，接收電極元件311A中的第一傳感器電極元件(其相對於圖3C中的頂端的發射器電極312相鄰地定位)形成一個感測元件121，而另一接收電極元件311A(其相對於圖3C頂端起的第二發射器電極312相鄰地定位)也將形成另一感測元件121，對於其他的接收電極和發射電極也類似。本領域技術人員將理解，通過交換電極311和312的功能分別從接收器電極變為發射器電極以及從發射器電極變為接收器電極，圖3C也能夠用於例示表格中公開的第三配置(例如3個發射器和4個接收器)。但是，為控制圖3C示出的陣列310中的電極311、312，其將僅需要包含在跡線305B的群組中的全部7條跡線。在圖3C例示的簡單示例中，跡線的總數量能夠相比圖3B例示的配置被減少大約46%。
[0076]減少用於輸入裝置中的跡線數量的益處一般在減少輸入裝置的複雜性和成本方面是重要的，因為現今大多數典型的3英寸至15英寸對角線手持裝置(諸如平板、PDA或其他類似裝置)的感測區120需要數百或甚至數千的感測元件121來可靠地感測諸如手指的一個或多個輸入對象的位置。需要被布線到各種處理系統110組件的跡線的數量的減少因為許多原因是合意的，這些原因包括:形成輸入裝置100的總成本的減少、在感測區120內對大量跡線303和304進行布線的複雜性的減少、由於減少的布線複雜性而引起的減少的互連跡線長度、在相鄰定位的跡線間的信號的交叉耦合的減少以及允許感測區120內電極311和312的更緊密的包裝或增加的密度。由於所需的跡線密度和跡線數量(跡線將發射傳遞到相鄰定位的傳感器電極或跡線的信號或從相鄰定位的傳感器電極或跡線接收所傳遞的信號)的減少，跡線數量的減少也將減少跡線間的交叉耦合的量。從而，本文描述的一個或多個實施例使用一個或多個技術和本文公開的電極陣列配置來減小或最小化在感測區120內感測輸入對象位置所需的跡線和/或電極的數量。減小電極的數量可允許即使在需要較大數量的接收器電極時，明顯減少成本和複雜性的設計被創造出來。
[0077]此外，由於產生發射器信號(由發射器電極傳遞)所需的組件相比接收並處理結果信號(由每一接收器通道從接收器電極接收)所需的組件的差異所產生的系統複雜性和系統成本的降低，本領域技術人員將認識到相比接收器電極使用更大數量的發射器電極的輸入裝置100配置會是合意的。參考圖2B，在發射器信號能夠通過信號發生器220和一個或多個移位寄存器和/或簡單電氣開關的使用而產生並被傳遞時，接收器通道275可包括電荷存儲器276和諸如解調器電路、低通濾波器、採樣和保持電路、其他有用的電子組件濾波器和模擬/數字轉換器(ADC)的支持組件271。因此，在一些實施例中，發射器電極的數量大於接收器電極的數量，諸如在圖3A中存在的表格中列出的配置4-6。然而，在一些高速或窄帶寬電容性感測應用中，接收器電極相比發射器電極具有更大數量可能是合意的，並且從而本文描述的一些實施例能夠用於相對於所需的接收器電極數量而減少可靠地確定輸入對象位置信息所需的發射器電極的總數。
[0078]儘管上面和下面的討論一般描述作為與其專用跡線(例如跡線303和304)分離的元件的電極(例如傳感器電極301、311、302、312等)，這些元件的分離僅為了清楚的原因而進行，因為每一 「傳感器電極」或「電極」將一般包括跡線和傳感器電極元件(例如傳感器電極的主體部分)。在一些配置中，跡線也可包含用於將多個傳感器電極元件互連在一起以形成傳感器電極的連接元件，諸如各自用於將接收電極元件311A連接在一起的互連跡線元件304A，如圖3C所例示。本領域技術人員將理解每一跡線具有允許所傳遞的發射器信號和/或接收的結果信號從傳感器電極的傳感器電極元件部分向各種處理系統100組件傳送的物理大小。從而，每一跡線具有一長度和一橫截面面積，該面積由其厚度乘以其寬度所定義，這兩者能夠被調節以確保此互連組件的電阻不會導致處理系統110組件所進行的電容性感測信號的傳輸或接收中的重大變化。在一些配置中，不論電極距離各種處理系統組件多近或多遠，每一跡線的橫截面面積被調節來補償跡線的不同長度以確保對於每一電極的電阻損失是相似的。
[0079]圖4A-17B各自例示感測電極的各種配置，其能夠與上面討論的處理系統110組件相結合地使用以確定位於感測區120內的輸入對象的位置信息。一般來說，圖4A-4K、5A-5C、8和15所例示的傳感器電極配置包括多個配置成形成傳感器電極陣列(例如傳感器電極陣列210、310A-310K、510A-510K等)的傳感器電極，傳感器電極陣列能夠被用作較大傳感器陣列集合(例如傳感器陣列集合200、600、650、700、900A、900B、1000等)的一部分，較大傳感器陣列集合用於感測布置在輸入裝置100的感測區120內的輸入對象的位置信息。儘管圖4A-17B例示的傳感器電極配置包含許多不同數量的傳感器電極，這些示例並非意圖在本文公開的本發明的範圍方面進行限定，因為可包括其他數量的每一類型的傳感器電極而沒有偏離本文描述的本發明的基本範圍。感測電極能夠按照感測電極的陣列來布置，諸如(例如)圖4A-4K中的感測電極陣列310A-310K,圖5A-5C中的感測電極陣列510A-510C以及圖8中的感測電極陣列810，感測電極陣列在一些示例中可定位在包括多個感測電極的陣列的較大傳感器陣列集合中，諸如圖4 J-4K、6A-6B、7、9A-9B、1、11A、12A-12B、13、15、16A和17A示出的傳感器陣列集合。本發明的實施例能夠用於僅使用布置在襯底表面上單個層中的傳感器電極來產生電容性圖像。在一些實施例中，沒有傳感器電極被分層或跳接在用於電容性感測的感測區120內。本文描述的傳感器電極能夠，例如，通過圖案化包括薄金屬層(例如銅、鋁等)或薄透明導電氧化物層(例如ΑΤ0、ΙΤ0、ΑΖ0)的覆蓋導電層來形成，其中薄金屬層或薄透明導電氧化物層使用現有技術已知的傳統沉積技術(例如PVD、CVD、蒸發、濺射等)沉積在光學透明的襯底的表面或在一些示例中沉積在光學不透明的襯底的表面。
[0080]圖4A和4B各自例示傳感器電極圖案的一部分，或分別例示傳感器電極陣列310A和310B，它們可用於形成單層電容性成像傳感器。圖4A例示多個導電布線跡線，其中傳感器電極301和302A-302E通過跡線303和304中的一個耦合到處理系統110。如所例示，傳感器電極301可圍繞多個傳感器電極302A-302E來圖案化。在各種實施例中，跡線303和/或304可全部布線到傳感器電極圖案的一側，如圖4B所例示，或布線到不同側，如圖4A所例示，或按照所期望的任何其他交替或非交替圖案來布線。在一些輸入裝置配置中，將跡線303和/或304布線到傳感器電極的陣列310A的不同側是合意的，如圖4A所例示，以確保多個傳感器電極的陣列310A(見圖6A)能夠相互緊密間隔並且減少經由跡線(例如跡線303)的信號傳輸產生的電場將影響所測量的結果信號(由存在於相鄰定位的傳感器電極的陣列中的一個或多個電極接收)的可能性。在各種實施例中，傳感器電極的數量可被調節以實現期望的電容性感測解析度、像素響應和/或傳感器大小。本文中使用的術語電極或跡線的「大小」一般意在表示與電極或跡線所處的表面平行的電極的表面積的差異，因為用於形成電極和/或跡線的材料的厚度與電極的或跡線的平行於其所處表面的尺寸相比典型地小，並且將跨整個感測區120保持相對恆定。
[0081]本領域技術人員將理解，每一類型的電極(即發射器或接收器)的大小和電極的大小的比例(R)(例如R =發射器電極表面積/接收器電極表面積)將對處理系統110的電容性感測特性有影響。在許多配置中，調節發射器和接收器電極的面積以使得它們不相等是合意的，並且從而面積的比例遠大於或遠小於一(例如R>>1或R〈〈l)。在一些實施例中，配置為發射器電極(例如圖8中的傳感器電極802A)的傳感器電極被確定大小以使得相鄰邊緣(例如右側垂直邊緣)至少與相鄰地定位的接收器電極的相鄰邊緣(例如圖8中傳感器電極兀件801A和805A的左側垂直邊緣)的總和一樣長。
[0082]在一些實施例中，如圖4A-7所例示，傳感器電極301可被圖案化以使得其能夠與每一傳感器電極，諸如傳感器電極302 (例如圖4A中的傳感器電極302A-302E)電容性地耦合。在各種實施例中，傳感器電極301和302以及跡線303、304可包括布置在襯底表面上的類似材料。在其他實施例中，傳感器電極301和302可包括第一材料而跡線303、304可包括第二材料，其中第一和第二材料是不同的。在各種實施例中，傳感器電極和導電布線跡線可包括大體透明材料，或大體視覺不可見材料，諸如氧化銦錫、薄金屬絲等。
[0083]在一些示例中，傳感器電極301可配置成作為發射器電極來執行而傳感器電極302可配置成作為接收器電極來執行。在其他示例中，傳感器電極301可配置成作為接收器電極來執行而傳感器電極302可配置成作為發射器電極來執行。在各種實施例中，處理系統110配置成在從傳感器電極301傳送發射器信號時同時從傳感器電極302接收結果信號。在其他實施例中，處理系統110配置成在使用傳感器電極301接收結果信號時按順序地通過傳感器電極302的每個傳送發射器信號。
[0084]在一個實施例中，如圖4A所例示，傳感器電極301圍繞傳感器電極302A-302E的每個來圖案化。在一些實施例中，傳感器電極301按照使得其至少部分地圍繞傳感器電極302的每個的方式來圖案化。本文使用的術語「部分地圍繞」意在描述如下配置:其中第一類型的傳感器電極的一部分環繞限定第二類型的傳感器電極的區域或描繪第二類型的傳感器電極的區域的輪廓的一個或多個邊緣的線性長度的顯著部分來布置。在一些實施例中，第一類型的傳感器電極被表示為部分地圍繞第二類型的傳感器電極，其中第一類型的傳感器電極環繞第二類型的傳感器電極的外圍來布置，以使得第二類型的傳感器電極的區域的質心至少布置在第一類型的電極的部分封閉的部分的相對部分之間，而仍允許在單層中的獨立電極的布線。在一個示例中，圖4G中的傳感器電極301被表示為部分地圍繞傳感器電極302A，因為其環繞傳感器電極302A的顯著部分布置，以使得傳感器電極302A(三角形電極)的區域的質心(未示出)布置在傳感器電極301的頂部兩片之間，該兩片與傳感器電極302A的三個邊緣中的兩個相鄰。
[0085]在一個配置中，如圖4A所示，傳感器電極301設計成環繞並且在傳感器電極302A-302E之間曲折前進，使得電極在傳感器電極301的連接側(其耦合到跡線304)和距離該連接側的最遠點(例如靠近傳感器電極302A)之間形成的導電通路環繞中心軸(例如圖4A中對稱的垂直軸(未示出))來回纏繞，其中傳感器電極的陣列310A按照該中心軸來對齊。在一些示例中，如圖4A所示，傳感器電極301的曲折部也可環繞傳感器電極302A-302E的每一個的部分來纏繞，以至少部分地圍繞每一電極。儘管在圖4A中傳感器電極301的一部分例示為布置在每一相鄰對的傳感器電極302A-302B、302B-302C等之間，這個配置並非意在作為限定，因為傳感器電極301的曲折部不必在每一對的相鄰傳感器電極302A-302B等之間通過，並且可僅在傳感器電極陣列310A中相鄰定位對中的一對之間通過。此外，在一些配置中使傳感器電極301的長度最大化以改善其在相鄰定位的傳感器電極302A-302E的一個或多個之間接收或傳送電容性感測信號中的靈敏度可能是合意的。傳感器電極301可與跡線304大小相似，並且包括與用於形成每一傳感器電極元件302A-302E的材料相同的材料(例如ITO的層)，並且從而可在用於形成傳感器電極元件的圖案化工藝期間形成。
[0086]在一個實施例中，如圖4A所例示，傳感器電極陣列310A包括第一類型的傳感器電極，諸如具有第一傳感器電極形狀(例如多邊形形狀)的傳感器電極302A-302E，該第一類型的傳感器電極至少部分地被具有第二傳感器電極形狀(例如金屬絲形狀)的第二類型的傳感器電極圍繞，其中第二傳感器電極形狀不同於第一傳感器電極形狀。在一個配置中，傳感器電極陣列310A包括具有多邊形形狀的傳感器電極302A-302E，並且至少部分地被第二類型的傳感器電極301圍繞，第二類型的傳感器電極301具有描繪傳感器電極302A-E的多邊形形狀的輪廓的形狀。與另一傳感器電極的至少一部分間隔可重複的或共同的距離或描繪另一傳感器電極的至少一部分的、傳感器電極的形狀在本文中也被定義為具有互補形狀的電極，或是互補形電極。如圖4A所示，傳感器電極301可具有互補形狀，其為描繪矩形傳感器電極302A-E輪廓的矩形。此外，如圖4A所示，傳感器電極301可具有針對相鄰定位的傳感器電極302A-302E的一個或多個中的每個具有不同定向的曲折形狀。例如，傳感器電極301的最高部分具有描繪傳感器電極302A輪廓的C形定向，並且傳感器電極301的相鄰部分具有描繪傳感器電極302B輪廓的反C形定向(例如水平地反轉)。
[0087]在一個實施例中，傳感器電極301以這樣一種方式圖案化，即其環繞傳感器電極的對或更大的群組(諸如兩個或更多傳感器電極302A-302E)來布置。因此，本文例示的傳感器電極陣列配置並非意圖在本文描述的本發明的範圍方面進行限定，因為傳感器電極301能夠至少部分地環繞兩個或更多傳感器電極來布置，而沒有偏離本文描述的本發明的基本範圍。
[0088]在另一個配置中，如圖4B所例示，形成傳感器電極301使得傳感器電極在傳感器電極301的連接側(其耦合到跡線304)和距離該連接側的最遠位置(例如靠近傳感器電極302A)之間形成的導電通路是非曲折的並且從而具有短的通路長度(例如布置在圖4B中傳感器電極302A-302E的左側上的電極的一部分的長度)。如圖4B所例示，傳感器電極301具有互補形狀，其為描繪矩形傳感器電極302A-E輪廓的矩形。此外，如圖4B所示，傳感器電極301可具有針對相鄰定位的傳感器電極302A-302E的一個或多個具有相同定向的形狀。例如，傳感器電極301的最高部分具有描繪傳感器電極302A輪廓的C形定向，並且傳感器電極301的相鄰部分也具有描繪傳感器電極302B輪廓的C形定向。在一些配置中，使傳感器電極301的寬度最小化以減少耦合到電極的直接用戶輸入、或增加該寬度來改善感測裝置的RC時間常數以允許增強的電容性感測採樣率(例如感測幀頻)可能是合意的。
[0089]圖4C例示傳感器電極陣列310C，其包括環繞傳感器電極302A-302E圖案化的傳感器電極301，其中傳感器電極302A-302E各自具有分布的電極形狀，諸如示出的曲折金屬絲形狀。曲折金屬絲形狀也能夠按照正弦、階梯或包括不規則波形形狀的其他波形形狀來形成。在一些示例中，分布的電極形狀(如圖4C所示)的使用相比實心(solid)電極形狀(如圖4A所示)可能是優選的，以通過調節在分布的電極形狀中形成的傳感器電極面積來調節發射器和接收器電極面積的比例，從而改善輸入裝置的電容性感測靈敏度。在各種實施例中，分布的電極形狀類型的傳感器電極可按照各種不同形狀、定向、設計和大小來形成。在一個示例中，傳感器電極302A-302E以及它們對應的跡線303可由相同材料構成並且其曲折金屬絲形狀可具有相似橫截面大小。如圖4C所例示，傳感器電極301具有互補形狀、該互補形狀為描繪傳感器電極302A-E的矩形外圍形狀的輪廓的矩形。
[0090]圖4D例示傳感器電極陣列310D，其包括各自環繞傳感器電極302A-302E的一個或多個而布置的、分段的傳感器電極301。傳感器電極陣列310D與圖4A例示的傳感器電極陣列310A相似，除了圖4A的傳感器電極301已被分段使得一個或多個傳感器電極302A-302E的群組在所形成的段301A-301C的每個中被至少部分地圍繞。通過這種方式，傳感器電極301的不同段301A-301C能夠被處理系統110中的傳感器控制器組件在相同時間獨立地輪詢或按時間次序地輪詢。在一個實施例中，如圖4D所例示，傳感器電極陣列310D包括第一類型的傳感器電極，諸如傳感器電極302A-302E，其具有第一電極形狀(例如多邊形形狀)，第一類型的傳感器電極至少部分地被具有第二電極形狀(例如金屬絲形狀)的第二類型的傳感器電極所圍繞。
[0091]圖4E例示傳感器電極陣列310E，其包括開放圓形或弧形的傳感器電極301，該傳感器電極301環繞圓形的傳感器電極302A-302C的一個或多個進行圖案化。圖4F例示傳感器電極陣列310F，其包括開放的六角形傳感器電極301，該傳感器電極301環繞六角形傳感器電極302A-302B中的一個或多個進行圖案化。如圖4E和4F所例示，傳感器電極301具有互補形狀，其為描繪圓形或六角形傳感器電極302A-E輪廓的圓形或六角形。圖4E和4F中跡線303和304的配置並非意在進行限定，並且因而能夠以任何其他合意的定向來進行定向。在一些實施例中，一組若干傳感器電極陣列310E或310F(未不出)或傳感器陣列集合可被定位及定向使得相鄰定位的傳感器電極陣列310E或310F形成跨感測區120的六角形的緊密包裝的圖案，以改善感測電極圖案的密度。
[0092]圖4G例示傳感器電極陣列310G，其包括布置在三角形傳感器電極302A-302B的一個或多個的一部分之間和/或環繞三角形傳感器電極302A-302B的一個或多個的一部分進行圖案化的、三角形傳感器電極301。傳感器電極陣列310G，如圖4G所示，包括在其中傳感器電極301相鄰於傳感器電極302A-302C的每個的兩個邊緣進行布置的配置。如上面所述，圖4G中傳感器電極301部分地圍繞傳感器電極302A，因為它環繞傳感器電極302A的顯著部分進行布置。在一個實施例中，傳感器電極陣列310G包括具有三角形電極形狀的傳感器電極302A-302E，其至少部分地被布置在傳感器電極302A-302E之間的、曲折或其他類似形狀的電極所圍繞。如圖4G所例示，傳感器電極301具有描繪傳感器電極302A-E的至少一部分的輪廓的互補形狀。
[0093]圖4H例示傳感器電極陣列310H，其包括環繞一個或多個複雜形狀的傳感器電極302A-302D進行圖案化的傳感器電極301。如圖4H所例示，傳感器電極301具有描繪傳感器電極302A-D的至少一部分的輪廓的互補形狀。圖41例示傳感器電極陣列3101，其包括布置在傳感器電極302A-302D的一個或多個內的傳感器電極301。由於在相鄰定位的傳感器電極間的電容性耦合一般由每一感測元件121中傳感器電極的每一個的相鄰邊緣的長度所控制，使傳感器電極的相鄰邊緣的長度最大化以使傳感器電極間的電容性耦合最大化通常是合意的。圖4H和41各自一般例示彼此交錯或相互交叉以期使傳感器電極的相鄰邊緣的長度最大化從而改善電極間的電容性耦合的傳感器電極配置。
[0094]圖4J和4K各自分別例示包括傳感器電極陣列310J、310K的傳感器陣列集合400J、400K，其中傳感器電極陣列310J、310K各自包括布置在一個或多個多邊形傳感器電極302A-302D內的傳感器電極301。圖4K在以下方面與圖4J不同，即:在傳感器電極陣列310K其中之一中的跡線303和304已被改變以改變跨感測區120的一部分產生的電場和/或電容性耦合的對稱性。在一些配置中，傳感器電極陣列的一個或多個能夠按照其他定向來形成，以改變傳感器電極在相鄰傳感器電極陣列中的位置或布線(例如相鄰傳感器電極陣列中傳感器電極301和302A-D的鏡像)，以改變傳感器陣列集合內傳感器電極陣列中的傳感器電極形成的電場。因此，圖4J和4K各自例示另一可能的傳感器電極配置，該配置具有彼此交錯或相互交叉以使傳感器電極的相鄰邊緣的長度最大化的傳感器電極，以改善電極間的電容性耦合。這能夠優化用戶輸入信號相對於輸入至任一電極的直接耦合(例如屬於幹涉)的比率。在一個實施例中，如圖41、4J和4K所例示，傳感器電極陣列3101-K包括第一類型的傳感器電極，諸如傳感器電極302A-302F,其各自具有第一電極形狀(例如多邊形形狀)，其中第一電極形狀包括在其中放置有第二類型的傳感器電極(例如傳感器電極301)的一部分的多個凹進區391。一般來說，在第一類型的傳感器電極的邊緣和凹進區391中第二類型的傳感器電極之間形成的間隙足夠小以確保歐姆絕緣並且被確定大小以實現傳感器電極間的合意的電容性耦合。在一個示例中，如圖4J所例示，傳感器電極301具有包括多個指體392的脊柱形狀，指體392按照圖案來排列並且通過一個或多個連接段393互連。
[0095]圖5A例示備選實施例的傳感器電極陣列510A，其包括單層電容性傳感器裝置的多個傳感器電極301和302A-302E，該多個傳感器電極被定位以形成交叉的傳感器電極。在所例示的實施例中，傳感器電極301與傳感器電極302A-302E相交叉，使得傳感器電極302A-302E的每個的一個或多個電極段501與一個或多個傳感器電極301的每個的電極段502沿至少一個方向(例如圖5A中的水平方向)重疊。在一個配置中，如圖5A所例示，傳感器電極301具有的曲折配置，該配置同樣包括至少部分地圍繞傳感器電極302A-302E的每一個的傳感器電極301。曲折配置也可包括在相鄰的傳感器電極302A-E的一個或多個之間迂迴以及至少部分地圍繞傳感器電極302A-302E的一個或多個的、傳感器電極301。這個傳感器電極配置將傾向於使傳感器電極301和302的相鄰邊緣的長度最大化，以改善每一感測兀件121中每一對傳感器電極間(例如傳感器電極302A和一部分傳感器電極301)的電容性耦合。
[0096]在其他實施例中，傳感器電極301和302可按照各種其他定向進行交叉或交錯。圖5B例示傳感器電極陣列510B。在一個示例中，儘管圖5A中例示的實施例例示交叉的電極段501和502的水平定向，在其他實施例中垂直定向，諸如傳感器電極301和302的交叉的電極段506和505，可分別使用。因此在一個實施例中，傳感器電極301與傳感器電極302A-302E交叉，使得傳感器電極302A-302E的每一個的一個或多個電極段505和一個或多個傳感器電極301的每一個的電極段506沿一個方向(例如圖5B中的垂直方向)重疊。本領域技術人員將理解交叉電極的其他定向也可使用。
[0097]圖5C例示交叉的單層傳感器電極圖案或傳感器電極陣列510C的另一實施例。在這個例示實施例中，傳感器電極301與傳感器電極302A-302H交叉。與圖5A的實施例相比，在圖5C例示的實施例中，兩個不同傳感器電極302與傳感器電極301的一部分交叉，然而在圖5A例示的實施例中，單個傳感器電極302與傳感器電極301的相同部分交叉。在其他實施例中，多於兩個傳感器電極302可與傳感器電極301的每一部分交叉。
[0098]圖6A示意性地例示傳感器陣列集合600，其可包括兩個或更多傳感器電極陣列610。在一個示例中，如圖6A所示，四個傳感器電極陣列610布置在感測區120中以通過電容性感測技術的使用確定輸入對象的位置信息。傳感器電極陣列610可與圖4A中例示的傳感器電極陣列310A相似，如所示，或採用圖4B-4K和5A-5B示出的任何其他類似的傳感器陣列配置，或它們的變形。在各種實施例中，跡線303和304的每一個可耦合到傳感器控制器218(圖2A)使得傳感器陣列集合中的傳感器能夠被驅動用於電容性感測。跡線303和304可分別形成跡線212和213的一部分或替換它們，跡線212和213結合圖2A-2B在上面討論過。
[0099]在一個示例中，傳感器電極陣列610中的傳感器電極302A-302E可用作發射器電極而傳感器電極301可用作接收器電極。包含傳感器電極陣列610的輸入裝置可被操作使得一次一個發射器電極進行傳送，或多個相似定位的發射器電極同時進行傳送。在這示例中，每一傳感器電極陣列610中的多個傳感器電極302A-302E根據一個或多個編碼方案傳送不同的發射器信號，該編碼方案使它們對接收類型傳感器電極301接收的結果信號的組合效果能夠被獨立地確定。接收器類型傳感器電極301可被單個地或多個地操作以獲得從發射器信號生成的結果信號，以確定在電容性像素處電容性耦合的度量，該度量可用於確定輸入對象是否存在以及其位置信息，如上面所討論。結果信號可在一個瞬時時間接收，或通過掃描跨感測區120分布的各種感測元件的每一個來接收或採用其他有用的掃描技術來接收。
[0100]圖6B示意性地例示傳感器陣列集合650，其包括兩個或更多傳感器電極陣列610。傳感器陣列集合650與圖6A中示出的傳感器陣列集合600相似，但包括一種配置，該配置包含屏蔽電極670和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120的外面(諸如在外部區661和662)進行的跡線布線方案。為改善輸入裝置的可製造性、減少其製造成本並改進其器件良率，消除跳線在感測區內的使用並且對全部跡線進行布線使得至外部組件的連接能夠在感測區120外部並且靠近電極形成於其上的襯底的邊緣來進行是合意的。
[0101]如圖6B所例示，跡線303和304的布線在感測區120的兩側出去。儘管使跡線在感測區120的單側布線出去以便於形成與其他外部組件的連接並且減少傳感器電極布置於其上的襯底(例如圖2A中的襯底209)所需的總體大小一般是合意的，兩側或更多側跡線布線方案可能是所需的，因為傳感器電極陣列610或傳感器陣列集合650中的傳感器電極的密度或圖案變得更複雜。儘管使跡線從感測區120的多於一側布線出去僅在圖6B中示出，本領域技術人員將理解任一種傳感器陣列集合的其他配置或它們的變形可從這種類型的跡線布線配置中受益。
[0102]在圖6B例示的實施例中，屏蔽電極670(或防護電極)布置在傳感器電極301和302A-302J形成於其上的表面的部分之上。屏蔽電極670，其類似地在下面討論的附圖中標記為參考標號770、970、1070、1270、1570和1670，一般用於使傳感器電極和關聯的導電跡線303和304彼此屏蔽，以防止或最小化相鄰定位並且緊密間隔的跡線和/或傳感器電極之間的串擾。屏蔽電極670可耦合到能夠使附近傳感器電極和跡線彼此屏蔽的大體恆定的電壓(諸如系統地)，或任何其他大體恆定的電壓，或可變電壓。一般來說，屏蔽電極670對於幫助改善輸入對象140 (圖1)對輸入裝置的地的耦合，並且從而減少在電容性感測度量中可見的通常大的可變性而言是有用的，其中該電容性感測度量是在輸入裝置100(諸如手機)的底座沒有與輸入對象(諸如輸入裝置用戶的手指)充分電接觸時採集。屏蔽電極670可包括一個或多個或是彼此耦合或是以相似信號(例如系統地)來驅動的電極。在圖6B以及本文討論的其他附圖中，屏蔽電極670的一個或多個部分可在外部區域661和662中耦合在一起，並通過跡線605連接到輸入裝置100系統地和/或輸入裝置100的底座。在各種實施例中，形成屏蔽電極的材料與形成傳感器電極的材料相同，並且從而在一些實施例中，能夠在傳感器電極圖案化工藝期間由相同的材料覆蓋層形成。在各種實施例中，傳感器電極、(一個或多個)屏蔽電極和導電布線跡線可包括大體透明的材料或大體視覺不可見材料，諸如氧化銦錫(ITO)、薄金屬絲、金屬層等。
[0103]圖7示意性地例示傳感器陣列集合700，其包括兩個或更多傳感器電極陣列710。在一個示例中，如圖7所示，四個傳感器電極陣列710布置在感測區120內以通過上面討論的、各種處理系統110組件的使用來確定輸入對象的位置信息。傳感器陣列集合700與圖6B中示出的傳感器陣列集合650類似，但包括與圖5A中示出的配置相似的傳感器陣列。傳感器陣列集合700也包括屏蔽電極770和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120的外面(諸如在外部區762)進行的跡線布線方案。在圖7中，屏蔽電極770的一個或多個組件可在外部區762中耦合在一起，並且也通過跡線705連接到輸入裝置100的系統地和/或底座。在一個示例中，也可能將毗鄰的電極組303連接到外部區域的不同互連跡線，以使得與毗鄰的接收器關聯的電極(例如發射器)在不同時刻或極性傳送，以減少或檢測從用戶輸入到那些毗鄰的電極組的全部輸入耦合。
[0104]圖8-17B例示傳感器電極的各種不同配置，其一般包括按照多組相鄰定位的傳感器電極來安排的多個傳感器電極，其中多組相鄰定位的傳感器電極被組合形成能夠用於形成傳感器電極集合的傳感器電極陣列。每一組相鄰定位的傳感器電極可包含用於形成一個或多個感測元件121的兩個或更多傳感器電極。在一些實施例中，傳感器電極陣列中的傳感器電極的一個或多個可用作發射器電極而其他傳感器電極的一個或多個可用作接收器電極。在一個不例中，在傳感器電極陣列(例如傳感器電極陣列810、910A_D、1010A-D、1110A-B、1210A-D、1310A-D、1510A-D、1610A-D 和 1710A-D)的一個或多個中的傳感器電極802A-802D可用作發射器電極而傳感器電極801和805可用作接收器電極。包含傳感器電極陣列的輸入裝置可被操作使得一次一個發射器電極進行傳送，或者多個類似定位的發射器電極同時傳送。在這不例中，在每一個傳感器電極陣列中的多個傳感器電極802A-802D傳送相同或不同的發射器信號。接收器類型的傳感器電極801和805可各自被單個地或多個地操作來獲取結果信號，以確定電容性像素(例如感測元件121)處的電容性耦合的度量以確定輸入對象的位置信息。結果信號可在一個瞬時時間被接收，或通過掃描按光柵掃描圖案(例如以期望的掃描圖案獨立地連續地輪詢每一感測元件)、逐行掃描圖案、逐列掃描圖案或其他有用的掃描技術跨感測區120分布的感測元件的行和/或列來被接收。
[0105]圖8例示傳感器電極陣列810，其包括按照多組三個相鄰定位的傳感器電極(諸如傳感器電極801、805和多個傳感器電極802其中之一)來安排的多個傳感器電極。在這個配置中，每一組傳感器電極用於形成兩個感測元件121，如在圖8的頂部所示。在例示的實施例中，傳感器電極802A-802D個別地耦合到不同跡線803，而傳感器電極801和805包括分別通過共用跡線804A和804B各自耦合在一起的多個傳感器電極元件801A、805A。如圖8中例示，來自每一傳感器電極的傳感器電極元件801A、805A與組內不同的傳感器電極802(例如傳感器電極802A-802D)相鄰地布置。在其他實施例中，每一個傳感器電極元件801A、805A可單獨地耦合到它自己的單獨跡線。在這種實施例中，傳感器電極元件的每一個可配置成作為個體傳感器電極或作為較大傳感器電極的元件來進行操作。此外，儘管傳感器電極兀件801A、805A作為傳感器電極801或傳感器電極805的一部分來例不,在其他實施例中傳感器電極元件可配置成形成任意數量的傳感器電極。
[0106]如上所述，對於圖2A，傳感器電極802A-802D可配置成傳送發射器信號而傳感器電極801和805 (以及有關的傳感器電極元件)可配置成接收從發射器信號形成的結果信號。備選地，傳感器電極801和/或805可配置成傳送發射器信號,而傳感器電極802A-802D可配置成接收形成的結果信號。
[0107]如圖8所例不,傳感器電極兀件801A和805A能夠各自被稱合在一起，使得每一組傳感器電極元件的一部分中的頂部傳感器電極元件被耦合在一起形成傳感器電極801而該組傳感器電極元件的該部分中的底部傳感器電極元件被耦合在一起形成傳感器電極805。在其他實施例中,傳感器電極兀件可以其他合意方式被稱合在一起。例如,與傳感器電極802A相鄰的底部傳感器電極元件可被耦合到與傳感器電極802B相鄰的頂部傳感器電極元件，以及與傳感器電極802B相鄰的底部傳感器電極元件可被耦合到與傳感器電極802C相鄰的頂部傳感器電極元件。這樣一種耦合圖案可貫穿傳感器電極圖案繼續或其可經過傳感器電極圖案被改變。
[0108]在各種實施例中，與對每一跡線具有一個傳感器電極元件的配置相比，跡線的數量可被減少幾乎一半。此外，圖8-17B中例示的傳感器電極圖案可提供改進的信噪比和/或提供更寬的電容性像素響應，其中更寬的電容性像素響應相比其他更多的傳統設計提供對較小輸入對象(例如小於5_)的增強的響應。在其他實施例中，圖8的傳感器電極圖案可提供傳感器和處理系統110之間的連接，其中在花線(flex)中具有減少數量的互連通路(大約50%的減少)(S卩，圖2A中的參考標號251)。此外，圖8的傳感器電極圖案可為增強的電容性幀頻作準備。如上所述，通過使用本文公開的傳感器電極互連方案的一個或多個，在感測區內感測輸入對象位置所需的跡線和/或電極的數量能夠被減少而不影響所獲得的位置數據的精度和可重複性。
[0109]圖9A示意性地例示傳感器陣列集合900A，其包括兩個或更多傳感器電極陣列910，諸如傳感器電極陣列910A-910D。圖9B示意性地例示另一傳感器陣列集合配置、或傳感器陣列集合900B，其包括兩個或更多傳感器電極陣列910。傳感器陣列集合900A和900B中傳感器電極陣列910A-910D的每個包含圖8中示出的傳感器電極陣列810。傳感器陣列集合900A中傳感器電極陣列910A-910D被定向使得相鄰傳感器電極陣列(例如傳感器電極陣列910A和910B)中的傳感器電極801和805被彼此相鄰地定位，而傳感器陣列集合900B中的傳感器電極陣列910A-910D沿相同方向被各自定位。在一些應用中，定向傳感器電極陣列以使得相同類型的傳感器電極(諸如傳感器電極802或傳感器電極801和805)彼此接近，諸如圖9A中所示，以減少傳感器電極間的串擾以及它們相應的相反類型的跡線，諸如圖9B所例示，可能是合意的。
[0110]傳感器陣列集合900A和900B也可包括屏蔽電極970和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120之外(諸如在外部區域962中)進行的跡線布線方案。布置在傳感器電極和它們關聯的跡線之間的屏蔽電極970的部分能夠幫助減少傳感器電極間的串擾，這對具有彼此相鄰的相反類型的傳感器電極的配置(諸如圖9B中所示)可能是特別有用的。屏蔽電極970的一個或多個組件可在外部區域962中耦合在一起，並且也可通過跡線905連接到系統地和/或輸入裝置100的底座。
[0111]圖10示意性地例示傳感器陣列集合1000，其包括兩個或更多傳感器電極陣列1010，諸如傳感器電極陣列1010A-1010D。傳感器陣列集合1000中傳感器電極陣列1010A-1010D的每個一般不同於圖8中所示的傳感器電極陣列810，因為在每一傳感器電極陣列中的傳感器電極兀件801A和805A被定位使得與第一傳感器電極(例如電極802A)相鄰的底部傳感器電極元件805A被耦合到與第二傳感器電極(例如電極802B)相鄰的頂部傳感器電極元件805A，並且與第二傳感器電極相鄰的底部傳感器電極元件801A可被耦合到與第三傳感器電極(例如電極802C)相鄰的頂部傳感器電極元件801A，等等，如圖10所示。這樣一種傳感器電極元件的耦合圖案可貫穿傳感器電極陣列繼續或其可經過傳感器電極圖案被改變。
[0112]因此，在一個示例中，電容性圖像傳感器可包括第一集合傳感器電極，其包括第一傳感器電極元件801A、第二傳感器電極元件805A和第三傳感器電極元件801A，並且第一傳感器電極元件801A電耦合到第三傳感器電極元件801A ;以及第二集合傳感器電極，其包括第四傳感器電極802A和第五傳感器電極802B，其中第四傳感器電極802A配置成與第一傳感器電極元件801A電容性耦合，並且第五傳感器電極802B配置成與第三傳感器電極元件80IA電容性f禹合。在圖10例不的配置中，第三傳感器電極兀件801A布置在第一傳感器電極和第二傳感器電極之間。然而，在圖8例示的配置中，第二傳感器電極元件805A可布置在第一傳感器電極元件801A和第三傳感器電極元件801A之間。
[0113]傳感器陣列集合1000也可包括屏蔽電極1070和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120之外(諸如在外部區域1062中)進行的跡線布線方案。屏蔽電極1070的一個或多個組件可在外部區域1062中耦合在一起，並且也通過跡線1005連接到輸入裝置100的系統地或底座。
[0114]圖1lA示意性地例示傳感器陣列集合1100，其包括兩個或更多傳感器電極陣列，諸如傳感器電極陣列1110A-1110B。圖1lB為定位在傳感器陣列集合1100中的傳感器電極陣列1110B內的少數傳感器電極的特寫視圖。在各種實施例中，傳感器電極中的傳感器電極元件的一個或多個包括接地區1130(圖11B)，其布置在傳感器電極元件的至少一部分內並且耦合到接地跡線1120。接地跡線1120可在感測區120外面的外部區域耦合在一起，並且也可連接到輸入裝置100的系統地和/或底座。接地區1130可包括與傳感器電極1101、1102或1105歐姆地絕緣的導電層。在一個示例中，接地區1130由被圖案化以形成傳感器電極的每一個的導電層的一部分來形成。在一些配置中，在傳感器電極1101、1102或1105的一個或多個中的傳感器電極元件1101A、1102A-E、1105A的一個或多個至少部分地圍繞具有布置於其中的導電層的區域，並且該導電層耦合到輸入裝置100的系統地和/或底座。在一個示例中，接地區1130布置在傳感器電極元件的中心內，因為這是傳感器電極元件的區域，該區域提供或接收最少量的電容性感測信號並且因而不會顯著改變電容性感測度量。
[0115]在傳感器電極元件內的接地區1130的加入將減少傳感器電極元件的大小或有效表面面積。一般來說，在傳感器電極元件的一個或多個內的接地區1130的加入能夠用於調節相鄰相對電極間的電極面積的比例(例如，低地質量效應(low ground mass effect)),這對控制信號質量以及減少接收電極所接收信號的可變性而言是重要的。在傳感器電極元件的一個或多個內的接地區1130的加入對於增加輸入裝置中接地面的大小來改善輸入對象對接地面的耦合以減少由輸入對象對系統地的耦合的變化產生的測量電容性感測信號的變化性而言也是有用的。在傳感器電極元件的一個或多個內的接地區1130的加入也將通過避開不希望的信號來減少一個或多個傳感器陣列中傳感器電極間的串擾的量，並且也減少不希望的EMI效應。
[0116]此外，在輸入裝置100的一個實施例中，傳感器電極陣列1110A-B的每個包括多個傳感器電極，該多個傳感器電極按照這種方式布置使得每一傳感器電極(例如傳感器電極1102A-E)與傳感器電極1101、1105的傳感器電極元件1101A和1105A的至少一部分關聯。在這個配置中，傳感器電極的每一組用於形成兩個感測元件121 (未示出)，其與在圖8頂部示出的配置相似。在例示的實施例中，傳感器電極1102A-1102E個體地耦合到不同跡線1103,而傳感器電極1101和1105包括多個傳感器電極兀件1101A、1105A,傳感器電極兀件1101A、1105A分別通過共用跡線1104A和1104B各自耦合在一起。如所例示的，來自每一傳感器電極的傳感器電極元件1101A、1105A與群組內不同傳感器電極1102(例如傳感器電極1102A-1102E)相鄰地布置。
[0117]在其他實施例中，每一傳感器電極元件1101AU105A可獨立地耦合到它自己的獨立跡線。在這種實施例中，傳感器電極元件的每個可配置成作為個體傳感器電極或作為較大傳感器電極的元件來進行操作。此外，儘管將傳感器電極元件1101AU105A例示作為傳感器電極1101或傳感器電極1105的一部分，在其他實施例中傳感器電極元件可配置成形成任意數量的傳感器電極。如上面所述，對於圖2A，傳感器電極1102A-1102E可配置成傳送發射器信號而傳感器電極1101和1105(以及相關的傳感器電極元件)可配置成接收由發射器信號形成的結果信號。此外，傳感器電極1101和/或1105可配置成傳送發射器信號，而傳感器電極1102A-1102E可配置成接收所形成的結果信號。在又一實施例中，電極區1130可採用在獨立模式下將由其他電極(例如1102、1101、1104)來接收的發射器信號來驅動，或電極可電浮置(例如，歐姆地斷開)以在一些模式中影響感測，儘管其在其他模式下是接地的。
[0118]圖12A示意性地例示傳感器陣列集合1200A，其包括兩個或更多傳感器電極陣列1210，諸如傳感器電極陣列1210A-1210D。圖12B示意性地例示另一傳感器陣列集合配置或傳感器陣列集合1200B，其包括兩個或更多傳感器電極陣列1210。圖12A-12B中傳感器電極陣列1210A-1210D的每個包括傳感器電極801，802和805，它們按照交錯的或交替的傳感器電極布局來安排。如所例不，傳感器電極陣列的每個包含被翻轉的或按照存在於位於上面和下面的相鄰行中的傳感器電極組的鏡像表示來形成的交替行。由於傳感器電極元件的每一相鄰組之間交替的電場形成方向，可相信交錯的或交替的傳感器電極布局可提供改善的電容性感測靈敏度。在一個示例中，在傳感器電極802A為發射器電極而頂部傳感器電極元件801A和805A為傳感器電極陣列1210A中的接收電極的場合下，電場將自左至右來產生，而相鄰組將自右至左來產生電場，該相鄰組包括傳感器電極802B (其為發射器電極)和來自頂部的第二傳感器電極兀件801A和805A(它們為接收電極)。一般來說，每一傳感器電極陣列中的傳感器電極元件(例如元件801A、802A-D、805A)的每個跨中心線1221來進行交錯，該中心線布置在傳感器電極元件之間，如在圖12A的傳感器電極陣列1210A中所例示。應注意，一般來說，每一交錯的傳感器電極801、802和805的中心線不需要與其他交錯的傳感器電極共線。
[0119]傳感器陣列集合1200A中傳感器電極陣列1210A-1210D被定向使得相鄰傳感器電極陣列(例如傳感器電極陣列1210A和1210B)中傳感器電極801和805按照相同方向來定向，而傳感器陣列集合1200B中傳感器電極陣列1210A-1210D被各自定向使得相鄰傳感器電極陣列中相同傳感器電極元件彼此相鄰地定位。在一些應用中，對傳感器電極陣列進行定向使得相同類型的傳感器電極，諸如傳感器電極802或傳感器電極801和805彼此接近，諸如圖12B所示，以減少相反類型的傳感器電極和它們對應的跡線間的串擾，諸如圖12A所例不，可能是合意的。在各種其他實施例中，每一傳感器電極陣列中的傳感器電極圖案可按照其他方式被改變。例如，代替在逐行基礎上，每一傳感器電極陣列中傳感器電極圖案可每兩行或更多行地被改變。此外，儘管傳感器電極圖案的每列在圖12A中例示為類似的，在其他實施例中，這些列可能不同。例如,這些列的至少一個可為其他的鏡像,使得這些列的一個或多個可沿著其垂直軸被翻轉。
[0120]傳感器陣列集合1200A和1200B也可包括屏蔽電極1270和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120的外面(諸如在外部區1262)進行的跡線布線方案。屏蔽電極1270的一個或多個組件可在外部區1262耦合在一起，並且也可通過跡線1205連接到輸入裝置100的系統地和/或底座。
[0121]如對於圖8例示的實施例所述，圖12A-12B的傳感器電極元件耦合在一起使得每一傳感器電極兀件對的頂部傳感器電極兀件稱合在一起而每一傳感器電極兀件對的底部傳感器電極兀件稱合在一起。在其他實施例中，傳感器電極兀件可按照其他方式稱合在一起。例如，與第一傳感器電極相鄰的底部傳感器電極元件可被耦合到與第二傳感器電極相鄰的頂部傳感器電極元件，而與第二傳感器電極相鄰的底部傳感器電極元件可被耦合到與第三傳感器電極相鄰的頂部傳感器電極元件，這與圖10中例示的非交錯的配置類似。這樣一種耦合圖案可貫穿這些交錯或交替的傳感器電極布局內的傳感器電極陣列繼續。
[0122]圖13例示傳感器陣列集合1300，其包括傳感器電極陣列1310A-1310D，其各自包括按照多組四個相鄰定位的傳感器電極元件(諸如存在於傳感器電極1301、1302、1303中的傳感器電極元件1301A、1302A、1303A以及多個傳感器電極802其中之一)來安排的多個傳感器電極。在這個配置中，傳感器電極的每組用於形成三個感測元件121(圖13中未示出)，其例如可各自包括傳感器元件802A和1301A、傳感器元件802A和1302A以及傳感器電極元件802A和1303A。在所例示的實施例中，每一傳感電極陣列中的傳感器電極802A-802D的每個個別地耦合到不同跡線803，而傳感器電極1301、1302和1303包括多個傳感器電極元件1301A、1302A、1303A，其分別通過共用跡線1304A、1304B和1304C各自耦合在一起。如所例示的，來自每一傳感器電極的傳感器電極元件1301A、1302A、1303A與該組內不同傳感器電極802(例如傳感器電極802A-802D)相鄰地布置。在其他實施例中，每一傳感器電極元件1301A、1302A、1303A可獨立地耦合到它自己的獨立跡線。在這種實施例中，傳感器電極元件的每個可配置成作為個體傳感器電極或作為較大傳感器電極的元件來進行操作。如上面所述，對於圖2A，傳感器電極802A-802D可配置成傳送發射器信號而傳感器電極1301、1302和1303(以及有關的傳感器電極元件)可配置成接收由發射器信號形成的結果信號。備選地，傳感器電極1301、1302、1303可配置成傳送發射器信號，而傳感器電極802A-802D可配置成接收所形成的結果信號。
[0123]在圖13示出的傳感器電極配置的其他變形中，傳感器電極元件可按照其他合意的方式稱合在一起。例如，與傳感器電極802A相鄰的底部傳感器電極兀件可稱合到與傳感器電極802B相鄰的頂部傳感器電極元件，而與傳感器電極802B相鄰的底部傳感器電極元件可耦合到與傳感器電極802C相鄰的頂部傳感器電極元件，這樣一種耦合圖案可貫穿傳感器電極圖案繼續或其可經過傳感器電極圖案被改變。此外，儘管傳感器電極圖案的每列在圖13中例示為相似的，在其他實施例中，在兩列或更多列中的傳感器電極配置可能不同。例如相鄰傳感器電極陣列的至少一對可能為其他的鏡像，使得這些列中的一個或多個可能相對於另一傳感器電極陣列沿著其垂直軸被翻轉。
[0124]傳感器陣列集合1300也可包括屏蔽電極1370和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120的外面(諸如在外部區1362)進行的跡線布線方案。屏蔽電極1370的一個或多個組件可在外部區1362中耦合在一起，並且也可通過跡線1305連接到輸入裝置100的系統地和/或底座。
[0125]在一個實施例中，如圖14所例示，傳感器電極陣列1400可包括在傳感器電極陣列中的傳感器電極間提供更均衡的信號響應的特徵。圖14例示包括傳感器電極陣列的傳感器電極集合1400，其中傳感器電極陣列包括多個傳感器電極，該多個傳感器電極各自按照多組三個相鄰定位的傳感器電極元件(諸如分別存在於傳感器電極1401、1405中的傳感器電極元件1401A和1405A以及多個傳感器電極802 (例如傳感器電極802A-802D)其中之一)來安排。在這個配置中，每組傳感器電極用於形成兩個感測元件121(圖14中未示出)，如在上面類似地討論的。在所例示的實施例中，傳感器電極陣列中的傳感器電極802A-802D的每個個別地耦合到不同跡線803，而傳感器電極1401和1405包括多個分別通過共用跡線1404A和1404B各自耦合在一起的傳感器電極元件1401A、1405A。如上面所述，對於圖2A，傳感器電極802A-802D可配置成傳送發射器信號而傳感器電極1401、1405(以及相關的傳感器電極元件)可配置成接收由發射器信號形成的結果信號，或者反過來進行。
[0126]在一個實施例中，傳感器電極兀件1405A的每個各自包括導電突出部1406,導電突出部1406附接到傳感器電極元件1405A的主體部分1405B並從其延伸。在這個配置中，導電突出部1406可被定向和定位成使得它們能夠使傳感器電極1405相比於傳感器電極1401所接收的結果信號的差異(由於布置在傳感器電極元件1405A和傳感器電極802A-802D之間的斷開的跡線1404A或其他類似元件的定位所產生)平坦。因此在一些配置中，導電突出部1406的一個或多個可沿一個或多個方向從傳感器電極兀件1405A的主體部分1405B延伸到傳感器電極元件1401A附近的位置，諸如在相鄰定位的傳感器電極元件140IA和其跡線1404A的一部分之間。在一個配置中，導電突出部1406大體平行於跡線1404A來定位和/或從傳感器電極元件1405A的主體部分1405B的一個或多個區域延伸。導電突出部1406可與跡線1404A大小相似，並且包括與用於形成每一傳感器電極元件1405A的材料相同的材料(例如ITO的層)，並且從而可在用於形成傳感器電極元件的圖案化工藝期間形成。導電突出部1406可備選地包括粘合漆包線(bonded wire)或其他類似導電材料。
[0127]圖15例示單層傳感器陣列集合1500的備選實施例，其包括多個傳感器電極陣列1510A-1510D，其中傳感器電極陣列1510A-1510D包括具有分布式電極形狀的傳感器電極，諸如結合上面圖4C例示並討論的傳感器電極。在這個配置中，每組傳感器電極用於形成兩個感測元件121 (圖13中未示出)，其例如可包括傳感器元件802A和801A以及傳感器元件802A和805A。在例示的實施例中，每一傳感器電極陣列中傳感器電極802A-802D的每個個別地耦合到不同跡線1503，而傳感器電極801和805包括多個分別通過共用跡線1504A和1504B各自耦合在一起的傳感器電極元件801A、805A。在各種實施例中，圖15中例示的傳感器電極801、802A-802D和805，可包括與跡線1503、1504A和1504B相同的材料和/或其曲折金屬絲形狀可具有相似的橫截面大小。在各種實施例中，傳感器電極可按照與示出的曲折類型圖案相對的各種其他形狀和設計來布置。圖15的實施例中例示的傳感器電極結構可與本文描述的任何其他實施例相結合。
[0128]傳感器陣列集合1500也可包括屏蔽電極1570和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120的外面(諸如在外部區1562)進行的跡線布線方案。屏蔽電極1570的部分能夠在外部區1562中耦合在一起並且附接到接地跡線1505，接地跡線1505可耦合到外部地或輸入裝置100的底座。
[0129]圖16A例示單層傳感器陣列集合1600的備選實施例，其包括多個傳感器電極陣列1610A-1610D，其中傳感器電極陣列1610A-1610D包括具有與上面圖4C和15中例示的配置相似的分布式電極形狀的傳感器電極。圖16B為存在於傳感器陣列集合1600中的傳感器電極陣列1610A-1610D其中之一的一組傳感器電極的特寫視圖。在這個例示配置中，每組傳感器電極用於形成兩個感測元件121 (圖16B)，其例如可包括傳感器元件802A和801A以及傳感器元件802A和805A。傳感器電極元件801A和805A存在於傳感器電極801和805內，傳感器電極801和805分別通過共用跡線1604A和1604B各自耦合在一起。每一傳感器電極陣列中傳感器電極802A-802D的每個個別地耦合到不同跡線1603並且包括可具有兩個或更多電極區1630和1631(圖16B)的分布式電極形狀，其中兩個或更多電極區1630和1631具有不同電極形狀或圖案以補償傳感器電極組中傳感器電極的某一物理或電的屬性。
[0130]在一個實施例中，如所7]^，傳感器電極802的第一電極區1630中電極材料的表面密度與相同傳感器電極802的第二電極區1631中電極材料的表面密度不同。在這個配置中，傳感器電極802的電極材料的表面密度已在第一電極區1631(與第二電極區1632相對)中進行調節，以補償由跡線1604A的連接元件1608提供的附加電極表面積，跡線1604A的連接元件1608耦合到傳感器電極元件801A(與類似地定位的傳感器電極元件805A相對)。通過這種方式，更高密度的第二電極區1631將具有對相鄰的傳感器電極元件805A的改善的電容性耦合，以補償由增加的傳感器電極面積提供的、傳感器電極元件801A的改善的電容性耦合，其中增加的傳感器電極面積由連接元件1608提供。傳感器電極的表面密度通常是每單位面積的表面(傳感器電極布置於其上)中電極的表面積的量的度量。表面密度將通常在針對實心傳感器電極的大約I的值和大於O的某一量之間變化(例如，I?表面密度(AD) >0)。將注意到，假定由傳感器電極層厚度與暴露的傳感器電極層厚度的線性長度相乘而產生的面積與傳感器電極的表面積(其與傳感器電極布置於其上的表面平行)相比是可忽略的(即，否則AD能夠大於I)。從而，傳感器電極的密度可被改變以提供傳感器電極的一個或多個之間的增強的均衡響應。儘管傳感器電極802例示為具有不同表面密度的區域，在其他實施例中，其他傳感器電極的一個或多個(例如傳感器電極801和/或805)可具有可變的表面密度。此外，這種方法可應用到本文描述的任何傳感器電極圖案中。
[0131]在各種實施例中，圖16A中例示的傳感器電極801，802A-802D和805可由與跡線1603、1604A和1604B相同的材料構成。在各種實施例中，傳感器電極可按照各種其他形狀和設計(與示出的曲折類型圖案相對)來布置。圖16A的實施例中例示的傳感器電極結構可與本文描述的任何其他實施例進行組合。
[0132]傳感器陣列集合1600也可包括屏蔽電極1670和允許各種跡線和外部組件的互連在感測區120的外面(諸如在外部區1662)進行的跡線布線方案。布置在傳感器電極和它們關聯的跡線間的屏蔽電極1670的部分能夠幫助減少傳感器電極間的串擾。
[0133]圖17A例示單層傳感器電極集合1700的備選實施例，其包括多個傳感器電極陣列1710A-1710D，其中傳感器電極陣列1710A-1710D包括多個具有彼此成角度的定向或箭尾形的定向的傳感器電極組。每一組傳感器電極可用於形成一個或多個感測元件121 (未示出)，其可由傳感器電極元件802A和801A或感測電極元件802A和805A形成。圖17B是可存在於傳感器電極陣列1710D中的一組傳感器電極的放大視圖。傳感器電極兀件相對於感測區120的邊緣1751的成角度的定向能夠幫助最大化相鄰的相對的跨電容性感測傳感器電極類型間的傳感器電極邊緣長度。本領域技術人員將理解，相鄰傳感器電極間的電容性耦合主要由因相對的電極的接近而在這些邊緣處或在這些邊緣附近形成的電場產生，相鄰傳感器電極諸如傳感器電極802A的邊緣1731 (圖17B)和傳感器電極801的邊緣1732 (圖17B)、或傳感器電極802A的邊緣1731(圖17B)和傳感器電極805的邊緣1733 (圖17B)。典型地，傳感器電極的表面積對電極間的電容性耦合具有小得多的影響。因此，通過將傳感器電極元件的邊緣按照相對於感測區120的邊緣1751 (例如垂直邊緣1751)的角度1725 (圖17B)來對齊，邊緣1732-1734的長度1722-1724能夠與使它們相鄰定位的邊緣與感測區120的邊緣對齊(例如圖10、12等中例示的)的傳感器電極配置相比被增加。在一些配置中，形成在相鄰定位的傳感器電極元件801A、802A和/或805A間的邊緣1732、1733和/或1734是非線性的(未示出)，以增加傳感器電極邊緣的相鄰的或重疊的長度。在(一個或多個)邊緣為非線性的情況下，傳感器電極組的有角度的對齊可通過比較存在於每一組傳感器電極中的(一個或多個)支配大小的電極的對稱的主軸的定向或每一組傳感器電極的對稱的軸來得到。
[0134]在一個示例中，第一組傳感器電極元件和第二組傳感器電極元件按照小於或大於180度的角度來對齊。在一個示例中，第一組包括第一傳感器電極元件801A和第二傳感器電極元件805A，它們與傳感器電極元件802A的邊緣1732相鄰地布置，而第二組傳感器電極元件包括第一傳感器電極元件801A和第二傳感器電極元件805A，它們與傳感器電極元件802B的邊緣1732相鄰地布置，其中第一和第二組中的邊緣1732按照小於或大於180度的角度來定向。在這個示例中，傳感器電極元件802A和802B的邊緣1732間的角度可按照小於或大於180度的角度來對齊，其中該角度可被定義為等於180減去圖17B中例示的角度1725的兩倍。在一個示例中，傳感器電極元件802A和802B的邊緣1732間的角度等於大約90度。在另一示例中，傳感器電極(例如801、802、805)按照180度的角度來定向使得感測兀件11對於單個發射器進行橫向分布，但垂直於發射器電極的分布的方向。而且，多個傳感器設計可被組合使得，例如，圖4A大體封閉並交替的電極可與圖3C的多個接收器以及圖17的交替的成角度的定向進行組合以產生電極元件設計。
[0135]儘管本文公開的傳感器電極和傳感器電極元件可被例示為具有特定形狀和大小，但這些特定例示並非意在作為限定。在各種實施例中，傳感器電極和傳感器電極元件可具有能夠提供必要的電容性耦合和響應的任何其他形狀。例如，可單個地或按照成對的相反類型的傳感器電極來使用的、一些不同的傳感器電極形狀在圖4A-4K, 5A_5C、8、15和16A中示出，並且因而本領域技術人員將理解，本文例示的任何電極形狀能夠與本文公開的任何其他電極形狀相結合地使用，而沒有偏離本發明的基本範圍。此外，傳感器電極和傳感器電極元件可在相同傳感器電極陣列內具有不同形狀。在又一些其它實施例中，傳感器電極和傳感器電極元件可為任何大小，使得它們提供必要的電容性耦合和響應。此外，傳感器電極和傳感器電極元件的大小可在傳感器電極陣列內被改變。在又一些其它實施例中，形狀和大小可被改變。
[0136]儘管圖68、7、94-8、10、12麼-8、13、14和16A中例示的傳感器電極集合全部例示在(一個或多個)外部區661、662、762、962、1062、1262、1362、1562和1662中的互連方案，該互連方案將相似地定位的傳感器電極連接在一起，諸如在相同行中定位的傳感器電極的連接，但這種配置並非意圖作為限定，因為其他互連方案能夠被使用。將注意到，包含傳感器電極集合的輸入裝置可被操作使得傳感器電極集合中發射器電極的一個或多個可同時傳送，而接收器類型傳感器電極，可被單個地或多個地操作來獲得從發射器信號產生的結果信號，以確定電容性像素處的電容性耦合的度量，該度量可用於確定輸入對象是否存在以及其位置信息，如上面所討論的。
[0137]提出本文闡述的實施例和示例以便最好地解釋本技術和其特定應用以及從而使得本領域技術人員能夠實現並使用本技術。本領域技術人員將認識到，前述描述和示例僅為了例示和示例的目的而提出。所闡述的描述並不意在窮舉性的或意在將本技術限定到所公開的精確形式。儘管前述內容針對本發明的實施例，還可想出本發明的其他以及另外的實施例，而沒有離開本發明的基本範圍，並且本發明的範圍由附隨的權利要求來確定。
【權利要求】
1.一種電容性圖像傳感器，其包括: 第一集合傳感器電極，其包括第一傳感器電極、第二傳感器電極和第三傳感器電極，並且所述第一傳感器電極電耦合到所述第三傳感器電極；以及， 第二集合傳感器電極，其包括第四傳感器電極和第五傳感器電極，其中所述第四傳感器電極配置成與所述第一傳感器電極電容性耦合，並且所述第五傳感器電極配置成與所述第三傳感器電極電容性f禹合。
2.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第二傳感器電極布置在所述第一傳感器電極和所述第三傳感器電極之間。
3.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第三傳感器電極布置在所述第一傳感器電極和所述第二傳感器電極之間。
4.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中: 所述第二集合傳感器電極還包括第六傳感器電極，其布置在所述第四和第五傳感器電極之間，並且， 所述第二傳感器電極布置在所述第一傳感器電極和所述第三傳感器電極之間，並且所述第二傳感器電極配置成與所述第四傳感器電極和所述第六傳感器電極電容性耦合。
5.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器,還包括: 傳感器電極陣列，其包括所述第一集合傳感器電極和所述第二集合傳感器電極，其中所述傳感器電極陣列包括發射器電極和接收器電極並且發射器電極對接收器電極的比例大於I。
6.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器,還包括: 傳感器電極陣列，其包括所述第一集合傳感器電極和所述第二集合傳感器電極，其中所述傳感器電極陣列包括發射器電極和接收器電極，並且接收器電極對發射器電極的比例大於I。
7.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第一集合傳感器電極還包括: 第一組傳感器電極，其包括多個按照跨中心線的交錯排列來布置的所述第一傳感器電極， 第二組傳感器電極，其包括多個按照跨所述中心線的交錯排列來布置的所述第二傳感器電極， 第三組傳感器電極，其包括多個按照跨所述中心線的交錯排列來布置的所述第三傳感器電極。
8.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第一集合傳感器電極還包括: 跡線，其將所述第一傳感器電極電耦合到所述第三傳感器電極。
9.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第三傳感器電極具有第一區域和第二區域，其中每個第一區域具有大於所述第二區域的表面密度，並且所述第一傳感器電極與所述第一區域相鄰布置，而所述第二傳感器電極與所述第二區域相鄰布置。
10.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第一傳感器電極和所述第二傳感器電極與所述第四傳感器電極的邊緣相鄰布置並且所述第三傳感器電極與所述第五傳感器電極的邊緣相鄰布置，以及， 其中所述第四傳感器電極的邊緣和所述第五傳感器電極的邊緣按照小於或大於180度的角度來對齊。
11.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第一傳感器電極、所述第二傳感器電極和所述第三傳感器電極各自包括耦合到傳感器處理器的跡線。
12.根據權利要求8所述的電容性成像傳感器，其中所述第二傳感器電極布置在所述第一傳感器電極和所述第三傳感器電極之間，並且所述第二傳感器電極具有布置在所述第一傳感器電極和所述跡線間的第一突出部。
13.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述襯底耦合到顯示器。
14.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第一集合傳感器電極還包括第六傳感器電極，其配置成與所述第四傳感器電極電容性耦合。
15.根據權利要求1所述的電容性成像傳感器，其中所述第一傳感器電極或是所述第四傳感器電極至少部分地圍繞一區域，所述區域具有耦合到地的、布置於其中的導電層。
16.—種觸控螢幕,其包括: 多個傳感器電極，其布置於透明襯底的表面上，所述多個傳感器電極包括: 第一集合傳感器電極，其包括第一接收器電極、第二接收器電極和第三接收器電極，並且所述第一接收器電極電耦合到所述第三接收器電極；以及， 第二集合傳感器電極，其包括第一發射器電極和第二發射器電極，其中所述第一發射器電極配置成與所述第一接收器電極電容性耦合，並且所述第二發射器電極配置成與所述第三接收器電極電容性耦合；以及 傳感器處理器，其通信地耦合到所述第一和第二接收器電極，並且配置成在所述第一或第二發射器電極被驅動用於電容性感測時接收所述第一、第二和第三接收器電極所接收的結果信號，其中所述傳感器處理器包括耦合到所述第一接收器電極的第一接收器通道和耦合到所述第二接收器電極的第二接收器通道。
【文檔編號】G06F3/044GK104169850SQ201380013665
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月11日 優先權日:2012年1月12日
【發明者】M.布利亞, D.索爾文, J.K.雷諾, D.霍赫, T.S.達塔洛 申請人:辛納普蒂克斯公司