CN103534673B - 双叉式电容传感器图案 - Google Patents

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Abstract

一种电容传感器阵列的一个实施方式可包括第一组多个传感器元件以及与第一组多个传感器元件中的每一个电容耦合的第二传感器元件。该第二传感器元件可以还包括第一主要迹线和第二主要迹线，其中第一主要迹线和第二主要迹线与第一组多个传感器元件中的每一个相交，并且其中主要迹线中的每一条穿过与第二传感器元件相关联的多个单元小区中的至少一个。第二传感器元件还包括连接辅迹线，该连接辅迹线电耦合到第一主要迹线和第二主要迹线，并且在每个单元小区内部，至少一个初级辅迹线从第一主要迹线或第二主要迹线分支出来。

Description

双叉式电容传感器图案
相关申请
本申请要求2011年3月11日提交的美国临时申请No.61/452,006的权益，通过引用，其被并入本文。
技术领域
本公开涉及触摸传感器领域，尤其涉及到电容性触摸式传感器阵列中元件的迹线图案。
背景技术
计算设备，诸如笔记本电脑、个人数据助理(PDA)、自助服务终端和移动手机，具有用户接口设备，其也被称作人机接口设备(HID)。已变得更加常见的用户接口设备是触摸传感器板(一般也称为触摸板)。基本笔记本电脑触摸传感器板模拟了个人计算机(PC)鼠标的功能。为了内置便携性，触摸传感器板通常被嵌入到PC笔记本中。通过使用两个包含一组传感器元件的限定轴，触摸传感器板实现了鼠标X/Y移动，这组传感器元件可检测一个或多个导电物体的位置，例如手指的位置。鼠标右/左按钮的点击可以由位于触摸板附近的两个机械按钮来实现，或者通过在触摸传感器板本身上敲击命令来实现。触摸传感器板提供了用户接口设备，以用于执行这样的功能，例如定位指针，或者在显示器上选择一个项。这些触摸传感器板可包括用于检测多个轴上的运动的多维传感器阵列。传感器阵列可包括一维传感器阵列，用于检测一个轴上的运动。传感器阵列也可以是二维的，以用于检测两个轴上的运动。
已变得更为常见的另一用户接口设备是触摸屏。触摸屏，也称为触摸屏幕、触摸窗口、触摸面板或触摸屏幕面板，是透明的显示器覆盖层，其通常是压敏的(电阻的或压电的)、电敏感的(电容的)、声敏的(表面声波(SAW))或光敏的(红外线的)。这种覆盖层的作用是允许显示器用作输入设备，从而消除了作为用于和显示器的内容进行交互作用的主要输入设备的键盘和/或鼠标。这种显示器可以被连接到计算机或作为终端被连接到网络。在零售装置中，在销售点***中，在ATM上，在移动手机上，在自助服务终端上，在游戏控制台上以及在个人数字助理(PDA)上，触摸屏已经很常见，其中，触笔有时被用于操纵图形用户接口(GUI)和输入数据。用户可以触摸触摸屏或触摸传感器板来对数据进行操作。例如，通过使用手指触摸触摸屏的表面，用户可应用单次触摸来从菜单中选择项目。
发明内容
本发明提供了一种电容传感器阵列，包括:
第一组多个传感器元件；以及
第二传感器元件，其与所述第一组多个传感器元件中的每一个电容耦合，其中所述第二传感器元件包括:
第一主要迹线和第二主要迹线，其中，所述第一主要迹线和所述第二主要迹线与所述第一组多个传感器元件中的每一个相交，其中所述第一主要迹线和所述第二主要迹线中的每一个穿过与所述第二传感器元件相关联的多个单元小区中的至少一个，其中所述多个单元小区中的每一个表示一组位置，这组位置比起到传感器元件之间的任何其它交叉区域的距离，更靠近所述第二传感器元件与所述第一组多个传感器元件中的相应一个之间的交叉区域，
连接辅迹线，其被电耦合到所述第一主要迹线和所述第二主要迹线两者，以及
在每个单元小区内的从所述第一主要迹线或所述第二主要迹线分支出来的至少一个初级辅迹线。
所述电容传感器阵列还可包括多个桥部，其中，所述第一主要迹线和所述第二主要迹线可包括通过所述多个桥部而被连接在一起的多个迹线区段。
所述第一传感器元件和所述第二传感器元件可由单个层构成，并且其中所述多个桥部中的每一个可位于所述第一传感器元件和所述第二传感器元件之间的交叉区域。
所述至少一个初级辅迹线可沿着与所述连接辅迹线的长度相同的轴线延伸。
沿着所述连接辅迹线长度的轴线可垂直于所述第一主要迹线的边缘和所述第二主要迹线的边缘。
所述电容传感器阵列还可包括与所述第一传感器元件和所述第二传感器元件电隔离的一个或多个虚拟迹线，其中，所述一个或多个虚拟迹线的每个都被所述第二传感器元件的部分所环绕。
所述一个或多个虚拟迹线可位于流经所述第二传感器元件的核心区域的电流的路径之外。
所述第一传感器元件和所述第二传感器元件被层压在透明材料上。
本发明还提供了一种装置，包括:
电容传感器阵列，包括:
第一组多个传感器元件；以及
第二传感器元件，其与所述第一组多个传感器元件中的每一个电容耦合，其中所述第二传感器元件包括:
第一主要迹线和第二主要迹线，其中，所述第一主要迹线和所述第二主要迹线与所述第一组多个传感器元件中的每一个相交，其中所述第一主要迹线和所述第二主要迹线中的每一个穿过与所述第二传感器元件相关联的多个单元小区中的至少一个，其中所述多个单元小区中的每一个表示一组位置，这组位置比起到传感器元件之间的任何其它交叉区域的距离，更靠近所述第二传感器元件与所述第一组多个传感器元件中的相应的一个之间的交叉区域，
连接辅迹线，其被电耦合到所述第一主要迹线和所述第二主要迹线两者，以及
在每个单元小区内的从所述第一主要迹线或所述第二主要迹线分支出来的至少一个初级辅迹线，以及
电容传感器，其与所述电容传感器阵列耦合，其中，所述电容传感器被配置成用于测量所述电容传感器阵列的电容。
所述电容传感器可被配置成用于通过在所述第二传感器元件上发射第一信号以及从所述第一传感器元件接收第二信号来测量所述电容。
所述电容传感器还可被配置成通过测量与所述第一传感器元件和所述第二传感器元件之间的交叉区域相关的互电容来测量所述电容传感器阵列的电容。
所述装置还可包括显示器面板，其中所述电容传感器阵列可由透明导电材料构成，并且其中所述电容传感器阵列可覆盖在所述显示器面板上。
所述装置还可包括多个桥部，其中，第一传感器元件可包括通过所述多个桥部连接在一起的多个区段，其中，所述第一传感器元件和所述第二传感器元件可由单个层构成，并且其中，所述多个桥部中的每一个可位于所述第一传感器元件和所述第二传感器元件之间的交叉区域。
所述多个桥部中的两个可位于所述单元小区内。
所述装置还可包括与所述第一传感器元件和所述第二传感器元件电隔离的一个或多个虚拟迹线，其中，所述一个或多个虚拟迹线的每个都被所述第二传感器元件的部分所环绕。
所述一个或多个虚拟迹线可位于流经所述第二传感器元件的核心区域的电流的路径之外。
本发明另外还提供了一种电容传感器阵列，包括:
第一组多个传感器元件；以及
第二传感器元件，其与所述第一组多个传感器元件中的每一个相交以形成多个单元小区，其中所述多个单元小区中的每一个表示一组位置，这组位置比起到传感器元件之间的任何其它交叉区域的距离，更靠近所述第二传感器元件与所述第一组多个传感器元件中的相应的一个之间的交叉区域，其中所述第二传感器元件包括多个传感器元件子区，并且其中每个传感器元件子区包括：
第一主要迹线区段，
第二主要迹线区段，
连接辅迹线，其将所述第一主要迹线区段和所述第二主要迹线区段电耦合，以及
第一初级辅迹线，其从所述第一主要迹线区段分支出来。
所述第二传感器元件的所述传感器元件子区可通过多个桥部被耦合在一起。
所述多个单元小区中的每一个可包括所述多个桥部中的两个。
所述电容传感器阵列还可包括从所述第二主要迹线区段分支出来的第二初级辅迹线，其中所述第一初级辅迹线和所述第二初级辅迹线可沿着与所述连接辅迹线的长度相同的轴线进行定位。
附图说明
本公开，通过附图中的图形，示例的方式进行说明，而非通过限制的方式。
图1是示出处理触摸传感器数据的电子***的一个实施方式的框图。
图2是示出处理触摸传感器数据的电子***的一个实施方式的框图。
图3A示出了具有菱形图案的电容传感器阵列的一个实施方式。
图3B示出了根据一个实施方式的具有菱形图案的电容传感器阵列的一部分。
图4示出了根据一个实施方式的具有双叉式图案的电容传感器阵列。
图5示出了根据一个实施方式的具有双叉式图案的电容传感器阵列。
图6示出了包括双叉式的电容传感器阵列的透镜组件上的传感器的一个实施方式。
图7A示出了包括双叉式电容传感器阵列的透镜组件上的屏蔽层的传感器的一个实施方式。
图7B示出了包括双叉式电容传感器阵列的透镜组件上的屏蔽层的传感器的一个实施方式。
图8示出了包括双叉式的电容传感器阵列的透镜组件上的屏蔽层的传感器的一个实施方式。
图9示出了透镜组件上的传感器的一个实施方式。
具体实施方式
以下描述阐述了众多具体细节，如具体的***、组件、方法等的实例，以便很好地理解本发明的几个实施方式。但是，本领域的技术人员要明白，在没有这些具体细节的情况下，也可以实现本发明的至少部分实施方式。在其它情况下，没有详细描述、或者只是以简单的框图格式介绍了熟知的组件或方法，以免不必要地使本发明晦涩难懂。因此，所说明的具体细节只是示范性的。特定实施可以与这些例示性细节有所不同，并且仍被认为是在本发明的精神和范围内。
可用于实施触摸感应表面的电容传感器阵列的实施方式可以包括第一组多个传感器元件和第二组多个传感器元件。例如，这些组传感器元件可以表示行和列传感器元件。在一个实施方式中，第一组多个传感器元件中的传感器元件中的每一个可以包括至少两个主要迹线，其中主要迹线通过连接辅迹线(connectingsubtrace)彼此电连接。主要迹线中的每一个也可以被电连接到从该主要迹线分支出来的初级辅迹线(primarysubtrace)。
在一个实施方式中，第一组多个传感器元件可以是接收(RX)传感器元件，同时第二组的多个传感器元件可以是发射(TX)传感器元件。
在一个实施方式中，第一组多个传感器元件中的每一个可以包括多个子区，其中每个子区包括第一主要迹线的一个区段和第二主要迹线的一个区段。第一主要迹线区段和第二主要迹线区段通过连接辅迹线可以被电连接，并且初级辅迹线可以从第一和第二主要迹线区段中的一个或两者分支出来。相同传感器元件的主要迹线区段通过一个或多个桥可以被电连接。在一个实施方式中，每个单元小区(表示与特定一对相交传感器元件相关联的区域)可以包括两个桥。
在一个实施方式中，第二组多个传感器元件中的传感器元件中的每一个都具有与第一组多个传感器元件的形状互补的迹线形状。例如，第二组多个传感器元件可成形为实质上填充第一组多个传感器元件所遗留的空间。在一个实施方式中，第二组多个传感器元件中的每一个可以包括核心迹线区域，其为用作低电阻电流路径的相对较大的迹线。
图1示出了电子***100的一个实施方式的框图，该电子***100包括处理设备110，该处理设备110可被配置成用于测量来自触摸感应表面116的电容，该触摸感应表面116包括如上所述的电容传感器阵列。电子***100包括被耦合到处理设备110的触摸感应表面116(如触屏或触摸板)，还包括主机150。在一个实施方式中，该触摸感应表面116是二维用户接口，其使用传感器阵列121以用于检测表面116上的触摸。
在一个实施方式中，传感器阵列121包括被设置为二维矩阵(也称为XY矩阵)的传感器元件121(1)–121(N)(其中N是正整数)。传感器阵列121经由一条或多条传输多个信号的模拟总线115被耦合到处理设备110的引脚113(1)–113(N)。在该实施方式中，每个传感器元件121(1)-121(N)被表示为电容器。
在一个实施方式中，电容传感器101可包括将电容转换成测量值的张弛振荡器或其它装置。电容传感器101可以还包括计数器或计时器以测量振荡器输出。处理设备110可以还包括软件组件以将计数值(如电容值)转换成传感器元件检测决策(也称为开关检测决策)或者相对幅度。应当注意，存在用于测量电容的各种已知的方法，例如电流对电压相移测量、电阻器-电容器充电计时、电容性桥分压器、电荷传送、逐次逼近、∑-？调制器、电荷累积电路、场效应、互电容、频移、或其他电容测量算法。然而，应当注意的是，作为相对于阈值评估原始计数的替代，电容传感器101可以评估其它测量结果来确定用户交互。例如，在具有∑-△调制器的电容传感器101中，电容传感器101评估输出的脉冲宽度的比例，以作为高于或低于某个阈值的原始计数的替代。
在一个实施方式中，处理设备110还包括处理逻辑102。处理逻辑102的操作可以在固件中实现；或者，其可以在硬件或软件中实现。处理逻辑102可以从电容传感器101接收信号，并且确定传感器阵列121的状态，例如，一个物体(例如，手指)被检测到是处于传感器阵列121之上还是接近于传感器阵列121(例如，确定该物体的存在)，在检测到对象处于传感器阵列之上(如确定物体的位置)的情况下，跟踪该物体的运动，或跟踪与触摸传感器检测到的物体相关的其它信息。
在另一个实施方式中，代替在处理设备110中实现处理逻辑102的操作，处理设备110可向主机150发送原始数据或部分处理过的数据。如图1所示，主机150可以包括执行处理逻辑102的部分或所有操作的决策逻辑151。决策逻辑151的操作可以实现于固件、硬件、软件或其组合中。主机150可包括在执行关于所接收的数据的应用152中的高级应用编程接口(API)，例如补偿敏感性差异，其它补偿算法，基线更新例程，启动和/或初始化例程，插值操作或缩放操作。关于处理逻辑102所描述的操作可以在决策逻辑151、应用152或在处理设备110外部的其它的硬件、软件和/或固件中实现。在一些其它实施方式中，处理设备110为主机150。
在另一个实施方式中，处理设备110还可以包括非感应动作块103。该块103可被用于处理和/或接收来自主机150的数据/将数据发射到主机150。例如，附加组件可以与处理设备110一起随着传感器阵列121***作执行(例如键盘、小键盘、鼠标、跟踪球、LED、显示器、或其它***设备)。
该处理设备110可驻存于共同的载体基底上，例如，集成电路(IC)模具基板或多芯片模块基板。或者，处理设备110的组件可为一个或多个单独的集成电路和/或离散组件。在一个实施方式中，处理设备110可为由加利福尼亚州圣何塞市的赛普拉斯半导体公司(CypressSemiconductorCorporation,SanJose,California)开发的片上可编程***(PSoCTM)处理设备。或者，处理设备110可为被领域的普通技术人员所熟知的一个或多个其它处理设备，例如微处理器或中央处理单元、控制器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、特定应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程设备。例如，在另一个实施方式中，处理设备110可为具有多个处理器的网络处理器，所述的多个处理器包括核心单元和多个微引擎。另外，处理设备110可包括通用处理设备和专用处理设备的任何结合。
在一个实施方式中，电子***100被实现于一种设备中，该设备包括作为用户接口的触摸感应表面116，例如手持电子设备、便携式电话、蜂窝电话、笔记本电脑、个人电脑、个人数据助理(PDA)、自助服务终端、键盘、电视机、遥控器、监视器、手持多媒体设备，手持视频播放器、游戏设备、家用或工业应用的控制面板、或者其他计算机***或输入设备。或者，电子***100可用于其他类型的设备中。应注意，电子***100的组件可包括上文所述的所有组件。或者，电子***100可以只包括上述部件中的一些，或者包括这里没有列出的其它组件。
图2是示出电容性触摸传感器阵列121和电容传感器101的框图，该电容传感器101将所测得的电容中变化转换为表明触摸的存在和位置的坐标。该坐标是基于测量电容中相对于未触摸状态下的相同的触摸传感器阵列121的电容的变化被计算出的。在一个实施方式中，传感器阵列121和电容传感器101被实现于诸如电子***100的***中。传感器阵列220包括N×M电极(N个接收电极，M个发射电极)的矩阵225，其还包括发射(TX)电极222和接收(RX)电极223。矩阵225中的每一个电极通过多路复用器212和多路复用器213被连接到电容感应电路201。
电容传感器101包括多路复用器控制211、多路复用器212和多路复用器213、时钟发生器214、信号发生器215、解调电路216以及模数转换器(ADC)217。ADC217还与触摸坐标转换器218耦合。触摸坐标转换器218可以实现于处理逻辑102中。
电极矩阵225中的发射和接收电极可以被设置为使得每一个发射电极与每一个接收电极交叠和交叉以形成交叉区域的阵列，同时保持彼此之间的电隔离。因此，每个发射电极可以与每一个接收电极电容耦合。例如，发射电极222与接收电极223在发射电极222和接收电极223交迭的点上电容耦合。
时钟发生器214把时钟信号提供给信号发生器215，其产生TX信号224以提供给触摸传感器121的发射电极。在一个实施方式中，信号发生器215包括的一组开关，这组开关按照来自时钟发生器214的时钟信号进行操作。通过周期性地将信号发生器215的输出连接到第一电压然后再连接到第二电压，该开关可产生TX信号224，其中，所述第一和第二电压是不同的。
信号发生器215的输出与多路复用器212连接，多路复用器212允许TX信号224被应用于触摸传感器121的M个发射电极中的任何发射电极。在一个实施方式中，多路复用器控制211控制多路复用器212，以便TX信号224按控制顺序被应用于每个发射电极222。多路复用器212可还用于将目前没有正在应用TX信号224的其它发射电极接地、浮动或将备用信号连接到其。在一个可选的实施方式中，TX信号224可以以真的形式提供给发射电极222的子集并且以补集的形式提供给发射电极222的第二子集，其中发射电极222的第一和第二子集的部件中没有交叠。
由于发射电极和接收电极之间的电容耦合，被应用于每个发射电极的TX信号224感应每一个接收电极内的电流。例如，当TX信号224通过多路复用器212被应用于发射电极222时，TX信号224感应矩阵225中的接收电极上的RX信号227。通过使用多路器213将N个接收电极中的每一个按顺序连接到解调电路216，接收电极中的每一个上的RX信号227随后可以按顺序被测量。
通过使用多路复用器212和多路复用器213选择TX电极和RX电极的每个可用的组合，与TX电极和RX电极之间的每个交叉区域相关的互电容可以被感应到。为了提高性能，多路复用器213也可以被分段以允许矩阵225中的一个以上的接收电极可以被路由至附加的解调电路216。在一个优化的配置中，其中解调电路216的实例与接收电极一一对应，多路复用器213可不存在于该***中。
当诸如手指的导电物体靠近电极矩阵225时，该物体导致仅在一些电极之间所测得的互电容下降。例如，如果将手指放在发射电极222和接收电极223之间的交叉区域的附近，该手指的存在会降低耦合在电极222和电极223之间的电荷。因此，触摸板上的手指的位置可以由如下方式确定：识别在测得的互电容上下降的一个或多个接收电极，并当一个或多个接收电极上测得的电容下降时识别应用TX信号224的发射电极。
通过确定与矩阵225中的电极的每个交叉区域相关的互电容，一个或多个导电物体的存在和位置可以被确定。这种确定可以是顺次的、并行地，或者可以更频繁地发生在通常使用的电极上。
在可选的实施方式中，可以使用用于检测手指或其他导电物体存在的其他方法，其中手指或导电物体导致在可能以栅格或其它图案排列的一个或多个电极上测得的电容增加。例如，电容传感器的电极附近放置的手指可以引入额外的接地电容，该接地电容增加了电极和地面之间的总电容。手指的位置可以基于被检测出测得的电容的变化的一个或多个电极的位置来确定。
感应电流信号227由解调电路216进行积分。通过解调电路216整流的电流输出可随后进行滤波并且通过ADC217将其转换为数字代码。
从邻近传感器或交叉区域测得的一系列的这种数字代码通过触摸坐标转换器218可被转换为触摸坐标，该触摸坐标指示触摸传感器阵列121上的输入的位置。触摸坐标随后可以被用于检测手势或由处理逻辑102执行其它功能。
在一个实施方式中，电容传感器101可以被配置成用于检测多个触摸。一种用于多个触摸检测和位置解析的技术使用双轴实施:一个轴用来支持行，而另一个轴用来支持列。在使用额外层的表面上实施的额外的轴，例如对角线轴，可以允许额外触摸的解析。
图3A示出了包括电容传感器阵列320的电容触摸感应***300的一个实施方式。电容传感器阵列320包括多个行传感器元件331-340和多个列传感器元件341-348。行和列传感器元件331-348被连接到的处理设备310，该处理设备310可包括如图2所示的电容传感器的101的功能。在一个实施方式中，处理设备310可执行电容传感器阵列320的TX-RX扫描以测量与传感器阵列320中的行传感器元件和列传感器元件之间的每一个交叉区域相关的互电容值。所测得的电容还可以被进一步处理以确定电容传感器阵列320处的一个或多个触摸的矩心位置。
在一个实施方式中，处理设备310被连接到主机150，该主机150可以从该处理设备310接收所测得的电容或计算矩心位置。
图3A中所示的传感器阵列320包括被放置成菱形图案的传感器元件。具体来说，传感器阵列320的传感器元件331-348被放置成单实心菱形(SSD)图案。图3B示出了电容传感器阵列321，其具有菱形图案的可选的实施方式，该菱形图案是双实心菱形(DSD)图案。电容传感器阵列321的传感器元件中的每一个包括两行或两列电连接的菱形迹线。相对于SSD图案，由于TX和RX传感器元件之间的耦合的增加，DSD图案具有提高的信号差异特性，同时保持可能处于每个传感器元件与该传感器元件附近的导电物体之间的相同的自电容耦合。然而，DSD图案还增加了用于生成该图案的桥部(例如桥部323)的数量，这可导致制造产量降低。如果使用金属桥，桥部的增长的数量是可见的。例如传感器阵列321在单元小区322中包括四个桥部。
相比之下，具有两条穿过每个单元小区的主要迹线的双叉式图案每个单元小区具有的桥部可少于DSD图案，导致当被覆盖在显示器上时，传感器阵列的可见度较低。与SSD以及图腾柱电容传感器阵列图案相比较，使用双叉式图案也会导致较高的信噪比(SNR)以及提高的信号差异特性。在一个实施方式中，由于冗余的桥部和冗余的连接辅迹线，双叉式图案与诸如SSD和图腾柱图案的单个桥接结构相比，可以也具有更高的制造产量。具体地说，金属桥部或连接辅迹线的单个故障本身不会断开双叉式的传感器元件的任何部分。
图4示出了具有双叉式图案的电容传感器阵列的一个实施方式。在一个实施方式中，图4中所示的双叉式图案可以用于单一基板层叠中，或用于以透镜上传感器(SOL)或单元上层叠而上覆于显示器面板。在一个实施方式中，单元上层叠可包括层压在LCD面板的彩色滤光片玻璃上的传感器阵列。另外，图4中的图案在可直接地沉积在LCD显示器的彩色滤光片玻璃上。
电容传感器阵列400包括第一组多个传感器元件，其可包括行传感器元件420和其它行传感器元件，以及与第一组多个传感元件中的每一个相交的第二传感器元件，如列传感器元件410，其与行传感器元件中的每一个相交。
在一个实施方式中，传感器元件之间的交叉区域形成了多个单元小区，例如单元小区422。单元小区中的每一个与特定一对传感器元件之间的交叉区域相关联。例如单元小区422与行传感器元件420和列传感器元件410之间的交叉区域相关联。在一个实施方式中，单元小区422表示一个区域，其中比起离传感器元件的任何其它交叉区域的距离，该单元小区内的所有的点离传感器元件410和420之间的交叉区域的距离最近。例如，传感器元件410与传感器元件420相交于桥部423和424，并且比起到电容传感器阵列400中的传感器元件的任何其它交叉区域的距离，单元小区422内的所有点更靠近这些交叉区域中的一个。
在一个实施方式中，第二传感器元件(列传感器元件410)与第一组多个传感器元件(行传感器元件)中的每一个在传感器元件之间的所有的空乏区(depletionarea)中电容耦合。在一个实施方式中，与触摸感应表面的表面接触或接近的手指或其他导电物体，与TX和RX传感器元件之间的空乏区中形成的电场进行交互，如在图4中传感器元件之间的间隙所示。
在一个实施方式中，第二传感器元件可以包括第一主要迹线和第二主要迹线，其中第一主要迹线和第二主要迹线与第一组多个传感器元件中的每一个相交。例如，列传感器元件410包括第一主要迹线412和第二主要迹线414。
在一个实施方式中，第二传感器元件的第一和第二主要迹线可沿传感器元件的整个长度延伸。在一个实施方式中，第一和第二主要迹线穿过至少一个与第二传感器元件相关联的单元小区。例如，主要迹线412和414穿过单元小区422并且实质上沿传感器元件410的整个长度延伸。
在一个实施方式中，主要迹线可以包括电连接主要迹线的区段的一个或多个桥部。例如，通过包括桥部423在内的许多的桥部，主要迹线412的区段被连接在一起。同样的，主要迹线414的区段通过包括桥部424在内的桥部被连接在一起。在一个实施方式中，桥部可以跨越列传感器元件和行传感器元件之间的交叉区域。例如，桥部423和424被定位于传感器元件410和420之间的交叉区域，并且电连接在传感器元件420的一部分的相反侧上的传感器元件410的部分。
图5示出了具有双叉式图案的电容传感器阵列500的一个实施方式。如图5所示，传感器元件510的子区，例如子区525，通过多个桥部例被连接在一起，如桥部523和524。传感器元件510的每个子区包括至少两个通过连接辅迹线513被电连接的主要迹线区段512和514。每个子区还可包括一个或多个初级辅迹线，例如辅迹线511和515，其可以从主要迹线区段512和514中的每一个分支出来。
在一个实施方式中，每个单元小区在其区域内恰好包括两个桥部。例如，单元小区422包括桥部423和424，而单元小区522包括桥部523和524。在可选的实施方式中，每个单元小区可以包括更多或更少的桥部。
如上文所述，在一个实施方式中，行和列传感器元件由单层导电材料构成，例如氧化铟锡(ITO)，并且桥部被用于连接传感器元件的分开的区段。在另一个实施方式中，传感器元件由两层或多层导电材料构成，并且桥部可以由导电材料的连续区段代替。换句话说，对于多层传感器阵列，每个传感器元件可能构造为单一区段使得桥部不是必需的。
在一个实施方式中，第一和第二主要迹线通过连接辅迹线可以被电连接。例如，连接辅迹线413被电连接到两个主要迹线412和413。在一个实施方式中，主要迹线412和413通过一系列的连接辅迹线被连接在一起。例如，在电容传感器阵列400中，主要迹线412和413在主要迹线412和414穿过的每个单元小区内通过连接辅迹线进行至少一次的电耦合。
在一个实施方式中，连接辅迹线增加了行和列传感器元件之间的边界长度，从而增大了电场相互作用区。连接辅迹线在桥部(例如，桥部422或423)故障时也提供有备份。例如，如果桥部422或423中的一个有损坏，两个主要迹线仍通过其余的桥部以及通过连接辅迹线被连接。
在一个实施方式中，沿连接辅迹线413的长度的轴线垂直于第一主要迹线412的边缘以及垂直于第二主要迹线414的边缘。或者，沿着连接辅迹线413的长度的轴线可垂直于沿着主要迹线412和414的长度中的一个或两个的轴线。
在一个实施方式中，第二传感器元件还可以包括至少一个从第一主要迹线或第二主要迹线中的一个分支出来的初级辅迹线。例如，列传感器元件410包括从主要迹线412分支出来的初级辅迹线411。传感器元件410还包括从主要迹线414分支出来的初级辅迹线415。
在一个实施方式中，一个或两个初级辅迹线可以沿与连接辅迹线的长度相同的轴线延伸。例如，初级辅迹线511和515沿连接辅迹线513的纵轴线延伸。
在一个实施方式中，与电容传感器阵列耦合的电容传感器可以被配置成用于测量来自该电容传感器阵列的电容。例如，像电容传感器101的电容传感器可以被连接到传感器阵列400或500，并且可以测量与行和列传感器元件之间的交叉区域相关联的互电容。例如，电容传感器101可以测量传感器元件410和传感器元件420之间的互电容。
在一个实施方式中，所述电容传感器可被配置成用于通过在TX传感器元件上发射信号以及在RX传感器元件处接收由传感器元件之间的电容耦合所产生的信号，来测量传感器元件之间的互电容。例如电容传感器可以使用行传感器元件420作为TX传感器元件，并且接收由传感器元件410所产生的信号以便于测量传感器元件410和420之间的互电容。在一个实施方式中，具有更大迹线宽度或更低的电阻的一组传感器元件可以被用作TX传感器元件。
在一个实施方式中，电容传感器阵列400还可以包括多个与行和列传感器元件电隔离的虚拟迹线(dummytrace)。在一个实施方式中，虚拟迹线可以由一组传感器元件的部分环绕。例如，虚拟迹线421可以由行传感器元件420的部分环绕。像虚拟迹线421的虚拟迹线增加了电容传感器阵列400在传感器阵列是透明的例如触摸屏的应用上的光学均匀性。
在一个实施方式中，虚拟迹线还最小化手指或其他导电物体到虚拟迹线被置于其中的传感器元件的耦合。例如，虚拟迹线521和526可以减少手指和行传感器元件520之间的耦合。在一个实施方式中，虚拟迹线可用于减少在TX传感器元件中的手指耦合。
在一个实施方式中，电容传感器阵列400可包括用于每行传感器元件420的单行的虚拟迹线，或者可以大致具有一条用于列传感器元件与行传感器元件之间的每个交叉区域的虚拟迹线。在一个实施方式中，电容传感器阵列500可以包括两行虚拟迹线，例如，虚拟迹线521和526。在一个实施方式中，虚拟迹线可以围绕核心区域放置，例如行传感器元件的核心区域530。在一个实施方式中，核心区域530是导电材料的相对较宽的区域，其可用作供电流流动通过该传感器元件的路径。虚拟迹线可以位于这条电流流动路径的外部，从而使得该虚拟迹线不直接妨碍电流的流动和增大该传感器元件的电阻。例如，虚拟迹线521和526被置于行传感器元件520的主要纵向轴线之外。
在一个实施方式中，电容传感器阵列400和500的传感器元件和虚拟迹线之间的间隙具有相同的宽度。例如，这些间隙由于光学原因可以具有0.030mm的宽度。电场交互作用区域形成于行和列传感器元件之间的间隙的周围。在这些区域中的电场可能由于手指或其他导电物体的接近而被干扰，从而导致可测量的电容变化。
在一个实施方式中，例如传感器阵列400或500的电容传感器阵列可以由透明的导电材料构成，并层压在像玻璃的透明材料上。在一个实施方式中，玻璃用既用作传感器元件的基板又用作传感器覆盖层透镜。玻璃和传感器阵列组件，也称作透镜上传感器(SOL)，可还被用于上覆于显示器面板以实现触屏。
图6示出了这种SOL组件600的一个实施方式。SOL组件600包括玻璃透镜601，在该玻璃透镜601上由ITO603制成的传感器阵列被沉积。玻璃透镜601覆盖在显示器602上，该显示器602可以是LCD、LED或其它类型的显示器。
在SOL组件的一个实施方式中，该传感器阵列只在该玻璃的一个面上被沉积。因此，传感器元件通过蚀刻和绝缘层可以彼此电隔离。在一个实施方式中，金属或ITO桥部可以被用于连接传感器元件的子区，例如子区525。
气隙604将玻璃透镜601和ITO603与显示器602分离。在一个实施方式中，SOL组件600在ITO层603和显示器602之间不需要屏蔽层，特别是当来自显示器602的噪声不干扰传感器阵列的操作时。
图7A示出了SOL组件700的一个实施方式，其包括电容传感器阵列，例如传感器阵列400或500。SOL组件700包括玻璃透镜701，在该玻璃透镜701上，像传感器阵列400或500的电容传感器阵列的感应电极703被沉积。在一个实施方式中，感应电极703可以由ITO构成。SOL组件700还包括背向于感应电极703的屏蔽层706以阻止来自显示器702的噪声到达感应电极703。在一个实施方式中，屏蔽层706可以通过将ITO层压在PET或玻璃基板707上，然后再层压到传感器上来进行构造。
在一个实施方式中，感应电极703与屏蔽层706通过用作屏蔽层基板以及一层光学透明粘接剂(OCA)705的PET或玻璃被分离。气隙704可以将屏蔽层与显示器702分离。
图7B示出了SOL组件705的一个实施方式，其包括电容传感器阵列，例如，传感器阵列400或500。SOL组件750包括玻璃透镜751，在该玻璃透镜上，像传感器阵列400或500的电容传感器阵列的感应电极753被直接地沉积。在一个实施方式中，感应电极753可以由ITO构成。SOL组件750还包括背向于感应电极753的屏蔽层基板757上的屏蔽层754用于阻止来自显示器752的噪声到达感应电极753。在一个实施方式中，屏蔽层基板可以是PET或玻璃。
在一个实施方式中，传感器堆可以被直接地层压显示器752的表面上，使得由此产生的层叠不包括气隙。显示器752，屏蔽层754和基板757层以及传感器元件753通过OCA755结合在一起。
图8示出了SOL组件800的一个实施方式，其包括电容传感器阵列，例如传感器阵列400或500。SOL组件800包括玻璃透镜801，在该玻璃透镜801上，像传感器阵列400或500的电容传感器阵列的感应电极803被沉积。在一个实施方式中，感应电极803可以由ITO构成。SOL组件800还包括面向(而不是背向)感应电极803的屏蔽层基板807上的屏蔽层804，用于阻止来自显示器802的噪声到达感应电极803。在一个实施方式中，屏蔽层基板可以是PET或玻璃。
在一个实施方式中，传感器堆可以被直接层压在显示器802的表面上，使得由此产生的层叠不包括气隙。显示器802、屏蔽层804和基板807层和传感器元件803通过OCA805的层被结合在一起。
图9示出了SOL组件900的一个实施方式，其包括电容传感器阵列，例如，传感器阵列400或500。SOL组件900包括通过OCA905被结合到玻璃基板904的显示器902。在一个实施方式中，传感器元件903被沉积在玻璃基板904的顶表面上，并且玻璃覆盖层透镜901通过使用OCA905的另一层被粘合到ITO传感器元件903的顶部。
在一个实施方式中，传感器元件可以由替代ITO的银纳米线薄膜构成。在这样的实施方式中，用于连接传感器元件的区段的桥部相对于和ITO一起使用的桥部，可以在厚度上有所增加，使得由于断裂造成的桥部故障的风险降低。
本文所描述的本发明的实施方式包括各种操作。这些操作可以通过硬件组件、软件、固件或其组合来实现。本文使用的术语“耦合”可意为直接耦合或通过一个或多个中间部件间接耦合。本文描述的提供于不同总线上的任何信号都可以与其他信号分时复用并提供于一个或多个公共总线上。另外，电路部件或块之间的互连可以以总线或单一信号线显示。或者，其中每条总线可以是一条或多条单信号线，并且其中每条单信号线可以是总线。
一些实施方式可被实施作为计算机程序产品，该计算机程序产品可包括存储在计算机可读介质上的指令。这些指令可以被用于给通用或专用处理器编程来执行指定操作。计算机可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读形式(例如，软件、处理应用)存储或传输信息的任何机制。计算机可读存储介质可以包括但不限于：磁存储介质(例如，软盘)；光存储介质(例如，CD-ROM)；磁光存储介质；只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；可擦除可编程存储器(例如，EPROM和EEPROM)；闪存、或另一类型的适合存储电子指令的介质。
另外，一些实施方式可以在分布式计算环境中实施，其中，计算机可读介质存储在一个以上的计算机***上和/或被一个以上的计算机***所执行。此外，在计算机***之间传递的信息可以被拉或推过连接计算机***的传输介质。
虽然本文以特定的顺序来显示和描述方法的运行过程，但每个方法的运行过程的顺序可以改变，因而某些运行过程可以以相反的顺序进行，或者某些运行过程(至少一部分)可以与其它运行过程同时进行。在另一个实施方式中，不同操作的指令或子操作可以间歇和/或交替方式进行。
在前面的说明中，已经参照本发明的具体的示例性实施方式描述了本发明。然而，明显的是，可以在不脱离所附权利要求书给出的较宽精神和范围的情况下对其做出各种修改和变化。因此，说明书和附图仅是说明性的，而非限制性的。

Claims (20)

1.一种电容传感器阵列，包括:
第一组多个传感器元件；以及
第二传感器元件，其与所述第一组多个传感器元件中的每一个电容耦合，其中所述第二传感器元件包括:
第一主要迹线和第二主要迹线，其中，所述第一主要迹线和所述第二主要迹线与所述第一组多个传感器元件中的每一个相交，其中所述第一主要迹线和所述第二主要迹线中的每一个穿过与所述第二传感器元件相关联的多个单元小区中的至少一个，其中所述多个单元小区中的每一个表示一组位置，这组位置比起到传感器元件之间的任何其它交叉区域的距离，更靠近所述第一组多个传感器元件中的相应一个与所述第二传感器元件之间的交叉区域，
连接辅迹线，其被电耦合到所述第一主要迹线和所述第二主要迹线两者，以及
在每个单元小区内的从所述第一主要迹线或所述第二主要迹线分支出来的至少一个初级辅迹线。
2.如权利要求1所述的电容传感器阵列，还包括多个桥部，其中，所述第一主要迹线和所述第二主要迹线包括通过所述多个桥部而被连接在一起的多个迹线区段。
3.如权利要求2所述的电容传感器阵列，其中，所述第一组多个传感器元件和所述第二传感器元件由单个层构成，并且其中所述多个桥部中的每一个位于所述第一组多个传感器元件中的相应一个和所述第二传感器元件之间的交叉区域。
4.如权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述至少一个初级辅迹线沿着与所述连接辅迹线的长度相同的轴线延伸。
5.如权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，沿着所述连接辅迹线长度的轴线垂直于所述第一主要迹线的边缘和所述第二主要迹线的边缘。
6.如权利要求1所述的电容传感器阵列，其还包括与所述第一组多个传感器元件和所述第二传感器元件电隔离的一个或多个虚拟迹线，其中，所述一个或多个虚拟迹线的每个都被所述第二传感器元件的部分所环绕。
7.如权利要求6所述的电容传感器阵列，其中，所述一个或多个虚拟迹线位于流经所述第二传感器元件的核心区域的电流的路径之外。
8.如权利要求1所述的电容传感器阵列，其中，所述第一组多个传感器元件和所述第二传感器元件被层压在透明材料上。
9.一种装置，包括:
电容传感器阵列，包括:
第一组多个传感器元件；以及
第二传感器元件，其与所述第一组多个传感器元件中的每一个电容耦合，其中所述第二传感器元件包括:
第一主要迹线和第二主要迹线，其中，所述第一主要迹线和所述第二主要迹线与所述第一组多个传感器元件中的每一个相交，其中所述第一主要迹线和所述第二主要迹线中的每一个穿过与所述第二传感器元件相关联的多个单元小区中的至少一个，其中所述多个单元小区中的每一个表示一组位置，这组位置比起到传感器元件之间的任何其它交叉区域的距离，更靠近所述第二传感器元件与所述第一组多个传感器元件中的相应的一个之间的交叉区域，
连接辅迹线，其被电耦合到所述第一主要迹线和所述第二主要迹线两者，以及
在每个单元小区内的从所述第一主要迹线或所述第二主要迹线分支出来的至少一个初级辅迹线，以及
电容传感器，其与所述电容传感器阵列耦合，其中，所述电容传感器被配置成用于测量所述电容传感器阵列的电容。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述电容传感器被配置成用于通过在所述第二传感器元件上发射第一信号以及从所述第一组多个传感器元件中的至少一个接收第二信号来测量所述电容。
11.如权利要求9所述的装置，其中，所述电容传感器还被配置成通过测量与所述第一组多个传感器元件中的相应一个和所述第二传感器元件之间的交叉区域相关的互电容来测量所述电容传感器阵列的电容。
12.如权利要求9所述的装置，其还包括显示器面板，其中所述电容传感器阵列由透明导电材料构成，并且其中所述电容传感器阵列覆盖在所述显示器面板上。
13.如权利要求9所述的装置，其还包括多个桥部，其中，第一传感器元件包括通过所述多个桥部连接在一起的多个区段，其中，所述第一传感器元件和所述第二传感器元件由单个层构成，并且其中，所述多个桥部中的每一个位于所述第一传感器元件和所述第二传感器元件之间的交叉区域。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述多个桥部中的两个位于所述单元小区内。
15.如权利要求9所述的装置，其还包括与所述第一组多个传感器元件和所述第二传感器元件电隔离的一个或多个虚拟迹线，其中，所述一个或多个虚拟迹线的每个都被所述第二传感器元件的部分所环绕。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述一个或多个虚拟迹线位于流经所述第二传感器元件的核心区域的电流的路径之外。
17.一种电容传感器阵列，包括:
第一组多个传感器元件；以及
第二传感器元件，其与所述第一组多个传感器元件中的每一个相交以形成多个单元小区，其中所述多个单元小区中的每一个表示一组位置，这组位置比起到传感器元件之间的任何其它交叉区域的距离，更靠近所述第二传感器元件与所述第一组多个传感器元件中的相应的一个之间的交叉区域，其中所述第二传感器元件包括多个传感器元件子区，并且其中每个传感器元件子区包括：
第一主要迹线区段，
第二主要迹线区段，
连接辅迹线，其将所述第一主要迹线区段和所述第二主要迹线区段电耦合，以及
第一初级辅迹线，其从所述第一主要迹线区段分支出来。
18.如权利要求17所述的电容传感器阵列，其中所述第二传感器元件的所述传感器元件子区通过多个桥部被耦合在一起。
19.如权利要求18所述的电容传感器阵列，其中，所述多个单元小区中的每一个包括所述多个桥部中的两个。
20.如权利要求17所述的电容传感器阵列，其还包括从所述第二主要迹线区段分支出来的第二初级辅迹线，其中所述第一初级辅迹线和所述第二初级辅迹线沿着与所述连接辅迹线的长度相同的轴线进行定位。
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