CN105308541B - 传感阵列的场线中继器(flr)结构 - Google Patents

传感阵列的场线中继器(flr)结构 Download PDF

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Abstract

用于传感阵列的场线中继器结构的装置和方法进行了描述。一个装置包括基底、带有布置在一个或多个层中的基底的一个或多个侧面的电极的电容传感阵列和布置成覆盖电容传感阵列的保护覆盖层。涂膜布置在保护覆盖层上且浮动电极的场线中继器(FLR)结构布置在涂膜和保护覆盖层之间。

Description

传感阵列的场线中继器(FLR)结构
相关申请
本申请要求于2013年4月26日递交的美国临时申请号61/816442的益处，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开一般涉及传感***，并且更具体地涉及配置成确定在电容传感***上的触摸件的触摸位置的电容传感***。
背景
电容传感***可以传感在反映电容中的变化的电极上产生的电信号。在电容中的这样的变化可以指示触摸事件(即，物体到特定电极的接近)。电容式传感元件可被用来代替机械按钮、旋钮和其他类似的机械的用户界面控件。电容式传感元件的使用允许消除复杂的机械开关和按钮，在恶劣的条件下提供了可靠的操作。此外，电容式传感元件被广泛用于现代客户应用程序，提供了在现有产品中的新的用户界面选项。电容式传感元件的范围可以从单一的按钮到以用于触摸传感表面的电容式传感阵列的形式布置的大的数量的按钮。
利用电容式传感阵列的透明触摸屏在今天的工业和消费市场是无处不在的。它们可以在移动电话、GPS设备、机顶盒、相机、计算机屏幕、MP3播放器、数字平板等上找到。电容式传感阵列通过测量电容式传感元件的电容并在指示导电物体的触摸或存在的电容中寻找增量来工作。当导电物体(例如，手指、手或其他物体)接触到或非常接近电容传感元件时，电容发生变化且导电物体被检测到。电容式触摸传感元件的电容变化可以由电路来测量。该电路将测量的电容式传感元件的电容转换成数字值。
有两种典型类型的电容：1)互电容，其中电容传感电路可以访问电容器的两个电极；2)自电容，其中电容传感电路仅可以访问电容器的一个电极，其中第二电极被连接到DC电压电平或寄生地耦合到接地。触摸面板具有(1)和(2)两种类型的电容的分布载荷且Cypress的触摸解决方案或者单独地或以与它的各种传感模式混合的形式来传感两个电容。
发明内容
本公开至少包括以下方面：
1)一种触摸传感设备，包括：
电容传感阵列，其包括布置在第一层中的多个电极；
材料的第二层，其覆盖所述电容传感阵列；
材料的第三层，其布置在所述第二层上；以及
场线中继器结构，其包括布置在所述第二层和所述第三层之间的多个浮动电极。
2)如1)所述的触摸传感设备，其中，所述第二层是保护覆盖层，并且其中，所述第三层是布置在所述保护覆盖层上的涂膜。
3)如1)所述的触摸传感设备，其中，所述多个电极是菱形形状的电极并且被排列成多个行和多个列，其中，所述多个浮动电极包括第一组浮动电极，所述第一组浮动电极以菱形形状排列，且布置成重叠在所述多个行的第一行中的所述菱形形状的电极中至少两个的部分且重叠在所述多个列的第一列中的所述菱形形状的电极中至少两个的部分。
4)如3)所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极包括第二组浮动电极，所述第二组浮动电极包括：
第一条形电极，其重叠在所述第一列中的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列中的第二菱形形状电极的第二部分；以及
第二条形电极，其重叠在所述第一列中的第三菱形形状电极的第三部分和在所述第二列中的第四菱形形状电极的第四部分，并且其中，所述第一条形电极和所述第二条形电极在所述第一行中的第五菱形形状电极之上相交。
5)如4)所述的触摸传感设备，其中，所述第一组浮动电极和所述第二组浮动电极的图案被在所述多个列和所述多个行上重复。
6)如1)所述的触摸传感设备，其中，所述多个电极排列成多个行和多个列，其中，所述多个浮动电极包括：
第一U形电极，其布置在第一方向以重叠在所述多个列的第一列中的第一电极、在所述多个行的第一行中的第二电极和在所述多个行的第二行中的第三电极的部分；
第二U形电极，其布置在第二方向以重叠在所述多个列的第二列中的第四电极、在所述第一行中的所述第二电极和在所述第二行中的所述第三电极的部分，其中，所述第二方向是所述第一方向的相反方向且所述第一U形电极和第二U形电极形成开口；以及
第一条形电极，其布置在所述开口内，其中，所述第一条形电极重叠在所述第一列中的所述第一电极和在所述第二列中的所述第四电极的部分。
7)如6)所述的触摸传感设备，其中，所述第一U形电极、第二U形电极和第一条形电极和第二条形电极的图案在所述多个列和所述多个行上重复。
8)如6)所述的触摸传感设备，其中，所述多个电极是菱形形状电极。
9)如8)所述的触摸传感设备，其中，所述第一条形电极布置成进一步重叠在所述第一行中的所述第二电极和在所述第二行中的所述第三电极。
10)如9)所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极还包括：
第二条形电极，其布置成邻近所述第一U形电极和所述第二U形电极的一侧，其中，所述第二条形电极被布置成重叠在所述第一行中的所述第一电极、在所述第一行中的所述第二电极、在所述第二列中的所述第四电极、在所述第一列中的第五电极和在所述第二列中的第六电极的部分。
11)如2)所述的触摸传感设备，其中，所述保护覆盖层包括玻璃或塑料中的至少一个，并且其中，所述涂膜是抗破碎(AS)涂膜、防眩(AG)涂膜或耐擦伤性薄膜中的至少一种。
12)如2)所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极是布置在所述涂膜和所述保护覆盖层之间的浮动导电的铟锡氧化物(ITO)的贴片。
13)如2)所述的触摸传感设备，其中，所述保护覆盖层、涂膜和所述多个浮动电极是透明的。
14)一种方法，包括：
在触摸传感设备的第一层中布置传感阵列的多个电极；
布置材料的第二层以覆盖所述传感阵列；
在所述第二层之上布置材料的第三层；以及
布置场线中继器结构，所述场线中继器结构包括在所述第二层和所述第三层之间的多个浮动电极。
15)如14)所述的方法，其中，所述多个电极是菱形形状电极，并且其中，布置所述多个电极包括将所述多个电极在多个行和多个列中排列，并且其中，布置所述多个浮动电极包括以菱形形状布置所述多个浮动电极的第一组浮动电极，以及重叠在所述多个行的第一行中的至少两个菱形形状电极的部分且重叠在所述多个列的第一列中的至少两个菱形形状电极的部分。
16)如15)所述的方法，其中，布置所述多个浮动电极还包括布置所述多个浮动电极的第二组浮动电极，其中，所述第二组浮动电极包括：
第一条形电极，其重叠在所述第一列中的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列中的第二菱形形状电极的第二部分；以及
第二条形电极，其重叠在所述第一列中的第三菱形形状电极的第三部分和在所述第二列中的第四菱形形状电极的第四部分，并且其中，所述第一条形电极和所述第二条形电极在所述第一行中的第五菱形形状电极之上相交。
17)如14)所述的方法，其中，布置所述多个电极包括将所述多个电极在多个行和多个列中排列，其中，布置所述多个浮动电极包括：
在第一方向布置第一U形电极以重叠在所述多个列的第一列中的第一电极、在所述多个行的第一行中的第二电极和在所述多个行的第二行中的第三电极的部分；
在第二方向布置第二U形电极以重叠在所述多个列的第二列中的第四电极、在所述第一行中的所述第二电极和在所述第二行中的所述第三电极的部分，其中，所述第二方向是所述第一方向的相反方向且所述第一U形电极和第二U形电极形成开口；以及
将第一条形电极布置在所述开口内，其中，所述第一条形电极重叠在所述第一列中的所述第一电极和在所述第二列中的所述第四电极的部分。
18)一种装置，包括：
基底；
电容传感阵列，其包括布置在所述基底的第一侧面上的多个电极；以及
场线中继器结构，其包括布置在所述基底的第二侧面上的多个浮动电极。
19)如18)所述的装置，其中，所述电容传感电路包括：
发射(TX)信号发生器，其产生待被施加到所述传感阵列的所述多个电极的TX信号；
接收器，其被耦合以测量在所述传感阵列的所述多个电极上的接收(RX)信号；以及
模拟数字转换器(ADC)，其被耦合到所述接收器的输出端以将测量的RX信号转换成数字值。
20)如18)所述的装置，其中，所述传感电极是菱形形状电极且被排列成多个行和多个列，其中，所述多个浮动电极包括：
第一组浮动电极，其以菱形形状排列且布置成重叠在所述多个行的第一行中的至少两个菱形形状电极的部分且重叠在所述多个列的第一列中的至少两个菱形形状电极的部分；以及
第二组浮动电极，包括：
第一条形电极，其重叠在所述第一列中的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列中的第二菱形形状电极的第二部分；以及
第二条形电极，其重叠在所述第一列中的第三菱形形状电极的第三部分和在所述第二列中的第四菱形形状电极的第四部分，并且其中，所述第一条形电极和所述第二条形电极在所述第一行中的第五菱形形状电极之上相交。
附图简述
本发明在附图的图中通过示例而非限制的方式示出。
图1是示出具有耦合到带有根据一个实施例的场线中继器(FLR)结构的电容传感阵列的处理设备的电子***的一个实施例的框图。
图2A示出在根据一种实现的常规的传感阵列的传感元件中的两个电极。
图2B示出接近根据一种实现的图2A的常规传感阵列的触针。
图3A示出在根据一个实施例的传感阵列的传感元件中的两个电极和FLR结构。
图3B示出接近根据一个实施例的图3A的传感阵列的触针。
图4A示出包括根据一个实施例的以菱形形状排列的第一组浮动电极和包含第一条形电极和第二条形电极的第二组浮动电极的第一FLR结构的俯视图。
图4B示出根据一个实施例的布置在多个行和多个列的多个菱形形状电极的俯视图。
图4C示出根据一个实施例的布置在多个菱形形状电极上方的第一FRL结构的俯视图。
图4D示出根据一个实施例的带有第一FRL结构和多个菱形形状电极的堆叠式传感阵列的透视图。
图5A示出根据一个实施例的带有包括第一U形电极、第二U形电极、第一条形电极和第二条形电极的多个浮动电极的第二FLR结构的俯视图。
图5B示出根据一个实施例的布置在多个行和多个列的多个菱形形状电极的俯视图。
图5C示出根据一个实施例的布置在多个菱形形状电极上方的第二FRL结构的俯视图。
图5D示出根据一个实施例的带有第二FRL结构和多个菱形形状电极的堆叠式传感阵列的透视图。
图6A示出根据一个实施例的包括用于浮动电极的第一组线和第二组线的第三FLR结构的俯视图。
图6B示出根据一个实施例的布置在多个菱形形状电极上方的第三FLR结构的俯视图。
图6C示出根据一个实施例的带有第三FRL结构和多个菱形形状电极的堆叠式传感阵列的透视图。
图7A示出根据一个实施例的带有包括第一U形电极、第二U形电极和多个条形电极的多个浮动电极的第四FLR结构的俯视图。
图7B示出根据一个实施例的多个图腾柱电极和联动电极的俯视图。
图7C示出根据一个实施例的布置在图腾柱电极上方的第四FRL结构的俯视图。
图8示出根据一个实施例的包括用于浮动电极的第一组曲线和第二组曲线的第五FLR结构的俯视图。
图9是示出了根据一个实施例的相对于图5D的传感阵列的距离的电容中的变化的曲线图。
图10是示出了根据一种实现的相对于使用单个实心菱形(SSD)布局的常规传感阵列的距离的电容中的变化的曲线图。
图11是示出了根据一种实现的相对于使用双实心菱形(DSD)布局的常规传感阵列的距离的电容中的变化的曲线图。
图12是根据实施例的制造具有FLR结构的传感阵列的方法的流程图。
详细描述
在以下描述中，出于解释的目的，许多具体的细节被阐述以便提供本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说，将明显的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他实例中，公知的电路、结构和技术未详细示出，而是在框图中示出以避免不必要地混淆对本描述的理解。
在说明书中引用“一个实施例”或“实施例”意味着结合该实施例描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。位于在本说明书中的不同的地方的短语“在一个实施例中”不一定指的是同一实施例。
用于传感阵列的场线中继器结构的装置和方法进行了描述。一种装置，包括基底、带有布置在一个或多个层中的基底的一个或多个侧面上的电极的电容式传感阵列和布置成覆盖电容式传感阵列的保护覆盖层。涂膜布置在保护覆盖层上且浮动电极的场线中继器(FLR)结构被布置在涂膜和保护覆盖层之间。
带有现有传感元件(也称为传感器单元)的无源触针的空间精度由于在被动触针下的传感器单元(单元i-1、i和i+1)中的低信号而受限。由于低灵敏度，使用用于在设备上的小屏幕诸如在屏幕上的10x15mm框中手写的无源触针是具有挑战性的。许多触摸屏应用利用出于安全原因层压在玻璃盖板上的涂膜，诸如抗震裂(AS)的涂膜。本文所描述的实施例涉及布置在涂膜和保护覆盖层之间，如在AS涂膜和玻璃盖板之间的FLR结构。FLR结构可以包括布置在盖板玻璃和AS薄膜之间的浮动铟锡氧化物(ITO)电极。例如，ITO贴片可沉积在AS薄膜的底面或在玻璃盖板的顶面。ITO电极可以被排列，以在AS薄膜层中形成FLR结构。FLR的功能是放大在传感元件(例如，TX/RX电极)和触摸物体(例如，手指、无源触针或类似物)之间的电容耦合。也就是说，FLR是增加在窄的触摸物体和传感阵列的传感电极(RX电极)之间的耦合的导电材料如金属的浮动贴片的结构。例如，窄的触摸物体可以是1.7毫米的触针或2毫米的触针且常规的触摸物体可以是7毫米或更大。本文所描述的实施例可以通过改进用于传感触摸物体的测量的灵敏度以及通过提供更好的定位精度来提供改进的触摸屏。这里所描述的实施例可以使设备的触摸屏，例如平板，用无源触针来精确地操作，以及继续用手指或其他导电物体进行操作。
图1是示出根据一个实施例的具有耦合到带有场线中继器(FLR)结构120的电容传感阵列125的处理设备110的电子***100的一个实施例的框图。关于FLR结构120的细节更详细地关于图2-12来描述。在一个实施例中，处理设备110包括测量在耦合到处理设备110的电容传感阵列125的一个或多个传感元件上的电容的电容传感电路101。例如，电容传感电路101测量在电容传感阵列125的发射(TX)电极和接收(RX)电极之间的交叉处的互电容。电容传感阵列125可以是各种类型的触摸传感设备。触摸传感设备包括布置成覆盖传感阵列的保护覆盖层和布置在保护覆盖层上的涂膜。FLR结构120包括布置在涂膜和保护覆盖层之间的浮动电极。
在另外的实施例中，电容传感电路101包括产生要施加到TX电极的TX信号的TX信号发生器和接收器(也称为传感信道)，如积分器，其被耦合以测量在RX电极上的RX信号。在另外的实施例中，电容传感电路包括耦合到接收器的输出以将测量的RX信号转换成数字值的模拟-数字转换器(ADC)。该数字值还可以由处理设备110、主机150或两者来处理。FLR结构120可以包括以如下关于图3A-8示出以及描述的各种配置进行布置的电极。
处理设备110被配置成检测诸如电容式传感阵列125的触摸传感设备上的一个或多个触摸件。该处理设备可以检测导电物体，诸如触摸物体140(手指或无源触针、有源触针130或它们的任意组合)。电容传感电路101可以测量在电容传感阵列125上的触摸数据。触摸数据可以被表示为多个单元，每个单元代表电容传感阵列125的传感元件(例如，电极)的交叉处。在另一个实施例中，触摸数据是电容传感阵列125的2D电容图像。在一个实施例中，当电容传感电路101测量触摸传感设备(例如，电容传感阵列125)的互电容时，电容传感电路101获得触摸传感设备的2D电容图像并处理用于峰值的数据和位置信息。在另一个实施例中，处理设备110是微控制器，其如从传感阵列获得电容触摸信号数据集并且在微控制器上执行的手指检测固件识别指示触摸、检测和处理峰值、计算坐标或其任何组合的数据集区。固件使用本文所描述的实施例来识别峰值。固件可以计算用于所得到的峰值的精确坐标。在一个实施例中，固件可以使用质心算法计算用于所得到的峰值的精确坐标，该算法计算触摸件的质心，该质心是触摸件的质量中心。质心可以是触摸件的X/Y坐标。另外，其他坐标插补算法可以被用于确定所得到的峰值的坐标。微控制器可以将精确的坐标以及其他信息报告给主处理器。
电子***100包括处理设备110、电容式传感阵列125、触针130、主处理器150、嵌入式控制器160和非电容式传感元件170。电容式传感元件是导电材料如铜制成的电极。传感元件也可以是ITO面板的一部分。电容传感元件可以是可配置的，以允许电容传感电路101测量自电容、互电容或其任意组合。在所描绘的实施例中，电子***100包括经由总线122耦合到处理设备110的电容传感阵列125。电容传感阵列125可包括多维电容传感阵列。该多维传感阵列包括多个传感元件，组织为行和列。在另一个实施例中，电容传感阵列125操作为所有点可寻址(“APA”)的互电容传感阵列。在另一个实施例中，电容传感阵列125操作为耦合的电荷接收机。在另一个实施例中，电容传感阵列125是不透明的电容式传感阵列(例如，PC触摸板)。电容传感阵列125可布置为具有平坦的表面轮廓。可替代地，电容传感阵列125可以具有非平坦的表面轮廓。可替代的，可以使用电容式传感阵列其他配置。例如，代替垂直列和水平行，电容传感阵列125可具有六边形排列，或类似物，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。在一个实施例中，电容传感阵列125可以被包括在ITO面板或触摸屏面板中。
用于检测和跟踪触摸物体140和触针130的处理设备110和电容传感阵列125的操作和配置在本文中进行描述。简而言之，处理设备110是可配置的，以检测触摸物体140的存在、在电容式传感阵列125上的触针130的存在或其任何组合。处理设备110可以检测以及跟踪单独在电容传感阵列125上的触针130和触摸物体140。在一个实施例中，处理设备110可以检测和跟踪同时在电容传感阵列125上的触针130和触摸物体140。如果触摸物体是有源触针，在一个实施例中，有源触针130是可配置的，以操作为定时“主”，且处理设备110调整电容传感阵列125的定时以在有源触针130处于使用中时匹配有源触针130的定时。在一个实施例中，电容传感阵列125电容性地耦合有源触针130，而不是传统的电感触针应用。还应当指出的是，用于电容传感阵列125的相同组件，其被配置成检测触摸物体140，也被用来检测以及跟踪触针130而无需额外的用于电感地跟踪有源触针130的PCB层。
在所描绘的实施例中，处理设备110包括模拟和/或数字通用输入/输出(“GPIO”)端口107。GPIO端口107可以是可编程的。GPIO端口107可耦合到可编程互连和逻辑(“PIL”)，其作为GPIO端口107和处理设备110的数字块阵列之间的互连(未示出)。在一个实施例中，数字块阵列可以是可配置的以使用可配置的用户模块(“UM”)实现各种数字逻辑电路(例如，DAC、数字滤波器或数字控制***)。该数字块阵列可以耦合到***总线。处理设备110还可以包括存储器，诸如随机存取存储器(“RAM”)105和程序闪存104。RAM105可以是静态RAM(“SRAM”)，且程序闪存104可以是非易失性存储，其可以被用于存储固件(例如，可由处理核心102执行以实现这里描述的操作的控制算法)。处理设备110还可以包括耦合到存储器的存储器控制器单元(“MCU”)103和处理核心102。处理核心102是被配置成执行指令或进行操作的处理元件。处理设备110可以包括其他处理元件，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。还应当指出的是，存储器可以是在处理设备内部的或其外部的。在存储器为内部的情况下，存储器可以耦合到处理元件，如处理核心102。在存储器是在处理设备外部的情况下，处理设备被耦合到存储器存在其中的其他装置，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。
处理设备110还可以包括模拟块阵列(未示出)。在一个实施例中该模拟块阵列也被耦合到***总线。模拟块阵列还可以是可配置的，以使用可配置的UM来实现各种模拟电路(例如，ADC或模拟滤波器)。该模拟块阵列也可耦合到GPIO 107。
如所示，电容传感电路101可被整合到处理设备110中。电容传感电路101可以包括用于耦合到诸如触摸传感器板(未示出)、电容式传感阵列125、触摸传感器滑块(未示出)、触摸传感器按钮(未示出)和/或其他设备的外部组件的模拟I/O。电容传感电路101可以是可配置的以使用互电容传感技术、自电容传感技术、电荷耦合技术或类似物来测量电容。在一个实施例中，电容传感电路101使用电荷累积电路、电容调制电路或由本领域技术人员已知的其他电容传感方法来操作。在实施例中，电容传感电路101是触摸屏控制器的CypressTMA-3xx、TMA-4xx或TMA-xx家族的。可替代地，可使用其他电容传感电路。如本文所述的互电容传感阵列或触摸屏可以包括布置在或者视觉显示器本身(如液晶显示器)或显示器前方的透明基底上、中或下的透明的、导电传感阵列。在一个实施例中，TX和RX电极分别被配置成行和列。应当指出的是，电极的行和列可由电容传感电路101以任何选择的组合被配置为TX或RX电极。在一个实施例中，传感阵列125的TX和RX电极是可配置的，以作为在第一模式中的互电容传感阵列的TX和RX电极操作以检测触摸物体，以及作为在第二模式的耦合电荷接收机的电极操作以检测在传感阵列的同一电极上的触针。在被激活时产生触针TX信号的触针被用于耦合电荷到电容传感阵列，来代替测量在RX电极和TX电极(传感元件)的交叉处的互电容，如在互电容传感期间完成的那样。两个传感元件之间的交叉处可以被理解为在维持彼此电隔离的同时，一个传感电极在该处越过或重叠另一个的位置。当执行触针传感时，电容传感电路101不使用互电容或自电容传感来测量传感元件的电容。相反，电容传感电路101测量在如本文所述的传感阵列125和触针之间电容耦合的电荷。与在TX电极和RX电极之间的交叉处相关联的电容可以通过选择TX电极和RX电极的每个可用的组合来进行传感。当触摸的物体，如手指或触针，接近电容式传感阵列125时，该物体会导致在某些TX/RX电极之间的互电容的降低。在另一个实施例中，手指的存在增加了电极的耦合电容。因此，在电容式传感阵列125上的手指的位置可以通过识别具有RX电极和TX电极之间的减小的耦合电容的RX电极来确定，TX信号在该减小的电容在RX电极上被测量的时间被施加到TX电极。因此，通过依次确定与电极的交叉处相关联的电容，一个或多个输入的位置可被确定。应当指出的是，该过程可以通过确定用于传感元件的基线来校准传感元件(RX和TX电极的交叉处)。还应当指出的是，插值可以被用来在比所述行/列间距更好的分辨率检测手指位置，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。另外，也可以使用各种类型的坐标插值算法来检测该触摸件的中心，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。
电容传感电路101包括FLR结构120。FLR结构120的附加细节在如下关于图3A-4C被描述。
在实施例中，电子***100还可以包括经由总线171和GPIO端口107耦合到处理设备110的非电容式传感元件170。非电容式传感元件170可包括按钮、发光二极管(“LED”)以及其他用户接口设备，诸如鼠标、键盘或不使用电容传感的其他功能键。在一个实施例中，总线122和171被包含在单个总线中。可替代地，这些总线可以被配置成一个或多个独立的总线的任意组合。
处理设备110可以包括内部振荡器/时钟106和通信块(“COM”)108。在另一个实施例中，处理设备110包括扩频时钟(未示出)。振荡器/时钟块106提供时钟信号到处理设备110的一个或多个组件。通信块108可用于与外部组件如主处理器150经由主机接口(“I/F”)线151进行通信。可替代地，处理设备110还可以被耦合到嵌入式控制器160以与外部组件如主处理器150进行通信。在一个实施例中，处理设备110是可配置的，以与嵌入式控制器160或主机处理器150进行通信来发送和/或接收数据。
例如，处理设备110可以存在于共同的载体基底，诸如，集成电路(“IC”)管芯基底、多芯片模块基底或类似物。可替代地，处理设备110的组件可以是一个或多个单独的集成电路和/或离散组件。在一个示例性实施例中，处理设备110是片上可编程***处理设备，由加利福尼亚州圣何塞市的Cypress半导体公司开发。可替代地，处理设备110可以是由本领域那些普通技术人员已知的一个或多个其他处理设备，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”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)或类似物。
还应当指出的是，这里所描述的实施例不限于具有耦合到主机的处理设备的配置，但可包括测量传感装置上的电容并将原始数据发送到由应用程序在那里进行分析的主机计算机的***。实际上，该通过处理设备110完成的处理，也可以在主机中完成。
电容传感电路101可以集成到处理设备110的IC中，或者可替代地的，在单独的IC中。可替代地，可以为合并到其他集成电路电容中而生成并编译电容传感电路101的描述。例如，描述电容传感电路101或其部分的行为级代码可以使用硬件描述语言如VHDL或Verilog来生成，并存储到机器可访问介质(例如，CD-ROM、硬盘、软盘等)。此外，行为级代码可以编译成寄存器传输级(“RTL”)码、网表或甚至电路布局并存储到机器可访问介质。行为级代码、RTL代码、网表以及电路布局可以代表各种抽象级来描述电容传感电路101。
应当指出的是，电子***100的组件可包括上述所有组件。可替代地，电子***100可包括以上所述的一些组件。
在一个实施例中，电子***100用于平板计算机。可替代地，电子设备可以用于其他应用中，诸如笔记本计算机、移动手机、个人数据助理(“PDA”)、键盘、电视机、遥控器、监视器、手持式多媒体设备、手持媒体(音频和/或视频)播放器、手持式游戏设备、用于销售点交易的签名输入设备、电子书阅读器、全球定位***(“GPS”)或控制面板。本文所描述的实施例不限于用于笔记本实现的触摸屏或触摸传感器板，但可以在其他电容传感实现中使用，例如，传感设备可以是触摸传感器滑块(未示出)或触摸传感器按钮(例如，电容传感按钮)。在一个实施例中，这些传感设备包括一个或多个电容传感器或其他类型的电容传感电路。本文描述的操作不限于笔记本指针的操作，但可包括其他操作，如照明控制(调光器)、音量控制、图形均衡器控制、速度控制或需要逐步或离散调整的其他控制操作。还应当指出的是，电容式传感实现的这些实施例可以与非电容式传感元件一起使用，包括但不限于选择器按钮、滑块(例如显示亮度和对比度)、滚动轮、多媒体控制(例如，音量、曲目前进等)手写识别和数字键盘操作。
图2A示出根据一种实现的常规的传感阵列的传感元件中的两个电极。在该实现中，传感元件200是TX电极201和RX1电极203的交叉处。TX信号被施加到TX电极201。当在高电位时，TX电极201产生在周围空间的电场202。电场通量的一部分到达RX1电极203。大部分场通量经由玻璃盖板204传递。场通量的一小部分穿过盖板玻璃204上面的空气并穿过盖板玻璃204返回到RX1电极203。当触摸物体是靠近于盖板玻璃204时，场202的部分205可以被中断为触摸物体，如图2B的触针206。
图2B示出根据一种实现的接近图2A的常规传感阵列200的触针206。场202的部分205可以加以解释且场通量的变化被测量为在电容中的变化，dCM(例如，dCM＝Cm-Cm’)。然而，当触针206的直径(例如，2毫米)比电极201、203(例如，4.7毫米)的间距或宽度小时，则RX1电极203的灵敏度如本文所述是低的。
图3A示出根据一个实施例的在传感阵列的传感元件中的两个电极和FLR结构。在本实施例中，传感元件300是TX电极301和RX1电极303的交叉处。保护覆盖层304(例如，盖板玻璃)被布置成覆盖TX电极301和RX1电极303。涂膜305(例如，AS薄膜)布置在保护覆盖层304上。包括浮动导电ITO贴片307的FLR结构布置在涂膜305中或涂膜305的下面。ITO贴片靠近传感元件300的表面，以便它具有与接近导电ITO贴片307的任何触摸物体的更大的耦合。
TX信号被施加到TX电极301。在高电位时，TX电极301产生在周围空间的电场302。电容310(Ctx_dum)被形成在TX电极301和ITO贴片307之间且电容312(Crx_dum)被形成在RX1电极303和ITO贴片307的之间。电场通量109穿过保护覆盖层304到ITO贴片307，并且然后水平地沿ITO贴片307行进并穿过保护覆盖层304朝向RX1电极303返回。换句话说，Ctx_dum 310和Crx_dum 312的串行网络被添加到在TX电极301和RX1电极303之间的互电容Cm。
图3B示出根据一个实施例的接近图3A的传感阵列的触针306。当触针306被放置靠近传感元件300时，与ITO贴片307的大的耦合在传感器的上方的点311处形成，它与ITO贴片在点111处形成大的耦合。在接地触针的情况下，在ITO贴片307中的电流是到地的转向器，如图3B中所示。结果，经由ITO贴片307的磁通电流路径被中断，且通量的这个部分没有到达RX1电极303。实际上，互电容Cm变化为dCm2＝0.5*Ctx_dum。
在一个实施例中，保护覆盖层304包含玻璃。在另一个实施例中，保护覆盖层304包含塑料。在另外的实施例中，涂膜305是抗震裂(AS)的涂膜、防眩(AG)的涂膜或耐擦伤性薄膜中的至少一种。可替代地，可以使用其他的涂膜。浮动电极可以是ITO贴片，如图3A和3B中阐述的。在其他实施例中，浮动电极可以是其他类型的电极。该FLR结构的各种尺寸和形状可以用于使传感元件300比传统传感元件200更触针友好。在另一个实施例中，保护覆盖层、涂膜和浮动电极是透明的。该保护覆盖层可使用各种技术来制造，诸如施加如液体、气体或固体的材料。涂膜也可以使用各种技术进行布置。浮动电极可布置在涂膜之内、下面或在涂膜和保护覆盖层之间。
在另一实施例中，触摸传感设备包括基底、包括布置在基底的第一侧面上的多个电极的电容传感阵列和包括布置在基底的第二侧面上的多个浮动电极的场线中继器结构。
在另一个实施例中，触摸传感设备包括电容传感阵列，其包括布置在第一层中的多个电极。触摸传感设备还包括覆盖电容传感阵列的材料的第二层和布置在第二层上的材料的第三层。触摸传感设备包括场线中继器结构，其包括布置在第二层和第三层之间的多个浮动电极。在一个实施例中，第二层是保护覆盖层且第三层是布置在保护覆盖层的涂膜。
图4A示出根据一个实施例的包括以菱形形状414排列的第一组浮动电极412和包括第一条形电极和第二条形电极的第二组浮动电极413的第一FLR结构410的俯视图。第一FLR结构410可被层压在固体金刚石传感元件图案上，如图4B中所示。
图4B示出根据一个实施例的布置在多个行422和多个列423的多个菱形形状电极420的俯视图。在本实施例中，多个TX电极是布置在多个行422的菱形形状电极且多个RX电极是布置在多个列423的菱形形状电极。
图4C示出根据一个实施例的布置在多个菱形形状电极420上方的第一FRL结构410的俯视图。
在这些实施例中，浮动电极包括第一组浮动电极412(标示为小的ITO形状)。第一组412以菱形形状414排列且布置成在第一排422的至少两个菱形形状电极的重叠部分，且在第一列423的至少两个菱形形状电极的重叠部分。浮动电极还可以包括第二组浮动电极413(标示为长的ITO形状)。第二组413包括重叠在第一列423的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列423的第二菱形形状电极的第二部分的第一条形电极。第二组413还包括重叠在第一列423的第三菱形形状电极的第三部分和在第二列423的第四菱形形状电极的第四部分的第二条形电极。第一条形电极和第二条形电极相交在第一行422中第五菱形形状电极之上。第一组412和第二组413的图案可以被在多个列和多个行重复。
在另一个实施例中，第一FRL结构410的浮动电极是正方形和长交叉形状的，其在下一个传感单元的上方延伸。传感元件是单个实心菱形(SSD)传感电极。还应当指出的是，图4A-4D的实施例说明了2x2传感阵列，但传感阵列可以具有多于两行和多于两列，或同时多于两行和两列。
图4D示出根据一个实施例的带有第一FRL结构410和多个菱形形状电极420的堆叠式传感阵列440的透视图。应当指出的是，第一FRL结构410和传感阵列之间的距离是不按比例绘制的，但已被延长以显示两个层。图4D还示出表示接近要由电极420检测的第一FRL结构410的触针406的列。
图4D示出带有上述FLR410的SSD传感元件的3D视图。带有FLR410的SSD传感元件检测传感阵列上方的触针406(例如，1.7毫米触针)。第二组413的浮动电极中的一个被突出显示为传感层的几个单元之上延伸的交叉。该交叉有效地连接着的中心，使得任何作为对象被放置在RX1上方的RX电极、RX1和RX2影响RX2的场，以及反之亦然。
触针被置于Tx1Rx2电极交叉处(单位单元)的上方。由于突出的交叉，触针耦合到RX1电极。结果是，显著的dCm信号不仅在Tx1Rx2单元中产生，而且在Tx1Rx1单元中产生。
FLR结构的这些实施例可以使传感元件比常规传感阵列触针友好得多。在一个实施例中，获得单调dCm轮廓用于交叉的宽度，表达如下：a＝0.05*间距*sqrt(2)＝0.28毫米，其中间距是电极等于4毫米的周期。
应当指出的是，FLR结构的应用不限于TX-RX测量模式。FLR结构也可用于自电容测量模式。对于自电容测量模式，FLR结构可以具有不同的形状，如图5A-5D中所示的一个。
图5A示出根据一个实施例的带有包括第一U形电极512、第二U形电极513、第一条形电极514和第二条形电极515的多个浮动电极的第二FLR结构510的俯视图。
图5B示出根据一个实施例的布置在多个行和多个列的多个菱形形状电极420的俯视图。图5B类似于图4B。
图5C示出根据一个实施例的布置在多个菱形形状电极420上方的第二FRL结构510的俯视图。
在这些实施例中，浮动电极是多个电极512-514。第一U形电极512被布置在第一方向，以重叠在第一列423的第一电极、在第一行422的第二电极和在第二行422的第三电极的部分。第二U形电极513被布置在第二方向，以重叠在第二列423的第四电极、在第一行422的第二电极和在第二行422的第三电极的部分。第二方向是第一方向的相反方向且第一U形电极512和第二U形电极513形成开口。第一条形电极514被布置在开口内。第一条形电极514重叠在第一列423的第一电极和在第二列423的第四电极的部分。在另一个实施例中，第一条形电极514被布置成进一步重叠在第一行422的第二电极和在第二行422的第三电极。第二条形电极515被布置成靠近两个U形电极512、513的一个侧面(例如，上面)。第二条形电极515被布置以重叠在第一行422的第一电极、在第一行422的第二电极、在第二列423的第四电极、在第一列423的第五电极和在第二列423的第六电极的部分。
在另外的实施例中，512-514的图案被在多于两个的行422和两个列423上重复。
图5D示出根据一个实施例的带有第二FRL结构510和多个菱形形状电极420的堆叠式传感阵列540的透视图。应当指出的是，第二FRL结构510和传感阵列之间的距离是不按比例绘制的，但已被延长以显示两个层。图5D还示出表示靠近要由电极420检测的第二FRL结构510的触针406的列。
图6A示出根据一个实施例的包括用于浮动电极的第一组线612和第二组线613的第三FLR结构610的俯视图。图6B示出根据一个实施例的布置在多个菱形形状电极420上方的第三FLR结构610的俯视图。
图6C示出根据一个实施例的带有第三FRL结构610和多个菱形形状电极420的堆叠式传感阵列640的透视图。应当指出的是，在第三FRL结构610和传感阵列之间的距离是不按比例绘制的，但已被延长以显示两个层。图6C还示出表示靠近要由电极420检测的第三FRL结构610的触针406。图6C示出触针406到传感电极的耦合如何可以通过FLR结构610来延伸。
本文描述的FLR结构可以在具有盖板玻璃的顶部上的AS涂层的触摸屏中实现。这些触摸屏可以实现在AS涂层中的导电ITO贴片。导电ITO贴片的形状和排列可以被设计为传感电极的相应形状。FLR结构的形状和排列可以是不同的，并且可以取决于传感电极的形状和排列。AS涂层越薄，导电ITO贴片可以操作得越好。又例如，在图7A中的第四FLR结构710以TX-RX测量模式用于图腾柱传感元件。
还应当指出的是，不同的传感电极的形状和排列可以被使用，如在图7A-7C中所示的。
图7A示出根据一个实施例的带有包括第一U形电极712、第二U形电极713和多个条形电极714、715的多个浮动电极的第四FLR结构710的俯视图。
图7B示出根据一个实施例的多个图腾柱电极722和联动电极723的俯视图。图腾柱电极722被布置在多个行且联动电极723被布置在列。
图7C示出了根据一个实施例的布置在图腾柱电极722和联动电极723上方的第四FRL结构710的俯视图。
在这些实施例中，浮动电极是多个电极712-714。第一U形电极712被布置在第一方向，以重叠在第一列723的第一电极、在第一行722的第二电极和在第二行722的第三电极的部分。第二U形电极713被布置在第二方向，以重叠在第二列723的第四电极、在第一行722的第二电极和在第二行722的第三电极的部分。第二方向是第一方向的相反方向且第一U形电极712和第二U形电极713形成开口。第一条形电极714被布置在开口内。第一条形电极714重叠在第一列723的第一电极和在第二列723的第四电极的部分。附加矩形电极715也被布置在由第一U形电极712和第二U形电极713形成的开口内。在另一个实施例中，第一条形电极714被布置以进一步重叠在第一行722的第二电极和在第二行722的第三电极。
在另外的实施例中，FLR结构710的图案，包括电极712-715，被在多于两个的行722和两个列723上重复。
该FLR结构可以是具有它们之间的窄(例如，小于30微米)间隙的小方块。在另一个实施例中，该FLR结构具有波浪形边界，如在图8中所示的。波浪形边界可以增加该FLR结构的浮动电极之间的边缘耦合，以及有效地将信号从触针扩散到传感电极的更大的区域。
图8示出根据一个实施例的包括用于浮动电极的第一组曲线812和第二组曲线813的第五FLR结构810的俯视图。实际上，第一组曲线812和第二组曲线813可形成波形边缘的形状。这些波形边缘的形状可以布置在如本文所述的不同形状的传感电极的上方。
图9是示出了根据一个实施例的电容901相对于图5D的传感阵列的距离902的变化的曲线图900。曲线图900示出具有图5D的FLR结构的传感元件的仿真结果。传感元件被扫描，以得到不带“负斜率”的互电容轮廓(dCm轮廓)。良好的轮廓在a＝0.05*$间距*sqrt(2)＝0.28毫米处被获得。图9示出用于从单元Tx1Rx1移动到单元Tx1Rx2的1.7毫米触针的dCm轮廓。最值得注意的是，在相邻单元中的响应已经增加到27fF，这是对于放置在单元的中心的触针的响应的24％。用于沿边缘(在y＝2毫米处)移动的1.7毫米触针的dCm轮廓是单调递减的。图9中的dCm轮廓可以分别与在图10和11中的传统的单个实心菱形(SSD)的dCm轮廓和双实心菱形的传感电极进行比较。
图10是示出了根据一种实现的相对于使用单个实心菱形(SSD)的布局的常规传感阵列的距离的电容变化的曲线图。
图11是示出了根据一种实现的相对于使用双实心菱形(DSD)的布局的常规传感阵列的距离的电容变化的曲线图。
图12是根据实施例的制造具有FLR结构的传感阵列的方法1200的流程图。方法900开始于布置在一个或多个层(块1202)中的基底的一个或多个侧面上的传感阵列的电极。保护覆盖层被布置成覆盖传感阵列(块1204)且多个浮动电极被布置在保护覆盖层(块1206)上。涂膜被布置成在保护覆盖层和多个浮动电极(块1208)上。
在另外的实施例中，电极是菱形形状电极且排列成列和行。第一组浮动电极以菱形形状排列并且被布置成重叠在第一行的至少两个菱形形状电极的部分且重叠在第一列的至少两个菱形形状电极的部分。
在另外的实施例中，第二组浮动电极被布置，该第二组包括第一条形电极和第二条形电极。第一条形电极被布置成重叠在第一列的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列的第二菱形形状电极的第二部分。第二条形电极被布置成重叠在第一列的第三菱形形状电极的第三部分和在第二列的第四菱形形状电极的第四部分。第一条形电极和第二条形电极在第一行的第五菱形形状电极之上相交。
在另外的实施例中，电极排列成行和列且浮动电极被相对于行和列来布置。浮动电极包括：1)在第一方向布置成重叠在第一列的第一电极、在第一行的第二电极和在第二行的第三电极的部分的第一U形电极；2)在第二方向布置成重叠在第二列的第四电极、在第一行的第二电极和在第二行的第三电极的部分的第二U形电极。第二方向是第一方向的相反方向且第一U形电极和第二U形电极形成开口；3)第一条形电极被布置在开口内。第一条形电极被布置成重叠在第一列的第一电极和在第二列的第四电极的部分。
该方法还可以包括布置其他的FLR的结构和电极，如上面关于图1-8所示出以及描述的。
在一个实施例中，电容式触摸屏控制器是电容式触摸屏控制器，如多触摸全点触摸屏控制器的CY8CTMA3xx家族，由加利福尼亚州圣何塞市的Cypress半导体公司开发。该解决多个手指的和在触摸屏上的触针的触摸位置的电容式触摸屏控制器传感技术支持领先的操作***，并针对低功率的多点触摸手势和所有点触摸屏功能进行了优化。可替代地，触摸位置计算特征可以在其他的触摸屏控制器或触摸传感设备的其他触摸控制器中实现。在一个实施例中，触摸位置计算特征可以与其他触摸滤波算法来实现，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。
本文所描述的实施例可以在电容传感***的互电容传感阵列各种设计中，或在自电容传感阵列中使用。在一个实施例中，电容传感***检测在阵列中被激活的多个传感元件，并且可以分析在相邻传感元件上的信号模式以从实际信号分离噪声。本文所描述的实施例不依赖于特定的电容传感解决方案且也可与其他传感解决方案，包括光学传感解决方案一起使用，如将由具有本公开的益处的领域中的普通技术人员所理解的。
在上述描述中，许多细节进行了阐述。然而，对于在具有本公开的益处的领域中的普通技术人员来说明显的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些情况下，公知结构和设备以方框图的形式示出，而不是以细节示出，以便避免模糊描述。
详细描述的一些部分根据计算机存储器内数据位的操作的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是由在数据处理领域中的技术人员使用的手段，以最有效地传达其工作的实质给本领域中的其他技术人员。算法在这里并且通常被认为是导致期望结果的步骤的自洽序列。步骤是需要物理量的物理操纵的那些。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较以及以其他方式操纵的电或磁信号的形式。主要为了通用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字或类似物已被证明常常是方便的。
然而，应当牢记，所有这些和类似的术语都将与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非特别说明，否则如从上面的讨论明显的，可以理解的是，在整个描述中，使用诸如“加密”、“解密”、“存储”、“提供”、“导出”、“获得”、“接收”、“认证”、“删除”、“执行”、“请求”、“通信”或类似物之类的术语，指的是计算***或类似的电子计算设备的动作和过程，其将表示为在计算***的寄存器和存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵并变换成类似地表示为在计算***存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
词语“示例”或“示例性”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例”或“示例性”的任何方面或设计并不一定要被解释为优于或胜过其他方面或设计。相反，使用词语“示例”或“示例性”意在以具体方式呈现概念。如在本申请中使用的，术语“或”意在表示包含性“或”而不是排他性“或”。也就是说，除非另有指定，或从上下文清楚可见，“X包括A或B”意在任何自然的包含性置换。也就是说，如果X包括A；X包括B；或X包括A和B，则“X包括A或B”在任何以上实例上得到满足。此外，用在本申请和所附权利要求书中的冠词“a”和“an”一般应被解释为表示“一个或多个”，除非另有指定或从上下文清楚看出是针对单数形式的。此外，使用的术语“实施例”或“一个实施例”或“实现”或者“一种实现”整个的不是旨在表示相同的实施例或实现，除非如此描述。
本文所描述的实施例还可以涉及一种用于执行本文的操作的装置。该装置可以被特别地构造用于所需目的，或者它可以包含选择性地激活或由存储在计算机中的计算机程序重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以被存储在非临时性计算机可读存储介质中，诸如，但不限于，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘的任何类型的盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪存或任何类型的适于存储电子指令的介质。术语“计算机可读存储介质”应当被理解为包括存储一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的缓存和服务器)。术语“计算机可读介质”也应被理解为包括能够存储、编码或执行用于由机器执行的的一组指令以及引起该机器执行任意一个或多个本实施例的方法的任何介质。术语“计算机可读存储介质”应相应地被理解为包括，但不限于，固态存储器、光介质、磁介质、能够存储用于由机器执行的一组指令以及引起该机器执行任意一个或多个本实施例的方法的任何介质。
本文中所呈现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其他装置相关。各种通用***可以与根据本文的教导的程序使用，或者它可以证明便于构造更专门的装置来执行所需的方法步骤。用于多种这些***的所需结构将从下面的描述出现。另外，本实施例并不与参照任何特定的编程语言来描述。应当理解的是，各种编程语言可以用于实现如本文所述的实施例的教导。
以上描述阐述了许多具体细节，如特定***、组件、方法等等的示例，以便提供本发明的若干实施例的很好的了解。但是，对于本领域技术人员将明显的是，本发明的至少一些实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他实例中，公知的组件或方法没有详细描述或列于简单框图的格式，以避免不必要地模糊本发明。因此，上述阐述的具体细节仅仅是示例性的。特定实现可以从这些示例性细节有所不同，但仍然可以认为是在本发明的范围之内。
应当理解的是，上面的描述旨在是说明性的而不是限制性的。在阅读和理解上述说明中，许多其他实施例对于本领域技术人员将是明显的。因此，本发明的范围应当参照所附的权利要求，连同这些权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种触摸传感设备，包括：
电容传感阵列，其包括布置在第一层中的多个电极；
材料的第二层，其覆盖所述电容传感阵列；
材料的第三层，其布置在所述第二层上；以及
场线中继器结构，其包括布置在所述第二层和所述第三层之间的多个浮动电极，
其中，所述多个电极是菱形形状的电极并且被排列成多个行和多个列，其中，所述多个浮动电极包括第一组浮动电极，所述第一组浮动电极以菱形形状排列，且布置成重叠在所述多个行的第一行中的所述菱形形状的电极中至少两个的部分且重叠在所述多个列的第一列中的所述菱形形状的电极中至少两个的部分。
2.如权利要求1所述的触摸传感设备，其中，所述第二层是保护覆盖层，并且其中，所述第三层是布置在所述保护覆盖层上的涂膜。
3.如权利要求1所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极包括第二组浮动电极，所述第二组浮动电极包括：
第一条形电极，其重叠在所述第一列中的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列中的第二菱形形状电极的第二部分；以及
第二条形电极，其重叠在所述第一列中的第三菱形形状电极的第三部分和在所述第二列中的第四菱形形状电极的第四部分，并且其中，所述第一条形电极和所述第二条形电极在所述第一行中的第五菱形形状电极之上相交。
4.如权利要求3所述的触摸传感设备，其中，所述第一组浮动电极和所述第二组浮动电极的图案在所述多个列和所述多个行上重复。
5.如权利要求2所述的触摸传感设备，其中，所述保护覆盖层包括玻璃或塑料中的至少一个，并且其中，所述涂膜是抗破碎(AS)涂膜、防眩(AG)涂膜或耐擦伤性薄膜中的至少一种。
6.如权利要求2所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极是布置在所述涂膜和所述保护覆盖层之间的浮动导电的铟锡氧化物(ITO)的贴片。
7.如权利要求2所述的触摸传感设备，其中，所述保护覆盖层、所述涂膜和所述多个浮动电极是透明的。
8.一种触摸传感设备，包括：
电容传感阵列，其包括布置在第一层中的多个电极；
材料的第二层，其覆盖所述电容传感阵列；
材料的第三层，其布置在所述第二层上；以及
场线中继器结构，其包括布置在所述第二层和所述第三层之间的多个浮动电极，其中，所述多个电极排列成多个行和多个列，其中，所述多个浮动电极包括：
第一U形电极，其布置在第一方向以重叠在所述多个列的第一列中的第一电极、在所述多个行的第一行中的第二电极和在所述多个行的第二行中的第三电极的部分；
第二U形电极，其布置在第二方向以重叠在所述多个列的第二列中的第四电极、在所述第一行中的所述第二电极和在所述第二行中的所述第三电极的部分，其中，所述第二方向是所述第一方向的相反方向且所述第一U形电极和所述第二U形电极形成开口；以及
第一条形电极，其布置在所述开口内，其中，所述第一条形电极重叠在所述第一列中的所述第一电极和在所述第二列中的所述第四电极的部分。
9.如权利要求8所述的触摸传感设备，其中，所述第一U形电极、所述第二U形电极和所述第一条形电极和第二条形电极的图案在所述多个列和所述多个行上重复。
10.如权利要求8所述的触摸传感设备，其中，所述多个电极是菱形形状电极。
11.如权利要求10所述的触摸传感设备，其中，所述第一条形电极布置成进一步重叠在所述第一行中的所述第二电极和在所述第二行中的所述第三电极。
12.如权利要求11所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极还包括：
第二条形电极，其布置成邻近所述第一U形电极和所述第二U形电极的一侧，其中，所述第二条形电极被布置成重叠在所述第一行中的所述第一电极、在所述第一行中的所述第二电极、在所述第二列中的所述第四电极、在所述第一列中的第五电极和在所述第二列中的第六电极的部分。
13.如权利要求8所述的触摸传感设备，其中，所述第二层是保护覆盖层，并且其中，所述第三层是布置在所述保护覆盖层上的涂膜。
14.如权利要求13所述的触摸传感设备，其中，所述保护覆盖层包括玻璃或塑料中的至少一个，并且其中，所述涂膜是抗破碎(AS)涂膜、防眩(AG)涂膜或耐擦伤性薄膜中的至少一种。
15.如权利要求13所述的触摸传感设备，其中，所述多个浮动电极是布置在所述涂膜和所述保护覆盖层之间的浮动导电的铟锡氧化物(ITO)的贴片。
16.一种用于传感阵列的场线中继器结构的方法，包括：
在触摸传感设备的第一层中布置所述传感阵列的多个电极；
布置材料的第二层以覆盖所述传感阵列；
在所述第二层之上布置材料的第三层；以及
布置所述场线中继器结构，所述场线中继器结构包括在所述第二层和所述第三层之间的多个浮动电极，
其中，所述多个电极是菱形形状电极，并且其中，布置所述多个电极包括将所述多个电极在多个行和多个列中排列，并且其中，布置所述多个浮动电极包括布置所述多个浮动电极的第一组浮动电极，所述第一组浮动电极以菱形形状布置，以及重叠在所述多个行的第一行中的至少两个菱形形状电极的部分且重叠在所述多个列的第一列中的至少两个菱形形状电极的部分。
17.如权利要求16所述的方法，其中，布置所述多个浮动电极还包括布置所述多个浮动电极的第二组浮动电极，其中，所述第二组浮动电极包括：
第一条形电极，其重叠在所述第一列中的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列中的第二菱形形状电极的第二部分；以及
第二条形电极，其重叠在所述第一列中的第三菱形形状电极的第三部分和在所述第二列中的第四菱形形状电极的第四部分，并且其中，所述第一条形电极和所述第二条形电极在所述第一行中的第五菱形形状电极之上相交。
18.一种用于传感阵列的场线中继器结构的方法，包括：
在触摸传感设备的第一层中布置所述传感阵列的多个电极；
布置材料的第二层以覆盖所述传感阵列；
在所述第二层之上布置材料的第三层；以及
布置所述场线中继器结构，所述场线中继器结构包括在所述第二层和所述第三层之间的多个浮动电极，其中，布置所述多个电极包括将所述多个电极在多个行和多个列中排列，其中，布置所述多个浮动电极包括：
在第一方向布置第一U形电极以重叠在所述多个列的第一列中的第一电极、在所述多个行的第一行中的第二电极和在所述多个行的第二行中的第三电极的部分；
在第二方向布置第二U形电极以重叠在所述多个列的第二列中的第四电极、在所述第一行中的所述第二电极和在所述第二行中的所述第三电极的部分，其中，所述第二方向是所述第一方向的相反方向且所述第一U形电极和所述第二U形电极形成开口；以及
将第一条形电极布置在所述开口内，其中，所述第一条形电极重叠在所述第一列中的所述第一电极和在所述第二列中的所述第四电极的部分。
19.一种用于传感阵列的场线中继器结构的装置，包括：
基底；
电容传感阵列，其包括布置在所述基底的第一侧面上的多个电极；以及
所述场线中继器结构，其包括布置在所述基底的第二侧面上的多个浮动电极，
其中，所述多个电极是菱形形状电极且被排列成多个行和多个列，其中，所述多个浮动电极包括：
第一组浮动电极，其以菱形形状排列且布置成重叠在所述多个行的第一行中的至少两个菱形形状电极的部分且重叠在所述多个列的第一列中的至少两个菱形形状电极的部分；以及
第二组浮动电极，包括：
第一条形电极，其重叠在所述第一列中的第一菱形形状电极的第一部分和在第二列中的第二菱形形状电极的第二部分；以及
第二条形电极，其重叠在所述第一列中的第三菱形形状电极的第三部分和在所述第二列中的第四菱形形状电极的第四部分，并且其中，所述第一条形电极和所述第二条形电极在所述第一行中的第五菱形形状电极之上相交。
20.如权利要求19所述的装置，其中，还包括被耦合到所述电容传感阵列的电容传感电路，其中所述电容传感电路包括：
发射(TX)信号发生器，其产生待被施加到所述电容传感阵列的所述多个电极的发射信号；
接收器，其被耦合以测量在所述电容传感阵列的所述多个电极上的接收(RX)信号；以及
模拟数字转换器(ADC)，其被耦合到所述接收器的输出端以将测量的接收信号转换成数字值。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103279247B (zh) * 2013-06-06 2016-08-10 敦泰科技有限公司 一种电容式触摸屏
TWI493412B (zh) * 2013-11-22 2015-07-21 Mstar Semiconductor Inc 感測電極結構
CN110045862B (zh) * 2014-03-31 2023-05-23 宸盛光电有限公司 电容式触控装置及其制作方法
CN104461162B (zh) * 2014-12-31 2017-12-15 京东方科技集团股份有限公司 触摸基板、触摸面板和触摸显示装置
US10353516B2 (en) * 2015-04-24 2019-07-16 Apple Inc. Merged floating pixels in a touch screen
US10739853B2 (en) * 2015-06-10 2020-08-11 Northwestern University Method and apparatus for finger position tracking and haptic display using conductive islands
US9704012B2 (en) 2015-09-10 2017-07-11 Cypress Semiconductor Corporation Fingerprint sensor pattern
EP4200695A4 (en) 2021-05-26 2023-10-11 BOE Technology Group Co., Ltd. TOUCH CONTROL STRUCTURE AND DISPLAY DEVICE

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102043552A (zh) * 2009-10-09 2011-05-04 禾瑞亚科技股份有限公司 电容式位置侦测的方法与装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US7154481B2 (en) 2002-06-25 2006-12-26 3M Innovative Properties Company Touch sensor
FR2857113B1 (fr) 2003-07-01 2005-09-02 Tokheim Services France Boitier securise renfermant un clavier permettant d'introduire des donnees confidentielles
JP2005258290A (ja) 2004-03-15 2005-09-22 Seiko Epson Corp 電気光学装置及びその製造方法並びに電子機器
US9360967B2 (en) 2006-07-06 2016-06-07 Apple Inc. Mutual capacitance touch sensing device
US8358276B2 (en) 2007-12-21 2013-01-22 Apple Inc. Touch pad electrode design
US8159467B2 (en) 2008-08-21 2012-04-17 Wacom Co. Ltd. Meshed touchscreen pattern
US8711105B2 (en) 2008-08-21 2014-04-29 Wacom Co., Ltd. Touchscreen with extended conductive pattern
US20100108409A1 (en) * 2008-11-06 2010-05-06 Jun Tanaka Capacitive coupling type touch panel
US9075484B2 (en) 2009-06-02 2015-07-07 Pixart Imaging Inc. Sensor patterns for mutual capacitance touchscreens
JP5295914B2 (ja) 2009-09-18 2013-09-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
CN102043553B (zh) * 2009-10-09 2013-01-02 禾瑞亚科技股份有限公司 在互电容侦测中分析位置的方法与装置
US8653834B2 (en) * 2010-01-15 2014-02-18 Synaptics Incorporated Input device with floating electrodes having at least one aperture
KR20130100950A (ko) 2010-07-05 2013-09-12 디아이씨 가부시끼가이샤 투명 도전층 부착 기체 및 그의 제조 방법, 및 터치 패널용 투명 도전막 적층체, 터치 패널
US8388852B2 (en) 2010-07-30 2013-03-05 Apple Inc. Method for fabricating touch sensor panels
US9748952B2 (en) 2011-09-21 2017-08-29 Synaptics Incorporated Input device with integrated deformable electrode structure for force sensing
CN103049120A (zh) 2011-10-13 2013-04-17 宸鸿科技(厦门)有限公司 触控装置结构及其制造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102043552A (zh) * 2009-10-09 2011-05-04 禾瑞亚科技股份有限公司 电容式位置侦测的方法与装置

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Publication number Publication date
CN105308541A (zh) 2016-02-03
US20140320757A1 (en) 2014-10-30
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