TWI672625B - 傳感器佈局以及電容式觸控螢幕 - Google Patents

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TWI672625B
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劉英轉
陳沅廷
江錦源
李瑞倪
維賓 胡
戴紳峰
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奇景光電股份有限公司
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Abstract

電容式觸控螢幕的傳感器佈局，包含第一類型I傳感器元件、第一類型II傳感器元件以及第二類型II傳感器元件。該第一類型I傳感器元件設置於第一圖案層，並且具有邊線、兩條平行主線、連接橋、第一空間以及第二空間，其中該第一空間以及該第二空間並非彼此對齊，以及該連接橋係用於連接該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二空間。該第一、第二類型II傳感器元件設置於第二圖案層並且具有主線以及子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第一空間，且該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第二空間。

Description

傳感器佈局以及電容式觸控螢幕
本發明係關於一傳感器佈局以及一電容式觸控螢幕，尤其關於能夠簡化邊界通道配置(topology)的一傳感器佈局以及一電容式觸控螢幕，進而減少一電子設備的一觸控螢幕的邊界面積。
一般而言，電容式觸控面板(touch panel，TP)(例如一玻璃膜(Glass Film Film，GFF)觸控面板)的邊線採用銀印刷(Ag print)，且電容式觸控面板的有效區域包含氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)佈線(trace)。這些不同金屬材料之間的連接的接觸方案需要更多的邊線區域(border area)。請參照第1圖以及第2圖，第1圖是一個傳統的電容式觸控面板100的傳輸(TX)/接收(RX)通道路由的一個俯視圖(top view)，其中電容式觸控面板100可以是用於智能手機的5.5英寸觸控面板；第2圖是第1圖中的電容式觸控面板100的佈局(pattern)110以及傳送/接收映射關係的簡化方框圖。電容式觸控面板100包含26個傳送通道TX1~TX26以及15個接收通道RX1~RX15，且佈局110包含390個單元區塊120。每個傳送通道包含15個傳送傳感器元件，且每個接收通道包含26個接收傳感器元件。每個單元區塊120包含一個傳送傳感器元件以及一個接收傳感器元件。舉例來說，在電容式觸控面板100的左側，由於26個傳送傳感器元件皆具有一邊線(border line)，故總共會有26條邊線。因此，電容式觸控面板100需要更 大的邊界面積。在相關技術中，電容式觸控面板對於邊線區域有越來越窄的需求，故電容式觸控面板的製造商必須升級至更到層級的製造設備來改善銀印刷(Ag print)的寬度以及空間，以簡化電容式觸控面板的邊線區域，然而，如此一來相關成本也隨之增加。
基於以上需求，本發明的目的之一在於提供一種傳感器佈局(sensor pattern)以及能夠簡化邊界通道配置的電容式觸控螢幕，以減少電子裝置的觸控螢幕的邊界區域來解決上述問題。
本發明的一實施例揭示了一種用於電容式觸控螢幕的傳感器佈局(sensor pattern)，包含有多個單元區塊(unit block)，該些單元區塊的一第一單元區塊包含有：一第一類型I傳感器元件、一第一類型II傳感器元件以及一第二類型II傳感器元件。該第一類型I傳感器元件設置於一第一圖案層(patterned layer)，並且具有一邊線(border trace)、兩條平行主線(main trace)、一連接橋(bridge)、一第一空間(cell)，以及一第二空間，其中該第一空間以及該第二空間並非彼此對齊，以及該連接橋係用於連接該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二空間。該第一類型II傳感器元件設置於一第二圖案層，並且具有一主線以及一子線(sub-trace)，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第一空間。該第二類型II傳感器元件設置於該第二圖案層，並且具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第二空間。
本發明的另一實施例揭示了一種電容式觸控螢幕，包含有一傳感器佈局(pattern)。該傳感器佈局包含有多個單元區塊，該些單元區塊的一第一單 元區塊包含有：一第一類型I傳感器元件、一第一類型II傳感器元件以及一第二類型II傳感器元件。該第一類型I傳感器元件具有一邊線、兩條主線、一連接橋、一第一空間以及一第二空間，其中該第一空間以及該第二空間並非彼此對齊，其中該連接橋係用於連接該第一空間以及該第一類型I傳感器元件的該第二空間。該第一類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第一空間。該第二類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第二空間。
簡要而言，本發明所提供的傳感器佈局以及電容式觸控螢幕能夠有效簡化邊界通道配置，以降低電子裝置(諸如智慧型手機)的觸控螢幕的邊線區域。此外，所提供的傳感器佈局、相關積體電路(IC)以及特定的演算法調整可據以實現窄邊界(slim border)玻璃雙薄膜(Glass-Film-Film，GFF)觸控表現優化。
100、200、400‧‧‧電容式觸控面板
300‧‧‧傳感器佈局
110‧‧‧佈局
TX1~TX26、TX1’~TX13’‧‧‧傳送通道
RX1~RX15、RX1’~RX30’‧‧‧接收通道
120、UB1~UB195‧‧‧單元區塊
500‧‧‧傳感器佈局
510、520‧‧‧屏蔽層
TX1a‧‧‧第一傳送傳感器元件
RX1a‧‧‧第一接收傳感器元件
RX2a‧‧‧第二接收傳感器元件
bt1、bt2‧‧‧邊線
m1、m1’、mr1a、mr2a、m2、
m2’、mr1b、mr2b‧‧‧主線
b1、b2‧‧‧連接橋
c1、c2‧‧‧第一空間
c1’、c2’‧‧‧第二空間
sr1a、sr2a、sr1b、sr2b‧‧‧子線
RX1b‧‧‧第三接收傳感器元件
RX2b‧‧‧第四接收傳感器元件
TX2a‧‧‧第二傳送傳感器元件
第1圖係為先前技術的電容式觸控面板的傳送/接收(TX/RX)通道路由(channel routing)的俯視圖。
第2圖係為第1圖中先前技術的電容式觸控面板的佈局的示意圖以及傳送/接收映射關係的簡化方塊圖。
第3圖描述根據本發明第一實施例的電容式觸控螢幕的傳送/接收通道路由的俯視圖。
第4圖描述一傳感器佈局以及第3圖中的電容式觸控螢幕的傳送/接收映射關係的簡化方塊圖。
第5圖係為根據本發明一第二實施例的電容式觸控螢幕的傳送/接收通道路由的俯視圖。
第6圖描述一傳感器佈局以及第5圖中電容式觸控螢幕的傳送/接收映射關係的簡化方塊圖。
第7圖係為第5圖的電容式觸控螢幕的傳感器佈局的簡化方塊圖，其包含一類型的屏蔽層。
第8圖係為第5圖的電容式觸控螢幕的傳感器佈局的簡化方塊圖，其包含另一類型的屏蔽層。
第9圖係為第5圖的電容式觸控螢幕的傳感器佈局的簡化方塊圖，其包含兩種類型的屏蔽層。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的 元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一裝置耦接於另一裝置，則代表該裝置可直接電氣連接於該另一裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至該另一裝置。
請參照第3圖以及第4圖，第3圖描述根據本發明第一實施例的電容式觸控螢幕200的傳送/接收通道路由的俯視圖，其中電容式觸控螢幕200可以是用於智慧型手機的5.5吋觸控螢幕，且第4圖描述一傳感器佈局以及第3圖中的電容 式觸控螢幕200的傳送/接收映射關係的簡化方塊圖。電容式觸控螢幕200包含13個傳送通道TX1’~TX13’以及30個接收通道RX1’~RX30’，且傳感器佈局300包含195個單元區塊UB1~UB195。每個傳送通道包含15個傳送傳感器元件，且每個接收通道包含13個接收傳感器元件。單元區塊UB1~UB195的每個單元區塊包含一個傳送傳感器元件以及兩個接收傳感器元件。舉例來說，於電容式觸控螢幕200的左側，由於只有13個傳送傳感器元件具有一邊線，因此總共只有13條邊線。 因此，電容式觸控螢幕200需要比先前技術的電容式觸控面板100有更小的邊界區域(border area)。換言之，當電容式觸控面板100具有X個傳送通道以及Y個接收通道，本發明可通過使用所述傳送佈局的平行架構以及使用接收佈局(諸如第3圖所示的接收佈局)中的替代架構來提供具有X/2個傳送通道以及2*Y個接收通道，以簡化所述邊界區域以及降低所需的邊線區域。
舉例來說，單元區塊UB1包含：第一傳送傳感器元件TX1a、第一接收傳感器元件RX1a，以及第二接收傳感器元件RX2a。第一傳送傳感器元件TX1a係設置於一第一圖案層(patterned layer)，並且具有一邊線(border trace)bt1、兩個平行主線(main trace)m1和m1’、連接橋(bridge)b1，以及第一空間c1和第二空間c1’，其中第一空間c1和第二空間c1’並非彼此對齊，藉此來提昇觸控感測品質。連接橋b1係用於連接第一空間c1以及第一傳送傳感器元件TX1a的第二空間c1’。第一接收傳感器元件RX1a係設置於一第二圖案層，並且具有一主線mr1a以及一子線sr1a，其中主線mr1a圍繞第一傳送傳感器元件TX1a的第一空間c1。第二接收傳感器元件RX2a係設置於所述第二圖案層，具有一主線mr2a以及一子線sr2a，其中主線mr2a圍繞第一傳送傳感器元件TX1a的第二空間c1’。單元區塊UB2包含：第二傳送傳感器元件TX2a、第三接收傳感器元件RX1b以及第四接收傳感器元件RX2b。第二傳送傳感器元件TX2a係設置於一第一圖案層，並且 具有一邊線bt2、兩條平行主線m2和m2’、連接橋b2、第一空間c2以及第二空間c2’，其中第一空間c2以及第二空間c2’並非彼此對齊，藉此改善觸控感測品質。 連接橋b2係用於連接第一空間c2與第二傳送傳感器元件TX2a的第二空間c2’。第三接收傳感器元件RX1b係設置於一第二圖案層，並且具有一主線mr1b以及一子線sr1b，其中主線mr1b圍繞第二傳送傳感器元件TX2a的第一空間c2，以及子線sr1b係耦接於單元區塊UB1的第一接收傳感器元件RX1a。第四接收傳感器元件RX2b係設置於所述第二圖案層，並且具有一主線mr2b以及一子線sr2b，其中主線mr2b圍繞第二傳送傳感器元件TX2a的第二空間c2’，且子線sr2b係耦接於單元區塊UB1的第二接收傳感器元件RX2a。除此之外，第一傳送傳感器元件TX1a的第一空間c1以及第二傳送傳感器元件TX2a的第一空間c2係彼此對齊，此外，第一傳送傳感器元件TX1a的第二空間c1’以及第二傳送傳感器元件TX2a的第二空間c2’係彼此對齊。值得注意的是，上述實施例僅為說明之用，並非作為本發明的限制。舉例來說，傳送通道中傳送傳感器元件的數量以及接收通道中接收傳感器元件的數量可根據不同的設計需求來作改變。在其他實施例中，所述傳送通道以及所述接收通道的位置可以互相調換。
請參照第5圖以及第6圖，第5圖係為根據本發明一第二實施例的電容式觸控螢幕400的傳送/接收通道路由的俯視圖，其中電容式觸控螢幕400可以是用於智慧型手機的5.5吋觸控螢幕，且第6圖描述一傳感器佈局500以及第5圖中電容式觸控螢幕400的傳送/接收映射關係的簡化方塊圖。電容式觸控螢幕400包含13個傳送通道TX1’~TX13’以及30個接收通道RX1’~RX30’，且傳感器佈局500包含195個單元區塊UB1~UB195。每個傳送通道包含15個傳送傳感器元件，以及每個接收通道包含13個接收傳感器元件。單元區塊UB1~UB195中的每個單元區塊包含一個傳送傳感器元件以及兩個接收傳感器元件。舉例來說，在電容式觸控 螢幕400的左側，由於僅有13個傳送傳感器元件各具有一邊線，故總共僅有13條邊線。因此，電容式觸控螢幕400需要一個相較於先前技術的電容式觸控面板100更小的邊界區域。換言之，當電容式觸控面板100具有X個傳送通道以及Y個接收通道時，本發明可通過使用上述傳送佈局中的平行架構以及使用上述接收佈局(如第5圖所示)中的替代架構來提供具有X/2個傳送通道以及2*Y個接收通道的電容式觸控螢幕400，以簡化邊界區域以及降低所需的邊線區域。
舉例來說，單元區塊UB1包含：第一傳送傳感器元件TX1a、第一接收傳感器元件RX1a，以及一第二接收傳感器元件RX2a。第一傳送傳感器元件TX1a係設置於一第一圖案層，並且具有一邊線bt1、兩個平行主線m1和m1’、連接橋b1，以及第一空間c1和第二空間c1’，其中第一空間c1以及第二空間c1’並非彼此對齊，藉此來改善觸控感測品質。連接橋b1係用於連接第一空間c1以及第一傳送傳感器元件TX1a的第二空間c1’。第一接收傳感器元件RX1a係設置於一第二圖案層，並且具有一主線mr1a以及一子線sr1a，其中主線mr1a圍繞第一傳送傳感器元件TX1a的第一空間c1。第二接收傳感器元件RX2a係設置於所述第二圖案層，並且具有一主線mr2a以及一子線sr2a，其中主線mr2a圍繞第一傳送傳感器元件TX1a的第二空間c1’。單元區塊UB2包含：第二傳送傳感器元件TX2a、第三接收傳感器元件RX1b以及第四接收傳感器元件RX2b。第二傳送傳感器元件TX2a係設置於一第一圖案層，並且具有一邊線bt2、兩個平行主線m2，m2’、連接橋b2、以及第一空間c2和第二空間c2’，其中第一空間c2以及第二空間c2’並非彼此對齊，藉此來改善觸控感測品質。連接橋b2係用於連接第一空間c2以及第二傳送傳感器元件TX2a的第二空間c2’。第三接收傳感器元件RX1b係設置於一第二圖案層，並且具有一主線mr1b以及一子線sr1b，其中主線mr1b圍繞第二傳送傳感器元件TX2a的第二空間c2’，以及子線sr1b係耦接於單元區塊UB1的第一接收 傳感器元件RX1a。第四接收傳感器元件RX2b係設置於所述第二圖案層，並且具有一主線mr2b以及一子線sr2b，其中主線mr2b圍繞第二傳送傳感器元件TX2a的第一空間c2並且直接連接於單元區塊UB1的第二接收傳感器元件RX2a。除此之外，第一傳送傳感器元件TX1a的第一空間c1以及第二傳送傳感器元件TX2a的第二空間c2’係彼此對齊，此外，第一傳送傳感器元件TX1a的第二空間c1’以及第二傳送傳感器元件TX2a的第一空間c2也是彼此對齊。值得注意的是，上述實施例僅為說明之用，並非作為本發明的限制。舉例來說，所述傳送通道中的傳送傳感器元件的數量以及所述接收通道中接收傳感器元件的數量可根據不同設計需求來作調整。在其他實施例中，所述傳送通道以及所述接收通道的位置可以相互調換。
除此之外，在一實施例中，傳感器佈局500可另包含一屏蔽層510(如第7圖所示)以改善觸控感測品質。屏蔽層510係設置於第一接收傳感器元件RX1a與第二接收傳感器元件RX2a之間，並且設置於第三接收傳感器元件RX1b與第四接收傳感器元件RX2b之間。在另一實施例中，傳感器佈局500可另包含一屏蔽層520(如第8圖所示)以改善觸控感測品質。屏蔽層520係設置於不同行(column)的單元區塊(或所述傳感器元件)中。另外，傳感器佈局500還可同時包含屏蔽層510以及屏蔽層520(如第9圖所示)以改善觸控感測品質。
簡要而言，本發明所提供的傳感器佈局以及電容式觸控螢幕能夠有效簡化邊界通道配置，以降低電子裝置(諸如智慧型手機)的觸控螢幕的邊線區域。此外，所提供的傳感器佈局、相關積體電路(IC)以及特定的演算法調整可據以實現窄邊界(slim border)玻璃雙薄膜(Glass-Film-Film，GFF)觸控表現優化。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (20)

  1. 一種用於電容式觸控螢幕的傳感器佈局(sensor pattern)，包含有：多個單元區塊(unit block)，該些單元區塊的一第一單元區塊包含有：一第一類型I傳感器元件，設置於一第一圖案層(patterned layer)，該第一類型I傳感器元件具有一邊線(border trace)、兩條平行主線(main trace)、一連接橋(bridge)、一第一空間(cell)，以及一第二空間，其中該第一空間以及該第二空間並非彼此對齊，以及該連接橋係用於連接該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二空間；一第一類型II傳感器元件，設置於一第二圖案層，該第一類型II傳感器元件具有一主線以及一子線(sub-trace)，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第一空間；以及一第二類型II傳感器元件，設置於該第二圖案層，該第二類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第二空間。
  2. 如請求項1所述之傳感器佈局，其中該些單元區塊的一第二單元區塊包含：一第二類型I傳感器元件，設置於該第一圖案層，該第二類型I傳感器元件具有一邊線、兩條主線、一連接橋、一第一空間以及一第二空間，其中該連接橋係用於連接該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間；一第三類型II傳感器元件，設置於該第二圖案層，該第三類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的 該第一空間，以及該子線係耦接於該第一單元區塊的該第一類型II傳感器元件；以及一第四類型II傳感器元件，設置於該第二圖案層，該第四類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的該第二空間，以及該子線係耦接於該第一單元區塊的該第二類型II傳感器元件。
  3. 如請求項2所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第一空間係彼此對齊，且該第一類型I傳感器元件的該第二空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間係彼此對齊。
  4. 如請求項1所述之傳感器佈局，其中該些單元區塊的一第二單元區塊包含：一第二類型I傳感器元件，設置於該第一圖案層，該第二類型I傳感器元件具有一邊線、兩個平行主線、一連接橋、一第一空間，以及一第二空間，其中該連接橋係用於連接該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間；一第三類型II傳感器元件，設置於該第二圖案層，該第三類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的該第二空間，以及該子線係耦接於該第一單元區塊的該第一類型II傳感器元件；以及一第四類型II傳感器元件，設置於該第二圖案層，該第四類型II傳感器元件具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的 該第一空間並且直接連接於該第一單元區塊的該第二類型II傳感器元件。
  5. 如請求項4所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間係彼此對齊，以及該第一類型I傳感器元件的該第二空間以及該第二類型I傳感器元件的該第一空間係彼此對齊。
  6. 如請求項I所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件係為一傳送傳感器元件，以及該第一以及第二類型II傳感器元件係為接收傳感器元件。
  7. 如請求項6所述之傳感器佈局，其中該傳感器佈局的一傳送通道包含多個類型I傳感器元件。
  8. 如請求項6所述之傳感器佈局，其中該傳感器佈局的一接收通道包含多個類型II傳感器元件。
  9. 如請求項1所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件係為接收傳感器元件，以及該第一以及第二類型II傳感器元件係為傳送傳感器元件。
  10. 如請求項9所述之傳感器佈局，其中該傳感器佈局的一接收通道包含多個類型I傳感器元件。
  11. 如請求項9所述之傳感器佈局，其中該傳感器佈局的一傳送通道包含多個類型II傳感器元件。
  12. 如請求項1所述之傳感器佈局，另包含有：一屏蔽層，設置於該第一類型II傳感器元件與該第二類型II傳感器元件之間。
  13. 如請求項1所述之傳感器佈局，另包含有：一屏蔽層，設置於該些單元區塊的不同行(column)之間。
  14. 一種電容式觸控螢幕，包含有：一傳感器佈局(pattern)，包含有：多個單元區塊，該些單元區塊的一第一單元區塊包含有：一第一類型I傳感器元件，具有一邊線、兩條主線、一連接橋、一第一空間以及一第二空間，其中該第一空間以及該第二空間並非彼此對齊，其中該連接橋係用於連接該第一空間以及該第一類型I傳感器元件的該第二空間；一第一類型II傳感器元件，具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第一空間；以及一第二類型II傳感器元件，具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第一類型I傳感器元件的該第二空間。
  15. 如請求項14所述之該電容式觸控螢幕，其中該些單元區塊的一第二 單元區塊包含：一第二類型I傳感器元件，具有一邊線、兩條主線、一連接橋、一第一空間以及一第二空間，其中該連接橋係用於連接該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間；一第三類型II傳感器元件，具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的該第一空間，以及該子線係耦接於該第一單元區塊的該第一類型II傳感器元件；以及一第四類型II傳感器元件，具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的該第二空間，以及該子線係耦接於該第一單元區塊的該第二類型II傳感器元件。
  16. 如請求項15所述之該電容式觸控螢幕，其中該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第一空間係彼此對齊，以及該第一類型I傳感器元件的該第二空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間係彼此對齊。
  17. 如請求項14所述之傳感器佈局，其中該些單元區塊的一第二單元區塊包含：一第二類型I傳感器元件，具有一邊線、兩條主線、一連接橋、一第一空間以及一第二空間，其中該連接橋係用於連接該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間；一第三類型II傳感器元件，具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的該第二空間，以及該子線係耦接於該第一單元區塊的該第一類型II傳感器元件；以及 一第四類型II傳感器元件，具有一主線以及一子線，其中該主線圍繞該第二類型I傳感器元件的該第一空間以及直接連接於該第一單元區塊的該第二類型II傳感器元件。
  18. 如請求項17所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件的該第一空間以及該第二類型I傳感器元件的該第二空間係彼此對齊，以及該第一類型I傳感器元件的該第二空間以及該第二類型I傳感器元件的該第一空間係彼此對齊。
  19. 如請求項14所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件係為一傳送傳感器元件，以及該第三以及第四類型II傳感器元件係為接收傳感器元件。
  20. 如請求項14所述之傳感器佈局，其中該第一類型I傳感器元件係為一接收傳感器元件，以及該第三以及第四類型II傳感器元件為傳送傳感器元件。
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