[實用新型]傳感器陣列和便攜式設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720195963.7
• 申請日: 2007-11-13
• 公開（公告）號: CN201203861Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 史蒂文·博林格爾
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本實用新型一般地涉及傳感器陣列配置。具體而言，本實用新型涉及允許對目標位置進行精確判定的傳感器配置。

背景技術

觸摸板常用于便攜式消費電子設備，例如膝上型計算機。利用觸摸板，當沿著觸摸板的表面移動手指時，輸入指針(即光標)的移動對應于用戶手指(或者觸筆)的相對移動。當在觸摸板的表面上檢測到一次或多次敲擊時，觸摸板還可以在顯示屏上進行選擇。在某些情況下，觸摸板的任何部分可被敲擊，而在其他情況下，觸摸板的專用部分可被敲擊。

觸摸板通常包括一個或多個用于檢測手指距離觸摸板的鄰近度的傳感器。例如，傳感器可以基于電阻傳感、表面聲波傳感、壓力傳感(例如應變片)、光學傳感、電容傳感等等。傳感器通常被散布在觸摸板各處，每個傳感器表示一個x、y位置。在大多數(shù)情況下，按照由行和列組成的網格形式來布置傳感器。因此，當在觸摸板中的傳感器網格上移動手指時，唯一的x和y位置信號被生成，這些x和y位置信號控制指點設備在顯示設備上的x、y移動。為簡要起見，余下的討論將針對對電容傳感技術的討論。但是應當注意的是，其他技術也具有類似的特征。

參考圖1，將對觸摸板10進行更詳細的描述。觸摸板通常為小型矩形區(qū)域，其包括防護屏12和布置于該防護屏12之下的多個電極14。為了易于討論，一部分防護屏12已被除去以示出電極14。每個電極14表示不同的x、y位置。在一種配置中，隨著手指16接近電極網格14，電極14檢測到手指16的位置處的微小電容變化。電路板/傳感電子器件測量電容并且產生與活動電極14相對應的x、y輸入信號18，該信號被發(fā)送到具有顯示屏22的主機設備20。x、y輸入信號18被用于控制光標24在顯示屏22上的移動。如圖所示，輸入指針以與檢測到的x、y手指運動類似的x、y方向進行移動。

給定區(qū)域中的傳感器越小越多，則可以越精確地確定對象(諸如手指)的位置。

但是，隨著傳感器變得更小，由將對象在傳感器上進行定位而產生的信號相對于由傳感器和傳感器系統(tǒng)生成的噪聲量也變得更小。這使得傳感器更不精確，并且對可用在覆蓋一區(qū)域的傳感器陣列中的傳感器的數(shù)目造成了實際限制。

因此，需要一種改進型傳感器陣列配置，它允許對給定區(qū)域內的手指位置進行精確確定。

實用新型內容

本申請的一個目的是提供允許對對象位置進行精確確定的傳感器陣列配置。

這里描述的是可以對對象位置進行更加精確的確定的傳感器陣列。傳感器配置可以使用多個傳感元件，其中每個傳感元件至少有一個尺度(例如長度或者寬度)與其他至少一些傳感元件的尺度不同。多個傳感元件可被以交錯方式布置，使得傳感元件的前沿和/或尾沿不對齊。這種傳感器配置可以使得對象位置可被以更高精度確定，還可使得給定區(qū)域所需的傳感器的數(shù)目減少。另外，因為可以需要更少的傳感器，所以陣列中的每個傳感器的尺寸可被增大，從而提高陣列中的傳感器的信噪比。

傳感器陣列配置的實施方式可以包括多個位于不同位置處的具有不同尺寸的傳感器。例如，在可以使用X-Y坐標系統(tǒng)來描述的平面中，可以通過使傳感器的長度和傳感器在X方向(這里也被稱作縱向)上的位置不同來得到關于對象位置的一維信息和二維信息。不同長度的傳感器可被布置成使得相鄰傳感器的前沿和尾沿不對齊，而是在縱向上錯開。這樣，不是所有的傳感器都與垂直于X方向延伸的給定直線相交。

可以通過確定哪個具體傳感器被對象激活來確定與對象在傳感器的X方向上的位置有關的位置信息。因為不同的傳感器在X方向上的不同位置處開始和結束，所以不是所有的鄰近傳感器都可以延伸至給定X位置。因此，一旦識別出被激活的傳感器，就可以通過確定哪個X位置橫穿了所有被激活的傳感器，來確定對象在X方向上的位置。

傳感器的寬度可以足夠地窄，使得對象可以同時覆蓋并從而同時激活多個傳感器。然后可以通過確定哪個寬度位置橫穿了被激活的傳感器集合，來確定對象在寬度方向上的位置。

因此，如果傳感器陣列被擴展為覆蓋二維區(qū)域，則可以通過測量沿傳感器長度方向的位置和測量沿傳感器的狹窄寬度方向的位置，來確定手指在笛卡爾(X-Y)坐標系中的位置。