[發明專利]自電容和互電容混合觸摸傳感器面板架構

有效

• 申請號: 201880051180.2
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN111095174B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: C·布隆丹;J-M·布薩特;R·L·謝里登;S·瓦茨
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/044
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 張寧

本文公開了一種觸摸傳感器面板。該觸摸傳感器面板包括第一組觸摸電極，該第一組觸摸電極被配置為作為驅動線操作并且設置在觸摸傳感器面板的第一層中。該觸摸傳感器面板還包括第二組觸摸電極，該第二組觸摸電極被配置為作為感測線操作并且設置在與觸摸傳感器面板的第一層不同的觸摸傳感器面板的第二層中，使得一個或多個互電容觸摸節點由第一組觸摸電極和第二組觸摸電極形成。觸摸傳感器面板還包括第三組觸摸電極，該第三組觸摸電極被配置為作為自電容電極操作并且設置在觸摸傳感器面板的第一層或第二層中。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2017年8月15日提交的美國臨時專利申請 62/545,920的權益，該專利申請據此全文以引用方式并入本文。

技術領域

本公開整體涉及觸摸傳感器面板，并且更具體地，涉及具有被配置為在互電容觸摸感測模式和自電容觸摸感測模式下操作的觸摸電極的觸摸傳感器面板。

背景技術

當前很多類型的輸入設備可用于在計算系統中執行操作，諸如按鈕或按鍵、鼠標、軌跡球、操縱桿、觸摸傳感器面板、觸摸屏等等。具體地，觸摸屏因其在操作方面的簡便性和靈活性以及其不斷下降的價格而很受歡迎。觸摸屏可包括觸摸傳感器面板和顯示設備諸如液晶顯示器(LCD)、發光二極管(LED)顯示器或有機發光二極管(OLED)顯示器，該觸摸傳感器面板可以是具有觸敏表面的透明面板，該顯示設備可部分地或完全地被定位在面板的后面，使得觸敏表面可覆蓋顯示設備的可視區域的至少一部分。觸摸屏可允許用戶通過使用手指、觸筆或其他對象在由顯示設備所顯示的用戶界面(UI)通常指示的位置處觸摸觸摸傳感器面板來執行各種功能。一般來講，觸摸屏可識別觸摸和觸摸在觸摸傳感器面板上的位置，并且計算系統然后可根據觸摸發生時出現的顯示內容來解釋觸摸，并且然后可基于觸摸來執行一個或多個動作。就一些觸摸感測系統而言，檢測觸摸不需要顯示器上的物理觸摸。例如，在一些電容式觸摸感測系統中，用于檢測觸摸的邊緣電場可能會延伸超過顯示器的表面，并且接近表面的對象可能被檢測出在表面附近而無需實際接觸表面。

電容觸摸傳感器面板可由部分或完全透明或非透明的導電板(例如，觸摸電極)的矩陣形成，該導電板由材料諸如氧化銦錫(ITO)制成。在一些示例中，導電板可由其他材料形成，包括導電聚合物、金屬網、石墨烯、納米線(例如，銀納米線)或納米管(例如，碳納米管)。如上所述，部分由于其基本透明，因此可將一些電容觸摸傳感器面板重疊在顯示器上以形成觸摸屏。一些觸摸屏可通過將觸摸感測電路部分地集成到顯示器像素層疊結構(即，形成顯示器像素的堆疊材料層)中來形成。

發明內容

在一些示例中，感測布置成行和列的觸摸電極的互電容可以相對較高的精度來確定觸摸在觸摸傳感器面板上的位置，但在檢測遠離觸摸傳感器面板(例如，懸停在觸摸傳感器面板上方)的對象(例如手指)時可能有困難。在一些示例中，感測觸摸電極的自電容可有效地檢測懸停在觸摸傳感器面板上方和/或觸碰觸摸傳感器面板的一個或多個對象(例如手指)的位置，但可能易受噪聲和抖動的影響，其中噪聲和抖動可能會將誤差和/或偏移引入到觸摸傳感器面板的觸摸輸出中。此外，用于自電容感測中的觸摸節點電極的矩陣架構可能需要大量觸摸節點電極和布線跡線。因此，將觸摸電極的互電容感測和自電容感測組合在單個觸摸傳感器面板中可能是有益的。本公開的示例提供了組合觸摸電極的互電容感測和自電容感測的各種觸摸感測系統配置。這樣做可幫助改善系統的觸摸感測性能，同時減少電極和對應的路由跡線的數量，并可幫助降低和優化成本并促進系統集成。

附圖說明

圖1A-圖1D示出了根據本公開的示例的各自可包括示例性觸摸屏的示例移動電話、示例媒體播放器、示例個人計算機和示例平板電腦。

圖2是根據本公開的示例的示例計算系統的框圖，其示出了示例自電容和互電容混合觸摸屏的一個具體實施。

圖3示出了根據本公開的示例，用于使用電極和感測電路進行自電容測量的示例性觸摸傳感器電路。