專利名稱：：二維位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及2維位置傳感器。更明確地說，本發(fā)明涉及基于電容性接近感測技術(shù)的類型的2維位置傳感器。此些傳感器可被稱為2維電容性換能(2DCT)傳感器。2DCT傳感器是基于檢測由于指向物體的接近而導(dǎo)致的傳感器電極與接地或另一電極的電容性耦合中的擾動。所述擾動的測得位置對應(yīng)于所述指向物體的測得位置。
背景技術(shù)：
：2DCT傳感器通常由人的手指或鐵筆激活。實例裝置包含觸摸屏和對觸摸敏感的鍵盤/小鍵盤，其例如用于控制消費型電子裝置/家庭用具，且可能結(jié)合下伏顯示器，例如液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT)?？刹⑷胗?DCT傳感器的其它裝置包含(例如)用于反饋控制用途的機(jī)器中所使用的筆控輸入寫字板(pen-i叩uttablet)和編碼器。2DCT傳感器至少能夠借助于電容感測機(jī)制來報告與物體或人體部位的位置有關(guān)的2維坐標(biāo)、笛卡兒坐標(biāo)或其它坐標(biāo)。使用2DCT傳感器的裝置已變得越來越普及和常見，不僅是結(jié)合個人計算機(jī)，而且結(jié)合各種各樣的其它用具，例如個人數(shù)字助理(PDA)、銷售點(POS)終端、電子信息和售票信息查詢機(jī)、廚房用具等。2DCT傳感器通常因許多原因而比機(jī)械開關(guān)優(yōu)選。舉例來說，2DCT傳感器不需要移動的零件，且因此與其對應(yīng)的機(jī)械裝置相比不易磨損。2DCT傳感器還可以相對較小的大小制作，以便可提供對應(yīng)地較小且緊密封裝的小鍵盤陣列。此外，2DCT傳感器可提供在環(huán)境密封的外表面/覆蓋面板的下方。這使得2DCT傳感器在潮濕環(huán)境或有污物或流體進(jìn)入正被控制的裝置的危險的地方的使用具有吸引力。此外，制造商通常更喜歡在其產(chǎn)品中使用基于2DCT傳感器的接口，因為此些接口通常被消費者視為在美學(xué)上比常規(guī)機(jī)械輸入機(jī)構(gòu)(例如按鈕)更能令人愉悅。US5,730,165描述一種電容性感測裝置，其依靠測量感測電極到系統(tǒng)參考電位(接地)的電容。US5,730,165中所描述的原理利用無源電容性感測技術(shù)。US5，730，165的內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中，作為本發(fā)明的背景資料?？偟貋碚f，無源電容性傳感器使用耦合到電容測量電路的感測電極。每一電容測量電路測量其相關(guān)聯(lián)感測電極到系統(tǒng)接地的電容(電容性耦合)。當(dāng)所述感測電極附近不存在指向物體時，測得電容具有背景/靜態(tài)值。此值取決于感測電極和通往所述感測電極的連接導(dǎo)線等等的幾何形狀和4布局，以及相鄰物體的性質(zhì)和位置(例如感測電極對附近接地平面的接近)。當(dāng)指向物體(例如用戶的手指)靠近感測電極時，指向物體表現(xiàn)為虛擬接地。此用于增加感測電極到接地的測得電容。岡此測得電容的增加被視為指示指向物體的存在。US5,730,165主要針對離散(單按鈕)測量，而不是針對2D位置傳感器應(yīng)用。然而，US5,730,165中所描述的原理(例如)通過提供電極以界定離散感測區(qū)域的2D陣列或呈矩陣配置的電極的行和列而容易地適用于2DCT傳感器。后來作為第11/752,615號美國正規(guī)專利申請案(其在2007年12月6日被公布為US2006/0279395)申請的第60/803,510號美國臨時專利申請案描述一種包括襯底的2DCT傳感器，所述襯底具有由電極圖案界定的敏感區(qū)域，其中通過無源感測技術(shù)感測電極。US6,288,707所描述類型的電容測量電路(如第60/803,510號美國申請案的圖5中所示)耦合到感測電極，以用于確定由于用戶的手指或其它物體靠近感測電極而導(dǎo)致的電容變化。在US5,730,165和US7,148,704中可找到傳感器電路和驅(qū)動傳感器電路的方法的其它細(xì)節(jié)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在與依靠無源感測技術(shù)而操作的2DCT傳感器相關(guān)聯(lián)的-些限制。舉例來說，無源2DCT傳感器對外部接地負(fù)載特別敏感。也就是說，此些傳感器的敏感性可能由于附近的到達(dá)接地的低阻抗連接的存在而顯著降低，這可能限制其適用性。舉例來說，一些類型的顯示屏幕技術(shù)在可視屏幕上提供到達(dá)接地的低阻抗耦合。這意味著上覆于顯示屏幕上的無源2DCT將通常表現(xiàn)欠佳，因為通過屏幕本身到達(dá)接地的相對較強的耦合會降低2DCT對由靠近的指向物體導(dǎo)致的到達(dá)接地的任何額外耦合的敏感性。類似效應(yīng)意味著2DCT傳感器可能對其環(huán)境的變化相對敏感，例如2DCT傳感器可能因為到達(dá)外部物體的電容性耦合(接地負(fù)載)的差異而根據(jù)其位置不同地表現(xiàn)。2DCT傳感器還對環(huán)境條件(例如溫度、濕度、積累的污物和溢出流體等)相對敏感。所有這些情況均影響傳感器的可靠性和敏感性。此外，與無源2DCT感測相關(guān)聯(lián)的測量電路通常具有高輸入阻抗。這使得無源傳感器易發(fā)生電噪聲拾取，例如射頻(RF)噪聲。此情況可能降低傳感器的可靠性/敏感性，且還對傳感器設(shè)計造成約束(例如，在感測電極與相關(guān)聯(lián)的電路之間使用相對較長的連接導(dǎo)線/跡線的自由受到限制)。本發(fā)明的目標(biāo)是開發(fā)一種經(jīng)改進(jìn)的2DCT傳感器，其解決某些已知2DCT傳感器且特別是第60/803，510號美國申請案中描述的依靠無源電容性感測技術(shù)的那些2DCT傳感器的上文所提及的問題。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種二維位置傳感器，其包括襯底，所述襯底具有由電極圖案界定的敏感區(qū)域，所述電極圖案包含驅(qū)動電極和感測電極，驅(qū)動電極和感測電極大體上在第一方向(在下文中是x方向)上延伸，且在第二方向(在下文中是y方向，其中x和y方向可沿任一激活軸定向，但大體上朝向彼此正交定向)上交錯，其中感測電極包括第一、第二和第三群組的元件，其形狀經(jīng)設(shè)計以使得第一和第二群組的元件中的鄰近元件在敏感區(qū)域的一部分上方在x方向上共同延伸，且第二和第三群組的元件中的鄰近元件在另一部分上.方在x方向上共同延伸，且其中驅(qū)動電極經(jīng)布置以與感測電極電容性耦合。本發(fā)明的2DCT傳感器使用有源電容性感測。已發(fā)現(xiàn)有源2DCT傳感器不易發(fā)生上文所提及的與無源2DCT傳感器相關(guān)聯(lián)的效應(yīng)。本發(fā)明的有源2DCT傳感器是基于測量兩個電極之間的電容性耦合，而不是單個感測電極與系統(tǒng)接地之間的電容性耦合。US6,452,514中描述有源電容性感測技術(shù)下的原理，US6,452,514的內(nèi)容以引用的方式并入本文中。在有源型傳感器中，一個電極(所謂的驅(qū)動電極)被供應(yīng)有振蕩驅(qū)動信號。通過測量由振蕩驅(qū)動信號轉(zhuǎn)移到感測電極的電荷量來確定驅(qū)動信號到感測電極的電容性耦合的程度。所轉(zhuǎn)移的電荷的量(即感測電極處所經(jīng)歷的信號的強度)是電極之間的電容性耦合的量度。當(dāng)電極附近不存在指向物體時，感測電極上的測得信號具有背景/靜態(tài)值。然而，當(dāng)指向物體(例如用戶的手指)靠近電極(或更明確地說，靠近使電極分離的區(qū)附近)時，指向物體充當(dāng)虛擬接地，且吸收來自驅(qū)動電極的驅(qū)動信號(電荷)中的一些信號。此舉用于降低驅(qū)動信號的耦合到感測電極的分量的強度。因此，感測電極上的測得信號的減小被視為指示指向物體的存在。US6,452,514中所描述的有源傳感器包括在襯底一側(cè)上在行中延伸的驅(qū)動電極以及在襯底另一側(cè)上在列中延伸的感測電極，以便界定NXM個觸摸鍵的陣列。每一鍵對應(yīng)于驅(qū)動電極與感測電極之間的相交部分。因此，US6，452，514中所描述的鍵陣列可被稱為矩陣式陣列，其具有與給定行中的鍵相關(guān)聯(lián)的單個驅(qū)動電極以及與給定列中的鍵相關(guān)聯(lián)的單個感測電極。這減少了所需的驅(qū)動和感測通道的數(shù)目，因為單個驅(qū)動通道同時驅(qū)動給定行中的所有鍵，且單個感測通道感測給定列中的所有鍵?？赏ㄟ^驅(qū)動適當(dāng)?shù)男星腋袦y適當(dāng)?shù)牧衼泶_定不同鍵的位置處的電極之間的電容性耦合。舉例來說，為了確定與行2和列3的相交部分處的鍵相關(guān)聯(lián)的電極之間的電容性耦合，將驅(qū)動信號施加到行2的驅(qū)動電極，而與列3的感測電極相關(guān)聯(lián)的感測通道是活動的。來自活動感測通道的輸出反映與正研究的鍵相關(guān)聯(lián)的電極之間的電容性耦合。可通過依次經(jīng)過驅(qū)動與感測通道的不同組合來掃描不同的鍵。在一種模式下，驅(qū)動電極可被循序地驅(qū)動，而感測屯極全部被連續(xù)地監(jiān)視。感測電極中的一者(或一者以上)上的信號變化指示指向物體的存在。經(jīng)歷變化的感測電極界定一個維度上的位置，經(jīng)歷改變時正被驅(qū)動的驅(qū)動電極界定另一維度上的位置。當(dāng)以集成電路(IC)芯片封裝來實施US6,452,514中所描述種類的驅(qū)動和感測通道電路時，每一驅(qū)動通道需要一個引腳輸出，而每一感測通道需要兩個引腳輸出。因此，對于根據(jù)本發(fā)明的包括nXm個感測區(qū)域的陣列的2DCT傳感器來說，矩陣式陣列需要N+2M個引腳輸出(或M+2N個引腳輸出，視哪些行和列為驅(qū)動或感測電極而定)。然而，離散(非矩陣式陣列)需要3NM個引腳輸出。電路連接(且尤其是IC芯片實施方案中的引腳輸出)無論是在金錢方面還是在實施其所需的物理空間和復(fù)雜性方面都是昂貴的。有利的是，本發(fā)明的2DCT傳感器針對每一驅(qū)動通道僅需要一個引腳輸出，且針對每一感測通道僅需要兩個引腳輸出。所述傳感器可優(yōu)選進(jìn)一步包括控制器，所述控制器包括驅(qū)動單元，其用于將驅(qū)動信號施加到驅(qū)動(D)電極；以及感測單元，其用于測量從感測(S)電極接收到的表示驅(qū)動信號在驅(qū)動電極與感測電極之間的耦合程度的感測信號。由于感測通道實施起來通常比驅(qū)動通道昂貴，所以可提供根據(jù)本發(fā)明的較便宜的傳感器，其可使用以集成芯片實施的控制器，所述傳感器比己知的矩陣式無源電容性位置傳感器需要較少的引腳輸出。所述控制器可優(yōu)選進(jìn)一步包括處理單元，其用于根據(jù)對通過將驅(qū)動信號施加到驅(qū)動電極而獲得的感測信號的分析來計算相互作用的物體的位置。每一軸上的位置確定可包含內(nèi)插，以便可確定位置。即，處理單元優(yōu)選可操作以通過從感測電極群組的共同延伸對獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定x方向上的位置，且通過從施加到驅(qū)動電極的不同驅(qū)動信號序列獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定y方向上的位置。所述電極可由透明材料制成，例如氧化銦錫(ITO)、OrgaconTM或任何其它合適材料。襯底也可由透明材料制成，例如玻璃或透明的塑料材料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(例如帕斯派克斯有機(jī)玻璃(Perspex))、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)(例如LexanTM)或環(huán)烯烴共聚物(COP)(例如ZeonorTM或Topas)。然而，在一些應(yīng)用中，情況可能是電極和/或襯底是不透明的(例如不透明塑料上的金屬電極)以(例如)形成鼠標(biāo)墊或軌跡墊。共同延伸的感測電極群組可在其共同延伸的距離上具有互補錐形，以提供比率度量(ratiometric)電容性信號?；蛘撸餐由斓南鄳?yīng)的感測電極群組的元件在其共同延伸的距離上具有不同面積的鄰近塊，以提供比率度量電容性信號。感測電極可以多種地形形式構(gòu)造，以便提供共同延伸。舉例來說，驅(qū)動和感測電極可互相交叉，以便提供所述電容性耦合。在敏感區(qū)域上，驅(qū)動和感測電極有利地由導(dǎo)電材料形成，所述導(dǎo)電材料不超過實質(zhì)性小于鄰近驅(qū)動電極行之間的在y方向上的特性間距(例如小2倍、3倍、4倍、5倍、6倍、7倍、8倍、9倍或10倍)的特征寬度。這使導(dǎo)電材料的量保持較低，同時提供大量電容性耦合，這對噪聲降低和信號強度具有益處。在優(yōu)選實施例中，第一和第三感測電極群組中的至少一者的元件形成在y方向上由通道分離的兩個區(qū)段，且其中第二感測電極群組的元件通過穿過通道到達(dá)敏感區(qū)域一側(cè)的導(dǎo)電跡線外部連接到感測單元。這種類型的布置(如果提供的話，還可應(yīng)用于其它感測電極群組)確保了通往感測電極群組中的內(nèi)部群組的導(dǎo)電跡線不會在感測電極群組中的外圍群組的成對驅(qū)動電極與感測電極之間經(jīng)過。因此避免了原本將發(fā)生的其電容性耦合的減小。如果存在通過敏感區(qū)域的一側(cè)外部連接到感測單元的至少三個感測電極群組(被稱為外圍、中間和內(nèi)部感測電極)，那么內(nèi)部感測電極的元件通過導(dǎo)電跡線(其在y方向上從所述一側(cè)朝內(nèi)部感測電極的元件逐漸變寬)外部連接到感測單元的情況是有利的。這減小了到達(dá)內(nèi)部感測電極群組的路徑的電阻，且避免了此些群組的敏感性的降低。舉例來說，外圍和中間感測電極的元件可形成在y方向上分離的兩個區(qū)段，其中中間感測電極的每一元件的兩個區(qū)段通過在外圍感測電極的兩個區(qū)段之間經(jīng)過并到達(dá)敏感區(qū)域的所述一側(cè)且在其間留下通道的相應(yīng)導(dǎo)電跡線外部連接到感測單元，且其中內(nèi)部感測電極的元件通過在形成于外圍感測電極和中間感測電極的區(qū)段之間經(jīng)過的通道的導(dǎo)電跡線外部連接到感測單元。感測電極群組中的至少一者的元件在敏感區(qū)域的平面內(nèi)為中空的情況也可能是有利的。這是減少并不顯著有助于與驅(qū)動電極的電容性耦合的導(dǎo)電材料的一種方式。其它措施也是可能的，例如通過如上文所涉及的具有較小特征寬度的基于線的電極形式的互相交叉和使用。將理解，物體的位置由適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系界定，最常見的是xy笛卡兒系統(tǒng)，其中坐標(biāo)是正交的，但它們可處于非正交角度。此外，在下文中，為了方便而分別稱為x或水平以及y和垂直，但這并不暗示與真實空間(例如相對于重力方向)的特定對準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種并入有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的二維位置傳感器的控制面板。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種具有并入有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的二維位置傳感器的控制面板的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種感測二維位置傳感器的敏感區(qū)域上的激活位置的方法，所述敏感區(qū)域由包含驅(qū)動電極和感測電極的電極圖案界定，驅(qū)動電極和感測電極兩者大體上在第一方向(在下文中是x方向)上延伸，且在第二方向(在下文中是y方向)上交錯，其中感測電極包括第一、第二和第三元件群組，所述群組的形狀經(jīng)設(shè)計以使得第一和第二群組的元件中的鄰近元件在敏感區(qū)域的一部分上方在X方向上共同延伸，且第二和第三群組的元件中的鄰近元件在另一部分上方在x方向上共同延伸，且其中驅(qū)動電極經(jīng)布置以與感測電極電容性耦合，所述方法包括將驅(qū)動信號施加到驅(qū)動電極；測量從每一感測電極群組接收到的表示驅(qū)動信號在驅(qū)動電極與每一感測電極群組之間的電容性耦合程度的感測信號；通過從共同延伸的感測電極群組對獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定X方向上的位置；以及通過從施加到驅(qū)動電極的不同驅(qū)動信號序列獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定y方向上的位置。為了更好地理解本發(fā)明，且為了展示可如何實行本發(fā)明，現(xiàn)在以舉例方式參考附圖。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的位置傳感器的前側(cè)的視圖。圖1A展示圖1的驅(qū)動電極如何經(jīng)由驅(qū)動通道耦合到傳感器的控制器的主驅(qū)動單元內(nèi)的驅(qū)動單元。圖1B是圖1的電極圖案的一部分的示意性分解圖。圖1C示意性地展示可用于測量從驅(qū)動電極中的被驅(qū)動電極轉(zhuǎn)移到感測電極的電荷的電路。圖1D示意性地展示圖1C的電路的操作的時序關(guān)系。圖1E示意性地展示適合與圖1的位置傳感器一起使用的驅(qū)動信號時序。圖2到圖12展示體現(xiàn)本發(fā)明的位置傳感器的其它電極圖案。圖13展示體現(xiàn)本發(fā)明的另外其它傳感器。圖14、圖14A和圖14B展示傳感器裝置的另外其它實施例，其中圖14展示完整的電極圖案，圖14A僅展示一行感測電極，且圖14B僅展示驅(qū)動電極。圖15和圖15A展示傳感器裝置的另外其它實施例。圖16和圖16A展示傳感器裝置的另外其它實施例。圖15到圖18展示體現(xiàn)本發(fā)明的另外其它傳感器。圖17展示體現(xiàn)本發(fā)明的另外其它傳感器。圖18展示體現(xiàn)本發(fā)明的另外其它傳感器。圖19示意性地展示并入有根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器的便攜式個人計算機(jī)。圖20示意性地展示并入有根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器的洗衣機(jī)。9圖21示意性地展示并入有根據(jù)本發(fā)明實施例的傳感器的蜂窩式電話。具體實施例方式圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的位置傳感器10的前側(cè)的視圖。位置傳感器的前側(cè)通常是在所述傳感器和并入有所述傳感器的設(shè)備的正常使用期間面向用戶的側(cè)。傳感器10包括襯底40,其帶有電極圖案30,電極圖案30界定傳感器的敏感區(qū)域；以及控制器20?？刂破?0通過連接件24耦合到電極圖案內(nèi)的電極。電極圖案在襯底的一側(cè)上，通常在襯底的與在正常使用期間面向用戶的側(cè)相對的側(cè)上?？墒褂贸Ｒ?guī)技術(shù)(例如，光刻、沉積或蝕刻或去活技術(shù))來提供襯底40上的電極圖案30。襯底具有介電材料，例如塑料膜，在此情況下為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。包括電極圖案的電極具有透明導(dǎo)電材料，在此情況下為氧化銦錫(ITO)?；蛘?，電極可由不透明的導(dǎo)電材料(例如金屬，例如銅)形成。可使用合適的壓敏粘合劑(PSA)(其可為透明的以允許光透射)將襯底接合到上覆面板(未圖示)。因此，傳感器的敏感區(qū)域整體上是透明的。如果是透明的，那么可在下伏顯示器上使用傳感器層而不會造成模糊。在其它實施例中，如果傳感器層是不透明的，那么其可包括常規(guī)印刷電路板或具有銅電極圖案的其它襯底，例如以供在移動電話小鍵盤中使用?？刂破?0提供以下功能性驅(qū)動單元12，其用于將驅(qū)動信號供應(yīng)到電極圖案30的多個部分；感測單元14，其用于感測來自電極圖案30的其它部分的信號；以及處理單元16，其用于基于針對施加到電極圖案的不同部分的驅(qū)動信號經(jīng)歷的不同感測信號而計算位置?？刂破?0因此控制驅(qū)動和感測單元的操作，以及處理單元16中對來自感測單元14的響應(yīng)的處理，以便確定鄰近傳感器10的物體(例如手指或鐵筆)的位置。圖l中將驅(qū)動單元12、感測單元14和處理單元16示意性地展示為控制器內(nèi)的單獨元件。然而，一般來說，所有這些元件的功能性將由單個集成電路芯片(例如，經(jīng)合適編程的通用微處理器或現(xiàn)場可編程門陣列或?qū)Ｓ眉呻娐?提供。參看圖l，電極52是由在x方向上延伸的縱向條表示的驅(qū)動(D)電極。鄰近的驅(qū)動電極52由三個感測(S)電極群組62、64、66間隔開。圖1A展示驅(qū)動電極52如何經(jīng)由驅(qū)動通道D卜D2、D3、D4、D5、D6、D7、Ds耦合到傳感器的控制器20的主驅(qū)動單元內(nèi)的相應(yīng)驅(qū)動單元DD,、DD2、DD3、DD4、DD5、DD6、DD7、DD8。在此實例中，針對每一驅(qū)動通道提供單獨的驅(qū)動單元，但也可使用具有適當(dāng)多路復(fù)用的單個驅(qū)動單元。每一驅(qū)動通道將驅(qū)動信號供應(yīng)到三個驅(qū)動電極52的群組，但D,或Ds除外，其供應(yīng)-個驅(qū)動電極。驅(qū)動電極52每一者通過電阻器70的鏈或行彼此連接。或者，可使用單個電阻性條帶。驅(qū)動通道由控制器20控制以將驅(qū)動信號施加到相應(yīng)的電極。三個感測電極群組62、64、66每一者分別經(jīng)由感測或接收通道S卜S2、S3耦合到控制器20的感測單元14，如圖1A中所示。感測通道還受控制器20控制以從相應(yīng)的感測電極接收信號。圖1B是圖1的電極圖案的一部分的示意性分解圖。請注意，每一中央感測電極64經(jīng)由將鄰近側(cè)感測電極66分成由通道分離的兩個部分66A和66B的導(dǎo)電跡線或饋通件(feed-through)65連接到外部電路連接件S2。此布置與例如下文在圖18中所示的替代布置相比是有利的(圖18復(fù)制了第60/803,510號共同待決美國專利申請案的圖11),因為此布置避免了到在側(cè)感測電極與鄰近的驅(qū)動電極中的一者之間經(jīng)過的中央電極的饋通，這在圖11中所示的類型的設(shè)計中具有減少驅(qū)動電極與受影響的感測電極之間的相互作用的效應(yīng)。因此到達(dá)一個或一個以上感測電極群組的饋通連接經(jīng)布置以再分另一感測電極群組，以避免位于直接鄰近于驅(qū)動電極中的任一者處的饋通連接。此方法可在各種各樣的電極圖案中使用，使得到達(dá)--個感測電極群組的饋通連接不會在驅(qū)動電極與同所述驅(qū)動電極配對的另一感測電極群組之間經(jīng)過。如圖1、圖1A和圖1B中所示，將感測電極分類為三個群組。錐形電極62的第一群組布置在電極圖案的敏感區(qū)域的左側(cè)。將錐形電極62切割成兩個區(qū)段62A和62B，從而在其間界定通道。具有雙錐形的三角形電極64的第二群組經(jīng)布置以使得電極分別從敏感區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)朝中心向內(nèi)延伸。錐形電極66的第三群組布置在電極圖案的敏感區(qū)域的右側(cè)。將錐形電極66切割為兩個區(qū)段66A和66B,從而在其間界定通道。第一和第二電極群組在x方向上的范圍的一部分(圖1B中標(biāo)記為區(qū)I)上方共同延伸，且第二和第三群組在區(qū)II上方共同延伸。所述不同的區(qū)提供比率度量電容性信號，其指示用戶的手指在傳感器的存在感測電極的部分上的電容性耦合。有利的是，靠近傳感器的用戶的手指由兩個不同電極群組感測，以提供信號的有益混合，且因此確定手指或其它物體在傳感器上的x位置。如先前所提及，分別將第一和第三群組的感測電極切割為兩個區(qū)段以在其間界定通道。左側(cè)電極62A與62B之間的通道具有來自第二群組電極64的經(jīng)過其中且在敏感區(qū)域的左側(cè)周界附近終止的導(dǎo)電跡線63。除提供與充當(dāng)?shù)竭_(dá)感測通道的饋通件的導(dǎo)電跡線65的對稱性之外，導(dǎo)電跡線63不起作用。即，右側(cè)電極66A與66B之間的每一通道允許來自第二群組64的導(dǎo)電跡線65經(jīng)過其中且耦合到感測通道S2。如圖1B中所示，每一驅(qū)動條形電極52通過導(dǎo)電線連接到其垂直鄰近的條，且具有與之串連的離散電阻器70。驅(qū)動電極經(jīng)由導(dǎo)電跡線外部連接到來自控制器中的相應(yīng)驅(qū)動11單元的驅(qū)動通道D,至D8。在圖1、圖1A、圖1B中，展示驅(qū)動通道D,至D8連接到每第二個驅(qū)動電極，即每一驅(qū)動通道驅(qū)動一群組三個電極52。因此，本發(fā)明的傳感器10包括多個被驅(qū)動電極以及多個感測電極，從而包括在傳感器的敏感區(qū)域上的互連電極網(wǎng)絡(luò)?？蓪⒚恳幌噜弻Φ尿?qū)動元件與感測元件視為對應(yīng)于可根據(jù)US6,452,514中描述的技術(shù)操作的離散傳感器區(qū)域。在使用中，在測量采集循環(huán)中確定物體的位置(在所述循環(huán)中條形電極52由相應(yīng)驅(qū)動通道循序地驅(qū)動)，且由感測通道確定從每一條形電極轉(zhuǎn)移到感測電極的電荷的量。圖1C示意性地展示可用于測量從驅(qū)動電極中的被驅(qū)動的驅(qū)動電極轉(zhuǎn)移到感測電極的電荷的電路，驅(qū)動電極在給定時間被驅(qū)動，且感測電極具有自電容。此主要由所述電極的幾何形狀確定，尤其是在它們最靠近的區(qū)中。因此，將被驅(qū)動的驅(qū)動電極示意性地展示為電容器105的第一板100，且將感測電極示意性地展示為電容器105的第二板104。US6,452,514中更全面地描述圖1C所示類型的電路。所述電路部分地基于US5,730,165中所揭示的電荷轉(zhuǎn)移("QT")設(shè)備和方法，US5,730,165的內(nèi)容如上文所述以引用的方式并入本文中。圖1C中將與目前被驅(qū)動的電極IOO相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動通道、與感測電極104相關(guān)聯(lián)的感測通道以及傳感器控制器的元件展示為組合式處理電路400。處理電路400包括取樣開關(guān)401、電荷積分器402(此處展示為簡單的電容器)、放大器403和復(fù)位開關(guān)404，且還可包括任選的電荷消除構(gòu)件405。圖1D示意性地展示來自驅(qū)動通道101的被驅(qū)動電極驅(qū)動信號與開關(guān)401的取樣時序之間的時序關(guān)系。驅(qū)動通道101和取樣開關(guān)401具備合適的同步構(gòu)件(其可為微處理器或其它數(shù)字控制器408)以維持此關(guān)系。在所示的實施方案中，復(fù)位開關(guān)404最初是閉合的，以便使電荷積分器402復(fù)位到已知的初始狀態(tài)(例如，零伏)。接著斷開復(fù)位開關(guān)404，且在其后的某一時間，將取樣開關(guān)401在驅(qū)動通道101發(fā)射正轉(zhuǎn)變的間隔中經(jīng)由開關(guān)的端子1連接到電荷積分器402，且其后重新連接到端子O，端子O是電接地或另一合適的參考電位。驅(qū)動通道101接著返回到接地，且所述過程再次重復(fù)總共"n"個循環(huán)(其中n可為1(即O次重復(fù))、2(1次重復(fù))、3(2次重復(fù))等等)。驅(qū)動信號在電荷積分器與感測電極斷開之前不返回到接地的情況可能是有幫助的，因為否則相等且相反的電荷將在正和負(fù)向沿期間流到感測通道中/從感測通道流出，從而導(dǎo)致沒有凈轉(zhuǎn)移或電荷進(jìn)入電荷檢測器中。在所需數(shù)目的循環(huán)之后，取樣開關(guān)401保持在位置0，而電荷積分器402上的電壓由測量構(gòu)件407測量，測量構(gòu)件407可包括放大器、ADC或手邊的可適合于所述應(yīng)用的其它電路。在進(jìn)行測量之后，再次閉合復(fù)位開關(guān)404，且重新開始所述循環(huán)，但是用下一個驅(qū)動通道和被驅(qū)動電極依次代替圖1C中示意性地展示的驅(qū)動通道101和被驅(qū)動電極100。對給定的被驅(qū)動電極進(jìn)行測量的過程在此處被稱為長度"n"的測量"突發(fā)"，其中"n"可在從1到任一有限數(shù)的范圍內(nèi)。電路的敏感性與"n"正相關(guān)，且與電荷積分器402的值反相關(guān)。將理解，標(biāo)示為402的電路元件提供也可由其它構(gòu)件實現(xiàn)的電荷積分功能，且這種類型的電路不限于如由402所示的以接地為參考的電容器的使用。電荷積分器402可為用以求流經(jīng)感測電路中的電荷的積分的基于運算放大器的積分器也應(yīng)是不言而喻的。此些積分器還使用電容器來儲存電荷?？勺⒁?，盡管積分器增加了電路的復(fù)雜性，但它們?yōu)楦袦y電流提供了更理想的求和點負(fù)載且提供更動態(tài)的范圍。如果使用較慢速度的積分器，那么可能有必要在402的位置中使用單獨的電容器，以在較高速度下臨時儲存電荷，直到積分器可及時吸收所述電荷為止，但此電容器的值與并入到基于運算放大器的積分器中的積分電容器的值相比變得相對不重要。在選定極性(在此情況下為正向的)的驅(qū)動信號的變化期間，取樣開關(guān)401將傳感器的感測電極在不連接到電荷積分器402時連接到接地可能是有幫助的。這是因為這可形成人造接地平面，從而減少RF發(fā)射，且還如上文所述準(zhǔn)許具有與正被電荷積分器402感測到的電荷相反的極性的耦合電荷適當(dāng)?shù)叵暮椭泻汀＿€有可能使用電阻器來接地在感測電極上，以在驅(qū)動通道101的轉(zhuǎn)變之間實現(xiàn)相同的效應(yīng)。作為單刀雙擲(SPDT)開關(guān)401的替代方案，如果以適當(dāng)?shù)姆绞蕉〞r，那么可使用兩個獨立開關(guān)。如US5，730，165中所述，存在可能用于操縱和確定對信號振幅的檢測或測量的許多信號處理選項。US5,730,165還描述圖1C中所描繪的布置的增益關(guān)系，雖然是依據(jù)單電極系統(tǒng)。本情況下的增益關(guān)系是相同的。US4,879,461中以及US5,730,165中描述了對信號消除構(gòu)件405的利用。US4,879,461的揭示內(nèi)容以引用的方式并入本文中。信號消除的目的是在產(chǎn)生每-一突發(fā)(驅(qū)動通道的正向轉(zhuǎn)變)的同時減少電荷積分器402上的電壓(即，電荷)累積，以便準(zhǔn)許被驅(qū)動電極與接收感測電極之間的較高耦合。此方法的一個益處是以相對較低的成本允許對電極之間的耦合的較小偏差敏感的較大感測區(qū)域。此些較大感測耦合存在于例如可用于人觸摸感測墊中的物理上相對較大的電極中。電荷消除準(zhǔn)許測量具有較大線性的耦合的量，因為線性取決于從被驅(qū)動電極100到感測電極104的耦合電荷在一突發(fā)期間被吸收到"虛擬接地"節(jié)點中的能力。假如允許電荷積分器402上的電壓在一突發(fā)期間明顯升高，那么所述電壓將會以反指數(shù)方式升高。此指數(shù)分量對線性且因此對可用動態(tài)范圍具有有害影響。驅(qū)動通道可為簡單的CMOS邏輯門，其依靠常規(guī)上穩(wěn)定電源供電且由傳感器控制器20控制以提供選定持續(xù)時間的周期性的多個電壓脈沖(或在簡單的實施方案中，為從低到高或從高到低電壓的單個轉(zhuǎn)變，即一個脈沖的突發(fā))?；蛘?，驅(qū)動通道可包括正弦產(chǎn)生器或具有另一合適波形的循環(huán)電壓的產(chǎn)生器。因此在施加到被驅(qū)動電極的一連串電壓循環(huán)的上升和下降沿上產(chǎn)生變化的電場。假定被驅(qū)動電極和感測電極充當(dāng)具有電容CE的電容器的相對板。因為感測電極電容性地耦合到被驅(qū)動電極，因此其接收或吸收由被驅(qū)動的列電極產(chǎn)生的變化的電場。這通過變化的電場的電容性微分而導(dǎo)致感測電極中由被驅(qū)動電極上的變化的電壓引起的電流流動。所述電流將朝向(或視極性而定，從)感測單元14中的感測通道流動。如上文所述，感測通道可包括電荷測量電路，其經(jīng)配置以測量由感測電極中引起的電流導(dǎo)致的進(jìn)入感測通道/從感測通道出來(視極性而定)的電荷流動。電容性微分通過管理流經(jīng)電容器的電流的等式而發(fā)生，艮P:其中l(wèi)E為流動到感測通道S的瞬時電流，且dV/dt為電壓施加到被驅(qū)動電極D,的變化速率。在沿轉(zhuǎn)變期間耦合到感測電極(且因此進(jìn)入感測通道S中/從感測通道S出來)的電荷的量是上述等式隨時間過去的積分，即在每一轉(zhuǎn)變時耦合的電荷qe與上升時間V(即，dV/dt)無關(guān)，且僅取決于被驅(qū)動電極處的電壓擺動(其可容易固定)以及被驅(qū)動電極與感測電極之間的耦合電容q的量值。因此，響應(yīng)于施加到被驅(qū)動電極的驅(qū)動信號的變化而耦合到包括感測通道的電荷檢測器中/從其中耦合出來的電荷的確定是被驅(qū)動電極與感測電極之間的耦合電容Ce的量度。常規(guī)平行板電容器的電容幾乎與板(至少針對與其間隔相比在范圍上較大的板)之間的空間外部的區(qū)的電特性無關(guān)。然而，對于包括處于一平面內(nèi)的相鄰電極的電容器，情況不是這樣的。這是因為在被驅(qū)動電極與感測電極之間連接的電場中的至少一些電場從襯底"溢"出。這意味著被驅(qū)動電極與感測電極之間的電容性耦合(即，Ce的量但)在某種程度上對電極附近的"溢出的"電場延伸到其中的區(qū)的電特性敏感。14在無任何鄰近物體的情況下，CE的量值主要由電極的幾何形狀以及傳感器襯底的厚度和介電常數(shù)確定。然而，如果物體存在于電場將向襯底外溢出到的區(qū)中，那么此區(qū)中的電場可由物體的電特性修改。這導(dǎo)致電極之間的電容性耦合改變，且因此耦合到包括感測通道的電荷檢測器中/從其耦合的測得電荷改變。舉例來說，如果用戶將手指放置在由溢出的電場中的一些電場占用的空間的區(qū)中，那么電極之間的電荷的電容性耦合將減少，因為用戶將具有到達(dá)接地(或其它附近結(jié)構(gòu)，其路徑將完成到控制感測元件的電路的接地參考電位)的大量電容。此減少的耦合之所以發(fā)生是因為正常耦合在被驅(qū)動電極與感測電極之間的溢出電場部分地從電極轉(zhuǎn)向接地。這是因為鄰近于傳感器的物體用以使電場分路而遠(yuǎn)離電極之間的直接耦合。因此，通過監(jiān)視耦合在被驅(qū)動電極與感測電極之間的電荷的量，可識別耦合在它們之間的電荷的量的變化，并將其用于確定是否有物體鄰近于傳感器(即，溢出電場延伸到其中的區(qū)的電特性是否已改變)。本發(fā)明的二維位置傳感器或觸摸屏傳感器因此依靠有源電容性感測技術(shù)而不是無源電容性感測技術(shù)，有源電容性感測技術(shù)提供對物體位置的更佳確定、在物體在傳感器上方移動時提供輸出信號的更大線性，且提供傳感器對由靠近的物體導(dǎo)致的電容性變化的較大敏感性。另外，如先前所述，本發(fā)明的傳感器與已知傳感器相比更通用且受接地負(fù)載的影響較小。如先前所述，本發(fā)明的傳感器按照US6,452,514中描述的矩陣感測原理操作。此矩陣感測涉及兩個電極(驅(qū)動電極與感測電極)之間的電容性場變化，而不是確定從感測電極到參考電位(例如，接地)的電容的變化。本發(fā)明的觸摸屏傳感器中的此矩陣感測涉及與無源傳感器中通常更"開放"的電容性電場相比更"封閉"的電容性電場。這改進(jìn)了傳感器的電容敏感性。圖1E示意性地展示適合與圖1、圖1A和圖1B所示類型的裝置一起使用的驅(qū)動信號時序。實例驅(qū)動信號假定裝置具有六個驅(qū)動通道D,到D6，每一驅(qū)動通道連接到每第四個驅(qū)動電極52，從而在鄰近的驅(qū)動通道連接之間留下兩個驅(qū)動電極，如先前所述，所述驅(qū)動電極由電阻性階梯連接。裝置的整個敏感區(qū)域由六個驅(qū)動信號的序列取樣，針對每一驅(qū)動通道有一個驅(qū)動信號。在說明中，假定在時間tl將驅(qū)動電壓V施加到通道D,，其它通道保持在接地。接著在時間t2、t3、t4、t5和t6，分別用同一驅(qū)動電壓V來驅(qū)動通道D2到D6，而其它通道保持在接地。將了解，驅(qū)動的次序并不重要，只是通過驅(qū)動所述驅(qū)動通道中的每一者來收集信號數(shù)據(jù)的整個集合。此外，驅(qū)動電壓全部便利地為相同，但這也不是重要的。另外，將通過使所說明的電壓反相來實現(xiàn)相同效果。依靠一連15串電阻(例如由鄰近的驅(qū)動電極之間的離散電阻器或薄膜電阻性條帶形成)，當(dāng)用量值為V的電壓脈沖驅(qū)動給定通道而其它通道接地時，電壓從連接到被驅(qū)動通道的驅(qū)動電極一直到最近的接地驅(qū)動通道，從V降低到零。在所說明的實例中，電壓降低三倍，因為存在兩個中間驅(qū)動電極。如果存在三個中間驅(qū)動電極，那么電壓將降低四倍，依此類推。通過三個感測電極群組S,、S2、S3中具有兩個最強信號的兩個群組的信號強度的比率度量內(nèi)插來獲得觸摸或其它激活的x位置。觸摸或其它激活的y位置也由信號強度的比率度量內(nèi)插獲得，但方式稍微不同。一旦從tl到t6處的六個驅(qū)動事件收集到6個信號的整個集合，便選擇得出最強信號的兩個鄰近事件，且y位置由這兩個信號的信號強度的比率度量內(nèi)插來確定。舉例來說，如果通過驅(qū)動通道D2和D3而獲得最強的一對鄰近信號，且驅(qū)動D2時所獲得的信號比驅(qū)動D3時所獲得的信號大兩倍，那么確定觸摸已在從D2驅(qū)動電極朝D3驅(qū)動電極的路線的1/3處發(fā)生。圖2、圖3、圖4和圖5展示體現(xiàn)本發(fā)明的可應(yīng)用于并入到電容性位置傳感器中的襯底的其它電極圖案。所述電極圖案類似于圖1的圖案，且相同參考標(biāo)號用于表示相同特征。條形電極52是驅(qū)動(D)電極，且感測(S)電極62、64、66布置成三個群組。在圖2中將注意，電極圖案包括第一感測電極群組62和第二感測電極群組64，其為錐形且在x方向上的一部分范圍中在x方向上一起共同延伸；以及第二感測電極群組64和第三感測電極群組66，其為錐形且在x方向的另一部分范圍中一起共同延伸。圖1到圖5中所說明的電極圖案是實際大小。傳感器電極的布置對使不同傳感器電極群組之間的電場的相互作用優(yōu)化且因此對準(zhǔn)確地確定物體位置來說是重要的。傳感器電極群組的布置使得本發(fā)明的傳感器有可能同時解譯并確定靠近傳感器的一個以上物體的位置。傳感器有可能辨識在傳感器的單獨部分上的感測電極上的兩個不同位置中的同時觸摸，前提是所述兩個位置在y方向上隔開至少一個(優(yōu)選兩個)驅(qū)動通道。否則，在處理單元中進(jìn)行的內(nèi)插將得出在兩處同時觸摸之間的一位置處已發(fā)生了單次觸摸的結(jié)論。圖6到圖12說明體現(xiàn)本發(fā)明的其它電極圖案。每一傳感器具有兩個驅(qū)動通道D卜D2以及三個感測通道S,、S2、S3。每一驅(qū)動通道將驅(qū)動信號供應(yīng)到兩個驅(qū)動電極52。圖6到圖12中所說明的圖案為實際大小。除了圖6的包括四個感測電極群組的傳感器外，所有傳感器均包括三個感測電極群組。視傳感器的設(shè)計而定，本發(fā)明的傳感器可包括三個或四個以上感測電極群組。舉例來說，如果電極圖案的寬度在x方向上增加以容納較大大小的電容性傳感器，那么可存在五個或五個以上感測電極群組。舉例來說，下文所描述且圖14、圖15和圖16中所說明的傳感器每一者具有六個感測電極群組，且圖13中所說明的傳感器具有七個感測電極群組。圖13展示根據(jù)另一實施例的電極圖案。帶有圖13中所說明的電極圖案的襯底包括與先前實施例相比大小較大的電極圖案。圖13的電極圖案具有與相對于先前實施例而描述的電極圖案類似的特征且根據(jù)與其相同的原理操作。然而，驅(qū)動電極52和感測電極62、64、66包括突起或齒狀物，其互鎖或互相交叉以形成錯綜的圖案。驅(qū)動電極52包括突出到第一、第二和第三感測電極群組的鄰近齒狀物之間的間距中的具有漸進(jìn)的長度的齒狀物、條或尖齒。在圖13的電極布置中，第一感測電極群組62和第三感測電極群組66位于驅(qū)動電極的一側(cè)(即，每一相應(yīng)驅(qū)動電極下方)，且第二感測電極群組位于驅(qū)動電極的相對側(cè)(即，每一相應(yīng)驅(qū)動電極上方)。因此，每一相應(yīng)驅(qū)動電極52有效地"夾"在感測電極之間，且包括從每一相應(yīng)電極的相對側(cè)突出以與感測電極的對應(yīng)齒狀物之間的間距互相嚙合的齒狀物。可將驅(qū)動電極52描述為具有以合適的配置布置的干線，例如如圖所示的V形配置。如先前所述，V形電極的每-臂在每一側(cè)均形成有具有漸進(jìn)的長度的齒狀物。感測電極的齒狀物也具有漸進(jìn)的長度以與驅(qū)動電極最佳地嚙合。圖14展示基于與圖13的實施例類似的原理的另一實施例。為了分出圖14的細(xì)節(jié)，圖14A示意性地展示一行感測電極S,到S6，即最上面的一行，且圖14B示意性地展示在x方向上延伸的六個驅(qū)動電極行Da到Df，每一行由與垂直(即在y方向上)延伸的平行齒狀物、條或尖齒(其彼此具有相同的垂直范圍)交叉的正弦延伸的干線或脊線形成。除正弦曲線的峰值和低谷外，每一尖齒延伸穿過所述脊線，一部分在脊線上方且一部分在脊線下方。脊線上方的部分與布置在脊線上方的感測電極S2、S4和S6互相交叉，且脊線下方的部分與布置在脊線下方的感測電極S,、S3和Ss互相交叉。驅(qū)動電極行借助于布置在如圖14B中示意性地展示的相關(guān)墊之間的所說明裝置的左側(cè)上的五個電阻器R,到Rs而布置在電壓階梯中。將理解，可類似于如上文相對于圖1的實施例所述而驅(qū)動此裝置，借此用驅(qū)動電壓來驅(qū)動D,和D2中的每一者，而另一者接地，且通過從這兩個驅(qū)動事件獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定激活的y坐標(biāo)。在裝置的右側(cè)，鄰近的驅(qū)動電極行在無電阻器的情況下連接，但如果需要的話，一個電阻器可連接在圖14B的右側(cè)所示的相關(guān)墊中的每一者之間。同樣如圖14B中所示，存在兩個驅(qū)動通道D,和D2，其連接到最上和最下驅(qū)動電極行。感測電極以6個群組S,到Ss形成，其中群組S,、S2和S3從左側(cè)連接，且群組S4、S5和S6從右側(cè)連接。所述群組相互重疊以在x方向上提供五個感測范圍，其由如上文相對于圖1的實施例而描述的兩個最大信號之間的比率度量分析來確定。將理解，此設(shè)計可改變以具有不同數(shù)目的感測電極群組、不同數(shù)目的驅(qū)動電極行、每多個驅(qū)動電極(包含一個)不同數(shù)目的驅(qū)動通道，等等。圖15展示根據(jù)另一實施例的具有相關(guān)聯(lián)電極圖案的傳感器。提供六個傳感器電極群組S,到S6，其以與先前實施例類似的方式重疊，以便允許激活的x位置的比率度量確定。每一感測電極行的上方和下方的側(cè)面有一驅(qū)動電極52。此實施例的先前實施例沒有的特殊特征是通往最內(nèi)感測電極群組S3和S4的饋通連接的逐步加寬。圖15A示意性地說明此特征。群組S3的每一感測電極64的饋通件均具有寬度(垂直尺寸)以遞增方式增加的三個部分。最窄的部分643從敏感區(qū)域的最左側(cè)引出，且側(cè)面有群組S2的感測電極66的饋通件。在正x方向上前進(jìn)，在感測電極S,的較短的上部元件68B終止之后，感測電極64的饋通件加寬到部分642中，且在感測電極Si的較長的下部元件68A終止之后，饋通件再次加寬到部分643中。逐漸加寬的益處在于最內(nèi)部的感測電極與相關(guān)聯(lián)的感測通道的感測電路之間的電阻減小，從而降低最內(nèi)部的感測電極將借以具有比外部感測電極小的敏感性的效應(yīng)。圖16展示根據(jù)其它實施例的具有相關(guān)聯(lián)電極圖案的傳感器，除最內(nèi)部的感測電極的導(dǎo)電材料被挖空外，所述實施例與圖15的實施例相同。圖16A示意性地說明此特征。展示感測電極群組S3的所說明的感測電極64被挖空。感測電極群組S3和S4的所有感測電極均如從圖16明顯看出的那樣被類似地挖空。此方法的優(yōu)點源于以下情況的實現(xiàn)在使用本發(fā)明所涉及的被驅(qū)動和感測電極的種類的有源感測中，信號主要僅受成對的驅(qū)動電極與感測電極的直接接近區(qū)域影響。位于遠(yuǎn)離相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電極的更遠(yuǎn)距離處的感測電極中的導(dǎo)電材料并不顯著地有助于所述信號，且因此很大程度上是多余的。此外，已證實此額外導(dǎo)電材料可顯著地導(dǎo)致環(huán)境噪聲的拾取。因此，通過挖空較大的中央感測電極，與圖15的電極布置相比用圖16的電極布置實現(xiàn)經(jīng)改進(jìn)的信噪比。更嚴(yán)格地說，要遵循的設(shè)計方法是確保感測電極不會遠(yuǎn)離其相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動電極而延伸超過給定距離，其中所述給定距離是指示在其上收集大多數(shù)信號(例如，信號的至少50%、60%、70%、80%、卯％或99%)的感測深度的特性距離。圖17展示根據(jù)可參考圖15的實施例而理解的其它實施例的具有相關(guān)聯(lián)電極圖案的傳感器。所述電極圖案與圖15的實施例相比修改之處在于插入額外的中央脊線以提供感測電極69的額外感測電極群組，其彼此垂直連接，且通過裝置的頂部而非側(cè)部連接到相關(guān)聯(lián)的感測通道。在所說明的實例中，離散橋接組件連接件71連接驅(qū)動電極的左側(cè)和右側(cè)，以跨感測電極69的垂直鄰近的感測電極之間的導(dǎo)電路徑而橋接。將從第60/803,510號共同待決申請案及其隨后的正規(guī)申請US11/752,615(其在2007年12月6日作為US2006/0279395公布)理解此一般方法。第60/803,510號共同待決美國專利申請案及其隨后的正規(guī)申請US11/752,615(作為US2006/0279395公布)中描述的電極圖案以引用的方式并入本文中。第60/803,510號美國專利申請案的電極圖案類似于上文中描述的電極圖案，且此些圖案可用于基于上文所述的根據(jù)本發(fā)明的有源電容性感測技術(shù)來測量電容，盡管并未為此而優(yōu)化。圖18說明與第60/803,510號美國申請案的圖11相同的電極圖案。圖18的電極圖案可應(yīng)用于并入到體現(xiàn)本發(fā)明的電容性位置傳感器中的襯底?？v向(條形)電極52是驅(qū)動(D)電極，且以交錯布置布置在鄰近驅(qū)動電極之間的電極是感測(S)電極。此實施例包括四個感測電極群組62、64、66和88。感測電極62、64、66可由導(dǎo)電跡線連接到接收通道S,、S2、S3。同樣，感測電極88可連接接收通道S4。接收通道S,、S2、S3、S4將信號從感測電極傳輸?shù)娇刂破髦械母袦y單元。驅(qū)動通道Dx(未圖示)將驅(qū)動信號發(fā)送到感測電極群組52?？刂破髦械尿?qū)動單元將驅(qū)動信號供應(yīng)到相應(yīng)的驅(qū)動電極或驅(qū)動電極群組。如上文更詳細(xì)地描述，可通過中斷或減少驅(qū)動電極與一個或一個以上感測電極之間的電容性耦合且處理來自感測電極的信號以計算手指位置來確定物體在傳感器上的位置。第60/803,510號美國申請案的圖2、圖3、圖4和圖6到圖15中所說明的電極圖案以引用的方式并入本文中，且形成本發(fā)明的揭示內(nèi)容的一部分。使用如US6,452,514中描述的有源(或矩陣)電容性感測來驅(qū)動并感測第60/803,510號美國申請案的圖2、圖3、圖4和圖6到圖15的實施例，且所述實施例提供如上文所述的優(yōu)點。將了解，本發(fā)明的傳感器可適用于許多類型的裝置/用具。舉例來說，傳感器可與爐灶、烤架、洗衣機(jī)、滾筒式干洗機(jī)、洗碗機(jī)、微波爐、食物攪拌器、烤面包機(jī)、飲料機(jī)、計算機(jī)、家用視聽設(shè)備、個人計算機(jī)、便攜式媒體播放器、PDA、手機(jī)、計算機(jī)、游戲控制臺等等一起使用。圖19展示移動個人計算機(jī)(PC)120的實例。根據(jù)本技術(shù)的觸摸傳感器可用于形成筆記型PC120的輸入控制面板的一部分或整體。在圖中，展示PC120，其包含附接到底座124的顯示裝置122，底座124容納處理器和通常與PC相關(guān)聯(lián)的其它組件。輸入控制面板126包含鍵盤128。輸入控制面板126進(jìn)一步包含對觸摸敏感的鼠標(biāo)墊130?？墒褂酶鶕?jù)本發(fā)明的觸摸傳感器來實施所述鼠標(biāo)墊。此外，顯示裝置122也可用根據(jù)本發(fā)明的上覆于其頂部上以提供觸摸屏的觸摸傳感器來實施。這對平板PC可能特別有用。圖20示意性地展示并入有控制面板93的洗衣機(jī)91，控制面板93并入有根據(jù)本發(fā)明的傳感器。圖21示意性地展示蜂窩式電話95，其可并入有根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個或一個以上傳感器。根據(jù)本發(fā)明的二維傳感器98可用于提供具有按鈕99的按鈕面板，或可為19與按鈕面板共同延伸的單獨傳感器。舉例來說，按鈕面板可保留為機(jī)械組合件，且提供所述傳感器以允許用戶在按鈕面板區(qū)域上執(zhí)行繪畫、書寫或命令手勢，例如以用中文或其它亞洲字符編寫文本消息。屏幕97也可上覆有根據(jù)本發(fā)明的傳感器。更一般地說，可結(jié)合具有人機(jī)界面的任何用具而使用本發(fā)明。還有可能提供類似于上文所述的傳感器的傳感器，其與其可用于控制的裝置/用具分開提供，(例如)以提供對預(yù)先存在的用具的升級。還有可能提供可經(jīng)配置以操作多種不同用具的通用傳感器。舉例來說，可提供具有可編程鍵的傳感器，裝置/用具提供商可通過適當(dāng)?shù)嘏渲?例如通過重新編程)來使所述鍵與所要功能相關(guān)聯(lián)。權(quán)利要求1.一種二維位置傳感器，其包括具有由電極圖案界定的敏感區(qū)域的襯底，所述電極圖案包含大體上在第一方向——下文為x方向——上延伸且在第二方向——下文為y方向——上交錯的驅(qū)動電極和感測電極，其中所述感測電極包括第一、第二和第三元件群組，其形狀經(jīng)設(shè)計以使得所述第一和第二群組的所述元件中的鄰近元件在所述敏感區(qū)域的一部分上方在所述x方向上共同延伸，且所述第二和第三群組的所述元件中的鄰近元件在另一部分上方在所述x方向上共同延伸，且其中所述驅(qū)動電極經(jīng)布置以與所述感測電極電容性地耦合，其中所述傳感器進(jìn)一步包括控制器，所述控制器包括驅(qū)動單元，其用于將驅(qū)動信號施加到所述驅(qū)動電極；以及感測單元，其用于測量從所述感測電極的每一群組接收到的表示所述驅(qū)動信號在所述驅(qū)動電極與所述感測電極的每一群組之間的電容性耦合的程度的感測信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述控制器進(jìn)一步包括處理單元，其用于根據(jù)對通過將驅(qū)動信號施加到所述驅(qū)動電極而獲得的所述感測信號的分析來計算與所述敏感區(qū)域的相互作用的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器，其中所述處理單元可操作以通過從共同延伸的感測電極群組對獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定所述x方向上的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的傳感器，其中所述處理單元可操作以通過借助用相應(yīng)的驅(qū)動信號循序地驅(qū)動所述驅(qū)動電極獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定所述y方向上的位置。5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述共同延伸的感測電極群組在其共同延伸距離上方具有互補錐形，以提供比率度量電容性信號。6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中共同延伸的相應(yīng)感測電極群組的所述元件在其共同延伸距離上方具有面積不同的鄰近塊，以提供比率度量電容性信號。7.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述驅(qū)動和感測電極互相交叉以便提供所述電容性耦合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的傳感器，其中在所述敏感區(qū)域上方，所述驅(qū)動和感測電極由不超過實質(zhì)性小于鄰近的驅(qū)動電極行之間在所述y方向上的特性間距的特征寬度的導(dǎo)電材料形成。9.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述第一和第三感測電極群組中的至少一者的所述元件形成在所述y方向上由通道分離的兩個區(qū)段，且其中所述第二感測電極群組的所述元件通過穿過所述通道到達(dá)所述敏感區(qū)域一側(cè)的導(dǎo)電跡線在外部連接到所述感測單元。10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的傳感器，其中存在通過所述敏感區(qū)域的一側(cè)在外部連接到所述感測單元的至少三個感測電極群組，被稱為外圍、中間和內(nèi)部感測電極，其中所述內(nèi)部感測電極的所述元件通過導(dǎo)電跡線在外部連接到所述感測單元，所述導(dǎo)電跡線在所述y方向上從所述一側(cè)朝所述內(nèi)部感測電極的所述元件逐漸變寬。11.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述感測電極群組中的至少一者的所述元件在所述敏感區(qū)域的平面內(nèi)是中空的。12.—種控制面板，其并入有根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的二維位置傳感器。13.—種具有控制面板的設(shè)備，所述控制面板并入有根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的二維位置傳感器。14.---種感測二維位置傳感器的敏感區(qū)域上的激活位置的方法，所述敏感區(qū)域由包含驅(qū)動電極和感測電極的電極圖案界定，所述驅(qū)動電極和感測電極兩者大體上在第一方向一一下文為x方向一一上延伸，且在第二方向一一下文為y方向一一上交錯，其中所述感測電極包括第一、第二和第三元件群組，其形狀經(jīng)設(shè)計以使得所述第一和第二群組的所述元件中的鄰近元件在所述敏感區(qū)域的一部分上方在所述x方向上共同延伸，且所述第二和第三群組的所述元件中的鄰近元件在另一部分上方在所述x方向上共同延伸，且其中所述驅(qū)動電極經(jīng)布置以與所述感測電極電容性地耦合，所述方法包括將驅(qū)動信號施加到所述驅(qū)動電極；測量從所述感測電極的每一群組接收到的表示所述驅(qū)動信號在所述驅(qū)動電極與所述感測電極的每一群組之間的電容性耦合的程度的感測信號；通過從共同延伸的感測電極群組對獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定所述x方向上的位置；以及通過借助用相應(yīng)的驅(qū)動信號循序地驅(qū)動所述驅(qū)動電極獲得的感測信號之間的內(nèi)插來確定所述y方向上的位置。全文摘要本發(fā)明提供一種二維位置傳感器，其由驅(qū)動電極(52)和感測電極(62、64、66)形成，所述驅(qū)動電極和感測電極兩者在x方向上延伸且在y方向上交錯。所述感測電極包括若干個群組，其中的兩個群組在x方向上的范圍的每一不同部分上方在x方向上共同延伸。所述驅(qū)動和感測電極另外經(jīng)布置以彼此電容性地耦合。在使用中，將驅(qū)動信號施加到所述驅(qū)動電極，且接著從被測量的感測電極接收結(jié)果感測信號。如下在x和y方向上確定所述傳感器上的觸摸或鐵筆激活的位置在x方向上，所述位置通過從共同延伸的感測電極對獲得的感測信號之間的內(nèi)插確定，且在y方向上通過從施加到所述驅(qū)動電極的不同驅(qū)動信號序列獲得的感測信號之間的內(nèi)插確定。文檔編號G06F3/041GK101663638SQ200880011275公開日2010年3月3日申請日期2008年4月2日優(yōu)先權(quán)日2007年4月5日發(fā)明者哈拉爾德·菲利普,埃薩特·伊爾馬茲,彼得·蒂莫西·斯利曼,薩米埃爾·布呂內(nèi),魯本·赫里斯托福申請人:愛特梅爾公司