[实用新型]传感器阵列和便携式设备

说明书

技术领域

本实用新型一般地涉及传感器阵列配置。具体而言，本实用新型涉及允许对目标位置进行精确判定的传感器配置。

背景技术

触摸板常用于便携式消费电子设备，例如膝上型计算机。利用触摸板，当沿着触摸板的表面移动手指时，输入指针(即光标)的移动对应于用户手指(或者触笔)的相对移动。当在触摸板的表面上检测到一次或多次敲击时，触摸板还可以在显示屏上进行选择。在某些情况下，触摸板的任何部分可被敲击，而在其他情况下，触摸板的专用部分可被敲击。

触摸板通常包括一个或多个用于检测手指距离触摸板的邻近度的传感器。例如，传感器可以基于电阻传感、表面声波传感、压力传感(例如应变片)、光学传感、电容传感等等。传感器通常被散布在触摸板各处，每个传感器表示一个x、y位置。在大多数情况下，按照由行和列组成的网格形式来布置传感器。因此，当在触摸板中的传感器网格上移动手指时，唯一的x和y位置信号被生成，这些x和y位置信号控制指点设备在显示设备上的x、y移动。为简要起见，余下的讨论将针对对电容传感技术的讨论。但是应当注意的是，其他技术也具有类似的特征。

参考图1，将对触摸板10进行更详细的描述。触摸板通常为小型矩形区域，其包括防护屏12和布置于该防护屏12之下的多个电极14。为了易于讨论，一部分防护屏12已被除去以示出电极14。每个电极14表示不同的x、y位置。在一种配置中，随着手指16接近电极网格14，电极14检测到手指16的位置处的微小电容变化。电路板/传感电子器件测量电容并且产生与活动电极14相对应的x、y输入信号18，该信号被发送到具有显示屏22的主机设备20。x、y输入信号18被用于控制光标24在显示屏22上的移动。如图所示，输入指针以与检测到的x、y手指运动类似的x、y方向进行移动。

给定区域中的传感器越小越多，则可以越精确地确定对象(诸如手指)的位置。

但是，随着传感器变得更小，由将对象在传感器上进行定位而产生的信号相对于由传感器和传感器系统生成的噪声量也变得更小。这使得传感器更不精确，并且对可用在覆盖一区域的传感器阵列中的传感器的数目造成了实际限制。

因此，需要一种改进型传感器阵列配置，它允许对给定区域内的手指位置进行精确确定。

实用新型内容

本申请的一个目的是提供允许对对象位置进行精确确定的传感器阵列配置。

这里描述的是可以对对象位置进行更加精确的确定的传感器阵列。传感器配置可以使用多个传感元件，其中每个传感元件至少有一个尺度(例如长度或者宽度)与其他至少一些传感元件的尺度不同。多个传感元件可被以交错方式布置，使得传感元件的前沿和/或尾沿不对齐。这种传感器配置可以使得对象位置可被以更高精度确定，还可使得给定区域所需的传感器的数目减少。另外，因为可以需要更少的传感器，所以阵列中的每个传感器的尺寸可被增大，从而提高阵列中的传感器的信噪比。

传感器阵列配置的实施方式可以包括多个位于不同位置处的具有不同尺寸的传感器。例如，在可以使用X-Y坐标系统来描述的平面中，可以通过使传感器的长度和传感器在X方向(这里也被称作纵向)上的位置不同来得到关于对象位置的一维信息和二维信息。不同长度的传感器可被布置成使得相邻传感器的前沿和尾沿不对齐，而是在纵向上错开。这样，不是所有的传感器都与垂直于X方向延伸的给定直线相交。

可以通过确定哪个具体传感器被对象激活来确定与对象在传感器的X方向上的位置有关的位置信息。因为不同的传感器在X方向上的不同位置处开始和结束，所以不是所有的邻近传感器都可以延伸至给定X位置。因此，一旦识别出被激活的传感器，就可以通过确定哪个X位置横穿了所有被激活的传感器，来确定对象在X方向上的位置。

传感器的宽度可以足够地窄，使得对象可以同时覆盖并从而同时激活多个传感器。然后可以通过确定哪个宽度位置横穿了被激活的传感器集合，来确定对象在宽度方向上的位置。

因此，如果传感器阵列被扩展为覆盖二维区域，则可以通过测量沿传感器长度方向的位置和测量沿传感器的狭窄宽度方向的位置，来确定手指在笛卡尔(X-Y)坐标系中的位置。