[发明专利]压电力感测阵列

说明书

一种触摸感测系统可包含压力及力感测装置，所述压力及力感测装置能够感测施加至压电感测阵列的动压或动态力。在此类实施方案中，可在施加及改变所述力的某一时间周期期间检测(及任选地记录)施加的力。所述力感测装置可具有足够高的分辨率以充当指纹传感器。所述触摸感测系统可包含能够进行指纹感测的一或多个额外组件，如超声波发射器，所述超声波发射器允许所述装置变为能够将手指(或另一对象)的细节成像的超声换能器。所述力感测装置还可能够充当超声波接收器。

优先权请求

本申请案主张2013年11月4日申请的题为“PIEZOELECTRIC FORCE SENSINGARRAY”的美国专利申请案第14/071,320号的优先权，所述申请案特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及触摸感测系统。

背景技术

触摸感测系统的基本功能是将触摸面板附近或触摸面板上的一或多个手指、笔或其它对象的所检测到的存在转换为位置信息。此类位置信息可用作移动电话、计算机或另一此类装置上的进一步动作的输入。

当前使用不同类型的触摸感测系统。一些基于电阻率或电容的所检测到的变化，基于声学表面声波响应、红外光束的中断等。目前，最广泛使用的触摸感测技术为投射电容法，其中导电体(如手指、导电触笔等)的存在感测为一对电极之间的局部电容的变化。在一些实施方案中，所述对电极可为显示装置的一部分。举例来说，所述电极可在实质上透明的衬底盖片(“玻璃盖片”)或实质上透明的显示衬底(“显示玻璃”)的内表面上。

可能需要具有较先前公开的触摸感测系统的那些以及不需要自导电对象的触摸的一者具有较高灵敏度、稳定性及/或更好能效的触摸感测系统。

发明内容

本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责本文所揭示的所需要的属性。

本发明中描述的标的物的一个创新方面可实施于包含触摸感测系统的设备中。所述触摸感测系统可包含力感测装置。所述力感测装置可包含衬底、安置在所述衬底上的传感器像素电路的阵列以及压电薄膜层的离散元件。压电薄膜层的每一离散元件可对应单独的传感器像素电路。

所述力感测装置可包含多个像素输入电极。每一像素输入电极可被配置成用于建立压电层的离散元件的第一侧与传感器像素电路中的一者之间的电连接。所述力感测装置可包含接收器偏压电极，所述接收器偏压电极被配置成用于建立与压电层的离散元件的第二侧的电连接。

在一些实施方案中，所述力感测装置可包含控制系统，所述控制系统能够自传感器像素电路中的一或多者接收信号及能够确定施加力的对象的位置。所述信号可对应于施加至压电薄膜层的一或多个离散元件的力。在一些实施方案中，所述力感测装置可具有足够高的分辨率以充当指纹传感器。

在一些实施方案中，每一传感器像素电路可包含电荷放大器，所述电荷放大器能够放大自所述像素输入电极接收的电荷。根据一些此类实施方案，每一传感器像素电路还可包含峰值检测电路，所述峰值检测电路能够寄存由外加力产生的最大量的电荷。每一传感器像素电路还可包含复位装置，所述复位装置能够清除来自峰值检测电路的累积电荷。

触摸感测系统还可包含超声波发射器。在一些此类实施方案中，控制系统可能够使触摸感测系统以超声波成像模式或力感测模式操作。在一些实例中，控制系统可能够在使触摸感测系统以力感测模式操作时将超声波发射器维持在“关闭”状态。

触摸感测系统可包含存储器系统。控制系统可能够在将超声波发射器维持在“关闭”状态时捕获指纹图像及将指纹图像数据存储于存储器系统中。

在一些实施方案中，控制系统可能够至少部分地基于对应于指纹图像数据的指纹数据控制至一或多个装置的存取。此类指纹数据可包含对应于指纹细节特征点的类型、位置及/或间距的数据。