本公開(kāi)是一般關(guān)于電子裝置,且尤其涉及感測(cè)裝置。
背景技術(shù):
現(xiàn)今,觸控裝置是廣泛地搭配電子裝置使用。例如,觸控裝置已應(yīng)用于智能手機(jī)及膝上型電腦。有了觸控裝置,使用者可以輕易地操作智能手機(jī)或膝上型電腦。在觸控裝置帶來(lái)使用者接口新世紀(jì)的同時(shí),觸碰靈敏度在開(kāi)發(fā)先進(jìn)觸控裝置中一直是令人感興趣的主題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本公開(kāi)的實(shí)施例提供一種感測(cè)裝置,其包括一基板,一感測(cè)組件及一屏蔽裝置。該感測(cè)組件是用以檢測(cè)回應(yīng)于在該感測(cè)裝置上的一觸碰事件的一觸碰電容。該屏蔽裝置是在該基板與該感測(cè)組件之間、用以分布電能、且使該基板屏蔽于該感測(cè)組件。
在一實(shí)施例中,該感測(cè)組件與該屏蔽裝置是用以界定一電容,以儲(chǔ)存電能。
在另一實(shí)施例中,該屏蔽裝置包括一第一導(dǎo)電組件,在該基板上方;以及一第二導(dǎo)電組件,在該基板與該第一導(dǎo)電組件之間。該第二導(dǎo)電組件是用以與該第一導(dǎo)電組件一起界定一電容,以儲(chǔ)存電能。
在又一實(shí)施例中,該感測(cè)組件是通過(guò)該第一及第二導(dǎo)電組件完全屏蔽于該基板。
在一實(shí)施例中,在該第一導(dǎo)電組件與該感測(cè)組件之間的一距離是小于在該第一導(dǎo)電組件與該第二導(dǎo)電組件之間所具者。
在又一實(shí)施例中,該第一導(dǎo)電組件是用以與該感測(cè)組件的一部分重疊。
在一實(shí)施例中,該感測(cè)組件是以一重疊率k被該第一導(dǎo)電組件重疊。在有檢測(cè)到該觸碰電容下該感測(cè)組件的一第一電壓位準(zhǔn)與沒(méi)有檢測(cè)到該觸碰電容下該感測(cè)組件的一第二電壓位準(zhǔn)之間的一差異是隨k變動(dòng)。
在一實(shí)施例中,該差異可如下表示。
其中δv1代表在該第一電壓位準(zhǔn)與該第二電壓位準(zhǔn)之間的該差異,vdd代表一電源電壓,cf代表該觸碰電容,d1代表在該第一導(dǎo)電組件與該第二導(dǎo)電組件之間的一距離,及d3代表在該感測(cè)組件與該基板之間的一距離。
在另一實(shí)施例中,該第一及第二導(dǎo)電組件是設(shè)置在該基板與該感測(cè)組件之間。
在又一實(shí)施例中,回應(yīng)于該屏蔽裝置分布電能的一事件,該第一導(dǎo)電組件的一電壓位準(zhǔn)是與該感測(cè)組件所具者相同。
在又更一實(shí)施例中,該第二導(dǎo)電組件及該基板是耦合至一參考電壓。
在一實(shí)施例中,該屏蔽裝置包括一第一導(dǎo)電組件。該導(dǎo)電組件是用以使該基板屏蔽于該感測(cè)組件。該導(dǎo)電組件與該基板是用以界定一電容、以儲(chǔ)存電能。
在另一實(shí)施例中,該感測(cè)組件是通過(guò)該導(dǎo)電組件完全屏蔽于該基板。
再次,在一實(shí)施例中,其中該導(dǎo)電組件是設(shè)置在該感測(cè)組件與該基板之間。
在另一實(shí)施例中,該導(dǎo)電組件是用以與該感測(cè)組件的一部分重疊。
在一實(shí)施例中,該感測(cè)組件是以一重疊率k被該導(dǎo)電組件重疊,其中在有檢測(cè)到該觸碰電容下該感測(cè)組件的一第一電壓位準(zhǔn)與沒(méi)有檢測(cè)到該觸碰電容下該感測(cè)組件的一第二電壓位準(zhǔn)之間的一差異是隨k變動(dòng)。
本發(fā)明的該感測(cè)裝置通過(guò)降低用于檢測(cè)回應(yīng)于一觸碰事件的一感測(cè)組件與一基板所界定的一電容來(lái)提供一更佳的觸控靈敏度。
前文廣泛地概述本發(fā)明的特征及技術(shù)優(yōu)點(diǎn),以使后續(xù)的本發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明能更好理解。下將于后文中描述本發(fā)明額外的特征及優(yōu)點(diǎn)。所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員應(yīng)了解,為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的,可輕易地利用所公開(kāi)的概念及特定實(shí)施例作為用以修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)或制程的基礎(chǔ)。所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員也應(yīng)理解,此等均等架構(gòu)不悖離如所附權(quán)利要求中陳述的本發(fā)明的精神及范疇。
附圖說(shuō)明
本公開(kāi)的一或多個(gè)實(shí)施例的詳情是陳述于說(shuō)明書附圖及下文說(shuō)明中。本公開(kāi)的其他特征與優(yōu)點(diǎn)可由說(shuō)明書、附圖及權(quán)利要求更形彰顯。
圖1a是感測(cè)裝置的俯視圖。
圖1b是圖1a所顯示的現(xiàn)有技術(shù)中的感測(cè)裝置的例示性感測(cè)單元的示意圖。
圖1c是操作于第一階段的該例示性感測(cè)單元的等效電路的電路圖。
圖1d是在無(wú)觸碰電容下,操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元的等效電路的電路圖。
圖1e是在觸碰電容發(fā)生時(shí),操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元的等效電路的電路圖。
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,感測(cè)裝置的例示性感測(cè)單元的示意圖。
圖3a是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,感測(cè)裝置的例示性感測(cè)單元的示意圖。
圖3b是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,操作于第一階段的該例示性感測(cè)單元的等效電路的電路圖。
圖3c是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,在無(wú)觸碰電容下,操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元的等效電路的電路圖。
圖3d是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,在觸碰電容發(fā)生時(shí),操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元的等效電路的電路圖。
圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,感測(cè)裝置的感測(cè)單元的示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1感測(cè)裝置
2感測(cè)裝置
3感測(cè)裝置
4感測(cè)裝置
10感測(cè)單元
11物體
12鈍化層
14感測(cè)組件
16基板
20感測(cè)單元
22屏蔽裝置
24感測(cè)組件
28檢測(cè)裝置
30感測(cè)單元
32屏蔽裝置
36第一導(dǎo)電組件
38第二導(dǎo)電組件
40感測(cè)單元
42屏蔽裝置
44導(dǎo)電組件
a24表面
a36表面
a38表面
b1電容
ca電容器
cf觸碰電容
csub電容
c電容器
csub'電容器
c1第一電容
c2第二電容
c4電容
c5電容
d1距離
d2距離
d3距離
d4距離
d5距離
sa開(kāi)關(guān)
sb開(kāi)關(guān)
sc開(kāi)關(guān)
s1開(kāi)關(guān)
s2開(kāi)關(guān)
s3開(kāi)關(guān)
vdd電源電壓
gnd參考電壓
n1節(jié)點(diǎn)
na節(jié)點(diǎn)
nb節(jié)點(diǎn)
【生物材料寄存】
無(wú)
具體實(shí)施方式
為了使本公開(kāi)可被完全理解,詳細(xì)的步驟以及結(jié)構(gòu)是提供在下面說(shuō)明中。明顯地,本公開(kāi)的實(shí)施方案不去限制所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員已知的專門細(xì)節(jié)。此外,未對(duì)已知結(jié)構(gòu)以及步驟加以詳述,以免不必要地限制本公開(kāi)。將于下面詳細(xì)描述本公開(kāi)的較佳實(shí)施例。然而,除了該詳細(xì)說(shuō)明外,本公開(kāi)也可廣泛地實(shí)施在其它實(shí)施例中。本公開(kāi)的范疇不限于該詳細(xì)說(shuō)明,而是被權(quán)利要求所界定。
圖1a是例示性感測(cè)裝置1的俯視圖。感測(cè)裝置1是適合于與電子裝置一起工作,諸如智能手機(jī)、膝上型電腦、及個(gè)人數(shù)字助理。參考圖1a,感測(cè)裝置1包括感測(cè)陣列,該感測(cè)陣列具有多個(gè)被鈍化層12覆蓋的感測(cè)單元10。感測(cè)單元10是用以感測(cè)物體11,諸如手指或觸控筆經(jīng)由鈍化層12觸碰感測(cè)裝置1的觸碰事件。
圖1b是圖1a所顯示的現(xiàn)有技術(shù)中的感測(cè)裝置1的例示性感測(cè)單元10的示意性電路圖。參考圖1b,感測(cè)裝置1包括基板16,其上被放置感測(cè)單元10。為了例示說(shuō)明,僅一個(gè)感測(cè)單元10被顯示于圖1b中。
感測(cè)單元10包括感測(cè)組件14、電容器ca及開(kāi)關(guān)sa、sb、及sc。感測(cè)組件14檢測(cè)回應(yīng)于在感測(cè)裝置1上的觸碰事件的與物體11相關(guān)的觸碰電容cf。再者,感測(cè)組件14及基板16界定在其等之間的電容csub,csub是寄生電容?;?6是實(shí)質(zhì)上維持于參考電壓gnd。
在本公開(kāi)全文中,為了方便,相同參考符號(hào)或標(biāo)簽是用來(lái)指稱電容器,或當(dāng)合適時(shí)用來(lái)指稱其電容,且反之亦然。例如,當(dāng)如上所述的參考標(biāo)簽"ca"是指稱電容器時(shí),它可代表具有該電容器的值。
當(dāng)當(dāng)開(kāi)關(guān)sa被導(dǎo)通時(shí),電容器ca是被電源電壓vdd充電,且相應(yīng)地儲(chǔ)存電能。耦合在電源電壓vdd與參考電壓gnd之間的電容器ca可不與感測(cè)組件14及開(kāi)關(guān)sa、sb及sc積體在單一晶片或集成電路中。例如,電容器ca是安裝在母板上,以與感測(cè)組件14及開(kāi)關(guān)sa、sb及sc連通(或耦合至感測(cè)組件14及開(kāi)關(guān)sa、sb及sc)。此種電容器ca可能消耗相對(duì)大面積,因而面積上不經(jīng)濟(jì)。
感測(cè)單元10的操作包括兩個(gè)階段。于第一階段,當(dāng)開(kāi)關(guān)sa被導(dǎo)通電時(shí),電容器ca是被電源電壓vdd充電,且相應(yīng)地儲(chǔ)存電能。于此同時(shí),開(kāi)關(guān)sb不被導(dǎo)通,而開(kāi)關(guān)sc是被導(dǎo)通。結(jié)果,感測(cè)組件14的電壓位準(zhǔn)是重新設(shè)定成參考電壓gnd。操作于第一階段的感測(cè)單元10的等效電路是繪示于圖1c中。
于第二階段,開(kāi)關(guān)sa及sc不被導(dǎo)通,而開(kāi)關(guān)sb是被導(dǎo)通。于第一階段,儲(chǔ)存在電容器ca中的電能是分布于電容器ca、電容csub及觸碰電容cf之間。操作于第二階段的感測(cè)單元10的等效電路是繪示于圖1d及1e中。
圖1c是例示性感測(cè)單元10操作于第一階段的等效電路的電路圖。參考圖1c,電容器ca是被電源電壓vdd充電,且電能是儲(chǔ)存在電容器ca中。在電容器ca中的電荷可以下列方程式(1)表示。
q1(ph1)=vdd×ca(1)
其中q1(ph1)代表在電容器ca中的電荷。
圖1d是在無(wú)觸碰電容cf下,操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元10的等效電路的電路圖。參考圖1d,儲(chǔ)存在電容器ca中的電能是分布在電容器ca與csub之間,其滿足下列方程式(2)。
q1(ph2)=vn1(ph2)×(csub+ca)(2)
其中q1(ph2)代表于第2階段在電容器ca與csub中的總電荷,且vn1(ph2)代表于第2階段在節(jié)點(diǎn)n1的電壓位準(zhǔn)。
基于電荷守恒定律,第1階段的電荷q1(ph1)等于第2階段的電荷q1(ph2)。基于方程式(1)及(2),于第2階段在節(jié)點(diǎn)n1的電壓位準(zhǔn)vn1(ph2)可以下列方程式(3)表示。
圖1e是在觸碰電容cf發(fā)生時(shí),操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元10的等效電路的電路圖。參考圖1e,儲(chǔ)存在電容器ca中的電能是分布在電容器ca、csub及cf之間。由于與圖1c的說(shuō)明中提供的相似原因,有檢測(cè)到觸碰電容cf下,于第2階段在節(jié)點(diǎn)n1的電壓位準(zhǔn)vn1'(ph2)可以下列方程式(4)表示。
通過(guò)電壓位準(zhǔn)vn1(ph2)減去電壓位準(zhǔn)vn1'(ph2)是可判定觸碰靈敏度。在電壓位準(zhǔn)vn1(ph2)與電壓位準(zhǔn)vn1'(ph2)之間的差異(δv)可以下列方程式(5)表示。
由于差異δv與感測(cè)裝置的觸碰靈敏度有關(guān),為了實(shí)現(xiàn)較高觸碰靈敏度,想要的是具有較大的差異δv。即,相對(duì)較大的差異促進(jìn)觸碰事件的檢測(cè)。鑒于方程式(5),增加差異δv的可能方式是降低分母中的電容csub。
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,感測(cè)裝置2的例示性感測(cè)單元20的示意圖。感測(cè)裝置2包括多個(gè)感測(cè)單元20以及檢測(cè)裝置28。為了方便說(shuō)明,僅一個(gè)感測(cè)單元20被顯示于圖2中。參考圖2,感測(cè)單元20包括感測(cè)組件24及屏蔽裝置22。耦合至多個(gè)感測(cè)單元20的檢測(cè)裝置28是用以檢測(cè)在感測(cè)單元20的感測(cè)組件24的電壓位準(zhǔn),并基于電壓位準(zhǔn)的改變判定在感測(cè)裝置2上是否有觸碰事件。檢測(cè)裝置28包括,例如處理器或中央處理器(centralprocessingunit,cpu)。
感測(cè)組件24是用以回應(yīng)于在感測(cè)裝置2上的觸碰事件檢測(cè)與物體11相關(guān)的觸碰電容cf。又者,感測(cè)組件24可置放在基板16上方的金屬1(m1)層、金屬2(m2)層或其他合適的導(dǎo)電層中。
屏蔽裝置22操作于電源電壓vdd及參考電壓gnd的電力域中。再者,屏蔽裝置22是用以使基板16屏蔽或遮蔽于感測(cè)組件24,或反之亦然。具體地,如將進(jìn)一步討論者,在實(shí)體結(jié)構(gòu)中屏蔽裝置22與感測(cè)組件24重疊,以致在感測(cè)組件24與基板16之間的有效電容下降,進(jìn)而增加觸碰靈敏度。在一些實(shí)施例中,屏蔽裝置22完全與感測(cè)組件24重疊。在一些實(shí)施例中,屏蔽裝置22與感測(cè)組件24的一部分重疊,并使感測(cè)組件24的未屏蔽部分暴露于基板16。
又者,當(dāng)屏蔽裝置22被電源電壓vdd充電時(shí),屏蔽裝置22及感測(cè)組件24是用以界定電容器c,以儲(chǔ)存電能。再者,電容器csub'是界定在感測(cè)組件24與基板16之間。所儲(chǔ)存的電能被分布在電容器c與csub'之間。
由于感測(cè)組件24的至少一部分被屏蔽裝置22重疊且因此是屏蔽于基板16,故有效電容csub'是低于參考圖1b時(shí)所描述與繪示的電容csub。在該情況中,在感測(cè)組件24中的電壓變化變得更為顯著并且電壓差異變得更為敏感。有效地,如先前關(guān)于方程式(5)的討論,觸碰事件可更容易檢測(cè),其將在參考圖3a至3d下詳細(xì)描述。
圖3a是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,感測(cè)裝置3的例示性感測(cè)單元30的示意圖。參考圖3a,感測(cè)裝置3是相似于參考圖2時(shí)所描述與繪示的感測(cè)裝置2,除了例如感測(cè)單元30包括第一導(dǎo)電組件36、第二導(dǎo)電組件38、及開(kāi)關(guān)s1、s2及s3之外。第一導(dǎo)電組件36與第二導(dǎo)電組件38作為在感測(cè)組件24與基板16之間的屏蔽裝置32。再者,第一導(dǎo)電組件36及第二導(dǎo)電組件38可分別設(shè)置在例如金屬2(m2)層即金屬1(m1)層中,或在其他不同的導(dǎo)電層中。在一實(shí)施例中,第一導(dǎo)電組件36具有與第二導(dǎo)電組件38實(shí)質(zhì)上相同的大小。
第一導(dǎo)電組件36與第二導(dǎo)電組件38是用以界定第一電容c1,以儲(chǔ)存電能。第一導(dǎo)電組件36是與第二導(dǎo)電組件38分隔開(kāi)距離d1,其是判定第一電容c1的因子。第一電容c1可以下列方程式(6)表示。
其中ε代表在第一導(dǎo)電組件36與第二導(dǎo)電組件38之間的材料的介電常數(shù),及a1代表第一導(dǎo)電組件36的表面a36的面積(及也代表第二導(dǎo)電組件38的表面a38的面積)。
再者,第一導(dǎo)電組件36與感測(cè)組件24是用以界定第二電容c2,以儲(chǔ)存電能。第一導(dǎo)電組件36是與感測(cè)組件24分隔開(kāi)距離d2,其是判定第二電容c2的因子。在一實(shí)施例中,距離d2是短于距離d1。如將進(jìn)一步討論者,鑒于在感測(cè)組件24與基板16之間的距離d3是固定,距離d1隨著距離d2降低而增加,進(jìn)而降低第一電容c1并因此增加觸碰靈敏度。
另外,第二導(dǎo)電組件38是耦合至參考接地gnd。因此,在第二導(dǎo)電組件38與基板16之間的電壓是理想上等于零。故,在第二導(dǎo)電組件38與基板16之間的空間是沒(méi)有任何電容。
另外,感測(cè)組件24與基板16是用以界定電容b1。感測(cè)組件24是與基板16分隔開(kāi)距離d3,其是判定電容b1的因子。
第一導(dǎo)電組件36與第二導(dǎo)電組件38是用以使基板16屏蔽于感測(cè)組件24,反之亦然。據(jù)此,電容b1可以下列方程式(7)表示。
其中a2代表感測(cè)組件24的表面a24的面積,用語(yǔ)(a2-a1)代表有效面積,其意指未被第一導(dǎo)電組件36或第二導(dǎo)電組件38屏蔽且因此暴露于基板16的表面a24的面積,且k是第一導(dǎo)電組件36的表面a36的面積對(duì)感測(cè)組件24的表面a24所具者的比。具有不大于一值的k代表感測(cè)組件24被第一導(dǎo)電組件36重疊或屏蔽的百分比。具體地,感測(cè)組件24是以重疊率k被第一導(dǎo)電組件36重疊。當(dāng)k小于1,感測(cè)組件24的表面a24的一部分是被屏蔽。當(dāng)k等于1,感測(cè)組件24是整個(gè)被第一導(dǎo)電組件36或第二導(dǎo)電組件38屏蔽。
基于方程式(6)及(7),電容b1可重排成下列方程式(8)。
在本實(shí)施例中,第一導(dǎo)電組件36是用以使感測(cè)組件24的一部分屏蔽于基板16,且感測(cè)組件24的未屏蔽部分是暴露于基板16。
當(dāng)開(kāi)關(guān)s3不被導(dǎo)通時(shí),開(kāi)關(guān)s1及s2是用以導(dǎo)通,且反之亦然。開(kāi)關(guān)s1、s2及s3的各者包括例如,場(chǎng)效晶體管(field-effecttransistor,fet)、或金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet)。
感測(cè)單元30的操作包括兩個(gè)階段。于第一階段,開(kāi)關(guān)s1被導(dǎo)通,且第一及第二電容器c1及c2是被電源電壓vdd充電,且相應(yīng)地儲(chǔ)存電能。于此同時(shí),由于開(kāi)關(guān)s3不被導(dǎo)通且開(kāi)關(guān)s2被導(dǎo)通,感測(cè)組件24是重新設(shè)定成參考電壓gnd。操作于第一階段的感測(cè)單元30的等效電路是繪示于圖3b中。
于第二階段,開(kāi)關(guān)s1及s2不被導(dǎo)通,而開(kāi)關(guān)s3是被導(dǎo)通。于第一階段,儲(chǔ)存在電容器c1與c2中的電能是分布于電容器c1、b1及cf之間。由于開(kāi)關(guān)s3被導(dǎo)通,在感測(cè)組件24的電壓位準(zhǔn)是與在第一導(dǎo)電組件36所具者相同。操作于第二階段的感測(cè)單元30的等效電路是繪示于圖3c及3d中。
圖3b是操作于第一階段的例示性感測(cè)單元30的等效電路的電路圖。參考圖3b,當(dāng)?shù)谝患暗诙娙萜鱟1及c2被電源電壓vdd充電時(shí),儲(chǔ)存在第一及第二電容器c1及c2中的電荷可以下列方程式(9)及(10)表示。
qna(ph1)=vdd×(c1)+vdd×(c2)(9)
qnb(ph1)=-vdd×(c2)(10)
其中qna(ph1)代表于第1階段儲(chǔ)存在節(jié)點(diǎn)na側(cè)的第一及第二電容器c1及c2中的正電荷,及qnb(ph1)代表于第1階段儲(chǔ)存在節(jié)點(diǎn)na側(cè)的c2中的負(fù)電荷。
圖3c是在無(wú)觸碰電容cf下,操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元30的等效電路的電路圖。參考圖3c,因?yàn)橛诘诙A段中開(kāi)關(guān)s3的導(dǎo)通狀態(tài),在節(jié)點(diǎn)na的電壓位準(zhǔn)是與在節(jié)點(diǎn)nb所具者相同。結(jié)果,跨第二電容器c2的電壓是零,且因此電能不再儲(chǔ)存在第二電容器c2中。于第一階段,儲(chǔ)存在第一及第二電容器c1及c2中的電能是分布在于第一電容器c1與電容器b1之間,其見(jiàn)于下列方程式(11)。
qna(ph2)=vna(ph2)×(b1+c1)(11)
其中qna(ph2)代表于第2階段儲(chǔ)存在第一電容器c1及電容器b1中的電荷,以及vna(ph2)代表在無(wú)觸碰電容cf下,于第2階段在節(jié)點(diǎn)na的電壓位準(zhǔn)。
基于電荷守恒定律,得出下列方程式(12)。
qna(ph2)=qna(ph1)+qnb(ph1)(12)
基于方程式(9)、(10)、(11)及(12),于第2階段在節(jié)點(diǎn)n1的電壓位準(zhǔn)vna(ph2)可以下列方程式(13)表示。
圖3d是在觸碰電容cf發(fā)生時(shí),操作于第二階段的該例示性感測(cè)單元30的等效電路的電路圖。參考圖3d,儲(chǔ)存在第一及第二電容器c1及c2中的電能是分布在第一電容器c1、電容器b1、與觸碰電容器cf之間。由于與圖3c的說(shuō)明中提供的相似原因,有檢測(cè)到觸碰電容cf下,于第2階段在節(jié)點(diǎn)na的電壓位準(zhǔn)可以下列方程式(14)表示。
其中vna'代表有檢測(cè)到觸碰電容cf下,于第2階段二在節(jié)點(diǎn)n1的電壓位準(zhǔn)。
通過(guò)電壓位準(zhǔn)vna'減去電壓位準(zhǔn)vna是可判定觸碰靈敏度。在電壓位準(zhǔn)vna與電壓位準(zhǔn)vna'之間的差異(δv1)可以下列方程式(15)表示。
比較方程式(15)與和方程式(5),δv1至少因下面理由大于δv。首先,對(duì)界定在感測(cè)組件與基板之間的電容而言,方程式(5)中的csub大于方程式(15)中的b1。如先前所討論者,在圖3a的實(shí)施例中,感測(cè)組件24是被第一導(dǎo)電組件36及第二導(dǎo)電組件38屏蔽。因此,方程式(15)中的電容b1是低于方程式(5)中的電容csub。結(jié)果,圖3a實(shí)施例中所描述的差異(δv1)大于參考圖1b時(shí)所描述與繪示的差異(δv)。由于較大的差異導(dǎo)致較高的敏感度,觸碰事件可更容易被圖3a所顯示實(shí)施例的感測(cè)單元30檢測(cè)。
次而,對(duì)被電源電壓充電的電容而言,方程式(5)中的ca大于方程式(15)中的c1。一般來(lái)說(shuō),未積體在感測(cè)單元中的電容器ca的電容大于界定在集成電路中的電容c1所具者。再者,如先前所討論者,通過(guò)第一導(dǎo)電組件36及第二導(dǎo)電組件38在感測(cè)單元30的布局設(shè)計(jì)中的適當(dāng)配置,相對(duì)小或想要的第一電容c1可被實(shí)現(xiàn)。有了相對(duì)小的電容c1,圖3a實(shí)施例中所描述的差異(δv1)大于參考圖1b時(shí)所描述與繪示的差異(δv)。結(jié)果,觸碰事件可更容易被圖3a所顯示實(shí)施例的感測(cè)單元30檢測(cè)。
進(jìn)一步,通過(guò)將方程式(8)中的b1取代到方程式(15)中,差異(δv1)可進(jìn)一步以方程式(16)表示如下:
基于方程式(16),可發(fā)現(xiàn)差異(δv1)是隨k變動(dòng)。
圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例,感測(cè)裝置4的例示性感測(cè)單元40的示意圖。參考圖4,感測(cè)單元40是與參考圖3a時(shí)所描述與繪示的感測(cè)單元30相似,除了例如感測(cè)裝置40包括通過(guò)單一導(dǎo)電組件44形成的屏蔽裝置42。又者,導(dǎo)電組件44可置放在例如在基板16上方的金屬1(m1)層、或另一導(dǎo)電層中。為了例示說(shuō)明,僅一個(gè)感測(cè)單元40被顯示于圖4中。
設(shè)置在感測(cè)組件24與基板16之間的導(dǎo)電組件44是用以使基板16屏蔽于感測(cè)組件24,反之亦然。在一些實(shí)施例中,基板16是通過(guò)導(dǎo)電組件44完全屏蔽于感測(cè)組件24。在其它實(shí)施例中,導(dǎo)電組件44是用以屏蔽或遮蔽感測(cè)組件24的一部分。
再者,導(dǎo)電組件44與感測(cè)組件24是用以界定電容c4,以儲(chǔ)存電能。導(dǎo)電組件44是與感測(cè)組件24分隔開(kāi)距離d4,其是判定電容c4的因子。
導(dǎo)電組件44與基板16是用以界定電容c,以儲(chǔ)存電能。導(dǎo)電組件44是與基板16分隔開(kāi)距離d5,其是判定電容c5的因子。在一些實(shí)施例中,距離d5是長(zhǎng)于距離d4。在該例子中,如先前所討論者,電容c5是相對(duì)小,其促進(jìn)觸碰事件的檢測(cè)。與圖3a的實(shí)施例相比較,由于在本實(shí)施例中僅一個(gè)導(dǎo)電組件(亦即,導(dǎo)電組件44)出現(xiàn)在感測(cè)組件24與基板16之間,在感測(cè)組件24與基板16之間的距離d5可在布局設(shè)計(jì)上被調(diào)整成相對(duì)長(zhǎng)。結(jié)果,電容c5可是相對(duì)小。
基于圖3a的實(shí)施例的相似討論,在有檢測(cè)到觸碰電容cf下感測(cè)組件44的電壓位準(zhǔn)與沒(méi)有檢測(cè)到觸碰電容cf下感測(cè)組件44的電壓位準(zhǔn)之間的差異(δv2)可以下列方程式(17)表示。
比較方程式(17)與和方程式(15),鑒于導(dǎo)電組件44具有與第一導(dǎo)電組件36及第二導(dǎo)電組件38相同的大小,用以儲(chǔ)存電能的電容,方程式(15)中的c1及方程式(17)中的c5是不同。因?yàn)橄鄬?duì)為長(zhǎng)的距離d5,方程式(17)中的電容c5是較小,導(dǎo)致較高的敏感度。
雖然于語(yǔ)言上對(duì)標(biāo)的的特定結(jié)構(gòu)特征及/或方法學(xué)作動(dòng)加以描述,應(yīng)理解所附權(quán)利要求不是必需限制于上述特定特征或作動(dòng)所界定的標(biāo)的。反而是,上述特定特征或作動(dòng)作為是作為實(shí)施專利范圍的實(shí)例形式被公開(kāi)。
實(shí)施例的各種操作是于本文中提供。該等操作的一些或全部被描述的順序不應(yīng)被解釋成暗示這些操作是必需依賴順序。鑒于本說(shuō)明的權(quán)益,替代順序?qū)⒈焕斫?。進(jìn)一步,將了解非所有的操作是必需出現(xiàn)在本文中所提供的各實(shí)施例中。也將了解,在一些實(shí)施例中,非所有的操作是必需。
應(yīng)理解,例如為了簡(jiǎn)單與易于了解的目的,本文中描繪的層、特征、元件、等等是以相對(duì)于彼此的特定尺寸來(lái)說(shuō)明,諸如結(jié)構(gòu)尺寸或方位,且應(yīng)理解在一些實(shí)施例中,本文中描繪的層、特征、元件、等等的實(shí)際尺寸實(shí)質(zhì)上不同于本文中所繪示者。
雖然涉及一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案顯示并描述本公開(kāi),所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員基于閱讀及理解本說(shuō)明書與附圖將能想到等效替代以及修改。本公開(kāi)包括所有此等修改及替代且僅受下面權(quán)利要求所限制。尤其就上述組件(如元件、資源等等)所實(shí)施的不同功能而言,除非另行指明,用于描述此等組件的用語(yǔ)是意圖對(duì)應(yīng)實(shí)施所述組件的特定功能的任何組件(如,在功能上等效者),即便不是結(jié)構(gòu)上等效于所公開(kāi)結(jié)構(gòu)。另外,雖然本公開(kāi)的特別特征可能僅關(guān)于幾個(gè)實(shí)施方案中的一者公開(kāi),當(dāng)是想要者且有益于任何已知或特別的應(yīng)用時(shí),此等特征可與其他實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)其他特征組合。