相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求于2015年12月18日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)no.62/269,411的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用并入本文。

背景技術(shù)：

包括接觸傳感器設(shè)備(通常也稱為觸摸板或接近傳感器設(shè)備)以及指紋傳感器設(shè)備在內(nèi)的輸入設(shè)備被廣泛應(yīng)用于多種電子系統(tǒng)中。

接觸傳感器設(shè)備通常包括常常通過表面劃界的感測(cè)區(qū)，接觸傳感器設(shè)備在該感測(cè)區(qū)中確定一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)，通常其目的為允許用戶提供用戶輸入以與電子系統(tǒng)進(jìn)行交互。

指紋傳感器設(shè)備也通常包括感測(cè)區(qū)，指紋傳感器設(shè)備在該感測(cè)區(qū)中確定指紋或部分指紋的存在、位置、運(yùn)動(dòng)和/或特征，通常其目的涉及用戶的用戶認(rèn)證或識(shí)別。

接觸傳感器設(shè)備和指紋傳感器設(shè)備可以因此被用于為電子系統(tǒng)提供界面。例如，接觸傳感器設(shè)備和指紋傳感器設(shè)備常常被用作較大型計(jì)算系統(tǒng)的輸入設(shè)備(諸如集成在筆記本或桌上型計(jì)算機(jī)中的或者作為筆記本或桌上型計(jì)算機(jī)外設(shè)的不透明觸摸板和指紋閱讀器)。接觸傳感器設(shè)備和指紋傳感器還常常被用在較小型計(jì)算系統(tǒng)中(諸如集成在諸如智能電話和平板電腦的移動(dòng)設(shè)備中的觸摸屏)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在示例性實(shí)施方式中，一種用于電容感測(cè)的輸入設(shè)備包括：多個(gè)傳感器電極，所述多個(gè)傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器電極和多個(gè)接收器電極，其中所述多個(gè)發(fā)射器電極被配置為通過感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且所述多個(gè)接收器電極被配置為接收與相應(yīng)的被驅(qū)動(dòng)到所述多個(gè)發(fā)射器電極上的感測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的被檢測(cè)信號(hào)；多個(gè)發(fā)射器電極通孔，其中每個(gè)發(fā)射器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)發(fā)射器電極中的相應(yīng)的發(fā)射器電極；以及導(dǎo)電屏蔽，其被配置為減輕所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔對(duì)在所述多個(gè)接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)的影響，其中所述導(dǎo)電屏蔽包括：設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔上方的第一部分；和設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔外側(cè)的第二部分。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，一種用于電容感測(cè)的輸入設(shè)備包括：多個(gè)傳感器電極，所述多個(gè)傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器電極和多個(gè)接收器電極，其中所述多個(gè)發(fā)射器電極被配置為通過感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且所述多個(gè)接收器電極被配置為接收與相應(yīng)的被驅(qū)動(dòng)到所述多個(gè)發(fā)射器電極上的感測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的被檢測(cè)信號(hào)；設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第一側(cè)上的第一多個(gè)接收器電極通孔，其中所述第一多個(gè)接收器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第一子集；設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第二側(cè)上的第二多個(gè)接收器電極通孔，其中所述第二多個(gè)接收器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第二子集；設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第二側(cè)上的、對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第一子集的平衡金屬；以及設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第一側(cè)上的、對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第二子集的平衡金屬；其中對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第一子集的所述平衡金屬被配置為平衡在與所述多個(gè)接收器電極的第二側(cè)鄰近的多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)；并且其中對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第二子集的所述平衡金屬被配置為平衡在與所述多個(gè)接收器電極的第一側(cè)鄰近的多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)。

在還有另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，一種用于電容感測(cè)的輸入設(shè)備包括：多個(gè)傳感器電極，所述多個(gè)傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器電極和多個(gè)接收器電極，其中所述多個(gè)發(fā)射器電極被配置為通過感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且所述多個(gè)接收器電極被配置為接收與相應(yīng)的被驅(qū)動(dòng)到所述多個(gè)發(fā)射器電極上的感測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的被檢測(cè)信號(hào)；多個(gè)接收器電極通孔，其中所述多個(gè)接收器電極通孔中的每個(gè)接收器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極中的相應(yīng)的接收器電極；多個(gè)接收器電極階梯-通孔，其中所述多個(gè)接收器電極階梯-通孔中的每個(gè)接收器電極階梯-通孔被配置為將所述多個(gè)接收器電極中的接收器電極連接到所述輸入設(shè)備的較低水平；以及導(dǎo)電屏蔽，其被配置為減輕所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔對(duì)在所述多個(gè)接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)的影響，其中所述導(dǎo)電屏蔽包括：設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔上方的第一部分；和設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極通孔外側(cè)的第二部分。

附圖說明

圖1是示例性輸入設(shè)備和處理系統(tǒng)的框圖。

圖2a-2c是示例性電容傳感器的某些部件的示意圖。

圖3描繪了具有邊緣效應(yīng)的、指紋的示例性捕獲圖像。

圖4是具有導(dǎo)電屏蔽的示例性電容傳感器的組件的示意圖，該導(dǎo)電屏蔽具有設(shè)置在tx電極通孔上方的第一部分和設(shè)置在tx電極通孔外側(cè)的第二部分。

圖5描繪了指紋的示例性捕獲圖像，其中沿著頂部和底部邊緣的邊緣效應(yīng)被圖4所示的導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)減輕。

圖6a-6b是電容傳感器的部件的示意圖，該電容傳感器具有rx電極階梯-通孔和導(dǎo)電屏蔽，該導(dǎo)電屏蔽具有設(shè)置在rx電極通孔上方的第一部分和設(shè)置在rx電極通孔外側(cè)的第二部分。

圖7描繪了指紋的示例性捕獲圖像，其中沿著所有邊緣的邊緣效應(yīng)被圖4和圖6a-6b所示的結(jié)構(gòu)減輕。

圖8是示例性電容傳感器的部件的示意圖，該電容傳感器具有位于rx電極的一端的平衡金屬，其不與rx電極通孔連接。

圖9a-9b是電容傳感器的部件的示意圖，該電容傳感器具有圍繞感測(cè)區(qū)域的接地金屬環(huán)以及將接地金屬環(huán)連接到導(dǎo)電屏蔽的跡線。

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)描述實(shí)際上是示例性的而不旨在限定本公開或本公開的實(shí)施和應(yīng)用。另外，并不意圖受到在前述背景技術(shù)和附圖的簡(jiǎn)要描述或下面的詳細(xì)描述中呈現(xiàn)的任何明示或暗示的理論的約束。

回到附圖，并且如本文中更詳細(xì)描述的，本公開的實(shí)施方式提供了用于電容感測(cè)的方法和系統(tǒng)。除其他事項(xiàng)外，本公開描述了用于使用導(dǎo)電結(jié)構(gòu)來減輕電容傳感器圖像中的邊緣效應(yīng)的方法和系統(tǒng)。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)能夠減少或消除位于捕獲圖像的(一個(gè)或多個(gè))邊緣處的偽像的出現(xiàn)。

圖1是示例性輸入設(shè)備100和處理系統(tǒng)110的框圖。輸入設(shè)備100可以被配置為向電子系統(tǒng)(也稱為“電子設(shè)備”)提供輸入。電子系統(tǒng)的一些非限定性示例包括所有尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板電腦、電子書閱讀器、個(gè)人數(shù)字助理(pda)以及可穿戴計(jì)算機(jī)(例如智能手表和活動(dòng)追蹤器設(shè)備)。另外的示例性電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入設(shè)備，諸如包括輸入設(shè)備100和獨(dú)立的操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。另外的示例性電子系統(tǒng)包括外圍設(shè)備，諸如數(shù)據(jù)輸入設(shè)備(包括遙控裝置和鼠標(biāo))，和數(shù)據(jù)輸出設(shè)備(包括顯示屏和打印機(jī))。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭和視頻游戲機(jī)(例如視頻游戲控制臺(tái)、便攜式游戲設(shè)備等)。其他示例包括通信設(shè)備(包括蜂窩電話，諸如智能電話)和媒體設(shè)備(包括錄音機(jī)、編輯器和播放器，諸如電視、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字相機(jī))。另外，電子系統(tǒng)可以是輸入設(shè)備的主機(jī)或從機(jī)，并且電子系統(tǒng)可以包括在分布在電信網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)計(jì)算機(jī)。

輸入設(shè)備100可以實(shí)施為電子系統(tǒng)的物理部分，或可以與電子系統(tǒng)物理地分開。視情況而定，輸入設(shè)備100可以使用以下各項(xiàng)中的任何一個(gè)或多個(gè)來與電子系統(tǒng)的部分通信：總線，網(wǎng)絡(luò)及其他有線或無線互連。示例包括i2c、spi、ps/2、通用串行總線(usb)、藍(lán)牙、rf和irda。

如圖1所示，輸入設(shè)備100可以被配置為在感測(cè)區(qū)120中感測(cè)由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140提供的輸入。輸入對(duì)象140的非限定性示例包括手指、觸控筆，如圖1所示。通過示例的方式，輸入設(shè)備100可以實(shí)施為接近傳感器(諸如觸摸板、觸摸屏或其他接觸傳感器)，生物識(shí)別傳感器(諸如指紋傳感器)或其組合。

感測(cè)區(qū)120包括輸入設(shè)備100上方、周圍、之中和/或附近的任何空間，輸入設(shè)備100能夠在該空間中檢測(cè)輸入(例如通過一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140提供的用戶輸入)。特定感測(cè)區(qū)的尺寸、形狀和位置可以在輸入設(shè)備100的不同實(shí)施中廣泛地變化。在一些實(shí)施中，感測(cè)區(qū)120從輸入設(shè)備100的表面以一個(gè)或多個(gè)方向延伸進(jìn)入空間，直到信噪比阻止足夠準(zhǔn)確的對(duì)象檢測(cè)。通過示例的方式，該感測(cè)區(qū)120在特定方向上延伸的距離可以約為小于一毫米、幾毫米、幾厘米或更多，并且可以隨著所使用的感測(cè)技術(shù)的類型和期望的精度而顯著變化。另外，一些實(shí)施例感測(cè)下面這樣的輸入：其包括與輸入設(shè)備100的任何表面沒有接觸、輸入對(duì)象與輸入設(shè)備100的輸入表面(例如觸摸表面)的接觸、與某個(gè)量的施加力或壓力耦合的、輸入對(duì)象與輸入設(shè)備100的輸入表面的接觸或它們的任何組合。輸入表面可以通過設(shè)置在輸入設(shè)備的傳感器元件上方的覆蓋層來提供。通過示例的方式，該覆蓋層可以由傳感器元件位于其內(nèi)部的殼體的表面、由施加在傳感器元件之上的面板、由蓋在傳感器元件上方的透明顯示蓋板等提供。

輸入設(shè)備100包括用于檢測(cè)用戶輸入的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件。一些實(shí)施應(yīng)用感測(cè)元件的陣列或其他規(guī)則的或不規(guī)則的圖案來檢測(cè)輸入對(duì)象140。輸入設(shè)備100可以應(yīng)用傳感器部件和感測(cè)技術(shù)的不同組合來檢測(cè)感測(cè)區(qū)120內(nèi)的用戶輸入。

在輸入設(shè)備100的一些電容實(shí)施中，施加電壓或電流以產(chǎn)生電場(chǎng)。附近的輸入對(duì)象引起電場(chǎng)的變化，并且產(chǎn)生電容耦合的可檢測(cè)的變化，其可以被檢測(cè)為電壓、電流等的變化。

一些電容實(shí)施應(yīng)用電容感測(cè)元件的陣列或規(guī)則的或不規(guī)則的圖案來產(chǎn)生電場(chǎng)。在一些電容性實(shí)施中，獨(dú)立的感測(cè)元件可以被歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)施應(yīng)用電阻片，其可以是電阻性均勻的。

一些電容性實(shí)施應(yīng)用“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)方法，其基于傳感器電極與輸入對(duì)象之間的電容耦合的變化。在各種實(shí)施方式中，傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變傳感器電極附近的電場(chǎng)，由此改變被測(cè)的電容耦合。在一個(gè)實(shí)施中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極并且通過檢測(cè)傳感器電極與輸入對(duì)象之間的電容耦合來操作。在另一個(gè)實(shí)施中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過調(diào)制驅(qū)動(dòng)環(huán)或其他導(dǎo)電元件并且通過檢測(cè)結(jié)果得到的傳感器電極與輸入對(duì)象之間的電容耦合來操作，其中所述驅(qū)動(dòng)環(huán)或其他導(dǎo)電元件歐姆地或電容性地與輸入對(duì)象耦接。參考電壓可以是基本恒定的電壓或變化的電壓，并且在各種實(shí)施方式中，參考電壓可以是系統(tǒng)接地。

一些電容實(shí)施應(yīng)用“互電容”(或“跨越電容”)感測(cè)方法，其基于傳感器電極之間的電容耦合的變化。在各種實(shí)施方式中，傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變傳感器電極之間的電場(chǎng)，由此改變被測(cè)的電容耦合。在一個(gè)實(shí)施中，跨越電容感測(cè)方法通過檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器傳感器電極(也稱為“發(fā)射器電極”或“驅(qū)動(dòng)電極”)與一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極(也稱為“接收器電極”或“信號(hào)電極”)之間的電容耦合來操作。發(fā)射器傳感器電極可以相對(duì)于參考電壓被調(diào)制以發(fā)射發(fā)射器信號(hào)。接收器傳感器電極可以相對(duì)于參考電壓保持基本恒定以促進(jìn)對(duì)結(jié)果得到的信號(hào)的接收。參考電壓可以是基本恒定的電壓并且在各種實(shí)施方式中，參考電壓可以是系統(tǒng)接地。在一些實(shí)施方式中，發(fā)射器傳感器電極和接收器傳感器電極可以均被調(diào)制。發(fā)射器電極相對(duì)于接收器電極被調(diào)制以發(fā)射發(fā)射器信號(hào)并且促進(jìn)對(duì)結(jié)果得到的信號(hào)的接收。結(jié)果得到的信號(hào)可以包括與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)對(duì)應(yīng)的和/或與一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如其他電磁信號(hào))對(duì)應(yīng)的(一個(gè)或多個(gè))影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器或接收器，或可以被配置為既發(fā)射也接收。

一些實(shí)施被配置為提供跨越一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更高維度空間的圖像。輸入設(shè)備可以具有傳感器分辨率，該傳感器分辨率根據(jù)實(shí)施方式變化，取決于諸如所涉及的特定感測(cè)技術(shù)和/或感興趣區(qū)域的規(guī)模的因素。在一些實(shí)施方式中，傳感器分辨率由感測(cè)元件陣列的物理布置決定，其中較小的感測(cè)元件和/或較小的間距可以被用于限定更高的傳感器分辨率。

輸入設(shè)備100可以被實(shí)施為指紋傳感器，其具有足夠高以捕獲指紋的區(qū)別特征的傳感器分辨率。在一些實(shí)施中，指紋傳感器具有足以捕獲細(xì)節(jié)(包括脊末尾和分叉)、方向場(chǎng)(有時(shí)稱為“脊流”)和/或脊骨架的分辨率。這些有時(shí)被稱為1級(jí)或2級(jí)特征，并且在示例性實(shí)施方式中，至少250像素每英寸(ppi)的分辨率能夠可靠地捕獲這些特征。在一些實(shí)施中，指紋傳感器具有足以捕獲更高級(jí)別特征的分辨率，諸如汗孔或邊緣輪廓(即單個(gè)脊的邊緣的形狀)。這些有時(shí)被稱為3級(jí)特征，并且在示例性實(shí)施方式中，至少750像素每英寸(ppi)的分辨率能夠可靠地捕獲這些更高級(jí)別的特征。

在一些實(shí)施方式中，指紋傳感器被實(shí)施為放置傳感器(也稱為“區(qū)域”傳感器或“靜態(tài)”傳感器)或滑動(dòng)傳感器(也稱為“滑過式”傳感器或“滑擦式”傳感器)。在放置傳感器實(shí)施中，傳感器被配置為在用戶的手指被保持在感測(cè)區(qū)上方不動(dòng)時(shí)捕獲指紋輸入。通常，放置傳感器包括感測(cè)元件的二維陣列，其能夠在單個(gè)幀中捕獲指紋的期望區(qū)域。在滑動(dòng)傳感器實(shí)施中，傳感器被配置為基于用戶的手指與感測(cè)區(qū)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來捕獲指紋輸入。通常，滑動(dòng)傳感器包括感測(cè)元件的線性陣列或薄的二維陣列，其被配置為在用戶的手指從感測(cè)區(qū)上滑過時(shí)捕獲多個(gè)幀。所述多個(gè)幀可以接著被重建以形成與指紋輸入對(duì)應(yīng)的指紋圖像。在一些實(shí)施中，傳感器被配置為捕獲放置和滑動(dòng)輸入兩者。

在一些實(shí)施方式中，指紋傳感器被配置為在單個(gè)用戶輸入中捕獲比用戶指紋的全部區(qū)域少的區(qū)域(在本文中被稱為“部分”指紋傳感器)。通常，結(jié)果得到的由部分指紋傳感器捕獲的指紋的部分區(qū)域?qū)τ谙到y(tǒng)來說足以根據(jù)指紋的單個(gè)用戶輸入(例如單個(gè)手指放置或單個(gè)手指滑動(dòng))來執(zhí)行指紋匹配。用于部分放置傳感器的一些示例性成像區(qū)域包括100mm²或更小的成像區(qū)域。在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，部分放置傳感器具有范圍為20-50mm²的成像區(qū)域。在一些實(shí)施中，部分指紋傳感器具有與成像區(qū)域相同尺寸的輸入表面。

在圖1中，處理系統(tǒng)110被顯示為與輸入設(shè)備100通信。處理系統(tǒng)110被配置為操作輸入設(shè)備100的硬件以檢測(cè)感測(cè)區(qū)120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(ic)和/或其他電路部件的部分或全部。例如，用于互電容傳感器設(shè)備的處理系統(tǒng)可以包括發(fā)射器電路和/或接收器電路，其中所述發(fā)射器電路被配置為通過發(fā)射器傳感器電極發(fā)射信號(hào)，所述接收器電路被配置為通過接收器傳感器電極接收信號(hào)。另外，用于自電容傳感器設(shè)備的處理系統(tǒng)可以包括驅(qū)動(dòng)器電路和/或接收器電路，其中所述驅(qū)動(dòng)器電路被配置為將絕對(duì)電容信號(hào)驅(qū)動(dòng)到傳感器電極上，所述接收器電路被配置為通過那些傳感器電極接收信號(hào)。在另外一個(gè)實(shí)施方式中，用于組合互電容和自電容傳感器設(shè)備的處理系統(tǒng)可以包括上述互電容和自電容電路的任何組合。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110也包括電子可讀指令，諸如固件代碼、軟件代碼等等。在一些實(shí)施方式中，構(gòu)成處理系統(tǒng)110的部件被放置在一起，諸如在輸入設(shè)備100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件附近。在其他實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110的部件與接近輸入設(shè)備100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件的一個(gè)或多個(gè)部件以及其他地方的一個(gè)或多個(gè)部件物理地分開。例如，輸入設(shè)備100可以是與計(jì)算設(shè)備耦接的外圍設(shè)備，并且處理系統(tǒng)110可以包括軟件，其被配置為在計(jì)算設(shè)備的中央處理單元以及與中央處理單元分開的一個(gè)或多個(gè)ic(可能帶有關(guān)聯(lián)的固件)上運(yùn)行。作為另一個(gè)示例，輸入設(shè)備100可以被物理集成到移動(dòng)設(shè)備中，并且處理系統(tǒng)110可以包括電路和固件，其是移動(dòng)設(shè)備的主處理器的部分。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110專用于實(shí)施輸入設(shè)備100。在其他實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110還執(zhí)行其他功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動(dòng)觸覺致動(dòng)器等。

處理系統(tǒng)110可以被實(shí)施為一組模塊，其應(yīng)對(duì)處理系統(tǒng)110的不同功能。每個(gè)模塊可以包括作為處理系統(tǒng)110的部分的電路、固件、軟件或它們的結(jié)合。在各種實(shí)施方式中，可以使用不同的模塊結(jié)合。示例性模塊包括用于操作諸如傳感器電極和顯示屏的硬件的硬件操作模塊、用于處理諸如傳感器信號(hào)和位置信息的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊以及用于報(bào)告信息的報(bào)告模塊。另外的示例性模塊包括被配置為操作(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件以檢測(cè)輸入的傳感器操作模塊、被配置為識(shí)別諸如模式改變手勢(shì)的手勢(shì)的識(shí)別模塊以及用于改變操作模式的模式改變模塊。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，第一和第二模塊可以被包括在獨(dú)立的集成電路中。例如，第一模塊可以被至少部分地包括在第一集成電路內(nèi)，并且獨(dú)立的模塊可以被至少部分地包括在第二集成電路內(nèi)。另外，單個(gè)模塊的部分可以跨越多個(gè)集成電路。

在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110通過引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作來直接響應(yīng)于感測(cè)區(qū)120中的用戶輸入(或沒有用戶輸入)。示例性動(dòng)作包括改變操作模式以及諸如光標(biāo)運(yùn)動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航及其他功能的gui動(dòng)作。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110將關(guān)于輸入(或沒有輸入)的信息提供給電子系統(tǒng)的某個(gè)部分(例如提供給與處理系統(tǒng)110分開的電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，如果這樣的獨(dú)立中央處理系統(tǒng)存在)。在一些實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)的某個(gè)部分處理從處理系統(tǒng)110接收的信息以作用于用戶輸入，諸如促進(jìn)全部范圍的動(dòng)作，包括模式改變動(dòng)作和gui動(dòng)作。

例如，在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110操作輸入設(shè)備100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件以產(chǎn)生指示感測(cè)區(qū)120中的輸入(或沒有輸入)的電子信號(hào)。處理系統(tǒng)110可以在產(chǎn)生被提供給電子系統(tǒng)的信息的同時(shí)執(zhí)行對(duì)所述電子信號(hào)的任何適合量的處理。例如，處理系統(tǒng)110可以將從傳感器電極獲得的模擬電信號(hào)數(shù)字化。作為另一個(gè)示例，處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波或其他信號(hào)處理。作為還有另一個(gè)示例，處理系統(tǒng)110可以減去或以其他方式計(jì)及基線，從而使得該信息反映電信號(hào)與基線之間的差異。作為還有另外的示例，處理系統(tǒng)110可以確定位置信息、將輸入識(shí)別為命令、識(shí)別筆跡等。

本文所用的“位置信息”廣泛地包括絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度及其他類型的空間信息。示例性的“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/非接觸信息。示例性的“一維”位置信息包括沿著軸的位置。示例性的“二維”位置信息包括在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。示例性的“三維”位置信息包括在空間內(nèi)的瞬時(shí)或平均速度。另外的示例包括空間信息的其他表達(dá)。還可以確定和/或存儲(chǔ)關(guān)于一種或多種類型的位置信息的歷史數(shù)據(jù)，包括例如隨時(shí)間跟蹤位置、運(yùn)動(dòng)或瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施方式中，輸入設(shè)備100包括觸摸屏界面，并且感測(cè)區(qū)120覆蓋了顯示屏的至少部分有源區(qū)域。例如，輸入設(shè)備100可以包括與顯示屏重疊的基本透明的傳感器電極并且為關(guān)聯(lián)的電子系統(tǒng)提供觸摸屏界面。顯示屏可以是能夠向用戶顯示視覺界面的任何類型的動(dòng)態(tài)顯示，并且可以包括任何類型的發(fā)光二極管(led)、有機(jī)led(oled)、陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子體、電致發(fā)光(el)或其他顯示技術(shù)。輸入設(shè)備100和顯示屏可以共享物理元件。例如，一些實(shí)施方式可以將相同的電子部件中的一些應(yīng)用于顯示和感測(cè)。在各種實(shí)施方式中，顯示設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)顯示電極可以被配置為用于顯示器更新和輸入感測(cè)兩者。作為另一個(gè)示例，顯示屏可以部分或完全地由處理系統(tǒng)110操作。

應(yīng)該了解的是雖然上下文中關(guān)于完全功能的裝置描述了本公開的許多實(shí)施方式，但是本公開的某些機(jī)制可能能夠以多種形式被分布成程序產(chǎn)品(例如軟件)。例如，這些機(jī)制可以被實(shí)施和分布成可被電子處理器讀取的信息承載介質(zhì)(例如可被處理系統(tǒng)110讀取的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫信息承載介質(zhì))上的軟件程序。另外，本公開的實(shí)施方式同樣適用，而不管用于執(zhí)行所述分布的介質(zhì)的特定類型。非瞬態(tài)電子可讀介質(zhì)的示例包括各種盤、記憶棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊等。電子可讀介質(zhì)可以基于閃存、光、磁、全息或任何其他存儲(chǔ)技術(shù)。

圖2a-2c是示例性電容傳感器的某些部件的示意圖。圖2a-2c的電容傳感器包括多個(gè)傳感器電極，其按重疊網(wǎng)格布置以形成二維感測(cè)陣列。傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器(tx)電極201和在正交于tx電極201的方向上延伸的多個(gè)接收器(rx)電極202。有源感測(cè)區(qū)域被形成在與傳感器電極重疊的位置對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。傳感器電極中的每一個(gè)均在該傳感器的外圍部分處在有緣感測(cè)區(qū)域的邊緣附近使用導(dǎo)電連線被連線通過該傳感器的一個(gè)或多個(gè)內(nèi)層。如圖2a所示，連接到通孔(在該示意圖中延伸到頁面中)的通孔焊盤201p，202p在每個(gè)傳感器電極的端部被用于連線傳感器電極。該連線可以將傳感器電極圖案連接到傳感器電路，例如用于捕獲有源感測(cè)區(qū)域上方的輸入對(duì)象的圖像。將理解的是，雖然在該示例性實(shí)施方式中通孔和通孔焊盤被描繪為圓形，通孔和通孔焊盤的其他幾何構(gòu)造也可以被使用。

圖2a中顯示的傳感器圖案具有適于感測(cè)指紋或其他小的表面變化的幾何形狀。由于連線約束，在每個(gè)傳感器電極的端部處用于通孔焊盤和通孔的面積大于分隔相鄰傳感器電極的空間(例如tx和rx電極的行和列的間距)。因?yàn)檫@個(gè)，傳感器電極從相反端交替地連線。如圖2a所示，rx電極與通孔焊盤在左邊和右邊交替連線，并且類似地，tx電極與通孔焊盤在頂部和底部交替連線。由此，沿著圖2a所描繪的傳感器圖案中的給定邊緣，每隔一個(gè)電極具有帶有到(一個(gè)或多個(gè))內(nèi)層的通孔連線的通孔焊盤。

在如圖2a所示的傳感器圖案中，rx電極202在上層內(nèi)，所述上層在tx電極201所位于的層的上方。導(dǎo)電屏蔽203在與rx電極202相同的層內(nèi)位于tx電極201上方。

圖2b描繪了沿著如圖2a所示的a-a’線的截面，其對(duì)應(yīng)于不在通孔內(nèi)終止的tx電極201的端部，并且圖2c描繪了沿著如圖2a所示的b-b’線的截面，其對(duì)應(yīng)于在通孔內(nèi)終止的tx電極201的端部。如以上所討論的，rx電極202位于與導(dǎo)電屏蔽203相同的層內(nèi)，并且tx電極201位于下層內(nèi)。在傳感器電極上方是覆蓋層210，而在傳感器電極下方是介電層220。另外，如圖2c所示，對(duì)于連接到tx電極201的通孔焊盤201p，導(dǎo)電屏蔽203位于通孔焊盤201p上方，從而使得其至少屏蔽了電場(chǎng)線的從tx電極201的通孔焊盤和通孔延伸到rx電極202的一部分。然而，如圖2c所示，將存在起自對(duì)應(yīng)于tx電極201的通孔焊盤201p和/或通孔201v的附加電場(chǎng)線，所述附加電場(chǎng)線到達(dá)一個(gè)或多個(gè)rx電極202(特別是相對(duì)于在感測(cè)區(qū)邊緣附近的rx電極202)。

應(yīng)該了解的是圖2a-2c僅是示意圖，并且某些細(xì)節(jié)出于解釋的目的被省略。例如，位于介電層220內(nèi)或下方的部件的內(nèi)層細(xì)節(jié)在圖2b-2c中被省略。

在某些應(yīng)用中，傳感器電極可以通過顯著的厚度與用于輸入對(duì)象的輸入表面分開(例如在覆蓋層210的頂部)。例如，諸如覆蓋玻璃層、粘合層、顏色層或其他層的(一個(gè)或多個(gè))材料層將電容傳感器的電極與輸入表面分開，其可以具有50μm到300μm或者高達(dá)400μm或以上的厚度。在某些指紋傳感器中，當(dāng)覆蓋層的厚度為大約150μm或以上時(shí)，在由傳感器電極捕獲的圖像的邊緣處可能出現(xiàn)所謂的“邊緣效應(yīng)”。隨著覆蓋厚度的增加，由傳感器電極檢測(cè)到的信號(hào)變得越來越小(例如每100um為～10x的減少量)，這導(dǎo)致邊緣效應(yīng)變得越來越明顯。

圖3描繪了具有邊緣效應(yīng)的、指紋的示例性捕獲圖像。邊緣效應(yīng)可以在該圖像中被看到為沿著所有四個(gè)邊緣觀察到的黑/白條紋。圖3中的圖像對(duì)應(yīng)于具有厚度為210μm的覆蓋玻璃層和15μm厚的光學(xué)透明粘合劑層(oca)的傳感器堆疊。

這些邊緣效應(yīng)至少部分地由相鄰的tx電極之間以及相鄰的rx電極之間在邊緣處的差別引起。舉例來說如圖2a-2c所示的連線結(jié)構(gòu)在感測(cè)區(qū)的每個(gè)邊緣處僅針對(duì)每隔一個(gè)傳感器電極具有通孔，其使得偶數(shù)線之間的電場(chǎng)線與感測(cè)區(qū)的每個(gè)邊緣內(nèi)的奇數(shù)線之間的電場(chǎng)線不同，這導(dǎo)致電容器增量(dct)不同。在基于在rx電極處在tx電極被驅(qū)動(dòng)而沒有手指存在的同時(shí)接收的基線參考水平的電容傳感器中，相對(duì)于其中不存在通孔和通孔焊盤的邊緣像素，基線在其中存在通孔和通孔焊盤的邊緣像素處將包括更強(qiáng)的電場(chǎng)讀數(shù)(例如，當(dāng)手指不存在時(shí)，圖2b中的rx電極202比圖2c中的rx電極202檢測(cè)到更少的電場(chǎng))。因此，當(dāng)手指存在時(shí)，并且起自通孔和/或通孔焊盤的電場(chǎng)線被屏蔽時(shí)(例如在手指正屏蔽通過如圖2c所描繪的覆蓋層210的場(chǎng)線的情況下)，由手指導(dǎo)致的在存在通孔和通孔焊盤的邊緣像素處的電容變化顯著地大于由手指導(dǎo)致的在不存在通孔和通孔焊盤的邊緣像素處的電容變化。這引入了圖3中所看到的邊緣效應(yīng)，并且隨著輸入表面與傳感器電極之間的距離增加該效應(yīng)變得更顯著。

本公開的實(shí)施方式提供能夠減輕和/或消除這些邊緣效應(yīng)而同時(shí)保持最優(yōu)而言的大感測(cè)區(qū)域的各種結(jié)構(gòu)。這些實(shí)施方式進(jìn)一步能夠在不增加電容感測(cè)結(jié)構(gòu)的整體厚度的情況下實(shí)現(xiàn)邊緣效應(yīng)減輕和/或消除，這可能在例如其中期望保持最小厚度(例如用于移動(dòng)設(shè)備的電容性指紋傳感器)的應(yīng)用中是特別有價(jià)值的。另外，諸如在感測(cè)區(qū)的一個(gè)或多個(gè)邊緣處拋棄邊緣像素和/或增加偽電極的附加技術(shù)可以用于與本公開的這些實(shí)施方式結(jié)合以進(jìn)一步減輕和/或消除邊緣效應(yīng)。

在第一示例性實(shí)施方式中，用于電容感測(cè)的輸入設(shè)備包括：多個(gè)傳感器電極，所述多個(gè)傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器電極和多個(gè)接收器電極，其中所述多個(gè)發(fā)射器電極被配置為通過感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且所述多個(gè)接收器電極被配置為接收與相應(yīng)的被驅(qū)動(dòng)到所述多個(gè)發(fā)射器電極上的感測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；多個(gè)發(fā)射器電極通孔，其中每個(gè)發(fā)射器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)發(fā)射器電極中的相應(yīng)的發(fā)射器電極；以及導(dǎo)電屏蔽，其被配置為減輕所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔對(duì)在所述多個(gè)接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)的影響，其中所述導(dǎo)電屏蔽包括：設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔上方的第一部分；和設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔外側(cè)的第二部分。

圖4是該第一示例性實(shí)施方式的示例性實(shí)施的示意圖，其描繪了具有導(dǎo)電屏蔽的電容傳感器的部件，該導(dǎo)電屏蔽具有設(shè)置在tx電極通孔上方的第一部分和設(shè)置在tx電極通孔外側(cè)的第二部分的。與圖2c類似，電容傳感器包括連接到通孔焊盤201和通孔201v的tx電極201以及rx電極202。tx電極201和rx電極202被設(shè)置在覆蓋層210下方以及介電層220上方(位于介電層內(nèi)或下方的部件的內(nèi)層細(xì)節(jié)被省略)。電容傳感器進(jìn)一步包括導(dǎo)電屏蔽203，其具有設(shè)置在tx電極通孔201v和通孔焊盤201p上方的第一水平部分401。另外，根據(jù)該第一示例性實(shí)施方式，電容傳感器的導(dǎo)電屏蔽進(jìn)一步包括設(shè)置在tx電極通孔201v外側(cè)的第二垂直部分402。

將理解的是，第一部分401和第二部分402不需要如所描繪的那樣是水平的和垂直的，只要它們被設(shè)置在tx電極通孔的上方和外側(cè)以提供屏蔽，該屏蔽阻止諸如圖2c所示的那些的電場(chǎng)線到達(dá)邊緣rx電極。

在一個(gè)示例性實(shí)施中，第二部分402可以包括位于由多個(gè)傳感器電極形成的感測(cè)區(qū)域外側(cè)的導(dǎo)電壁。在另一個(gè)示例性實(shí)施中，第二部分402可以包括設(shè)置在多個(gè)發(fā)射器電極通孔外側(cè)的多個(gè)導(dǎo)電通孔。在另一個(gè)示例性實(shí)施中，第二部分402可以包括圍繞感測(cè)區(qū)域的金屬邊框(例如具有類似于濺射屏蔽的結(jié)構(gòu)，或具有用于感測(cè)區(qū)域的窗口的金屬片)。在另一個(gè)示例性實(shí)施中，第二部分402可以包括導(dǎo)電墨水。所述第二部分402由此可以例如通過電鍍、濺射、導(dǎo)電涂覆、涂刷(例如用導(dǎo)電涂料)和/或沿著電容傳感器的邊緣使用粘合劑或者通過在tx電極通孔外側(cè)形成通孔結(jié)構(gòu)的附加行來形成。用于形成第二部分402的其他結(jié)構(gòu)和技術(shù)也可以被使用。

屏蔽(其可以是導(dǎo)電壁、多個(gè)導(dǎo)電通孔、金屬邊框、導(dǎo)電墨水或涂料等)可以被設(shè)置為與位于傳感器襯底的外側(cè)邊緣上的tx電極通孔鄰近，或在位于傳感器襯底的外側(cè)邊緣附近的外圍部分處被設(shè)置在傳感器襯底內(nèi)。

在示例性實(shí)施中，第二部分402的水平厚度可以是100μm，但將理解的是，水平厚度可以基于所使用的結(jié)構(gòu)和處理技術(shù)的類型而變化(例如對(duì)于涂覆技術(shù)來說，水平厚度可以在數(shù)百納米的范圍內(nèi))。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，導(dǎo)電屏蔽203可以進(jìn)一步包第三部分403，其從第二部分402水平地延伸遠(yuǎn)離tx電極通孔201。在各種示例性實(shí)施中，該水平延伸的第三部分403可以被定位在通孔上方和/或通孔外側(cè)和/或鄰近第二部分402。將理解的是，第三部分403可以如以上關(guān)于第二部分402所討論的類似的方式形成和/或具有與如以上關(guān)于第二部分402所討論的類似的結(jié)構(gòu)(例如第三部分403可以是導(dǎo)電片、可以是連接到導(dǎo)電通孔的導(dǎo)電跡線、可以是金屬邊框的部分、可以是導(dǎo)電墨水，并且可以例如通過電鍍、濺射、導(dǎo)電涂覆、涂刷和/或使用粘合劑來形成)。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，導(dǎo)電屏蔽203可以被連接到參考電壓或系統(tǒng)接地。

如圖4所示的導(dǎo)電屏蔽203可以全部沿著如圖2a所示的電容傳感器設(shè)備的頂部和底部邊緣設(shè)置，以便減輕由沿著那些頂部和底部邊緣的交替的tx電極之間的差別引起的邊緣效應(yīng)。圖5描繪了指紋的示例性捕獲圖像，其中沿著頂部和底部邊緣的邊緣效應(yīng)通過如圖4所示的導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)被減輕。在該特定示例中，導(dǎo)電涂料沿著頂部和底部邊緣被施加以形成導(dǎo)電屏蔽的第二部分，該第二部分被設(shè)置在具有210μm的玻璃和30μm的粘合劑的覆蓋層的指紋傳感器的tx電極外側(cè)。如在與tx電極通孔位于其中的邊緣對(duì)應(yīng)的圖像的頂部和底部邊緣中可以看到的那樣，沿著這些頂部和底部邊緣的邊緣效應(yīng)被減輕或完全去除(參見圖3以進(jìn)行比較)。

如在圖5中可以看到的那樣，以上關(guān)于圖4所討論的結(jié)構(gòu)僅被應(yīng)用于頂部和底部邊緣(其中導(dǎo)電屏蔽203能夠被放置在tx電極通孔的上方和外側(cè))。然而，因?yàn)閞x電極在上層(參見例如圖2a-2c)，位于電容傳感器左側(cè)和右側(cè)邊緣的rx電極通孔和通孔焊盤達(dá)到電容傳感器的頂部，并且導(dǎo)電屏蔽(諸如圖4所示的導(dǎo)電屏蔽)不能在不增加電容傳感器的厚度的情況下被直接添加在rx電極通孔的上方和外側(cè)。

在第二示例性實(shí)施方式中，用于位于感測(cè)區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)邊緣的rx電極的連線被修改，以便包括用于將rx電極連接到rx電極通孔的階梯通孔，同時(shí)rx電極通孔達(dá)到電容傳感器的下層(例如與tx電極通孔所達(dá)到的相同的層)。這允許在左側(cè)和右側(cè)邊緣產(chǎn)生相對(duì)均勻的電場(chǎng)并且允許在交替的rx電極通孔上方和外側(cè)施加導(dǎo)電屏蔽。

例如，根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的用于電容感測(cè)的輸入設(shè)備可以包括：多個(gè)傳感器電極，所述多個(gè)傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器電極和多個(gè)接收器電極，其中所述多個(gè)發(fā)射器電極被配置為通過感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且所述多個(gè)接收器電極被配置為接收與相應(yīng)的被驅(qū)動(dòng)到多個(gè)發(fā)射器電極上的感測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的被檢測(cè)信號(hào)；多個(gè)接收器電極通孔，其中所述多個(gè)接收器電極通孔中的每個(gè)接收器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極中的相應(yīng)的接收器電極；多個(gè)接收器電極階梯-通孔，其中所述多個(gè)接收器電極階梯-通孔中的每個(gè)接收器電極階梯-通孔被配置為將所述多個(gè)接收器電極中的接收器電極連接到所述輸入設(shè)備的較低水平；以及導(dǎo)電屏蔽，其被配置為減輕所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔對(duì)在所述多個(gè)接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)的影響，其中所述導(dǎo)電屏蔽包括：設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔上方的第一部分；和設(shè)置在所述多個(gè)發(fā)射器電極通孔外側(cè)的第二部分。

圖6a-6b是該第二示例性實(shí)施方式的示例性實(shí)施的示意圖，其描繪了具有rx電極階梯-通孔202sv和導(dǎo)電屏蔽603的電容傳感器的部件，該導(dǎo)電屏蔽603具有設(shè)置在rx電極通孔202v上方的第一部分和設(shè)置在rx電極通孔202v外側(cè)的第二部分。通常，通孔尺寸(就直徑而言)與通孔延伸通過的材料的厚度對(duì)應(yīng)，其中較大的通孔直徑用于穿過較厚的層。在圖6a-6b所示的電容傳感器中，到上電極層(l1)(rx電極202位于其中)的通孔連線被分成獨(dú)立的階段。從下電極層(l2)(tx電極201位于其中)到電容傳感器的底部使用了較大尺寸的rx電極通孔202v(具有rx電極通孔焊盤202p)。從上電極層(l1)到下電極層(l2)使用了較小尺寸的rx電極階梯-通孔202sv(具有rx電極階梯-通孔焊盤202sp)。

如可以從圖6a-6b中看到的那樣，這允許導(dǎo)電屏蔽603被施加，該導(dǎo)電屏蔽603包括設(shè)置在rx電極通孔202v和通孔焊盤202p上方的第一部分611(水平)和設(shè)置在rx電極通孔202v外側(cè)的第二部分612(垂直)。另外，因?yàn)殡A梯-通孔202sv可以是相對(duì)小的(因?yàn)樗鼈儍H需要穿過從上電極層l1到下電極層l2的距離，這可以在1μm到10μm的范圍內(nèi))，可以使用與交替的rx電極202的導(dǎo)電圖案匹配的偽階梯-通孔202d，從而使得位于感測(cè)區(qū)域的左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣的未屏蔽部分是均勻的(即每個(gè)rx電極202在如圖6a所示的未屏蔽邊緣處具有相同尺寸的階梯-通孔(或者是階梯-通孔202sp或者是偽-通孔202d))。相應(yīng)地，每個(gè)rx電極202可以具有在一側(cè)將其連接到rx電極通孔202v的階梯-通孔202sv和在另一側(cè)上的偽階梯-通孔202d(其不在rx電極通孔內(nèi)終止)。

在另外的示例性實(shí)施方式中，導(dǎo)電屏蔽603可以進(jìn)一步包括第三部分613，其從第二部分612水平地延伸遠(yuǎn)離rx電極通孔202v。將理解的是，在其他示例性實(shí)施中，該水平延伸的第三部分613可以被定位在不同的高度和/或位置。

將理解的是，導(dǎo)電屏蔽603可以具有與如以上關(guān)于圖4所討論的導(dǎo)電屏蔽203類似的結(jié)構(gòu)(例如包括(一個(gè)或多個(gè))導(dǎo)電壁和(一個(gè)或多個(gè))導(dǎo)電片、包括導(dǎo)電通孔和跡線、形成為金屬框架或?qū)щ娔?，并且可以類似的方式形成(例如通過電鍍、濺射、導(dǎo)電涂覆、涂刷和/或使用粘合劑)。

在另外的示例性實(shí)施方式中，為了進(jìn)一步減輕或消除邊緣效應(yīng)，位于感測(cè)區(qū)域的邊緣的一個(gè)或多個(gè)tx電極(例如一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)tx電極201)可以用“偽”tx線或接地tx線201d代替，如圖6a-6b所示。

如圖6a-6b所描繪的階梯-通孔結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電屏蔽603可以全部沿著圖2a所示的電容傳感器設(shè)備的左側(cè)和右側(cè)邊緣施加，以便減輕由在沿著那些左側(cè)和右側(cè)邊緣的交替的rx電極之間的差別引起的邊緣效應(yīng)。圖7描述了指紋的示例性捕獲圖像，其中沿著所有邊緣的邊緣效應(yīng)由如圖4和圖6a-6b所示的結(jié)構(gòu)減輕，其中沿著頂部和底部邊緣的邊緣效應(yīng)由圖4所示的導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)減輕，而沿著左側(cè)和右側(cè)邊緣的邊緣效應(yīng)由如圖6a-6b所示的階梯-通孔結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電屏蔽結(jié)構(gòu)減輕。該特定示例對(duì)應(yīng)于具有覆蓋層的指紋傳感器，該覆蓋層具有250μm的玻璃和21μm的粘合劑，在該特定示例中可以看到沿著感測(cè)區(qū)域的所有四個(gè)邊緣的邊緣效應(yīng)被減輕或完全去除(參見圖3以進(jìn)行比較)。

在第二示例性實(shí)施方式的可替代示例性實(shí)施方式中，“偽”金屬或“平衡”金屬可以被用在rx電極的端部，其中不存在rx電極通孔。例如，根據(jù)該可替代示例性實(shí)施方式的用于電容感測(cè)的輸入設(shè)備可以包括：多個(gè)傳感器電極，所述多個(gè)傳感器電極包括多個(gè)發(fā)射器電極和多個(gè)接收器電極，其中所述多個(gè)發(fā)射器電極被配置為通過感測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且所述多個(gè)接收器電極被配置為接收與相應(yīng)的被驅(qū)動(dòng)到所述多個(gè)發(fā)射器電極上的感測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)；設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第一側(cè)上的第一多個(gè)接收器電極通孔，其中所述第一多個(gè)接收器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第一子集；設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第二側(cè)上的第二多個(gè)接收器電極通孔，其中所述第二多個(gè)接收器電極通孔對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第二子集；設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第二側(cè)上的、對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第一子集的平衡金屬；以及設(shè)置在所述多個(gè)接收器電極的第一側(cè)上的、對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第二子集平衡金屬；其中對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第一子集的所述平衡金屬被配置為平衡在與所述多個(gè)接收器電極的第二側(cè)鄰近的多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)；并且其中對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)接收器電極的第二子集的所述平衡金屬被配置為平衡在與所述多個(gè)接收器電極的第一側(cè)鄰近的多個(gè)接收器電極上接收的被檢測(cè)信號(hào)。

圖8是根據(jù)該可替代示例性實(shí)施方式的、在rx電極的不連接到rx電極通孔的端部具有平衡金屬的示例性電容傳感器的部件的示意圖。平衡金屬801可以或可以不類似于rx電極通孔(連接到rx電極通孔焊盤202p)那樣延伸到頁面中，平衡金屬801的形狀和尺寸基于rx電極通孔和rx電極通孔焊盤202p的尺寸被優(yōu)化，以在感測(cè)區(qū)域的與rx電極通孔所位于的位置鄰近的邊緣處沒有輸入物體的情況下提供均勻的電場(chǎng)(例如圖2a所示的感測(cè)區(qū)域的左側(cè)和右側(cè)邊緣)。平衡金屬801的形狀和尺寸的這種優(yōu)化可以基于使用rx電極通孔和rx電極通孔焊盤的尺寸和/或rx電極、rx電極通孔和/或rx電極通孔焊盤按其布置的圖案或構(gòu)造的模擬。每個(gè)rx電極202可以因此在一側(cè)被連接到rx電極通孔焊盤202p，并且在另一側(cè)連接到平衡金屬801。

在可替代第二示例性實(shí)施方式的還有另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，接地的金屬環(huán)圍繞由電容傳感器的tx和rx電極形成的感測(cè)區(qū)域被提供，連同將接地金屬環(huán)(即連接到參考電壓或系統(tǒng)接地的金屬環(huán))連接到導(dǎo)電屏蔽的多個(gè)跡線，以進(jìn)一步減輕可能的邊緣效應(yīng)。該接地金屬環(huán)可以與來自本文所討論的其他示例性實(shí)施例的特征結(jié)合來使用(諸如圖4所描繪的導(dǎo)電屏蔽、圖6a-6b所描繪的階梯-通孔和導(dǎo)電屏蔽和圖8所描繪的平衡金屬結(jié)構(gòu))。

圖9a-9b是電容傳感器的部件的示意圖，該電容傳感器具有圍繞感測(cè)區(qū)域的接地金屬環(huán)以及將接地金屬環(huán)連接到導(dǎo)電屏蔽903的跡線911。圖9a描繪了在tx電極901和“偽”tx電極或接地tx電極901d(其經(jīng)由跡線被連接到接地金屬環(huán)910)的平面內(nèi)的電容傳感器的水平截面。接地金屬環(huán)910被連接到導(dǎo)電屏蔽903(其可以具有類似于圖4和/或圖6a-6b所描繪的導(dǎo)電屏蔽的構(gòu)造)。

圖9b描繪了電容傳感器的垂直截面，其顯示了電容傳感器的示例性層l1-l4。每個(gè)層可以例如包括介電部分和金屬部分，其中rx電極形成于l1內(nèi)，tx電極形成于l2內(nèi)，傳感器核心和連線設(shè)置于l3內(nèi)(連同保護(hù)傳感器陣列免受安裝在傳感器封裝底部的傳感器小片影響的接地屏蔽)，并且附加連線和外部連接設(shè)置于l4內(nèi)。將理解的是，所描繪的層l1-l4僅是一個(gè)示例，并且在其他示例性實(shí)施方式中，電容傳感器可以包括具有傳感器部件的其他構(gòu)造的更多或更少的內(nèi)層。

在圖9a所描繪的示例中，接地金屬環(huán)910被設(shè)置在l2，圍繞感測(cè)區(qū)域并且位于具有tx電極的平面內(nèi)，其中跡線911從導(dǎo)電屏蔽903延伸到接地金屬環(huán)910(也參見圖9b)。附加跡線912被設(shè)置于l3和/或l4內(nèi)，其在l3和/或l4內(nèi)將導(dǎo)電屏蔽903連接到接地元件(諸如以上關(guān)于l3所提及的接地屏蔽)，以便為導(dǎo)電屏蔽903、接地金屬環(huán)910和/或tx電極901d提供接地。

如圖9a所示，可以在l2內(nèi)設(shè)置多個(gè)冗余跡線911，以確保實(shí)現(xiàn)接地金屬環(huán)910與接地導(dǎo)電屏蔽903之間的連接。類似地，可以在l3和/或l4內(nèi)設(shè)置多個(gè)冗余跡線912，其在l3和/或l4內(nèi)將接地導(dǎo)電屏蔽903連接到接地平面。

通過如圖9a-9b所示的那樣使用跡線將導(dǎo)電屏蔽903連接到參考電壓或系統(tǒng)接地并且圍繞感測(cè)區(qū)域提供接地金屬環(huán)910，電容傳感器的部件被更好地保護(hù)以免受靜電放電(esd)影響。

雖然本文討論的示例性實(shí)施方式主要關(guān)于具有在相對(duì)側(cè)上交替連線的位于下電極層的tx電極和在相對(duì)側(cè)上交替連線的位于上電極層的rx電極的電容傳感器，將理解的是，本文討論的用于減輕邊緣效應(yīng)的結(jié)構(gòu)也可以關(guān)于具有其他傳感器電極構(gòu)造的電容傳感器來應(yīng)用。例如，本文討論的示例性實(shí)施方式也可以應(yīng)用于這樣的電容傳感器：其中tx電極和rx電極是反轉(zhuǎn)的，其中tx電極位于上層(更靠近輸入表面)而rx電極位于下層。在另一個(gè)示例中，本文討論的示例性實(shí)施方式也可以應(yīng)用于這樣的電容傳感器：其中tx電極和rx電極兩者都位于上層，其中tx連線實(shí)施在下電極層內(nèi)。在還有另一個(gè)示例中，本文討論的示例性實(shí)施方式也可以應(yīng)用于這樣的電容傳感器：不同于圖2a，其中在每一側(cè)的rx電極通孔均按相應(yīng)的列布置并且在每一側(cè)的tx電極通孔均按相應(yīng)的行布置，tx電極通孔和在每一側(cè)的rx電極通孔按交錯(cuò)構(gòu)造(staggeredconfiguration)布置，從而使得在感測(cè)區(qū)域的每一側(cè)上具有兩行或更多行的通孔。在還有另一個(gè)示例中，本文討論的示例性實(shí)施方式還可以應(yīng)用于這樣的電容傳感器：其中tx電極和rx電極按菱形圖案或某個(gè)其他圖案布置。因此，將理解的是，許多不同的圖案可以被用于實(shí)施根據(jù)本文討論的原理提供的具有邊緣效應(yīng)減輕的電容傳感器。

本文所引用的包括出版物、專利申請(qǐng)和專利在內(nèi)的所有參考文獻(xiàn)以與如下所述的相同程度通過引用并入本文：好像每個(gè)參考文獻(xiàn)均被單獨(dú)地和具體地指示為通過引用并入本文并且在本文中完整地被闡述。

在描述本發(fā)明的背景下對(duì)術(shù)語“一”和“一個(gè)”和“所述”和“至少一個(gè)”和類似指示詞的使用(特別是在以下權(quán)利要求的背景下)被構(gòu)想為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非本文中另有說明或與上下文明顯矛盾。使用術(shù)語“至少一個(gè)”并且隨后是一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)的列表(例如“a和b中的至少一個(gè)”)被構(gòu)想為表示從所列出的項(xiàng)(a或b)中所選擇的一個(gè)或所列出的項(xiàng)(a和b)中的兩個(gè)或更多個(gè)的任何組合，除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾。術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”和“含有”被構(gòu)想為是開放式術(shù)語(即表示“包括但不限于”)，除非另有說明。除非在本文中另有說明，否則本文中的數(shù)值范圍的列舉僅旨在用作單獨(dú)提及落在該范圍內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立值的速記方法，并且每個(gè)獨(dú)立值被并入本說明書中，好像其在本文中被單獨(dú)引用一樣。

本文所述的所有方法可以任何適合的順序?qū)嵤?，除非本文另有說明或以其他方式與上下文明顯矛盾。任何和所有示例的使用或本文提供的示例性語言(如“諸如”)旨在僅為更好地闡明本發(fā)明并且不是對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，除非另外申明。說明書中的語言不應(yīng)被構(gòu)想為指示任何未要求保護(hù)的元件對(duì)于實(shí)施本發(fā)明是必要的。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在本文中描述，包括發(fā)明人已知的用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。那些優(yōu)選的實(shí)施方式的變型對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說在閱讀前述說明的前提下將變得顯而易見。本發(fā)明人期望本領(lǐng)域技術(shù)人員視情況而定地采用這樣的變型，并且發(fā)明人意圖以不同于本文所指定的方式實(shí)施本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括在適用法律允許的情況下所附權(quán)利要求中列舉的主題的所有修改和等同。而且，上述元素的任何結(jié)合以其所有可能的變型均被包含在本發(fā)明中，除非本文另有說明或者與上下文明顯矛盾。