電容式感測(cè)陣列中的準(zhǔn)確度的改進(jìn)相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求于2011年9月23日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)No.13/241,514的優(yōu)先權(quán)，通過(guò)引用將其并入本申請(qǐng)中。技術(shù)領(lǐng)域本公開(kāi)涉及用戶接口設(shè)備領(lǐng)域，并且更加具體地涉及電容式感測(cè)設(shè)備。

背景技術(shù)：
電容式感測(cè)設(shè)備可以用來(lái)替換機(jī)械按鈕、旋鈕以及其他類(lèi)似的機(jī)械用戶接口控制裝置。在現(xiàn)今的工業(yè)和消費(fèi)市場(chǎng)中，使用電容式感測(cè)陣列的觸摸感測(cè)設(shè)備無(wú)處不在?？梢栽诜涓C電話、GPS設(shè)備、照相機(jī)、計(jì)算機(jī)屏幕、MP3播放器、數(shù)字平板設(shè)備等中找到它們。制造成本是這些觸摸感測(cè)設(shè)備的主要關(guān)注點(diǎn)。存在所述觸摸感測(cè)設(shè)備的功能和它們的成本之間的固定折衷。主要的成本因數(shù)之一是將所述電容式感測(cè)元件組裝到所述觸摸感測(cè)設(shè)備中所需要的銦錫氧化物(ITO)層的數(shù)目。所述成本和功能兩者都與ITO層的數(shù)目成比例。在單層ITO堆積上支持盡可能多的功能將是理想的。然而，單層ITO應(yīng)用的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是準(zhǔn)確度。觸摸面板應(yīng)用中的準(zhǔn)確度被定義為物理觸摸的位置和由所述觸摸系統(tǒng)所感測(cè)到的位置之間的誤差。所感測(cè)或所計(jì)算出的位置基于整體信號(hào)幅度和分布(profile)。單指觸摸將生成相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)上的信號(hào)，該信號(hào)被稱(chēng)為信號(hào)分布。信號(hào)降級(jí)或變形的信號(hào)分布趨于造成觸摸識(shí)別中的準(zhǔn)確度問(wèn)題。圖1例示了包括電容式感測(cè)陣列100的單個(gè)ITO層的常規(guī)圖案化設(shè)計(jì)。所述電容式感測(cè)陣列100包括多個(gè)感測(cè)元件行101，比如所述電容式感測(cè)陣列100上的每行101被相互交錯(cuò)到子手指的一對(duì)第一組感測(cè)元件102和第二組感測(cè)元件104覆蓋。比如手指之類(lèi)的傳導(dǎo)性物體落在所述電容式感測(cè)陣列100上，并且在同一行的第一組感測(cè)元件102和第二組感測(cè)元件104上生成信號(hào)。由于手指通常將對(duì)大約三個(gè)或更多個(gè)相鄰感測(cè)元件行起作用，所以可以容易地獲得信號(hào)分布，并且可以利用合理的準(zhǔn)確度生成質(zhì)心(centroid)。然而，具有所述第一組感測(cè)元件102和第二組感測(cè)元件104的行101之間的沿著垂直軸的區(qū)域被稱(chēng)為死區(qū)區(qū)域，如圖1中所例示。本申請(qǐng)中定義的死區(qū)是所述感測(cè)元件對(duì)之間的沿著垂直軸的用于接收信號(hào)的區(qū)域，該信號(hào)的一部分來(lái)自一對(duì)中的感測(cè)元件以及一部分來(lái)自另一對(duì)中的感測(cè)元件。然而，部分由每個(gè)對(duì)生成的該信號(hào)提供不一致且不足以進(jìn)行質(zhì)心確定的分裂信號(hào)。因此，在沒(méi)有完整的信號(hào)分布的情況下，由于從所述信號(hào)分布中獲取的數(shù)據(jù)是不平衡的，所以在所述質(zhì)心算法中，所述手指的質(zhì)心確定將肯定存在誤差，從而導(dǎo)致所述觸摸面板設(shè)備的ITO層中的每個(gè)感測(cè)元件行之間周期性地出現(xiàn)準(zhǔn)確度誤差。上述周期性誤差的圖形表示在圖4中例示。所述周期性誤差410基本上是正弦波形，對(duì)于圖1中的行101，它沿著y軸發(fā)生。所述周期性誤差410中的y軸上的零點(diǎn)值指示在所述行101的感測(cè)元件的中心處生成的信號(hào)。高于和低于所述y軸上的零點(diǎn)的值表示由相鄰行的感測(cè)元件生成的信號(hào)。這些值表示所述死區(qū)區(qū)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電容式感測(cè)陣列，所述陣列包括：第一組感測(cè)元件，包括多個(gè)子部分；以及第二組感測(cè)元件，包括多個(gè)子部分，其中所述第一組感測(cè)元件中的一個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分跨坐在所述第二組感測(cè)元件中的至少兩個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分中的至少一個(gè)子部分上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種電子系統(tǒng)，包括：電容式感測(cè)陣列，包括具有多個(gè)子部分的第一組感測(cè)元件和具有多個(gè)子部分的第二組感測(cè)元件，其中所述第一組感測(cè)元件中的一個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分跨坐在所述第二組感測(cè)元件中的至少兩個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分中的至少一個(gè)子部分上；以及與所述電容式感測(cè)陣列耦合的處理設(shè)備，所述處理設(shè)備被配置為檢測(cè)接近所述電容式感測(cè)陣列的傳導(dǎo)性物體。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種方法，包括：計(jì)算第一組感測(cè)元件上的觸摸位置的第一組坐標(biāo)值，其中，所述第一組感測(cè)元件包括多個(gè)子部分；以及計(jì)算第二組感測(cè)元件上的觸摸位置的第二組坐標(biāo)值，其中，所述第二組感測(cè)元件包括多個(gè)子部分，并且其中所述第一組感測(cè)元件中的一個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分跨坐在所述第二組感測(cè)元件中的至少兩個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分中的至少一個(gè)子部分上。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種方法，包括：測(cè)量第一組感測(cè)元件上的第一組互容值，其中，所述第一組感測(cè)元件包括多個(gè)子部分；以及測(cè)量第二組感測(cè)元件上的第二組互容值，其中，所述第二組感測(cè)元件包括多個(gè)子部分，并且其中所述第一組感測(cè)元件中的一個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分跨坐在所述第二組感測(cè)元件中的至少兩個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分中的至少一個(gè)子部分上。附圖說(shuō)明在附圖的圖形中非限制性地例示了本發(fā)明，在附圖中：圖1例示了具有已對(duì)準(zhǔn)的一組感測(cè)元件對(duì)的電容式感測(cè)陣列的常規(guī)設(shè)計(jì)。圖2例示了用于例示具有處理設(shè)備的電子系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖，該處理設(shè)備用于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有跨坐的感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列上檢測(cè)傳導(dǎo)性物體的存在性。圖3例示了具有跨坐的感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。圖4例示了根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電容式感測(cè)陣列的設(shè)計(jì)生成的信號(hào)的周期性準(zhǔn)確度誤差的比較的圖形表示。圖5例示了處理所述信號(hào)的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖6例示了具有跨坐的感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。圖7例示了具有跨坐的感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。圖8例示了處理所述信號(hào)的方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖9A到9C例示了所述電容式感測(cè)陣列的已組裝的層結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。具體實(shí)施方式描述了被配置為改進(jìn)檢測(cè)傳導(dǎo)性物體的存在性時(shí)的準(zhǔn)確度的電容式感測(cè)陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電容式感測(cè)陣列包括第一組感測(cè)元件以及第二組感測(cè)元件，所述第一組感測(cè)元件包括多個(gè)子部分，以及所述第二組感測(cè)元件包括多個(gè)子部分，從而使得所述第一組中的一個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分跨坐(straddle)在所述第二組中的至少兩個(gè)感測(cè)元件的多個(gè)子部分中的至少一個(gè)上。本發(fā)明中定義的跨坐是移動(dòng)一個(gè)感測(cè)元件的子部分并將該子部分與和該一個(gè)感測(cè)元件相鄰的至少兩個(gè)感測(cè)元件的子部分交錯(cuò)。本文中描述的實(shí)施例被配置為改進(jìn)所述電容式感測(cè)陣列的準(zhǔn)確度。如上所述，在觸摸面板應(yīng)用中，準(zhǔn)確度被定義為所述觸摸面板上或接近所述觸摸面板的傳導(dǎo)性物體的位置和所述觸摸面板所感測(cè)到的位置之間的誤差。所感測(cè)到或計(jì)算出的位置基于所述整體信號(hào)幅度以及由所述電容式感測(cè)電路檢測(cè)到的傳導(dǎo)性物體的存在性的分布。例如，單指觸摸生成相鄰感測(cè)元件上的信號(hào)，其產(chǎn)生信號(hào)分布。信號(hào)降級(jí)或變形的信號(hào)分布造成準(zhǔn)確度問(wèn)題，包括所述死區(qū)區(qū)域處的準(zhǔn)確度中的變化。如上所述，所述死區(qū)區(qū)域經(jīng)常被定義為所述感測(cè)元件對(duì)之間的沿著垂直軸的用于接收弱分裂信號(hào)的區(qū)域，該弱分裂信號(hào)的一部分來(lái)自一對(duì)中的感測(cè)元件以及一部分來(lái)自所述另一對(duì)中的感測(cè)元件。然而，部分由每個(gè)對(duì)生成的這個(gè)信號(hào)提供了分裂信號(hào)，該分裂信號(hào)不一致且不足以用于進(jìn)行所述傳導(dǎo)性物體的質(zhì)心確定。本文中描述的實(shí)施例去除所述死區(qū)區(qū)域，以便改進(jìn)所述準(zhǔn)確度。在下面的描述中，為了說(shuō)明，闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其他實(shí)例中，公知電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)沒(méi)有被詳細(xì)示出，而是被以方框圖示出，以便避免不必要地混淆對(duì)本描述的理解。所述說(shuō)明書(shū)中的對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的引用意味著結(jié)合所述實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。位于本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)地方的詞語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”并不一定指代相同的實(shí)施例。圖2是例示具有處理設(shè)備的電子系統(tǒng)200的一個(gè)實(shí)施例的方框圖，該處理設(shè)備用于在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220上檢測(cè)傳導(dǎo)性物體的存在性。電子系統(tǒng)200包括處理設(shè)備210、具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220、觸摸感測(cè)按鈕240、主處理器250、嵌入式控制器260以及非電容式感測(cè)元件270。所述處理設(shè)備210可以包括模擬和/或數(shù)字通用輸入/輸出(“GPIO”)端口207。GPIO端口207可以是可編程的。GPIO端口207可以耦合到可編程互連邏輯(“PIL”)，該P(yáng)IL充當(dāng)GPIO端口207和所述處理設(shè)備210的數(shù)字塊陣列(未示出)之間的互連。所述數(shù)字塊陣列可以被配置為在一個(gè)實(shí)施例中，使用可配置的用戶模塊(“UM”)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字邏輯電路(例如，DAC、數(shù)字濾波器或數(shù)字控制系統(tǒng))。所述數(shù)字塊陣列可以耦合到系統(tǒng)總線。處理設(shè)備210還可以包括存儲(chǔ)器，比如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)205和程序閃存204。RAM205可以是靜態(tài)RAM(“SRAM”)，以及程序閃存204可以是非易失性存儲(chǔ)設(shè)備，其可以用于存儲(chǔ)固件(例如，可由處理內(nèi)核202執(zhí)行的用于實(shí)現(xiàn)本文描述的操作的控制算法)。處理設(shè)備210還可以包括微控制器單元(“MCU”)203，該微控制器單元203耦合到存儲(chǔ)器和處理內(nèi)核202。所述處理設(shè)備210還可以包括模擬塊陣列(未示出)。所述模擬塊陣列還耦合到所述系統(tǒng)總線。模擬塊陣列還可以被配置為在一個(gè)實(shí)施例中，使用可配置的UM來(lái)實(shí)現(xiàn)各種模擬電路(例如，ADC或模擬濾波器)。所述模擬塊陣列還可以耦合到所述GPIO端口207。如圖所示，電容式傳感器201可以被集成到處理設(shè)備210中。電容式傳感器210可以包括模擬I/O，用于耦合到外部組件，比如具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220、觸摸感測(cè)按鈕240和/或其他設(shè)備。在下面更為詳細(xì)地描述電容式傳感器201和處理設(shè)備210。本文中描述的實(shí)施例可以用于任何電容式感測(cè)陣列應(yīng)用，例如，所述具有跨坐的感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220可以是觸摸屏、觸摸感測(cè)滑塊、或觸摸感測(cè)按鈕240(例如，電容式感測(cè)按鈕)。在一個(gè)實(shí)施例中，這些感測(cè)設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)電容式感測(cè)元件。本文中描述的操作可以包括但不限于，筆記本指示器操作、照明控制(調(diào)光器)、音量控制、圖形均衡控制、速度控制或要求逐步或分立調(diào)整的其他控制操作。還應(yīng)該注意的是，電容式感測(cè)實(shí)現(xiàn)的這些實(shí)施例可以結(jié)合非電容式感測(cè)元件270使用，包括但不限于，拾取按鈕(pickbutton)、滑塊(例如，顯示器亮度和對(duì)比度)、滾輪、多媒體控制(例如，音量、聲跡超前等)、書(shū)寫(xiě)識(shí)別和數(shù)字小鍵盤(pán)操作。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)200包括具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220，該電容式感測(cè)陣列經(jīng)由總線221耦合到處理設(shè)備210。在一個(gè)實(shí)施例中，所述具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220可以包括一維感測(cè)陣列，以及在另一實(shí)施例中，所述具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220可以包括二維感測(cè)陣列?；蛘撸鼍哂锌缱囊唤M感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220可以具有更多維度。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，所述具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220可以是滑塊、觸摸板、觸摸屏或其他感測(cè)設(shè)備。在另一實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)200包括經(jīng)由總線241耦合到處理設(shè)備210的觸摸感測(cè)按鈕240。觸摸感測(cè)按鈕240可以包括一維或多維感測(cè)陣列。所述一維或多維感測(cè)陣列可以包括多個(gè)感測(cè)元件。對(duì)于觸摸感測(cè)按鈕，所述感測(cè)元件可以耦合到一起，以檢測(cè)在所述感測(cè)設(shè)備的整個(gè)表面上方的傳導(dǎo)性物體存在性?；蛘?，所述觸摸感測(cè)按鈕240可以具有單個(gè)用于檢測(cè)所述傳導(dǎo)性物體存在性的感測(cè)元件。在一個(gè)實(shí)施例中，觸摸感測(cè)按鈕240可以包括電容式感測(cè)元件。電容式感測(cè)元件可以用作非接觸型感測(cè)元件。當(dāng)利用絕緣層保護(hù)時(shí)，這些感測(cè)元件能夠抵抗惡略環(huán)境。所述電子系統(tǒng)200可以包括所述具有跨坐的一組感測(cè)元件的電容式感測(cè)陣列220和/或觸摸感測(cè)按鈕240中的一個(gè)或多個(gè)的任意組合。在另一實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)200還可以包括經(jīng)由總線271耦合到所述處理設(shè)備210的非電容式感測(cè)元件270。所述非電容式感測(cè)元件270可以包括按鈕、發(fā)光二極管(“LED”)以及其他用戶接口設(shè)備，比如鼠標(biāo)、鍵盤(pán)或不需要電容感測(cè)的其他功能按鍵。在一個(gè)實(shí)施例中，總線271、241、231和221可以是單個(gè)總線?；蛘?，這些總線可以被配置為一個(gè)或多個(gè)不同總線的任意組合。處理設(shè)備210可以包括內(nèi)部振蕩器/時(shí)鐘206和通信塊(“COM”)208。所述振蕩器/時(shí)鐘塊206向處理設(shè)備210的組件中的一個(gè)或多個(gè)提供時(shí)鐘信號(hào)。通信塊208可以用于經(jīng)由主接口(“I/F”)線251，與比如主處理器250之類(lèi)的外部組件通信?；蛘?，處理設(shè)備210還可以耦合到嵌入式控制器260，以與比如主處理器250之類(lèi)的外部組件通信。在一個(gè)實(shí)施例中，所述處理設(shè)備210被配置為與所述嵌入式控制器260或主處理器250通信，以發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。處理設(shè)備210可以駐留在公共載體襯底上，比如集成電路(“IC”)管芯襯底、或多芯片模塊襯底等?；蛘?，處理設(shè)備210的組件可以是一個(gè)或多個(gè)不同的集成電路和/或分立組件。在一個(gè)示例實(shí)施例中，所述處理設(shè)備210是由位于加利福尼亞州圣何塞(SanJose)的Cypress半導(dǎo)體公司研發(fā)的可編程片上系統(tǒng)處理設(shè)備?；蛘?，處理設(shè)備210可以是本領(lǐng)域一般技術(shù)人員公知的一個(gè)或多個(gè)其他處理設(shè)備，比如微處理器或中央處理單元，控制器，專(zhuān)用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)，專(zhuān)用集成電路(“ASIC”)，或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(“FPGA”)等。還應(yīng)該注意的是，本文中描述的實(shí)施例不限于具有與主機(jī)耦合的處理設(shè)備的配置，而可以包括一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)測(cè)量所述感測(cè)設(shè)備上的電容，并且將所述原始數(shù)據(jù)發(fā)送給主計(jì)算機(jī)，在該主計(jì)算機(jī)中，利用應(yīng)用程序?qū)υ撛紨?shù)據(jù)進(jìn)行分析。實(shí)際上，由所述處理設(shè)備210完成的過(guò)程也可以在所述主機(jī)中完成。要注意的是，圖2中的處理設(shè)備210可以使用各種技術(shù)測(cè)量電容，比如自容(selfcapacitance)感測(cè)和互容(mutualcapacitance)感測(cè)。所述自容感測(cè)模式也被稱(chēng)為單電極感測(cè)模式，因?yàn)槊總€(gè)傳感器元件僅僅需要一條去往所述感測(cè)電路的連接布線。對(duì)于所述自容感測(cè)模式，因?yàn)樗鍪种赣|摸電容被增加到所述傳感器電容，所以觸摸所述傳感器元件增加了所述傳感器電容。所述互容變化在所述互容感測(cè)模式下被檢測(cè)。每個(gè)傳感器元件使用至少兩個(gè)電極：一個(gè)是發(fā)送(TX)電極(在本文中也稱(chēng)為發(fā)送電極)，以及另一個(gè)是接收(RX)電極。當(dāng)手指觸摸傳感器元件或接近所述傳感器元件時(shí)，因?yàn)樗鍪种笇㈦妶?chǎng)的一部分分流到大地(例如，底盤(pán)或地面)，所以所述傳感器元件的接收器和發(fā)射器之間的電容耦合減小。電容式傳感器201可以被集成到處理設(shè)備210的IC中，或者集成在不同的IC中。所述電容式傳感器201可以包括張弛振蕩器...