專利名稱：用于快速觸摸響應(yīng)的動態(tài)模式切換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏控制器的領(lǐng)域，且更具體來說涉及通過使用觸摸屏控制器的不同感測模式來減少響應(yīng)時間。
背景技術(shù)：
例如筆記本式計算機、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、信息站和移動手持機等計算裝置具有用戶接口裝置，也稱為人機接口裝置(HID)。變得越來越普遍的一種用戶接口裝置是觸摸傳感墊(通常也稱為觸摸墊)。一種基本的筆記本式計算機觸摸傳感墊模擬個人計算機(PC) 鼠標(biāo)的功能。觸摸傳感墊通常為了內(nèi)置便攜性而嵌入到PC筆記本計算機中。觸摸傳感墊通過使用兩個含有傳感器元件集合的界定軸來復(fù)制鼠標(biāo)的X/Y移動，所述傳感器元件檢測一個或一個以上導(dǎo)電對象(例如手指)的位置。可通過位于觸摸墊附近的兩個機械按鈕或通過在觸摸傳感墊本身上輕敲命令來復(fù)制鼠標(biāo)右/左按鈕的點擊。觸摸傳感墊提供用戶接口裝置，用于執(zhí)行例如在顯示器上定位指針或選擇項目等功能。這些觸摸傳感墊可包含用于檢測多軸移動的多維傳感器陣列。傳感器陣列可包含檢測單軸移動的一維傳感器陣列。 傳感器陣列也可為檢測兩軸移動的二維傳感器陣列。變得越來越普遍的另一用戶接口裝置是觸摸式屏幕。觸摸式屏幕(也稱為觸摸屏、觸摸窗口、觸摸面板或觸摸屏面板)是透明的顯示覆蓋板，所述顯示覆蓋板通常是壓敏性(電阻或壓電)、電敏性(電容)、聲敏性(表面聲波(surface acoustic wave, SAW))或光敏性(紅外線)的。所述覆蓋板的作用允許顯示器用作輸入裝置，從而移除作為用于與顯示器的內(nèi)含物相互作用的首要輸入裝置的鍵盤和/或鼠標(biāo)。所述顯示器可附接到計算機或作為終端附接到網(wǎng)絡(luò)。觸摸式屏幕在零售設(shè)置、銷售點系統(tǒng)、ATM、移動手持機、信息站、游戲控制臺以及其中有時使用手寫筆來操縱圖形用戶接口(graphical user interface，⑶I) 并輸入數(shù)據(jù)的PDA方面已變得常見。用戶可觸摸觸摸式屏幕或觸摸傳感墊以操縱數(shù)據(jù)。舉
例來說，用戶可通過使用手指觸摸觸摸式屏幕的表面來施加單個觸摸從而從菜單中選擇項目。


在附圖的圖式中，通過實例而非限制的方式圖解說明本發(fā)明。圖1是圖解說明處理觸摸傳感器數(shù)據(jù)的電子系統(tǒng)的實施例的框圖。圖2是圖解說明處理觸摸傳感器數(shù)據(jù)的電子系統(tǒng)的實施例的框圖。圖3A圖解說明根據(jù)實施例的觸摸屏控制器和傳感器陣列。圖;3B圖解說明根據(jù)實施例的觸摸屏控制器和傳感器陣列。
圖4圖解說明根據(jù)實施例的觸摸屏控制器和傳感器陣列。圖5是根據(jù)實施例的圖解說明用于在觸摸感測表面處檢測并定位導(dǎo)電對象的過程的流程圖。圖6是根據(jù)實施例的圖解說明用于在觸摸感測表面處檢測并定位導(dǎo)電對象的過程的流程圖。圖7是根據(jù)實施例的圖解說明用于在觸摸感測表面處檢測并定位導(dǎo)電對象的過程的流程圖。
具體實施例方式以下描述闡述大量具體細(xì)節(jié)(例如特定系統(tǒng)、組件、方法等的實例)，以便很好地理解本發(fā)明的幾個實施例。然而，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的至少一些實施例。在其它情況下，并不對眾所周知的組件或方法進行詳細(xì)描述，或以簡單框圖的格式表示，以免不必要地影響對本發(fā)明的理解。因此，所述具體細(xì)節(jié)僅僅是示范性的。特定實施方案可能與這些示范性細(xì)節(jié)不同，且仍考慮為在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。本文描述的是用于確定與觸摸感測表面接觸或接近的一個或一個以上導(dǎo)電對象的存在和位置的方法和設(shè)備。如本文所述，可在導(dǎo)電對象(例如手指)以物理方式觸摸觸摸感測表面時檢測到接觸，或者可由導(dǎo)電對象接近于觸摸感測表面而引起接觸。一種用于掃描觸摸感測表面(例如觸摸墊或觸摸屏)的方法涉及掃描或測量與觸摸感測表面中每一行或每一列傳感器元件相關(guān)聯(lián)的自電容的變化。因此，執(zhí)行對整個觸摸感測表面的掃描可包含進行與行元件數(shù)量加上列元件數(shù)量之和相等數(shù)量的測量?？墒褂没ル娙轀y量來執(zhí)行觸摸感測表面的全點感測，其中確定觸摸感測表面處的多個接觸的位置。由于互電容測量是在一對傳感器元件(例如行傳感器元件和列傳感器元件)之間進行，因此用于掃描整個觸摸感測表面的測量數(shù)量可等于行元件數(shù)量與列元件數(shù)量的乘積。與用于使用自電容測量來確定接觸位置的方法相比，用于全點檢測的互電容方法使用較多的測量且可能具有較慢的觸摸響應(yīng)。由于在使用自電容確定觸摸存在時執(zhí)行較少的測量，因此也可消耗與僅使用互電容測量相比較少的功率，因而有益于由電池供電電源操作的手持式或類似裝置。針對用戶體驗的一個關(guān)鍵措施或基準(zhǔn)是第一觸摸響應(yīng)時間。第一觸摸響應(yīng)時間是用戶例如通過將手指或其它對象放置在表面上而起始與觸摸感測表面的接觸時與向系統(tǒng)報告接觸的分辨位置時之間的時間。對于使用全點掃描的觸摸感測表面來說，第一觸摸響應(yīng)時間可延長到執(zhí)行對觸摸感測表面的全掃描的持續(xù)時間的多達(dá)兩倍。這一延長延遲的原因是正好在全面板掃描已開始后發(fā)生的接觸可能被在所述第一掃描周期的剩余部分期間進行的測量錯失。所述接觸不會在第一掃描后被報告，但會被整個觸摸感測表面的第二掃描檢測到并在第二掃描后報告給系統(tǒng)。觸摸感測系統(tǒng)的一個實施例可使得此第一觸摸響應(yīng)時間減少為觸摸感測表面的全掃描和處理的持續(xù)時間加上某個小的額外的持續(xù)時間。在一個實施例中，觸摸感測表面可以兩種不同的模式操作搜索模式和追蹤模式。以搜索模式操作時，可檢測觸摸感測表面處的至少一個接觸的存在。響應(yīng)于檢測到至少一個接觸的存在，操作模式切換為追蹤模式，其中可檢測觸摸感測表面處的至少一個接觸的存在和位置以及任何其它接觸的存在和位置并報告給系統(tǒng)。在一個實施例中，系統(tǒng)可在搜索模式下執(zhí)行自電容測量且在追蹤模式下執(zhí)行互電容測量。圖1圖解說明包含處理裝置110的電子系統(tǒng)100的一個實施例的框圖，所述處理裝置110可經(jīng)配置以使用搜索模式和追蹤模式進行操作。電子裝置100包含耦合到處理裝置110和主機150的觸摸感測表面116(例如，觸摸屏或觸摸墊)。在一個實施例中，觸摸感測表面116是使用傳感器陣列121來檢測表面116上的觸摸的二維用戶接口。在一個實施例中，傳感器陣列121包含設(shè)置為二維矩陣(也稱為XY矩陣)的傳感器元件121 (1)-121 (N)(其中N為正整數(shù))。傳感器陣列121經(jīng)由輸送多個信號的一個或一個以上模擬總線115耦合到處理裝置110的引腳113 (1)-113 (N)。在此實施例中，每一傳感器元件121 (1)-121 (N)均表示為電容器。傳感器陣列121中的每一傳感器的自電容均由處理裝置110中的電容傳感器101測量。在一個實施例中，電容傳感器101可包含張弛振蕩器或其它裝置以將電容轉(zhuǎn)換為測得值。電容傳感器101還可包含計數(shù)器或計時器以測量振蕩器輸出。電容傳感器101可進一步包含軟件組件以將計數(shù)值(例如電容值)轉(zhuǎn)換為傳感器元件檢測決策(也稱為切換檢測決策)或相對量值。應(yīng)注意，存在多種用于測量電容的已知方法，例如電流對電壓相移測量、電阻器-電容器充電計時、電容橋分壓器、電荷轉(zhuǎn)移、逐次近似計算法、Σ -Δ調(diào)制器、 電荷積聚電路、場效應(yīng)、互電容、頻移或其它電容測量算法。然而應(yīng)注意，電容傳感器101可能正在評估其它測量以確定用戶交互，而不是相對于閾值來評估原始計數(shù)。舉例來說，在具有Σ -Δ調(diào)制器的電容傳感器101中，電容傳感器101正在評估輸出的脈沖寬度比，而不是原始計數(shù)高于或低于某一閾值。在一個實施例中，處理裝置110進一步包含處理邏輯102。處理邏輯102的操作可以固件形式實施；或者，其可以硬件或軟件形式實施。處理邏輯102可從電容傳感器101 接收信號并確定傳感器陣列121的狀態(tài)，例如，是否在傳感器陣列121上或接近傳感器陣列 121檢測到對象(例如手指)(例如確定對象的存在)、在傳感器陣列上何處檢測到對象(例如確定對象的位置)、追蹤對象的運動或與觸摸傳感器處檢測到的對象相關(guān)的其它信息。在另一實施例中，處理裝置110可向主機150發(fā)送原始數(shù)據(jù)或經(jīng)部分處理的數(shù)據(jù)， 而不是執(zhí)行處理裝置110中的處理邏輯102的操作。主機150(如圖1中所說明)可包含執(zhí)行處理邏輯102的操作中的一些或所有操作的決策邏輯151。決策邏輯151的操作可以固件、硬件、軟件或其組合的形式實施。主機150可包含應(yīng)用程序152中的高級應(yīng)用程序編程接口(Application Programming hterface，API)，所述應(yīng)用程序152對所接收數(shù)據(jù)執(zhí)行例行程序，例如對敏感性差異的補償、其它補償算法、基線更新例行程序、啟動和/或初始化例行程序、內(nèi)插操作或縮放操作?？稍跊Q策邏輯151、應(yīng)用程序152中或以處理裝置110 外部的其它硬件、軟件和/或固件的形式實施相對于處理邏輯102描述的操作。在其它一些實施例中，處理裝置110是主機150。在另一實施例中，處理裝置110還可包含非感測動作塊103。此塊103可用以處理和/或從主機150接收數(shù)據(jù)以及向主機150發(fā)射數(shù)據(jù)。舉例來說，額外組件可經(jīng)實施以同處理裝置110與傳感器陣列121 —起操作(例如鍵盤、小鍵盤、鼠標(biāo)、跟蹤球、LED、顯示器或其它外圍裝置)。
處理裝置110可駐留在常用載體襯底上，例如(舉例來說)集成電路(integrated circuit, IC)裸片襯底或多芯片模塊襯底。或者，處理裝置110的組件可為一個或一個以上單獨的集成電路和/或離散組件。在一個實施例中，處理裝置110可為由加利福尼亞州圣何塞市賽普拉斯半導(dǎo)體公司開發(fā)的芯片上可編程系統(tǒng)(PSoCtm)處理裝置。或者，處理裝置 110可為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的一個或一個以上其它處理裝置，例如微處理器或中央處理單元、控制器、專用處理器、數(shù)字信號處理器(digital signal processor，DSP)、專用集成電路(application specific integrated circuit，ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(field programmable gate array, FPGA)或其它可編程裝置。在替代實施例中，舉例來說，處理裝置110可為具有多個處理器的網(wǎng)絡(luò)處理器，所述多個處理器包含一核心單元以及多個微引擎。另外，處理裝置110可包含通用處理裝置和專用處理裝置的任何組合。在一個實施例中，電子系統(tǒng)100在包含觸摸感測表面116作為用戶接口的裝置中實施，例如手持式電子設(shè)備、便攜式電話、蜂窩式電話、筆記本式計算機、個人計算機、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、信息站、鍵盤、電視機、遙控裝置、監(jiān)控器、手持式多媒體裝置、手持式視頻播放器、游戲裝置、家用或工業(yè)用具的控制面板或其它計算機外圍或輸入裝置?；蛘撸娮酉到y(tǒng)100可用于其它類型的裝置。應(yīng)注意，電子系統(tǒng)100的組件可包含上述所有組件?；蛘撸娮酉到y(tǒng)100可僅包含上述組件中的一些或包含本文未列舉的額外組件。圖2是圖解說明電容性觸摸傳感器陣列121和電容傳感器101的一個實施例的框圖，所述電容性觸摸傳感器陣列121和電容傳感器101可經(jīng)配置以使用搜索模式和追蹤模式進行操作。在一個實施例中，傳感器陣列220和電容傳感器201在例如電子系統(tǒng)100等系統(tǒng)中實施。傳感器陣列220包含NXM個電極(N個接收電極和M個發(fā)射電極)的矩陣225， 矩陣225進一步包含發(fā)射(TX)電極222和接收(RX)電極223。矩陣225中的電極中的每一者均經(jīng)由多路分用器212和多路復(fù)用器213與電容傳感器電路201連接。電容傳感器201包含多路復(fù)用器控制211、多路分用器212、多路復(fù)用器213、時鐘發(fā)生器214、信號發(fā)生器215、解調(diào)電路216以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)217。ADC 217進一步與觸摸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器218耦合。觸摸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器218輸出可由處理邏輯(例如處理邏輯102) 接收的信號。信號發(fā)生器215進一步耦合到多路復(fù)用器232和233。多路復(fù)用器232經(jīng)配置以使信號發(fā)生器215與Vtx或VRefhi選擇性地連接，而多路復(fù)用器233經(jīng)配置以使信號發(fā)生器 215與接地或Vkeflq連接。解調(diào)器電路216包含電流傳送器(CCII) 230，其電壓控制節(jié)點Yv 耦合到多路復(fù)用器231。多路復(fù)用器231可經(jīng)配置以使CCII 230與參考電壓VTX/2或可在 Veefhi與Vkefuj之間切換的節(jié)點245選擇性地連接。CCII電流控制節(jié)點&經(jīng)由RX信號227 進一步耦合到多路復(fù)用器213。CCII 230的輸出經(jīng)由解調(diào)開關(guān)243和244進一步耦合到積分電容器Cint 241和Cint 2420這些積分電容器可經(jīng)由開關(guān)246和247進一步連接到參考電壓VTX/2 (其中它們可為預(yù)置的)或用于測量的ADC 217的差動輸入。在一個實施例中，當(dāng)電容傳感器201經(jīng)配置以使用自電容感測方法進行操作時， 那么多路復(fù)用器231使CCII 230連接到節(jié)點M5，多路復(fù)用器232使信號發(fā)生器215連接到Vkefhi，且多路復(fù)用器233使信號發(fā)生器215連接到VKEFM。因此，來自信號發(fā)生器215的信號輸出可經(jīng)創(chuàng)建以復(fù)制由解調(diào)器塊216中的CCII生成的信號。當(dāng)施加到矩陣225中的未測量電極時，所述信號可充當(dāng)屏蔽信號并防止經(jīng)測量電極相對于相鄰未測量電極的非對稱耦合。在此配置中，電容傳感器可對傳感器陣列220中的傳感器元件(例如電極222或 223)執(zhí)行自電容測量。執(zhí)行傳感器元件的自電容測量可包含在Vkefhi與Vkefuj之間交替切換節(jié)點245并經(jīng)由多路復(fù)用器231向CCII 230施加節(jié)點245處的信號。向CCII 230的電壓控制節(jié)點Yv施加在Vkefhi與Vkefuj之間交替的此信號。在一個實施例中，CCII 230是帶有反饋回路的放大器，所述反饋回路驅(qū)動CCII 230的輸出以使得CCII 230的電流控制節(jié)點上存在的電壓與其電壓控制節(jié)點上的電壓相匹配。電流控制節(jié)點經(jīng)由多路復(fù)用器212和213 連接到正被感測的傳感器元件。在一個實施例中，多路復(fù)用器212和213可通過信號路徑246連接以使得CCII 230的電流控制節(jié)點&可連接到傳感器陣列220的行或列傳感器元件中的任一者。具體而言，CCII 230可經(jīng)連接以經(jīng)由多路復(fù)用器213測量任一行傳感器元件的自電容，或經(jīng)由多路復(fù)用器213、信號路徑246和多路復(fù)用器212測量任一列傳感器元件的自電容。在另一實施例中，多路復(fù)用器212和213也可通過信號路徑246連接以使得信號發(fā)生器215的屏蔽驅(qū)動輸出可連接到傳感器陣列220的行或列傳感器元件中的任一者。在傳感器元件連接到CCII 230的電流控制節(jié)點的情況下，CCII 230驅(qū)動傳感器元件以匹配CCII 230的電壓控制節(jié)點處的信號。因此，通過CCII 230對傳感器元件的自電容進行充電和放電，CCII 230驅(qū)動傳感器元件以匹配在Vkefhi與Vkefuj之間切換的節(jié)點245 處生成的信號。由于傳感器元件自電容的充放電循環(huán)，電荷可存在于CCII 230的一個或一個以上輸出處并在積分電容器241和242上積累。在一個實施例中，電容器241和M2以無重疊的方式交替連接到CCII 230的輸出，以使得在任何給定時間電容器241或242中僅一者連接到CCI 230。在一個實施例中，電容器241在循環(huán)的負(fù)部分期間(當(dāng)節(jié)點245連接到Vkeflq時)連接到CCI 230，且電容器242在循環(huán)的正部分期間(當(dāng)節(jié)點245連接到Vkefhi 時)連接到CCI 230。因此，電荷積累會導(dǎo)致電容器241和242處的電壓不同。在來自一個或一個以上循環(huán)的電荷積累后，可改變開關(guān)246和M7以使積分電容器連接到ADC 217的差動輸入。如此閉合時，可分別經(jīng)由開關(guān)246和對7向ADC 217提供電容器241和242上存在的電壓，且可在ADC 217的一對差動輸入處測量電壓差。測量后，開關(guān)246和247可使積分電容器Ml和242連接到參考電壓(例如VTX/2)以在下一積分操作之前使它們初始化。 在替代實施例中，初始化電壓可不是VTX/2。在替代實施例中，對于積分電容器241和242中的每一者來說，初始化電壓可不同。當(dāng)導(dǎo)電對象接近正為其測量自電容的傳感器元件時，電容器241和242處的電荷積累的速率由于傳感器元件的自電容改變而發(fā)生變化。在積累發(fā)生的持續(xù)時間保持不變的情況下，電容器241與242之間的電位差可由ADC 217測量且與傳感器元件的位置相關(guān)以確定導(dǎo)電對象的近似位置。根據(jù)此項技術(shù)，由ADC 217測量的電位差取決于導(dǎo)電對象是否靠近正被感測的傳感器元件而改變。在一個實施例中，可通過使用信號發(fā)生器215來減少耦合到正被測量的傳感器元件中的噪聲以及由于鄰近的未測量傳感器引起的測得信號中的不對稱。當(dāng)經(jīng)配置以執(zhí)行自電容測量時，多路復(fù)用器232使信號發(fā)生器215連接到Vkefhi，而多路復(fù)用器233使信號發(fā)生器215連接到VKEFHI。信號發(fā)生器215在Vkefhi與Vkeflq之間切換，與此同時節(jié)點245在Vkefhi 與乂皿 之間切換。因此，信號被復(fù)制，并施加到傳感器陣列220中的并未正被CCII 230感測的傳感器元件。來自信號發(fā)生器215的信號可經(jīng)由多路分用器212和/或信號路徑246 以及多路復(fù)用器213施加到傳感器元件。當(dāng)電容傳感器201經(jīng)配置以執(zhí)行傳感器陣列220中的傳感器元件的互電容測量時，多路復(fù)用器231使CCII 230的電壓控制節(jié)點連接到值為VTX/2的參考電壓。多路復(fù)用器 232和233可使信號發(fā)生器215分別連接到電壓Vtx和接地。對于互電容測量來說，信號發(fā)生器215將TX信號施加到傳感器元件中的一個或一個以上，且解調(diào)器216測量由施加有TX 信號的傳感器元件與RX信號被測量的傳感器元件之間的電容性耦合造成的RX信號227，如多路復(fù)用器213所選擇。電極矩陣225中的發(fā)射和接收電極可經(jīng)布置以使得發(fā)射電極中的每一者重疊并橫跨接收電極中的每一者以便形成相交，同時相互維持電化隔離。因此，每一發(fā)射電極均可以電容性方式與接收電極中的每一者耦合。舉例來說，發(fā)射電極222與接收電極223在發(fā)射電極222和接收電極223相交的點處以電容性方式耦合。時鐘發(fā)生器214向信號發(fā)生器215供應(yīng)時鐘信號，信號發(fā)生器215產(chǎn)生待供應(yīng)到觸摸傳感器220的一個或一個以上經(jīng)啟用發(fā)射電極的TX信號224。在一個實施例中，信號發(fā)生器215包含根據(jù)來自時鐘發(fā)生器214的時鐘信號操作的一組開關(guān)。開關(guān)可通過分別經(jīng)由多路復(fù)用器232和233使信號發(fā)生器215的輸出周期性地連接到Vtx和接地來生成TX信號224。在替代實施例中，Vtx和接地可更換為其它電壓值。信號發(fā)生器215的輸出與多路分用器212連接，多路分用器212允許TX信號2M 施加到觸摸傳感器220的M個發(fā)射電極中的任一者。在一個實施例中，多路復(fù)用器控制211 控制多路分用器212以使得TX信號224以受控順序施加到每一發(fā)射電極。多路分用器212 也可用于使替代信號接地、浮動或連接到當(dāng)前并未正施加TX信號224的其它發(fā)射電極。由于發(fā)射電極與接收電極之間的電容性耦合，施加到每一發(fā)射電極的TX信號2M 在接收電極中的每一者內(nèi)感應(yīng)出電流。例如，當(dāng)TX信號224經(jīng)由多路分用器212施加到發(fā)射電極222時，TX信號2M在矩陣225中的接收電極上感應(yīng)出RX信號227。接著，可通過使用多路復(fù)用器213來使N個接收電極中的每一者按順序連接到解調(diào)電路216來按順序測量接收電極中的每一者上的RX信號227?？赏ㄟ^使用多路分用器212和多路復(fù)用器213選擇TX電極與RX電極的每個可用組合來感測與TX電極與RX電極之間的每一相交相關(guān)聯(lián)的電容。為了改善性能，多路復(fù)用器 213還可經(jīng)分段以允許矩陣225中的接收電極中的一者以上被路由到額外的解調(diào)電路216。 在其中解調(diào)電路216的實例與接收電極存在一一對應(yīng)的關(guān)系的優(yōu)化配置中，系統(tǒng)中可能不會存在多路復(fù)用器213。當(dāng)對象(例如手指)接近電極矩陣225時，該對象導(dǎo)致電極中僅僅一些電極之間的互電容減少。舉例來說，如果手指靠近發(fā)射電極222與接收電極223的相交而放置，那么手指的存在將使得兩個電極222與223之間的互電容減少。因此，可通過識別互電容減少的一個或一個以上接收電極且識別在所述一個或一個以上接收電極上測得已減少的互電容時施加有TX信號224的發(fā)射電極來確定觸摸墊上手指的位置。通過確定與矩陣225中的電極的每一相交相關(guān)聯(lián)的互電容，可確定一個或一個以上接觸的位置。確定過程可為順序的、并行的，或者可更為頻繁地發(fā)生在共用電極處。在替代實施例中，在手指或?qū)щ妼ο髮?dǎo)致可以柵格或其它圖案布置的一個或一個以上電極處的電容增加的情況下，可使用用于檢測手指或?qū)щ妼ο蟮拇嬖诘钠渌椒?。舉例來說，靠近電容性傳感器的電極放置的手指可將額外的電容引入到接地，這增加電極與接地之間的總電容?？筛鶕?jù)檢測到電容增加的一個或一個以上電極的位置來確定手指的位置。相對于電容傳感器201，測量相交處的互電容包含使用解調(diào)電路216將感應(yīng)電流波形227轉(zhuǎn)換為電位差。當(dāng)經(jīng)配置以執(zhí)行互電容測量時，CCII 230的電壓控制節(jié)點可經(jīng)由多路復(fù)用器231連接到參考電壓VTX/2。在一個實施例中，CCII 230是帶有反饋回路的放大器，所述反饋回路驅(qū)動CCII 230的輸出以使得CCII 230的電流控制節(jié)點上存在的電壓與其電壓控制節(jié)點上的電壓相匹配。因此，CCII 230輸出電流以使得其電流控制節(jié)點維持接近VTX/2。因此，基于TX信號，電流交替流入和流出CCII 230的電流控制節(jié)點。CCII 230的輸出分別經(jīng)由開關(guān)243和244連接到積分電容器241和M2。在一個實施例中，開關(guān)243和 244以無重疊的方式操作以使得當(dāng)信號發(fā)生器215的輸出接地時連接電容器M1，以及當(dāng)信號發(fā)生器215的輸出處于Vtx時連接電容器M2。因此，電荷積累導(dǎo)致電容器241和242處的不同電壓，且電容器241與242之間的電壓差可在ADC 217的差動輸入處測得并轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼。數(shù)字代碼可通過觸摸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器218轉(zhuǎn)換為指示觸摸傳感器陣列121上的輸入的位置的觸摸坐標(biāo)。圖3A圖解說明連接到控制器330的傳感器陣列300。在一個實施例中，傳感器陣列300可對應(yīng)于電子系統(tǒng)100中的傳感器陣列121，而控制器330可對應(yīng)于處理裝置110。在一個實施例中，控制器330能夠既測量傳感器元件的自電容(傳感器元件與參考節(jié)點(例如接地)之間)，又測量傳感器元件之間的互電容。因此，控制器330可在自電容模式下使用以確定接近于具有傳感器陣列300的觸摸感測表面的接觸或?qū)щ妼ο蟮拇嬖?但不一定是位置)。控制器330可進一步經(jīng)配置以響應(yīng)于在搜索模式下使用自電容感測方法檢測接觸的存在而切換為互電容感測方法，從而在追蹤模式下執(zhí)行對傳感器陣列300 中的傳感器元件的相交的所有或一部分的掃描以分辨一個或一個以上接觸的實際位置。圖3A中所說明的傳感器陣列300具有10行傳感器元件310(1)-310(10)以及8 列傳感器元件320 (1)-320 (8)。在互電容模式下，控制器330可掃描行傳感器元件與列傳感器元件的每一相交。因此，控制器執(zhí)行80個感測操作(10行元件X8列元件)以掃描整個面板。假設(shè)每一感測操作花費200μ s，那么在互電容模式下對整個傳感器陣列300的掃描將花費至少16ms。在一個實施例中，控制器330最初在自電容模式下操作。可利用18個感測操作 (10行+8列)來實現(xiàn)自電容模式下對整個傳感器陣列300的掃描。假設(shè)每個感測操作花費類似的時間O00 μ s)，那么對整個傳感器陣列300的掃描將花費3. 6ms。如果掃描的目的是在不考慮接觸位置的情況下確定接觸的存在，那么這一時間可進一步減少。為在不考慮位置的情況下確定觸摸的存在，可對一組傳感器元件進行掃描，例如僅包含行元件或僅包含列元件的子組?；蛘?，經(jīng)掃描的子組可僅包含交替的行或列元件，或可僅包含能夠以可靠方式檢測接觸的足夠的傳感器元件?？墒褂脝蝹€感測通道執(zhí)行對此組傳感器元件的掃描。 在一個實施例中，感測通道包含能夠在給定時間執(zhí)行單個電容測量的硬件。假設(shè)每個感測操作花費類似的時間200 μ s，那么當(dāng)僅對垂直軸320(1)-320(8)的傳感器個別地測量時，所述掃描的持續(xù)時間可減少為僅僅1. 6ms。在一個實施例中，如果經(jīng)掃描傳感器元件中任一者的測得自電容超出閾值，那么自電容模式下的控制器330確定觸摸感測表面處存在接觸。在一個實施例中，經(jīng)由并行感應(yīng)的使用，自電容掃描時間可減少更多。舉例來說， 控制器330可包含八個并行操作的電容性感測通道，例如由加利福尼亞州圣何塞市賽普拉斯半導(dǎo)體公司制造的CY8CTMA300E中所見的那些通道。在并行感測的情況下，由于可同時感測列元件，因此可使用10個感測操作實現(xiàn)整個面板的電容性感測。這減少了掃描開銷時間并允許更多的時間用于計算密集型功能(例如觸摸位置分辨和手指追蹤)，以及用于睡眠操作以節(jié)約功率。在搜索模式下，控制器通過對傳感器陣列300的傳感器元件執(zhí)行自電容測量來掃描傳感器陣列300。在一個實施例中，控制器330掃描一組傳感器元件，例如傳感器陣列300 中的所有傳感器元件或所有傳感器元件的子組。舉例來說，在自電容模式下操作的控制器 330可掃描行傳感器元件310而不掃描列傳感器元件320?；蛘?，控制器可掃描列傳感器元件320而不掃描行傳感器元件310。又或者，控制器可交替掃描列傳感器元件320和行傳感器元件310。在一個實施例中，與掃描整個面板相比，自電容掃描可快得多地以循環(huán)方式重復(fù)運行。假設(shè)針對單個自電容測量的測量時間與針對互電容測量的測量時間類似，且用于閾值分析的計算時間比接觸位置的計算要簡單，那么最大第一觸摸延遲可大大減小。在一個實施例中，最大第一觸摸響應(yīng)延遲從全互電容掃描持續(xù)時間的大約兩倍變?yōu)槿珤呙璧某掷m(xù)時間加上一個自電容測量的持續(xù)時間。在一個實施例中，在觸摸感測表面上檢測到接觸時， 控制器330切換為追蹤模式下的操作，使用互電容方法掃描傳感器陣列300的傳感器元件以分辨接觸的位置。在一個實施例中，可在追蹤模式分辨掃描期間使用由先前自電容掃描提供的數(shù)據(jù)組合來定位觸摸感測表面處的一個或一個以上接觸。舉例來說，在追蹤模式下確定一個或一個以上接觸的位置可包含使用來自使用自電容感測方法執(zhí)行的搜索掃描的信息來識別可能的接觸位置，接著在追蹤模式下執(zhí)行分辨掃描以識別可能的接觸位置中的哪一者可為實際的接觸位置。在一個實施例中，分辨掃描包含對可能的接觸位置中每一者的互電容掃描。相對于圖3B，使用自電容方法對傳感器陣列300的完整掃描將包含針對傳感器元件的N行XM列矩陣的N+M個自電容測量。對于正將C個接觸施加到觸摸感測表面的情況來說，可使用自電容掃描來檢測最多C2個可能接觸位置?？墒褂梅直鎾呙鑼⒖赡芙佑|位置分辨為C個實際接觸位置。在一個實施例中，分辨掃描包含對在所有可能接觸位置351-354 處具有相交的每一對傳感器元件的互電容測量。在一個實施例中，根據(jù)此方法執(zhí)行追蹤模式掃描可大大減小互電容掃描時間。舉例來說，對于具有100行傳感器元件和100列傳感器元件的傳感器陣列來說，可使用最多 225個電容測量而不是10，000個電容測量來分辨五個同時接觸，如果使用互電容方法測量每個行與列相交，則可使用10，000個電容測量。圖;3B中所說明的傳感器陣列300包含水平感測元件310(1)-310(10)以及垂直感測元件320(1)-320(8)。在一個實施例中，觸摸感測系統(tǒng)通過按順序進行每一感測元件的測量來在自電容模式下執(zhí)行對傳感器陣列300的初始搜索掃描。舉例來說，搜索掃描可按順序測量感測元件310(1)-310(10)中的每一者處的電容，且接著按順序測量感測元件 320(1)-320(8)中的每一者處的電容?；蛘?，在使用額外感測通道的情況下，搜索掃描可并行測量感測元件中的兩個或兩個以上。在一個實施例中，所述掃描的結(jié)果可為針對水平(X) 軸的直方圖360以及針對垂直(Y)軸的類似直方圖340。X軸直方圖360表示垂直傳感器元件320 (1)-320 (8)處測得的電容。由于觸摸感測表面處的接觸影響這些測得電容，因此所述接觸沿X軸的位置可表示為X軸直方圖中的峰值。舉例來說，如果兩個接觸353和3M施加到觸摸感測表面，那么接觸353和接觸3M 的沿X軸的位置在直方圖360中分別表示為峰值361和362。類似地，Y軸直方圖340表示水平傳感器元件310 (1)-310 (10)處測得的電容。因此，接觸353和邪4沿Y軸的位置在Y 軸直方圖；340中分別表示為峰值342和341。在一個實施例中，當(dāng)僅僅單個接觸施加到觸摸感測表面時，由于每一直方圖的峰值指示手指接觸的行和列位置，因此系統(tǒng)可基于X和Y搜索掃描直方圖來確定單個接觸的位置。然而，當(dāng)存在多個接觸時，直方圖可指示大量的可能接觸位置。舉例來說，當(dāng)實際接觸353和3M施加到觸摸感測表面時，由此產(chǎn)生的峰值361、362、341和342指示額外的可能觸摸位置351和352。舉例來說，無論兩個接觸是在位置351和352處，還是在位置353和3M處，都可能產(chǎn)生相同的直方圖。當(dāng)添加額外的實際接觸時，可能接觸位置的數(shù)量也增加。對于N個實際接觸來說，由此產(chǎn)生的直方圖可指示多達(dá)N2個可能接觸位置。為確定接觸353和3M是來自可能接觸位置351、352、353和354中的實際接觸位置，系統(tǒng)可改變?yōu)榛ル娙莞袦y并執(zhí)行額外的分辨掃描。在一個實施例中，系統(tǒng)可執(zhí)行對對應(yīng)于在初始掃描期間檢測到的峰值中的一個或一個以上(例如峰值361、362、341或342)的水平和垂直傳感器元件的相交的分辨掃描。在執(zhí)行用于檢測多個觸摸的分辨掃描的電子系統(tǒng)的一個實施例中，系統(tǒng)通過使用自電容測量技術(shù)按順序或并行地執(zhí)行對所有行和列感測元件的搜索模式掃描而開始。接著，當(dāng)檢測到可能接觸位置時，系統(tǒng)執(zhí)行測量互電容的分辨掃描。在一個實施例中，如果在 X軸直方圖中檢測到多個峰值(例如峰值361和36 且在Y軸直方圖中檢測到多個峰值 (例如341和342)，則系統(tǒng)執(zhí)行分辨掃描。在一個實施例中，執(zhí)行分辨掃描可包含執(zhí)行對其中如從搜索掃描獲得的直方圖峰值指示可存在可能觸摸的X和Y傳感器元件的所有相交處的互電容測量。請注意，有必要掃描所有所述可能位置，這是因為直方圖340和360可能由a) 351和352、b) 353和354、 c)35U352 和 353、d) 351,352 和 354、e) 352,353 和 354、f)351、353 和 354 以及 351,352, 353和354的觸摸位置組合生成。因此，系統(tǒng)進行傳感器元件320( 與310 C3)之間的相交的第一互電容測量、傳感器元件320( 與310(8)之間的相交的第二互電容測量、傳感器元件320(7)與310(3)之間的相交的第三互掃描測量以及傳感器元件320 (7)與310 (8)之間的相交的第四互掃描測量。在一個實施例中，根據(jù)經(jīng)識別相交(例如320( 與310C3))的第一互電容測量測得的 ADC值在與針對所述同一相交的基線值相比時將低于針對所述相交的基線值。相對于如圖 3B中所示的示范性觸摸位置353和354，由于接觸是靠近傳感器元件320( 和310(3)的相交以及靠近元件320 (7)和310 (8)的相交而施加，因此這些傳感器元件320( 與310 (3) 之間以及320(7)與310(8)之間的互電容減小，而傳感器元件320( 與310(8)之間以及 320(7)與310 (3)之間的對應(yīng)互電容不減小。接著，系統(tǒng)可推斷出實際接觸位于位置353和 354處，而不是351和352處。在一個實施例中，根據(jù)分辨掃描中的每一者測得的ADC值可相互作比較以確定實際接觸的位置。或者，分辨掃描ADC值可與根據(jù)對相交的基線測量(當(dāng)相交處不存在接觸時進行)測得的ADC值相比較。接著，系統(tǒng)可基于此比較確定實際接觸位置。在一個實施例中，傳感器陣列可為對傳感器元件之間的互電容改變具有增強的敏感性而不是對每一傳感器元件的自電容具有增強的敏感性的電容性傳感器。電子系統(tǒng)(例如系統(tǒng)100)的一個實施例可包含具有N行和M列的觸摸傳感器陣列。所述電子系統(tǒng)可包含處理邏輯，例如經(jīng)配置以檢測觸摸感測表面處的多個接觸的處理邏輯102。舉例來說，用戶可將同一手的兩個手指放置到觸摸感測表面，且系統(tǒng)可檢測兩個手指的位置。參考圖3B，手指可在位置353和邪4處接觸感測表面，這會導(dǎo)致在X軸直方圖 360中產(chǎn)生峰值361和362且在Y軸直方圖340中產(chǎn)生峰值342和341。在一個實施例中，在執(zhí)行分辨掃描前，系統(tǒng)可評估來自直方圖的數(shù)據(jù)以消除可能不需要分辨掃描的特殊情況。舉例來說，如果存在兩個接觸在X或Y方向上對準(zhǔn)，那么分辨掃描可不執(zhí)行。在這種情況下，由于直方圖中的一者僅檢測針對接觸兩者的一個峰值，因此這兩個接觸僅產(chǎn)生兩個可能接觸位置。響應(yīng)于檢測到這種情況，系統(tǒng)可將所述兩個可能接觸位置確定為實際接觸位置。因此，當(dāng)在追蹤模式下操作時，控制器330可確定觸摸感測表面處的一個或一個以上接觸的可能位置。當(dāng)追蹤模式掃描隨后確定在觸摸感測表面處不再存在接觸時，控制器330可經(jīng)再配置以恢復(fù)為搜索模式，在這種模式下控制器330可使用自電容模式尋找接觸的存在。在一個實施例中，檢測到在觸摸感測表面處沒有接觸存在與切換到自電容搜索模式之間的延遲可為可配置的。在一個實施例中，在傳感器陣列300的完整追蹤模式掃描后 (在此期間沒有檢測到接觸)立即發(fā)生從互電容追蹤模式到自電容搜索模式的切換。在一個實施例中，在搜索掃描期間使用自電容方法掃描傳感器元件較少的軸以減少完成掃描的時間。舉例來說，控制器330可掃描八列傳感器元件320而不是十行傳感器元件310。在其中控制器330包含多個并行感測通道的一個實施例中，可同時進行針對正被掃描的傳感器元件中每一者的自電容測量。在一個實施例中，當(dāng)針對接觸存在的檢測執(zhí)行自電容測量時，傳感器陣列300中的傳感器元件可分組在一起以減少功率消耗。舉例來說，在傳感器陣列300中，可將列傳感器元件320連接在一起并使用單個感測通道來感測。通過將傳感器元件的群組連接在一起 (例如列元件320)，在搜索掃描期間的功率消耗可減小到單個感測通道的功率消耗。當(dāng)在搜索模式下確定觸摸感測表面處接觸的存在時，此方法可用以減少總功率消耗。在替代實施例中，當(dāng)針對自電容感測列元件320時，可利用共同屏蔽驅(qū)動信號驅(qū)動行元件310。在這種情況下，信噪比由于電荷不可經(jīng)由每一列中的所有相交耦合到與所述每一列相交的行而得到改善。因此，可能由觸摸感測表面處的接觸引起的耦合電荷的變化可增加。在一個實施例中，傳感器陣列300的傳感器元件310和320可劃分為大量區(qū)域。舉例來說，傳感器陣列300可劃分為兩個區(qū)域，各包含五個行傳感器元件的子組。接著，觸摸感測表面處接觸的存在可通過一對感測操作來確定，每個區(qū)域一個感測操作。在這種情況下，如果在搜索掃描期間在兩個區(qū)域中任一者處檢測到接觸，那么控制器330可經(jīng)再配置為追蹤模式以掃描整個傳感器陣列300以確定觸摸感測表面處的任何接觸的位置，或僅掃描其中檢測到一個或一個以上接觸的區(qū)域。在一個實施例中，區(qū)域可經(jīng)交錯以使得一個區(qū)域的傳感器元件與另一區(qū)域的傳感器元件交錯。舉例來說，第一區(qū)域可包含傳感器陣列300的奇數(shù)行310(1) ,310(3) ,310(5)、 310 (7)和 310 (9)，而第二區(qū)域可包含偶數(shù)行 310 (2)、310 (4)、310 (6)、310 (8)和 310 (10)。 在其中行間距足夠緊密的一個實施例中，通過對區(qū)域中至少一者的搜索掃描可檢測到接觸觸摸感測表面的手指或其它對象存在較高的可能性。在一個實施例中，搜索掃描可在單個區(qū)域上重復(fù)執(zhí)行，或者可在兩個或兩個以上區(qū)域之間交替。在一個實施例中，可翻轉(zhuǎn)傳感器陣列300矩陣。舉例來說，先前利用屏蔽信號驅(qū)動的行元件可經(jīng)配置以針對自電容進行測量，同時利用屏蔽信號驅(qū)動先前經(jīng)配置以測量自電容的列元件。圖4圖解說明與控制器330連接的傳感器陣列300，傳感器陣列300和控制器330 也如圖3A和;3B中所示。圖4還圖解說明行傳感器元件310 (7)和列傳感器元件320 (4)的相交處的接觸；340。在一個實施例中，控制器330執(zhí)行搜索掃描以識別接觸340的初始位置，基于接觸 340的初始位置識別作用中傳感器元件的子組，接著進入追蹤模式，其中控制器330使用互電容測量方法掃描作用中傳感器元件的子組以追蹤接觸340的移動。如圖4中所示，控制器可測量與包含行傳感器元件310 (6)、310 (7)和310(8)以及列傳感器元件320 ( 、320 (4) 和320 的作用中傳感器元件的子組相關(guān)聯(lián)的相交。舉例來說，控制器330可在搜索模式下使用自電容測量方法檢測接觸340的存在， 如之前所述。響應(yīng)于確定接觸340的存在，控制器330可轉(zhuǎn)變?yōu)樽粉櫮Ｊ健＝又?，控制?330可識別傳感器相交的子組，其中應(yīng)基于接觸340的初始位置測量互電容。在一個實施例中，可根據(jù)在搜索模式下時執(zhí)行的自電容掃描確定接觸340的初始行或列位置。在一個實施例中，控制器330可識別傳感器元件的作用中子組，其中在所述子組中傳感器元件中的每一者與接觸340的初始位置所在的傳感器元件鄰近。舉例來說，在圖 4所示傳感器元件的子組中，傳感器元件310 (6)、310 (7)、310 (8)、320 (3)、320 (4)和320 (5) 中的每一者位于接觸340下方或與位于接觸340下方的傳感器元件鄰近。在替代實施例中，傳感器元件的作用中子組可經(jīng)選擇以使得作用中子組中的每一傳感器元件與在針對接觸340的初始位置計算出的質(zhì)心位置的閾值半徑內(nèi)的另一傳感器元件相交。在一個實施例中，根據(jù)表明某些傳感器元件有可能受到接觸340的未來移動的影響的其它某種標(biāo)準(zhǔn)來確定作用中子組。在一個實施例中，控制器330通過執(zhí)行作用中子組中的作用中傳感器元件之間的相交的互電容測量，同時避免測量未作用傳感器元件之間的相交，來減少用于確定觸摸感測表面處的接觸位置的掃描時間。舉例來說，可使用測量作用中子組中的行與列傳感器元件之間的相交中的每一者的互電容方法來執(zhí)行追蹤掃描。
在不避免掃描未作用傳感器元件的實施例中，在傳感器陣列300中的傳感器元件的所有相交處進行測量，并用作計算接觸340的質(zhì)心位置的基礎(chǔ)。舉例來說，傳感器陣列 300包含18個傳感器元件十個行傳感器元件310和八個列傳感器元件320。因此，對傳感器陣列300中傳感器元件的每個相交的互電容掃描將包含8X 10或80個互電容測量。然而，假設(shè)控制器在18個傳感器中的六個傳感器的相交處執(zhí)行互電容測量以追蹤接觸340，那么通過避免對十二個未作用傳感器元件的相交的測量可增加分辨掃描的速度。通過掃描操作，此舉也可減少功率消耗。假設(shè)傳感器陣列300的六個傳感器元件 310 (6)、310 (7)、310 (8)、320 (3)、320 (4)和320 (5)在作用中子組中，那么互電容掃描包含9 個相交。與對傳感器元件的所有80個相交的全掃描相比，此舉花費顯著較少的時間。圖5是根據(jù)實施例的圖解說明用于檢測并定位觸摸感測表面處的至少一個接觸的過程的流程圖。接觸檢測和定位過程500可由控制器(例如圖3A、;3B和4中所說明的控制器330)執(zhí)行。接觸檢測和定位過程500在塊502處開始。在塊502處，控制器330執(zhí)行對觸摸感測表面的第一組傳感器元件的搜索掃描以確定觸摸感測表面處至少一個接觸的存在。在一個實施例中，當(dāng)控制器330在搜索模式下操作時執(zhí)行塊502的掃描。舉例來說，控制器330 可執(zhí)行傳感器陣列300的搜索掃描，如圖4中所示。搜索掃描可包含對一組傳感器元件的自電容測量，所述一組傳感器元件可包含傳感器陣列300的傳感器元件中的所有或子組。在一個實施例中，在經(jīng)掃描的子組中的傳感器元件中的每一者可為行傳感器元件310?；蛘撸?在經(jīng)掃描的子組中的傳感器元件中的每一者可為列傳感器元件320。過程500從塊502繼續(xù)到塊504處。在塊504處，控制器確定通過塊502處執(zhí)行的掃描是否檢測到觸摸感測表面處的接觸。如果塊502的掃描沒有檢測到接觸，那么過程500繼續(xù)返回到塊502，其中重復(fù)搜索掃描。因此，當(dāng)控制器330在搜索模式下操作時，塊502和504可重復(fù)進行直到檢測到接觸。 如果塊502的掃描檢測到至少一個接觸，那么過程在塊506處繼續(xù)。在塊506處，控制器330執(zhí)行對觸摸感測表面的第二組傳感器元件的追蹤掃描。在一個實施例中，在追蹤模式下操作時，控制器執(zhí)行追蹤掃描。在一個實施例中，追蹤掃描可包含針對傳感器陣列300的行元件310和列元件320的每一相交的互電容掃描。在替代實施例中，追蹤掃描包含基于接觸的最后已知位置來識別并掃描作用中傳感器元件的子組。 舉例來說，六個作用中傳感器元件310 (6)、310 (7)、310 (8)、320 (3)、320 (4)和320 (5)的子組可包含在針對位置340處的接觸的作用中子組中。在一個實施例中，追蹤掃描可包含對作用中子組中的傳感器元件的所有相交的互電容分辨掃描，以在根據(jù)搜索掃描確定的一組可能接觸位置中識別實際接觸位置。過程500從塊506繼續(xù)到塊508處。在塊508處，控制器330確定觸摸感測表面是否不再存在接觸。如果接觸在觸摸感測表面處仍存在且仍未丟失，那么過程500繼續(xù)返回到塊506，其中重復(fù)追蹤掃描。因此， 可重復(fù)追蹤掃描以連續(xù)地追蹤一個或一個以上接觸的位置直到接觸丟失。如果在塊508處接觸丟失，那么過程500繼續(xù)返回到塊502，其中控制器330轉(zhuǎn)變回搜索模式。圖6是根據(jù)實施例的圖解說明用于檢測并定位觸摸感測表面上的至少一個接觸的過程的流程圖。接觸檢測和定位過程600可由控制器(例如圖3A、;3B和4中所說明的控制器330)執(zhí)行。
接觸檢測和定位過程600在塊602處開始。在塊602處，控制器330執(zhí)行對觸摸感測表面的區(qū)域的搜索掃描以確定觸摸感測表面處至少一個接觸的存在。在一個實施例中， 當(dāng)控制器330以搜索模式操作時，執(zhí)行塊602的掃描。過程600從塊602繼續(xù)到塊604處。在塊604處，控制器確定通過塊602處執(zhí)行的掃描是否檢測到觸摸感測表面處的接觸。如果塊602的掃描沒有檢測到接觸，那么過程600繼續(xù)返回到塊602，其中在下一區(qū)域上重復(fù)搜索掃描。因此，當(dāng)控制器330在搜索模式下操作時，可重復(fù)塊602和604以按順序掃描每一區(qū)域直到檢測到接觸。舉例來說，如果傳感器陣列300劃分為兩個區(qū)域，則控制器330可交替掃描第一區(qū)域和第二區(qū)域。在一個實施例中，每一區(qū)域包含鄰接的傳感器元件?；蛘撸恳粎^(qū)域可包含與一個或一個以上其它區(qū)域的傳感器元件交錯的傳感器元件。如果塊602的掃描檢測到至少一個接觸，那么過程在塊606處繼續(xù)。在塊606處，控制器330執(zhí)行對觸摸感測表面的傳感器元件的第二子組的追蹤掃描。在一個實施例中，在追蹤模式下操作時，控制器執(zhí)行追蹤掃描。在一個實施例中，根據(jù)塊606的追蹤掃描可與根據(jù)塊506的追蹤掃描類似。過程600從塊606繼續(xù)到塊608處。在塊608處，控制器330確定觸摸感測表面上是否存在接觸。如果接觸在觸摸感測表面處仍存在且仍未丟失，那么過程600繼續(xù)返回到塊606，其中重復(fù)追蹤掃描。因此，可重復(fù)追蹤掃描以連續(xù)地追蹤一個或一個以上接觸的位置直到接觸丟失。如果在塊608處接觸丟失，那么過程600繼續(xù)返回到塊602，其中控制器330轉(zhuǎn)變回搜索模式。圖7是根據(jù)實施例的圖解說明用于檢測并定位觸摸感測表面處的至少一個接觸的過程的流程圖。接觸檢測和定位過程700可由控制器(例如圖3A、;3B和4中所說明的控制器330)執(zhí)行。接觸檢測和定位過程700在塊702處開始，其中控制器330在搜索模式下操作，執(zhí)行對交替的行的搜索掃描以確定觸摸感測表面處至少一個接觸的存在。在替代實施例中， 通過掃描傳感器陣列300中的傳感器元件的所有行、所有列、交替列或另一子組來執(zhí)行搜索掃描。在一個實施例中，控制器330針對將以可靠方式檢測到的接觸掃描最少數(shù)量的傳感器元件。過程700從塊702繼續(xù)到塊704處。在塊704處，控制器330確定是否在觸摸感測表面處檢測到至少一個接觸。如果在塊704處，在觸摸感測表面上不存在至少一個接觸，那么過程700繼續(xù)返回到塊702，其中重復(fù)搜索掃描。在一個實施例中，如果從塊704進入塊702，那么塊704中的操作也可經(jīng)修改以感測與先前經(jīng)過塊702時所測量元件不同的元件。因此，搜索掃描可重復(fù)進行直到檢測到接觸。如果在塊704處，在觸摸感測表面處檢測到接觸，那么過程700在塊706處繼續(xù)。在塊706處，控制器330執(zhí)行對交替的列的掃描以識別作用中列元件。在替代實施例中，通過掃描傳感器元件的不同子組(例如所有行、交替行或所有列)來執(zhí)行掃描。在一個實施例中，在塊706處掃描的傳感器元件可與塊702處掃描的傳感器元件的子組正交或互補。舉例來說，如果在塊702處掃描列元件，那么可在塊706處掃描行元件。過程700 從塊706繼續(xù)到塊708處。在塊708處，控制器330基于最后檢測到接觸的行來識別行傳感器元件的作用中子組。舉例來說，可能已根據(jù)塊702或706對最后檢測到接觸的行進行掃描。基于接觸的最后已知行位置，控制器330可確定作用中傳感器元件的子組在一個實施例中，與最后檢測到接觸的行鄰近的傳感器元件被選為作用中傳感器元件?；蛘?，作用中傳感器元件可為與在距最后已知接觸位置的閾值距離內(nèi)的其它傳感器元件相交的傳感器元件。在又一實施例中，作用中傳感器元件是最有可能受到接觸的未來移動的影響的傳感器元件。過程700 從塊708繼續(xù)到塊710處。在塊710處，控制器330基于最后檢測到接觸的列來識別列傳感器元件的作用中子組。在一個實施例中，與最后檢測到接觸的列鄰近的傳感器元件被選為作用中傳感器元件?；蛘撸饔弥袀鞲衅髟蔀榕c在距最后已知接觸位置的閾值距離內(nèi)的其它傳感器元件相交的傳感器元件。在又一實施例中，作用中傳感器元件是最有可能受到接觸的未來移動的影響的傳感器元件。過程700從塊710繼續(xù)到塊712處。在塊712處，控制器330掃描作用中傳感器元件的子組以確定接觸的經(jīng)更新位置。 在一個實施例中，掃描是對傳感器元件的作用中子組中的傳感器元件之間的每一相交的互電容掃描。過程700從塊712繼續(xù)到塊716處。在塊716處，控制器確定觸摸感測表面上是否仍存在接觸。如果觸摸感測表面上仍存在接觸，那么過程700繼續(xù)返回到塊708以使得控制器330保持為追蹤模式。如果在塊716處接觸丟失，那么過程700繼續(xù)返回到塊712，使得控制器330轉(zhuǎn)變回搜索模式。對于能夠檢測、定位并追蹤多個接觸的系統(tǒng)來說，觸摸感測表面處的許多接觸中的每一者都可與行和列元件的作用中子組相關(guān)聯(lián)，可掃描所述作用中子組以追蹤接觸的位置。本文描述的本發(fā)明的實施例包含各種操作。這些操作可由硬件組件、軟件、固件或其組合執(zhí)行。如本文中所使用，術(shù)語“耦合到”可意指經(jīng)由一個或一個以上介入組件直接或間接耦合。在本文所述各種總線上提供的信號中的任一者可與其它信號時分多路復(fù)用，且在一個或一個以上共用總線上提供。另外，電路組件或塊之間的互連可顯示為總線或單個信號線。總線中的每一者可替代地為一個或一個以上單個信號線，且單個信號線中的每一者可替代地為總線。某些實施例可實施為計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品可包含存儲在計算機可讀媒體上的指令。這些指令可用以為通用或?qū)Ｓ锰幚砥骶幊桃詧?zhí)行所述操作。計算機可讀媒體包含用于以可由機器(例如計算機)讀取的形式(例如軟件、處理應(yīng)用程序)存儲或傳輸信息的任何機構(gòu)。計算機可讀存儲媒體可包含(但不限于)磁性存儲媒體(例如軟盤)；光學(xué)存儲媒體(例如CD-ROM)；磁光存儲媒體；只讀存儲器(ROM)；隨機存取存儲器 (RAM)；可擦除可編程存儲器(例如EPROM和EEPR0M)；快閃存儲器或適用于存儲電子指令的另一類型的媒體。另外，一些實施例可在分布計算環(huán)境下實踐，其中計算機可讀媒體存儲在一個以上計算機系統(tǒng)上和/或由一個以上計算機系統(tǒng)執(zhí)行。另外，可在連接計算機系統(tǒng)的傳輸媒體上拉動或推動在計算機系統(tǒng)之間傳送的信息。雖然在本文中按特定次序顯示并描述方法的操作，但每一方法的操作次序可改變以使得可按逆序執(zhí)行某些操作或使得某一操作可與其它操作至少部分同時執(zhí)行。在另一實施例中，不同操作的指令或子操作可為間隙性和/或交替的方式。在前述說明書中，已參考本發(fā)明的特定示范性實施例對本發(fā)明進行了描述。然而， 很明顯的是可在不脫離如所附權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的較廣泛精神和范圍的情況下對本發(fā)明作各種修改和改變。因此，本說明書和圖式應(yīng)被視為說明性的意義而非限制性的意義。
權(quán)利要求
1.一種操作觸摸感測表面的方法，所述方法包括通過執(zhí)行對所述觸摸感測表面的第一組傳感器元件的搜索測量來確定與所述觸摸感測表面接近的至少一個導(dǎo)電對象的存在；以及響應(yīng)于確定所述至少一個導(dǎo)電對象的所述存在，通過執(zhí)行對所述觸摸感測表面的第二組傳感器元件的追蹤測量來確定所述至少一個導(dǎo)電對象的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行對所述第一組傳感器元件的搜索測量包括針對所述觸摸感測表面的所述傳感器元件中的每一者測量電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行所述搜索測量包括針對所述第一組傳感器元件中的每一傳感器元件測量自電容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二組傳感器元件包含行傳感器元件和列傳感器元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行所述追蹤測量包括測量至少一對傳感器元件之間的互電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中執(zhí)行所述追蹤測量包括基于由所述搜索測量識別的所述導(dǎo)電對象的多個可能位置，執(zhí)行分辨掃描以識別所述多個可能位置中的至少一者作為所述導(dǎo)電對象的實際位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二組傳感器元件包含與所述觸摸感測表面處所述至少一個導(dǎo)電對象的位置鄰近的傳感器元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第二組傳感器元件的所述傳感器元件中的每一者與在距所述觸摸感測表面處導(dǎo)電對象的位置的閾值距離內(nèi)的另一傳感器元件相交。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組傳感器元件中的所述傳感器元件中的每一者是所述觸摸感測表面的行傳感器元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組傳感器元件中的所述傳感器元件中的每一者是所述觸摸感測表面的列傳感器元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組傳感器元件包含多個傳感器元件，且其中執(zhí)行所述搜索測量包括在單個感測通道處測量所述多個傳感器元件的自電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組傳感器元件包含至少一個經(jīng)測量傳感器元件以及多個未測量傳感器元件，且其中執(zhí)行所述搜索測量包括用屏蔽驅(qū)動信號驅(qū)動所述未測量傳感器元件中的每一者。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組傳感器元件劃分為多個區(qū)域，其中所述多個區(qū)域中的每一者包含來自所述第一組傳感器元件的一組傳感器元件，且其中執(zhí)行所述搜索測量包括根據(jù)預(yù)定順序掃描所述多個區(qū)域中的每一者。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多個區(qū)域中的第一區(qū)域的傳感器元件與所述多個區(qū)域中的第二區(qū)域的傳感器元件交錯。
15.一種觸摸傳感器控制器，其包括處理邏輯；多個輸入，其經(jīng)配置以使所述處理邏輯與觸摸感測表面的多個傳感器元件中的每一者耦合；以及電容傳感器，其與所述多個輸入耦合，其中所述電容傳感器經(jīng)配置以執(zhí)行對所述觸摸感測表面的第一組傳感器元件的搜索測量以確定所述觸摸感測表面處一個或一個以上導(dǎo)電對象的存在，且響應(yīng)于確定所述至少一個導(dǎo)電對象的所述存在，執(zhí)行對所述觸摸感測表面的第二組傳感器元件的追蹤測量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述第一組傳感器元件與所述第二組傳感器元件不同。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述第一組傳感器元件包含所述觸摸感測表面的所有所述傳感器元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以通過針對所述第一組傳感器元件的每一傳感器元件測量自電容來執(zhí)行所述搜索測量。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器經(jīng)配置以通過測量所述第二組傳感器元件中的多個行傳感器元件中的每一者與所述第二組傳感器元件中的多個列傳感器元件中的每一者之間的互電容來執(zhí)行所述追蹤測量。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以通過執(zhí)行所述搜索測量來識別所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的多個可能位置，以及執(zhí)行分辨掃描以識別所述多個可能位置中的至少一者作為所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的實際位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以將所述第二組傳感器元件選擇為包含與所述觸摸感測表面處所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的位置鄰近的傳感器元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以將所述第二組傳感器元件選擇為包含與在距所述觸摸感測表面處所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的位置的閾值距離內(nèi)的另一傳感器元件相交的傳感器元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述第一組傳感器元件中的所述傳感器元件中的每一者為所述觸摸感測表面的行傳感器元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述第一組傳感器元件中的所述傳感器元件中的每一者為所述觸摸感測表面的列傳感器元件。
25.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以通過測量所述第一組傳感器元件的多個傳感器元件的自電容來執(zhí)行所述搜索掃描，其中所述自電容是在單個感測通道處測得。
26.根據(jù)權(quán)利要求15所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以通過用屏蔽驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一組傳感器元件的多個未測量傳感器元件中的每一者來執(zhí)行所述搜索掃描。
27.一種觸摸傳感器控制器，其包括多個輸入，其經(jīng)配置以與觸摸感測表面的多個傳感器元件中的每一者耦合；以及電容傳感器，其與所述多個輸入耦合，其中所述電容傳感器經(jīng)配置以執(zhí)行對所述多個傳感器元件中的至少一者的自電容測量以確定所述觸摸感測表面處一個或一個以上導(dǎo)電對象的存在，且其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以執(zhí)行所述多個傳感器元件中的至少一對之間的互電容測量。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以基于所述互電容測量確定所述觸摸感測表面處所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的位置。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以對所述觸摸感測表面的所述傳感器元件中的每一者執(zhí)行所述自電容測量。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器經(jīng)配置以執(zhí)行所述觸摸感測表面的多個行傳感器元件中的每一者與多個列傳感器元件中的每一者之間的所述互電容測量。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以基于所述自電容測量來識別所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的多個可能位置，以及基于所述互電容測量來識別多個可能位置中的至少一者作為所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的實際位置。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以對與所述觸摸感測表面處所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的位置鄰近的傳感器元件執(zhí)行所述互電容測量。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的觸摸傳感器控制器，其中所述電容傳感器進一步經(jīng)配置以對包含與在距所述觸摸感測表面處所述一個或一個以上導(dǎo)電對象的位置的閾值距離內(nèi)的另一傳感器元件相交的傳感器元件的一組傳感器元件執(zhí)行所述互電容測量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種操作觸摸感測表面的方法，所述方法可包含通過執(zhí)行對所述觸摸感測表面的第一組傳感器元件的搜索測量來確定所述觸摸感測表面處至少一個導(dǎo)電對象的存在，以及響應(yīng)于確定所述至少一個導(dǎo)電對象的所述存在，通過執(zhí)行對所述觸摸感測表面的第二組傳感器元件的追蹤測量來確定所述至少一個導(dǎo)電對象的位置。
文檔編號G06F3/045GK102576278SQ201080042141
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者大衛(wèi)·波杜, 張偉標(biāo), 彭濤, 杰森·鮑恩巴哈, 愛德華·葛理夫納, 陳明章 申請人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司