電容式觸摸系統(tǒng)及其坐標(biāo)提取方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了電容式觸摸系統(tǒng)及其坐標(biāo)提取方法。所述坐標(biāo)提取方法具有階段1和階段2的操作。通過在第一階段中在所選的第一方向上提供驅(qū)動(dòng)信號并且在與第一方向不同的第二方向上執(zhí)行感測來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。通過在第二階段中在所選的第二方向上提供驅(qū)動(dòng)信號并且在第一方向上執(zhí)行感測，來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中的具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)可以最終被確定為觸摸坐標(biāo)。根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樘岣吡擞|摸感測精確度以強(qiáng)力對抗噪聲，所以更精確地獲取了觸摸坐標(biāo)。
【專利說明】電容式觸摸系統(tǒng)及其坐標(biāo)提取方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年3月5日提交的韓國專利申請第10-2013-0023506號的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本文提出的發(fā)明構(gòu)思涉及感測觸摸的觸摸系統(tǒng)，并且更具體地，涉及感測互電容的變化的電容式觸摸系統(tǒng)及其坐標(biāo)提取方法。
【背景技術(shù)】
[0004]近來，電容式觸摸系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備，比如智能電話、平板PC等等。這是因?yàn)榕c比如壓力方式或者電阻方式的觸摸系統(tǒng)相比，電容式觸摸系統(tǒng)允許多點(diǎn)觸摸并具有軟觸摸特性，并且對于顯示器來說電容式觸摸系統(tǒng)具有耐用性和高穿透率。
[0005]遵循著這個(gè)技術(shù)趨勢，許多設(shè)備制造商正在努力提高觸摸性能以確保競爭力。觸摸性能指標(biāo)的基礎(chǔ)是坐標(biāo)精確度，而坐標(biāo)精確度極大地受到相鄰傳感器之間的噪聲偏差的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本總體發(fā)明構(gòu)思的附加的特征和效用將在下面的描述中部分地闡述，并將從該描述中部分地變得明顯，或者可以通過實(shí)踐本總體發(fā)明構(gòu)思而部分地習(xí)得。
[0007]本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例提供電容式觸摸系統(tǒng)中的坐標(biāo)提取系統(tǒng)。本總體發(fā)明構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用可以通過提供一種在電容式觸摸系統(tǒng)中的坐標(biāo)提取方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:當(dāng)在觸摸板上發(fā)生觸摸時(shí)，通過在第一階段中在所選的第一方向上提供用于改變在觸摸板上形成的觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號并且在與第一方向不同的第二方向上感測觸摸圖案的互電容來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；通過在第二階段中在第二方向上提供驅(qū)動(dòng)信號并且在第一方向上感測觸摸圖案的互電容來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；以及在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中選擇具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
[0008]當(dāng)所述第一方向是以觸摸板為基礎(chǔ)的X軸方向時(shí)，所述第二方向可以是Y軸方向。
[0009]當(dāng)所述觸摸板具有矩形形狀時(shí)，從第一階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量可以與從第二階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量不同。
[0010]當(dāng)所述觸摸板具有正方形形狀時(shí)，從第一階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量與從第二階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量相同。
[0011]第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)可以通過加權(quán)平均提取算法來獲得。
[0012]所述加權(quán)平均數(shù)提取算法可以通過專用處理器或者CPU來執(zhí)行。
[0013]所述方法還可以包括:感測在形成觸摸單元或者觸摸像素的由上圖案層和下圖案層構(gòu)成的觸摸圖案處的觸摸位置從而感測在所述觸摸位置處的互電容的變化。[0014]本總體發(fā)明構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種電容式觸摸系統(tǒng)的坐標(biāo)提取方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:當(dāng)在觸摸板上發(fā)生觸摸時(shí)，通過以完全掃描方法在第一階段中在所選的第一方向上提供用于改變在觸摸板上形成的觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號并且在與第一方向不同的第二方向上感測所述觸摸圖案的互電容，來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；通過以部分掃描方法在第二階段中沿著第二方向在包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的附近圖案區(qū)域中提供驅(qū)動(dòng)信號并且在第一方向上感測該附近圖案區(qū)域的互電容，來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；以及在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中選擇具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
[0015]當(dāng)所述第一方向是以觸摸板為基礎(chǔ)的Y軸方向時(shí)，所述第二方向可以是與Y軸以15?90度的角度相交的X軸方向。
[0016]通過部分掃描方法可以將第二階段中的掃描時(shí)間設(shè)置為比第一階段中的掃描時(shí)間更短。
[0017]第一階段和第二階段中的感測可以是基于使用對稱性的觸摸精確度的提高來執(zhí)行的，以及關(guān)于附近圖案區(qū)域的部分掃描方法可以是基于參考位置來執(zhí)行的。
[0018]第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)可以通過加權(quán)平均提取算法來獲得。
[0019]所述加權(quán)平均提取算法可以通過專用處理器或者數(shù)字信號處理器來執(zhí)行。
[0020]所述觸摸板可以應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備。
[0021]本總體發(fā)明構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種電容式觸摸系統(tǒng)的坐標(biāo)提取方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:當(dāng)在觸摸板上發(fā)生觸摸時(shí)，通過以完全掃描方法在第一階段中在所選的第一方向上提供用于改變在觸摸板上形成的觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號并且在與第一方向不同的第二方向上感測所述觸摸圖案的互電容，來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；通過以部分掃描方法在第二階段中沿著第二方向在包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的附近圖案區(qū)域中提供驅(qū)動(dòng)信號并且在第一方向上感測附近圖案區(qū)域的互電容，來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；以及當(dāng)在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)時(shí)，當(dāng)生成多點(diǎn)觸摸時(shí)，選擇第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)之一作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
[0022]當(dāng)所述第一方向是以觸摸板為基礎(chǔ)的X軸方向時(shí)，所述第二方向可以是與X軸直角相交的Y軸方向。
[0023]第二階段中的掃描時(shí)間可以比第一階段中的掃描時(shí)間更短。
[0024]關(guān)于附近圖案區(qū)域的部分掃描方法可以是基于參考位置來執(zhí)行的。
[0025]當(dāng)?shù)谝粠牡谝惠S坐標(biāo)被確定為觸摸板的一個(gè)觸摸坐標(biāo)時(shí)，另一個(gè)觸摸坐標(biāo)可以被確定為第二幀的第二軸坐標(biāo)。
[0026]另一個(gè)觸摸坐標(biāo)可以在第一階段的下一個(gè)階段中被用作觸摸板的一個(gè)觸摸坐標(biāo)。
[0027]所述觸摸板可以被布置在其中形成顯示器件的層的上部。
[0028]本總體發(fā)明構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種電容式觸摸系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，所述電容式觸摸系統(tǒng)包括:觸摸板，在其中形成構(gòu)成觸摸單元或者觸摸像素的觸摸圖案；第一收發(fā)器，其包括多個(gè)第一組驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)第一組傳感器并且在以觸摸板為基礎(chǔ)的第一方向上被連接到所述觸摸圖案；第二收發(fā)器，其包括多個(gè)第二組驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)第二組傳感器并且在與第一方向不同的第二方向上被連接到所述觸摸圖案；驅(qū)動(dòng)和感測單元，其被配置成將用于改變所述觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號施加到第一收發(fā)器和第二收發(fā)器中的一個(gè)并且通過另一個(gè)收發(fā)器接收感測信號；以及處理器，其被配置成:當(dāng)在第一階段中控制驅(qū)動(dòng)信號在所選的第一方向上被提供時(shí)，使用在與第一方向不同的第二方向上獲得的感測信號來計(jì)算第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，通過在第二階段中控制驅(qū)動(dòng)信號在第二方向上被提供、使用在第一方向上獲得的感測信號來計(jì)算第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，并且在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
[0029]所述處理器可以被配置成控制所述驅(qū)動(dòng)和感測單元使得以完全掃描方法提供第一階段中的驅(qū)動(dòng)信號。
[0030]所述處理器可以被配置成控制所述驅(qū)動(dòng)和感測單元使得以部分掃描方法將第二階段中的驅(qū)動(dòng)信號提供給包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的圖案區(qū)域。
[0031]所述處理器可以被配置成:當(dāng)在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)時(shí)，當(dāng)生成多點(diǎn)觸摸時(shí)，確定第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)之一作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
[0032]所述處理器可以包括:二維代碼轉(zhuǎn)換單元，其被配置成將感測信號轉(zhuǎn)換為二維代碼值；多幀坐標(biāo)提取單元，其被配置成根據(jù)坐標(biāo)提取算法計(jì)算所述二維代碼以獲得第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，并且在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中提取具有相對較高的坐標(biāo)精確度的觸摸板的觸摸坐標(biāo)；以及輸出傳輸部分，其被配置成輸出所提取的觸摸坐標(biāo)。
[0033]所述處理器還可以包括:收發(fā)器控制單元，其被配置成:當(dāng)激活第一組驅(qū)動(dòng)器和第二組傳感器時(shí)，控制第二組驅(qū)動(dòng)器和第一組傳感器通過所述驅(qū)動(dòng)和感測單元被去激活。
[0034]當(dāng)所述第一方向是X軸方向時(shí)，所述第二方向可以是Y軸方向。
[0035]當(dāng)所述第一軸坐標(biāo)是X軸方向的坐標(biāo)時(shí)，所述第二軸坐標(biāo)可以是Y軸方向的坐標(biāo)。
[0036]本總體發(fā)明構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種在觸敏面板上檢測觸摸坐標(biāo)的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:在第一方向上將驅(qū)動(dòng)信號提供給觸敏面板以在與第一方向不同的第二方向上接收相應(yīng)感測信號；從在第二方向上接收到的驅(qū)動(dòng)信號確定第一組觸摸坐標(biāo)；在第二方向上將驅(qū)動(dòng)信號提供給觸敏面板以在第一方向上接收相應(yīng)感測信號；從在第一方向上接收到的驅(qū)動(dòng)信號確定第二組觸摸坐標(biāo)；以及輸出包括來自第一組坐標(biāo)的至少一個(gè)坐標(biāo)值和來自第二組坐標(biāo)的至少一個(gè)坐標(biāo)值的最終觸摸坐標(biāo)。
[0037]可以在第一方向和第二方向上向觸敏面板的各個(gè)行和/或列時(shí)分地施加所述驅(qū)動(dòng)信號。
[0038]所述最終觸摸坐標(biāo)可以通過在第一組觸摸坐標(biāo)和第二組觸摸坐標(biāo)當(dāng)中選擇具有相對較高程度的坐標(biāo)精確度的觸摸坐標(biāo)來確定。
[0039]與在第一方向上提供給觸敏面板的驅(qū)動(dòng)信號相比，在第二方向上提供給觸敏面板的驅(qū)動(dòng)信號可以被施加到觸敏面板的較小部分。
[0040]所述較小部分的位置可以基于第一組觸摸坐標(biāo)來確定。[0041]所述較小部分的大小可以基于預(yù)設(shè)范圍值。
[0042]所述較小部分的大小可以逐個(gè)觸摸地確定。
[0043]本總體發(fā)明構(gòu)思的上述和/或其它特征和效用也可以通過提供一種在電容式觸敏面板上確定觸摸坐標(biāo)的方法來實(shí)現(xiàn)，所述方法包括:在第一方向上將驅(qū)動(dòng)信號施加到觸敏面板并且在第二方向上接收相應(yīng)感測信號；基于在第二方向上接收到的感測信號生成表示觸摸板上的傳感器的電容變化的第一代碼；基于第一代碼確定第一組觸摸坐標(biāo)；在第二方向上將驅(qū)動(dòng)信號施加到觸敏面板并且在第一方向上接收相應(yīng)感測信號；基于在第一方向上接收到的感測信號生成表示觸摸板上的傳感器的電容變化的第二代碼；，以及基于第二代碼和第一組觸摸坐標(biāo)確定第二組觸摸坐標(biāo)。
[0044]所述方法還可以包括:在第一方向上將驅(qū)動(dòng)信號第二次施加到觸敏面板并且在第二方向上第二次接收相應(yīng)感測信號；基于在第二方向上第二次接收到的感測信號生成表示觸摸板中的傳感器的電容變化的第三代碼；以及基于第三代碼和第二組觸摸坐標(biāo)確定第三組觸摸坐標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]從以下結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述，本總體發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其它特征及效用將變得清楚和更加容易理解，附圖中:
[0046]圖1是圖示根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式觸摸系統(tǒng)的示意框圖。
[0047]圖2是根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的圖1的詳細(xì)電路框圖。
[0048]圖3是根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的依據(jù)圖2的坐標(biāo)提取控制流程圖。
[0049]圖4是根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的圖2的處理器的功能電路框圖。
[0050]圖5是圖示一般的二維坐標(biāo)提取操作原理的圖。
[0051]圖6是圖示依據(jù)圖5的表示噪聲影響的二維代碼值的圖。
[0052]圖7是圖示依據(jù)圖6的噪聲分布線框(wire frame)的圖。
[0053]圖8是圖示當(dāng)根據(jù)圖5執(zhí)行觸摸操作時(shí)，由噪聲影響代表的坐標(biāo)累積分布的圖。
[0054]圖9是圖示根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的依據(jù)圖3的第一階段中的坐標(biāo)提取操作的圖。
[0055]圖10是圖示根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的依據(jù)圖3的第二階段中的坐標(biāo)提取操作的圖。
[0056]圖11是根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的關(guān)于圖9和圖10的坐標(biāo)提取操作的流程圖。
[0057]圖12是圖示根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的通過圖11的坐標(biāo)提取操作的結(jié)果表示的坐標(biāo)精確度提高的效果的圖。
[0058]圖13是圖示根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的依據(jù)圖3的第一階段中的完全掃描方法的坐標(biāo)提取操作的圖。
[0059]圖14是圖示根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的依據(jù)圖3的第二階段中的部分掃描方法的坐標(biāo)提取操作的圖。
[0060]圖15是根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的關(guān)于多點(diǎn)觸摸的坐標(biāo)提取操作的流程圖。[0061]圖16是圖示應(yīng)用于各種顯示設(shè)備的本總體發(fā)明構(gòu)思的應(yīng)用示例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062]以下將參照附圖更充分地描述本總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，附圖中圖示了本總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。然而，本發(fā)明構(gòu)思可以以許多不同的形式來具體實(shí)現(xiàn)，并不應(yīng)被解釋為局限于這里所闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例是為了使本公開全面和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明構(gòu)思的范圍。附圖中，為清楚起見，可能放大了層和區(qū)域的大小及相對大小。相同的數(shù)字始終指代相同的元件。
[0063]提供在描述中定義的事項(xiàng)，如具體的構(gòu)造和元件，是為了幫助綜合理解示例性實(shí)施例。因而，顯然能夠在沒有那些具體定義的事項(xiàng)的情況下實(shí)施示例性實(shí)施例。此外，不會(huì)詳細(xì)描述相關(guān)技術(shù)中已知的功能或元件，因?yàn)樗鼈儠?huì)用不必要的細(xì)節(jié)模糊示例性實(shí)施例。
[0064]圖1是依據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的一些示例性實(shí)施例的電容式觸摸系統(tǒng)5的示意框圖。
[0065]參照圖1,電容式觸摸系統(tǒng)5包括觸摸板100和觸摸系統(tǒng)控制器200。
[0066]觸摸板100可以包括觸摸板層20，在觸摸板層20中形成構(gòu)成觸摸單元(touchcell)或者觸摸像素的觸摸圖案(touch pattern)。觸摸板層20可以被布置在顯示器件層
10(例如，0LED、IXD)的上部。保護(hù)層30或者電介質(zhì)板可以被布置在觸摸板層20的上部。
[0067]觸摸板層20的觸摸圖案可以包括形成觸摸單元或者觸摸像素的上圖案層(upperpattern layer)和下圖案層(lower pattern layer)。多個(gè)觸摸圖案可以以行和列的矩陣形式構(gòu)成觸摸板層20。所述觸摸圖案可以由例如，作為銦錫氧化物的導(dǎo)電化合物的銦錫氧化物(ITO)材料所制成。
[0068]如果驅(qū)動(dòng)信號被施加到所述觸摸圖案，則當(dāng)通過手指、手或者觸摸設(shè)備發(fā)生觸摸時(shí)，與觸摸位置相對應(yīng)的觸摸圖案中的互電容的變化被感測到。
[0069]觸摸系統(tǒng)控制器200通過連接總線BI和B2電連接到觸摸板100的觸摸板層20。
[0070]當(dāng)在觸摸板100的保護(hù)層30中發(fā)生觸摸時(shí)，觸摸系統(tǒng)控制器200執(zhí)行預(yù)先設(shè)置的坐標(biāo)提取算法以提取與觸摸位置相對應(yīng)的二維坐標(biāo)。
[0071]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的概念上的技術(shù)，觸摸系統(tǒng)控制器200使用通過第一階段操作獲得的第一幀和通過第二階段操作獲得的第二幀來獲得第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，其中，幀是對觸摸圖案進(jìn)行完全掃描或者部分掃描的結(jié)果。
[0072]觸摸系統(tǒng)控制器200可以在用于獲得第一幀的第一階段操作中通過連接總線BI將用于坐標(biāo)掃描的驅(qū)動(dòng)信號施加到觸摸板100，并且通過連接總線B2接收相應(yīng)感測信號。
[0073]觸摸系統(tǒng)控制器200可以在用于獲得第二幀的第二階段操作中通過連接總線B2將用于坐標(biāo)掃描的驅(qū)動(dòng)信號施加到觸摸板100，并且通過連接總線BI接收相應(yīng)感測信號。
[0074]當(dāng)所述觸摸板具有矩形形狀時(shí)，從第一階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量與從第二階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量不同。當(dāng)所述觸摸板具有正方形形狀時(shí)，從第一階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量與從第二階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量相同。
[0075]下文中，在第一階段操作期間在X軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號，并且在第二階段操作期間在Y軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號。然而，本總體發(fā)明構(gòu)思不局限于此。例如，可以在第一階段操作期間在Y軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號，并且可以在第二階段操作期間在X軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號。
[0076]此外，盡管在下面的描述中，在每個(gè)階段操作中獲得一幀，但是本總體發(fā)明構(gòu)思不局限為這樣。例如，在每個(gè)階段操作中可以獲得兩幀或更多幀，以提高觸摸精確度。
[0077]圖2是圖1的詳細(xì)電路框圖。
[0078]參照圖2，所述電容式觸摸系統(tǒng)可以包括觸摸板100、第一收發(fā)器210、第二收發(fā)器220、驅(qū)動(dòng)和感測單元230以及處理器250。
[0079]第一收發(fā)器210、第二收發(fā)器220、驅(qū)動(dòng)和感測單元230以及處理器250可以包括在圖1的觸摸系統(tǒng)控制器200中。
[0080]構(gòu)成觸摸單元或者觸摸像素的觸摸圖案在觸摸板100中形成。當(dāng)發(fā)生觸摸操作時(shí)，在觸摸圖案中發(fā)生互電容的變化。
[0081]第一收發(fā)器210包括多個(gè)第一組驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)第一組傳感器，并且在以觸摸板100為基礎(chǔ)的第一方向(例如，圖中的X軸方向)上被連接到觸摸板100的觸摸圖案。
[0082]第二收發(fā)器220包括多個(gè)第二組驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)第二組傳感器，并且在以觸摸板100為基礎(chǔ)的、與第一方向不同的第二方向(例如，圖中的Y軸方向)上被連接到觸摸板100的觸摸圖案。
[0083]驅(qū)動(dòng)和感測單元230將改變觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號施加到第一收發(fā)器210和第二收發(fā)器220中的一個(gè)，并且通過第一收發(fā)器210和第二收發(fā)器220中的另一個(gè)接收
感測信號。
[0084]在驅(qū)動(dòng)和感測單元230通過線LlO在X軸方向上將驅(qū)動(dòng)信號施加到第一收發(fā)器210的情況下，驅(qū)動(dòng)和感測單元230通過線L20在Y軸方向上從第二收發(fā)器220接收感測信號。在這種情況下，第一收發(fā)器210中的第一組驅(qū)動(dòng)器通過切換控制被激活，并且第一收發(fā)器210中的第一組傳感器通過切換控制被去激活。第二收發(fā)器220中的第二組驅(qū)動(dòng)器通過切換控制被激活，并且第二收發(fā)器220中的第二組傳感器通過切換控制被激活。
[0085]在驅(qū)動(dòng)和感測單元230通過線L20在Y軸方向上將驅(qū)動(dòng)信號施加到第二收發(fā)器220的情況下，驅(qū)動(dòng)和感測單元230通過線LlO在X軸方向上從第一收發(fā)器210接收感測信號。在這種情況下，第一收發(fā)器210中的第一組驅(qū)動(dòng)器通過切換控制被去激活，并且第一收發(fā)器210中的第一組傳感器通過切換控制被激活。第二收發(fā)器220中的第二組驅(qū)動(dòng)器通過切換控制被激活，并且第二收發(fā)器220中的第二組傳感器通過切換控制被去激活。
[0086]處理器250通過線L40控制驅(qū)動(dòng)和感測單元230以執(zhí)行坐標(biāo)提取操作。處理器250可以執(zhí)行坐標(biāo)加權(quán)平均提取算法以從感測信號計(jì)算坐標(biāo)。在這種情況下，第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)可以通過加權(quán)平均提取算法來獲得。
[0087]處理器250可以通過專用處理器、CPU、微處理器、DSP等等來具體實(shí)現(xiàn)。
[0088]處理器250可以通過線L50連接到主機(jī)300。線L50可以是用于像SP1、TW1、UART等等那樣執(zhí)行通信的線。
[0089]處理器250可以通過線L50將所提取的坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)300。
[0090]可由處理器250訪問的非易失性存儲(chǔ)器255可以以非易失性的狀態(tài)存儲(chǔ)坐標(biāo)提取算法，并且可以通過電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M)、快閃存儲(chǔ)器、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)、自旋轉(zhuǎn)移矩 MRAM (spin-transfer torque MRAM)、導(dǎo)電橋接 RAM (conductivebridging RAM,CBRAM)、鐵電 RAM (FeRAM)、稱為雙向統(tǒng)一存儲(chǔ)器(ovonic unified memory,OUM)的相變 RAM (phase change RAM，PRAM)、電阻式 RAM (RRAM)、納米管 RRAM、聚合物 RAM(polymer RAM, PoRAM)、納米管浮柵存儲(chǔ)器(nanotube floating gate memory, NFGM)、全息存儲(chǔ)器(holographic memory)、分子電子學(xué)存儲(chǔ)器件(molecular electronics memorydevice)或者絕緣體電阻變化存儲(chǔ)器(insulator resistance change memory)來具體實(shí)現(xiàn)。
[0091]第一收發(fā)器210和第二收發(fā)器220、驅(qū)動(dòng)和感測單元230以及處理器250可以使用各種類型的封裝來裝配，所述各種類型的封裝比如PoP (package on package,層疊封裝)、球柵陣列(ball grid array, BGA)、芯片尺寸封裝(chip scale package, CSP)>M料帶引線芯片載體(plastic leaded chip carrier, PLCC)、塑料雙列直插封裝(plasticdual in-line package, PDIP)、疊片內(nèi)裸片封裝(die in waffle pack)、晶片內(nèi)裸片形式(die in wafer form)、板上芯片(chip on board, COB)、陶瓷雙列直插式封裝(ceramicdual in-line package, CERDIP)、塑料標(biāo)準(zhǔn)四邊扁平封裝(plastic metric quad flatpack, MQFP)、薄型四邊扁平封裝(thin quad flat pack, TQFP)、小外型集成電路(smalloutline IC, S0IC)、縮小型小外型封裝(shrink small outline package, SS0P)、薄型小外型封裝(TS0P)、薄型四邊扁平封裝(thin quad flatpack, TQFP)、系統(tǒng)級封裝(system inpackage, SIP)、多芯片封裝(multi chip package, MCP)、晶片級結(jié)構(gòu)封裝(wafer-levelfabricated package, WFP)和晶片級處理堆疊封裝(wafer-level processed stackpackage, WSP)。
[0092]圖3中圖示了處理器250的坐標(biāo)提取過程。
[0093]圖3是依據(jù)圖2的坐標(biāo)提取控制流程圖。
[0094]參照圖3，在操作S100中，處理器250在第一階段中提取第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。在這種情況下，處理器250控制驅(qū)動(dòng)和感測單元230在圖2的X軸方向上發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，并且根據(jù)加權(quán)平均提取算法來處理從圖2的Y軸方向獲得的感測信號以計(jì)算第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。在操作S100中，處理器250可以執(zhí)行將驅(qū)動(dòng)信號施加到在X軸方向上排列的所有驅(qū)動(dòng)器的控制操作，即完全掃描控制操作。
[0095]在操作S120中，處理器250在第二階段中提取第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。在這種情況下，處理器250控制驅(qū)動(dòng)和感測單元230在圖2的Y軸方向上發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號，并且根據(jù)加權(quán)平均提取算法來處理從圖2的X軸方向獲得的感測信號以計(jì)算第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。在操作S120中，處理器250可以排除完全掃描控制而執(zhí)行部分掃描控制以減少功耗并縮短處理時(shí)間。
[0096]在操作S140中，處理器250在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。在第一階段操作中，第一幀的X軸坐標(biāo)可以被取作為第一坐標(biāo)和第二坐標(biāo)，并且在第二階段操作中，第二幀的Y軸坐標(biāo)可以被取作為第一坐標(biāo)和第二坐標(biāo)。
[0097]圖4圖示了圖2的處理器的功能電路框圖。
[0098]參照圖4，處理器250可以包括收發(fā)器控制單元252、二維(2D)代碼轉(zhuǎn)換單元254、多幀坐標(biāo)提取單元256以及輸出傳輸單元258。
[0099]收發(fā)器控制單元252在激活第一收發(fā)器210中的第一組驅(qū)動(dòng)器和第二收發(fā)器220中的第二組傳感器時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)和感測單元230使得第二收發(fā)器220中的第二組驅(qū)動(dòng)器和第一收發(fā)器210中的第一組傳感器被去激活。
[0100]2D代碼轉(zhuǎn)換單元254將感測信號轉(zhuǎn)換成2D代碼。在所述感測信號作為電壓電平被給出的情況下，2D代碼轉(zhuǎn)換單元254可以執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0101]多幀坐標(biāo)提取單元256根據(jù)預(yù)先設(shè)置的坐標(biāo)提取算法計(jì)算所述2D代碼以獲得第一幀和第二幀的第一坐標(biāo)和第二坐標(biāo)，然后以坐標(biāo)精確度高的順序提取觸摸板的觸摸坐標(biāo)。預(yù)先設(shè)置的坐標(biāo)提取算法可以以非易失性狀態(tài)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器255 (圖2)中。
[0102]輸出傳輸單元258輸出從多幀坐標(biāo)提取單元256提取的觸摸板的觸摸坐標(biāo)作為感測坐標(biāo)數(shù)據(jù)。輸出傳輸單元258可以包括并串轉(zhuǎn)換器以通過串行數(shù)據(jù)通信發(fā)送感測坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
[0103]圖5是圖示一般的二維坐標(biāo)提取操作原理的圖。
[0104]參照圖5，示出了簡單的和一般的電容式觸摸系統(tǒng)的例示。
[0105]構(gòu)成觸摸單元或者觸摸像素的多個(gè)觸摸圖案(tp)在觸摸板100上形成。當(dāng)導(dǎo)電物體，例如，用戶的指尖放在非常接近觸摸圖案處時(shí)，觸摸圖案可以引起互電容的變化。發(fā)生在足夠接近以致引起互電容變化之處的鄰近觸摸事件可以被稱為觸摸操作。在本總體發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例中，為了觸發(fā)觸摸操作，實(shí)際物理觸摸不是必需的，而是替代地，僅將物體放置在足夠接近觸摸面板100、以致引起互電容的變化的范圍內(nèi)即可。
[0106]可以在基于觸摸板100的X軸方向上布置多個(gè)驅(qū)動(dòng)器212?218并且可以在基于觸摸板100的Y軸方向上布置多個(gè)傳感器222?228。
[0107]驅(qū)動(dòng)器212?218響應(yīng)于時(shí)分地施加的驅(qū)動(dòng)信號而驅(qū)動(dòng)在X軸方向上排列的觸摸圖案的行線。
[0108]施加驅(qū)動(dòng)信號的時(shí)間段TlO確定了掃描速率或者幀速率。
[0109]傳感器222?228通過相應(yīng)列線感測施加的互電容以生成感測信號。
[0110]如果發(fā)生觸摸操作，例如，當(dāng)用戶的手指觸摸觸摸板100時(shí)，鄰近手指的觸摸圖案的電容減小。如沿箭頭標(biāo)記ARl所指示的，這引起2D代碼值的改變。代碼值改變的區(qū)域的中心點(diǎn)可以被用來確定觸摸操作的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)。
[0111]在圖5的操作SlO中，根據(jù)坐標(biāo)提取算法處理所述2D代碼值。在圖5的操作S20中，通過執(zhí)行操作SlO獲得的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)被設(shè)置為觸摸感測坐標(biāo)。
[0112]在理想的面板中，如果發(fā)生例如通過手指、手、觸摸設(shè)備等等的觸摸操作并且不存在噪聲的流入，則觸摸操作的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)可以被提取為唯一值。
[0113]然而，因?yàn)樵谡鎸?shí)情形下相當(dāng)大量的噪聲在觸摸系統(tǒng)中流動(dòng)，所以即使不發(fā)生觸摸操作，在各個(gè)觸摸圖案X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)處的電容也可能改變或者變化。因此，可以使用坐標(biāo)精確度這一指標(biāo)，作為表示如何有效地去除或者避免了系統(tǒng)噪聲的指標(biāo)。因?yàn)樽鴺?biāo)提取算法是基于代碼變化量來計(jì)算的，所以為了增加坐標(biāo)精確度，減少由于噪聲所導(dǎo)致的代碼變化是重要的。
[0114]圖6是依據(jù)圖5的表示噪聲影響的二維代碼值的示意圖。
[0115]參照圖6，圖示了與圖5中示出的類似的2D代碼值的例示。圖示的2D代碼值的分布示出了未發(fā)生觸摸操作并且僅噪聲在觸摸系統(tǒng)中流動(dòng)的狀態(tài)。
[0116]圖7是依據(jù)圖6的噪聲分布線框的示意圖。
[0117]參照圖7，通過線框表示圖6的噪聲代碼值的分布。橫軸表示驅(qū)動(dòng)器的X線并且縱軸表示噪聲電平。
[0118]如圖7中所示，噪聲可以被分成橫軸和縱軸(X軸和Y軸)的兩個(gè)分量。這里，縱軸(Y軸)的噪聲大小可以大于橫軸(X軸)的噪聲大小。在圖7中，Ml指示驅(qū)動(dòng)器Xll的水平噪聲變化的大小。M2指示驅(qū)動(dòng)器X12的水平噪聲變化的大小。M3指示被時(shí)分地驅(qū)動(dòng)的、彼此相鄰地布置的驅(qū)動(dòng)器Xll和X12之間的垂直噪聲變化的大小。由驅(qū)動(dòng)器Xll和X12所代表的Y軸方向的噪聲電平大于由驅(qū)動(dòng)器Xll和X12所代表的X軸方向的噪聲電平。
[0119]圖8圖示了當(dāng)根據(jù)圖5執(zhí)行觸摸操作時(shí)，由噪聲影響代表的坐標(biāo)累積分布。
[0120]在圖8中，在固定位置處發(fā)生觸摸。與系統(tǒng)噪聲一起，所述觸摸引起坐標(biāo)分布處的電容變化。每個(gè)軸中的觸摸位置的坐標(biāo)精確度可以通過坐標(biāo)累積分布來確定。圖8的橫軸指示在觸摸板的X軸坐標(biāo)上的位置值?？v軸指示在Y軸坐標(biāo)上的位置值。圖8圖示了當(dāng)觸摸板的X軸坐標(biāo)值范圍是0-1280時(shí)，在240-250的X軸位置周圍發(fā)生觸摸的示例性情況。
[0121]在圖8中，Y軸坐標(biāo)的變化大于X軸坐標(biāo)的變化。即，Y軸坐標(biāo)的精確度(Y-精確度)顯著低于X軸坐標(biāo)的精確度(X-精確度)。因?yàn)椋缇€Y1所指示的，X軸坐標(biāo)的精確度是0.095，并且如線XlO所指示的，Y軸坐標(biāo)的精確度是0.492，所以X軸坐標(biāo)的精確度優(yōu)于Y軸坐標(biāo)的精確度。
[0122]Y軸方向的噪聲分量大的原因是驅(qū)動(dòng)線是被時(shí)分地掃描的。因?yàn)殡娙菔接|摸系統(tǒng)必須感測電容的少量變化，所以它會(huì)利用具有高靈敏度的傳感器。觸摸板可以靈敏地響應(yīng)于例如包括突光的光源和像電力噪聲的外部噪聲。因?yàn)橥獠吭肼晻r(shí)時(shí)刻刻都可能改變，所以線(Y軸)之間的噪聲差在對線進(jìn)行時(shí)分掃描的結(jié)構(gòu)中變得相對較大。這對Y軸坐標(biāo)精確度的下降有影響。
[0123]為了提高坐標(biāo)精確度，在本總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例中，包括第一收發(fā)器210和第二收發(fā)器220，并且圖2的處理器控制第一階段和第二階段的操作。
[0124]為了描述方便，依據(jù)圖3，圖9圖示了第一階段操作中的坐標(biāo)提取操作，并且圖10圖示了第二階段操作中的坐標(biāo)提取操作。
[0125]參照圖9，多個(gè)第一組驅(qū)動(dòng)器212和218以及多個(gè)第一組傳感器213和219被布置在基于觸摸板100的X軸方向上。第一組驅(qū)動(dòng)器212和218以及第一組傳感器213和219被包括在第一收發(fā)器210中。第一組驅(qū)動(dòng)器212和218的切換操作由選擇開關(guān)SWl控制。第一組傳感器213和219的切換操作由選擇開關(guān)SW2控制。
[0126]多個(gè)第二組驅(qū)動(dòng)器221和227以及多個(gè)第二組傳感器222和228被布置在基于觸摸板100的Y軸方向上。第二組驅(qū)動(dòng)器221和227以及第二組傳感器222和228被包括在第二收發(fā)器220中。第二組驅(qū)動(dòng)器221和227的切換操作由選擇開關(guān)SWlO控制。第二組傳感器222和228的切換操作由選擇開關(guān)SW20控制。
[0127]施加驅(qū)動(dòng)信號的時(shí)間段T20確定第一階段的掃描速率或者幀速率。
[0128]在第一階段期間，可以在X軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號。可以時(shí)分地施加所述驅(qū)動(dòng)信號。所述驅(qū)動(dòng)信號可以具有幾十或者幾百千赫茲。所述驅(qū)動(dòng)信號可以通過組合兩個(gè)頻率組來施加。
[0129]為了在第一階段中將所述驅(qū)動(dòng)信號施加到掃描線，第一組驅(qū)動(dòng)器212和218通過選擇開關(guān)SWl的選擇切換操作而被激活。為了在第一階段中獲得第一幀的感測信號，第二組傳感器222和228通過選擇開關(guān)SW20的選擇切換操作而被激活。[0130]在第一階段中，第一組傳感器213和219以及第二組驅(qū)動(dòng)器221和227被去激活。
[0131]參照圖10，相反地，在第二階段期間，在Y軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號。
[0132]在Y軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號的時(shí)間段T30確定第二階段的掃描速率或者幀速率。
[0133]在時(shí)間段T30期間，可以時(shí)分地施加所述驅(qū)動(dòng)信號。
[0134]為了在第二階段中將所述驅(qū)動(dòng)信號施加到掃描線，第二組驅(qū)動(dòng)器221和227通過選擇開關(guān)SWlO的選擇切換操作而被激活。為了在第二階段中獲得第一幀的感測信號，第一組傳感器213和219通過選擇開關(guān)SW2的選擇切換操作而被激活。
[0135]在第二階段中，第一組驅(qū)動(dòng)器212和218以及第二組傳感器222和228被去激活。
[0136]在本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，將驅(qū)動(dòng)器、傳感器和選擇開關(guān)設(shè)置為在X方向和Y方向上的每個(gè)收發(fā)器，并且所述驅(qū)動(dòng)器和所述傳感器可以被可編程地驅(qū)動(dòng)以提高坐標(biāo)精確度。
[0137]為了減少相鄰傳感器之間的噪聲差，兩幀中的一幀驅(qū)動(dòng)橫軸(X軸)上的驅(qū)動(dòng)器以獲得感測信號，并且另一幀驅(qū)動(dòng)縱軸(Y軸)上的驅(qū)動(dòng)器以獲得感測信號。
[0138]兩個(gè)幀的相應(yīng)2D代碼在彼此不同的軸上具有小的噪聲偏差。如圖11中圖示的，通過在第二幀中分別提取坐標(biāo)以選擇具有比第一幀的相應(yīng)坐標(biāo)精確度更高的坐標(biāo)精確度的坐標(biāo)，來提高得到的最終坐標(biāo)精確度。圖12中圖示了示出與基本精確度相比，使用該原理Y軸坐標(biāo)的精確度極大地提高的仿真結(jié)果。
[0139]圖11是關(guān)于圖9和圖10的坐標(biāo)提取操作的流程圖。
[0140]參照圖11，在操作S102中，坐標(biāo)提取算法被應(yīng)用到通過如圖9中所示的第一階段的驅(qū)動(dòng)和感測操作獲得的第一幀的感測信號。在操作S104中，根據(jù)所述坐標(biāo)提取算法生成第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。
[0141]在操作S122中，坐標(biāo)提取算法被應(yīng)用到通過如圖10中所示的第二階段的驅(qū)動(dòng)和感測操作獲得的第二幀的感測信號。在操作S124中，根據(jù)所述坐標(biāo)提取算法生成第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)。
[0142]在操作S142中，在第一幀和第二幀的第一軸和第二軸當(dāng)中的具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)被選擇性地設(shè)置為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。在操作S142中，從第一階段的第一幀獲得的X軸坐標(biāo)和從第二階段的第二幀獲得的Y軸坐標(biāo)被確定為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。從第二階段的第二幀獲得的Y軸坐標(biāo)的精確度高于從第一階段的第一幀獲得的X軸坐標(biāo)的精確度。這是基于圖8的描述的。
[0143]第一幀和第二幀中的驅(qū)動(dòng)和感測操作可以被處理器可編程地改變。
[0144]圖12圖示了通過圖11的坐標(biāo)提取操作的結(jié)果表示的坐標(biāo)精確度提高的效果。
[0145]參照圖12，左圖圖示了依據(jù)圖5的仿真結(jié)果并且右圖圖示了應(yīng)用了第二階段提取方案的仿真結(jié)果。在所述圖中，橫軸和縱軸的項(xiàng)目和單位與圖8相同。應(yīng)用到圖12的樣本數(shù)量是1000。
[0146]圖12中示出的結(jié)果確認(rèn)在依據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的坐標(biāo)提取操作中，觸摸板具有高的感測精確度并且能較強(qiáng)地對抗噪聲。
[0147]當(dāng)如圖11中所示地通過完全掃描兩個(gè)幀來提取2維坐標(biāo)時(shí)，坐標(biāo)提取時(shí)間與圖5相比可以是兩倍，即，報(bào)告速率會(huì)減半。因此，因?yàn)樗鰞蓚€(gè)幀全部都被完全掃描并且具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)被確定為最終輸出坐標(biāo)，所以觸摸反應(yīng)速度可能是緩慢的。
[0148]觸摸系統(tǒng)控制器200可以通過進(jìn)行操作，使得如圖13中所示在第一階段中執(zhí)行完全掃描操作并且如圖14中所示在第二階段中執(zhí)行部分掃描操作，來減少觸摸反應(yīng)速度降低的量。
[0149]部分掃描操作是基于參考位置(a locality of reference)的。當(dāng)已知最近的在先觸摸的坐標(biāo)時(shí)，可以通過僅部分地掃描被認(rèn)為是在先觸摸的某一范圍內(nèi)的區(qū)域來獲得當(dāng)前坐標(biāo)。因?yàn)椴糠謷呙璨僮髦惺褂玫尿?qū)動(dòng)信號的數(shù)量小于完全掃描操作中使用的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量，所以執(zhí)行部分掃描操作所花費(fèi)的時(shí)間可以被縮短到那個(gè)程度。
[0150]參照圖13，為了感測手指觸摸，示出了第一階段的完全掃描操作的示例性坐標(biāo)提取操作。
[0151]圖13中的操作與在圖9的第一階段中提取第一幀的X軸坐標(biāo)、Y軸坐標(biāo)的操作相同。第一階段的掃描速率或者幀速率由時(shí)間段T40表示。
[0152]參照圖14，第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)通過在第二階段中執(zhí)行部分掃描操作來獲得。
[0153]在圖14中，第二階段的掃描速率或者幀速率由時(shí)間段T50表示。因?yàn)闀r(shí)間段T50與圖10的時(shí)間段T30相比顯著地短，所以提高了觸摸反應(yīng)速度。
[0154]在第二階段中，在包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的附近圖案區(qū)域ARlO中沿Y軸方向提供驅(qū)動(dòng)信號。在第二階段中，第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)通過沿X軸方向感測附近圖案區(qū)域ARlO的互電容來獲得。
[0155]圖2的處理器250在第一巾貞和第二巾貞的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
[0156]圖14的附近圖案區(qū)域ARlO表示一范圍，例如，以從第一階段提取的坐標(biāo)作為中心的手指的可移動(dòng)距離范圍?？梢岳绺鶕?jù)觸摸的數(shù)量或者觸摸速度來不同地增減附近圖案區(qū)域ARlO的范圍。如上所述，與完全掃描操作相比在第二階段中執(zhí)行的部分掃描操作減少了功耗。
[0157]圖15是依據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的相對于多點(diǎn)觸摸的坐標(biāo)提取操作的流程圖。
[0158]部分掃描功能在生成多點(diǎn)觸摸方面存在弱點(diǎn)。即，在掃描區(qū)域較寬大的情況下，需要對部分掃描功能進(jìn)行補(bǔ)充。
[0159]為了對抗生成多點(diǎn)觸摸的弱點(diǎn)，可以應(yīng)用如圖15中圖示的坐標(biāo)組合算法。
[0160]圖15中圖示的坐標(biāo)組合算法的基本構(gòu)思是基于掃描速度比手指的移動(dòng)速度更快的事實(shí)?；诖藰?gòu)思，在當(dāng)前幀中可以重復(fù)利用從先前的幀提取的坐標(biāo)。
[0161]在第一階段的第一操作中，從2D代碼提取X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)。在第一階段的第一操作之后的階段中，先前的坐標(biāo)和當(dāng)前的坐標(biāo)之間的、具有更高坐標(biāo)精確度的坐標(biāo)被報(bào)告為最終坐標(biāo)。該算法與通過一幀提取X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)的方法具有相同的性能。
[0162]水平方向DlO指示坐標(biāo)提取過程的進(jìn)行方向。
[0163]垂直方向D20指示時(shí)間的增加方向。
[0164]在圖15中示出的實(shí)施例中，當(dāng)執(zhí)行多點(diǎn)觸摸操作時(shí)，在當(dāng)前坐標(biāo)中重復(fù)使用先前的坐標(biāo)以便區(qū)分任意觸摸。[0165]在操作SlOOO中，第一階段的操作開始。在第一階段的操作中，在X軸方向上施加
驅(qū)動(dòng)信號。
[0166]在操作S1000之后的操作S1010中執(zhí)行坐標(biāo)提取操作。在操作S1020中，獲得第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，即，X軸坐標(biāo)、Y軸坐標(biāo)(xphasel，Yphasel)。即，在第一階段中，X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)全部都從2D代碼提取。
[0167]在操作SllOO中，在第一階段的操作之后的第二階段的操作開始。在第二階段的操作中，在Y軸方向上施加驅(qū)動(dòng)信號。然后，在操作Sll1中執(zhí)行坐標(biāo)提取操作。接著，在操作S1120中執(zhí)行利用在操作S1020中獲得的先前幀的X軸坐標(biāo)(Xphasel)作為當(dāng)前幀的坐標(biāo)的坐標(biāo)組合操作。在那之后，在操作S1130中獲取X軸坐標(biāo)、Y軸坐標(biāo)(Xphasel，Yph_2)。該Y軸坐標(biāo)(Yphase2)是與第一幀中的Y軸坐標(biāo)(Yphasel)不同的來自第二幀的新的Y軸坐標(biāo)。第二幀中的X軸坐標(biāo)(Xphasel)是使得來自第一幀的X軸坐標(biāo)(Xphasel)被重復(fù)利用的坐標(biāo)。
[0168]在下一個(gè)幀中重復(fù)利用在操作S1130中獲得的X軸坐標(biāo)、Y軸坐標(biāo)(xphasel，Yphase2)當(dāng)中的Y軸坐標(biāo)(Yphase2)。從而，在開始操作S1200中的隨后的第一階段操作并且在操作S1210中提取坐標(biāo)之后，在操作S1220中，重復(fù)利用的Y軸坐標(biāo)與新的X軸坐標(biāo)組合。換句話說，操作S1230中示出的Y軸坐標(biāo)(Yphase2)是在操作S1130中獲得的Y軸坐標(biāo)(Yphase2)。操作S1230中示出的X軸坐標(biāo)Xphasel是在操作S1210中提取的新的X軸坐標(biāo)。該過程可以在操作S1300中在隨后的第二階段操作中繼續(xù)，在操作S1310中進(jìn)一步提取坐標(biāo)，并且在操作S1320中，將當(dāng)前Y軸坐標(biāo)(Yphase2)與來自先前的第一階段操作的X軸坐標(biāo)(Xphasel)組合。操作S1330中得到的坐標(biāo)可以被輸出為觸摸坐標(biāo)或者可以如上所述地執(zhí)行第一 /第二階段操作的另一個(gè)循環(huán)以便增加最終的觸摸坐標(biāo)的坐標(biāo)精確度。
[0169]在多點(diǎn)觸摸感測的情況下，在生成多點(diǎn)觸摸時(shí)，當(dāng)確定第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中的具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)時(shí)，第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)中的一個(gè)被確定為觸摸板的觸摸坐標(biāo)，以便利用先前幀的坐標(biāo)。
[0170]如上所述，在本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例中，第一收發(fā)器和第二收發(fā)器可以被可編程地控制以減少相鄰傳感器之間的噪聲偏差。在降低相鄰觸摸圖案之間的噪聲偏差的方向上，靈活地執(zhí)行驅(qū)動(dòng)器和傳感器的軸的改變，從而增加坐標(biāo)精確度。通過根據(jù)觸摸條件使用驅(qū)動(dòng)器和傳感器中的僅僅一部分來實(shí)現(xiàn)有效資源使用和快速反應(yīng)速度。
[0171]在根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例的電容式觸摸系統(tǒng)中，當(dāng)在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間期間觸摸的數(shù)量減少時(shí)，處理器可以減少采樣率和抽取率，并且當(dāng)在預(yù)先設(shè)置的時(shí)間期間觸摸的數(shù)量增加時(shí)，處理器可以增加采樣率和抽取率。如果觸摸的數(shù)量沒有改變，則采樣率和抽取率可以被維持在當(dāng)前水平。
[0172]圖16是圖示應(yīng)用于各種顯示設(shè)備的本發(fā)明構(gòu)思的應(yīng)用示例的框圖。
[0173]參照圖16，不僅在蜂窩電話1310中，而且在IXD或者TOP TV1320、自動(dòng)地代理銀行現(xiàn)金操作的ATM1330、電梯1340、售票機(jī)1350、PMP1360、電子書閱讀器1370和導(dǎo)航1380中都可以采用圖1中圖示的電容式觸摸系統(tǒng)5。所述電容式觸摸系統(tǒng)可以被裝載到需要觸摸板或者觸摸屏形式的用戶接口的每個(gè)領(lǐng)域中。在蜂窩電話的情況下，這種觸摸板的采用會(huì)非常有效。
[0174]根據(jù)本總體發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，電容式觸摸系統(tǒng)5可以生成觸摸坐標(biāo)，該觸摸坐標(biāo)能強(qiáng)力對抗噪聲并且具有高的觸摸精確度。因?yàn)樵跍p少功耗的同時(shí)迅速地生成觸摸坐標(biāo)，所以觸摸響應(yīng)的反應(yīng)速度可以增加。
[0175]因?yàn)檫B接到電容式觸摸系統(tǒng)5的顯示設(shè)備的控制器可以在沒有分離的控制線的情況下接收觸摸感測坐標(biāo)數(shù)據(jù)，所以它可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)目刂苹蛘咛幚聿僮鳌?br> [0176]本總體發(fā)明構(gòu)思還可以被具體實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀代碼。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)和計(jì)算機(jī)可讀傳輸介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)是能夠存儲(chǔ)作為稍后能被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的程序的數(shù)據(jù)的任何數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)的示例包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)還可以分布在經(jīng)網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，從而使計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布式方式存儲(chǔ)和運(yùn)行。計(jì)算機(jī)可讀傳輸介質(zhì)可以傳送載波或信號(例如，通過互聯(lián)網(wǎng)的有線或無線數(shù)據(jù)傳輸)。此外，用于實(shí)現(xiàn)本總體發(fā)明構(gòu)思的功能程序、代碼和代碼段能夠被本總體發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域中的熟練程序員容易地理解。
[0177]上面公開的主題應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的，并且權(quán)利要求意圖覆蓋落入本發(fā)明構(gòu)思的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有這些修改、增強(qiáng)及其它實(shí)施例。因而，在法律允許的最大限度內(nèi)，本發(fā)明構(gòu)思的范圍由對權(quán)利要求及其等同物的可允許的最寬泛解釋來確定，不應(yīng)受到前述具體描述的限制或局限。
[0178]盡管已經(jīng)示出和描述了本總體發(fā)明構(gòu)思的幾個(gè)實(shí)施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可以對這些實(shí)施例做出改變而不會(huì)偏離本總體發(fā)明構(gòu)思的原理和精神，本總體發(fā)明構(gòu)思的范圍在權(quán)利要求及其等同物中限定。
【權(quán)利要求】
1.一種在電容式觸摸系統(tǒng)中的坐標(biāo)提取方法，包括: 當(dāng)在觸摸板上發(fā)生觸摸時(shí)，通過在第一階段中在所選的第一方向上提供用于改變在觸摸板上形成的觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號，并且在與第一方向不同的第二方向上感測觸摸圖案的互電容，來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)； 通過在第二階段中在第二方向上提供驅(qū)動(dòng)信號并且在第一方向上感測觸摸圖案的互電容，來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；以及 在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中選擇具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)提取方法，其中，當(dāng)所述第一方向是以觸摸板為基礎(chǔ)的X軸方向時(shí)，所述第二方向是Y軸方向。
3.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)提取方法，其中，當(dāng)所述觸摸板具有矩形形狀時(shí)，從第一階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量與從第二階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量不同。
4.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)提取方法，其中，當(dāng)所述觸摸板具有正方形形狀時(shí)，從第一階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量與從第二階段提供的驅(qū)動(dòng)信號的數(shù)量相同。
5.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)通過加權(quán)平均提取算法來獲得。
6.如權(quán)利要求5所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述加權(quán)平均提取算法由專用處理器或者CPU來執(zhí)行。
7.如權(quán)利要求1所述的坐標(biāo)提取方法,還包括:感測在形成觸摸單元或者觸摸像素的由上圖案層和下圖案層構(gòu)成的觸摸圖案處的觸摸位置，從而感測在所述觸摸位置處的互電容的變化。
8.—種電容式觸摸系統(tǒng)的坐標(biāo)提取方法,包括: 當(dāng)在觸摸板上發(fā)生觸摸時(shí)，通過以完全掃描方法在第一階段中在所選的第一方向上提供用于改變在觸摸板上形成的觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號并且在與第一方向不同的第二方向上感測觸摸圖案的互電容，來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)； 通過以部分掃描方法在第二階段中沿著第二方向在包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的附近圖案區(qū)域中提供驅(qū)動(dòng)信號并且在第一方向上感測該附近圖案區(qū)域的互電容，來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；以及 在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中選擇具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
9.如權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)提取方法，其中，當(dāng)所述第一方向是以觸摸板為基礎(chǔ)的Y軸方向時(shí)，所述第二方向是與Y軸以15~90度的角度相交的X軸方向。
10.如權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)提取方法，其中，通過部分掃描方法將第二階段中的掃描時(shí)間設(shè)置得比第一階段中的掃描時(shí)間更短。
11.如權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)提取方法，其中，基于使用對稱性的觸摸精確度的提高來執(zhí)行第一階段和第二階段中的感測，并且 其中，關(guān)于附近圖案區(qū)域的部分掃描方法是基于參考位置來執(zhí)行的。
12.如權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)通過加權(quán)平均提取算法來獲得。
13.如權(quán)利要求12所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述加權(quán)平均提取算法由專用處理器或者數(shù)字信號處理器來執(zhí)行。
14.如權(quán)利要求8所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述觸摸板應(yīng)用于移動(dòng)電子設(shè)備。
15.—種電容式觸摸系統(tǒng)的坐標(biāo)提取方法,包括: 當(dāng)在觸摸板上發(fā)生觸摸時(shí)，通過以完全掃描方法在第一階段中在所選的第一方向上提供用于改變在觸摸板上形成的觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號，并且在與第一方向不同的第二方向上感測觸摸圖案的互電容，來獲得第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)； 通過以部分掃描方法在第二階段中沿著第二方向在包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的附近圖案區(qū)域中提供驅(qū)動(dòng)信號，并且在第一方向上感測附近圖案區(qū)域的互電容，來獲得第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)；以及 當(dāng)在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)時(shí)，在生成多點(diǎn)觸摸時(shí)選擇第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)之一作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
16.如權(quán)利要求15所述的坐標(biāo)提取方法，其中，當(dāng)所述第一方向是以觸摸板為基礎(chǔ)的X軸方向時(shí)，所述第二方向是與X軸直角相交的Y軸方向。
17.如權(quán)利要求15所述的坐標(biāo)提取方法，其中，第二階段中的掃描時(shí)間比第一階段中的掃描時(shí)間更短。
18.如權(quán)利要求15所述 的坐標(biāo)提取方法，其中，關(guān)于附近圖案區(qū)域的部分掃描方法是基于參考位置執(zhí)行的。
19.如權(quán)利要求15所述的坐標(biāo)提取方法，其中，當(dāng)?shù)谝粠牡谝惠S坐標(biāo)被確定為觸摸板的一個(gè)觸摸坐標(biāo)時(shí)，另一個(gè)觸摸坐標(biāo)被確定為第二幀的第二軸坐標(biāo)。
20.如權(quán)利要求19所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述另一個(gè)觸摸坐標(biāo)在所述第一階段的下一個(gè)階段中被用作觸摸板的一個(gè)觸摸坐標(biāo)。
21.如權(quán)利要求15所述的坐標(biāo)提取方法，其中，所述觸摸板被布置在其中形成顯示器件的層的上部。
22.—種電容式觸摸系統(tǒng),包括: 觸摸板，在其中形成構(gòu)成觸摸單元或者觸摸像素的觸摸圖案； 第一收發(fā)器，其包括多個(gè)第一組驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)第一組傳感器，并且在以觸摸板為基礎(chǔ)的第一方向上被連接到所述觸摸圖案； 第二收發(fā)器，其包括多個(gè)第二組驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)第二組傳感器，并且在與第一方向不同的第二方向上被連接到所述觸摸圖案； 驅(qū)動(dòng)和感測單元，其被配置成將用于改變所述觸摸圖案的互電容的驅(qū)動(dòng)信號施加到第一收發(fā)器和第二收發(fā)器中的一個(gè)，并且通過另一個(gè)收發(fā)器接收感測信號；以及 處理器，其被配置成:當(dāng)在第一階段中控制驅(qū)動(dòng)信號在所選的第一方向上被提供時(shí)、使用在與第一方向不同的第二方向上獲得的感測信號來計(jì)算第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，通過在第二階段中控制驅(qū)動(dòng)信號在第二方向上被提供、使用在第一方向上獲得的感測信號來計(jì)算第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，并且在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
23.如權(quán)利要求22所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成控制所述驅(qū)動(dòng)和感測單元使得以完全掃描方法提供第一階段中的驅(qū)動(dòng)信號。
24.如權(quán)利要求23所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成控制所述驅(qū)動(dòng)和感測單元使得以部分掃描方法將第二階段中的驅(qū)動(dòng)信號提供給包圍與第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)相對應(yīng)的觸摸圖案的圖案區(qū)域。
25.如權(quán)利要求24所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置成:當(dāng)在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中確定具有相對較高的坐標(biāo)精確度的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)時(shí)，在生成多點(diǎn)觸摸時(shí)，選擇第一幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)之一作為觸摸板的觸摸坐標(biāo)。
26.如權(quán)利要求22所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，所述處理器包括: 二維代碼轉(zhuǎn)換單元，其被配置成將感測信號轉(zhuǎn)換為二維代碼值； 多幀坐標(biāo)提取單元，其被配置成根據(jù)坐標(biāo)提取算法計(jì)算所述二維代碼以獲得第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)，并且在第一幀和第二幀的第一軸坐標(biāo)和第二軸坐標(biāo)當(dāng)中提取具有相對較聞的 坐標(biāo)精確度的觸摸板的觸摸坐標(biāo)；以及 輸出傳輸部分，其被配置成輸出所提取的觸摸坐標(biāo)。
27.如權(quán)利要求26所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，所述處理器還包括:收發(fā)器控制單元，其被配置成當(dāng)激活第一組驅(qū)動(dòng)器和第二組傳感器時(shí)，控制第二組驅(qū)動(dòng)器和第一組傳感器通過所述驅(qū)動(dòng)和感測單元被去激活。
28.如權(quán)利要求22所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第一方向是X軸方向時(shí)，所述第二方向是Y軸方向。
29.如權(quán)利要求28所述的電容式觸摸系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第一軸坐標(biāo)是X軸方向的坐標(biāo)時(shí)，所述第二軸坐標(biāo)是Y軸方向的坐標(biāo)。
【文檔編號】G06F3/044GK104035635SQ201410078476
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】白敏建, 金起德 申請人:三星電子株式會(huì)社