降低像素化的自電容觸摸屏中的浮動地影響的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及觸摸傳感器面板，并且尤其是涉及降低觸摸屏中的浮動地影響(floating ground effect)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前有許多類型的輸入設(shè)備可用于在計算系統(tǒng)中執(zhí)行操作，諸如按鈕或按鍵、鼠標(biāo)、軌跡球、操縱桿、觸摸傳感器面板、觸摸屏，等等。具體而言，由于其操作的便利性和多功能性及其不斷下降的價格，觸摸屏變得日益流行。觸摸屏可以包括可以是具有觸摸敏感表面的清晰面板的觸摸傳感器面板和諸如液晶顯示器(LCD)的顯示設(shè)備，其中顯示設(shè)備可以部分或完全地位于面板后面以使得觸摸敏感表面可以覆蓋顯示設(shè)備的可視區(qū)域的至少一部分。觸摸屏可以允許用戶通過利用手指、觸控筆或其它物體在常常由顯示設(shè)備所顯示的用戶界面(UI)指示的位置處觸摸觸摸傳感器面板來執(zhí)行各種功能。一般而言，觸摸屏可以識別觸摸傳感器面板上的觸摸和觸摸的位置，然后計算系統(tǒng)可以根據(jù)在觸摸當(dāng)時出現(xiàn)的顯示來解釋觸摸，其后可以基于該觸摸執(zhí)行一個或多個動作。在一些觸摸感測系統(tǒng)的情況下，無需顯示器上的物理觸摸來檢測觸摸。例如，在一些電容類型的觸摸感測系統(tǒng)中，被用來檢測觸摸的邊緣電場可以超出顯示器的表面，并且接近表面附近的物體可以在表面附近被檢測到，而無需實際接觸表面。
[0003]電容式觸摸傳感器面板可以由基本上透明的傳導(dǎo)性板的矩陣構(gòu)成，其中傳導(dǎo)性板由諸如氧化銦錫(ΙΤ0)的材料制成。至少部分地由于其基本上透明，電容式觸摸傳感器面板可以覆蓋在顯示器上，以構(gòu)成觸摸屏，如上所述。一些觸摸屏可以通過部分地把觸摸感測電路集成到顯示像素堆疊(即，構(gòu)成顯示像素的堆疊材料層)中來形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]—些電容式觸摸傳感器面板可以由基本上透明的傳導(dǎo)性板的矩陣構(gòu)成，其中傳導(dǎo)性板由諸如氧化銦錫(ΙΤ0)的材料制成，并且一些觸摸屏可以通過部分地把觸摸感測電路集成到顯示像素堆疊(即，構(gòu)成顯示像素的堆疊材料層)中來形成。通過檢測傳導(dǎo)性板的自電容的變化，觸摸事件可以在以上觸摸傳感器面板上被感測到。有時候，被用來感測觸摸事件的觸摸感測電路的接地參考可以相對于地球地稍有浮動，這會造成觸摸感測信號中的不期望變化。本公開的例子提供了用于降低觸摸感測系統(tǒng)中這種浮動地參考的影響的各種技術(shù)。在一些例子中，觸摸傳感器面板上的一個或多個觸摸像素可以被驅(qū)動和感測，而觸摸傳感器面板上的其它觸摸像素可以親合到參考電壓(例如，地參考(ground reference))。在一些例子中，耦合到觸摸傳感器面板上的觸摸像素的布線(routing)可以被配置為降低布線到布線的寄生電容。在一些例子中，各種其它觸摸像素驅(qū)動方案可以被用來降低浮動地參考的影響。
【附圖說明】
[0005]圖1A-1D說明了每個都可以包括根據(jù)本公開的例子的示例性觸摸屏的示例移動電話、示例媒體播放器、示例個人計算機(jī)和示例平板計算機(jī)。
[0006]圖2是說明根據(jù)本公開的例子的示例觸摸屏的一種實現(xiàn)的示例計算系統(tǒng)的框圖。
[0007]圖3A說明了根據(jù)本公開的例子的對應(yīng)于自電容觸摸像素電極和感測電路的示例性觸摸傳感器電路。
[0008]圖3B說明了其中公共電極可以構(gòu)成觸摸感測系統(tǒng)的觸摸感測電路的部分的示例配置。
[0009]圖4說明了根據(jù)本公開的例子的可以表示自電容觸摸屏的示例性操作的示例性電路。
[0010]圖5說明了根據(jù)本公開的例子的可以表示在多個觸摸像素被驅(qū)動和感測時自電容觸摸屏的示例性操作的示例性電路。
[0011]圖6說明了根據(jù)本公開內(nèi)容的例子的可以表示在一個觸摸像素被驅(qū)動和感測時自電容觸摸屏的示例性操作的示例性電路。
[0012]圖7說明了根據(jù)本公開的例子的示例性觸摸像素驅(qū)動和布線方案。
[0013]圖8A說明了根據(jù)本公開的例子的示例性觸摸像素驅(qū)動方案。
[0014]圖8B說明了根據(jù)本公開的例子的示例性動態(tài)觸摸像素驅(qū)動方案。
【具體實施方式】
[0015]在以下對例子的描述中，參考構(gòu)成本文一部分并且其中通過說明示出可以實踐的具體例子的附圖。應(yīng)當(dāng)理解，在不背離所公開例子的范圍的情況下，可以使用其它例子并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)改變。
[0016]—些電容式觸摸傳感器面板可以由基本上透明的傳導(dǎo)性板的矩陣構(gòu)成，其中傳導(dǎo)性板由諸如氧化銦錫(ΙΤ0)的材料制成，并且一些觸摸屏可以通過部分地把觸摸感測電路集成到顯示像素堆疊(即，構(gòu)成顯示像素的堆疊材料層)中來形成。通過檢測傳導(dǎo)性板的自電容的變化，觸摸事件可以在以上觸摸傳感器面板上被感測到。有時候，被用來感測觸摸事件的觸摸感測電路的接地參考可以相對于地球地稍有浮動，這會造成觸摸感測信號中的不期望變化。本公開的例子提供了用于降低觸摸感測系統(tǒng)中這種浮動地參考的影響的各種技術(shù)。在一些例子中，觸摸傳感器面板上的一個或多個觸摸像素可以被驅(qū)動和感測，而觸摸傳感器面板上的其它觸摸像素可以耦合到參考電壓(例如，地參考)。在一些例子中，耦合到觸摸傳感器面板上的觸摸像素的布線可以被配置為降低布線到布線的寄生電容。在一些例子中，各種其它觸摸像素驅(qū)動方案可以被用來降低浮動地參考的影響。
[0017]圖1A-1D示出了根據(jù)本公開的例子的觸摸屏可以在其中實現(xiàn)的示例系統(tǒng)。圖1A說明了包括觸摸屏124的示例移動電話136。圖1B說明了包括觸摸屏126的示例數(shù)字媒體播放器140。圖1C說明了包括觸摸屏128的示例個人計算機(jī)144。圖1D說明了包括觸摸屏130的示例平板計算機(jī)148。應(yīng)當(dāng)理解，以上觸摸屏也可以在包括在可穿戴設(shè)備中的其它設(shè)備中實現(xiàn)。
[0018]在一些例子中，觸摸屏124、126、128和130可以基于自電容?；谧噪娙莸挠|摸系統(tǒng)可以包括小傳導(dǎo)性材料板的矩陣，其中這些板可以被稱為觸摸像素或觸摸像素電極。例如，觸摸屏可以包括多個觸摸像素，每個觸摸像素對應(yīng)于觸摸屏上要被感測的觸摸或接近(即，觸摸或接近事件)的特定位置。這種觸摸屏可以被稱為像素化的自電容觸摸屏。在操作過程中，觸摸像素可以利用AC波形激勵，并且觸摸像素的自電容可以被測量。當(dāng)物體接近觸摸像素時，觸摸像素的自電容可以變化。當(dāng)多個物體接觸，或靠近，觸摸屏?xí)r，觸摸像素的自電容的這種變化可以被觸摸感測系統(tǒng)檢測和測量，以確定這些物體的位置。
[0019]圖2是說明根據(jù)本公開的例子的示例觸摸屏220的一種實現(xiàn)的示例計算系統(tǒng)200的框圖。計算系統(tǒng)200可以包括在例如移動電話136、數(shù)字媒體播放器140、個人計算機(jī)144、平板計算機(jī)148或者包括觸摸屏的任何移動或非移動計算設(shè)備一一包括可穿戴設(shè)備一一中。計算系統(tǒng)200可以包括觸摸感測系統(tǒng)，包括一個或多個觸摸處理器202、外圍設(shè)備204、觸摸控制器206和觸摸感測電路(在下文中更詳細(xì)地描述)。外圍設(shè)備204可以包括，但不限于，隨機(jī)存取存儲器(RAM)或其它類型的存儲器或儲存裝置、看門狗定時器等。觸摸控制器206可以包括，但不限于，一個或多個感測通道208以及通道掃描邏輯210。通道掃描邏輯210可以訪問RAM 212，自主地從感測通道208讀取數(shù)據(jù)并提供對感測通道的控制。此夕卜，通道掃描邏輯210可以控制感測通道208，以產(chǎn)生處于不同頻率和相位的激勵信號，這種信號可被選擇性地施加到觸摸屏220的觸摸像素，如在下面更詳細(xì)描述的。在一些例子中，觸摸控制器206、觸摸處理器202和外圍設(shè)備204可被集成到單個專用集成電路(ASIC)中，并且在一些例子中可以與觸摸屏220本身集成。
[0020]觸摸屏220可以是自電容觸摸屏，并且可以包括觸摸感測電路，該觸摸感測電路可包括具有多個觸摸像素222的電容性感測介質(zhì)(例如，像素化的自電容觸摸屏)。觸摸像素222可以耦合到觸摸控制器206中的感測通道208，可以通過驅(qū)動/感測接口 225被來自感測通道的激勵信號驅(qū)動，并且也可以通過驅(qū)動/感測接口被感測通道感測，如上所述。當(dāng)觸摸屏220被視為捕捉觸摸的“圖像”時，把被用于檢測觸摸的傳導(dǎo)性板(即，觸摸像素222)標(biāo)記為“觸摸像素”會特別有用。換句話說，在觸摸控制器206已確定在觸摸屏220中的每個觸摸像素222處檢測到的觸摸量之后，觸摸屏中觸摸在其處發(fā)生的觸摸像素的圖案可以被視為觸摸的“圖像”(例如，觸摸觸摸屏的手指的圖案)。
[0021]計算系統(tǒng)200還可以包括主處理器228，用于從觸摸處理器202接收輸出并基于這些輸出執(zhí)行動作。例如，主處理器228可以被連接到程序儲存裝置232和顯示控制器，諸如IXD驅(qū)動器234。IXD驅(qū)動器234可以在到每個像素晶體管的選擇(選通)線上提供電壓，并且可以向這些相同的晶體管沿數(shù)據(jù)線提供數(shù)據(jù)信號，以控制像素顯示圖像，如下面更詳細(xì)描述的。主處理器228可以使用IXD驅(qū)動器234在觸摸屏220上產(chǎn)生圖像，諸如用戶界面(UI)的圖像，并且可以使用觸摸處理器202和觸摸屏控制器206來檢測觸摸屏220上或其附近的觸摸。觸摸輸入可被存儲在程序儲存裝置232中的計算機(jī)程序用來執(zhí)行動作，其中動作可以包括，但不限于，移動諸如光標(biāo)或指針的對象、滾動或平移(panning)、調(diào)節(jié)控制設(shè)置、打開文件或文檔、觀看菜單、進(jìn)行選擇、執(zhí)行指令、操作耦合到該主機(jī)設(shè)備的外圍設(shè)備、接聽電話、撥打電話、終止電話、改變音量或音頻設(shè)置、存儲與電話通信相關(guān)的信息，諸如地址、常撥號碼、已接來電、未接來電，登錄到計算機(jī)或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、允許授權(quán)個人訪問計算機(jī)或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的受限區(qū)域、加載與計算機(jī)桌面的用戶優(yōu)選布置關(guān)聯(lián)的用戶簡介、允許訪問web內(nèi)容、啟動特定的程序、和/或加密或解碼消息，等等。主處理器228還可以執(zhí)行可能不與觸摸處理相關(guān)的附加功能。
[0022]應(yīng)當(dāng)指出，上述功能當(dāng)中的一個或多個，包括電極和感測通道的配置和操作，可以由存儲在存儲器(例如，圖2中的外圍設(shè)備204之一)中并且被觸摸處理器202執(zhí)行或者存儲在程序儲存裝置232中并且被主處理器228執(zhí)行的固件執(zhí)行。固件還可以在由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與其結(jié)合使用的任何非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中存儲和/或運(yùn)輸，其中所述指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備是諸如基于計算機(jī)的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)或者可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備讀取指令并執(zhí)行指令的其它系統(tǒng)。在本文檔的語境下，“非臨時性計算機(jī)可讀