專利名稱：單芯片多激勵傳感器控制器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及用于多激勵傳感器的控制器，并且具體地涉及用于多激勵觸摸傳感器的單芯片控制器。
背景技術：
當前可以獲得許多類型的輸入設備，諸如按鈕或按鍵、鼠標、軌跡球、操縱桿、觸摸傳感器面板、觸摸屏等，以便在計算系統(tǒng)中執(zhí)行操作。特別地，觸摸屏由于其容易和通用的操作以及其不斷下降的價格而正在變得日益流行。觸摸屏可包括可以是具有觸敏表面的 清澈面板的觸摸傳感器面板，以及諸如液晶顯示器(IXD)的顯示設備，所述顯示設備可被部分地或完全地定位在該面板后面，從而觸敏表面可覆蓋顯示設備的可觀看區(qū)域的至少一部分。觸摸屏可允許用戶通過使用手指、觸筆或其它物體在顯示設備所顯示的用戶界面(UI)所規(guī)定的位置處觸摸該觸摸傳感器面板來執(zhí)行各種功能。一般來說，觸摸屏可識別觸摸事件以及觸摸事件在觸摸傳感器面板上的位置，以及計算系統(tǒng)然后可根據(jù)在該觸摸事件的時刻所呈現(xiàn)的顯示解釋該觸摸事件，并且此后可基于該觸摸事件執(zhí)行一個或多個動作。互電容觸摸傳感器面板可由大體透明的導電材料，例如，氧化銦錫(ΙΤ0)的驅動線路和感測線路的矩陣形成，驅動線路和感測線路的矩陣通常以行和列的形式布置在大體透明的襯底上的水平和垂直方向上?？梢酝ㄟ^驅動線路傳輸驅動信號，這導致驅動線路和感測線路的交叉點(感測像素)處的信號電容?？梢愿鶕?jù)由于驅動信號在感測線路中產生的感測信號確定信號電容。在某些觸摸傳感器面板系統(tǒng)中，同時激勵多個驅動線路，以便在感測線路中產生合成感測信號。雖然這些系統(tǒng)提供了某些優(yōu)點，但是由于常規(guī)的多激勵系統(tǒng)設計通常對系統(tǒng)的操作限制為特定的激勵情景，因此常規(guī)的多激勵系統(tǒng)可能是不靈活的。例如，典型的多激勵系統(tǒng)必須使用驅動信號的特定組合，以便產生特定的感測信號，并且必須以特定的方式從感測信號中提取信號電容。
發(fā)明內容
鑒于上述內容，在單個集成電路(單芯片)上形成用于多點觸摸傳感器的多激勵控制器，以便包括傳輸振蕩器，基于傳輸振蕩器的頻率產生多個驅動信號的傳輸信號部分，同時傳輸驅動信號以便驅動多點觸摸傳感器的多個傳輸通道，接收通過驅動多點觸摸傳感器產生的感測信號的接收通道，接收振蕩器，和基于接收振蕩器的頻率解調接收的感測信號以便獲得感測結果的解調部分，解調部分包括解調器和矢量運算器。這種實現(xiàn)可以提供比常規(guī)設計更靈活的系統(tǒng)。例如，矢量運算可以允許對任意矢量的選擇和測試，例如，允許系統(tǒng)設計者測試和實現(xiàn)不同的激勵矩陣/解碼矩陣組合，而不需要感測系統(tǒng)的大量重新設計。
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例計算系統(tǒng)。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例互電容觸摸傳感器面板。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于穩(wěn)態(tài)(無觸摸)情況下的示例像素的側視圖。圖2C是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處于動態(tài)(觸摸)情況下的示例像素的側視圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例專用集成電路(ASIC)單芯片多點觸摸控制器。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例傳輸通道。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的觸摸傳感器面板的示例激勵。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例感測通道和多級矢量解調引擎的第一級。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的多級矢量解調引擎的示例第二級。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例接收NC0。圖9A示出了具有包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的單芯片多激勵控制器的觸摸傳感器面板的示例移動電話。圖9B示出了具有包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的單芯片多激勵控制器的觸摸傳感器面板的示例數(shù)字媒體播放器。圖9C示出了具有包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的單芯片多激勵控制器的觸摸傳感器面板(軌跡板)和/或顯示器的示例個人計算機。
具體實施例方式在對優(yōu)選實施例的下列描述中參考了附圖，這些附圖構成本說明書的一部分，并且以說明的方式示出了可以實現(xiàn)本發(fā)明的特定實施例。應當理解，可以使用其它實施例，并且可以做出結構改變而不脫離本發(fā)明的實施例的范圍。本發(fā)明涉及形成在單個集成電路(單芯片)上的多點觸摸傳感器的多激勵控制器。該控制器包括接收部分，多級矢量解調引擎，傳輸部分，和各種外設，諸如存儲器、邏輯、接口、信號產生器、處理器等。多激勵控制器可以使用多個同時的驅動信號驅動傳感器，諸如觸摸傳感器面板，并且可以從傳感器接收由多個激勵產生的感測信號。由多激勵控制器接收的感測信號可以是由多個分量感測信號的疊加形成的合成信號，由驅動信號產生每個分量信號，并且每個分量信號帶有測量值數(shù)據(jù)。多激勵控制器可以解調和解碼多個合成信號，以便提取由分量信號所攜帶的單個測量值數(shù)據(jù)。雖然此處可以互電容觸摸傳感器面板描述和給出本發(fā)明的實施例，應當理解，本發(fā)明的實施例不受這種限制，而是本發(fā)明附加地可以用于自電容傳感器面板，以及單點或多點觸摸傳感器面板兩者，以及使用多個同時的激勵信號以便產生合成感測信號的其它傳感器。另外，雖然此處可以雙側ITO (DITO)觸摸傳感器面板描述和給出本發(fā)明的實施例，應當理解，本發(fā)明的實施例還適用于其它觸摸傳感器面板配置，諸如在不同襯底上或在覆蓋玻璃的背部上形成驅動線路和感測線路的配置，以及在單個襯底的相同側上形成驅動線路和感測線路的配置。
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用具有集成驅動系統(tǒng)的單ASIC多點觸摸控制器106的示例計算系統(tǒng)100。觸摸控制器106是可以包括一個或多個處理器子系統(tǒng)102的單個專用集成電路(ASIC)，所述一個或多個處理器子系統(tǒng)102可以包括，例如，一個或多個主處理器，諸如ARM968處理器或具有類似功能和能力的其它處理器。然而，在其它實施例中，可由專用邏輯，諸如狀態(tài)機，替代實現(xiàn)處理器功能。處理器子系統(tǒng)102還可以包括，例如，外設(未示出)，諸如隨機存取存儲器(RAM)或其他類型的存儲器或存儲設備，看門狗計時器等。觸摸控制器106還可以包括例如，用于接收信號，諸如一個或多個感測通道(未示出)的觸摸感測信號103、來自其它傳感器諸如傳感器111的其它信號等的接收部分107。觸摸控制器106還可以包括例如，諸如多級矢量解調引擎109的解調部分，面板掃描邏輯110，以及包括例如傳輸部分114的驅動系統(tǒng)。面板掃描邏輯110可以訪問RAMl 12，自治地從感測通道讀取數(shù)據(jù)，并且為感測通道提供控制。另外，面板掃描邏輯110可以控制傳輸部分114，以便以各種頻率和相位產生可被有選擇地施加到觸摸傳感器面板124的行上的激勵信號116?？梢允褂秒姾杀?15為傳輸部分產生供電電壓。通過級聯(lián)晶體管，激勵信號116 (Vstim)可以具有比ASIC處理可以容忍的最大電壓更高的振幅。因此，激勵電壓可以比單個晶體管可以處理的電壓電平(例如3. 6V)更聞(例如6V)。雖然圖I不出了與傳輸部分114分離的電荷泵115,但是電荷泵可以是傳輸部分的一部分。雖然還可以使用其它感測介質，觸摸傳感器面板124可以包括具有多個行跡線(例如驅動線路)和多個列跡線(例如感測線路)的電容感測介質。雖然還可以使用其它透明和諸如銅的非透明材料，行跡線和列跡線可由諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銻錫(ATO)的透明導電介質形成。在某些實施例中，行跡線和列跡線可以彼此垂直，雖然在其它實施例中其它非笛卡兒取向也是可能的。例如，在極坐標系中，感測線路可以是同心圓，并且驅動線路可以是徑向延伸的線路(反之亦然)。因此，應當理解，此處使用的術語“行”和“列”，“第一維度”和“第二維度”或“第一軸”和“第二軸”旨在不僅包括正交網格，而且包括具有第一維度和第二維度的其它幾何配置的交叉跡線(例如，極坐標布置的同心圓和徑向線)。行和列例如可被由基本透明的電介質材料分隔開地形成在大體透明的襯底的單個側面上，形成在襯底的相對側面上，形成在由電介質材料分隔開的兩個單獨的襯底上等。在跡線彼此上下穿過(相交)(但彼此不形成直接電接觸)的跡線的“交叉”處，跡線本質上可以形成兩個電極(雖然還可以是多于兩個跡線交叉)。行跡線和列跡線的每個交叉可以呈現(xiàn)出一個電容感測節(jié)點，并且可被視為圖像元素(像素)126，當觸摸傳感器面板124被視為捕捉觸摸的“圖像”時，這可能特別有用。(換言之，在觸摸控制器106已經確定是否已經在觸摸傳感器面板中的每個觸摸傳感器處檢測到了觸摸事件之后，多點觸摸面板中發(fā)生了觸摸事件處的觸摸傳感器的圖案可被視為是觸摸的“圖像”(例如，觸摸面板的手指的圖案))。當給定行被保持在直流(DC)電壓電平時，行電極和列電極之間的電容可表現(xiàn)為寄生電容，并且當以交流(AC)信號激勵給定行時可以表現(xiàn)為互信號電容Csig?？梢酝ㄟ^測量出現(xiàn)在被觸摸的像素處的信號電荷Qsig的信號改變，檢測觸摸傳感器面板附近或之上的手指或其它物體的出現(xiàn)，該信號改變是Csig的函數(shù)。計算系統(tǒng)100還可以包括用于接收來自處理器子系統(tǒng)102的輸出，并且基于該輸出執(zhí)行動作的主機處理器128，所述動作可以包括但不限于移動物體諸如光標或指針，滾動或掃視(panning)，調整控制設置，打開文件或文檔，觀看菜單，進行選擇，執(zhí)行指令，操作連接到主機設備的外圍設備，應答電話呼叫，進行電話呼叫，終止電話呼叫，改變音量或音頻設置，存儲與電話通信有關的信息諸如地址、常撥號碼、已接來電、未接來電，登錄計算機或計算機網絡，允許被授權的個體訪問計算機或計算機網絡的受限制區(qū)域，裝載與計算機桌面的用戶優(yōu)選布置相關聯(lián)的用戶簡檔，允許對Web內容的訪問，啟動特定程序，加密或解碼消息和/或等等。主機處理器128還可以執(zhí)行與面板處理無關的附加功能，并且可被連接到程序存儲設備132和顯示設備130，諸如用于給設備的用戶提供UI的IXD顯示器。在某些實施例中，如圖所示，主機處理器128可以是與觸摸控制器106分離的單獨組件。在其它實施例中，主機處理器128可被包括為觸摸控制器106的一部分。在其它實施例中，主機處理器128的功能可由處理器子系統(tǒng)102執(zhí)行和/或被分布在觸摸控制器106的其它組件之間。當被部分地或完整地定位在觸摸傳感器面板之下時，顯示設備130可以與觸摸傳感器面板124 —起形成觸摸屏118。
注意，例如可由存儲在存儲器(例如外設之一)內的固件實現(xiàn)并且由處理器子系統(tǒng)102執(zhí)行，或由存儲在程序存儲設備132內的固件實現(xiàn)并且由主機處理器128執(zhí)行上述功能中的一個或多個。固件還可被存儲在任意計算機可讀介質內，和/或被在任意計算機可讀介質內傳輸，以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用，所述指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備諸如是基于計算機的系統(tǒng)，包含處理器的系統(tǒng)，或可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備取回指令并且執(zhí)行指令的其它系統(tǒng)。在本文檔的上下文中，“計算機可讀介質”可以是可包含或存儲程序，以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用的任意介質。計算機可讀介質可以包括但不限于電子，磁，光學，電磁，紅外或半導體系統(tǒng)、裝置或設備，便攜計算機盤(磁性的)，隨機存取存儲器(RAM)(磁性的)，只讀存儲器(ROM)(磁性的)，可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)(磁性的)，便攜光盤諸如⑶，⑶一 R，⑶一 RW，DVD, DVD-R或DVD-RW，或閃存諸如小型閃存卡、安全數(shù)字卡、USB存儲器設備、記憶棒等。固件還可被在任意傳輸介質中傳送，以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用，所述指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備諸如是基于計算機的系統(tǒng)，包含處理器的系統(tǒng)，或可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備取回指令并且執(zhí)行指令的其它系統(tǒng)。在本文檔的上下文中，“傳輸介質”可以是可以傳遞、傳送或傳輸程序，以便由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用或結合指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備使用的任意介質。傳輸可讀介質可以包括但不限于電子，磁，光學，電磁或紅外的有線或無線傳送介質。圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的更多細節(jié)的示例觸摸傳感器面板124的局部視圖。圖2A指出位于行跡線204和列跡線206交叉處的每個像素202處的寄生電容Cstray(C寄生)的存在(雖然出于簡化圖示的目的，圖2A中僅示出了一列的Cstray)。在圖2A的例子中，由傳輸部分114傳輸?shù)尿寗有盘柨杀皇┘拥接|摸面板的行上。例如，可在若干行上施加AC激勵Vstim 214,Vstim 215和Vstim 217，而其它行可被連接到DC。如后面將解釋的，Vstim 214、Vstim 215和Vstim 217可以是例如具有不同相位的信號。行上的每個激勵信號可以引起電荷Qsig被通過出現(xiàn)在受影響的像素處的互電容注入列，其中Qsig=Csig x Vstim (I)當手指、手掌或其它物體出現(xiàn)在一個或多個受影響的像素處時，可以檢測到注入電荷(QSig_SenSe)的改變。Vstim信號214、215和217可以包括正弦波，方波等的一個或多個脈沖串。Vstim信號可由具有一個特定相位、振幅和頻率的信號組成，但是本質上例如可以是每個信號具有特定相位、振幅和頻率的多個信號的合成，例如，可由每個信號具有特定相位、振幅和頻率的多個信號組成。每個信號分量的頻率、相位或振幅可被調制。例如，可以出于開窗(windowing)目的使用振幅調制，以便提供窄帶的并且具有很少諧波含量的激勵信號，從而防止不希望的噪聲源進入接收通道。例如，使用具有方波形狀的激勵信號具有高次諧波。由于外部噪聲分量和激勵的高次諧波之間的互調，這些高次諧波可以引起帶內噪聲分量。注意，雖然圖2A示出行204和列206大體垂直，如上所述，它們不必被如此排列。例如,每個列206可被連接到一個感測通道。圖2B是根據(jù)本發(fā)明的實施例的穩(wěn)態(tài)(無觸摸)情況下的示例像素202的側視圖。在圖2B中，示出了列跡線206和行跡線204或由電介質210分隔開的電極之間的互電容的電場線208的電場。圖2C是動態(tài)(觸摸)情況下的示例像素202的側視圖。在圖2C中，手指212已被放置在像素202附近。手指212在信號頻率下是低阻抗物體，并且具有從列跡線206到人 體的AC電容C手指(CFinger)。人體具有大約200pF的對地自電容C人體(Cbody)，其中C人體比大得多。如果手指212阻擋行電極和列電極之間的某些電場線208 (脫離電介質并且穿過行電極之上的空氣的彌散場)，這些電場線被通過手指和人體中固有的電容路徑分路到地，并且結果，穩(wěn)態(tài)信號電容Csig減小了 ACsig。換言之，等效人體和手指電容起將Csig減小數(shù)量ACsig (此處其還被稱為Csig_sense)的作用，并且可以起到地的分路或動態(tài)返回路徑的作用，其阻擋某些電場從而導致減小的凈信號電容。像素處的信號電容變?yōu)镃sig — ACsig,其中Csig表示靜態(tài)(無觸摸)分量,并且Δ Csig表示動態(tài)(觸摸)分量。注意，由于手指、手掌或其它物體不能阻擋全部電場，尤其是完全剩余在電介質材料內的那些電場，Csig- ACsig可能總是非零的。另外，應當理解，當手指被更用力地或更完全地按壓在多點觸摸面板上時，手指可以趨于變平，從而阻擋越來越多的電場，并且因此ACsig可以是可變的，并且表示手指被多么完全地按壓在面板上(例如，從“無觸摸”到“完全觸摸”的范圍)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例單ASIC多點觸摸控制器106的更詳細的方框圖。觸摸控制器106的接收(RX)部分107包括混雜通道305 (例如，用于紅外傳感器、溫度傳感器的通道等)，以及總共N個接收通道，諸如感測通道307。感測通道307連接到偏移補償器309。多級矢量解調引擎109包括數(shù)字解調部分313，結果存儲器315，以及矢量運算器317。數(shù)字解調部分313連接到接收(RX) NC0319，并且矢量運算器317連接到解碼矩陣RAM321以及連接到結果RAM323。傳輸(TX)部分114包括傳輸邏輯327，傳輸DAC329，以及總共M個傳輸通道333。傳輸NC0335給傳輸邏輯和TX DAC提供時鐘，并且電荷泵115給傳輸通道提供電力。傳輸通道333通過模擬總線339連接到激勵矩陣RAM337。解碼矩陣RAM321，結果RAM323和激勵矩陣RAM337可以例如是RAM112的一部分。處理器子系統(tǒng)102可以在解碼矩陣RAM321中存儲和更新例如解碼矩陣，并且在激勵矩陣RAM337中存儲和更新激勵矩陣，初始化多點觸摸子系統(tǒng)，處理來自接收通道的數(shù)據(jù)，以及便于與主機處理器的通信。圖3示出了處理器子系統(tǒng)102，面板掃描邏輯110和主機處理器128。圖3還示出了時鐘產生器343和處理器接口 347。觸摸控制器106的各種組件通過外設總線349連接在一起。處理器接口 347通過處理器接口(PI)連接353連接到主機處理器128?，F(xiàn)在將參考圖4描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的觸摸控制器106的不例驅動信號傳輸操作，圖4是示出了觸摸控制器106的更多細節(jié)的方框圖。由電荷泵115供電的傳輸邏輯327基于TX NCO 335產生數(shù)字信號。TX DAC329是差分DAC，并且將來自傳輸邏輯327的數(shù)字信號轉換為激勵信號Vstim+和Vstim—。Vstim +是具有與TX NC0335相同頻率的波形的信號，并且Vstim—是具有被相對于公共電壓Vcm翻轉的Vstim+的波形的信號。在這個例子中，公共電壓Vcm等于2. 5V。Vstim+是具有2. 5V DC偏移以及4. 75V最大振幅的頻率為ω的正弦波Vstim+=2. 5V+2. 25V*sin (ω t)Vstim 一是具有2. 5V DC偏移以及4. 75V最大振幅的頻率為ω的相位與Vstim+相差180度的正弦波 Vstim-=2. 5V+2. 25V*sin(ωt+180° )當然，可以使用其它激勵信號和信號產生方法。例如，TX NCO 335可以包括混合器以便將上面的正弦波Vstim+和Vstim —信號與從包絡線查找表(LUT)中產生的包絡線波形混合。包絡線成形/開窗能力可能是有益的，這是由于它允許控制激勵波形的譜屬性，以及還能控制將多少能量置于多點觸摸通道內。這兩種屬性控制干擾抑制的量。向通道中放置越多能量，干擾抑制對于外部干擾信號更為有利。開窗函數(shù)的例子是Gaussian (高斯)，Chebychev (契比雪夫)或Rectangular (矩形)。相對于Rectangular窗口，使用例如Chebychev窗口導致這樣的激勵波形,該激勵波形在頻域具有減小的邊帶波動(sidebandripple)，并且因此允許更少的噪音在解調后進入接收通道。TX DAC329向模擬總線339的分離的線路提供Vstim +和Vstim ―。總線339還包括承載公共電壓Vcm的線路以及接地的線路gnd。每個傳輸通道333包括模擬MUX (多路復用器)401和緩沖器403。模擬MUX401連接到總線339的每條線路，并且可以選擇驅動信號Vstim +,Vstim 一,Vcm或gnd之一，以便提供給緩沖器403。與模擬總線339和多個MUX401 (每個傳輸通道一個)一起使用單個TXDAC329可以相對于其它設計允許芯片上減小的足跡(footprint)。然而，可以使用多于一個的TX DAC329。TX DAC329可以例如是R2 —R DAC，溫度編碼DAC，Σ — Λ DAC，或其它類型的DAC。如下面更詳細描述的，MUX401基于存儲在激勵矩陣RAM337內的激勵矩陣407選擇驅動信號。根據(jù)TX DAC的輸出處的最大激勵電壓電平，傳輸通道333的緩沖器403可以具有I的增益(數(shù)目I)或大于I的增益。因此，緩沖器不僅可以起增益放大來自TX DAC的信號的目的，而且還提供了驅動由多點觸摸傳感器面板124給其帶來的大部分電容負載的驅動能力。輸出緩沖器403可以提供防止電荷泵電源上出現(xiàn)的噪聲傳播到VSTM輸出的益處。這對于防止VSTM端口上的由電荷泵產生的任何不希望的噪聲以降低信噪比，以及無意中影響觸摸性能是重要的。換言之，由于每個緩沖器403具有負反饋，緩沖器403本質上是自調節(jié)的。輸出緩沖器403的電源波動抑制可以足以抑制電荷泵電源上出現(xiàn)的任何電源波動。在某些實施例中，在傳輸部分114中使用緩沖器403可以提供足夠的電源波動抑制，以便允許使用無調節(jié)的電荷泵。這可以允許更簡單和更高效的電荷泵設計。另外，可以作為激勵頻率的函數(shù)或在激勵頻率范圍之外選擇電荷泵操作頻率，以便防止由電荷泵引入的噪聲影響觸摸性能。在觸摸面板傳感器124的多步掃描的每個步中，每個MUX401為到觸摸面板傳感器的相應驅動線路的傳輸選擇Vstim+，Vstim-，Vcm,或GND中的一個。GND可用于如果緩沖器未被使用，將相應的輸出緩沖器置于低功率狀態(tài)以便節(jié)省電力?；诩罹仃?07做出該選擇。如圖4所示，激勵矩陣407的每行相應于掃描中的一個步，并且行中的數(shù)值指出針對每個TX通道333的驅動信號選擇。對于掃描中的每個步，MUX401基于激勵矩陣407的行中的數(shù)值選擇驅動信號。例如，在第一個步中，圖4中STEPO行指出針對第一 TX通道的MUX401的信號選擇(MUX0_SEL)，針對第二 TX通道的MUX401的信號選擇(MUX1_SEL)等。在每個步，MUX可以選擇不同的信號組合，以便與其它步不同地激勵面板。面板掃描邏輯110可以借助通過經由外設總線349的連接來增加存儲在激勵矩陣RAM337中的步地址，控制這些步的定時。一旦MUX選擇了信號，該信號被發(fā)送到TX通道的緩沖器403，以便被傳輸?shù)矫姘鍌鞲衅鳌Ｗ⒁猓姘鍜呙柽壿嬤€可以通過外設總線349修改激勵矩陣407，例如，以便調整激勵矩陣的數(shù)據(jù)項的值，以便以其它激勵矩陣取代該激勵矩陣等。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的觸摸傳感器面板124的示例激勵。特別地，圖5示出了通過觸摸傳感器面板124的行204的驅動信號和通過觸摸傳感器面板124的列206·的感測信號的信號路徑。圖5示出了在傳感器面板掃描的一個步中驅動傳感器面板124的觸摸控制器106。在圖5中，觸摸控制器106被示出為具有分別相應于傳感器面板124的M個驅動線路(行)204和N個感測線路(列)的M個傳輸通道333和N個感測通道501。傳輸通道333通過驅動線路204傳輸驅動信號Vstim
，Vstim[l]，· · · Vstim[M_l]，其中，Vstim與像素的信號電容Csig成比例。如上所述，作為注入以Vstim驅動的每個像素的感測線路206中的信號電荷Qsig的結果,產生感測信號SenseSig
, SenseSig[l],. . . SenseSig[N-1]。假設一個線性系統(tǒng)，注入感測線路206中的總信號電荷Qsig_tot是在感測通道C的每個像素處注入的信號電荷的總和Qsig_totc=Qsigc (O)+Qsigc (I)+...+Qsigc (M-I) (2)其中Qsigc(R)是相應于感測通道C的驅動線路R的像素處的注入電荷。因此,參考上面的等式(I)Qsig_totc=Vstim(0) XCsigc(O) +Vstim(I) XCsigc(I)+... (3)Vstim(M-I) XCsigc(M-I)在傳感器面板124的掃描中的每個步，當基于激勵矩陣407內的針對該步的MUX_SEL值以特定驅動信號驅動驅動線路204時,在每個感測通道內產生Qsig_totc。傳感器面板124的完整掃描導致多個Qsig_tot。測量值，即，每步每通道一個Qsig_tot。。對于具有P步的掃描，等式(3)可被寫為一系列等式，每個等式針對感測通道C的掃描中的一個步Qsig_totc(S) =VstimX cos (Pz_stimc(0, S)) XCsigc(O) +VstimX cos (Pz_stimc(l, S)) X Csigc(I) +... (4)VstimX cos (Pz_stimc( (M-I), S)) X Csigc(M-I)其中S=步索引(從0到P-l)C=通道索引(從O到N-1)Qsig_totc(S)=步 S 的感測通道 C 的 Qsig_tot
權利要求
1.一種用于多點觸摸傳感器的控制器，所述控制器形成在單個集成電路上，所述控制器包括 傳輸振蕩器裝置，用于提供傳輸時鐘信號； 傳輸信號裝置，用于基于所述傳輸時鐘信號的頻率產生多個驅動信號； 多個傳輸通道裝置，用于同時傳輸所述驅動信號以便驅動所述多點觸摸傳感器； 接收通道裝置，用于接收由驅動所述多點觸摸傳感器產生的感測信號； 接收振蕩器裝置，用于提供接收時鐘信號；以及 解調裝置，用于基于所接收的時鐘信號的頻率解調所接收的感測信號以便獲得感測結果，所述解調裝置包括用于執(zhí)行解調操作的解調器裝置、以及用于執(zhí)行矢量運算的矢量運算器裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及單芯片多激勵傳感器控制器。在單個集成電路(單芯片)上形成多激勵控制器。該多激勵控制器包括傳輸振蕩器，基于傳輸振蕩器的頻率產生多個驅動信號的傳輸信號部分，同時傳輸驅動信號以便驅動多點觸摸傳感器的多個傳輸通道，接收由驅動多點觸摸傳感器得到的感測信號的接收通道，接收振蕩器和基于接收振蕩器頻率解調接收的感測信號以獲得感測結果的解調部分，所述解調部分包括解調器和矢量運算器。
文檔編號G06F3/041GK102841707SQ20121021053
公開日2012年12月26日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權日2008年9月10日
發(fā)明者S·P·霍泰玲, C·H·克拉, M·尤斯弗波, T·J·威爾森 申請人:蘋果公司