減少用于單層觸摸傳感器的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極的多路復(fù)用和多路解編的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及單層觸摸傳感器。更具體地，本發(fā)明是一種用于使用來自單層觸 摸傳感器的數(shù)據(jù)來追蹤使用驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極的多路復(fù)用和多路解編的系統(tǒng)的單一目標(biāo)的 系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)討論觸摸傳感器時(shí)，值得注意的是存在數(shù)個(gè)不同的電容靈敏傳感器的設(shè)計(jì)。可 以改進(jìn)以用于本發(fā)明的一個(gè)現(xiàn)有觸摸板設(shè)計(jì)是由CIRQUF/?公司制造的觸摸板。因此，檢 查底層技術(shù)對(duì)更好地理解如何改進(jìn)任意電容靈敏觸摸板以用于本發(fā)明是有用的。
[0003] CIRQUE?公司觸摸板是互電容感測(cè)裝置，示例如圖1中的框圖所示。在該觸摸 板10中，X(12)和Y(H)電極的柵和感測(cè)電極16用于限定觸摸板的觸敏區(qū)18。典型地， 觸摸板10為大約16X 12電極的矩形柵或當(dāng)有空間約束時(shí)為8X6電極的矩形柵。與這些 X(12)和Y(H)(或行和列）電極交錯(cuò)的是單個(gè)感測(cè)電極16。通過感測(cè)電極16進(jìn)行所有位 置測(cè)量。
[0004] CIRQUE·?公司觸摸板10測(cè)量感測(cè)線路16上的電荷的不平衡。當(dāng)沒有指向目 標(biāo)在觸摸板10上或觸摸板10附近時(shí)，觸摸板電路20處于平衡狀態(tài)，且感測(cè)線路16上沒有 電荷不平衡。當(dāng)指向目標(biāo)由于該目標(biāo)接近或接觸觸摸表面（觸摸板10的敏感區(qū)18)時(shí)的 電容耦合而產(chǎn)生不平衡時(shí)，在電極12、14上出現(xiàn)電容變化。測(cè)量的是電容的變化，而不是電 極12、14上的絕對(duì)電容值。觸摸板10通過測(cè)量必須被注入到感測(cè)線路16上的電荷量來確 定電容的變化，以重建或恢復(fù)感測(cè)線路上的電荷平衡
[0005] 上述系統(tǒng)被用于確定如下所述的手指在觸摸板10上或觸摸板10附近時(shí)的位置。 該示例描述行電極12,且對(duì)于列電極14以同樣的方式進(jìn)行重復(fù)。從行和列電極測(cè)量值中獲 得的值確定觸摸板10上或觸摸板10附近的指向目標(biāo)的形心的交叉點(diǎn)。
[0006] 在第一步中，第一組行電極12利用來自P、N發(fā)生器22的第一信號(hào)驅(qū)動(dòng)，不同但 相鄰的第二組行電極利用來自P、N發(fā)生器的第二信號(hào)驅(qū)動(dòng)。觸摸板電路20使用互電容測(cè) 量裝置26從感測(cè)線路16獲得值，該值表明哪個(gè)行電極最接近指向目標(biāo)。然而，在一些微控 制器28控制下的觸摸板電路20還不能確定指向目標(biāo)位于行電極的哪一側(cè)，也不能確定指 向目標(biāo)距離電極恰好多遠(yuǎn)。因此，系統(tǒng)通過待驅(qū)動(dòng)的電極組12中的一個(gè)電極而變化。換言 之，該組的一側(cè)上的電極增加，而不再驅(qū)動(dòng)該組的相對(duì)側(cè)上的電極。然后，新的組被P、N發(fā) 生器22驅(qū)動(dòng)，并且進(jìn)行感測(cè)線路16的第二次測(cè)量。
[0007] 從這兩個(gè)測(cè)量值能夠確定指向目標(biāo)位于行電極的哪一側(cè)及距離多遠(yuǎn)。然后，通過 利用比較所測(cè)量的兩個(gè)信號(hào)的大小的方程式測(cè)定指向目標(biāo)的位置。
[0008] CIRQUE?公司觸摸板的靈敏度或分辨率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于行和列電極的16 X 12柵所蘊(yùn) 含的靈敏度或分辨率。該分辨率通常大約為960頻數(shù)（counts)/英寸或更大。精確的分辨 率是由組件的靈敏度、相同行和列上的電極12、14之間的間距以及對(duì)本發(fā)明不重要的其他 因素決定。對(duì)于Y或列電極14,使用P、N發(fā)生器24重復(fù)上述處理。
[0009] 盡管上述CIRQUE?觸摸板使用X和Y電極12、14的柵和單獨(dú)且單一的感測(cè)電 極16,但是通過使用多路復(fù)用技術(shù)，感測(cè)電極實(shí)際上可以為X電極12或Y電極14。任一設(shè) 計(jì)將能夠使本發(fā)明運(yùn)行。
[0010] CIRQUE?公司觸摸板的底層技術(shù)基于電容傳感器。然而，其他觸摸板技術(shù)也可 以用于本發(fā)明。這些其他的接近靈敏和觸摸靈敏觸摸板技術(shù)包括電磁、感測(cè)、壓力傳感、靜 電、超聲波、光學(xué)、電阻膜、半導(dǎo)體膜或其他手指或觸針響應(yīng)技術(shù)。
[0011] 上述現(xiàn)有技術(shù)涉及多層觸摸傳感器?，F(xiàn)有技術(shù)將有利于提供一種對(duì)于使改善設(shè)置 在觸摸傳感器下面的顯示屏的可見性的單層觸摸傳感器最優(yōu)化的新的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極設(shè) 計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 在第一實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于為了將數(shù)據(jù)多路傳輸?shù)礁袦y(cè)電極上、測(cè)量感 測(cè)電極而通過使用來自單層觸摸傳感器的數(shù)據(jù)以通過使用編碼激勵(lì)驅(qū)動(dòng)模式追蹤單一目 標(biāo)以及然后為了獲得關(guān)于觸摸傳感器上的至少一個(gè)目標(biāo)的位置信息而多路解編來自感測(cè) 電極的測(cè)量的信息的系統(tǒng)和方法。
[0013] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)、特征、優(yōu)勢(shì)和可選方面將結(jié) 合附圖從下面的詳細(xì)描述中變得明顯。
【附圖說明】
[0014] 圖1是在現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)現(xiàn)的且適合用于本發(fā)明使用的觸摸板的第一實(shí)施例的操 作的框圖。
[0015] 圖2是包括在棋盤狀圖案中重復(fù)以便相鄰觸摸區(qū)域不互相干擾的多個(gè)觸摸區(qū)域 的觸摸傳感器的俯視圖。
[0016] 圖3是示出驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極以及至電極的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)軌跡（trace)的單個(gè)觸摸區(qū) 域的特寫示意圖。
[0017] 圖4是示出當(dāng)存在兩個(gè)相鄰的觸摸區(qū)域共享共同但可單獨(dú)尋址的感測(cè)電極時(shí)路 徑軌跡的差別的電極和路徑軌跡的示意圖。
[0018] 圖5是示出多重觸摸區(qū)域可以如何設(shè)置在相同行上的電極和路徑軌跡的示意圖。
[0019] 圖6是說明單個(gè)感測(cè)電極上的多點(diǎn)觸摸的單個(gè)感測(cè)電極、第一手指和第二手指的 俯視圖。
[0020] 圖7是本發(fā)明的第一實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 現(xiàn)在將參照附圖，其中，本發(fā)明的各種元件將被給予數(shù)字編號(hào)，且將討論本發(fā)明以 使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。應(yīng)該理解，下列說明僅是本發(fā)明的示例性原則， 而不應(yīng)被視為縮小所附權(quán)利要求的范圍。
[0022] 還應(yīng)該理解，貫穿全文的術(shù)語"觸摸傳感器"可以與術(shù)語觸摸板、觸摸屏、觸控板、 觸摸面板、觸摸輸入裝置和觸摸靈敏裝置可交換地使用。
[0023] 第一實(shí)施例是單層觸摸傳感器30。這意味著作為驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極的電極可以形成 在單基板32或多層基板的單層上。驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極可以如圖2所示設(shè)置。
[0024] 圖2是可包含第一實(shí)施例的特征的觸摸傳感器30的俯視圖。圖2將之前更詳細(xì) 的本發(fā)明的第一方面引入接下來的圖中。第一實(shí)施例的第一特征中的一個(gè)是可以存在多 個(gè)觸摸區(qū)域。不同的觸摸區(qū)域在圖2中由觸摸區(qū)域A34和B 36表示。觸摸區(qū)域34、36中 的每一個(gè)包括多個(gè)如稍后將示出的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極。觸摸區(qū)域34、36不是按鈕而是起可以 檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)以及追蹤運(yùn)動(dòng)的觸摸傳感器的作用。重要的是要理解對(duì)于本發(fā)明的功 能，相鄰的觸摸區(qū)域不應(yīng)該同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。因此，在圖2中，可以僅存在兩種不同類型的在如 圖所示的交替模式中重復(fù)的觸摸區(qū)域A34和B 36。如將證明的，僅使用兩種不同的觸摸區(qū) 域（A34和B 36)減少操作整個(gè)觸摸傳感器30所需要的不同驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極的總數(shù)。
[0025] 圖2還示出觸摸區(qū)域34、36必須通過單電極彼此重疊。因此，在觸摸區(qū)域的任何 給定行上的觸摸區(qū)域34、36中的每個(gè)之間存在重疊的區(qū)域或重疊區(qū)域38。重疊區(qū)域38可 能僅僅足夠?qū)捯员銌坞姌O能夠重疊。
[0026] 圖2示出在觸摸區(qū)域34、36的第一行40上，觸摸區(qū)域以ABAB等的重復(fù)模式交替。 觸摸區(qū)域34、36僅在觸摸區(qū)域34、36共享單一共同感測(cè)電極的位置重疊。在第一行40下 面的觸摸區(qū)域的第二行42上，與觸摸區(qū)域34、36的第一行不存在共享的感測(cè)電極。觸摸區(qū) 域34、36中的驅(qū)動(dòng)和感測(cè)電極如將示出的互相平行且垂直于每行的方向設(shè)置。因此，共享 的感測(cè)電極僅在相同行上的不同的觸摸區(qū)域34、36之間共享。
[0027] 圖2還示出在觸摸區(qū)域34、36的每行的上面和下面的多個(gè)路徑軌跡44。因此，在 觸摸區(qū)域34、36的行之間可能需要足夠的空間以使路徑軌跡44能夠攜帶驅(qū)動(dòng)和感測(cè)信號(hào) 到觸摸區(qū)域且能夠從觸摸區(qū)域攜帶驅(qū)動(dòng)和感測(cè)信號(hào)。應(yīng)該理解，夸大標(biāo)出的路徑軌跡的區(qū) 域的尺寸僅為說明的目的。由八個(gè)觸摸區(qū)域34、36的兩行限定的觸摸傳感器可能會(huì)起在觸 摸功能的區(qū)域中沒有縫隙的單一且不間斷的大的觸摸區(qū)域的作用。因此，盡管存在離散的 觸摸區(qū)域34、36且存在多行觸摸區(qū)域，但它們共同起如由觸摸傳感器30的輪廓線限定的單 一連續(xù)的觸摸傳感器的作用。
[0028] 圖2所示的觸摸傳感器30必須執(zhí)行在觸摸區(qū)域34、36中的每個(gè)內(nèi)檢測(cè)目標(biāo)所