点314之前(即，另外的电阻器将定位在紧邻虚拟接地节点314的左侧)。除了其他方面，此类输入电阻器的功能是将放大器310与电极隔离。然而已经发现，通过移除该输入电阻器、或者使其显著地小，所测量的迹线Rtrace320的电阻可以直接馈送到虚拟接地节点311中。如本文中使用的此类术语，显著地小是指足够小，以使来自虚拟接地放大器的合成信号具有为电极的电阻的函数的特征。合成信号是耦合驱动或激励、信号和电极电阻的组合。理想地，放大器电路310正常化以将提供到放大器电路310的无论什么信号接地。然而，在现实条件下，虚拟接地电路并不理想，并且存在由放大器电路310产生的小的但是重要的脉冲信号Vimpluse。该信号是放大器电路310试图将提供给其的信号接地的结果；或换句话讲，放大器310将信号Vtrace带至地电位，其导致耦合到Rtrace的少的能量被迫为零。这将初始耦合能量转换成脉冲事件。由于迹线(Rtradce320)的电阻率连同反馈电阻Rf319親合到虚拟接地节点，因而合成的波形Vimpulse的峰值是该迹线的电阻的线性函数。因此，合成脉冲的峰值将随着电极的电阻的线性函数而变化。可以预期，将信号Vtrace短接至地的步骤将导致带有此类低能量元素的信号，将其短接至地的步骤将不会留下任何可测量的或可用的信号元素。然而已经发现，在合成脉冲信号Vimpulse中存在足够的能量，以便可以提取带有显著元素的稳定信号。需注意，Rtrace320具有指向Rx电极302的电容耦合激励点(左虚线)和Rx电极302的右端的虚线，其中电极测试系统300将直接或经由引线或其他电路物理地电耦合到RX电极302。正是在这两个点之间的电极的电阻率被电极测试系统量化。如本文中使用的此类术语，物理地电耦合是指组件的物理耦合(与仅电容式相对)。例如，导体将电路的组件物理地彼此耦合。
[0020]由于脉冲信号Vimpulse的低信号电平，二级增益级放大被施加到该信号。放大器电路320因此用于另外的条件并且放大由放大器电路310产生的脉冲信号Vimpulse，以产生信号Vp1c，其然后由模数转换器(ADC)312数字化。放大器电路310是低通滤波器，其中CPf用于限制生成的信号的频率元素，从而有效地过滤掉高频噪声。不同的传感器类型将产生不同的峰值电压电平。电阻器317和电阻器318被选择以将合成信号Vproc缩放到ADC312的全动态范围中，从而增加合成信号的信噪比。一旦由ADC312数字化，该信号就被进一步处理，此类进一步处理的一个方式包括合成信号的峰值检测。迹线的相对电阻测量可以通过将其与所检测的峰值的相对尺寸相互联系而进行推断。如果期望实际电阻测量(与相对测量相对)，则可以使用将所测量的信号峰值与给定迹线/触摸面板设计的电阻相关联的校正公式或查找表。一般来讲，假设在上部电极阵列和下部电极阵列的电容耦合电极之间存在均匀的间距。
[0021]图4示出在沿用于评估触摸面板303上的电极的测试系统300的各个位置处出现的代表性波形。具体地讲，驱动波形450a(SHM)在图3的位置I处示出。该驱动波形是具有符合通常在3.3-5伏的范围内的晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平输出的峰值的方波。在图3的位置2处出现的所接收的波形450b (VTRACE)是弱信号，大约为2毫伏。在位置2处出现的噪声电平将通常超过此信号电平，但是此类噪声具有较高的频率元素并且由低通滤波器过滤掉。在图3的测量位置3处出现的脉冲波形450c为大约200毫伏。在放大/过滤级(放大器320)之后，合成的PROC波形450d示出为在测量点4处出现。其为由ADC312数字化的PROC波形，然后峰值被检测。峰值检测波形然后可原态用于相对测量，或使用公式和/或查找表被转换为欧姆。
[0022]测试系统300可以结合到触摸面板测试设备中。此类设备可用于测试基于互电容的触摸面板中电极的异常电阻率。此类测试通常只有在对电极的两端物理电触及的情况下是可以的，并且现代触摸面板可以提供对触摸面板电极的仅一端的此类物理电触及。即，对于包括最现代的互电容触摸面板的电极的两个阵列之一(通常为由电介质隔开的上部阵列和下部阵列)，引线通常电耦合到两个阵列，并且经常电耦合到两个阵列的仅一端一一SP，仅存在物理电耦合到电极的引线侧的可能性；另一侧是内埋的。然而，一些触摸面板在上部阵列或下部阵列(或有时上部阵列和下部阵列两者)的电极的两端上确实具有引线。在具有对电极的两侧的物理电触及的此类面板中，上述测量系统仍可以优选地用于测量电阻率。这是因为通过连接至电极的两侧，使用标准电阻测量技术仅可提供待测的电极的总电阻测量。如本文所述，通过电容耦合事件产生的推断的测量允许在电极中的任何点处、但尤其是在节点处测量电阻。在沿电极的任何点处测量的此类能力可以是重要的，因为电极可以表现出校正的总电阻，但是显示差的电阻分布，这将导致触摸面板功能不良。
[0023]以下为本公开各项的列表:
[0024]项I是用于推断在激励点与测量点之间的电极的电阻率的设备，其中驱动信号在该激励点处通过电容耦合被引入电极中，并且该测量点被物理地电耦合到包括放大器电路的测量电路，该放大器电路被构造用于产生合成信号，该信号是电极的电阻率的函数。
[0025]项2是根据项I所述的设备，其中放大电器路包括虚拟接地放大器，该虚拟接地放大器具有虚拟接地节点，并且其中所测量的迹线直接物理地电耦合到虚拟接地节点。
[0026]项3是根据项2所述的设备，其中直接物理地电耦合包括在电极的测量点与虚拟接地节点之间不存在电阻器的情况。
[0027]项4是根据项2所述的设备，其中直接物理地电耦合包括显著小的电阻器介于电极的测量点与虚拟接地节点之间。
[0028]项5是根据项2所述的设备，其中合成的信号的振幅是电极的电阻率的函数。
[0029]项6是根据项5所述的设备，其中合成的信号的振幅是电极的电阻率的线性函数。
[0030]项7是根据项2所述的设备，还包括模数转换器，该模数转换器被耦合到放大器电路，以处理合成信号。
[0031]项8是根据项2所述的设备，还包括峰值检测器，该峰值检测器用于检测合成的信号的峰值电压。
[0032]项9是根据项7所述的设备，还包括低通放大器电路，该低通放大器电路介于模数转换器与放大器电路之间。
[0033]项10是触摸面板测试装置，其确定具有电极的第一阵列和第二阵列的互电容触摸面板中的电极中的至少一些的电阻率，电极的第一阵列和第二阵列由电介质分离，并且被构造成使得施加到任一阵列的电极的电信号电容耦合到另一阵列的电极，所述装置包括:
[0034]驱动信号发生器，其电耦合到第一阵列电极；
[0035]测量电路，其被物理地电耦合到第二阵列的至少一个电极，该测量电路包括:
[0036]虚拟接地放大器，该虚拟接地放大器具有虚拟接地节点，其中虚拟接地节点物理地电耦合到至少一个电极。
[0037]项11是根据项8所述的触摸面板测试装置，其中物理地电耦合包括在至少一个电极与虚拟接地节点之间不存在电阻器的情况。
[0038]项12是根据权利要求8所述的触摸面板测试装置，其中直接物理地电耦合包括模拟电路，该模拟电路仅由在虚拟接地节点与至少一个电极之间的一个或多个显著小的电阻器组成。
【主权项】
1.一种用于推断在激励点与测量点之间的电极的电阻率的设备，其中驱动信号在所述激励点处通过电容耦合被引入所述电极中，并且所述测量点被物理地电耦合到包括放大器电路的测量电路，所述放大器电路被构造用于产生合成信号，所述合成信号是所述电极的所述电阻率的函数。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述放大器电路包括虚拟接地放大器，所述虚拟接地放大器具有虚拟接地节点，并且其中所测量的迹线直接物理地电耦合到所述虚拟接地节点。
3.根据权利要求2所述的设备，其中直接物理地电耦合包括在所述电极的所述测量点与所述虚拟接地节点之间不存在电阻器的情况。
4.根据权利要求2所述的设备，其中直接物理地电耦合包括显著小的电阻器介于所述电极的所述测量点与所述虚拟接地节点之间。
5.根据权利要求2所述的设备，其中所述合成信号的振幅是所述电极的所述电阻率的函数。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述合成信号的振幅是所述电极的所述电阻率的线性函数。
7.根据权利要求2所述的设备，还包括峰值检测器，所述峰值检测器用于检测所述合成信号的峰值电压。
8.一种触摸面板测试装置，所述触摸面板测试装置确定具有电极的第一阵列和第二阵列的互电容触摸面板中的所述电极中的至少一些的电阻率，所述电极的所述第一阵列和所述第二阵列由电介质分离，并且被构造成使得施加到任一阵列的电极的电信号被电容耦合到另一阵列的电极，所述触摸面板测试装置包括: 驱动信号发生器，所述驱动信号发生器电耦合到所述第一阵列的电极； 测量电路，所述测量电路被物理地电耦合到所述第二阵列的至少一个电极，所述测量电路包括: 虚拟接地放大器，所述虚拟接地放大器具有虚拟接地节点，其中所述虚拟接地节点物理地电耦合到所述至少一个电极。
9.根据权利要求8所述的触摸面板测试装置，其中物理地电耦合包括在所述至少一个电极与所述虚拟接地节点之间不存在电阻器的情况。
10.根据权利要求8所述的触摸面板测试装置，其中直接物理地电耦合包括模拟电路，所述模拟电路仅由在所述虚拟接地节点与所述至少一个电极之间的一个或多个显著小的电阻器组成。
【专利摘要】本发明涉及一种设备，所述设备通过以下方法来推断电极的电阻率：用电容耦合的信号来激励电极并用产生信号的电路来处理合成信号，其中所产生的信号具有振幅，所述振幅是所述电极的所述电阻率的函数。
【IPC分类】G06F3-044, G01R31-02, G01R31-312, G01R31-28
【公开号】CN104718460
【申请号】CN201380028349
【发明人】肯尼斯·G·布里顿, 萨姆尔·D·赫伯特, 尼尔·F·迪亚蒙迪
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年5月20日
【公告号】CA2874744A1, EP2856185A1, US20130320994, WO2013181003A1