专利名称：：用于操作触摸面板的方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及用于操作电容性触摸面板的方法和装置。
背景技术：
：存在大量用于接受用户输入以操作电子器械的输入设备。例如，键盘是基于固定的按键定义和按键位置的常用输入设备。鼠标是另一被用作光标的控制器的常用输入设备，用于执行选择器或指示器的功能。出于对人体工学的考虑已经揭示出，如果长时间地密集使用键盘和鼠标，限制性及重复性手指运动可能会成为职业病。触摸面板或屏幕已作为用于用户输入信息的替换手段而涌现出。与键盘和鼠标相比，触摸面板具有人体工学的优点。另外，触摸面板是特别用于诸如个人数字助理(PDA)这样的移动设备的输入设备。与键盘和鼠标相比，触摸面板提供了较少的限制性手指运动。目前，存在两种较为受欢迎的触摸面板电阻型触摸面板和电容型触摸面板。所述电阻型触摸面板可支持精细空间分辨率输入，适合于手写输入。所述电容型触摸面板可支持近似性感测，适合于触控输入。电容型触摸面板可由分离的单个传感器电极构成，这些电极具有根据触摸而执行的预定功能。近来，电容型触摸面板可感测多个触点并区分不同的触摸特征，从而提供可以对手指触摸运动进行检测的符合人体工学的用户界面。
发明内容根据本发明，提供有一种用于对单个手指或多个手指在触摸面板上的触摸进行检测的控制器，所述触摸面板包含布置在第一方向上的第一组电极和布置在第二方向上的第二组电极，从而形成多个交叉点，所述控制器包括多个信号驱动器，其与所述第一组电极耦接，并且被配置成用以使用展频信号顺次激励所述第一组电极；多个信号传感器，其与所述第二组电极耦接，并且被配置成用以检测所述第二组电极处的电容性耦合信号的波峰和波谷，其中，所述检测是对于沿所述第一组电极中正被激励的当前一个电极的交叉点同时执行的；和信号处理器件，其被配置成用以检测所述触摸面板上的触摸，并且用以基于所述电容性耦合信号的检测到的波峰和波谷来确定触摸位置和触摸运动。同样根据本发明，提供有一种用于对单个手指或多个手指在触摸面板上的触摸进行检测的方法，所述触摸面板包含布置在第一方向上的第一组电极和布置在第二方向上的第二组电极，从而形成多个交叉点，所述方法包括使用展频信号顺次激励所述第一组电极；检测所述第二组电极处的电容性耦合信号的波峰和波谷，作为模拟信号，其中，所述检测是对于沿所述第一组电极中正被激励的当前一个电极同时执行的；以及将所述模拟信号转换成用于数字信号处理的数字数据，以基于所述电容性耦合信号的检测到的波峰和波谷来确定触摸位置和触摸运动。要理解的是，如所声明的，前面的一般描述和下面的详细描述对于本发明而言都只是示例性和解释性的而并非限制性的。并入本说明书中并构成其中一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。图1示出了根据示例性实施例的电容性触摸面板系统的示意图。图2A示出了根据示例性实施例的触摸面板控制器的示意图。图2B示出了根据示例性实施例的包含集成控制器的触摸面板系统的示意图。图3示出了根据示例性实施例的示例性抖动序列。图4示出了根据示例性实施例的用于触摸面板控制器控制触摸面板的方法的流程图。图5示出了根据示例性实施例的显示目标的操控操作。图6示出了根据示例性实施例的用以检测操控操作的方法的流程图。图7A-7C示出了根据示例性实施例的移动操作。图8A-8C示出了根据示例性实施例的旋转操作。图9A-9D示出了根据示例性实施例的比例缩放操作。具体实施例方式现在，将详细参考示例性实施例，其示例示出于附图中。下列描述论及附图，其中，除非另外指出，否则不同图中的相同的数字表示相同或相似的元件。符合本发明的在示例性实施例的下列描述中阐述的实施方式并不代表所有符合本发明的实施方式。相反，它们仅仅是符合在随附的权利要求书中详述的与本发明有关的方面的系统和方法的示例。在符合本发明的示例性实施例中，提供有用于操作电容性触摸面板的方法和装置，所述电容性触摸面板可以用作人机界面的输入设备。例如，该触摸面板可以是用于诸如手持式个人数字助理(PDA)或智能电话这样的便携式设备中的触摸屏。又例如，该触摸面板可以是用于例如自动售货机或诸如教育性玩具这样的电子学习产品中的输入部件。图1示出了根据示例性实施例的电容性触摸面板系统100的示意图。触摸面板系统100可以包括电容性触摸面板102、触摸面板控制器104和主处理器106。例如，所述触摸面板102可以被配置成用以接收单个手指或多个手指的触摸作为用户输入。所述触摸面板控制器104被配置成用以扫描来自触摸面板102的表面的触摸信号，将这些触摸信号转换成一组数据，分析该组数据以检测触摸事件，并将触摸事件信息发送到主处理器106。所述主处理器106被配置成用以解释接收到的触摸事件信息并基于该触摸事件信息执行动作。在符合本发明的示例性实施例中，触摸面板102可包括第一层/组电极108，例如，图1中由竖线阴影区代表的水平电极；和第二层/组电极110，例如，图1中由打点区代表的垂直电极。第一层电极108和第二层电极110被介电材料覆盖并分隔开，从而彼此电隔离。另外，相同层上的所有电极都布置在相同方向上。例如，第一层电极108和第二层电极110可彼此垂直布置以形成交叉点矩阵。在示出的实施例中，这些电极每一个都具有产业上常用的钻石结构。可选地，这些电极都可具有条状结构。在每一个交叉点处，由于交叉电极与分隔并覆盖它们的介电材料接近而形成有互电容。通过在两个交叉电极之间施加单位电势差而生成的电场(e场)强度来确定互电容。介电材料的介电常数是会影响e场强度的因素，并且可以被看作是该材料传输e场的能力。例如，玻璃具有七倍于空气的介电常数，而塑料具有与空气相似的介电常数。介电材料的介电常数中的变化会改变触摸面板102的特性。在一个示例性实施例中，触摸面板102可使用玻璃作为分隔并覆盖电极的介电材料。例如，当人用手指接近交叉点中的一个时，由于人体的接地性，手指会使来自交叉点的e场分路，这可以被认为是虚拟接地和良好的交流(AC)接地。e场分路会导致该交叉点处的互电容减小。另外，手指由于其组织中的水分子的双极性而又充当e场耦合器。然而，因为玻璃已经是良好的e场耦合器，所以手指的e场耦合效果一般不明显。因而，该交叉点处的互电容在手指触摸到触摸面板102时会减小。在一个示例性实施例中，触摸面板102可使用塑料作为分隔并覆盖电极的介电材料。如上所述，当人用手指接近交叉点之一时，手指会使交叉电极之间的e场分路，并且也导致e场耦合效果。因为塑料的介电常数相对较小，所以与手指的e场耦合效果一般不明显。作为这两个相对立的效果(即，e场分路和耦合)的结果，交叉点处的e场耦合会增大。因而，交叉点处的互电容在手指触摸到触摸面板102时会增大。除介电材料以外，影响e场强度的其他因素还可包括第一层电极108与第二层电极Iio之间的分离、用于触摸面板102的覆盖材料厚度和每个交叉点的有效面积。根据不同应用，触摸面板102的电极可由不同材料制成。在一个实施例中，触摸面板102为透明面板，其将要置于显示设备前面以形成触摸屏。在这样的实施例中，触摸面板102的电极可由玻璃基板上的氧化铟锡(ITO)制成。在另一实施例中，触摸面板102为非透明面板，诸如膝上型计算机的触控写字板(touchtablet)。在这样的实施例中，电极可由纤维玻璃基板上的铜制成。在符合本发明的示例性实施例中，触摸面板控制器104可经由多条信号驱动线112而将驱动信号输出到第一层电极108，并且经由多条信号感测线114而接收来自第二层电极110的感测信号的输入。在这样的配置下，第一层电极108被用作驱动电极，而第二层电极110被用作感测电极。物理上，驱动电极和感测电极是相同的，并且它们都是无源电极。因而，可选地，触摸面板控制器104可将驱动信号输出到第二层电极110，且接收来自第一层电极108的感测信号的输入。在这样的配置下，第一层电极108被用作感测电极，而第二层电极110被用作驱动电极。在符合本发明的示例性实施例中，触摸面板控制器104被配置用以执行对整个触摸面板102的扫描，这里称为帧扫描，以检测触摸面板102上的手指触摸并确定触摸的位置和移动。触摸面板控制器104可将驱动电极的顺次激励安排为一次激励一个，并且对驱动电极中正被激励的当前一个驱动电极，将感测电极处的触摸信号的同时检测安排成全部在同一时间进行。图2A示出了根据示例性实施例的触摸面板控制器200的示意图。例如，触摸面板控制器200可以是触摸面板控制器104(图1)，并且被用于控制电容性触摸面板201。触摸面板控制器200可包括多个信号驱动器202、多个信号传感器204和信号处理器件，所述信号处理器件进一步包括模数转换器(ADC)206、帧扫描控制器208、存储器单元210、数字信号处理(DSP)单元212、手指追踪单元214、手指事件检测器216和通信接口218。通信接口218可连接到主处理器(未示出)，诸如主处理器106(图1)。另外，触摸面板控制器200可进一步包括系统流程控制单元220。在符合本发明的示例性实施例中，信号驱动器202每一个都被配置成用以将诸如展频信号这样的低压数字信号放大成高压驱动信号，以驱动触摸面板201的驱动电极。该放大可由主处理器进行编程，这有利于使触摸面板控制器200适应于具有不同尺寸和不同覆盖材料厚度的各种触摸面板。在操作期间，驱动电极可由展频信号顺次激励，并产生根随展频信号的变化eg。该变化的e场会从触摸面板210的驱动电极耦合到感测电极。耦合的e场会在感测电极处感生电压，即，电容性耦合信号，并且感生电压的波峰和波谷一般受交叉点处有无手指触摸而影响。在符合本发明的示例性实施例中，信号传感器204被配置成用以测量感测电极处的感生电压，以确定有电压变化的交叉点的位置，所述电压变化会由触摸面板201上的触摸引起。每个信号传感器204都可包括波峰检测和保持电路，其检测感生电压的波峰；和波谷检测和保持电路，其检测感生电压的波谷。信号传感器204被配置成用以对驱动电极中正被激励的当前一个驱动电极同时执行检测，以节省时间和电力。在符合本发明的示例性实施例中，ADC206被配置成用以将由信号传感器204检测出作为模拟信号的波峰和波谷转换成一组数字数据。ADC206可具有相对较低的分辨率，诸如5位或6位快闪式ADC。原因在于，波峰和波谷模拟信号一般很弱且具有低信噪比。高分辨率ADC由于分辨率一般远低于本底噪声(noisefloor)而可能无法发挥作用。另一方面，会需要具有相对较高的分辨率诸如10位分辨率的信号峰值和谷值，以区分交叉点处的手指触摸和无触摸。为了获得相对较高的分辨率，ADC206可使用数据减密(datadecimation)来产生具有提高了的信噪比的数字信号。例如，ADC206可积累在不同时刻采样的波峰和波谷的多个样本，以使噪音信号达到一平均值。又例如，为了使6位快闪式ADC获得10位分辨率，可使用每交叉点32个采样周期。在符合本发明的示例性实施例中，帧扫描控制器208被配置成用以提供用于触摸面板控制器200的模拟前端(S卩，信号驱动器202、信号传感器204和ADC206)的精确时序。帧扫描控制器208被进一步配置成用以对展频信号的发送进行操控，将作为一组扫描数据的数字数据排列到存储器单元210的扫描随机存取存储器(RAM)中，并控制模拟前端的功率。例如，帧扫描控制器208可包括数据排列部件，用以组织数字数据到扫描RAM的传送。帧扫描控制器208还可包括扫描速度调节部件，用以控制帧扫描，这将在下面详细描述。在符合本发明的示例性实施例中，帧扫描控制器208可进一步包括展频发生器/相关器。展频发生器被配置成用以产生用于信号驱动器202的展频信号。展频发生器可改善对来自驱动电极的电磁干扰(EMI)的抑制，并增强对感测电极处的输入噪音信号的排斥。例如，使用高压方波直接驱动驱动电极可能会成为电磁(EM)发射的有害源。相反，展频发生器可使用展频技术来产生集中于基频和谐频处的信号能量，以便在频谱中部分地扩展开。结果，EM发射可得以减小。另外，触摸面板控制器200基于展频技术而会变得较不易受噪音信号影响。例如，开关型电压调节器由于其较高的能量转换效率而被运用于便携式设备。然而，这些开关调节器会成为噪音源，并且开关噪音会通过电力线传导和/或EM辐射而与附近的装置耦合。如果开关型电压调节器和触摸面板控制器200具有接近的工作频率，则噪音信号会被插入到所检测的数据中。利用展频技术，可使噪音信号达到某一平均值。换言之，触摸面板控制器200变得不易受某些频率下的噪音信号影响。在符合本发明的示例性实施例中，展频发生器被配置成用以产生无直流(DC)波形作为展频信号，以抑制DC漂移。DC漂移会在非无DC信号经过AC耦合通道时发生，并且触摸面板201的电极充当AC耦合通道。为了解决DC漂移，需要控制抖动序列。例如，图3示出了第一和第二示例性抖动序列。第一抖动序列表示当展频信号为无DC的时感测电极处的在被信号传感器检测之前的电容性耦合信号。第二抖动序列表示当展频信号不是无DC的时感测电极处的电容性耦合信号。如图3中所示，在第一抖动序列中DC漂移得到抑制，而在第二抖动序列中发生DC漂移。回头参照图2A，在符合本发明的示例性实施例中，存储器单元210可包括第一和第二RAM块。第一RAM块(这里称为扫描RAM)可储存扫描数据阵列，并且还可用作DSP单元212的工作缓冲器。第二RAM块(这里称为基准RAM)储存补偿数据阵列。例如，基准RAM块储存触摸面板201中的所有交叉点的互电容值作为补偿数据，这些互电容值在系统运行期间的不同时刻进行校准。在符合本发明的示例性实施例中，DSP单元212可包括第一、第二和第三DSP子单元。第一DSP子单元被配置成用以基于基准RAM中的补偿数据对扫描RAM中的扫描数据阵列进行补偿。在补偿之后，该组已补偿的扫描数据成为手指触摸图像数据。例如，如果触摸面板201为玻璃触摸面板，则手指触摸图像数据可通过将基准RAM中的补偿数据阵列减去扫描RAM中的扫描数据阵列而产生。又例如，如果触摸面板201为塑料触摸面板，则手指触摸图像数据可通过将扫描RAM中的扫描数据阵列减去基准RAM中的补偿数据阵列而产生。第二DSP子单元被配置成用以识别触摸面板201上的手指触摸，并基于手指触摸图像数据来计算手指位置坐标。例如，第二DSP子单元可使用图像分割法来识别手指触摸。此图像分割法将有感生电压变化的交叉点分成组，其可表示触摸面板201上的可能的手指触摸。据此，手指触摸图像数据可构成多个近似的手指触摸图像，其中，每一个手指触摸图像都对应于有感生电压变化的交叉点组中的一个。例如，手指可触摸到触摸面板201上的小区域，并且图像分割可从手指触摸图像数据中识别该小区域中的相应的交叉点组。要理解的是，在触摸面板201上会发生无意的或不适当的触摸。这样的意外触摸稍后在由手指事件检测器216进行处理期间丢弃或忽略。第二DSP子单元可进一步将手指开窗(fingerwindowing)技术应用于近似的手指触摸图像，以对每一个都产生重新成形的图像，即使在低S/N比条件下也如此。另外，第二DSP子单元可通过确定每一组交叉点的质心来计算手指位置坐标。交叉点的质心被定义为其位置由其质量加权的平均值。交叉点的质量被定义为该交叉点处的已补偿的扫描数据。第三DSP子单元被配置成用以在系统初始化期间获取触摸面板201中的交叉点的基准互电容值作为补偿数据，并在系统正常运行期间对基准互电容值进行微调。据此，基准RAM中的补偿数据将被更新。在符合本发明的示例性实施例中，手指追踪单元214被配置成用以追踪触摸运动。尽管DSP单元212基于手指触摸图像数据来计算手指位置坐标，但触摸运动的历程由手指追踪单元214来追踪。触摸运动的历程可提供将要由手指事件检测器216进行分析的触摸特征数据。在符合本发明的示例性实施例中，手指事件检测器216被配置成用以检测针对手指触摸预先定义的触摸事件，并经由通信接口218而将检测到的触摸事件报告给主处理器。例如，用户可预先定义各种触摸事件。如果检测到的触摸事件未预先定义，则可不将其报告给主处理器。用户接口功能可随后由主处理器基于所报告的触摸事件来规划。在符合本发明的示例性实施例中，触摸面板控制器200可与图形或显示控制器集成以形成集成控制器。例如，通信接口218可被配置成使得触摸面板控制器200可与图形或显示控制器耦接以形成集成控制器。该集成控制器可确定显示目标的操控操作，这将在下面详细描述。图2B示出了根据示例性实施例的包含集成控制器232的触摸面板系统230的示意图。例如，触摸面板控制器200(图2A)可与图形或显示控制器234集成以形成集成控制器232，所述集成控制器232进一步耦接到主处理器236。另外，图形或显示控制器234可耦接到显示面板238并可对该显示面板238进行控制。触摸面板201可以是透明的，并置于显示面板238前面以形成触摸屏。图4示出了根据示例性实施例的用于触摸面板控制器200(图2A)控制触摸面板201(图2A)的方法400的流程图。参照图2A和图4，系统流程控制单元220可根据方法400执行触摸面板控制器200的其他上述部件的整个系统流程控制。在初始化期间，触摸面板控制器200可执行触摸面板201的多个帧扫描，以产生校准后的互电容数据。例如，可运行模拟前端，即信号驱动器202、信号传感器204和ADC206，以在每个帧扫描期间测量交叉点的互电容(402)。通过将测得的互电容值记录到存储器单元210的基准RAM中来对基准RAM进行初始化(404)。然后，可将由多个帧扫描测得的互电容值用于使背景噪音信号达到一平均值，并产生校准后的互电容数据作为补偿数据。在符合本发明的示例性实施例中，可以使模拟前端只在每次帧扫描期间上电，以节省电力。由于与诸如帧扫描控制器208和DSP单元212这样的低压数字端相比，需要以相对较高的电压来对触摸面板201进行驱动和感测，所以模拟前端会消耗触摸面板控制器200所用电力中的大部分。因此，通过使模拟前端只在每次帧扫描期间上电，可节省电力。如图4中的步骤402所示，每次帧扫描之前都有一模拟上电程序，以使模拟前端上电，并且之后都有一模拟掉电程序，以使该模拟前端掉电。在每次帧扫描之后，触摸面板控制器200都对初始化是否完成进行判定(406)。如果触摸面板控制器200判定初始化未完成(406-否)，则触摸面板控制器200继续执行帧扫描，直到触摸面板控制器200判定初始化完成(406-是)为止。在初始化之后，触摸面板控制器200进入正常运行。在符合本发明的示例性实施例中，运行前端，即信号驱动器202、信号传感器204和ADC206，用以执行触摸面板201的帧扫描(408)。如上所述，通过使模拟前端只在每次帧扫描期间上电可节省电力。因此，如图4中的步骤408所示，帧扫描之前有一模拟上电程序，以使模拟前端上电，并且之后有一模拟掉电程序，以使该模拟前端掉电。在符合本发明的示例性实施例中，可以将扫描数据储存到扫描RAM中。DSP单元212可进一步利用储存在基准RAM中的校准后的互电容数据来对该扫描数据进行补偿(410)。DSP单元212还可通过对补偿后的数据进行图像分割来执行手指触摸识别(412)。DSP单元212可进一步判断手指触摸，即，对在触摸面板201上有无任何手指触摸进行判定，如果判定为有手指触摸，则计算手指位置坐标(414)。换言之，DSP单元212可识别手指触摸以及相应的手指位置坐标。DSP单元212可进一步将手指位置坐标发送到手指追踪单元214。然后，手指追踪单元214可基于算出的手指位置坐标来追踪触摸运动(416)，并将触摸运动的历程发送到手指事件检测器216。手指事件检测器216可基于触摸运动的历程来对针对手指触摸预先定义的触摸事件进行检测，并将检测到的触摸事件报告给主处理器(420)。在符合本发明的示例性实施例中，帧扫描控制器208对手指触摸以及相应的手指位置坐标是否已识别进行判定(422)。另外，系统流程控制单元220可使用帧计数器来对未检测到手指触摸发生的帧扫描的数目进行计数。如果帧扫描控制器208判定手指触摸以及相应的手指位置坐标已识别(422-是)，则帧扫描控制器208在开始下一帧扫描之前等待一较短的预定时间间隔(424)，且帧计数器被重置为零。如果帧扫描控制器208判定手指触摸以及相应的手指位置坐标未识别(422-否)，则帧扫描控制器208可进一步对是否需要互电容校准进行判定(426)。例如，该判定可基于未检测到手指触摸发生的帧扫描的数目。如果未检测到手指触摸发生的帧扫描的数目大于预定数目的数倍时，可实施校准(428)。另外，帧扫描控制器208可以对自手指触摸的最后一次检测器是否已经过长时间进行判定(430)。例如，该判定也可基于未检测到手指触摸发生的帧扫描的数目。如果帧扫描控制器208判定自手指触摸的最后一次检测起已经过了长时间(430-是)，则帧扫描控制器208在开始下一帧扫描之前等待一较长的预定时间间隔(432)。反之(430-否)，则帧扫描控制器208在开始下一帧扫描之前等待一较短的预定时间间隔(424)。在符合本发明的示例性实施例中，较短的时间间隔(424)和较长的时间间隔(432)可以是用户可编程的，以针对不同的应用控制帧扫描速度。不同的帧扫描速度可用于优化电力的使用。例如，每秒30帧左右的扫描速度对于命令按钮型图形用户界面(GUI)是非常足够的。另一方面，对于用触摸面板201绘制草图或细节图，需要每秒80帧以上的扫描速度。因为较长的时间间隔比较短的时间间隔要长，所以帧扫描速度在一短时间段之后在无手指触摸到触摸面板201时将会下降。该自适应扫描速度方案可进一步节省电力，而无需牺牲触摸面板201的功能性和人机界面响应度。在符合本发明的示例性实施例中，触摸情况(incident)会触发触摸事件。触摸事件和触摸情况在这里总称为触摸特征构成要素。基于触摸事件，用户定义的界面功能可随后由主处理器或由诸如专用图形控制器这样的其他数据处理装置来规划。在符合本发明的示例性实施例中，触摸情况是具有触发触摸事件的可能性的基元(primitive)或要素。触摸情况可分为三类手指进入情况、手指保持情况和手指离开情况。例如，当在多个连续扫描帧之中的多数扫描帧(例如，五个连续的扫描帧当中的至少三个扫描帧)中检测到新的手指位置时，识别到手指进入情况。当手指触摸到触摸面板201时，手指进入情况被触发。又例如，当在已识别到手指进入情况之后在多个连续扫描帧之中的多数扫描帧(例如，五个连续的扫描帧当中的至少三个扫描帧)中检测到手指位置时，识别到手指保持情况。当手指沿着触摸面板201的表面触摸或移动一段时间时，会触发一系列手指保持情况，并且周期性地将手指位置报告给主处理器，直到识别到手指离开情况为止。再例如，当在已识别到手指进入情况或手指保持情况之后，在多个连续扫描帧之中的多数扫描帧(例如，五个连续的扫描帧当中的至少四个扫描帧)中未检测到手指位置时，识别到手指离开情况。当手指从触摸面板201移开时，报告无手指位置并触发手指离开情况。在符合本发明的示例性实施例中，触摸面板控制器200(图2A)可包括用于用户定义容许时间段和位置追踪容差的一组寄存器。可以忽略发生在这些容差以内或以外的微小变化，以提供对通常发生在人机界面中的差错或意外数据的过滤，由此适应界面功能的所期望的应用。在符合本发明的示例性实施例中，通过触摸情况触发之后，触摸事件可在事件堆栈中排队。通过用户定义容许时间段和位置追踪容差来管理这些触摸事件。在一个示例性实施例中，可检测到单个手指的单击事件。例如，如果触摸面板控制器200在用户定义容许时间段内识别到其后伴随着手指离开情况的手指进入情况，则触摸面板控制器200会将与单击事件有关的信息发送给主处理器。这样，当手指触摸了触摸面板201—次时，触摸面板控制器200会检测到单击事件。在一个示例性实施例中，可检测到单个手指的双击事件。例如，如果触摸面板控制器200在用户定义容许时间段内识别到其后伴随着第一手指离开情况的第一手指进入情况，以及其后伴随着第二手指离开情况的第二手指进入情况，则触摸面板控制器200会将与双击事件有关的信息发送给主处理器。这样，当手指触摸了触摸面板201两次时，触摸面板控制器200会检测到双击事件。在一个示例性实施例中，可检测到第一和第二手指的方向性进入事件。例如，如果触摸面板控制器200在用户定义容许时间段内分别识别到由第一和第二手指在位置(xl，yl)和(x2，y2)处触发的手指进入情况，则触摸面板控制器200会将与方向性进入事件有关的信息发送到主处理器。然后，计算由这两个手指位置(xl，yl)和(x2，y2)形成的直线的斜率，并将其归类为四个可能方向其中之一，这四个方向包括水平方向、垂直方向、对角线斜向下方向和对角线斜向上方向。这样，当两个手指触摸到触摸面板201时，触摸面板控制器200会检测到包含方向信息的方向性进入事件。在一个示例性实施例中，可检测到第一和第二手指的方向性点击事件。例如，如果触摸面板控制器200在用户定义容许时间段内分别识别到其后伴随着由第一和第二手指触发的手指离开情况的由第一和第二手指在位置(xl，yl)和(x2，y2)处触发的手指进入情况，则触摸面板控制器200会将与方向性点击事件有关的信息发送到主处理器。然后，计算由这两个手指位置(xl，yl)和(x2，y2)形成的直线的斜率，并将其归类为四个可能方向其中之一，这四个方向包括水平方向、垂直方向、对角线斜向下方向和对角线斜向上方向。这样，当两个手指触摸到触摸面板201时，触摸面板控制器200会检测到包含方向信息的方向性进入事件。在一个示例性实施例中，可检测到单个手指的拖曳事件。例如，如果触摸面板控制器200识别到在位置(x，y)处的手指进入事件，其后伴随着手指位置变化(ΔΧ，Ay)的多次连续手指保持情况，则触摸面板控制器200会将与拖曳事件有关的信息发送到主处理器。该拖曳事件的方向可以通过手指位置的变化(ΔΧ，Δγ)来确定，并将其归类为四个可能方向其中之一，这四个方向包括水平方向、垂直方向、对角线斜向下方向和对角线斜向上方向。当手指在触摸面板201上拖曳时，触摸面板控制器200会检测到拖曳事件，其包含表示诸如平移距离(panningdistance)、缩放大小、图像亮度或声音响度这样的应用值的调整信息和方向信息，用于控制用户界面功能。在一个示例性实施例中，可检测到第一和第二手指的方向性拖曳事件。例如，如果触摸面板控制器200分别识别到由第一和第二手指在位置(xl，yl)和(x2，y2)处触发的手指进入情况，其后分别伴随着对于第一手指和第二手指的手指位置变化(Δχ，ΔΥ1)和(Δχ2,ΔΥ2)的多次连续的手指保持情况。该方向可由手指位置、拖曳方向和拖曳大小来确定，并且两个手指之间的分离可用于控制用户定义的界面功能。上述触摸特征构成要素是非排他性示例，并且也可定义其他触摸特征构成要素，以满足实施方式和应用需要。特别地，触摸基元和事件可扩展到多于两个的手指以及多个同时存在的用户。这些触摸特征构成要素可被配置成用以激励大量各种用户定义的界面功能。以三维(3D)图形应用来描述下面的示例，并且当忽略第三维度时可以将二维(2D)图形应用认为是隐含默认的。在符合本发明的示例性实施例中，触摸面板控制器200可以具有内置的触摸特征构成要素，以支持基于触摸的用户界面中的3D计算机图形。操控操作可进一步允许用户通过在显示目标附近进行触摸以及移动触摸以实现对该目标的期望改变来直接操控计算机图形。显示目标可以是3D窗口小部件(widget)、3D窗口或3D弹出菜单，这些都适用于移动设备。另外，可以选择一组用户友好操控操作以易于使用。此外，在检测到触摸特征构成要素时可以在显示器上示出任选的可视指示器作为菜单向导。这些可视指示器暂时显示出并在手指离开情况触发时消除。这些可视指示器的显示可取决于显示技术。另外，对于3D视觉系统而言，可以使用不同类型的坐标系。基于用于3D操控操作的坐标系，可以对所显示的3D目标进行仿射变换来改变该目标的位置、旋转角度和轴向尺寸。例如，坐标系可以被分为四种空间，即，屏幕空间(screenspace)、世界空间(worldspace)、父空间(parentspace)和局部空间(localspace)。所述屏幕空间是χ轴/y轴沿屏幕延伸且ζ轴通过屏幕的平面延伸的空间。所述世界空间是绝对坐标系。所述父空间在等级上是实体的局部空间的上一级。所述局部空间是局部坐标系。在示出的实施例中，屏幕空间仅用于说明性目的。这里所描述的方法可根据所期望的应用而扩展到其他坐标系。在符合本发明的示例性实施例中，可以基于上述触摸事件来确定不同的操控操作。操控操作例如可包括对目标进行选择、移动、缩放、旋转或比例缩放(scaling)，如图5中所示。在一个示例性实施例中，与触摸面板控制器200(图2A)耦接的主处理器可基于触摸事件来确定操控操作。在另一示例性实施例中，可以在与触摸面板控制器200中的手指事件检测器216耦接的附加硬件逻辑单元(未示出)中对操控操作的确定进行编码。例如，附加硬件逻辑单元可以设于诸如图形或显示控制器234(图2B)这样的图形或显示控制器中。又例如，如果应用的变量数目相对较小，如在只有一个目标可用于进行选择或在只需要对3D窗口小部件或弹出菜单进行简单操控时，可以在附加硬件逻辑单元中对操控操作的确定进行编码。当触摸面板控制器200与图形或显示控制器集成从而形成诸如集成控制器232(图2B)这样的集成控制器时，该集成控制器可以基于触摸事件来确定操控操作。图6示出了根据示例性实施例的基于触摸事件确定操控操作的方法600的流程图。在实施操控操作之前，需要选择显示目标并将其识别为对象。为了识别该对象，需要在显示目标上进行触摸来触发单指单击事件或上述触摸特征构成要素其中之一。例如，参照图6，对触摸面板201(图2A)是由单个手指还是多个手指触摸进行判定(602)。如果判定触摸面板201是由单个手指触摸(602-是)，则进一步对该触摸是否为单指点击事件进行判定(604)。如果判定该触摸为单指点击事件(604-是)，则显示选择指示器(606)，选定目标(608)，然后消除指示器(610)。在一个示例性实施例中，与触摸面板控制器200(图2A)耦接的主处理器可提供指示器，如选择指示器。在另一示例性实施例中，触摸面板控制器200可与图形或显示控制器集成从而形成诸如集成控制器232(图2B)这样的集成控制器，并且该集成控制器可提供指示器。如果进一步判定该触摸不是单指点击事件(604-否)，则进一步对该触摸是否为单指进入事件进行判定(612)。如果判定该触摸不是单指进入事件(612-否)，则可执行用于消除显示的指示器的操作(610)。此操作在无指示器显示时会是冗余的。如果判定该触摸为单指进入事件(612-是)，则显示移动指示器(614)。进一步基于对触摸面板201接下来的触摸来对是否存在方向性拖曳事件进行判定(616)。如果判定存在方向性拖曳事件(616-是)，则移动目标(618)，并重复步骤616。反之(616-否)，则消除指示器(610)。如果判定触摸面板201不是由单个手指触摸的(602-否)，则进一步对是否选定目标进行判定(620)。如果判定未选定目标(620-否)，则判定不存在触摸操作或触摸操作对于触摸面板控制器200(图2A)是未知的(622)。另外，可执行用于消除显示的指示器的操作(610)。此操作在无指示器显示时会是冗余的。如果选定了目标(620-是)，则进一步对该触摸是否为方向性进入事件进行判定(624)。如果判定该触摸不是方向性进入事件(624-否)，则可执行用于消除显示的指示器的操作(610)。此操作在无指示器显示时会是冗余的。如果判定该触摸为方向性进入事件(624-是)，则显示比例缩放/旋转指示器(626)。进一步基于触摸面板201接下来的触摸来对是否存在方向性拖曳事件进行判定(628)。如果判定存在方向性拖曳事件(628-是)，则对目标进行比例缩放或旋转(630)，并重复步骤628。反之(628-否)，则消除指示器(610)。在一个示例性实施例中，用于单个手指的触摸特征构成要素被用作用于对显示的3D目标进行移动的用户输入。图7A-7C示出了根据示例性实施例的目标分别对于屏幕空间坐标系中的x、y和ζ方向的移动操作。例如，移动操作可由单指方向性拖曳事件触发。如果在2D显示器上，沿被定义为对角线方向的ζ方向的移动操作(图7C)则会变成缩放操作。显示器上的可视指示器也包括在这些图例中，其中，手指的放置用椭圆形表示，且移动方向用带箭头的直线表示。移动操作之前和之后的目标分别以虚线和实线勾画出轮廓。在一个示例性实施例中，用于两个手指的触摸特征构成要素被用作用于对显示的3D目标进行旋转的用户输入。图8A-8C示出了根据示例性实施例的目标分别绕x、y和ζ轴的旋转操作。例如，旋转操作可由其拖曳方向垂直于图8A-8C中所示的指示轴的双指方向性拖曳事件触发。显示器上的可视指示器也包括在这些图例中，其中，手指的放置用椭圆形表示，且每个手指的拖曳方向用带旋转方向的带箭头的直线表示。旋转操作之前和之后的目标分别以虚线和实线勾画出轮廓。当拖曳方向沿着图8A-8C中所示的指示轴的相同方向时，或者当指示轴在针对轴线方向设定的容差极限以外时，可触发比例缩放操作。比例缩放大小由拖曳距离或两个手指之间的分开距离的变化量来表示。图9A-9D示出了根据示例性实施例的目标分别对于屏幕空间坐标系统中的x、y、z方向以及所有方向的比例缩放操作。显示器上的可视指示器也包括在这些图例中，其中，手指的放置用椭圆形表示，且每个手指的拖曳方向用带箭头的直线表示。比例缩放操作之前和之后的目标分别以虚线和实线勾画出轮廓。基于对这里所公开的本发明的说明书和实践的思考，本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言将是显而易见。本发明的范围旨在涵盖本发明的下述变化、使用或调整，所述变化、使用或调整都遵循本发明的一般原理且其与本公开内容的背离是与本领域的公知常识或惯例相结合而产生的。旨在将说明和示例仅视为是示例性的，并由随附的权利要求书来表达本发明的真实范围和精神。将要理解的是，本发明并不限于上面所描述的并在附图中示出的确切构造，而是在不脱离本发明的范围的情况下，可以做出各种修改和变化。旨在使本发明的范围仅由随附的权利要求书来限定。权利要求一种用于对单个手指或多个手指在触摸面板上的触摸进行检测的控制器，所述触摸面板包含布置在第一方向上的第一组电极和布置在第二方向上的第二组电极，从而形成多个交叉点，所述控制器包括多个信号驱动器，所述多个信号驱动器与所述第一组电极耦接，并且被配置成用以使用展频信号顺次激励所述第一组电极；多个信号传感器，所述多个信号传感器与所述第二组电极耦接，并且被配置成用以检测所述第二组电极处的电容性耦合信号的波峰和波谷，所述检测是对沿所述第一组电极中正被激励的当前一个电极的交叉点同时执行的；和信号处理器件，所述信号处理器件被配置成用以检测所述触摸面板上的触摸，并且用以基于所检测到的所述电容性耦合信号的波峰和波谷来确定触摸位置和触摸运动。2.如权利要求1所述的控制器，其中，所述电容性耦合信号的波峰和波谷被检测为模拟信号，所述信号处理器件进一步包括帧扫描控制器，所述帧扫描控制器被配置成用以通过对用于所述第一组电极的激励序列和用于所述第二组电极的采样序列进行安排来控制所述触摸面板的帧扫描；模数转换器(ADC)，所述ADC被配置成用以将所述模拟信号转换成数字数据；数字信号处理(DSP)单元，所述DSP单元被配置成用以补偿所述数字数据，并且用以检测所述触摸，计算所述触摸位置，并基于所述补偿后的数字数据生成触摸图像；手指触摸追踪单元，所述手指触摸追踪单元被配置成用以基于所述计算出的触摸位置来追踪所述触摸运动；手指事件检测器，所述手指事件检测器被配置成用以根据所述触摸运动的特征来确定所述触摸的预定触摸事件，以生成触摸信息；和通信接口，所述通信接口被配置成用以输出所生成的触摸信息。3.如权利要求1所述的控制器，进一步包括展频发生器，所述展频发生器被配置成用以生成用于所述多个信号驱动器的所述展频信号。4.如权利要求3所述的控制器，其中，所述展频发生器进一步被配置成用以生成无直流(DC)波形，作为所述展频信号。5.如权利要求1所述的控制器，其中，所述多个信号驱动器每一个都被配置成用以将所述展频信号从低压数字信号放大到高压驱动信号，所述放大是可编程的。6.如权利要求1所述的控制器，其中，所述多个信号传感器中的每一个信号传感器都进一步包括波峰检测和保持电路，所述波峰检测和保持电路用以检测所述电容性耦合信号的波峰；和波谷检测和保持电路，所述波谷检测和保持电路用以检测所述电容性耦合信号的波谷。7.如权利要求2所述的控制器，其中，所述ADC为5位或6位快闪式ADC。8.如权利要求2所述的控制器，其中，所述ADC被配置成用以积累所述模拟信号的在不同时刻的多个样本，以提高所述ADC的分辨率并使背景噪音信号达到一平均值。9.如权利要求2所述的控制器，其中，所述帧扫描控制器进一步被配置成用以对将只在每一个所述帧扫描期间上电的所述多个信号驱动器和所述多个信号传感器进行控制。10.如权利要求2所述的控制器，其中，所述帧扫描控制器进一步包括数据排列部件，所述数据排列部件被配置成用以组织所述数字数据离开所述ADC的传送；和扫描速度调节部件，所述扫描速度调节部件被配置成用以基于所述触摸运动的特征自动且适应性地控制所述帧扫描。11.如权利要求2所述的控制器，其中，所述DSP单元进一步被配置成用以获得用于补偿所述数字数据的所述交叉点的基准互电容数据，并且在初始化期间以及在未检测到触摸时的操作期间的不同时刻对所述基准互电容数据进行校准。12.如权利要求11所述的控制器，其中，所述DSP单元进一步被配置成用以如果所述触摸面板为玻璃触摸面板，则将所述基准互电容数据减去所述数字数据，以生成所述补偿后的数字数据；并且如果所述触摸面板为塑料触摸面板，则将所述数字数据减去所述基准互电容数据，以以生成所述补偿后的数字数据。13.如权利要求2所述的控制器，其中，所述DSP单元进一步包括图像分割部件，所述图像分割部件被配置成用以将所述多个交叉点中所述电容性耦合信号有变化的交叉点划分成组，所述组中的每一个组都对应于一近似的手指触摸图像，从而生成多个近似的手指触摸图像；手指开窗部件，所述手指开窗部件被配置成用以使所述近似的手指触摸图像重新成形，以生成重新成形的手指触摸图像；和质心计算部件，所述质心计算部件被配置成用以通过为每一个所述重新成形的手指触摸图像确定质心来确定所述触摸位置。14.如权利要求2所述的控制器，进一步被配置成用以基于所述触摸运动的所述特征确定多个操控操作，其中，所述操控操作可应用于二维(2D)或三维(3D)图形目标。15.如权利要求14所述的控制器，进一步被配置成用以提供用于指示与所述操控操作有关的信息的可视指示器。16.如权利要求1所述的控制器，进一步被配置成与图形或显示控制器集成以形成集成控制器。17.一种用于对单个手指或多个手指在触摸面板上的触摸进行检测的方法，所述触摸面板包含布置在第一方向上的第一组电极和布置在第二方向上的第二组电极，从而形成多个交叉点，所述方法包括使用展频信号顺次激励所述第一组电极；检测所述第二组电极处的电容性耦合信号的波峰和波谷作为模拟信号，所述检测是对沿所述第一组电极中正被激励的当前一个电极的交叉点同时执行的；以及将所述模拟信号转换成用于数字信号处理的数字数据，以基于所述电容性耦合信号的检测到的波峰和波谷来确定触摸位置和触摸运动。18.如权利要求17所述的方法，其中，所述数字信号处理包括对所述数字数据进行平均；对所述平均后的数字数据补偿偏移量，以确定所述触摸位置；追踪所述触摸位置以确定所述触摸运动的特征；根据所述触摸运动的所述特征来确定所述触摸的预定触摸事件，从而生成触摸信息；以及输出所述生成的触摸信息，其中，所述偏移量由所述第一组电极与所述第二组电极之间的互电容和背景噪音的固有变差而得出。19.如权利要求17所述的方法，进一步包括生成无直流(DC)波形作为所述展频信号。20.如权利要求18所述的方法，进一步包括控制对于所述第一组电极的激励序列；以及控制对于所述第二组电极的采样序列。21.如权利要求18所述的方法，进一步包括基于所述触摸运动的所述特征自动且适应性地控制所述激励。22.如权利要求18所述的方法，进一步包括如果将手指放置在所述触摸面板上，则检测手指进入情况；如果将手指保持在所述触摸面板上并且有或无移动，则检测手指保持情况；如果将手指从所述触摸面板移开，则检测手指离开情况；如果对于单个手指检测到手指进入情况和手指离开情况，则检测到单击事件；如果对于单个手指检测到两次单击事件，则检测到双击事件；如果对于第一和第二手指检测到至少两次手指进入情况并且所述触摸位置指示所述四个方向中的一个方向，则检测到方向性进入事件；如果对于第一和第二手指检测到至少两次点击事件并且所述触摸位置指示所述四个方向之一，则检测到方向性点击事件；如果对于单个手指检测到手指进入情况以及跟随该手指进入情况的连续多次的手指保持情况，则检测到拖曳事件；以及如果对于第一和第二手指检测到至少一次拖曳事件并且所述触摸位置指示所述四个方向之一，则检测到方向性拖曳事件；其中，所述四个方向包括水平方向、垂直方向、对角线向上方向和对角线向下方向。23.如权利要求22所述的方法，进一步包括对于单击事件确定选择操作；对于方向性拖曳事件确定移动操作；如果所述两个手指的移动垂直于所述四个方向之一，则对于方向性进入事件和跟随在该方向性进入事件之后的方向性拖曳事件确定旋转操作；以及如果所述两个手指之间的距离被改变或所述两个手指的平均位置被改变，则对于方向性进入事件和跟随在该方向性进入事件之后的方向性拖曳事件确定比例缩放操作；其中，所述选择、移动、旋转和比例缩放操作可应用于二维(2D)或三维(3D)图形目标。24.如权利要求22所述的方法，其中，所述单击事件和所述双击事件进一步分别被指定为用于目标选择和方向选择的输入功能。25.如权利要求18所述的方法，进一步包括确定预定触摸事件，其中，所述预定触摸事件是用户可定义的以及用户可编程的。全文摘要本发明提供了一种用于对单个手指或多个手指在触摸面板上的触摸进行检测的控制器，所述触摸面板包含布置在第一方向上的第一组电极和布置在第二方向上的第二组电极，从而形成多个交叉点。所述控制器包括多个信号驱动器，其与所述第一组电极耦接，并且被配置成用以使用展频信号顺次激励所述第一组电极；多个信号传感器，其与所述第二组电极耦接，并且被配置成用以检测所述第二组电极处的电容性耦合信号的波峰和波谷，所述检测是对沿所述第一组电极中正被激励的当前一个电极的交叉点同时执行的；和信号处理器件，其被配置成用以检测所述触摸面板上的触摸，并且用以基于所述电容性耦合信号的检测到的波峰和波谷来确定触摸位置和触摸运动。文档编号G06F3/044GK101847068SQ20101011250公开日2010年9月29日申请日期2010年2月23日优先权日2009年2月23日发明者吕小康,吴伟汉,朱国华,蔡伟柏,郑惟键,陆遥,陈永志申请人:晶门科技有限公司