专利名称：触摸感测装置及电路、数字媒体播放器和个人计算机的制作方法
技术领域：
本实用新型一般地涉及触摸感测装置，并且更具体地涉及对于触摸感测装置中不希望的电容变化的补偿。
背景技术：
触摸敏感装置由于操作的便利性和通用性以及它们的下降的价格，作为对于计算系统的输入装置而变得十分普及。触摸敏感装置可包含可以作为具有触摸敏感表面的干净面板的触摸传感器面板和可以部分地或全部地位于该面板后面使得触摸敏感表面可覆盖显示装置的可观察区域的至少一部分的诸如液晶显示器(LCD)的显示装置。触摸敏感装置可允许用户通过在经常由以显示装置显示的用户界面(UI)指示的位置上用手指、铁笔或其它物体触摸该触摸传感器面板而执行各种功能。一般地，触摸敏感装置可识别触摸传感器 面板上的触摸事件和触摸事件的位置，并且，计算系统然后可根据在发生该触摸事件时出现的显示来解读该触摸事件，并且然后可基于该触摸事件执行ー个或多个动作。常常地，环境条件和装置操作会不利地影响触摸敏感装置的识别触摸事件的能力。例如，由于由环境温度变化或装置部件的发热导致的装置温度的变化导致的电容变化可能掩盖真实的触摸事件，或者错误地指示假触摸事件。由于触摸敏感装置在工作时不可避免地产生ー些热并且不能控制外部环境，因此，难以防止触摸事件识别时的错误。
实用新型内容本实用新型的ー个方面是对于触摸感测装置的不希望的电容变化的补偿。本实用新型的ー个方面的技术效果在于不管装置工作的条件和环境如何，都提供更精确和更可靠的触摸信号。可由环境变化和/或装置工作变化而不是由触摸导致的电容变化可能掩盖装置处的实际触摸并且/或者错误指示错误触摸。为了补偿这种电容变化，触摸感测装置可包含从装置的触摸传感器去耦合以測量非触摸电容变化的ー个或多个基准传导迹线。触摸感测装置然后可通过非触摸电容测量调整触摸信号，以从信号显著減少或消除非触摸电容。在一个例子中，基准迹线可以被设置在与发送来自装置的触摸传感器面板的触摸信号的传导迹线平行的触摸感测装置的柔性电路上，由此给出由传导迹线引起的非触摸电容的指示。在另一例子中，基准迹线可延伸到与将来自触摸传感器的触摸信号发送到柔性电路上的传导迹线的触摸传感器迹线平行的触摸传感器面板上，由此给出由触摸传感器迹线和传导迹线引起的非触摸电容的指示。在另一例子中，基准迹线可进ー步延伸到触摸传感器面板上以与面板上測量触摸传感器的非触摸电容的传导元件耦合，由此给出由触摸传感器、触摸传感器迹线和传导迹线引起的非触摸电容的指示。在另一例子中，与触摸感测装置(基准迹线向其发送触摸传感器、触摸传感器迹线和/或传导迹线的非触摸电容)的触摸控制器耦合的基准迹线可给出由触摸控制器上的各种部件引起的非触摸电容的指示。不管装置工作的条件和环境如何，对于触摸感测装置中的不希望的电容变化的补偿都可有利地提供更精确和更可靠的触摸信号。本实用新型的ー个方面提供了ー种触摸感测装置，包括至少ー个电容传感器，设置在第一基板上；第一传导迹线，设置在第二基板上并与所述传感器耦合，用于传送指示所述触摸的触摸电容测量；和第二传导迹线，设置在第二基板上，与所述传感器去耦合，并且接近第一传导迹线，第二传导迹线用于传送指示非触摸电容变化的基准电容测量，该非触摸电容变化与第一基板或第二基板中的至少ー个相关联。优选地，所述触摸感测装置还至少包括第三传导迹线，其设置在第二基板上，与所述传感器去耦合，并且接近所述第一传导迹线，第三传导迹线传送指示非触摸电容变化的另一基准电容测量。优选地，第二基板包含上面设置有第一和第二传导迹线的柔性电路，所述非触摸电容变化与所述柔性电路相关联。优选地，第一基板包含上面设置有所述传感器和部分的第一和第二传导迹线的触摸传感器面板，所述非触摸电容变化与所述触摸传感器面板相关联。优选地，第一基板包含上面设置有所述传感器、部分的第一和第二传导迹线和传导元件的触摸传感器面板，所述传导元件測量与第一基板相关联的非触摸电容变化，并且， 第二传导迹线与传导元件耦合，以传送来自所述传导元件的基准电容测量，所述非触摸电容变化与所述触摸传感器相关联。优选地，第一基板包含上面设置有所述传感器和部分的第一和第二传导迹线的触摸传感器面板，并且，第二基板包含上面设置有第一和第二传导迹线的剩余部分的柔性电路，所述非触摸电容变化与所述触摸传感器面板和所述柔性电路相关联。优选地，第二传导迹线具有比第一传导迹线短的长度，并且接近所述第一传导迹线的仅一部分。优选地，所述触摸感测装置被包括在移动电话、数字媒体播放器或个人计算机中的至少ー个中。本实用新型的另一方面提供了一种电路，包括上面具有传感器的第一基板，所述第一基板对于电路的状态变化敏感；上面具有至少两条传导迹线的第二基板，所述第二基板对于电路的状态变化敏感，所述传导迹线中的第一传导迹线与所述传感器相关联以发送来自所述传感器的信号，并且所述传导迹线中的第二传导迹线与所述传感器不相关联；和从所述传导迹线中的第二传导迹线确定在第二基板处的状态变化的电容影响并且減少所发送的信号中的所确定的电容影响的逻辑器。优选地，所述电路中的状态变化包含环境条件中的变化或电路操作中的变化中的至少ー个。优选地，第二基板具有所述传导迹线中与所述传感器不相关的第三传导迹线，并且，所述逻辑器从所述传导迹线中的第三传导迹线确定在第二基板上的状态变化的电容影响，并且減少所发送信号中的从所述传导迹线中的第三传导迹线确定的所述电容影响。优选地，第一基板在其上具有传感器迹线，以使所述传感器耦合到所述传导迹线中的第一传导迹线并且将来自所述传感器的信号发送到所述传导迹线中的第一传导迹线，第二基板上的所述传导迹线中的第二传导迹线延伸到第一基板以接近所述传感器迹线，并且，所述逻辑器从所述传导迹线中的第二传导迹线确定第一和第二基板上的状态变化的电容影响，并且減少所发送信号中的所确定的电容影响。优选地，第一基板在其上具有传导元件和传感器迹线，所述传感器迹线使传感器耦合到所述传导迹线中的第一传导迹线，并且将来自所述传感器的信号发送到所述传导迹线中的第一传导迹线，第二基板上的所述传导迹线中的第二传导迹线延伸到第一基板以与所述传导元件耦合并且接近所述传感器迹线，并且，所述逻辑器从所述传导迹线中的第二传导迹线确定第一和第二基板上的状态变化的电容影响，并且減少所发送信号中的所确定的电容影响。优选地，所述电容影响与第一或第ニ基板中的至少ー个的介电常数的变化相关。本实用新型的另一方面提供了ー种触摸感测装置，包括測量触摸感测装置处的触摸的装置，触摸測量包含所述装置的触摸区域的第一电容，该第一电容指示所述装置处的触摸，和所述装置的与所述触摸区域耦合的传送区域的第二电容，该第二电容指示所述装置处的环境变化；使用从所述触摸区域去耦合的基准传导迹线测量所述传送区域中的第ニ电容的装置；和基于所述第二电容测量调整所述触摸测量的装置。优选地，第一电容还指示所述装置处的环境变化，并且调整所述触摸测量的装置包含基于所述触摸測量和环境变化之前的触摸区域中的电容，计算触摸区域中的电容的变化的装置；基于第二电容测量和环境变化之前的传送区域中的电容，计算传送区域中 的电容的变化的装置；和从所述触摸测量减去触摸区域和传送区域中的所计算的变化的装置。优选地，所述调整所述触摸测量的装置包含确定所述第二电容测量和环境变化之前的传送区域中的电容之间的比的装置；和将所确定的比应用于环境变化之前的触摸区域中的电容的装置。优选地，所述环境变化包含温度变化、湿度变化或压カ变化中的至少ー种。本实用新型的另一方面提供了ー种触摸感测装置，包括设置在基板上的多个触摸传感器；柔性电路，其与所述触摸传感器耦合以发送来自所述触摸传感器的指示所感测的触摸的触摸信号，所述柔性电路包含用于发送所述触摸信号的第一传导迹线和用于测量所述装置上的环境变化的影响的第二传导迹线；和感测电路，其与所述柔性电路耦合以处理所发送的触摸信号，其包含针对环境变化的所测量的影响而补偿所发送的触摸信号，基板、柔性电路或感测电路中的至少ー个对于环境变化敏感。本实用新型的另一方面提供了ー种触摸感测装置，包括通过使用与所述装置的触摸传感器耦合的第一传导迹线测量与触摸感测装置处的触摸相关的第一电容变化的装置；通过使用位置与第一传导迹线平行并且从所述触摸传感器去耦合的第二传导迹线测量所述触摸感测装置处的第二电容变化的装置，所述第二电容变化不与所述触摸相关并且与所述装置的操作变化相关；和基于所述第二电容测量调整第一电容测量的装置。
图I示出根据各种实施例的可补偿电容变化的示例性触摸感测装置。图2示出根据各种实施例的可补偿电容变化的另ー示例性触摸感测装置。图3示出根据各种实施例的可补偿电容变化的另ー示例性触摸感测装置。图4示出根据各种实施例的可补偿电容变化的另ー示例性触摸感测装置。图5示出根据各种实施例的补偿触摸感测装置的电容变化的示例性方法。图6示出根据各种实施例的可补偿电容变化的示例性计算系统。图7示出根据各种实施例的可补偿电容变化的示例性移动电话。[0034]图8示出根据各种实施例的可补偿电容变化的示例性数字媒体播放器。图9示出根据各种实施例的可补偿电容变化的示例性个人计算机。
具体实施方式
在各种实施例的以下的描述中，參照形成其一部分并且作为可实施的特定实施例示出的附图。应当理解，在不背离各种实施例的范围的情况下，可以使用其它的实施例，并且可以提出结构变化。这涉及对于触摸感测装置的不希望的电容变化的补偿，这里，电容变化指的不是装置上的触摸，而是环境变化或装置操作变化。环境变化可包含环境温度、湿度和大气压力变化。装置操作变化可包含装置部件的启动、关断和持续工作。为了补偿这种电容变化，触摸感测装置可包含从装置的触摸传感器去耦合以測量装置中的非触摸电容的ー个或多个基准传导迹线。触摸感测装置然后可通过使用非触摸电容测量调整来自触摸传感器的触摸 信号，以从该信号显著減少或消除非触摸电容。触摸感测装置可包括具有用于感测面板处的触摸的一个或多个触摸传感器的触摸传感器面板、用于传送来自面板的感测的触摸信号的柔性电路和用于接收和处理传送的信号的触摸控制器。在一个实施例中，基准迹线可以被设置在与将触摸信号从触摸传感器面板传送到触摸控制器的传导迹线平行的柔性电路上，由此给出由传导迹线引起的非触摸电容的指示。基准迹线的一端可与触摸控制器耦合以向其传送非触摸电容。基准迹线的另一端可在柔性电路上是自由的。在另ー实施例中，基准迹线可延伸到与将触摸信号从触摸传感器传送到柔性电路上的传导迹线的触摸传感器迹线平行的触摸传感器面板上，由此给出由触摸传感器迹线和传导迹线引起的非触摸电容的指示。基准迹线的一端可与触摸控制器耦合以向其传送非触摸电容。基准迹线的另一端可在触摸传感器面板上是自由的。在另ー实施例中，基准迹线可进ー步延伸到触摸传感器面板上以与测量触摸传感器的非触摸电容的面板上的传导元件耦合，由此给出由触摸传感器、触摸传感器迹线和传导迹线引起的非触摸电容的指示。基准迹线的一端可与触摸控制器耦合以向其传送非触摸电容。基准迹线的另一端可与面板上的传导元件耦合。在另ー实施例中，伴随传导迹线、触摸传感器迹线和/或触摸传感器的非触摸电容，与触摸控制器耦合的基准迹线可给出由触摸控制器上的各种部件引起的非触摸电容的指示。不管触摸感测装置操作的条件和环境如何，对于不希望的电容变化的补偿都可有利地提供更精确和更可靠的触摸测量。图I示出根据各种实施例的可补偿不希望的电容变化的示例性触摸感测装置。在图I的例子中，触摸感测装置100可包含触摸传感器面板120、柔性电路130和触摸控制器140以感测装置处的触摸或近触摸(悬停)。当物体接近面板120时，可在物体和接近物体的电容触摸传感器122之间形成小电容。表示由该小电容导致的电容的变化和感测物体的触摸传感器112-a的位置的触摸信号可通过柔性电路130沿传感器迹线126被传送到触摸控制器140以供处理。电容触摸传感器122可基于自电容。在自电容传感器面板中，可相对于例如地的一些基准测量触摸传感器的自电容。触摸传感器122可以是在空间上分开的电扱。触摸传感器122可以是氧化铟锡(ITO)或任何适当的传导材料。每个电极可限定一触摸传感器122。电极可通过传导迹线(未示出)与驱动电路耦合并且通过传感器迹线126与例如触摸控制器140的感测电路耦合。传感器迹线126可以是银、铜或任何适当的传导材料。每个触摸传感器电极122可具有一传感器迹线126。可通过测量形成触摸传感器122的电极的电容的变化，在面板120处检测触摸、近触摸(悬停)和手势。在工作期间，可从触摸传感器122到触摸控制器140測量沿感测路径的总电容。在正常的条件下，在一些实施例中，触摸传感器122的电容可以为约12皮法(pF)，传感器迹线126为约2pF，传导迹线132为约8 10pF，并且，触摸控制器140处的各种部件为约2pF。在一些实施例中，触摸传感器122处的触摸可使总电容增加0. 3 I. 5pF。在测量该增加时，触摸控制器140可导出在面板120处存在触摸并且因此执行进ー步的处理。 但是，当装置经历例如导致装置温度増加的环境变化或装置操作变化时，装置材料的介电常数和/或形状可能改变，由此增加接近传导部件的电容。在一些情况下，由于环境变化或装置操作变化导致的电容变化可能超过由于触摸导致的电容变化。ー些材料与其它材料相比可对于环境或装置变化更敏感，并因此更易于改变它们的介电常数。例如，触摸传感器面板基板可以是会对于变化不太敏感的玻璃或类似的基板；而柔性电路基板可以是会对于变化更敏感的聚酰亚胺或类似的柔性聚合物。在一些情况下，当存在环境或装置操作变化时，柔性电路的传导部件可对电容的増加起主要作用。因此，消除或減少至少来自柔性电路的部件的贡献可显著減少或消除该变化的影响。为此，重新參照图1，基准迹线134可被设置在与传导迹线132平行的柔性电路130上，但与触摸传感器122-a去耦合。因而，基准迹线134可提供与传导迹线132相同或相似的电容。当例如在柔性电路130中存在导致温度增加的环境或装置操作变化时，基准迹线134和传导迹线132的电容可以以类似的方式増加或另外变化。由于迹线也可包含触摸信号，因此，在传导迹线132上，増加量不会很容易十分明显。但是，由于基准迹线134从触摸传感器122-a被去耦合，因此基准迹线可仅具有电容测量。因此，电容增加量可从基准迹线134被測量，并且被应用于所发送的触摸信号，以从该信号显著減少或消除传导迹线的电容增加。不管不希望的电容变化如何，这都可提供更精确的触摸测量。类似地，可通过将来自基准迹线134的电容测量应用于所发送的悬停信号而调整悬停测量，以从该信号显著減少或消除传导迹线的电容增加。触摸和悬停测量可类似地被调整，以从所发送的触摸和悬停信号显著減少或消除传导迹线的电容增加。在替代性实施例中，一个或多个附加的基准迹线可被设置在与传导迹线平行的柔性电路上，但从触摸传感器被去耦合。电容可根据可与迹线寄生耦合的相邻的迹线的数量通过柔性电路上的位置稍微改变。因而，某基准迹线可位于柔性电路的中心，而另一基准迹线可位于柔性电路的边缘。适当的边缘和/或中心基准迹线可然后被用于相应地补偿作为边缘或中心迹线(race)的相邻的传导迹线。作为替代方案，来自基准迹线的平均电容可被计算并被应用于触摸测量以补偿不希望的电容变化。或者，最接近传导迹线的基准迹线的电容可被应用于触摸測量。应当理解，触摸传感器配置不限于这里示出的配置，而可以根据装置的需要而是径向、圆形、菱形、对角形或类似的配置。[0051]还应理解，触摸感测装置不限于自电容，而也可以基于互电容。在互电容传感器面板中，可以在两个导体之间测量触摸传感器的互电容。可通过形成在空间上分离的驱动线和感测线的构图的导体的相交，或者通过相邻地设置驱动线和感测线，形成触摸传感器。驱动电路可与驱动线耦合，并且，感测电路可与感测线耦合。可通过测量与触摸传感器相关的驱动线和感测线之间的电容的变化，在面板处检测触摸、近触摸(悬停)和手势。图2示出根据各种实施例的可补偿不希望的电容变化的另ー示例性触摸感测装置。除了以下的添加以外，图2的装置与图I的装置相同。在图2的例子中，基准迹线234可延伸到触摸传感器面板220上以接近传感器迹线226。作为結果，除了具有与传导迹线232相同或相似的电容以外，基准迹线234可具有与传感器迹线226相同或类似的电容。虽然柔性电路230可有助于不希望的电容变化，但是，触摸传感器面板220也可有贡献，使得消除或显著減少面板的影响可类似地有帮助。当例如在触摸传感器面板120中存在导致温度増加的环境或装置操作变化时，基准迹线134和传感器迹线126的电容可増加。由于迹线也可包含触摸信号，因此，在传感器迹线226上，増加量不会很容易十分明显。但是，由于基准迹线234从触摸传感器222-a被去耦合，因此基准迹线可仅具有电容测量。因此，増加量可从基准迹线234被測量，并且被应用于传送的触摸信号，以从该信号显著減少或消除 传感器迹线的电容增加。如图I所示，传导迹线232的电容的増加量也可从基准迹线234被測量并被应用于传送的触摸信号，以从该信号显著減少或消除传导迹线的电容增加。不管不希望的电容变化如何，施加基准迹线电容测量都可提供更精确的触摸測量。图3示出根据各种实施例的可补偿电容变化的另ー示例性触摸感测装置。除了以下的添加以外，图3的装置与图2的装置相同。在图3的例子中，基准迹线334可进ー步延伸到触摸传感器面板320上以与传导元件328耦合。与触摸传感器322类似，传导元件328可以为〗 。作为结果，传导元件328可具有与触摸传感器322相同或相似的电容。当例如在触摸传感器面板320中存在导致温度増加的环境或装置操作变化时，传导元件328和触摸传感器322的电容可以以类似的方式増加或另外改变。由于传感器也可包含触摸信号，因此，在触摸传感器322上，増加量不会很容易十分明显。但是，由于传导元件328不与触摸传感器322-a耦合，因此传导元件可仅具有与环境或装置操作变化相关的电容测量。因此，増加量可从传导元件328并因此从基准迹线324被測量，并被应用于传送的触摸信号，以从该信号显著減少或消除触摸传感器的非触摸电容增加。如图2所示，传感器迹线326和传导迹线332电容的増加量也可从基准迹线324被测量并被应用于传送的触摸信号，以从该信号显著減少或消除传感器迹线和传导迹线的电容增加。不管不希望的电容变化如何，施加基准迹线电容测量都可提供更精确的触摸測量。在替代性实施例中，基准迹线可在不跟随传感器迹线的情况下与传导元件耦合，使得基准迹线可提供触摸传感器面板上的触摸传感器和柔性电路上的传导迹线的电容增カロ。当面板上空间有限吋，或者，出于任何适当的原因，当传感器迹线的电容增加不非常明显时，本实施例会是有用的。图4示出根据各种实施例的可补偿不希望的电容变化的另ー示例性触摸感测装置。除了以下的添加以外，图4的装置与图I的装置相同。在图4的例子中，基准迹线434可仅延伸传导迹线432的长度的一部分。当柔性电路430被空间限制时，该配置会是有用的。与图I的基准迹线134类似，图4的基准迹线434可传送指示由影响柔性电路430的环境或装置操作变化导致的传导迹线432的电容变化的电容测量。因此，増加量可从基准迹线434被測量，并被应用于传送的触摸信号，以从该信号显著減少或消除传导迹线432的电容增加。被应用于传送的触摸信号的电容量可按比例或者以其它的方式被缩放，以通过减小的基准迹线434更紧密地接近传导迹线432电容。不管不希望的电容变化如何，施加基准迹线电容测量都可提供更精确的触摸測量。如图I 4所示，基准迹线可与触摸控制器耦合，以向其传送电容测量。触摸控制器的各种部件也可将不希望的电容变化引入触摸感测装置中。因此，基准迹线可測量这些部件的电容变化，这些电容变化可以和与柔性电路上的传导迹线、触摸传感器面板上的传感器迹线和/或触摸传感器面板上的传导元件相关的测量一起使用，以调整触摸測量。图5示出根据各种实施例的补偿触摸感测装置中的不希望的电容变化的示例性方法。在图5的例子中，触摸控制器可測量来自触摸传感器的触摸信号，该触摸信号通过与触摸传感器耦合的柔性电路上的传导迹线被传送到控制器(510)。触摸信号可包含指示触摸传感器上的触摸的第一电容和指示影响柔性电路的环境或装置操作变化的第二电容。触 摸控制器可測量来自平行并接近传导迹线但从触摸传感器去耦合的柔性电路上的基准迹线的第二电容(520)。触摸控制器然后可基于第二电容测量调整触摸測量，以对于不希望的电容变化补偿触摸測量(530)。不管电容变化如何，结果都可以是更精确的触摸測量。在替代性实施例中，触摸控制器可从触摸传感器面板和柔性电路上的基准迹线测量第二电容，这里，基准迹线的一部分与面板上的传感器迹线平行并接近，并且，基准迹线的另一部分与柔性电路上的传导迹线平行并接近(520)。在替代性实施例中，触摸控制器可从除了与面板上的传感器迹线和/或柔性电路上的传导迹线平行并接近以外还与触摸传感器面板上的传导元件耦合的基准迹线测量第ニ电容(520)。可根据各种实施例实现图5的方法。在一个实施例中，该方法可通过测量柔性电路上的基准迹线的变化并相应缩放结果来应对测量的触摸传感器电容的变化。该方法从这样一种假定开始，S卩，未触摸的传感器电容由柔性电路基板电容Cflrai加上触摸传感器面板基板电容Cpanel构成，并且，完全从柔性电路上的基准迹线的测量获知该柔性电路电容。Csensor = Cpanel+Cflex(I)为了测量电容变化，可对于柔性电路(基准迹线)和总体触摸传感器(面板+柔性电路)获知基线值。可以在传感器未被触摸(诸如在エ厂校准期间)的任何时间获得这些值。考虑温度补偿的例子，假定在温度Tl下进行校准測量并且当前測量处于温度T2。因而，柔性电路的电容的变化可以为A Cflex — Cflex l2-Cflex ll(2)并且，对于传感器，A Csensor — Csensor—T2-Csensor—n (3)通过使用式(I)、式(2)和式(3)，面板基板的电容的变化可以为A Cpanel 一 Cpanel—T2-Cpanel—n(4)面板基板电容可跟踪柔性电路电容，并且可根据电容的比被缩放(即，百分比电容变化可跟踪)，并且，如果面板基板和柔性电路的温度系数不同，那么，可另外具有缩放因子a。这可被表达为
Ar*八厂—^ = ^(5)
し panel _T\し flex _T\如果Cflex T1和CsensOT T1的原始值在温度Tl下是已知的并且从基准迹线获知柔性电路电容的变化，那么，通过使用下式，温度T2下的传感器測量可被缩放回到基准温度Tl Csensor comp — Csensor—T2- A Cflex- A Cpanel (6)这里，可从式(5)和测量的ACflrai估计ACpanel。将式(5)代入式(6)中，补偿的传感器測量可被表达为
A厂Csensor — comp ^sensor _T 2flex び「^panel Tl ( 7 )
Iflex — Tl这里，可从传感器測量减去柔性电路电容的变化和面板基板电容的变化，以提供补偿的传感器測量。缩放因子a的变化范围可一般从0.5到2，但是，如果面板基板和柔性电路在温度敏感度上大大不同，一个比另ー个更加温度敏感，那么可跨越甚至更大的范围。如果基准迹线比传导迹线短，如图4所示，则在施加以上的方法之前，电容变化可首先由传导迹线432对比基准迹线434的长度而被缩放。替代性方法可简单地假定总体传感器測量根据下式按比例追踪柔性电路电容
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し flex — Tl这里，可以假定面板基板温度系数与柔性电路温度系数匹配，并因此考虑附加的误差。虽然这些示例性方法解决温度补偿，但是它们可同样很好地适用于例如湿度和压力的其它的环境变化，并且适用于设计工作变化。应当理解，图5的方法不限于这些实施例，而可包含适于对环境或装置操作变化补偿触摸测量的其它方法。图6示出根据这里描述的各种实施例的可补偿触摸感测装置中的不希望的电容变化的示例性计算系统600。在图6的例子中，计算系统600可包含触摸控制器606。触摸控制器606可以是可包含一个或多个处理器子系统602的单个的专用集成电路(ASIC)，这些处理器子系统602可包含ー个或多个主处理器，诸如ARM968处理器或具有类似的功能和能力的其它的处理器。但是，在其它的实施例中，作为替代可通过诸如状态机的专用逻辑实现处理器功能。处理器子系统602还可包含诸如随机存取存储器(RAM)或其它类型的存储器或存储设备和看门狗定时器等的外设(未示出)。触摸控制器606还可包含用于接收诸如一个或多个感测信道(未示出)的触摸信号603、来自诸如传感器611的其它传感器的其它信号等的信号的接收部分607。触摸控制器606还可包含诸如多段矢量解调引擎的解调部分609、面板扫描逻辑器610和用于将激励信号616传送到触摸传感器面板624以驱动该面板的传送部分614。面板扫描逻辑器610可访问RAM 612，自主地从感测信道读取数据，并且对于感测信道提供控制。另外，面板扫描逻辑器610可控制传送部分614以在可被选择性应用于触摸传感器面板624的行的各种频率和相位上产生激励信号616。触摸控制器606还可包含可被用于产生用于传送部分614的供给电压的电荷泵615。通过将两个例如为电容器的电荷存储装置级联在一起以形成电荷泵615，激励信号616可具有比最大电压高的幅度。因此，激励电压可以比单个电容器可处理的电压电平(例如,3.6V)高(例如,6V)。虽然图6不出与传送部分614分开的电荷泵615,但是，电荷泵可以是传送部分的一部分。触摸传感器面板624可包含具有用于检测面板处的触摸的电极的电容感测介质。电极可由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)的透明传导介质形成，虽然也可使用诸如铜的其它的透明和非透明材料。每个电极可代表电容感测节点并且可被视为图像元素(像素)626，当触摸传感器面板624被视为捕获触摸的“图像”吋，这可以是特别有用的。(换句话说，在触摸控制器606已确定是否已在触摸传感器面板中的每个触摸传感器处检测到了触摸事件之后，出现触摸事件的面板中的触摸传感器的图案可被视为触摸的“图像”(例如，触摸面板的手指的图案)。)计算系统600还可包含用于接收来自处理器子系统602的输出并且执行基于该输 出的动作的主机处理器628,这些动作可包含但不限于移动诸如光标或指针的物体、滚动或摇动、调整控制设置、打开文件或文档、观察菜单、进行选择、执行指令、操作与主机设备耦合的外设、应答电话呼叫、发出电话呼叫、終止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与诸如地址、常拨号码、接收的呼叫、未接呼叫的电话通信有关的信息、登录到计算机或计算机网络、允许授权的个人访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与计算机桌面的用户优选配置相关的用户配置文件、允许访问网络内容、启动特定的程序、将消息加密或解码等。主机处理器628还可执行与面板处理不相关的附加功能，并且可与程序存储器632和用于向装置的用户提供n的诸如LCD显示器的显示装置630耦合。在一些实施例中，如示出的那样，主机处理器628可以是与触摸控制器606分开的部件。在其它的实施例中，作为触摸控制器606的一部分，可以包含主机处理器628。在其它的实施例中，可通过处理器子系统602执行和/或在触摸控制器606的其它部件之间分布主机处理器628的功能。当位置部分或完全地处于触摸传感器面板下面时或者当与触摸传感器面板集成时，显示装置630可与触摸传感器面板624 —起形成诸如触摸屏的触摸敏感装置。根据各种实施例，可通过子系统602中的处理器、主机处理器628、诸如状态机的专用逻辑或它们的任意组合确定对于电容变化的补偿。注意，例如，可通过存储于存储器(例如，外设中的ー个)中并且被处理器子系统602执行或者被存储于程序存储器632中并被主机处理器628执行的固件执行上述的功能中的ー个或多个。也可在供诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可从指令执行系统、装置或设备取得指令并且执行指令的其它的系统的指令执行系统、装置或设备使用或与它们关联的任何计算机可读存储介质内存储和/或传输固件。在本文件的上下文中，“计算机可读存储介质”可以是可包含或存储供指令执行系统、装置或设备使用或与它们关联的程序的任何介质。计算机可读存储介质可包含但不限于电子、磁学、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备、便携式计算机盘(磁)、随机存取存储器(RAM)(磁)、只读存储器(ROM)(磁)、可擦写可编程只读存储器(EPROM)(磁)、诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-Rff的便携式光盘或诸如紧致闪存卡、安全数字卡、USB存储器设备和存储器棒等的闪速存储器。也可在供诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可从指令执行系统、装置或设备取得指令并且执行指令的其它的系统的指令执行系统、装置或设备使用或与它们关联的任何传输介质内传播固件。在本文件的上下文中，“传输介质”可以是可传送、传播或传输供指令执行系统、装置或设备使用或与它们相关的程序的任何介质。传输介质可包含但不限于电子、磁学、光学、电磁或红外有线或无线传输介质。图7示出根据各种实施例的可补偿电容变化的可包含显示器736和触摸传感器面板724的示例性移动电话700。图8示出根据各种实施例的可补偿电容变化的可包含显示器836和触摸传感器面板824的示例性数字媒体播放器800。图9示出根据各种实施例的可包 含触摸敏感显示器936和触摸传感器面板(轨迹板)924的示例性个人计算机900，这里，触摸敏感装置和轨迹板可补偿电容变化。图7-9的移动电话、媒体播放器和个人计算机可有利地适于各种操作条件，以通过根据各种实施例的可补偿电容变化的触摸传感器面板提供更精确的触摸感测。虽然实施例描述了触摸传感器，但应理解，也可使用接近度和其它类型的传感器。还应理解，根据各种实施例的触摸感测装置可被用于对于不希望的电容变化补偿悬停测量、组合的触摸和悬停测量等。因此，鉴于以上的情况，公开的ー些实施例针对ー种电路，该电路包括上面具有传感器的第一基板，第一基板对于电路的状态变化敏感；上面具有至少两个传导迹线的第ニ基板，第二基板对于电路的状态变化敏感，传导迹线中的第一个与传感器相关以从传感器传送信号，并且，传导迹线中的第二个不与传感器相关；和用于从传导迹线中的第二个确定第二基板上的状态变化的电容影响并且用于减少传送信号中所确定的电容影响的逻辑器。在其它的实施例中，第一基板是玻璃。在其它的实施例中，第二基板是柔性聚合物。在其它的实施例中，第一和第二基板可对于状态变化具有不同的敏感度。公开的ー些实施例针对ー种触摸感测装置，该触摸感测装置包括设置在基板上以感测装置处的触摸的多个触摸传感器；与触摸传感器耦合以传送来自触摸传感器的指示感测的触摸的触摸信号，柔性电路包含用于传送触摸信号的第一传导迹线和用于测量装置上的环境变化的影响的第二传导迹线；和与柔性电路耦合以处理传送的触摸信号、包含对于环境变化的测量的影响补偿传送的触摸信号的感测电路，其中，基板、柔性电路或感测电路中的至少ー个对于环境变化敏感。在其它的实施例中，传感器是自电容传感器。在其它的实施例中，传感器是互电容传感器。虽然參照附图完全地描述了实施例，但应注意，各种变化和修改对于本领域技术人员来说是明显的。这种变化和修改应被理解为包含于由所附的权利要求限定的各种实施例的范围内。
权利要求1.ー种触摸感测装置，其特征在于，所述触摸感测装置包括 至少ー个电容传感器，设置在第一基板上； 第一传导迹线，设置在第二基板上并与所述传感器耦合，用于传送指示所述触摸的触摸电容测量；和 第二传导迹线，设置在第二基板上，与所述传感器去耦合，并且接近第一传导迹线，第ニ传导迹线用于传送指示非触摸电容变化的基准电容测量，该非触摸电容变化与第一基板或第二基板中的至少ー个相关联。
2.根据权利要求I的装置，其特征在于，所述触摸感测装置还至少包括第三传导迹线，其设置在第二基板上，与所述传感器去耦合，并且接近所述第一传导迹线，第三传导迹线传送指示非触摸电容变化的另一基准电容测量。
3.根据权利要求I的装置，其特征在于，第二基板包含上面设置有第一和第二传导迹线的柔性电路，所述非触摸电容变化与所述柔性电路相关联。
4.根据权利要求I的装置，其特征在于，第一基板包含上面设置有所述传感器和部分的第一和第二传导迹线的触摸传感器面板，所述非触摸电容变化与所述触摸传感器面板相关联。
5.根据权利要求I的装置，其特征在于，第一基板包含上面设置有所述传感器、部分的第一和第二传导迹线和传导元件的触摸传感器面板， 所述传导元件測量与第一基板相关联的非触摸电容变化，并且， 第二传导迹线与传导元件耦合，以传送来自所述传导元件的基准电容测量， 所述非触摸电容变化与所述触摸传感器相关联。
6.根据权利要求I的装置，其特征在于，第一基板包含上面设置有所述传感器和部分的第一和第二传导迹线的触摸传感器面板，并且， 第二基板包含上面设置有第一和第二传导迹线的剩余部分的柔性电路， 所述非触摸电容变化与所述触摸传感器面板和所述柔性电路相关联。
7.根据权利要求I的装置，其特征在于，第二传导迹线具有比第一传导迹线短的长度，并且接近所述第一传导迹线的仅一部分。
8.ー种移动电话，其特征在于，所述移动电话包括根据权利要求I的触摸感测装置。
9.一种电路，其特征在于，所述电路包括 上面具有传感器的第一基板，所述第一基板对于电路的状态变化敏感； 上面具有至少两条传导迹线的第二基板，所述第二基板对于电路的状态变化敏感，所述传导迹线中的第一传导迹线与所述传感器相关联以发送来自所述传感器的信号，并且所述传导迹线中的第二传导迹线与所述传感器不相关联；和 从所述传导迹线中的第二传导迹线确定在第二基板处的状态变化的电容影响并且减少所发送的信号中的所确定的电容影响的逻辑器。
10.一种电路，其特征在于，所述电路包括 上面具有传感器的第一基板，所述第一基板对于包括环境条件中的变化或电路操作中的变化中的至少ー个的电路的状态变化敏感； 上面具有至少两条传导迹线的第二基板，所述第二基板对于电路的状态变化敏感，所述传导迹线中的第一传导迹线与所述传感器相关联以发送来自所述传感器的信号，并且所述传导迹线中的第二传导迹线与所述传感器不相关联；和 从所述传导迹线中的第二传导迹线确定在第二基板处的状态变化的电容影响并且减少所发送的信号中的所确定的电容影响的逻辑器。
11.根据权利要求9的电路，其特征在干， 第二基板具有所述传导迹线中与所述传感器不相关的第三传导迹线，并且， 所述逻辑器从所述传导迹线中的第三传导迹线确定在第二基板上的状态变化的电容影响，并且減少所发送信号中的从所述传导迹线中的第三传导迹线确定的所述电容影响。
12.根据权利要求9的电路，其特征在干， 第一基板在其上具有传感器迹线，以使所述传感器耦合到所述传导迹线中的第一传导迹线并且将来自所述传感器的信号发送到所述传导迹线中的第一传导迹线， 第二基板上的所述传导迹线中的第二传导迹线延伸到第一基板以接近所述传感器迹线，并且， 所述逻辑器从所述传导迹线中的第二传导迹线确定第一和第二基板上的状态变化的电容影响，并且減少所发送信号中的所确定的电容影响。
13.根据权利要求9的电路，其特征在干， 第一基板在其上具有传导元件和传感器迹线，所述传感器迹线使传感器耦合到所述传导迹线中的第一传导迹线，并且将来自所述传感器的信号发送到所述传导迹线中的第一传导迹线， 第二基板上的所述传导迹线中的第二传导迹线延伸到第一基板以与所述传导元件耦合并且接近所述传感器迹线，并且， 所述逻辑器从所述传导迹线中的第二传导迹线确定第一和第二基板上的状态变化的电容影响，并且減少所发送信号中的所确定的电容影响。
14.一种电路，其特征在于，所述电路包括 上面具有传感器的第一基板，所述第一基板对于电路的状态变化敏感； 上面具有至少两条传导迹线的第二基板，所述第二基板对于电路的状态变化敏感，所述传导迹线中的第一传导迹线与所述传感器相关联以发送来自所述传感器的信号，并且所述传导迹线中的第二传导迹线与所述传感器不相关联；和 从所述传导迹线中的第二传导迹线确定在第二基板处的状态变化的与第一或第二基板中的至少ー个的介电常数的变化相关的电容影响并且减少所发送的信号中的所确定的电容影响的逻辑器。
15.ー种触摸感测装置，其特征在于，所述触摸感测装置包括 測量触摸感测装置处的触摸的装置，触摸测量值包含所述装置的触摸区域的第一电容，该第一电容指示所述装置处的触摸，和所述装置的与所述触摸区域耦合的传送区域的第二电容，该第二电容指示所述装置处的环境变化； 使用从所述触摸区域去耦合的基准传导迹线测量所述传送区域中的第二电容的装置；和 基于所述第二电容测量调整所述触摸测量值的装置。
16.根据权利要求15的触摸感测装置，其特征在于，第一电容还指示所述装置处的环境变化，并且调整所述触摸测量值的装置包含基于所述触摸测量值和环境变化之前的触摸区域中的电容，计算触摸区域中的电容的变化的装置； 基于第二电容测量和环境变化之前的传送区域中的电容，计算传送区域中的电容的变化的装置；和 从所述触摸測量值减去触摸区域和传送区域中的所计算的变化的装置。
17.根据权利要求15的触摸感测装置，其特征在于，所述调整所述触摸测量值的装置包含 确定所述第二电容测量和环境变化之前的传送区域中的电容之间的比的装置；和 将所确定的比应用于环境变化之前的触摸区域中的电容的装置。
18.ー种触摸感测装置，其特征在于，所述触摸感测装置包括 測量触摸感测装置处的触摸的装置，触摸测量值包含所述装置的触摸区域的第一电容，该第一电容指示所述装置处的触摸，和所述装置的与所述触摸区域耦合的传送区域的第二电容，该第二电容指示所述装置处的包含温度变化、湿度变化或压カ变化中的至少ー种的环境变化； 使用从所述触摸区域去耦合的基准传导迹线测量所述传送区域中的第二电容的装置；和 基于所述第二电容测量调整所述触摸测量值的装置。
19.ー种触摸感测装置，其特征在于，所述触摸感测装置包括 设置在基板上的多个触摸传感器； 柔性电路，其与所述触摸传感器耦合以发送来自所述触摸传感器的指示所感测的触摸的触摸信号，所述柔性电路包含用于发送所述触摸信号的第一传导迹线和用于测量所述装置上的环境变化的影响的第二传导迹线；和 感测电路，其与所述柔性电路耦合以处理所发送的触摸信号，其包含针对环境变化的所测量的影响而补偿所发送的触摸信号， 基板、柔性电路或感测电路中的至少ー个对于环境变化敏感。
20.ー种触摸感测装置，其特征在于，所述触摸感测装置包括 通过使用与所述装置的触摸传感器耦合的第一传导迹线测量与触摸感测装置处的触摸相关的第一电容变化的装置； 通过使用位置与第一传导迹线平行并且从所述触摸传感器去耦合的第二传导迹线测量所述触摸感测装置处的第二电容变化的装置，所述第二电容变化不与所述触摸相关并且与所述装置的操作变化相关；和 基于所述第二电容测量调整第一电容测量的装置。
21.ー种数字媒体播放器,其特征在于,所述数字媒体播放器包括根据权利要求I的触摸感测装置。
22.—种个人计算机，其特征在于，所述个人计算机包括根据权利要求I的触摸感测装置。
专利摘要本实用新型涉及一种触摸感测装置和电路。所述触摸感测装置包括至少一个电容传感器，设置在第一基板上；第一传导迹线，设置在第二基板上并与所述传感器耦合，用于传送指示所述触摸的触摸电容测量；和第二传导迹线，设置在第二基板上，与所述传感器去耦合，并且接近第一传导迹线，第二传导迹线用于传送指示非触摸电容变化的基准电容测量，该非触摸电容变化与第一基板或第二基板中的至少一个相关联。所述触摸感测装置用作计算系统的输入装置，并且提供对于触摸感测装置的不希望的电容变化的补偿。对触摸感测装置中不希望的电容变化的补偿可无论装置操作的条件和环境如何，都有利地提供更精确和可靠的触摸信号。
文档编号G06F3/044GK202615355SQ20112027217
公开日2012年12月19日 申请日期2011年7月29日 优先权日2010年7月30日
发明者M·P·格伦坦尔, J·A·哈勒, C·T·马伦斯 申请人:苹果公司