用于触摸输入设备的改进的触摸检测的制作方法
【专利说明】 用于触摸输入设备的改进的触摸检测
[0001]本申请是申请日为2009年9月22日、申请号为200980137523.8、发明名称为“用于触摸输入设备的改进的触摸检测”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明一般涉及触摸检测领域。更具体地，本发明在一个示例性方面涉及触摸输入设备内的改进的触摸检测方法和装置。
【背景技术】
[0003]当前许多类型的输入设备，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、和触摸屏等，可用于在计算系统中执行操作。尤其是，触摸屏由于其容易且通用的操作以及其不断下降的价格而正变得日益流行。触摸屏可包括触摸传感器面板和诸如液晶显示器(LCD)的显示设备，所述触摸传感器面板可以是具有触摸敏感表面的清澈面板，而所述显示设备可被部分地或完全地置于在该面板后面，从而所述触摸敏感表面可以覆盖显示设备的可观看区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过使用手指、输入笔或其它物体在显示设备所显示的用户界面(UI)所指定的位置处触摸该触摸传感器面板来执行各种功能。一般来说，触摸屏可识别触摸事件以及触摸事件在触摸传感器面板上的位置，然后计算系统可根据在触摸事件的时刻出现的显示来解释触摸事件，此后可基于该触摸事件执行一个或多个动作。
[0004]单侧互电容触摸传感器面板通常包括分布在衬底上的多个感测元件。每个感测元件与相关联的一组驱动元件间隔开一个距离，该距离足以使得感测元件能够检测激励电压何时被施加在特定驱动元件上。当手指、输入笔或其它导电元件被置于触摸传感器面板的特定区域附近时，由激励电压驱动的一部分电荷通过由手指、输入笔或其它导电元件形成的导电路径逸出。因此，相对于不存在导电路径时检测到的电荷耦合量，感测元件检测到的电荷耦合量有所减少。然后，可以基于对于哪些感测元件在特定感测时间段内传输了减少的信号的确定，来计算触摸区域。
[0005]在某些触摸传感器面板中，触摸表面位于液晶显示模块(LCM)前面。LCM产生可能不利地影响触摸传感器面板的操作的电磁噪声。为了防止触摸传感器面板受到LCM产生的噪声的影响，已经采用了数种技术。在某些设备中，例如，在触摸传感器面板的背面上沉积导电屏蔽物。导电屏蔽物充分滤除LCM产生的噪声，但是由于触摸面板衬底的两面都需要对导电元素进行沉积和/或图案形成，这可能增加触摸传感器面板的制造成本。在其它设备中，给触摸面板布局添加一组参考元件以使得每个感测元件包括大小成比例的参考元件。参考元件与驱动元件间隔足够远，从而参考元件和驱动元件之间的电容親合是小的或微不足道的。从相关联的感测元件检测到的信号中减去参考元件检测到的信号，以便滤除两种元件共有的噪声。然而，这种方法消耗了触摸传感器面板上的大量空间，并且可能导致不期望的大像素尺寸，或产生下降性能的较小感测元件。
[0006]另外，某些触摸传感器面板被布置为使得连续的感测元件被不均匀地间隔开。这通常出现在感测元件以不对称方式分布在驱动元件之间的布局内，或在共有布线必须贯穿触摸传感器面板的一部分以便到达其目的地的布局内。感测元件之间的不均匀间隔在适于根据一组所报告的感测信号确定触摸区域的算法中引入了误差，这是由于这些算法通常假设感测元件在整个触摸表面上被均匀地间隔开。在某些情况下，感测元件之间的不均匀间隔甚至能够产生对于触摸输入没有响应的触摸传感器面板的区域(即，“盲区”)。
【发明内容】
[0007]某些触摸传感器面板被制成布图在透明衬底一侧上的一组导电迹线。导电迹线通常被布置成使得触摸传感器面板包括由多个驱动元件和感测元件形成的触摸像素的网格状结构，其中可以通过检测位于触摸区域附近的触摸像素的驱动元件和感测元件之间的电荷耦合的改变，确定触摸区域。在某些实施例中，触摸传感器面板可被布置在适于通过透明衬底透光的LCM前面。
[0008]不幸的是，从LCM耦合到触摸传感器电极的电噪声可以不利地影响触摸传感器面板的触摸检测机构，使得感测元件报告错误的信号值。因此，本发明的某些实施例通过利用用于检测感测元件和参考元件两者共有的噪声的一组参考元件，以及用于有效地从感测值中减去噪声的校正模块，校正错误的信号值。在某些实施例中，通过利用其是感测元件大小的一部分的参考元件，保留触摸传感器面板上的物理空间。在某些实施例中，通过利用少于感测元件的参考元件，来保留触摸传感器面板上的物理空间。
[0009]许多触摸传感器面板还包括被不均匀地间隔开的感测元件。这种不均匀性在适于基于从触摸像素报告的触摸位置来计算接触中心的算法中引入了误差。因此，本发明的某些实施例通过在连续的感测元件之间提供更均匀的间隔，来减少触摸检测算法中的误差。在某些实施例中，一个或多个虚地元件被插入在相邻的感测元件之间，以便减少信号干扰。
【附图说明】
[0010]图1示出了具有以不对称方式布置在一组驱动元件内的一组感测元件的触摸传感器面板；
[0011]图2A示出了根据本发明的实施例的用于校正触摸传感器面板中的公共模式噪声的示例性配置；
[0012]图2B是示出了根据本发明的实施例的用于校正图2A所示的公共模式噪声的示例性配置的透视图；
[0013]图3示出了根据本发明的实施例的适于使用相关联的参考信号校正感测信号的校正模块；
[0014]图4示出了根据本发明的实施例的触摸传感器面板的一部分的示例性配置；
[0015]图5示出了根据本发明的实施例的适于使用公共参考信号产生一组校正信号的示例性校正处理；
[0016]图6示出了根据本发明的实施例的具有参考元件的触摸传感器面板的示例性配置，其中参考元件具有等于感测元件大小的组合大小；
[0017]图7A示出了根据本发明的实施例的用于触摸面板配置的校正信号的示例性方法，在所述配置中每个参考元件专用于特定的感测元件；
[0018]图7B示出了根据本发明的实施例的使用公共参考信号来校正信号的示例性方法;
[0019]图8示出了包括由被不均匀地间隔开的感测元件提供服务的一组像素的触摸传感器面板的一部分；
[0020]图9示出了根据本发明的实施例的示例性触摸传感器面板的一部分，该触摸传感器面板具有由虚地导体分隔开的相等间隔的感测元件；
[0021]图10示出了根据本发明的实施例的适于使用参考元件校正LCM噪声的示例性触摸传感器面板的一部分，其中所述参考元件位于被均匀间隔开的感测元件之间；
[0022]图11示出了根据本发明的实施例的包括利用一个或多个参考线路和/或被均匀间隔开的感测线路的触摸传感器面板的示例性计算系统；
[0023]图12A示出了具有利用根据本发明的实施例的一个或多个参考线路和/或被均匀间隔开的感测线路的触摸传感器面板的示例性移动电话；
[0024]图12B示出了具有利用根据本发明的实施例的一个或多个参考线路和/或被均匀间隔开的感测线路的触摸传感器面板的示例性数字媒体播放器；以及
[0025]图12C示出了具有触摸传感器面板(轨迹板)和/或显示器的示例性个人计算机，其中所述触摸传感器面板(轨迹板)和/或显示器包括根据本发明的实施例的一个或多个参考线路和/或被均匀间隔开的感测线路。
【具体实施方式】
[0026]在对优选实施例的下列描述中参考了附图，这些附图以说明的方式示出了可以实现本发明的特定实施例。应当理解，可以使用其它实施例，并且可以做出结构改变而不脱离本发明的实施例的范围。
[0027]如此处使用的，术语“计算机程序”和“软件”包括但不限于适于以计算机处理的人类或机器可以辨识的任意步骤序列。这些计算机程序和软件可以在任意编程语言或环境下被呈现，所述编程语言或环境包括，例如，C/C++、Fortran、COBOL、PASCAL、Perl、Prolog、Python、MATLAB、汇编语言、脚本语言、标记语言(例如，HTML、SGML、XML、VoXML)、函数语言(例如，APL、Erlang、Haskell、Lisp、ML、F#和Scheme)以及面向对象的环境，诸如公用对象请求代理程序体系结构(CORBA)、Java? (包括J2ME、Java Beans等)。
[0028]如此处使用的，术语“显示器”包括适于显示信息的任意类型的设备，包括但不限于阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(IXD)、薄膜晶体管显示器(TFT)、数字光处理器显示器(DLP)、等离子显示器、发光二极管(LED)或二极管阵列、白炽光设备和荧光设备。显示设备还包括较不动态的设备，诸如打印机、电子墨水设备和其它类似结构。
[0029]如此处使用的，术语“存储器”包括适于存储数字数据的任意类型的集成电路或其它存储设备，包括但不限于，ROM、PROM, EEPR0M、DRAM、SDRAM, DDR/2SDRAM、ED0/FPMS、RLDRAM、SRAM、〃 闪速〃存储器(例如，NAND/N0R)和 PSRAM。
[0030]如此处使用的，术语“模块”指的是为执行所希望的功能而设计的任意类型的软件、固件、硬件或它们的组合。
[0031]如此处使用的，术语“网络”一般指的是任意类型的电信或数据网络，包括但不限于，缆线网络、卫星网络、光网络、蜂窝网络和总线网络(包括MAN、WAN、LAN、WLAN、互联网和内联网)。这些网络或其部分可以利用任意一种或多种不同的拓扑(例如，环形、总线、星形、环路等)、传输介质(例如，有线/RF缆线、RF无线、毫米波、混合光纤同轴电缆等)和/或通信或网络协议(例如，SONET、DOCSIS、IEEE Std.802.3、ΑΤΜ、Χ.25、帧中继、3GPP、3GPP2、WAP、SIP、UDP、FTP、RTP/RTCP、TCP/IP、H.323 等)。
[0032]如此处使用的，术语“处理器”、“微处理器”和“数字处理器”包括所有类型的数字处理设备，包括但不限于，数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、通用(CISC)处理器、微处理器、门阵列(例如，F