波可 能具有一些优势性质，能够给予运项技术中使用的设备更简单的设计和更高节约成本的制 造。例如，正弦波具有非常窄的频率分布（通过定义），并且不需要向下扩展至低频率（接 近DC)。此外，正弦波可相对地不受1处噪声影响，该噪声可能对扩展至较低频率的较宽信 号产生影响。
[0038] 在一个实施例中，可通过滤波器排来检测正弦波。在一个实施例中，正弦波可通过 频率分析技术（例如傅立叶变换）予W检测。频率分析技术可W相对高效的方式实现并容 易具有良好的动态范围特性，由此允许它们在大量同时的正弦波之间作出检测和区别。在 宽信号处理方面，接收器对多个正弦波的解码可被认为是某种形式的频分复用。在一个实 施例中，也可使用诸如时分和码分复用的其它调制技术。时分复用具有良好的动态范围特 性，但一般需要延长有限的时间从而发送到触摸表面中（或分析从触摸表面接收的信号）。 码分复用具有与频分复用相同的同步性质，但可能遇到动态范围问题并且可能无法容易地 在多个同时的信号之间作出区别。 经调制的正弦波实施例
[0039] 在一个实施例中，可使用经调制的正弦波作为前述正弦波实施例的替代、组合方 案和/或改进。未调制正弦波的使用可能造成与触摸表面附近的其它设备的射频干扰，并 因此，采用未调制正弦波的设备在通过法规测试（例如FCC、C巧时会遇到麻烦。另外，未调 制正弦波的使用可能容易受到来自环境中其它正弦波的干扰，不管是来自蓄意发送器的正 弦波还是来自其它干扰设备（甚至可能是另一相似的触摸表面）。在一个实施例中，运种干 扰可能造成所描述设备中错误的或劣化的触摸测量。
[0040] 在一个实施例中，为了避免干扰，可W运样一种方式在通过发送器发送之前先对 正弦波进行调制或"揽动"：即一旦信号到达接收器就能对信号进行解调（"解除揽动"）。 在一个实施例中，可使用可逆变换（或几乎可逆的变换）来调制信号，W使该变换可被补偿 并且当信号到达接收器时基本恢复。如本领域内技术人员将同样理解的是，如本文所述在 触摸设备中使用调制技术发射或接收的信号与其它事物具有很少的相关性，并因此更像单 纯的噪声，而不是看上去类似于和/或受制于来自环境中出现的其它信号的干扰。
[0041] 在一个实施例中，所利用的调制技术将使发送的数据相当随机地出现，或至少在 设备工作的环境中不常见。下面讨论两种调制方案：调频和直接序列扩频调制。 调频
[0042] 对整组正弦波的调频通过将它们"抹去"防止运些正弦波出现在相同频率。由于 规章测试一般与固定频率有关，因此被调频的发射正弦波将W较低振幅出现，并因此不大 可能被关注。由于接收机将W相等和相反的方式"解除抹去"对其的任何正弦波输入，因此 蓄意调制和发送的正弦波可被解调并随后大量地出现，就像在调制前那样。然而，从环境进 入（例如干扰）的任何固定频率正弦波将通过"解除抹去"操作被"抹去"，并因此对意图的 信号具有减弱或消除的效果。因此，若非如此对于传感器可能造成的干扰通过利用调频被 减轻，所述调频例如是对频率梳，所述频率梳在一个实施例中被用于触摸传感器中。
[0043] 在一个实施例中，可通过使整组正弦波全部从单一基准频率产生而对整组正弦波 进行调频，所述单一频率本身是被调制的。例如，具有100化Z间距的一组正弦波可通过将 相同的100曲Z基准频率乘W不同的整数来产生。在一个实施例中，运项技术可使用锁相环 来达成。为了产生首个5.OMHz正弦波，人们可将基准乘W50,为了产生5.IMHz正弦波，人 们可将基准乘W51，W此类推。接收器可使用相同调制基准来执行检测和解调功能。 直接序列扩频调制
[0044] 在一个实施例中，正弦波可通过周期地在对发送器和接收器两者皆已知的伪随机 (或甚至真随机）计划上反转它们而进行调制。由此，在一个实施例中，在将每个正弦波发 送至其对应的行之前，其通过可选择的逆变器电路，所述逆变器电路的输出是输入信号乘 W+1或-1，运依赖于"反转选择"输入的状态。在一个实施例中，所有运些"反转选择"输 入从同一信号被驱动，W使每个行的正弦波全部同时乘W+1或-1。在一个实施例中，驱动 "反转选择"输入的信号可W是伪随机函数，该伪随机函数与环境中可能存在的任何信号或 函数无关。正弦波的伪随机反转在频率上将它们扩展，使得它们看上去就像随机噪声，因此 它们与可能形成接触的任何设备的干扰都是可忽略的。
[0045] 在接收器侧，来自列的信号可传过可选择的逆变器电路，运些逆变器电路通过与 行上的伪随机信号相同的伪随机信号被驱动。结果是，即便所发送的信号已被扩频，它们在 接收器之前也被解扩频，因为它们已经被乘W+1或-1两次，由此将它们保持在、或使它们 返回到其未改变状态。运用直接序列扩频调制可扩展列上出现的任何干扰信号，由此它们 仅作为噪声并且不模仿任何组的有意正弦波。
[0046] 在一个实施例中，可选择的反转器可由少数简单器件形成和/或可在化SI工艺中 实现在晶体管内。
[0047] 由于许多调制技术是彼此独立的，在一个实施例中，可同时采用多种调制技术，例 如正弦波组的调频和直接序列扩频调制。尽管可能实现起来更复杂，但多种调制的实施方 式可取得更好的抗干扰性。
[0048] 由于环境中遇到特殊的伪随机调制的情形极为罕见，因此本文描述的多触摸传感 器可能不需要真随机调制方案。一种例外是当具有相同实施方式的一个W上触摸表面正被 同一人触摸。在运种情形下，运些表面可能彼此干扰，即使它们使用非常复杂的伪随机方 案。由此，在一个实施例中，注意设计不大可能形成冲突的伪随机方案。在一个实施例中， 一些真随机性可被引入到调制方案中。在一个实施例中，通过从真随机源播种（seed)伪随 机发生器并确保它（在其重复之前）具有足够长的输出时长来引入随机性。运一实施例很 可能使得两个触摸表面在同一时间永远使用相同的序列部分。在一个实施例中，随机性是 通过用真随机序列对伪随机序列作异或狂OR)运算而引入的。XOR函数将其输入的赌结合 起来，由此其输出的赌永不小于任一输入。 一种低成本实现的实施例
[0049] 使用之前描述技术的触摸表面相比其它方法可能具有联系到产生和检测正弦波 的相对高的成本。下面讨论产生和检测正弦波的方法，该方法可能更节约成本和/或更适 于大量制造。 正弦波检测
[0050] 在一个实施例中，可使用具有傅立叶变换检测方案的完整无线电接收器在接收器 内检测正弦波。运种检测可能需要将高速RF波形数字化并对其执行数字信号处理。可对表 面上的每个列执行单独的数字化和信号处理，运允许信号处理器发现哪些行信号与该列形 成接触。在前面提到的例子中，具有四十行和四十列的触摸表面将需要运种信号链的四十 个副本。今日，就硬件、成本和功率而言，数字化和数字信号处理是相对昂贵的操作。利用 更节约成本的检测正弦波的方法将会是有益的，尤其是能被容易地再现并且需要非常少的 功率的方法。
[0051] 在一个实施例中，可使用滤波器排检测正弦波。滤波器排包括一阵列的带通滤波 器，所述带通滤波器可取输入信号并将其分解成与每个滤波器关联的频率分量。离散傅立 叶变换值FT，它是FFT的一种高效实施方式）是一种形式的滤波器排，它具有均匀间隔的带 通滤波器，通常用于频率分析。DFT可W数字方式实现，但数字化步骤可能是昂贵的。可由 单独的滤波器来实现滤波器排，例如无源LC(电感和电容）或RC有源滤波器。电感器难W很好地实现在化SI处理上，并且分立的电感器大而且昂贵，因此在滤波器排中使用电感器 可能不是成本节约的。
[0052] 在较低频率（大约IOMHz和IOMHzW下），可将多排RC有源滤波器构筑在化SI 上。运些有源滤波器可能表现良好，但也会占据很多管忍空间并且需要比预期更多的功率。
[0053] 在较高频率下，可通过表面声波（SAW)滤波器技术来构筑滤波器排。运允许几乎 任意的FIR滤波器几何形状。SAW滤波器需要比直接CMOS化SI更昂贵的压电材料。此外， SAW滤波器技术可能不允许足够的同步（simultaneous)抽头W将足够多的滤波器整合到 单个封装件内，由此增加了制造成本。
[0054] 在一个实施例中，可使用模拟滤波器排检测正弦波，该模拟滤波器排通过开关电 容器技术实现在标准CMOS化SI工艺上，其采用FFT式"蝴蝶"拓扑结构。运种实施方式所 需的管忍面积典型地是信道数平方的函数，运意味着使用相同技术的64信道滤波器排只 需要1024信道版本的管忍面积的1/256。在一个实施例中，低等待时间触摸传感器的完整 接收系统被实现在多个化SI管忍上，所述多个化SI管忍包括适当组的滤波器排和适当的 放大器、开关、能量检测器等等。在一个实施例中，低等待时间触摸传感器的完整接收系统 被实现在单个化SI管忍上，所述单个化SI管忍包括适当组的滤波器排和适当的放大器、开 关、能量检测器等等。在一个实施例中，低等待时间触摸传感器的完整接收系统被实现在单 个化SI管忍上，其包含n个实例的n沟道滤波器排并为适当的放大器、开关、能量检测器等 留出空间。 正弦波发生 阳化5] 在低等待时间触摸传感器中产生发送信号（例如正弦波）一般比检测要简单，主 要是因为每个行需要产生单个信号而列接收器必须在许多信号之间作出检测和区别。在一 个实施例中，可用一系列锁相环（PLL)来产生正弦波，每个锁相环将常用基准频率乘W- 不同的乘数。
[0056]在一个实施例中，低等待时间触摸传感器设计不要求所发送的正弦波具有非常高 的质量，而是相比在无线电电路中经常允许或希望的，它容忍具有更多相位噪声、频率变化 (随时间、溫度等等）、谐波崎变和其它不完美性的所发送正弦波。在一个实施例中可通过 数字装置产生大量频率并随后采用相对粗略的模数转换处理。如前面讨论的，在一个实施 例中，所产生的行频率应当彼此间不具有任何简单谐波关系，所描述的发生处理中的任何 非线性不应当使组中的一个信号"混淆"或模仿另一个信号。
[0057] 在一个实施例中，可通过使一串窄脉冲由滤波器排滤波而产生频率梳，滤波器排 中的每个滤波器输出信号W在行上发送。频率"梳"是通过一滤波器排产生的，该滤波器排 可类似于由接收器使用的滤波器排。作为一个例子，在一实施例中，W100曲Z的速率重复 的10纳秒脉冲被传入滤波器排，该滤波器排被设计成将开始在5MHz的频率梳分量隔开，并 隔开100曲Z。如定义那样的脉冲串可具有从100曲Z至几十MHz的频率分量，并因此对发 送器中的每个行都具有信号。由此，如果脉冲串被传过与前述滤波器排相似的滤波器排W 检测所接收的列信号中的正弦波，则滤波器排输出将各自包含能够在行上发送的单个正弦 波。 透明显示器表面
[0058] 理想的是，使触摸表面与计算机显示器集成W使人能够与计算机产生的图形和图 像交互。尽管可将前投影用于不透明的触摸表面并将后投影用于半透明的触摸表面，但现 代平板显示器化CD、等离子、OL邸等）一般要求触摸表面是透明的。在一个实施例中，允许 信号沿其传播的当前技术的行和列需要对运些信号具有传导性。在一个实施例中，允许射 频信号沿其传播的当前技术的行和列需要是导电的。
[0059] 如果行和列不充分导电，则沿行/列的每单位长度的电阻将与每单位长度的电容 结合W形成低通滤波器：被施加在一端的任何高频信号在沿不良导体传播时将被大量衰 减。
[0060] 视觉上透明的导体是市场上有售的（例如氧化铜锡或IT0)，但透明度和传导性之 间的权衡在对本文描述的低等待时间触摸传感器的某些实施例而言理想的频率下是成问 题的：如果ITO足够厚W支持某些长度上的某些理想频率，它对于某些应用场合来说又不 够透明。在一个实施例中，可完全地或至少部分地由石墨和/或碳纳米管形成行和/或列， 石墨和/或碳纳米管都是高传导和透光的。
[0061] 在一个实施例中，行和/或列可由一条或多条细线形成，运些细线将可忽略的量 的显示挡在后面。在一个实施例中，当观察其后面的显示时，细线过小而无法看见，或者至 少过小而不至于形成视觉阻碍。在一个实施例中，可使用被布图在透明玻璃或塑料上的细 银线来构成行和/或列。运些细线需要具有足够的横截面W沿行/列形成良好的导体，但 期望（对于后部显示器而言）运些线足够小并且足够分散W根据应用场合尽可能少地挡住 下面的显示。在一个实施例中，基于下面的显示的像素尺寸和/或节距来选择细线尺寸。
[0062] 作为示例，新的Apple公司的Retina(视网膜）显示器包括大约300个像素/英 寸，运导致一侧上大约80微米的像素尺寸。在一个实施例中，20厘米长（iPad显示器的长 度）的20微米直径银线（其具有大约10欧姆的电阻）被用作如本文描述的低等待时间触 摸传感器中的行和/或列和/或用作行和/或列的一部分。然而，运种20微米直径银线如 果在视网膜显示器上伸长，则可能阻挡多达整个像素线的25%。因此，在一个实施例中，可 将多个较细直径的银线用作列或行，它们可维持适当的电阻并相对于射频透入深度课题提 供可接受的响应。运种多个较细直径的银线可敷设成一图案，该图案不是直的而是某种程 度上不规则的。较薄的线的随机或不规则图案可能视觉侵入性较低。在一个实施例中，使 用薄线网眼，网眼的使用将提高稳固性，包括对抗布图中的制造瑕疵。在一个实施例中，可 将单个较薄直径的线用作行或列，假设该较薄线具有足够导电性W维持适当程度的电阻W 及相对于射频透入深度课题的可接受的响应。
[0063] 图2示出具有菱形行/列网眼的行/列触摸表面的实施例。运种网眼图案被设计 成为行和列提供最大和相等的表面积，同时允许两者之间的最小重叠。
[0064] 具有大于菱形之一的面积的触摸事件将覆盖行和列的至少一部分，运将允许行信 号的一部分禪合到重叠的列中。在一个实施例中，菱形尺寸被设计成小于触摸工具（手指、 笔等等）。在一个实施例中，行和列之间0. 5cm间距对人的手指表现良好。
[0065] 在一个实施例中，将简单的方格线用作行和列。运样的方格将为行和列提供较少 的表面积，但对于射频信号来说可能足够了，并提供可由接收器检测到的充分的不可忽略 的禪合。
[0066] 在一个实施例中，如图2所示，可通过使用填满所指示形状的空间的随机细线连 接网眼或通过将线网眼和另一透明导体（例如口0)结合来形成行和列的"菱形图案"。在 一个实施例中，可为长跨距导电性使用细线，例如跨过整个屏幕，并可为局部区域的导电性 使用口0,例如菱形区域。 光学实施例
[0067] 尽管前面已讨论了实现所描述的快速多触摸技术的射频和电气方法，但也可采用 其它介质。例如，信号可W是光信号（例如光），其具有针对行和列的波导或其它手段。在 一个实施例中，用于光信号的光可W在可见区域、红外区域和/或紫外区域。 W側在一个实施例中，行和列不包括携带射频信号的导电行和列，而是包括例如光纤 的光波导，所述光波导由一个或多个光源给予，所述一个或多个光源产生正交信号并通过 光禪合器禪合至波导。例如，光的不同且独特的波长可被注入到每个行光纤内。当人的手 指触摸行光纤时，由于全内反射受阻，其中的一些光将泄漏（即禪合）到手指中。由于互逆 的过程，来自手指的光可能随后进入列光纤之一，并传播至位于光纤端部处的检测器。
[0069] 在一个实施例中，光信号可通过不同波长的L邸产生，或通过使用光滤波器产生。 在一个实施例中，可采用定制的干扰滤波器。在一个实施例中，可使用光滤波器排检测出现 在光纤列上的不同波长的光。在一个实施例中，可使用定制的干设滤波器来实现运类光滤 波器排。在一个实施例中，可使用落在可见光谱之外的波长的光（例如红外和/或紫外光） 来避免将额外的可见光加至显示器。 阳070] 在一个实施例中，行和列光纤可被编织在一起W使手指能够同时地触摸它们。在 一个实施例中，运种编织构造可做得如要求那样视觉透明的，W避免使显示器变得昏暗。 快速多触摸后处理
[0071] 在已使用例如前述过程计算来自每列中的每行的信号强度之后，执行后处理W将 作为结果的2-D"热图"转换成可用的触摸事件。在一个实施例中，该后处理包括下面四个 过程中的至少一些：场平坦化、触摸点检测、插值和帖之间的触摸点匹配。场平坦化过程减 去一偏移电平W去除行和列之间的串扰，并补偿特定行/列组合之间由于衰减造成的振幅 差。触摸点检测过程通过寻找平坦化的信号中的局部最大值来计算粗略触摸点。插值过程 通过将与粗略触摸点关联的数据拟合到抛物面来计算精细触摸点。帖匹配过程跨帖地将计 算出的触摸点彼此匹配。下面，将依次描述四个过程中的每一个。另外披露了对每个处理 步骤的一些实施方式的例子、可能的故障模式和结果。由于对非常低的等待时间的需求，运 些处理步骤应当被优化和并行化。
[0072] 我们首先描述场平坦化过程。由于触摸表面和传感器电子器件的设计造成的系统 性问题可能导致每个列接收的信号强度中的伪像。运些伪像可如下地进行补偿。首先，由 于行和列之间的串扰，对每个行/列组合接收的信号强度将经历一偏移电平。为了良好的 近似，该偏移电平将是恒定的并可被减去。
[0073] 其次，由于在给定行和列交叉点经校准的触摸造成的在一个列接收的信号的振幅 将依赖于该特定的行和列，主要是由于信号沿行和列传播时的衰减。信号走得越远，就会有 越多衰减，因此更远离发送器的列和更远离接收器的行在"热图"中比其对应物具有更低的 信号强度。如果行和列的RF衰减低，则信号强度差可W是可忽略的和小的，或者不需要补 偿。如果衰减高，则补偿可能是需要的或者可提高触摸检测