用于用户接地校正的触摸面板电极结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明整体涉及电容触摸面板，并且更具体地涉及能够测量互电容和自电容两者 的触摸面板以及能够校正用户接地的触摸面板电极结构。
【背景技术】
[0002] 许多类型的输入设备目前可用于在计算系统中执行操作，该计算系统诸如按钮或 按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸面板、触摸屏等等。具体地，触敏设备和触摸屏因其在操作 方面的简便性和灵活性以及其买得起的价格而变得相当普及。触敏设备可包括触摸面板和 显示设备诸如液晶显示器(LCD)，该触摸面板可以是具有触敏表面的透明面板，该显示设备 可部分或完全定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部 分。触敏设备可允许用户通过使用手指、触笔或其他对象在由显示设备所显示的用户界面 (UI)常常指示的位置处触摸触摸面板或悬停在触摸面板上方来执行各种功能。一般来讲， 触敏设备可识别触摸事件或悬停事件和事件在触摸面板上的位置，并且计算系统然后可根 据事件发生时出现的显示内容来解释该事件，并且之后可基于事件来执行一个或多个动 作。
[0003] 在一些情况下，可能难以在触摸事件和悬停事件之间或在真实事件和虚假事件之 间进行区分。在触摸面板处有不利状况诸如触摸对象或悬停对象不良接地、触摸面板上有 水滴或在触摸面板中引入噪声等时，这种困难可能会加剧。例如，在触摸面板上方触摸或悬 停的对象不良接地时，用于指示触摸事件或悬停事件的输出值可能是错误的或由于其他原 因而失真。当在触摸面板处发生两个或更多同时事件时，此类错误或失真值的可能性可能 进一步增大。在错误或失真值影响到面板在触摸对象和悬停对象之间进行区分的能力时， 它们可能尤其会导致问题。
【发明内容】
[0004] 本发明涉及在触摸面板中同时测量互电容和自电容两者。一种方法可包括在触摸 面板的各种电极图案处测量自电容和互电容，并基于自电容测量、互电容测量或两者来计 算用于指示触摸面板上方的对象触摸或悬停的触摸信号。在一些实例中，触摸面板可以是 行-列电极图案。在一些实例中，触摸面板可具有像素化电极图案。在一些实例中，可使用自 电容测量、互电容测量或两者来确定用于指示触摸面板处的不利状况的校正因子和用于校 正触摸信号的不利状况的校正因子。通过测量互电容和自电容两者，触摸面板可有利地提 供更精确和更快的触摸信号检测以及功率节省，并且针对各种不利状况更稳定地加以调 整。
[0005] 本发明还涉及用于触摸面板中的用户接地校正的触摸面板电极结构。该电极结构 可包括用于感测面板处的触摸的电极阵列，以及用于将多组电极选择性地耦接在一起以形 成彼此交叉的电极行和电极列的多个跳线。在一些实例中，该阵列可具有线性构型并可使 用之字形图案的跳线耦接成对角相邻的电极而形成行和列。在另选的实例中，该阵列可具 有菱形构型，并可通过使用直线图案的跳线耦接线性相邻的电极来形成行和列。该电极结 构可有利地校正面板中的不良用户接地状况并减轻噪声例如AC适配器噪声，由此提供更精 确和更快的触摸信号检测以及功率节省，并针对用户的各种接地状况更稳定地加以调整。 电极结构还可减轻面板中的噪声。
【附图说明】
[0006] 图1示出了根据各种实例的用于使用互电容触摸测量和自电容触摸测量来校正触 摸信号中的用户接地的示例性方法。
[0007] 图2示出了根据各种实例的具有行-列电极构型的触摸面板中的示例性用户接地 状况。
[0008] 图3示出了根据各种实例的用于使用来自多个行-列电极图案的互电容触摸测量 和自电容触摸测量来校正触摸信号中的用户接地的示例性方法。
[0009] 图4至图7示出了根据各种实例的用于测量互电容触摸测量和自电容触摸测量以 校正触摸信号中的用户接地的示例性行-列电极图案。
[0010]图8A示出了根据各种实例的用于使用来自多个行-列电极图案的互电容触摸测量 和自电容触摸测量来校正触摸信号中的用户接地的另一种示例性方法。
[0011]图8B示出了根据各种实例的用于使用来自多个行-列电极图案的互电容触摸测量 和自电容触摸测量来校正触摸信号中的用户接地的又一种示例性方法。
[0012] 图9示出了根据各种实例的在其上测量互电容和自电容以校正触摸信号中的用户 接地的示例性行-列电极结构。
[0013] 图10示出了根据各种实例的具有像素化电极构型的触摸面板中的示例性用户接 地状况。
[0014] 图11示出了根据各种实例的用于使用来自多个像素化电极图案的互电容触摸测 量和自电容触摸测量来校正触摸信号中的用户接地的示例性方法。
[0015]图12至图18B示出了根据各种实例的用于测量互电容触摸测量和自电容触摸测量 以校正触摸信号中的用户接地的示例性像素化电极图案。
[0016]图19示出了根据各种实例的用于使用来自多个像素化电极图案的互电容触摸测 量和自电容触摸测量来校正触摸信号中的用户接地的另一种示例性方法。
[0017]图20A和20B示出了根据各种实例的用于测量互电容触摸测量和自电容触摸测量 以校正触摸信号中的用户接地的其他示例性像素化电极图案。
[0018] 图21示出了根据各种实例的用于使用来自多个像素化电极图案的自电容触摸测 量来校正触摸信号中的用户接地的示例性方法。
[0019] 图22至图25示出了根据各种实例的用于测量自电容触摸测量以校正触摸信号中 的用户接地的示例性像素化电极图案。
[0020]图26示出了根据各种实例的在其上测量互电容和自电容以对触摸信号中的用户 接地进行校正的示例性像素化电极结构。
[0021]图27示出了根据各种实例的用于使用互电容触摸测量和自电容触摸测量来校正 触摸信号中的用户接地的示例性系统。
[0022]图28至图30示出了根据各种实例的可使用互电容触摸测量和自电容触摸测量来 对触摸信号中的用户接地进行校正的示例性个人设备。
[0023]图31示出了根据各种实例的可影响触摸信号的触摸面板上的示例性触摸和水的 情形。
[0024]图32至图37示出了根据各种实例的在其上测量互电容和自电容以校正触摸信号 中的用户接地的附加示例性行-列电极结构。
【具体实施方式】
[0025] 在以下对本公开和实例的描述中将引用附图，在附图中以例示方式示出了可实施 的具体实例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可实施其他实例并且可进行结构 性变更。
[0026] 本发明涉及在触摸面板中测量互电容和自电容两者。一种方法可包括在触摸面板 的各种电极图案处测量自电容和互电容，并基于自电容测量、互电容测量或两者来计算用 于指示触摸面板上方的对象触摸或悬停的触摸信号。在一些实例中，触摸面板可以是行-列 电极图案。在一些实例中，触摸面板可具有像素化电极图案。在一些实例中，可使用自电容 测量、互电容测量或两者来确定用于指示触摸面板处的不利状况的校正因子和用于校正触 摸信号的不利状况的校正因子。通过测量互电容和自电容两者，触摸面板可有利地提供更 精确和更快的触摸信号检测以及功率节省，并且针对各种不利状况更稳定地加以调整。
[0027] 本发明还涉及用于触摸面板中的用户接地校正的触摸面板电极结构。该电极结构 可包括用于感测面板处的触摸的电极阵列，以及用于将多组电极选择性地耦接在一起以形 成彼此交叉的电极行和电极列的多个跳线。在一些实例中，该阵列可具有线性构型并能够 通过使用之字形图案的跳线耦接成对角相邻的电极来形成行和列。在另选的实例中，该阵 列可具有菱形构型并能够通过使用直线图案的跳线耦接线性相邻的电极来形成行和列。该 电极结构可有利地对面板中的不良用户接地状况进行校正并减轻噪声例如AC适配器噪声， 由此提供更精确和更快的触摸信号检测以及功率节省，并针对用户的各种接地状况更稳定 地加以调整。电极结构还可减轻面板中的噪声。
[0028] 该电极结构可有利地对面板中的不良用户接地状况进行校正和/或减轻噪声例如 AC适配器噪声，由此提供更精确和更快的触摸信号检测以及功率节省，并针对用户的各种 接地状况更稳定地加以调整。
[0029]可互换地使用术语"不良接地"、"未接地"、"不接地"、"未很好接地"、"未正确接 地"、"隔离"和"浮接"来指示在用户未与触摸面板的接地部形成低阻抗电耦合时可能存在 的不良接地状况。
[0030] 可以互换地使用术语"接地"、"接地良好"、和"接地很好"表示用户与触摸面板的 地形成低阻抗电耦合时可能存在的良好接地状况。
[0031] 图1示出了用于触敏设备的触摸面板中的触摸信号的用户接地校正的示例性方 法。在图1的实例中，可测量面板的各个电极图案处的自电容和互电容以评估用户的接地状 况（120)。基于自电容测量、互电容测量或两者，可针对触摸信号来确定用户接地校正因子 (130)。然后可使用校正因子来计算针对用户的任何不良接地状况校正的触摸信号（140)。 下面将更详细地描述该方法的几种变型形式。
[0032] -种类型的触摸面板可具有行-列电极图案。图2示出了用于这种类型触摸面板的 示例性用户接地状况。在图2的实例中，触摸面板200可包括形成于行导电迹线201和列导电 迹线202的交点处的触摸节点206的阵列，但应当理解，可采用其他节点构型。每个触摸节点 206可具有形成于交叉的行迹线201和列迹线202之间的相关联的互电容Cm。
[0033] 当良好接地的用户手指(或其他对象)触摸面板200或悬停在面板200上方时，手指 可在触摸位置处使电容Cm降低量△ Cm。该电容变化△ Cm可以是由于以下原因而导致的：来 自被激励行迹线201的电荷或电流通过进行触摸(或进行悬停）的手指被分流到接地，而不 是被耦接到触摸位置处的交叉的列迹线202。可由列迹线104向感测电路(未示出）传输表示 电容变化△ Cm的触摸信号以用于进行处理。触摸信号可指示发生触摸处的触摸节点206以 及在该节点位置处发生的触摸量。
[0034] 然而，如图2所示，在不良接地的用户手指(或其他对象)在面板200上方触摸或悬 停时，手指可能形成返回面板中而非返回地的一条或多条辅助电容路径。在该实例中，手指 可能在两个触摸节点206的可检测距离内，一个节点由第一行rl和第一列cl形成，并且另一 个节点由第二行r2和第二列c2形成。指向行迹线rl的手指电容Crl、指向列迹线cl的手指电 容Cel和指向用户接地部的手指电容Cg可形成一条辅助路径，以用于将来自被激励行迹线 rl的电荷经由列迹线cl耦接回到面板中。类似地，指向行迹线r2的手指电容Cr2、指向列迹 线c2的手指电容Cc2和指向用户接地部的手指电容Cg可形成另一条辅助路径。因此，并非将 触摸位置处的触摸节点的电容Cm减小△ Cm，而是Cm可仅减小（△ Cm-Cneg)，其中Cneg可表示 由于手指不良接地而导致电荷耦合到交叉列迹线中而生成的所谓"负电容"。触摸信号仍然 能够总体上指示发生触摸的触摸节点206,但指示比实际发生更少量的触摸。
[0035]因此，检测负电容并使用用户接地校正方法来校正触摸信号的负电容可改善不良 用户接地状况中的触摸面板的触摸检测。
[0036] 图3示出了在图2的行-列触摸面板中的用于触摸信号的用户接地校正的示例性方 法。在图3的实例中，触摸面板可在面板中的各个行-列电极图案处捕获自电容和互电容，以 便测量用户的接地状况并使用用户接地测量来计算触摸信号，以校正触摸信号的任何不良 接地状况。因此，面板可分别测量面板中的行迹线和列迹线的自电容Xr、Xc(310)。图5示出 了使用辅助程序操作来测量行自电容和列自电容的示例性行-列电极图案。在图5的实例 中，可由驱动电路(未示出）提供的激励信号V同时激励行迹线501和列迹线502,该激励信号 可包括交流(AC)波形，并能够向感测电路(未示出）传输自电容Xr、Xc，该感测电路可包括用 于列感测迹线402的感测放大器。因此，可在单个操作中测量自电容Xr、Xc。
[0037] 在一些实例中，触摸面板可包括行迹线和列迹线下方的接地板并可在迹线之间具 有间隙，使得将板的部分暴露于接近（即，触摸或悬停于其上)迹线的手指。不良接地的手指 和暴露的板可形成可能影响触摸信号的辅助电容路径。因此，在激励行迹线和列迹线的同 时，也可由激励信号V来激励板，使得行自电容测量和列自电容测量包括与板相关联的接地 状况。
[0038] 再次参考图3,在测量自电容之后，面板可测量面板中的行迹线和列迹线的行到列 互电容Cm(或Yrc )(320 )。图4示出了测量行到列互电容的示例性行-列电极图案。在图4的实 例中，触摸面板400可包括作为驱动线起作用的行迹线401和作为感测线起作用的列迹线 402,其中行迹线和列迹线可在其交叉处形成互电容Cm。可由驱动电路(未示出）提供的激励 信号V来激励行驱动迹线401，并且列感测迹线402可向感测电路(未示出）传输指示面板400 处的触摸的触摸信号(Cm- △ Cm)。
[0039] 再次参考图3,在测量行到列互电容之后，面板可测量面板中的行迹线的行到行互 电容Yrr (330)。图6A和图6B示