使用差分信号技术的电容触摸系统和方法

使用差分信号技术的电容触摸系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于确定触摸面板上的触摸位置的方法，所述方法包括接收指示第一组电极中的哪些电极没有经历触摸或不太可能经历触摸的信息。基于所接收的信息，从所述第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，所述第一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极。使用差分技术测量所述触摸面板节点中的至少一些的触摸信号。针对每个此类节点的所述差分技术将所述第一参考电极与所述第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使用。
【专利说明】
使用差分信号技术的电容触摸系统和方法
技术领域
[0001] 本公开整体涉及触敏装置，特别是依赖于用户手指或其它触摸工具和触摸装置之 间的电容耦合的那些触敏装置。
【背景技术】
[0002] 触敏装置通过减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指向装置的需求而允许用 户便利地与电子系统和显示器进行交互。例如，用户仅仅在由图标标识的位置处触摸显示 中的触摸屏就可执行复杂的指令序列。
[0003] 存在若干类型用于实现触敏装置的技术，包括例如电阻、红外、电容、表面声波、电 磁、近场成像等等。人们已经发现电容触敏装置在大量应用中工作良好。在许多触敏装置 中，当传感器中的导电物体电容耦合到导电触摸工具诸如用户手指时，输入得以感测。一般 来讲，每当两个导电构件彼此邻近而没有实际触碰时，两个导电构件之间就形成了电容。就 电容触敏装置而言，当物体诸如手指接近触摸传感表面时，物体和紧密邻近该物体的感测 点之间就形成了微小的电容。通过检测在每个感测点处电容的变化并记录感测点的位置， 当物体在整个触摸表面上移动时，感测电路就可辨识多个物体并确定物体的特性。
[0004] 存在两种用于以电容方式测量触摸的已知技术。第一种是测量对地电容，由此将 信号施加至电极。第一种方法本文称为自电容。邻近电极的触摸引起信号电流从电极通过 物体诸如手指流到电气接地。
[0005] 根据各种实施方案，用于以电容方式测量触摸的技术通过互电容进行。互电容触 摸屏将信号施加至驱动电极，该驱动电极通过电场电容耦接到接收器电极。两个电极之间 的信号耦合通过邻近的物体来减小，这减小了电容耦合。

【发明内容】

[0006] 本文公开的实施方案包括用于确定在触摸面板上的触摸的方法，该触摸面板包括 布置成电极矩阵的多个电极。电极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组 电极，该节点阵列限定触摸面板的有效触敏区域。接收指示第一组电极中的哪些电极没有 经历触摸或不太可能经历触摸的信息。基于所接收的信息，从第一组电极中选择至少一个 电极以用作第一参考电极，第一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极。使用差分技术 测量节点中的至少一些的触摸信号。针对每个此类节点的差分技术将第一参考电极与第一 剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使用。
[0007] 本文所公开一些实施方案涉及确定在触摸面板上的触摸的方法。触摸面板包括布 置成电极矩阵的多个电极，该电极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组 电极，该节点阵列限定触摸面板的有效触敏区域。该方法包括从第一组电极中选择至少一 个电极以用作第一参考电极，第一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极。使用差分技 术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术将第一参考电极与第 一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使用。监控所测量的触摸 信号以用于指示第一参考电极正经历触摸。响应于该指示，从第一组电极中选择至少一个 不同的电极以用作第一参考电极。
[0008] -些实施方案涉及包括具有布置成电极矩阵的多个电极的触摸面板的装置，该电 极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组电极，该节点阵列限定触摸面板 的有效触敏区域。控制器电子器件耦合到触摸面板，该控制器电子器件被构造成用于：
[0009] 接收指示第一组电极中的哪些电极没有经历触摸或不太可能经历触摸的信息；
[0010] 基于所接收的信息，从第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，第 一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极；以及
[0011] 使用差分技术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术 将第一参考电极与第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使 用。
[0012] -些实施方案涉及包括具有布置成电极矩阵的多个电极的触摸面板的装置，该电 极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组电极，该节点阵列限定触摸面板 的有效触敏区域。控制器电子器件耦合到触摸面板，该控制器电子器件被构造成用于：
[0013] 从第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，第一组电极中剩余的电 极被称为第一剩余电极；
[0014] 使用差分技术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术 将第一参考电极与第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使 用；
[0015] 监控所测量的触摸信号以用于指示第一参考电极正经历触摸；以及
[0016] 响应于该指示，从第一组电极中选择至少一个不同的电极以用作第一参考电极。
[0017] 本申请的这些和其他方面通过下文的详细说明将显而易见。然而，在任何情况下 都不应将上述
【发明内容】
理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以 进行修改的所附权利要求书限定。
【附图说明】
[0018] 图1为示例性触敏装置的图示；
[0019]图2示出了示例性触敏装置的侧视横截面；
[0020] 图3提供了用于测量两个电极之间的互电容的装置的简化示意图；
[0021] 图4示出了包括布置在矩阵中的驱动电极和接收电极的装置的简化示意图；
[0022] 图5提供了用于测量两个电极的自电容的装置的简化示意图；
[0023]图6示出了其中分别用相反相位的两个信号驱动第一驱动电极和第二驱动电极的 触敏电极矩阵的示例；
[0024] 图7示出了其中将以接地为参考的单个驱动信号施加至单个驱动电极的触敏电极 矩阵的示例；
[0025] 图8例示了其中用相反相位的信号驱动两个驱动电极并且通过差分测量电路系统 测量所测量的信号的触敏电极矩阵的示例；
[0026] 图9为例示了用于从触敏电极矩阵的电极中获得测量值的扫描过程的流程图；
[0027] 图10示出了根据本文所述实施方案使用差分技术来确定触摸区域中的一个或多 个触摸位置的扫描过程的流程图；
[0028]图11示出了包括通过透明的触摸屏可见的显示器的触敏显示装置；
[0029]图12为图11中的显示器和触摸屏的视图；
[0030] 图13示出了示例性的时变驱动信号和对应的接收信号;并且
[0031] 图14A至图14D示出了其中用相反相位驱动两个电极并且两个驱动电极之一为远 离触摸的示例。
[0032]在附图中，相同的附图标号指定相同的元件。
【具体实施方式】
[0033] 电容触摸屏技术可易受各种类型的错误源之害，错误源包括杂散电容和共模噪 声。杂散电容可关系到互电容触摸屏和自电容触摸屏两者。系统可耗用资源来检测和/或补 偿存在于系统中的杂散电容。如本文所述，差分(相反相位)驱动信号和/或差分接收信号可 被用于减小导致传感器扫描时间减少的杂散电容和共模噪声。
[0034] 现在转向图1，其示出了示例性触摸装置110。装置110包括连接至电子电路系统的 触摸面板112,为了简便起见，将该电子电路系统一起被分组成标记为114且统称为控制器 的单个示意框。控制器114包括处理器或其它被构造成用于执行本文所述的例如图9流程图 和/或图10流程图所例示各种过程的电路系统。
[0035] 所示的触摸面板112具有列电极116a_116e和行电极118a_118e的5X5矩阵，但也 可使用其它数目的电极和其它矩阵尺寸。面板112通常是大体透明的，以使得用户能够透过 面板112来观察物体，诸如计算机、手持装置、移动电话或其他外围装置的像素化显示器。边 界120表示面板112的观察区域，并且也表示此类显示器(如果使用的话）的观察区域。从平 面透视图看，电极116&-1166、118&-1186在观察区域120上方进行空间分布。为了便于例示， 电极被示出为宽且显眼的，但在实施过程中它们可为相对窄且用户不易察觉的。另外，它们 可被设计为在邻近矩阵节点的位置处具有可变的宽度，例如以菱形小块或其它形状小块的 形式增加的宽度，以便增加电极间边缘场，并且从而增加触摸对电极到电极电容耦合的效 果。在示例性实施方案中，电极可由氧化铟锡（ΙΤ0)或其它合适的导电材料构成。从深度透 视图看，列电极可位于与行电极不同的平面中，由此使得列电极和行电极之间不发生显著 的欧姆接触，并使得给定列电极和给定行电极之间的唯一显著的电耦合为电容耦合。从图1 中的透视图看，列电极116a_116e位于行电极118a_118e的下面。电极矩阵通常位于覆盖玻 璃、塑料膜等的下面，以使得电极受到保护而不与用户手指或其它触摸相关工具直接物理 接触。此类覆盖玻璃、膜等的暴露表面可被称为触摸表面。
[0036] 给定行电极和列电极之间的电容耦合主要由其中电极最靠近在一起的区域中电 极的几何结构来决定。此类区域对应于电极矩阵的"节点"，图1中标记了一些节点。例如，列 电极116a与行电极118d之间的电容耦合主要发生在节点122处，而列电极116b与行电极 118e之间的电容耦合主要发生在节点124处。图1中的5X5矩阵具有25个此类节点，此类节 点中的任一个都可通过控制器114经由下述方法来寻址：适当选择将相应的列电极116a-116e单独地耦合到控制器114的控制线126之一，以及适当选择将相应的行电极118a-118e 单独地耦合到控制器114的控制线128之一。
[0037] 当用户手指130或其它触摸工具触摸或接近触摸装置110的触摸表面时，如在触摸 位置131处所示，手指电容耦合到电极矩阵。手指从矩阵、尤其从位于离该触摸位置最近的 那些电极吸引电荷，这样做改变了对应于最近的节点的电极之间的耦合电容。例如，在触摸 位置131处的触摸位于最接近对应于电极116c/118b的节点处。如以下另外所述，耦合电容 的这种变化可通过控制器114来检测并且被解释为在116a/118b节点处或接近该节点的触 摸或部分触摸。控制器4可被构造成用于快速检测矩阵的所有节点的电容变化(如果有的 话），并且能够分析相邻节点的电容变化大小，以便通过内插来准确确定位于节点之间的触 摸位置。
[0038] 此外，控制器114可被设计成检测同时或在重叠时间施加至触摸装置的不同部分 的多次截然不同的触摸。因此，例如，如果与手指130的触摸同时另一个手指132在触摸位置 133处触摸装置110的触摸表面，或者如果相应的触摸至少在时间上重叠，那么控制器114可 以能够检测两个此类触摸的位置131、133,并且在触摸输出114a上提供此类位置。能够通过 控制器114来检测的同时发生的或时间上重叠的截然不同触摸的数目不限于2,例如，它可 以为3、4或更多，这取决于电极矩阵的尺寸。在所公开的实施方案中的至少一些中，能够检 测到的时间上重叠的触摸的数目等于电极矩阵中的节点的数目。
[0039] 如以下另外所讨论的，控制器114可采用使得其能够快速确定在电极矩阵的节点 中的一些或所有处的耦合电容的多种电路模块和部件。需注意，可通过测量其值取决于耦 合电容的任何合适参数或量来确定耦合电容。例如，控制器可包括形成驱动单元的一部分 的多个信号发生器。驱动单元将驱动信号从信号发生器递送至被称为驱动电极的一组电 极。在图1的实施方案中，列电极116a-116e可被用作驱动电极，或者可如此使用行电极 118a_118e。在一些实施方案中，驱动单元同时将多个驱动信号递送至驱动电极中的许多电 极。例如，驱动单元可将第一驱动信号递送至第一驱动电极，同时也可将第二驱动信号递送 至第二驱动电极，同时也可将第三驱动信号递送至第三驱动电极等等。根据各种实施方案， 不同驱动信号以不同驱动频率振荡。在施加驱动信号时，控制器可监控被称为接收电极的 另一组电极中的一个、一些或所有。
[0040] 控制器114可例如包括親合到接收电极的一个或多个感测单元。给定感测单元接 收来自给定接收电极的响应信号，响应信号包含处于不同驱动频率下的信号分量。感测单 元可放大、滤波或以其他方式调节响应信号，以使得测量单元易于测量信号分量的振幅，该 信号分量分别响应于在接收电极和正被驱动的许多驱动电极之间的耦合电容。测量单元可 利用最大似然估计(MLE)技术来测量多个信号分量的相应振幅，所述振幅响应于在由接收 电极和许多正被驱动的驱动电极限定的节点处的耦合电容，并且因此也响应于此类节点的 触摸状态。感测单元可以这种方式感测来自所有感测电极的响应信号，并以相同的方式测 量它们各自的信号分量。在进行所有此类测量之后，控制器114可将信号分量振幅测量值与 所存储节点中的每个的参考值进行比较，以便生成节点的标测图，这些节点（如果有的话） 已经经历了由于存在触摸而产生的耦合电容的变化。存储的参考值可为先前不存在任何触 摸时进行的节点中的每一个的耦合电容的测量值。
[0041] 如以下另外所述，控制器也可包括将信号从模拟格式转换成数字格式的一个或多 个模数转换器(ADC)。也可在例如一个或多个驱动单元中使用数模转换器(DAC)，从而将数 字值转换成模拟驱动信号。也可使用一个或多个复用器和开关以避免电路元件的不必要重 复。在一些情况下，控制器包括其中存储所测量的振幅和相关联参数的一个或多个存储器 装置，以及执行必要计算和控制功能的微处理器。在一些情况下，控制器和/或触摸装置的 其它部分也可实施一个或多个专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)等，以执行本文 所述功能中的一个或多个。
[0042] 通过测量与电极矩阵中的节点中的每一个相关联的信号分量的振幅，控制器可生 成与电极矩阵的节点中的每一个的耦合电容相关的所测量的值的矩阵。然后控制器可将这 些所测量的值与先前获得的参考值的类似矩阵比较，以便确定哪些节点（如果有的话)已经 经历了由于存在触摸而产生的耦合电容变化。
[0043] 现在转向图2,我们从中看到在触摸装置中使用的触摸面板210的一部分的示意性 侧视图。面板210包括前层218、包括第一组电极的第一电极层214、绝缘层216、包括与第一 组电极正交的第二组电极218a-218e的第二电极层212,以及后层220。层212的暴露表面 212a或层220的暴露表面220a可以是或可以包括触摸面板210的触摸表面。读者将理解的 是，可以无限制地使用其它触摸面板设计。
[0044] 图3示出了用于测量两个电极312和313之间的互电容Cm的装置310的简化示意图。 测量电路系统318和驱动电路系统319分别连接到接收器电极312和驱动电极313,并用于测 量Cm。在图3所示的装置310中，至少一个未知互电容(文中表示为Cm)是电极之间的耦合引 起的，并且第二未知电容和第三未知电容(文中分别表示为Cd和Cr)分别是驱动电极Cr和接 地之间以及接收电极Cr和接地之间的耦合引起的。当物体或物质邻近当驱动信号例如AC电 压被施加至电极中的至少一个电极时生成的电场时，Cm、Cd和Cr发生变化。Cm、Cd和/或Cr的 这种变化可被用作识别触摸或物体存在的基础。
[0045]图4示出了包括布置在矩阵中的电极Da-Dd和电极Rcvl-Rcv4的装置420的简化示 意图。装置420被构造成用于测量一个或多个触摸物体(例如手指或触笔）的位置，诸如触摸 点T1、T2和T3的位置。驱动电极Da-Dd分别具有对地电容Cda-Cdd，并且接收电极Rcvl-Rcv4 分别具有对地电容Crl-Crl4。当触摸物接近时，电容Cda-Cdd和Crl-Cr4发生变化。可通过本 文所公开的方法测量接收电极Rcvl-Rcv4的对地电容Crl-Cr4和/或电极间（互）电容Cmla-Cm4d。通过测量电容Cm和/或电容Cr的变化来分辨(定位)触摸位置。在如图4所示的示例性 矩阵互电容传感器中，互电容Cm大约相等，并且假设相等的Cm，除非另行指出。根据各种具 体实施，对地电容Cr和Cd在大小上可大于Cm。
[0046] 驱动电路421、422、423和424在控制器429的控制下分别将信号施加至电极0&、013、 Dc和Dd。接收电路425、426、427和428在控制器429的控制下分别聚积并且测量接收电极 Rcvl-Rcv4上的信号。在一些实施方案中，电路421-428可在驱动功能和接收功能之间进行 切换，因此在一个模式中Da-Dd为驱动电极而Rcvl-Rcv4为接收电极，并且在另一个模式中 Rcvl_Rcv4为驱动电极而Da-Dd为接收电极。
[0047] 示例触摸T1、T2和T3示出为直接在电极交叉点上，从而主要影响最接近的接收电 极。这仅用于例示目的;对于典型的矩阵式触摸屏而言，单个触摸将影响两个或更多个相邻 接收电极上的电容和信号，并且内插法被用于用比电极的间距更精细的分辨率来分辨触摸 位置。在使用内插法的情况下，可对相邻于触摸电极的电极执行附加的Cm测量。
[0048] 图5示出了用于测量两个电极512和513的互电容C512和C513的装置510的简化示 意图。AC电压源516将相等的电压VD施加至电极512和513两者，并且电流测量电路518和519 分别测量流向电极512和513的电流1512和1513。如果给定已知AC电压VD与测量电流1512和 1513，就可计算电容C512和C513。没有净电流流动通过互电容Cm，因此没有测量Cm。当物体 或物质邻近当驱动信号VD被施加至电极时生成的电场时，C512和C513发生变化。C512和/或 C513的这种变化可被用作识别触摸或物体存在的基础。根据本文所述实施方案，可将差分 技术用于确定触摸屏上的触摸位置。例如，在一些实施方案中，差分技术涉及分别使用具有 相反相位的第一 AC信号和第二AC信号驱动的第一驱动电极和第二驱动电极。在一些实施方 案中，可使用差分技术测量第一接收电极和第二接收电极。
[0049]图6不出了其中分别用相反相位的两个信号621、622驱动第一驱动电极611和第二 驱动电极612的触敏电极矩阵的示例。该示例示出了测量电路系统640,例如非差分测量电 路系统，其提供接收电极631上相对于公共点例如接地的信号的测量。如图6所示用相反相 位的信号驱动两个电极可例如由于消除了杂散互电容而用来增强测量信号641的信噪比 (SNR)。然而，在一些状况下，差分驱动方法可得出错误的结果。例如，如果相等大小的两个 触摸位于两个被相反驱动的电极上，而且也位于相同的接收电极上，那么由于两个触摸而 产生的变化将趋于互相抵消，因此减小了接收电极上的信号并且可能检测不到触摸。通过 驱动空间上与触摸位置分开的电极上的驱动信号中的一个可避免这种状况，该电极在本文 被称为远离触摸的电极。在下文更详细地描述远离触摸的电极作为驱动电极的使用。
[0050] 根据一些实施方案，差分接收器可被用于测量成对的接收电极之间的差值，而不 是测量单个接收电极和接地或公共点之间的差值。使用差分测量，一个接收电极可充当用 于测量另一个接收电极的参考。
[0051] 如果给定具有相对一致的尺寸、形状和电特性的接收电极，共模噪声就同等地影 响所有电极，因此差分测量可除去共模噪声。存在其中甚至在一致的电极阵列中共模噪声 对一些电极的影响多于其它电极的情况。例如，靠近传感器的一个边缘的噪声源将引起在 更靠近噪声源的电极上有更多噪声，从而导致噪声在传感器上的分布不均一。在这种情况 下，接收电极可被分成组，其中每个组都具有类似的共模噪声。然后可为每个组选择参考电 极。参考电极可位于触摸屏的有效区域中经历类似噪声特性的电极之间，并且可为远离触 摸的。在一些实施方案中，单个参考电极可被用于所有接收测量。如下文更加详述的那样， 选择参考接收电极可具有与选择参考驱动电极类似的准则。
[0052] 图7示出了其中将以公共点或接地为参考的单个驱动信号721施加至单个驱动电 极711的触敏电极矩阵的示例。使用差分测量电路系统740测量来自两个接收电极731、732 的信号从而提供差分测量信号741。图7中所描绘的差分测量电路系统740包括具有反相输 入740a和非反相输入740b的放大器。接收电极732充当参考电极并且被示出耦合到反相输 入740a。接收电极耦合到非反相输入740b。应当理解，也可通过将参考电极732耦合到非反 相输入740b并且通过将剩余的接收电极731耦合到反相输入来实现差分测量。测量电极之 间的信号中的差值的其它方法在本领域中是已知的，例如差分测量电路系统740可包括开 关电容器电路。
[0053] 差分测量来自成对的接收电极的信号可显著地减小共模噪声。与差分驱动电极一 样，差分测量也可抵消可用的信号信息。同时，通过两个电极的差分测量可能检测不到两个 电极由于相等大小的触摸而产生的相等的变化。如先前所讨论的，当用于测量差分信号的 接收电极中的一个为在空间上与触摸位置分开的远离触摸的电极时可减少这些错误。 [0054]图8例示了触敏电极矩阵的示例，其中用相反相位的信号821、822驱动两个驱动电 极811、812,并且通过差分测量电路系统840测量在两个接收电极831、832上所接收的信号 之间的差值测量所测量的信号841。因为差分技术提供了测量信号的较低SNR，所以使用差 分驱动结合差分接收可允许使用成本更低、功率更低的电路。
[0055] 根据各种具体实施，一个或多个远离触摸的电极可被用作用于差分接收技术和/ 或差分驱动技术的参考电极。远距离触摸电极的使用可减小共模噪声并且避免由如先前所 讨论的将接近触摸位置的电极用作参考电极而引起的错误。在一些情况下，可基于电极将 被触摸的可能性来选择远离触摸的电极。
[0056] 图9为根据本文所述实施方案的扫描过程的流程图。选择910-个或多个电极以用 作参考电极。例如，可使用预扫描过程来完成参考电极的识别。在一些实施方案中，预扫描 过程可涉及测量每个驱动电极和/或接收电极的自电容(到接地或公共点的电容)或测量每 个驱动电极和/或接收电极的互电容，从而确定哪些电极邻近触摸位置。在与互电容扫描比 较时，自电容测量可花费更少的时间并且提供不太准确的触摸位置信息。从预扫描中采集 的触摸信号指示某些电极是否为远距离触摸或邻近触摸。从远距离触摸电极的组中选择参 考电极。
[0057] 在选择了参考电极之后，使用差分技术和所选择的参考电极在有效区域中除了一 个或多个参考电极的节点以外的所有节点处测量920互电容(指示触摸状态）。假设不触摸 参考电极。在节点测量扫描期间，执行检查930以确定是否发生错误。例如如果在参考电极 处检测到触摸，那么可指示错误。所测量的触摸信号具有期望的相位或极性，并且如果所测 量的触摸信号中的至少一个具有与期望的相位或极性相反的相位或极性，那么指示错误。 如果指示错误，那么以不同的参考电极重新开始940节点扫描。在一些情况下，通过执行预 扫描过程来确定不同的参考电极。可从在先前预扫描过程期间已经选择的可能的参考电极 的集合中挑选不同的参考电极。
[0058] 图10示出了根据本文所述实施方案使用差分技术来确定触摸区域的触摸位置的 扫描过程的更详细的图表。在一些实施方案中，区域扫描迭代包括识别并且选择1005远离 触摸并且适于用作参考电极的电极。可使用通过图10所示的过程1006-1009举例说明的一 个或多个过程来完成远离触摸的电极的识别。例如，可通过自电容的测量、显示器驱动器信 息、短期触摸历史和长期触摸历史中一个或多个来识别远离触摸的电极。除此之外或另选 地，触摸装置的电极的物理位置可被用于识别远离触摸的电极。例如，由于一些电极在触摸 区域中的物理位置是难以接近的，例如，被框或其它结构覆盖，因此它们不大可能被触摸。 [0059]在一些实施方案中，使用测量了每个电极的自电容的预扫描过程来识别1006合适 的参考电极。消除了表现出指示近处触摸的电极自电容变化的电极作为参考电极的可能。 如果没有电极被确定邻近触摸，那么可重复自电容测量直到检测到触摸为止。通过对于自 电容测量重复预扫描来识别触摸可减少触及检测时间和预触及功率耗散。
[0060] 可通过测量电极对直接施加至电极的刺激信号的电响应或电极对经由电容或电 感耦合到电极的刺激信号的电响应来确定电极的自电容。因为可在一个测量循环中测量所 有驱动电极的自电容，所以使用测量所有驱动(或接收）电极的自电容的过程允许有对触摸 更快的响应时间和低的功率消耗。
[0061] 例如，可根据对显示的信息的认识来估计不太可能邻近触摸的电极。在已知位置 应用触摸按钮最可能在邻近按钮之一的位置中被触摸，因此在按钮区域之外的电极更可能 为远离触摸的。作为一个示例，带有解锁按钮的移动电话或平板计算机最初将在已知区域 中被触摸。
[0062]图11示出了包括显示器例如液晶显示器(IXD)、发光二极管显示器(LED)或其它类 型的透过透明的触摸屏1110可见的显示器1102的触敏显示装置1101的分解图。触摸屏由触 摸控制器电子器件控制。在显示器1102上显示的信息由显示控制器电子器件控制。触摸控 制器电子器件和显示控制器电子器件可共享信息，诸如用于识别很可能远离触摸的电极的 显示信息。
[0063]图12为显示器和触摸屏的更详细的视图。触摸屏包括驱动电极1201a_1201k和接 收电极1202a-1202k。触敏显示装置的显示器部分显示图形122U1222和相关联的文本"是" 和"否"。此类显示提示用户触摸框1221从而选择"是"响应以及触摸框1222从而选择"否"响 应。在框1221中的触摸将最可能发生在节点1201c/1202c、1201c/1202d、1201d/1202c、 1201d/1202d、1201e/1202c或1201e/1202d处或接近这些节点发生。在框1222中的触摸将最 可能发生在节点 1201c/1202i、1201c/1202j、1201d/1202i、1201d/1202j、1201e/1202i 或 1201e/1202j处或接近这些节点发生。参照驱动电极1201a-1201k，当与驱动电极1201c、 1201d、1201e相比较时，电极1201j、1201k不太可能邻近触摸并且更可能为远离触摸的。参 照接收电极1202a-1202k，当与电极1202c、1202d、1202i和1202j相比较时，电极1202f和 1202g不太可能邻近触摸并且更可能为远离触摸的。因此，基于可由显示装置驱动器提供的 显示信息，可选择更可能为远离触摸的驱动电极和/或接收电极作为参考电极。
[0064]在一些实施方案中，短期触摸历史和长期触摸历史可被用于识别1008、1009远离 触摸的参考电极。可基于触摸区域的更多新近触摸位置扫描中的一个或多个的历史来识别 1008远离触摸的电极。新近触摸历史可包括最新近的触摸位置扫描，例如，在几毫秒例如约 1毫秒至10毫秒的移动时间窗口中执行的互电容扫描。在一些具体实施中，触摸区域的互电 容扫描确定哪些电极为新近邻近触摸的以及哪些为新近远离触摸的。可选择新近远离触摸 的电极用作参考电极。使用该方法可以意指不需要预扫描过程和/或附加的电路系统。例 如，当基于互电容测量使用历史信息识别远离触摸的电极时，可以不需要预扫描过程和测 量自电容的电路系统。
[0065] 在一些实施方案中，使用最少触摸区域的长期历史来识别1009远离触摸的电极， 其中长期触摸历史可包括在大于10毫秒的移动窗口内的触摸位置信息。
[0066] 如上文所讨论的使用信息诸如显示器应用信息、短期触摸历史和/或长期搜索历 史以识别远离触摸的参考电极可降低或消除对于预扫描以识别远离触摸的电极的需要。例 如，如果使用显示器应用和/或触摸历史信息来识别远离触摸的电极中的一些，那么可不必 测量触摸区域中的所有电极，这减少了触摸区域的扫描时间。
[0067] 在识别并选择远离触摸的电极后，执行节点迭代过程，在节点迭代过程中测量在 触摸区域中一些节点或所有节点处的互电容。虽然在上下文中使用差分驱动技术连同差分 接收技术阐明了节点迭代过程，但应当理解，在一些实施方案中可独立地采用所述差分接 收技术或多种差分接收技术。
[0068] 在差分驱动技术中，当用相反的相位驱动可能邻近触摸的电极时，可用一个（参 考)相位驱动大量所选择的远离触摸的电极。如果例如一半电极用+相位信号驱动(相继地） 同时另一半用-相位信号驱动(相继地），这允许在仅仅为使用单端驱动电极扫描所需时间 的一半时间内驱动并且测量触摸传感器上的所有电极。在一些情况下，因为触摸信号的大 小可在测量扫描期间改变，所以随时间推移邻近触摸的信号与远离触摸的信号相比较不稳 定。远离触摸的信号可以不受到这些改变。在一些具体实施中，如果给定已知的远离触摸的 参考和相敏(例如，同步解调器)测量电路，那么可以用参考相位信号（例如+相位)驱动远离 触摸的电极，该参考相位信号将在邻近触摸的接收电极上产生正信号并且在远离触摸的接 收电极上产生近乎零的信号。这允许在测量电路系统中使用单极性模数转换器(ADC)，其中 单极性ADC仅测量正信号，或者在正方向上具有更高的分辨率和/或更大的动态范围。如果 选择性地驱动电极并且检测到可测量的负信号，可存在与先前假定远离触摸的电极邻近的 触摸。如果ADC足够准确地测量负信号，那么负信号可被用于改善触摸位置计算。如果ADC可 检测到负信号但不可准确地测量负信号，那么负信号可被用于指示参考电极很可能邻近触 摸，然后它可被驱动并且相应地在后续的扫描中被测量。
[0069] 转回到图10,一旦选择了远离触摸的参考电极，就使用所选择的远离触摸的电极 和差分测量技术针对每个相关的驱动电极和每个相关的接收电极测量1020互电容。相关的 驱动电极和接收电极为可邻近触摸位置的那些电极。对于每个节点测量迭代，过程检查 1025以确定是否指示错误。错误指示与邻近触摸位置的参考电极相关联。如果指示错误，那 么过程返回进行识别并选择不同的远离触摸的参考电极1005。在节点测量迭代期间，系统 分析所测量的触摸信号以用于指示第一参考电极正经历触摸并且响应于该指示选择至少 一个不同的电极以用作参考电极。
[0070] 如果没有指示错误，那么存储针对节点的电容测量1030。系统确定是否已经测量 了有效区域中所有相关的节点1035。如果没有测量所有的相关的节点，那么过程返回进行 针对相关的驱动电极和接收电极执行附加的测量迭代1〇1〇、1〇15。如果已经测量了有效区 域中所有的相关的节点1035,那么有效区域的触摸标测图就为完整的1040。更新1045短期 触摸历史数据1008。更新1050长期触摸历史数据1009。系统返回选择1005参考电极和/或检 测触摸的存在。
[0071] 根据各种实施方案，在例如通过上文所讨论的方法中的一种来选择一个或多个远 离触摸的参考电极之后，计算驱动序列，由此相继地驱动成对的相反相位的信号。用参考相 位(例如+相位)驱动一个或多个远离触摸的电极，同时用第一相位(例如-相位)相继地驱动 所有其它电极(包括所有已知的邻近触摸的电极）。
[0072] 可以以任何次序来施加用于执行节点测量迭代的一个或多个附加规则。这些附加 规则的实施例包括：
[0073] 1.在一些情况下，（例如如果很少的（或没有）远离触摸的参考电极被可靠地识 别），可用第一相位驱动单个参考电极，同时用相反相位相继地扫描所有其它电极。如果所 有电极都被识别为邻近触摸，那么具有最小的触摸相关变化的电极可相继地与每一个其它 电极成对。
[0074] 2.可用-相位信号相继地驱动每组邻近触摸的电极(大概与单个触摸相关联），同 时用参考+相位信号重复地驱动单个远离触摸的电极。这确保了将相对于单个一致的参考 信号测量在邻近触摸的组内的信号的内插。
[0075] 3.每个远离触摸的电极都与邻近触摸的电极成对，即至少两个电极远离，由此使 得在被驱动的邻近触摸的电极和同时被驱动的远离触摸的参考电极之间存在至少一个远 离触摸的电极。
[0076] 4.每个远离触摸的电极都与邻近触摸的电极成对，即不超过四个电极远离，换言 之在被驱动的邻近触摸的电极和同时被驱动的远离触摸的参考电极之间存在不超过两个 或三个远离触摸的电极。
[0077] 5.在所有远离触摸的电极都已经根据以上的规则与邻近触摸的电极成对之后，剩 余的远离触摸的电极可与彼此成对。或者，如果预扫描为新近和可靠的，可以完全不扫描剩 余的远离触摸的电极。
[0078] 6.如果邻近触摸的电极包括少于所有驱动电极中的一半，那么每个邻近触摸的电 极都可与不同的远离触摸的电极成对。使用该规则可使扫描时间减少最多至50%。
[0079] 在扫描期间也许不可能遵从所有以上规则。如果这是真的，那么可以以优先权次 序来遵循规则。根据各种具体实施，以规则在上文呈现的次序(1、2、3，等等)来遵循规则，然 而在其它具体实施中可以以与上文呈现的次序不同的次序来遵循规则。
[0080] 在一些情况下，扫描方法包括用+相位相继地驱动在整个阵列上的每个连续电极， 同时用-相位驱动相邻电极。该扫描产生一组测量值，该测量值表示在整个有效区域上相邻 电极之间的增量变化。可按序分析这些变化以重新产生触摸位置。
[0081 ]图13示出了示例性的时变驱动信号1331以及接收信号1333和1334。驱动信号1331 电容耦合到接收电极，因此驱动信号的正转变引起在接收电极上的正接收信号。驱动信号 1331的负向转变1331a引起在接收电极上的负接收信号。信号1333和1334为典型的两种不 同的输入电路类型，因此它们通常不会发生在同一系统中。信号1333可由低输入阻抗测量 电路(相对于触摸传感器)生成，诸如在输入端处带有求和点或低阻抗累积电容器的那些低 输入阻抗测量电路。信号1334可由高输入阻抗测量电路(相对于触摸传感器)生成，诸如在 输入端处带有高Z缓冲电路的那些高输入阻抗测量电路。
[0082]互电容系统中所接收的信号通常包括在基线1335上居中的时变信号。距基线1335 的正偏移和负偏移将具有相等的电荷，其可以作为在接收信号1333之下的面积来测量。如 果给定接近对称的驱动脉冲，例如在正方向和负方向上具有相等速率的脉冲，那么所接收 的信号1333将具有在大小上基本相等的从基线的正偏移和负偏移，如图13所示。
[0083]测量系统可仅仅测量所接收的信号的正（基线以上）部分或仅仅测量负（基线以 下)部分(例如半波解调），或者可测量正偏移和负偏移两者(例如全波解调）。相敏（同步)解 调器(半波或全波)可测量信号的特定部分，例如当驱动信号1331为高(在基线1335以上)时 并且/或者当信号1331为低(在基线1335以下）时它可测量所接收的信号1333或1334。信号 1338为仅仅在驱动信号1331为高的时间期间测量的半波同步解调信号的示例。信号1339为 全波同步解调信号的示例，仅仅在驱动信号1331为高的时间期间对全波同步解调信号的正 半部分进行测量，并且当信号1331为低时对全波同步解调信号的负半部分进行反相和测 量。
[0084] 可在通过ADC进行转化和测量之前对测量的信号诸如1338和1339进行滤波（例如 随时间推移进行平均或积分）。
[0085]图14A示出了对称的大小相等但相位相反的示例性+相位驱动信号1431和-相位驱 动信号1432。如果分别将驱动信号SDa1431和SDb1432同时施加至电极Da和Db(见图4)，那么 接收电极Rcvl-Rcv4将从驱动信号S DJPSDb接收从SRcvl-SRcv4的电容耦合信号，驱动信号S D# SDb将共计接近零，因此在接收电极Rev 1 -Rcv4上基本不出现信号，如图14A所示。
[0086]图14B示出了分别同时施加至电极Da和Db(见图4)的示例性+相位驱动信号1431 和-相位信号1432。在该示例中，T1减弱了从Db耦合到Rcv2的-相位信号1432,同时没有减弱 从Db耦合到Rcvl、R CV3和Rcv4的信号。+相位信号1431耦合到没有被减弱的所有接收电极 Rcvl-Rcv4。因此，从Rcv2接收的信号1436包含比-相位信号更多的+相位信号并且Da+Db将 具有可感知的大小和正相位。信号1436的大小指示互电容Cm2a和Cm2b之间的差值（图4)。信 号1436的相位（为与施加至Da的信号相同的相位）指示Cm2a大于Cm2b，因此知道触摸T1在 Cm2b 处。
[0087]图14C示出了分别同时施加至电极Dc和Da(见图4)的示例性+相位驱动信号1431 和-相位信号1432。触摸T3减弱了从Dc耦合到Rcv2的+相位信号1431，并且触摸T2减弱了从 Dc耦合到Rcv4的+相位信号1431，同时没有减弱从Dc耦合到Rcvl和Rcv3的信号。-相位信号 1431从Da耦合到没有被减弱的所有接收电极Rcvl-R CV4。
[0088]因此，从Rcv2接收的信号1436c包含比+相位信号更多的-相位信号。信号1436c的 大小指示互电容Cm2c和Cm2a之间的差值（图4)。信号1436c的相位(为与施加至Dc的相位相 同的相位)指示Cm2a大于Cm2c，因此知道触摸T3在Cm2c处。
[0089]类似地，从Rcv2接收的信号1437c包含比+相位信号更多的-相位信号。信号1437c 的大小指示互电容Cm4c和Cm4a之间的差值，（图4)。信号1437c的相位(为与施加至Dc的信号 相同的相位)指示Cm4a大于Cm4c，因此知道触摸T2在Cm4c处。
[0090] 图14A至图14C示出了其中两个电极用相反相位驱动并且两个驱动电极之一为远 离触摸的示例。在一些具体实施中，可同时驱动两个邻近触摸的电极有这样的结果:所接收 的信号彼此相抵并且检测不到可测量的信号变化。
[0091] 图14D示出了其中分别用信号1431和1432同时驱动Db和Dc的情况。图4所示的触摸 T1和T3可具有相等的大小，由此使得从电极Db和Dc耦合的信号将相等地衰减。这可引起从 Db和Dc耦合的信号彼此相抵，因此甚至在两个触摸T1和T3有扰动的情况下在Rcv2上接收的 信号将保持接近零。相对于从Db耦合到Rcv4的信号，触摸T2将减弱从Dc耦合到Rc4的信号， 因此在Re v4上接收的信号将指示触摸，如图14D所示。
[0092] 实施例
[0093] 为了比较，表la示出了可从使用非差分法的系统测量的触摸信号强度。当驱动电 极Db时，触摸T1引起由电极Rcv2接收的信号减弱20%，并且当驱动电极Dc时，触摸T2和T3分 别引起由电极Rcv2和Rcv4接收的信号减弱20%。表lb示出了用于定位触摸的信号变化。
[0094] ^la
[0097]
[0098] 表2a示出了可根据使用差分驱动和相敏测量与非差分接收器的系统测量的触摸 信号强度。在该简化情况下，挑选电极Da作为参考电极，并且用+相位驱动电极Da。需要三个 测量循环；用+相位驱动Da同时用-相位信号驱动Db、然后Dc、然后Dd。当驱动电极Da和Db时， 触摸T1引起由电极Rcv2接收的信号减弱20%，并且当驱动电极Da和Dc时，触摸T2和T3分别 引起由电极Rcv2和Rcv4接收的信号减弱20%。表2a包含示出了与表1B的触摸变化结果相同 的结果。这应该为真实的，因为不存在对参考电极Da的触摸影响。
[0099] ^2a
[0103] 表3a示出了可根据使用与表2a相同的条件测量的触摸信号强度，不同的是电极Db 替代Da作为参考。用+相位驱动Db同时用-相位信号驱动Da、然后Dc、然后Dd。根据各种实施 方案，因为触摸T1影响Db，所以不挑选Db为参考电极，但该实施例示出了怎样可补偿该影 响。
[0104] 当同时驱动电极Db和Da时，触摸T1引起由电极Rcv2接收的信号变化20%，并且当 驱动电极Db和Dc时，触摸T1和T3彼此相抵，从而引起由电极Rcv2接收的信号不变化。触摸T2 引起由电极Rcv4接收的信号变化20%。当同时驱动电极013和0(1时，触摸1'1引起由电极1?(^2 接收的信号变化20 %。
[0105] 表3a中不同的结果可用于使用以下算法来计算触摸位置。
[0106] 1.计算在每个接收电极上所测量的最小差值（表3a的每个行），如在表3a的Min/ Row列中所示。
[0107] 2.如果每个行的最小差值为负，那么从行中的每一个差值中减去最小差值，从而 产生表3b所示的量值。该最后的步骤基本上使每个接收电极的信号重新以零为参考。1.[如 果参考驱动电极具有非零基线（由于邻近触摸），那么将参考(和所有相对于该参考而做出 的测量)调整为零基线]
[0108]表3b中所计算的结果与表lb中所测量的结果相同。由此，可进行滤波和内插以计 算触摸位置。
[0113] 表4a示出了使用差分驱动和差分接收器测量系统的简化的邻近触摸图案的结果。 电极Db被用作用+相位信号驱动的单个参考电极。Rcv4被用作所有测量的参考。
[0114] ^4a
[0116] 多个类型的算法可用于根据表4a所示的差分测量值来确定触摸位置。一个实施例 包括以下过程：
[0117] 1)测量接收电极差分同时驱动与其它电极结合的参考电极(Db)。因为Rcv4-RCV4 可能不需要测量，因此三个测量循环可被用于该实施例。
[0118] 2)记载接收电极差值并且作出如表4a举例说明的矩阵。在一些情况下，矩阵中没 有负值(指示触摸），并且发现可感知的正值，指示错误然后可选择不同的驱动电极作为参 考。
[0119] 3)确定为每个驱动电极对电极测量的最小值Vm(表4a的每个列）。将这些数字记载 到表中。这些值示出在表4a的Min行中。如果Min行中一半或更多值为负，那么可指示错误并 且可选择另选的参考接收电极。如果Min行中任何值比触摸应引起的值在负方向上显著更 大，那么可指示错误并且选择另选的参考接收电极。
[0120] 4)确定每个列中超过预先确定的阈值(例如超过零)的接收电极差值的数目（Nc)。
[0121 ] 5)可调整接收基线。例如，如果Nc小于2，那么可调整接收基线，并且将最小值Vm加 到列中所有所测量的值。将这些值记录在表4b中。如果所选择的接收电极参考(例如Rcv4) 为远离触摸的并且给定驱动电极在其大部分长度上不为邻近触摸的，那么表4a的每个列中 大多数差值将接近零，并且Nc将为相对高的数目。如果参考接收电极为邻近触摸的，其中参 考接收电极与给定驱动电极相交，那么该驱动电极的大部分测量值将为负。这在表4a中是 明显的，在表4a中触摸T2影响参考电极Rcv4和驱动电极Dc。由于T2,大部分测量值Db-Dc测 量为负。对于该简化实施例，挑选数目Nc〈2。实际触摸系统一般具有更多电极，因此可使用 不同的数目。可使用各种滤波算法来确定接收电极是否受邻近的触摸的影响。
[0122] 6)调整驱动基线：使用表4b中经调整的接收基线值，找到由每个测量电路测量的 最小值。这些值示出在表4b的Min/Row列中。
[0123] 7)如果Min/Row值小于零，那么将最小值加到行中的每一个值上以调整基线。最终 结果为表4c所示的触摸位置。
[0128] 根据各种具体实施，可通过选择为远离触摸的参考来避免错误。在一些情况下，在 扫描期间或就在扫描之前，由于新的邻近触摸或由于噪声，参考电极的电容可变化。一般来 讲，上文所述算法可补偿该情况。如果参考电极具有相对大数目的邻近触摸的节点，那么可 能发生错误。
[0129] 表5a示出了在4X4矩阵上四个触摸的图案。如果使用驱动电极Da用于参考来测量 该触摸图案，那么触摸被准确地测量。如果电极Db为参考，那么所测量的结果如表5b所示， 并且所测量的触摸位置计算不正确，如表5c所示。
[0130] ^5a

[0137] 因为若干错误检查指示错误，所以可不记录示于表5b中的触摸结果。Min行中的值 (-0.4)比触摸应引起的值在负方向上显著更大。Min行中一半的值为负，这指示参考接收电 极可具有多于一个邻近触摸的节点。如果给定这些错误，那么可选择新参考电极并且应进 行新扫描。
[0138] 根据各种实施方案，在无触摸的周期期间，通过用相反相位的信号驱动各种成对 的电极并且测量在接收电极上所得的信号来建立驱动信号差值的基线。可存储基线值表， 并且可从后续测量值中减去基线值。
[0139] 就传感器的固定杂散电容不相同的程度来说，可进行预触摸校准并且可使用错误 表来校正后续的测量值。
[0140] 本文所公开的实施方案包括以下项目。
[0141] 项目1. 一种确定触摸面板上的触摸的方法，该触摸面板包括布置成电极矩阵的多 个电极，该电极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组电极，该节点阵列 限定触摸面板的有效触敏区域，该方法包括：
[0142] 接收指示第一组电极中的哪些电极没有经历触摸或不太可能经历触摸的信息；
[0143] 基于所接收的信息，从第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，第 一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极；以及
[0144] 使用差分技术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术 将第一参考电极与第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使 用。
[0145] 项目2.根据项目1所述的方法，其中差分技术包括差分驱动技术，在差分驱动技术 中第一驱动信号耦合到第一参考电极并且第二驱动信号耦合到第一剩余电极中的至少一 个，第一驱动信号和第二驱动信号与彼此异相，并且来自第二组电极的电极中的至少一个 親合到测量电路。
[0146] 项目3.根据项目1到2中任一项所述的方法，其中差分技术包括差分接收技术，在 差分接收技术中来自第二组电极的电极中的至少一个耦合到驱动信号，并且第一参考电极 和第一剩余电极中的至少一个耦合到差值电路。
[0147] 项目4.根据项目3所述的方法，其中差值电路包括具有反相输入和非反相输入的 放大器，并且其中第一参考电极耦合到反相输入或耦合到非反相输入，然后第一剩余电极 中的至少一个分别耦合到非反相输入或耦合到反相输入。
[0148] 项目5.根据项目3所述的方法，其中差值电路包括开关电容器电路。
[0149] 项目6.根据项目1到5中任一项所述的方法，其中差分技术包括差分驱动技术和差 分接收技术两者。
[0150] 项目7.根据项目1到6中任一项所述的方法，还包括：
[0151] 监控所测量的触摸信号以用于指示第一参考电极正经历触摸。
[0152] 项目8.根据项目7所述的方法，其中所测量的触摸信号具有期望的相位或极性，并 且其中该指示包括具有与期望的相位或极性相反的相位或极性的所测量的触摸信号中的 至少一个。
[0153]项目9.根据项目7所述的方法，还包括：
[0154] 响应于该指示，从第一组电极中选择至少一个不同的电极以用作第一参考电极。
[0155] 项目10.根据项目1到9中任一项所述的方法，还包括：
[0156] 测量第一组电极中电极中的至少一些的自电容；
[0157] 其中所接收的信息包括所测量的自电容。
[0158] 项目11.根据项目1到10中任一项所述的方法，其中测量为对节点阵列的触摸数据 扫描的一部分，并且其中所接收的信息包括来自先前扫描的节点阵列的触摸数据。
[0159] 项目12.根据项目1到11中任一项所述的方法，其中所接收的信息包括节点阵列的 历史触摸数据。
[0160]项目13.根据项目1到12中任一项所述的方法，其中触摸面板与显示器一起使用， 并且其中所接收的信息包括用于显示器的显示信息。
[0161] 项目14. 一种确定触摸面板上的触摸的方法，该触摸面板包括布置成电极矩阵的 多个电极，该电极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组电极，该节点阵 列限定触摸面板的有效触敏区域，该方法包括：
[0162] 从第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，第一组电极中剩余的电 极被称为第一剩余电极；
[0163] 使用差分技术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术 将第一参考电极与第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使 用；
[0164] 监控所测量的触摸信号以用于指示第一参考电极正经历触摸；以及
[0165] 响应于该指示，从第一组电极中选择至少一个不同的电极以用作第一参考电极。
[0166] 项目15.根据项目14所述的方法，其中所测量的触摸信号具有期望的特性，并且其 中该指示包括不具有期望的特性的所测量的触摸信号中的至少一个。
[0167] 项目16.根据项目15所述的方法，其中期望的特性包括期望的相位或极性。
[0168] 项目17.根据项目14到16中任一项所述的方法，其中差分技术包括差分驱动技术， 在差分驱动技术中第一驱动信号耦合到第一参考电极并且第二驱动信号耦合到第一剩余 电极中的至少一个，第一驱动信号和第二驱动信号与彼此异相，并且来自第二组电极的电 极中的至少一个耦合到测量电路。
[0169] 项目18.根据项目14到17中任一项所述的方法，其中差分技术包括差分接收技术， 在差分接收技术中来自第二组电极的电极中的至少一个耦合到驱动信号，并且第一参考电 极耦合到放大器的反相输入或非反相输入，并且第一剩余电极中的至少一个分别耦合到放 大器的非反相输入或反相输入。
[0170] 项目19.根据项目14到18中任一项所述的方法，其中差分技术包括差分接收技术， 在差分接收技术中来自第二组电极的电极中的至少一个耦合到驱动信号，并且第一参考电 极和第一剩余电极中的至少一个耦合到差值电路。
[0171] 项目20.根据项目19所述的方法，其中差值电路包括具有反相输入和非反相输入 的放大器，并且其中第一参考电极耦合到反相输入或耦合到非反相输入，并且第一剩余电 极中的至少一个分别耦合到非反相输入或耦合到反相输入。
[0172] 项目21.根据项目19所述的方法，其中差值电路包括开关电容器电路。
[0173] 项目22. -种装置，包括：
[0174]触摸面板，其包括布置成电极矩阵的多个电极，该电极矩阵包括在节点阵列处电 容耦合到第二组电极的第一组电极，该节点阵列限定触摸面板的有效触敏区域;以及
[0175] 耦合到触摸面板的控制器电子器件，该控制器电子器件被构造成用于：
[0176] 接收指示第一组电极中的哪些电极没有经历触摸或不太可能经历触摸的信息；
[0177] 基于所接收的信息，从第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，第 一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极；以及
[0178] 使用差分技术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术 将第一参考电极与第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使 用。
[0179] 项目23. -种装置，包括：
[0180] 触摸面板，其包括布置成电极矩阵的多个电极，该电极矩阵包括在节点阵列处电 容耦合到第二组电极的第一组电极，该节点阵列限定触摸面板的有效触敏区域;以及
[0181] 耦合到触摸面板的控制器电子器件，该控制器电子器件被构造成用于：
[0182] 从第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，第一组电极中剩余的电 极被称为第一剩余电极；
[0183] 使用差分技术测量节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的差分技术 将第一参考电极与第一剩余电极中的至少一个以及第二组电极中的至少一个电极结合使 用；
[0184] 监控所测量的触摸信号以用于指示第一参考电极正经历触摸；以及
[0185] 响应于该指示，从第一组电极中选择至少一个不同的电极以用作第一参考电极。
[0186] 除非另外指示，否则本说明书和权利要求书中用来表示数量、特性量度等的所有 数字都应被理解为由术语"约"修饰。因此，除非有相反的指示，否则本说明书和权利要求书 中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域的技术人员利用本专利申请的教 导内容想要获得的所需特性而改变。并且不试图将等同原则的应用限制在权利要求书的范 围内，至少应按照所记录的有效数位的数目和通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值 参数。虽然列出本实施方案宽泛范围的数值范围和参数是近似值，但就任何数值均在本文 所述具体实施例中列出来说，其记录尽可能地精确并且合理。然而，任何数值都可适当包含 与测试或测量限制相关联的错误。
[0187]对于本领域的技术人员而言，本文所公开的实施方案的各种变型和更改将显而易 见。例如，除非另外指示，否则本文读者应假设一个公开的实施方案的特征也可应用于所有 其它公开的实施方案。
【主权项】
1. 一种确定触摸面板上的触摸的方法，所述触摸面板包括布置成电极矩阵的多个电 极，所述电极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组电极，所述节点阵列 限定所述触摸面板的有效触敏区域，所述方法包括： 接收指示所述第一组电极中的哪些所述电极没有经历触摸或不太可能经历触摸的信 息； 基于所接收的信息，从所述第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，所 述第一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极；以及 使用差分技术测量所述节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的所述差分 技术将所述第一参考电极与所述第一剩余电极中的至少一个以及所述第二组电极中的至 少一个电极结合使用。2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述差分技术包括差分驱动技术，在所述差分驱动 技术中，第一驱动信号耦合到所述第一参考电极并且第二驱动信号耦合到所述第一剩余电 极中的至少一个，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号与彼此异相，并且来自所述第二 组电极的电极中的至少一个耦合到测量电路。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述差分技术包括差分驱动技术和差分接收技术 两者。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述测量为对所述节点阵列的触摸数据扫描的一 部分，并且其中所接收的信息包括来自先前扫描的所述节点阵列的触摸数据。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所接收的信息包括所述节点阵列的历史触摸数据。6. -种确定触摸面板上的触摸的方法，所述触摸面板包括布置成电极矩阵的多个电 极，所述电极矩阵包括在节点阵列处电容耦合到第二组电极的第一组电极，所述节点阵列 限定所述触摸面板的有效触敏区域，所述方法包括： 从所述第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，所述第一组电极中剩余 的电极被称为第一剩余电极； 使用差分技术测量所述节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的所述差分 技术将所述第一参考电极与所述第一剩余电极中的至少一个以及所述第二组电极中的至 少一个电极结合使用； 监控所测量的触摸信号以用于指示所述第一参考电极正经历触摸； 以及 响应于所述指示，从所述第一组电极中选择至少一个不同的电极以用作所述第一参考 电极。7. 根据权利要求6所述的方法，其中所述差分技术包括差分驱动技术，在所述差分驱动 技术中，第一驱动信号耦合到所述第一参考电极并且第二驱动信号耦合到所述第一剩余电 极中的至少一个，所述第一驱动信号和所述第二驱动信号与彼此异相，并且来自所述第二 组电极的电极中的至少一个耦合到测量电路。8. 根据权利要求6所述的方法，其中所述差分技术包括差分接收技术，在所述差分接收 技术中，来自所述第二组电极的电极中的至少一个耦合到驱动信号，并且所述第一参考电 极耦合到放大器的反相输入或非反相输入，并且所述第一剩余电极中的至少一个分别耦合 到所述放大器的所述非反相输入或所述反相输入。9. 一种装置，包括： 包括布置成电极矩阵的多个电极的触摸面板，所述电极矩阵包括在节点阵列处电容耦 合到第二组电极的第一组电极，所述节点阵列限定所述触摸面板的有效触敏区域;以及 耦合到所述触摸面板的控制器电子器件，所述控制器电子器件被构造成用于： 接收指示所述第一组电极中的哪些所述电极没有经历触摸或不太可能经历触摸的信 息； 基于所接收的信息，从所述第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极，所 述第一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极；以及 使用差分技术测量所述节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的所述差分 技术将所述第一参考电极与所述第一剩余电极中的至少一个以及所述第二组电极中的至 少一个电极结合使用。10. -种装置，包括： 包括布置成电极矩阵的多个电极的触摸面板，所述电极矩阵包括在节点阵列处电容耦 合到第二组电极的第一组电极，所述节点阵列限定所述触摸面板的有效触敏区域;以及 耦合到所述触摸面板的控制器电子器件，所述控制器电子器件被构造成用于： 从所述第一组电极中选择至少一个电极以用作第一参考电极， 所述第一组电极中剩余的电极被称为第一剩余电极； 使用差分技术测量所述节点中的至少一些的触摸信号，针对每个此类节点的所述差分 技术将所述第一参考电极与所述第一剩余电极中的至少一个以及所述第二组电极中的至 少一个电极结合使用； 监控所测量的触摸信号以用于指示所述第一参考电极正经历触摸；以及 响应于所述指示，从所述第一组电极中选择至少一个不同的电极以用作所述第一参考 电极。
【文档编号】G06F3/041GK105874412SQ201480072186
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年12月22日
【发明人】伯纳德·O·吉安
【申请人】3M创新有限公司