专利名称：使用自电容及互电容两者的电容性触摸系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容性触摸传感器系统，且更特定来说，涉及一种使用自电容测量及互电容测量两者无歧义地检测与触摸传感器的表面接触或接近的一个或一个以上物件的经改进电容性触摸传感器系统。
背景技术：
电容性触摸传感器用作例如计算机、移动电话、个人便携式媒体播放器、计算器、电话、收银机、汽油泵等电子设备的用户接口。在一些应用中，不透明触摸传感器提供软键功能性。在其它应用中，透明触摸传感器上覆于显示器上以允许用户经由触摸或接近而与显示器上的物件交互。此些物件可呈软键、菜单及显示器上的其它物件的形式。在物件(例如，用户的指尖)致使电容性触摸传感器的电容改变时，由所述电容性触摸传感器的电容改变激活(控制指示激活的信号)所述电容性触摸传感器。当今的电容性触摸传感器呈不同种类，包含单点触摸式及多点触摸式。单点触摸传感器检测并报告与所述触摸传感器接触或接近的一个物件的位置。多点触摸传感器检测与所述触摸传感器同时接触或接近的一个或一个以上物件的位置，并报告与每一物件相关的相异位置信息或按所述相异位置信息起作用。可使用一个或一个以上层构造在单点触摸系统及多点触摸系统两者中使用的触摸传感器，每一层具有彼此电绝缘的多个电极。在多层实施例中，所述层可固定成彼此紧密接近且彼此电绝缘。在所述一个或一个以上层触摸传感器构造中的任一者中，电极可形成任一类型的坐标系统(例如极坐标系统等)。一些触摸传感器可利用X-Y或栅格状布置。举例来说，在双层构造中，可彼此正交地布置不同层上的平行电极使得不同层上的电极之间的重叠点界定栅格(或其它坐标系统)。在替代方案中，一组电极与另一组电极之间的接近关系可类似地界定栅格(或其它坐标系统)。测量触摸传感器内的个别电极的自电容为一种由单点触摸系统采用的方法。举例来说，使用X-Y栅格，触摸控制器反复通过X轴及Y轴电极中的每一者，一次选择一个电极并测量其电容。触摸的位置由(I)经历最高有效电容改变的X轴电极与(2)经历最高有效电容改变的Y轴电极的接近确定。对所有X轴及Y轴电极执行自电容测量提供相当快的系统响应时间。然而，其不支持如多点触摸传感器系统中所要求的追踪多个同时(X，Y)坐标。举例来说，在16X16电极栅格中，一个物件在位置(1，5)处与第二物件在位置(4，10)处的同时触摸导致四个可能触摸位置(1，5)、(1,10), (4，5)及(4，10)。自电容系统能够确定X轴电极I及4已被触摸且Y轴电极5及10已被触摸，但其不能消除歧义以确定所述四个可能位置中的哪两者表示实际触摸位置。在多点触摸传感器中，可使用互电容测量来检测一个或一个以上物件的同时触摸。举例来说，在X-Y栅格触摸传感器中，互电容可指代X轴电极与Y轴电极之间的电容性耦合。触摸屏上的一组电极可充当接收器而另一组中的电极可充当发射器。发射器电极上的经驱动信号可更改在接收器·电极上进行的电容性测量，因为两个电极是经由互电容耦合。以此方式，互电容测量可能不会遇到与自电容相关联的歧义问题，因为互电容可有效地寻址触摸传感器上的每个X-Y接近关系(节点)。更具体来说，使用互电容测量的多点触摸控制器可选择第一组电极中的一个电极作为接收器。接着，所述控制器可测量(一个接一个地)第二组电极中的每一发射器电极的互电容。所述控制器可重复此过程直到第一组电极中的每一者已被选择作为接收器为止。可通过经历最高有效电容改变的那些互电容节点来确定一个或一个以上触摸的位置。互电容胜过自电容的这些优势具有一定代价。具体来说，在与自电容测量相比时，互电容可使系统对触摸行动做出响应所花费的时间降级。此降级可发生是由于在每一节点处测量互电容，而自电容是在每一电极处测量。举例来说，在16 X 16栅格触摸传感器中，在256个节点处进行互电容测量，而针对自电容仅测量32个电极。由于此折衷，通常在不需要多点触摸能力的应用中采用自电容测量，而在确实需要多点触摸能力的应用中采用互电容测量。即使如此，测量每一节点的互电容也可能花费显著的时间量，此可不利地影响多点触摸系统对触摸行动的响应。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种用于在多点触摸传感器系统中确定多个触摸事件的方法。所述系统可具有包含由多个电极界定的多个节点的触摸传感器。所述方法可包含针对所述多个电极中的至少两者执行自电容测量；及由于所述所执行的自电容测量而检测一个或一个以上经触摸电极。所述方法可进一步包含仅针对所述节点的一子组执行多个互电容测量，其中所述子组可少于所有所述节点且可至少包含对应于所述经触摸电极的所述节点。所述方法可另外包含由于所述多个互电容测量而检测两个或两个以上经触摸节点。在所述方法的一个实施例中，所述多个电极可包括第一子组电极及第二子组电极。在此实施例中，可对所述电极中的每一者执行自电容测量，且经触摸电极可包括来自所述第一组电极及所述第二组电极两者的电极。根据所述方法的替代实施例，所述多个电极可包括第一组电极及第二组电极，且可对所述第一组电极中的电极中的每一者而不对所述第二组电极中的电极执行自电容测量。在此替代实施例中，经触摸电极可包括仅来自第一组电极的电极。根据本发明的另一实施例，提供一种用于检测触摸传感器上的一个或一个以上触摸事件的系统。所述系统可包括可具有由多个电极界定的多个节点的触摸传感器。所述系统可进一步包括用于测量所述多个电极中的每一者的自电容的自电容测量构件。另外，所述系统可包括用于测量所述节点的仅一子组处的互电容的互电容测量构件，其中所述子组可少于所有所述节点且可基于所述自电容测量构件的输出而确定。所述系统还可包括检测构件，所述检测构件用于基于所述自电容测量构件的输出及互电容测量构件的输出而检测两个或两个以上经触摸节点。根据本发明的另一实施例，提供一种用于检测触摸传感器上的一个或一个以上触摸事件的系统。所述系统可包括可具有由多个电极界定的多个节点的触摸传感器。所述系统可进一步包括触摸控制器，所述触摸控制器可具有用于测量多个电极中的每一者的自电容的自电容测量构件及用于测量所述多个节点中的每一者的互电容的互电容测量构件。所述触摸控制器可操作以使用自电容测量构件针对所述多个电极中的至少两者执行自电容测量。所述触摸控制器可进一步操作以由于所执行的自电容测量而检测一个或一个以上经触摸电极。另外，所述触摸控制器可操作以使用互电容测量构件针对所述节点的仅一子组执行多个互电容测量，其中所述子组可少于所有所述节点且可至少包含对应于经触摸电极的节点。另外，所述触摸控制器可操作以由于多个互电容测量而检测两个或两个以上经触摸节点。在前述系统的一个实施例中，所述多个电极可包括第一组电极及第二组电极，且所述触摸控制器可对所述电极中的每一者执行自电容测量。根据此实施例，经触摸电极可包括来自所述第一组电极及所述第二组电极两者的电极。在可类似地包括第一组电极及第二组电极的替代实施例中，触摸控制器可对所述第一组电极中的电极中的每一者而不对所述第二组电极中的电极执行自电容测量。在此替代实施例中，经触摸电极可包括仅来自第一组电极的电极。
通过结合附图参考以下说明，可获取对本发明实施例及其优点的更完整理解，在 附图中相似参考编号指示相似特征，且其中图I图解说明根据本发明用于检测触摸传感器上的多个触摸的实例性触摸传感器系统的框图。图2图解说明根据本发明用于检测多个触摸的实例性触摸传感器的俯视图。图2a图解说明根据本发明用于检测多个触摸的实例性触摸传感器的俯视图。图2b图解说明根据本发明用于检测多个触摸的实例性触摸传感器的俯视图。图3图解说明根据本发明的实例性触摸传感器的部分横截面正视立面图。图4图解说明根据本发明对应于触摸传感器系统中的实例性触摸传感器的电路。图5图解说明根据本发明对应于触摸传感器系统中的实例性触摸传感器的电路。图6图解说明根据本发明的基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的实例性张弛振荡器电路。图7图解说明根据本发明针对基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的张弛振荡器电路输出的实例性时序图。图8图解说明根据本发明针对基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的张弛振荡器电路输出的实例性时序图。图9图解说明根据本发明的基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的实例性触摸控制器。
图10图解说明根据本发明的基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的实例性触摸控制器。图11图解说明根据本发明针对基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的张弛振荡器电路输出及脉冲驱动电路输出的实例性时序图。图Ila图解说明根据本发明针对基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的张弛振荡器电路输出及脉冲驱动电路输出的实例性时序图。图Ilb图解说明根据本发明针对基于张弛振荡器的触摸传感器系统中的张弛振荡器电路输出及脉冲驱动电路输出的实例性时序图。图12图解说明根据本发明的基于充电时间对电压的触摸传感器系统中的实例性 充电时间测量电路。图13图解说明根据本发明的基于充电时间对电压的触摸传感器系统中的实例性触摸控制器。图14图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的触摸的实例性方法的流程图。图14a图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的触摸的实例性方法的流程图。图15图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的一个或一个以上同时触摸的实例性方法的流程图。图15a图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的一个或一个以上同时触摸的实例性方法的流程图。图16图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的一个或一个以上同时触摸的实例性方法的流程图。图16a图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的一个或一个以上同时触摸的实例性方法的流程图。图17图解说明根据本发明的组合的基于张弛振荡器及基于充电时间对电压的触摸传感器系统的实例性触摸控制器。图18图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的一个或一个以上同时触摸的实例性方法的流程图。图19图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统中检测触摸传感器上的一个或一个以上同时触摸的实例性方法的流程图。
具体实施例方式通过参考下文图I到19最好地理解优选实施例及其胜过现有技术的优点，其中使用相似编号指示相似及对应部件。本发明的一个或一个以上方面可包括体现本文中所描述及图解说明的功能的计算机程序。然而，应明了，可存在以计算机编程实施本发明的许多不同方式，且本发明不应被理解为限制于任一组计算机程序指令。此外，熟练的程序员将能够撰写此计算机程序以基于随附流程图及申请案文本中的相关联描述来实施本发明的实施例。因此，特定组的程序代码指令的揭示并不视为是充分理解如何制作及使用本文中所揭示的系统及方法所必需的。如本文中所使用，术语“触摸”、“若干触摸”及其各种衍生词在其涉及与触摸传感器的接触时应理解为意指实际触摸(即，手指或物件与触摸传感器直接接触)以及接近事件或“几乎触摸”(即，手指或物件非常接近于触摸屏放置而不实际上与触摸屏直接接触)。因此，“经触摸节点”、“经触摸电极”或类似术语为已由物件直接接触或与物件非常接近的节点、电极等。同样地，术语“接触”、“若干接触”及其各种衍生词在其涉及物件接触触摸屏时的使用应理解为意指实际直接接触以及接近事件或“几乎触摸”。根据一个实施例，多点触摸传感器系统可首先对电容性触摸传感器中的每一 X轴及Y轴电极执行自电容测量。如果在电极中的任一者上检测到触摸，那么系统可接着仅对对应于经触摸的X轴及Y轴电极的节点或全部传感器节点的扩展子组执行互电容测量。在 后一情况中，举例来说，可期望对邻近于对应于经触摸的X轴及Y轴电极的节点的一子组节点执行互电容测量。如这些实施例中所述的实施方案可减少测量时间，此可改进触摸系统对多点触摸事件的响应时间。根据此实施例，两个物件可在位置(1，5)及位置(4，10)处接触16 X 16栅格触摸传感器。多点触摸系统可执行32个自电容测量(每一电极处一个)并确定已触摸X轴电极I及4且已触摸Y轴电极5及10。如果系统支持最多两个同时触摸，那么系统可进行少到一个或多达四个互电容测量来确定实际触摸位置。举例来说，如果在节点(1，5)处进行第一互电容测量，那么系统将检测到在所述位置处的触摸且可通过消除过程推断出第二触摸在节点(4，10)处发生。如果在节点(1，10)处进行第一互电容测量，那么系统可通过消除过程推断出两个触摸在位置(1，5)及(4，10)处发生。或者，系统可在确定触摸事件在位置(1,5)及(4，10)处发生之前在节点中的两者、三者或四者中的每一者处进行互电容测量。在这些情况中的任一者中，所进行的全部测量的数目小于在全互电容系统中所需的256个测量，因此提供更好的系统响应时间。如果上述系统支持最多3个同时触摸，那么系统可进行少到三个或多达四个互电容测量来确定已触摸位置(1，5)及(4，10)。举例来说，在测量(1，5)及(1，10)之后，系统可仍测量(4，5)及(4，10)中的至少一者以确定是否已触摸仅一个或两个位置(即，分别指示双点或三点触摸)。或者，支持三个同时触摸事件的系统可在确定触摸事件在位置(1，5)及(4，10)处发生之前在四个节点中的每一者处进行互电容测量。在这些情况中的任一者中，所进行的全部测量的数目小于在全互电容系统中所需的256个测量，因此提供更好的系统响应时间。根据另一实施例，多点触摸传感器系统可首先对电容性触摸传感器的一个轴(例如，X轴)执行自电容测量。如果在电极中的任一者上检测到触摸，那么系统可接着对由经触摸电极及沿另一轴(例如，Y轴)的电极中的每一者形成的每一节点执行互电容测量。根据此实施例，所进行的全部测量的数目小于在全互电容系统中所需的256个测量，因此提供更好的系统响应时间。图I图解说明根据本发明用于检测触摸传感器上的多个触摸的实例性触摸传感器系统100的框图。如图I中所描绘，系统100可包括触摸传感器200、触摸控制器400及主机800。触摸传感器200—般可操作以经由与人类手指或其它手持物件(例如，手写笔、信用卡等)接触来接收输入。一般来说，触摸传感器200经配置以经由由触摸事件产生的电容改变来辨识所述触摸事件。触摸传感器200可包含在触摸传感器200内呈现到接地(或虚拟接地)平面及到彼此的天然电容的一个或一个以上导电元件。触摸传感器200可为半透明构造，从而允许将其放置于图形(视频)显示系统前面或集成到其中。或者，触摸传感器200可为不透明构造(例如，许多当前膝上型计算机中所使用的触摸垫)。在下文对图2到5的论述中提供根据本发明的实例性触摸传感器200的更详细说明。触摸控制器400 —般可为可操作以检测、测量并报告触摸传感器200上的触摸事件的电子系统。触摸控制器400可包括电容测量电路500。根据某些示范性实施例，电容测量电路500可包括呈电子电路形式的张弛振荡器电路500，其产生在两个电压电平之间振荡的电压信号。在替代实施例中，电容测量电路500可包括呈电子电路形式的充电时间测量单元，其提供充电电压或电流及计时器。可将触摸控制器400实施为离散电组件、集成电路的一部分或两者的某一组合。在下文对图6到14的论述中提供根据本发明的实例性触摸控制器400的更详细说明。
主机800 —般可为从触摸控制器400接收触摸报告的系统。主机800可经配置以基于此些触摸报告而起始某一行动。在一个实施例中，主机800可对应于例如服务器、桌上型计算机、膝上型计算机或平板计算机的计算机。根据另一实施例，主机800可对应于多种电子装置中的任一者，包含(举例来说)移动电话或数字媒体(例如，音乐、视频等)播放器。如图I中所图解说明，触摸传感器200、触摸控制器400及主机800可经由连接101及102通信地耦合以形成系统100。连接101及102可为适合于促进电子信号、数据及/或消息(一般称作数据)的通信的任一类型的结构。另外，触摸传感器200、触摸控制器400及主机800可使用任一适合通信协议经由连接101及102进行通信。在一个实施例中，经由连接101及102的通信可呈定制通信协议的形式。根据另一实施例，经由连接101及102的通信可根据多种已知协议/总线架构中的任一者。举例来说，此些协议/架构可包含但不限于I2C、SPI、RS232/UART、微通道架构(MCA)总线、工业标准架构(ISA)总线、增强型ISA(EISA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express总线、超传输(HT)总线、通用串行总线(USB)、视频电子装置标准协会(VESA)局部总线、因特网协议(IP)、其它基于包的协议、小计算机系统接口(SCSI)、因特网SCSI (iSCSI)、串行附接SCSI (SAS)或与SCSI协议一起操作的任一其它传输、高级技术附件(ATA)、串行ATA(SATA)、高级技术附件包接口(ATAPI)、串行存储架构(SSA)、集成驱动电子装置(IDE)及/或其任一组合。尽管在图I中将触摸传感器200、触摸控制器400及主机800描绘为单独的块，但可提供任一物理配置。举例来说，在一个实施例中，可将触摸控制器400及主机800实施为单个集成电路。在另一实施例中，可将触摸控制器400及触摸传感器200实施为与主机800分离的独立装置。在又一实施例中，可将触摸传感器200、触摸控制器400及主机800实施为其中连接101及102作为装置内的内部连接的一个物理装置。针对包含对应于触摸传感器200、触摸控制器400及主机800的一个以上物理装置的实施例，所述物理装置可在物理上位于相同位置处或远程位置处。举例来说，连接101可为因特网且主机800可为位于远离触摸传感器200及触摸控制器400许多英里处的服务器计算机。在操作中，触摸控制器400可使用电容测量电路500及其它电路以经由连接102连续地测量触摸传感器200内的一个或一个以上导电元件的电容值。当用户用一个或一个以上手指或者其它物件触摸触摸传感器200时，所述触摸改变接近触摸位置的导电元件处的电容值。触摸控制器400可辨识经改变的电容并确定触摸传感器200已被触摸。因此，触摸控制器400可确定触摸的位置或被触摸的特定导电元件。触摸控制器400可接着将触摸位置报告给主机800。主机800可完全地或部分地基于触摸的位置而起始某一行动。图2图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统100中检测多个触摸的实例性触摸传感器200的俯视图。根据所描绘的实施例，触摸传感器200可包含布置成栅格图案且形成笛卡尔坐标系统(X及y)的经介电分离的导电元件Xl到X7及Yl到Y7，其中每一导电元件表示不同的X或y坐标。根据另一实施例，触摸传感器200可包含根据极坐标系统或某一其它坐标系统布置的导电元件。在一个替代实施例中，可挑选完全任意及/或专有坐标系统(举例来说，除笛卡尔或极坐标系统以外的某坐标系统)。根据所描绘的实施例，导电元件Xl到X7及Yl到Y7可沿着每一导电元件的长度为均匀宽度。根据替代实施例，导电元件Xl到X7及Yl到Y7可具有沿着每一导电元件的长度变化的宽度。举例来说，一个层(例如，X层)中的导电元件在其与另一层(例如，Y层)中的导电元件相交的点处的宽度比其在沿着其长度的非相交区域处的宽度小。在图2a中将此后一类型的触摸传感器的 实例描绘为触摸传感器260，图2a图解说明根据交错菱形图案布置的导体。图2中的导电元件Xl到X7及Yl到Y7中的每一者可经由迹线202及204电连接到端口 252及254。在所展示的实施例中，每一导电元件单独且直接地连接到端口 252及254中的相应一者。根据另一实施例，迹线202及204可直接或间接地(例如，借助介入逻辑)连接到导电元件Xl到X7及Yl到Y7中的一者以上。尽管在图2a的触摸传感器280中未描绘类似迹线及端口，但所属领域的技术人员将理解，可在触摸传感器280中利用这些特征。可用任一适合导电介质形成图2及2a中的导电元件Xl到X7/X10及Yl到Y7。在半透明触摸传感器配置中，可用(举例来说)氧化铟锡(ITO)形成电容性元件Xl到X7/X10及Yl到Y7。在不透明触摸传感器配置中，可用(举例来说)铜形成电容性元件Xl到X7/XlO 及 Yl 到 Y7。端口 252及254可提供图I的触摸控制器400可耦合(经由连接102)到的接口。尽管所揭示的实施例包含对应于导电元件Yl到Y7的一个端口 252及对应于导电元件Xl到X7的单独端口 254，但其它实施例可包括单个端口或两个以上端口。在这些情况中，将迹线202及204路由到所要的端口。图2b图解说明根据本发明用于在触摸传感器系统100中检测多个触摸的实例性触摸传感器270的俯视图。根据所描绘的实施例，触摸传感器270可包含经介电分离的导电元件Xl到X3及Yl到Y3。根据此实施例，可邻近于X轴上的导电元件274定位Y轴上的导电元件272。在此实施例中，X轴及Y轴导电元件可在同一物理层上，而非在不同层上相交。以此方式，可简化触摸传感器270的构造。因此，导电元件Xl到X3及Yl到Y3可布置成栅格图案(如所描绘)，使得X轴元件274及Y轴元件272可表示笛卡尔坐标系统中的坐标节点(X3，Y3)。类似地，X轴元件278及Y轴元件276可表示坐标或节点(X3，Y2)。根据另一实施例，触摸传感器270可包含根据极坐标系统或某一其它任意或专有坐标系统布置于同一物理层上的类似导电元件。在触摸传感器270的上述实施例中的一者或全部中，交越位置291可需要电分离。然而，这些交越位置可为动机在于使得其不表示其中测量电容的区的构造。而是，可测量导电元件272及274处或其之间的电容以确定在坐标或节点(X3，Y3)处是否已发生触摸。图3图解说明根据本发明的示范性实施例的触摸传感器系统100中的实例性触摸传感器200的部分横截面正视立面图。举例来说，图3可对应于图2及2a中所描绘的多层触摸屏200及260。如图3中所描绘，触摸传感器200可包括导电元件Xl到X3形成到其上的衬底层306。绝缘层308可使导电元件Xl到X3与导电元件Yl介电分离。表面层310可形成于导电元件Yl的顶部上且提供触摸屏200的输入表面(即，用户用手指或其它物件触摸的表面)。在半透明触摸传感器配置中，可用(举例来说)玻璃或透明塑料(举例来说，树脂玻璃(Plexiglas)、PET (聚酯)等)形成衬底306及表面层310 ;且可用(举例来说)透明粘合剂或具有良好绝缘特性的其它半透明材料形成绝缘层308。在不透明触摸传感器配置中，可用(举例来说)纤维玻璃(FR-4)印刷电路板(PCB)材料形成衬底306 ;可用(举例来说)任一适合粘合剂或具有良好绝缘特性的其它材料形成绝缘层308;且可用 (举例来说)玻璃或塑料形成表面层310。尽管图3提供触摸传感器200的构造的一个示范性实施例，但许多其它实施例为可能的，且将为所属领域的技术人员知晓。另外，在图2、2a、2b及3中对“X”层及“Y”层的指派为任意指派，且不应被理解为限制。在所有图2、2a、2b及3中，不同电极组之间的接近性、邻近性、空间关系或接近关系(举例来说，“X”电极组与“Y”电极组的关系)可起作用以形成及/或界定多个节点。所述节点又可对应于上文关于图2、2a、2b及3所述的坐标系统的类型。在操作中，触摸传感器200 (图解说明于图2、2a、2b及3中)提供用户可经由其将输入提供到触摸传感器系统100的物理接口。每一导电元件Xl到X7/X10及Yl到Y7可具有天然电阻。每一导电元件Xl到X7/X10及Yl到Y7也可在触摸传感器200内具有到接地(或虚拟接地)平面及到彼此的天然电容。因此，每一导电元件Xl到X7/X10及Yl到Y7可用于形成RC电路，例如图4中所描绘的那些电路。举例来说，图4的电路412可表示对应于未经触摸的个别导电元件的RC电路，所述RC电路具有描绘为电阻器413的天然电阻及可包含存在于触摸传感器200内的寄生电容的天然电容Cp。这些天然电阻及电容可由借以构造导电元件的特定材料及特定导电元件的几何形状产生。如此，可经由设计考虑来具体地挑选触摸屏的导电元件的天然电阻及/或电容。当用户用手指或其它物件触摸触摸传感器200时，可与接近触摸的位置的导电元件的天然电容并联地添加额外电容。将此第二电容图解说明为图4的电路414中的电容Cf。同样，电路414的电阻器415可对应于导电元件的天然电阻，且电容Cp可对应于导电元件的天然电容。可将电路414中的并联电容Cp及Cf加在一起以形成总传感器电容(Cs)，如电路416中所描绘。因此，电路416图解说明可在存在触摸的情况下形成的RC电路。如下文更充分地描述，图I的触摸控制器400可经由电容测量电路500重复地测量每一导电元件Xl到X7/X10及Yl到Y7的自电容Cs以确定用户是否已触摸触摸传感器200。换句话说，通过重复地测量Cs，触摸控制器400可确定当Cs的值增加时用户已触摸触摸屏200。如本文中所使用，术语“自电容”用于表示电极呈现给电容测量系统的相对于接地(或虚拟接地)的电容性负载。换句话说，可根据自电容测量来测量每一导电元件Xl到X7/XlO及Yl到Y7，其中特定导电元件的测量与任何其它导电元件无关(忽视可能存在于触摸控制器200中的任何寄生电容)。换句话说，可与其它导电元件无关地执行对特定导电元件的自电容测量，但针对特定导电元件测量的电容值同时可取决于其它导电元件。因此，根据某些示范性实施例，自电容测量可提供哪些X电极及Y电极具有触摸条件的知识。然而，如上文所论述，自电容测量(就其本身来说)可能不能使多个X及Y经触摸电极与(X，Y)坐标相关(即，当已发生多个同时触摸或接近事件时)。触摸传感器200也可包含触摸传感器上的每一 X-Y节点处的天然耦合电容。如本文中所使用，术语“互电容”用于表示不同组中的电极之间在其接近点处(即，在触摸传感器200上的节点处)的此耦合电容。因此，每一节点可用于形成RC电路，例如图5中所描绘的那些电路。举例来说，图5的电路540可表 示对应于未经触摸X-Y导电元件对(举例来说，图2的Xl及Y6)的RC电路。X层上的导电元件可具有描绘为电阻器542的天然电阻及可包含存在于触摸传感器200内的寄生电容的天然电容Cpx。类似地，Y层上的导电元件可具有描绘为电阻器544的天然电阻及可包含存在于触摸传感器200内的寄生电容的天然电容Cpy。将X层上的导电元件与Y层上的导电元件之间的天然耦合电容或互电容描绘为电容Cm。当用户用手指或其它物件触摸触摸传感器200时，可与接近触摸的位置的导电元件的天然电容并联地添加额外电容。将此额外电容图解说明为图5的电路546中的电容Cf。同样，电路546的电阻器548及550可对应于给定节点处的每一导电元件的天然电阻，且电容Cpx及Cpy可对应于给定节点处的每一导电元件的天然电容。因此，电路546图解说明可在存在触摸的情况下形成的RC电路。如下文更充分地描述，图I的触摸控制器400可经由电容测量电路500重复地测量每一 X-Y节点的互电容Cm以确定用户是否已触摸触摸传感器200。换句话说，通过重复地测量Cm，触摸控制器400可确定当Cm的值改变时用户已触摸触摸屏200。在示范性实施例中，触摸控制器400可直接测量个别导电元件的电容或两个导电元件之间的电容。根据替代实施例，触摸控制器400可间接测量个别导电元件的电容或两个导电元件之间的电容，例如通过测量所述电容可对由导电元件形成的RC电路或对耦合到此RC电路的电路具有的效应。图6图解说明根据本发明的某些示范性实施例的实例性张弛振荡器电路600，例如可在图I的电容测量电路500中使用的张弛振荡器电路。根据此实施例，具有电容Cs的电容器632及电阻器634对应于个别导电元件Xl到X7或Yl到Y7的RC电路(举例来说，图4的电路416)。在替代实施例中，电容Cs可对应于电路546的电容Cpy且电阻器634可对应于电阻器550 (图5)。这些RC电路中的任一者可连接到比较器620及622以及SR锁存器624。如所描绘，节点630处的电压Vcs可对应于跨越传感器电容器632的电压。节点630处的电压Vcs可用作到比较器620及622两者的反相输入。比较器620的非反相输入可连接到电压V2，且比较器622的非反相输入可连接到电压Vl。在此实施例中，电压V2大于电压VI。比较器620的输出可经反相并连接到SR锁存器624的S输入。比较器622的输出可连接到SR锁存器624的R输入。SR锁存器624的经反相输出(即，Q_bar输出)可连接到由导电元件Xl到X7或Yl到Y7中的一者形成的RC电路。
在操作中，张弛振荡器电路600可用于形成其中将节点630处的电压Vcs循环地充电到电压电平V2及放电到电压电平Vl的操作窗。张弛振荡器电路600可以以下方式实现此功能。首先，如果节点630处的电压(即，跨越电容器632的电压)下降到低于电压VI，那么比较器622的输出将变高。类似地，如果节点630处的电压上升到高于电压V2，那么比较器620的输出将变高(由于经反相输出)。接下来，可将比较器输出连接到SR锁存器624，所述SR锁存器可根据表I中的真值表而表现。复I
权利要求
1.一种用于在多点触摸传感器系统中确定多个触摸事件的方法，所述多点触摸传感器系统具有包含由多个电极界定的多个节点的触摸传感器，所述方法包括 针对所述多个电极中的至少两者执行自电容测量； 由于所述所执行的自电容测量而检测一个或一个以上经触摸电极； 仅针对所述节点的一子组执行多个互电容测量，其中所述子组少于所有所述节点且至少包含对应于所述经触摸电极的所述节点；及 由于所述多个互电容测量而检测两个或两个以上经触摸节点。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述一个或一个以上经触摸电极仅包括一个经触摸电极。
3.根据权利要求I所述的方法，其中 所述多个电极包括第一组电极及第二组电极； 对所述电极中的每一者执行所述自电容测量；且 所述经触摸电极包括来自所述第一组电极及所述第二组电极两者的电极。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述子组的节点仅包括对应于所述经触摸电极的所述节点。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述子组的节点包括邻近于所述经触摸电极的节点。
6.根据权利要求3所述的方法，其中根据以下各项中的至少一者来执行所述自电容测量及所述互电容测量频率测量方法、周期测量方法、VACST方法及TCSV方法。
7.根据权利要求3所述的方法，其中通过消除过程来检测所述经触摸节点。
8.根据权利要求3所述的方法，其中执行恰好一个互电容测量且基于所述测量而检测两个经触摸节点。
9.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一组电极对应于所述触摸传感器的第一层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二组电极对应于所述触摸传感器的第二层。
11.根据权利要求3所述的方法，其中当物件接近于但不直接接触所述经触摸电极时，检测所述经触摸电极。
12.根据权利要求3所述的方法，其中当物件接近于但不直接接触经触摸节点时，检测所述经触摸节点。
13.根据权利要求I所述的方法，其中 所述多个电极包括第一组电极及第二组电极； 对所述第一组电极中的所述电极中的每一者而不对所述第二组电极中的所述电极执行所述自电容测量；且 所述经触摸电极包括仅来自所述第一组电极的电极。
14.一种用于检测触摸传感器上的一个或一个以上触摸事件的系统，其包括 触摸传感器，其具有由多个电极界定的多个节点； 自电容测量构件，其用于测量所述多个电极中的每一者的自电容； 互电容测量构件，其用于测量所述节点的仅一子组处的互电容，其中所述子组少于所有所述节点且基于所述自电容测量构件的输出而确定；及 检测构件，其用于基于所述自电容测量构件的所述输出及所述互电容测量构件的输出而检测两个或两个以上经触摸节点。
15.一种用于检测触摸传感器上的一个或一个以上触摸事件的系统，其包括 触摸传感器，其具有由多个电极界定的多个节点；及 触摸控制器，其具有用于测量所述多个电极中的每一者的自电容的自电容测量构件及用于测量所述多个节点中的每一者的互电容的互电容测量构件； 其中所述触摸控制器可操作以 使用所述自电容测量构件针对所述多个电极中的至少两者执行自电容测量； 由于所述所执行的自电容测量而检测一个或一个以上经触摸电极； 使用所述互电容测量构件仅针对所述节点的一子组执行多个互电容测量，其中所述子组少于所有所述节点且至少包含对应于所述经触摸电极的所述节点；及由于所述多个互电容测量而检测两个或两个以上经触摸节点。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述一个或一个以上经触摸电极仅包括一个经触摸电极。
17.根据权利要求15所述的系统，其中 所述多个电极包括第一组电极及第二组电极； 所述触摸控制器对所述节点中的每一者执行所述自电容测量；且 所述经触摸电极包括来自所述第一组电极及所述第二组电极两者的电极。
18.根据权利要求15所述的系统，其中 所述多个电极包括第一组电极及第二组电极； 所述触摸控制器对所述第一组电极中的所述电极中的每一者而不对所述第二组电极中的所述电极执行所述自电容测量；且 所述经触摸电极包括仅来自所述第一组电极的电极。
全文摘要
本发明提供用于在多点触摸传感器系统中确定多个触摸事件的系统及方法。所述系统可具有包含由多个电极界定的节点的触摸传感器，所述多个电极可包括第一及第二组。所述方法可包含测量至少两个电极的自电容；检测经触摸电极；及测量所述节点的仅一子组(例如，少于所有所述节点且至少包含对应于所述经触摸电极的所述节点)的互电容，从而产生对两个或两个以上经触摸节点的检测。可对所述电极中的每一者执行所述自电容测量，且所述经触摸电极可包括来自所述第一及第二组两者的电极。或者，可仅对所述第一组中的电极执行所述自电容测量，且所述经触摸电极可包括仅来自所述第一组的电极。
文档编号G06F3/044GK102782626SQ201180012691
公开日2012年11月14日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年4月30日
发明者托德·奥康纳, 杰里·哈诺尔 申请人:密克罗奇普技术公司