专利名称：用于对投影-扫描触摸传感器面板上的多个触摸进行消歧的方法
技术领域：
本公开总地涉及触摸传感器面板和用于检测触摸传感器面板上的同时多个触摸的方法，并且更具体地，涉及投影-扫描多重触摸触摸传感器面板和用于对投影-扫描触摸传感器面板上的多个触摸进行消歧(disambiguating)的方法。
背景技术：
近年来，触摸传感器面板、触摸屏等等已经可用作输入装置。特别是触摸屏，由于其操作的简便性和多用性以及其价格的降低而越来越受欢迎。触摸屏可以包括触摸传感器面板和显示装置，触摸传感器面板可以为具有触摸敏感表面的透明面板，而显示装置，例如LCD面板，可以部分地或全部位于触摸传感器面板后面，使得触摸敏感表面可以覆盖显示装置的可见区域的至少一部分。触摸屏可以允许用户通过使用手指、尖笔或其他物体在通常由显示装置显示的用户界面(UI)所决定的位置触摸所述触摸传感器面板来执行各种功能。总地来说，触摸屏可以识别触摸事件和该触摸事件在触摸传感器面板上的位置，而计算系统然后可以按照在触摸事件时出现的显示来解释触摸事件，然后可以基于触摸事件执行一个或多个动作。触摸传感器面板可以包括能够检测触摸事件(物体、例如手指在触摸敏感表面上的触摸)的触摸传感器的阵列。一些当前的触摸面板能够检测多个触摸(例如，多个手指大致同时在触摸敏感表面上不同位置处的触摸)和近触摸(例如，在其触摸传感器的近场检测能力范围内的手指)，并且识别和跟踪它们的位置。但是，在一些触摸感测技术(例如投影-扫描触摸感测)中，多个触摸的位置不能被无歧义地确定。
发明内容
本公开的实施例提供了修改的投影-扫描触摸传感器面板硬件和对应的用于对这些修改的投影-扫描触摸传感器面板上的多个触摸的位置进行消歧的方法。总体上，公开了一种修改的投影-扫描触摸传感器面板，其中若干电极(行和/或列)可以被划分为多个区段(section)以便辅助多个触摸的消歧。利用这种电极划分，来自分离导电区(即，分离列和行)的触摸的比例可以被确定并被用来估计非分离导电区上的一个或多个触摸的位置。在各种实施例中，投影-扫描触摸传感器面板的不同行和列可以被分离为子区段(subsection)。另外，不同数目的行和/或列可以被分离为两个或更多个子区段。如果一行或列被分离为多于两个子区段，则该比例可以在所有子区段之间被计算，并且反映每个子区段上的触摸的部分。但是，投影-扫描触摸传感器面板中的间断(break)的数目可以被保持为最小数目，同时仍然收集足够的数据来使得处理器能够对面板上的多个触摸进行消歧(即，避免由同时检测到的多个触摸引起的旋转歧义。)为了最小化对多个触摸进行消歧所需的间断的数目，所述间断可以被并入特定行和列，以确保一个触摸总能与单个分离行和单个分离列重叠而不管该触摸在触摸传感器面板的表面上的位置如何。根据本公开的实施例，存在多种方法来估计触摸在完整行或列上的分布。在第一实施例中，一个完整行(即，没有在物理上被分离为子区段的行)检测到的信号可以被均匀分配，每“一半”50%，而不管触摸在该特定行上的实际分布如何。在第二实施例中，可以通过将来自相邻分离行或列的比例分别采用到非分离行或列来估计非分离行或列的两半之间的半行和半列比。在第三实施例中，列和行的网格被分为四个象限，由每个象限中的分离行和列的子区段的信号之和(或平均值)表征。然后可以使用象限和比例来估计每个完整行和列的两个虚拟一半之间的一半比(half-ratio)。
图1示出检测触摸的投影-扫描触摸传感器面板的行和列的示例性布置。图2和3示出投影-扫描触摸传感器面板中的旋转歧义的例子。图4根据本公开的实施例示出示例性投影-扫描触摸传感器面板的行。图5根据本公开的实施例示出示例性投影-扫描触摸传感器面板的列。图6根据本公开的实施例组合了图4的行和图5的列来提供示例性投影-扫描触摸传感器面板的完整图示。图7a和7b根据本公开的实施例示出为投影_扫描触摸传感器面板的虚拟分离行估计分离数据的方法。图8a和Sb根据本公开的实施例示出基于面板的物理分离行的分离数据为投影-扫描触摸传感器面板的虚拟分离行估计分离数据的另一种方法。图9a_c根据本公开的实施例示出基于面板的物理分离行和列的分离数据为投影-扫描触摸传感器面板的虚拟分离行和列估计分离数据的另一种方法。图9d_f根据本公开的实施例示出生成触摸像素的完整二维多重触摸图像的方法。图1Oa根据本公开的实施例示出具有投影-扫描触摸传感器面板的示例性数字媒体播放器。图1Ob根据本公开的实施例示出具有投影-扫描触摸传感器面板的示例性移动电话。图1Oc根据本公开的实施例示出具有投影-扫描触摸传感器面板的示例性移动计算机。图1Od根据本公开的实施例示出具有投影-扫描触摸传感器面板的示例性台式计算机。图11根据本公开的实施例示出包括投影-扫描触摸传感器面板的示例性计算系统。
具体实施例方式在下面对优选实施例的描述中，参考了构成其一部分的附图，附图中通过图解的方式示出了可以实施的具体实施例。应该理解，可以使用其他实施例并且可以做出结构上的改变而不偏离本公开的实施例的范围。本公开的实施例提供了修改的投影-扫描触摸传感器面板硬件和对应的用于对这些修改的投影-扫描触摸传感器面板上的多个触摸的位置进行消歧的方法。总体上，公开了一种修改的投影-扫描触摸传感器面板，其中若干电极(行和/或列)可以被划分为多个区段以便辅助多个触摸的消歧。利用这种电极划分，来自分离导电区(即，分离列和行)的触摸的比例可以被确定并被用来估计非分离导电区上的一个或多个触摸的位置。在当前可用的许多类型的触摸传感器面板中，已发现电容性触摸感测装置在便携式电子装置中工作得特别好。总地来说，每当触摸传感器面板中的两个导电部件互相靠近而没有实际接触时，它们的电场可能相互作用从而形成具有特定电容的感测点。在电容性触摸装置的情况下，当例如手指的物体接近触摸感测表面时，可能在该物体与靠近该物体的感测点之间形成微小电容。通过检测每个感测点处的电容变化并通知感测点的位置，感测电路可以识别多个物体，并且在物体穿过触摸表面移动时确定该物体的诸如位置、压力、方向速度和加速度的参数。一种类型的电容性触摸传感器面板是投影-扫描自电容性(即，投影自电容)触摸传感器面板。在这种类型的触摸传感器面板中，每个感测点可以由单独充电的电极提供。当物体接近触摸装置的表面时，该物体可以电容性耦合到靠近该物体的那些电极，由此从电极偷走电荷。每个电极中的电荷量可以被感测电路测量，以便当物体接触触摸敏感表面时确定物体的位置。图1示出示例性投影-扫描自电容性触摸传感器面板。该面板中的电极可以被布置成若干行和列，但是其他非正交布置也是可能的。以虚线示出的列(C0-C5)和以实线示出的行(R0-R5)可以在两个不同的平面上并且互相不接触。尽管图1示出了六行和六列，应该理解，触摸传感器面板中可以包括任何数目的行和列。利用投影扫描，在触摸传感器面板表面上的触摸(或近触摸)可以基于从列收集的触摸数据产生X曲线(profile)并基于从行收集的触摸数据产生Y曲线。如图1中所示，在触摸传感器面板上检测到的单个触摸100可以由X曲线中的第一突起102和Y曲线中的第二突起104反映，第一和第二突起分别对应于与该触摸重叠的列和行。在这个例子中，第一突起102示出由列Cl和C2检测到的电容变化。第二突起104示出由行R3和R4检测到的电容变化。因此，在单个触摸的情况下，处理器可以基于X和Y曲线中示出的突起来确定触摸的位置。但是，当存在在触摸传感器面板上同时检测到的多个触摸时，投影扫描触摸传感器面板(例如图1中所示的那个)可能遇到使得难以甚至不可能确定所述多个触摸的具体位置的歧义(ambiguity)。图2和3示出了一种典型场景，其中投影扫描触摸感测系统可能出现旋转歧义。图2示出了在图1的同一触摸传感器面板的表面上检测到的两个触摸200，202的X和Y曲线。X曲线可以包括两个不同的突起204，206，反映由两个触摸200，202引起并由列检测到的电容变化。具体地，突起204可以反映由列Cl和C2响应于第一触摸200检测到的电容变化。突起206可以反映由列C3和C4响应于第二触摸202检测到的电容变化。类似地，Y曲线可以包括两个不同的突起208，210，示出由行检测到的、分别由相同的两个触摸引起的电容变化。突起208对应于由行R3和R4检测到的第一触摸200。突起210对应于由行Rl和R2检测到的第二触摸202。当处于不同于图2中所示位置的另一对触摸也产生图2中所示的相同X和Y曲线时可能存在旋转歧义。例如，图3示出在不同于图2的两个触摸200，202的区域上检测到的两个触摸214，216。具体地，在行R3，R4和列C3，C4上的区域中检测到触摸214。在行R1，R2和列C1，C2上的区域中检测到触摸216。换句话说，图3的触摸214，216可以被看作图2的触摸200，202顺时针或逆时针旋转90度。但是，响应于在触摸传感器面板的完全不同区域上检测到的两对触摸，产生相同的X和Y曲线。因此，由于这种旋转歧义，处理X和Y曲线的处理器难以甚至不可能确定触摸的确切位置。因此，如果不解决这种歧义，触摸传感器面板的有效性可能受到损害。图4根据本公开的示例性实施例示出沿六乘六投影-扫描触摸传感器面板的第一维取向的六个细长电极(即，行)。为清楚起见，图4中没有示出沿第二维取向的六个细长电极(即，列)。省略的列在图5中单独示出并在下面讨论。尽管示出触摸传感器面板包括六行电极，应该理解，该实施例不受触摸传感器面板的维度的限制，并且可以包括不同数目的行。本领域技术人员可以容易地将所示实施例中公开的特征采用到不同尺寸的触摸传感器面板。也应注意在一些实施例中，可能仅呈现了行(或仅呈现了列)，而不是这两者。如图4中所示，行电极R0-R5与图1-3中所示的相似，除了行Rl和R4各自包括把行Rl和R4中的每一个分离为两个子区段的间断400，402 (B卩，Rl被分离为Rla404和Rlb406 ；R4被分离为R4a408和R4b410)。被间断在物理上分离为两个或更多个子区段的行此后被称作“分离行(split rows)”。类似地，在物理上被分离为两个或更多个子区段的列(下面讨论)此后被称作“分离列”。每个分离行的两个子区段可以产生它们自己的Y曲线(例如，分别针对Rl和R4的Yl和Y2)，各自表示在相应子区段上的区域中检测到的电容。例如，当在子区段Rla上的区域中检测到触摸412时，对应的Yl曲线示出反映由子区段Rla检测到的电容变化的突起。相比之下，在Y2曲`线中没有示出突起，因为不与触摸412重叠的子区段Rlb没有检测到电容变化。结果，子区段Rla上的触摸可以与子区段Rlb上的触摸相区分。类似地，子区段R4a上的触摸可以与子区段R4b上的触摸相区分。当同一分离行的两个子区段都检测到触摸时，对应的两个Y曲线都可能示出突起。例如，图4示出与子区段Rla和Rlb这两者都至少部分重叠的第二触摸414。结果，Y1’和Y2’曲线这两者都可能示出突起，因为由触摸414导致的电容变化能够被子区段Rla和Rlb这两者检测到。由于该触摸被分布在分离行的两个子区段之间，由任一子区段检测到的结果电容变化幅值可能小于仅由Rla检测到的触摸412的结果电容变化幅值。因此，曲线ΥΓ和Y2’的突起可能低于曲线Yl中的突起。根据该实施例，当触摸(例如，第二触摸414)位于分离行Rl的两个子区段Rla404，Rlb406上时，可以确定来自子区段404，406的电容测量值之间的半行比(Rla:Rlb)。S卩，可以计算Yl ’的突起值与Y2’的突起值之间的比例，来反映如何在分离行Rl的两个子区段Rla和Rlb上分布触摸的划分(breakdown)。例如，20%对80%的比例可以被解释为触摸414的百分之二十在子区段Rla上，而触摸414的百分之八十在子区段Rlb上。当触摸完全在子区段之一上时，该比例可以为100%对0%。该比例不仅对于确定触摸相对于分离导电区(例如，图4的分离行Rl和R4)的位置是重要的，它也可以被用来估计触摸在非分离导电区(例如，非分离行RO，R2，R3和R6)上的位置，如本申请此后详细说明的。如图4中所示，间断均匀地分离行，使得每个子区段占据该行的一半。但是，在一些实施例中，间断不是必须将行均匀地分为两半。取决于间断在一个特定分离行中位于何处，两个子区段的电容测量值之间的比例可以被相应调整以便将间断在该行中的位置考虑在内。如图4中所示并且在上面讨论的利用间断来划分一个或多个行电极的相同特征也可以并入如图5中所示的投影-扫描触摸传感器的一个或多个列中。图5示出图4的相同六乘六投影-扫描传感器面板的六个列R0-R5 (为清楚起见在图5中没有示出行)。与图4的行类似，六列中的两列，Cl和C4，可以分别包括间断500，502，后者将列分离为两个相等的子区段(针对Cl的Cla504和Clb506，针对C2的C4a508和C4b)。这些分离列中的间断可以类似地产生两个单独的X曲线(XI，X2)，各自对应于来自子区段之一(例如，Cla, Clb)的电容测量值。例如，当在子区段Cla上检测到触摸512时，图5的Xl曲线示出反映子区段Cla检测到的电容变化的突起。相比之下，图5的X2曲线没有示出突起，因为该触摸不与Clb重叠，因此子区段Clb没有检测到电容变化。结果，子区段Cla上的触摸可以与子区段Clb上的触摸相区分。类似地，子区段C4a上的触摸可以与子区段C4b上的触摸相区分。另外，可以按照与上面关于半行比讨论的相同方式确定来自每个子区段Cla404和Clb406的电容测量值之间的半列比。半列比也可以用来确定触摸相对于分离导电区(例如，图5的列Cl和C4)的位置，并且也可以用来估计触摸在非分离导电区(例如，列C0，C2，C3和C6)上的位置，如下面详细说明的。在各种实施例中，投影-扫描触摸传感器面板的不同行和列可以被分离为子区段，如上面讨论的。另外，不同数目的行和/或列可以被分离为两个或更多个子区段。如果一行或列被分离为多于两个子区段，则该比例可以在所有子区段之间被计算并且反映触摸在每个子区段上的部分。但是，投影-扫描触摸传感器面板中的间断的数目可以被保持为最小数目，同时仍然收集足够的数据来使得处理器能够对面板上的多个触摸进行消歧(即，避免由同时检测到的多个触摸引起的旋转歧义。)保持间断的数目为最小数目的一个优点是，对于一行中的每个附加间断，控制器上可能需要一个额外的传感器通道，因此增加了触摸传感器面板的芯片组的尺寸。这可能产生问题，特别是在很难找到额外空间的小触摸传感器面板中。因此，为了最小化对多个触摸进行消歧所需的间断数目，间断可以被并入某些行和列，以确保触摸总能与单个分离行和单个分离列重叠，而不管触摸在触摸传感器面板表面上的位置如何。例如，在图4和5的相对小的六乘六触摸传感器面板中，每行和列可以具有大约为成年人手指尖的三分之一的宽度。即，成年人手指尖触摸所述触摸传感器面板的区域通常会至少部分地与触摸传感器面板的三列和三行重叠。因此，通过策略性地在行Rl和R4以及列Cl和C4中放置间断，如图4和5所示，可以确保当手指尖触摸所述触摸传感器面板时，触摸区域将与至少一个分离行和一个分离列重叠。对于较大的触摸传感器面板或者设计用来检测具有不同表面区域的物体的触摸的触摸传感器面板，间断的数目和间断的位置可以相应地变化，只要触摸表面上任何地方的触摸能够与至少一个分离行和一个分离列重叠。行和列的长度和宽度也可能影响要并入的分离的数目和位置。
图6示出了结合图4的行和图5的列的示例性完整六乘六投影-扫描触摸传感器面板。来自分离行和列以及完整行和列(即，没有间断将其分离为多个区段的行和列)的传感器读数可以被报告给处理器，后者进而可以产生对应的X和Y曲线。然后可以利用任何已知方法基于从X和Y曲线提取的数据重建触摸像素的阵列的完整二维多重触摸图像。为了产生能够准确标识多个触摸的位置而不遭遇旋转歧义的多重触摸图像，重要的是也能够估计触摸在完整行和列(即，没有在物理上分离成两半的行和列)上的分布。例如，知道触摸如何在行R0，R2，R3和R5的左半部和右半部之间以及列CO，C2，C3和C5的上半部和下半部之间分布可能是有帮助的，尽管这些半行或列之间的比例不能基于测量的数据被直接计算，因为它们中没有任何物理间断，而对于整个行或列仅获取一个测量值。因此，必须估计完整行和列的半行和半列比。下面的段落公开了做出这些估计的各种方法。这些估计连同分离行和分离列的实际半行和半列比可以产生触摸像素的阵列的完整多重触摸图像。根据本公开的实施例，存在多种方法来估计触摸在完整行或列上的分布。在第一实施例中，完整行(即，没有在物理上被分离为子区段的行)检测到的信号可以被均匀分配，每“一半”50%，而不管触摸在该特定行上的实际分布如何。即，所有完整行的两个“一半”之间的比例可以被一致设置为50:50。图7a不出了图4和6的相同的6x6触摸传感器面板的行的物理划分。如所示，行Rl和R4为各自在物理上分解为两个子区段的分离行。触摸710在分离行Rl上的分布可以通过基于与所述两个子区段相关联的Y曲线计算半行比来确定，如上面讨论的。在这种情况下，Rla和Rlb之间的比例可以是20:80o如前面提到的，成年人手指尖的触摸可以至少部分地与触摸传感器面板的三个行重叠。因此，图7中所示的触摸710也可能影响行RO和R2检测到的信号。由于行RO和R2不具有将它们分离为两半的物理间断，整个行仅接收到一个信号(即，对于该行只有一个Y曲线可用)。因此，可能难以甚至不可能确定触摸710在行RO和R2的左半部和右半部上的实际分布。根据该第一实施例，这些行RO和R2 (以及任何其他完整行)中每一行的信号可以在它们的左和右“一半”之间均匀划分。如图7b中所示，完整行(B卩，R0，R2，R3和R5)中的每一个可以被虚拟分离为两个“一半”，各自被分配整个物理行检测到的信号的50%。例如，行RO的左边一半和右边一半中的每一个可以被估计为具有信号值R0/2，整个行RO的信号总值RO的一半。换句话说，RO的虚拟一半中的每一个之间的比例可以是50:50o类似地，其他非分离行R2，R3和R5也可以被虚拟分离为两个半区段(half section)，整个物理行的信号在该两个虚拟一半之间被均匀划分。如图7b中所示，R2的两个虚拟一半可以各自具有信号值R2/2。R3的两个虚拟一半可以各自具有信号值R3/2。R5的两个虚拟一半可以各自具有信号值R5/2。相比之下，分离行Rl和R4的每个一半的信号可以是在该一半上检测到的实际信号。即，分离行Rl和R4的子区段不一定具有整个行的信号的一半。在一些实施例中，为了避免整数运算中精确度的损失，分离行的信号值可以被加倍，而不是针对其虚拟一半而将完整行的值分成两半，如上所述。应该理解，上面关于触摸传感器面板的行公开的相同方法也可以应用到触摸传感器面板的列。尽管上面讨论的方法可以为没有在物理上被分成两半的完整行和列中的每一个产生估计的半行和半列比，一致地分配给这些完整行和列中的每一个的50:50比例可能是粗略估计，并且可能显著偏离如果它们被实际分离为两半的话它们的两个一半之间的实际比例。参考图7a中所示的例子，根据第一实施例的方法，行RO的两个一半可以被分配50:50的比例。但是，附图示出触摸710的大部分位于RO的右边一半上，而可能相对较小的部分位于左边一半上。因此，来自行RO的左边一半和右边一半(如果存在物理分离的话)的电容测量值之间的实际比例可能接近例如10:90，这显著不同于估计的50:50比例。这可能进而影响触摸710的精确位置的后续计算。这样，对于没有在物理上被分离为子区段的所有行和列的50/50估计比例可能没有准确反映触摸在行或列的每个一半上的分布。第二实施例的方法通过将来自相邻分离行或列的比例分别采用到非分离行或列，可以显著改进非分离行或列的两个一半之间的半行比和半列比的估计。图8a示出先前在图4，6和7a中示出的6x6触摸传感器面板的行。如上所述，行Rl和R4可以在物理上被分离为两个一半子区段。其他行R0，R2，R3和R5可以是不具有在物理上将其划分为子区段的间断的完整行。为了生成6x2触摸图像，完整行同样可以被虚拟分离为两半，如图Sb所示。但是，并非如第一实施例中所描述的那样将50/50半行比一致分配给每个完整行R0，R2，R3和R5的两个虚拟一半，而是可以将相邻分离行的半行比复制到完整行。例如，行RO的虚拟一半ROa和ROb以及行R2的R2a和R2b可以具有与行RO和R2这二者相邻的分离行Rl的相同半行比。类似地，R3的虚拟一半R3a和R3b以及R5的R5a和R5b可以具有分离行R4的相同半行比。在一个实施例中，可以利用下面的公式计算虚拟一半 ROa, ROb，R2a, R2b, R3a, R3b, R5a 和 R5b 的信号值。ROa=RO * Rla/ (Rla+Rlb)ROb=RO * Rlb/ (Rla+Rlb)R2a=R2 * Rla/ (Rla+Rlb)R2b=R2 * Rlb/ (Rla+Rlb)R3a=R3 * R4a/ (R4a+R4b)R3b=R3 * R4b/ (R4a+R4b)R5a=R5 * R4a/ (R4a+R4b)R5b=R5 * R4b/ (R4a+R4b)在该第二实施例中，分离行的半行比可以被复制到相邻的完整行来提供触摸位置的更好估计。这种方法对于估计完整行的虚拟一半之间的比例有效的原因是，成年人手指尖的触摸倾向于至少部分地与触摸传感器面板的三个行重叠。在根据本公开的实施例的触摸传感器面板可以被设计为使得至少一个分离行处于在触摸传感器面板上任何地方检测到的触摸下的情况下，与该一个分离行相邻的完整行很有可能具有它们的两个虚拟一半之间的相同比例。例如，图8的触摸810与行R3-R5重叠。如图中所示，R5的左边子区段卿，图8b中的R5a)与触摸区域重叠的区域和R5的右边一半(S卩，图8b中的R5b)与触摸区域重叠的区域之间的比例可能接近相邻分离行R4的两个子区段(R4a和R4b)的子区段之间的一半比(half-ratio)。当比较R3和R4时也是这样。因此，来自分离行R4的实际半行比可以被复制到相邻的完整行R3和R5来为完整行R3和R5产生比第一实施例的一致分配的50:50比例更精确的估计一半比。因此，图Sb中所示的6x2矩阵可以产生比图7b中所示的6x2矩阵更精确的触摸图像。应该理解，第二实施例的相同方法也可以被应用到摸传感器面板的列电极。根据第三实施例，通过将列和行的网格划分为四个象限(由每个象限中分离行和列的子区段的信号的和(或平均值)表征)，可以获得更精确的估计。图9a将图6的6x6触摸传感器面板划分为四个象限900，902，904，906。每个象限900，902，904，906可以包括分离行的一个子区段和分离列的一个子区段。例如，象限900可以包括分离列Cl的顶部子区段Cla和分离行R4的左部子区段R4a。象限902可以包括分离列C4的顶部子区段C4a和分离行R4的右部子区段R4b。象限904可以包括分离行Cl的底部子区段Clb和分离行Rl的左部子区段Rla。象限906可以包括分离列C4的底部子区段C4b和分离行Rl的右部子区段Rib。根据本实施例，每个象限900，902，904，906的象限和比例可以基于该象限内的半列和半行子区段来计算。例如，象限900，902，904和906的和Qba，Qbb, Qaa和Qab分别可以利用下面的公式来计算:Qba=Rla+ClaQbb=R4b+ClbQaa=Rla+ClaQab=Rlb+C4b象限和比例Qba, Qbb, Qaa和Qab然后可以被用来估计每个完整行和列的两个虚拟一半之间的一半比。6x6面板的行在图9b中示出。如图7b和8b中所示，只有分离行Rl和R4具有把它们分别分离为子区段(Rla，Rlb)和(R4a，R4b)的实际物理间断。其他行R0，R2，R3和R5仅为了生成6x2阵列的目的而被虚拟分离为两个子区段。但是，根据本实施例，出于上面讨论的原因，一个完整行的两个虚拟子区段之间的一半比不能单从该行测量的数据确定，而必须使用计算的象限和比例来估计。例如，虚拟分离行R0，R2，R3和R5的比例可以利用下面的公式组来估计:ROa=RO * Qaa/ (Qaa+Qab)ROb=RO * Qab/ (Qaa+Qab)R2a=R2*Qaa/ (Qaa+Qab)R2b=R2 * Qab/ (Qaa+Qab)R3a=R3 *.Qba/ (Qba+Qbb)R3b=R3 *.Qbb/ (Qba+Qbb)R5a=R5 *.Qba/ (Qba+Qbb)R5b=R5 *.Qbb/ (Qba+Qbb)结果，可以针对所有分离行和完整行获得每个行的两个一半之间的一半比。所得到的6x2阵列可以被用来确定在X方向上在触摸传感器面板上检测到的多个触摸的位置。可以对列重复相同的过程，以生成类似的虚拟分离列的2x6集合，如图9c中所示。这里，完整列CO, C2，C3和C5可以分别被虚拟划分为两个子区段(COa，COb), (Cla，Clb)，(C2a，C2b)和(C3a，C3b)。列Cl和C4可以是各自分别被划分为两个子区段(Cla，Clb)和(C4a，C4b)的分离行。与行一样，分离行的两个物理子区段(例如，Cla和Clb)之间的比例可以基于这些子区段获取的实际数据来计算。一个完整行的两个虚拟子区段之间的比例可以利用上面公开的计算出的象限和比例来估计。例如，虚拟分离列CO，C2，C3和C5的比例可以利用下面的公式组来估计:COa=CO 女 Qaa/ (Qaa+Qba)COb=CO * Qab/ (Qaa+Qba)
C2a=C2 ~k Qaa/ (Qaa+Qba)C2b=C2 * Qab/ (Qaa+Qba)C3a=C3 .Qba/ (Qab+Qbb)C3b=C3 Qbb/ (Qab+Qbb)C5a=C5 .Qba/ (Qab+Qbb)C5b=C5 Qbb/ (Qab+Qbb)结果，可以对于所有列获得每个列的两个一半之间的比例，而不管列是否在物理上被分离为两个子区段。如图9c中所示的所得到的2x6阵列可以被用来确定在Y方向上在触摸传感器面板上检测到的多个触摸的位置。上面公开的第三实施例的方法可能比前两个实施例的方法更精确，因为它不仅考虑相邻行的比例(如第二实施例的方法那样)，而且通过使用从列和行数据这两者计算的象限和(或平均值)将列分量包括在公式中。尽管上面公开了为完整行和列估计一半比的三种不同方法，应该理解，基于相同概念的其他公式和变型也可以被用来实现相同的目的。在这些实施例中公开的方法被设计成使得多个触摸可以在投影-扫描触摸传感器面板上被处理，而没有旋转歧义，并且最小数目的分离被构建到触摸传感器面板的物理行和列中。在使用上述三个实施例的任一个中公开的方法或任何其他合适的方法为所有虚拟分离行和列获得估计后，可以从这些估计和触摸传感器面板的物理分离的行和列产生触摸像素的阵列的完整二维多重触摸图像。例如，在图9a_c所示的实施例中，图9b的6x2阵列和图9c的2x6阵列可以被组合来形成具有如图9d中所示的四个3x3象限910，912，914，916的完整触摸传感器面板。每个3x3象限910，912，914，916的九个交点中的每个可以是多重触摸图像的触摸像素。例如，虚拟半行ROa和虚拟半列COa的交点可以形成触摸像素
918。可以通过将两个值Vl和V2相加或取平均来估计或计算每个触摸像素。第一个值Vl可以通过用该象限中的半列总和的像素半列分数对像素半行值加权来获得。第二个值V2可以通过用该象限中的半行总和的像素半行分数对像素半列值加权来获得。图9e和9f提供了图9d的象限之一 914的半行和半列的增强视图。图9e示出像素[O] [O]918的半列分量COa和象限914的三个半行ROa，Rla和R2a。第一个值Vl可以利用公式计算:Vl=COa * ROa/ (R0a+Rla+R2a)图9f示出像素[O]
918的半行分量ROa和象限914的三个半列C0a，Cla和C2a。第二个值V2可以利用公式计算:V2=C0a * ROa/ (C0a+Cla+C2a)值Vl和V2可以实质上是被象限总和标称化的半行和半列值的积。由于上面公开的虚拟分离估计过程，象限半列总和与象限半行总和可能不同。然后两个值Vl和V2可以被相加或取平均来产生代表像素[O] [O]918的值。可以利用类似的公式计 算其他触摸像素。例如，重新参考图9d，像素[6] [6]920可以被计算为:像素[6][6]=C6b * R6b/ (R4b+R5b+R6b) +C6b * R6b/ (C4b+C5b+C6b)
这样，触摸像素的阵列的完整二维(例如，6x6)多重触摸图像可以从虚拟或物理分离的行和列产生。尽管图9d-f示出基于图9b的6x2阵列和图9c的2x6阵列的触摸图像构建过程，应该理解，相同的方法也能应用到任何虚拟和物理分离的行和列的阵列，例如图7b和8b中所示的那些。图1Oa根据本公开的实施例示出可以包括投影-扫描触摸传感器面板1015的示例性数字媒体播放器1010。图1Ob根据本公开的实施例示出可以包括投影-扫描触摸传感器面板1025的示例性移动电话1020。图1Oc示出可以包括触摸传感器面板1024和显示装置1030的示例性个人计算机1044。所述触摸传感器面板1024可以是根据本公开的实施例的投影-扫描触摸传感器面板。所述显示装置1030也可以包括根据本公开的实施例的投影扫描触摸传感器面板。图1Od示出包括显示装置1092的台式计算机1090。该显示装置1092可以包括根据本公开的实施例的投影-扫描面板。台式计算机1090也可以包括并入了根据本公开的实施例的投影-扫描触摸传感器面板的虚拟键盘1094。图11示出可以包括根据上面描述的本公开的实施例的一个或多个投影扫描触摸传感器面板的示例性计算系统1100。计算系统1100可以包括一个或多个面板处理器1102和外设1104，以及面板子系统1106。外设1104可以包括但不限于，随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储装置，监视定时器等等。面板子系统1106可以包括但不限于一个或多个感测通道1108，通道扫描逻辑1110和驱动器逻辑1114。通道扫描逻辑1110能访问RAM1112，自主地从感测通道读取数据，以及为感测通道提供控制。另外，通道扫描逻辑1110可以控制驱动器逻辑1114来产生可以被选择性施加到触摸传感器面板1124的驱动线的各种频率和相位的激励信号1116。在一些实施例中，面板子系统1106,面板处理器1102和外设1104可以被整合到单个专用集成电路(ASIC)中。计算系统1100也可以包括主处理器1128，后者用于从面板处理器1102接收输出，并且基于输出执行动作，所述动作可以包括但不限于，移动诸如光标或指针的对象，卷动或摇动，调整控制设置，打开文件或文档，观看菜单，做出选择，执行指令，操作耦合到主装置的外设装置，应答电话呼叫，接通电话呼叫，终止电话呼叫，改变音量或音频设置，存储与电话通信有关的信息诸如地址、经常拨打的号码、接收到的呼叫、未接收的呼叫，登录到计算机或计算机网络上，允许经授权的个人访问计算机或计算机网络的受限制区域，加载与用户偏好的计算机桌面设置相关联的用户简档，允许访问web内容，启动特定程序，对消息加密或解码，和/或类似动作。主处理器1128也可以执行不与面板处理相关的附加功能，并且可以耦合到程序存储装置1132和显示装置1130，例如用于向装置的用户提供n的IXD面板。显示装置1130连同触摸传感器面板1124，当部分或完全位于触摸传感器面板下面时，可以形成触摸屏1118。需要指出上述的一个或多个功能可以由存储在存储器(例如图11中的外设1104之一)中的固件实现并由面板处理器1102执行，或者存储在程序存储装置1132中并由主处理器1128执行。该固件也可以在任何计算机可读介质内存储和/或传输，以便由指令执行系统、设备或装置(诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统)，或者可以从指令执行系统、设备或装置取得指令并执行指令的其他系统使用或与它们结合使用。在本文档的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含或存储程序以便由指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的任何介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，便携式计算机盘(磁)，随机存取存储器(RAM)(磁)，只读存储器(ROM)(磁)，可擦可编程只读存储器(EPROM)(磁)，便携光盘，诸如⑶，⑶-R，⑶_RW，DVD，DVD-R,或DVD-RW，或闪存，诸如紧致闪速卡，安全数字卡，USB存储装置，存储棒，等等。固件也能够在任何传输介质内传播，以便由指令执行系统、设备或装置(诸如基于计算机的系统、包含处理器的系统)或者可以从指令执行系统、设备或装置取得指令并执行指令的其他系统使用或与其结合使用。在本文档的上下文中，“传输介质”可以是能够传递、传播或传输程序以便由指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的任何介质。传输可读介质可以包括但不限于，电子、磁、光、电磁或红外有线或无线传播介质。尽管已经参考附图充分描述了本公开的实施例，需要指出，各种改变和修改对于本领域技术人员是明显的。这些改变和修改应被理解为包括在由后附权利要求所定义的本公开的实施例的范围内。
权利要求
1.一种触摸传感器面板，包括: 多个行，至少一行是包括多个行子区段的分离行；和 多个列，至少一列是包括多个列子区段的分离列； 其中所述触摸传感器面板被配置为具有至少一个分离行和至少一个分离列，所述至少一个分离行和至少一个分离列被定位成提高所述触摸传感器面板上任何地方的触摸与所述至少一个分离行和至少一个分离列重叠的可能性，并且 其中所述行和列是能够检测所述触摸传感器面板的对应区域中的电容变化的单独充电的电极。
2.如权利要求1所述的触摸传感器面板，其中所述触摸传感器面板中的所述至少一个分离行和所述至少一个分离列被定位成提高所述触摸传感器面板上任何地方的触摸仅与一个分离行和一个分离列重叠的可能性。
3.如权利要求1所述的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板还被配置为具有最小数目的分离行，使得所述触摸传感器面板上任何地方的触摸与一个分离行且仅与一个分离行重叠。
4.如权利要求1所述的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板还被配置为具有最小数目的分离列，使得所述触摸传感器面板上任何地方的触摸与一个分离列且仅与一个分离列重叠。
5.如权利要求1所述的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板通信耦合到处理器，所述处理器被配置用来为分离行或分离列的每个子区段生成单独的曲线。
6.如权利要求1所述 的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板通信耦合到处理器，所述处理器被配置用来计算分离行或分离列的所述子区段检测到的信号之间的比例。
7.如权利要求1所述的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板通信耦合到处理器，所述处理器被配置用来估计非分离导电区上的触摸位置。
8.如权利要求7所述的触摸传感器面板，其中所述非分离导电区包括未被划分的完整行或未被划分的完整列。
9.如权利要求8所述的触摸传感器面板，其中所述处理器被进一步配置用来通过使用与所述非分离导电区相邻的分离行或分离列的子区段检测到的信号之间的比例来估计所述非分离导电区上的触摸位置。
10.如权利要求8所述的触摸传感器面板，其中所述处理器被进一步配置用来通过使用分离行的子区段检测到的信号之间的比例和分离列的子区段检测到的信号之间的比例来估计所述非分离导电区上的触摸位置。
11.如权利要求1所述的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板通信耦合到处理器，所述处理器被配置用来从所述至少一个分离行和所述至少一个分离列生成作为触摸像素的二维阵列的多重触摸图像。
12.如权利要求1所述的触摸传感器面板，其中所述触摸传感器面板是自电容性触摸传感器面板。
13.—种触摸传感器面板,包括: 至少一个分离细长电极，包括被一个或多个间断分隔开的多个电极子区段，每个子区段能够生成单独的触摸信号；和与所述至少一个分离细长电极相邻的至少一个完整细长电极，每个完整细长电极能够生成单独的触摸信号， 其中所述至少一个分离细长电极被定位成提高所述触摸传感器面板上任何地方的触摸与至少一个分离细长电极重叠的可能性；并且 其中至少一个分离细长电极的电极子区段检测到的触摸信号之间的比例被用来估计所述至少一个完整细长电极上的触摸位置。
14.如权利要求13所述的触摸传感器面板，所述触摸传感器面板通信耦合到处理器，所述处理器被配置用来为所述至少一个分离细长电极的每个电极子区段生成单独的曲线。
15.如权利要求13所述的触摸传感器面板，其中所述触摸传感器面板是自电容性触摸传感器面板。
16.一种触摸传感器面板上的触摸位置检测方法，所述触摸传感器面板包括与非分离导电区相邻的分离导电区，所述方法包括: 确定所述分离导电区的子区段的信号比例； 将所述信号比例应用到与所述分离导电区相邻的所述非分离导电区的虚拟子区段；和 响应于应用到所述非分离导电区的虚拟子区段的所述信号比例，估计所述非分离导电区上的触摸位置。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述非分离导电区至少包括一个完整行电极或一个完整列电极。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述分离导电区包括分离行电极或分离列电极。
19.如权利要求16所述的方法，其中应用信号比例包括根据所述信号比例在所述非分离导电区的至少两个虚拟子区段之间划分所述非分离导电区的信号。
20.一种触摸传感器面板上的触摸位置检测方法，所述触摸传感器面板包括多个行和多个列，所述多个行中的至少一行是分离行，所述多个列中的至少一列是分离列，所述方法包括: 将所述触摸传感器面板划分为多个区段，所述多个区段中的每个区段至少部分地与所述至少一个分离行中的一个和所述至少一个分离列中的一个重叠； 响应于来自一个分离行和一个分离列的信号，为所述多个区段中的每个区段计算和或平均值； 响应于计算出的所述区段的和或平均值，为所述多个列和行中的每一个计算分离比例；和 基于所述多个列和行的分离比例确定触摸传感器面板上的触摸位置。
21.如权利要求20所述的方法，所述触摸传感器面板被划分为四个象限，每个象限与一个分离行和一个分离列重叠，所述方法还包括响应于来自所述一个分离行和一个分离列的信号为每个象限计算所述和或平均值。
22.如权利要求20所述的方法，其中计算分离比例还包括计算两个相邻象限的象限和或平均值之间的比例。
23.如权利要求20所述的方法，还包括最小化所述分离行的数目和所述分离列的数目，使得触摸传感器面板上任何地方的触摸仅与一个分离行和一个分离列重叠。
24.一种触摸传感器面板上的触摸位置检测方法，所述触摸传感器面板包括与非分离导电区相邻的分离导电区，所述方法包括: 确定所述分离导电区的子区段的信号比例； 将预定义的信号比例分配给与所述分离导电区相邻的非分离导电区的虚拟子区段；和响应于所述分离导电区的子区段的信号比例和所述非分离导电区的虚拟子区段的预定义的信号比例，确定触摸传感器面板上的触摸位置。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述预定义的信号比例为50:50。
全文摘要
本发明涉及用于对投影-扫描触摸传感器面板上的多个触摸进行消歧的方法。公开了一种触摸传感器面板。该触摸传感器面板包括多个行，至少一行是包括多个行子区段的分离行；和多个列，至少一列是包括多个列子区段的分离列。所述触摸传感器面板被配置为具有至少一个分离行和至少一个分离列，所述至少一个分离行和至少一个分离列被定位成提高所述触摸传感器面板上任何地方的触摸与至少一个分离行和至少一个分离列重叠的可能性。所述行和列是能够检测所述触摸传感器面板的对应区域中的电容变化的单独充电的电极。
文档编号G06F3/044GK103154872SQ201180046394
公开日2013年6月12日 申请日期2011年8月5日 优先权日2010年8月6日
发明者W·C·维斯特曼, M·P·格伦坦尔, S·P·霍泰玲, C·T·马伦斯 申请人:苹果公司