电容式触摸系统及在触摸板上执行触摸扫描的方法与流程

本申请是申请日为2014年3月5日、申请号为201410078476.7、发明名称为“电容式触摸系统及其坐标提取方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月5日提交的韩国专利申请第10-2013-0023506号的优先权权益，通过引用将其全部内容结合于此。

本文提出的发明构思涉及感测触摸的触摸系统，并且更具体地，涉及感测互电容的变化的电容式触摸系统及其坐标提取方法。

背景技术：

近来，电容式触摸系统被广泛地应用于移动设备，比如智能电话、平板pc等等。这是因为与比如压力方式或者电阻方式的触摸系统相比，电容式触摸系统允许多点触摸并具有软触摸特性，并且对于显示器来说电容式触摸系统具有耐用性和高穿透率。

遵循着这个技术趋势，许多设备制造商正在努力提高触摸性能以确保竞争力。触摸性能指标的基础是坐标精确度，而坐标精确度极大地受到相邻传感器之间的噪声偏差的影响。

技术实现要素：

本总体发明构思的附加的特征和效用将在下面的描述中部分地阐述，并将从该描述中部分地变得明显，或者可以通过实践本总体发明构思而部分地习得。

本发明构思的实施例提供电容式触摸系统中的坐标提取系统。本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用可以通过提供一种在电容式触摸系统中的坐标提取方法来实现，所述方法包括：当在触摸板上发生触摸时，通过在第一阶段中在所选的第一方向上提供用于改变在触摸板上形成的触摸图案的互电容的驱动信号并且在与第一方向不同的第二方向上感测触摸图案的互电容来获得第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标；通过在第二阶段中在第二方向上提供驱动信号并且在第一方向上感测触摸图案的互电容来获得第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标；以及在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中选择具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标。

当所述第一方向是以触摸板为基础的x轴方向时，所述第二方向可以是y轴方向。

当所述触摸板具有矩形形状时，从第一阶段提供的驱动信号的数量可以与从第二阶段提供的驱动信号的数量不同。

当所述触摸板具有正方形形状时，从第一阶段提供的驱动信号的数量与从第二阶段提供的驱动信号的数量相同。

第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标可以通过加权平均提取算法来获得。

所述加权平均数提取算法可以通过专用处理器或者cpu来执行。

所述方法还可以包括：感测在形成触摸单元或者触摸像素的由上图案层和下图案层构成的触摸图案处的触摸位置从而感测在所述触摸位置处的互电容的变化。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种电容式触摸系统的坐标提取方法来实现，所述方法包括：当在触摸板上发生触摸时，通过以完全扫描方法在第一阶段中在所选的第一方向上提供用于改变在触摸板上形成的触摸图案的互电容的驱动信号并且在与第一方向不同的第二方向上感测所述触摸图案的互电容，来获得第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标；通过以部分扫描方法在第二阶段中沿着第二方向在包围与第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标相对应的触摸图案的附近图案区域中提供驱动信号并且在第一方向上感测该附近图案区域的互电容，来获得第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标；以及在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中选择具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标。

当所述第一方向是以触摸板为基础的y轴方向时，所述第二方向可以是与y轴以15～90度的角度相交的x轴方向。

通过部分扫描方法可以将第二阶段中的扫描时间设置为比第一阶段中的扫描时间更短。

第一阶段和第二阶段中的感测可以是基于使用对称性的触摸精确度的提高来执行的，以及关于附近图案区域的部分扫描方法可以是基于参考位置来执行的。

第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标可以通过加权平均提取算法来获得。

所述加权平均提取算法可以通过专用处理器或者数字信号处理器来执行。

所述触摸板可以应用于移动电子设备。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种电容式触摸系统的坐标提取方法来实现，所述方法包括：当在触摸板上发生触摸时，通过以完全扫描方法在第一阶段中在所选的第一方向上提供用于改变在触摸板上形成的触摸图案的互电容的驱动信号并且在与第一方向不同的第二方向上感测所述触摸图案的互电容，来获得第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标；通过以部分扫描方法在第二阶段中沿着第二方向在包围与第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标相对应的触摸图案的附近图案区域中提供驱动信号并且在第一方向上感测附近图案区域的互电容，来获得第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标；以及当在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中确定具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标时，当生成多点触摸时，选择第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标之一作为触摸板的触摸坐标。

当所述第一方向是以触摸板为基础的x轴方向时，所述第二方向可以是与x轴直角相交的y轴方向。

第二阶段中的扫描时间可以比第一阶段中的扫描时间更短。

关于附近图案区域的部分扫描方法可以是基于参考位置来执行的。

当第一帧的第一轴坐标被确定为触摸板的一个触摸坐标时，另一个触摸坐标可以被确定为第二帧的第二轴坐标。

另一个触摸坐标可以在第一阶段的下一个阶段中被用作触摸板的一个触摸坐标。

所述触摸板可以被布置在其中形成显示器件的层的上部。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种电容式触摸系统来实现，所述电容式触摸系统包括：触摸板，在其中形成构成触摸单元或者触摸像素的触摸图案；第一收发器，其包括多个第一组驱动器和多个第一组传感器并且在以触摸板为基础的第一方向上被连接到所述触摸图案；第二收发器，其包括多个第二组驱动器和多个第二组传感器并且在与第一方向不同的第二方向上被连接到所述触摸图案；驱动和感测单元，其被配置成将用于改变所述触摸图案的互电容的驱动信号施加到第一收发器和第二收发器中的一个并且通过另一个收发器接收感测信号；以及处理器，其被配置成：当在第一阶段中控制驱动信号在所选的第一方向上被提供时，使用在与第一方向不同的第二方向上获得的感测信号来计算第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标，通过在第二阶段中控制驱动信号在第二方向上被提供、使用在第一方向上获得的感测信号来计算第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标，并且在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中确定具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标。

所述处理器可以被配置成控制所述驱动和感测单元使得以完全扫描方法提供第一阶段中的驱动信号。

所述处理器可以被配置成控制所述驱动和感测单元使得以部分扫描方法将第二阶段中的驱动信号提供给包围与第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标相对应的触摸图案的图案区域。

所述处理器可以被配置成：当在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中确定具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标时，当生成多点触摸时，确定第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标之一作为触摸板的触摸坐标。

所述处理器可以包括：二维代码转换单元，其被配置成将感测信号转换为二维代码值；多帧坐标提取单元，其被配置成根据坐标提取算法计算所述二维代码以获得第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标，并且在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中提取具有相对较高的坐标精确度的触摸板的触摸坐标；以及输出传输部分，其被配置成输出所提取的触摸坐标。

所述处理器还可以包括：收发器控制单元，其被配置成：当激活第一组驱动器和第二组传感器时，控制第二组驱动器和第一组传感器通过所述驱动和感测单元被去激活。

当所述第一方向是x轴方向时，所述第二方向可以是y轴方向。

当所述第一轴坐标是x轴方向的坐标时，所述第二轴坐标可以是y轴方向的坐标。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种在触敏面板上检测触摸坐标的方法来实现，所述方法包括：在第一方向上将驱动信号提供给触敏面板以在与第一方向不同的第二方向上接收相应感测信号；从在第二方向上接收到的驱动信号确定第一组触摸坐标；在第二方向上将驱动信号提供给触敏面板以在第一方向上接收相应感测信号；从在第一方向上接收到的驱动信号确定第二组触摸坐标；以及输出包括来自第一组坐标的至少一个坐标值和来自第二组坐标的至少一个坐标值的最终触摸坐标。

可以在第一方向和第二方向上向触敏面板的各个行和/或列时分地施加所述驱动信号。

所述最终触摸坐标可以通过在第一组触摸坐标和第二组触摸坐标当中选择具有相对较高程度的坐标精确度的触摸坐标来确定。

与在第一方向上提供给触敏面板的驱动信号相比，在第二方向上提供给触敏面板的驱动信号可以被施加到触敏面板的较小部分。

所述较小部分的位置可以基于第一组触摸坐标来确定。

所述较小部分的大小可以基于预设范围值。

所述较小部分的大小可以逐个触摸地确定。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种在电容式触敏面板上确定触摸坐标的方法来实现，所述方法包括：在第一方向上将驱动信号施加到触敏面板并且在第二方向上接收相应感测信号；基于在第二方向上接收到的感测信号生成表示触摸板上的传感器的电容变化的第一代码；基于第一代码确定第一组触摸坐标；在第二方向上将驱动信号施加到触敏面板并且在第一方向上接收相应感测信号；基于在第一方向上接收到的感测信号生成表示触摸板上的传感器的电容变化的第二代码；，以及基于第二代码和第一组触摸坐标确定第二组触摸坐标。

所述方法还可以包括：在第一方向上将驱动信号第二次施加到触敏面板并且在第二方向上第二次接收相应感测信号；基于在第二方向上第二次接收到的感测信号生成表示触摸板中的传感器的电容变化的第三代码；以及基于第三代码和第二组触摸坐标确定第三组触摸坐标。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种在触摸板上执行触摸扫描的方法来实现，所述方法包括：以完全扫描方法在第一阶段中在第一方向上提供第一驱动信号；在不同于所述第一方向的第二方向上感测多个触摸图案的互电容；获得第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标；以部分扫描方法在第二阶段中沿着所述第二方向提供第二驱动信号到第一图案区域；在所述第一方向上感测所述第一图案区域的互电容；以及获得第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种在触摸板上执行触摸扫描的方法来实现，所述方法包括：在第一方向上扫描一组扫描线；在第一阶段中检测所述一组扫描线内的触摸位置；以及在第二阶段中部分地扫描所述触摸板，其中，当部分地扫描所述触摸板时比当扫描所述一组扫描线时消耗更少的功率。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种电容式触摸系统来实现，所述电容式触摸系统包括：触摸板；第一收发器，其包括多个第一组驱动器和多个第一传感器，并且所述第一收发器在第一方向上被连接到所述触摸板；第二收发器，其包括多个第二组驱动器和多个第二传感器，并且所述第二收发器在不同于所述第一方向的第二方向上被连接到所述触摸板；驱动和感测电路，其被配置成将驱动信号施加到所述第一收发器和第二收发器中的一个，并且被配置成通过所述第一收发器和第二收发器的另一个接收感测信号。

本总体发明构思的上述和/或其它特征和效用也可以通过提供一种电容式触摸系统来实现，所述电容式触摸系统包括：触摸板；收发器，其包括多个组驱动器和多个传感器，所述收发器被连接到所述触摸板；驱动和感测电路，其被配置成将驱动信号施加到所述收发器，并且通过所述收发器接收感测信号。

附图说明

从以下结合附图对实施例的描述，本总体发明构思的这些和/或其它特征及效用将变得清楚和更加容易理解，附图中：

图1是图示根据本总体发明构思的示例性实施例的电容式触摸系统的示意框图。

图2是根据本总体发明构思的示例性实施例的图1的详细电路框图。

图3是根据本总体发明构思的示例性实施例的依据图2的坐标提取控制流程图。

图4是根据本总体发明构思的示例性实施例的图2的处理器的功能电路框图。

图5是图示一般的二维坐标提取操作原理的图。

图6是图示依据图5的表示噪声影响的二维代码值的图。

图7是图示依据图6的噪声分布线框(wireframe)的图。

图8是图示当根据图5执行触摸操作时，由噪声影响代表的坐标累积分布的图。

图9是图示根据本总体发明构思的示例性实施例的依据图3的第一阶段中的坐标提取操作的图。

图10是图示根据本总体发明构思的示例性实施例的依据图3的第二阶段中的坐标提取操作的图。

图11是根据本总体发明构思的示例性实施例的关于图9和图10的坐标提取操作的流程图。

图12是图示根据本总体发明构思的示例性实施例的通过图11的坐标提取操作的结果表示的坐标精确度提高的效果的图。

图13是图示根据本总体发明构思的示例性实施例的依据图3的第一阶段中的完全扫描方法的坐标提取操作的图。

图14是图示根据本总体发明构思的示例性实施例的依据图3的第二阶段中的部分扫描方法的坐标提取操作的图。

图15是根据本总体发明构思的示例性实施例的关于多点触摸的坐标提取操作的流程图。

图16是图示应用于各种显示设备的本总体发明构思的应用示例的框图。

具体实施方式

以下将参照附图更充分地描述本总体发明构思的实施例，附图中图示了本总体发明构思的实施例。然而，本发明构思可以以许多不同的形式来具体实现，并不应被解释为局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开全面和完整，并向本领域技术人员充分传达本发明构思的范围。附图中，为清楚起见，可能放大了层和区域的大小及相对大小。相同的数字始终指代相同的元件。

提供在描述中定义的事项，如具体的构造和元件，是为了帮助综合理解示例性实施例。因而，显然能够在没有那些具体定义的事项的情况下实施示例性实施例。此外，不会详细描述相关技术中已知的功能或元件，因为它们会用不必要的细节模糊示例性实施例。

图1是依据本总体发明构思的一些示例性实施例的电容式触摸系统5的示意框图。

参照图1，电容式触摸系统5包括触摸板100和触摸系统控制器200。

触摸板100可以包括触摸板层20，在触摸板层20中形成构成触摸单元(touchcell)或者触摸像素的触摸图案(touchpattern)。触摸板层20可以被布置在显示器件层10(例如，oled、lcd)的上部。保护层30或者电介质板可以被布置在触摸板层20的上部。

触摸板层20的触摸图案可以包括形成触摸单元或者触摸像素的上图案层(upperpatternlayer)和下图案层(lowerpatternlayer)。多个触摸图案可以以行和列的矩阵形式构成触摸板层20。所述触摸图案可以由例如，作为铟锡氧化物的导电化合物的铟锡氧化物(ito)材料所制成。

如果驱动信号被施加到所述触摸图案，则当通过手指、手或者触摸设备发生触摸时，与触摸位置相对应的触摸图案中的互电容的变化被感测到。

触摸系统控制器200通过连接总线b1和b2电连接到触摸板100的触摸板层20。

当在触摸板100的保护层30中发生触摸时，触摸系统控制器200执行预先设置的坐标提取算法以提取与触摸位置相对应的二维坐标。

根据本发明构思的概念上的技术，触摸系统控制器200使用通过第一阶段操作获得的第一帧和通过第二阶段操作获得的第二帧来获得第一轴坐标和第二轴坐标，其中，帧是对触摸图案进行完全扫描或者部分扫描的结果。

触摸系统控制器200可以在用于获得第一帧的第一阶段操作中通过连接总线b1将用于坐标扫描的驱动信号施加到触摸板100，并且通过连接总线b2接收相应感测信号。

触摸系统控制器200可以在用于获得第二帧的第二阶段操作中通过连接总线b2将用于坐标扫描的驱动信号施加到触摸板100，并且通过连接总线b1接收相应感测信号。

当所述触摸板具有矩形形状时，从第一阶段提供的驱动信号的数量与从第二阶段提供的驱动信号的数量不同。当所述触摸板具有正方形形状时，从第一阶段提供的驱动信号的数量与从第二阶段提供的驱动信号的数量相同。

下文中，在第一阶段操作期间在x轴方向上施加驱动信号，并且在第二阶段操作期间在y轴方向上施加驱动信号。然而，本总体发明构思不局限于此。例如，可以在第一阶段操作期间在y轴方向上施加驱动信号，并且可以在第二阶段操作期间在x轴方向上施加驱动信号。

此外，尽管在下面的描述中，在每个阶段操作中获得一帧，但是本总体发明构思不局限为这样。例如，在每个阶段操作中可以获得两帧或更多帧，以提高触摸精确度。

图2是图1的详细电路框图。

参照图2，所述电容式触摸系统可以包括触摸板100、第一收发器210、第二收发器220、驱动和感测单元230以及处理器250。

第一收发器210、第二收发器220、驱动和感测单元230以及处理器250可以包括在图1的触摸系统控制器200中。

构成触摸单元或者触摸像素的触摸图案在触摸板100中形成。当发生触摸操作时，在触摸图案中发生互电容的变化。

第一收发器210包括多个第一组驱动器和多个第一组传感器，并且在以触摸板100为基础的第一方向(例如，图中的x轴方向)上被连接到触摸板100的触摸图案。

第二收发器220包括多个第二组驱动器和多个第二组传感器，并且在以触摸板100为基础的、与第一方向不同的第二方向(例如，图中的y轴方向)上被连接到触摸板100的触摸图案。

驱动和感测单元230将改变触摸图案的互电容的驱动信号施加到第一收发器210和第二收发器220中的一个，并且通过第一收发器210和第二收发器220中的另一个接收感测信号。

在驱动和感测单元230通过线l10在x轴方向上将驱动信号施加到第一收发器210的情况下，驱动和感测单元230通过线l20在y轴方向上从第二收发器220接收感测信号。在这种情况下，第一收发器210中的第一组驱动器通过切换控制被激活，并且第一收发器210中的第一组传感器通过切换控制被去激活。第二收发器220中的第二组驱动器通过切换控制被激活，并且第二收发器220中的第二组传感器通过切换控制被激活。

在驱动和感测单元230通过线l20在y轴方向上将驱动信号施加到第二收发器220的情况下，驱动和感测单元230通过线l10在x轴方向上从第一收发器210接收感测信号。在这种情况下，第一收发器210中的第一组驱动器通过切换控制被去激活，并且第一收发器210中的第一组传感器通过切换控制被激活。第二收发器220中的第二组驱动器通过切换控制被激活，并且第二收发器220中的第二组传感器通过切换控制被去激活。

处理器250通过线l40控制驱动和感测单元230以执行坐标提取操作。处理器250可以执行坐标加权平均提取算法以从感测信号计算坐标。在这种情况下，第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标可以通过加权平均提取算法来获得。

处理器250可以通过专用处理器、cpu、微处理器、dsp等等来具体实现。

处理器250可以通过线l50连接到主机300。线l50可以是用于像spi、twi、uart等等那样执行通信的线。

处理器250可以通过线l50将所提取的坐标数据发送到主机300。

可由处理器250访问的非易失性存储器255可以以非易失性的状态存储坐标提取算法，并且可以通过电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪存储器、磁性随机存取存储器(mram)、自旋转移矩mram(spin-transfertorquemram)、导电桥接ram(conductivebridgingram，cbram)、铁电ram(feram)、称为双向统一存储器(ovonicunifiedmemory，oum)的相变ram(phasechangeram，pram)、电阻式ram(rram)、纳米管rram、聚合物ram(polymerram，poram)、纳米管浮栅存储器(nanotubefloatinggatememory，nfgm)、全息存储器(holographicmemory)、分子电子学存储器件(molecularelectronicsmemorydevice)或者绝缘体电阻变化存储器(insulatorresistancechangememory)来具体实现。

第一收发器210和第二收发器220、驱动和感测单元230以及处理器250可以使用各种类型的封装来装配，所述各种类型的封装比如pop(packageonpackage，层叠封装)、球栅阵列(ballgridarray，bga)、芯片尺寸封装(chipscalepackage，csp)、塑料带引线芯片载体(plasticleadedchipcarrier，plcc)、塑料双列直插封装(plasticdualin-linepackage，pdip)、叠片内裸片封装(dieinwafflepack)、晶片内裸片形式(dieinwaferform)、板上芯片(chiponboard，cob)、陶瓷双列直插式封装(ceramicdualin-linepackage，cerdip)、塑料标准四边扁平封装(plasticmetricquadflatpack，mqfp)、薄型四边扁平封装(thinquadflatpack，tqfp)、小外型集成电路(smalloutlineic，soic)、缩小型小外型封装(shrinksmalloutlinepackage，ssop)、薄型小外型封装(tsop)、薄型四边扁平封装(thinquadflatpack，tqfp)、系统级封装(systeminpackage，sip)、多芯片封装(multichippackage，mcp)、晶片级结构封装(wafer-levelfabricatedpackage，wfp)和晶片级处理堆叠封装(wafer-levelprocessedstackpackage，wsp)。

图3中图示了处理器250的坐标提取过程。

图3是依据图2的坐标提取控制流程图。

参照图3，在操作s100中，处理器250在第一阶段中提取第一轴坐标和第二轴坐标。在这种情况下，处理器250控制驱动和感测单元230在图2的x轴方向上发送驱动信号，并且根据加权平均提取算法来处理从图2的y轴方向获得的感测信号以计算第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标。在操作s100中，处理器250可以执行将驱动信号施加到在x轴方向上排列的所有驱动器的控制操作，即完全扫描控制操作。

在操作s120中，处理器250在第二阶段中提取第一轴坐标和第二轴坐标。在这种情况下，处理器250控制驱动和感测单元230在图2的y轴方向上发送驱动信号，并且根据加权平均提取算法来处理从图2的x轴方向获得的感测信号以计算第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标。在操作s120中，处理器250可以排除完全扫描控制而执行部分扫描控制以减少功耗并缩短处理时间。

在操作s140中，处理器250在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中确定具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标。在第一阶段操作中，第一帧的x轴坐标可以被取作为第一坐标和第二坐标，并且在第二阶段操作中，第二帧的y轴坐标可以被取作为第一坐标和第二坐标。

图4图示了图2的处理器的功能电路框图。

参照图4，处理器250可以包括收发器控制单元252、二维(2d)代码转换单元254、多帧坐标提取单元256以及输出传输单元258。

收发器控制单元252在激活第一收发器210中的第一组驱动器和第二收发器220中的第二组传感器时，控制驱动和感测单元230使得第二收发器220中的第二组驱动器和第一收发器210中的第一组传感器被去激活。

2d代码转换单元254将感测信号转换成2d代码。在所述感测信号作为电压电平被给出的情况下，2d代码转换单元254可以执行模数转换。

多帧坐标提取单元256根据预先设置的坐标提取算法计算所述2d代码以获得第一帧和第二帧的第一坐标和第二坐标，然后以坐标精确度高的顺序提取触摸板的触摸坐标。预先设置的坐标提取算法可以以非易失性状态存储在存储器255(图2)中。

输出传输单元258输出从多帧坐标提取单元256提取的触摸板的触摸坐标作为感测坐标数据。输出传输单元258可以包括并串转换器以通过串行数据通信发送感测坐标数据。

图5是图示一般的二维坐标提取操作原理的图。

参照图5，示出了简单的和一般的电容式触摸系统的例示。

构成触摸单元或者触摸像素的多个触摸图案(tp)在触摸板100上形成。当导电物体，例如，用户的指尖放在非常接近触摸图案处时，触摸图案可以引起互电容的变化。发生在足够接近以致引起互电容变化之处的邻近触摸事件可以被称为触摸操作。在本总体发明构思的一些实施例中，为了触发触摸操作，实际物理触摸不是必需的，而是替代地，仅将物体放置在足够接近触摸面板100、以致引起互电容的变化的范围内即可。

可以在基于触摸板100的x轴方向上布置多个驱动器212～218并且可以在基于触摸板100的y轴方向上布置多个传感器222～228。

驱动器212～218响应于时分地施加的驱动信号而驱动在x轴方向上排列的触摸图案的行线。

施加驱动信号的时间段t10确定了扫描速率或者帧速率。

传感器222～228通过相应列线感测施加的互电容以生成感测信号。

如果发生触摸操作，例如，当用户的手指触摸触摸板100时，邻近手指的触摸图案的电容减小。如沿箭头标记ar1所指示的，这引起2d代码值的改变。代码值改变的区域的中心点可以被用来确定触摸操作的x坐标和y坐标。

在图5的操作s10中，根据坐标提取算法处理所述2d代码值。在图5的操作s20中，通过执行操作s10获得的x坐标和y坐标被设置为触摸感测坐标。

在理想的面板中，如果发生例如通过手指、手、触摸设备等等的触摸操作并且不存在噪声的流入，则触摸操作的x坐标、y坐标可以被提取为唯一值。

然而，因为在真实情形下相当大量的噪声在触摸系统中流动，所以即使不发生触摸操作，在各个触摸图案x坐标、y坐标处的电容也可能改变或者变化。因此，可以使用坐标精确度这一指标，作为表示如何有效地去除或者避免了系统噪声的指标。因为坐标提取算法是基于代码变化量来计算的，所以为了增加坐标精确度，减少由于噪声所导致的代码变化是重要的。

图6是依据图5的表示噪声影响的二维代码值的示意图。

参照图6，图示了与图5中示出的类似的2d代码值的例示。图示的2d代码值的分布示出了未发生触摸操作并且仅噪声在触摸系统中流动的状态。

图7是依据图6的噪声分布线框的示意图。

参照图7，通过线框表示图6的噪声代码值的分布。横轴表示驱动器的x线并且纵轴表示噪声电平。

如图7中所示，噪声可以被分成横轴和纵轴(x轴和y轴)的两个分量。这里，纵轴(y轴)的噪声大小可以大于横轴(x轴)的噪声大小。在图7中，m1指示驱动器x11的水平噪声变化的大小。m2指示驱动器x12的水平噪声变化的大小。m3指示被时分地驱动的、彼此相邻地布置的驱动器x11和x12之间的垂直噪声变化的大小。由驱动器x11和x12所代表的y轴方向的噪声电平大于由驱动器x11和x12所代表的x轴方向的噪声电平。

图8图示了当根据图5执行触摸操作时，由噪声影响代表的坐标累积分布。

在图8中，在固定位置处发生触摸。与系统噪声一起，所述触摸引起坐标分布处的电容变化。每个轴中的触摸位置的坐标精确度可以通过坐标累积分布来确定。图8的横轴指示在触摸板的x轴坐标上的位置值。纵轴指示在y轴坐标上的位置值。图8图示了当触摸板的x轴坐标值范围是0-1280时，在240-250的x轴位置周围发生触摸的示例性情况。

在图8中，y轴坐标的变化大于x轴坐标的变化。即，y轴坐标的精确度(y-精确度)显著低于x轴坐标的精确度(x-精确度)。因为，如线y10所指示的，x轴坐标的精确度是0.095，并且如线x10所指示的，y轴坐标的精确度是0.492，所以x轴坐标的精确度优于y轴坐标的精确度。

y轴方向的噪声分量大的原因是驱动线是被时分地扫描的。因为电容式触摸系统必须感测电容的少量变化，所以它会利用具有高灵敏度的传感器。触摸板可以灵敏地响应于例如包括荧光的光源和像电力噪声的外部噪声。因为外部噪声时时刻刻都可能改变，所以线(y轴)之间的噪声差在对线进行时分扫描的结构中变得相对较大。这对y轴坐标精确度的下降有影响。

为了提高坐标精确度，在本总体发明构思的实施例中，包括第一收发器210和第二收发器220，并且图2的处理器控制第一阶段和第二阶段的操作。

为了描述方便，依据图3，图9图示了第一阶段操作中的坐标提取操作，并且图10图示了第二阶段操作中的坐标提取操作。

参照图9，多个第一组驱动器212和218以及多个第一组传感器213和219被布置在基于触摸板100的x轴方向上。第一组驱动器212和218以及第一组传感器213和219被包括在第一收发器210中。第一组驱动器212和218的切换操作由选择开关sw1控制。第一组传感器213和219的切换操作由选择开关sw2控制。

多个第二组驱动器221和227以及多个第二组传感器222和228被布置在基于触摸板100的y轴方向上。第二组驱动器221和227以及第二组传感器222和228被包括在第二收发器220中。第二组驱动器221和227的切换操作由选择开关sw10控制。第二组传感器222和228的切换操作由选择开关sw20控制。

施加驱动信号的时间段t20确定第一阶段的扫描速率或者帧速率。

在第一阶段期间，可以在x轴方向上施加驱动信号。可以时分地施加所述驱动信号。所述驱动信号可以具有几十或者几百千赫兹。所述驱动信号可以通过组合两个频率组来施加。

为了在第一阶段中将所述驱动信号施加到扫描线，第一组驱动器212和218通过选择开关sw1的选择切换操作而被激活。为了在第一阶段中获得第一帧的感测信号，第二组传感器222和228通过选择开关sw20的选择切换操作而被激活。

在第一阶段中，第一组传感器213和219以及第二组驱动器221和227被去激活。

参照图10，相反地，在第二阶段期间，在y轴方向上施加驱动信号。

在y轴方向上施加驱动信号的时间段t30确定第二阶段的扫描速率或者帧速率。

在时间段t30期间，可以时分地施加所述驱动信号。

为了在第二阶段中将所述驱动信号施加到扫描线，第二组驱动器221和227通过选择开关sw10的选择切换操作而被激活。为了在第二阶段中获得第一帧的感测信号，第一组传感器213和219通过选择开关sw2的选择切换操作而被激活。

在第二阶段中，第一组驱动器212和218以及第二组传感器222和228被去激活。

在本总体发明构思的示例性实施例中，将驱动器、传感器和选择开关设置为在x方向和y方向上的每个收发器，并且所述驱动器和所述传感器可以被可编程地驱动以提高坐标精确度。

为了减少相邻传感器之间的噪声差，两帧中的一帧驱动横轴(x轴)上的驱动器以获得感测信号，并且另一帧驱动纵轴(y轴)上的驱动器以获得感测信号。

两个帧的相应2d代码在彼此不同的轴上具有小的噪声偏差。如图11中图示的，通过在第二帧中分别提取坐标以选择具有比第一帧的相应坐标精确度更高的坐标精确度的坐标，来提高得到的最终坐标精确度。图12中图示了示出与基本精确度相比，使用该原理y轴坐标的精确度极大地提高的仿真结果。

图11是关于图9和图10的坐标提取操作的流程图。

参照图11，在操作s102中，坐标提取算法被应用到通过如图9中所示的第一阶段的驱动和感测操作获得的第一帧的感测信号。在操作s104中，根据所述坐标提取算法生成第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标。

在操作s122中，坐标提取算法被应用到通过如图10中所示的第二阶段的驱动和感测操作获得的第二帧的感测信号。在操作s124中，根据所述坐标提取算法生成第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标。

在操作s142中，在第一帧和第二帧的第一轴和第二轴当中的具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标被选择性地设置为触摸板的触摸坐标。在操作s142中，从第一阶段的第一帧获得的x轴坐标和从第二阶段的第二帧获得的y轴坐标被确定为触摸板的触摸坐标。从第二阶段的第二帧获得的y轴坐标的精确度高于从第一阶段的第一帧获得的x轴坐标的精确度。这是基于图8的描述的。

第一帧和第二帧中的驱动和感测操作可以被处理器可编程地改变。

图12图示了通过图11的坐标提取操作的结果表示的坐标精确度提高的效果。

参照图12，左图图示了依据图5的仿真结果并且右图图示了应用了第二阶段提取方案的仿真结果。在所述图中，横轴和纵轴的项目和单位与图8相同。应用到图12的样本数量是1000。

图12中示出的结果确认在依据本总体发明构思的示例性实施例的坐标提取操作中，触摸板具有高的感测精确度并且能较强地对抗噪声。

当如图11中所示地通过完全扫描两个帧来提取2维坐标时，坐标提取时间与图5相比可以是两倍，即，报告速率会减半。因此，因为所述两个帧全部都被完全扫描并且具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标被确定为最终输出坐标，所以触摸反应速度可能是缓慢的。

触摸系统控制器200可以通过进行操作，使得如图13中所示在第一阶段中执行完全扫描操作并且如图14中所示在第二阶段中执行部分扫描操作，来减少触摸反应速度降低的量。

部分扫描操作是基于参考位置(alocalityofreference)的。当已知最近的在先触摸的坐标时，可以通过仅部分地扫描被认为是在先触摸的某一范围内的区域来获得当前坐标。因为部分扫描操作中使用的驱动信号的数量小于完全扫描操作中使用的驱动信号的数量，所以执行部分扫描操作所花费的时间可以被缩短到那个程度。

参照图13，为了感测手指触摸，示出了第一阶段的完全扫描操作的示例性坐标提取操作。

图13中的操作与在图9的第一阶段中提取第一帧的x轴坐标、y轴坐标的操作相同。第一阶段的扫描速率或者帧速率由时间段t40表示。

参照图14，第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标通过在第二阶段中执行部分扫描操作来获得。

在图14中，第二阶段的扫描速率或者帧速率由时间段t50表示。因为时间段t50与图10的时间段t30相比显著地短，所以提高了触摸反应速度。

在第二阶段中，在包围与第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标相对应的触摸图案的附近图案区域ar10中沿y轴方向提供驱动信号。在第二阶段中，第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标通过沿x轴方向感测附近图案区域ar10的互电容来获得。

图2的处理器250在第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中确定具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标。

图14的附近图案区域ar10表示一范围，例如，以从第一阶段提取的坐标作为中心的手指的可移动距离范围。可以例如根据触摸的数量或者触摸速度来不同地增减附近图案区域ar10的范围。如上所述，与完全扫描操作相比在第二阶段中执行的部分扫描操作减少了功耗。

图15是依据本总体发明构思的示例性实施例的相对于多点触摸的坐标提取操作的流程图。

部分扫描功能在生成多点触摸方面存在弱点。即，在扫描区域较宽大的情况下，需要对部分扫描功能进行补充。

为了对抗生成多点触摸的弱点，可以应用如图15中图示的坐标组合算法。

图15中图示的坐标组合算法的基本构思是基于扫描速度比手指的移动速度更快的事实。基于此构思，在当前帧中可以重复利用从先前的帧提取的坐标。

在第一阶段的第一操作中，从2d代码提取x坐标、y坐标。在第一阶段的第一操作之后的阶段中，先前的坐标和当前的坐标之间的、具有更高坐标精确度的坐标被报告为最终坐标。该算法与通过一帧提取x坐标、y坐标的方法具有相同的性能。

水平方向d10指示坐标提取过程的进行方向。

垂直方向d20指示时间的增加方向。

在图15中示出的实施例中，当执行多点触摸操作时，在当前坐标中重复使用先前的坐标以便区分任意触摸。

在操作s1000中，第一阶段的操作开始。在第一阶段的操作中，在x轴方向上施加驱动信号。

在操作s1000之后的操作s1010中执行坐标提取操作。在操作s1020中，获得第一轴坐标和第二轴坐标，即，x轴坐标、y轴坐标(xphase1，yphase1)。即，在第一阶段中，x坐标、y坐标全部都从2d代码提取。

在操作s1100中，在第一阶段的操作之后的第二阶段的操作开始。在第二阶段的操作中，在y轴方向上施加驱动信号。然后，在操作s1110中执行坐标提取操作。接着，在操作s1120中执行利用在操作s1020中获得的先前帧的x轴坐标(xphase1)作为当前帧的坐标的坐标组合操作。在那之后，在操作s1130中获取x轴坐标、y轴坐标(xphase1，yphase2)。该y轴坐标(yphase2)是与第一帧中的y轴坐标(yphase1)不同的来自第二帧的新的y轴坐标。第二帧中的x轴坐标(xphase1)是使得来自第一帧的x轴坐标(xphase1)被重复利用的坐标。

在下一个帧中重复利用在操作s1130中获得的x轴坐标、y轴坐标(xphase1，yphase2)当中的y轴坐标(yphase2)。从而，在开始操作s1200中的随后的第一阶段操作并且在操作s1210中提取坐标之后，在操作s1220中，重复利用的y轴坐标与新的x轴坐标组合。换句话说，操作s1230中示出的y轴坐标(yphase2)是在操作s1130中获得的y轴坐标(yphase2)。操作s1230中示出的x轴坐标xphase1是在操作s1210中提取的新的x轴坐标。该过程可以在操作s1300中在随后的第二阶段操作中继续，在操作s1310中进一步提取坐标，并且在操作s1320中，将当前y轴坐标(yphase2)与来自先前的第一阶段操作的x轴坐标(xphase1)组合。操作s1330中得到的坐标可以被输出为触摸坐标或者可以如上所述地执行第一/第二阶段操作的另一个循环以便增加最终的触摸坐标的坐标精确度。

在多点触摸感测的情况下，在生成多点触摸时，当确定第一帧和第二帧的第一轴坐标和第二轴坐标当中的具有相对较高的坐标精确度的第一轴坐标和第二轴坐标作为触摸板的触摸坐标时，第一帧的第一轴坐标和第二轴坐标中的一个被确定为触摸板的触摸坐标，以便利用先前帧的坐标。

如上所述，在本总体发明构思的示例性实施例中，第一收发器和第二收发器可以被可编程地控制以减少相邻传感器之间的噪声偏差。在降低相邻触摸图案之间的噪声偏差的方向上，灵活地执行驱动器和传感器的轴的改变，从而增加坐标精确度。通过根据触摸条件使用驱动器和传感器中的仅仅一部分来实现有效资源使用和快速反应速度。

在根据本总体发明构思的示例性实施例的电容式触摸系统中，当在预先设置的时间期间触摸的数量减少时，处理器可以减少采样率和抽取率，并且当在预先设置的时间期间触摸的数量增加时，处理器可以增加采样率和抽取率。如果触摸的数量没有改变，则采样率和抽取率可以被维持在当前水平。

图16是图示应用于各种显示设备的本发明构思的应用示例的框图。

参照图16，不仅在蜂窝电话1310中，而且在lcd或者pdptv1320、自动地代理银行现金操作的atm1330、电梯1340、售票机1350、pmp1360、电子书阅读器1370和导航1380中都可以采用图1中图示的电容式触摸系统5。所述电容式触摸系统可以被装载到需要触摸板或者触摸屏形式的用户接口的每个领域中。在蜂窝电话的情况下，这种触摸板的采用会非常有效。

根据本总体发明构思的示例性实施例，电容式触摸系统5可以生成触摸坐标，该触摸坐标能强力对抗噪声并且具有高的触摸精确度。因为在减少功耗的同时迅速地生成触摸坐标，所以触摸响应的反应速度可以增加。

因为连接到电容式触摸系统5的显示设备的控制器可以在没有分离的控制线的情况下接收触摸感测坐标数据，所以它可以执行适当的控制或者处理操作。

本总体发明构思还可以被具体实现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质可以包括计算机可读记录介质和计算机可读传输介质。计算机可读记录介质是能够存储作为稍后能被计算机系统读取的程序的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的示例包括半导体存储器件、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布在经网络耦合的计算机系统上，从而使计算机可读代码以分布式方式存储和运行。计算机可读传输介质可以传送载波或信号(例如，通过互联网的有线或无线数据传输)。此外，用于实现本总体发明构思的功能程序、代码和代码段能够被本总体发明构思所属领域中的熟练程序员容易地理解。

上面公开的主题应被认为是说明性的而非限制性的，并且权利要求意图覆盖落入本发明构思的真实精神和范围内的所有这些修改、增强及其它实施例。因而，在法律允许的最大限度内，本发明构思的范围由对权利要求及其等同物的可允许的最宽泛解释来确定，不应受到前述具体描述的限制或局限。

尽管已经示出和描述了本总体发明构思的几个实施例，但本领域技术人员将会理解，可以对这些实施例做出改变而不会偏离本总体发明构思的原理和精神，本总体发明构思的范围在权利要求及其等同物中限定。