使用压感触摸的触摸屏的功率模式的动态切换的制作方法
【专利摘要】公开了触摸屏的功率模式的切换。在示例性实施例中，可以针对触摸屏操作来激活触摸检测模式。触摸屏可以是包括基于压电传感器的力感测的投射电容屏。触摸检测模式可以是其中触摸屏的少于所有通道的至少一个通道被监视的低功率模式。当确定已经发生触摸事件时，可以进行触摸屏操作到扫描模式的切换。扫描模式可以是其中至少为了位置感测触摸屏的所有通道都被扫描的较高功率模式。可以通过对至少一个通道上的总电荷进行监视并且提供电压信号来实施触摸检测模式监视。当电压信号满足预定标准时，可以生成触摸事件的指示。
【专利说明】
使用压感触摸的触摸屏的功率模式的动态切换[0001]相关申请的交叉引用[0002]本申请要求于2014年2月18日提交的同时待审的美国临时专利申请N0.61 /941， 195的优先权和权益，其全部内容通过引用合并到本文中。
技术领域
[0003]所描述的实施例涉及触摸屏的操作模式，更具体地，涉及使用触摸检测的触摸屏的功率模式的切换。【背景技术】
[0004]具有触摸功能的设备已经广泛地应用于日常生活。可以利用触摸功能的设备包括下述设备，这些设备诸如为智能电话、平板电脑、电子杂货亭、游戏设备、个人电脑以及可以被配置为通过包括触摸功能的界面来接收输入的任何其他类型的电子设备。
[0005]占主导地位的触摸技术为投射式电容技术(Projected capacitance technology)。投射式电容技术提供高清晰度和低反射率的显示，并且当用于具有触摸功能的设备时耐用性很强。然而，相较于使用其他触摸技术，投射式电容技术导致了更高的设备功耗。这会对设备性能有显著的影响，尤其是电池供电的便携式设备。因此，期望提供下述技术和方法，该技术和方法允许在包括诸如投射式电容技术之类的触摸技术的设备中的较低的功耗。
【发明内容】
[0006]提供本
【发明内容】
来以简要形式介绍一下下面在【具体实施方式】中将进一步描述的一些概念选择。该
【发明内容】
既不意图排外地标识所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0007]公开了用于对触摸屏操作的功率模式进行切换的系统和方法的示例性实施例。在实施例中，使用低功率的触摸检测模式可以用于触摸屏操作，以在不需要使用操作的较高功耗的扫描模式时期降低功耗。在一个示例性实施例中，可以基于允许功率节省操作的所选择的标准被满足或所选择的条件出现来激活触摸检测模式。触摸检测模式的激活可以包括基于所选择的标准被满足或所选择的条件出现来从扫描模式切换到触摸检测模式。当处于触摸检测模式时，可以对触摸屏的至少一个通道进行监视，并且可以基于对至少一个通道的监视来确定触摸事件已经发生。当确定已经发生触摸事件时，可以进行从触摸检测模式的转变。在替选实施例中，可以基于其他标准被满足来进行从触摸检测模式的转变。
[0008]从触摸检测模式的转变可以包括从触摸检测模式切换到扫描模式。在示例性实施例中，扫描模式可以包括触摸屏的所有通道都被扫描的高功率模式，触摸检测模式可以包括触摸屏的较少的通道被监视以用于触摸事件的低功率模式。在该实施例的替选中，所监视的通道可以包括触摸屏的所有通道。在触摸检测模式中时对触摸屏的至少一个通道的监视可以包括对至少一个通道上电荷的量进行监视并且基于该电荷生成信号。然后，可以使用该信号来确定是否发生触摸事件。然后，可以使用该信号来确定是否发生触摸事件。实现该监视的示例电路可以包括开关和具有电荷放大电路的触摸检测电路。电荷放大电路可以基于在触摸检测模式中同时耦接到触摸检测电路的至少一个通道上的总电荷来生成电压信号。
[0009]在另一示例性实施例中，可以结合投射式电容触摸屏来实施所述系统和方法，该投射式电容触摸屏具有混合投射电容，该混合投射电容包括基于压电传感器或压阻传感器来确定触摸输入的力的力感测系统。用于该实施例的力感测系统使得能够对触摸屏的至少一个触摸传感器通道上的电容进行监视以在低功率触摸检测模式中时指示触摸事件。
[0010]在示例性实施例中，可以激活触摸检测模式的所选择的标准或者所选择的条件可以包括:例如，设备处于闲置触摸模式(例如设备在其中没有接收到输入的预定时间周期播放媒体文件)，设备处于睡眠模式或者其中仅可以接收到断断续续的触摸输入但是其中可能期望检测输入以激活设备的触摸屏的操作的任何其他模式。【附图说明】
[0011]图1是根据本公开内容的实施例的示例系统的框图；
[0012]图2A是被配置用于扫描模式的示例电路的简图；[〇〇13]图2B是被配置用于触摸检测模式的示例电路的简图；
[0014]图3A是可与本公开内容的实施例一起使用的示例性触摸屏的简化剖面图；
[0015]图3B是示例性显示组件的平面图；
[0016]图4是示例性触摸检测电路的示意图；
[0017]图5是示出可根据本公开内容的实施例来执行的示例性操作的流程图；
[0018]图6是示出可根据本公开内容的另一实施例来执行的示例性操作的流程图；以及
[0019]图7是示出根据本公开内容的实施例的模式转换的示例性时间轴的图。【具体实施方式】
[0020]现在将通过使用示例性实施例来描述系统、方法和装置。出于示例性目的而在本公开内容中展示这些示例性实施例，并不意图限制或者限定本公开内容或者本文中所展示的权利要求的范围。本文中所描述的技术和方法提供了低功率触摸检测，该低功率触摸检测可以用于给触摸屏设备提供功率节省。例如，当实施于投射式电容触摸面板时，示例性实施例提供优势，这些投射式电容触摸面板被实施成包括基于压电式或者压阻式传感器的力传感特征，这些压电式或者压阻式传感器还可以确定触摸输入的力。在这些触摸面板中，可以利用其中不需要驱动信号或者需要非常低的功率的驱动信号来确定触摸的低功率状态。 在该低功率状态中，触摸面板上的力或者触摸压力导致传感器的电容发生变化并且在传感器通道上生成了电荷。在本公开内容的示例性实现中，在低功率状态时可以对该电荷进行监视，并且在该低功率状态时投射式电容触摸面板传感器可以有效地用作用于触摸事件的无源传感器。因此，降低了设备功耗。
[0021]相较于在不进行扫描的情况下无法区分在触摸屏镜头上进行了手指按压还是其他触摸事件的传统的触摸系统，本公开内容的示例性实施例提供了优势。当在使用这种触摸系统的设备中显示屏打开时，触摸系统就以其最大性能水平对触摸屏进行扫描，以等待检测手指按压/触摸事件，或者有效地，以确定没有接收到任何输入。进行这种扫描主要是因为在低功率模式下的准确性将太低而不能触发手指按压/触摸事件跟踪状态。在这种类型的触摸系统中，使用高性能水平下的扫描是因为否则当显示屏打开时终端用户会注意到延迟并且手指按压是通过以相对较高的频率进行轻敲或者轻弹来施加的。实施例的触摸检测减少了使用扫描模式的需求并且降低了功耗。
[0022]根据本公开内容的实施例的触摸检测提供了下述优势:这些实施例可以与各种较高功率的扫描技术组合或者结合来使用。该触摸检测可以用于启动转换到任何其他扫描技术，例如提供定位/位置确定的扫描技术或者提供包括力感功能的定位/位置确定的扫描技术。例如，触摸检测可以与下述这些扫描技术结合来使用:包括以全电压进行全报告的全扫描技术(对于正常操作显示屏打开并且高精度)、包括以降低的电压进行减少的报告的全扫描技术(显示屏背光关闭、显示屏1C待机/低功率模式下触摸并且低/中触摸精度)以及包括减少的报告和降低的电压的降低的扫描技术(深睡眠模式)。实施例的触摸检测可以被配置成与这些技术结合来操作以减少对这些扫描技术的依赖并且减少这些扫描技术的使用，以提供较少的功耗。[〇〇23]与允许“手势模式”的触摸控制器1C相比，根据本公开内容的触摸检测的示例性实施例也提供优势。这些触摸控制器1C使得能够在低功率下操作触摸面板并且仍然可能检测到一些手势。然而，在手势模式中这些触摸控制器1C能够检测的手势的数量是有限的，分辨率是有限的并且其中可以检测到手势的区域通常是有限的。例如，在一些当前的智能手机中，触摸面板仅考虑传感网络的中下部，例如靠近触摸屏的底部的中心的V形区，仅使用例如1/3的分辨率，并且扫描精度/频率低，因为触摸面板等待手指做滑动手势来唤醒屏幕。根据本公开内容的实施例的触摸检测的示例性实施例可以被配置为以更少的功耗提供比这些手势模式更多的触摸屏覆盖范围。[〇〇24]实施例的触摸检测的优势在于该触摸检测能够在不进行扫描的情况下感测例如手指是否在触摸屏上。取决于对触摸屏的传感器通道进行监视的配置设定，在示例性实施例中，触摸检测还可以被配置为能够通过将传感器通道的切换改变到监视电路来对触摸屏上输入事件的位置进行跟踪。在这些实施例中，触摸检测的该位置检测能力还可以与精度降低的扫描结合，由此使得能够降低投射电容侧的功耗而同时仍然提供一些粗劣的位置检测。在一些当前的使用中，包括例如在显示屏开启的一些情形中，为了节省功率，投射电容扫描可以被减缓。这降低了扫描的触摸精度，但是可以与触摸检测相结合以基于扫描和触摸检测操作两者一起确认位置来提供增加的触摸精度。以投射电容的全扫描但是使用减少的报告和降低的电压的方式，仅提供低水平或中等水平的减少的精度。当处于降低的扫描模式时，压感触摸(force touch)还可以感测位置，并且可以以与投射电容至少相同低水平或者中等水平的精度来跟踪触摸，直到投射电容苏醒进行全扫描的时候为止。然后，使用减少的报告和降低的电压的全扫描可以被启动。或者，任何其他扫描模式可以被启动。
[0025] —个示例性实现可以被配置为当检测到触摸事件时先不立即唤醒投射电容，而是通过利用所监视的传感器通道的切换改变到监视电路一段时间来让压感触摸检测跟踪手指一段时间，然后再唤醒投射电容。通过在已知的传感器通道上利用各种切换方案，可以通过使用所公开的触摸检测来实现各种定位/位置确定实施。这可以通过保持投射电容关闭足够长的时间来节省额外的功率，但是不要长到用户注意到关于延迟或精度的任何潜在问题。实施例的触摸检测提供了下述优势:知道对触摸屏进行触摸的手指或任何其他物体何时存在，而不需要做与使用投射电容进行全扫描相同的全扫描。
[0026]根据实施例的触摸检测还可以去除当触摸屏已经电源休眠时使用机械按钮来使设备从睡眠模式恢复并且给触摸屏位置传感器上电的需求。实施例使得能够方便地直接按压屏幕或者应用唤醒手势来使设备从睡眠模式恢复。实施例还使得能够当设备处于“空闲” 触摸模式时，例如当设备用户看电影时，使设备切换到低功率模式。
[0027]现在参照图1，图1是根据本公开内容的实施例的示例系统100的框图。在图1中，系统100示出为包括触摸面板102、开关104、触摸检测功能106和处理器108。在通过开关104、 触摸检测功能106和处理器108所示的示例性功能中来实施用于对触摸屏操作的功率模式进行切换的系统和方法。图1示出了本公开内容的一个实施例的功能块之间的相互连接。开关104通过通道连接112耦接到触摸面板102的传感器通道，并且通过触摸检测输入116耦接到触摸检测功能106。开关104接收指示开关要处于触摸检测模式配置还是全扫描模式配置的模式输入信号110。当模式输入信号指示全扫描模式时，开关104在全扫描连接114上输出触摸面板102的传感器通道的通道连接112以被全扫描功能利用。当模式输入信号110指示触摸检测模式时，开关104在触摸检测输入116上向触摸检测功能106输出下述信号:该信号指示触摸面板102的至少一个传感器通道的通道连接112上的电荷。触摸检测功能106在触摸检测输入116上接收信号，并且确定是否发生触摸检测事件。如果发生触摸检测事件，触摸检测功能106就在触摸检测输出118上向处理器108输出指示发生了触摸检测事件的信号。处理器108视情况与系统100的其他功能交互。处理器108包括具有代码或软件程序的一个或多个存储器，当该代码或软件程序被执行时使处理器108在触摸检测模式和全扫描模式下与系统的操作交互并且控制系统的操作。例如，在一个实现中，处理器108可以基于触摸检测输出信号118来生成用于开关104的模式输入信号110,以指示开关104在何种模式下操作。处理器108还可以对实现示例性实施例的触摸检测时系统100与全扫描功能以及设备的其他功能的交互进行控制。[〇〇28] 尽管处理器108示出为一个功能块，但可以通过一个或多个处理器或处理单元来实施处理器108的功能，并且处理器108的功能可以包括一个或多个处理器或处理单元，术语处理器的使用意味着包含所有这些实现。
[0029]在一个示例性实现中，开关104可以被配置为计算一个或多个传感器通道连接上的电荷的和作为触摸检测输入116。在触摸检测模式中，根据其对电荷进行求和并且由开关 104作为触摸检测输入116输出给触摸检测功能106的触摸面板102的传感器通道的数量可以与用于全扫描的通道的数量不同。例如，根据其在触摸检测输入116处生成电荷的传感器通道的数量可以是下述数量，该数量小于被开关104切换并且在全扫描连接114上输出的传感器通道的数量。此外，可以存在没有通过开关104馈送的从触摸面板102输入给全扫描功能的其他传感器通道。
[0030]在替选实现中，在触摸检测模式中时，处理器108还可以用于控制开关106以将触摸面板102的多个传感器通道中的每个传感器通道按下述顺序连接到监视输出，该顺序使得能够对触摸屏上的触摸进行位置确定和检测。通过对排序的触摸检测信号进行监视和处理，处理器108可以在触摸屏102的所选择的垂直传感器通道和水平传感器通道之间切换， 以从多个通道(例如，交叉通道)检测出触摸事件并且根据所监视的数据来确定触摸事件的位置。
[0031]现在参照图2A和图2B，图2A和图2B分别为被配置成用于扫描模式和触摸检测模式的示例电路的说明性简图。电路200包括开关206、触摸检测功能204、全扫描功能202和触摸面板210。开关206和触摸检测功能204提供实施触摸面板210的功率模式的切换的电路。可以在图1中所示的实施例中实施该示例性电路，其中开关104实施为开关206,触摸面板102 实施为触摸屏210并且触摸检测功能106实施为触摸检测功能208。图2A和图2B的示例示出了包括传感器通道216a-216d的触摸面板210的一部分。尽管图2A和图2B示出了按水平方向定向的四个传感器通道，但取决于用其来实现实施例的实际的触摸面板，触摸面板210可以包括按垂直方向或者水平方向定向的任何数量的传感器通道，这些传感器通道连接到开关 206以在触摸检测模式中进行监视。开关206用于在全扫描功能202与触摸检测功能204之间切换和转变传感器通道216a_216d。开关206包括下述开关，当处于扫描模式时这些开关分别在每个传感器通道216a-216d与全扫描连接214a-214d之间连接，当处于触摸检测模式时这些开关分别在每个传感器通道216a-216d与触摸检测连接212之间连接。被开关206所利用的传感器通道的数量可以随实现而变化。
[0032]在一个示例性实现中，当处于全扫描模式时触摸面板210的所有的传感器通道将连接到全扫描功能202,并且n个传感器通道将可切换到触摸检测功能204以用于触摸检测操作，其中n可以为上至所有传感器通道的数量的任何数量。图2A和图2B的电路200可以耦接到处理电路，例如图1的处理器108,该处理电路对开关206、触摸检测功能204、全扫描功能202和触摸面板210之间的信号的定时和切换提供控制。处理电路可以包括在触摸检测功能204中，或者功能中的一些功能或全部功能可以包括在单独的处理器中，该单独的处理器在处理触摸检测信号时与触摸检测功能208结合来起作用。[〇〇33]图2A示出了开关206处于全扫描模式的电路。例如，当其上实施有触摸面板210的设备处于活动模式并且在触摸面板210处接收用户输入时，可以进入全扫描模式。开关206 的各个开关分别将传感器通道216a-216d中的每个通道连接到全扫描连接214a-214d之一。 然后，全扫描功能202可以进行操作以利用触摸屏210的连接214a-214d来进行全分辨率和全速度的电容式扫描感测，该电容式扫描感测可以包括例如触摸位置感测和/或触摸力感测。[〇〇34]图2B示出了开关206处于触摸检测模式的电路。例如，当其上实施有触摸面板210 的设备转变到睡眠模式，在触摸面板210处没有正在接收用户输入或者已经没有接收到用户输入(预定的时间)时，可以激活触摸检测模式。开关206的各个开关将每个传感器通道 216a-216d连接到触摸检测连接212。然后，触摸检测功能204可以进行操作以利用连接212 来进行触摸检测。触摸检测功能204可以通过对连接212处连接的传感器通道216a-216d上生成的总电荷进行感测来对连接212进行监视。当基于该电荷生成的信号满足预定标准时， 触摸检测功能204可以确定已经发生触摸事件并且在连接208上生成触摸检测信号。诸如图 1的处理器108的处理器可以利用该触摸检测信号来给全扫描功能202指示已经检测到触摸并且指示开关206可以被切换到全扫描模式。
[0035]现在参照图3A，图3A示出了可与本公开内容的实施例一起使用的示例性触摸屏的简化剖面图。触摸屏300可以是基于压电或基于压阻的触摸屏。触摸屏300可以包括图案化导电层302、形成压力感测元件的压电层304(例如PVDF层)、图案化导电层306和显示屏玻璃308。压电层304嵌入在由导电层302和304形成的触摸传感器中。触摸传感器内的压电层304 使得能够在触摸检测模式下时使用例如低功率比较器电路来检测触摸屏300上的力手势 (例如“轻敲”)。这使得能够在不需要扫描激励信号的情况下对触摸检测进行无源检测。为了在本公开内容的示例性实现中进行利用，触摸检测模式中的操作可以允许触摸屏300的操作的低功率状态，在该低功率状态中不使用驱动信号或者仅使用低频率的驱动信号来通过触摸检测功能进行触摸检测。此外，如图2A和图2B的实施例中所示，可以在触摸检测模式中对比所有可用的传感器通道数目少的传感器通道进行监视。[〇〇36]图3A示出了包括压电层304的触摸面板300的简化的堆叠，并且特征在于图3A可以类似于投射电容触摸面板的堆叠。导电层302和导电层306可以均由诸如IT0、铜网或者银纳米线之类的透明导电材料进行图案化所得到，或者只是这两个导电层之一可以被图案化， 而另一个不被图案化以构成X-Y位置传感和Z压力传感网络。在一个实施例中，压电层304可以是下述膜，在该膜上直接沉积有由导电层302和导电层306所形成的电极。在另一个实施例中，压电层104可以是下述薄膜，该薄膜被层压在诸如PET之类的较厚的支撑衬底上，并且这两者的组合可以表示为压电层304。在还一个实施例中，可以通过狭缝型挤压式涂布或者丝网印刷来对压电层304进行印刷并将其涂覆在诸如PET之类的支撑衬底上，以形成压电层 304。电极302和电极306的组合形成可以感测触摸的压力和位置的感测网络。在用于本公开内容的实施例时，例如，可以通过开关将传感器连接到图2的传感器通道216a-216d。堆叠组合300可以用在诸如on-cell构造(将触摸面板功能嵌入到彩色滤光片基板和偏光板之间) 和in-cell构造(将触摸面板功能嵌入到液晶像素中)之类的外部配置和嵌入式配置中，并且根据需要堆叠可变化。[〇〇37] 现在参照图3B，图3B示出了下述示例性显示组件的平面图，该示例性显示组件具有示出为可用于本发明的实施例中的触摸面板迹线。显示组件301为投射式电容触摸屏，并且包括形成触摸感测网格的多个发射器迹线311(示出为水平迹线)和多个接收器迹线321 (示出为垂直迹线)。迹线311和迹线321是导电的并且基本上是光学透明的，以便覆盖在显示屏像素阵列351上。可以分别由图3A的在其之间具有压电层304的至少一部分的导电层 302和导电层306来表示示出网格上交叉点处的迹线311和迹线321的显示组件301的横截面。例如，可以通过在玻璃衬底上沉积IT0或者银纳米线来形成迹线。此外，例如，用玻璃或一些其他电介质形成的中间绝缘层将发射器迹线311与接收器迹线321电绝缘。
[0038]在全扫描操作中，驱动电路313将电压施加给发射器迹线311以生成静电场。在没有外部刺激(例如手指或手写笔)时，贯穿网格的静电场是均匀的。发射器迹线和接收器迹线的每个交叉点形成电容器，该电容器具有相应的电容。接收器迹线321形成可以耦接到开关323的传感器通道。在全扫描模式中，开关323在全扫描模式输出356处将传感器通道连接到位置检测和/或压力感测全扫描功能。当处于触摸模式时，驱动电路313可以不施加电压于发射器迹线，并且开关323可以在触摸检测功能模式输出358处将传感器通道中的至少一个传感器通道连接到触摸检测功能。例如，可以将开关323分别实施为图2中所示的开关206 或图4中所示的开关408,以根据模式输入信号354将组件301耦接到触摸检测功能和全扫描功能。在替选的实施例中，当处于触摸检测模式时，可以将开关323连接到接收器迹线321 和/或发射器迹线311(X轴或Y轴)中任何一个以生成受监视的传感器通道。
[0039]当导电物体接触面板时，均匀的静电场局部变得扭曲。该扭曲造成发射器迹线和接收器迹线的交叉点处的电容发生变化(例如，互电容减少)。可以通过对触摸检测模式时连接到触摸检测功能的每个接收器迹线321的电荷进行监视来确定这种电容的变化。当所监视的通道被触摸所影响时，取决于所监视的通道的数量，可以检测到屏幕上的触摸事件。 通常，有10到16个发射器迹线311，10到16个接收器迹线321，导致100到256个不同的触摸位置。迹线的宽度通常在4mm到6mm之间，以捕捉一般的手指触摸。显示屏像素阵列351具有由像素阵列351的子集组成的像素阵列部分352。
[0040]可以以允许应用触摸检测模式的任何方式来实施可以结合本公开内容的实施例来使用的触摸屏的显示组件的像素阵列和像素阵列部分。美国专利申请公开2013/0265256 和2014/0008203中示出和描述了可以适于与实施例一起使用的显示组件的示例性实现，这两个专利的全部内容通过引用合并到本文中。
[0041]在本公开内容的实施例中，阵列的至少一个压力感测元件通过传感器通道耦接到触摸检测功能。如本文中所描述的那样，在触摸检测模式中，通过触摸检测功能来监视所耦接的压力感测元件传感器通道的电容上的电荷。可以在不给阵列施加驱动电压或者给阵列施加驱动电压的情况下来进行监视。
[0042]现在参照图4,图4是根据本公开内容的实施例的另一示例性触摸检测电路的示意图。图4示出了可以被实施为具有压电层304以进行触摸检测功能的电路400。电路400包括开关408、电荷放大器406和触摸检测决策功能402。开关408耦接到可以根据图3中示出的实现来实施的投射式电容触摸屏410。可以在图1的框图中所示的实施例中实施该示例性电路 400，其中开关408实施为开关104，触摸面板410实施为触摸屏102，并且电荷放大器406和触摸检测决策功能402实施为触摸检测功能106。电阻器424、428、430和电容426、432用于将放大器406配置为低功率电荷放大器。通过电阻器428与放大器406的负极(-)输入处的电荷输入成比例地生成放大器406的输出404上的电压V输出。电路400包括开关408、电荷放大器406 和触摸检测决策功能402。[〇〇43]当电路400处于全扫描模式时，开关408用于将开关418(l)-418(n)配置为分别将传感器通道420(1 )-420(n)连接到全扫描功能连接422(1 )-422(n)。然后连接422(1 )-422 U)可以用于触摸屏410的全扫描功能。用于触摸检测模式的通道的数目可以是触摸屏410 的传感器通道的总数目中的任何数目n。在图4的示例中，触摸屏410可以具有多于n个的传感器通道，并且可能没有示出所有这些传感器通道。[〇〇44]当触摸检测模式被激活并且电路400处于触摸检测模式时，利用开关408来将开关 418(l)-418(n)配置为同时将传感器通道420(l)-420(n)中的每个通道通过电阻器428连接到放大器406的负极(-)输入。放大器406用作电荷放大器，该电荷放大器对传感器通道420 (l)-420(n)上的电荷进行跟踪或监视并且生成输出404上的电压V输出。V输出可以与传感器通道420(l)-420(n)上的电荷成比例。触摸检测决策功能402接收V输出信号404并且基于对％紐进行监视以及V$細满足预定标准来判断是否已经发生触摸事件。当触摸检测决策功能402确定已经发生触摸事件时，生成触摸检测信号。触摸检测信号可以用于引起从触摸检测模式的转变。在出于其他考虑的替选实现中，例如，设备使用环境可以与触摸检测信号结合使用来确定已经发生触摸检测事件并且引起从触摸检测模式的转变。在从触摸检测模式的转变中，电路400可以切换成扫描模式下的操作。[〇〇45]在替选的实施例中，当分别从触摸检测模式转变或者转变到触摸检测模式时，触摸检测电路可以移动到除了全扫描模式之外的操作模式或者从除了全扫描模式之外的操作模式移动。当处于触摸模式时，可以使用诸如图1的处理器108之类的处理器来控制开关 408,以在触摸检测模式被激活时将至少一个传感器通道连接到放大器406并且当响应于发生触摸事件而发生从触摸检测模式的转变时将传感器通道连接到全扫描功能。
[0046]在替选的实施例中，处理器可以将触摸屏102的多个传感器通道中的每个传感器通道按顺序连接到监视输出，该顺序使得能够通过对排序的触摸检测信号进行监视和处理来连同触摸屏上触摸的触摸检测一起进行位置确定。例如，这可以通过如下方式完成:将开关408控制成在触摸屏410的所选择的垂直传感器通道和水平传感器通道之间切换，以从多个通道(例如，交叉通道)来检测触摸事件并且根据所监视的数据来确定触摸事件的位置。
[0047]现在参照图5,图5是示出可根据本公开内容的实施例来执行的示例性操作的流程图。可参照图1的功能块来描述图5。[〇〇48]处理开始于502处显示屏开启。这可以发生在例如当用户给其上实施有触摸面板 102的设备上电时。在504处，全分辨率/全速度电容感测开启。作为504处操作的一部分，可以将模式输入信号110从处理器108输入到开关104并且控制开关104来切换到扫描模式。然后，来自触摸面板102的通道连接输入112通过开关104连接到扫描连接114。处理器108还可以生成其他控制信号来在504处控制设备，例如，指示激活全扫描功能的信号。然后，全扫描功能可以利用扫描连接114来进行全分辨率全速度电容感测以接收用户输入。
[0049]在506处，确定存在x量的帧在触摸面板102上没有检测到入射(incident)触摸。例如如果在预定时间段内没有接收到用户输入，则可以发生这种情况，，该预定时间段由通过全扫描功能从触摸面板502接收x量的帧所花的时段来进行定义。在图5的一个示例性实现中，处理器108可以与全扫描功能交互以接收信息并且在506处做出这种确定。
[0050]接下来，在508处，响应于在506处检测到X量的帧没有入射触摸，将电容触摸感测置于低功率模式下。在508的操作中，针对图1的系统来激活触摸检测模式以提供低功率操作。在一个实现中，处理器108可以生成模式输入信号110以控制开关104来激活触摸检测模式。在触摸检测模式中，通道连接输入112连接到触摸检测输入116。在510处，触摸检测功能 106对触摸检测输入116进行监视并且等待触摸事件。在510处，显示屏可以保持在活跃的观看模式下，例如，观看视频的模式。在示例性实现中，触摸检测功能106可以进行如针对图2A 和图2B以及图4的示例性电路所描述的监视。[〇〇51]接下来，在512处，触摸检测功能感测触摸面板102上的压感触摸并且确定已经发生触摸事件。例如，其上实施有触摸面板102的设备的用户可以激活触摸面板102并且将设备从低功率触摸检测模式唤醒，然后开始进行输入。在示例性实现中，触摸检测功能106可以进行如针对图2A和图2B以及图4的示例性电路所描述的确定。当通过触摸检测功能106确定触摸屏102上的触摸的力大于预定阈值时，用户可以将触摸检测功能配置为感测压感触摸或者检测触摸事件。[〇〇52]在514处，响应于感测压感触摸，恢复全功率/全速度电容感测并且在全扫描模式激活时进行从触摸检测模式的转变。作为514处操作的一部分，可以将模式输入信号110从处理器108输入到开关104并且控制开关104来切换到扫描模式。然后，来自触摸面板102的通道连接输入112通过开关104连接到扫描连接114。处理器108还可以生成其他控制信号来在504处控制设备，例如，指示应该激活全扫描功能的信号。然后，全扫描功能可以利用扫描连接114来进行全分辨率全速度电容感测以接收用户输入。然后，可以继续触摸面板功率模式切换功能，以在操作设备时根据图5的实施例在触摸检测模式与全扫描模式之间进行切换。
[0053]现在参照图6,图6是示出可根据本公开内容的另一实施例来执行的示例性操作的流程图。可参照图1的功能块来描述图6。[〇〇54]处理开始于602处显示屏关闭。这可以在下述情形下发生，例如，当用户将其上实施有触摸面板102的设备切换成睡眠模式时，或者没有接收到输入或预定时间量没有使用之后设备自动切换成睡眠模式时。在604处，低功率压力感测监视被激活。在604的操作中， 例如，针对图1的系统触摸检测模式被激活，以在不施加驱动信号或电压到触摸屏的情况下提供低功率操作。在一个实现中，处理器108可以生成模式输入信号110以控制开关104来激活触摸检测模式。在触摸检测模式中，通道连接输入112连接到触摸检测输入116。在606处， 触摸检测功能106对触摸检测输入116进行监视并且等待入射触摸事件。在示例性实现中， 触摸检测功能106可以进行如针对图2A和图2B以及图4的示例性电路所描述的监视。[〇〇55]在608处，触摸检测功能感测触摸面板102上的压感触摸，并且确定已经发生触摸事件，并且在610处，触摸压力感测被触发。例如，其上实施有触摸面板102的设备的用户可以激活显示关闭的触摸面板102并且将设备从低功率触摸检测模式唤醒，然后开始进行输入。在示例性实现中，触摸检测功能106可以进行如针对图2A和图2B以及图4的示例性电路所描述的确定。例如，当通过触摸检测功能106确定触摸屏102上的触摸的力大于预定阈值时，用户可以将触摸检测功能配置为感测压感触摸或者检测触摸事件。[〇〇56]接下来，在612处，显示屏被打开并且通过激活全扫描模式来进行电容触摸唤醒。 作为612处操作的一部分，可以将模式输入信号110从处理器108输入到开关104并且控制开关104来切换到扫描模式。然后，来自触摸面板102的通道连接输入112通过开关104连接到扫描连接114。处理器108还可以生成其他控制信号来在612处控制设备，例如，指示激活全扫描功能的信号。在614处，随着显示屏和触摸功能被唤醒，当手指或物体触摸屏幕时，根据电容感测线来确定基线状态。该基线状态可以用在随后的事件中以通过与该基线状态进行比较来确认何时实际发生了触摸事件。然后，全扫描功能可以利用扫描连接114以通过电容触摸基线感测来进行全分辨率和全速度电容感测以接收用户输入。在616处，一旦接收到触摸相关的数据，则显示屏数据输入(即，在显示屏上进行的写入)被中断，并且响应于用户所进行的输入，指示显示屏显示适当的数据。例如，显示屏在某一时间段显示智能手机的主屏幕，然后根据触摸数据的命令停止显示，该命令告诉显示屏写入显示app界面的数据，用户已经通过触摸输入指示他们想要打开该app界面。
[0057]现在参照图7,图7是示出可在本公开内容的替选实施例中实施的模式转变的示例性时间线702的图。图7示出了如何通过使用穿插在到触摸检测模式操作的转变中或者穿插在从触摸检测模式操作的转变中的睡眠周期来减少触摸扫描频率的示例。图7示出了在时间T1处激活入射检测模式706之后并且在时间T2之前可以发生的示例性操作，其中时间T1 为实施例的操作从全扫描模式704a切换到入射检测模式706的时间点，时间T2为操作切换回全扫描模式704a的时间点。[〇〇58]在时间T0处全扫描模式704a被激活。在时间T1处，低功率模式716被激活并且入射检测模式706被激活。入射检测模式706中的操作包括诸如滑动(swipe)检测循环708之类的滑动检测循环，该滑动检测循环708包括下述周期:断电706a、休眠706b、上电706c和触摸检测706d。在入射检测模式706中，在由706a-706d、706e-706h以及7061-7061所示出的周期处重复滑动循环。[〇〇59]图7示出了在入射检测模式706的时间Tla处出现的示例性触摸710。通过示例性触摸710a和示例性触摸710b示出了如何可以检测到触摸710的两个示例性场景，该示例性触摸710a和示例性触摸710b被示出为是在触摸检测周期7061处所检测的。该图示出了在循环上升时间706i到循环下降时间7061期间可以发生入射触摸710b，并且将在触摸检测模式被再次激活的7061处检测到该入射触摸710b。在7061期间发生触摸710a并且将在706i期间检测到该触摸710a。根据7061处的检测，将花费N个帧来从触摸检测7061重新上电到全扫描模式704b。
[0060]已经在电路和处理器的一般环境中对本文中所公开的示例性实施例进行了描述， 该处理器具有存储在存储器上的处理器可执行代码或指令，该存储器可以包括一个或多个计算机可读存储介质(例如，诸如存储器之类的有形非易失性计算机可读存储介质)。应该容易理解的是，术语“计算机可读存储介质”或“非易失性计算机可读介质”包括用于存储数据和程序指令的介质，而不包括传播的或者调制的数据通信信号。
[0061]尽管通过示例性实施例使用实施例的各种组件和设备的描述通过参照功能块和处理器或处理单元以及包括指令和代码的存储器来描述了本文中公开的功能，但还可以使用任何类型的处理器、电路或处理器和/或电路以及代码的组合来实施并执行实施例的功能和处理。这可以至少部分地包括一个或多个硬件逻辑组件。例如但不限于，可以使用的硬件逻辑组件的示例类型包括:现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(S0C)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)等。
[0062]此外，虽然已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言对本主题进行了描述，但是应当理解，在所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作被公开作为实现权利要求的示例性实施例、实现和形式，并且在不脱离本公开内容的范围的情况下这些示例性配置和布置可以被显著改变。此外，尽管已经参照利于所公开的处理的具体元件和操作来示出了示例性实施例，但是这些元件和操作可以被任何适当的设备、组件、架构或者实现预期的实施例功能的处理所替代。本领域技术人员可以发现很多其它的改变、替换、变化、变更和修改，并且本发明意图包括所有这些落入所附权利要求的范围内的改变、替换、变化、变更和修改。
【主权项】
1.一种对触摸屏的功率模式进行切换的方法，所述方法包括:激活触摸检测模式；在触摸检测模式中时对触摸屏的至少一个通道进行监视；基于所述对至少一个通道的监视来确定已经发生触摸事件；以及响应于确定已经发生触摸事件，从所述触摸检测模式进行转变。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转变包括响应于确定已经发生触摸事件而从 所述触摸检测模式切换到扫描模式。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触摸屏包括投射式电容触摸屏，并且所述在 触摸检测模式中时对触摸屏的至少一个通道进行监视包括对所述至少一个通道上的电荷 的量进行监视。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激活包括从扫描模式切换到触摸检测模式， 并且所述转变包括响应于确定已经发生触摸事件而从所述触摸检测模式切换到所述扫描 模式。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述扫描模式包括所述触摸屏的所有通道都被扫 描的高功率模式，所述触摸检测模式包括所述触摸屏的所有通道或者更少通道被监视的低 功率模式。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激活触摸检测模式包括基于设备使用环境来 激活触摸检测模式。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触摸屏包括投射式电容触摸屏，该投射式电 容触摸屏包括压力感测压电层，并且所述在触摸检测模式中时对触摸屏的至少一个通道进 行监视包括对所述至少一个通道上的电荷的量进行监视。8.—种用于对触摸屏的功率模式进行切换的装置，所述装置包括:处理器和包括代码的存储器，所述代码能够被执行以使得所述处理器控制所述装置以 执行以下步骤:激活触摸检测模式；在触摸检测模式中时对触摸屏的至少一个通道进行监视；基于所述对至少一个通道的监视来确定已经发生触摸事件；以及响应于所述确定已经发生触摸事件，从所述触摸检测模式进行转变。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述代码还能够被执行以使得所述处理器控制所 述装置在确定已经发生触摸事件时，通过从所述触摸检测模式切换到扫描模式来从所述触 摸检测模式进行转变。10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述代码还能够被执行以使得所述处理器控制 所述装置根据所监视的所述至少一个通道上的电荷来生成信号，并且使用所述信号来确定 已经发生触摸事件。11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述代码还能够被执行以使得所述处理器控制 所述装置通过从扫描模式切换到触摸检测模式来激活触摸检测模式，并且，所述代码还能 够被执行以使得所述处理器控制所述装置在确定已经发生触摸事件时，通过从所述触摸检 测模式切换到所述扫描模式来从所述触摸检测模式进行转变。12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述扫描模式包括所述触摸屏的所有通道都被扫描的高功率模式，所述触摸检测模式包括所述触摸屏的所有通道或者较少的通道被监视 的低功率模式。13.根据权利要求8所述的装置，其中，所述代码能够被执行以使得所述处理器控制所 述装置至少部分地基于设备使用环境来激活触摸检测模式。14.根据权利要求8所述的装置，其中，所述触摸屏包括投射式电容触摸屏，该投射式电 容触摸屏包括压电层，并且所述代码能够被执行以使得所述处理器控制所述装置通过对触 摸屏的至少一个通道上的电荷的量进行监视来监视所述至少一个通道。15.—种用于对触摸屏功率模式进行切换的装置，包括:被配置为用于扫描模式和触摸检测模式的开关，所述开关具有多个通道输入、多个扫 描输出、以及监视输出，所述开关被配置为接收所述多个通道输入中的每个通道输入上的 通道信号，并且被配置为当所述装置处于所述扫描模式时将所述多个通道输入中的每个通 道输入连接到所述多个扫描输出中的对应扫描输出，并且被配置为当所述装置处于所述触 摸检测模式时将所述多个通道输入中的至少一个通道输入连接到所述监视输出；以及耦接到至少一个监视输出的触摸检测电路，所述触摸检测电路具有触摸检测信号输出 并且被配置为当所述装置处于所述触摸检测模式时对所述监视输出进行监视，并且当所述 开关的所述监视输出处生成的信号满足预定标准时生成触摸检测信号。16.根据权利要求15所述的装置，还包括:具有提供通道信号的多个通道输出的投射式电容触摸屏，每个通道输出耦接到所述开 关的所述多个通道输入之一。17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述投射式电容触摸屏包括触摸传感器，所述 触摸传感器包括压电层。18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述触摸检测电路包括转换电路，该转换电路 被配置为将所述监视输出上的电荷转换为电压电平，并且当所述电压电平满足预定标准时 所述触摸检测电路生成所述触摸检测信号。19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述触摸检测电路还包括耦接到所述转换电路 的处理电路，所述处理电路对所述电压电平进行监视并且当所述电压电平满足预定标准时 生成所述触摸检测信号。20.根据权利要求16所述的装置，还包括:处理单元，所述处理单元被配置为当处于触摸检测模式中时控制所述开关按顺序将所 述多个通道中的每个通道连接到所述监视输出，该顺序使得能够确定所述触摸屏上触摸的位置。
【文档编号】G06F3/044GK106030483SQ201580009358
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月17日
【发明人】阿罗基亚·内森, 杰克逊·莱, 苏克-白·车, 科宾·丘奇
【申请人】剑桥触控科技有限公司