CN101960415A - 用于多点触摸控制器的电荷再循环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于多点触摸控制器的电荷再循环。公开了当以激励信号的同相和反相分量同时激励触摸式传感器面板的两条或更多条驱动线路时的电荷再循环。为了执行电荷再循环，放电路径可以被选择性地形成在以激励信号的同相和反相分量激励的驱动线路之间。多路复用器可以耦接到每条驱动线路的驱动器以及公共放电路径。当要执行电荷再循环时，控制逻辑可以将多路复用器配置为与驱动器隔离并将以激励信号的同相分量激励的驱动线路连接到以激励信号的反相分量激励的驱动线路。充电的驱动线路上的电容之后可以放电到放电的驱动线路上的电容。

Description

用于多点触摸控制器的电荷再循环
技术领域
本发明涉及利用多个激励频率和相位来检测和定位触摸事件的触摸式传感器面板，并且更特别地涉及将在被激励的驱动线路的放电期间被另外损耗的电荷的再循环。
背景技术
目前，许多类型的输入设备均可用于在计算系统中执行操作，例如按钮或键盘、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸式传感器面板、触摸屏等。特别地，触摸屏因为其操作的简易和多功能性以及其逐渐降低的价格而变得日益流行。触摸屏可以包括触摸式传感器面板，该触摸式传感器面板可以是具有触敏表面的清晰面板，并且显示设备可以被定位为部分或全部位于所述面板后面，从而触敏表面能够基本覆盖显示设备的可视区域。触摸屏可以允许用户通过使用手指、触针或其他物体触摸所述触摸式传感器面板的由用户界面(UI)指定的位置而执行各种功能，所述用户界面由显示设备显示。一般地，触摸屏可以识别触摸事件以及触摸事件在触摸式传感器面板上的位置，而计算系统之后可以根据在触摸事件发生时刻出现的显示来解释所述触摸事件，并且此后可以基于所述触摸事件执行一个或更多个动作。
触摸式传感器面板可以由驱动线路和感测线路的矩阵形成，其中传感器或像素存在于驱动线路和感测线路彼此相交的位置，同时驱动线路和感测线路由电介质材料分离以形成电容性感测节点。为了扫描触摸式传感器面板并计算触摸的图像，可以使用选择的频率的不同相位来同时激励触摸式传感器面板的驱动线路，并且一个或更多个混频器可以配置为使用选择的频率解调从感测线路接收的信号。来自混频器的解调的信号可以用于计算，以确定每个频率下对于触摸式传感器面板的触摸的图像。
对触摸设备关注的是在扫描触摸式传感器面板时其消耗的功率量。由于由设备消耗的部分功率可以因多点触摸式面板中的驱动电极的寄生电容的反复充电导致，因此，高功耗问题对于手持式或电池供电的设备会是特别重要的。
发明内容
本发明涉及当以激励信号的同相和反相分量同时激励触摸式传感器面板的两条或更多条驱动线路时的电荷再循环。通过以激励信号的同相分量激励的驱动线路的电容放电到以相同激励信号的反相分量激励的另一条驱动线路的电容，电荷可被再循环。
为了执行电荷再循环，放电路径(电荷再循环路径)可以选择性地形成于以激励信号的同相分量激励的驱动线路和以所述激励信号的反相分量激励的驱动线路之间。多路复用器可以耦接到每条驱动线路的驱动器和公共放电路径。当执行电荷再循环时，控制逻辑可以将多路复用器配置为隔离所述驱动器并将以激励信号的同相分量激励的驱动线路与以所述激励信号的反相分量激励的驱动线路耦接。充电的驱动线路上的电容之后可以放电到放电的驱动线路上的电容。在一些实施例中，多路复用器能够在电荷恢复阶段期间以脉冲宽度调制(PWM)信号调制。这可以提供对放电波形的波形形状的控制，以减小EMI(电磁干扰)并最大化恢复的信号。
当达到平衡点时，可以断开放电路径，并且驱动器可以再次连接到它们各自的驱动线路。通过将驱动器配置到它们适当的状态，初始充电驱动线路上的电容可以通过它们各自的驱动器完全放电，同时初始放电驱动线路上的电容可以通过它们各自的驱动器完全充电。在一些实施例中，代替通过驱动器使所述电容完全放电，控制逻辑可以将驱动器配置为使得所述电容被放电到保持电容器而非放电到地。保持电容器可以通过电荷泵使用并且被提供到电源电压以生成比电源自身更高的供应电压，从而电源不需要产生触摸式传感器面板要求的全部供应电压。
附图说明
图1例示了在具有寄生电容的触摸式传感器面板中驱动驱动线路的传统驱动器输出级。
图2a例示了根据本发明的一个实施例的触摸式传感器面板的驱动线路之间的示例性的电荷再循环。
图2b例示了根据本发明的一个实施例的触摸式传感器面板的驱动线路之间的电荷再循环的示例性等效电路模型。
图3例示了根据本发明的一个实施例在充电和电荷再循环期间驱动线路上看到的示例性电压相对所述电压的时刻的图。
图4a例示了根据本发明的一个实施例应用电荷再循环的示例性的四条驱动线路实施例。
图4b例示了根据本发明的一个实施例在图3a中的点(3)和(4)之间的示例性的平滑作用。
图4c例示了根据本发明的实施例的示例性的电荷再循环调制模块。
图5a例示了驱动线路上的寄生电容，该寄生电容通过n沟道FET放电到地，而以传统的状态过渡完成所述寄生电容的放电。
图5b例示了根据本发明的一个实施例的示例性的高级电荷再循环。
图5c例示了根据本发明的一个实施例当从在常规面板之间扫描切换到自动扫描模式时，在充电和电荷再循环期间在一条或更多条驱动线路上看到的示例性电压相对所述电压的时刻的图。
图6例示了可以包括根据本发明的一个实施例的电荷再循环的示例性计算系统。
图7例示了实现根据本发明的一个实施例的电荷再循环的示例性通道扫描逻辑和驱动器逻辑。
图8a例示了利用根据本发明的一个实施例的电荷再循环的示例性移动电话。
图8b例示了利用根据本发明的一个实施例的电荷再循环的示例性数字多媒体播放器。
图8c例示了包括触摸式传感器面板(触控板)并且利用根据本发明的一个实施例的电荷再循环的示例性个人计算机。
具体实施方式
在以下优选实施例的描述中，将参考形成本文一部分的附图，并且其中所述附图以例示能够实现本发明的具体实施例的方式显示。将理解的是可以在不背离本发明的实施例的范围的情况下使用其他实施例并且作出结构性改变。
本发明涉及当以激励信号的同相和反相分量同时激励触摸式传感器面板的两条或更多条驱动线路时的电荷再循环。通过以激励信号的同相分量激励的驱动线路的电容放电到以相同激励信号的反相分量激励的另一条驱动线路的电容，电荷被再循环。
虽然本发明的一些实施例可能在本文中按照互电容触摸式传感器的术语进行描述，但应该理解本发明的实施例不限于此，而是通常可应用到其他类型的触摸式传感器，例如自电容(self capacitance)触摸式传感器。此外，虽然触摸式传感器面板中的触摸式传感器可能在本文中按照具有驱动线路和感测线路的触摸式传感器的正交阵列进行描述和说明，但应该理解本发明的实施例不限于正交阵列，而是通常可以应用到以任意数量的维数和定向布置的触摸式传感器，包括对角线、同心圆和三维以及随机定向。此外，本文描述的触摸式传感器面板可以是单点触摸式传感器面板或多点触摸式传感器面板，后者在本申请人2007年1月3日提交的名为“Proximity and Multi-TouchSensor Detection and Demodulation”的共同待审(co-pending)的美国申请No.11/649,998中进行描述，该申请的内容以其整体作为参考以通用的方式并入本文。
当扫描触摸式传感器面板以获得触摸的图像时，在多个步骤的每个步骤中，可以使用选择的频率的不同相位来同时激励触摸式传感器面板的驱动线路。例如，一条驱动线路可以由特定激励频率的同相形式激励，与此同时另一条驱动线路可以由相同激励频率的“反相”形式激励。每个感测通道中的多个混频器可以配置为使用选择的频率解调信号，该信号从耦接到每个感测通道的感测线路接收。来自多个混频器的解调的信号之后可以被保存。在全部步骤完成之后，保存的结果可以用于计算以确定每个频率下对触摸式传感器面板的触摸的图像。对使用多个激励频率和相位检测触摸事件的触摸式传感器面板和相关感测电路的更详细描述在2007年6月13日提交的名为“MultipleSimultaneous Frequency Detection”的美国申请No.11/818,345中进行说明，该申请的内容以其整体作为参考以通用的方式并入本文。
本发明的实施例指向存储在电容性触摸式传感器面板中的像素的寄生电容Cstray中的电荷(能量)的再循环。在互电容触摸式传感器面板中，能够以周期性信号同时激励多条驱动线路，所述周期性信号可以例如从大约零伏特变化到大约5.4V。这些激励信号可以导致Cstray被反复充电和放电。存储在电容器中的能量可以表示为1/2CV2，其中C是电容器的电容，并且V是电容器两端的电压。在传统的触摸式传感器面板设计中，Cstray放电到大约零伏特表示存储电荷的浪费。然而，通过再循环电荷，节省了电力，这可以增大电池寿命。
图1例示了驱动具有寄生电容Cstray_1 104的驱动线路102的传统驱动器输出级100。驱动器输出级100可以包括很公知配置的p沟道场效应晶体管(FET)106和n沟道FET 108(但应理解，还可以应用具有其他类型的晶体管的其他输出级设计)。激励信号110可以使FET 106和108在通断状态之间交替，其中FET 106和108始终处于相反状态中(除了在瞬时过渡态期间)。当激励信号110为低时，FET 106导通，FET 108断开，并且Cstray_1 104通过FET 106由供应电压112(其可约等于激励信号Vstm)充电。当激励信号110为高时，FET 106断开，FET 108导通，并且Cstray_1 104通过FET 108和放电路径240放电到地。通过放电路径240放电到地的Cstray_1 104上的电荷表示存储电荷的低效和浪费。
图2a例示了根据本发明的实施例存储在Cstray上的示例性电荷再循环。在图2a中，具有寄生电容Cstray_1 204和Cstray_2 218的驱动线路202和214分别由驱动器输出级200和216驱动。输出级200内的FET 206和208可由激励信号210控制，并且输出级216中的FET 228和230可由激励信号226控制。Cstray_1 204和Cstray_2 218可以分别耦接到输出级200和216或者分别经由多路复用器234和236耦接到公共电荷连接(电荷再循环路径)224。多路复用器234可以包括电荷再循环开关220和可由一条或更多条控制线244控制的驱动器开关242。多路复用器236可以包括电荷再循环开关222和可由一条或更多条控制线244控制的驱动器开关246。这些多路复用器可以定位在作为驱动器的相同的逻辑板或ASIC中，或者可替换地，可以定位在自身的触摸式传感器面板上。注意，多路复用器234和236内的开关可以是晶体管开关，例如传输门(gate)，该传输门在关闭时以最小的导通电阻允许电流流过。在图2a的示例中，驱动线路202和214始终被相同激励信号的相反相位激励。换句话说，当驱动线路202被充电(或正在充电)时，驱动线路214被放电(或正在放电)，反之亦然。
驱动线路202上的Cstray_1 204可以通过将激励信号210设置为低状态而被充电，其使FET 206导通并使FET 208断开。随着开关220打开和开关242闭合，Cstray_1 204可以经FET 206由电源充电。驱动线路214上的Cstray_2 218可以通过将激励信号226设置为高状态而被放电，其使FET 228断开并使FET 230导通。随着开关222打开和开关246闭合，Cstray_2 218可以经FET 230放电到地。
当激励信号210和226过渡到其相反状态时，可以发生电荷再循环。根据本发明的实施例为了在驱动线路202和214之间再循环电荷，在激励信号210和226的过渡之前，可以打开开关242和246，使Cstray_1 204和Cstray_2 218与驱动器200和216有效断开。当开关242和246打开后，激励信号210可以被设置为高状态，这使得FET206断开并且使得FET 208导通。激励信号226可以设置为低状态，这使得FET 228导通并且使FET 230断开。开关220和222可以闭合，其使存在经所述开关从Cstray_1 204到Cstray_2 218的路径。因此，Cstray_1 204放电，同时Cstray_1 218充电，再循环电荷。最终，Cstray_1 204和Cstray_2 218可以在大致相同的电压V_CM处达到平衡点。
当Cstray_1 204和Cstray_2 218已达到或至少接近部分放电/部分充电的平衡点后，可以打开开关220和222，并且可以闭合开关242和246，从而“完全”放电并完全充电Cstray_1 204和Cstray_2 218(但应该注意电容绝不可以被完全放电或完全充电)。因为FET 208导通，所以Cstray_1 204可以通过FET 208继续放电到地。同时，因为FET228导通，所以Cstray_2 218可以通过FET 228继续充电至供应电压。一旦Cstray_1 204已放电并且Cstray_2 218已充电，则驱动线路202和214有效地改变状态。
应该理解，虽然在图2a的示例中电荷的再循环发生在两条相邻的驱动线路之间，但实践中，电荷的再循环可以发生在以相同激励信号的相反相位驱动的任意两条或更多条驱动线路之间。此外，因为用于驱动所述驱动线路的激励模式可以在框架(frame)与框架之间变化，所以可以并行应用多个电荷再循环开关配置，使得对于任意特定的模式和框架，由相同激励信号的相反相位驱动的全部驱动线路可以耦接到一起以在它们之间使能电荷再循环。为了实施这些额外的开关配置，在多路复用器234和236中可以包括一个或更多个额外的开关248和250，以耦接到额外的一个或更多个电荷再循环路径254。
图2b例示了根据本发明的实施例在Cstray_1 204和Cstray_2218之间的电荷再循环的示例性等效电路模型。在图2b的示例中，电荷再循环开关220和222可以由具有电阻RDS_ON的电阻器表示，所述电阻RDS_ON是处于特定的栅源极电压的开关的漏源极沟道电阻。随着电流238从Cstray_1 204流到Cstray_2 218，功率通过电阻220和222耗散，其以热能的形式损耗。如上所述，在初始电荷再循环期间，Cstray_1 204未完全放电到地，而Cstray_2 218未完全充电到VSTM。
存储在电容器Cstray_1 204和Cstray_2 218中的初始能量是：
Estart = 1 / 2 C stray _ 1 V STM 2 - - - ( 1 )
其中Vstm是激励电压电平。源于Cstray_2 218的能量为零，因为其放电到地。在电荷再循环步骤中，Cstray_1 204和Cstray_2 218两端的电压分别在电压V剩余下达到平衡点，使得各自的电容器存储以下能量：
Figure BPA00001207925700082
并且
Figure BPA00001207925700083
总能量需要守恒，使得：
Estart-(E1+E2+ΔEloss)＝0    (4)
其中ΔEloss是转换为经过电阻220和222的热能的能量，所述热能作为可用能量从系统中损耗。因为Cstray_1 204上的能量在放电周期中损耗，所以一半的初始能量Estart在随后的放电周期期间损耗。通过再循环来自E1的电荷，电荷再循环机构的效率是：
NEFF_CR＝(E1+ΔEloss)/Estart
假设Cstray_1 204等于Cstray_2 218，并且因此E1＝E2以及E1＝Estart/2-Eloss，可得到以下等式：
NEFF_CR＝(Estart/2-ΔEloss)/Estart    (5)
设置ΔEloss＝0将产生50％的电荷恢复效率。然而，由于有限的ΔEloss，电荷恢复效率下降至低于50％。
图3例示了根据本发明的实施例在充电和电荷再循环期间在图2a的Cstray_1 204处看到的示例性的电压相对所述电压的时刻的图。注意，在点(1)处，p沟道FET 206导通，n沟道FET 208断开，开关242闭合，而开关220打开，并且因此Cstray_1 204通过p沟道FET充电，直至Cstray_1 204充电到点(2)。在点(3)处，开关242打开，而电荷再循环开关220闭合，并且Cstray_1 204通过电荷再循环路径224放电，直至达到点(4)，在此达到平衡(或接近平衡)。此时，开关220可以打开，而开关242可以闭合，此时Cstray_1204可以通过FET 230(其现在导通)继续放电到地，直至达到点(5)，在此Cstray_1放电。在点(6)处，可以开始新的电荷再循环周期，其中Cstray_1 204可以充电回到平衡点(1)。
图4a例示了根据本发明的实施例应用电荷的再循环的示例性的四条驱动线路实施例。在图4的示例中，在一个框架中，驱动线路402和414被相同激励信号的同相驱动，同时驱动线路478和480被相同激励信号的反相驱动。在这个框架期间的电荷再循环可以通过打开开关442、446、468和474，打开开关448、450、464和470，并且闭合开关420、422、466和472来使能，这允许寄生电容404、428、482和484通过电荷再循环总线(A)适当放电(或充电)，直至在其之间达到平衡点。
然而，在另一个框架中，驱动线路402和478可以被激励信号的反相驱动，同时驱动线路414和480可以被不同激励信号的反相驱动。这个框架期间的电荷再循环可以通过打开开关442、446、468和474，打开开关420、422、466和472，并且闭合开关448、450、464和470来使能。这种配置允许寄生电容404和482适当放电(或充电)，直至在其之间达到平衡点，并且还允许寄生电容418和484通过电荷再循环总线(B)适当放电(或充电)，直至在其之间达到平衡点。
在再一个框架中，全部行都可以被相同激励信号(即相同频率和相位)驱动，如可以是所谓的“自动扫描”模式中的情况，其中触摸式面板能够以低功率状态被扫描以检测触摸事件(而不是触摸事件的位置)。在这个框架期间的电荷再循环可以通过打开开关442、446、468和474，打开开关420、422、466和472，打开开关448、450、464和470，并且闭合开关486、488、490和492来使能。这种配置允许寄生电容404、418、482和484通过电荷再循环总线(C)部分放电到一个或更多个保持电容器496。保持电容器496的数量和保持电容器的总电容可以根据寄生电容404、418、482和484的总电容选择，使得在寄生电容部分放电到保持电容器后，达到期望的平衡电压。当达到这个平衡点后，通过打开开关486、488、490和492并闭合开关442、446、468和474，寄生电容404、418、482和484可以完全放电到地。
保持电容器496中存储的电荷之后可以在驱动线路402、414、478和480从地到剩余(平衡)电压电平的下一个过渡期间通过将保持电容器耦接到所述驱动线路而被恢复。这可以通过打开开关442、446、468和474并且闭合开关486、488、490和492而实现。在达到平衡点后，可以打开开关486、488、490和492并且可以闭合开关442、446、468和474，并且可以通过将驱动器400、416、456和458配置为输出高状态而完成寄生电容404、418、482和484的充电，从而使寄生电容可以通过驱动器完全充电到供应电压。注意，虽然上文中以自动扫描方式描述了使用保持电容器496存储和恢复电荷，但作为一种替换，所述保持电容器496还可以被用于直接耦接并且同时充电和放电以相同激励信号的反相激励的驱动线路。
如以上示例中所示，电荷再循环处理可以利用多个电荷再循环总线，基于所述电荷再循环总线使用扫描方式。如上所述，在各种面板扫描方式中，不同的驱动线路能够被不同框架中的相同激励频率的同相和反相分量激励。换句话说，不同的“激励模式”可以应用于不同的框架中，每个激励模式可能要求不同的电荷再循环总线。在自动扫描方式中，全部驱动线路都可以通过相同的激励信号驱动，并且这种自动扫描激励模式还可以要求不同的电荷再循环总线。处理器或专用逻辑可以因此被用来控制激励模式和多路复用器434、436、460和462，以在下一个激励模式之前将不同的驱动线路耦接到不同的电荷再循环总线和/或保持电容器。
在本发明的另一个实施例中，可以在电荷恢复阶段期间以脉冲宽度调制(PWM)信号调制开关420、422、466和472。这可以提供对放电波形的波形形状的控制(类似于D类放大器所执行的)。例如，如果图3a中从点(3)到点(4)的放电波形的特征是指数的，则PWM信号的DC分量可以被选择为具有对数响应，以在所述放电波形的特定部分中提供更线性的响应。使用这种方案的优点是控制放电波形的谐波含量(content)，从而减小EMI并最大化恢复的信号。
图4b示出了根据本发明的实施例在图3a中的点(3)和(4)之间的示例性的平滑作用。同样的概念还可以用于在充电和放电周期中平滑波形以减少在图3a中的点(1)至(6)处的过渡相位期间引入的高频谐波含量。
图4c示出了根据本发明的实施例的示例性的电荷再循环调制模块400。一旦在达到图3a中的点(3)时接收“初始电荷再循环”信号402，控制逻辑404可以使能地址发生器406。在一个示例中，在图3a中的点(3)和(4)之间可以具有8个PWM步阶。假设点(3)和(4)之间的过渡时间是大约1微妙，则其转化为具有对于每个步阶的可编程PWM值的约125ns(8MHz时钟)的步阶周期。随着地址发生器406的增大，从查找表(LUT)408中检索新的PWM值并发送到PWM模块410。在一个实施例中，PWM模块410可以使用菊花链延迟元件1-N如所示地实施。多路复用器412可以选择延迟接头(delay tap)。过渡(参考信号START(t))可以由M个延迟元件延迟，产生M＊dt的延迟和在相同持续时间的XOR(异或)门414的输出端的脉冲。亚毫微秒等级的延迟是可能的，产生大于每步阶125等级的分辨率。
图5a例示了如上所述通过n沟道FET 508放电的Cstray_1 504，以完成Cstray_1的放电。通过驱动器将寄生电容完全放电到地能够以关于图4a所讨论的任意激励方式和模式发生(面板扫描、自动扫描)。然而，寄生电容放电到地还表示浪费的电荷。
图5b示出了根据本发明的实施例的示例性的高级电荷再循环。在图5a的示例中，Cstray_1 504和Cstray_2 518均被作为面板扫描激励模式或自动扫描激励模式的部件而放电。为了再循环电荷，接地开关590和594可以打开并且电荷再循环开关588、592和598可以闭合以将电荷转移到保持电容器596。保持电容器596可以是与图4a中的保持电容器496不同的电容器或相同的电容器。当电容器596两端达到一定的阈值电压时，可以打开开关588、592和598，并且保持电容器596可以通过电荷泵使用并且被施加电源电压以生成比电源本身更高的供应电压，从而电源不需要产生触摸式传感器面板要求的全部供应电压。
图5c例示了根据本发明的实施例当从在常规面板之间扫描切换到自动扫描形式时，在充电和电荷再循环期间在一条或更多条驱动线路上看到的示例性的电压相对所述电压的时刻的图。在图5c的示例中，在点(1)之前，发生常规面板扫描并且一条或更多条驱动线路被完全放电。在点(2)处，触摸式传感器面板被切换到自动扫描形式。在点(1)和(2)之间，第一电荷再循环路径可以用于恢复来自之前充电的一条或更多条驱动线路的电荷。在点(2)和(3)之间，所述一条或更多条驱动线路可以通过耦接到所述驱动线路的驱动器被充电到供应电压。在点(4)和(5)之间，第二电荷再循环路径可以用于将来自所述一条或更多条驱动线路的电荷转存到保持电容器中，直至达到平衡点。在点(5)和(6)之间，所述驱动线路可以通过耦接的驱动器被完全放电到地。在点(7)和(8)之间，第二电荷再循环路径可以用于将保持电容器耦接到驱动线路，使得所述驱动线路可以充电到平衡点。在点(8)和(9)之间，驱动线路可以通过耦接的驱动器完全充电到供应电压。
图6例示了可以包括如上所述的本发明的一个或更多个实施例的示例性的计算系统600。计算系统600可以包括一个或更多个面板处理器602和外围设备604，以及面板子系统606。外围设备604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、看门狗定时器等。面板子系统606可以包括但不限于一个或更多个感测通道608、通道扫描逻辑610和驱动器逻辑614。通道扫描逻辑610可以接入RAM 612，独立地读取来自感测通道的数据并提供对感测通道的控制。此外，通道扫描逻辑610可以控制驱动器逻辑614以在各种频率和相位下生成激励信号616，该激励信号616可以被选择性地应用到触摸式传感器面板624的驱动线路。在一些实施例中，面板子系统606、面板处理器602和外围设备604可以被集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
触摸式传感器面板624可以包括具有多条驱动线路和多条感测线路的电容性感测介质，但同样可以使用其他感测介质。驱动线路和感测线路的每个交叉点可以表示电容性感测节点并且可以被视为画素(像素)626，这在将触摸式传感器面板624视为捕捉触摸的“图像”时特别有用(换句话说，在面板子系统606确定了触摸事件是否在触摸式传感器面板中的每个触摸式传感器处被检测后，发生触摸事件的多点触摸式面板中的触摸式传感器的图案可被视为触摸的“图像”(例如触摸所述面板的手指的图案))。触摸式传感器面板624的每条感测线路可以驱动面板子系统606中的感测通道608(本文中还被称作事件检测和解调电路)。
计算系统600还可以包括用于接收来自面板处理器602的输出并基于所述输出执行动作的主处理器628，所述输出可以包括但不限于移动例如游标或指针的物体、卷动(scroll)或移动(pan)、调节控制设置、打开文档或文件、查看菜单、做出选择、执行指令、操作耦接到主设备的外围设备、回复电话、打出电话、中断电话、改变音量或音频设置、存储关于电话通讯的信息，例如地址、常拨号码、接到的电话、错过的电话、登陆到计算机或计算机网络、允许授权个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载关于计算机桌面的用户优选布置的用户简档、允许访问网页内容、发布特定程序、加密或解码消息，和/或类似物。主处理器628还可以执行可以与面板处理无关的额外功能，并且可以耦接到程序存储装置632和例如LCD显示器等显示设备630，以便将UI(用户界面)提供给设备的用户。
注意，上述一个或更多个功能可以由固件执行，该固件存储在存储器中(例如图6中的一个外围设备604)并由面板处理器602执行，或者存储在程序存储装置632中并由主存储器628执行。所述固件还可以在任意计算机可读介质内存储和传输，以便由指令执行系统、装置或设备使用或与所述指令执行系统、装置或设备连接，例如基于计算机的系统、包含处理器的系统，或可从所述指令执行系统、装置或设备获取指令并执行所述指令的其他系统。在本文件的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够包含、存储、通信、传播、或传输程序的任意介质，所述程序由指令执行系统、装置或设备使用或与所述指令执行系统、装置或设备连接。所述计算机可读介质可以包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质可以包括但不限于具有一条或更多条电线的电连接(电子)、便携计算机软盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁性)、光纤(光学)、便携光盘，例如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW、或闪存，例如紧凑式闪存卡、安全数字卡(secured digital card)、USB存储设备、存储棒等。注意，由于程序文本可以经由纸张或其他介质的光学扫描电子地获得，之后按需要以适当形式汇编、解释或处理，并且之后被存储在计算机存储器中，所以计算机可读介质甚至可以是其上印制有程序的纸张或其他适当介质。
图7例示了实现根据本发明的实施例的电荷再循环的示例性的通道扫描逻辑710和驱动器逻辑714。在图7的示例中，通道扫描逻辑710控制驱动器逻辑714以将驱动器700配置为将一定的激励信号或电压电平施加到一定的驱动线路。此外，驱动器逻辑714中的电荷再循环逻辑702可以将多路复用器配置为执行电荷再循环。电荷再循环逻辑702可以接收启动过渡信号706，该启动过渡信号706可以启动计数器704，该计数器704可以步进经过各种状态，从而接入一个或更多个查找表(LUT)708以基于所施加的激励模式生成用于多路复用器的恰当的控制信号。
图8a例示了示例性的移动电话836，其可以包括用于实现如上所述根据本发明的实施例的电荷再循环的触摸式传感器面板824和计算系统842。
图8b例示了示例性的数字多媒体播放器840，其可包括用于实现如上所述根据本发明的实施例的电荷再循环的触摸式传感器面板824和计算系统842。
图8c例示了示例性的个人计算机844，其可包括用于实现如上所述根据本发明的实施例的电荷再循环的触摸式传感器面板(触控板)824和计算系统842。图8a、8b和8c中的移动电话、多媒体播放器和个人计算机可以有利地得益于如上所述的电荷再循环，因为实现这些特征可以在以电池电力操作时最小化电池泄水。
虽然已经完全参考附图对本发明的实施例进行了描述，但应注意，各种改变和修改对本领域技术人员将变得显然。这种改变和修改将被理解为包括在由所附权利要求限定的本发明的实施例的范围内。

Claims (25)

1.一种用于在激励触摸式传感器面板期间再循环电荷的装置，该装置包括：
耦接到第一组的一条或更多条驱动线路和第二组的一条或更多条驱动线路的多个驱动器，所述多个驱动器配置为以激励信号同时驱动所述第一组和第二组；以及
耦接到所述第一组和第二组并且配置为提供用于所述第一组和第二组的第一电荷再循环路径的多个第一多路复用器，所述第一电荷再循环路径用于再循环存储在所述第一组和第二组的所述驱动线路上的电容中的电荷。
2.如权利要求1所述的装置，所述多个驱动器进一步配置为用于以相反极性的激励信号同时驱动所述第一组和第二组，并且所述多个第一多路复用器进一步配置为用于提供在所述第一组和第二组之间的所述第一电荷再循环路径，该第一电荷再循环路径用于在所述第一组和第二组之间再循环电荷。
3.如权利要求2所述的装置，进一步包括耦接到所述多个多路复用器的控制逻辑，该控制逻辑用于将所述多路复用器配置为使形成在所述第一组处的第一电容通过所述第一电荷再循环路径部分放电，同时使形成在所述第二组处的第二电容部分充电。
4.如权利要求2所述的装置，所述多个第一多路复用器进一步配置为用于提供在第三组的一条或更多条驱动线路和第四组的一条或更多条驱动线路之间的第二电荷再循环路径，所述第二电荷再循环路径用于在所述第三组和第四组之间再循环电荷。
5.如权利要求3所述的装置，进一步包括：
耦接在每个驱动器和保持电容器之间的电荷再循环开关；以及
耦接在每个驱动器和地之间的接地开关；
其中所述控制逻辑进一步耦接到所述电荷再循环开关和接地开关，从而将这些开关配置为当形成在所述驱动器的输出端处的电容通过所述驱动器放电时，将电荷再循环到所述保持电容器中。
6.如权利要求3所述的装置，所述控制逻辑包括电荷再循环调制模块，其用于使用脉冲宽度调制(PWM)控制信号来配置所述多路复用器，从而调整所述第一电容的放电和所述第二电容的充电。
7.如权利要求1所述的装置，所述多个驱动器进一步配置为以相同频率和相位的激励信号同时驱动所述第一组和第二组，并且所述多个第一多路复用器进一步配置为用于提供从所述第一组和第二组至保持电容器的所述第一电荷再循环路径。
8.如权利要求7所述的装置，进一步包括耦接到所述多个多路复用器的控制逻辑，该控制逻辑用于将所述多路复用器配置为使存储在所述第一组和第二组的驱动线路上的电容中的电荷通过所述第一电荷再循环路径部分放电并进入所述保持电容器中，并且所述控制逻辑用于将所述多路复用器配置为通过所述第一电荷再循环路径以存储在所述保持电容器中的电荷对所述第一组和第二组的驱动线路上的电容部分充电。
9.如权利要求1所述的装置，进一步包括耦接到所述多个多路复用器的控制逻辑，该控制逻辑用于根据是否执行常规面板扫描或自动扫描，而将所述多路复用器选择性地配置为再循环存储在所述第一组和第二组的驱动线路上的电容中的电荷。
10.如权利要求2所述的装置，进一步包括触摸式传感器面板，该触摸式传感器面板包括所述第一组和第二组的一条或更多条驱动线路，并且其中所述多个驱动器、所述多个多路复用器，以及所述触摸式传感器面板被结合在计算系统内。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述计算系统被结合在移动电话内。
12.如权利要求10所述的装置，其中所述计算系统被结合在多媒体播放器内。
13.如权利要求10所述的装置，其中所述计算系统被结合在个人计算机内。
14.一种用于在激励触摸式传感器面板期间再循环电荷的方法，该方法包括：
以激励信号同时驱动第一组的一条或更多条驱动线路和第二组的一条或更多条驱动线路；以及
提供用于所述第一组和第二组的第一电荷再循环路径，所述第一电荷再循环路径用于再循环存储在所述第一组和第二组的所述驱动线路上的电容中的电荷。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括以相反极性的激励信号同时驱动所述第一组和第二组，并且提供在所述第一组和第二组之间的所述第一电荷再循环路径，该第一电荷再循环路径用于在所述第一组和第二组之间再循环电荷。
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括使形成在所述第一组处的第一电容通过所述第一电荷再循环路径部分放电，同时通过将电荷从所述第一电容传递到第二电容而使形成在所述第二组处的所述第二电容部分充电。
17.如权利要求15所述的方法，进一步包括提供在第三组的一条或更多条驱动线路和第四组的一条或更多条驱动线路之间的第二电荷再循环路径，所述第二电荷再循环路径用于在所述第三组和第四组之间再循环电荷。
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括使形成在所述第三组处的第三电容通过所述第二电荷再循环路径部分放电，同时通过将电荷从所述第三电容传递到第四电容而使形成在所述第四组处的所述第四电容部分充电。
19.如权利要求16所述的方法，进一步包括通过将连接到所述第一组的所述驱动器逻辑配置为提供放电路径到保持电容器以再循环电荷到所述保持电容器中，从而放电所述第一电容并充电所述第二电容。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包括使用脉冲宽度调制(PWM)控制信号来调整所述第一电容的放电和所述第二电容的充电。
21.如权利要求14所述的方法，进一步包括以相同频率和相位的激励信号同时驱动所述第一组和第二组，并且提供从所述第一组和第二组至保持电容器的所述第一放电路径。
22.如权利要求21所述的方法，进一步包括使存储在所述第一组和第二组的驱动线路上的电容中的电荷通过所述第一电荷再循环路径部分放电并进入所述保持电容器中，并且通过所述第一电荷再循环路径以存储在所述保持电容器中的电荷对所述第一组和第二组的驱动线路上的电容部分充电。
23.如权利要求14所述的方法，进一步包括根据是否执行常规面板扫描或自动扫描而选择性地再循环存储在所述第一组和第二组的驱动线路上的电容中的电荷。
24.一种数字多媒体播放器，其包括用于在激励触摸式传感器面板期间再循环电荷的装置，所述装置包括：
耦接到第一组的一条或更多条驱动线路和第二组的一条或更多条驱动线路的多个驱动器，所述多个驱动器配置为以激励信号同时驱动所述第一组和第二组；以及
耦接到所述第一组和第二组并且配置为提供用于所述第一组和第二组的第一电荷再循环路径的多个第一多路复用器，所述第一电荷再循环路径用于再循环存储在所述第一组和第二组的所述驱动线路上的电容中的电荷。
25.一种个人计算机，其包括用于在激励触摸式传感器面板期间再循环电荷的装置，所述装置包括：
耦接到第一组的一条或更多条驱动线路和第二组的一条或更多条驱动线路的多个驱动器，所述多个驱动器配置为以激励信号同时驱动所述第一组和第二组；以及
耦接到所述第一组和第二组并且配置为提供用于所述第一组和第二组的第一电荷再循环路径的多个第一多路复用器，所述第一电荷再循环路径用于再循环存储在所述第一组和第二组的所述驱动线路上的电容中的电荷。
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