CN102033651A - 负像素补偿方法和设备以及触摸传感器面板 - Google Patents

Abstract

公开了触摸传感器面板中的负像素补偿方法和装置以及触摸传感器面板。该面板可以补偿由于触摸面板的对象不良接地而在触摸信号输出中导致的负像素效应。为此，面板可以重建所捕获的触摸图像以去除指示负像素效应的负像素值以及根据所捕获的图像和重建图像计算合成图像以代替所捕获的图像。此外或可替换地，面板可以重建所捕获的触摸图像以去除指示负像素效应的负像素值以及用重建图像代替所捕获的图像。

Description

负像素补偿方法和设备以及触摸传感器面板

技术领域

本公开通常涉及触摸传感器面板，更具体地，涉及补偿触摸传感器面板中的负像素效应。

背景技术

很多类型的输入设备目前可用于在计算系统中执行操作，所述输入设备是诸如按钮或按键、鼠标、迹线球、操纵杆、触摸传感器面板和触摸屏等。尤其是诸如触摸屏的触摸敏感设备正变得越来越流行，这是由于其操作的便利性和多用性以及其不断下降的价格。触摸敏感设备可以包括触摸传感器面板，其可以是具有触摸敏感表面的透明面板，以及诸如液晶显示器(LCD)之类的显示设备，该显示设备可以被部分地或全部地置于该面板之后以使得触摸敏感表面可以覆盖该显示设备的可见区域的至少一部分。触摸敏感设备可以使得用户能够通过使用手指、指示笔或其他对象在通常由显示设备正在显示的用户界面(UI)所指示的位置处触摸该触摸传感器面板来执行各种功能。通常，触摸敏感设备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，并且计算系统随后可以根据在触摸事件发生时出现的显示来解释触摸事件，其后可以基于该触摸事件来执行一个或多个动作。

当触摸触摸传感器面板的对象接地不良时，表示触摸事件的触摸输出值可能是错误的或失真的。当在触摸传感器面板上发生两个或更多个同时触摸事件时，这种错误或失真值的概率可能进一步增大。

发明内容

本公开涉及针对由触摸面板的用户或其他对象的不良接地而导致的错误，补偿表示在触摸传感器面板处的触摸的触摸信号。一种这样的错误可以是负像素效应，其中在多个同时触摸期间可以由该面板感测到明显的负触摸量。在一些实施例中，为了补偿该效应，面板可以重建所捕获的触摸图像以消除负像素值；随后计算所捕获的触摸图像和重建触摸图像的合成图像以代替所捕获的图像。在其它实施例中，为了补偿该效应，面板可以重建所捕获的触摸图像以消除负像素值，随后用重建图像代替所捕获的图像。补偿触摸传感器面板中的负像素效应的能力可以有利地提供更精确且更快速的触摸检测，以及功率节省，这是由于不必在遭受不良接地状况的情况下重复测量。此外，该面板可以更健壮地适应于用户或其他对象的各种接地状况。

附图说明

图1示出了根据各种实施例的在无触摸情形下的示例性触摸传感器面板。

图2示出了根据各种实施例的在无触摸情形下的触摸传感器面板的示例性触摸地图(touch map)。

图3示出了根据各种实施例的具有来自可以导致负像素效应的未接地对象的多个触摸的示例性触摸传感器面板。

图4示出了根据各种实施例的具有来自可以导致负像素效应的未接地对象的多个触摸的触摸传感器面板的示例性触摸地图。

图5示出了根据各种实施例的用于补偿负像素效应的示例性方法。

图6示出了根据各种实施例的对象的接地状况与可用以补偿负像素效应的过补偿比率的示例性关系曲线图。

图7示出了根据各种实施例的对象的接地状况与可用以补偿负像素效应的负像素比率的示例性关系曲线图。

图8示出了根据各种实施例的用于补偿负像素效应的另一个示例性方法。

图9示出了根据各种实施例的触摸大小与可用以补偿负像素效应的一个手指触摸置信度的示例性关系曲线图。

图10示出了根据各种实施例的负像素比率与可用以补偿负像素效应的负像素接地置信度的示例性关系曲线图。

图11示出了根据各种实施例的加权比率组合与可用以补偿负像素效应的图像混合因子的示例性关系曲线图。

图12示出了根据各种实施例的能够补偿负像素效应的示例性计算系统。

图13示出了根据各种实施例的能够补偿负像素效应的示例性移动电话。

图14示出了根据各种实施例的能够补偿负像素效应的示例性数字媒体播放器。

图15示出了根据各种实施例的能够补偿负像素效应的示例性个人计算机。

具体实施方式

在以下对各种实施例的描述中，参考了附图，该附图形成了描述的一部分，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践的特定实施例。应当理解的是，可以使用其他实施例，并且可以做结构变化，而不背离各种实施例的范围。

本公开涉及补偿在触摸传感器面板中的由于触摸该面板的用户或其他对象的不良接地而导致的负像素效应。在一些实施例中，面板可以重建所捕获的触摸图像以去除表示负像素效应的负像素值；随后计算所捕获的图像和重建图像的合成图像以代替所捕获的图像，从而补偿负像素效应。在一些实施例中，面板可以重建所捕获的触摸图像以去除表示负像素效应的负像素值，随后用重建图像代替所捕获的图像，从而补偿负像素效应。

补偿触摸传感器面板中的负像素效应的能力可以有利地提供更精确且更快速的触摸检测，以及功率节省，这是由于不必在遭受不良接地状况的情况下重复测量。此外，该面板可以更健壮地适应于用户或其他对象的各种接地状况。

术语“不良接地”、“未接地”、“没有接地”、“部分接地”、“没有良好地接地”、“不当接地”、“隔离”、以及“浮接(floating)”可以互换使用以指示不良接地状况，该状况可以在对象没有低阻抗电耦接到触摸传感器面板的地时存在。

术语“接地”、“恰当接地”和“良好接地”可以互换使用以指示良好接地状况，该状况可以在对象低阻抗电耦接到触摸传感器面板的地时存在。

尽管这里根据互电容多触摸传感器面板描述和图示了各种实施例，但是应当理解各种实施例不限于此，而是可以另外应用到用单个激励信号产生触摸信号以及使用多个同时的激励信号产生合成触摸信号的其它传感器。而且，尽管可以使用双面ITO(DITO)触摸传感器面板来实施这里描述和图示的各种实施例，但应当理解各种实施例还可以应用到其它触摸传感器面板配置，其包括不透明触摸传感器面板，诸如在不同基板上或在防护玻璃的背面上形成驱动线和感测线的配置，以及在单个基板的同一面上形成驱动线和感测线的配置。此外，尽管这里根据彼此正交的导线的行和列描述和图示了各种实施例，但应当理解各种实施例不限于此，而是另外包含其它几何配置，诸如极坐标配置的同心圆和径向线、斜交配置(oblique configuration)的对角线、和非正交线等。

图1示出了根据各种实施例的在无触摸情形下(即，目前在面板处没有触摸)的示例性触摸传感器面板。在图1的例子中，触摸传感器面板124可以包括在驱动线101(D0-D3)的行和感测线102(S0-S3)的列的交叉处形成的像素126的阵列。当形成像素的驱动线101被激励信号Vstm 116激励时，每个像素126还可以具有相关联的互电容Csig 114。当形成像素的驱动线101不被激励信号Vstm 116激励而是连接到DC时，每个像素126还可以具有相关联的寄生电容Cstray。在这个例子中，激励信号116(Vstm)可以激励驱动线D0，在驱动线D0和交叉的感测线S0-S3之间形成的像素126处形成互电容Csig 114。可以同时激励一个或多个驱动线101。

图2示出了根据各种实施例的在无触摸情形下的触摸传感器面板的示例性触摸地图。在图2的例子中，激励信号(一个或多个)Vstm可以分别地和/或同时地激励触摸传感器面板的驱动线D0-D3。因为没有手指(或其它对象)触摸由驱动线D0-D3和交叉的感测线S0-S3形成的像素126，所以手指不能阻隔在驱动线被激励时所形成的一些电场线，以致于使互电容Csig减少了数量ΔCsig。这样，触摸地图可以在除素126处基本上保持平坦以指示没有触摸。

再次参考图1，当接地用户的手指(或其它对象)触摸面板124时，如前所述，手指可以使得在触摸位置处电容Csig114减少数量ΔCsig。来自电场线的通过触摸的手指分流到地的电流或电荷导致了该电容变化ΔCsig。通过感测线102可以将代表电容变化ΔCsig的触摸信号传输到感测电路以进行处理。触摸信号可以指示发生触摸处的像素126和发生在该像素位置处的触摸量。

相反地，当未接地用户的手指(或其它对象)触摸面板124时，可以将来自电场线的电流或电荷通过触摸手指传送回到交叉的感测线102，而不是将其分流到地。结果，触摸位置处的像素的电容Csig 114不是减少了ΔCsig，而是Csig可以仅仅减少(ΔCsig-Cneg)，其中Cneg可以代表由于手指的不良接地而耦合到交叉的感测线中的电荷所导致的所谓的“负电容”。触摸信号还可以一般地指示发生触摸之处的像素126，但是具有对比实际发生的少的触摸量的指示。

当未接地用户的多个手指(或其它对象)触摸面板124时，可以加剧触摸量的减少以引起所谓的“负像素效应”。

图3示出了根据各种实施例的具有来自可以导致负像素效应的未接地对象(或其它对象)的多个触摸的示例性触摸传感器面板。在图3的例子中，使用激励信号116(Vstm)激励触摸传感器面板124的驱动线301之一(D0)以在被激励的驱动线D0和交叉的感测线302(S0-S3)之间形成互电容Csig 114。在这个例子中，用户319可以用手指319-a触摸由驱动线D0和感测线S1形成的像素126-a(“像素D0，S1”)和用手指319-b触摸由驱动线D1和感测线S2形成的像素126-b(“像素D1，S2”)。因为用户319未接地，所以用户的身体至地的电容Cbody可以显著变化，例如，在一些实施例中在10-100pF之间变化。用户的手指319-a还可以形成从被激励的驱动线D0到此手指的电容Cfd。当手指319-a触摸到触摸传感器面板124时，该手指能阻隔在激励驱动线D0时所形成的电场线中的一些。但是这些电场线不是被分流到地，而是可以形成从手指319-a到感测线S1的电容Cfs，其通过电容性路径308-a从手指向感测线S1发送电场电荷中的一些。结果，如前所述，像素D0，S1处的互电容Csig不是减少了ΔCsig，而是Csig可以仅仅减少(ΔCsig-Cneg)，这是由于用户不良接地而发送到感测线S1中的电荷所导致的。

类似地，还可以形成从手指319-b到感测线S2的电容Cfs，其通过电容性路径308-b从手指向感测线S2发送电场电荷中的一些。结果，虽然当驱动线D0被激励时驱动线D1没有被Vstm激励，但是像素D1，S2处的手指319-b可以将该像素的电容增加Cneg(由于用户不良接地而发送到感测线S2中的电荷所导致的在该像素处的负电容)到高于无触摸情形下的电容的电容以表现得象是所谓的“负像素”，或高于像素D1，S2处的理论上的负触摸量。

相邻的像素也可以经历这种负像素效应。由于手指319-b将电容Cfs引入到感测线S2中，由驱动线D0和交叉的感测线S2形成的像素126-c(“像素D0，S2”)可以将像素的电容Csig增加Cneg。类似地，由于手指319-a将电容Cfs引入到感测线S1中，由驱动线D1和交叉的感测线S1形成的像素126-d(“像素D1，S1”)可以将像素的电容增加Cneg到高于无触摸情形下的电容。

类似于手指319-a，当用Vstm激励驱动线D1时，手指319-b可以将像素D1，S2处的互电容Csig减少(ΔCsig-Cneg)，其中Cneg可以是在驱动线D1被激励时由发送到感测线S2中的电场电荷所导致的在该像素处的负电容。在这个例子中，由于在驱动线D1被激励时驱动线D0没有被激励，所以像素D0，S1处的手指319-a可以将像素的电容增加Cneg以表现得象是负像素。相邻的像素D1，S2和D0，S1可以类似地经历负像素效应。

图4示出了根据各种实施例的具有来自可以导致负像素效应的未接地对象(或其它对象)的多个触摸的触摸传感器面板的示例性触摸地图。在图4的例子中，可以用激励信号(一个或多个)Vstm分别地和/或同时地激励触摸传感器面板的驱动线D0-D3。如图3所示，用户319可以用手指319-a触摸像素D0，S1以及用手指319-b触摸像素D1，S2。当驱动线D0被激励时，像素D0，S1处的手指319-a可以将被阻隔的电场线中的一些分流到感测线S1，而不是到地，从而触摸地图可以指示该像素处的被削弱的真实触摸(或正像素)(在图4中通过轻微的波峰象征性地示出)。类似地，当驱动线D1被激励时，像素D1，S2处的手指319-b可以将被阻隔的电场线中的一些分流到感测线S2，而不是到地，从而触摸地图可以指示该像素处的被削弱的真实触摸(或正像素)(在图4中通过轻微的波峰象征性地示出)。如前所述，相邻的像素D1，S1和D0，S2可以经历负像素效应，从而触摸地图可以指示这些像素处的负触摸(或负像素)(在图4中通过波谷象征性地示出)。不良接地的用户的最终结果是被触摸的像素的触摸信号被削弱，并且相邻像素可以具有负触摸信号。

这个例子中的触摸地图指示在两个驱动线D0和D1都被激励时的触摸。然而，在只有驱动线D0被激励的情况下，触摸地图可以指示像素D0，S1处手指319-a的被削弱的触摸，以及在像素D1，S2和相邻的无触摸像素D1，S1和D0，S2处手指319-b的各种大小的负触摸。相反地，在只有驱动线D1被激励的情况下，触摸地图可以指示像素D1，S2处手指319-b的被削弱的触摸，以及像素D0，S1和相邻的无触摸像素D1，S1和D0，S2处手指319-a的各种大小的负触摸。

因此，检测负像素效应和补偿触摸信号以消除该效应可以提高不良接地情形下的触摸传感器面板的触摸感测。

图5示出了根据各种实施例的用于补偿负像素效应的示例性方法。在图5的例子中，检测在触摸传感器面板处的触摸以及在触摸图像中捕获该触摸。基于所捕获的触摸图像，可以确定是否有多于一个手指(或其它对象)正在触摸面板(501)。可以使用各种度量来做出该确定。例如，从触摸图像测量触摸大小，其中所述大小可以指示在面板处进行触摸的手指的数量。也就是，一定的大小范围可以指示一个手指触摸，并且另一个大小范围可以指示多于一个手指触摸。例如，可以将触摸大小计算为超过特定阈值(诸如，背景噪音阈值)的触摸图像的像素值之和。如果多于一个手指在触摸，触摸传感器面板更可能经历负像素效应，为此可以补偿触摸图像。相反，如果一个手指在触摸，触摸传感器面板不那么可能经历负像素效应，从而可以省去触摸图像补偿。因此，如果只有一个手指在触摸，可以使用所捕获的触摸图像进行进一步的处理，而不需要负像素补偿(515)。应当注意的是，在一些实施例中，一个平放手指触摸触摸传感器面板可以引起类似于多个触摸手指那样的负像素效应，从而可以补偿触摸图像。因此，将一个平放手指触摸作为多个手指触摸来处理。

如果多于一个手指正在触摸触摸传感器面板，可以重建所捕获的触摸图像而不用负像素值，即，就像负像素效应还未发生一样(503)。使用各种方法产生重建图像。例如，在一个方法中，如下根据像素处的所测量的触摸信号值ΔCsig，m来重建该像素处的实际的触摸信号值ΔCsig，a，

${\mathrm{\ΔC}}_{\mathrm{sig},a}(i,j)=\mathrm{\Δ}{C}_{\mathrm{sig},m}(i,j)+R\×\underset{\mathrm{all}\_j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ΔC}}_{\mathrm{sig},m}(i,j)\×\underset{\mathrm{all}\_i}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ΔC}}_{\mathrm{sig},m}(i,j),---\left(1\right)$

其中，R＝负像素补偿因子，其可以是Cfd、Cfs和Cbody的函数，从而代表用户的接地状况；

的所有所测量的触摸信号输出之和；以及的所有所测量的触摸信号输出之和。

如下近似负像素补偿因子R：

$R=b\×\left(\frac{1}{{\mathrm{\Σ}}_{\mathrm{all}\_i,\mathrm{all}\_j}{\mathrm{\ΔC}}_{\mathrm{sig},m}(i,j)+C_{\mathrm{body}}}\right)---\left(2\right)$

其中，b＝触摸传感器面板设计常数，其通过对给定面板感测图案设计进行模拟和/或实验测量而获得；以及Cbody＝未接地状况下用户的标称身体接地电容。

在重建触摸图像中，来自所捕获的触摸图像的负像素值可以被削弱，以及来自所捕获的触摸图像的真实的(或正的)触摸像素值被增强。

可以为Cbody的特定标称值计算过补偿比率(505)。过补偿比率可以指示用户的接地状况，并因此指示是否可能发生负像素效应。例如，接地用户更少可能引起负像素效应。可以将过补偿比率计算为重建图像中的正触摸值之和与原始捕获的触摸图像中的正触摸值之和之比。可替换地，可以将过补偿比率计算为重建图像中的所有触摸值之和与原始捕获的触摸图像中的所有触摸值之和之比。可替换地，可以将过补偿比率计算为重建图像中的触摸峰值与原始捕获的触摸图像中的最大可能触摸值之比。较高的过补偿比率可以指示几乎没有或没有负像素效应。由于针对Cbody的有限值而不是针对接地状况下无穷大的Cbody的实际值执行重建的这个事实，较高的比率可以是由于重建图像包括经过不必要补偿的像素，这使得正像素值的强度和数量相对于所捕获的图像中的数量显著增加。相反地，较低的过补偿比率指示较多的负像素效应。较低的比率可以是由于重建图像包括经过适当补偿的像素，这使得正像素值的数量更接近地匹配所捕获的图像中的数量。

图6示出了对象(例如，用户)的接地状况与过补偿比率的示例性关系曲线图。在图6的例子中，阈值Ot以上的过补偿比率可以指示接地用户正在触摸触摸传感器面板，因此，几乎没有或没有负像素效应。相反，阈值Ot以下的过补偿比率可以指示未接地用户正在触摸触摸传感器面板，因此，有更多的负像素效应。在一些实施例中，过补偿比率阈值Ot被确定为1.8。在一些实施例中，最小过补偿比率Omin可以被确定为1.3，这指示未接地用户。

再次参考图5，可以确定计算出的过补偿比率是否在阈值Ot之上指示触摸用户为接地的(507)。如果是这样，可以在没有进行负像素补偿的情况下将所捕获的触摸图像用于进一步处理(515)。

如果计算出的过补偿比率在阈值Ot之下，这指示触摸用户未接地，则可以执行附加分析以确定接地状况。这里，可以计算负像素比率(509)。负像素比率可以指示用户的接地状况，并因此指示是否可能有负像素效应。例如，接地用户更少可能引起负像素效应。可以将负像素比率计算为原始捕获的触摸图像中的负触摸值之和与正触摸值之和之比。由于负像素(指示负像素效应)的数量可以较大以及接近于正像素的数量，所以较高的负像素比率可以指示负像素效应。相反地，由于负像素的数量可能比正像素的数量低很多，所以较低的负像素比率可以指示几乎没有或没有负像素效应。

图7示出了对象(例如，用户)的接地状况与负像素比率的示例性关系曲线图。在图7的例子中，低于阈值Nt的负像素比率可以指示接地用户正在触摸触摸传感器面板，因此，几乎没有或没有负像素效应。相反，高于阈值Nt的负像素比率可以指示未接地用户正在触摸触摸传感器面板，因此，有较多的负像素效应。在一些实施例中，负像素比率阈值Nt被确定为0.1。在一些实施例中，最大负像素比率Nmax可被确定为0.4，这指示未接地用户。

再次参考图5，可以确定计算出的负像素比率是否为阈值Nt以下，这指示触摸用户接地(511)。如果确定计算出的负像素比率为该阈值以下，那么负像素比率和过补偿比率将指示冲突的用户接地状况——过补偿比率指示未接地，而负像素比率指示接地。因为负像素比率一般比过补偿比率的未接地指示更稳定，那么负像素比率可以确定用户的接地状况。因此，如果负像素比率指示触摸用户接地，则不用负像素补偿就可以使用原始捕获的触摸图像进行进一步处理(515)。

如果负像素比率为阈值Nt以上，这指示触摸用户未接地，则可以使用重建图像代替所捕获的触摸图像以进行进一步处理(513)。

图8示出了根据各种实施例的用于补偿负像素效应的另一个示例性方法。在图8的例子中，在触摸传感器面板处检测触摸以及在触摸图像中捕获触摸。基于所捕获的触摸图像，确定是否有多于一个手指(或其它对象)正在触摸面板(801)。可以使用各种度量，诸如前述的触摸大小，来进行该确定。如果只有一个手指在触摸，则使用所捕获的触摸图像进行进一步处理，这是因为负像素效应可能较不可能发生(817)。如果多于一个手指正在触摸，重建所捕获的触摸图像以减少负像素效应(803)。如前所述，可以使用各种方法来产生重建图像。可以计算过补偿比率(805)。可以如前所述计算过补偿比率。可以计算负像素比率(807)。可以如前所述计算负像素比率。如下进一步所述，基于上述对触摸手指的数量的确定，可以确定一个手指触摸的置信度值，以及基于上述的负像素比率，确定负像素接地置信度值。

图9示出了触摸大小与一个手指触摸置信度的示例性关系曲线图。在图9的例子中，小于Tt1的触摸大小可以指示一个手指正在触摸触摸传感器面板。置信度值1.0可以对应于一个手指值，其指示一个手指正在触摸面板的置信度。大于Tt2的触摸大小可以指示多于一个手指或者一个平放手指正在触摸面板。在0.0和Fc之间的置信度值可以对应于多手指或平放手指值，其指示多个手指或一个平放手指正在触摸面板的置信度。在Tt1和Tt2之间的触摸大小可以指示一个手指、多个手指、或者一个平放手指正在触摸面板。在Fc和1.0之间的置信度值可以对应于在Tt1和Tt2之间的触摸大小，其指示在得知触摸面板的手指的数量中的较小置信度。在这个例子中，接近1.0的置信度值可以指示一个触摸手指，而接近0.0的置信度值可以指示多于一个触摸手指或一个平放触摸手指。

图10示出了负像素比率与负像素接地置信度的示例性关系曲线图。在图10的例子中，小于Nu的负像素比率可以指示未接地用户正在触摸触摸传感器面板。在Nc和1.0之间的置信度值可以对应于负像素比率，其指示用户未接地的置信度。大于Ng的负像素比率可以指示接地用户正在触摸面板。置信度值0.0可以对应于负像素比率，其指示用户接地的置信度。在Nu和Ng之间的负像素比率可以指示未接地用户或者接地用户。在Nc和0.0之间的置信度值可以对应于Nu和Ng之间的比率，其指示在得知用户的接地状况中的较小置信度。在这个例子中，接近1.0的置信度值可以指示未接地用户，而接近0.0的置信度值可以指示接地用户。

再次参考图8，可以将所确定的触摸手指的数量(来自801)应用到图9的曲线图中以确定相应的一个手指触摸置信度值(809)。可以将计算出的负像素比率(来自807)应用到图10的曲线图中以确定相应的负像素接地置信度值(809)。将所确定的一个手指触摸置信度值、所确定的负像素接地置信度值以及计算出的过补偿比率(来自805)如下相加以计算加权比率组合W(810)。

W＝O+x×T+y×N    (3)

其中，O＝计算出的过补偿比率；T＝所确定的一个手指触摸置信度值；N＝所确定的负像素接地置信度值；x＝一个手指权重；而y＝负像素权重。在一些实施例中，x＝1.0以及y＝0.5。由于对于一些手位置，正和负像素可以抵消，负像素比率可能低于未接地状况下的预期比率。在这种情况下，在确定负像素接地置信度值之前，可以将加权因子应用到负像素比率。在一些实施例中，负像素比率加权因子可以是0.5。还可以使用用于合并置信度值和/或过补偿比率的其它公式来计算加权比率组合。基于加权比率组合确定图像混合因子(811)。

图11示出了加权比率组合与图像混合因子的示例性关系曲线图。在图11的例子中，小于Wu的加权比率组合可以指示未接地用户正在触摸触摸传感器面板。图象混合因子0.0可以对应于该组合值，其指示负像素效应存在以及应当补偿原始捕获的触摸图像以消除由于用户的未接地状况而导致的负像素效应。大于Wg的加权比率组合可以指示接地用户正在触摸面板。图像混合因子1.0可以对应于该组合值，其指示负像素效应不存在，以及因为用户是接地的，所以不应当补偿原始捕获的触摸图像。在Wu和Wg之间的加权比率组合可以指示部分接地的用户正在触摸面板。在0.0和1.0之间的图像混合因子可以对应于在Wu和Wg之间的组合值，其指示在由加权比率组合值所确定的程度上负像素效应可能存在，以及应当在该程度上补偿原始捕获的触摸图像以消除负像素效应。图像混合因子在值1.0处可以饱和。在这个例子中，接近1.0的图像混合因子可以指示几乎没有或没有负像素效应，因此对其可以省去触摸图像补偿；然而，接近0.0的图像混合因子可以指示负像素效应，因此对其可以补偿触摸图像。

再次参考图8，如下计算合成图像(813)：

I″＝mI+(1-m)I′(4)

其中，I”＝成图像；I＝所捕获的触摸图像；I’＝重建图像；以及m＝图像混合因子。当如较高的图像混合因子所指示的那样几乎没有或没有负像素效应时，合成图像更接近地匹配原始捕获的触摸图像。当如较低的图像混合因子所指示的那样有较多的负像素效应时，合成图像更接近地匹配重建图像。使用合成图像代替所捕获的触摸图像进行进一步处理(815)。

应当理解用于补偿负像素效应的方法并不限于图5至11所示出的那样方法，而是可以包括能够根据各种实施例进行负像素补偿的其它和/或另外的动作和参数。

还应当理解图5至11的方法并不限于补偿负像素效应，而是例如，可以用于根据各种实施例补偿在触摸图像中的其它异常，诸如图像模糊(imageblurring)。

图12示出了根据本文中描述的各种实施例的能够补偿负像素效应的示例性计算系统1200。在图12的例子中，计算系统1200可以包括触摸控制器1206。触摸控制器1206可以是单个专用集成电路(ASIC)，其可以包括一个或多个处理器子系统1202，其可以包括一个或多个主处理器，诸如ARM968处理器，或具有类似功能和能力的其他处理器。但是，在其它实施例中，处理器功能可以代替地由专用逻辑，诸如状态机，来实现。处理器子系统1202还可以包括外设(未示出)，诸如随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储设备、和看门狗定时器等。触摸控制器1206还可以包括接收部件1207，其用于接收信号，诸如一个或多个感测通道(未示出)的触摸信号1203，来自其他传感器，诸如传感器1211的其他信号等。触摸控制器1206还可以包括解调部件1209，诸如多级矢量解调引擎，面板扫描逻辑模块1210和用于发送激励信号1216到触摸传感器面板1224以驱动面板的发送部件1214。面板扫描逻辑模块1210可以存取RAM 1212，自动从感测通道读取数据，并且提供针对感测通道的控制。此外，面板扫描逻辑模块1210可以控制发送部件1214以生成各种频率和相位的激励信号1216，其可以被选择性地施加到触摸传感器面板1224的各行。

触摸控制器1206还可以包括电荷泵1215，其可以用于生成用于发送部件1214的电源电压。通过级联两个电荷存储设备，例如电容器，以形成电荷泵1215，激励信号1216可以具有比最大电压更大的幅度。因此，激励电压(例如，6伏)可以高于单个电容器可以处理的电压电平(例如，3.6伏)。尽管图12示出了电荷泵1215与发送部件1214相分离，但是电荷泵可以是发送部件的一部分。

触摸传感器面板1224可以包括具有行迹线(例如，驱动线)和列迹线(例如，感测线)的电容性感测介质，尽管还可以使用其它感测介质和其它物理配置。可以用基本上透明的导电介质，例如氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)，形成行和列迹线，尽管还可以使用其它透明的和非透明的材料，例如铜。还可以用对人眼来说基本上透明的薄非透明材料形成迹线。在一些实施例中，行和列迹线可以彼此垂直，尽管在其它实施例中其它非笛卡儿方位也是可行的。例如，在极坐标系统中，感测线可以是同心圆，而驱动线可以是放射状延伸的线(反之亦然)。因此，应当理解，这里使用的术语“行”和“列”旨在不仅包含正交网格，还包含具有第一维度和第二维度的其它几何配置的相交的或相邻的迹线(例如，极坐标排列的同心和径向的线)。可以在例如由基本上透明的电介质材料隔离的基本上透明的基板的一侧上、该基板的相对两侧上、由电介质材料隔离的两个分离的基板等上形成各行和各列。

在迹线向上和向下通过(相交)或彼此相邻(但是彼此没有进行直接电接触)之处，迹线实质上可以形成两个电极(尽管多于两个迹线也可以相交)。行和列迹线的每个交叉点或相邻处可以表示电容性感测节点，并且可以被看作为像元(像素)1226，当触摸传感器面板1224被看作为捕获触摸的“图像”时，这就特别有用。(换句话说，在触摸控制器1206已经确定在触摸传感器面板中的每一个触摸传感器处是否已经检测到触摸事件之后，多触摸面板中发生触摸事件的触摸传感器的图案可以被看作为触摸的“图像”(例如，触摸面板的手指的图案)。)。当将给定行保持在直流(DC)电压电平时，行和列电极之间的电容可以显现为寄生电容Cstray，以及当利用交流(AC)信号激励给定行时，行和列电极之间的电容可以显现为互信号电容Csig。通过测量存在于被触摸的像素处的信号电荷Qsig的改变，可以检测触摸传感器面板附近或之上的手指或其它对象的存在，该信号电荷Qsig可以是Csig的函数。信号变化Qsig还可以是手指或其它对象到地的电容Cbody的函数，后面将更详细地描述。

计算系统1200还可以包括主处理器1228，用于接收来自处理器子系统1202的输出，并且执行基于该输出的动作，该动作包括，但不限于，移动诸如游标或指针之类的对象，滚动或平移，调整控制设置，打开文件或文档，观看菜单，进行选择，执行指令，操作耦接到主设备的外围设备，应答电话呼叫，拨打电话呼叫，终止电话呼叫，改变音量或音频设置，存储电话通信相关的信息，诸如地址、经常拨打的号码、已接呼叫、未接呼叫，登录到计算机或计算机网络，允许授权个人访问该计算机或计算机网络的受限区域，加载与计算机桌面的用户优选设置相关联的用户简档，允许访问web内容，启动特定程序，和/或加密或解码消息等。主处理器1228还可以执行其他功能，这些功能可以与面板处理无关，并且可以耦接到程序存储装置1232和显示设备1230，诸如用于向设备的用户提供UI的LCD显示器。在一些实施例中，主处理器1228可以是与触摸控制器1206分离的部件，如图所示。在其它实施例中，主处理器1228可以被包括作为触摸控制器1206的一部分。在再一些其他实施例中，主处理器1228的功能可以由处理器子系统1202执行和/或被分布在触摸控制器1206的其他部件之中。显示设备1230与触摸传感器面板1224一起，在部分或全部位于触摸传感器面板之下或在与触摸传感器面板被集成一起时，可以形成触摸敏感设备，诸如触摸屏。

根据各种实施例，负像素效应可以由子系统1202中的处理器、主处理器1228、诸如状态机的专用逻辑或其任意组合来确定和补偿。

注意，上述功能中的一个或多个，例如可以由存储在存储器(例如，外设之一)中的固件执行，由处理器子系统1202执行，或被存储在程序存储装置1232中并由主处理器1228执行。固件还可以在任何计算机可读存储介质中存储和/或传送以供指令执行系统、装置或设备执行或与指令执行系统、装置或设备相连，所述指令执行系统、装置或设备诸如是基于计算机的系统，处理器包含的系统或可以从指令执行系统、装置或设备中取出指令并执行该指令的其他系统。在本文上下文中，“计算机可读存储介质”可以是包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用的或与指令执行系统、装置或设备相连的程序的任何介质。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子、磁、光、电磁、红外、或半导体系统、装置或设备，便携式计算机盘(磁的)，随机存取存储器(RAM)(磁的)，只读存储器(ROM)(磁的)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁的)，便携式光盘，诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R、或DVD-RW，或闪存，诸如紧凑型闪卡、安全数字卡、USB存储设备、和记忆棒等。

固件还可以在任何传送介质中传播以供指令执行系统、装置或设备中使用或与其相连，所述指令执行系统、装置或设备诸如是基于计算机的系统，处理器包含的系统、或可以从指令执行系统、装置或设备中取出指令并执行该指令的其他系统。在本文上下文中，“传送介质”可以是可以传递、传播或传送程序以供执行系统、装置或设备使用或与执行系统、装置或设备相连的任何介质。传送介质可以包括但不限于电的、磁的、光的、电磁的或红外的有线或无线传播介质。

应当理解触摸传感器面板不限于如图12所示的触摸式的，而是可以是接近面板或根据各种实施例的任何其他面板。此外，本文中所述的触摸传感器面板可以是单触摸传感器面板或多触摸传感器面板。

还应当理解计算系统不限于图12的部件和配置，而是在能够根据各种实施例补偿负像素效应的各种配置中可以包括其他和/或附加的部件。

图13示出根据各种实施例的可以补偿负像素效应的示例性移动电话1300，其可以包含触摸传感器面板1324、显示器1336和其它的计算系统模块。

图14示出根据各种实施例的可以补偿负像素效应的示例性数字媒体播放器1400，其可以包含触摸传感器面板1424、显示器1436和其它的计算系统模块。

图15示出根据各种实施例的可以补偿负像素效应的示例性个人计算机1500，其可以包含触摸传感器面板(跟踪板)1524、显示器1536和其它的计算系统模块。

通过根据各种实施例补偿负像素效应，图13-15的移动电话、媒体播放器和个人计算机可实现功率节省、精度提高、速度提高和健壮性提高。

在本发明的一个实施例中，提供了一种负像素补偿方法，所述方法包括：重建来自触摸传感器面板的触摸图像；以及通过计算所述触摸图像和重建触摸图像的合成图像，针对负像素效应补偿所述触摸图像，其中基于所述负像素效应的大小来加权所述合成图像中的所述触摸图像和所述重建触摸图像。在所述方法中，重建来自触摸传感器面板的触摸图像包括：调整所述触摸图像以除去受到负像素效应影响的触摸值。在所述方法中，补偿触摸图像包括：确定与所述负像素效应相关的多个参数；将所确定的参数合并以提供图像混合因子；使用所述图像混合因子加权所述触摸图像和重建触摸图像；以及根据加权后的触摸图像和加权后的重建触摸图像计算所述合成图像。在所述方法中，确定与所述负像素效应相关的多个参数包括：确定在触摸所述触摸传感器面板时在所述触摸图像中捕获的手指的数目，其中一个手指指示没有负像素效应，而多于一个手指指示存在负像素效应；以及如果确定有一个手指触摸所述触摸传感器面板，则结束所述方法。在所述方法中，确定与所述负像素效应相关的多个参数包括：确定指示触摸所述触摸传感器面板的用户的接地状况的过补偿比率，其中，如果所确定的过补偿比率大于阈值，则用户接地，并且所述负像素效应未施加。在所述方法中，确定与所述负像素效应相关的多个参数包括：确定指示触摸所述触摸传感器面板的用户的接地状况的负像素比率，其中，如果所确定的负像素比率小于阈值，则用户接地，并且所述负像素效应未施加。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种触摸传感器面板，所述触摸传感器面板包括：多个像素，被配置为产生触摸图像；以及与所述像素通信的处理器，所述处理器被配置为确定触摸图像上的负像素效应，重建所述触摸图像，以及通过合并所述触摸图像的加权后的像素值和重建触摸图像的加权后的像素值来计算合成触摸图像。在所述触摸传感器面板中，所述处理器进一步被配置为在确定所述负像素效应时，根据所述触摸图像来确定是否有多于一个手指在触摸所述触摸传感器面板，其中确定有多于一个手指指示存在负像素效应。在所述触摸传感器面板中，所述处理器进一步被配置为在重建所述触摸图像时，校正遭受所述负像素效应的触摸图像的像素值。在所述触摸传感器面板中，所述处理器进一步被配置为在计算所述合成触摸图像时，计算指示负像素效应的大小的图像混合因子作为所述触摸图像和所述重建触摸图像的权重。可替换地，所述触摸传感器面板被并入到移动电话、数字媒体播放器或计算机中的至少一个中。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种负像素补偿方法，所述负像素补偿方法包括：计算指示触摸传感器面板的用户的接地状况的至少一个参数；将计算出的参数与阈值进行比较以确定负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板；以及基于比较的结果，通过用负像素效应减少的重建触摸图像代替所述触摸图像来针对所述负像素效应补偿触摸传感器面板的触摸图像。在所述方法中，计算至少一个参数包括：计算过补偿比率，其中大于阈值的过补偿比率指示用户接地。在所述方法中，进一步包括：如果计算出的参数指示用户未接地，则计算第二参数；以及将所述第二参数与另一阈值进行比较以确定所述负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板。在所述方法中，所述第二参数包括负像素比率，其中小于阈值的负像素比率指示用户接地。在所述方法中，进一步包括：确定是否用户有多于一个手指在触摸所述触摸传感器面板；以及如果没有，则省去计算步骤、比较步骤和补偿步骤。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种触摸传感器面板，所述触摸传感器面板包括：多个像素，被配置为产生触摸图像；以及与所述像素通信的处理器，所述处理器被配置为确定所述触摸图像是否指示负像素效应，以及基于确定的结果，通过用其中负像素效应减少的重建触摸图像代替所述触摸图像来针对负像素效应补偿所述触摸图像。在所述触摸传感器面板中，所述处理器进一步被配置为在确定所述触摸图像是否指示所述负像素效应时，确定在所述触摸图像中是否捕获了多于一个手指，过补偿比率是否指示所述触摸传感器面板的用户接地，或者负像素比率是否指示所述触摸传感器面板的用户接地。在所述触摸传感器面板中，所述处理器进一步被配置为在补偿所述触摸图像时，如果确定有所述负像素效应，则替换所述触摸图像，否则保持所述触摸图像。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种负像素补偿设备，所述负像素补偿设备包括：用于计算指示触摸传感器面板的用户的接地状况的至少一个参数的装置；用于将计算出的参数与阈值进行比较以确定负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板的装置；以及用于基于比较的结果，通过用负像素效应减少的重建触摸图像代替所述触摸图像来针对所述负像素效应补偿触摸传感器面板的触摸图像的装置。在所述负像素补偿设备中，用于计算至少一个参数的装置包括：用于计算过补偿比率，其中大于阈值的过补偿比率指示用户接地的装置。在所述负像素补偿设备中，进一步包括：用于如果计算出的参数指示用户未接地，则计算第二参数的装置；以及用于将所述第二参数与另一阈值进行比较以确定所述负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板的装置。在所述负像素补偿设备中，所述第二参数包括负像素比率，其中小于阈值的负像素比率指示用户接地。在所述负像素补偿设备中，进一步包括：用于确定是否用户有多于一个手指在触摸所述触摸传感器面板的装置；以及用于如果没有，则省去计算操作、比较操作和补偿操作的装置。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种负像素补偿设备，所述负像素补偿设备包括：用于重建来自触摸传感器面板的触摸图像的装置；以及用于通过计算所述触摸图像和重建触摸图像的合成图像，针对负像素效应补偿所述触摸图像的装置，其中基于所述负像素效应的大小来加权所述合成图像中的所述触摸图像和所述重建触摸图像。在所述负像素补偿设备中，用于重建来自触摸传感器面板的触摸图像的装置包括：用于调整所述触摸图像以除去受到负像素效应影响的触摸值的装置。在所述负像素补偿设备中，用于补偿触摸图像的装置包括：用于确定与所述负像素效应相关的多个参数的装置；用于将所确定的参数合并以提供图像混合因子的装置；用于使用所述图像混合因子加权所述触摸图像和重建触摸图像的装置；以及用于根据加权后的触摸图像和加权后的重建触摸图像计算所述合成图像的装置。在所述负像素补偿设备中，用于确定与所述负像素效应相关的多个参数的装置包括：用于确定在触摸所述触摸传感器面板时在所述触摸图像中捕获的手指的数目的装置，其中一个手指指示没有负像素效应，而多于一个手指指示存在负像素效应；以及用于如果确定有一个手指触摸所述触摸传感器面板，则结束处理的装置。在所述负像素补偿设备中，用于确定与所述负像素效应相关的多个参数的装置包括：用于确定指示触摸所述触摸传感器面板的用户的接地状况的过补偿比率的装置，其中，如果所确定的过补偿比率大于阈值，则用户接地，并且所述负像素效应未施加。在所述负像素补偿设备中，用于确定与所述负像素效应相关的多个参数的装置包括：用于确定指示触摸所述触摸传感器面板的用户的接地状况的负像素比率的装置，其中，如果所确定的负像素比率小于阈值，则用户接地，并且所述负像素效应未施加。

尽管参考附图已经充分地描述了实施例，但是要注意的是各种改变和修改对本领域技术人员来说将是显而易见的。这些修改和改变应当被理解为包含在由所附权利要求定义的各种实施例的范围之内。

Claims (21)

1.一种负像素补偿方法，包括：

重建来自触摸传感器面板的触摸图像；以及

通过计算所述触摸图像和重建触摸图像的合成图像，针对负像素效应补偿所述触摸图像，其中基于所述负像素效应的大小来加权所述合成图像中的所述触摸图像和所述重建触摸图像。

2.如权利要求1所述的方法，其中重建来自触摸传感器面板的触摸图像包括：

调整所述触摸图像以除去受到负像素效应影响的触摸值。

3.如权利要求1所述的方法，其中补偿触摸图像包括：

确定与所述负像素效应相关的多个参数；

将所确定的参数合并以提供图像混合因子；

使用所述图像混合因子加权所述触摸图像和重建触摸图像；以及

根据加权后的触摸图像和加权后的重建触摸图像计算所述合成图像。

4.如权利要求3所述的方法，其中确定与所述负像素效应相关的多个参数包括：

确定在触摸所述触摸传感器面板时在所述触摸图像中捕获的手指的数目，其中一个手指指示没有负像素效应，而多于一个手指指示存在负像素效应；以及

如果确定有一个手指触摸所述触摸传感器面板，则结束所述方法。

5.如权利要求3所述的方法，其中确定与所述负像素效应相关的多个参数包括：

确定指示触摸所述触摸传感器面板的用户的接地状况的过补偿比率，

其中，如果所确定的过补偿比率大于阈值，则用户接地，并且所述负像素效应未施加。

6.如权利要求3所述的方法，其中确定与所述负像素效应相关的多个参数包括：

确定指示触摸所述触摸传感器面板的用户的接地状况的负像素比率，

其中，如果所确定的负像素比率小于阈值，则用户接地，并且所述负像素效应未施加。

7.一种触摸传感器面板，包括：

多个像素，被配置为产生触摸图像；以及

与所述像素通信的处理器，所述处理器被配置为确定触摸图像上的负像素效应，重建所述触摸图像，以及通过合并所述触摸图像的加权后的像素值和重建触摸图像的加权后的像素值来计算合成触摸图像。

8.如权利要求7所述的触摸传感器面板，其中所述处理器进一步被配置为在确定所述负像素效应时，根据所述触摸图像来确定是否有多于一个手指在触摸所述触摸传感器面板，其中确定有多于一个手指指示存在负像素效应。

9.如权利要求7所述的触摸传感器面板，其中所述处理器进一步被配置为在重建所述触摸图像时，校正遭受所述负像素效应的触摸图像的像素值。

10.如权利要求7所述的触摸传感器面板，其中所述处理器进一步被配置为在计算所述合成触摸图像时，计算指示负像素效应的大小的图像混合因子作为所述触摸图像和所述重建触摸图像的权重。

11.如权利要求7所述的触摸传感器面板，其中所述触摸传感器面板被并入到移动电话、数字媒体播放器或计算机中的至少一个中。

12.一种负像素补偿方法，包括：

计算指示触摸传感器面板的用户的接地状况的至少一个参数；

将计算出的参数与阈值进行比较以确定负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板；以及

基于比较的结果，通过用负像素效应减少的重建触摸图像代替所述触摸图像来针对所述负像素效应补偿触摸传感器面板的触摸图像。

13.如权利要求12所述的方法，其中计算至少一个参数包括：

计算过补偿比率，其中大于阈值的过补偿比率指示用户接地。

14.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

如果计算出的参数指示用户未接地，则计算第二参数；以及

将所述第二参数与另一阈值进行比较以确定所述负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述第二参数包括负像素比率，其中小于阈值的负像素比率指示用户接地。

16.如权利要求12所述的方法，进一步包括：

确定是否用户有多于一个手指在触摸所述触摸传感器面板；以及

如果没有，则省去计算步骤、比较步骤和补偿步骤。

17.一种触摸传感器面板，包括：

多个像素，被配置为产生触摸图像；以及

与所述像素通信的处理器，所述处理器被配置为确定所述触摸图像是否指示负像素效应，以及基于确定的结果，通过用其中负像素效应减少的重建触摸图像代替所述触摸图像来针时负像素效应补偿所述触摸图像。

18.如权利要求17所述的触摸传感器面板，其中所述处理器进一步被配置为在确定所述触摸图像是否指示所述负像素效应时，确定在所述触摸图像中是否捕获了多于一个手指，过补偿比率是否指示所述触摸传感器面板的用户接地，或者负像素比率是否指示所述触摸传感器面板的用户接地。

19.如权利要求17所述的触摸传感器面板，其中所述处理器进一步被配置为在补偿所述触摸图像时，如果确定有所述负像素效应，则替换所述触摸图像，否则保持所述触摸图像。

20.一种负像素补偿设备，包括：

用于计算指示触摸传感器面板的用户的接地状况的至少一个参数的装置；

用于将计算出的参数与阈值进行比较以确定负像素效应是否施加到所述触摸传感器面板的装置；以及

用于基于比较的结果，通过用负像素效应减少的重建触摸图像代替所述触摸图像来针对所述负像素效应补偿触摸传感器面板的触摸图像的装置。

21.一种负像素补偿设备，包括：

用于重建来自触摸传感器面板的触摸图像的装置；以及

用于通过计算所述触摸图像和重建触摸图像的合成图像，针对负像素效应补偿所述触摸图像的装置，其中基于所述负像素效应的大小来加权所述合成图像中的所述触摸图像和所述重建触摸图像。

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