CN102103433A - 对触摸面板中的多触摸信号偏压漂移进行补偿 - Google Patents

Abstract

一种系统和方法用于选择电容传感器阵列中的一传感器、确定所选传感器的行强度、以及确定所选传感器的列强度。该系统和方法还可用于针对多触摸信号的偏压漂移来补偿所选传感器，其中该补偿可包括基于行强度和列强度来调节所选传感器的强度。

Description

对触摸面板中的多触摸信号偏压漂移进行补偿

技术领域

诸实施例一般地涉及触摸面板。更具体地，诸实施例涉及对投射电容触摸面板中的多触摸信号偏压漂移进行补偿。

背景技术

在各种各样的情形下触摸面板可作为用户界面(UI)来使用。在诸如笔记本计算机的键盘表面的大水平表面上使用投射电容触摸面板时，用户可在面板上施加较大的体重。在这种情况下，稳定电容电路的能力可变成一项挑战。例如，感兴趣的触摸信号可衰落、漂移，且在许多情况下消失到低于可检测的水平，其原因是用户的身体可将来自面板一部分的电容电荷耦合到面板的另一部分。

附图简述

通过阅读以下说明和所附权利要求，以及通过参考以下附图，本发明的实施例的各种优点将对于本领域普通技术人员变得显而易见，在附图中：

图1是多触摸信号偏压现象的示例的示图；

图2是无补偿传感器的强度总和的示例的曲线图；

图3是根据一实施例的强度累加传感器图的示例的栅格；

图4是根据一实施例从具有来自右手的接触的触摸面板读取的示例的示图，该右手具有可检测的拇指；

图5是从具有来自左前臂和右手的接触的触摸面板常规读取的示例的图，该右手具有不可检测的拇指；

图6是根据一实施例从具有来自左前臂和右手的接触的触摸面板读取的示例的图，该右手具有可检测的拇指；

图7是根据一实施例操作触摸面板的方法的示例的流程图；

图8是根据一实施例的计算系统的示例的框图；以及

图9是根据一实施例具有笔记本形状因数和触摸面板的计算系统的示例的透视图。

具体实施方式

诸实施例可提供具有电容传感器阵列和调节模块的触摸面板，该调节模块用于针对多触摸信号的偏压漂移补偿阵列中的各个传感器。

诸实施例还可提供具有笔记本形状因数的外壳和触摸面板的计算系统，该触摸面板耦合到该外壳的水平表面。触摸面板可包括电容传感器阵列和调节模块，该调节模块用于针对多触摸信号的偏压漂移补偿阵列中的各个传感器。

此外，诸实施例可包括操作触摸面板的方法。该方法可提供选择电容传感器阵列中的一传感器，以及确定所选传感器的行强度。还可为所选传感器确定列强度。该方法还可提供针对多触摸信号的偏压漂移补偿所选传感器，其中补偿包括基于行强度和列强度来调节所选传感器的强度。

现转到图1，示出了投射电容传感器/单元的示例触摸面板阵列32。可通过使交流电流(AC)波形通过阵列32中的各个电容传感器来进行读取，其中使身体部分或者导电指示笔靠近传感器的表面可改变局部静电场。可测量阵列32中各个传感器的电容变化以确定触摸位置。在所示示例中，阵列32的两个区域30(30a、30b)已被用户触摸。最左边的触摸区域30a可对应于用户的左手掌，且最右边的触摸区域30b可对应于用户的右手掌。因此，所触摸的区域30可一起被视为与“多触摸”事件相关联。

触摸区域30通常可产生图表36中阵列32下的强度读取34(34a、34b)。通常，触摸在投射电容触摸面板构架中呈现负幅值的读取。具体而言，触摸区域30a可产生强度读取34a，而触摸区域30b可产生强度读取34b。已确定由于多触摸被引回到阵列32的电荷的量可以是耦合到身体的行和列、以及那些行和列与其他被扫描的触摸点的关系的函数。具体而言，由一只手触摸的行和由另一只手触摸的列可降低在该行和列的交叉处的面板灵敏度。因此，交叉区域38可出现在触摸区域30b的行和触摸区域30a的列处，其中该交叉区域38可经历该位置的偏压漂移。因此，为了将交叉区域38处的触摸记录为触摸，其将不得不克服正幅值的偏压漂移40。该偏压漂移40可能是由于电容电荷从阵列32的一部分穿过用户的身体耦合到阵列32的另一部分而产生的。类似地，交叉区域42可出现在触摸区域30b的列和触摸区域30a的行处，其中所示交叉区域42可经历该位置的偏压漂移44。因此，由于多触摸，交叉区域42亦可“灵敏度降低”。

图2示出38x24(8mm单元尺寸)的触摸面板中的x＝14和y＝15的目标传感器的列和行的所有加权强度的总和的曲线图46。随着行和列的电荷的累积，所示强度从0衰落到+30。当已发生目标传感器[14，15]的触摸时，该+30的累积将使淹没触摸穿流，且将没有接触被记录。

相应地，可对单个传感器进行动态调节，从而补偿多触摸信号的偏压漂移，其中该调节是所讨论传感器的行和列穿流的函数。这种补偿的一种方式可以是确定所选传感器的行强度，确定所选传感器的列强度，且基于行和列强度来调节所选传感器的强度。例如，可如以下计算偏压调节的大小。

$\mathrm{\γ}=\underset{i=0}{\overset{T^x-1}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i^x{I}_{i,T^y}+\underset{l=0}{\overset{T^{y-1}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ω}}_i^y{I}_{T^x,l}---\left(1\right)$

其中I表示传感器强度(例如，以伏特为单位)，T表示对所选传感器的索引，而ω表示作为索引函数的标量权重(例如，到所选传感器的距离)。因此，等式右侧的第一项计算包含所选传感器的列中的传感器的列强度总和，且等式右侧的第二项计算包含所选传感器的行中的传感器的行强度总和。在所示示例中，行和列强度总和被加权。具体而言，施加到单个强度的权重可与至所选传感器的距离成反比，以使越靠近目标传感器的传感器被越重地加权。此外，所示行和列强度总和仅包括在所选传感器与控制器硬件的充电/读取电路(通常在阵列的[0、0]位置)之间的传感器。替代地，可使用整个行和列。

图3示出强度累加传感器图48的示例的栅格，其中行强度累加传感器50在所选传感器54和充电/读取电路56之间，该充电/读取电路56在包含所选传感器54的行中。类似地，该列强度累加传感器52可在所选传感器54和充电/读取电路56之间，该充电/读取电路56在包含所选传感器54的列中。

因此，各个初始传感器强度可线性地由γ来调节为：

$I_{T_x,T_y}^f=I_{T_x,T_y}^o+\mathrm{\γ}---\left(2\right)$

其中I^o表示初始传感器强度，且I^f表示最终传感器强度。可对面板上的所有感兴趣的传感器重复该等式。

现转到图4，示出来自触摸面板的读取60的示例。在所示示例中，手掌区域62对应于用户的右手掌，且拇指区域64对应于用户的右拇指。拇指区域64是可检测的。然而图5示出与附加前臂区域66类似的读取68。在这种情况下，由于缺乏补偿，拇指区域64在强度上显著衰落。其结果可能是错过事件的检测和/或性能的恶化。图6示出在进行上述的多触摸信号的偏压漂移补偿的情况下进行的读取70。该所示结果示出拇指区域64被检测。

图7示出实时操作触摸面板的方法72。可按照作为逻辑指令的集合的可执行软件来实现该方法72，这些逻辑指令存储在诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、闪存等的存储器的机器或者计算机可读介质中，存储在使用诸如专用集成电路(ASIC)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或者晶体管-晶体管逻辑(TTL)技术或者它们的组合的电路技术的固定功能硬件中。

处理框74用于选择电容传感器阵列的一单元/传感器。所选传感器的行强度可在框76被确定，其中这种确定可涉及对包含所选传感器的行中的传感器的加权行强度总和的计算。所示框78用于确定所选传感器的列强度，其中这种确定可涉及对包含所选传感器的列中的传感器的加权列强度总和的计算。在一个示例中，行和列强度总和仅包括在所选传感器和触摸面板的读取电路之间的传感器。可基于行和列强度在框80调节所选传感器的强度。框82用于重复进行传感器选择、行强度确定、列强度确定、以及为阵列中的附加传感器调节所选传感器。

现转到图8，示出了计算系统10，其中该系统10是诸如膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、无线智能电话、媒体播放器、成像设备等或者它们的任意组合的移动平台的一部分。系统10还可以是诸如个人计算机(PC)、服务器、工作站等的固定平台的一部分。所示系统10包括主处理器12，其可包括提供对系统存储器14的访问的集成存储器控制器(未示出)，其可包括双数据率(DDR)同步动态随机存取存储器(SDRAM，例如，DDR3 SDRAM JEDEC标准JESD79-3C(DDR3 SDRAM JEDECStandard JESD79-3C)，2008年4月)模块。系统存储器14的模块可被结合到单列直插内存模块(SIMM)、双列直插内存模块(DIMM)、小型DIMM(SODIMM)等中。处理器12还可具有一个或多个处理器核(未示出)，其中各个核可与指令提取单元、指令解码器、一级(L1)高速缓存、执行单元等一起充分起作用。在一个示例中，处理器12的内部(多个)高速缓存可在静态RAM(SRAM)中实现。处理器12还可执行诸如微软视窗(Microsoft Windows)、Linux、或者苹果操作系统(Mac OS)、以及各种其他软件应用的操作系统(OS)。

所示处理器12与平台控制器集线器(PCH)16通信，该PCH 16在某些系统中亦被称作南桥。PCH 16可具有诸如USB(通用串行总线，例如USB设计论坛的USB规范2.0)、串行ATA(SATA，例如，2009年5月27日的SATA国际组织/SATA-IO的SATA修订版3.0规范)、高清晰度音频、以及其它控制器的内部控制器(未示出)。所示PCH 16还耦合到一个或多个大容量存储装置18，其可包括硬盘驱动器、只读存储器(ROM)、光盘、闪存等。PCH 16可向诸如话筒、显示器、键盘、鼠标、话筒等用户界面装置提供支持，从而允许用户与系统10互动，以及从系统10感知信息。

具体而言，PCH 16可与具有电容传感器22的阵列、触摸面板控制器24以及固件26的触摸面板20通信。该控制器24可以是在固定功能硬件逻辑中实现的嵌入式控制器，该固定功能硬件逻辑使用诸如专用集成电路(ASIC)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或者晶体管-晶体管逻辑(TTL)技术，或者它们的任何组合的电路技术。在所示示例中，可作为可编程ROM(PROM)或者闪存中的逻辑来实现的固件26包括调节模块指令的集合，这些指令在由控制器24执行时控制器24针对多触摸信号的偏压漂移补偿阵列22中的各个传感器，如已讨论的。调节模块亦可被实现为控制器24中的固定功能硬件或者其它适当的处理组件。

图9示出具有笔记本形状因数的外壳和触摸面板88的移动计算系统86，该触摸面板耦合到外壳的水平表面。如以上所述，触摸面板88可包括电容传感器阵列和调节模块，该调节模块用于针对多触摸信号的偏压漂移补偿阵列中的各个传感器。在一个示例中，系统86的主处理器可被配置成经由触摸面板88运行键盘应用进程。其它进程可包括OS导航进程(例如，用于刷新计算系统的触摸计算)等。

因此，以上技术可解决在构建诸如那些用于笔记本大小表面的大电容触摸面板时所遭遇的信号测量缺陷。具体而言，这些技术可监控在硬件扫描电路中建立的动态漂移信号偏压，且可适应地调节各个触摸面板传感器读取的信号至基线偏差。可基于面板的已知穿透人体且使感兴趣的电容读取失真的其它点处的行-列观测来完成该适应性调节。这样做可使衰落的信号恢复，且允许支持相当大量的同步接触面积(例如，当使用较大触摸面板时通常遭遇的全掌接触和/或多用户接触)。

本发明的实施例可适于与所有类型的半导体集成电路(“IC”)芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片组组件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片、网络芯片等。此外，在一些附图中，信号传导线路用线来表示。一些可能较粗以指示多条组成信号路径，其具有用以指示组成信号路径的数量的数字标签，和/或在一个或多个端部具有用以指示主要信息流动方向的箭头。但是，这不应以限制性方式来解释。事实上，这种添加的细节可与一个或多个示例性实施例结合使用以便于对电路的更容易理解。任何所表示的信号线(不管是否具有附加信息)实际上可包括一个或多个信号，这些信号可在多个方向上传播且可用任何适合类型的信号方案来实现，例如用差分对来实现的数字或模拟线路，光纤线，和/或单端线。

可能已给出示例性大小/模型/值/范围，但是本发明的实施例不限于此。随着生产技术(例如，光刻)随时间而成熟，预期可生产具有更小尺寸的装置。此外，为了说明和讨论的简单，众所周知的至IC芯片的功率/接地连接以及其它组件可能在图中示出或未示出，且从而不混淆本发明的某些方面。此外，为了避免混淆本发明的实施例，并且鉴于对这种框图装置的实现的细节与在其中要实现这些实施例的平台具有高度相关性，即，这种细节将在本领域普通技术人员的能力范围内的事实，可用框图形式示出装置。陈述具体细节(例如，电路)来描述本发明的示例性实施例时，对于本领域普通技术人员而言，不用这些具体细节、或用这些细节的变体就可实践本发明的实施例应当是显而易见的。因此这些描述要视为是说明性的而非限制性的。

例如，可使用机器或者有形的计算机可读介质或者制品来实现一些实施例，这些介质或者制品可存储指令或者指令的集合，这些指令在由机器执行时可使该机器根据实施例来执行方法和/或操作。这种机器可包括，例如，任何适当的处理平台、计算平台、计算装置、处理装置、计算系统、处理系统、计算机、处理器等，且可使用硬件和/或软件的任何适当的组合来实现。机器可读介质或制品可包括，例如任何适当类型的存储器单元、存储器装置、存储器制品、存储器介质、存储装置、存储制品、存储介质、和/或存储单元，例如，存储器、可移除或者不可移除介质、可擦除或者不可擦除介质、可写或者可重写介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、可记录压缩盘(CD-R)、可重写压缩盘(CD-RW)、光盘、磁介质、光磁介质、可移除存储器卡或盘、各种类型的数字多用盘(DVD)、录像带、磁带等。指令可包括任何适当类型的代码，诸如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密代码等，且使用任何适当的高级、低级、面向对象、可视化、编译和/或解释编程语言来实现。

除非另有说明，诸如“处理”、“计算”、“演算”、“确定”等的术语要根据计算机或者计算系统或者类似电子计算装置的动作和/或进程来理解，它们将作为计算系统的寄存器和/或存储器内的物理量(例如，电子)所表示的数据操纵和/或转移到类似地作为计算机系统的存储器、寄存器或其它这种信息存储装置、传输或显示装置中的物理量所表示的其它数据。实施例不限于该上下文。

本文中的“耦合”这一术语用于指示问题组件之间的直接或间接的任何类型的关系，且可应用于电、机械、流体、光、电磁、机电或其他连接。此外，本文中的“第一”、“第二”等术语仅用于便于讨论，且除非另有指示，其不具有特定的时间或者顺序上的意义。

从以上描述中本领域普通技术人员将理解，可按照各种形式来实现本发明的实施例的宽泛的技术。因此，虽然与其特定示例结合来描述了本发明的实施例，但是本发明实施例的真实范围不应这样限定，因为基于附图、说明以及所附权利要求的研究其它修改对本领域普通技术人员是显而易见的。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

选择电容传感器阵列中的一传感器；

确定所选传感器的行强度；

确定所选传感器的列强度；以及

针对多触摸信号的偏压漂移来补偿所选传感器，其中所述补偿包括基于所述行强度和列强度来调节所选传感器的强度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

计算包含所选传感器的行中的传感器的行强度总和以获得所述行强度；

计算包含所选传感器的列中的传感器的列强度总和以获得所述列强度；以及

将所述行强度总和与所述列强度总和加到所选传感器的所述强度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括，在计算所述行和列强度总和之前基于距离度量对各个行和列强度进行加权。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述距离度量提供与距离成反比的权重。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述行和列强度总和仅包括在触摸面板的所选传感器和读取电路之间的传感器。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，重复进行所述传感器选择、行强度确定、列强度确定、以及针对所述阵列中的多个传感器调节所选传感器强度。

7.一种触摸面板，包括：

电容传感器的阵列；以及

用于针对多触摸信号的偏压漂移补偿所述阵列中的各个传感器的调节模块。

8.如权利要求7所述的触摸面板，其特征在于，所述调节模块要

选择所述阵列中的传感器，

确定所选传感器的行强度，

确定所选传感器的列强度，以及

基于所述行强度和列强度来调节所选传感器的强度。

9.如权利要求8所述的触摸面板，其特征在于，所述调节模块要

计算包含所选传感器的行中的传感器的行强度总和以确定所述行强度，

计算包含所选传感器的列中的传感器的列强度总和以确定所述列强度，以及

将所述行强度总和与所述列强度总和加到所选传感器的所述强度。

10.如权利要求9所述的触摸面板，其特征在于，在计算所述行和列的强度总和之前，基于距离度量对各个行和列的强度进行加权。

11.如权利要求10所述的触摸面板，其特征在于，所述距离度量提供与距离成反比的权重。

12.如权利要求9所述的触摸面板，其特征在于，还包括读取电路，其中所述行和列强度总和仅包括在所选传感器和所述读取电路之间的传感器。

13.如权利要求8所述的触摸面板，其特征在于，所述调节模块用于重复进行所述传感器选择、行强度确定、列强度确定、以及针对所述阵列中的多个传感器调节所选传感器强度。

14.一种计算系统，包括：

具有笔记本形状因数的外壳；以及

耦合到所述外壳的水平表面的触摸面板，所述触摸面板包括电容传感器阵列以及调节模块，所述调节模块用于针对多触摸信号的偏压漂移补偿所述阵列中的各个传感器。

15.如权利要求14所述的计算系统，其特征在于，所述调节模块要

选择所述阵列中的传感器，

确定所选传感器的行强度，

确定所选传感器的列强度，以及

基于所述行强度和列强度来调节所选传感器的强度。

16.如权利要求15所述的计算系统，其特征在于，所述调节模块要

计算包含所选传感器的行中的传感器的行强度总和以确定所述行强度，

计算包含所选传感器的列中的传感器的列强度总和以确定所述列强度，以及

将所述行强度总和与所述列强度总和加到所选传感器的所述强度。

17.如权利要求16所述的计算系统，其特征在于，在计算所述行和列的强度总和之前，基于距离度量对各个行和列的强度进行加权。

18.如权利要求17所述的计算系统，其特征在于，所述距离度量提供与距离成反比的权重。

19.如权利要求16所述的计算系统，其特征在于，所述触摸面板还包括读取电路，以及所述行和列强度总和仅包括在所选传感器和所述读取电路之间的传感器。

20.如权利要求15所述的计算系统，其特征在于，所述调节模块用于重复进行所述传感器选择、行强度确定、列强度确定、以及针对所述阵列中的多个传感器调节所选传感器强度。

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