CN103019438B - 用于触摸控制器的力传感器接口 - Google Patents

用于触摸控制器的力传感器接口 Download PDF

Info

Publication number
CN103019438B
CN103019438B CN201210460000.0A CN201210460000A CN103019438B CN 103019438 B CN103019438 B CN 103019438B CN 201210460000 A CN201210460000 A CN 201210460000A CN 103019438 B CN103019438 B CN 103019438B
Authority
CN
China
Prior art keywords
touch
signal
force transducer
force
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210460000.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103019438A (zh
Inventor
C·H·克拉
E·L·肖赫特
M·P·格伦坦尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Computer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Computer Inc filed Critical Apple Computer Inc
Publication of CN103019438A publication Critical patent/CN103019438A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103019438B publication Critical patent/CN103019438B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/045—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

本发明涉及用于触摸控制器的力传感器接口。公开了一种触摸敏感装置的触摸控制器中的力传感器接口。所述力传感器接口可耦合到触摸电路以便将一个或多个力传感器与触摸敏感装置的触摸传感器集成。所述力传感器接口可包括向力传感器发送由触摸电路产生的用以驱动所述力传感器的激励信号的一个部分。所述力传感器接口还可包括从力传感器接收以供触摸电路处理的、指示被施加到触摸敏感装置的力的力信号的另一个部分。所述触摸敏感装置可使用触摸电路并发且无缝地操作力传感器和触摸传感器。

Description

用于触摸控制器的力传感器接口
本申请要求2011年9月23日提交的美国专利申请No.13/243,925的优先权，该申请通过整体引用被结合于此。
技术领域
本申请一般涉及输入感测，更特别地涉及将力感测与触摸感测结合。
背景技术
许多类型的输入装置现在可用于在计算系统中执行操作，例如按钮或按键、鼠标、迹线球、操纵杆、触摸传感面板、触摸屏等等。特别的，触摸敏感装置例如触摸屏，由于其操作的舒适性和多功能性以及其不断下降的价格而变得越来越流行。触摸敏感装置可包括触摸传感面板，以及在一些示例中，还包括显示装置，触摸传感器面板可以是带有触摸敏感表面的清晰面板，显示装置例如液晶显示器(LCD)可部分或全部位于所述面板之后，以便触摸敏感表面可覆盖显示装置的可视区域的至少一部分。触摸敏感装置可允许用户通过使用手指、指示笔或其他物体在显示装置的情况下的需要的位置处、在显示装置显示的用户界面(UI)指示的位置处，触摸所述触摸传感器面板来执行各种功能。通常，触摸敏感装置可识别触摸或盘旋事件和所述事件在触摸传感器面板上的位置，然后计算系统可解释所述事件，并在之后执行一个或多个基于所述事件的动作。
除了触摸传感器面板之外，一些触摸敏感装置可包括按钮，当被用户接触时所述按钮可使装置改变与所述按钮相关联的状态。按压或选择按钮可激活或无效装置的一些状态。不按压或不选择按钮可使所述装置保持其当前状态。通常，触摸敏感装置可识别按钮上的按压或力事件，然后计算系统可解释所述事件，并在之后执行一个或多个基于所述事件的动作。
多种输入机制的使用，例如触摸传感器面板和按钮，可为用户提供额外的功能。另一方面，每个机制需要电路空间和操作电力，这不可避免地增加了装置的尺寸并降低了电池的寿命。
发明内容
本发明涉及触摸敏感装置中的力传感器接口，其可与装置的触摸电路耦合以便将一个或多个力传感器与触摸敏感装置的触摸传感器集成。力传感器接口可包括向力传感器发送由触摸电路产生的用以驱动力传感器的激励信号的发送部分。力传感器接口还可包括从力传感器接收以供触摸电路处理的、指示被施加到触摸敏感装置的力的力信号的接收部分。本发明允许力传感器和触摸传感器以有效且无缝的方式并发操作。通过力传感器和触摸传感器共享触摸电路，在不希望增加装置的尺寸和能源消耗的情况下，触摸敏感装置可有利地具有多种输入机制，即检测触摸或盘旋事件的触摸传感器，和检测力事件的力传感器。
附图说明
图1图解说明根据各种实施例的示例性触摸感测电路。
图2A和2B图解说明根据各种实施例的示例性触摸敏感装置的截面图。
图3A和3B图解说明根据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的示例性触摸面板。
图4A和4B图解说明根据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的示例性力传感器。
图4C图解说明相据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的用于力传感器的示例性噪声模型。
图4D是示出了作为根据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的示例性力传感器中的频率的函数的噪声的图。
图5图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的示例性发送部分。
图6图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的另一个示例性发送部分。
图7图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例性发送部分。
图8图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的示例性接收部分。
图9图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的另一个示例性接收部分。
图10图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例性接收部分。
图11图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例性接收部分。
图12图解说明根据各种实施例的具有触摸感测电路的触摸控制器的示例性接收部分。
图13图解说明根据各种实施例的用于感测在具有力传感器接口的触摸控制器上的力和触摸的方法。
图14图解说明根据各种实施例的用于感测力和触摸的示例性计算系统。
图15图解说明根据各种实施例的具有力和触摸感测能力的示例性移动电话。
图16图解说明根据各种实施例的具有力和触摸感测能力的示例性数字媒体播放器。
图17图解说明根据各种实施例的具有力和触摸感测能力的示例性个人计算机。
具体实施方式
在示例性实施例的下述描述中，参照以可实施的说明性的特定实施例方式示出的附图。可以理解的是在未偏离各种实施例的范围的情况下，可使用其它实施例以及做出结构性改变。
本申请涉及触摸敏感装置中的力传感器接口，其可与装置的触摸电路耦合，以便将一个或多个力传感器与装置的触摸传感器集成。所述力传感器接口可包括向力传感器发送由触摸电路产生的用以驱动所述力传感器的激励信号的发送部分。所述接口还可包括从力传感器接收以供触摸电路处理的、指示被施加到触摸敏感装置的力的力信号的接收部分。通过使用触摸激励信号驱动力传感器，激励信号的调解特性可有利地减小合力信号中的噪声。另外，通过在力传感器和触摸传感器之间共享触摸电路，可有利地减小具有单独电路的装置上的装置能源消耗和电路空间。
图1图解说明根据各种实施例的示例性触摸感测电路。在图1的示例中，触摸感测电路100可包括具有力传感接口112的触摸控制器110。电路100也可包括一个或多个触摸传感器126，以及一个或多个力传感器136。触摸控制器110可耦合到触摸传感器126，以及可产生并向触摸传感器发送激励信号106，以便驱动触摸传感器感测在触摸传感器上触摸或盘旋的物体。在一些实施例中，触摸控制器110可向触摸传感器发送多个同时的激励信号106以便以多激励配置同时驱动触摸传感器126。在可选实施例中，触摸控制器110可一次发送一个激励信号106，以便以单个激励配置驱动触摸传感器126。触摸控制器110也可从触摸传感器126接收并处理指示物体触摸或盘旋的触摸信号103。类似的，触摸控制器110可通过力传感器接口112耦合到力传感器136，产生并向力传感器发送激励信号106以便驱动力传感器感测在力传感器上物体施加的力。触摸控制器110也可通过接口112从力传感器136接收并处理指示施加的力的力信号105。接口112可集成到触摸控制器110中，以便与力传感器136使用用于所有传感器无缝操作的存在的触摸感测电路，下面将详细描述。
图2A和2B图解说明可包括图1的感测电路的示例性触摸敏感装置。在图2A的示例中，触摸敏感装置200可包括封盖240，封盖240具有物体可盘旋、触摸或按压的可触摸表面。虽然在其他实施例中，传感器可被支撑在与封盖相邻的另一个基板上，但是装置200也可包括位于封盖240的与可触摸表面相对的表面上的力传感器136。力传感器136可感测物体按压可触摸表面所施加的力。装置200可进一步包括位于封盖240的与可触摸表面相对的表面上的触摸传感器126，或者位于与封盖相邻的另一基板上。触摸传感器126可与力传感器136相邻。在其他实施例中，触摸传感器126可围绕力传感器136。封盖240可以是玻璃、塑料或任何能提供具有可触摸表面的实质上刚性的基板的合适材料。虽然在其他实施例中，传感器被支撑在与封盖相邻的另一个基板上，但是在图2B的实施例中，触摸传感器126可位于封盖240的与可触摸表面相对的表面上。力传感器136可位于触摸传感器126上。
图3A和3B图解说明可在图1的感测电路中用来感测触摸或盘旋的物体的示例性触摸面板。图3A图解说明触摸面板的平面图，在此情况下触摸面板可以是自电容。在图3A的示例中，触摸面板124可具有自电容电极330。电极330的自电容可相对于某些参考例如地面被测量。电极330可以是空间上分开的元件，其中每个电极可定义面板124的触摸传感器(或像素)。电极330可耦合到触摸控制器驱动电路(未示出)以使用激励信号(电压Vstim、其中Vstim可以是正(+)相信号Vstim+，或负(-)相信号Vstim-)来驱动电极，以便感测在面板124上触摸或盘旋的物体，以及电极330可耦合到触摸控制器感测电路(未示出)以处理指示触摸或盘旋的物体的触摸信号(电压Vo)。
当物体接近触摸面板124时，电极330可电容性耦合到物体，例如手指，使得在电极和物体之间形成电容。这可增加电极的自电容。在物体接近面板124时，对地电容可连续增加，并且电极自电容可相应增加。因此，当触摸控制器感测电路检测到电极330的自电容增加时，此增加可被解释为物体的触摸或盘旋。
图3B图解说明可选触摸面板的平面图，在此情况下触摸面板可以是互电容。在图3B的示例中，触摸面板124可具有分别形成空间间隔的驱动线和感测线的导电行331和导电列332。其中，导电行331和导电列332可彼此交叉以在交叉位置形成像素334，其中每个像素可定义触摸传感器。驱动线和感测线的其他配置也是可能的，例如边对边。导电行331可耦合到触摸控制器驱动电路(未示出)以便驱动行，以及导电列332可耦合到触摸控制器感测电路(未示出)以处理指示物体触摸或盘旋的信号。
当物体接近触摸面板124时，与像素334相关联的受激行可电容耦合到物体，例如手指，使得通过物体电荷从受激行分流到地。这可减小像素点334处从行到列的互电容。当物体接近面板124时，被分流的电荷的数量可持续增加，以及在像素334处的互电容可相应的减少。因此，当触摸控制器感测电路检测到像素334处的互电容降低时，该降低可被解释为物体的触摸或盘旋。
在可选实施例中，可使用导电节点代替在图3B的互电容触摸面板124中的导电行331和导电列332，以形成像素334，其中每个节点包括一对被电介质分开的电极，一个电极是驱动电极而另一个电极是感测电极。导电节点可以与驱动线和感测线类似的方式操作，以检测指示触摸或盘旋的物体的互电容的降低。
图4A图解说明在图1的感测电路中用来感测物体施加的力的示例性力传感器的平面图。在此例中，力传感器可以是应变计。在图4A的示例中，应变计136可包括相互位置邻近但不接触的迹线425，但是在静态时，其不被拉紧或者以其它方式变形。在没有应变或力时，应变计可具有标称电阻，例如1.8KΩ+/-0.1％，并且可作为如下施加的应变ε的函数而改变。
ΔR＝RSG·GF·ε，(1)
其中ΔR＝应变计电阻的改变，RSG＝未变形的应变计的电阻，以及GF＝应变计因子。
如4B的示例中所示，应变计136(以Rsg示出)可包括在带有三个其它电阻器(以R1、R2、R3示出)的惠斯通电桥434中，以便感测指示施加的力的在应变计中的电阻改变(相对于其它电阻器)。电桥434可耦合到力传感器接口(未示出)从而从接触控制器(未示出)接收激励信号(电压Vstim+和Vstim-)，以便驱动应变计136并且向触摸控制器发送指示施加的力的力信号(电压Vb+和Vb-)以便处理。Vstim+和Vstim-可被如下定义：
VSTIM+(t)＝VSTM0·sin(ω·t)+VCM，(2)
VSTIM-(t)＝-VSTM0·sin(ωSTM·t)+VCM，(3)
其中Vstm0＝力激励信号的振幅(中间-2-峰值)，ωSTM＝以弧度为单位的力激励信号的频率，以及VCM＝共模电压。力信号Vb+以及Vb-因此可被如下定义：
V b + = R SG R 1 + R SG · V STM 0 · sin ( ω STM · t ) + V CM , - - - ( 4 )
V b - = R 3 R 2 + R 3 · V STM 0 · sin ( ω STM · t ) + V CM . - - - ( 5 )
在用R1＝R2＝R3＝R、Rsg＝R+ΔR替换之后，其中ΔR＝R·GF·ε。作为应变ε的函数，力信号Vb因此可被如下定义：
V b = ( V b + - V b - ) = ( 1 2 - 1 ( GF · ϵ + 2 ) ) · V STM 0 · sin ( ω STM · t ) . - - - ( 6 )
电桥434可包括输入端口(图4B中以(1)和(2)示出)，其中一个输入端口(1)可耦合到激励信号Vstim+，另一个输入端口(2)可连接到开关499，以便在耦合到激励信号Vstim-和耦合到地之间进行切换。虽然图4B的电桥仅包括一个应变计，但是可以理解的是在以R1、R2、R3、Rsg示出的位置处，可使用多达四个应变计，其中应变计的电阻改变可用于感测施加的力。
当力施加到应变计136附接到的基板(例如图2A、2B的封盖)时，基板可弯曲，使得应变计迹线425张开并变得更长和更窄，由此增加应变计的电阻。当施加的力增加时，应变计的电阻可相应的增加。因此，当触摸控制器感测电路检测到应变计136的电阻增大时，该增大可被解释为力施加到应变计。
在可选实施例中，电桥434可与触摸控制器110集成，其中电阻器R1、R2、R3中的一个或多个可被触摸控制器中的电阻器代替。例如，电阻器R2、R3可被触摸控制器中的电阻器代替，以便应变计136(以Rsg示出)和电阻器R1可与触摸控制器的电阻器构成电桥434。这可减小电桥434占用的空间。
由于在没有施加力时温度增加也使得基板扩张，从而使得附接到基板的应变计伸展，因此温度改变可不利地影响应变计136。结果是，应变计的电阻可增加并被错误的解释为力施加到应变计。为了抵消温度的改变，可使用热敏电阻代替电桥434中的电阻器(R1、R2、R3)中的一个或多个电阻器。热敏电阻的温度感生电阻改变可抵消由于应变计附接到的基板中的热膨胀而引起的应变计的温度感生电阻的改变，从而减少力信号Vb中的温度感生变化。
在可选实施例中，可使用单独的惠斯通电桥来检测温度改变，而应变计电桥434检测施加的力，其中单独的电桥可包括热敏电阻和三个其他的电阻器。可选的，电桥可包括多个热敏电阻。例如，可使用两个热敏电阻，图4B中，可在Rsg的位置使用一个热敏电阻，以及在R2的位置使用另一个热敏电阻。对于这样的配置，力信号Vb最大可以是在反方向相对于静止操作点例如室温改变的Vb+和Vb-。
由电桥434引起的噪声可不利地影响力传感器信号和触摸传感器信号。图4C图解说明指示各种噪声源(以电压噪声密度“ENZ”示出)的电桥434的示例性噪声模型，这些噪声源可引起不希望的噪声。在图4C的示例中，电压噪声密度ENZ_TX可以是驱动电桥434的激励信号Vstim引起的单端噪声分量。电压噪声密度ENZ_RX可以是力传感器接口的力感测放大器443引起的输入参考噪声密度。电压噪声密度ENZ_RB可以是电桥的电阻器(R1、R2、R3、Rsg)引起的噪声密度。装置感生的共模电压噪声密度ENZ_TX_CM可被电容性耦合(以Cd示出)到驱动线，驱动线向电桥434发送激励信号Vstim。类似的，装置感生的共模电压噪声密度ENZ_RX_CM可与力感测线电容性耦合(以Cf示出)，力感测线发送来自电桥434的力信号Vb。
有利的，可依赖在电桥434的驱动线和力感测线的差异配置来减少共模电压噪声密度ENZ_TX_CM以及ENZ_RX_CM。另外，在一些示例中，当ENZ_TX转换为与力信号Vb成比例并低于力信号Vb的噪声分量时，ENZ_TX的贡献可被忽略，假设激励信号的信噪比(SNR)相当的高。然而，剩余的电压噪声密度ENZ_RX和ENZ_RB可限制可被解出的最小力信号。由于此剩余的噪声可以是频率的函数，更特别的，可以是更低频率的主导(由于1/f噪声)，所以通过调整驱动电桥434的激励信号Vstim的频率，此1/f噪声可减小，由此使得可解出更小的力信号，并且升高力信号SNR。
图4D是示出了作为图4C的电桥的频率的函数的噪声密度的图。低于噪声拐角频率，1/f噪声可以是主导噪声。高于噪声拐角频率，热噪声可以是主导。激励信号Vstim的频率可被调整为噪声拐角频率或高于噪声拐角频率，以便大体上减少或消除1/f噪声并升高力信号SNR。由于噪声拐角频率依赖于电路性能，因此可基于电桥和相关电路的性能，选择电桥434的噪声拐角频率。
高于噪声拐角频率，电桥434处的输入电压噪声密度ENZ_IN可近似为
E NZ _ IN = 4 · K · T · R + 2 · E NZ _ AMP 2 , - - - ( 7 )
其中K＝波尔兹曼常数，T＝以开为单位的温度，R＝电桥电阻(Rsg＝R1＝R2＝R3)，以及ENZ_AMP＝力感测放大器的输入参考噪声。公式(7)中的第一项是每个电桥的电阻器的电压噪声密度ENZ_RB。为了解出最小力信号，需要满足下述条件：
VB_RMS(Min)＞ENZ_IN·fBW，(8)
其中Vb_rms＝在最小应变ε来自力传感器电桥的RMS信号振幅，以及fBW＝触摸/力传感器积分带宽(integrationbandwidth)。
图5图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的示例性发送部分。在图5的示例中，触摸控制器的发送部分514可产生并向触摸面板124和力传感器电桥434发送激励信号，以驱动二者分别感测触摸和力。发送部分514可包括发送逻辑501、数字模拟转换器(DAC)502以及一个或多个每个都包括模拟多路复用器503和相应的触摸缓冲器505的驱动通道。发送逻辑501可连接到用于相位和频率数字数据信号的发送数控振荡器(NCO)(未示出)。DAC502可将来自发送逻辑501的数字信号转换为模拟激励信号Vstim以供给多路复用器503。Vstim可以是正(+)相信号Vstim+，其具有与发送NCO相同频率的波形。Vstim也可以是负(-)相信号Vstim-，其具有与Vstim+相同的关于公共电压Vcm反转的波形。公共电压Vcm也可供给多路复用器503。多路复用器503可选择Vstim+、Vstim-或者Vcm信号，以便根据控制信号SEL供给相应的触摸缓冲器505。触摸缓冲器505可升高来自发送DAC501的激励信号，并提供驱动能力以驱动触摸面板124和力传感器电桥434。
力传感器接口512可与发送部分514集成，以便力传感器电桥434可通过接口容易地耦合到触摸敏感装置，由此增加装置的力感测能力。力传感器接口512可将一个或多个触摸缓冲器505耦合到力传感器电桥434。在图5的示例中，力传感器接口512可包括从触摸缓冲器505的输出到电桥434的输入端口(以(1)示出)的连接，以从缓冲器到电桥供给激励信号Vstim(Vstim+或者Vstim-)。电桥434的其他输入端口(以(2)示出)可耦合到地。此配置可向电桥434提供单端激励输入。同时，缓冲器505可向触摸面板124提供激励信号Vstim。
如此前描述的，响应于激励信号，触摸面板124和力传感器电桥434可分别产生触摸和力信号。如下面将详细描述的，触摸和力信号可发送到触摸控制器的接收部分507用于进一步的处理。
图6图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的另一个示例性发送部分。图6的发送部分除了力传感器接口之外与图5的发送部分是相同的。在图6的示例中，力传感器接口612可包括从触摸缓冲器505的输出到电桥434的输入端口(以(1)示出)的连接，以便从缓冲器到电桥供应激励信号Vstim(Vstim+或者Vstim-)。力传感器接口612也可包括反相器613和力缓冲器615，用于分流触摸缓冲器505的输入以便向反相器供给激励信号Vstim。反相器613可反向激励信号Vstim并将反相的激励信号供给力缓冲器615。力缓冲器615可向电桥434的其他输入端口(以(2)示出)供给反向的激励信号。此配置可向电桥434提供差分的激励信号，其中一个端口提供激励信号Vstim，另一个端口提供反相的激励信号。同时，触摸缓冲器505可向触摸面板124供给激励信号Vstim。
图7图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例性发送部分。图7的发送部分除了力传感器接口之外与图5的发送部分相同。在图7的示例中，力传感器接口712可将力缓冲器615(而非触摸缓冲器505)耦合到力传感器电桥434。力传感器接口712可包括多路复用器703，以便根据控制信号SEL选择Vstim+、Vstim-或Vcm信号以供给相应的力缓冲器615。第一个力缓冲器615可向电桥434的输入部分(以(1)示出)供给激励信号Vstim。第二个力缓冲器615的和反相器613可分流第一个力缓冲器的输入以便向反相器提供激励信号Vstim。反相器613可将激励信号Vstim反相并将反相的激励信号供给第二力缓冲器615。第二个力缓冲器615可将反相的激励信号供给电桥434的其他输入端口(以(2)示出)。此配置可向电桥434提供差分激励信号，其中一个端口提供激励信号Vstim，另一个端口提供反相的激励信号。同时，一个或多个触摸缓冲器505可向触摸面板124提供激励信号Vstim。在此示例中，触摸缓冲器505可以是单独的并与力传感器接口712分开。
图8图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的示例性接收部分。在图8的示例中，触摸控制器的接收部分807可从力传感器电桥434接收并处理力信号。接收部分807可包括力传感器接口812，用于接收力信号并将力信号用于处理。力传感器接口812可包括差分放大器843，其可连接到电桥434以便从电桥接收指示施加的力的力信号Vb。Vb可以是正(+)相信号Vb+和负(-)相信号Vb-。放大器843可具有共模噪声抑制，以减小可在力信号Vb上呈现的共模噪声。除了共模噪声抑制之外，放大器843可增大动态力信号Vb以提高接收部件807的动态范围。
根据触摸控制器的需要，放大器843可具有静态或可编程增益。
来自差分放大器843的等价单端输出信号Vo，作为应变ε和时间t的函数可如下定义。
V O ( ϵ , t ) = ( V O + - V O - ) = R F R · ( 1 ( 1 + GF · ϵ ) - 1 ) · V STM 0 · sin ( ω STM · t ) , - - - ( 9 )
其中Rf＝差分放大器的反馈电阻器，R＝电桥电阻器(R＝Rsg＝R1＝R2＝R3)，GF＝应变计因子，VSTM0＝力传感器激励，以及ωSTM＝以弧度为单位的激励频率。放大器843的整个增益可以是差分模数转换器(ADC)849和积分带宽的动态范围的函数。可满足下述条件。
G AMP · SNDR ADC > 20 · log ( V IN _ ADC V B ) , - - - ( 10 )
其中GAMP＝以分贝(dB)为单位的放大器增益，SNDRADC＝以分贝(dB)为单位的力/触摸积分带宽内的ADC的信噪比和失真比，VIN_ADC＝ADC的动态RMS输入范围，以及VB＝RMS力传感器电桥信号。类似的，下面将描述的图9到11中的接收部件满足公式(10)的条件。
在一些示例中，电桥434中的力传感器和其它电阻器可以是失配的，由此生成可在放大器843和/或差分抗混滤波器(AAF)847传播和放大的错误信号，使得使得差分ADC849饱和。为了补偿失配，力传感器接口812可包括加法器840和可编程衰减器841以执行偏移减法。衰减器841-a可接收并衰减激励信号Vstim-，以便向加法器840-a提供激励信号的分数Voff-。加法器840-a可接着从放大器843的输出信号减去Voff-。类似的，衰减器841-b可接收并衰减激励信号Vstim+，以便向加法器840-b提供激励信号的分数Voff+。加法器840-b可接着从放大器843的输出信号中减去Voff+。由于偏移减法是对来自放大器843的输出信号(即在放大器843对其增大之后的力信号Vb)执行的，因此偏移减法可在更高的粒度上执行和并补偿了偏移失配。
接收部分807也可包括差分AAF847、差分ADC849以及触摸处理器842。AAF847可接收从加法器840输出的偏移补偿力信号Vout+、Vout-，并可进一步丢弃力信号中的噪声，以便阻止噪声混叠回触摸控制器的操作频率范围，并提高力信号的SNR。在一些实施例中，AAF847可以是带通滤波器以丢弃特定频带以外的噪声，例如远在力信号的基频之外的噪声。在一些实施例中，AAF847可以是低通滤波器以丢弃高频噪声。在一些实施例中，AAF847可包括多个滤波器以基于装置的需要丢弃噪声。根据触摸控制器的需要，AAF847可具有静态或可编程增益。ADC849可从AAF847接收噪声降低的力信号，并数字化所述信号。触摸处理器842可从ADC849接收数字化的力信号用于进一步的处理。
在可选实施例中，ADC849可以是具有固有抗混叠滤波的sigma-delta转换器，使得可省略AAF847。
接收部分807可耦合到可以是例如图5到7的发送部分的发送部分814，以驱动电桥434。
图9图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的另一个示例性接收部分。在图9的示例中，触摸控制器的接收部分907可共享触摸电路以一起处理触摸和力信号。接收部分907可包括力传感器接口912，用于接收力信号并将力信号用于处理。力传感器接口912可包括差分放大器943，差分放大器943可以与图8的差分放大器843相同的方式执行。接口912也可包括耦合到差分放大器943的差分单端转换器(DSC)973，以便从放大器接收力信号。DSC973可将差分力传感器信号转换为单端信号。可应用公式(9)，其中公式中的Vo指DSC973的输出。为了补偿力传感器和电桥434中的其他电阻器之间的失配，接口912也可包括加法器940和可编程衰减器941以执行偏移减法。衰减器941可接收并衰减激励信号Vstim+，以便向加法器940提供激励信号的分数Voff+。加法器940可接着从DSC973的输出信号中减去Voff+，由此补偿力传感器电桥434中的任何失配。
接收部分907也可包括加法器980、AAF947、ADC949和触摸处理器842。加法器980可将触摸信号Vo和偏移补偿的力信号Vout合并。来自触摸传感器的触摸信号Vo可以被感测放大器(未示出)调节，这些将在图12中更详细的描述。合成的触摸和力信号可传递到AAF947以丢弃噪声和其他不需要的分量，也可传递到ADC949以数字化所述信号。触摸处理器842可接收数字化的合成的触摸和力信号用于进一步的处理。由于触摸和力信号可共享AAF947和ADC949，所以可使用更少的电路，由此节省了电路实际开销和电能。
在可选实施例中，可省略加法器980，并且力信号可由AAF947和ADC949处理，同时触摸信号由不同的AAF和ADC并发处理。
接收部分907可耦合到例如可以是图7的发送部分的发送部分914，以驱动电桥434。使用单个激励信号顺序获取触摸和力传感器读数，即，可顺序扫描所有的触摸和力传感器。也可使用多个激励信号并发地获取触摸和力传感器读数，即，并发地扫描多个触摸和力传感器。在该多个的情形中，用于N个力传感器通道和M个触摸传感器通道的多激励矩阵可包括(N+M)2个入口，N+M入口的每个行包括用于力和触摸传感器激励信号的唯一相位组合。可在触摸处理器842中使用多个激励矩阵的反转解码接收部分907的合成触摸和力信号。
图10图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例性接收部分。除了图8中的差分放大器843被图10中的差分指令放大器1043代替之外，图10的接收部分与图8的接收部分相同。在图10的示例中，触摸控制器接收部分1007的力传感器接口1012可包括差分指令放大器1043以便将来自力传感器电桥434的力信号Vb增大，并减小信号中的噪声。差分指令放大器1043可包括从电桥434接收力信号Vb+的第一可操作放大器1043-a、从电桥接收力信号Vb-的第二可操作放大器1043-b以及电阻器R1、Rg。如之前在图8中所描述的，可操作放大器1043-a、1043-b可向加法器840和可编程衰减器841输出放大的差分力信号以执行偏移减法。指令放大器1043的差分DC增益可以是Gin＝(1+2·R1/Rg)。为了将设置的增益目标保持在激励频率，指令放大器1043的单位增益带宽可高于β·Fstm·Gin，其中Fstm＝激励频率，β＝α降低因子，其可基于在激励频率的指令放大器的最大可容忍增益错误选择。如图8中所示的，偏移补偿力信号Vout+、Vout-可被输出到差分AAF847用于进一步的处理。根据触摸控制器的需要，指令放大器1043可具有静态或可编程增益。例如，可操作放大器1043-a、1043-b可都具有静态增益或两个可编程增益或二者的组合。
接收部分1007可耦合到可以是例如图5到7的发送部分的发送部分1014，以驱动电桥434。
图11图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例性接收部分。除了图9的差分放大器943和DSC973被图11中的指令放大器1143代替之外，图11的接收部分与图9的接收部分相同。在图11的示例中，触摸控制器接收部分1107的力传感器接口1112可包括指令放大器1143以增大来自力传感器电桥434的力信号Vb并减小信号中的噪声。指令放大器1143可包括从电桥434接收力信号Vb+的第一可操作放大器1143-a、从电桥接收力信号Vb-的第二可操作放大器1143-b以及电阻器R1、R2、R3、Rg。如之前在图9中所描述的，指令放大器1143也可包括接收从第一和第二可操作放大器1143-a、1143-b输出的放大的差分力信号的第三可操作放大器1143-c，并向加法器940和可编程衰减器941输出单端力信号以执行偏移减法。指令放大器1143的增益可以是Gin＝(1+2·R1/Rg)·(R3/R2)。根据关于图10在之前描述的目标，选择指令放大器1143的单位增益带宽需求。在加法器980可组合偏移补偿的力信号Vout和触摸信号，并将其输出到AAF947用于图9中描述的进一步的处理。根据触摸控制器的需要，指令放大器1143可具有静态或可编程增益。例如，可操作放大器1143-a、1143-b、1143-c可全部具有静态增益，全部具有可编程增益或二者的组合。
在可选实施例中，可省略加法器980，以及力信号由AAF947和ADC949处理，而触摸信号由不同的AAF和ADC并发处理。
接收部分1107可耦合到例如可以是图7的发送部分的发送部分1114，以驱动电桥434。可以与关于图9在之前描述的类似的方式获取并处理触摸和力传感器读数。
除了在图8到11中示出的力传感器接口，触摸控制器接收部分可包括用于触摸面板的触摸感测电路。图12图解说明根据各种实施例的具有触摸感测电路的触摸控制器的示例性接收部分。在图12的示例中，触摸控制器的接收部分1207可包括用于从触摸面板124接收并准备触摸信号以用于处理的感测放大器1283。触摸面板124可具有多个触摸传感器。在一些实施例中，触摸传感器被分开为组，例如，列，每个组耦合到特定的感测放大器1283。在一些实施例中，触摸传感器的不同的组，例如列可共享感测放大器1283，其中放大器可在组之间切换。感测放大器1283可连接到触摸面板124以接收指示面板上的触摸或盘旋的触摸信号电荷Qo。感测放大器1283可通过反馈电阻器Rfb和反馈电容器cfb将触摸信号电荷Qo转换为触摸信号电压Vo。感测放大器1283可向AAF947输出触摸信号电压Vo以衰减信号中的噪声。在一些实施例中，根据触摸控制器的需要，感测放大器1283可具有静态或可编程增益。ADC949可数字化减少噪声的触摸信号并向触摸处理器842输出该信号以用于进一步的处理。图12的触摸电路可与图8到11的力和触摸电路并发操作。
在可选实施例中，如之前在图9到11中所描述的，图12的触摸面板124可与力传感器电桥434共享AAF947和ADC949，其中加法器980可位于感测放大器1283和AAF947之间，以接收触摸信号Vo和力信号Vout。
接收部分1207可耦合到例如可以是图5到7的发送部分的发送部分1214，以驱动触摸面板124。
可以理解的是，图5到12的电路不限于在图5到12中所描述的部件，而可根据各种实施例包括能执行力和触摸信号处理的其它和/或额外部件。
图13图解说明根据各种实施例的用于感测在具有力传感器接口的触摸控制器上的力和触摸的示例性方法。在图13的示例中，触摸控制器的发送部分可将激励信号Vstim施加到触摸面板和力传感器电桥以驱动触摸面板和力传感器电桥分别感测面板上的触摸或盘旋以及在电桥上施加的力(1305)。如之前所描述的，激励信号Vstim可通过力传感器接口施加到电桥。触摸控制器的扫描逻辑可控制到面板和电桥的激励信号Vstim的定时。响应于激励信号Vstim，面板可产生指示面板上的触摸或盘旋的触摸信号，以及电桥可产生指示施加在电桥上的力的力信号(1310)。
触摸控制器可接着执行面板和电桥的输出扫描，以获取触摸信号和力信号(1315)。为了向触摸控制器的接收部分发送用于处理的触摸和力信号，扫描逻辑可控制面板和电桥的扫描。在一些实施例中，在扫描期间，触摸控制器可顺序执行面板扫描和电桥扫描。例如，在电桥扫描之后可执行面板扫描，或者相反。在一些实施例中，在扫描期间，触摸控制器可并发执行面板扫描和电桥扫描。在一些实施例中，在扫描期间，触摸控制器可执行混合的顺序-并发扫描，其中面板和电桥扫描的一些部分可一起执行，而扫描的其他部分可顺序执行。例如，在扫描阶段的开始，可都开始面板和电桥扫描。在短周期之后，电桥扫描可被挂起，而完成面板扫描。电桥扫描可接着重新开始并完成。混合扫描在力被间歇施加的例子中是有用的，使得与面板扫描并发的初始电桥扫描可快速的指示是否出现了施加的力，需要全电桥扫描。
在一些示例中，两个扫描不需要执行每个扫描周期。例如，可每隔一个扫描周期或以一些其他预定的频率执行电桥扫描。在一些实施例中，可触发扫描而非自动执行。例如，在扫描期间，在面板扫描完成之后，面板扫描可触发电桥扫描。相反，一旦完成，电桥扫描可触发面板扫描。可选的，如果面板扫描指示触摸或盘旋物体的接近可能是由于物体向电桥施加力引起的，则面板扫描可触发电桥扫描。可选的，一些装置条件，例如功率状态可触发一个或两个扫描。
触摸控制器的接收部分可接着处理触摸和力信号(1320)。处理的触摸和力信号可使得具有面板、电桥和触摸控制器的装置执行一些动作。
图14图解说明根据各种实施例的示例性计算系统1400，所述示例性计算系统1400可具有带有力传感器接口的触摸控制器。在图14的示例中，计算系统1400可包括触摸控制器1406。触摸控制器1406可以是可包括一个或多个处理器子系统1402的单个专用集成电路(ASIC)，处理器子系统1402可包括一个或多个主处理器，例如ARM968处理器或其他带有类似功能和性能的处理器。然而，在其他实施例中，相反可由专用逻辑，例如状态机实施处理器的功能。处理器子系统1402也可包括外围设备(未示出)，例如随机存储器(RAM)或其它类型的存储器或数据装置、看门狗计时器等等。
触摸控制器1406也可包括接收部分1407，所述接收部分1407接收信号，例如一个或多个触摸感测通道(未示出)的触摸信号1403，力感测通道(未示出)的力信号1433，来自其他传感器例如传感器1411的其它信号等等。触摸控制器1406也可包括解调部分1409(例如多级矢量解调机)，面板扫描逻辑1410，以及向触摸传感器面板1424发送激励信号1416以驱动面板和向力传感器电桥1434发送激励信号1416以驱动电桥的发送部分1414。面板扫描逻辑1410可访问RAM1412，自主的从感测通道读取数据，并为感测通道提供控制。另外，面板扫描逻辑1410可以控制发送部分1414产生各种频率或相位的激励信号1416，激励信号1416可被选择性地施加到触摸传感器面板1424的行和力传感器电桥1434。
触摸控制器1406可包括可耦合到发送部分1414和接收部分1407中的触摸电路的力传感器接口1422以便将力传感器电桥1434与触摸系统集成。结果是触摸传感器面板1424和力传感器电桥1434可并发操作以感测在面板上的触摸或盘旋，以及施加到电桥上的力。
触摸控制器1406也可包括电荷泵1415，其可用于产生用于发送部分1414的电源电压。激励信号1416通过将两个电荷存储装置，例如电容器级联到一起形成电荷泵1415，可具有比最大电压更高的振幅。因此，激励电压可比单个电容器可处理的电压水平(例如3.6V)更高(例如6V)。虽然图14示出了电荷泵1415与发送部分1414分离，但是电荷泵可以是发送部分的一部分。
计算系统1400也可包括可如在上述图3A和3B中描述的触摸传感器面板1424，以及例如可如上述在图4A和4B中描述的力传感器电桥1434。
计算系统1400可包括主处理器1428，主处理器1428用于接收来自处理器子系统1402的输出并基于输出执行动作，所述动作包括但不限于，移动物体例如光标或指针、滚动或扫视、调整控制设置、打开文件或文件夹、查看菜单、做出选择、执行指令、操作耦合到主装置的外围装置、应答电话、拨打电话、终止电话、改变音量或音频设置、存储与电话通信相关的信息(例如地址、常拨号码、已接来电、未接来电)、登录计算机或计算机网络、许可授权的个人访问计算机或计算机网络的受限区域、导入与计算机桌面的用户首选布置相关联的用户配置文件、允许对网络内容的访问、启动特定程序、加密或解码信息和/或等类似的。主处理器1428也可执行与面板处理无关的额外功能，并可耦合到程序存储装置1432和显示装置1430(例如向装置的用户提供UI的LCD显示器)。在一些实施例中，如所示出的，主处理器1428可以是与触摸控制器1406分离的部件。在其他实施例中，主处理器1428可作为触摸控制器1406的一部分而被包括。在另一个实施例中，主处理器1428的功能可由处理器子系统1402执行和/或被分布到触摸控制器1406的其它部件中。显示装置1430与触摸传感器面板1424一起在部分或全部位于触摸传感器面板之下或与触摸传感器面板集成时，可形成触摸敏感装置例如触摸屏。
值得注意的是，以上描述的一个或多个功能可通过例如存储在存储器(例如外围设备之一)并由处理器子系统1402执行的或者存储在程序存储装置1432并由主处理器1428执行的固件来执行。固件也可在任何永久计算机可读存储介质内被存储和/或发送，供指令执行系统、设备或装置例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或其他可从指令执行系统、设备或装置取得指令并执行指令的系统所使用或与之结合使用。在此文的上下文中，“永久计算机可读存储介质”可以是任何永久介质，其可包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用的或可与结合使用的程序。永久计算机可读存储介质可包括但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体系统、设备或装置、便携式计算机磁盘(磁的)、随机存储器(RAM)(磁的)、只读存储器(ROM)(磁的)、电可编程只读存储器(EPROM)(磁的)、便携式光盘如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R、或DVD-RW、或闪存例如压缩闪存卡、安全数字卡、USB存储装置、存储棒等等。
固件也可在任何传输介质内传播，以供指令执行系统、设备或装置例如基于计算机的系统、包含处理器的系统或其他可从指令执行系统、设备或装置取得指令并执行指令的系统使用或与之结合使用。在此文的上下文中，“传输介质”可以是任何可通信、传播或传输供指令执行系统使用或与结合使用的程序的介质。传输介质可包括但不限于电、磁、光、电磁或红外有线或无线传播介质。
可以理解的是，根据各种实施例，触摸传感器面板不限于触摸面板，如图14所描述的，而是可以是邻近面板或任何其他面板。另外，其中描述的触摸传感器面板可以是多重触摸传感器面板。
进一步可理解的是，根据各种实施例，计算系统不限于图14的部件和配置，而是可包括在各种配置中能感测触摸和力的其他和/或额外部件。
图15图解说明根据各种实施例的示例性移动电话1500，其可包括具有力传感器接口的触摸控制器、能操作主画面按钮(homebutton)1548以感测施加的力的触摸控制器、感测触摸或盘旋的触摸面板1524、显示装置1536、以及其他计算系统块。
图16图解说明根据各种实施例的示例性数字媒体播放器1600，其可包括具有力传感器接口的触摸控制器、能在点拨轮(clickwheel)1648上操作以感测施加的力的触摸控制器、感测触摸或盘旋的触摸面板1624、显示装置1636、以及其他计算系统块。
图17图解说明根据各种实施例的示例性个人计算机1700，其可包括具有力传感器接口的触摸控制器、能在输入按钮1748上操作以感测施加的力的触摸控制器、感测触摸或盘旋的跟踪板1724、显示器1736、以及其他计算系统块。
根据各种实施例，图15到17的移动电话、媒体播放器以及个人计算机通过将力感测电路和已存的触摸感测电路紧密的集成能提供有效的电源消耗、精简的装置尺寸以及提高的力感测。
根据一个实施例，提供用于触摸控制器的接口。所述接口包括位于力传感器和触摸控制器的第一触摸组件之间以驱动所述力传感器感测施加的力的第一部分。所述接口还包括位于力传感器和所述触摸控制器的第二触摸组件之间以处理来自所述力传感器的指示所述施加的力的力信号的第二部分。
根据另一个实施例，所述第一部分包括：被配置为将所述第一触摸组件连接到所述力传感器并向所述力传感器发送来自所述第一触摸组件的激励信号以驱动所述力传感器的连接器，以及所述第一触摸组件包括触摸缓冲器。
根据另一个实施例，所述第一部分包括：被配置为将所述第一触摸组件连接到所述力传感器并向所述力传感器发送来自所述第一触摸组件的激励信号的连接器。所述接口还包括：耦合到所述第一触摸组件并被配置为从所述第一触摸组件接收激励信号并反转所述激励信号的反相器。所述接口还包括：耦合到所述反相器并被配置为向所述力传感器发送反转的激励信号的力缓冲器，以及所述第一触摸组件包括触摸缓冲器，以及所述激励信号和所述反转的激励信号形成差分输入以驱动所述力传感器。
根据另一个实施例，所述第一部分包括：耦合到所述第一触摸组件并被配置为选择来自所述第一触摸组件的激励信号以发送到所述力传感器的多路复用器。所述第一部分还包括：耦合到所述多路复用器并被配置为向所述力传感器发送激励信号的第一力缓冲器。所述第一部分还包括：耦合到所述多路复用器并被配置为从所述多路复用器接收激励信号并反转所述激励信号的反相器；以及耦合到所述反相器并被配置为向所述力传感器发送所述反转的激励信号的第二力缓冲器，其中所述第一触摸组件包括激励信号产生器，以及其中所述激励信号和所述反转的激励信号形成差分输入以驱动所述力传感器。
根据另一个实施例，所述第二部分包括：耦合到所述力传感器并被配置为放大所述力信号的放大器；耦合到所述放大器的输出和所述第二触摸组件并被配置为补偿输出中的错误的失配电路，其中所述第二触摸组件包括滤波器。
根据另一个实施例，其中所述放大器是差分放大器，所述差分放大器向所述失配电路输出与所述力信号相关联的第一信号，以及向所述失配电路输出与所述力信号相关联的第二信号，以及其中所述失配电路补偿所述第一信号和第二信号中的错误。
根据另一个实施例，所述第二部分包括：耦合到所述差分放大器和所述失配电路并被配置为转换所述差分放大器的输出并向所述失配电路发送转换的输出以补偿所述转换的输出中的错误的转换器。
根据另一个实施例，其中所述放大器是差分指令放大器，所述差分指令放大器包括：将与所述力信号相关联的第一信号输出到所述失配电路的第一放大器，和将与所述力信号相关联的第二信号输出到所述失配电路的第二放大器，以及其中所述失配电路补偿所述第一信号和第二信号中的错误。
根据另一个实施例，其中所述放大器是指令放大器，所述指令放大器包括：输出与所述力信号相关联的第一信号的第一放大器，输出与所述力信号相关联的第二信号的第二放大器，以及接收所述第一信号和第二信号并将基于所述第一信号和第二信号的第三信号输出到所述失配电路的第三放大器，其中所述失配电路补偿所述第三信号中的错误。
根据一个实施例，一种触摸控制器，包括：被配置为使用激励信号驱动触摸传感器的发送部分；被配置为响应于所述激励信号处理来自所述触摸传感器的触摸信号的接收部分；以及接口，所述接口被集成在所述发送部分和所述接收部分中以将力传感器耦合到其上，并被配置为向所述力传感器发送所述激励信号以驱动所述力传感器并接收响应于所述激励信号来自所述力传感器的力信号，其中所述发送部分并发驱动所述触摸传感器和所述力传感器，以及所述接收部分并发处理所述触摸信号和所述力信号。
根据另一个实施例，其中所述发送部分包括被配置为向所述触摸传感器发送所述激励信号的触摸发送电路，以及其中所述接收部分包括被配置为从所述触摸传感器接收所述触摸信号的触摸接收电路。
根据另一个实施例，所述发送部分包括被配置为通过所述接口向所述力传感器发送所述激励信号的触摸发送电路，以及其中所述接收部分包括被配置为通过所述接口从所述力传感器接收所述力信号的触摸接收电路。
根据另一个实施例，所述触摸接收电路包括被配置为减小所述力信号中的噪声的带通滤波器或低通滤波器中的至少一个。
根据另一个实施例，所述激励信号被配置为调制，以便将来自所述力传感器的力信号转换为低噪声频率。
根据另一个实施例，一种集成触摸和力感测装置，包括：至少一个触摸传感器；至少一个力传感器；以及被配置为将所述触摸传感器和所述力传感器整体耦合到所述装置中的触摸控制器，所述触摸控制器包括驱动所述触摸传感器并处理来自所述触摸传感器的指示所述装置上的触摸的触摸信号的触摸电路，以及与所述触摸电路集成的力传感器接口，所述触摸电路驱动所述力传感器并处理来自所述力传感器的指示施加到所述装置的力的力信号。
根据另一个实施例，所述触摸传感器包括触摸面板，所述触摸面板被配置为基于所述触摸面板上的电容改变来产生所述触摸信号。
根据另一个实施例，所述力传感器包括力传感器电桥，所述力传感器电桥被配置为基于所述力传感器电桥上的电阻改变来产生所述力信号。
根据另一个实施例，所述力传感器电桥包括四个电阻器，所述电阻器中的至少一个电阻器包括应变计。
根据另一个实施例，所述电阻器中的至少两个电阻器是所述触摸电路的一部分。
根据另一个实施例，所述触摸控制器被配置为使用单端激励信号或差分激励信号中的至少一个来驱动所述力传感器。
根据另一个实施例，所述装置被集成到移动电话、数字媒体播放器或便携式计算机中的至少一个。
根据一个实施例，一种感测触摸敏感装置上的触摸和力的方法，包括：使用触摸电路并发激励触摸传感器和力传感器；通过所述触摸传感器产生指示所述触摸传感器上的触摸的触摸信号，和通过所述力传感器产生指示施加到所述力传感器的力的力信号；扫描所述触摸传感器和所述力传感器以分别获取所述触摸信号和所述力信号；以及使用所述触摸电路处理获取的触摸信号和力信号。
根据另一个实施例，所述扫描包括：并发扫描所述触摸传感器和所述力传感器。
根据另一个实施例，所述扫描包括：顺序扫描所述触摸传感器和所述力传感器。
根据另一个实施例，基于装置条件触发所述触摸传感器或所述力传感器中的至少一个的扫描。
虽然已经参考附图完整的描述了各实施例，但值得注意的是各种改变和修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的。在包括在如随附的权利要求所限定的各种实施例的范围内时，这样的改变和修改将是可以理解的。

Claims (24)

1.一种用于触摸控制器的接口，包括：
位于力传感器和所述触摸控制器的第一触摸组件之间以使用由激励信号和反转的激励信号形成的差分输入驱动所述力传感器来感测施加的力的第一部分；以及
位于力传感器和所述触摸控制器的第二触摸组件之间以处理来自所述力传感器的指示所述施加的力的力信号的第二部分。
2.如权利要求1所述的接口，其中，所述第一部分包括：
被配置为将所述第一触摸组件连接到所述力传感器并向所述力传感器发送来自所述第一触摸组件的激励信号以驱动所述力传感器的连接器，其中所述第一触摸组件包括触摸缓冲器。
3.如权利要求1所述的接口，其中，所述第一部分包括：
被配置为将所述第一触摸组件连接到所述力传感器并向所述力传感器发送来自所述第一触摸组件的所述激励信号的连接器；
耦合到所述第一触摸组件并被配置为从所述第一触摸组件接收激励信号并反转所述激励信号的反相器；以及
耦合到所述反相器并被配置为向所述力传感器发送反转的激励信号的力缓冲器，其中所述第一触摸组件包括触摸缓冲器。
4.如权利要求1所述的接口，其中，所述第一部分包括：
耦合到所述第一触摸组件并被配置为选择来自所述第一触摸组件的所述激励信号以发送到所述力传感器的多路复用器；
耦合到所述多路复用器并被配置为向所述力传感器发送激励信号的第一力缓冲器；
耦合到所述多路复用器并被配置为从所述多路复用器接收激励信号并反转所述激励信号的反相器；以及
耦合到所述反相器并被配置为向所述力传感器发送所述反转的激励信号的第二力缓冲器，其中所述第一触摸组件包括激励信号产生器。
5.一种用于触摸控制器的接口，包括：
位于力传感器和所述触摸控制器的第一触摸组件之间以驱动所述力传感器来感测施加的力的第一部分；以及
位于力传感器和所述触摸控制器的第二触摸组件之间以处理来自所述力传感器的指示所述施加的力的力信号的第二部分，其中所述第二部分包括：
耦合到所述力传感器并被配置为放大所述力信号的放大器；以及
耦合到所述放大器的输出和所述第二触摸组件并被配置为补偿输出的输出信号值中的错误的失配电路，其中所述第二触摸组件包括滤波器。
6.如权利要求5所述的接口，其中，所述放大器是差分放大器，所述差分放大器向所述失配电路输出与所述力信号相关联的第一信号，以及向所述失配电路输出与所述力信号相关联的第二信号，以及其中所述失配电路补偿所述第一信号和第二信号中的错误。
7.如权利要求6所述的接口，其中，所述第二部分包括：
耦合到所述差分放大器和所述失配电路并被配置为转换所述差分放大器的输出并向所述失配电路发送转换的输出以补偿所述转换的输出中的错误的转换器。
8.如权利要求5所述的接口，其中，所述放大器是差分指令放大器，所述差分指令放大器包括：将与所述力信号相关联的第一信号输出到所述失配电路的第一放大器，和将与所述力信号相关联的第二信号输出到所述失配电路的第二放大器，以及其中所述失配电路补偿所述第一信号和第二信号中的错误。
9.如权利要求5所述的接口，其中，所述放大器是指令放大器，所述指令放大器包括：输出与所述力信号相关联的第一信号的第一放大器，输出与所述力信号相关联的第二信号的第二放大器，以及接收所述第一信号和第二信号并将基于所述第一信号和第二信号的第三信号输出到所述失配电路的第三放大器，其中所述失配电路补偿所述第三信号中的错误。
10.一种触摸控制器，包括：
被配置为使用激励信号驱动触摸传感器的发送部分；
被配置为响应于所述激励信号处理来自所述触摸传感器的触摸信号的接收部分；以及
接口，所述接口被集成在所述发送部分和所述接收部分中以将力传感器耦合到其上，并被配置为向所述力传感器发送所述激励信号以驱动所述力传感器，并响应于所述激励信号接收来自所述力传感器的力信号，其中所述发送部分并发地驱动所述触摸传感器和所述力传感器，以及所述接收部分并发地处理所述触摸信号和所述力信号，其中所述力传感器包括应变计，并且其中所述力信号指示所述应变计的电阻的改变。
11.如权利要求10所述的触摸控制器，其中，所述发送部分包括被配置为向所述触摸传感器发送所述激励信号的触摸发送电路，以及其中所述接收部分包括被配置为从所述触摸传感器接收所述触摸信号的触摸接收电路。
12.如权利要求10所述的触摸控制器，其中，所述发送部分包括被配置为通过所述接口向所述力传感器发送所述激励信号的触摸发送电路，以及其中所述接收部分包括被配置为通过所述接口从所述力传感器接收所述力信号的触摸接收电路。
13.如权利要求12所述的触摸控制器，其中，所述触摸接收电路包括被配置为减小所述力信号中的噪声的带通滤波器或低通滤波器中的至少一个。
14.如权利要求10所述的触摸控制器，其中，所述激励信号被配置为调制，以便将来自所述力传感器的力信号转换为低噪声频率。
15.一种集成触摸和力感测装置，包括：
至少一个生成触摸信号的触摸传感器；
至少一个生成力信号的力传感器，其中所述力传感器包括被配置成基于电桥上的电阻改变来产生所述力信号的力传感器电桥；以及
被配置为将所述触摸传感器和所述力传感器整体耦合到所述装置中的触摸控制器，其中所述触摸控制器包括：
生成激励信号的触摸电路；以及
将所述激励信号传递给所述触摸传感器和所述力传感器以生成所述触摸信号和所述力信号的信号路径。
16.如权利要求15所述的集成触摸和力感测装置，其中，所述触摸传感器包括触摸面板，所述触摸面板被配置为基于所述触摸面板上的电容改变来产生所述触摸信号。
17.如权利要求15所述的集成触摸和力感测装置，其中，所述力传感器电桥包括四个电阻器，所述电阻器中的至少一个电阻器包括应变计。
18.如权利要求17所述的集成触摸和力感测装置，其中，所述电阻器中的至少两个电阻器是所述触摸电路的一部分。
19.如权利要求15所述的集成触摸和力感测装置，其中，所述触摸控制器被配置为使用单端激励信号或差分激励信号中的至少一个来驱动所述力传感器。
20.如权利要求15所述的集成触摸和力感测装置，被集成到移动电话、数字媒体播放器或便携式计算机中的至少一个。
21.一种感测触摸敏感装置上的触摸和力的方法，包括：
使用触摸电路并发地激励触摸传感器和力传感器；
通过所述触摸传感器产生指示所述触摸传感器上的触摸的触摸信号，和通过所述力传感器产生指示施加到所述力传感器的力的力信号，其中所述力信号指示由于施加到所述力传感器的力而引起的所述力传感器中的电阻改变；
扫描所述触摸传感器和所述力传感器以分别获取所述触摸信号和所述力信号；
将所述触摸信号与所述力信号求和；以及
使用所述触摸电路处理所述求和的信号。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述扫描包括：
并发扫描所述触摸传感器和所述力传感器。
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述扫描包括：
顺序扫描所述触摸传感器和所述力传感器。
24.如权利要求21所述的方法，包括：
基于装置条件触发所述触摸传感器或所述力传感器中的至少一个的扫描。
CN201210460000.0A 2011-09-23 2012-09-17 用于触摸控制器的力传感器接口 Active CN103019438B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/243,925 US8988384B2 (en) 2011-09-23 2011-09-23 Force sensor interface for touch controller
US13/243,925 2011-09-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103019438A CN103019438A (zh) 2013-04-03
CN103019438B true CN103019438B (zh) 2016-06-01

Family

ID=47018488

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210460000.0A Active CN103019438B (zh) 2011-09-23 2012-09-17 用于触摸控制器的力传感器接口
CN201220604477.7U Expired - Lifetime CN203376699U (zh) 2011-09-23 2012-09-17 力传感器接口、触摸控制器、集成触摸和力感测装置及触摸敏感装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201220604477.7U Expired - Lifetime CN203376699U (zh) 2011-09-23 2012-09-17 力传感器接口、触摸控制器、集成触摸和力感测装置及触摸敏感装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8988384B2 (zh)
EP (2) EP3159779B1 (zh)
KR (1) KR101579391B1 (zh)
CN (2) CN103019438B (zh)
AU (1) AU2012312668B2 (zh)
TW (1) TWI492130B (zh)
WO (1) WO2013043594A1 (zh)

Families Citing this family (136)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013055883A2 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Nextinput, Inc. Force sensitive interface device and methods of using same
US9246486B2 (en) 2011-12-16 2016-01-26 Apple Inc. Electronic device with noise-cancelling force sensor
US8766939B2 (en) * 2012-01-09 2014-07-01 Broadcom Corporation Highly configurable analog preamp with analog to digital converter
EP2825937B1 (en) * 2012-03-15 2017-04-19 Sony Mobile Communications Inc Method for controlling a touch sensor
US20130265256A1 (en) 2012-04-07 2013-10-10 Cambridge Touch Technologies, Ltd. Pressure sensing display device
DE112013002288T5 (de) 2012-05-03 2015-04-16 Apple Inc. Momentkompensierter Biegebalkensensor zur Lastmessung auf einer Biegebalken-gestützten Plattform
US9684382B2 (en) 2012-06-13 2017-06-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device configuration having capacitive and pressure sensors
US9459160B2 (en) 2012-06-13 2016-10-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device sensor configuration
US20140062952A1 (en) 2012-09-05 2014-03-06 Cypress Semiconductor Corporation Reducing common mode noise in touch applications
WO2014098946A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-26 Changello Enterprise Llc Force detection in touch devices using piezoelectric sensors
EP2749996B1 (en) * 2012-12-28 2018-05-30 Sony Mobile Communications Inc. Electronic device and method for improving accuracy of location determination of a user input on a touch panel
KR101964845B1 (ko) * 2013-01-30 2019-04-04 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 표시 장치
US10578499B2 (en) 2013-02-17 2020-03-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezo-actuated virtual buttons for touch surfaces
US9110552B2 (en) 2013-03-11 2015-08-18 Cypress Semiconductor Corporation Eliminating common mode noise in otuch applications
US8610443B1 (en) 2013-03-12 2013-12-17 Cypress Semiconductor Corp. Attenuator circuit of a capacitance-sensing circuit
WO2014149023A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Rinand Solutions Llc Force sensing of inputs through strain analysis
US9477356B2 (en) * 2013-06-19 2016-10-25 Qualcomm Incorporated System and method to drive touch panel to measure hover
US10061444B2 (en) * 2013-07-31 2018-08-28 Apple Inc. Self capacitance touch sensing
CN104461024B (zh) * 2013-09-18 2018-12-14 联想(北京)有限公司 输入装置、信息处理方法、装置及电子设备
CN110134283B (zh) * 2013-10-28 2022-10-11 苹果公司 基于压电的力感测
US9886142B2 (en) * 2013-12-03 2018-02-06 Pixart Imaging Inc. Capacitive touch sensing system
US9448631B2 (en) 2013-12-31 2016-09-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device haptics and pressure sensing
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
TWI522876B (zh) * 2014-01-22 2016-02-21 Sitronix Technology Corp Drive circuit and its touch device and touch module and manufacturing method
EP3108345B1 (en) 2014-02-18 2019-12-25 Cambridge Touch Technologies Limited Dynamic switching of power modes for touch screens using force touch
US10156940B2 (en) 2014-03-11 2018-12-18 Apple Inc. Panel mismatch compensation for touch enabled displays
GB2525174A (en) * 2014-04-14 2015-10-21 Nokia Technologies Oy An apparatus and method for sensing
US9542056B2 (en) * 2014-05-20 2017-01-10 Uneo Incorporated Resistive force sensing circuit
US9841850B2 (en) * 2014-06-16 2017-12-12 Synaptics Incorporated Device and method for proximity sensing with force imaging
US10372271B2 (en) 2014-07-18 2019-08-06 Apple Inc. Adjustment of touch sensing stimulation voltage levels based on touch performance
US9690408B1 (en) 2014-09-26 2017-06-27 Apple Inc. Electronic device with an integrated touch sensing and force sensing device
US9779676B2 (en) 2014-09-30 2017-10-03 Apple Inc. Integrated touch sensor and force sensor for an electronic device
GB2533667B (en) 2014-12-23 2017-07-19 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
JP6712597B2 (ja) 2014-12-23 2020-06-24 ケンブリッジ タッチ テクノロジーズ リミテッドＣａｍｂｒｉｄｇｅ Ｔｏｕｃｈ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ 感圧式タッチパネル
US10824279B2 (en) * 2015-02-06 2020-11-03 Apple Inc. Remote feedback tapping for a touch sensor panel driving circuit
US10037100B2 (en) 2015-03-02 2018-07-31 Apple Inc. SNR-aware active mode touch scans with electrode reallocation
US9715319B2 (en) * 2015-03-27 2017-07-25 Displax S.A. Capacitive touch sensor
US9798432B2 (en) 2015-03-27 2017-10-24 Displax S.A. Capacitive touch sensor with polarity normalization
CN104793799B (zh) * 2015-05-04 2016-03-23 京东方科技集团股份有限公司 触控结构、触控显示面板、触控显示装置和触控驱动方法
US9965118B2 (en) 2015-05-12 2018-05-08 Synaptics Incorporated Sensing force using transcapacitance with dedicated force receiver electrodes
US9733756B2 (en) 2015-05-12 2017-08-15 Synaptics Incorporated Integrated display device and sensing device with force sensing
US10222889B2 (en) 2015-06-03 2019-03-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Force inputs and cursor control
US10416799B2 (en) 2015-06-03 2019-09-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensing and inadvertent input control of an input device
CN204808275U (zh) * 2015-06-10 2015-11-25 宸鸿科技(厦门)有限公司 压力感测装置
CN106325578B (zh) * 2015-07-10 2023-07-25 宸鸿科技(厦门)有限公司 压力感应触控面板
CN106325579B (zh) * 2015-07-10 2023-04-07 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种压力感测输入装置
US9612170B2 (en) 2015-07-21 2017-04-04 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
KR102513385B1 (ko) * 2015-07-31 2023-03-23 엘지디스플레이 주식회사 터치 패널의 구동 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
TWI594155B (zh) * 2015-08-04 2017-08-01 敦泰電子股份有限公司 嵌入式施力感測器之面板裝置
US10101857B2 (en) 2015-08-28 2018-10-16 Apple Inc. Methods for integrating a compliant material with a substrate
US9891770B2 (en) 2015-08-28 2018-02-13 Apple Inc. Methods for forming a patterned structure in a sensor
US10261619B2 (en) 2015-08-31 2019-04-16 Synaptics Incorporated Estimating force applied by an input object to a touch sensor
WO2017048835A1 (en) 2015-09-14 2017-03-23 Synaptics Incorporated Continuous time anti-alias filter for capacitive touch sensing
CN105183257B (zh) * 2015-09-17 2017-02-22 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏及其压力触控检测方法
CN105117072A (zh) * 2015-09-25 2015-12-02 上海和辉光电有限公司 有机发光显示装置及其制作方法
US9645670B2 (en) * 2015-09-30 2017-05-09 Synaptics Incorporated Sensing frame averaging for cancelling display noise in simultaneous display and touch sensing
US9921679B2 (en) 2015-10-11 2018-03-20 Pressure Profile Systems Inc. Force-sensing touch screen input device
US10353503B2 (en) 2015-10-29 2019-07-16 Texas Instruments Incorporated Integrated force sensing element
GB2544307B (en) 2015-11-12 2018-02-07 Cambridge Touch Tech Ltd Processing signals from a touchscreen panel
WO2017083533A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 Synaptics Incorporated Determining thickness profiles for dielectric layer within input device
KR102649192B1 (ko) * 2015-12-07 2024-03-20 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 터치 패널 펜용 필기 시트, 터치 패널, 터치 패널 시스템, 표시 장치 및 터치 패널 펜용 필기 시트의 선별 방법
US10282046B2 (en) 2015-12-23 2019-05-07 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure-sensitive touch panel
CN105630235B (zh) * 2015-12-23 2018-11-23 宸鸿科技(厦门)有限公司 压力感测方法及其系统
GB2544353B (en) * 2015-12-23 2018-02-21 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
KR20170081401A (ko) 2016-01-04 2017-07-12 삼성전자주식회사 전자 장치 및 그의 동작 방법
CN107533414B (zh) 2016-01-14 2021-07-16 辛纳普蒂克斯公司 用于力检测器的抖动滤波器
KR102433107B1 (ko) * 2016-01-19 2022-08-18 삼성디스플레이 주식회사 터치 표시 장치
US10061385B2 (en) 2016-01-22 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Haptic feedback for a touch input device
US10234978B2 (en) * 2016-01-29 2019-03-19 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Array substrate and display panel
US9958996B2 (en) 2016-01-29 2018-05-01 Displax S.A. Capacitive touch sensor
CN105677111B (zh) * 2016-01-29 2020-07-07 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板及显示面板
GB2547031B (en) 2016-02-05 2019-09-25 Cambridge Touch Tech Ltd Touchscreen panel signal processing
US10372259B2 (en) * 2016-02-19 2019-08-06 Synaptics Incorporated Transcapacitive touch and force sensing in an input device
US10006820B2 (en) 2016-03-08 2018-06-26 Apple Inc. Magnetic interference avoidance in resistive sensors
US10795509B2 (en) 2016-03-24 2020-10-06 Synaptics Incorporated Force sensing within display stack
US10088942B2 (en) 2016-03-31 2018-10-02 Synaptics Incorporated Per-finger force detection using segmented sensor electrodes
US10209830B2 (en) 2016-03-31 2019-02-19 Apple Inc. Electronic device having direction-dependent strain elements
US10108303B2 (en) 2016-03-31 2018-10-23 Synaptics Incorporated Combining trans-capacitance data with absolute-capacitance data for touch force estimates
WO2017190052A1 (en) 2016-04-29 2017-11-02 Synaptics Incorporated Differential force and touch sensing
US9965092B2 (en) * 2016-05-18 2018-05-08 Apple Inc. Managing power consumption of force sensors
TWI594161B (zh) * 2016-05-26 2017-08-01 速博思股份有限公司 觸控與壓力感測之整合裝置
US10528172B2 (en) 2016-06-17 2020-01-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensor for display devices
KR102555596B1 (ko) 2016-06-21 2023-07-17 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치
US11210912B2 (en) 2016-06-24 2021-12-28 Nanoport Technology Inc. Tactile feedback actuator, electronic device using same, and method of operating same
US10120487B2 (en) * 2016-06-28 2018-11-06 Novatek Microelectronics Corp. Method and device for hybrid touch sensing
US10656768B2 (en) 2016-07-12 2020-05-19 Novatek Microelectronics Corp. Touch display panel with reduced thickness and manufacturing method thereof
US10152182B2 (en) 2016-08-11 2018-12-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch sensor having jumpers
KR20180028087A (ko) 2016-09-07 2018-03-16 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 그의 구동 방법
US10133418B2 (en) 2016-09-07 2018-11-20 Apple Inc. Force sensing in an electronic device using a single layer of strain-sensitive structures
US11137858B2 (en) 2016-09-23 2021-10-05 Apple Inc. Location-based swing compensation for touch channel attenuation
TWI640912B (zh) * 2016-10-24 2018-11-11 瑞鼎科技股份有限公司 應用於互電容觸控面板的互電容觸控感測電路及雜訊抑制方法
US10095342B2 (en) * 2016-11-14 2018-10-09 Google Llc Apparatus for sensing user input
TWI784992B (zh) * 2016-12-27 2022-12-01 美商康寧公司 無線壓力偵測器、無線壓力量測系統及壓力量測方法
US20180188844A1 (en) * 2016-12-30 2018-07-05 Texas Instruments Incorporated Multiphase signaling for scan time reduction for a touch system
US9916073B1 (en) * 2017-01-17 2018-03-13 Nanoport Technology Inc. Electronic device having force-based modifiable graphical elements and method of operating same
KR20180085855A (ko) * 2017-01-19 2018-07-30 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이의 구동 방법
KR102326454B1 (ko) 2017-03-07 2021-11-17 삼성디스플레이 주식회사 전자 장치
US10001808B1 (en) 2017-03-29 2018-06-19 Google Llc Mobile device accessory equipped to communicate with mobile device
US10013081B1 (en) 2017-04-04 2018-07-03 Google Llc Electronic circuit and method to account for strain gauge variation
US10444091B2 (en) 2017-04-11 2019-10-15 Apple Inc. Row column architecture for strain sensing
US10514797B2 (en) 2017-04-18 2019-12-24 Google Llc Force-sensitive user input interface for an electronic device
US10635255B2 (en) 2017-04-18 2020-04-28 Google Llc Electronic device response to force-sensitive interface
JP6900231B2 (ja) * 2017-04-24 2021-07-07 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出装置及び方法
CN108803910B (zh) * 2017-04-28 2021-08-06 京东方科技集团股份有限公司 触控基板及其制作方法、触控显示装置
US10353506B2 (en) 2017-06-16 2019-07-16 Apple Inc. Dual resistive strain and pressure sensor for force touch
US10719129B2 (en) 2017-06-21 2020-07-21 Nanoport Technology Inc. Compound haptic effects using multimodal tactile feedback actuator
CN107340917B (zh) * 2017-06-30 2020-02-07 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板、触控显示装置及驱动方法
CN107340916B (zh) * 2017-06-30 2020-05-08 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
CN107315502B (zh) * 2017-06-30 2020-05-19 上海天马微电子有限公司 显示面板、显示装置和压力检测方法
CN107315505B (zh) * 2017-06-30 2020-10-09 上海天马微电子有限公司 显示面板、触控显示装置及触控压力检测方法
US10309846B2 (en) 2017-07-24 2019-06-04 Apple Inc. Magnetic field cancellation for strain sensors
GB2565305A (en) 2017-08-08 2019-02-13 Cambridge Touch Tech Ltd Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel
GB2568217A (en) 2017-08-08 2019-05-15 Cambridge Touch Tech Ltd Touch panel pressure detection
US11093088B2 (en) 2017-08-08 2021-08-17 Cambridge Touch Technologies Ltd. Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel
CN107393497A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
CN107527600A (zh) * 2017-09-26 2017-12-29 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
US10871847B2 (en) 2017-09-29 2020-12-22 Apple Inc. Sensing force and press location in absence of touch information
CN107678597B (zh) * 2017-10-13 2020-12-08 武汉天马微电子有限公司 一种触控显示面板和触控显示装置
KR101923829B1 (ko) 2017-10-26 2018-11-29 서울대학교산학협력단 센서의 신호를 읽어 출력하는 반도체 장치
CN107643853B (zh) * 2017-10-26 2020-11-13 武汉天马微电子有限公司 一种触控显示面板、其驱动方法及触控显示装置
US20190187854A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Texas Instruments Incorporated Touch force detection for a touch system
GB2574588A (en) 2018-06-06 2019-12-18 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure sensing apparatus and method
US11294492B2 (en) 2018-06-06 2022-04-05 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure signal processing
GB2574589B (en) 2018-06-06 2020-12-23 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure sensing apparatus and method
US10782818B2 (en) 2018-08-29 2020-09-22 Apple Inc. Load cell array for detection of force input to an electronic device enclosure
US11463797B2 (en) 2018-09-21 2022-10-04 Apple Inc. Force-activated earphone
US11070904B2 (en) * 2018-09-21 2021-07-20 Apple Inc. Force-activated earphone
KR102647742B1 (ko) * 2018-10-15 2024-03-14 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 표시 장치
GB2580700B (en) 2019-01-25 2021-06-09 Cambridge Touch Tech Ltd Touch panel for combined capacitive touch and force sensing
GB2581495A (en) 2019-02-19 2020-08-26 Cambridge Touch Tech Ltd Force sensing touch panel
GB2582171B (en) 2019-03-13 2022-10-12 Cambridge Touch Tech Ltd Force sensing touch panel
KR102659610B1 (ko) * 2019-04-02 2024-04-23 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서
KR20210123913A (ko) * 2020-04-06 2021-10-14 삼성전자주식회사 동일층에 배치된 포스 센서들을 포함하는 전자 장치 및 그 제어 방법
US11415405B2 (en) 2020-04-24 2022-08-16 STMicroelectronics Asia Pacific Ptd Ltd Strain gauge having unbalanced bias for single sided applications
US11353373B2 (en) 2020-05-29 2022-06-07 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Strain gauge pattern to prevent variation due to temperature
KR20220046748A (ko) * 2020-10-07 2022-04-15 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널을 포함하는 표시 장치 및 터치 패널을 포함 하는 표시 장치의 구동 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101194221A (zh) * 2005-06-08 2008-06-04 3M创新有限公司 涉及多种触摸位置处理的触摸位置确定

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4071691A (en) * 1976-08-24 1978-01-31 Peptek, Inc. Human-machine interface apparatus
US5483261A (en) 1992-02-14 1996-01-09 Itu Research, Inc. Graphical input controller and method with rear screen image detection
US5880411A (en) 1992-06-08 1999-03-09 Synaptics, Incorporated Object position detector with edge motion feature and gesture recognition
US5488204A (en) 1992-06-08 1996-01-30 Synaptics, Incorporated Paintbrush stylus for capacitive touch sensor pad
FR2732135B1 (fr) * 1995-03-24 1997-05-16 Sextant Avionique Dispositif de designation tactile a surface capacitive transparente a haute resolution
US5825352A (en) 1996-01-04 1998-10-20 Logitech, Inc. Multiple fingers contact sensing method for emulating mouse buttons and mouse operations on a touch sensor pad
US5835079A (en) 1996-06-13 1998-11-10 International Business Machines Corporation Virtual pointing device for touchscreens
US6310610B1 (en) 1997-12-04 2001-10-30 Nortel Networks Limited Intelligent touch display
US8479122B2 (en) 2004-07-30 2013-07-02 Apple Inc. Gestures for touch sensitive input devices
KR100595925B1 (ko) 1998-01-26 2006-07-05 웨인 웨스터만 수동 입력 통합 방법 및 장치
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US6188391B1 (en) 1998-07-09 2001-02-13 Synaptics, Inc. Two-layer capacitive touchpad and method of making same
JP4542637B2 (ja) 1998-11-25 2010-09-15 セイコーエプソン株式会社 携帯情報機器及び情報記憶媒体
US6492979B1 (en) * 1999-09-07 2002-12-10 Elo Touchsystems, Inc. Dual sensor touchscreen utilizing projective-capacitive and force touch sensors
JP3800984B2 (ja) 2001-05-21 2006-07-26 ソニー株式会社 ユーザ入力装置
US20030067447A1 (en) * 2001-07-09 2003-04-10 Geaghan Bernard O. Touch screen with selective touch sources
JP2003173237A (ja) 2001-09-28 2003-06-20 Ricoh Co Ltd 情報入出力システム、プログラム及び記憶媒体
DE10160794B4 (de) 2001-12-11 2006-07-27 Parker Hannifin Gmbh Signalverarbeitungseinrichtung für einen Druckschalter od. dgl.
US6690387B2 (en) 2001-12-28 2004-02-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Touch-screen image scrolling system and method
US11275405B2 (en) 2005-03-04 2022-03-15 Apple Inc. Multi-functional hand-held device
US7356769B2 (en) 2003-10-07 2008-04-08 Nokia Corporation Method and apparatus for providing inputs to a communication or computing device
US7034700B2 (en) * 2004-02-11 2006-04-25 Kulite Semiconductor Products, Inc. Solid state electronic pressure switch
KR101160828B1 (ko) * 2004-12-23 2012-06-29 삼성전자주식회사 표시 장치, 그 구동 방법 및 표시 장치용 구동 장치
US20060284856A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-21 Soss David A Sensor signal conditioning in a force-based touch device
US20080018621A1 (en) 2006-07-20 2008-01-24 Paul Vincent Touch stick controller using capacitance touchpad circuitry as a measurement system
JP2008146453A (ja) * 2006-12-12 2008-06-26 Sony Corp 映像信号出力装置、操作入力処理方法
US7876311B2 (en) * 2007-06-13 2011-01-25 Apple Inc. Detection of low noise frequencies for multiple frequency sensor panel stimulation
US20090009483A1 (en) * 2007-06-13 2009-01-08 Apple Inc. Single-chip touch controller with integrated drive system
JP5010451B2 (ja) * 2007-09-11 2012-08-29 アルプス電気株式会社 入力装置
US8421483B2 (en) * 2008-06-13 2013-04-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch and force sensing for input devices
US9348451B2 (en) * 2008-09-10 2016-05-24 Apple Inc. Channel scan architecture for multiple stimulus multi-touch sensor panels
US20100123686A1 (en) 2008-11-19 2010-05-20 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Piezoresistive force sensor integrated in a display
US8305358B2 (en) * 2009-02-10 2012-11-06 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Sensor, display including a sensor, and method for using a sensor
CN101825961B (zh) * 2009-03-03 2013-11-06 宸鸿光电科技股份有限公司 整合式触控装置
KR101035967B1 (ko) * 2009-04-01 2011-05-23 주식회사 애트랩 접촉센서 장치
TWI443554B (zh) * 2009-08-05 2014-07-01 Silicon Integrated Sys Corp 觸碰感測裝置及其方法
TWI448930B (zh) * 2009-08-12 2014-08-11 Innolux Corp 觸控式顯示器
TWI428661B (zh) * 2009-11-09 2014-03-01 Silicon Integrated Sys Corp 觸碰顯示裝置
FR2952730B1 (fr) * 2009-11-17 2021-09-24 Thales Sa Dispositif a ecran tactile multimode
US8633916B2 (en) * 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
US8432368B2 (en) 2010-01-06 2013-04-30 Qualcomm Incorporated User interface methods and systems for providing force-sensitive input
US8669963B2 (en) 2010-02-03 2014-03-11 Interlink Electronics, Inc. Sensor system
JP5429814B2 (ja) * 2010-03-29 2014-02-26 株式会社ワコム 指示体検出装置および検出センサ
US9389724B2 (en) * 2010-09-09 2016-07-12 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device with stylus support
US9823785B2 (en) * 2010-09-09 2017-11-21 3M Innovative Properties Company Touch sensitive device with stylus support
US20130018489A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Grunthaner Martin Paul Combined force and proximity sensing
US8698769B2 (en) * 2011-08-01 2014-04-15 Sharp Kabushiki Kaisha Dual mode capacitive touch panel
US9746967B2 (en) * 2011-09-15 2017-08-29 Apple Inc. Concurrent touch and negative pixel scan

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101194221A (zh) * 2005-06-08 2008-06-04 3M创新有限公司 涉及多种触摸位置处理的触摸位置确定

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012312668B2 (en) 2015-11-26
CN103019438A (zh) 2013-04-03
EP3159779B1 (en) 2024-01-24
US8988384B2 (en) 2015-03-24
WO2013043594A1 (en) 2013-03-28
KR101579391B1 (ko) 2015-12-21
TWI492130B (zh) 2015-07-11
TW201324297A (zh) 2013-06-16
EP3159779A1 (en) 2017-04-26
US20130076646A1 (en) 2013-03-28
KR20140072888A (ko) 2014-06-13
EP2748696A1 (en) 2014-07-02
EP2748696B1 (en) 2016-11-09
AU2012312668A1 (en) 2014-03-13
CN203376699U (zh) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103019438B (zh) 用于触摸控制器的力传感器接口
US10402025B2 (en) Concurrent touch and negative pixel scan
US10282026B2 (en) Measuring body capacitance effect in touch sensitive device
US9176604B2 (en) Stylus device
US9933879B2 (en) Reconfigurable circuit topology for both self-capacitance and mutual capacitance sensing
US10013108B2 (en) System and method for 3D position and gesture sensing of human hand
JP6862432B2 (ja) 電極の間の局所空間内のインピーダンス変化を感知する
KR101148232B1 (ko) 네거티브 픽셀 보상
CN100538292C (zh) 数字化器的触摸检测
US20150029136A1 (en) Superheterodyne pen stimulus signal receiver
CN102214051A (zh) 触摸面板中补偿寄生电容的方法和设备
CN102150112A (zh) 用于多激励控制器的相位补偿
KR20160108477A (ko) 자기 용량 터치 감지 회로
CN111600590B (zh) 电容检测电路和触控芯片
JP6956056B2 (ja) センサ電極のためのオーム計
An et al. 9.6 A 3.9 kHz-frame-rate capacitive touch system with pressure/tilt angle expressions of active stylus using multiple-frequency driving method for 65 ″104× 64 touch screen panel
CN113316759B (zh) 电容检测电路、触控芯片和电子设备
US20140145965A1 (en) Touch device and driving method of touch panel thereof
CN112000249A (zh) 电容检测电路、触控芯片和电容检测电路的参数调整方法
AU2014100180B4 (en) Force sensor interface for touch controller
TWI480791B (zh) 觸控裝置及其觸控面板的驅動方法
CN102955634A (zh) 触控面板及其驱动方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant