CN104303137A - 用于多点触摸解码的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种能够检测对其的多点触摸的触摸传感器与具有多点触摸解码能力的数字装置耦合。这些多点触摸解码能力包括触摸数据获取、触摸识别、触摸跟踪及将经处理的触摸数据输出到与所述触摸传感器相关联的装置。触摸识别包括触摸位置峰值检测、触摸位置微移及触摸位置内插。触摸数据获取定位所述触摸传感器上的潜在触摸。峰值检测识别潜在触摸位置在所述触摸传感器上何处。一旦已识别潜在触摸位置，触摸位置微移检查触摸位置的每一邻近位置，且内插检查邻近触摸位置值以产生所述触摸的更高分辨率位置。触摸跟踪比较触摸识别数据的时间顺序“帧”，且接着确定哪些触摸在帧之间相关联以进行进一步处理，例如，确定手势动作。

Description

用于多点触摸解码的方法及系统
相关专利申请案
本申请案主张2012年3月30日申请的共同拥有的第61/617,831号美国临时专利申请案的优先权；所述案出于所有目的以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及电容性触摸感测的解码，特定来说，多点触摸解码。
背景技术
人机接口装置包含基于使用当触摸时改变电容值的电容性传感器的触摸感测表面(例如，平板、屏幕，等等)的触摸控制系统。将触摸传感器上的触摸变换为一或多个触摸位置并不简单。跟踪在触摸传感器上的一或多个触摸也具挑战性。高级触摸控制系统不仅能够检测在触摸感测表面(例如触摸屏)上的单个触摸及/或移动，而且还可检测所谓的多点触摸情况，其中用户在相应触摸感测表面上触摸一个以上位置及/或移动一根以上手指，例如，做手势。
多点触摸系统的关键挑战为：低成本系统的有限处理速度，例如(举例来说但不限于)8位微控制器架构的处理能力，这是因为这些架构可能无法进行用于处理由触摸感测装置产生的相应信号的高级数学运算。还可能存在受限的触摸扫描性能，例如整个系统可能无法合理地在每一“帧”取样触摸传感器或屏幕的整个平面。其它挑战包含具有足够程序存储器空间以提供简洁、模块化且通用的触摸位置确定程序。受限的随机存取存储器(RAM)空间可使得触摸确定系统无法同时存储触摸检测及其位置的多个整个“图像”。
因此，需要改进及简化触摸确定方法。常规解决方案基于阈值且需要复杂计算。因此，需要更稳健且计算强度更小的触摸确定方法。此外，存在对高质量多点触摸解码的需要，特定来说，可(例如但不限于)用低成本的8位微控制器架构实施的方法及/或系统。
发明内容
由本文中揭示的多点触摸解码方法及系统解决上文提及的问题并实现其它及进一步益处。
根据一实施例，一种用于解码在触摸感测表面上的多个触摸的方法可包括以下步骤：扫描在一轴上对准的多个通道以用于确定通道的自身值；比较所述至少一个自身值以确定哪一个通道可为局部最大自身值；扫描可能具有局部最大自身值的所述至少一个通道的多个节点以确定所述节点的相互值；以及比较所述相互值以确定所述节点中的哪一者可能具有最大相互值，其中在局部最大自身值通道上具有最大相互值的节点可为潜在触摸位置。
根据进一步实施例，所述方法可包括以下步骤：确定所述自身值中的至少一者是否可能大于自身触摸阈值，其中如果是，那么继续到扫描具有最大自身值的至少一个通道的多个节点的步骤，且如果否，那么作为完成而结束触摸检测帧。
根据进一步实施例，所述方法可包括以下步骤：确定至少一个自身值的左及右斜率值，其中：所述左斜率值可等于至少一个自身值减去在所述至少一个通道的左边的通道的自身值，且所述右斜率值可等于所述至少一个自身值减去在所述至少一个通道的右边的通道的自身值。
根据进一步实施例，所述方法可包括以下步骤：确定所述左斜率值是否可能大于零(0)，且所述右斜率值是否可能小于零(0)，其中如果是，那么返回到扫描所述至少一个通道的多个节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定所述左斜率值是否可能大于零(0)且大于右斜率值，其中如果是，那么返回到扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定所述左斜率值是否可能小于零(0)且大于右斜率值的一百分比，其中如果是，那么返回到扫描所述至少一个通道的多个节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤：确定是否可能存在另一自身值，其中如果是，那么使用另一自身值返回到确定所述自身值中的至少一者是否可能大于自身触摸阈值的步骤，且如果否，那么作为完成而结束触摸检测帧。
根据进一步实施例，所述方法可包括以下步骤：确定所述相互值中的至少一者是否可能大于相互触摸阈值，其中如果是，那么继续到扫描具有最大自身值的所述至少一个通道的多个节点的步骤，且如果否，那么作为完成而结束触摸检测帧。
根据进一步实施例，所述方法可包括以下步骤：确定下一斜率值，其中所述下一斜率值可等于当前相互值减去下一节点的下一相互值；以及确定前一斜率值，其中所述前一斜率值可等于当前相互值减去前一节点的先前相互值。
根据进一步实施例，所述方法可包括以下步骤：确定下一斜率值是否可能小于零(0)，且所述前一斜率值是否可能大于零(0)，其中如果是，那么开始确认节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定下一斜率值是否可能大于零(0)且小于前一斜率值的一百分比，其中如果是，那么开始确认节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定下一斜率值是否可能小于零(0)且大于前一斜率值，其中如果是，那么开始确认节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定是否可能具有另一相互值，其中如果是，那么返回到确定所述相互值中的至少一者是否可能大于相互触摸阈值的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；以及确定是否可能具有另一自身值，其中如果是，那么检查另一自身值且返回到确定所述自身值中的至少一者是否可能大于自身触摸阈值的步骤，且如果否，那么作为完成而结束触摸检测帧。
根据所述方法的进一步实施例，确认节点的步骤可包括以下步骤：将具有局部最大相互值的节点识别为当前节点；确定是否可能具有在当前节点的北边的有效节点，其中如果否，那么继续到确定是否可能具有在当前节点的南边的有效节点的步骤，且如果是，那么对所述北边节点执行相互测量且继续到下一步骤；确定所述北边节点是否可能大于当前节点，如果是，那么使所述北边节点为当前节点，且继续确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定是否具有在当前节点的南边的有效节点，其中如果否，那么继续到确定是否具有在当前节点的东边的有效节点的步骤，且如果是，那么对所述南边节点执行相互测量且继续到下一步骤；确定所述南边节点是否可能大于当前节点，其中如果是，那么使所述南边节点为当前节点且继续确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定是否具有在当前节点的东边的有效节点，其中如果否，那么继续到确定是否具有在当前节点的西边的有效节点的步骤，且如果是，那么对所述东边节点执行相互测量且继续到下一步骤；确定所述东边节点是否可能大于当前节点，如果是，那么使所述东边节点为当前节点且继续到确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定是否具有在当前节点的西边的有效节点，其中如果否，那么继续到确定是否具有在当前节点的左边的有效节点的步骤，且如果是，那么对所述西边节点执行相互测量且继续到下一步骤；确定所述西边节点是否可能大于当前节点，如果是，那么使所述西边节点为当前节点且继续到确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定是否具有在当前节点的左边的有效节点，其中如果否，那么将左边相互值定义为中间相互值减去右边相互值，且继续到确定所述节点的精细位置的步骤，且如果是，那么对所述左边节点执行相互测量且继续到下一步骤；确定是否具有在当前节点的右边的有效节点，其中如果否，那么将相互值定义为中间相互值减去左边相互值且继续到确定所述节点的精细位置的步骤，且如果是，那么对所述右边节点执行相互测量且继续到下一步骤；通过从右边值减去左边值、将此差除以中间值且将其结果乘以64而定义所述节点的精细位置且继续到下一步骤；以及确定是否对每个轴执行内插，其中如果是，那么将另一触摸点添加到所有检测到的触摸点的列表，且返回到确定是否具有额外相互值的步骤，且如果否，那么通过使用另一轴的左边及右边节点而在另一轴上内插，以在确定是否具有在当前节点的左边的有效节点的步骤处再次开始。
根据另一实施例，一种用于跟踪在触摸感测表面上的先前找到及当前触摸位置的方法可包括以下步骤：确定是否存在至少一个当前触摸位置，其中如果是，那么选择当前触摸位置中的一者，且如果否，那么继续到下一步骤；确定是否存在至少一个先前触摸位置，其中如果否，那么结束跟踪，且如果是，那么选择所述先前触摸位置中的一者且继续到下一步骤；确定所述先前触摸位置是否可能与当前触摸位置关联，其中如果否，那么在先前触摸位置处可能不再存在触摸，停止跟踪所述先前触摸位置且继续到确定是否还具有至少一个先前触摸位置的步骤，且如果是，那么继续到下一步骤；以及确定是否还存在至少一个先前的触摸位置，其中如果是，那么选择下一先前触摸位置且继续到使用先前触摸位置的下一先前触摸位置确定所述先前触摸位置是否可能与当前触摸位置相关联的步骤，且如果否，那么输出所跟踪的触摸位置。
根据所述方法的进一步实施例，选择当前触摸位置中的一者的步骤可包括以下步骤：确定是否存在至少一个先前触摸位置，其中如果否，那么跟踪在当前触摸位置的新触摸，且继续到确定是否还存在至少一个当前触摸位置的步骤，且如果是，那么将临时权重值设定为最大权重值，选择先前触摸位置且继续到下一步骤；测量所选当前触摸位置与所选先前触摸位置之间的距离，将此距离用作当前权重值以确定所选当前触摸位置与先前触摸位置的成对，且继续到下一步骤；确定当前权重值是否可小于临时权重值，其中如果否，那么继续确定是否还存在至少一个先前触摸位置的步骤，且如果是，那么将临时权重值设定为当前权重值，将所选先前触摸位置记录为临时触摸位置且继续到下一步骤；确定是否还存在至少一个先前触摸位置，其中如果是，那么选择下一先前触摸位置且返回到测量所选当前触摸位置与所选先前触摸位置之间的距离的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定临时位置是否已经可能指派到不同当前位置，其中如果是，那么计算当前位置的下一最糟权重值且指派当前位置的下一最糟权重值，接着继续到确定所述当前位置的下一最糟权重值是否可能小于所述指派位置的下一最糟权重值的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定所述权重值是否可能低于最大关联阈值，其中如果是，那么将所述临时位置指派到当前位置且继续到确定是否还具有至少一个当前触摸位置的步骤，且如果否，那么可识别新触摸位置以对其进行跟踪且继续到下一步骤；确定是否还具有至少一个当前触摸位置，其中如果否，那么返回到确定是否存在至少另一先前触摸位置的步骤，且如果是，那么选择下一当前触摸位置且返回到确定是否存在至少一个先前触摸位置的步骤；确定当前位置的下一最糟权重值是否可小于指派的位置的下一最糟权重值，其中如果是，那么将临时位置设定为下一最糟位置，且返回到确定是否还存在至少一个当前触摸位置的步骤，且如果否，那么将指派的位置设定为下一最糟权重值，选择移动的指派位置且返回到确定是否存在至少一个先前触摸位置的步骤。
根据又另一实施例，一种用于高速缓冲存储多个触摸列的相互触摸值的方法可包括以下步骤：接收相互扫描位置请求；确定高速缓冲存储器是否含有所述请求的相互扫描位置的扫描数据，其中如果是，那么继续到确定所述扫描数据是否可能有效的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤；确定所述请求的相互扫描位置是否可能超出高速缓冲存储器的右边边缘，其中如果是，那么解除分配在所述高速缓冲存储器的最左列中的扫描数据，将解除分配的扫描数据分配到高速缓冲存储器的右边边缘且使其值无效，且如果否，那么解除分配在所述高速缓冲存储器的最右列中的扫描数据，将所述解除分配的扫描数据分配到所述高速缓冲存储器的左边边缘且使其值无效；确定所述扫描数据是否可能为有效，其中如果是，那么传回所述请求的扫描数据以进一步对其进行处理，且如果否，那么在所述请求的位置处执行相互扫描，将所得扫描数据置于高速缓冲存储器中，且传回所述请求的扫描数据以进一步对其进行处理。
根据又另一实施例，一种用于根据本文中主张的方法来解码多个触摸的系统可包括：第一多个电极，其布置于具有第一轴的平行定向中，其中所述第一多个触摸电极中的每一者可具有自电容；第二多个电极，其布置于具有实质上垂直于所述第一轴的第二轴的平行定向中，所述第一多个电极可定位于所述第二多个电极上以形成触摸矩阵，其中所述第一及第二多个电极的每一重叠交叉可具有互电容；可测量所述第一多个电极中的每一者的所述自电容以产生相应的自身值；可测量所述第一及第二多个电极的每个重叠交叉的所述互电容以产生相应的相互值；可通过微控制器的模拟前端而测量自电容及互电容；所述自身值及相互值可存储于所述微控制器的存储器中；且，所述微控制器中的数字处理器使用自身值及相互值来针对每个触摸获取帧确定至少一个触摸的至少一个位置，且跟踪至少一个触摸在随后触摸获取帧中的位置变化。
附图说明
可通过参考结合附图进行的以下描述而获得本发明的更完全理解，其中：
图1说明根据本发明的教示的电子系统的示意性框图，其具有电容性触摸传感器、电容性触摸模拟前端及数字处理器；
图1A到1D说明根据本发明的教示的具有各种电容性触摸传感器配置的触摸传感器的示意性平面图；
图1E及1F说明根据本发明的教示的对触摸传感器的单个触摸的自电容及互电容触摸检测的示意性平面图；
图1G到1K说明根据本发明的教示的对触摸传感器的两个触摸的自电容及互电容触摸检测的示意性平面图；
图2说明根据本发明的具体实例实施例的如图1中所示的触摸传感器的多点触摸解码的示意性流程图；
图3说明根据本发明的具体实例实施例的单个触摸峰值检测数据的图表；
图4说明根据本发明的具体实例实施例的触摸传感器的潜在触摸及互感触摸位置的示意性平面图；
图5说明根据本发明的具体实例实施例的展示其高速缓冲存储数据窗的触摸传感器的示意性平面视图；
图6说明根据本发明的具体实例实施例的两个触摸峰值检测数据的自扫描值及相互扫描值表的图表；
图7及8说明根据本发明的教示的用于点加权实例的历史及当前点位置的示意图；
图9说明根据本发明的教示的正常手指触摸及平坦手指触摸的示意图；以及
图10到19说明根据本发明的具体实例实施例的用于触摸解码的示意性处理流程图。
虽然本发明可具有各种修改及替代形式，但是其具体实例实施例已展示于图中且在本文中详细描述。然而，应理解，具体实例实施例的本文中的描述并非希望将本发明限制于本文中揭示的特定形式，但是相反，本发明涵盖如所附权利要求书定义的所有修改及等效物。
具体实施方式
根据各种实施例，可提供扫描触摸传感器的一系列优化过程，所述触摸传感器包括以矩阵布置于表面(例如触摸传感器)上的多个导电列及行，且识别及跟踪对其的多个触摸。根据本发明的具体实施例，可进一步优化这些过程以使用低成本的8位微控制器来进行操作。
根据各种实施例，这些过程利用自扫描及相互扫描两者以执行用于触摸感测的多个导电列及行的优化扫描。基于此，所提出的过程可使用来自所述多个导电列及行的数据的子集以进行触摸位置识别及跟踪的所有必需处理。各种实施例明确聚焦于用于实现触摸位置识别及跟踪的低资源需求的解决方案。
根据各种实施例，可首先测量导电列或行的自电容，接着可与导电行或列的另一轴组合而测量仅这些导电列或行的互电容。本文中揭示的各种实施例克服将这些自电容及互电容测量值变换为一或多个触摸及通过如上文描述的导电列或行的电容测量值的多个帧而跟踪这些一或多个触摸的问题。
根据各种实施例，至少一个过程可扫描以矩阵布置的多个导电列及行，使用本文中揭示及主张的各种独特技术而检测及跟踪高达N个触摸。峰值检测的过程检查斜率比，以精确且快速地确定峰值测量。根据各种实施例，可随时间而解决跟踪多个导电列或行中的相关联者上的多点触摸位置的挑战。
各种实施例可允许N个触摸以补偿不同手指位置的触摸，例如，例如平坦手指，其防止错过触摸且实质上消除不正确触摸。
根据各种实施例，提供一种用于快速识别精确触摸(代替仅查看真实峰值)的过程，其中可通过使用本文中揭示的各种技术检查斜率比而找到“虚拟”峰值以用于触摸识别。根据本发明的教示的独特过程的组合可用于实现多点触摸解码的更好精确度及速度改进。例如，峰值检测过程可实施为“模糊”峰值检测过程，其检查斜率关系，而非仅所测量的导电列之间的斜率正负号。此外，可使用所谓的“微移技术(nudge technique)”，其通过检查潜在触摸位置的邻近值而将所述潜在触摸位置“微移”到最佳位置。“窗口化(windowed)”数据高速缓冲存储器可用于在低容量RAM环境(例如，8位微控制器)中加速处理。可使用内插以基于邻近触摸位置的测量值而增加触摸位置分辨率。可使用多点触摸跟踪以随时间识别N个触摸。在加权方法中可使用权重匹配以随时间最佳地匹配触摸点。“面积”检测可使用允许基于给定触摸位置的微移值的总和的简单面积及/或压力检测。
显著的解码精确度及速度改进可使用新颖技术的组合，以用于低存储器容量及低成本数字处理器中，例如，微控制器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)，等等。各种实施例可跟踪在(例如但不限于)3.5英寸触摸传感器电容传感器阵列上的八个或八个以上触摸。例如当使用Microchip PIC18F46K22(64K ROM、<4K RAM)微控制器时。
常规电容性触摸解码不使用下文更完全描述的技术，也不展现这些性能结果。
现在参考诸图，示意性地说明实例实施例的细节。图中相同元件将由相同数字表示，且类似元件将由具有不同下标小写字母后缀的相同数字表示。
参考图1，描绘根据本发明的教示的电子系统的示意性框图，所述电子系统具有电容性触摸X-Y传感器、电容性触摸模拟前端及数字处理器。微控制器集成电路装置112可包括数字处理器及存储器106、模/数转换器(ADC)控制器108及电容性触摸模拟前端(AFE)110。微控制器集成电路装置112可耦合到触摸传感器102，触摸传感器102包括以矩阵布置的多个导电列104及行105。预期且在本发明的范围内，导电行105及/或导电列104可为印刷电路板导体、电线、透明衬底(例如显示屏/触摸屏)上的ITO涂层等等，或其任何组合。
参考图1A到1D，描绘根据本发明的教示的具有各种电容性触摸传感器配置的触摸传感器的示意性平面图。图1A展示导电列104及导电行105。导电列104中的每一者具有“自电容”，当处于静态时其可个别地测量，或所有导电行105可被主动地激发，而导电列104中的每一者具有对其进行的自电容测量值。所有导电行105的主动激发可为导电列104的个别电容测量提供更强的测量信号。
例如，如果在自电容扫描期间在导电列104中的一者上检测到触摸，那么在其互电容扫描期间仅需要进一步测量其上已检测到触摸的导电列104。所述自电容扫描仅可确定哪一导电列104已被触摸，但是不能确定导电列104在沿着导电列104的轴的什么位置被触摸。互电容扫描可通过一次个别地激发(驱动)一个导电行105且测量与导电行105交叉(交越)的导电列104上的每个位置的互电容值而确定沿着导电列104的轴的触摸位置。在导电列104与导电行105之间可具有绝缘非导电介质(未展示)，且其分离导电列104与导电行105。借此在导电列104与导电行105交叉(交越)之处形成互电容120。在上述自电容扫描期间，所有导电行105可接地或用逻辑信号驱动，借此形成与导电列104中的每一者相关联的各别列电容器。
图1B及1C展示导电列104与导电行105的钻石形图案的交错。此配置可借助导电列104与导电行105之间的更小重叠而最大化每个轴的导电列及/或行对触摸的暴露(例如，更好的灵敏度)。图1D展示接收器(顶部)导电行(例如，电极)105a及发射器(底部)导电列104a，包括梳子式的网线指状物。以并排平面图展示导电列104a及导电行105a，但通常顶部导电行105a将在底部导电列104a上方。自电容及互电容触摸检测更完整地描述于《技术通报(Technical Bulletin)TB3064》由托德·奥康纳(Todd O'Connor)所著的标题为“mTouchTM投射电容性触摸屏感测操作理论(mTouchTM Projected Capacitive TouchScreen Sensing Theory of Operation)”一文中，其可在www.microchip.com找到；以及杰瑞·哈诺尔(Jerry Hanauer)的标题为“使用自电容及互电容两者的电容性触摸系统(Capacitive Touch System Using Both Self and Mutual Capacitance)”的共同拥有的第US2012/0113047号美国专利申请公开案中；其中两者出于所有目的以引用的方式并入本文中。
返回参考图1，微控制器112现在包含增强此类电容值变化的检测及评估的外围设备。各种电容性触摸系统应用的更详细描述在微芯片技术整合应用笔记(MicrochipTechnology Incorporated application notes)AN1298、AN1325及AN1334中更完全揭示，可在www.microchip.com找到，且所有出于所有目的以引用的方式并入本文中。一种此类应用利用电容分压器(CVD)方法以确定电容值及/或评估所述电容值是否已改变。所述CVD方法在应用笔记(Application Note)AN1208中更完全描述，可在www.microchip.com找到；以及所述CVD方法的更详细解释在由迪特尔·彼得(Dieter Peter)的标题为“使用模/数转换器(ADC)的内部电容器及电压参考的电容性触摸感测(Capacitive Touch Sensingusing an Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a VoltageReference)”的共同拥有的第US 2010/0181180号美国专利申请公开案中找到；其中两者出于所有目的以引用的方式并入本文中。
对于非常精确的电容测量可使用充电时间测量单元(CTMU)。CTMU更详细描述于微芯片应用笔记(Microchip application notes)AN1250及AN1375中，可在www.microchip.com找到，及均由詹姆斯·E·巴特林(James E.Bartling)的标题为“测量长时间周期(Measuring a long time period)”的共同拥有的第US 7,460,441 B2号美国专利及标题为“电流时间数/模转换器(Current-time digital-to-analog converter)”的US 7,764,213B2；其中其所有出于所有目的以引用的方式并入本文中。
预期且在本发明的范围内，在确定多个导电列104的电容值中可使用具有必要分辨率的任何类型的电容测量电路，且受益于本发明的电子学领域一般技术人员可实施此电容测量电路。
参考图1E及图1F，描绘根据本发明的教示的对触摸传感器的单个触摸的自电容及互电容触摸检测的示意性平面图。在图1E中，由一部分手指的图片表示的触摸近似处在坐标X05、Y07处。在自电容触摸检测期间，可测量行Y01到Y09中的每一者以确定其电容值。注意，已获取对于行Y01到Y09中的每一者没有对行Y01到Y09的触摸的情况下的基线电容值，且存储于存储器中(例如，存储器106-图1)。对于行Y01到Y09的基线电容值的任何显著电容变化将是明显的，且视作手指触摸。在图1E中展示的实例中，手指正在触摸行Y07，且所述行的电容值将变化，指示对所述行的触摸。然而从自电容测量仍然不知道在此行上的何处发生触摸。
一旦已使用行(Y07)的自电容变化而确定被触摸的行(Y07)，可使用互电容检测确定在所述触摸的行(Y07)上的何处已发生触摸。此可通过一次一个激发列X01到X12中的每一者(例如在其上加电压脉冲)同时当列X01到X12中的每一者被个别激发时测量行Y07的电容值而完成。导致行Y07的电容值中的最大变化的列(X05)激发将是在对应于列X05与行Y07的交叉的所述行上的位置，因此单个触摸在点或节点X05、Y07处。使用自电容及互电容触摸检测显著减少在触摸传感器102上获得X,Y触摸坐标的行及列扫描次数。在此实例中，在自电容触摸检测期间扫描九(9)行且在互电容触摸检测期间扫描十二(12)列，总次数为9+12＝21次扫描。如果对于每个节点(位置)使用个别x-y电容触摸传感器，那么9x12＝108次扫描将是必需的，以找到此一个触摸，具有显著区别。预期且在本发明的范围内，可首先确定列X01到X21的自电容，接着通过激发每行Y01到Y09而确定选择列的互电容，以在所述(所述)选择列上找到触摸位置。
参考图1G到图1K，描绘根据本发明的教示的对于触摸传感器的两个触摸的自电容及互电容触摸检测的示意性平面图。在图1G中，由两个手指的部分的图片表示的两个触摸对于触摸#1近似处在坐标X05、Y07，且对于触摸#2在坐标X02、Y03处。在自电容触摸检测期间，可测量行Y01到Y09中的每一者以确定其电容值。注意对于行Y01到Y09中的每一者，已经获取没有到行Y01到Y09的触摸的情况下的基线电容值，且存储于存储器中(例如，存储器106-图1)。对于行Y01到Y09的基线电容值的任何显著电容变化将是明显的且视作手指触摸。在图1H中展示的实例中，第一手指正在触摸行Y07，且第二手指正在触摸行Y03，其中这两行的电容值将变化，指示对这两行的触摸。然而从自电容测量仍然不知道在这两行上的何处已发生触摸。
一旦已使用行(Y07及Y03)的自电容变化而确定被触摸的行(Y07及Y03)，可使用互电容检测确定在这两个触摸的行(Y07及Y03)上的何处已发生触摸。参考图1I，此可通过一次一个激发列X01到X12中的每一者(例如在其上加电压脉冲)同时当列X01到X12中的每一者被个别激发时测量行Y07的电容值而完成。导致行Y07的电容值中的最大变化的所述列(X05)激发将是在对应于列X05与行Y07的交叉的所述行上的位置。参考图1J，同样当列X01到X12中的每一者被个别激发时测量行Y03的电容值确定在列Y03上的何处已发生触摸#2。参考图1K，两个触摸在点或节点(X05、Y07)及(X02、Y03)处。预期且在本发明的范围内，如果可同时测量一个以上所所选行(例如，Y07及Y03)的电容，那么在确定对触摸传感器102的两个触摸时需要仅一组个别列X01到X12激发。
参考图2，描绘根据本发明的具体实例实施例的如图1中所示的触摸传感器的多点触摸解码的示意性流程图。多点触摸解码的过程可包括数据获取202、触摸识别204、触摸跟踪206及数据输出208的步骤。触摸识别204的步骤可进一步包括峰值检测210、微移212及内插214的步骤，在下文中更完全描述。
数据获取
数据获取202为获取多个导电列104或导电行105的自电容及互电容测量以获得触摸识别数据的过程。可进一步经处理触摸识别数据以使用如下文更完全描述的触摸识别204过程而定位触摸传感器102上的潜在触摸。
触摸识别
触摸识别204为使用在数据获取202过程期间获得的触摸识别数据以定位触摸传感器102上的潜在触摸的过程。以下为一序列的过程步骤以使用多个导电列104或导电行105的自电容测量确定多个导电列104或导电行105中的哪些具有对其的触摸以进行选择，且使用其互电容测量确定触摸可能发生在所所选导电列104或导电行105上的何处。
峰值检测
峰值检测210为识别潜在触摸位置可能在触摸传感器102上的何处的过程。然而根据本发明的教示，代替仅查看实际检测“峰值”，峰值检测可故意地制造地“模糊”，例如，通过寻找斜率值的差比以及斜率“正负号”而识别潜在峰值，而非仅低-高-低的值序列。可通过检查斜率比(例如2:1斜率比)而检测“虚拟”峰值，其中斜率中的变化可识别为潜在峰值。可重复此过程直到没有检测到额外峰值。
微移
微移212为一旦已识别潜在触摸位置那么检查触摸位置的每个邻近位置的过程。如果邻近位置具有大于现有触摸潜在位置的值，那么消除当前潜在触摸位置且将具有更大值的邻近位置识别为潜在触摸位置(见图5及下文对其的描述)。
内插
一旦已识别触摸位置，内插214为检查邻近值以产生更高分辨率位置的过程。
触摸跟踪
触摸跟踪206为比较触摸识别数据的时间顺序“帧”且接着确定哪些触摸在连续帧之间关联的过程。可使用加权及“最佳猜测”匹配的组合以在上文描述的数据获取202过程期间通过多个帧跟踪触摸。对于所检测的每个峰值及在先前帧上识别到的每个触摸重复此过程。“帧”为多个电容性触摸传感器104的自电容及互电容测量的组，以在具体时间捕获单组触摸。多个导电列104或导电行105的自电容及互电容测量的每个完全组扫描(“帧”)在与所述帧关联的给定时间获得触摸传感器102的触摸识别数据。
触摸跟踪206将帧中的给定触摸与随后帧中的给定触摸关联。触摸跟踪可建立触摸帧的历史且可将当前帧的触摸位置与先前帧或多个帧的触摸位置关联。为将先前触摸位置与当前潜在触摸位置关联，可使用“加权”函数。(不同帧的)时间顺序触摸位置之间的权重值(“权重”及“权重值”在本文中将可互换使用)表示(不同帧的)所述时间顺序触摸位置与彼此关联的可能性。可使用距离计算以在这些关联的触摸位置之间指派权重值。用于确定触摸位置之间的权重值的“真实”但复杂及处理器密集型计算为：
权重值＝SQRT[(Xprevious-Xcurrent)2+(Yprevious-Ycurrent)2]  方程式(1)
可使用测量ΔX及ΔY及将其相加在一起的简化距离(权重值)计算。
权重值’＝ABS(Xprevious-Xcurrent)+ABS(Yprevious-Ycurrent)  方程式(2)
上述简化权重值计算(方程式(2))产生针对给定权重值的钻石形图案，代替方程式(1)更复杂权重值计算的饼图案。使用方程式(2)可优化简单处理系统中的权重值计算的速度，可基于X距离的变化及Y距离中的变化的总和而计算距离，例如，上文的方程式(2)。更好权重值可定义为连续触摸位置之间的更小距离。
对于每个新触摸位置，可从先前帧计算对于所有触摸位置的权重值。所述新触摸位置接着与在其之间具有最佳权重值的先前触摸位置关联。如果所述先前触摸位置已具有来自先前帧的关联触摸位置，那么可检查对于每个触摸位置的第二阶层第二最佳权重值。具有低成本第二最佳权重值的触摸位置可接着变换为其第二最佳位置，且另一触摸位置可保持为最佳触摸位置。重复此过程直到所有触摸位置已经与先前帧触摸位置关联，或已经识别为具有新位置的“新触摸”，其中没有来自先前帧的触摸位置接近所述新触摸位置。
前述加权过程的替代可为基于向量的过程，其利用从先前两个位置建立的向量以建立最可能的下一位置。此基于向量的加权过程可使用与上文提及的加权过程相同的距离计算，从多个点运行其且基于进行测量的点而修改权重值。
通过查看触摸的先前两个位置，可预知所述触摸的下一“最可能”位置。一旦已确定外插位置，所述位置可用作权重值的基础。为改进所述外插位置上的匹配，可使用“加速模型”以将加权点沿着所述向量加到所述外插位置且经过所述外插位置。这些额外点协助检测触摸移动速度的变化，但对于确定触摸运动的方向可能不理想。
参考图7及图8，描绘根据本发明的教示的用于点加权实例的历史及当前点位置的示意图。一旦已产生权重，那么可产生权重值及关联触摸的最佳组合。某些触摸情景可导致几乎相同的权重值，在所述情况中应比较第二最佳权重值且适当变换关联。取决于操作的顺序，可首先关联点A及D。随着产生B的权重值，BD为比BC更好的匹配。在此情况中查看第二权重值。将A变换为与C关联或将B变换为与C关联是否更廉价？
通过沿用此序列的操作，所有点可具有对于最佳整体匹配而变换的关联，而非仅最佳局部匹配。可能需要一些警惕性以防止重加权的无限循环。这可通过将变换数限制于有限数而完成。现参考图8，点A及B为现有点，且点1及2为需要关联的“新”点。
步骤1)计算触摸位置之间的权重值：
A1权重＝5  ((ΔX＝2)+(ΔY＝3)＝5)
A2权重＝4
B1权重＝10
B2权重＝5
步骤2)对于每个现有触摸位置选择“最佳”对(最低权重)：
A2权重＝4及B2权重＝5
步骤3)如果一个以上现有触摸位置对具有给定新触摸位置，那么查看对于每一者的第二最佳触摸位置及从最佳到第二最佳对的权重值中的差(“成本”)。
A1(权重:5)成本＝1:(A1权重)-(A2权重4)
B1(权重:10)成本＝5:(B1权重)-(B2权重5)
步骤4)将所述对变换到最低成本对，借此允许另一触摸位置维持原始对。
A1
B2
步骤5)重复步骤2)到4)直到所有对为1:1。如果存在比现有触摸位置更多的触摸位置，那么开始跟踪新触摸位置。如果存在比现有“最糟匹配”触摸位置更少的新触摸位置，那么这些最糟匹配触摸位置可丢失且不再跟踪。
平坦手指识别
参考图9，描绘根据本发明的教示的正常手指触摸及平坦手指触摸的示意图。识别触摸的挑战在于“平坦手指”情景。这是当手指1020的侧或平坦部分(而非指尖1022)置于触摸传感器102上时。注意，平坦手指1020可产生两个或两个以上潜在触摸位置1024及1026。可使用本发明的教示以通过累加微移到每一峰值的所有节点的值的总和而检测平坦手指1020。如果这些值的总和超过阈值，那么可能是由平坦手指触摸导致。如果检测到平坦手指触摸，那么可抑制紧靠平坦手指峰值的其它触摸。
数据输出
返回参考图2，数据输出208为提供数据包中的所决定触摸位置坐标到主机系统以用于其处置的过程。
触摸确定
给定一阵列的触摸数据，检查其值之间的差异且将某些关键情景标记为潜在峰值以进一步检查。当确定触摸位置时可忽略低于阈值的所有触摸数据值。
关键情景1：真实峰值
参考图3，将从正到负斜率的转变识别为潜在峰值。这将为图3中所示的实例数据值的列7中圈出的点。
关键情景2：斜率比超过阈值(“模糊”峰值检测)
可使用斜率比的关键阈值以标记额外峰值。使用的阈值可为(例如但不限于)2:1，所以在具有大于2:1的斜率变化的情况中可识别为潜在峰值。这适用于正斜率及负斜率。这将为图3中所示的实例数据值的列6中圈出的点。
为什么不查看斜率正负号？
因为自扫描为两个轴的传感器阵列的仅一个轴(例如，触摸传感器102的导电行105及导电列104，图1)，对于由单个“条”(例如，列)结束的两个触摸可仅展示单个峰值。用所述实例数据，可具有两个触摸，一个在6,6且另一个在7,7(见图3及图6)。在没有额外峰值检测之下，可能无法检测在6,3处的触摸。
微移位置精细化
一旦识别潜在触摸位置，可检查每一邻近触摸位置以确定其是否具有更大值。如果存在更大值，那么消除当前潜在触摸位置且将更大值的触摸位置识别为潜在触摸位置。重复此过程直到已识别局部峰值。
参考图3，描绘根据本发明的具体实例实施例的单个触摸峰值检测数据的图表。展示触摸传感器102的一个列(例如，列7)的数据值的实例图表，其中从位于行7、列7的电容性触摸传感器104区处发生的列7的自电容测量及互电容测量中确定最大数据值。可忽略低于阈值的所有数据值，例如，在图3中所示的图形表示中低于约12。因此仅在行6(数据值＝30)及行7(数据值＝40)处获得的数据值需要被处理以确定对触摸传感器102的触摸的位置。可通过减去一列中的一序列的邻近行数据值而确定斜率，以产生正或负斜率值。当斜率值为正时，所述数据值增加，且当斜率值为负时，所述数据值减小。真实峰值可作为潜在峰值被识别为从正到负斜率的转变。在图3中所示的图表的数据值422处指示从正斜率到负斜率的转变。
然而在列6处可能已发生另一触摸，且不是直接在列7扫描中测量，但在列7扫描期间作为数据值420出现。在没有除斜率正负号转变之外的另一测试的情况下，可能丢失列6处的潜在触摸。因此，可进一步使用斜率比的阈值来标记额外潜在峰值。斜率为邻近导电列104的两个数据值之间的差。斜率比的此阈值可为(例如但不限于)2:1，使得其中存在大于2:1的斜率变化的情况可被识别为另一潜在峰值。这可适用于正及负斜率两者。例如，在行6处获取的数据值420具有左斜率23:1(30-7)及右斜率10:1(40-30)。在行7处获取的数据值422具有左斜率10:1(40-30)及右斜率-30:1(10-40)。对于行6的斜率比23:10，超过实例2:1阈值，且将被加标签以供进一步处理。所有其它数据值低于数据值阈值且可被忽略。
参考图4，描绘根据本发明的具体实例实施例的触摸传感器的潜在触摸及互感触摸位置的示意性平面图。一旦识别到潜在触摸位置，可检查所述潜在触摸位置的每一邻近位置以确定邻近位置中的任何一者是否可具有大于当前潜在触摸位置的数据值(图4(a)&(b)中标签为“C”)。如果找到更大数据值，那么可消除所述当前潜在触摸位置且具有更大值的触摸位置可被识别为潜在触摸位置。这在本文中称为微移212过程，且可被重复直到已识别数据峰值。
在行的一列的数据获取扫描期间，仅检查第一阶层节点(在图4(a)及图4(b)中标签为“1”-对于当前潜在触摸位置的邻近位置)。如果任何这些第一阶层节点具有比当前潜在触摸位置的数据值更大的数据值，那么将新当前触摸位置变换(“微移”)到具有最高数据值的节点，且重复所述微移过程212。如果第一阶层节点已经与不同潜在峰值关联，那么不需要进一步搜索且可忽略当前数据峰值。当触摸传感器102具有较大面积激活可能性时检查第二阶层节点(在图4(a)及图4(b)中标签为“2”-对于第一阶层节点的邻近位置)。
在已对于互电容值扫描一个导电列104之后，可通过将所述一列的互电容数据值存储于高速缓冲存储器中而使微移过程212加速，接着首先对第一阶层节点进行微移过程212，且接着对从存储于高速缓冲存储器中的互电容数据值的所述一列的第二阶层节点上进行微移过程212。接着仅在所述一列中无法进行进一步微移之后，微移过程212将从两者(各自的邻近列在对其执行微移过程212的列的任一侧上)的互电容测量扫描检查第一阶层及第二阶层节点。
可通过使用峰值数据值节点(触摸位置)以及潜在触摸位置的每一邻近节点(例如，从先前微移过程212的第一阶层节点)而执行潜在触摸位置的内插以在每一节点之间建立子步骤。每一节点之间可建立(例如但不限于)128个步骤。参考图4(c)，节点A为潜在触摸位置，且节点B、C、D及E为与节点A邻近的第一阶层节点。可使用以下方程式找到内插的X,Y位置：
Locationx＝(DValue-BValue)/AValue*64
Locationy＝(EValue-CValue)/AValue*64
预期且在本发明的范围内可基于值比及除法分子的正负号而使用上述等式的变动。
参考图5，描绘根据本发明的具体实例实施例的展示其高速缓冲存储数据窗的触摸传感器的示意性平面图。可针对自电容值逐列扫描触摸传感器102的导电列104，直到已扫描所有导电列104。可依序扫描指示来自自电容数据的潜在触摸的每一导电列104，以确定其互电容值(触摸数据)且当发现峰值时其可与列扫描同时期处理。此外，触摸数据可存储于高速缓冲存储器中以用于进一步处理。因为微移过程212查看第一阶层节点接着查看第二阶层节点，如果必要，并非需要一次存储来自所有导电列104的所有触摸数据。这允许使用最小量的随机存取存储器(RAM)的简单高速缓冲存储系统。例如，在高速缓冲存储器中存储五列触摸数据。所述五列是邻接的，且高速缓冲存储窗可跨触摸传感器102的列104一次一列104移动。预期且在本发明的范围内，多于或少于五列的触摸数据可存储于高速缓冲存储器中且从其处理，及/或可取而代之代替列而依行扫描自电容。本文中的所有描述可同样应用于行的自电容扫描，接着通过从自电容扫描数据所选那些行的列而扫描互电容。
当请求第一或第二阶层节点(电容性传感器104)的相互扫描时，首先可从高速缓冲存储器调用相互扫描。如果所请求节点触摸数据存在于高速缓冲存储器中，那么所述高速缓冲存储器传回所述第一或第二阶层节点的请求的触摸数据。然而，如果所述请求的触摸数据不存在于所述高速缓冲存储器中，那么可发生以下情况：1)如果所述请求的触摸数据的列在高速缓冲存储窗的范围内，那么执行所述列的相互扫描且将所述触摸数据添加到所述高速缓冲存储器，或2)如果所述请求的触摸数据的列不在当前高速缓冲存储窗的范围内，那么变换所述高速缓冲存储窗范围且执行新列的相互扫描，且将从新高速缓冲存储窗所得的触摸数据添加到所述高速缓冲存储器。
参考图6，描绘根据本发明的具体实例实施例的两个触摸峰值检测数据的自扫描值的图表及相互扫描值的表。因为仅对一个轴(例如，一列)执行自扫描，对于由单列结束的两个触摸可仅展示单个峰值。对于图6中展示的实例数据值，可能已发生两个触摸，一个触摸在自扫描数据值422处，且另一触摸指示在自扫描数据值420处。在未察觉大于2:1的斜率变化的情况下，可能已丢失由自扫描数据值420表示的潜在触摸。第一触摸可导致数据值422，及第二触摸可导致数据值420。如上文描述的峰值检测及微移可进一步定义这些多个触摸，如本文中所描述。
参考图10到图19，描绘根据本发明的具体实例实施例的触摸解码的示意性流程图。图10展示在启用触摸传感器102的装置中用于多点触摸解码的可能过程的一般概述。预期且在本发明的范围内，可连同启用触摸传感器102的装置而利用更多、更少及/或一些不同过程，且仍然在本发明的范围、意图及精神内。在步骤1050中，装置被激活、致动等等，当在步骤1052中时，将电力施加到所述装置。在步骤1054中，所述装置可被初始化，且之后在步骤1056中可开始触摸识别的过程。在步骤1058中，可对步骤1056中识别的那些触摸执行触摸跟踪。在步骤1060中，如果必要，可进一步处理触摸数据，否则其可被传输到所述装置的处理及控制逻辑，以在步骤1062中显示及/或控制装置的预期目的。
在以下过程步骤的描述中，对“顶部”或“北边”通道或节点的引用将表示在另一通道或节点上方的通道或节点，“底部”或“南边”通道或节点将表示在另一通道或节点下方的通道或节点，“左边”或“西边”通道或节点将表示在另一通道或节点的左边的通道或节点，且“右边”或“东边”通道或节点将表示在另一通道或节点的右边的通道或节点。参考图11，展示且在下文描述触摸识别过程204的流程图。在步骤1102中开始触摸识别过程204(图2)。在步骤1104中，可执行在一个轴上的所有通道的自扫描，例如，所有列或所有行。在步骤1106中，可检查第一自扫描值。在步骤1108中，可比较(第一或随后)自扫描值与自身触摸阈值。
自峰值检测过程1100可包括步骤1110到1118，且为整个峰值检测过程210的部分(图2)。如果自扫描值小于如步骤1108中所确定的自身触摸阈值，那么步骤1238(图12)可确定是否具有任何额外的自扫描值待检查。然而，如果自扫描值等于或大于如步骤1108中确定的自身触摸阈值，那么步骤1110可计算所述自扫描值与所述当前通道的左边的通道的自扫描值之间的左斜率。接着步骤1112可计算所述自扫描值与所述当前通道的右边的通道的自扫描值之间的右斜率。
步骤1114确定左斜率是否可能大于零(正斜率)，及右斜率是否可能小于零(负斜率)，识别峰值。如果在步骤1114的结果为“是”，那么步骤1120可对选自自扫描数据的通道的每一节点执行相互扫描测量。如果在步骤1114中的结果为“否”，那么步骤1116确定所述左斜率是否可能大于零(正斜率)且大于右斜率，可能(例如但不限于)大于右斜率的两倍(二倍)。如果在步骤1116中的结果为“是”，那么在步骤1120中可对所选自扫描通道的每一节点执行相互扫描测量。如果在步骤1116中的结果为“否”，那么步骤1118确定所述左斜率是否可能(例如但不限于)小于零(负斜率)且大于右斜率的百分比，例如百分的五十(50)。如果在步骤1116中的结果为“是”，那么步骤1120可对选自自扫描数据的通道的每一节点执行相互扫描测量。如果在步骤1116中的结果为“否”，那么步骤1238(图12)可确定是否具有将基于其自扫描值而检查的任何额外列。步骤1122可检查第一相互扫描值。
参考图12，相互峰值检测过程1244可包括步骤1226到1234，且为整体峰值检测过程210的部分(图2)。步骤1224可比较(第一或随后)相互扫描值与相互触摸阈值，其中如果所述相互扫描值小于所述相互触摸阈值，那么步骤1236可确定是否具有任何额外的相互扫描值待检查。然而，如果相互扫描值等于或大于相互触摸阈值，那么步骤1226可计算下一相互扫描值节点的斜率，接着步骤1228可计算先前相互扫描值节点的斜率。
步骤1230确定下一斜率是否可能小于零(负斜率)及前一斜率是否可能大于零(正斜率)。如果在步骤1230中的结果为“是”，那么步骤1350(图13)可开始微移过程212及/或内插过程214(图2)。如果在步骤1230中的结果为“否”，那么步骤1232确定下一斜率是否可能(例如但不限于)大于零(正斜率)及小于前一斜率的百分比。如果在步骤1232中的结果为“是”，那么步骤1350(图13)可开始微移过程212及/或内插过程214(图2)。如果步骤1232中的结果为“否”，那么步骤1234确定下一斜率是否可能(例如但不限于)小于零(负斜率)且大于前一斜率。如果在步骤1234中的结果为“是”，那么步骤1350(图13)可开始微移过程212及/或内插过程214(图2)。如果在步骤1234中的结果为“否”，那么步骤1236确定是否具有任何额外的相互值待检查。如果在步骤1236中的结果为“是”，那么步骤1242可检查下一相互值。如果在步骤1236中的结果为“否”，那么步骤1238确定是否可能有任何额外的自扫描值待检查。如果在步骤1238中的结果为“是”，那么步骤1240检查可返回到步骤1108(图11)的下一自扫描值以进一步对其进行处理。如果在步骤1238中的结果为“否”，那么在步骤1244中可完成触摸检测帧。
参考图13到图15，展示及在下文描述微移过程212及内插过程214(图2)的流程图。步骤1350可通过使用来自触摸识别过程204(图2)的峰值位置而开始微移过程212及/或内插过程214，且可包括以下过程步骤：步骤1352确定是否可能具有在北边的有效节点。如果在步骤1352中的结果为“否”，那么继续到步骤1360。如果在步骤1352中的结果为“是”，那么步骤1354可进行北边的节点的相互扫描测量。步骤1356确定所述北边节点的相互扫描数据是否可能大于当前节点。如果在步骤1356中的结果为“否”，那么继续到步骤1360。如果在步骤1356中的结果为“是”，那么在步骤1358中所述北边节点可变为当前节点，且接着继续到步骤1486(图14)。
步骤1360确定是否可能具有在南边的有效节点。如果在步骤1360中的结果为“否”，那么继续到步骤1470(图14)。如果在步骤1360中的结果为“是”，那么步骤1362可进行南边的节点的相互扫描测量。步骤1364确定所述南边节点的相互扫描数据是否可能大于所述当前节点。如果在步骤1364中的结果为“否”，那么继续到步骤1470(图14)。如果在步骤1364中的结果为“是”，那么在步骤1366中所述南边节点可变为当前节点，且接着继续到步骤1486(图14)。
参考图14，步骤1470确定是否可能具有东边的有效节点。如果在步骤1470中的结果为“否”，那么继续到步骤1478。如果在步骤1470中的结果为“是”，那么步骤1472可进行东边的节点的相互扫描测量。步骤1474确定所述东边节点的相互扫描数据是否可能大于当前节点。如果在步骤1474中的结果为“否”，那么继续到步骤1478。如果在步骤1474中的结果为“是”，那么在步骤1476中所述东边节点可变为当前节点，且接着继续到步骤1486。
步骤1478确定是否可能具有在西边的有效节点。如果在步骤1478中的结果为“否”，那么继续到步骤1502(图15)。如果在步骤1478中的结果为“是”，那么步骤1480可进行西边的节点的相互测量。步骤1482确定所述西边节点的相互扫描数据是否可能大于当前节点。如果在步骤1482中的结果为“否”，那么继续到步骤1502(图15)。如果在步骤1482中的结果为“是”，那么在步骤1484中所述西边节点可变为当前节点。步骤1486确定触摸点是否可能已存在于所述所选节点上。如果在步骤1486中的结果为“否”，那么继续到步骤1352(图13)。如果在步骤1486中的结果为“是”，那么步骤1488可消除当前峰值，且接着继续到步骤1236(图12)。
参考图15，内插过程214可包括步骤1502到1518。步骤1502确定是否可能具有在左边的有效节点。如果在步骤1502中的结果为“否”，那么继续到步骤1510，其中所述左边节点值可定义为中间值减去右边值，接着继续到步骤1506。如果在步骤1502中的结果为“是”，那么步骤1504可对左边的节点执行相互扫描测量。接着步骤1506确定是否可能具有在右边的有效节点。如果在步骤1506中的结果为“否”，那么继续到步骤1512，其中所述右边节点值可定义为中间值减去左边值，接着继续到步骤1516。如果在步骤1506中的结果为“是”，那么步骤1508可对右边的节点执行相互扫描测量。步骤1516可通过从所述右边值减去所述左边值，将所述差除以中间值，且接着将所述结果乘以(例如但不限于)数字64而确定精细位置。预期且在本发明的范围及精神内，可使用确定有效峰值及节点的许多方式，如触摸检测及跟踪的一般技术人员可通过具有基于本发明的教示的知识而容易实施。
在步骤1516已完成前文所提的计算之后，步骤1514确定对于每一轴是否已执行内插。如果在步骤1514中的结果为“否”，那么步骤1518可内插另一轴，之后可重复步骤1502到1516，其中在每个步骤中“上方”代替“左边”且“下方”代替“右边”。如果在步骤1514中的结果为“是”，那么步骤1520可将此触摸点添加到所有检测的触摸点的列表。接着步骤1522可对于待检查的任何额外相互扫描值返回到步骤1236(图12)。
参考图16、17及图18，展示及在下文描述触摸跟踪过程206的流程图。在步骤1602中，可通过使用先前找到及当前触摸位置而开始触摸跟踪过程206。步骤1604确定是否可能有任何当前触摸位置。如果在步骤1604中的结果为“是”，那么步骤1606可选择当前触摸位置的第一者，且之后可继续到步骤1722(图17)。如果在步骤1604中的结果为“否”，那么步骤1610确定是否可能有任何先前触摸位置。如果在步骤1610中的结果为“是”，那么步骤1612可选择所述第一先前触摸位置。如果在步骤1610中的结果为“否”，那么在步骤1611完成跟踪。
步骤1614确定所述先前触摸位置是否可能与当前触摸位置关联。如果在步骤1614中的结果为“否”，那么步骤1608可断言(assert)“先前触摸位置不再存在触摸，停止跟踪”的输出，且接着返回到步骤1616。如果在步骤1614中的结果为“是”，那么步骤1616确定是否可能还有任何先前触摸位置。如果在步骤1616中的结果为“否”，那么在步骤1620完成跟踪触摸位置，且所述触摸位置数据可作为数据输出208而传输(图2)以由微控制器112进一步处理(图1)。如果在步骤1616中的结果为“是”，那么步骤1618可选择下一先前触摸位置，且之后返回到步骤1614。
参考图17，步骤1722确定是否可能有任何先前触摸位置。如果在步骤1722中的结果为“否”，那么继续到步骤1868(图18)，其中在当前位置“识别到跟踪的新位置”，且之后继续到步骤1856(图18)。如果在步骤1722中的结果为“是”，那么步骤1724可将临时权重值设定为最大权重值。步骤1726可选择所述先前触摸位置的第一者。接着步骤1728可测量所述所选当前触摸位置与所述所选先前触摸位置之间的距离以确定其之间的当前距离(权重值)。步骤1730确定所述当前权重值是否可能小于所述临时权重值。如果在步骤1730中的结果为“是”，那么步骤1732可将所述临时权重值设定为当前权重值，且之后可将所述所选先前触摸位置记录为临时位置且继续到步骤1734。如果在步骤1730中的结果为“否”，那么步骤1734确定是否可能有更多先前触摸位置。如果在步骤1734中的结果为“是”，那么步骤1736可选择下一先前触摸位置，且之后返回到步骤1728。如果在步骤1734中的结果为“否”，那么步骤1738确定所述临时位置是否可能已被指派到不同当前位置。如果在步骤1738中的结果为“是”，那么步骤1740可计算所述当前位置及指派的当前位置的下一最糟权重值，且之后继续到步骤1860(图18)。如果在步骤1738中的结果为“否”，那么继续到步骤1850(图18)。
参考图18，步骤1850确定所述权重值是否可能小于最大关联阈值。如果在步骤1850中的结果为“否”，那么步骤1854可识别新触摸位置以跟踪。如果在步骤1850中的结果为“是”，那么步骤1852可将新临时位置指派到当前位置且接着继续到步骤1856。步骤1860确定所述当前位置的下一最糟权重值是否可能小于所述指派的位置的下一最糟权重值。如果在步骤1860中的结果为“是”，那么步骤1862可将所述临时位置设定为下一最糟位置，且之后继续到步骤1856。如果在步骤1860中的结果为“否”，那么步骤1864可将所述指派的位置设定为下一最糟权重值。步骤1866可选择移动的指派位置且之后返回到步骤1722(图17)。步骤1856确定是否可能有更多当前触摸位置。如果在步骤1856中的结果为“是”，那么步骤1858可选择下一当前触摸位置且之后返回到步骤1722(图17)。
参考图19，描绘根据本发明的具体实例实施例的列高速缓冲存储过程流程图。步骤1902可接收相互扫描位置请求。步骤1904确定所请求的所述相互扫描区位置是否可存储于所述高速缓冲存储器中。如果在步骤1904中的结果为“是”，那么步骤1920确定存储于所述高速缓冲存储器中的所述相互扫描数据是否可为有效的。如果在步骤1920中的结果为“是”，那么步骤1922可将相互扫描数据值传回到高速缓冲存储器。如果在步骤1920中的结果为“否”，那么步骤1918可在所述请求位置执行相互扫描，其中步骤1916可将所述相互扫描数据写入所述高速缓冲存储器中的位置，且接着返回到步骤1922。
如果在步骤1904中的结果为“否”，那么步骤1906确定所述请求的触摸位置是否可超出所述高速缓冲存储器的右边缘。如果在步骤1906中的结果为“是”，那么步骤1908可从高速缓冲存储器解除分配最左列的相互扫描数据。在步骤1910中，所述解除分配的相互扫描数据可分配到所述高速缓冲存储器的右边缘，以便移动其边缘值，且之后返回到步骤1904。如果在步骤1906中的结果为“否”，那么步骤1914可将数据的最右列从高速缓冲存储器解除分配。在步骤1912中所述解除分配的相互扫描数据可分配到高速缓冲存储器的左边缘以便移动其边缘值，且之后返回到步骤1904。
虽然已描绘、描绘本发明的实施例，且通过引用本发明的实例实施例而定义，但是此类引用并非暗示对本发明的限制，且不能推断此限制。所揭示的标的物能够考虑形式及功能方面的相当大的修改、变更及等效物，如相关技术中受益于本发明的一般技术人员将想到。本发明的所描绘及描述的实施例仅为实例，且不是本发明的范围的详尽叙述。

Claims (12)

1.一种用于解码在触摸感测表面上的多个触摸的方法，所述方法包括以下步骤：
扫描在一轴上对准的多个通道，以确定所述通道的自身值；
比较所述至少一个自身值以确定所述通道中的哪一者为局部最大自身值；
扫描具有所述局部最大自身值的所述至少一个通道的多个节点，以确定所述节点的相互值；以及
比较所述相互值以确定所述节点中的哪一者具有最大相互值，其中在所述局部最大自身值通道上具有所述最大相互值的所述节点为潜在触摸位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
确定所述自身值中的至少一者是否大于自身触摸阈值，其中
如果是，那么继续到所述扫描具有所述最大自身值的所述至少一个通道的多个节点的步骤，且
如果否，那么作为完成而结束触摸检测帧。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤：
确定所述至少一个自身值的左及右斜率值，其中：
所述左斜率值等于所述至少一个自身值减去在所述至少一个通道左边的通道的自身值，且
所述右斜率值等于所述至少一个自身值减去在所述至少一个通道右边的通道的自身值。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括以下步骤：
确定所述左斜率值是否大于零(0)，且所述右斜率值是否小于零(0)，其中
如果是，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述左斜率值是否大于零(0)且大于所述右斜率值，其中
如果是，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述左斜率值是否小于零(0)且大于所述右斜率值的一百分比，其中
如果是，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否存在另一自身值，其中
如果是，那么使用所述另一自身值返回到所述确定所述自身值中的至少一者是否大于所述自身触摸阈值的步骤，且
如果否，那么作为完成而结束触摸检测帧。
5.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括以下步骤：
确定所述相互值中的至少一者是否大于相互触摸阈值，其中
如果是，那么继续到所述扫描具有所述最大自身值的所述至少一个通道的多个节点的步骤，且
如果否，那么作为完成而结束所述触摸检测帧。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括以下步骤：
确定下一斜率值，其中所述下一斜率值等于当前相互值减去下一节点的下一相互值；以及
确定前一斜率值，其中所述前一斜率值等于所述当前相互值减去前一节点的前一相互值。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括以下步骤：
确定所述下一斜率值是否小于零(0)且所述前一斜率值是否大于零(0)，其中
如果是，那么开始确认所述节点的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述下一斜率值是否大于零(0)且小于所述前一斜率值的一百分比，其中
如果是，那么开始所述确认所述节点的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述下一斜率值是否小于零(0)且大于所述前一斜率值，其中
如果是，那么开始所述确认所述节点的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否存在另一相互值，其中
如果是，那么返回到所述确定所述相互值中的至少一者是否大于所述相互触摸阈值的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；以及
确定是否存在另一自身值，其中
如果是，那么检查另一自身值且返回到所述确定所述自身值中的至少一者是否大于自身触摸阈值的步骤，且
如果否，那么作为完成而结束所述触摸检测帧。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述确认所述节点的步骤包括以下步骤：
将具有局部最大相互值的所述节点识别为当前节点；
确定是否在所述当前节点的北边存在有效节点，其中
如果否，那么继续到确定是否在所述当前节点的南边存在有效节点的步骤；且
如果是，那么对所述北边节点执行相互测量且继续到下一步骤；
确定所述北边节点是否大于所述当前节点，
如果是，那么使得所述北边节点为所述当前节点，且继续到确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否在所述当前节点的南边存在有效节点，其中
如果否，那么继续到确定是否在所述当前节点的东边存在有效节点的步骤，且
如果是，那么对所述南边节点执行相互测量且继续到下一步骤；
确定所述南边节点是否大于所述当前节点，其中
如果是，那么使所述南边节点为所述当前节点且继续到所述确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否在所述当前节点的东边存在有效节点，其中
如果否，那么继续到确定是否在所述当前节点的西边存在有效节点的步骤，且
如果是，那么对所述东边节点执行相互测量且继续到下一步骤；
确定所述东边节点是否大于当前节点，
如果是，那么使所述东边节点为所述当前节点且继续到所述确定触摸点是否已存在于此节点此的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否在所述当前节点的西边存在有效节点，其中
如果否，那么继续到所述确定是否在所述当前节点的左边存在有效节点的步骤，且
如果是，那么对所述西边节点执行相互测量且继续到下一步骤；
确定所述西边节点是否大于所述当前节点，
如果是，那么使所述西边节点为所述当前节点且继续到所述确定触摸点是否已存在于此节点处的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否在所述当前节点的左边存在有效节点，其中
如果否，那么将左边相互值定义为中间相互值减去右边相互值，且继续到确定所述节点的精细位置的步骤，且
如果是，那么对所述左边节点执行相互测量且继续到下一步骤；
确定是否在所述当前节点的右边存在有效节点，其中
如果否，那么将所述相互值定义为所述中间相互值减去所述左边相互值且继续到所述确定所述节点的所述精细位置的步骤，且
如果是，那么对所述右边节点执行相互测量且继续到下一步骤；
通过从所述右边值减去所述左边值、将此差除以所述中间值且将其结果乘以64来定义所述节点的精细位置，且继续到下一步骤；以及
确定是否对每个轴执行内插，其中
如果是，那么将另一触摸点添加到所有检测到的触摸点的列表，且返回到确定是否存在额外相互值的步骤，且
如果否，那么通过使用另一轴的左边及右边节点而在所述另一轴上内插，以再次开始于所述确定是否在所述当前节点的左边存在有效节点的步骤。
9.一种跟踪在触摸感测表面上的先前找到及当前触摸位置的方法，所述方法包括以下步骤：
确定是否存在至少一个当前触摸位置，其中
如果是，那么选择所述当前触摸位置中的一者，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定是否存在至少一个先前触摸位置，其中
如果否，那么结束跟踪，且
如果是，那么选择所述先前触摸位置中的一者且继续到下一步骤；
确定所述先前触摸位置是否与所述当前触摸位置相关联，其中
如果否，那么在所述先前触摸位置处不再存在触摸，停止跟踪所述先前触摸位置且继续到确定是否还存在至少一个先前触摸位置的步骤，且
如果是，那么继续到下一步骤；以及
确定是否还存在至少一个先前的触摸位置，其中
如果是，那么选择下一先前触摸位置且继续到使用所述先前触摸位置的所述下一先前触摸位置来确定所述先前触摸位置是否与所述当前触摸位置相关联的步骤，且
如果否，那么输出所跟踪的触摸位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述选择所述当前触摸位置中的一者的步骤包括以下步骤：
确定是否存在至少一个先前触摸位置，其中
如果否，那么跟踪在当前触摸位置的新触摸，且继续到确定是否还具有至少一个当前触摸位置的步骤，且
如果是，那么将临时权重值设定为最大权重值，选择先前触摸位置且继续到下一步骤；
测量所述所选当前触摸位置与所述所选先前触摸位置之间的距离，将此距离用作当前权重值用于确定所述所选当前触摸位置与所述先前触摸位置的成对，且继续到下一步骤；
确定所述当前权重值是否小于所述临时权重值，其中
如果否，那么继续到所述确定是否还具有至少一个先前触摸位置的步骤，且
如果是，那么将所述临时权重值设定为所述当前权重值，将所述所选先前触摸位置记录为临时触摸位置且继续到下一步骤；
确定是否还具有至少一个先前触摸位置，其中
如果是，那么选择所述下一先前触摸位置且返回到所述测量所述所选当前触摸位置与所述所选先前触摸位置之间的所述距离的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述临时位置是否已经指派到不同当前位置，其中
如果是，那么计算所述当前位置的下一最糟权重值，且对于所指派的当前位置，继续到确定所述当前位置的所述下一最糟权重值是否小于所述指派的位置的所述下一最糟权重值的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述权重值是否低于最大关联阈值，其中
如果是，那么将所述临时位置指派到所述当前位置且继续到所述确定是否还具有至少一个当前触摸位置的步骤，且
如果否，那么识别新触摸位置以对其进行跟踪且继续到下一步骤；
确定是否还具有至少一个当前触摸位置，其中
如果否，那么返回到所述确定是否存在至少另一先前触摸位置的步骤，且
如果是，那么选择下一当前触摸位置且返回到所述确定是否存在至少一个先前触摸位置的步骤；
确定所述当前位置的所述下一最糟权重值是否小于所述指派的位置的所述下一最糟权重值，其中
如果是，那么将所述临时位置设定为所述下一最糟位置，且返回到所述确定是否还具有至少一个当前触摸位置的步骤，且
如果否，那么将所述指派的位置设定为所述下一最糟权重值，选择移动的指派位置且返回到所述确定是否存在至少一个先前触摸位置的步骤。
11.一种用于高速缓冲存储多个触摸列的相互触摸值的方法，所述方法包括以下步骤：
接收相互扫描位置请求；
确定高速缓冲存储器是否含有所述请求的相互扫描位置的扫描数据，其中
如果是，那么继续到确定所述扫描数据是否有效的步骤，且
如果否，那么继续到下一步骤；
确定所述请求的相互扫描位置是否超出所述高速缓冲存储器的右边边缘，其中
如果是，那么解除分配在所述高速缓冲存储器的最左列中的所述扫描数据，将所述解除分配的扫描数据分配到所述高速缓冲存储器的右边边缘且使其值无效，且
如果否，那么解除分配在所述高速缓冲存储器的最右列中的所述扫描数据，将所述解除分配的扫描数据分配到所述高速缓冲存储器的左边边缘且使其值无效；
确定所述扫描数据是否有效，其中
如果是，那么传回所述请求的扫描数据以进一步对其进行处理，且
如果否，那么在所述请求的位置处执行相互扫描，将所得扫描数据置于所述高速缓冲存储器中，且传回所述请求的扫描数据以进一步对其进行处理。
12.一种用于使用根据权利要求1所述的方法解码多点触摸的系统，所述系统包括：
第一多个电极，其布置于具有第一轴的平行定向中，其中所述第一多个触摸电极中的每一者具有自电容；
第二多个电极，其布置于具有实质上垂直于所述第一轴的第二轴的平行定向中，所述第一多个电极定位于所述第二多个电极上以形成触摸矩阵，其中所述第一及第二多个电极的每一重叠交叉具有互电容；
测量所述第一多个电极中的每一者的所述自电容以产生相应的自身值；
测量所述第一及第二多个电极的每一所述重叠交叉的所述互电容以产生相应的相互值；
通过微控制器的模拟前端而测量所述自电容及互电容；
将所述自身值及相互值存储于所述微控制器的存储器中；以及
所述微控制器中的数字处理器使用所述自身值及相互值来针对每个触摸获取帧确定至少一个触摸的至少一个位置，且跟踪所述至少一个触摸在随后触摸获取帧中的位置变化。
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