TW201108081A - High speed multi-touch touch device and controller therefor - Google Patents

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201108081 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明總體上係關於觸敏裝置及於此等裝置之特定施 加，該等裝置能夠偵測施加於觸碰裝置之不同部分之多重 同時觸碰，特定言之，本發明係關於依賴一使用者之手指 或其他觸碰工具與觸碰裝置之間之一電容性耦合的觸敏^ 本申請案主張2009年5月29曰申請之美國臨時專利申請 案第6^82366號及2009年8月5日中請之美國臨時專利申月 請案第61/231471號之權利，該等案之揭示内容以引用方 式全文併入本文中。 【先前技術】 觸敏裝置允許-使用者因減少或消除對機械按紐、小鍵 盤、鍵盤及指向裝置之需求而便利地介接電子系統及顯示 器。例如…使用者可藉由僅觸碰由—圖符辨識之—位】 處之-顯示器上觸碰螢幕而執行—複雜序列指令。 具有若干種實施一觸敏贺署夕4士 & .. ** J取哀置之技術，該等技術包含（你 如)電阻性、紅外線、電容性、表面聲波、電磁性、近奪 成像等等。已發現電容性觸敏裝置在大量應时運作自 在許多觸敏裝置中’當感測器内之一導電物係電㈣ 耦合至一導電觸碰工具（諸如一 使用者之手指）時感測輕 入。〜而言之’每當兩個導電部件相互接近且實際上 觸碰時彼此間形成一電容。就 - β就—電容性觸敏裝置而言，蹈 者一物體（諸如一手指）靠近觸 咽敏表面，一極小電容形成灰 148616.doc 201108081 該物體與最接近該物體之感測點 间藉由偵測該等感測 點之各者處之電容改變並記錄該等感測點之位置，當該物 體橫跨觸碰表面而移動時，感測電路可識別多個物：並判 定物體之特性。 具有兩種已知技術用以電容性量測觸碰。第一種係量測 對地電容，藉此將-信號施加於—電極。最接近該電極之 -觸碰導致信號電流自該電極流動通過一物體(諸如一手 指）而至電接地。 第二種用以電容性量測觸碰之技術係通過互電容。互電 容觸碰螢幕將-信號施加於藉由一電場而電容性耦合至一 接收器電極之一驅動電極。藉由最接近之一物體而減小兩 個電極之間之信號耦合’此減小電容性耦合。 在第二種技術之背景下，各種額外技術已用以量測電極 之間之互電容。在一此種技術中，耦合至一接收器電極之 一電谷器係用以累積與一驅動信號之多個脈衝相關聯之多 個電荷。因此，該驅動k號之各脈衝均僅貢獻累積在此 「積體電容器」上之總電荷之一小部分。參考美國專利第 6,452,5 14號（Philipp)。此技術具有良好雜訊免疫性，但其 速度可能受限於使該積體電容器充電所需之脈衝數量。 【發明内容】 本申清案尤其揭示能夠偵測施加於觸碰裝置之不同部分 之夕重同時或時間重疊觸碰的觸敏裝置。再者，該等觸碰 裝置無需採用一積體電容器以量測驅動電極與接收電極之 間電容性耦合。然而，在至少某些實施例中，來自一驅動 148616.doc 201108081 信號之-單-脈衝可為量測一特定驅動電極與 電極之間或甚至一特定驅動電極與複 数個（例如全部）接收 2極之間之電容性麵合所需之全部。為此，假定_適合脈 衝形狀係用於該驅動信號’微分電路係較佳地耦合至 接收電極以便產生用於各接收電極之該驅動信號之―:八 化表示，稱為一回應信號。在一例示性實施财，各微: 電路均可包括-運算放大器(。pamp)，其具有連接於運算 放大器之-反相輸入端與運算放大器之輸出端之間之—回 .饋電阻器，且該反相輸入端亦係連接至一給定接收電極。 亦可使用其他已知微分電路設計，只要電路提供包含該驅 動信號之時間相關導數之某一形式之至少一近似值的 出0 回應信號之一特性振幅（諸如一峰值振幅或平均振幅）指 示所取樣之驅動電極與接收電極之間之電容性耦合。對應 於特定驅動電極與接收電極之節點處之一觸碰對減小電容 性耦合及減小特性振幅有影響。甚至可僅用驅動信號之一 單脈衝置測此一振幅之減小。可以此方式偵測於觸碰裝 置之不同部分處之多重同時或時間重疊觸碰。若期望雜訊 減小，則可採用來自一驅動信號之多個選定數量脈衝用於 各驅動/接收電極對（即：節點），且振幅量測值經量測或經 其他方式處理以提供一較低雜訊量測值。 本申請案亦揭示包含一觸碰面板、一驅動單元、一感測 單凡及一量測單元之觸敏裝置。該面板可包含一觸碰表面 及界定一電極矩陣之複數個電極，該複數個電極包含複數 148616.doc 201108081 個驅動電極及複數個接收電極。各驅動電極均係於該矩陣 之一各自節點處電容性耦合至各接收電極。該面板係經組 態使得最接近該等節點之一給定者之該觸碰表面上之一觸 碰改變與該給定節點相關聯之驅動電極與接收電極之間之 一搞合電容。接著’該驅動單元係經組態以產生一驅動信 號並（例如）通過一多工器而將該驅動信號逐一地傳送至該 等驅動電極。該驅動信號可為或包含唯一個別驅動脈衝， 或其可包含複數個或一系列此等驅動脈衝。對於傳送至各 驅動電極之各驅動信號而言，該感測單元可經組態以產生 用於電容性耦合至此驅動電極之該複數個接收電極的回應 信號，該等回應信號之各者均包含該驅動信號之一微分化 表不。此等回應信號之各者之—振幅細應於相關聯節點 處之耦合電容。最後，該量測單元係經較佳組態以量測用 於該等節點之各者的該等回應信號之各者之振幅並從中判 定該觸碰表面上之多重臨時性重疊觸碰（若存在）之位置。 用在驅動信號中之（若干）驅動脈衝之形狀可經調整或選 擇以便提供一期望波形形狀給回應信號◊例如，若一矩形 係用於驅動脈衝，則由感測單元產生之回應信號通常包括 可用-峰值偵測器及所選取樣/保持緩衝器隔離其等之峰 值振幅的-對極性相反衝擊脈衝。或者，若_____ 驅動脈衝’則回應信號通常包括標稱上為矩形之_脈衝形 狀，即：其包含位於兩個較陡高至低轉變之間之—較惶定 振幅平線區’下文中描述其等之實例。此一矩形回應信號 允許消除某些電路元件並總體簡化觸碰裝置，如下所進 148616.doc 201108081 步描述。 本申請案亦揭示包含一觸碰面板、一驅動單元及一感測 單7L之觸敏裝置。該面板包含一觸碰表面及界定一電極矩 陣之複數個電極，該電極矩陣係經組態使得最接近該矩陣 之一給定節點之該觸碰表面上之一觸碰改變該等電極之兩 者之間之一耦合電容。該驅動單元係耦合至該電極矩陣且 經組態以產生包含一或多個斜坡式脈衝之一驅動信號。該 感測單元亦係耦合至該電極矩陣且經組態以產生回應於該 驅動信號之包含-或多個矩形脈衝之至少_回應信號，該 至少一回應信號之一振幅係回應於該觸碰表面上之一觸 碰。 本申請案亦揭示相關之方法、系統及物件。 從以下詳細描述中將明白本申請案之此等及其他態樣。 然而’決不應將以上發明内容解釋為對所主張標的物之限 制，該標的物係僅由實行期間可#改之附屬才支術方案界 定。 【實施方式】 在圖式中，相同元件符號標示相同元件。 在圖1中’展示-例示性觸碰裝置110。該裝置110包含 連接至電子電路之一觸碰面板112, A簡單起見，將該電 子電路-起集合成—單一示意方塊(標記114且集體稱為一 控制器）。 圖中展示觸碰面板112具有行電極116ae及列電極118a_e 之-5X5矩陣’但亦可使用其他數量之電極及其他矩陣尺 I48616.doc 201108081 寸。面板U2通常係實質上透明使得使用者能夠透過面板 112而觀看一物體’諸如—電腦、手提式裝置、行動電話 或其他周邊裝置之像素化顯示。界線⑵表示面板ιΐ2之觀 看區且亦較佳表示此—顯示（若被使用）之觀看區^自一平 面圖透視，該等電極116a.e、ma_e係空間地分佈在觀看 區120上。為易於說明，圖中展示電極較寬且較顯眼，作 貫際上電極可較窄且使用者不易覺察。此外，該等電極可 經設計以在矩陣之節點鄰近處具有可變寬度（例如呈一菱 形墊或其他形塾形式之—增加寬度）以增大電極間邊緣場 且由此增加對電極與電極電容性搞合之一觸碰效應。在若 干例不性實施例中，該等電極可由錮錫氧化物叩〇)或其 他適合導電材料組成。自一深度透視，該等行電極可位於 與該等列電極不同之一平面内(自圖k透視圖，該等行電 極116a_e位於該等列電極丨丨8a_e之下面）使得行電極與列電 極之間不進行有效歐姆接觸’且使得一給定行電極與一給 定列電極之間之唯一有效電耗合係電容性搞合。該電極矩 陣通常位於一防護玻璃罩、塑膠薄膜或類似物之下方，使 得該等電極免於直接實體接觸一使用者之手指或其他觸碰 相關工具。此—防護玻璃罩、薄膜或類似物之一已曝露表 面可稱為一觸碰表面。另外，在顯示型應用中，一背遮罩 可放置於顯示器與觸碰面板112之間。此一背遮罩通常由 -玻璃或薄膜上之一導電IT〇塗層組成且可接地或用使來 自外4電干擾源之辆合至觸碰面板中之信號減小的一波形 驅動。在此項技術中，吾人已知背遮蔽之其他方法。一般 148616.doc 201108081 5之’一旁遮罩減少由觸碰面板112感測之雜訊，此在某 些實施例中可提供改良之觸摸靈敏度（例如能夠感測一更 輕觸碰）及更快之回應時間。當來自（例如）LCD顯示器之雜 3札強度隨距離而快速減小時，有時背遮蔽連同其他雜訊減 小方法（包含使觸碰面板112與一顯示器隔開）一起使用。除 此等技術以外，以下參考各種實施例而論述處理雜訊問題 之其他方法。 一給定列電極與行電極之間之電容性耦合主要係區域 (其中電極係緊靠在一起）内電極之幾何形狀之一函數。此 等區域對應於電極矩陣之「節點」，圖丨中標記某些該等節 點。例如，行電極116a與列電極11 8d之間之電容性耦合主 要發生在郎點12 2處，且行電極116 b與列電極118 e之間之 電容性耦合主要發生在節點124處。圖1之5x5矩陣具有25 個此等節點，可藉由控制器丨丨4經由適當選擇將各自行電 極116a-e個別地耦合至該控制器的控制線126之一者及適當 選擇將各自列電極11 8a_e個別地耦合至該控制器的控制線 12 8之一者而定址該等節點之任一者。 當一使用者之一手指130或其他觸碰工具接觸或幾乎接 觸裝置110之觸碰表面時，如觸碰位置丨3丨處所示，該手指 電容性耦合至電極矩陣。該手指自矩陣，尤其自最靠近該 觸碰位置之此等電極吸取電荷，且因此該手指改變對應於 (若干）最近節點之電極之間之耦合電容。例如，觸碰位置 m處之觸碰最靠近對應於電極U6c/U8b之節點◊如下進 一步所述，此耦合電容改變可由控制器114偵測並被解譯 1486I6.doc •10· 201108081 為116a/11 8b節點處或附近處之一觸碰。較佳地，控制器係 經組態以快速偵測矩陣之所有節點之電容量值改變（若有 的話），且能夠分析鄰近節點之電容改變幅度以便藉由内 插法而準確判定位於節點之間之一觸碰位置。此外，控制

Is 114係經有利設計以偵測施加於觸碰装置之不同部分之 夕重不同同時或時間重疊觸碰。因此，例如，若另一手才匕 132與手指13〇之觸碰同時地觸碰觸碰位置133處之裝置^〇 之觸碰表面，或若各自觸碰至少臨時性重疊，則控制器能 夠較佳偵測此兩個觸碰之位置131、133並在一觸碰輸出^ 114a上提供此等位置。較佳地，能夠由控制器11#谓測之 同時或臨時重疊之不同觸碰之數量係不限於2個，例如其 可為3個、4個或更多個’此取決於電極矩陣之尺寸。 如下進-步所論述，控制器114較佳採用使其能夠快速 疋電極矩p車之某些或所有節點處之輕合電容的各種電路 模线組件。例如，控制器較佳包含至少一信號產生器或 驅動早凡。該驅動單元將一驅動信號傳送至一組電極，稱 為驅動電極。在圖 動電極亍電極I可用作為驅 電極4可如此使用列電極〜。較佳地，以自一第 極至-最後驅動電極之一掃描順序將該驅動信號 另一乂送至駆動電極。當驅動此各電極時，控制器監測 ，，且電極，稱為接收電極。0制器n 4 有接收雷朽> a u控制斋包含耦合至所 接收電極之—或多個感測單元。 之各驅動信號而言 、料至各驅動電極 收電極之回應信號二J单7°產生用於該複數個接 "^ 地，該（等）感測單元係經設計使 1486l6.doc 201108081 得各回應信號均包括驅動信號之一微分化表示β例如，若 以可表示以時間為函數之電壓的函數f(t)表示驅動信號， 則回應彳§ 5虎可為或包括至少近似之一函數g(t)，其中g(t)=d f(t)/dt。換言之’ g(t)係驅動信號之時間相關導數。取決於 用在控制器114中之電路之設計細節，回應信號可包含： (l)g(t)唯一；或（2)g(t)具有一恆定偏移量（g⑴+a);或 (3)g(t)具有一乘法比例因數（b*g(t))，該比例因數能夠為正 或負且能夠具有大於1或大於0小於1之一量值；或（4)(例 如）以上之組合。在任何情況下’回應信號之一振幅係與 所驅動之驅動電極與所監測之特定接收電極之間之耦合電 容有利相關。當然’ g(t)之振幅亦係與原函數f(t)之振幅成 比例。應注意（若期望）可僅使用一驅動信號之一單一脈衝 來判定一給定節點之g(t)之振幅。 控制器亦可包含電路以辨識並隔離回應信號之振幅。為 此’例示性電路裝置可包含一或多個峰值偵測器、取樣/ 保持緩衝器及/或低通濾波器’其等之選擇可取決於驅動 信號及對應回應信號之性質。控制器亦可包含一或多個類 比轉數位轉換器（ADC)以將一類比振幅轉換為一數位格 式。一或多個多工器亦可用以避免電路元件之不必要重 複。當然’控制器亦較佳包含其中儲存經量測振幅及相關 聯參數之一或多個記憶體裝置及一微處理器以執行必要計 算及控制功能。 藉由量測用於電極矩陣中之節點之各者的回應信號之一 振幅’控制器可產生與用於電極矩陣之節點之各者的耦合 1486l6.doc 201108081 電容相關之一經量測值矩陣。此等經量測值可與先前獲得 參考值之類似矩陣比較以判定由於存在一觸碰而已經歷 一耦合電容改變之節點（若有的話）。 · 現轉至圖2’我們從中看到用在一觸碰裝置中之一觸碰 面板210之一部分之一示意側視圖。該面板21〇包含一前層 212、包括一第一組電極之第一電極層214、絕緣層216、 包括較佳地正交於該第一组電極之一第二組電極2丨8a e的 第一電極層218及一後層220。層212之已曝露表面212a或 層220之已曝露表面220a可為或包括該觸碰面板21〇之觸碰 表面。 圖3 a描繪一觸碰裝置3 1 〇，其中展示在具有一驅動電極 314及經由搞合電容Cc而電容性搞合至該驅動電極gw之一 接收電極316的一觸碰面板312之背景下之有關控制器電 路，諸如驅動電路及偵測電路。讀者應瞭解此為一觸碰面 板之一般化，其中驅動電極314可為複數個驅動電極之一 者，且同樣地接收電極3 16可為複數個接收電極之一者， 該複數個接收電極配置於該觸碰面板上之一矩陣中。 其貫，在此夠與本文中所述之觸碰量測技術之至少某些 一起使用的所關注之一特定實施例中，觸碰面板可包括一 40x64(40列，64行）矩陣裝置，其具有—寬高比為16:1〇之 一 19英对對角線矩形觀看區。在此情況下，電極可具有約 0 · 2 5英吋之一均勻間隔。歸因於此實施例之尺寸，電極可 具有與之相關聯之有效雜散阻抗，例如列電極之電阻為 40K歐姆且行電極之電阻為64K歐姆。對於人為因素良好 148616.doc -13· 201108081 之觸碰回應而言，（若期望）可使量測矩陣之所有2 560 (40W)個節點處之耗合電容的回應時間車交快，例如 小於20毫秒或甚至小於 極且行電極用作為接收 10毫秒。若列電極係用作為驅動電 電極，且若同時取樣所有行電極， 則順序掃描該40個列電極需要（例如）2〇毫秒（或i 〇毫秒卜 每列電極（驅冑電極）之時間預算為〇 5毫秒（或〇 25毫秒）。 以其等之電特性（呈集總電路元件模型之形式）而非以其 等之實體特性描繪的圖3a之驅動電極3 14及接收電極⑽為 可在具有-小於4GX64矩陣之—觸碰裝置中發現之電極之 代表’但此不視為限制。在圖33之此代表性實施例中集 總電路模型中所示之串聯電阻尺可各具有ι〇κ歐姆值，且 集總電路模型中所示之雜散電容c可各具有2〇皮法⑽值， 但當然此等值不視為以任何方式之限制。在此代表性實施 例中，耦合電容Cc標稱為2皮法，且因電極314、316之間 之節點處之-使用纟手指318而存在之一觸碰導致耗合電 容下降約25% 制。 至約1_5皮法之一值。又，此等值不視為限 根據早先所述之控制器，觸碰裝置31〇使用特定電路來 詢問面板312以便判定面板312之節點之各者處之耦合電容 Cc。就此而言，讀者應瞭解控制器可藉由判定指示或回應 於耦合電容之一參數值（例如上所提及且如下進一步所描 述之一回應信號之一振幅）而判定耦合電容。為完成此任 務，裝置310較佳包含：一低阻抗驅動單元32〇，其耦合至 驅動電極314 ; —感測單元322，其耦合至接收電極316， 1486l6.doc 14 201108081 該接收電極3 16結合耦合電容對由該驅動單元供應之驅動 信號執行一微分；及一類比轉數位轉換器(:ADC)單元324， 其將由該感測單元322產生之回應信號之一振幅轉換成一 數位格式。取決於由該驅動單元32〇供應之驅動信號之性 質（且因此亦取決於由該感測單元322產生之回應信號之性 質）’裝置310亦可包含：一峰值偵測電路326a，其在此實 施例中亦充當一取樣/保持緩衝器；及一相關聯重設電路 3鳩，其可操作以重設峰幻貞測器。在大多數實際應用 中，裝置3 10將亦包含：介於信號產生器32〇與觸碰面板 之間之多工器，以便能夠在一給定時間定址複數個 驅動電極之任—者；以及介於該感測單元322(或所選電路 326b)與該ADC單元324之間之一多工器以允許一單一 縱單元快速取樣與多個接收電極相關聯之振幅，因此避 免各接收電極均需要一個ADC單元之花費。 駆動早兀320較佳為或包含—電壓源，其具有較佳足夠 低^持良好k遽完整性、減少注入式雜訊及/或維持快 速U上升及下降時間的一内阻抗。驅動單元咖於其之 輸出端處提供一Hi- ^ ffr? t ‘驅動彳§號給驅動電極3】.4 ^該驅動信 號本質上可由—留 ... 皁—隔離式脈衝組成，或其可包括形成一 連續AC波形或波形封 /玎巴（如正弦波、方波、三角波等等） 之複數個此等脈褕七 么 衝或一系列脈衝。就此而言，廣義術語 「脈衝」用以意指_牯 特疋k唬變動且不限於一矩形之短持 續時間及高振幅0芒* 、 、， 右期望快速偵測觸碰面板上之（若干）觸 碰，則驅動作缺h Μ μ '° 僅包含獲得一給定節點處之耦合電容 148616.doc •15· 201108081 之一可靠量測值所需之最小數量脈衝◊此對於具有大電極 矩陣（即.大1節點待感測）之觸碰面板變得尤為重要。較 佳地’（若干）驅動脈衝之峰值或最大振幅係較高（例如3伏 :至20伏特)以提供良好信雜比。雖然圖3a中展示為僅自 =部驅動電極314 ’但在某些實施例中驅動單元32〇可經 組態以自其之兩端部驅動電極314。例如，當電極314具有 _ 尚電阻時（因此增強驅動信號衰減性及對雜訊污染之敏感 性）’此可為有用，此可存在於基於IT〇之大矩陣型觸碰感 測器上。 讀者應記住驅動單元32〇之輸出端處所提供之驅動信號 與傳送至一特定驅動電極314之驅動信號之間可存在一差 別田（例如）一多工器或其他開關裝置係放置於驅動單元 20”觸碰面板3 12之間以將驅動單元（例如）逐一地選擇性 耦合至複數個驅動電極時，該差別變得重要。在此一情況 下驅動單元320於其輸出端處可具有一連續AC波形，諸 如方波、二角波或類似波，然而可憑藉該多工器之開關動 作而將此一波形之僅一脈衝或僅幾個脈衝逐一地傳送至任 何給定驅動電極。例如，可將一連續ACi形之一個脈衝 傳送至一第一驅動電極，可將該AC波形之下一脈衝傳送 至下-驅動電極等等，直至已驅動所有驅動電極，然後在 . 一重複循環中將該AC波形之下一脈衝再次傳送至該第一 驅動電極等等。 如以下連同圖4至圖6進一步所解釋，用在驅動信號中之 脈衝形狀可影響待用在裝置中之偵測/量測電子器件之選 148616.doc •16- 201108081 擇°可用脈衝形狀之實例包含矩形脈衝、斜坡式脈衝（對 稱或非對稱）及正弦波（例如鈴形）脈衝。 驅動單元320(若期望）可程式化以在不同時間提供不同 脈衝。例如’若驅動單元係通過—多工器_合至複數個 驅動電極，則驅動單元可經程式化以提供不同信號位準給 不同驅動電極以補償線電阻及雜散電容之電極與電極變 動。例如，用振幅比位於一位置處之需要一更短導電長度 之一 驅動電極高的一驅動信 一位置處之 需要穿過(若干)接收電極之一長導電長度的—驅動電極， 以便補償與接收電極相關聯之損失。（例如，參考圖丨之電 極矩陣，若列電極丨丨8a_e係驅動電極，則歸因於最接近電 極118e之控制線126之放置，通過長度比電極u8e上之一 驅動信號長的接收電極n 6a_e而耦合電極U8a上之一驅動 仏號）。以此方式提供不同驅動信號位準給不同驅動電極 係尤其有利於大電極矩陣，因為與其因觸碰螢幕内之損失 而程式化大量偵測電路（對應於接收電極之數量），倒不如 以一選擇量調整僅一個驅動信號，且以不同量適當調整傳 送至不同驅動電極之驅動信號。 提供給驅動電極3 14之驅動信號係經由耦合電容Cc而電 容性耦合至接收電極3 16，接著，接收電極係連接至感測 單元322。因此，感測單元322於其之一輸入端322a處接收 驅動信號（如由電極314、316及耦合電容Cc所傳輸）並從中 於一輸出端322b處產生一回應信號。較佳地，感測單元係 經5又4使付回應彳§號包含驅動信號之一微分化表示，該驅 148616.doc -17- 201108081 動信號之—振幅係回應於耗合電容k即：由感測單元產 生之回應信號較佳包含驅動信號之時間相關導數之某一形 式之至少-近似值。例如，回應信號可包含驅動信號或 (例如）經反相、經放大（包含小於丨之放大率）、電壓或振幅 經偏移及/或時間經偏移之一信號形式的時間導數。重複 早先柳述若以函數f(t)表示傳送至驅動電極之驅動信 號，則回應信號可為或包括至少近似之一函數g(t)，其中 g⑴=d f(t)/dt。 圖3a中展不執行此函數之一例示性電路。此電路之輸入 端（於322a處所示）係一運算放大器322c之反相輸入端。 孩運算放大态之另一輸入端（一非反相輸入端係設定為 可使最大信號範圍最佳化之一共同參考位準。在圖3中， 為簡單起見，此參考位準係展示為接地電位，但亦可使用 非零偏移電壓。一回饋電阻322d係連接於該運算放大器之 輸出端（於322b處）與反相輸入端之間。當以此方式連接 時，該運算放大器322c之反相輸入端（即：輸入端322&)係 維持為一虛擬接地相加點，且未在該點處觀察到信號。此 亦意謂接收電極3 16係維持為大體上等於該運算放大器之 非反相輸入端所保持之電壓的一恆定電壓。該回饋電阻器 322d可經選擇以最大化信號位準同時使信號失真保持較 低，且可以其他方式設定或調整該回饋電阻器，如本文中 所述。 以此方式連接之運算放大器322c與耦合電容Ce_起影響 傳送至驅動電極3 14之驅動信號之一微分化表示的產生。 148616.doc •18· 201108081 特定。之，在任何給定時間流過回饋電阻器322d之電流i 由以下方程式給出：

Kc*dV/dt， 八中ce係耦合電容，v表示傳送至驅動電極之時變驅動信 號且dV/dt係V之時間相關導數。雖然此方程式標稱上係 確仁°賣者應瞭解其未考慮由（例如）所用電極之寄生電 阻與電谷、運算放大器特性與限制及類似因數（其等可影 響電训· I之置值及動態回應）導致之各種二階效應^儘管如 此，流過回饋電阻器之電流I於輸出端322b處產生對應於 以上所响述之回應信號的一電壓信號。歸因於通過回饋電 阻器之電流流動之方向，使此回應信號反相，前提是：一 正dV/dt(V隨時間而增大）於輸出端3221?處產生一負電壓， 且一負dv/dt(v隨時間而減小）於輸出端322b處產生一正電 塵’且以下連同圖4至圖6而給出特定實例。此可表達為： VRS«-Rf*Cc*dV/dt， 其中vRS表示在任何給定時間於輸出端32几處之回應信號 電壓’且〜係回饋電阻器322d之電阻。應注意回應信號之 振幅（電壓）標稱上係與耦合電容Cc成比例。因此，因為電 極314、318之節點處之一觸碰減小耦合電容匕，所以可分 析由感測單元322提供之回應信號之峰值振幅或其他特性 振幅之一量測值以判定該節點處之一觸碰之存在。 在其中接收電極316為複數個接收電極之一者之若干實 施例中’可期望包含用於各接收電極之一專屬感測單元 322。此外，可有利地提供不同放大量（例如不同運算放大 148616.doc 201108081 器之回饋電阻器值不同)給不同感測單元以補償觸碰螢幕 内之不同驅動電極之不同信號損失。例如，位於一位置處 之需要穿過(若干)驅動電極之一長導電長度的一接收電極 有益地具有比位於一位置處之需要一更短導電長度的一接 收電極大之一放大率，以便補償與驅動電極相關聯之損 失。（例如，參考圖！之電極矩陣，若行電極U6a_e係接收 電極，則歸因於最接近電極1166之控制線128之放置，通 過長度比自電極116e接收之—信號長的驅動電極而 耦合自電極U6a接收之一信號)。以此方式提供不同放大 量給不同接收電極係尤其有利於大電極矩陣，因為某可減 少因觸碰螢幕内之損失而程式化大量偵測電路(對應於接 收電極之數量）之需要。 如上所提及，裝置310亦可包含：峰值❹】電路3施， 其在此實施例亦充當一取樣/保持緩衝器；及一相關聯重 設電路326b，其可操作以重設峰值偵測器。此等電路元件 可用在其中由感測單it 322產生之回應信號之峰值振幅係 用作為耗合電容之-量測值的情況中^此等情況可包含 其中由感測單元322提供之回應信號為高瞬變之若干實施 例例如在其中-或多個矩形脈衝係用於驅動信號之情況 中(參見(例如)以下之圖4a)。在此等情況下，峰值债測器 326a操作以使回應信號之峰值振幅維持一較長時間以允許 可靠地取樣並藉由ADC 324而轉換為一數位值。在具有複 數個接收電極之若干實施例中，—單_就可循環地搞合 至各接收電極之偵測電路，要求各读測電路使量測電壓維 148616.doc •20- 201108081 持一延長時段。在ADC 324完成量測之後，可藉由操作重 設電路326b而重設峰值偵測器使得可在下一循環中量測一 新峰值。 無需進一步解釋，一般技術者將明白描繪用於峰值偵測 器326a的二極體/電容器組合之基本操作，包含能夠使峰 值電壓維持一延長期且不使電容器通過感測單元322而放 電。同樣地’一般技術者將明白回應於觸點326c處所提供 之一適合重設控制信號的重設電路326b之基本操作。應注 意本文中可充分考慮能夠執行硬體、軟體或其等之組合中 之所描述之感測單元、峰值偵測器、取樣/保持緩衝器及/ 或重設電路之一或多個功能的其他已知電子裝置。 如先前所提及，較佳地提供ADC 324以將與回應信號相 關聯之振幅值轉換為用於與數位組件（諸如用於進一步處 理之一微處理器）一起使用之一數位格式。ADC可具有任 何適合設計，例如其可包括一高速連續近似暫存器（sar) 及/或一和差型轉換器。 關於一給定節點之經量測振幅值之進一步處理，經量測 振幅值可储存在-記憶體暫存时。若㈣，可儲存並平 均化與該給定節點相關聯之多個此等值（例如）以減小雜 訊。此外，較佳地比較經量測振幅值與一參考值以判定是 否已發生搞合電容之_減小，即：該給定節點處是否存在 某一觸碰。此比較可涉及(例如)自該參考值減去經量測 值。在涉及含有許多節點之一大觸碰矩陣的若干實施例 中，所有節點之經量測值可儲存在記憶體中並可個別地與 148616.doc •21 201108081 各自參考值比較以判定各節點處是否存在某一觸碰。藉由 分析比較資料，可判斷多重臨時性重疊觸碰（若在觸碰表 面上存在）之位置。能夠偵測之臨時重疊觸碰之數量可僅 爻觸碰面板内之電極柵之尺寸及驅動/偵測電路之速率限 制。在若干例示性實施例中，因對鄰近節點所偵測之差異 而執行内插以便準確判定位於節點之間之一觸碰位置。 圖3b描繪觸碰裝置348，其係類似於圖3&中所示之觸碰 裝置310，除其包含電壓源349作為感測單元322之部分的 微分放大器之一輸入以外。可根據需要組態此電壓輸入以 使電路輸出進入ADC之一感測範圍。例如，某些adc具有 0.5伏特至3伏特之感測範圍。感測單元322輸出信號之峰 值應在此範圍内以準確地使電壓數位化。電壓源349(或增 益，在感測單元322之背景下）可固定為用於所有接收器電 極之一電壓，或其可調整用於特定接收電極。在某些實施 例中，使用電阻器梯形網路來將不同電壓提供給以4至^ 〇 個接收電極為群組之感測單元。在某些實施例中，增益係 經設定以補償由驅動電極上之電阻導致之信號減弱。 圖3c描繪觸碰裝置350，其係類似於圖3a中所示之觸碰 裝置310，但含有在某些實施例中可更好容納來自顯示器 (諸如LCD顯示器）之雜訊的額外電路。LCD定址頻率總體 上接近或重疊於由控制器H4使用之頻率以介接觸碰面板 112。此導致可呈現為一共模信號之接收器電極上之雜 訊。一微分放大器可用以消除此共模信號。圖虹中所示之 電路增加一微分放大器352與額外峰值偵測電路351(經組 148616.doc •22· 201108081 態以偵測負電壓之峰值）及—額外重設電路353。 現轉至圖4a，我們從中看到—特定驅動信號彻之一電 壓-時間曲線圖及由圖3a中所描緣類型之一感測單元產生 之一（模型化）回應信號412之—對應電壓-時間曲線圖。為 該模型之用途’假定驅動電極、接收電極絲合電容（包 含其上之一觸碰效應’即：電容自2.0皮法減壯5皮法)之 電預性係如以上連„3a之代表性實施例所述。此外， 假定用於運算放大器322c之回饋電阻器m約為歐 姆。 可看到驅動信號41〇為-方波，其含有—系列矩形脈衝 lla 411 c、411 e、..·411 k。假定將此整個信號傳送至一 特定驅動f極’雖然在許多實施财可在-給定時間將更 小數量（例如僅一個或兩個）之脈衝傳送至一給定驅動電 極此後可將一或多個脈衝傳送至一不同驅動電極等等。 可看到由感測單元產生之回應信號4丨2包括複數個衝擊脈 衝413a-l，期望為一微分化方波之每一矩形脈衝4iia對應 兩個衝擊脈衝。因此，例如，驅動脈衝々Ha產生與矩形脈 衝之正向轉變（左側）相關聯之一負向衝擊脈衝4i3a及與矩 形脈衝之負向轉變（右側）相關聯之一正向衝擊脈衝41扑。 由於運算放大器信號帶寬及觸碰螢幕2RC濾波效應而圓 形化該等衝擊脈衝。儘管與信號41〇之一時間相關理想導 數存在偏差，但回應信號412可視為包括驅動信號之一微 分化表示。 如所示，驅動脈衝41U、411c、4Ue、，"411k全部具有 148616.doc •23- 201108081 相同振幅’雖然亦可傳送不同振幅之脈衝，如上所解釋。 然而’儘管驅動脈衝之振幅共同，但可看到發生在時段 仙内之衝擊脈衝413a_g具有—第—峰值㈣，且可看到 發生在時段4i2b内之衝擊脈衝具有小於該第一峰值 振幅之一第二峰值振幅。此原因為模型在衝擊脈衝“Μ之 後且在衝擊脈衝413h之前之時間内於一點處引入一耦合電 容Ce改變，此改變對應於自一非觸碰狀態（Ce = 2皮法）至一 觸石亚狀態（Ce=1.5皮法）之一轉變。時段412b期間之衝擊脈 衝之減小峰值振幅易於被量測且與適用節點處之一觸碰事 件相關聯。 衝擊脈衝4 1 3 a -1之瞬變性使其等尤其適於與一峰值偵測 器及取樣/保持緩衝器一起使用，如連同圖3所述，使得可 由ADC獲得並取樣峰值振幅之一準確量測值。 圖4b描繪若干曲線圖，該等曲線圖展示來自包含驅動電 極之序列驅動的一實施例之代表性波形。波形43〇、43丨及 432表示三個單獨（可彼此相鄰）驅動電極（例如，一矩陣型 感測器上之一第一列、第二列及第三列）上之時段t期間之 脈衝#號。波形4 3 3、4 3 4及4 3 5表示由相同時段期間之三 個單獨接收電極（例如，一矩陣型感測器上之行）上之脈衝 信號引起之微分化輸出。應注意各接收電極（行）具有一類 似回應量變曲線。順序地驅動對應於波形43〇、43丨及432 之驅動電極《在驅動各電極之後（以波形430、431或432之 任何個體表示），將可在與各接收電極（行）相關聯之峰值偵 測電路中取得峰值振幅之一電壓表示，如以上連同圖3所 1486I6.doc -24- 201108081 述。因此，在驅動各驅動電極（行）之後，取樣用於所有接 收電極(行)之峰值偵測電路上之所得電壓，接著重設相關 ^之峰值偵測電路，然後驅動下一序列之驅動電極（等 等）X此方式，可個別地定址並取樣矩陣型電容性觸碰 感測器中之各節點。 圖5&描繪一對曲線圖，該等曲線圖類似於鈍之曲線圖且 用於電子組態相同之驅動電極、接收電極、耦合電容及感 測單7C但驅動信號形狀不同。圖&之驅動信號51〇包含斜 坡式脈衝5Ua、511e、511e、...5出，使得所得回應信號 512包含矩形脈衝513a_j。由模型預測之矩形脈衝展現具有 稍微圓角之幾乎垂直高/低轉變，為簡單起見，已將該轉 又重、會為垂直線及尖角。矩形脈衝之上升及下降時間受限 於：用驅動電極及接收電極内之RC傳輸線。驅動脈衝5iu 4寻以對稱斜坡开〉為特徵，且各脈衝之前半部分具有一 正向斜度及後半部分具有相同量值之一負向斜度。接著， 亦將此對稱性轉給回應信號512，其t負向脈衝5ih、 513c等等與正向脈衝513b' 513d等等大體上相抵。類似於 圖4a之描述，模型在矩形脈衝5Ue之後且在矩形脈衝51灯 之前之時間内（即：在自時段51。至時段51几之轉變内）於 一點處引入一耦合電容（：。改變，此改變對應於自一非觸碰 狀態（Ce=2皮法）至一觸碰狀態（Ce=15皮法）之一轉變。時 k 5 12b期間發生之回應信號脈衝之減小振幅易於被量測且 與適用節點處之一觸碰事件相關聯。圖化之一值得注意特 徵為在各脈衝5i3a-j之各平線區之回應信號512之較穩態特 148616.doc -25- 201108081 性（在給线衝之時間標度内），其中—負向脈衝5ΐ3&、 ⑴C等等之「平線區」應理解為脈衝形狀之「底部」而脈 _3b、513d等等之「平線區」為脈衝形狀之「頂部」。 此穩態特性係由於驅動脈衝在驅動脈衝之—實質部分上具 有一悝定斜度，即：-斜坡形狀。在某些實施例中，觸碰 裝置設計者希望利用此穩態特性以便消除不必要電路件並 減少成本。特定言U為回應信號本身在脈衝之時間標 度内維持-大體上恆定振幅(一脈衝之平線區)，且因為： 怪定振幅指示或回應於耗合電容Ce，所以倘若穩態特性之 時間標度對ADC而f足夠長以取樣並量測振幅，則可不再 需要連同圖3a所述之峰值侧器、取樣/保持緩衝写及重 設電路且可將其等自系統消除。若期望，為減小雜訊，可 通過-低通渡波器而發送此等情況下由感測單元產生之回 應信號，該低通據波器之截止頻率係經選擇以大體上維持 與未經過祕衝總體相同之保真度或形狀同時㈣較高頻 率雜訊。接著’可將此一渡波器之輸出(即：經過遽回岸 信號）供應給ADC。當然，對於斜坡型驅動脈衝而言，在 某些情況下可期望保留峰值债測器、取樣/保持緩衝器及 重設電路，不論是否利用低通濾波器。 若期望，-整流電路可用在產生回應信號中之正向脈種 及負向脈衝的若干觸碰裝置實施例中’參見(例如)圖4a《 信號412及圖5a之信號512。此等信號之整流對應地有益於 其他電路功⑧’諸如蜂值{貞測及類比轉數位轉換。就圖^ 之信號512而言，由於各自信號之對稱性，所以該信號之 1486J6.doc •26· 201108081 一經整流形式有利地大體上連續維持一穩態電壓位準（忽 略由運算放大器限制及RC傳輸線效應引起之瞬變效應）。 圖5b描繪若干對曲線圖，該等曲線圖除使用一不同類型 之驅動波形以外展示來自包含驅動電極之序列驅動的若干 實施例之代表性波形，類似於圖4b。波形76〇、761及M2 係一個單獨（可彼此相鄰）驅動電極（例如，一矩陣型感測器 上之一第一列、第二列及第三列）上之時段丨期間之代表性 驅動三角脈衝信號。波形763、764及765係相同時段期間 在接收電極（例如行）上可看到之各自所得波形。 現轉至圖6a，此中之曲線圖對係類似於圖5a及圖4&之曲 線圖，且假定驅動電極、接收電極、耦合電容及感測單元 之電子組態相同，但使用又一驅動信號形狀。圖补之驅動 信號610包含產生具有大體上矩形脈衝6na_e之所得回應 信號612的斜坡式脈衝611a_e。與圖5a之對稱斜坡形狀不 同，斜坡式脈衝611a-e係非對稱以便最大化由斜坡使用之 脈衝時間占比。然而，此斜坡最大化導致各驅動脈衝之一 側上之一快速低至高轉變，此產生限制回應信號612之各 矩形脈衝的一負向衝擊脈衝。儘管所得結果與完美矩形性 存在偏差，但脈衝613a-e大體上為矩形，前提是：脈衝 613a-e在兩個較陡高至低轉變之間維持一較恆定振幅平線 區。就其本身而言且以類比於圖5 a之信號5 ί 2的一方式， 由於驅動脈衝在驅動脈衝之一實質部分上具有一恆定斜度 (即：一斜坡形狀）’所以信號612之脈衝包含一穩態特性。 因此’倘若穩癌特性之時間標度對ADC而言足夠長以取樣 148616.doc •27· 201108081 並量測振幅，則觸碰裝置設計者再次希望利用此穩態特性 以消除峰值偵測器、取樣/保持緩衝器及重設電路。亦可 將一低通濾波器增加至電路設計，如上所述。 圖6b描繪一對曲線圖，該等曲線圖除使用一不同類型之 驅動波形以外展示來自包含驅動電極之序列驅動的若干實 施例之代表性波形’類似於圖4b及圖5b。波形75〇、75 i及 752係三個單獨（可彼此相鄰）驅動電極（例如，一矩陣型感 測上之一第一列、第二列及第三列）上之時段t期間之代 表性驅動斜坡式脈衝信號。波形753、754及755(圖7b)與波 形763、764及765(圖7c)係相同時段期間接收電極（例如行） 上可看到之各自所得波形。 現轉至圖7，我們從中看到一脈衝驅動信號go?之一電 壓-時間曲線圖及可為分別由圖3 c中所描繪電路之感測單 元322及微分放大器352產生之輸出的一（模型化）第一回應 k號801及第二回應信號8〇2之一對應電壓_時間曲線圖。 為該模型之用途’假定驅動電極、接收電極及耦合電容 (包含其上之一觸碰效應，即：電容自2 〇皮法減至1·5皮 法）之電子特性係如以上連同圖3&之代表性實施例所述。 第一回應信號801係來自感測單元322之模型化輸出。其 包含一正弦曲線形式，該正弦曲線形式指示類似於自一 LCD面板接收為雜訊之信號的一共模信號。回應信號8〇2 係來自微分放大器352之各自模型化輸出（為說明之目的， 圖中展示為短虛線；實際輸出應為一實線）。來自微分放 大器3 5 2之輸出實際上係脈衝之總和（為說明之目的，圖中 148616.doc -28- 201108081 未按比例繪製）。圖7上之個別脈衝（803a...d、804e、f、g) 具有與圖4 a中之脈衝413 a…k相同之量變曲線，但在圖7中 脈衝因縮放比例而呈現不同。第一負脈衝（803a)係經蜂值 偵測並匯總在放大器之反相輸入端上，給出回應信號 上之第一步驟（步驟805a)。接著，正脈衝（8〇4e)係經峰值 偵測並匯總在放大器之非反相輸入端上，於輸出端處給出 正峰值與負峰值之總和（步驟805b)。隨後脈衝與共模信號 實質上均不影響步驟805b後的回應信號802之電壓位準。 可藉由量測以一系列脈衝後（即：在電壓已達到由步驟 805b界定之一平線區後）之波形802表示之.一第一電壓取 樣、使用重設電路353與326b(圖3c)重設峰值偵測器及接著 使用相同或類似處理等等來量測一第二電壓取樣而感測一 觸碰。在某些實施例中，此等取樣電壓相對某一臨限值之 改變指示一觸碰。 圖8係一觸碰裝置710之一示意圖，該觸碰裝置7ι〇包 含：一觸碰面板712，其具有電容性耦合電極之一 4χ8矩 陣；及各種電路組件，其等可用以偵測該觸碰面板上之多 重同時觸碰。該電極矩陣包含由平行驅動電極a、b、 組成之一上電極陣列。亦包含由平行接收電極ei、Μ、 Ε3、Ε4、Ε5、Ε6，Ε^成之一下陣列。該上電極陣 列及該下電極陣列係經配置以彼此正交。對於該矩陣之各 種節點而t ’將各對正交電極之間之電容性搞合（以上稱 為一給定節點之耦合電容Cc)標記為Cla、c2a、c3a、 C4a'⑽、C2b及⑶等等直至C8d(如所示），在—非觸碰 1486I6.doc -29- 201108081 狀態下其等之值可全部近似相等但其等在施加一觸碰時減 J如先前所述。圖中亦描繪各種接收電極與接地之間之 電容（C1-C8)及各種驅動電極與接地之間之電容，至十）。 藉由如參考圖3a所述之下列電路而監測此矩陣之32個節 點（即：與之相關聯之互電容或耦合電容）：驅動單元714 ; 多工器716 ;感測單元S1-S8 ;所選峰值偵測api_p8，其 等亦可充當取樣/保持緩衝器；多工器718 :以及adc 720 ;及控制器722，如所示，其用導電跡線或導線而連接 所有電路（除為便於說明而從圖式中省略控制器722與峰值 偵測器P1-P7之各者之間之連接以外）。 在操作中，控制器722導致驅動單元714產生包括藉由多 工器716之操作而傳送至驅動電極a之—❹個驅動脈衝的 -驅動信號。驅動信號經由接收電極之各自互電容與驅動 電極a而耦合至接收電極E1_E8之各者。耦合信號導致感測 單元S1-S8同時或大體上同時產生用於接收電極之各者之 回應信號。因此，此時此刻在裝置71〇之操作中傳送至 驅動電極a之驅動信號（其可最多包含（例如）5個、4個、3個 或2個驅動脈衝，或其可僅具有—個驅動脈衝）同時導致感 測單元si產生其之振幅指示節點E1/a之耗合電容…的一 回應信號及感測單元S2產生其之振幅指示節點肪3之輕合 電容⑶的一回應信號等等，其他感測單以3-S8對應於節 點抓至齡。若回應信號具有一高瞬變性，（例如）正如 圖4a之信號412，則可提供峰值偵測器ρι_ρ8則貞測由感測 單元81_88提供之各自回應信號之峰值振幅且於峰值㈣ 148616.doc •30· 201108081 器之輪出端處視情況取樣並 。口 幅。或者，— ' "至多工器718之振 信號係呈 :回言號具有-明顯穩態特性，例如若回應 盥612，目h ’正如上述之信號512 ” 可用低通濾波器更換峰值偵洌岑，$ _^入， 略峰值偵測哭枯〜， m負刃咨，或可完全省 中。在Γ 元之輸出直接鑛送至多工器川 路 月况下，當將特性振幅信號（例如回鹿作號之

峰值振幅或平均振幅）傳送至多工器 H 速循環多工恶718姓β Λ 控刺器722快 嶋二 720首先麵合至峰值偵測器 以旦^，或輕合至—低通滤波器’或搞合至（例如則 卽點E1/a相關聯之特性振幅，接著耗合至峰值伯 二以量測與節點咖相關聯之特性振幅等等，最後耦 合至峰㈣測1以量測與節細/a相關聯之特性振幅。 當量測此等特性振幅時’值係儲存在控制器722中。若峰 值僧測器包含取樣/保持緩衝器，則控制器在量測完成後 重設峰值偵測器。 f下-階段之操作中，控制器722循環多工器714以將驅 動單元714耦合至驅動電極b，並導致驅動單元產生亦包括 一或多個驅動脈衝之另一驅動信號（此刻傳送至電極b)。傳 送至電極b之驅動信號可與先前傳送至電極a之驅動信號相 同或不同。例如，因為與以上所解釋之觸碰面板損失有關 之理由，歸因於電極b更接近於自其等取得回應信號的感 測電極E1-E8之端部（因此降低損失），傳送至電極b之驅動 信號可具有比傳送至電極&之驅動信號小的一振幅。在任 何情況下，傳送至電極b之驅動信號同時導致感測單元81 148616.doc -31 - 201108081 Π:振幅指示節點E1/b之麵合電容m的一回應信號 龙展％以生其之振幅指示節點E2/b之耗合電容c2b 的一回應信號等等，苴仙式 。_ 、 寻其他感測早兀S3-S8對應於節點E3/b 至b卩上連同第一階段操作所論述之峰值偵測器pips 或取樣 /保持 緩衝器 或低通 遽;皮器 之存在 與否同 樣可適 > / &在任何情況T ’當將特性振幅信號（例如回應 信號之峰值振幅或平均振幅)傳送至多工器718時控制器 ^快«環多工器718使得鞭72g首絲合至峰值偵測 益PU右存在，或耦合至一低通濾波器，或耦合至(例 如）S1)以量測與節點E1/b相關聯之特性振幅，接著耗合至 峰值偵測器P2以量測與節點E2/b相關聯之特性振幅等等， 最㈣合至峰值谓測器P8以量測與節點E8/b相關聯之特性 :巾二當量測此等特性振幅時，值係儲存在控制器M2 。若峰值偵測器包含取樣/保持緩衝器，則控制器在量 測元成後重設峰值偵測器。 兩個以上階段之操作以類似方式接著進行，其中將一驅 動信號傳送至電m測並儲存與節㈣/e謂/e相關聯 特ί·生振ί*田’及接著將一驅動信號傳送至電極d且量測並 儲存與節點Ε1/α E8/d相關聯之特性振幅。 ，寺已在非常紐時框（例如在某些情況下為（例如）小 於20毫秒或小於10毫秒）内量測並儲存觸碰矩陣之所有節 點之特性振幅。接著’控制器722可比較此等振幅與節點 各者之參考振幅以獲得各節點之比較值(例如差值若參 振幅表不一非觸碰狀態，則一給定節點之零差值指示此 148616.doc •32· 201108081 —明顯差值表示節點 若鄰近節點展現明顯 如上所提及。 節點處未發生「觸碰」。另一方面， 處之一觸碰（其可包含一部分觸碰）。 差值，則控制器722可採用内插技術 、^另有扣示，否則用在說明書及請求項中之表達數量 之所有數字、性質之量測等等應理解為以術語「大約」加 以修飾。因此’除非有相反指示，否則說明書及請求項中 所闡述之數字參數為近似值，料參數可㈣本發明之教 不根據熟習此項技術者尋求獲得之期望性質而變動。並非 試圖將等效物之教義之應用限制於請求項之範圍，應至少 根據所記錄之有效數位數量且藉由應用—般捨人技術而二 釋各數字參數。儘管闡述本發明之廣義範圍之數字範圍及 參數為近似值，某種程度上本文中所述之特定實例中闡述 任何數值，但應儘可能合理準確地記錄數值。然而，任何 數值均可能含有與測試或量測限制相關聯之錯誤。 在不背離本發明之精神及範圍之情況下，熟習技術者將 明白本發明之各種修飾及變更，且應瞭解本發明不限於本 文中所闡述之說明性實施例。例如，讀者應假定除非另有 才a示’否則一揭示實施例之特徵亦可應用於所有其他揭示 實施例。亦應瞭解本文中涉及之所有美國專利、專利申嗜 公開案及其他專利與非專利檔以引用方式併入，某種程度 上其等不否定前述揭示内容。 【圖式簡單說明】 圖1係一觸碰裝置之一示意圖； 圖2係用在一觸碰裝置中之一觸碰面板之一部分之—示 148616.doc -33- 201108081 意側視圖； 圖3a係一觸碰裝置之一示意圖，其中展示一驅動電極及 電容性耦合至該驅動電極之一接收電極之背景下之有關驅 動電路及偵測電路； 圖3b係與圖3a之裝置類似但包含額外電路以說明接收器 電極上之信號強度之差異的一觸敏裝置之一示意圖； 圖3c係與圖3a之裝置類似但包含額外電路以說明來自 (例如）一顯示器之雜訊的一觸敏裝置之一示意圖； 圖4a係用於圖3a之觸碰裝置的一驅動信號及一對應（模 型化）回應信號之一曲線圖，其中該驅動信號包含矩形脈 衝且a玄回應彳g號包含衝擊脈衝； 圖4b係展示用於三個驅動電極之模型化波形及三個接收 電極上之相關聯回應波形的一曲線圖； 圖5a係與圖4a之曲線圖類似但驅動信號不同之一曲線 圖’ έ亥驅動信號包含斜坡式脈衝且該回應信號包含矩形狀 脈衝； 圖5b係展示用於三個驅動電極之模型化波形及三個接收 電極上之相關聯回應波形的一曲線圖，其類似於圖4b ; 圖6a係用於圖3a之觸碰裝置的又一驅動信號及一預期回 應k唬之一不意描繪的一曲線圖，該驅動信號包含斜坡式 脈衝且該回應信號包含矩形脈衝； 圖6b係展不用於三個驅動電極之模型化波形及三個接收 電極上之相關聯回應波形的一曲線圖，其類似於圖4b及圖 5b ； 148616.doc -34· 201108081 圖7係用於圖3c之觸碰裝置的一驅動信號及對應（模型化） 回應信號的一曲線圖，其中該驅動信號包含矩形脈衝且該 回應信號包含衝擊脈衝；及 圖8係一觸碰裝置之一示意圖，該觸碰裝置包含：一觸 碰面板，其具有電容性耦合電極之一4χ8矩陣，·及各種電 【主要元件符號說明】 110 觸碰裝置 112 觸碰面板 114 控制器 114a 觸碰輸出端 116a 行電極 116b 行電極 116c 行電極 116d 行電極 116e 行電極 118a 列電極 118b 列電極 118c 列電極 118d 列電極 118e 列電極 120 界線/觀看區 122 節點 124 節點 148616.doc .35- 201108081 126 控制線 128 控制線 130 手指 131 觸碰位置 132 手指 133 觸碰位置 210 觸碰面板 212 前層 212a 已曝露表面 214 第一電極層 216 絕緣層 218 第二電極層 218a 電極 218b 電極 218c 電極 218d 電極 218e 電極 220 後層 220a 已曝露表面 310 觸碰裝置 312 觸碰面板 314 驅動電極 316 接收電極 318 手指 148616.doc 201108081 320 驅動單元 322 感測單元 322a 輸入端 322b 輸出端 322c 運算放大器 322d 回饋電阻器 324 類比轉數位轉換器（ADC)單元 326a 峰值偵測電路 326b 重設電路 326c 觸點 348 觸碰裝置 349 電壓源 350 觸碰裝置 351 峰值偵測電路 352 微分放大器 353 重設電路 410 驅動信號 411a 矩形脈衝 411c 矩形脈衝 411e 矩形脈衝 411g 矩形脈衝 411i 矩形脈衝 411k 矩形脈衝 412 回應信號 148616.doc -37- 201108081 412a 時段 412b 時段 413a 負向衝擊脈衝 413b 正向衝擊脈衝 413c 負向衝擊脈衝 413d 正向衝擊脈衝 413e 負向衝擊脈衝 413f 正向衝擊脈衝 413g 負向衝擊脈衝 413h 正向衝擊脈衝 413i 負向衝擊脈衝 413j 正向衝擊脈衝 413k 負向衝擊脈衝 430 波形 431 波形 432 波形 433 波形 434 波形 435 波形 510 驅動信號 511a 斜坡式脈衝 511c 斜坡式脈衝 511e 斜坡式脈衝 511g 斜坡式脈衝 •38- 148616.doc 201108081 511i 斜坡式脈衝 512 回應信號 512a 時段 512b 時段 513a 負向矩形脈衝 513b 正向矩形脈衝 513c 負向矩形脈衝 513d 正向矩形脈衝 513e 負向矩形脈衝 513f 正向矩形脈衝 513g 負向矩形脈衝 513h 正向矩形脈衝 513i 負向矩形脈衝 513j 正向矩形脈衝 610 驅動信號 611a 斜坡式脈衝 611b 斜坡式脈衝 611c 斜坡式脈衝 611d 斜坡式脈衝 611e 斜坡式脈衝 612 回應信號 612a 時段 612b 時段 613a 矩形脈衝 148616.doc -39- 201108081 613b 矩形脈衝 613c 矩形脈衝 613d 矩形脈衝 613e 矩形脈衝 710 觸碰裝置 712 觸碰面板 714 驅動電路 716 多工器 718 多工器 720 類比轉數位轉換器（ADC) 722 控制器 750 波形 751 波形 752 波形 753 波形 754 波形 755 波形 760 波形 761 波形 762 波形 763 波形 764 波形 765 波形 801 第一回應信號 148616.doc - 40 - 201108081 802 第二回應信號 803a 負脈衝 803b 負脈衝 803c 負脈衝 803d 負脈衝 804e 正脈衝 804f 正脈衝 804g 正脈衝 805a 步驟 805b 步驟 807 驅動信號 3.-d 驅動電極 a'-d， 電容 C1-C8 電容 C1 a-C8a 電容 Clb-C8b 電容 C1 c-C8c 電容 Cld-C8d 電容 C〇 耦合電容 E1-E8 接收電極 P1-P8 峰值4貞測器 S1-S8 感測單元 •41 148616.doc

Claims (1)

1. 201108081 七、申請專利範圍： 1. 一種觸敏裝置，其包括： 一面板’其包括—觸碰表面及界定一電極矩陣之複數 個電極’該複數個電極包括複數個驅動電極及複數個接 收電極各驅動電極均係於該矩陣之一各自節點處電容 性耦S至各接收電極，該面板係經組態使得最接近該等 1點之、’。疋者的該觸碰表面上之一觸碰改變與該給定. 節點相關聯之驅動電極與接收電極之間一耦合電容； 驅動單元，其經組態以產生一驅動信號並將該驅動 信號逐一地傳送至該等驅動電極； 感測單元，對於傳送至各驅動電極之各驅動信號而 /感測益經組態以產生用於該複數個接收電極之回 號4等回應信號之各者均包括該驅動信號之一微 Μ表丁 „亥等回應k t之各者之—振幅係回應於相關 聯節點處之該耦合電容；及 2. 3. /量測單it，其經組態以量測用於該等節點之各者的 "亥等，應信號之各者之該振幅，並從中判定該觸碰表面 上之多重臨時性重疊觸碰（若存在）之位置。 生器及裝置’其中该驅動單元包含—驅動信號產 選摆夕工器，該驅動信號產生器可通過該多工器而 選擇性耦合至該等驅動電極之—給定者。 如請求項1之裝置，其中對 古，贫;_ 、及萼接收冤極之各者而 …1早7^包含具有耦合至該各自接收電極之一反 相輸入端的一運算放大器。 14S616.doc 201108081 4. 5. 6. 如請求項1之# $ ^ 其中感測單元係經進一步έ且能 該等接收電極轉—以㈣。 以^使 如5青求項1之梦番 ^ /、中§亥驅動、5虎包括一矩形脈衝。 士 ：求項1之裝置，其中對於該等接收電極之各者而 :以=:單Γ包含—峰值偵測器，該峰值债測器經組 測器W β ^各自回應信號之—最大振幅的—峰值#

   如請求項6之裝置， 緩衝器。 其中各峰值偵測器包括—取樣/保持 8.如。月求項6之裝置，其中各峰值债測器包括耗合至 谷器之一個二極體。 9. 10. 2請求項8之裝置，其中對於該等接收電極之各者而 ° °亥感測單元包含耦合至該各自電容器且經組態以回 應於—重設信號而使該各自電容器放電之一重設開關。 如凊求項1之裝置，#中該量測單元包括一類比轉數位 轉換器（ADC)及一多工器，該ADC通過該多工器而耦合 至5玄感刻單元。 比如請求項1之裝置，其中該驅動信號包括複數個序列脈 衝且各回應彳§號均包括複數個對應回應脈衝且其中對 於各回應信號而言，該量測單元係經組態以量測表示該 複數個回應脈衝之振幅的一振幅。 12.如請求項11之裝置，其中對於各回應信號而言，該量測 單π係經組態以量測該複數個回應脈衝之該等振幅之— 最大者。 148616.doc 201108081 13. 如請求項1之裝置，其中該驅動信號包括一斜坡式脈 衝。 14. 如請求項13之裝置，其中各回應信號均包括一矩形脈 衝。 15. 如請求項14之裝置’其中該量測單元包括一低通濾波器 以平滑化該矩形脈衝之一平線區。 16. 如請求項14之裝置，其中該量測單元包括一類比轉數位 轉換器（ADC)且係經調適以將各回應信號耦合至該adc 而無需使該等回應信號通過任何峰值偵測器。 17 ·如清求項1之裝置，其中該驅動單元係經組態以將一第 一驅動信號傳送至一第一驅動電極且將一第二驅動信號 傳送至一第二驅動電極，且其中該第一驅動信號具有不 同於該第二驅動信號之信號振幅的一信號振幅。 I8·如凊求項1之裝置，其中該感測單元包含耦合·至一第一 接收電極之一第一感測單元及耦合至一第二接收電極之 第一感測單元’且其中該第一感測單元具有不同於與 °玄第一感測單元相關聯之一放大率的與該第一感測單元 相關聯之一放大率。 19. 如明求項1之裝置’其中該量測單元額外包含經組態以 . 減小或消除共模雜訊之一微分放大器》 20. —種觸敏裝置，其包括： 面板’其包括一觸碰表面及界定一電極矩陣之複數 個電極，该電極矩陣係經組態使得最接近該矩陣之一給 疋節點的该觸碰表面上之一觸碰改變該等電極之兩者之 148616.doc 201108081 間之一耦合電容； 一驅動單元 一夕 ，其耦合至該電極矩陣且經組態以產生包 一 ^個斜坡式脈衝之-驅動信號； 感測單元’其耦合至該電極矩陣且經組態以產生回 應於該驅動信號之包含一或多個矩形脈衝之至少一回應 信號，該至少一回應信號之一振幅係回應於該觸碰表面 上之一觸碰。 148616.doc 4-