TW201512944A - 觸摸控制器架構 - Google Patents

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TW201512944A TW103126285A TW103126285A TW201512944A TW 201512944 A TW201512944 A TW 201512944A TW 103126285 A TW103126285 A TW 103126285A TW 103126285 A TW103126285 A TW 103126285A TW 201512944 A TW201512944 A TW 201512944A
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Abstract

本發明揭示一種可根據掃描計劃來組態觸控電路之觸摸控制器，該掃描計劃可定義待執行於觸控面板上之一連串掃描事件。該觸摸控制器可包括：一可組態之傳輸區段，其用以產生激勵信號以驅動該面板；一可組態之接收區段，其用以接收並處理來自該面板之觸控信號；及一可組態之記憶體，其用以儲存該等觸控信號。該觸摸控制器亦可包括一可程式化之掃描引擎，該可程式化之掃描引擎用以根據該掃描計劃來組態該傳輸區段、該接收區段及該記憶體。該觸摸控制器有利地提供較強健且較靈活之觸控電路以處置面板處之各種類型之觸摸事件。本發明亦揭示一種可產生激勵信號之主動式手寫筆，該等激勵信號可由該觸摸控制器於各種觸摸事件期間在該面板處加以偵測。

Description

觸摸控制器架構
本發明大體而言係關於觸摸控制器，且更具體言之係關於可根據掃描計劃加以組態之觸摸控制器架構。
目前，許多類型之輸入器件可用於在運算系統中執行操作，諸如按鈕或鍵、滑鼠、軌跡球、操縱桿、觸控面板、觸控螢幕及其類似者。觸敏器件(且詳言之，觸控螢幕)由於其操作之容易性及通用性以及其可擔負得起的價格而十分風行。觸敏器件可包括：觸控面板，其可為具有觸敏表面之透明面板；及諸如液晶顯示器(LCD)之顯示器件，其可部分地或完全地定位於面板後面，使得觸敏表面可覆蓋顯示器件之可檢視區域的至少一部分。觸敏器件可允許使用者藉由使用手指、手寫筆或其他物件而在常常藉由正由顯示器件顯示之使用者介面(UI)所指定的位置處觸摸觸控面板或懸停於觸控面板上面來執行各種功能。一般而言，觸敏器件可辨識觸摸或懸停事件及該事件在觸控面板上之位置，且運算系統可接著根據在該事件時出現之顯示內容來解譯該事件，且此後可基於該事件來執行一或多個動作。
正開發觸敏器件以辨識愈來愈多類型之觸摸及懸停事件。需要開發器件電路從而以及時及準確之方式來執行數目不斷增多的事件。
本發明係關於一種可根據掃描計劃來組態觸控電路之觸摸控制 器，該掃描計劃可定義待執行於觸控面板上之一連串掃描事件。觸摸控制器可包括：一可組態之傳輸區段，其用以產生激勵信號以驅動面板；一可組態之接收區段，其用以接收並處理來自面板之觸控信號；及一可組態之記憶體，其用以儲存該等觸控信號。觸摸控制器亦可包括一可程式化之掃描引擎，其用以根據掃描計劃來組態傳輸區段、接收區段及記憶體。觸摸控制器可有利地提供較強健且較靈活之觸控電路以處置面板處之各種類型之觸摸事件。本發明亦係關於一種可產生激勵信號之主動式手寫筆，該等激勵信號可由觸摸控制器於掃描事件期間在面板處加以偵測。
1a‧‧‧控制信號
2a‧‧‧控制信號
100‧‧‧運算系統
102‧‧‧觸摸控制器
104‧‧‧手指
106‧‧‧手寫筆
108‧‧‧無線通信通道
114‧‧‧觸摸感測器面板
128‧‧‧主機處理器
130‧‧‧顯示器件
132‧‧‧程式儲存器
140‧‧‧感測線
142‧‧‧驅動線
144‧‧‧觸控節點
146‧‧‧驅動控制器
148‧‧‧觸控處理器
150‧‧‧感測電路
152‧‧‧驅動多工器
154‧‧‧感測多工器
156‧‧‧頻譜分析器
160‧‧‧從屬感測電路
166‧‧‧從屬驅動控制器
170‧‧‧無線通信晶片
200‧‧‧手寫筆
202‧‧‧電極
204‧‧‧控制電路
206‧‧‧無線通信晶片
208‧‧‧力感測器
220‧‧‧觸摸感測器面板
230‧‧‧觸摸控制器
240‧‧‧主機處理器
250‧‧‧無線通信晶片
300‧‧‧觸摸控制器
310‧‧‧面板掃描引擎
320‧‧‧傳輸區段
330‧‧‧接收區段
340‧‧‧RAM
342‧‧‧掃描計劃
344‧‧‧觸控資料
400‧‧‧觸摸感測器面板
401‧‧‧列跡線
402‧‧‧行跡線
406‧‧‧觸控節點
408‧‧‧感測放大器
500‧‧‧觸摸感測器面板
501‧‧‧第一列
511‧‧‧第二列
521‧‧‧第三列
531‧‧‧第四列
600‧‧‧觸摸感測器面板
602‧‧‧第一行
612‧‧‧第二行
622‧‧‧第三行
632‧‧‧第四行
700‧‧‧觸摸感測器面板
701‧‧‧列跡線
702‧‧‧行跡線
708‧‧‧感測放大器
720‧‧‧手指
800‧‧‧觸摸感測器面板
801‧‧‧列跡線
802‧‧‧行跡線
804‧‧‧手寫筆
806‧‧‧觸控節點
900‧‧‧觸摸感測器面板
901‧‧‧列跡線
902‧‧‧行跡線
1020‧‧‧傳輸區段
1021a‧‧‧傳輸數值控制振盪器(NCO)
1021b‧‧‧傳輸數值控制振盪器(NCO)
1022a‧‧‧傳輸數位轉類比轉換器(DAC)
1022b‧‧‧傳輸數位轉類比轉換器(DAC)
1023a-1023h‧‧‧傳輸緩衝器
1024a‧‧‧多工器
1024b‧‧‧多工器
1025‧‧‧匯流排
1026a‧‧‧緩衝器
1026b‧‧‧緩衝器
1027a‧‧‧多工器
1027b‧‧‧多工器
1029‧‧‧傳輸通道
1130‧‧‧接收區段
1131‧‧‧感測放大器
1132‧‧‧低通或帶通濾波器
1133‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
1134a-1134d‧‧‧延遲補償邏輯(DCL)
1135a-1135d‧‧‧IQ解調變器
1136a-1136d‧‧‧累加器
1137a-1137d‧‧‧縮放因子模組
1138a-1138d‧‧‧矩陣計算模組
1139‧‧‧接收通道
1302‧‧‧激勵信號
1304‧‧‧激勵信號
1306‧‧‧激勵信號
1310‧‧‧激勵信號
1312‧‧‧解調變窗
1314‧‧‧解調變窗
1320‧‧‧解調變窗
1402‧‧‧第一掃描事件
1404‧‧‧第二掃描事件
1406‧‧‧第三掃描事件
1408‧‧‧第四掃描事件
1410‧‧‧第五掃描事件
1412‧‧‧第八掃描事件
1741‧‧‧儲存位置
1742‧‧‧儲存位置
1744‧‧‧儲存位置
1745‧‧‧儲存位置
1748a‧‧‧指標組
1748b‧‧‧新指標組
1749a‧‧‧第一指標
1749b‧‧‧第二指標
1749c‧‧‧第三指標
1749d‧‧‧第四指標
1900‧‧‧掃描計劃
1902‧‧‧第一掃描事件
1904‧‧‧第二掃描事件
1906‧‧‧第三掃描事件
1908‧‧‧第四掃描事件
1910‧‧‧第五掃描事件
1912‧‧‧第六掃描事件
1914‧‧‧第八掃描事件
2041‧‧‧儲存位置
2042‧‧‧儲存位置
2044‧‧‧儲存位置
2045‧‧‧儲存位置
2048a‧‧‧指標組
2048b‧‧‧新指標組
2049a‧‧‧第一指標
2049b‧‧‧第二指標
2049c‧‧‧第三指標
2049d‧‧‧第四指標
2124‧‧‧觸控螢幕
2126‧‧‧觸控螢幕
2128‧‧‧觸控螢幕
2130‧‧‧觸控螢幕
2136‧‧‧行動電話
2140‧‧‧數位媒體播放器
2144‧‧‧個人電腦
2148‧‧‧平板型計算器件
2200‧‧‧觸摸感測器面板
2201‧‧‧列跡線
2202‧‧‧行跡線
2204‧‧‧接腳R1
2206‧‧‧C1
2210‧‧‧Tx1
2212‧‧‧Rx1
2220‧‧‧傳輸/接收通道對
Cg‧‧‧自電容
Cm‧‧‧互電容
Cp‧‧‧寄生電容
Csc‧‧‧額外自電容
Csr‧‧‧額外自電容
Cxc‧‧‧電容性耦合
Cxr‧‧‧電容性耦合
Vstim‧‧‧激勵信號
Ycc‧‧‧互電容
Yrr‧‧‧互電容
圖1說明例示性運算系統，其實施根據本發明之實例的可偵測由諸如手指或手寫筆之物件所引起之觸摸事件與懸停事件兩者的例示性觸摸控制器。
圖2說明根據本發明之實例的例示性手寫筆及在該手寫筆與運算系統之間的例示性通信。
圖3說明根據本發明之實例的例示性觸摸控制器，其可控制在觸摸感測器面板上之各種掃描操作。
圖4A說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與一例示性觸摸控制器一起操作以執行互電容列-行掃描。
圖4B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行互電容行-列掃描。
圖5A及圖5B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與一例示性觸摸控制器一起操作以執行互電容列-列掃描。
圖6A及圖6B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與一例示性觸摸控制器一起操作以執行互電容行-行掃描。
圖7A及圖7B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板， 其可與一例示性觸摸控制器一起操作以執行自電容列掃描及自電容行掃描。
圖8說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與一例示性觸摸控制器一起操作以執行手寫筆掃描。
圖9說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與一例示性觸摸控制器一起操作以執行手寫筆頻譜分析掃描或觸摸頻譜分析掃描。
圖10說明根據本發明之實例的例示性觸摸控制器之例示性傳輸區段，其中該傳輸區段可產生激勵信號Vstim以驅動觸控面板之列跡線或行跡線。
圖11說明根據本發明之實例的例示性觸摸控制器之例示性接收區段，其中該接收區段可接收並處理來自觸摸感測器面板之觸控信號。
圖12說明根據本發明之實例的觸摸控制器之例示性掃描架構，其中可在觸摸控制器之指導下在觸摸感測器面板處執行各種掃描事件。
圖13說明根據本發明之實例的在例示性觸控信號與觸控信號解調變窗之間的對應性。
圖14說明根據本發明之實例的圖12中所執行之例示性掃描計劃。
圖15說明根據本發明之實例的用於在掃描引擎處組態傳輸區段、接收區段及RAM之組件的例示性方法。
圖16說明根據本發明之實例的用於處置手寫筆頻譜掃描事件之例示性方法。
圖17說明根據本發明之實例的例示性RAM組態，其可對應於圖12中之掃描事件。
圖18說明根據本發明之實例的組態主-從式電路之觸摸控制器之 例示性掃描架構，該主-從式電路可包括用於主觸控電路之觸控電路及用於從屬觸控電路之觸控電路。
圖19說明根據本發明之實例的圖18中所執行之例示性掃描計劃。
圖20說明根據本發明之實例的例示性RAM組態，其可對應於圖18中之掃描事件。
圖21A至圖21D說明其中可實施根據本發明之實例之觸摸控制器的實例系統。
圖22A及圖22B說明根據本發明之實例之在傳輸/接收通道與列/行跡線之間的例示性耦接。
在本發明及實例之以下描述中，對隨附圖式進行參考，其中藉由說明而展示了可加以實踐之特定實例。應理解，在不脫離本發明之範疇的情況下，可實踐其他實例且可進行結構改變。
本發明係關於一種可根據掃描計劃來組態觸控電路之觸摸控制器，該掃描計劃可定義待執行於觸控面板上之一連串掃描事件。觸摸控制器可包括：一可組態之傳輸區段，其用以產生激勵信號以驅動面板；一可組態之接收區段，其用以接收並處理來自面板之觸控信號；及一可組態之記憶體，其用以儲存該等觸控信號。觸摸控制器亦可包括一可程式化之掃描引擎，其用以根據掃描計劃來組態傳輸區段、接收區段及記憶體。觸摸控制器可有利地提供較強健且較靈活之觸控電路以處置面板處之各種類型之觸摸事件。本發明亦係關於一種可產生激勵信號之主動式手寫筆，該等激勵信號可由觸摸控制器於各種掃描事件期間在面板處加以偵測。
圖1說明例示性運算系統100，其實施根據本發明之實例的觸摸控制器102，該觸摸控制器可偵測由諸如手指104之物件所引起之觸摸 事件與懸停事件兩者及來自手寫筆106之信號。運算系統100可包括一用以偵測觸敏器件(諸如，行動電話、平板型電腦、觸摸板、攜帶型或桌上型電腦、攜帶型媒體播放器、可佩戴器件或其類似者)處之觸摸或懸停事件的觸摸感測器面板114。觸摸感測器面板114可包括可由用介電材料分開之雙層電極結構形成的觸控節點144之陣列，儘管在其他實例中該等電極可形成於同一層上。舉例而言，觸控節點144可形成於列電極與行電極(用介電材料分開)之間的相交點處。列電極可形成驅動線142且行電極可形成感測線140，儘管應理解列/驅動線及行/感測線的關聯可僅為例示性的。感測線140可以多種方式與驅動線142相交。舉例而言，感測線140可垂直於驅動線142且可形成具有x及y座標之觸控節點144。然而，亦可使用其他座標系統，且可以不同方式來定義觸控節點144之座標。雖然圖1說明四個驅動線142及五個感測線140，但應理解，觸摸感測器面板114可包括任何數目之驅動線142及任何數目之感測線140以形成所要數目及型樣之觸控節點144。
另外，應理解，雖然上文所描述之感測器包括列跡線及行跡線之一型樣，但在其他實例中，該等感測器可由任何合適之一維、二維或三維電極型樣形成。舉例而言，在一些一維配置中，所有電極可為列電極或所有電極可為行電極。可將一維配置用於自電容掃描、列-列及行-行互電容掃描、手寫筆掃描及頻譜分析掃描。舉例而言，二維配置可包括形成如上文所論述之觸控節點的列電極及行電極之陣列或像素化電極(亦即，導電材料之矩陣)。舉例而言，三維配置可包括二維配置之組合(例如，在X-Y、X-Z及Y-Z平面中之感測器)。
當用交流電(AC)信號來激勵給定驅動線時，驅動線142與本端系統接地之間的電容及感測線140與本端系統接地之間的電容可呈現為雜散電容Cstray，且觸控電極144處之電容可呈現為互電容Csig。舉例而言，在互電容掃描期間，可藉由量測存在於正被觸摸之節點處之信 號的改變(其可依據Csig而變化)來偵測在觸摸感測器面板114附近或在觸摸感測器面板114上手指104或其他物件之存在。下文更詳細地描述各種觸摸及手寫筆偵測掃描。
運算系統100可包括一或多個處理器，該一或多個處理器可執行實施根據本發明之實例的觸摸控制器102之至少若干部分的軟體或韌體。觸摸控制器102亦可包括諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他類型之記憶體或儲存器、看門狗(watchdog)計時器及其類似者之周邊設備(未圖示)。另外，觸摸控制器102可包括驅動控制器146及感測電路150。在一項實例中，驅動控制器146可耦接至驅動線142中之每一者且驅動控制器146可將激勵信號(例如，電壓)提供至驅動線142。感測電路150可耦接至感測線140中之每一者，且感測電路150可偵測觸控節點144處之電容改變。舉例而言，在互電容掃描期間，可將激勵信號施加至驅動線142中之一或多者，且歸因於該一或多個驅動線142與感測線140之間的電容性耦合，電荷可在觸控節點144中之每一者處耦合至感測線140上。感測電路150可接著偵測在觸控節點144中之每一者處的電容改變。在一些實例中，驅動線142可被可切換地組態以作為感測線140操作，且因此感測電路150及多工器154可耦接至類似於圖1中所描繪之感測線140的驅動線142。
感測電路150可包括可將感測資料傳達至觸控處理器148之一或多個感測通道。在一項實例中，感測電路150可將類比電容性信號轉換至數位資料且接著將數位資料傳輸至觸控處理器148。在其他實例中，感測電路150可將類比電容信號傳輸至觸控處理器148，該觸控處理器可接著將資料轉換至數位形式。另外，應注意，感測電路150可包括用於每一感測線140之個別通道或用於所有感測線140之單一感測通道。感測電路150可報告觸控節點144之位置以及觸控節點144處之電容(或其改變)的強度。
在一些實例中，觸摸控制器100可包括一或多個多工器。舉例而言，在各種觸摸感測掃描期間，感測電路150亦可包括經組態以針對感測線140來執行時間多工的多工器。舉例而言，感測電路150可在近似相同時間沿感測線140自觸控節點144中之每一者接收信號。傳入之信號可儲存於感測電路150中且可接著使用多工器來一次一個或按群組將信號依序地釋放至觸控處理器148。
在一些實例中，可將觸控處理器148、驅動控制器146及感測電路150整合至單一特殊應用積體電路(ASIC)中。在一些實例中，可使用下文更詳細描述之主-從式組態來實施觸摸控制器102。主-從式組態可包括從屬驅動控制器166及從屬感測電路160。
除可在觸摸感測掃描期間被用來處理觸控信號的多工器之外，運算系統亦可包括驅動多工器152及/或感測多工器154。此等兩個輸入器件多工器152、154可取決於所執行之掃描操作而與各別驅動線142及感測線140耦接以切換功能性，如下文將更詳細論述。舉例而言，驅動線142可耦接至感測電路以偵測被耦接至驅動線142上之信號。以此方式，驅動線142可經組態以充當感測線140。
觸摸控制器102亦可包括一用於找到具有最小雜訊之頻率的頻譜分析器156。可將不同頻譜掃描用於觸摸感測及手寫筆掃描頻率，如下文更詳細描述。
運算系統100亦可包括主機處理器128。主機處理器128可自觸控處理器148接收輸出且基於該等接收之輸出來執行動作，該等動作可包括(但不限於)移動諸如游標或指標之一或多個物件、捲動或平移、調整控制設定、開啟檔案或文件、檢視選單、做出選擇、執行指令、操作一耦接至主機器件之周邊器件、接電話、撥打電話、終止電話通話、改變音量或音訊設定、儲存與電話通信有關之資訊(諸如，地址、頻繁地撥出之號碼、已接電話、未接電話)、登入至電腦或電腦 網路上、准許經授權之個人對電腦或電腦網路之受限制區域的存取、載入與使用者對電腦桌面之偏好配置相關聯的使用者設定檔、准許對網頁內容之存取、啟動特定程式、加密或解碼訊息，及/或其類似者。主機處理器128可執行軟體或韌體以用於實施根據本發明之實例之觸摸控制器。主機處理器128亦可執行可與觸摸感測器面板處理無關之額外功能，且可耦接至程式儲存器132及顯示器件130(諸如，用於將UI提供至器件之使用者的LCD顯示器)。當顯示器件130部分或完全位於觸摸感測器面板之下時，顯示器件130與觸摸感測器面板114一起可形成觸控螢幕。運算系統100可處理來自觸摸感測器面板114之輸出以基於所偵測到之觸摸或懸停事件及觸控螢幕上所顯示之圖形使用者介面來執行動作。
運算系統100亦可包括無線通信晶片170，其實施諸如WiFi®、BLUETOOTHTM或其類似者之無線通信標準。無線通信晶片170可用以經由無線通信通道108將資訊自觸控處理器148或主機處理器128傳達至手寫筆106或將資訊自手寫筆106傳達至觸控處理器148或主機處理器128。在其他實例中，可將無線通信功能性併入於運算系統100之其他組件中而非併入於專用晶片中。
應注意，可藉由韌體來執行上文所描述之功能中之一或多者，該韌體儲存於記憶體中並由觸控處理器148執行，或儲存於程式儲存器132中並由主機處理器128執行。亦可在任何非暫時性電腦可讀儲存媒體內儲存及/或輸送該韌體以供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用，指令執行系統、裝置或器件係諸如基於電腦之系統、含有處理器之系統，或可自指令執行系統、裝置或器件提取指令並執行該等指令的其他系統。在此文件之上下文中，「非暫時性電腦可讀儲存媒體」可為可含有或儲存供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用之程式 的任何媒體(不包括信號)。非暫時性電腦可讀儲存媒體可包括(但不限於)電子、磁性、光學、電磁、紅外線或半導體系統、裝置或器件，攜帶型電腦磁片(磁性)、隨機存取記憶體(RAM)(磁性)、唯讀記憶體(ROM)(磁性)、可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)(磁性)、攜帶型光碟(諸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW)，或快閃記憶體(諸如緊密快閃卡、安全數位卡、USB記憶體器件、記憶卡及其類似者)。
該韌體亦可在任何輸送媒體內予以傳播以供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用，指令執行系統、裝置或器件係諸如基於電腦之系統、含有處理器之系統，或可自該指令執行系統、裝置或器件提取指令並執行該等指令之其他系統。在此文件之上下文中，「輸送媒體」可為可傳達、傳播或輸送供指令執行系統、裝置或器件使用或結合指令執行系統、裝置或器件而使用之程式的任何媒體。輸送可讀媒體可包括(但不限於)電子、磁性、光學、電磁或紅外線有線或無線傳播媒體。
應理解，系統並不限於圖1之組件及組態，而是可包括根據各種實例之呈多種組態的其他或額外組件。另外，運算系統100之組件可被包括於單一器件內，或可分佈於多個器件之間。
如上文所論述(及下文更詳細論述)，運算系統100可執行各種手寫筆掃描且與手寫筆通信。圖2說明根據本發明之實例的例示性手寫筆及在該手寫筆與例示性運算系統之間的例示性通信。手寫筆200可包括一或多個電極202，該一或多個電極可位於(例如)手寫筆尖端處。手寫筆200可為主動式手寫筆且包括控制電路204，該控制電路用以在一或多個電極202處產生一或多個激勵信號以激勵運算系統100之觸摸感測器面板220。舉例而言，手寫筆可具有：兩個電極202，其位於手寫筆尖端中；及控制電路204，其可在該兩個電極以頻率f1及f2產 生激勵信號。如下文更詳細描述，觸摸感測器面板220可接收自手寫筆200耦接至觸摸感測器面板220之列跡線及行跡線的激勵信號，且觸摸控制器230可處理該等接收之信號。接收之觸控信號可用以判定手寫筆200在觸摸感測器面板220上之位置。可將手寫筆200之位置自觸摸控制器230傳達至主機處理器240。
在一些實例中，控制電路204可包括一或多個處理器。在一些實例中，可藉由儲存於記憶體或程式儲存器中並由控制電路204執行之韌體來執行本文中所描述之手寫筆功能中的一或多者。
手寫筆200亦可包括一用以偵測在手寫筆200尖端處之力之量的力感測器208。當手寫筆尖端觸到觸摸感測器面板220時，力感測器208可量測在手寫筆尖端處之力。力資訊可儲存於手寫筆中及/或經無線地傳輸至運算系統100。力資訊可被傳達至運算系統100中之主機處理器240。可藉由主機處理器240來一同處理力資訊及對應之位置資訊。
手寫筆200亦可包括無線通信晶片206，儘管在一些實例中無線通信功能性可併入至手寫筆200內之其他模組中。無線通信晶片206可將上文所描述之力感測器資訊自手寫筆200傳輸至運算系統100之無線通信晶片250(儘管如上文所描述，無線通信功能性可併入於運算系統100之其他組件中)。無線通信晶片206亦可接收其他資訊，包括(但不限於)關於手寫筆激勵頻率之資訊、掃描計劃資訊及時脈同步化資訊。在一些實例中，可經由主機處理器240將諸如關於手寫筆激勵頻率及掃描事件計劃之資訊的資訊自觸摸控制器230傳輸至無線通信晶片250。在其他實例中，可將諸如時脈同步化資訊之資訊自觸摸控制器230直接傳達至無線通信晶片250。
在一些實例中，手寫筆200可與運算系統100非同步地操作。在非同步實例中，手寫筆可連續地產生激勵信號或以各種時間間隔產生 激勵信號。在其他實例中，可使用無線通信晶片206及250來使手寫筆200與運算系統100同步化。舉例而言，手寫筆200可自運算系統100接收時脈同步化資訊及掃描事件計劃，使得手寫筆200將僅在運算系統預期來自手寫筆之激勵信號時才產生此等激勵信號。另外，在一些實例中，運算系統100及手寫筆200可使其通信同步化至規則時間間隔，使得運算系統100與手寫筆200兩者可節省電力。
圖3說明根據本發明之實例的例示性觸摸控制器，其可控制在觸摸感測器面板上之各種掃描操作。在圖3之實例中，觸摸控制器300可包括用以在各種頻率、相位(例如，極性)及量值下產生激勵信號Vstim之傳輸區段320，該等激勵信號可被選擇性地施加至觸摸感測器面板114之觸控節點144以驅動該等觸控節點偵測(例如)觸摸或懸停事件。觸摸控制器300亦可包括用以接收並處理來自觸摸感測器面板114之觸控信號(例如，互電容Csig)的接收區段330，該等觸控信號指示所偵測到之觸摸或懸停事件。觸摸控制器300可進一步包括用於儲存觸控資料344(其可包括經處理之觸控信號)及掃描計劃342(其可定義待執行於觸控面板處之一連串掃描事件)之隨機存取記憶體(RAM)340或其他記憶體或儲存器。每一掃描事件可執行對觸控面板之一或多個掃描以偵測(例如)由物件引起之觸摸或懸停事件，且俘獲指示觸摸或懸停事件之觸控信號。下文將更詳細地描述掃描計劃342。
觸摸控制器300亦可包括面板掃描引擎310，該面板掃描引擎用以存取RAM 340以擷取並執行掃描計劃342，以便將傳輸區段320、接收區段330及RAM 340組態成執行掃描計劃342中所定義之掃描序列。掃描引擎310可控制傳輸區段320以產生激勵信號Vstim、控制接收區段330以接收並處理觸控信號，且其中RAM 340用以儲存觸控資料344。掃描引擎310可經程式化以執行掃描計劃342。
應理解，觸摸控制器300並不限於圖3中所示之觸摸控制器，而 是可包括可組態並控制觸控電路以便在觸控面板處執行各種掃描事件的其他及/或額外組件。
如上文所論述，觸摸控制器可根據掃描計劃來組態觸控電路，該掃描計劃可定義待執行於觸摸感測器面板上之一連串掃描事件。可在觸摸感測器面板114處執行若干不同掃描事件，該等掃描事件包括以下各者之至少一或多者：互電容列-行或行-列掃描、互電容列-列掃描、互電容行-行掃描、自電容列掃描、自電容行掃描、手寫筆掃描、手寫筆頻譜分析掃描及觸摸頻譜分析掃描，儘管應理解，亦可執行其他掃描事件。掃描引擎310可根據特定掃描事件之需求來組態傳輸區段320、接收區段330及RAM 340。
圖4A說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行互電容列-行掃描。在圖4A之實例中，觸摸感測器面板400可包括形成於列跡線401及行跡線402之相交點處的觸控節點406之陣列，儘管如上文所論述而應理解，可使用其他觸控節點組態。在互電容列-行掃描期間，列跡線401可耦接至傳輸區段320以充當一用以激勵列跡線401以驅動觸摸感測器面板400的驅動線。一或多個行跡線402可耦接至接收區段330以充當用以將互電容信號傳輸至其之感測線。當不存在觸摸觸控節點406或懸停於觸控節點406上面的物件時，觸控節點406可在該等觸控節點406處具有互電容Cm。當物件觸摸或懸停於觸控節點406上面時(例如，手指或被動式手寫筆)，互電容Cm可被減小△Cm(亦即，(Cm-△Cm))，該△Cm對應於經由物件而分流至接地之電荷量。此互電容改變可傳輸至接收區段330中之感測放大器408(其可耦接至行跡線402)，以指示觸摸或懸停事件及其位置。
圖4B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行互電容行-列掃描。在互電容行-列 掃描中，行跡線402可耦接至傳輸區段320以充當一用以激勵行跡線402之驅動線，且一或多個列跡線401可耦接至接收區段330以充當用以將互電容信號傳輸至接收區段330之感測線。當物件觸摸或懸停於觸控節點406上面時，互電容Cm可被減小△Cm(亦即，(Cm-△Cm))，該△Cm對應於經由物件而分流至接地之電荷量。此互電容改變可傳輸至接收區段330中之感測放大器408(其可耦接至列跡線401)，以指示觸摸或懸停事件及其位置。
在一些實例中，可一次一個來激勵列跡線401或行跡線402。在其他實例中，可同時激勵多個列跡線401或行跡線402。
圖5A及圖5B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行互電容列-列掃描。觸摸感測器面板500可經組態以形成第一列501作為驅動跡線、第二列511作為接地跡線、第三列521作為感測跡線、第四列531作為另一接地跡線的列-列電極型樣，且針對剩餘列而重複該型樣。列驅動跡線501及列感測跡線521可在其間形成互電容Yrr。可藉由由傳輸區段320(未圖示)提供之激勵信號Vstim來激勵列驅動跡線501，且列感測跡線521可將互電容Yrr傳輸至接收區段330(未圖示)。當物件觸摸或懸停於列驅動跡線501及列感測跡線521上面或之間時，互電容Yrr可被增加△Yrr(亦即，(Yrr+△Yrr))，該△Yrr對應於經由物件而分流至接地之電荷。為了確保可量測所有列的互電容，觸摸感測器面板500可經組態以形成第一列501作為接地跡線、第二列511作為驅動跡線、第三列521作為另一接地跡線、第四列531作為感測跡線的另一列-列電極型樣，且針對剩餘列而重複該型樣，如圖5B中所說明。與先前型樣相似，可激勵列驅動跡線511且列感測跡線531可傳輸互電容Yrr。因此，可在第一操作中以一個列-列電極型樣、接著在第二操作中以另一列-列電極型樣量測互電容Yrr。在一些實例中，可一次一個來激勵列驅動跡 線。在一些實例中，可同時激勵多個列驅動跡線。在互電容列-列掃描期間，行跡線可耦接至接地。
如圖5A及圖5B中所說明，列跡線可經組態為接地或靜態共同模式(例如，DC)電壓跡線以將列驅動跡線及列感測跡線分開。此可在該等跡線非常靠近時進行以便避免受到位於跡線處或近接於跡線之手指的影響的鄰近跡線之間的強大互電容，其可不利地影響跡線-跡線互電容量測。在其他實例中，當列之間的間距充分時，可省略接地跡線，使得列-列電極型樣可包括作為驅動跡線之第一列、作為感測跡線之第二列，且可針對剩餘列而重複該型樣。在其他實例中，有可能在驅動列與感測列之間具有一個以上接地跡線。
圖6A及圖6B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行互電容行-行掃描。觸摸感測器面板600可經組態以形成第一行602作為驅動跡線、第二行612作為接地跡線、第三行622作為感測跡線、第四行632作為另一接地跡線的行-行電極型樣，且針對剩餘行而重複該型樣。行驅動跡線602及行感測跡線622可在其間形成互電容Ycc。可藉由由傳輸區段320(未圖示)提供之激勵信號Vstim來激勵行驅動跡線602且行感測跡線622可將互電容Ycc傳輸至接收區段330(未圖示)。當物件觸摸或懸停於行驅動跡線602及行感測跡線622上面或之間時，互電容Ycc可被增加△Ycc(亦即，(Ycc+△Ycc))，該△Ycc對應於經由物件而分流至接地之電荷。為了確保可量測所有行的互電容，觸摸感測器面板600可經組態以形成第一行602作為接地跡線、第二行612作為驅動跡線、第三行622作為另一接地跡線、第四行632作為感測跡線的另一行-行電極型樣，且針對剩餘行而重複該型樣，如圖6B中所說明。與先前型樣相似，可激勵行驅動跡線612且行感測跡線632可傳輸互電容Ycc。因此，可在第一操作中以一個行-行電極型樣、接著在第二操作中以另一行-行電 極型樣量測互電容Ycc。在一些實例中，可一次一個來激勵行驅動跡線。在一些實例中，可同時激勵多個行驅動跡線。在互電容行-行掃描期間，列跡線可耦接至接地。
如圖6A及圖6B中所說明，行跡線可經組態為接地跡線以將行驅動跡線及行感測跡線分開。此可在該等跡線非常靠近時進行，以便避免受到位於跡線處或近接於跡線之手指的影響的鄰近跡線之間的強大互電容，其可不利地影響跡線-跡線互電容量測。在其他實例中，當行之間的間距充分時，可省略接地跡線，使得行-行電極型樣可包括作為驅動跡線之第一行、作為感測跡線之第二行，且可針對剩餘行而重複該型樣。在其他實例中，有可能在驅動行與感測行之間具有一個以上接地跡線。
如上文關於互電容列-行掃描所論述，在互電容列-列掃描及互電容行-行掃描中，觸摸或懸停於觸控節點上面之物件(例如，手指或被動式手寫筆)可將互電容Yrr減少△Yrr或將互電容Ycc減少△Ycc，該△Yrr及該△Ycc對應於經由物件而分流至接地的電荷量。此互電容改變可傳輸至接收區段330中之感測放大器，其可指示觸摸或懸停事件及其位置。
圖7A及圖7B說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行自電容列掃描及自電容行掃描。在自電容列掃描期間，觸摸感測器面板700之列跡線701可充當觸控電極(或節點)。列跡線701可耦接至接收區段330中的感測放大器708之反相輸入端。可用AC激勵Vstim來激勵感測放大器708之非反相輸入端，從而有效地在耦接至感測放大器之反相輸入端的列跡線上誘發Vstim。當無物件觸摸或懸停於列跡線701上面時，列跡線701可具有至接地之自電容Cg。對於每一列跡線701而言，至接地之自電容Cg可為不同的。當諸如手指720(或被動式手寫筆)之物件觸摸或懸停於 列跡線701上面時，一額外自電容Csr可形成於物件與列跡線701之間，藉此增加列跡線701處之自電容。此自電容改變可傳輸至接收區段330中之感測放大器708(其可耦接至列跡線701)，以指示觸摸或懸停事件及其位置。
類似地，在自電容行掃描期間，觸摸感測器面板700之行跡線702可充當觸控電極(或節點)。行跡線702可耦接至接收區段330中的感測放大器708之反相輸入端。可用AC激勵Vstim來激勵感測放大器710之非反相輸入端。當無物件觸摸或懸停於行跡線702上面時，行跡線702可具有至接地之自電容Cg。當諸如手指720之物件觸摸或懸停於行跡線702上面時，一額外自電容Csc可形成於物件與行跡線702之間，藉此增加行跡線702處之自電容。此自電容改變可傳輸至接收區段330中之感測放大器708(其可耦接至行跡線702)，以指示觸摸或懸停事件及其位置。
雖然上文所描述之自電容列掃描及自電容行掃描可作為獨立之掃描而發生，但在一些實例中，自電容列掃描及自電容行掃描可作為同時或部分同時之掃描而發生。另外，雖然圖7A及圖7B展示所有列跡線同時受激勵或所有行跡線同時受激勵，但在一些實例中，可個別地或按群組來激勵一些或所有跡線。
寄生電容Cp可由位於觸摸感測器面板之中及周圍的各種源產生，且影響接收區段330可偵測由觸摸或懸停物件所產生之電容改變的準確度。寄生電容之效應可包括所要信號之較低信雜比、在面板處對所要信號的減小的動態感測範圍、較高功率要求及其類似者。在圖7A中，舉例而言，寄生電容Cp可形成於鄰近列跡線701之間且可形成於列跡線701與行跡線702之間(經說明為Cm)。在圖7B中，舉例而言，寄生電容Cp可形成於鄰近行跡線702之間及列跡線701與鄰近行跡線702之間(經說明為Cm)。應理解，寄生電容之其他源及位置亦可 為有可能的。舉例而言，寄生電容亦可形成於行跡線或列跡線與接地之間。在自電容掃描之狀況下，消除電路(未圖示)可位於傳輸區段320、接收區段330或兩者中以消除寄生電容Cp對來自觸摸感測器面板700之觸控信號的影響。消除電路可類似於美國專利申請案第14/067,870號(Shahparnia等人)中所描述之寄生電容電路，該案特此以引用之方式併入。掃描引擎310可組態消除電路以執行寄生電容Cp消除。在一些實例中，結合自電容列掃描，觸摸感測器面板亦可對行跡線執行自電容保護掃描以消除形成於列跡線701與行跡線702之間的寄生電容Cp。在自電容保護掃描期間，行跡線702可耦接至傳輸區段320以驅動該等行跡線而消除形成於行跡線702與列跡線701之間的寄生電容Cp。可類似地在自電容行掃描期間對列跡線701執行自電容保護掃描。
如上文所論述，在互電容列-列掃描及行-行掃描之狀況下，驅動列跡線與感測列跡線之間的列(例如，圖5A中之列511)或驅動行跡線與感測行跡線之間的行(例如，圖6A中之行612)可被接地，使得鄰近列或行不充當驅動跡線及感測跡線以減小寄生電容效應。
圖8說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行手寫筆掃描。在手寫筆掃描期間，可由手寫筆804在觸控節點806處注入一或多個激勵信號，且該一或多個激勵信號可在手寫筆804與該觸控節點806處之列跡線801之間產生電容性耦合Cxr並在手寫筆804與該觸控節點806處之行跡線802之間產生電容性耦合Cxc。在手寫筆掃描期間，傳輸區段320可被停用(亦即，無激勵信號Vstim被發送至觸摸感測器面板800)。可藉由觸控節點806之列跡線及行跡線將電容性耦合傳輸至接收區段330以供處理。如上文所描述，在一些實例中，一或多個手寫筆激勵信號可具有一或多個頻率。可由觸摸控制器102使用來自手寫筆頻譜分析掃描(下文予以更 詳細描述)之資訊來選擇該等頻率。此頻率資訊可無線地傳達至手寫筆804使得手寫筆804可在適當頻率下產生激勵信號。
圖9說明根據本發明之實例的例示性觸摸感測器面板，其可與圖3之觸摸控制器一起操作以執行手寫筆頻譜分析掃描或觸摸頻譜分析掃描。在手寫筆頻譜分析掃描或觸摸頻譜分析掃描期間，當一些或所有列跡線901及行跡線902可耦接至接收區段330時，傳輸區段320可被停用(亦即，無激勵信號Vstim被發送至觸摸感測器面板900)。接收區段330可接收並處理來自觸摸感測器面板900之一些或所有列及行的觸控信號，以便判定供在隨後之自電容掃描及/或互電容掃描及/或手寫筆掃描期間使用的一或多個低雜訊頻率。下文更詳細地描述手寫筆頻譜分析掃描及觸摸頻譜分析掃描。
當手寫筆200第一次無線地連接或重新連接至運算系統100時，其可自運算系統100接收頻率資訊。手寫筆頻譜分析掃描可判定供手寫筆用來產生一或多個激勵信號的一或多個無干擾(clean)頻率。運算系統100及手寫筆200可通信(例如，包括執行該兩個器件之間的交握)且運算系統100可將頻率資訊傳輸至手寫筆200使得手寫筆知道用來產生一或多個激勵信號的一或多個適當頻率。
手寫筆200可由於手寫筆頻譜分析掃描而改變至少一個激勵頻率。在一些實例中，手寫筆200可與運算系統100同步。同步的手寫筆200可藉由僅在手寫筆掃描事件期間產生激勵信號來節省電力。因此，手寫筆頻譜分析掃描可在預測手寫筆200並不在產生激勵信號時(例如，當未正在執行手寫筆掃描時)執行。在完成手寫筆頻譜分析掃描之後，無線通信晶片250可與手寫筆200之無線通信晶片206通信(例如，包括執行該兩個器件之間的交握)。該通信可使手寫筆200改變一或多個激勵頻率，且向運算系統100指示手寫筆200已切換頻率或將在一已知時間切換頻率。運算系統100可接著切換用於解調變手寫筆掃 描事件之一或多個頻率。
在其他實例中，手寫筆200可為非同步的，使得手寫筆200可在一或多個激勵頻率下產生一或多個激勵信號而無關於手寫筆掃描事件之時序。結果，手寫筆200可在手寫筆頻譜分析掃描期間激勵觸摸感測器面板220。當在激勵之頻率下解調變時，非同步手寫筆激勵信號可使運算系統偵測一信號，該信號可解譯為彼頻率下之雜訊且觸發頻率切換。為了防止觸發無必要之頻率切換，運算系統100可假定手寫筆起離將最終發生，且可等待直至起離以起始手寫筆頻譜分析掃描。運算系統100可使用其他掃描(例如，手寫筆掃描)之結果或手寫筆力資訊來預測起離條件以預測手寫筆不在面板上，且接著執行手寫筆頻譜分析掃描。
圖10說明根據本發明之實例的圖2之觸摸控制器之例示性傳輸區段，其中該傳輸區段可產生激勵信號Vstim以驅動觸控面板之列跡線或行跡線。在圖10之實例中，傳輸區段1020可包括：傳輸數值控制振盪器(NCO)1021a、1021b；傳輸數位轉類比轉換器(DAC)1022a、1022b；傳輸緩衝器1023a至1023h；及耦接至匯流排1025之多個傳輸通道1029。NCO 1021a、1021b可提供激勵信號Vstim之相位及頻率資料，其中NCO 1021a可提供一個頻率ω1，且NCO 1021b可提供另一頻率ω2，使得該等激勵信號Vstim可具有不同頻率。傳輸DAC 1022a、1022b可耦接至NCO 1021a、1021b且將來自NCO 1021a、1021b之激勵信號自數位轉換至類比並提供該等激勵信號之極性(相位)。因此，傳輸DAC 1022a可輸出具有頻率ω1及正(+)極性之激勵信號Vstim1+，及具有頻率ω1及負(-)極性之激勵信號Vstim1-，而傳輸DAC 1022b可輸出具有頻率ω2及(+)極性之激勵信號Vstim2+，及具有頻率ω2及(-)極性之激勵信號Vstim2-。
傳輸緩衝器1023a至1023h可耦接至傳輸DAC 1022a、1022b且緩 衝所輸出之激勵信號Vstim1+、Vstim1-、Vstim2+、Vstim2-。傳輸緩衝器1023c可將Vstim1+輸出至匯流排1025，傳輸緩衝器1023d可將Vstim1-輸出至匯流排1025，傳輸緩衝器1023g可將Vstim2+輸出至匯流排1025，且傳輸緩衝器1023h可將Vstim2-輸出至匯流排1025。類似地，傳輸緩衝器1023a可將Vstim1+輸出至接收區段，傳輸緩衝器1023b可將Vstim1-輸出至接收區段，傳輸緩衝器1023e可將Vstim2+輸出至接收區段，且傳輸緩衝器1023f可將Vstim2-輸出至接收區段，其中該等Vstim信號可被用來產生信號以消除觸控信號中之寄生電容Cp及激勵感測放大器之非反相輸入端以用於進行自電容列掃描或行掃描。
圖10說明兩個傳輸通道1029。一個傳輸通道1029可耦接至匯流排1025且可包括多工器1024a、緩衝器1026a及多工器1027a。第一多工器1024a可選擇將傳輸激勵(Vstim)信號或參考(Vref)信號中之哪一者。激勵矩陣(未圖示)可將資料提供至控制信號1a以選擇將傳輸Vstim或Vref信號中之哪一者。激勵矩陣可為面板掃描引擎之部分。所選信號可在緩衝器1026a處經緩衝且接著被輸出至第二多工器1027a。第二多工器1027a可基於控制信號2a而在各種掃描事件期間選擇耦接列跡線或行跡線，該控制信號可由面板掃描引擎發送。舉例而言，面板掃描引擎可使用控制1a選擇來自多工器1024a的一激勵信號且使用第二多工器1027a及控制2a將該信號耦接至觸摸感測器面板。在一些組態(例如，互電容列-行組態)中，將信號耦接至觸控面板可包括將激勵信號耦接至列跡線或行跡線以驅動觸摸感測器面板執行互電容掃描。在一些組態(例如，頻譜分析掃描)中，觸摸感測器面板之列跡線及/或行跡線可經由多工器(如多工器1027a)而耦接至接收區段。在一些組態(例如，互電容列-列掃描)中，可不使用行跡線且第二多工器1027a可將行跡線耦接至接地。雖然多工器1027a可為傳輸通道1029之部分， 但在其他實例中，多工器1027a可實施於傳輸通道1029外部。
傳輸通道1029中之另一者可耦接至匯流排1025且可包括多工器1024b、緩衝器1026b及多工器1027b，其可以與先前所描述之傳輸通道1029類似之方式操作。在圖10之傳輸通道的情況下，可如上文所論述來執行不同類型之掃描。舉例而言，來自圖4A至圖7B中所示之傳輸區段的Vstim信號可基於待執行之掃描的類型而耦接至各別列、行或非反相感測放大器輸入。
在一實例互電容列-行掃描中，傳輸區段1020可如下執行。傳輸NCO 1021a、1021b可產生數位激勵信號。傳輸DAC 1022a、1022b可將數位信號轉換成類比信號且將類比激勵信號傳輸至傳輸通道1029。傳輸通道1029可將激勵信號Vstim傳輸至觸摸感測器面板之對應列(驅動)跡線。可基於激勵矩陣中之資料來設定由傳輸通道1029傳輸之激勵信號Vstim的極性(及/或其他信號參數)。激勵矩陣可用來編碼對於觸摸感測器面板之同時多重激勵有必要的激勵信號相位。面板掃描引擎310可組態傳輸區段1020且使用控制信號1a及2a來控制激勵信號傳輸至驅動跡線之時序。
應理解，雖然傳輸通道1029中之每一者經說明為具有耦接至匯流排1025之一個多工器及耦接至列或行跡線之一個多工器，但無需基於傳輸通道之數目來判定多工器之數目。在一些實例中，耦接至匯流排1025之多工器的數目可與DAC之數目相同(亦即，每DAC一個多工器)。因此，在圖10中所說明之實例中，可存在兩個傳輸DAC 1022a及1022b以及兩個多工器1024a及1024b，但舉例而言，在具有四個DAC之系統中，可存在連接至匯流排1025之四個多工器。類比激勵信號可經由多工器而自匯流排1025傳輸至一或多個傳輸通道1029。多工器1024a及1024b之輸出經說明為一匯流排以指示可將來自各別DAC之類比激勵信號傳輸至複數個不同跡線。耦接至列跡線及行跡線之多工 器的數目可與列跡線及行跡線之數目相同(亦即，每跡線一個多工器)。因此，在圖10中所說明之實例中，可存在連接至兩條跡線(「至觸控列或行」)之兩個傳輸通道，及兩個多工器1027a及1027b。在具有30個傳輸通道之系統中，可存在如多工器1027a及1027b之30個多工器。
應理解，可使用傳輸區段1020之額外及/或其他組件來產生用以驅動觸控面板之激勵信號Vstim。
圖11說明根據本發明之實例的圖3之觸摸控制器之例示性接收區段，其中該接收區段可接收並處理來自觸摸感測器面板之觸控信號。在圖11之實例中，接收區段1130可包括多個接收通道1139。圖11說明該等接收通道1139中之一者。接收通道1139可包括感測放大器1131，該感測放大器用以根據反饋電容器Cfb及反饋電阻器Rfb來接收並放大觸控信號。感測放大器1131可在反相輸入端處接收觸控信號及在非反相輸入端處接收Vref抑或Vstim。如先前所描述，為了促進自電容觸摸感測，可將Vstim自傳輸區段投送至接收區段，其中Vstim被輸入至感測放大器1131之非反相輸入端。接收通道1139亦可包括：低通或帶通濾波器1132，其用以對感測放大器1131之輸出濾波；及類比轉數位轉換器(ADC)1133，其用以將類比觸控信號轉換至數位信號。
接收通道1139可進一步包括一或多個同相及正交(IQ)解調變器。舉例而言，圖11說明一感測通道，其具有用以解調變觸控信號之四個IQ解調變器1135a至1135d。多個解調變器可為有利的，因為可用多個解調變器同時或至少部分地同時在觸控面板處執行多個掃描事件，如下文將予以更詳細描述。IQ解調變器1135a至1135d可耦接至延遲補償邏輯(DCL)1134a至1134d及累加器1136a至1136d。舉例而言，DCL 1134a可自ADC 1133接收數位觸控信號以對該信號執行由電路延遲引起之任何相位調整。IQ解調變器1135a可自DCL 1134a接收觸控信號且 解調變該信號。在一些實例中，解調變器1135a可輸出觸控信號之同相(I)分量。在一些實例中，解調變器1135a可輸出觸控信號之正交(Q)分量。在一些實例中，解調變器1135a可輸出I分量與Q分量兩者。累加器1136a可自IQ解調變器1135a接收經解調變之觸控信號。可藉由縮放因子模組1137a來縮放累加之信號。舉例而言，可基於數位信號處理器之路徑來判定縮放因子。可由矩陣計算模組1138a來操作累加之信號且可將該信號發送至RAM以供儲存。其他接收通道1139之DCL、IQ解調變器、累加器、縮放因子模組及矩陣計算模組可類似地操作。
可使用矩陣計算模組1138a來實施多步累加。舉例而言，每一累加之步階可乘以一常數且被累加至先前值。在結束預定義數目的步階之後，舉例而言，可將最終結果儲存於記憶體中。可自用以編碼激勵信號之相位的激勵矩陣之逆矩陣來導出給定通道之用以乘累加步階的常數值。因此，矩陣計算對於解碼藉由觸摸感測器面板之同時多重激勵所產生的信號之相位而言可為有必要的。
在一實例操作中，接收區段1130可如下執行。接收通道1139可在感測放大器1131處自觸摸感測器面板接收觸控信號。接收通道1139可用帶通濾波器1132對接收之觸控信號濾波、用ADC 1133將類比觸控信號轉換至數位信號，且將數位信號傳輸至解調變器1135a至1135d以供進一步處理。解調變器1135a至1135d可自DCL 1134a至1134d接收經相位調整之觸控信號且將經解調變之觸控信號輸出至累加器1136a至1136d，其中該等觸控信號可接著在由縮放因子模組1137a至1137d及矩陣計算模組1138a至1138d加以縮放及解碼之後被傳輸至RAM以供儲存。面板掃描引擎310可組態接收區段1130且控制觸控信號之處理及傳輸。
雖然可實施圖11中所說明之DCL使得每一IQ解調變器具有其自身之針對特定解調變器路徑而應用總個別延遲的DCL 1134a至1134d，但 在其他實施中，可將全域延遲應用於ADC之輸出且接著隨後之DCL 1134a至1134d可應用特定針對每一解調變器路徑之遞增性延遲。因此，舉例而言，每一解調變器路徑之總延遲可為全域延遲加上由DCL 1134a至1134d應用之局域延遲的總和。
應理解，接收區段1130之額外及/或其他組件可用來處理來自觸摸感測器面板之觸控信號。
在掃描事件期間，掃描引擎可將每一列或行電極耦接至傳輸區段、接收區段抑或接地。圖22A及圖22B說明根據本發明之實例的在傳輸/接收通道與列/行跡線之間的例示性耦接。在一些實例中，觸摸感測器面板之任何列或行跡線可耦接至任何傳輸通道或接收通道。舉例而言，圖22A說明具有四個列跡線及四個行跡線之例示性觸摸感測器面板2200。每一列或行跡線可經由多工器而耦接至四個傳輸通道(Tx1至Tx4)、四個接收通道(Rx1至Rx4)或接地中之一者。舉例而言，列跡線2201可在接腳R1 2204處耦接至多工器2208之輸出且掃描引擎可選擇哪一Tx、Rx或接地將耦接至列跡線2201。類似地，行跡線2202可在接腳C1 2206處耦接至一類似之多工器且掃描引擎可選擇哪一Tx、Rx或接地將耦接至行跡線2202。在其他實例中，一給定列或行跡線可耦接至少於所有可能的傳輸或接收通道的傳輸或接收通道。
在其他實例中，若干對跡線可耦接至一特定傳輸通道與接收通道對。圖22B說明根據本發明之實例的一對例示性跡線及一例示性傳輸通道與接收通道對。傳輸通道與接收通道對2220可包括Tx1 2210及Rx1 2212。跡線對可包括在接腳R1 2204及C1 2206處耦接至傳輸/接收通道對2220之列跡線2201及行跡線2202。R1可耦接至Tx1抑或Rx1抑或接地(未圖示)且C1可耦接至Tx1抑或Rx1抑或接地(未圖示)。使用傳輸/接收通道對可允許按照軸線而非逐個接腳地組態觸摸感測器面板。舉例而言，若掃描事件在列跡線(例如，y軸)上傳輸激勵信號且 在行跡線(例如，x軸)上接收觸控信號，則每一傳輸/接收通道對2220可將列跡線耦接至傳輸區段且將行跡線耦接至接收區段。替代地，若掃描事件在行跡線上傳輸激勵信號且在列跡線上接收觸控信號，則每一傳輸/接收通道對2220可將行跡線耦接至傳輸區段且將列跡線耦接至接收區段。
圖12說明根據本發明之實例的觸摸控制器(例如，圖3之觸摸控制器200)之例示性掃描架構，其中可在觸摸控制器之指導下在觸摸感測器面板處執行各種掃描事件。在圖12之實例中，觸摸控制器之面板掃描引擎可執行掃描計劃，該掃描計劃可定義待執行於觸摸感測器面板處之一連串掃描事件、每一掃描事件之時序及何時可中斷掃描事件使得系統處理器可將掃描結果儲存於RAM中。面板掃描引擎可等待來自主機處理器之SYNC信號以開始掃描計劃。在具有LCD顯示器之器件中，舉例而言，SYNC信號可指示在開始掃描序列之前近接於觸摸感測器面板之顯示器處於消隱模式。在一些狀況下，顯示器件可在顯示模式期間干擾觸控信號(特別係當掃描列電極時)。因此，產生易受來自顯示器之干擾影響之觸控信號的掃描事件可經排程以在顯示器之消隱模式而非其顯示模式期間執行。替代地，觸摸控制器上之韌體可產生SYNC信號之等效物。
在接收到SYNC信號後，掃描引擎即可開始掃描計時器及掃描計劃執行。在t0與t1之間(其可對應於LCD顯示器之顯示消隱週期)，掃描引擎可組態觸控電路(例如，傳輸區段、接收區段及RAM)以執行第一掃描事件(互電容列-列掃描(標記為「D-D互」))。如上文針對互電容列-列掃描所描述，掃描引擎可組態傳輸區段以選擇性地驅動觸摸感測器面板列跡線，且組態接收區段以在選擇列跡線上接收互電容觸控信號。接收區段可使用一個IQ解調變器來解調變觸控信號。
在互電容列-列掃描完成之後，掃描引擎可組態第二掃描事件， 該第二掃描事件可包括至少部分同時進行之事件，包括自電容列掃描(標記為「Self Cap(自電容)」)、自電容行保護掃描(標記為「Self Cap Guard(自電容保護)」)及手寫筆掃描(標記為「Pen(筆)」)。如上文針對自電容掃描及保護掃描所描述，掃描引擎可組態傳輸區段以用Vstim來驅動接收區段中的感測放大器之非反相輸入端從而產生用於列跡線之自電容觸控信號，且用同一Vstim來驅動行跡線以消除可能形成於列跡線與行跡線之間的寄生互電容Cm。Vstim可具有頻率f1。若存在手寫筆，則手寫筆可注入一或多個激勵信號。舉例而言，手寫筆可注入兩個激勵信號，一個具有頻率f2且一個具有頻率f3。掃描引擎亦可組態接收區段以在列跡線上接收自電容觸控信號及手寫筆觸控信號。
可使用多個IQ解調變器來同時解調變由同時或部分同時進行之掃描事件產生的觸控信號。圖12在每一掃描事件或同時進行之若干掃描事件下方說明可使用的IQ解調變器之數目。舉例而言，在手寫筆產生兩個激勵信號之狀況下，接收區段可使用三個IQ解調變器來解調變觸控信號。一個IQ解調變器可經調諧至f1以解調變列跡線上之自電容信號，且另外兩個IQ解調變器可經調諧至f2及f3以解調變列跡線上之手寫筆信號。
在第一掃描及第二掃描完成之後，掃描引擎可接著切換觸控電路以執行第三掃描。第三掃描可包括自電容行掃描、自電容列保護掃描及另一手寫筆掃描。如上文針對自電容掃描及保護掃描所描述，掃描引擎可組態傳輸區段以用Vstim來驅動接收區段中的感測放大器之非反相輸入端從而產生用於行跡線之自電容觸控信號，且用同一Vstim來驅動列跡線以消除可能形成於列跡線與行跡線之間的寄生電容Cp。Vstim可具有頻率f1。掃描引擎亦可組態接收區段以在行跡線上接收自電容觸控信號及手寫筆觸控信號。與在第二掃描事件中一 樣，若手寫筆產生兩個激勵信號，則接收區段可使用三個IQ解調變器來解調變第三掃描事件的觸控信號。一個IQ解調變器可經調諧至f1以解調變行跡線上之自電容信號，且另外兩個IQ解調變器可經調諧至f2及f3以解調變行跡線上之手寫筆信號。
在t1(其可對應於消隱週期之結束)，掃描引擎可產生中斷命令，該中斷命令向觸控處理器發信可將在先前掃描事件期間接收之觸控信號儲存於RAM中。掃描引擎可組態RAM以將觸控信號儲存於特定記憶體位置中。為了這樣做，掃描引擎可產生一指標區塊，該指標區塊可包括至該等特定記憶體位置之多個指標。因此，對於上文所描述之在t0與t1之間的三個掃描而言，掃描引擎可產生一至以下各者之指標：一用以儲存互電容列-列觸控信號之記憶體位置；一用以儲存自電容列觸控信號之第二記憶體位置；一用以儲存自電容行觸控信號之第三記憶體位置；及一用以儲存手寫筆觸控信號之第四記憶體位置。觸控處理器可接著自接收區段擷取觸控信號且如由特定指標所指導來儲存該等觸控信號。
在時間t1與t2之間，掃描引擎可指導更多掃描事件。舉例而言，掃描引擎可組態觸控電路以執行第四掃描(互電容行-行掃描(標記為「S-S互」))。如上文針對互電容行-行掃描所描述，掃描引擎可組態傳輸區段以選擇性地驅動觸摸感測器面板行跡線，且組態接收區段以在選擇行跡線上接收互電容觸控信號。接收區段可使用一個IQ解調變器來解調變觸控信號。在第四掃描完成之後，掃描引擎可組態觸控電路以執行第五掃描事件，該第五掃描事件可包括至少部分地同時進行之掃描事件，包括互電容列-行掃描(標記為「Mutual Drive(互驅動)」、「Mutual Sense(互感測)」)及手寫筆掃描(標記為「Pen(筆)」)。在互電容列-行掃描期間，掃描引擎可組態傳輸區段以用激勵信號Vstim來驅動列跡線，且組態接收區段以自行跡線接收互電容 觸控信號Csig。可以多個步驟來執行互電容列-行掃描。舉例而言，第一掃描步驟可激勵第一列跡線且可在對應之行跡線上俘獲觸控信號，第二步驟可激勵第二列跡線且可在對應之行跡線上俘獲觸控信號，第三步驟可激勵第三列跡線且可在對應之行跡線上俘獲觸控信號，等等。在其他實例中，一掃描步驟可同時用具有不同振幅、相位及頻率之激勵信號來激勵多個列。在一項實例中，可使用第一頻率f1來激勵在觸摸感測器面板之上半部分中的列，且可使用第二頻率f2來激勵在觸摸感測器面板之下半部分中的列。在另一實例中，可使由頻率f1及f2激勵之列交錯。舉例而言，可用頻率f1來激勵第一列，可用頻率f2來激勵第二列，可用頻率f1來激勵第三列，可用頻率f2來激勵第四列，等等，使得可在不同頻率下激勵鄰近列。替代地，可在同一頻率下激勵若干組列，使得可用頻率f1來激勵第一組列，可用頻率f2來激勵第二組列，可用頻率f1來激勵第三組列，等等。如上文所描述，掃描引擎亦可組態接收區段以在至少部分地同時進行之手寫筆掃描期間在行跡線上接收手寫筆觸控信號。
用以同時解調變部分地同時進行之掃描的解調變器之數目可取決於掃描事件在一給定時間是否同時進行而改變。舉例而言，當互電容列-行掃描在無手寫筆掃描的情況下發生時，可僅使用一個IQ解調變器。然而，一旦部分地同時進行之手寫筆掃描開始，便可使用額外IQ解調變器來同時解調變手寫筆觸控信號。舉例而言，若手寫筆產生兩個激勵信號，則接收區段可使用三個IQ解調變器來解調變第五掃描事件之同時部分的觸控信號。一個IQ解調變器可經調諧至f1以解調變行跡線上之互電容信號，且另外兩個IQ解調變器可經調諧至f2及f3以解調變行跡線上之手寫筆信號。在其他實例中，互電容列-行掃描可使用兩個激勵頻率且可需要兩個IQ解調變器以解調變行跡線上之互電容信號。
在t2，掃描引擎可產生另一中斷命令且產生一新指標組，該新指標組可包括至用以儲存互電容行-行觸控信號、互電容列-行觸控信號及另一組手寫筆觸控信號之特定記憶體位置的指標。觸控處理器可接著自接收區段擷取觸控信號且如由特定指標所指導來儲存該等觸控信號。
在時間t2與t3之間，掃描引擎可指導更多掃描事件。掃描引擎可組態觸控電路以執行第六掃描事件，該第六掃描事件包括至少部分地同時進行之掃描事件，包括手寫筆掃描(標記為「Pen(筆)」)及觸摸頻譜分析掃描(標記為「SPA for touch(觸摸SPA)」)。在手寫筆掃描與觸摸頻譜分析掃描兩者期間，掃描引擎可組態傳輸區段以不驅動觸摸感測器面板之跡線。如上文針對觸摸頻譜分析掃描所論述，接收區段可經組態以處理來自一些或所有列跡線及行跡線之觸控信號以便找到用於隨後之觸摸感測的無干擾頻率。在一項實例中，所有列跡線及/或行跡線可經組態以偵測觸控信號。可根據可用之IQ解調變器的數目在各種頻率下解調變該等觸控信號。在一項實例中，可存在用於觸摸感測之八個可能之頻率。該等觸控信號可被儲存並在該八個可能之頻率下依序加以解調變。在其他實例中，可存在可用之一個以上的IQ解調變器，其允許在多個頻率下同時進行解調變。舉例而言，如關於至少部分地同時進行之手寫筆掃描所展示，可存在可用於觸摸頻譜分析掃描之兩個IQ解調變器。結果，可使用八個可能之頻率以在四個處理步驟中而非在八個依序步驟中解調變觸控信號。觸摸控制器可判定無干擾頻率，其可為觸控信號得以最小化之頻率。
在觸摸頻譜分析掃描之一些實例中，可偵測觸控信號且使用解調變窗來解調變該等觸控信號，該等解調變窗的持續時間及時序匹配在觸摸感測掃描(諸如，互電容掃描)期間預期之激勵信號Vstim。使用適當解調變窗來解調變信號可導致選擇一反映可在觸摸感測操作期 間存在於系統中之雜訊的無干擾頻率。圖13說明根據本發明之實例的在例示性觸控信號與解調變窗之間的對應性。圖13說明一實例激勵信號波形。該波形可包括用無激勵之週期分開的一或多個激勵信號。雖然該等激勵信號可具有任何相位，但在一些實例中，0或180度之相位可為有用的。舉例而言，波形可具有激勵信號1302及1304，直至最後之激勵信號1310。舉例而言，激勵信號1302可具有持續時間T1。剩餘激勵信號可具有相同或不同之持續時間。在觸摸頻譜分析掃描中用於接收之觸控信號的解調變窗可在持續時間與時序兩方面對應於預期之激勵信號波形。舉例而言，觸摸頻譜分析掃描可在解調變窗1312期間解調變接收之觸控信號，該解調變窗具有與預期之激勵信號波形1302相同之持續時間T1。觸摸頻譜分析掃描可使用對應於例示性觸摸感測掃描波形中的每一激勵信號之持續時間及時序的解調變窗來解調變觸控信號。舉例而言，解調變窗1312、1314至1320可對應於激勵信號1302、1304至1310。
在手寫筆掃描期間，接收區段可經組態以處理來自一些或所有列跡線及/或行跡線之觸控信號。在一項實例中，接收區段可經組態以處理僅來自列跡線或僅來自行跡線之觸控信號。在其他實例中，接收區段可經組態以同時處理來自列跡線與行跡線兩者之觸控信號(假定足夠數目之接收通道)。如上文所描述，在一些實例中，手寫筆可產生兩個激勵信號，該兩個激勵信號可需要每接收通道兩個IQ解調變器以解調變手寫筆觸控信號。
第六掃描事件可在裝備有每接收通道四個IQ解調變器之系統中使用多達四個IQ解調變器。如上文所描述，兩個IQ解調變器可經調諧至f1及f2以解調變列跡線及/或行跡線上之手寫筆信號，且剩餘兩個IQ解調變器中之一或多者可經調諧至各種其他頻率以解調變列跡線及/或行跡線上之觸控信號，以判定無干擾頻率。
掃描引擎可接著組態觸控電路以執行第七掃描事件，該第七掃描事件可包括至少部分地同時進行之掃描事件，包括互電容列-行掃描(標記為「Mutual Drive(互驅動)」、「Mutual Sense(互感測)」)及手寫筆頻譜分析掃描(標記為「SPA for pen(筆SPA)」)。可如上文所描述來執行互電容列-行掃描(亦即，組態傳輸區段以激勵列跡線及組態接收區段以自行跡線接收觸控信號)。在手寫筆頻譜分析掃描期間，掃描引擎可組態接收區段以解調變來自行跡線之觸控信號以便找到用於隨後之手寫筆感測的無干擾頻率。可根據可用之IQ解調變器的數目在各種頻率下解調變該等觸控信號。在一項實例中，可存在用於手寫筆感測之六個可能之頻率。該等觸控信號可被儲存並依序在該六個可能之頻率下加以解調變。在其他實例中，可存在可用之一個以上的IQ解調變器，其允許在多個頻率下同時進行解調變。舉例而言，如關於至少部分地同時進行之互電容列-行掃描所展示，可存在可用於手寫筆頻譜分析之三個IQ解調變器。結果，可使用六個可能之頻率以在兩個處理步驟中而非在六個依序步驟中解調變觸控信號。觸摸控制器可判定一或多個無干擾頻率，其可為觸控信號得以最小化之頻率。可將該一或多個無干擾頻率傳達至手寫筆。
在手寫筆頻譜分析掃描之一些實例中，可偵測觸控信號且使用解調變窗來解調變該等觸控信號，該等解調變窗匹配在手寫筆掃描期間手寫筆之激勵信號的持續時間及時序。如上文針對觸摸頻譜分析掃描而關於圖13所描述，用於手寫筆頻譜分析掃描之解調變窗可在持續時間與時序兩方面對應於手寫筆激勵信號。使用適當解調變窗來解調變信號可導致選擇一反映可在手寫筆掃描操作期間存在於系統中之雜訊的無干擾頻率。
掃描引擎可接著組態觸控電路以執行第八掃描事件(觸摸頻譜分析掃描)。觸摸頻譜分析掃描可如先前所描述之觸摸頻譜分析掃描那 樣來執行，其中接收區段處理來自行跡線之觸控信號以找到無干擾頻率。可存在可用於八個掃描中之觸摸頻譜分析掃描的四個IQ解調變器。結果，可使用八個可能之頻率以在兩個處理步驟中而非在八個依序步驟中解調變觸控信號。
在t3，掃描引擎可產生另一中斷命令且產生一新指標組，該新指標組可包括至用以儲存頻譜分析結果、另一組手寫筆觸控信號及另一組互電容列-行觸控信號之特定記憶體位置的指標。觸控處理器可接著自接收區段擷取結果及觸控信號且如由特定指標所指導來儲存該等結果及該等觸控信號。掃描引擎可接收另一SYNC信號，該另一SYNC信號可指示LCD顯示器再次消隱。
在一些實例中，掃描計劃可在執行期間動態地改變。在一項實施中，掃描計劃可在訊框之間(亦即，在掃描事件之間)加以改變，但在其他實施中，掃描計劃可在任何時間改變使得掃描事件被中斷。在其他實施中，可藉由硬體來雙重緩衝掃描計劃，使得該掃描計劃之第二複本可儲存於記憶體中且在任何時間點可調換在執行中之主動式掃描計劃。在一些實例中，可在掃描事件之間的邊界處調換主動式掃描計劃。在其他實例中，可在任何點(甚至在事件的中間)調換主動式掃描計劃。
圖14說明根據本發明之實例的圖12中所執行之掃描計劃。在圖14之實例中，可定義掃描事件，包括該等掃描事件之開始時間及暫停時間以及中斷時間(此時掃描計劃可儲存於RAM中)。舉例而言，掃描計劃1400定義對應於圖12中所說明之第一掃描事件之互電容行-行掃描的第一掃描事件1402。類似地，第二掃描事件1404、第三掃描事件1406、第四掃描事件1408、第五掃描事件1410等等(至第八掃描事件1412之結束)對應於圖12中所說明之各別掃描事件。
每一掃描事件可定義用以執行彼掃描事件之傳輸區段、接收區 段及RAM之組件的操作參數及/或設定。掃描引擎可接著在該引擎執行掃描計劃時按所定義地組態組件。圖15說明根據本發明之實例的用於在掃描引擎處組態該等組件的例示性方法。在圖15之實例中，掃描引擎可自掃描計劃接收掃描事件(1505)。為達成解釋性目的，可假定該掃描事件為觸摸感測事件(諸如，互電容列-行掃描)，儘管應瞭解，亦可接收其他事件。基於接收之掃描事件，掃描引擎可接著組態觸控電路之組件的操作參數及/或設定以執行該掃描事件。因此，掃描引擎可藉由設定NCO相位、頻率及量值來組態傳輸區段(1510)。掃描引擎可接著組態傳輸通道及/或接收通道且將列及/或行耦接至適當之傳輸或接收通道(1515)。
對於傳輸通道而言，掃描引擎可選擇將使用哪一DAC以將激勵信號Vstim發送至若干列(1520)。掃描引擎亦可設定激勵信號之極性(+或-)以驅動觸摸感測器面板之列(1525)。
對於接收通道而言，掃描引擎可設定感測放大器、帶通濾波器及ADC之操作參數(1530)。掃描引擎亦可設定寄生電容Cp消除電路之操作參數(1535)。掃描引擎可設定IQ解調變器、DCL及累加器之操作參數(1540)。若存在來自掃描事件之結果(例如，觸控信號或頻譜分析結果)，則掃描引擎可判定怎麼處理該等結果(1545)。若將儲存該等結果，則掃描引擎可產生具有至RAM中之特定儲存位置之指標的一指標組(1550)。若該等結果將被組合至先前結果，則掃描引擎可組合該等結果(1560)。在一些狀況下，觸控電路可以主-從式架構(如下文將予以描述)來操作。若從屬接收區段具有來自掃描事件之結果，則掃描引擎可將該等結果自從屬電路傳輸至主電路以供進一步處理。
在組態傳輸通道及/或接收通道之後，掃描引擎可判定掃描事件是否已完成(亦即，掃描事件是否已暫停執行)(1565)。若未完成，則掃描引擎可等待直至完成。若掃描事件已完成，則掃描引擎可判定是 否應產生一中斷命令使得觸控處理器可將結果儲存至RAM(1570)。若不應產生中斷命令，則掃描引擎可接收下一掃描事件(1505)。若應產生中斷命令，則掃描引擎可產生中斷以用於使觸控處理器處理該等結果(1575)。
應理解，亦可使用能夠組態觸摸感測器面板中之觸控電路的額外及/或其他方法。
圖16說明根據本發明之實例的用於處置手寫筆頻譜掃描事件之例示性方法。在圖16之實例中，掃描引擎可自掃描計劃接收手寫筆頻譜分析掃描事件(1605)。掃描引擎可接著判定手寫筆連接或重新連接狀態(1610)。若手寫筆未連接或重新連接，則掃描引擎可組態觸控電路以在手寫筆不進行傳輸時執行手寫筆頻譜分析掃描以判定用於手寫筆之一或多個無干擾頻率(1630)。若手寫筆被連接或重新連接，則掃描引擎可接著判定手寫筆同步還是非同步(1615)。若手寫筆同步，則掃描引擎可組態觸控電路以執行手寫筆頻譜分析掃描(1630)。若手寫筆非同步，則掃描引擎可判定是否在面板上偵測到手寫筆(1620)。若在面板上偵測到手寫筆，則掃描引擎可跳過手寫筆頻譜分析掃描(1625)。若未在面板上偵測到手寫筆，則掃描引擎可組態觸控電路以執行手寫筆頻譜分析掃描(1630)。在執行手寫筆頻譜分析掃描之後，運算系統可將一或多個無干擾手寫筆頻率傳達至手寫筆且更新該一或多個手寫筆頻率以供在觸摸控制器中偵測(1635)。
如先前參看圖11所描述，每一累加器可自對應之IQ解調變器接收經解調變之觸控信號。舉例而言，累加器1136a可自IQ解調變器1135a接收經解調變之觸控信號。如先前所描述，可至少部分地同時來執行多個掃描事件且可(例如)藉由不同解調變器在不同之所關注頻率下同時解調變觸控信號。因此，舉例而言，一個累加器可具有來自手寫筆掃描之觸控信號，而另一累加器可具有來自互電容列-行觸摸 掃描之觸控信號。因此，掃描引擎可產生指標組以具有對應於累加器結果之指標，每一指標連結至對應之IQ解調變器及累加器且接著連結至RAM中可儲存有彼掃描事件之結果的特定位置，如圖17中所說明。
圖17說明根據本發明之實例的例示性RAM組態，其可對應於圖12中之掃描事件。在圖17之實例中，掃描引擎可產生指標組1748a，該指標組具有連結至對應之IQ解調變器及累加器的指標(例如，指標1749a可連結至第一累加器，指標1749b可連結至第二累加器，指標1749c可連結至第三累加器，且指標1749d可連結至第四累加器)。自圖12中之時間t0至t1，掃描引擎可進一步將指標連結至RAM中之經分配用於彼等掃描事件的儲存位置。舉例而言，在第一掃描事件期間，掃描引擎可組態第一IQ解調變器以解調變互電容列-列觸控信號(標記為「D-D」)且接著將第一指標1749a連結至可儲存有列-列掃描結果之儲存位置1741。在第二及第三掃描事件期間，掃描引擎可接著組態第一解調變器以解調變自電容列及行觸控信號(標記為「Self Cap(自電容)」)。由於掃描引擎先前已在第一掃描事件期間將第一指標1749a連結至儲存位置1741，所以掃描引擎可省略為了儲存自電容掃描結果而再次執行該連結。掃描引擎亦可組態第二解調變器及第三解調變器以解調變手寫筆觸控信號(標記為「Pen Frequency One(筆頻率1)」、「Pen Frequency Two(筆頻率2)」)且接著將第二指標1749b連結至儲存位置1742且將第三指標1749c連結至儲存位置1742，該儲存位置可儲存有手寫筆掃描結果。
自圖12中之時間t1至t2，掃描引擎可再次組態第一解調變器以在第四掃描事件期間解調變互電容行-行觸控信號(標記為「S-S」)且保持第一指標1749a與可儲存有行-行掃描結果之儲存位置1741的連結。掃描引擎可組態第四解調變器以在第五掃描事件期間解調變互電容列 -行觸控信號(標記為「Touch Image(觸摸影像)」)且將第四指標1749d連結至可儲存有互電容列-行掃描結果之儲存位置1744。掃描引擎可組態第二解調變器以在第五掃描事件期間解調變下一組手寫筆觸控信號(標記為「Pen Frequency One(筆頻率1)」)且保持第二指標1749b與儲存位置1742之間的連結。
自圖12中之時間t2至t3，掃描引擎可產生新指標組1748b，其中將第一累加器連結至儲存位置1741之第一指標1749a可被改變為連結至儲存位置1745，使得手寫筆及觸摸頻譜分析結果(標記為「Spectral Analysis(頻譜分析)」)可儲存於其所分配之儲存位置中。
舉例而言，儲存於RAM中之結果可經儲存作為同相及正交資訊，或在其他實例中，可儲存該等結果而用作量值及相位資訊。在一些實例中，接收區段可經組態以將結果儲存作為用於一些掃描步驟之同相及正交資訊且作為用於其他步驟之量值及相位資訊。掃描引擎可藉由更新用以儲存掃描結果之指標而在該兩種資訊類型之間改變。可藉由接收區段硬體來計算量值及相位。可將量值計算為同相分量之平方與正交分量之平方的總和的平方根。可將相位計算為Q除以I之反正切。數學上，可將量值及相位計算表達為：
如上文所論述且關於圖1所說明，在一些實例中，可使用主-從式組態來實施觸摸控制器102。舉例而言，圖18說明根據本發明之實例的組態主-從式電路之觸摸控制器之例示性掃描架構，該主-從式電路可包括用於主觸控電路之觸控電路及用於從屬觸控電路之觸控電路。在一些實例中，主-從式電路可為含有兩個觸摸控制器之單一封裝，而在其他實例中，主-從式電路可包括兩個分開之觸摸控制器晶片。在圖18之實例中，掃描引擎可組態主觸控電路與從屬觸控電路兩者以 一同執行掃描計劃。舉例而言，主觸控電路及從屬觸控電路可驅動並感測不同之列跡線及行跡線，使得該組合掃描觸摸感測器面板之所有列及行。如圖18中所說明，在第一掃描事件期間，主電路與從屬電路兩者可經組態以對各別列跡線及行跡線執行互電容行-行掃描。類似地，可藉由主電路及從屬電路來執行剩餘掃描事件。當面板掃描引擎產生一中斷命令時，從屬電路可將其掃描事件結果傳送至主電路，主電路可接著將結果發送至RAM以供儲存。在一些實例中，主觸摸控制器及從屬觸摸控制器可為雙向資料傳送作準備以使得兩個控制器能夠具有完整之觸摸影像。主-從式組態可允許用低密度電路(主電路及從屬電路可各自激勵20列且感測由15個行上之40個列中的任一者產生之觸控信號)掃描高密度觸摸感測器面板(例如，具有多列及多行之40×30陣列)。
圖19說明根據本發明之實例的圖18中所執行之掃描計劃。在圖19之實例中，掃描計劃可定義由主電路與從屬電路兩者執行之掃描事件(開始及暫停)以及中斷時間(此時可將來自主電路與從屬電路兩者之掃描計劃傳送至RAM)。在一些實例中，由從屬電路之掃描結果產生的資料可在其準備好時就即刻傳送至主電路。一旦硬體已完成一或多個掃描事件之傳輸及處理步驟且結果已備好，便可產生中斷以將掃描結果儲存於記憶體中。舉例而言，掃描計劃1900定義第一掃描事件1902，該第一掃描事件對應於由圖18中所說明之主電路及從屬電路執行的第一掃描事件之互電容行-行掃描。類似地，第二掃描事件1904、第三掃描事件1906、第四掃描事件1908、第五掃描事件1910、第六掃描事件1912等等直至第八掃描事件1914對應於由圖18中所說明之主電路及從屬電路執行之各別掃描事件。
如上文所描述，面板掃描引擎可產生一或多個指標組以具有對應於累加器結果之指標，每一指標連結至對應之IQ解調變器及累加器 且接著連結至RAM中將儲存有彼掃描事件之結果的特定位置。圖20說明當執行圖18之掃描事件時的RAM組態。在圖20之實例中，可將主掃描結果與從屬掃描結果兩者一同儲存於經分配用於掃描事件之特定儲存位置中。
圖20說明根據本發明之實例的例示性RAM組態，其可對應於圖18中之掃描事件。在圖20之實例中，掃描引擎可產生指標組2048a，該指標組具有連結至對應之IQ解調變器及累加器的指標(例如，指標2049a可連結至第一累加器，指標2049b可連結至第二累加器，指標2049c可連結至第三累加器，且指標2049d可連結至第四累加器)。自圖18中之時間t0至t21，掃描引擎可進一步將指標連結至RAM中之經分配用於彼等掃描事件的儲存位置。舉例而言，在第一掃描事件期間，掃描引擎可組態第一IQ解調變器以解調變互電容列-列觸控信號(標記為「D-D」)且接著將第一指標2049a連結至可儲存有互電容列-列掃描結果之儲存位置2041。在第二及第三掃描事件期間，掃描引擎可接著組態第一解調變器以解調變自電容列及行觸控信號(標記為「Self Cap(自電容)」)。由於掃描引擎先前已在第一掃描事件期間將第一指標2049a連結至儲存位置2041，所以掃描引擎可省略為了儲存自電容掃描結果而再次執行該連結。掃描引擎亦可組態第二解調變器及第三解調變器以解調變手寫筆觸控信號(標記為「Pen Frequency One(筆頻率1)」、「Pen Frequency Two(筆頻率2)」)且接著將第二指標2049b連結至儲存位置2042且將第三指標2049c連結至儲存位置2042，該儲存位置可儲存有手寫筆掃描結果。
自圖18中之時間t6至t10，掃描引擎可組態第一解調變器以在第四掃描事件期間解調變互電容行-行觸控信號(標記為「S-S」)且保持第一指標2049a與可儲存有行-行掃描結果之儲存位置2041的連結。掃描引擎可組態第四解調變器以在第五掃描事件期間解調變互電容列- 行觸控信號(標記為「Touch Image(觸摸影像)」)且將第四指標2049d連結至可儲存有互電容列-行掃描結果之儲存位置2044。掃描引擎可組態第二解調變器以在第五掃描事件期間解調變下一組手寫筆觸控信號(標記為「Pen Frequency One(筆頻率1)」)且保持第二指標2049b與儲存位置2042之間的連結。
自圖18中之時間t11至t21，掃描引擎可產生新指標組2048b，其中將第一累加器連結至儲存位置2041之第一指標2049a可被改變為連結至儲存位置2045使得手寫筆及觸摸頻譜分析結果(標記為「Spectral Analysis(頻譜分析)」)可儲存於其所分配之儲存位置中。
圖21A至圖21D說明其中可實施根據本發明之實例之觸摸控制器的實例系統。圖21A說明根據各種實例之實例行動電話2136，該行動電話包括可藉由觸摸控制器加以組態之觸控螢幕2124及其他運算系統區塊。圖21B說明根據各種實例之實例數位媒體播放器2140，該數位媒體播放器包括可藉由觸摸控制器加以組態之觸控螢幕2126及其他運算系統區塊。圖21C說明根據各種實例之實例個人電腦2144，該個人電腦包括可藉由觸摸控制器加以組態之觸控螢幕2128及其他運算系統區塊。圖21D說明根據各種實例之實例平板型計算器件2148，該平板型計算器件包括可藉由觸摸控制器加以組態之觸控螢幕2130及其他運算系統區塊。可將可藉由觸摸控制器加以組態之觸控螢幕及運算系統區塊實施於其他器件中(包括實施於可佩戴器件中)。
圖21A至圖21D之行動電話、媒體播放器及個人電腦可藉由使用觸摸控制器來組態觸控電路而有利地提供較強健且較靈活之觸控電路，以處置面板處之各種類型之觸摸事件。
因此，根據以上內容，本發明之一些實例係針對觸敏器件。該觸敏器件可包含：一可組態之電路。該可組態之電路可能夠將觸摸感測器面板之耦接切換至呈傳輸組態之該電路的組件或呈接收組態之該 電路的組件。呈傳輸組態之該電路可能夠產生具有一或多個相位及一或多個頻率之激勵信號以驅動觸摸感測器面板偵測由物件引起之觸摸或懸停事件。呈接收組態之該電路可能夠接收並處理指示所偵測到之觸摸或懸停事件之一觸控信號。觸敏器件亦可包含掃描引擎。掃描引擎可能夠根據掃描計劃來組態該電路。掃描計劃可定義待執行於觸摸感測器面板處之一連串掃描事件。每一掃描事件可針對其自身來定義傳輸組態及接收組態。執行掃描計劃可使得用針對一連串掃描事件所定義之傳輸組態及接收組態執行該等掃描事件。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該電路可能夠用該等激勵信號中之一者(具有第一頻率)來驅動觸摸感測器面板之第一部分及自該第一部分接收至少第一觸控信號，且同時用該等激勵信號中之另一者(具有第二頻率)來驅動觸摸感測器面板之第二部分及自該第二部分接收至少第二觸控信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，觸摸感測器面板可包含複數個觸控節點。每一觸控節點可能夠自呈傳輸組態之該電路的組件接收激勵信號且將觸控信號傳輸至呈接收組態之該電路的組件。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，觸摸感測器面板可包含複數個列跡線及複數個行跡線。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以傳輸組態來組態該電路以將激勵信號傳輸至複數個列跡線及以接收組態來組態該電路以自複數個行跡線接收觸控信號。該觸控信號可指示該等列跡線與該等行跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以傳輸組態來組態該電路以將激勵信號傳輸至第一組列跡線，及以接收組態來組態該電路以自第二組列跡線接收觸控信號。該觸控信號可指示該第一組列跡線與該第二組列跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例 之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以傳輸組態來組態該電路以將第一組列跡線之間的一或多個列跡線接地及以接收組態來組態該電路以將第二組列跡線之間的一或多個列跡線接地。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以傳輸組態來組態該電路以將激勵信號傳輸至第一組行跡線及以接收組態來組態該電路以自第二組行跡線接收觸控信號。該觸控信號可指示該第一組行跡線與該第二組行跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以傳輸組態來組態該電路以將第一組行跡線之間的一或多個行跡線接地及以接收組態來組態該電路以將第二組行跡線之間的一或多個行跡線接地。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以接收組態來組態該電路以將激勵信號傳輸至感測放大器之非反相輸入端及自列跡線接收觸控信號，其中該等列跡線在接收組態中耦接至感測放大器之反相輸入端。該觸控信號可指示該等列跡線與近接於面板之物件之間的自電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可進一步能夠以傳輸組態來組態該電路以將保護信號傳輸至行跡線，其中該等行跡線充當保護件以阻斷對列跡線處之觸控信號的干擾。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠以接收組態來組態該電路以將激勵信號傳輸至感測放大器之非反相輸入端及自行跡線接收觸控信號，其中該等行跡線在接收組態中耦接至感測放大器之反相輸入端。該觸控信號可指示該等列跡線與近接於面板之物件之間的自電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可進一步能夠以傳輸組態來組態該電路以將保護信號傳輸至列跡線，其中該等列跡線充當保護件以阻斷對行跡線處之觸控信號的干擾。除 上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，物件可為手指或手寫筆。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，器件可進一步包含：一能夠顯示第一資料且進行更新以顯示第二資料的顯示器。掃描引擎可能夠接收指示顯示器正進行更新之一顯示信號且組態該電路以在顯示器之更新期間對觸摸感測器面板操作。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該電路可能夠將該等組件切換至消除組態，該消除組態能夠自觸控信號消除寄生電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該電路可包含以主-從式組態耦接在一起的兩個可組態之電路。兩個電路中之每一者可能夠以傳輸組態及接收組態操作。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，當該電路不產生激勵信號時，掃描引擎可能夠以接收組態來組態該電路以自複數個行跡線接收雜訊信號及以接收組態來組態該電路以自複數個列跡線接收雜訊信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可在一或多個頻率下解調變該雜訊信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可使用一或多個同相(I)及正交(Q)解調變器來解調變該雜訊信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可使用對應於在掃描事件期間所產生之激勵信號的解調變窗來解調變雜訊信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可從在一或多個頻率下被解調變之雜訊信號來產生雜訊值，且可藉由選擇具有最小雜訊值之一或多個頻率來判定一或多個低雜訊頻率。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，器件可進一步包含無線通信電路，該無線通信電路能夠將關於一或多個低雜訊頻率之資訊、關於掃描計劃之資訊或器件時脈資訊中的至少一者傳輸至周邊器 件。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，無線通信電路進一步能夠自周邊器件接收力資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，組態該電路可包括將複數個列跡線及複數個行跡線耦接至傳輸通道或接收通道。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可將列跡線及行跡線與一傳輸通道及接收通道對配對，使得該列跡線及該行跡線中之一者可耦接至該傳輸通道及接收通道對中之傳輸通道，且該列跡線及該行跡線中之另一者可耦接至該傳輸通道及接收通道對中之接收通道。
本發明之其他實例係針對一種用於在觸敏器件上執行一或多個掃描事件之方法，該方法可包含：定義複數個掃描事件；針對每一掃描事件來定義傳輸組態及接收組態；定義一排序該複數個掃描事件且建立該複數個掃描事件之時序的掃描計劃；及根據該掃描計劃來執行該複數個掃描事件。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎在預定義時間執行該複數個掃描事件。每一掃描事件具有與之相關聯的傳輸區段、接收區段及記憶體之特定組態。
本發明之其他實例係針對一種非暫時性電腦可讀儲存媒體。該非暫時性電腦可讀儲存媒體可具有儲存於其中之掃描計劃，該掃描計劃用於組態觸敏器件中之觸控電路，該掃描計劃在由掃描引擎執行時可使掃描引擎：將觸控電路之一部分組態為傳輸區段，該傳輸區段能夠驅動觸摸感測器面板以偵測觸摸或懸停事件；將觸控電路之另一部分組態為接收區段，該接收區段能夠處理所偵測到之觸摸或懸停事件；組態具有多個記憶體位置之一記憶體，該記憶體能夠儲存指示所處理之觸摸事件的一觸控信號；及在觸敏器件處根據掃描計劃來指導一掃描序列，該掃描計劃定義該掃描序列。除上文所揭示之一或多項 實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可在預定義時間指導包括一或多個掃描事件之掃描序列。每一掃描事件具有與之相關聯的傳輸區段、接收區段及記憶體之特定組態。
本發明之其他實例係針對觸摸控制器。該觸摸控制器可包含：一可組態之傳輸區段，其能夠產生具有一或多個相位及一或多個頻率之一或多個激勵信號以驅動觸摸感測器面板；一可組態之接收區段，其能夠接收並處理一或多個觸控信號；及一可程式化之掃描引擎，其能夠根據掃描計劃來組態傳輸區段或接收區段中之至少一者。掃描計劃可定義待執行於觸摸感測器面板處之一連串掃描事件。每一掃描事件可定義針對傳輸區段之第一組件的第一設定或針對接收區段之第二組件的第二設定中之至少一者。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，控制器可進一步包含一可組態之記憶體，該可組態之記憶體能夠儲存一或多個觸控信號。可程式化之掃描引擎可能夠根據掃描計劃來組態記憶體且掃描事件可定義記憶體中之儲存分配。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，傳輸區段可包含：一或多個振盪器，其能夠在一或多個頻率下產生激勵信號；一或多個數位轉類比轉換器(DAC)，其耦接至該等振盪器且能夠在一或多個相位下產生激勵信號；及一或多個通道，其耦接至該等DAC轉換器。每一通道可包括第一多工器，該第一多工器能夠選擇該等激勵信號中的具有該等相位中之一者及該等頻率中之一者的一激勵信號。掃描引擎亦可能夠針對振盪器、DAC轉換器及一或多個通道之第一多工器來組態該等第一設定。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，傳輸區段可進一步包含：第二多工器，其能夠將自第一多工器輸出之所選激勵信號投送至觸摸感測器面板之列或行跡線。掃描引擎可能夠針對一或多個通道之第二多工器來組態該等第一設定。除上文所揭示之一或多項實 例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，第二多工器可能夠將觸摸感測器面板之列或行跡線耦接至自第一多工器輸出之所選激勵信號、接收區段或接地中的至少一者。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，接收區段可包含：耦接至觸摸感測器面板之一或多個通道。每一通道可包括：一感測放大器，其能夠自觸摸感測器面板接收至少一個觸控信號；及一或多個解調變器，其能夠解調變該至少一個觸控信號以輸出同相(I)分量、正交(Q)分量或同相正交(IQ)分量中之至少一者。掃描引擎可能夠針對通道之感測放大器及解調變器來組態該等第二設定。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，每一解調變器可能夠在所關注之相位及頻率下解調變至少一個觸控信號，該相位及頻率對應於至少一個激勵信號或至少一個手寫筆激勵信號之相位及頻率。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，記憶體可包含：一指標組，其包括一或多個指標。每一指標可能夠指向記憶體中所分配之用以儲存觸控信號的位置。掃描引擎可能夠組態該指標組及在記憶體中所分配之該等位置。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，一或多個觸控信號可包括互電容信號或自電容信號中之至少一者。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該等掃描事件可包括互電容掃描、自電容掃描或手寫筆掃描中之至少一者。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠執行掃描計劃以便使該一連串掃描事件在針對該等掃描事件之組態下予以執行。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠在執行期間動態地改變掃描計劃。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描事件可包括至少一個互電容掃描。掃描引擎可能夠組態傳輸區段以激勵 複數個列跡線且組態接收區段以自複數個行跡線接收觸控信號。該等觸控信號可指示列跡線與行跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠組態傳輸區段以激勵複數個行跡線且組態接收區段以自複數個列跡線接收觸控信號。該等觸控信號可指示列跡線與行跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠組態傳輸區段以激勵複數個列跡線中的第一組且組態接收區段以自複數個列跡線中的第二組接收觸控信號。該等觸控信號可指示在第一組列跡線與第二組列跡線中之列跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠組態傳輸區段以激勵複數個行跡線中的第一組且組態接收區段以自複數個行跡線中的第二組接收觸控信號。該等觸控信號指示在第一組行跡線與第二組行跡線中之行跡線之間的互電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描事件可包括至少一個自電容掃描。掃描引擎可能夠組態傳輸區段以激勵接收區段中的感測放大器之非反相輸入端，且組態接收區段以自複數個列跡線接收觸控信號，該複數個列跡線耦接至該等感測放大器之反相輸入端。該觸控信號可指示該等列跡線與近接於面板之物件之間的自電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠組態傳輸區段以激勵接收區段中的感測放大器之非反相輸入端，且組態接收區段以自複數個行跡線接收觸控信號，該複數個行跡線耦接至該等感測放大器之反相輸入端。該觸控信號可指示該等行跡線與近接於面板之物件之間的自電容。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可進一步能夠組態傳輸區段以將保護信號施加至未使用之列跡線或行跡線從而阻斷對觸控信號之干擾。除上文所揭示之一或多項實例 之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該等掃描事件可包括觸摸頻譜分析掃描、手寫筆頻譜分析掃描或手寫筆掃描中之至少一者。掃描引擎可能夠組態接收區段以在控制器不產生任何激勵信號時自列跡線及行跡線中之一或多者接收觸控信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可以主-從式組態來實施可組態之傳輸區段及接收區段，使得可組態之傳輸區段的第一部分及可組態之接收區段的第一部分可被實施於主觸摸控制器中，且可組態之傳輸區段的第二部分及可組態之接收區段的第二部分可被實施於從屬觸摸控制器中。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，傳輸區段可能夠用具有第一頻率之第一激勵信號來驅動觸摸感測器面板之第一部分且同時用具有第二頻率之第二激勵信號來驅動觸摸感測器面板之第二部分。
本發明之其他實例係針對一種非暫時性電腦可讀儲存媒體。該非暫時性電腦可讀儲存媒體可具有儲存於其上之掃描計劃，該掃描計劃用於組態觸敏器件中之觸摸控制器，該掃描計劃在由掃描引擎執行時可使掃描引擎：將觸摸控制器之一部分組態為傳輸區段，該傳輸區段能夠驅動觸摸感測器面板以偵測觸摸或懸停事件；將觸摸控制器之另一部分組態為接收區段，該接收區段能夠處理所偵測到之觸摸或懸停事件；及在觸敏器件處根據掃描計劃來指導一掃描序列，該掃描計劃定義該掃描序列。
如請求項18之非暫時性電腦可讀儲存媒體，其中掃描引擎在預定義時間指導包括一或多個掃描事件之該掃描序列，其中每一掃描事件具有與之相關聯的該傳輸區段及接收區段之特定組態。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠動態地改變掃描序列。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，傳輸區段可能夠用具有第一頻率之第 一激勵信號來驅動觸摸感測器面板之第一部分且同時用具有第二頻率之第二激勵信號來驅動觸摸感測器面板之第二部分。
本發明之其他實例係針對一種用於組態觸敏器件中之觸摸控制器的方法。該方法可包含：將觸摸控制器之若干部分組態為傳輸區段或接收區段。傳輸區段可能夠驅動觸摸感測器面板以偵測觸摸或懸停事件且接收區段可能夠處理所偵測到之觸摸或懸停事件。該方法亦可包含：根據掃描計劃來執行該一或多個掃描事件。該掃描計劃可定義掃描序列。每一掃描事件可定義針對其自身的傳輸組態及接收組態。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可在預定義時間執行該一或多個掃描事件。每一掃描事件可具有與之相關聯的傳輸區段及接收區段之特定組態。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，掃描引擎可能夠動態地改變掃描序列。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，傳輸區段可能夠用具有第一頻率之第一激勵信號來驅動觸摸感測器面板之第一部分且同時用具有第二頻率之第二激勵信號來驅動觸摸感測器面板之第二部分。
本發明之其他實例係針對主動式手寫筆。該主動式手寫筆可包含：位於手寫筆遠端處之一或多個電極；耦接至該一或多個電極之控制電路，其能夠產生一或多個激勵信號；及耦接至該控制電路之無線通信電路，其能夠自周邊器件接收資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，控制電路可能夠在第一頻率及第二頻率下產生一或多個激勵信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可同時產生在第一頻率及第二頻率下所產生之信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，接收之資訊可包括一或多個激勵頻率。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實 例，接收之資訊可包括時脈資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，接收之資訊可包括關於一或多個掃描事件之資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，手寫筆可進一步包含一位於手寫筆尖端處之力感測器，該力感測器經組態以偵測在手寫筆尖端處之力的量。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，無線通信電路可能夠將該量的力傳輸至周邊器件。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可僅在手寫筆掃描事件期間產生一或多個激勵信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，手寫筆可進一步包含一內部時脈，該內部時脈耦接至控制電路或無線通信電路中之至少一者。該內部時脈可能夠基於接收之時脈資訊而與周邊器件同步化。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，無線通信電路可能夠與周邊器件同步化，使得無線通信電路可在預定時間傳輸或接收資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，一或多個激勵頻率可對應於在周邊器件處所判定之一或多個低雜訊頻率。
本發明之其他實例係針對一種用於操作一能夠激勵觸敏器件之主動式手寫筆的方法。該方法可包含：經由手寫筆中之無線通信電路而自觸敏器件接收資訊；基於接收之資訊而在手寫筆中之控制電路處產生一或多個激勵信號；及將該一或多個激勵信號施加至位於手寫筆遠端處之一或多個電極。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該一或多個激勵信號可包括處於第一頻率及第二頻率之信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可同時產生處於第一頻率及第二頻率之一或多個激勵信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之 一或多項實例，接收之資訊可包括一或多個激勵頻率。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，接收之資訊可包括時脈資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，接收之資訊可包括關於一或多個掃描事件之資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該方法亦可包含經由力感測器來偵測位於手寫筆尖端處之力的量。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該方法亦可包含經由無線通信電路而將該量之力傳輸至周邊器件。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，可僅在手寫筆掃描事件期間產生一或多個激勵信號。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，該方法亦可包含基於接收之時脈資訊使手寫筆內之時脈同步化。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，無線通信電路可經同步化以便在預定時間傳輸及接收資訊。除上文所揭示之一或多項實例之外或代替上文所揭示之一或多項實例，一或多個激勵頻率可對應於在觸敏器件處所判定之一或多個低雜訊頻率。
本發明之其他實例係針對一種非暫時性電腦可讀儲存媒體。該非暫時性電腦可讀儲存媒體可具有儲存於其中之指令，該等指令在由一能夠激勵觸敏器件之主動式手寫筆執行時可使該手寫筆執行一種方法。該方法可包含：經由手寫筆中之無線通信電路而自觸敏器件接收資訊；基於接收之資訊而在手寫筆中之控制電路處產生一或多個激勵信號；及將該一或多個激勵信號施加至位於手寫筆遠端處之一或多個電極。
雖然已參看隨附圖式完整地描述了揭示內容及實例，但應注意，各種改變及修改將變得為熟習此項技術者所顯而易見。此等改變及修改應被理解為包括於如由附加之申請專利範圍所界定的揭示內容 及實例之範疇內。
100‧‧‧運算系統
102‧‧‧觸摸控制器
104‧‧‧手指
106‧‧‧手寫筆
108‧‧‧無線通信通道
114‧‧‧觸摸感測器面板
128‧‧‧主機處理器
130‧‧‧顯示器件
132‧‧‧程式儲存器
140‧‧‧感測線
142‧‧‧驅動線
144‧‧‧觸控節點
146‧‧‧驅動控制器
148‧‧‧觸控處理器
150‧‧‧感測電路
152‧‧‧驅動多工器
154‧‧‧感測多工器
156‧‧‧頻譜分析器
160‧‧‧從屬感測電路
166‧‧‧從屬驅動控制器
170‧‧‧無線通信晶片

Claims (20)

  1. 一種觸敏器件，其包含：一可組態之電路，其能夠將一觸摸感測器面板之一耦接切換至呈一傳輸組態之該電路的組件或呈一接收組態之該電路的組件，該傳輸組態能夠產生具有一或多個相位及一或多個頻率之激勵信號以驅動該觸摸感測器面板從而偵測由一物件引起之一觸摸或懸停事件，且該接收組態能夠接收並處理指示該所偵測到之觸摸或懸停事件的一觸控信號；及一掃描引擎，其能夠：根據一掃描計劃來組態該電路，該掃描計劃定義待於該觸摸感測器面板處執行之一連串掃描事件，每一掃描事件針對該掃描事件來定義該傳輸組態及該接收組態；及執行該掃描計劃以用針對該等掃描事件所定義之該傳輸組態及該接收組態來執行該一連串掃描事件。
  2. 如請求項1之器件，其中該觸摸感測器面板包含複數個列跡線及複數個行跡線。
  3. 如請求項2之器件，其中該掃描引擎能夠以該傳輸組態來組態該電路以將該等激勵信號傳輸至該複數個列跡線，且以該接收組態來組態該電路以自該複數個行跡線接收該觸控信號，該觸控信號指示該等列跡線與該等行跡線之間的一互電容。
  4. 如請求項2之器件，其中該掃描引擎能夠以該傳輸組態來組態該電路以將該等激勵信號傳輸至該等列跡線的一第一組，且以該接收組態來組態該電路以自該等列跡線的一第二組接收該觸控信號，該觸控信號指示該等列跡線的該第一組與該第二組之間的一互電容。
  5. 如請求項2之器件，其中該掃描引擎能夠以該傳輸組態來組態該 電路以將該等激勵信號傳輸至該等行跡線的一第一組，且以該接收組態來組態該電路以自該等行跡線的一第二組接收該觸控信號，該觸控信號指示該等行跡線的該第一組與該第二組之間的一互電容。
  6. 如請求項2之器件，其中該掃描引擎能夠以該接收組態來組態該電路以將該等激勵信號傳輸至感測放大器之該非反相輸入端及自該等列跡線接收該觸控信號，該等列跡線在該接收組態中耦接至該等感測放大器之該反相輸入端，該觸控信號指示該等列跡線與近接於該面板之一物件之間的一自電容。
  7. 如請求項2之器件，其中該掃描引擎能夠以該接收組態來組態該電路以將該等激勵信號傳輸至感測放大器之該非反相輸入端及自該等行跡線接收該觸控信號，該等行跡線在該接收組態中耦接至該等感測放大器之該反相輸入端，該觸控信號指示該等行跡線與近接於該面板之一物件之間的一自電容。
  8. 如請求項1之器件，其中該電路包含以一主-從式組態而耦接在一起的兩個可組態之電路，該兩個電路中之每一者能夠以一傳輸組態及一接收組態來操作。
  9. 如請求項2之器件，其中當該電路不產生激勵信號時，該掃描引擎能夠以該接收組態來組態該電路以自該複數個行跡線接收一雜訊信號及以該接收組態來組態該電路以自該複數個列跡線接收一雜訊信號。
  10. 如請求項9之器件，其進一步包含無線通信電路，該無線通信電路能夠將關於一或多個低雜訊頻率之資訊、關於該掃描計劃之資訊或器件時脈資訊中之至少一者傳輸至一周邊器件。
  11. 如請求項10之器件，其中該無線通信電路進一步能夠自該周邊器件接收力資訊。
  12. 一種用於在一觸敏器件上執行一或多個掃描事件之方法，該方法包含：定義複數個掃描事件；針對每一掃描事件來定義一傳輸組態及一接收組態；定義一排序該複數個掃描事件且建立該複數個掃描事件之一時序的掃描計劃；及根據該掃描計劃來執行該複數個掃描事件。
  13. 如請求項12之方法，其中該掃描引擎在預定義時間執行該複數個掃描事件，每一掃描事件具有與之相關聯的一傳輸區段、一接收區段及一記憶體之特定組態。
  14. 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其具有儲存於其中之一掃描計劃，該掃描計劃用於組態一觸敏器件中之一觸控電路，該掃描計劃在由一掃描引擎執行時使該掃描引擎：將該觸控電路之一部分組態為一傳輸區段，該傳輸區段能夠驅動一觸摸感測器面板以偵測一觸摸或懸停事件；將該觸控電路之另一部分組態為一接收區段，該接收區段能夠處理該所偵測到之觸摸或懸停事件；組態具有多個記憶體位置之一記憶體，該記憶體能夠儲存指示該所處理之觸摸事件的一觸控信號；及在該觸敏器件處根據該掃描計劃來指導一掃描序列，該掃描計劃定義該掃描序列。
  15. 一種觸摸控制器，其包含：一可組態之傳輸區段，其能夠產生具有一或多個相位及一或多個頻率之一或多個激勵信號以驅動一觸摸感測器面板；一可組態之接收區段，其能夠接收並處理一或多個觸控信號；及 一可程式化之掃描引擎，其能夠根據一掃描計劃來組態該傳輸區段或該接收區段中之至少一者，該掃描計劃定義待於該觸摸感測器面板處執行之一連串掃描事件，每一掃描事件定義針對該傳輸區段之第一組件的第一設定或針對該接收區段之第二組件的第二設定中之至少一者。
  16. 如請求項15之控制器，其進一步包含一可組態之記憶體，該可組態之記憶體能夠儲存該一或多個觸控信號，其中該可程式化之掃描引擎能夠根據該掃描計劃來組態該記憶體且一掃描事件定義該記憶體中之儲存分配。
  17. 如請求項15之控制器，其中該傳輸區段包含：一或多個振盪器，其能夠在一或多個頻率下產生該等激勵信號；一或多個數位轉類比轉換器(DAC)，其耦接至該等振盪器且能夠在一或多個相位下產生該等激勵信號；及耦接至該等DAC轉換器之一或多個通道，每一通道包括一第一多工器，該第一多工器能夠選擇該等激勵信號中的具有該等相位中之一者及該等頻率中之一者的一激勵信號；其中該掃描引擎能夠組態針對該等振盪器、該等DAC轉換器及該一或多個通道之該等第一多工器的該等第一設定。
  18. 如請求項17之控制器，其中該傳輸區段進一步包含：一第二多工器，其能夠將自該第一多工器輸出之該所選激勵信號投送至該觸摸感測器面板之一列或行跡線；其中該掃描引擎能夠組態針對該一或多個通道之該等第二多工器的該等第一設定。
  19. 如請求項15之控制器，其中該接收區段包含：耦接至該觸摸感測器面板之一或多個通道，每一通道包括： 一感測放大器，其能夠自該觸摸感測器面板接收至少一個觸控信號；及一或多個解調變器，其能夠解調變該至少一個觸控信號以輸出一同相(I)分量、一正交(Q)分量或一同相正交(IQ)分量中之至少一者；其中該掃描引擎能夠組態針對該等通道之該等感測放大器及該等解調變器的該等第二設定。
  20. 如請求項15之控制器，其中該掃描引擎能夠執行該掃描計劃以便使該一連串掃描事件在針對該等掃描事件之該等組態下執行，且進一步能夠在執行期間動態地改變該掃描計劃。
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