專利名稱：：數(shù)字化器的觸摸檢測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及組合的觸摸和觸針數(shù)字化器，并且，更具體而非排他地，涉及對(duì)手指觸摸的檢測的適用。
背景技術(shù)：
：計(jì)算機(jī)的普及已經(jīng)使得在數(shù)字化器和觸摸屏領(lǐng)域展開了廣泛的研究和開發(fā)。雖然有許多發(fā)明描述了觸摸板，但幾乎很少發(fā)明描述了能夠使用相同的感測設(shè)備檢測EM觸針和手指觸摸的數(shù)字化器。于2000年7月7日提交的轉(zhuǎn)讓給N-trigLtd的US專利申請(qǐng)09/629，334"物理對(duì)象定位裝置和方法及使用該裝置和方法的平臺(tái)，，和于2003年8月28日提交并也轉(zhuǎn)讓給N-trigLtd的US專利申請(qǐng)09/628,334"透明數(shù)字化器"描述了能夠檢測位于平面屏幕顯示器上的多個(gè)物理對(duì)象(最好是觸針)的定位設(shè)備。于2002年10月15日提交并轉(zhuǎn)讓給N-trigLtd的US專利申請(qǐng)10/270,373"雙功能輸入設(shè)備和方法，，，描述了能夠使用相同的透明傳感器來檢測電磁對(duì)象和手指觸摸的系統(tǒng)。在公開內(nèi)容中，通過并入EM檢測圖形的電阻性條紋的矩陣來實(shí)現(xiàn)手指觸摸檢測。特殊的分離層放在導(dǎo)體層之間以同時(shí)使能觸摸條紋的觸摸并阻止EM線之間的觸摸。需要另外的電子裝置設(shè)備來驅(qū)動(dòng)和讀取來自傳感器的觸摸信號(hào)。該方法的主要缺點(diǎn)是增加了傳感器和電子裝置的復(fù)雜性。US專利3,944，740采用安裝在等離子體平板顯示器頂部上方的輸入墊。輸入墊是傳導(dǎo)行和傳導(dǎo)列的矩陣，布置它們使得具有傳導(dǎo)尖的觸針在其觸摸點(diǎn)可以使行電才及和列電極短路，通過行電才及和列電極傳導(dǎo)的電流表示觸針位置。US專利4,639,720采用類似的思想，使用傳導(dǎo)像素而不是行和列的矩陣。地檢測電磁類型的觸針。因?yàn)橹挥挟?dāng)觸針使兩個(gè)輔助線Vf象素短路時(shí)才檢測觸針，所以當(dāng)它位于線\像素之間時(shí)不可能跟蹤它。因此，觸針檢測的分辨率限于線\像素的接近。觸針檢測，如在這些專利中所公開的，本質(zhì)上不同于在目前優(yōu)選的實(shí)施例中描述的觸針檢測。US專利6,239,389描述了手指檢測的方法，即通過從每條導(dǎo)線測量第一組電壓值并計(jì)算這些采樣值關(guān)于在沒有手指存在時(shí)釆集的采樣值的加權(quán)平均。傳感器由一系列布置成行和列并由導(dǎo)線連接的板構(gòu)成。該方法的主要缺點(diǎn)是它需要用于計(jì)算采樣值的加權(quán)平均的算術(shù)單元，它不允許檢測EM觸針并且傳感器不是透明的。US專利4,550,221描述了傳感器陣列，它包括由導(dǎo)線連接的傳導(dǎo)板/像素系列。手指觸摸改變像素關(guān)于環(huán)境地的電容。檢測并轉(zhuǎn)化該變化以指示手指的位置。公開內(nèi)容不允許EM觸針檢測和手指檢測。傳感器的板Vf象素不是透明的，因此不可能安裝在顯示屏上。US專利4,293,734采用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)預(yù)定電流通過天線每一端的電流源。使用基爾霍夫定律(Kirchoffslaw)計(jì)算通過手指到地的電流漏泄來計(jì)算手指的位置。在其中公開的檢測系統(tǒng)的缺點(diǎn)是它不允許檢測EM觸針。更確切地，它需要從傳導(dǎo)表面的兩端都有電流流過，這顯然是在消耗功率。此外，檢測^^莫擬的并涉及相對(duì)復(fù)雜的電路。US專利6,452，514采用兩個(gè)或更多個(gè)電極，它們^皮布置以產(chǎn)生通過相鄰介電質(zhì)發(fā)送的電場，這可以纟皮傳導(dǎo)對(duì)象的接近干擾。電荷傳遞測量電路連接到這些電極之一以確定對(duì)象的存在。公開內(nèi)容論述了連接每個(gè)電極到單獨(dú)的電荷傳遞測量單元。上述發(fā)明的缺點(diǎn)是不能檢測EM觸針、更新率低并且分辨率受限。US專利6,583,676描述了在施加頻率變化時(shí)檢測手指增加的電容的方法。接近/觸摸檢測器的校準(zhǔn)電路和方法允許自動(dòng)校準(zhǔn)接近/觸摸檢測器部件、機(jī)殼影響和環(huán)境條件，這樣就不需要初始的工廠校準(zhǔn)和周期性的人工校準(zhǔn)。校準(zhǔn)電路將電容切換成自由運(yùn)行振蕩器的施密特(Schmitt)觸發(fā)器的輸入電容，以改變振蕩器的輸出頻率。電容傳感器形成輸入電容的一部分。頻率的變化模擬與對(duì)象例如手指觸摸電容傳感器時(shí)和電容傳感器不觸摸〗(寸象時(shí)產(chǎn)生的輸入電容的差異相關(guān)聯(lián)的頻移。本發(fā)明最明顯的缺點(diǎn)是需要另外的硬件并且不能檢測EM觸針。可以在US專利6,587,093、6,633,280、6,473,069和6,278,443中找到手指檢測的其它方法。上迷的手指檢測方法全部本質(zhì)上不同于以下描述的方法，并且沒有一個(gè)方法結(jié)合了感測EM觸針和手指觸摸的能力。因此，廣泛認(rèn)識(shí)到需要具有一種沒有上述限制的數(shù)字化器系統(tǒng)，并且這將會(huì)是非常是有利的。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種檢測器，用于提供第一類位置檢測和第二類位置檢測，該檢測器包括傳感器，在傳感器內(nèi)延伸的感測導(dǎo)體的^皮組成圖形的布置，以及與該布置相關(guān)聯(lián)的檢測電路，用于在相同的感測導(dǎo)體檢測由第一類位置檢測產(chǎn)生的信號(hào)和由第二類位置檢測產(chǎn)生的信號(hào)，由此檢測在傳感器上的位置。最好，第一類位置檢測包括能夠產(chǎn)生電磁諧振場的對(duì)象的基于諧振的對(duì)象^r測。最好，第一類位置檢測包括基于電容的觸摸檢測。最好，第一類位置檢測包括能夠產(chǎn)生電磁諧振場的對(duì)象的基于諧振的對(duì)象檢測，而第二類位置檢測包括基于電容的觸摸檢測。最好，檢測電路能夠同時(shí)檢測第一類的相互作用和第二類的相互作用。最好，檢測電路能夠獨(dú)立檢測第一類的相互作用和第二類的相互作用。最好，傳感器位于檢測區(qū)上方，并且包括用于提供振蕩信號(hào)的振蕩器，用于提供激勵(lì)信號(hào)的激勵(lì)電路，該激勵(lì)信號(hào)能夠激勵(lì)電磁觸針型對(duì)象的諧振電路，其中組成圖形的布置包括在檢測區(qū)上方延伸的傳導(dǎo)元件，并且檢測電路適于檢測傳導(dǎo)對(duì)象(例如手指觸摸)的電容效應(yīng)和來自在至少一個(gè)傳導(dǎo)元件的電磁觸針型對(duì)象的諧振。最好，連接振蕩器以向激勵(lì)電路提供振蕩信號(hào)并且還提供基于電容的觸摸檢測的激勵(lì)信號(hào)。最好，傳感器是基本透明的并且適合于在顯示屏上的位置。最好，檢測區(qū)是顯示屏的表面并且包括至少一個(gè)傳導(dǎo)元件的傳感器是基本透明的。檢測器可以包括多個(gè)傳導(dǎo)元件，并且檢測電路可以包括與用于檢測導(dǎo)體的輸出之間的差異的感測導(dǎo)體相關(guān)聯(lián)的差分檢測器布置。最好，配置感測電路用于在至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件感測由受到振蕩信號(hào)的傳輸?shù)膫鲗?dǎo)對(duì)象的觸摸感生的信號(hào)。最好，至少提供位于傳感器內(nèi)并與一個(gè)傳導(dǎo)元件有連接的第二傳導(dǎo)元件，其中振蕩器應(yīng)用于這些傳導(dǎo)元件之一，并且配置連接使得電容性體部分的觸摸在連接處引起a.c短路，檢測器配置成在第二傳導(dǎo)元件檢測產(chǎn)生的振蕩信號(hào)并由此推斷該觸摸。最好，檢測電路適于在至少第二傳導(dǎo)元件檢測用于解釋為許多觸摸對(duì)象的信號(hào)。最好，可以基于檢測信號(hào)的屬性的解釋來檢測多個(gè)基于諧振的對(duì)象。最好，可以基于檢測信號(hào)的屬性的解釋來檢測多個(gè)傳導(dǎo)對(duì)象。最好，連接振蕩器以使檢測器、檢測器的部分和至少一個(gè)傳導(dǎo)元件中至少之一關(guān)于參考電壓電平振蕩，從而允許在傳導(dǎo)觸摸對(duì)象和至少一個(gè)導(dǎo)體之間流過電容性電流。最好，傳感器配置有在它自己和下面的顯示屏之間的透明介質(zhì)。最好，透明介質(zhì)包括氣隙。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供檢測器，用于檢測由與位于顯示屏上的透明傳感器進(jìn)行電容性觸摸的傳導(dǎo)對(duì)象的觸摸，檢測器包括延伸到傳感器內(nèi)的感測導(dǎo)體的組成圖形的布置，在預(yù)定頻率上的振蕩電能的源，以及用于檢測當(dāng)施加振蕩電能時(shí)在至少一個(gè)感測導(dǎo)體上的電容性影響的檢測電路。最好，檢測電路包括與用于檢測導(dǎo)體的輸出之間差異的感測導(dǎo)體相關(guān)聯(lián)的差分檢測器布置。最好，配置振蕩電能的源以發(fā)射能量進(jìn)入傳導(dǎo)對(duì)象，并配置感測電路用于在至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件感測由接受發(fā)送的振蕩信號(hào)的傳導(dǎo)對(duì)象的觸摸感生的信號(hào)。檢測器最好配置成按照許多觸摸傳導(dǎo)對(duì)象來解釋在至少一個(gè)導(dǎo)體的檢測信號(hào)的屬性。最好，至少提供位于傳感器內(nèi)并與至少一個(gè)傳導(dǎo)元件有連接的第二傳導(dǎo)元件，其中振蕩電能的源施加于這些導(dǎo)體之一，并且配置連接使得傳導(dǎo)對(duì)象的觸摸在連接處引起a.c.短路，檢測器配置成在第二傳導(dǎo)元件檢測的振蕩信號(hào)作為電容效應(yīng)并推斷該觸摸。最好，檢測電路配置成解釋檢測信號(hào)的屬性為相應(yīng)導(dǎo)體的許多觸摸。檢測器可以包括在第一方向上對(duì)齊的第一傳感器和在第二方向上對(duì)齊的第二傳感器的矩陣，在其間有多個(gè)連接。此外可以提供每個(gè)連接的漏泄電容值的列表，檢測器配置成使用漏泄電容值以校正在每個(gè)導(dǎo)體的讀數(shù)。最好，連接振蕩電能的源以4吏檢測器、檢測器的部分和至少一個(gè)傳導(dǎo)元件中至少之一關(guān)于參考電壓電平振蕩，從而允許電容性電流在傳導(dǎo)觸摸對(duì)象和至少一個(gè)導(dǎo)體之間流過。最好，連接振蕩能量的源以"f吏檢測器的第一部分振蕩，并且其中第一部分經(jīng)由不受檢測器的第一和第二部分之間的電位差影響的通信連接連接到不受到振蕩的第二部分。最好，通信連接包括至少一個(gè)差分放大器。最好，傳感器配置有在它自己和顯示屏之間的透明介質(zhì)。最好，透明介質(zhì)包括氣隙。最好，傳感器包括布置在其層內(nèi)的導(dǎo)體柵格。最好，導(dǎo)體成對(duì)連接到放大器。最好，放大器是各自有正輸入和負(fù)輸入的差分放大器，并且其中導(dǎo)體對(duì)的一個(gè)導(dǎo)體連接到正輸入而導(dǎo)體對(duì)的第二導(dǎo)體連接到負(fù)輸入。檢測器可以包括補(bǔ)償表，用于提供在每個(gè)導(dǎo)體的補(bǔ)償值以補(bǔ)償靜態(tài)噪聲。檢測器可配置成系統(tǒng)一啟動(dòng)就更新補(bǔ)償表。檢測器可配置成使用模糊性對(duì)象檢測作為觸發(fā)器以刷新補(bǔ)償表。最好，檢測信號(hào)的數(shù)量、相位和位置數(shù)據(jù)的任何組合用于定義對(duì)象檢測中的模糊性。根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供位于電子顯示屏上方的透明傳感器中的感測導(dǎo)體矩陣的觸摸感測方法，包括提供在預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)，以及測量導(dǎo)體以得到由于其上的觸摸引起的在導(dǎo)體上的電容效應(yīng)。所述方法可以包括向外部發(fā)送器提供振蕩信號(hào)以給觸摸體部分提供能量。最好，矩陣包括在第一方向上對(duì)齊的第一導(dǎo)體和在第二方向上對(duì)齊的第二導(dǎo)體，所述方法包括向第一導(dǎo)體提供振蕩信號(hào)并感測在任何第二導(dǎo)體的振蕩信號(hào)，該信號(hào)通過觸摸傳導(dǎo)對(duì)象引起的電容性鏈路傳送到第二導(dǎo)體。所述方法可以包括向至少導(dǎo)體提供振蕩信號(hào)，這樣傳導(dǎo)觸摸體從各自導(dǎo)體汲取電流。所述方法可以包括將振蕩信號(hào)用于使包括導(dǎo)體的檢測機(jī)構(gòu)振蕩，其中，同時(shí)振蕩的檢測機(jī)構(gòu)與公共地隔離。所述方法可以包括將振蕩信號(hào)用于使檢測機(jī)構(gòu)的第一部分振蕩，第一部分包括導(dǎo)體，將第一部分與第二部分隔離，以及使用隔離的笫二部分以將觸摸檢測輸出傳送到外部設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供制造用于電子顯示屏的觸摸檢測器的方法，包括提供振蕩信號(hào)源，在至少一個(gè)透明箔內(nèi)嵌入透明導(dǎo)體柵格，將透明箔放在電子顯示屏上方，以及提供用于檢測在導(dǎo)體上的電容效應(yīng)的檢測電路。所述方法可以包括在電子屏幕周圍施加激勵(lì)單元，用于激勵(lì)電^茲觸針，這樣在透明導(dǎo)體柵格的觸針的位置是可檢測的。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供觸摸檢測裝置，包括包括至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件的傳感器，用于提供振蕩信號(hào)的振蕩器，與振蕩器相關(guān)聯(lián)的發(fā)送器，用于在傳感器附近發(fā)送振蕩信號(hào)，感測電路，用于在至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件感測由#~受發(fā)送的振蕩信號(hào)的傳導(dǎo)對(duì)象的觸摸感生的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供觸摸檢測裝置包括傳感器，包括第一感測的導(dǎo)體和第二感測的導(dǎo)體并且其間有連接的導(dǎo)體柵格陣列，用于向第一感測的導(dǎo)體提供振蕩信號(hào)的振蕩器，檢測電路，用于在振蕩信號(hào)經(jīng)由連接傳遞到第二感測的導(dǎo)體時(shí)檢測振蕩信號(hào)，該傳遞表示由在各自連接觸摸傳感器的傳導(dǎo)對(duì)象的觸摸感生的電容耦合。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供觸摸檢測裝置，包括包括至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件的傳感器，用于提供振蕩信號(hào)的振蕩器，振蕩信號(hào)施加到包括至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件的裝置的至少一部分，以及，檢測電路，用于檢測由于到觸摸傳感器的傳導(dǎo)對(duì)象的電容性連接引起的至少一個(gè)感測傳導(dǎo)元件的a.c.接地。除非另外定義，在此使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有和本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員通常理解的相同的意思。在此提供的材料、方法和示例只是描述性的而不是用于限制。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)涉及手動(dòng)、自動(dòng)或手動(dòng)自動(dòng)組合起來進(jìn)行或完成某些選定的任務(wù)或步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)際設(shè)備和裝置，可以通過硬件或通過任何固件的任何操作系統(tǒng)上的軟件或其組合來實(shí)現(xiàn)若干選定的步驟。例如，作為硬件，本發(fā)明選定的步驟可實(shí)現(xiàn)為芯片或電路。作為軟件，本發(fā)明選定的步驟可實(shí)現(xiàn)為由使用任何適合的操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行的多個(gè)軟件指令。在任一情況下，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)選定的步驟可以描述為由數(shù)據(jù)處理器進(jìn)行，例如用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算平臺(tái)。參考附圖，在此只以示例方式描述本發(fā)明?，F(xiàn)在具體詳細(xì)地參考附圖，要強(qiáng)調(diào)的是，在此示出的細(xì)節(jié)是以示例方式并且只是出于說明性討論本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的目的，并且提出來是為了提供認(rèn)為是本發(fā)明的原理和概念方面的最有用和最易于理解的描述。在這方面，只是示出用于基本理解本發(fā)明所必需的細(xì)節(jié)，并不試圖更詳細(xì)地示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以通過與附圖一起的描述來理解本發(fā)明的幾種形式是如何可以在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)的。在附圖中圖1A是示出本發(fā)明一般化實(shí)施例的簡化框圖；圖IB是示出將振蕩能量發(fā)送到手指的本發(fā)明實(shí)施例的簡化圖；圖2是示出觸摸手指提供柵格上感測導(dǎo)體之間的電容性鏈路的本發(fā)明實(shí)施例的簡化圖；圖3是示出圖2實(shí)施例的電理論的電路圖；圖4是示出本發(fā)明實(shí)施例的簡化示意圖，其中，使用關(guān)于參考信號(hào)振蕩的信號(hào)使;險(xiǎn)測設(shè)備浮動(dòng)，并且壓在導(dǎo)體上的手指提供到地的電容性路徑；圖5是示出圖4實(shí)施例的一個(gè)版本的電路圖；圖6是示出圖4實(shí)施例的變體的電路圖；圖7是示出圖4實(shí)施例另一變體的電路圖，其中直接使導(dǎo)體振蕩;圖8是示出圖7實(shí)施例變體的電路圖，其中，從導(dǎo)體遠(yuǎn)端使導(dǎo)體振蕩；圖9是圖4實(shí)施例變體的框圖，其中由DC到DC轉(zhuǎn)換器提供隔離；圖IOA是示出圖4實(shí)施例另一變體的框圖，其中，由DC到DC轉(zhuǎn)換器在檢測器的兩部分之間提供隔離；圖IOB是示出為允許在檢測器的兩部分之間通信修改圖IOA實(shí)施例的才匡圖；圖11是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測器基于線圈的隔離的框圖；圖12是示出圖11實(shí)施例變體的框圖，其中基于線圏的隔離用于檢測器的一部分；圖13是示出通過在正電源干線和地電源干線上;^置串聯(lián)振蕩器使檢測器浮動(dòng)的框圖；圖14是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例如何可以使相同的激勵(lì)電路用于觸針和手指觸摸感測的筒化框圖；圖15是示出影響本發(fā)明各實(shí)施例中的觸摸測量的穩(wěn)態(tài)噪聲源的理論上的電路圖；圖16A和16B示出對(duì)于各自導(dǎo)體的噪聲影響的導(dǎo)體柵格和列表，都具有幅度和相位；圖17是能夠使用圖16B的列表以校正觸摸讀數(shù)的觸摸檢測裝置的才匡圖；圖18是示出表示手指觸摸的信號(hào)圖形的簡化圖；圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的觸摸測量步驟的簡化流程圖。具體實(shí)施方式目前的實(shí)施例包括允許在平板顯示器上手指點(diǎn)擊和移動(dòng)檢測的數(shù)字化器，以這種方式使得相同的感測基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可用于電磁(EM)觸針檢測。數(shù)字化器設(shè)計(jì)成和組成圖形的透明傳導(dǎo)箔系統(tǒng)一起工作，這考慮了檢測在電子顯示器表面頂部上的電磁觸針的位置。一些目前優(yōu)選的實(shí)施例使用連接傳感器線的手指感生的電容作為手指檢測的方法。目前的實(shí)施例其中包括通過測量兩個(gè)不同的傳感器天線之間的差分信號(hào)來識(shí)別手指的存在和位置的方法。在優(yōu)選實(shí)施例中，^v天線的一端驅(qū)動(dòng)電流，并且然后使用檢測器感測信息并進(jìn)行數(shù)字化，這將在下面更詳細(xì)地描述。盡管現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)連接單獨(dú)的電荷傳感器等到每個(gè)電極，但本實(shí)施例能夠利用兩個(gè)電極之間產(chǎn)生的差分信號(hào)。在下面公開的方法之一涉及測量由于手指增加了到地的電容性短路引起的電壓差異。優(yōu)選實(shí)施例的主要用途是允許在例如平板PC(tabletPC)的設(shè)備中自然且直觀地操作"屏幕鍵盤"，分別地，除了準(zhǔn)確的電磁觸針的操作以外和與準(zhǔn)確的電磁觸針的操作并行。在下面的描述中，提出了三種使用與用于EM觸針的檢測相同的檢測器單元和傳感器柵格來實(shí)現(xiàn)觸摸傳感器的方法。對(duì)于給定的情況和設(shè)備，公開的感測方法可能需要調(diào)整，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解的。然而，所有方法設(shè)計(jì)成使能夠以類似于在2003年8月28日提交的US專利申請(qǐng)10/649,708(轉(zhuǎn)讓給本受讓人)的方式同時(shí)和獨(dú)立檢測EM觸針，并且要求US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662的優(yōu)先權(quán)。手指觸摸和EM觸針的檢測是獨(dú)立的并且可以同時(shí)或在不同的時(shí)候進(jìn)行。由使用者決定是否使用目前公開的實(shí)施例以實(shí)現(xiàn)只一種相互作用(即手指觸摸或EM觸針)還是允許檢測兩類相互作用的檢測器。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，相同的檢測器可以檢測和處理來自電磁觸針的信號(hào)，而不管它是觸摸平板顯示器的表面還是放置在離平板顯示器表面的短距離處。例如，可以以在轉(zhuǎn)讓給N-trigLtd的US專利申請(qǐng)09/628，334"物理對(duì)象定位裝置和方法及使用該裝置和方法的平臺(tái)"和還是轉(zhuǎn)讓給N-trigLtd的US專利申請(qǐng)09/628,334"透明數(shù)字化器"中描述的方式進(jìn)行檢測。同時(shí)，檢測器可用于檢測放在相同顯示器上的使用者的手指，這將在下文描述。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，手指檢測可以單獨(dú)或與任何其它輸入設(shè)備組合來起作用。參考附圖和所附描述，可以更好地理解根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字化器的原理和操作。在詳細(xì)說明本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例之前，應(yīng)該理解，在本發(fā)明應(yīng)用中，本發(fā)明并不限于在下面描述中闡述的或在附圖中示出的部件的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠有其它實(shí)施例或以各種方式實(shí)現(xiàn)或進(jìn)行。而且，應(yīng)該理解，這里采用的措辭和術(shù)語是出于描述的目的而不應(yīng)該纟皮認(rèn)為是限制。現(xiàn)在參考圖1A,它是示出本發(fā)明一般化實(shí)施例的示意圖。在圖1A中，傳感器2包括至少一個(gè)電導(dǎo)體4。在通常情況下，不止一個(gè)導(dǎo)體，并且在傳感器上方以某種布置或圖形設(shè)置導(dǎo)體，更常見的是設(shè)置為在需要觸摸感測的諸如電子屏幕的表面上方延伸的柵格。檢測器6獲取來自導(dǎo)體的輸出。振蕩器8向包括傳感器和檢測器的系統(tǒng)提供振蕩或a.c.能量。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)最初并不是a.c.耦合的。然而，傳導(dǎo)對(duì)象，包括例如手指的體部分是電容性的，因此通過手指等的觸摸完成系統(tǒng)內(nèi)的a.c.耦合并且允許觸摸被感測?？蛇x地，通過手指的觸摸可以為給定導(dǎo)體提供到地的a.c.短路，再一次允許觸摸被感測。優(yōu)選實(shí)施例如上所述檢測觸4莫，并且此外允許例如觸針的物理對(duì)象的定位和識(shí)別。物理對(duì)象的位置由最好在顯示器頂部構(gòu)造的電磁透明數(shù)字化器感測，一些優(yōu)選實(shí)施例的特征是電磁透明數(shù)字化器利用與在此所述的觸摸數(shù)字化器相同的部件，這樣兩種類型的檢測可以并入單個(gè)數(shù)字化器中，這將在下面說明。在US專利申請(qǐng)09/628,334中描述了適合的電磁透明數(shù)字化器的構(gòu)造。本申請(qǐng)描述了能夠檢測位于平面屏幕顯示器頂部的多個(gè)物理對(duì)象的感測i殳備。透明數(shù)字化器的各種部件和功能性方式如下。1，a.傳感器如在參考申請(qǐng)的上述內(nèi)容中所述并且如在目前優(yōu)選實(shí)施例中所使用的，傳感器包括兩個(gè)透明箔，一個(gè)包含一組垂直導(dǎo)體而另一個(gè)包含一組水平導(dǎo)體。導(dǎo)線柵格由在透明箔上組成圖形的傳導(dǎo)材料制成，例如可以是PET箔。關(guān)于傳感器構(gòu)造的另外的信息可以從US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406，662(子章節(jié)4.2，題為"傳感器")和于2003年8月28日提交的相應(yīng)的US專利申請(qǐng)10/649,708中得到，兩者都轉(zhuǎn)讓給N-Trig丄td.，在此通過引用結(jié)合兩者的內(nèi)容。b.前端單元如在參考申請(qǐng)的上述內(nèi)容中所述并且如在目前優(yōu)選實(shí)施例中所使用的，檢測器包括前端單元，后者是處理傳感器信號(hào)的第一級(jí)。前端單元功能如下差分放大器放大信號(hào)并轉(zhuǎn)送結(jié)果到開關(guān)。開關(guān)選擇看起來需要進(jìn)一步處理的被轉(zhuǎn)送的輸入。換言之，開關(guān)過濾掉那些看起來沒有活動(dòng)發(fā)生的輸入。在采樣之前，選定的信號(hào)由濾波器與放大器布置放大和濾波。濾波器和放大器布置的輸出然后由A到D轉(zhuǎn)換器釆樣并經(jīng)由串行緩沖器發(fā)送到數(shù)字單元。另外的信息參見US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406，662(子章節(jié)4.3，題為"前端，，)以及于2003年8月28日提交的相應(yīng)的US專利申請(qǐng)10/649,708，兩者都轉(zhuǎn)讓給了N-Trig丄td.,在此通過引用結(jié)合兩者的內(nèi)容。c.數(shù)字單元如在參考申請(qǐng)的上述內(nèi)容中所述并且如在目前優(yōu)選實(shí)施例中所使用的，提供數(shù)字單元或微處理器，其功能如下前端接口接收來自各種前端單元的采樣信號(hào)的串行輸入并將它們封裝成并行表示。數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)核心，其進(jìn)行數(shù)字單元處理、讀取采樣數(shù)據(jù)、處理它并確定例如觸針或手指的物理對(duì)象的位置。計(jì)算的位置經(jīng)由鏈路發(fā)送到主機(jī)計(jì)算機(jī)。另外的信息參見US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662(子章節(jié)4.4，題為"數(shù)字單元")和于2003年8月28日提交的相應(yīng)的US專利申請(qǐng)10/649,708，兩者都轉(zhuǎn)讓給了N-Trig丄td.,在此通過引用結(jié)合兩者的內(nèi)容。上面提到的申請(qǐng)討論了從電磁EM觸針發(fā)射的信號(hào)的信號(hào)處理和位置確定，但是不提供任何關(guān)于手指檢測的公開內(nèi)容。如將在下面所說明的，在本實(shí)施例中，手指觸摸可使用相同的檢測導(dǎo)體上的基本上以相同方式處理的兼容信號(hào)來4企測。對(duì)于DSP核心或中間的電子裝置而言，信號(hào)來源于手指還是觸針沒有實(shí)質(zhì)的區(qū)別。d.檢測器檢測器由數(shù)字單元和前端單元構(gòu)成，如上所述。2.觸針檢測如在參考申請(qǐng)的上述內(nèi)容中所述并且如在目前優(yōu)選實(shí)施例中所使用的，來自觸針或來自手指的同時(shí)輸入和單獨(dú)輸入可以^皮4企測。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例利用包括諧振電路的無源EM觸針。圍繞傳感器的外部激勵(lì)線圏激勵(lì)觸針內(nèi)的諧振電路。諧振電路發(fā)出可以被導(dǎo)體檢測的輻射。觸針的確切位置和唯一標(biāo)識(shí)可以然后由檢測器確定作為處理傳感器感測的信號(hào)的結(jié)果。另外的信息參見US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662(子章節(jié)4.5題為"觸針")和于2003年8月28日提交的相應(yīng)的US專利申請(qǐng)10/649,708,兩者都轉(zhuǎn)讓給了N-Trig丄td.,在此通過引用結(jié)合兩者的內(nèi)容。算法在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，基本檢測操作周期由平均、衰減補(bǔ)償、開窗、FFT/DFT、峰值檢測、插值、誤差補(bǔ)償、濾波和平滑構(gòu)成。無論是檢測手指觸摸或觸針，周期基本上是相同的，顯著除外的是如以下公開的，噪聲源以及適當(dāng)?shù)恼`差補(bǔ)償?shù)念愋筒煌Ａ硗獾男畔⒁奤S臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662(子章節(jié)4.6題為"算法")和于2003年提交8月28日提交的相應(yīng)的US專利申請(qǐng)10/649,708,兩者都轉(zhuǎn)讓給了N-Trig丄td.，在此通過引用結(jié)合兩者的內(nèi)容。3.手指檢測a.第一實(shí)施例的電磁波。當(dāng)使用者的手指觸摸傳感器時(shí)，EM能量從使用者傳遞到傳感器。檢測器處理信號(hào)并確定手指的位置。現(xiàn)在參考圖1B，它是根據(jù)本發(fā)明的第一手指檢測裝置的一般描述。外部源10發(fā)送電磁波能量，該能量神皮4吏用者的身體吸收。如果使用者現(xiàn)在觸摸傳感器12，.在手指14和傳感器導(dǎo)體之間形成電容。接收的信號(hào)的頻率允許它通過通常形成的級(jí)別的電容，從而接收的信號(hào)從使用者的手指14傳到傳感器12。檢測器16,它處理感測的信號(hào)，確定使用者的手指的位置。在優(yōu)選實(shí)施例中，外部能量源由系統(tǒng)使用專用發(fā)送器在內(nèi)部產(chǎn)生。在其它實(shí)施例中，能量源可以是系統(tǒng)其它部分的副作用，例如DC到DC轉(zhuǎn)換器的傳輸或甚至是完全與系統(tǒng)無關(guān)的背景噪聲，例如電網(wǎng)噪聲。在優(yōu)選實(shí)施例中，與用于感測EM觸針相同的傳感器導(dǎo)體還感測由使用者的手指發(fā)送的信號(hào)。此外，信號(hào)的才莫擬處理和信號(hào)的釆樣類似于EM觸針的并且由相同的硬件進(jìn)行，如在本文中其它地方所述。在其它實(shí)施例中，使用不同的導(dǎo)體用于分別感測手指和觸針可能更方便，從而增加另外的電子裝置，以及觸針感測布置，用于處理和采樣手指信號(hào)。在優(yōu)選實(shí)施例中，EM觸針信號(hào)和使用者手指信號(hào)被同時(shí)接收和處理，這樣兩種輸入類型都可以同時(shí)被檢測。這是可能的，因?yàn)槿缭诒疚钠渌胤剿觯瑏碜詡鞲衅鞯妮斎胄盘?hào)的類型實(shí)質(zhì)上是相同的。在其它實(shí)施例中，系統(tǒng)可以在手指和觸針的^r測之間交替。傳感器需要參考電壓電平而方便的參考是地。然而，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，傳感器參考與電網(wǎng)地分離。原因是，當(dāng)使用地時(shí)，使用者身體的電位接近于傳感器參考的電位并且感測作為結(jié)果的信號(hào)低。當(dāng)參考從地被移開時(shí)，感測的信號(hào)被增大。在其它實(shí)施例中，特別是如果使用專用發(fā)送器，傳感器參考可以仍然連接到電網(wǎng)地。也就是說，系統(tǒng)可作為整體^皮操作，而不管系統(tǒng)是否連接到地。然而，當(dāng)系統(tǒng)連接到地時(shí)，最好使用專用發(fā)送器。這是因?yàn)?，如果不在接地系統(tǒng)上使用專用發(fā)送器，那么由于手指觸摸產(chǎn)生的信號(hào)更弱，因此更難檢測。手指觸摸位置通過處理在兩個(gè)軸上檢測的信號(hào)的相對(duì)幅度(和相位)來確定，這將在下面更詳細(xì);l也說明。準(zhǔn)確的定位通過對(duì)，接近手指觸摸點(diǎn)的其它導(dǎo)體感測的信號(hào)的插值型處理來計(jì)算。在優(yōu)選實(shí)施例中，信號(hào)從時(shí)域變換到頻域。如果由使用者的身體接收的能量集中在特定頻率，那么處理在那個(gè)特定頻率上進(jìn)行并且完全忽略其它頻率。此外，處理可在一組頻率上進(jìn)行。在優(yōu)選實(shí)施例中，不同的導(dǎo)體在不同的時(shí)隙被采樣。假定時(shí)隙的大小被選擇得足夠地小使得信號(hào)的特征在少數(shù)時(shí)隙上不會(huì)變化。然而，萬一信號(hào)仍然在相繼的測量之間變化，例如當(dāng)手指接收隨機(jī)噪聲時(shí)，那么，在本實(shí)施例中，測量步驟改變并且所有導(dǎo)線被同時(shí)采樣。在優(yōu)選實(shí)施例中，能量發(fā)送源在傳感器的外部。在其它實(shí)施例中，能量由傳感器部件之一發(fā)送，例如傳感器激勵(lì)線圈、傳感器矩陣或加到傳感器以專門發(fā)送能量的任何其它導(dǎo)體。在一個(gè)實(shí)施例中，通過在正交于一組感測導(dǎo)體的第一發(fā)送器和正交于另一組導(dǎo)體的第二發(fā)送器之間交替來發(fā)送能量是可能的。關(guān)于正交于導(dǎo)體的發(fā)送禁的概念，當(dāng)從正交于一個(gè)導(dǎo)體軸而平行于另一導(dǎo)體軸的天線發(fā)送時(shí)-在平行的導(dǎo)體上接收的信號(hào)非常強(qiáng)，因此由手指感生的信號(hào)未被檢測。然而，正交于發(fā)送天線的導(dǎo)體幾乎不^f支它干擾。因此，由手指感生的信號(hào)在正交于發(fā)送天線的導(dǎo)體上是可檢測的?，F(xiàn)在在所有的優(yōu)選實(shí)施例中，電磁(EM)觸針激勵(lì)先于釆樣進(jìn)行，而手指檢測能量在采樣期間發(fā)送。因此可能產(chǎn)生觸針激勵(lì)和手指激勵(lì)，也就是說使用相同的硬件發(fā)送信號(hào)，通常是信號(hào)發(fā)生器。這兩個(gè)信號(hào)只是由相同的物理天線在不同的時(shí)隙發(fā)送。此外，觸針采樣步驟包括激勵(lì)周期和在激勵(lì)周期之后的單獨(dú)采樣周期。因此，當(dāng)對(duì)觸針進(jìn)行采樣時(shí)，天線已經(jīng)可以開始產(chǎn)生用于手指檢測的信號(hào)。因此，兩個(gè)對(duì)象可以在手指激勵(lì)階段中被感測?？蛇x地，可以提供觸針激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器作為與手指檢測信號(hào)發(fā)生器分離的單元。在優(yōu)選應(yīng)用中，檢測器能夠同時(shí)檢測多個(gè)手指觸摸。只要不同的導(dǎo)體感測不同的手指，多個(gè)手指的檢測類似于單個(gè)手指的檢測。然而，如果不止一個(gè)手指由相同的天線感測，那么在各自天線上采樣較高的信號(hào)幅度。只需要檢測器來處理信號(hào)的幅度以區(qū)別多個(gè)手指觸摸。第一實(shí)施例的缺點(diǎn)是當(dāng)系統(tǒng)的電源接地時(shí)，由手指提供的信號(hào)顯著減少。該缺點(diǎn)使得基于此的數(shù)字化器主要適合用于由電池或那些高度與地隔離的源供電的設(shè)備。需要發(fā)送并且因此潛在地干擾其它裝置。依賴于從使用者到發(fā)送器的距離;意即使用者離發(fā)送器越遠(yuǎn)，信號(hào)越低。產(chǎn)生的變化能夠?qū)е驴煽啃詥栴}。b.第二實(shí)施例第二實(shí)施例不需要發(fā)送EM信號(hào)到使用者的身體。更確切地，即使沒有EM信號(hào)的影響，使用者的手指也增加了連接兩條正交傳感器線的電容?，F(xiàn)在參考圖2,它是本發(fā)明第二手指檢測實(shí)施例的一般描述。兩維傳感器矩陣20位于電子顯示i殳備上方的透明層中。將電信號(hào)22施加到兩維傳感器矩陣20中的第一導(dǎo)體線24上。在兩個(gè)導(dǎo)體之間的每個(gè)連接處，存在某一最小量的電容。在某一位置，手指26觸摸傳感器20并在發(fā)生在或最接近觸摸位置的第一導(dǎo)體線24和正交導(dǎo)體線28之間增加電容。當(dāng)信號(hào)為AC時(shí)，信號(hào)借助手指26的電容從第一導(dǎo)體線24越過到達(dá)正交導(dǎo)體28，并且輸出信號(hào)30可^皮檢測。將理解的是，根據(jù)手指的大小和導(dǎo)體網(wǎng)格的精細(xì)度，任何數(shù)量的正交導(dǎo)體將接收一些電容性信號(hào)傳遞，并且導(dǎo)體之間的信號(hào)的插值可以用于增加測量的準(zhǔn)確性。還將理解的是，具有這種性質(zhì)的電容耦合通常在信號(hào)中引入相移。下面將更詳細(xì)地討論相移的重要性?，F(xiàn)在參考圖3,它是圖2理"i侖上的電等效圖。與前面的圖相同的部分被賦予相同的參考標(biāo)記，并且不再提及，除非是理解本實(shí)施例必需的。發(fā)送的信號(hào)22施加到水平導(dǎo)體24。觸摸傳感器的手指26產(chǎn)生兩個(gè)電容器，C140和C242,它們將信號(hào)從水平線傳遞到手指并從手指傳遞到垂直導(dǎo)體28。在手指觸摸的情況下，輸出信號(hào)30在垂直導(dǎo)體的邊緣上檢測。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于感測觸針的導(dǎo)體的兩維矩陣和用于感測手指的是相同的。每條導(dǎo)線用于接收觸針信號(hào)和手指信號(hào)。線中的每一條可以用作接收信號(hào)或注入信號(hào)。檢測器控制傳感器導(dǎo)體在接收模式和發(fā)送才莫式之間的切換。23每個(gè)水平導(dǎo)體與每個(gè)垂直導(dǎo)體重疊，并且在水平導(dǎo)體和垂直導(dǎo)體之間的重疊區(qū)還產(chǎn)生某一數(shù)量的寄生電容。此外，各個(gè)連接可以引起不同級(jí)別的電容。即使手指不存在，電容也使得導(dǎo)體之間有少量的信號(hào)傳遞。在優(yōu)選實(shí)施例中，檢測器實(shí)際上知道每個(gè)單獨(dú)連"t妄的寄生電流傳遞的量，并且從釆樣信號(hào)中減去該值。在該方法中，手指檢測算法的目標(biāo)是識(shí)別所有的由于外部手指觸摸而傳遞信號(hào)的傳感器矩陣連接。應(yīng)該注意，該算法最好能夠同時(shí)檢測不止一個(gè)手指觸摸。許多用于檢測的步驟是可能的。最筒單而直接的方法是向矩陣軸之一的每一條矩陣線提供信號(hào)，一次一條線，并且依次在正交軸上的每一條矩陣線讀取信號(hào)。在這種情況下，信號(hào)可以是在采樣硬件和檢測算法范圍之內(nèi)的簡單的任何頻率的余弦圖形。如果^:測到顯著的輸出信號(hào)，這意味著有手指觸摸連接。被觸摸的連接是連接當(dāng)前用輸入信號(hào)提供能量的導(dǎo)體和檢測到輸出信號(hào)的導(dǎo)體的連接。這種直接檢測方法的缺點(diǎn)是它需要數(shù)量級(jí)為n*m的步驟，其中n代表垂直線的數(shù)量而m代表水平線的數(shù)量。實(shí)際上，因?yàn)橥ǔ１匦柚貜?fù)第二軸的步驟，所以步驟的數(shù)量更通常的是2*11*111步。然而，該方法使能夠檢測多個(gè)手指觸摸。當(dāng)在不止一個(gè)導(dǎo)體上檢測到輸出信號(hào)，那意即存在不止一個(gè)手指觸摸。正在被觸摸的連4秦是連接目前正在祐:提供能量的導(dǎo)體和呈現(xiàn)輸出信號(hào)的導(dǎo)體之間的連4秦。更快速的方法是將信號(hào)施加到一個(gè)軸上的一組導(dǎo)體。一組可以包括在那個(gè)軸中含有所有的導(dǎo)體的任何子集，并尋找在另一軸上的每一個(gè)導(dǎo)體的信號(hào)。隨后，將輸入^f言號(hào)施加到第二軸上的一組線，并且在第一軸上的每一個(gè)導(dǎo)體尋找輸出。該方法需要最多n+m步，并且在組是整個(gè)軸的情況下，那么步驟的數(shù)量是二。然而，當(dāng)偶爾在特定位置的組合處同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)觸摸時(shí)，該方法可能導(dǎo)致才莫糊性，并且，組越大，；f莫糊性的范圍就越大。優(yōu)化的方法是組合上述方法，以較快速的方法開始并且在檢測到可能的模糊性時(shí)切換到直接的方法。C.第三實(shí)施例第三實(shí)施例使用使用者的手指與系統(tǒng)之間的電位差來確定手指的位置?，F(xiàn)在參考圖4，它是示出本發(fā)明手指檢測的第三優(yōu)選實(shí)施例的簡化示意圖。檢測器60連接到地62。檢測器連接到振蕩器64，它提供可以使檢測器電位關(guān)于地電位振蕩的交替信號(hào)。振蕩電位^皮施加到傳感器66。在操作中，檢測器62關(guān)于^^共地電位振蕩。當(dāng)使用者的手指68觸摸傳感器66時(shí)，電容在手指和傳感器導(dǎo)體之間形成?，F(xiàn)在使用者的身體電位不關(guān)于大地振蕩而傳感器的電位確實(shí)關(guān)于公共地電位振蕩。因此在傳感器和使用者之間形成交替電位差。交替電流因此從傳感器通過手指傳到地。電流解釋為從使用者的手指68傳到傳感器66的信號(hào)。檢測器62處理感測電流從而根據(jù)在某些傳感器導(dǎo)體上的幅度(即信號(hào)電平)確定使用者的手指的位置。更具體地，因?yàn)樵趥鞲衅骱褪种钢g有電位差，我們記為V，并且手指觸摸本身感生電容C，所以在手指和導(dǎo)體之間有幅度為Q:C^V的電荷傳遞。電荷傳遞可以從導(dǎo)線上的電流推斷。公共地可以是電網(wǎng)地，但是當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際上沒有連接到大地而是連接到若干系統(tǒng)(例如平板顯示器、平板PC等系統(tǒng))的公共地，該方法也是起作用的。這些系統(tǒng)有足夠的能力允許檢測器關(guān)于公共地振蕩。應(yīng)該注意，在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)經(jīng)常關(guān)于公共地振蕩，但是，在優(yōu)選實(shí)施例中，只在時(shí)間的一部分上振蕩，即只有當(dāng)信號(hào)實(shí)際上^皮檢測器接收和處理時(shí)。換言之，如果沒有輸入信號(hào)被數(shù)字化，那么系統(tǒng)通過不操作振蕩器來保存能量?，F(xiàn)在參考圖5,它是實(shí)現(xiàn)在圖4中描述的本發(fā)明實(shí)施例的電路圖。與圖4相同的部分被賦予相同的參考標(biāo)記，并且只有當(dāng)必需用于理解本實(shí)施例操作的理論時(shí)參考。在圖5中，振蕩器64在地62和檢測器60之間連接。振蕩器64使檢測器60和檢測器前端振蕩，；險(xiǎn)測器前端包括兩個(gè)傳感器導(dǎo)體70和72。這兩個(gè)導(dǎo)體分別連接到差分放大器74的兩個(gè)差分輸入。如上所述，所有振蕩是關(guān)于公共地62的。使用者的手指對(duì)傳感器導(dǎo)體(假定70)的觸摸產(chǎn)生電容76。因?yàn)樵趯?dǎo)體70和使用者之間有電位，電流從導(dǎo)體70通過手指傳到地。阻抗78指示手指的阻抗。因此，在導(dǎo)體70和72之間產(chǎn)生電位差。最好，連接到相同的差分放大器74的兩導(dǎo)體70和72之間的分離大于手指的寬度，這樣可以形成必需的電位差。差分放大器74放大電位差，而;f企測器60處理放大的信號(hào)并且從而確定使用者的手指的位置。應(yīng)該注意，在可選實(shí)施例中，傳感器可連接到標(biāo)準(zhǔn)放大器而不是差分放大器。注意的是，要是不使用振蕩器且產(chǎn)生d.c.電流，通過手指的觸摸不會(huì)產(chǎn)生可測量的電位差，因?yàn)槭种傅挠|摸感生電容，從而對(duì)d.c.電流沒有影響。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，整個(gè)檢測器關(guān)于公共地振蕩。該選擇方案的缺點(diǎn)是，檢測器和外界之間的任何通信，例如到主機(jī)計(jì)算機(jī)的串行通信，必須適于補(bǔ)償檢測器和外界之間的電位差并且不能使用公共地。在彼此隔離的部件之間有多種通信方式，并且提供隔離通信的方式的一個(gè)示例是通過使用光鏈路。光鏈路將電信號(hào)變換成光而后變換回電信號(hào)，并且隔離水平非常高。然而，通過將振蕩只施加給檢測器的一部分還可以克服隔離的需要?，F(xiàn)在參考圖6,它是描述只被部分提供振蕩的檢測器的理論上的電路圖。與前面的圖相同的部分被賦予相同的參考標(biāo)記，并且不再提及，除非是理解本實(shí)施例必需的。檢測器80與檢測器60是相同的，除了它^皮分成兩個(gè)單元82和84。振蕩器86位于檢測器80中的兩個(gè)單元82和84之間。檢測器的部件的振蕩狀態(tài)如下l)檢測器80的單元82不關(guān)于公共地62振蕩。2)檢測器的單元84關(guān)于公共地振蕩。單元84包括檢測器的前端。它還可包括檢測器的任何其它部件。傳感器設(shè)備88借助被連接到檢測器前端也關(guān)于公共地振蕩，檢測器前端是單元84的一部分。在本圖中，傳感器設(shè)備是指承載傳感器矩陣的透明膜。使用圖6的實(shí)施例，它需要將檢測器劃分成兩個(gè)單元，是可供技術(shù)人員在任何關(guān)于效率、方便和成本的給定情況下選擇的選擇方案。當(dāng)使用者的手指觸摸傳感器"i殳備88內(nèi)的傳感器導(dǎo)體時(shí)，產(chǎn)生電容76,如上所述。傳感器在不同傳感器導(dǎo)體上檢測由使用者的手指感生的信號(hào)。包括檢測器單元82和84的檢測器80，處理感測的信號(hào)從而確定使用者的手指的位置。在本實(shí)施例中，檢測器80的穩(wěn)定部分82進(jìn)行與外界的通信而不需要任何種類的隔離。本實(shí)施例另外的優(yōu)點(diǎn)是使用振蕩增加功耗。振蕩的部分應(yīng)用因此導(dǎo)致降低系統(tǒng)內(nèi)的總功耗。本實(shí)施例的要求是在檢測器的兩個(gè)單元之間提供通信，因?yàn)椋缟纤?，一個(gè)關(guān)于另一個(gè)振蕩。問題可以用許多方式解決，例如使用下面的備選方案1.使用差分信號(hào)，這樣數(shù)據(jù)在兩條平行線上輸出，一個(gè)是信號(hào)而一個(gè)是參考。信號(hào)和其參考都振蕩，但是，數(shù)據(jù)實(shí)際上是按這兩個(gè)之間的差異來承載。下面參考圖10b在標(biāo)題"浮動(dòng)系統(tǒng)"下更詳細(xì)地描述實(shí)施例。2.在檢測器內(nèi)使用電隔離通信，例如光隔離器3.限制通信到時(shí)隙，在這些時(shí)隙中，前端部分不關(guān)于系統(tǒng)的其它部分振蕩，或當(dāng)這兩個(gè)平衡時(shí)，在振蕩階段?，F(xiàn)在參考圖7，它是示出本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的簡化電路理論圖。在圖7的實(shí)施例中，振蕩施加到傳感器，具體施加到傳感器中的導(dǎo)體而不是檢測器。在圖7中，振蕩器90提供關(guān)于地92的振蕩信號(hào)。提供振蕩信號(hào)作為參考信號(hào)Vref而提供給傳感器，具體提供給傳感器中的各個(gè)導(dǎo)體，也就是說向每個(gè)導(dǎo)體單獨(dú)提供Vref94。在圖中，示出連接到單個(gè)差分放大器100的差分輸入的兩條傳感器線96和98。電容器102和104連接在各自傳感器線與相應(yīng)的差分輸入之間。手指106然后施加到導(dǎo)體之一。在圖7的實(shí)施例中，參考信號(hào)Vref94施加到在輸出端的每個(gè)導(dǎo)體，即到差分放大器100的連接，并且更具體地，在隔離電容器102、104的放大器側(cè)。因此激勵(lì)和采樣在導(dǎo)體的相同端進(jìn)行，即差分放大器的輸入。在使用中，通過使提供給傳感器的參考電壓Vref94振蕩來向傳感器導(dǎo)體施加振蕩。振蕩器90使Vref94關(guān)于/>共地92振蕩。導(dǎo)體96和98因此還關(guān)于電網(wǎng)地振蕩。電容器102和104分別從導(dǎo)體96和98中過濾無關(guān)的低頻率。只要使用者不觸摸傳感器，由差分放大器兩個(gè)輸入接收的信號(hào)就是類似的，并且因此沒有輸出產(chǎn)生。當(dāng)使用者的手指106觸摸導(dǎo)體98時(shí)，電容在使用者的手指106和導(dǎo)體98之間產(chǎn)生，正如前面的那樣。穿過觸摸導(dǎo)體傳播的信號(hào)的振幅和相位由于增加的電容而改變。導(dǎo)體98和導(dǎo)體96之間的電位差由差分力文大器IOO放大而后由檢測器處理以確定使用者的手指的位置?，F(xiàn)在參考圖8，它是示出圖7實(shí)施例的變體的簡化圖。與圖7中相同的部分被賦予相同的參考標(biāo)記，并且不再提及，除非是理解本實(shí)施例必需的。圖8的實(shí)施例與圖7的不同之處在于，使用了兩個(gè)參考信號(hào)，振蕩參考信號(hào)Va施加到延伸進(jìn)與檢測進(jìn)行的地方相對(duì)的傳感器的端上的導(dǎo)體，即遠(yuǎn)離差分放大器的輸入。DC參考信號(hào)施加到導(dǎo)體的輸出側(cè)并且用于產(chǎn)生導(dǎo)線的高參考電平。其它實(shí)施例可以不包括單獨(dú)的DC參考信號(hào)Vref,并且只依靠Va。本實(shí)施例所用的Vref，產(chǎn)生導(dǎo)體的高參考電平。也就^i說，因?yàn)椤氛纱笃鞯妮斎腚娮璺浅８撸?8所以導(dǎo)體對(duì)來自環(huán)境的噪聲靈敏。連接導(dǎo)體到較高參考電平消除或至少減少它們拾取噪聲的趨勢(shì)。在圖7的實(shí)施例中，Vref信號(hào)用于使導(dǎo)線振蕩并且設(shè)置DC電平。在圖8的實(shí)施例中，要闡明的是，振蕩可以在與導(dǎo)體的檢測端相對(duì)的端施加并且振蕩和DC參考信號(hào)可以分離。還注意的是，可能施加Va-不使用單獨(dú)的Vref信號(hào)。在使用中，通過使供給傳感器的參考電壓Va110振蕩來向傳感器導(dǎo)體施加振蕩。振蕩器90使Va110關(guān)于公共地92振蕩。導(dǎo)體96和98還關(guān)于電網(wǎng)地振蕩。電容器102和104分別從導(dǎo)體96和98中過濾無關(guān)的低頻率。只要使用者不觸摸傳感器，由差分;^丈大器輸入接收的信號(hào)是類似的，并且因此沒有輸出產(chǎn)生。當(dāng)使用者的手指106觸摸導(dǎo)體98時(shí)，電容在使用者的手指106和導(dǎo)體98之間產(chǎn)生，正如前面的那樣。穿過觸摸導(dǎo)體傳播的信號(hào)的振幅和相位由于增加的電容而改變。導(dǎo)體98和導(dǎo)體96之間的電位差由差分》丈大器100放大而后由檢測器處理以確定使用者的手指的位置。浮動(dòng)系統(tǒng)為使系統(tǒng)或系統(tǒng)的一部分能夠關(guān)于^^共地振蕩，系統(tǒng)或系統(tǒng)的一部分最好與地有某種級(jí)別的隔離。隔離級(jí)別越好，由于振蕩引起的功率損失就越低?，F(xiàn)在參考圖9，它是示出使用隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器浮動(dòng)本實(shí)施例的檢測系統(tǒng)的布置的簡化圖。在圖9中，檢測器120經(jīng)由隔離的DC-DC轉(zhuǎn)換器124連接到地122。振蕩器126向隔離的檢測器120提供參考電壓使得它振蕩。可以修改DC到DC的浮動(dòng)方法，這樣只有檢測器的一部分關(guān)于地振蕩。兩個(gè)這樣的修改分別在圖IOA和10B中示出。首先參考圖10a，檢測器130包括兩個(gè)單元132和134。由于隔離的DC到DC部件136，檢測器部件134關(guān)于地浮動(dòng)并且振蕩器138使檢測器單元134關(guān)于公共地140振蕩。出現(xiàn)在兩個(gè)檢測器單元132和134之間的通信問題，因?yàn)闄z測器單元之一134振蕩而另一檢測器單元136不振蕩。現(xiàn)在參考圖10b，它示出克月艮上述通信問題的可能的解決方案。與圖10A中相同的部分被賦予相同的參考標(biāo)記，并且不再提及，除非是理解本實(shí)施例必需的。檢測器單元134關(guān)于地浮動(dòng)并且由于振蕩器136而振蕩。4企測器單元134的豐俞出信號(hào)以和振蕩器136相對(duì)相同的相位振蕩。來自檢測單元134輸出信號(hào)142和振蕩器輸出144被輸入差分放大器146。信號(hào)142和144之間的電位差由差分放大器146放大。差分放大器146的輸出信號(hào)是信號(hào)142的穩(wěn)定信號(hào)表示。因此，;險(xiǎn)測單元132和134可以通過用作通信i殳備或信道的差分》文大器146通信?，F(xiàn)在參考圖11,它是利用線圏用于隔離系統(tǒng)的實(shí)施例。一般而言，線圈對(duì)于低頻率具有低阻抗而對(duì)于高頻率具有高阻抗。向使用低頻率(例如靠近DC)的隔離部分提供電源，但是線圈設(shè)法隔離較高的頻率，例如用于使檢測器振蕩的那些。在圖11中，使用兩個(gè)線圈154和156，檢測器150與其電源和7>共地152隔離。振蕩器158使檢測器150關(guān)于公共地振蕩?，F(xiàn)在參考圖12,其中浮動(dòng)線圈方法這樣實(shí)現(xiàn)，只有檢測器的一部分關(guān)于公共地振蕩。檢測器160被分成兩個(gè)單元162和164。使用兩線圈168和170，單元162與其電源和^^共地166隔離，并且振蕩器172使單元162關(guān)于公共地振蕩?，F(xiàn)在參考圖13,它示出用于向系統(tǒng)或其中的部分施加關(guān)于公共地的振蕩的另外的方法。在圖13的實(shí)施例中，檢測器180連接到第一振蕩器182和第二振蕩器184。第一振蕩器連接到+電源線而第二振蕩器連接到大地線。在使用中，施加了振蕩的檢測器單元未被隔離也未保持浮動(dòng)。更確切地，第二振蕩器184以系統(tǒng)的低電位(VSS)關(guān)于公共地186振蕩，而第一振蕩器182以系統(tǒng)的高電位(VCC)關(guān)于電源DC電平振蕩。只要兩個(gè)振蕩器在相位和幅度上都是同步的，檢測器或檢測器中的一部分關(guān)于公共地振蕩。振蕩器如上所述，本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例利用振蕩器來提供傳輸信號(hào)，或使檢測器、檢測器中的一部分或傳感器導(dǎo)體中一些或所有振蕩。下面的部分說明了用于實(shí)現(xiàn)這類振蕩器的若干選擇方案。一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例利用獨(dú)立的^^展蕩器。這種獨(dú)立的振蕩器能夠在單個(gè)頻率或變化頻率上振蕩，在后一種情況下，這由與數(shù)字化器系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的數(shù)字單元的DSP部件確定。另外的實(shí)施例利用DSP本身用于產(chǎn)生振蕩。該選擇方案的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以容易地使振蕩的相位同步用于采樣。在這種情況下，DSP數(shù)字值提供給D2A(數(shù)字到模擬)部件或任何等價(jià)的布置，而后才莫擬值經(jīng)過濾波和放大(如需要的話)。這類實(shí)現(xiàn)的另外的版本可以利用與用于激勵(lì)觸針相同的部件用于產(chǎn)生振蕩。關(guān)于激勵(lì)觸針的另外的細(xì)節(jié)參見在題為"觸針"的US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662中的圖9和相應(yīng)的描述。通過引用將圖和相應(yīng)的描述結(jié)合在此?？梢允褂孟嗤牟考糜谟|針激勵(lì)和手指釆樣，因?yàn)橐韵略蛑辉趯Ｓ貌蓸又芷谄陂g檢測手指，并且在專用采樣周期期間不進(jìn)行激勵(lì)。現(xiàn)在參考圖14，它是示出如上所述使用觸針激勵(lì)部件來實(shí)現(xiàn)振蕩器的簡化圖。DSP190產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)。D/A變換器192將信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬表示。連接到D/A變換器下游的放大器194放大模擬信號(hào)而開關(guān)196將信號(hào)發(fā)送到激勵(lì)線圈98用于激勵(lì)觸針，或發(fā)送到振蕩輸出200用于提供振蕩信號(hào)(如需要用于各自實(shí)施例的話)。應(yīng)該注意，如果為兩項(xiàng)任務(wù)需要不同級(jí)別的放大/輸出阻抗時(shí)，開關(guān)可以位于放大器之前無關(guān)的"穩(wěn)定噪聲"問題及其解決方案顯示板無關(guān)的"穩(wěn)定噪聲"問題現(xiàn)在參考圖15，它是示出可以稱作是顯示板信號(hào)問題的簡化圖。兩個(gè)傳感器導(dǎo)體210和212借助^任一上述實(shí)施例關(guān)于地214振蕩。如上面提到的，傳感器位于電子顯示器的上方。電容216和218在導(dǎo)體210和212與顯示板220之間產(chǎn)生。當(dāng)顯示板，由電阻220電表示，不關(guān)于公共地214振蕩，那么兩個(gè)信號(hào)(Sa)和(Sb)，它們可以看作振蕩漏泄電流，分別在導(dǎo)體210和212上提供。只要振蕩相位和幅度不變化，那么(Sa)和(Sb)在時(shí)間上保持相同。Sa和Sb因此在此稱作穩(wěn)定噪聲。注意的是，在傳感器和顯示器之間的寄生電容也可以由于環(huán)境條件等而變化。這也可能影響信號(hào)。在理想環(huán)境中，(Sa)=(Sb)，并且因此沒有信號(hào)差被連接在兩個(gè)傳感器210和212之間的差分放大器222放大，除非使用者的手指觸摸導(dǎo)體。然而，在實(shí)踐中，在距離、重疊區(qū)域、屏幕結(jié)構(gòu)、中間材料、溫度等有輕微的差異。(Sa)^(Sb)，并且因此，"穩(wěn)定噪聲"(Sa)-(Sb)產(chǎn)生。穩(wěn)定噪聲由差分放大器222放大。這種基于(Sa)和(Sb)的"穩(wěn)定噪聲"存在于由差分放大器連接的任何兩個(gè)傳感器導(dǎo)體上，從而可以說類似于(Sa)-(Sb)的差由連接系統(tǒng)中的傳感器導(dǎo)體的任何差分放大器放大。結(jié)果是各種放大的穩(wěn)定噪聲，盡管在時(shí)間上穩(wěn)定，由檢測器檢測。這些穩(wěn)定噪聲的存在可能減少檢測使用者的手指的位置的準(zhǔn)確級(jí)別。映射解決方案現(xiàn)在參考圖16，它的上方部分16A示出作為傳感器線232的柵格230的顯示板，每對(duì)傳感器線連接到差分放大器234。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述問題的解決方案包括映射各種面板顯示器放大的信號(hào)的差。如在圖16B中示出的，對(duì)于每對(duì)傳感器導(dǎo)體確定和映射穩(wěn)定噪聲的值。這種映射最好實(shí)現(xiàn)如下(Sa)是在連接到放大器正側(cè)的傳感器導(dǎo)體上由平板顯示器產(chǎn)生的"穩(wěn)定噪聲"。(Sb)是在連接到放大器的負(fù)側(cè)的第二導(dǎo)體上由平板顯示器產(chǎn)生的"穩(wěn)定噪聲"。差分放大器連接這兩個(gè)導(dǎo)體。(Sa)和(Sb)之間的差由差分放大器放大。1.放大的信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字表示2.DSP對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行FFT/DFT3.重復(fù)動(dòng)作1-3預(yù)定的次數(shù)(例如20次)。然后進(jìn)行平均。平均使可能提供暫時(shí)的測量失真的可變?cè)肼曌钚?。平均值然后存?chǔ)在差分映射中。4.對(duì)于由差分放大器連接的每對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行動(dòng)作1-4。結(jié)果是映射，在此稱作差分映射，并由包括為每個(gè)傳感器對(duì)記錄的差分信號(hào)的幅度和相位的圖16B表示。每個(gè)記錄的幅度相位對(duì)表示由差分放大器連接的每對(duì)傳感器導(dǎo)體的顯示板的"穩(wěn)定噪聲"。幅度和相位^1針對(duì)特定的振蕩頻率。在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)使用單個(gè)頻率用于手指的;f全測。然而，在另外的實(shí)施例中，可以使用不止一個(gè)頻率，而且系統(tǒng)可以在各頻率之間切換或甚至同時(shí)在不止一個(gè)頻率上振蕩。如果使用不止一個(gè)頻率，那么創(chuàng)建不止一個(gè)映射。最好為每個(gè)頻率創(chuàng)建一個(gè)映射。一旦差分映射存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，可用它來補(bǔ)償顯示板信號(hào)穩(wěn)定噪聲現(xiàn)象?，F(xiàn)在參考圖17，它是示出呈現(xiàn)穩(wěn)定噪聲現(xiàn)象的兩導(dǎo)體傳感器布置的簡化示意圖。顯示板分別在傳感器導(dǎo)體240和242上產(chǎn)生"穩(wěn)定噪聲"(Sa)和(Sb)。使用者的手指產(chǎn)生(Sf)信號(hào)，它是希望測量的信號(hào)。由差分放大器244確定的在兩個(gè)傳感器導(dǎo)體上的信號(hào)和之間的總差是{(Sa)+(Sf))-(Sb)}。總差由差分放大器244放大并由檢測器246采樣。DSP部件248讀取存儲(chǔ)在差分映射250中的差((Sa)-(Sb》。DSP250從釆樣信號(hào)中減去差。因?yàn)閧(Sa)+(Sf)}-(Sb)}-{(Sa-Sb)}=(Sf)，所以DSP能夠隔離并且識(shí)別手指信號(hào)，從而識(shí)別手指的位置。這類映射方法用于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以解決面板顯示器注入的穩(wěn)定噪聲的問題。相同的方法可以用于本發(fā)明相同的和其它的實(shí)施例以解決任何類型的穩(wěn)定噪聲問題。穩(wěn)定噪聲的潛在來源的示例包括輸入阻抗的差異、輸入電容的差異、不夠的共才莫抑制等。通過映射方法問題及其解決方案檢測發(fā)送信號(hào)的對(duì)象映射方法產(chǎn)生下面的問題在映射過程期間放在顯示板上的對(duì)象(通常是手指、手或手指和手的組合)產(chǎn)生信號(hào)。當(dāng)手移開時(shí)，在最初存儲(chǔ)在差分映射中的值上的差異產(chǎn)生。這種差異可能被DSP248誤認(rèn)為是例如手指信號(hào)的有關(guān)信號(hào)。為簡化說明，采用了相反的情況在實(shí)際的映射過程期間，使用者的手指可放在顯示板上。手指向傳感器導(dǎo)體242輸入信號(hào)(Fls)，如前面的那樣。傳感器導(dǎo)體還接收來自顯示板的穩(wěn)定噪聲信號(hào)(Dls)。另一傳感器導(dǎo)體240接收來自顯示板的穩(wěn)定噪聲信號(hào)(D2s)。這兩個(gè)傳感器導(dǎo)體連接到相同的差分放大器244。由差分放大器接收和放大的差等于((Dls)+(Fls》-(D2s)。在映射過程結(jié)束之后的某時(shí)間，手指被移開。放大的新的差現(xiàn)在等于(Dls)-(D2s)。DSP從新的值中減去存儲(chǔ)在差分映射中的值。結(jié)果等于{(Dls)—(D2s)}—[{(Dls)+(Fls)}-(D2s)]=-(Fls)。實(shí)際上，(Fls)值表示幅度而符號(hào)(-)表示相位。該結(jié)果確實(shí)是當(dāng)在映射過程期間手指放在第二傳感器導(dǎo)體上并假定手指未放在第一傳感器導(dǎo)體上所期望的差。DSP響應(yīng)為好像手指被檢測到，雖然實(shí)際上沒有手指放在顯示^反上。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例利用上述的實(shí)施例，其中映射過程在制造過程期間進(jìn)行一次。因?yàn)橥ㄟ^如上所述的映射方法問題創(chuàng)建發(fā)送信號(hào)的對(duì)象的檢測的期望的發(fā)送信號(hào)的對(duì)象大多數(shù)是使用者的手指、不止一個(gè)手指、手掌、拳頭等;并且因?yàn)橹圃飙h(huán)境是沒有使用者在的地方，解決了問題。上述方法的缺點(diǎn)是單個(gè)映射過程的可靠性。由于系統(tǒng)的移動(dòng)、溫度的變化、機(jī)械的變化等，在由差分放大器連接的任何兩個(gè)傳感器導(dǎo)體上由顯示板產(chǎn)生的信號(hào)之間的差可能隨時(shí)間變化，使得以前記錄的差分映射值作廢。通過確保沒有這種變化發(fā)生，嚴(yán)格控制的制造方法可以解決上述缺點(diǎn)，但是這種方法增加了成本。另一方面，認(rèn)為在系統(tǒng)的單個(gè)操作周期期間(即從打開計(jì)算機(jī)一直到關(guān)閉它)環(huán)境條件不會(huì)發(fā)生極度的變化是合理的。因此，在大多數(shù)情況下，在系統(tǒng)初始化時(shí)初始化映射過程應(yīng)該足夠了。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包括在每一系統(tǒng)初始化期間進(jìn)行映射。在初始化期間，可以由顯示板上的說明或以任何其它方式警告使用者不要觸摸顯示板。因?yàn)槠谕陌l(fā)送信號(hào)的對(duì)象通常是使用者的手指、不止一個(gè)手指、手掌、拳頭等，這種警告解決了問題。在變體中，不僅在每一初始化時(shí)進(jìn)行映射，而且在每次關(guān)于差分映射的有效性有不確定時(shí)進(jìn)行。在下面描述了旨在識(shí)別這類不確定的方法。識(shí)別差分映射有效性中的不確定的方法在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，為識(shí)別差分映射的有效性中的不確定，利用了對(duì)不止一個(gè)手指圖形的同時(shí)識(shí)別。因此，每當(dāng)DSP同時(shí)檢測到不止一個(gè)手指的信號(hào)圖形時(shí)，推斷差分映射有效性中的不確定，從而DSP啟動(dòng)新的映射過程?，F(xiàn)在參考圖18，用它描述了這種步驟的示例。示出三條線的兩個(gè)組，第一組標(biāo)記為Fs，而第二組標(biāo)記為PFs。每條線表示連4妄到相同的差分放大器的兩個(gè)傳感器導(dǎo)體。線表示傳感器導(dǎo)體軸向信號(hào)檢測，最好在從各種源中減去穩(wěn)定噪聲之后，例如顯示板穩(wěn)定噪聲，如上所述。每條線的高度表示信號(hào)的幅度。(Fs)和(PFs)是手指信號(hào)圖形。如果在映射過程期間，使用者將手指放在顯示板上，那么只有一旦在手指移開時(shí)才檢測手指信號(hào)圖形(PFs)，如上所述。一旦使用者實(shí)際上放置手指，檢測到另一手指信號(hào)圖形(Fs)。一旦在相同的軸上檢測到兩個(gè)手指信號(hào)圖形，出現(xiàn)差分映射有效性中的不確定，并且DSP啟動(dòng)新的映射序列。注意的是，相同的方法可用于不僅識(shí)別不止一個(gè)手指而且可用于識(shí)別一個(gè)大于手指的單個(gè)對(duì)象，例如拳頭或手掌。這類對(duì)象的信號(hào)圖形的檢測立即引起關(guān)于差分映射的有效性中的不確定。上述在面對(duì)不確定時(shí)重新初始化的方法的一個(gè)缺點(diǎn)是，它可能進(jìn)入無窮的重新初始化周期。因此，在圖18中所述的示例中，啟動(dòng)了新的映射過程，但是首先創(chuàng)建信號(hào)圖形(Fs)的手指還在顯示板上的位置，這毀壞在該點(diǎn)進(jìn)行的任何重新初始化的有效性。另外的缺點(diǎn)是，這種系統(tǒng)可以單獨(dú)用于能夠進(jìn)行單個(gè)手指檢測的系統(tǒng)中。一旦系統(tǒng)設(shè)計(jì)成檢測不止一個(gè)觸摸，那么多個(gè)觸摸完全是合理的輸入信號(hào)并且不可能^皮-f見為需要重新初始化的指示。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例中，檢測器通過利用信號(hào)的相位信息來識(shí)別差分映射有效性中的不確定。如上所述，由"偽"手指引起的信號(hào)的相位與由放在相同位置的真手指引起的信號(hào)的相位是相反的(180度)。因此，在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)通過檢測相位和位置之間的矛盾來識(shí)別不確定。然而，因?yàn)椴罘址糯笃饔袃蓚€(gè)輸入，負(fù)和正，位于放大器另一輸入的真手指也可以導(dǎo)致相反的相位。因此，為避免^^莫糊性，系統(tǒng)沒有使用相位信息來檢測手指的位置。在US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662中描述了這種方法，其中使用由相鄰導(dǎo)體接收的信號(hào)的幅度來確定放大器的輸入(負(fù)或正)。該方法進(jìn)一步說明如下如果在映射過程期間，使用者將手指放在顯示板上，而后移開，那么如上所述檢測手指信號(hào)圖形。該方法以下面的方式將這種信號(hào)圖形與來自位于顯示板上的實(shí)際手指的圖形區(qū)分開來在映射過程之后的某時(shí)間，給定的差分放大器放大它連接的兩個(gè)導(dǎo)體的信號(hào)的差。該差的圖形適合手指的圖形的幅度。圖形是下面情況的結(jié)果1.在映射過程中，使用者的手指已經(jīng)放在顯示板上。手指通過連接到差分放大器正輸入的傳感器導(dǎo)體發(fā)送了信號(hào)，并且，結(jié)果，信號(hào)(Fls)發(fā)送到差分放大器(N)。傳感器導(dǎo)體還接收來自顯示板的穩(wěn)定噪聲信號(hào)(Dls)。連接到差分放大器負(fù)輸入的傳感器導(dǎo)體接收來自顯示板的穩(wěn)定噪聲信號(hào)(D2s)。因此由差分放大器接收和放大的差等于((Dls)+(Fls))-(D2s)?，F(xiàn)在移開手指。手指移開時(shí)放大的差分信號(hào)現(xiàn)在等于((Dls)-(D2s》。DSP現(xiàn)在從新的值中減去存儲(chǔ)在差分映射中的值。結(jié)果等于{(Dls)—(D2s))—[{(Dls)+(Fls)}—(D2s)]=—(FIs)。實(shí)際上，(Fls)值表示幅度，而符號(hào)(-)表示相移。2.圖形(幅度和相位)是真手指當(dāng)前通過連接到差分放大器負(fù)輸入的傳感器導(dǎo)體發(fā)送信號(hào)的結(jié)果。通過使用在US臨時(shí)專利申請(qǐng)60/406,662中的子章節(jié)4.6中公開的接收的信號(hào)的幅度和相鄰導(dǎo)體的方法，在此通過引用將該子章節(jié)結(jié)合，DSP檢測來源是差分放大器的負(fù)輸入還是其正輸入。如果信號(hào)的來源是連接到差分放大器正輸入的傳感器導(dǎo)體，那么情況1看起來的情況如此并且差分映射無效。啟動(dòng)新的映射過程或初始4匕。如果信號(hào)的來源是連接到差分放大器負(fù)輸入的傳感器導(dǎo)體，那么上面提到的情況1不發(fā)生，從而映射是有效的。DSP因此檢測到手指。當(dāng)兩個(gè)選擇方案如下時(shí)該方法以相同的方式起作用1.手指是通過連接到差分放大器負(fù)輸入的傳感器發(fā)送信號(hào)，并且現(xiàn)在纟皮移開。2.手指當(dāng)前是通過連接到差分放大器正輸入的傳感器導(dǎo)體發(fā)送信號(hào)。為增加#:測映射中的不確定的可靠性，不管是使用相位信息或4吏用任何其它方法，系統(tǒng)可以將再學(xué)習(xí)穩(wěn)定噪聲的初始化只限制為這種不確定存在持續(xù)至少預(yù)定最小時(shí)間的情況。因?yàn)閭问种府a(chǎn)生的信號(hào)是穩(wěn)定的并且從不隨時(shí)間變化，時(shí)間上的穩(wěn)定性是在真信號(hào)和偽信號(hào)之間的另外不同的因素。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，由手指感生的信號(hào)比穩(wěn)定噪聲信號(hào)大得多。這確保手指的存在總是區(qū)別于穩(wěn)定噪聲，因此使能夠校正映射過程。例如，回到圖15，當(dāng)電容器216和218具有低于手指感生的電容的電容-手指觸摸產(chǎn)生的信號(hào)大于來自電容器216和218的差分信號(hào)。因此，來自傳感器陣列和顯示屏的耦合的穩(wěn)定噪聲不可能被誤認(rèn)為手指觸摸。任何檢測信號(hào)只有當(dāng)接收的信號(hào)比穩(wěn)定噪聲高,得多37時(shí)才^皮轉(zhuǎn)化為手指觸摸。在這些奈件下，識(shí)別在傳感器平面上沒有手指存在以校正差分映射的情況是非常簡單的。用于創(chuàng)建這種條件的一種可能性是確保在傳感器導(dǎo)線和顯示屏之間的氣隙。這種位置上氣隙的存在將傳感器線路和顯示屏之間的耦合電容減少到使手指信號(hào)比穩(wěn)定噪聲大得多的級(jí)別。另一可能性包括將傳感器平面^:在極接近使用者手指的地方，因此確保手指感生的信號(hào)大于穩(wěn)定噪聲?，F(xiàn)在參考圖19，它是總結(jié)本發(fā)明三個(gè)基本實(shí)施例的簡化流程圖。在圖19中，級(jí)1涉及提供振蕩電信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)送振蕩信號(hào)以被進(jìn)行觸摸的手指等獲取。在第二實(shí)施例中，向兩個(gè)導(dǎo)體組之一提供振蕩信號(hào)。在存在手指觸:摸時(shí)振蕩信號(hào)以電容方式連接到第二組導(dǎo)體，而不是其它方式。在笫三實(shí)施例中，用振蕩信號(hào)使;險(xiǎn)測設(shè)備或?qū)w浮動(dòng)，并且手指觸摸提供到大地的AC短路。在級(jí)S2，通過監(jiān)視柵格中的導(dǎo)體來檢測電容效應(yīng)。根據(jù)實(shí)施例，電容效應(yīng)可以是來自手指的信號(hào)、從其它組導(dǎo)體被連接的信號(hào)或由手指連接提供的AC短路引起的電壓下降。在其它實(shí)施例中，可以使用任何其它的電容效應(yīng)。在級(jí)S3，信號(hào)經(jīng)過濾波。根據(jù)實(shí)施例，濾波級(jí)可以釆用不同的形式，在上面詳細(xì)討論了其中的一些。在級(jí)S4，經(jīng)過濾波的信號(hào)用于識(shí)別在柵格上的什么地方發(fā)生了觸摸。預(yù)期的是，在該專利的有效期期間，許多相關(guān)的成像設(shè)備和系統(tǒng)將被開發(fā)，并且這里的術(shù)語的范圍，尤其是術(shù)語"觸針"和"透明傳導(dǎo)材料，，的范圍旨在推理地包括所有這種新技術(shù)。在審查了下面的示例時(shí)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本發(fā)明另外的目的、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征，這些示例不是用來限制的。此外，如上所述的和如下面權(quán)利要求部分所要求的，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例和方面中的每個(gè)將在下面的示例中找到實(shí)驗(yàn)支持。要理解的是，為清楚在不同的實(shí)施例的上下文中描述的本f明的某些特征還可以在單個(gè)實(shí)施例中組合提供。相反地，為簡潔在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的本發(fā)明的各種特征，還可以單獨(dú)或以任何適合的子組合來提供。盡管已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解許多備選方案、修改和變體。因此，本發(fā)明旨在包括所有這種落在所附權(quán)利要求的精神和寬泛的范圍之內(nèi)的備選方案、修改和變體。在該說明書中提到的所有公布、專利和專利申請(qǐng)通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合到本說明書中，就好像每個(gè)單獨(dú)的公布、專利或?qū)＠暾?qǐng)是被專門地且單獨(dú)地指出是通過引用結(jié)合在此。此外，可用作本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)c權(quán)利要求1.一種用于檢測與位于顯示屏之上的透明傳感器進(jìn)行電容耦合的至少一個(gè)對(duì)象的觸摸的檢測器，所述檢測器包括在所述傳感器內(nèi)延伸的感測導(dǎo)體的被組成圖形的布置，振蕩電信號(hào)的源，以及檢測電路，用于檢測當(dāng)施加所述振蕩電信號(hào)時(shí)對(duì)至少一個(gè)感測導(dǎo)體的電容性影響。2.如權(quán)利要求1所述的4企測器，其中所述檢測電路包括與用于檢測所述導(dǎo)體的輸出之間的差異的所述感測導(dǎo)體相關(guān)聯(lián)的差分檢測器布置。3.如權(quán)利要求1或2所迷的檢測器，其中所述振蕩電信號(hào)的源配置成發(fā)射所述信號(hào)進(jìn)入所述3十象，并且配置所述檢測電路用于在所述至少一個(gè)感測導(dǎo)體感測由接受所述振蕩電信號(hào)的所述對(duì)象的觸摸感生的信號(hào)。4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的檢測器，配置成按照許多觸摸對(duì)象來解釋在所述至少一個(gè)感測導(dǎo)體>^測的信號(hào)的屬性。5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所迷的檢測器，配置成檢測在所述傳感器上多個(gè)對(duì)象的同時(shí)觸摸。6.如權(quán)利要求5所述的^r測器，配置成同時(shí)檢測所述多個(gè)對(duì)象的觸摸。7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中至少提供了位于所述傳感器內(nèi)并與所述至少一個(gè)感測導(dǎo)體有連接的第二感測導(dǎo)體，所述振蕩電信號(hào)的源應(yīng)用于所迷導(dǎo)體之一，所述檢測電路配置成在所述第二感測導(dǎo)體檢測產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，其中所述產(chǎn)生的振蕩信號(hào)由所述連"t妄處的所述對(duì)象的觸摸引起，并由此推斷所述觸:l莫。8.如權(quán)利要求7所述的檢測器，其中所述檢測電路可用于檢測表明在單個(gè)感測導(dǎo)體上的多個(gè)對(duì)象的同時(shí)觸摸的所述產(chǎn)生的振蕩信號(hào)的屬性。9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的檢測器，包括矩陣，其中所述矩陣由在第一方向上對(duì)齊的第一組傳感器導(dǎo)體和在第二方向上對(duì)齊的第二組傳感器導(dǎo)體構(gòu)成，其間有多個(gè)連接。10.如權(quán)利要求9所述的檢測器，還包括每個(gè)所述連接的由電容值？I起的泄漏信號(hào)的列表，所迷檢測器配置成使用所述泄漏信號(hào)的值來校正在每個(gè)所述連接的讀數(shù)。11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中連接所述振蕩電信號(hào)的源使所述至少一個(gè)感測導(dǎo)體關(guān)于參考電壓電平振蕩，>^人而允許電容性電流在所述對(duì)象和所迷至少一個(gè)感測導(dǎo)體之間流動(dòng)。12.如權(quán)利要求l-ll中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中所述傳感器包括布置在其層內(nèi)的感測導(dǎo)體柵格。13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中所述感測導(dǎo)體成對(duì)連接到放大器。14.如權(quán)利要求13所述的檢測器，其中所述放大器是各自具有正輸入和負(fù)輸入的差分力丈大器，并且所述對(duì)中的一個(gè)感測導(dǎo)體連接到所述正輸入而所述對(duì)的笫二感測導(dǎo)體連接到所述負(fù)輸入。15.如權(quán)利要求10所述的檢測器，還包括用于提供在每個(gè)導(dǎo)體的4卜償值以補(bǔ)償寄生電容導(dǎo)致的泄漏信號(hào)的補(bǔ)償表。16.如權(quán)利要求15所述的檢測器，配置成系統(tǒng)一啟動(dòng)就更新所述補(bǔ)償表。17.如權(quán)利要求15或16所述的檢測器，配置成使用4莫糊性對(duì)象檢測作為觸發(fā)器來刷新所述補(bǔ)償表。18.如權(quán)利要求17所述的檢測器，其中來自檢測信號(hào)的對(duì)象數(shù)量、相位和位置數(shù)據(jù)的任何組合用于定義在對(duì)象檢測中的模糊性。19.如權(quán)利要求13或14所述的檢測器，還包括補(bǔ)償表，用于在每個(gè)差動(dòng)放大器的輸出提供一個(gè)補(bǔ)償值，所述差動(dòng)放大器的輸出是由每個(gè)所述差動(dòng)放大器的輸入處的輸入電容值的差引起的。20.如權(quán)利要求1-19中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中所述導(dǎo)體的被組成圖形的布置被嵌在至少一個(gè)透明箔上。21.如權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中所述對(duì)象是身體的一部分。22.如權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)所述的檢測器，其中所述檢測電路還配置成確定所述觸摸相對(duì)于所述傳感器的位置。23.—種采用位于電子顯示屏之上的透明傳感器上的感測導(dǎo)體的矩陣進(jìn)行觸摸檢測的方法，包括提供振蕩電信號(hào)，以及測量所述導(dǎo)體，以得到當(dāng)提供所迷振蕩電信號(hào)時(shí)由所述傳感器上的至少一個(gè)對(duì)象的觸摸引起的對(duì)所述導(dǎo)體的電容性影響。24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述測量包括同時(shí)檢測其上的多個(gè)觸摸。25.如權(quán)利要求23或24所述的方法，包括把所述振蕩信號(hào)提供給外部發(fā)送器以激勵(lì)在所述傳感器上的至少一個(gè)對(duì)象。26.如權(quán)利要求23-25中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述矩陣包括在第一方向上對(duì)齊的第一組導(dǎo)體和在第二方向上對(duì)齊的第二組導(dǎo)體，所述方法包括向所述第一組導(dǎo)體提供所述振蕩信號(hào)并在所述第二組導(dǎo)體中任一個(gè)上感測所述振蕩信號(hào)，其中所述振蕩信號(hào)已經(jīng)由所述傳感器上的所述至少一個(gè)對(duì)象電容耦合到所述第二組導(dǎo)體。27.如權(quán)利要求23-26中4壬一項(xiàng)所述的方法，包括向至少一個(gè)所述導(dǎo)體提供所述振蕩信號(hào)，使得所述傳感器上的至少一個(gè)對(duì)象從與之電容耦合的至少一個(gè)導(dǎo)體汲取電流。28.如權(quán)利要求23-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述觸摸對(duì)象是身體的一部分。29.—種用于檢測在位于顯示屏之上的透明傳感器上同時(shí)發(fā)生的多個(gè)觸摸的裝置，所述裝置包括顯示屏，在所述透明傳感器內(nèi)延伸的導(dǎo)體的^皮組成圖形的布置；以及檢測電路，用于檢測對(duì)所迷至少一個(gè)導(dǎo)體的電容性影響，以及根據(jù)所述電容性影響檢測在所述透明傳感器上同時(shí)出現(xiàn)的多個(gè)觸摸。30.如權(quán)利要求29所述的裝置，還配置成確定所述多個(gè)觸摸中每一個(gè)相對(duì)于所述透明傳感器的位置。31.如權(quán)利要求29或30所述的裝置，其中所述傳感器包括導(dǎo)體柵格，其中所述柵格包括彼此電分離的兩層，其中所述第一層包含按第一方向排列的一組平行導(dǎo)體，第二層包含垂直于所述第一層的導(dǎo)體的一組平行導(dǎo)體。32.如權(quán)利要求31所述的裝置，還包括振蕩電信號(hào)的源，其中所述振蕩電信號(hào)的源施加到所述第一組導(dǎo)體中的導(dǎo)體，所述檢測電路配置成在所述第二組導(dǎo)體檢測產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，其中所述產(chǎn)生的振蕩信號(hào)表明在所述傳感器上的對(duì)象的觸摸。33.—種用于檢測至少一個(gè)對(duì)象與位于顯示屏之上的透明傳感器之間的電容耦合的裝置，所述裝置包括在所述透明傳感器內(nèi)延伸的感測導(dǎo)體的^皮組成圖形的布置，振蕩電信號(hào)的源，以及檢測電路，適合于檢測至少一個(gè)輸出信號(hào)，所述至少一個(gè)輸出信號(hào)表明當(dāng)施加所述振蕩電信號(hào)時(shí)對(duì)至少一個(gè)感測導(dǎo)體的電容性影響。34.如權(quán)利要求33所述的裝置，其中所述電容性影響是由觸摸所述傳感器的所述至少一個(gè)對(duì)象引起的。35.如權(quán)利要求33或34所述的裝置，包括柵格，其中所述柵格由在第一方向上對(duì)齊的第一組導(dǎo)體和在第二方向上對(duì)齊的第二組導(dǎo)體構(gòu)成，在所述第一組和第二組導(dǎo)體之間有多個(gè)連接。36.如權(quán)利要求35所述的裝置，其中所述振蕩電信號(hào)的源提供給所述第一組導(dǎo)體，以及其中從所述振蕩電信號(hào)已電容耦合到的所述第二組導(dǎo)體中的至少一個(gè)檢測到所述至少一個(gè)輸出信號(hào)。37.如權(quán)利要求33-36中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述振蕩電信號(hào)的源配置成提供關(guān)于參考電壓電平振蕩的信號(hào)，從而允許電容性電流在所述對(duì)象和所述至少一個(gè)感測導(dǎo)體之間流動(dòng)。38.如權(quán)利要求33-37中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述導(dǎo)體成對(duì)連接到放大器，以及其中所述放大器是各自具有正輸入和負(fù)輸入的差分放大器，以及其中所述對(duì)中的一個(gè)導(dǎo)體連接到所述正輸入而所述對(duì)中的第二導(dǎo)體連接到所述負(fù)輸入。39.如權(quán)利要求33-38中4壬一項(xiàng)所述的裝置，其中所述對(duì)象是身體的一部分。全文摘要一種用于檢測傳感器上通過手指或相似體部分的觸摸的檢測器，包括至少一個(gè)延伸進(jìn)傳感器的感測導(dǎo)體，通常是這種導(dǎo)體的柵格；在預(yù)定頻率的振蕩電能源；以及檢測電路，用于當(dāng)施加所述振蕩電能時(shí)檢測對(duì)感測導(dǎo)體的電容性影響，電容性影響解釋為觸摸。檢測器是有利的，因?yàn)橄嗤母袦y導(dǎo)體可以用于觸摸感測和電磁觸針的檢測。文檔編號(hào)G06F3/044GK101261561SQ20081008118公開日2008年9月10日申請(qǐng)日期2004年1月15日優(yōu)先權(quán)日2003年2月10日發(fā)明者H·佩斯基,M·莫加格申請(qǐng)人:N-特萊格有限公司