用于確定感應面板上的觸摸區(qū)域的方法和裝置以及觸摸組件的制作方法
【專利說明】用于確定感應面板上的觸摸區(qū)域的方法和裝置以及觸摸組 件
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求于2014年3月21日提交的美國臨時專利申請No. 61/968,643和于 2014年3月24日提交的美國臨時專利申請No. 61/969,421的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容通過引 用被合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的各種實施例涉及觸摸感應領(lǐng)域，并且更具體地，涉及用于確定感應面板 上的觸摸區(qū)域的方法和裝置以及觸摸組件。
【背景技術(shù)】
[0004] 近年來，多種電子設(shè)備都會使用到觸摸顯示屏，其包括用于感應用戶的觸摸的感 應面板，以實現(xiàn)電子設(shè)備的操作過程中的觸摸控制。觸摸式感應面板通?？梢杂呻娙菔礁?應器構(gòu)成，并且電容式感應器可以分為自電容感應器和互電容感應器。自電容感應器的示 例結(jié)構(gòu)如圖1所示，而互電容感應器的示例結(jié)構(gòu)如圖2所示。當組成感應面板的電容式感 應器的表面被用戶的手指或者其他觸摸工具接觸時，該感應器的電容發(fā)生變化。通過檢測 這個變化，可以確定感應面板上被觸摸的區(qū)域，從而使得電子設(shè)備執(zhí)行相應的操作。
[0005] 組成感應面板的感應器通?？梢砸孕辛羞M行布置。圖3示出了 IOX 15的示例感 應面板，其中電容式感應器位于在行與列交叉處。感應面板的每個行均具有行電極（RX1， RX2，……，RX10)，感應面板的每個列均具有行電極（TX1，TX2，……，TX15)。
[0006] 在常規(guī)方法中采用單端感應方案來確定感應面板是否被觸摸以及觸摸的具體區(qū) 域。具體地，每次將驅(qū)動信號、諸如脈沖序列Vstini施加到一個列電極（如圖3所示出TX1)， 并且其他列電極維持在穩(wěn)定電平（例如DC(直流電）電平）。然后，在各個行電極處檢測每 個行與被驅(qū)動信號驅(qū)動的列交叉處的電容式感應器。當某個感應器被觸摸時，該感應器的 電容相較于未被觸摸時的電容會相應地變化。因此，通過將該感應器的電容值與未被觸摸 時的電容值相比較，可以確定該感應器是否被觸摸。例如，可以通過在行電極處耦合的模擬 通道來檢測表示感應器的電容的數(shù)值（諸如，電壓值），從而確定感應器是否被觸摸。之后， 可以對感應面板上的其他列中的每一列的列電極分別施加驅(qū)動信號，而同時將其他列的列 電極保持在恒定電平，以便確定感應面板上的每個感應器是否被觸摸。感應面板上的觸摸 區(qū)域?qū)诒挥|摸的感應器所對應的位置。
[0007] 然而，上述單端感應方案具有各種缺陷。首先，因為電容式感應器的寄生電容相對 較大（通常約為IOOpF)，而在感應器被觸摸時產(chǎn)生的觸摸電容較?。ǖ湫偷貜?.05pF到最 多LOpF)，所以感應器在被觸摸時導致的電容變化范圍較小。這需要更精確的模擬信號檢 測和模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC)，以便檢測出每個感應器的電容變化。更重要的是，電子設(shè)備中通常存 在不可避免的噪聲信號。例如，電子設(shè)備的射頻模塊的射頻發(fā)射會產(chǎn)生噪聲信號，調(diào)制模塊 的工作也會產(chǎn)生噪聲信號。因為在電子設(shè)備中觸摸式感應面板與顯示面板的相對布置（例 如，可能與顯示面板層疊布置），顯示面板的元件的開關(guān)、掃描和刷新等操作會向感應面板 中引入典型的脈沖噪聲。此外，還可能存在諸如由電子設(shè)備的電源的充放電所產(chǎn)生的正弦 噪聲。這些噪聲信號會影響到感應面板上的電容式感應器中的電荷量，從而影響對感應器 的電容值的檢測。在一些解決方案中，可以通過提供更好電平的驅(qū)動信號來提升在感應器 的信號檢測過程中的信噪比（SNR)和降低對模擬信號檢測和模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度要求，然而這 需要高電壓工藝來支持電壓強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于上述以及其他潛在問題中的一個或者多個問題，本發(fā)明的多種實施方式提供 了一種用于確定感應面板上的觸摸區(qū)域的方法和裝置以及觸摸組件。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于確定感應面板上的觸摸區(qū)域的方法。該 方法包括在感應面板被觸摸時，測量感應面板的行或列上的感應器中每兩個相鄰的感應器 之間的電壓差值作為觸摸差值；以及基于該行或列上的感應器中每兩個相鄰的感應器對應 的預定的基準差值和測量的觸摸差值確定感應面板上被觸摸的區(qū)域。
[0010] 在一個示例實施例中，基準差值是在感應面板未被觸摸時測量的行或列上的感應 器中每兩個相鄰的感應器之間的電壓差值。
[0011] 在一個示例實施例中，該方法還包括在測量行上的感應器中每兩個相鄰的感應器 之間的電壓差值時，對行上的感應器施加驅(qū)動信號。該方法還包括在測量列上的感應器中 每兩個相鄰的感應器之間的電壓差值時，對列上的感應器施加驅(qū)動信號。
[0012] 在一個示例實施例中，基于行或列上的感應器中每兩個相鄰的感應器對應的預定 的基準差值和所測量的觸摸差值確定感應面板上被觸摸的區(qū)域包括通過從所測量的觸摸 差值中減去基準差值來確定該行或列上的感應器的相對差值，相對差值指示感應器在感應 面板被觸摸時的電壓值相對于未被觸摸時電壓值之間的差值；以及根據(jù)感應器的相對差值 確定感應器是否被觸摸，以便確定感應面板上被觸摸的區(qū)域。
[0013] 在一個示例實施例中，確定感應器的相對差值包括確定該行或列上的感應器中的 參考感應器，并且將參考感應器的相對差值設(shè)置為預定差值；以及基于參考感應器的相對 差值，通過從所測量的觸摸差值中減去基準差值來確定該行或列上的其他感應器的相對差 值。
[0014] 在一個示例實施例中，根據(jù)感應器的相對差值確定感應器是否被觸摸包括將感應 器的相對差值與預定閾值相比較，以確定感應器是否被觸摸。
[0015] 在一個示例實施例中，上述行或列是第一行或列，感應面板包括第二行或列并且 第二行或列上的所確定的參考感應器的相對差值被設(shè)置為預定差值。該方法進一步包括向 第一行或列上的感應器的相對差值增加偏移量，以差異化將第一行或列上的參考感應器的 相對差值與第二行或列上的參考感應器的相對差值。在該示例實施例中，根據(jù)感應器的相 對差值確定感應器是否被觸摸包括將第一行或列上的感應器的增加偏移量之后的相對差 值與預定閾值相比較，以確定感應器是否被觸摸
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于確定感應面板上的觸摸區(qū)域的裝置。該 感應面板包括以行和列布置的感應器。該裝置包括比較器，被配置為測量在感應面板被觸 摸時感應面板的行或列上的感應器中每兩個相鄰的感應器之間的電壓差值作為觸摸差值。 該裝置還包括控制器，被配置為基于該行或列上的感應器中每兩個相鄰的感應器對應的預 定的基準差值和所測量的觸摸差值來確定感應面板上被觸摸的區(qū)域。
[0017] 在一個示例實施例中，基準差值是比較器在感應面板未被觸摸時測量的行或列上 的感應器中每兩個相鄰的感應器之間的電壓差值。
[0018] 在一個示例實施例中，該裝置進一步包括驅(qū)動器，被配置為在測量行上的感應器 中每兩個相鄰的感應器之間的電壓差值時，對行上的感應器施加驅(qū)動信號，或者在測量列 上的感應器中每兩個相鄰的感應器之間的電壓差值時，對列上的感應器施加驅(qū)動信號。 [0019] 在一個示例實施例中，控制器進一步被配置為通過從所測量的觸摸差值中減去基 準差值來確定該行或列上的感應器的相對差值，相對差值指示感應器在感應面板被觸摸時 的電壓值相對于未被觸摸時電壓值之間的差值；以及根據(jù)感應器的相對差值確定感應器是 否被觸摸，以便確定感應面板上被觸摸的區(qū)域。
[0020] 在一個示例實施例中，控制器進一步被配置為確定行或列上的感應器中的參考感 應器，并且將參考感應器的相對差值設(shè)置為預定差值；以及基于參考感應器的相對差值，通 過從所測量的觸摸差值中減去基準差值來確定行或列上的其他感應器的相對差值。
[0021] 在一個示例實施例中，控制器進一步被配置為將感應器的相對差值與預定閾值相 比較，以確定感應器是否被觸摸。
[0022] 在一個示例實施例中，上述行或列是第一行或列，感應面板包括第二行或列并且 第二行或列上的所確定的參考感應器的相對差值被設(shè)置為預定差值?？刂破鬟M一步被配置 為向第一行或列上的感應器的相對差值增加偏移量，以差異化將第一行或列上的參考感應 器的相對差值與第二行或列上的參考感應器的相對差值，以及將第一行或列上的感應器的 增加偏移量之后的相對差值與預定閾值相比較，以確定感應器是否被觸摸。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了 一種觸摸組件。該觸摸組件包括感應面板，該感應 面板包括以行和列布置的感應器。該觸摸組件還包括用于確定感應面板上的觸摸區(qū)域的裝 置，該裝置具有以上所描述的裝置的結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0024] 通過結(jié)合附圖對本公開示例性實施例進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它 目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施例中，相同的參考標號通常 代表相同部件。
[0025] 圖1圖示了自電容感應器的示例結(jié)構(gòu)；
[0026] 圖2圖示了互電容感應器的示例結(jié)構(gòu)；
[0027] 圖3圖示了觸摸式感應面板的常規(guī)單端感應測量的電路示意圖；
[0028] 圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于確定感應面板的觸摸區(qū)域的方法的 流程圖；
[0029] 圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對以陣列布置的觸摸式感應面板的全差 分感應方案的示圖；
[0030] 圖6圖示了適于實現(xiàn)本發(fā)明的一個實施例的電子設(shè)備的框圖；以及