專利名稱：用于對投影-掃描觸摸傳感器面板上的多個觸摸進行消歧的方法
技術領域：
本公開總地涉及觸摸傳感器面板和用于檢測觸摸傳感器面板上的同時多個觸摸的方法，并且更具體地，涉及投影-掃描多重觸摸觸摸傳感器面板和用于對投影-掃描觸摸傳感器面板上的多個觸摸進行消歧(disambiguating)的方法。
背景技術：
近年來，觸摸傳感器面板、觸摸屏等等已經可用作輸入裝置。特別是觸摸屏，由于其操作的簡便性和多用性以及其價格的降低而越來越受歡迎。觸摸屏可以包括觸摸傳感器面板和顯示裝置，觸摸傳感器面板可以為具有觸摸敏感表面的透明面板，而顯示裝置，例如LCD面板，可以部分地或全部位于觸摸傳感器面板后面，使得觸摸敏感表面可以覆蓋顯示裝置的可見區域的至少一部分。觸摸屏可以允許用戶通過使用手指、尖筆或其他物體在通常由顯示裝置顯示的用戶界面(UI)所決定的位置觸摸所述觸摸傳感器面板來執行各種功能。總地來說，觸摸屏可以識別觸摸事件和該觸摸事件在觸摸傳感器面板上的位置，而計算系統然后可以按照在觸摸事件時出現的顯示來解釋觸摸事件，然后可以基于觸摸事件執行一個或多個動作。觸摸傳感器面板可以包括能夠檢測觸摸事件(物體、例如手指在觸摸敏感表面上的觸摸)的觸摸傳感器的陣列。一些當前的觸摸面板能夠檢測多個觸摸(例如，多個手指大致同時在觸摸敏感表面上不同位置處的觸摸)和近觸摸(例如，在其觸摸傳感器的近場檢測能力范圍內的手指)，并且識別和跟蹤它們的位置。但是，在一些觸摸感測技術(例如投影-掃描觸摸感測)中，多個觸摸的位置不能被無歧義地確定。

發明內容
本公開的實施例提供了修改的投影-掃描觸摸傳感器面板硬件和對應的用于對這些修改的投影-掃描觸摸傳感器面板上的多個觸摸的位置進行消歧的方法。總體上，公開了一種修改的投影-掃描觸摸傳感器面板，其中若干電極(行和/或列)可以被劃分為多個區段(section)以便輔助多個觸摸的消歧。利用這種電極劃分，來自分離導電區(即，分離列和行)的觸摸的比例可以被確定并被用來估計非分離導電區上的一個或多個觸摸的位置。在各種實施例中，投影-掃描觸摸傳感器面板的不同行和列可以被分離為子區段(subsection)。另外，不同數目的行和/或列可以被分離為兩個或更多個子區段。如果一行或列被分離為多于兩個子區段，則該比例可以在所有子區段之間被計算，并且反映每個子區段上的觸摸的部分。但是，投影-掃描觸摸傳感器面板中的間斷(break)的數目可以被保持為最小數目，同時仍然收集足夠的數據來使得處理器能夠對面板上的多個觸摸進行消歧(即，避免由同時檢測到的多個觸摸引起的旋轉歧義。)為了最小化對多個觸摸進行消歧所需的間斷的數目，所述間斷可以被并入特定行和列，以確保一個觸摸總能與單個分離行和單個分離列重疊而不管該觸摸在觸摸傳感器面板的表面上的位置如何。根據本公開的實施例，存在多種方法來估計觸摸在完整行或列上的分布。在第一實施例中，一個完整行(即，沒有在物理上被分離為子區段的行)檢測到的信號可以被均勻分配，每“一半”50%，而不管觸摸在該特定行上的實際分布如何。在第二實施例中，可以通過將來自相鄰分離行或列的比例分別采用到非分離行或列來估計非分離行或列的兩半之間的半行和半列比。在第三實施例中，列和行的網格被分為四個象限，由每個象限中的分離行和列的子區段的信號之和(或平均值)表征。然后可以使用象限和比例來估計每個完整行和列的兩個虛擬一半之間的一半比(half-ratio)。


圖1示出檢測觸摸的投影-掃描觸摸傳感器面板的行和列的示例性布置。圖2和3示出投影-掃描觸摸傳感器面板中的旋轉歧義的例子。圖4根據本公開的實施例示出示例性投影-掃描觸摸傳感器面板的行。圖5根據本公開的實施例示出示例性投影-掃描觸摸傳感器面板的列。圖6根據本公開的實施例組合了圖4的行和圖5的列來提供示例性投影-掃描觸摸傳感器面板的完整圖示。圖7a和7b根據本公開的實施例示出為投影_掃描觸摸傳感器面板的虛擬分離行估計分離數據的方法。圖8a和Sb根據本公開的實施例示出基于面板的物理分離行的分離數據為投影-掃描觸摸傳感器面板的虛擬分離行估計分離數據的另一種方法。圖9a_c根據本公開的實施例示出基于面板的物理分離行和列的分離數據為投影-掃描觸摸傳感器面板的虛擬分離行和列估計分離數據的另一種方法。圖9d_f根據本公開的實施例示出生成觸摸像素的完整二維多重觸摸圖像的方法。圖1Oa根據本公開的實施例示出具有投影-掃描觸摸傳感器面板的示例性數字媒體播放器。圖1Ob根據本公開的實施例示出具有投影-掃描觸摸傳感器面板的示例性移動電話。圖1Oc根據本公開的實施例示出具有投影-掃描觸摸傳感器面板的示例性移動計算機。圖1Od根據本公開的實施例示出具有投影-掃描觸摸傳感器面板的示例性臺式計算機。圖11根據本公開的實施例示出包括投影-掃描觸摸傳感器面板的示例性計算系統。
具體實施例方式在下面對優選實施例的描述中，參考了構成其一部分的附圖，附圖中通過圖解的方式示出了可以實施的具體實施例。應該理解，可以使用其他實施例并且可以做出結構上的改變而不偏離本公開的實施例的范圍。本公開的實施例提供了修改的投影-掃描觸摸傳感器面板硬件和對應的用于對這些修改的投影-掃描觸摸傳感器面板上的多個觸摸的位置進行消歧的方法。總體上，公開了一種修改的投影-掃描觸摸傳感器面板，其中若干電極(行和/或列)可以被劃分為多個區段以便輔助多個觸摸的消歧。利用這種電極劃分，來自分離導電區(即，分離列和行)的觸摸的比例可以被確定并被用來估計非分離導電區上的一個或多個觸摸的位置。在當前可用的許多類型的觸摸傳感器面板中，已發現電容性觸摸感測裝置在便攜式電子裝置中工作得特別好。總地來說，每當觸摸傳感器面板中的兩個導電部件互相靠近而沒有實際接觸時，它們的電場可能相互作用從而形成具有特定電容的感測點。在電容性觸摸裝置的情況下，當例如手指的物體接近觸摸感測表面時，可能在該物體與靠近該物體的感測點之間形成微小電容。通過檢測每個感測點處的電容變化并通知感測點的位置，感測電路可以識別多個物體，并且在物體穿過觸摸表面移動時確定該物體的諸如位置、壓力、方向速度和加速度的參數。一種類型的電容性觸摸傳感器面板是投影-掃描自電容性(即，投影自電容)觸摸傳感器面板。在這種類型的觸摸傳感器面板中，每個感測點可以由單獨充電的電極提供。當物體接近觸摸裝置的表面時，該物體可以電容性耦合到靠近該物體的那些電極，由此從電極偷走電荷。每個電極中的電荷量可以被感測電路測量，以便當物體接觸觸摸敏感表面時確定物體的位置。圖1示出示例性投影-掃描自電容性觸摸傳感器面板。該面板中的電極可以被布置成若干行和列，但是其他非正交布置也是可能的。以虛線示出的列(C0-C5)和以實線示出的行(R0-R5)可以在兩個不同的平面上并且互相不接觸。盡管圖1示出了六行和六列，應該理解，觸摸傳感器面板中可以包括任何數目的行和列。利用投影掃描，在觸摸傳感器面板表面上的觸摸(或近觸摸)可以基于從列收集的觸摸數據產生X曲線(profile)并基于從行收集的觸摸數據產生Y曲線。如圖1中所示，在觸摸傳感器面板上檢測到的單個觸摸100可以由X曲線中的第一突起102和Y曲線中的第二突起104反映，第一和第二突起分別對應于與該觸摸重疊的列和行。在這個例子中，第一突起102示出由列Cl和C2檢測到的電容變化。第二突起104示出由行R3和R4檢測到的電容變化。因此，在單個觸摸的情況下，處理器可以基于X和Y曲線中示出的突起來確定觸摸的位置。但是，當存在在觸摸傳感器面板上同時檢測到的多個觸摸時，投影掃描觸摸傳感器面板(例如圖1中所示的那個)可能遇到使得難以甚至不可能確定所述多個觸摸的具體位置的歧義(ambiguity)。圖2和3示出了一種典型場景，其中投影掃描觸摸感測系統可能出現旋轉歧義。圖2示出了在圖1的同一觸摸傳感器面板的表面上檢測到的兩個觸摸200，202的X和Y曲線。X曲線可以包括兩個不同的突起204，206，反映由兩個觸摸200，202引起并由列檢測到的電容變化。具體地，突起204可以反映由列Cl和C2響應于第一觸摸200檢測到的電容變化。突起206可以反映由列C3和C4響應于第二觸摸202檢測到的電容變化。類似地，Y曲線可以包括兩個不同的突起208，210，示出由行檢測到的、分別由相同的兩個觸摸引起的電容變化。突起208對應于由行R3和R4檢測到的第一觸摸200。突起210對應于由行Rl和R2檢測到的第二觸摸202。當處于不同于圖2中所示位置的另一對觸摸也產生圖2中所示的相同X和Y曲線時可能存在旋轉歧義。例如，圖3示出在不同于圖2的兩個觸摸200，202的區域上檢測到的兩個觸摸214，216。具體地，在行R3，R4和列C3，C4上的區域中檢測到觸摸214。在行R1，R2和列C1，C2上的區域中檢測到觸摸216。換句話說，圖3的觸摸214，216可以被看作圖2的觸摸200，202順時針或逆時針旋轉90度。但是，響應于在觸摸傳感器面板的完全不同區域上檢測到的兩對觸摸，產生相同的X和Y曲線。因此，由于這種旋轉歧義，處理X和Y曲線的處理器難以甚至不可能確定觸摸的確切位置。因此，如果不解決這種歧義，觸摸傳感器面板的有效性可能受到損害。圖4根據本公開的示例性實施例示出沿六乘六投影-掃描觸摸傳感器面板的第一維取向的六個細長電極(即，行)。為清楚起見，圖4中沒有示出沿第二維取向的六個細長電極(即，列)。省略的列在圖5中單獨示出并在下面討論。盡管示出觸摸傳感器面板包括六行電極，應該理解，該實施例不受觸摸傳感器面板的維度的限制，并且可以包括不同數目的行。本領域技術人員可以容易地將所示實施例中公開的特征采用到不同尺寸的觸摸傳感器面板。也應注意在一些實施例中，可能僅呈現了行(或僅呈現了列)，而不是這兩者。如圖4中所示，行電極R0-R5與圖1-3中所示的相似，除了行Rl和R4各自包括把行Rl和R4中的每一個分離為兩個子區段的間斷400，402 (B卩，Rl被分離為Rla404和Rlb406 ；R4被分離為R4a408和R4b410)。被間斷在物理上分離為兩個或更多個子區段的行此后被稱作“分離行(split rows)”。類似地，在物理上被分離為兩個或更多個子區段的列(下面討論)此后被稱作“分離列”。每個分離行的兩個子區段可以產生它們自己的Y曲線(例如，分別針對Rl和R4的Yl和Y2)，各自表示在相應子區段上的區域中檢測到的電容。例如，當在子區段Rla上的區域中檢測到觸摸412時，對應的Yl曲線示出反映由子區段Rla檢測到的電容變化的突起。相比之下，在Y2曲`線中沒有示出突起，因為不與觸摸412重疊的子區段Rlb沒有檢測到電容變化。結果，子區段Rla上的觸摸可以與子區段Rlb上的觸摸相區分。類似地，子區段R4a上的觸摸可以與子區段R4b上的觸摸相區分。當同一分離行的兩個子區段都檢測到觸摸時，對應的兩個Y曲線都可能示出突起。例如，圖4示出與子區段Rla和Rlb這兩者都至少部分重疊的第二觸摸414。結果，Y1’和Y2’曲線這兩者都可能示出突起，因為由觸摸414導致的電容變化能夠被子區段Rla和Rlb這兩者檢測到。由于該觸摸被分布在分離行的兩個子區段之間，由任一子區段檢測到的結果電容變化幅值可能小于僅由Rla檢測到的觸摸412的結果電容變化幅值。因此，曲線ΥΓ和Y2’的突起可能低于曲線Yl中的突起。根據該實施例，當觸摸(例如，第二觸摸414)位于分離行Rl的兩個子區段Rla404，Rlb406上時，可以確定來自子區段404，406的電容測量值之間的半行比(Rla:Rlb)。S卩，可以計算Yl ’的突起值與Y2’的突起值之間的比例，來反映如何在分離行Rl的兩個子區段Rla和Rlb上分布觸摸的劃分(breakdown)。例如，20%對80%的比例可以被解釋為觸摸414的百分之二十在子區段Rla上，而觸摸414的百分之八十在子區段Rlb上。當觸摸完全在子區段之一上時，該比例可以為100%對0%。該比例不僅對于確定觸摸相對于分離導電區(例如，圖4的分離行Rl和R4)的位置是重要的，它也可以被用來估計觸摸在非分離導電區(例如，非分離行RO，R2，R3和R6)上的位置，如本申請此后詳細說明的。如圖4中所示，間斷均勻地分離行，使得每個子區段占據該行的一半。但是，在一些實施例中，間斷不是必須將行均勻地分為兩半。取決于間斷在一個特定分離行中位于何處，兩個子區段的電容測量值之間的比例可以被相應調整以便將間斷在該行中的位置考慮在內。如圖4中所示并且在上面討論的利用間斷來劃分一個或多個行電極的相同特征也可以并入如圖5中所示的投影-掃描觸摸傳感器的一個或多個列中。圖5示出圖4的相同六乘六投影-掃描傳感器面板的六個列R0-R5 (為清楚起見在圖5中沒有示出行)。與圖4的行類似，六列中的兩列，Cl和C4，可以分別包括間斷500，502，后者將列分離為兩個相等的子區段(針對Cl的Cla504和Clb506，針對C2的C4a508和C4b)。這些分離列中的間斷可以類似地產生兩個單獨的X曲線(XI，X2)，各自對應于來自子區段之一(例如，Cla, Clb)的電容測量值。例如，當在子區段Cla上檢測到觸摸512時，圖5的Xl曲線示出反映子區段Cla檢測到的電容變化的突起。相比之下，圖5的X2曲線沒有示出突起，因為該觸摸不與Clb重疊，因此子區段Clb沒有檢測到電容變化。結果，子區段Cla上的觸摸可以與子區段Clb上的觸摸相區分。類似地，子區段C4a上的觸摸可以與子區段C4b上的觸摸相區分。另外，可以按照與上面關于半行比討論的相同方式確定來自每個子區段Cla404和Clb406的電容測量值之間的半列比。半列比也可以用來確定觸摸相對于分離導電區(例如，圖5的列Cl和C4)的位置，并且也可以用來估計觸摸在非分離導電區(例如，列C0，C2，C3和C6)上的位置，如下面詳細說明的。在各種實施例中，投影-掃描觸摸傳感器面板的不同行和列可以被分離為子區段，如上面討論的。另外，不同數目的行和/或列可以被分離為兩個或更多個子區段。如果一行或列被分離為多于兩個子區段，則該比例可以在所有子區段之間被計算并且反映觸摸在每個子區段上的部分。但是，投影-掃描觸摸傳感器面板中的間斷的數目可以被保持為最小數目，同時仍然收集足夠的數據來使得處理器能夠對面板上的多個觸摸進行消歧(即，避免由同時檢測到的多個觸摸引起的旋轉歧義。)保持間斷的數目為最小數目的一個優點是，對于一行中的每個附加間斷，控制器上可能需要一個額外的傳感器通道，因此增加了觸摸傳感器面板的芯片組的尺寸。這可能產生問題，特別是在很難找到額外空間的小觸摸傳感器面板中。因此，為了最小化對多個觸摸進行消歧所需的間斷數目，間斷可以被并入某些行和列，以確保觸摸總能與單個分離行和單個分離列重疊，而不管觸摸在觸摸傳感器面板表面上的位置如何。例如，在圖4和5的相對小的六乘六觸摸傳感器面板中，每行和列可以具有大約為成年人手指尖的三分之一的寬度。即，成年人手指尖觸摸所述觸摸傳感器面板的區域通常會至少部分地與觸摸傳感器面板的三列和三行重疊。因此，通過策略性地在行Rl和R4以及列Cl和C4中放置間斷，如圖4和5所示，可以確保當手指尖觸摸所述觸摸傳感器面板時，觸摸區域將與至少一個分離行和一個分離列重疊。對于較大的觸摸傳感器面板或者設計用來檢測具有不同表面區域的物體的觸摸的觸摸傳感器面板，間斷的數目和間斷的位置可以相應地變化，只要觸摸表面上任何地方的觸摸能夠與至少一個分離行和一個分離列重疊。行和列的長度和寬度也可能影響要并入的分離的數目和位置。
圖6示出了結合圖4的行和圖5的列的示例性完整六乘六投影-掃描觸摸傳感器面板。來自分離行和列以及完整行和列(即，沒有間斷將其分離為多個區段的行和列)的傳感器讀數可以被報告給處理器，后者進而可以產生對應的X和Y曲線。然后可以利用任何已知方法基于從X和Y曲線提取的數據重建觸摸像素的陣列的完整二維多重觸摸圖像。為了產生能夠準確標識多個觸摸的位置而不遭遇旋轉歧義的多重觸摸圖像，重要的是也能夠估計觸摸在完整行和列(即，沒有在物理上分離成兩半的行和列)上的分布。例如，知道觸摸如何在行R0，R2，R3和R5的左半部和右半部之間以及列CO，C2，C3和C5的上半部和下半部之間分布可能是有幫助的，盡管這些半行或列之間的比例不能基于測量的數據被直接計算，因為它們中沒有任何物理間斷，而對于整個行或列僅獲取一個測量值。因此，必須估計完整行和列的半行和半列比。下面的段落公開了做出這些估計的各種方法。這些估計連同分離行和分離列的實際半行和半列比可以產生觸摸像素的陣列的完整多重觸摸圖像。根據本公開的實施例，存在多種方法來估計觸摸在完整行或列上的分布。在第一實施例中，完整行(即，沒有在物理上被分離為子區段的行)檢測到的信號可以被均勻分配，每“一半”50%，而不管觸摸在該特定行上的實際分布如何。即，所有完整行的兩個“一半”之間的比例可以被一致設置為50:50。圖7a不出了圖4和6的相同的6x6觸摸傳感器面板的行的物理劃分。如所示，行Rl和R4為各自在物理上分解為兩個子區段的分離行。觸摸710在分離行Rl上的分布可以通過基于與所述兩個子區段相關聯的Y曲線計算半行比來確定，如上面討論的。在這種情況下，Rla和Rlb之間的比例可以是20:80o如前面提到的，成年人手指尖的觸摸可以至少部分地與觸摸傳感器面板的三個行重疊。因此，圖7中所示的觸摸710也可能影響行RO和R2檢測到的信號。由于行RO和R2不具有將它們分離為兩半的物理間斷，整個行僅接收到一個信號(即，對于該行只有一個Y曲線可用)。因此，可能難以甚至不可能確定觸摸710在行RO和R2的左半部和右半部上的實際分布。根據該第一實施例，這些行RO和R2 (以及任何其他完整行)中每一行的信號可以在它們的左和右“一半”之間均勻劃分。如圖7b中所示，完整行(B卩，R0，R2，R3和R5)中的每一個可以被虛擬分離為兩個“一半”，各自被分配整個物理行檢測到的信號的50%。例如，行RO的左邊一半和右邊一半中的每一個可以被估計為具有信號值R0/2，整個行RO的信號總值RO的一半。換句話說，RO的虛擬一半中的每一個之間的比例可以是50:50o類似地，其他非分離行R2，R3和R5也可以被虛擬分離為兩個半區段(half section)，整個物理行的信號在該兩個虛擬一半之間被均勻劃分。如圖7b中所示，R2的兩個虛擬一半可以各自具有信號值R2/2。R3的兩個虛擬一半可以各自具有信號值R3/2。R5的兩個虛擬一半可以各自具有信號值R5/2。相比之下，分離行Rl和R4的每個一半的信號可以是在該一半上檢測到的實際信號。即，分離行Rl和R4的子區段不一定具有整個行的信號的一半。在一些實施例中，為了避免整數運算中精確度的損失，分離行的信號值可以被加倍，而不是針對其虛擬一半而將完整行的值分成兩半，如上所述。應該理解，上面關于觸摸傳感器面板的行公開的相同方法也可以應用到觸摸傳感器面板的列。盡管上面討論的方法可以為沒有在物理上被分成兩半的完整行和列中的每一個產生估計的半行和半列比，一致地分配給這些完整行和列中的每一個的50:50比例可能是粗略估計，并且可能顯著偏離如果它們被實際分離為兩半的話它們的兩個一半之間的實際比例。參考圖7a中所示的例子，根據第一實施例的方法，行RO的兩個一半可以被分配50:50的比例。但是，附圖示出觸摸710的大部分位于RO的右邊一半上，而可能相對較小的部分位于左邊一半上。因此，來自行RO的左邊一半和右邊一半(如果存在物理分離的話)的電容測量值之間的實際比例可能接近例如10:90，這顯著不同于估計的50:50比例。這可能進而影響觸摸710的精確位置的后續計算。這樣，對于沒有在物理上被分離為子區段的所有行和列的50/50估計比例可能沒有準確反映觸摸在行或列的每個一半上的分布。第二實施例的方法通過將來自相鄰分離行或列的比例分別采用到非分離行或列，可以顯著改進非分離行或列的兩個一半之間的半行比和半列比的估計。圖8a示出先前在圖4，6和7a中示出的6x6觸摸傳感器面板的行。如上所述，行Rl和R4可以在物理上被分離為兩個一半子區段。其他行R0，R2，R3和R5可以是不具有在物理上將其劃分為子區段的間斷的完整行。為了生成6x2觸摸圖像，完整行同樣可以被虛擬分離為兩半，如圖Sb所示。但是，并非如第一實施例中所描述的那樣將50/50半行比一致分配給每個完整行R0，R2，R3和R5的兩個虛擬一半，而是可以將相鄰分離行的半行比復制到完整行。例如，行RO的虛擬一半ROa和ROb以及行R2的R2a和R2b可以具有與行RO和R2這二者相鄰的分離行Rl的相同半行比。類似地，R3的虛擬一半R3a和R3b以及R5的R5a和R5b可以具有分離行R4的相同半行比。在一個實施例中，可以利用下面的公式計算虛擬一半 ROa, ROb，R2a, R2b, R3a, R3b, R5a 和 R5b 的信號值。ROa=RO * Rla/ (Rla+Rlb)ROb=RO * Rlb/ (Rla+Rlb)R2a=R2 * Rla/ (Rla+Rlb)R2b=R2 * Rlb/ (Rla+Rlb)R3a=R3 * R4a/ (R4a+R4b)R3b=R3 * R4b/ (R4a+R4b)R5a=R5 * R4a/ (R4a+R4b)R5b=R5 * R4b/ (R4a+R4b)在該第二實施例中，分離行的半行比可以被復制到相鄰的完整行來提供觸摸位置的更好估計。這種方法對于估計完整行的虛擬一半之間的比例有效的原因是，成年人手指尖的觸摸傾向于至少部分地與觸摸傳感器面板的三個行重疊。在根據本公開的實施例的觸摸傳感器面板可以被設計為使得至少一個分離行處于在觸摸傳感器面板上任何地方檢測到的觸摸下的情況下，與該一個分離行相鄰的完整行很有可能具有它們的兩個虛擬一半之間的相同比例。例如，圖8的觸摸810與行R3-R5重疊。如圖中所示，R5的左邊子區段卿，圖8b中的R5a)與觸摸區域重疊的區域和R5的右邊一半(S卩，圖8b中的R5b)與觸摸區域重疊的區域之間的比例可能接近相鄰分離行R4的兩個子區段(R4a和R4b)的子區段之間的一半比(half-ratio)。當比較R3和R4時也是這樣。因此，來自分離行R4的實際半行比可以被復制到相鄰的完整行R3和R5來為完整行R3和R5產生比第一實施例的一致分配的50:50比例更精確的估計一半比。因此，圖Sb中所示的6x2矩陣可以產生比圖7b中所示的6x2矩陣更精確的觸摸圖像。應該理解，第二實施例的相同方法也可以被應用到摸傳感器面板的列電極。根據第三實施例，通過將列和行的網格劃分為四個象限(由每個象限中分離行和列的子區段的信號的和(或平均值)表征)，可以獲得更精確的估計。圖9a將圖6的6x6觸摸傳感器面板劃分為四個象限900，902，904，906。每個象限900，902，904，906可以包括分離行的一個子區段和分離列的一個子區段。例如，象限900可以包括分離列Cl的頂部子區段Cla和分離行R4的左部子區段R4a。象限902可以包括分離列C4的頂部子區段C4a和分離行R4的右部子區段R4b。象限904可以包括分離行Cl的底部子區段Clb和分離行Rl的左部子區段Rla。象限906可以包括分離列C4的底部子區段C4b和分離行Rl的右部子區段Rib。根據本實施例，每個象限900，902，904，906的象限和比例可以基于該象限內的半列和半行子區段來計算。例如，象限900，902，904和906的和Qba，Qbb, Qaa和Qab分別可以利用下面的公式來計算:Qba=Rla+ClaQbb=R4b+ClbQaa=Rla+ClaQab=Rlb+C4b象限和比例Qba, Qbb, Qaa和Qab然后可以被用來估計每個完整行和列的兩個虛擬一半之間的一半比。6x6面板的行在圖9b中示出。如圖7b和8b中所示，只有分離行Rl和R4具有把它們分別分離為子區段(Rla，Rlb)和(R4a，R4b)的實際物理間斷。其他行R0，R2，R3和R5僅為了生成6x2陣列的目的而被虛擬分離為兩個子區段。但是，根據本實施例，出于上面討論的原因，一個完整行的兩個虛擬子區段之間的一半比不能單從該行測量的數據確定，而必須使用計算的象限和比例來估計。例如，虛擬分離行R0，R2，R3和R5的比例可以利用下面的公式組來估計:ROa=RO * Qaa/ (Qaa+Qab)ROb=RO * Qab/ (Qaa+Qab)R2a=R2*Qaa/ (Qaa+Qab)R2b=R2 * Qab/ (Qaa+Qab)R3a=R3 *.Qba/ (Qba+Qbb)R3b=R3 *.Qbb/ (Qba+Qbb)R5a=R5 *.Qba/ (Qba+Qbb)R5b=R5 *.Qbb/ (Qba+Qbb)結果，可以針對所有分離行和完整行獲得每個行的兩個一半之間的一半比。所得到的6x2陣列可以被用來確定在X方向上在觸摸傳感器面板上檢測到的多個觸摸的位置。可以對列重復相同的過程，以生成類似的虛擬分離列的2x6集合，如圖9c中所示。這里，完整列CO, C2，C3和C5可以分別被虛擬劃分為兩個子區段(COa，COb), (Cla，Clb)，(C2a，C2b)和(C3a，C3b)。列Cl和C4可以是各自分別被劃分為兩個子區段(Cla，Clb)和(C4a，C4b)的分離行。與行一樣，分離行的兩個物理子區段(例如，Cla和Clb)之間的比例可以基于這些子區段獲取的實際數據來計算。一個完整行的兩個虛擬子區段之間的比例可以利用上面公開的計算出的象限和比例來估計。例如，虛擬分離列CO，C2，C3和C5的比例可以利用下面的公式組來估計:COa=CO 女 Qaa/ (Qaa+Qba)COb=CO * Qab/ (Qaa+Qba)
C2a=C2 ~k Qaa/ (Qaa+Qba)C2b=C2 * Qab/ (Qaa+Qba)C3a=C3 .Qba/ (Qab+Qbb)C3b=C3 Qbb/ (Qab+Qbb)C5a=C5 .Qba/ (Qab+Qbb)C5b=C5 Qbb/ (Qab+Qbb)結果，可以對于所有列獲得每個列的兩個一半之間的比例，而不管列是否在物理上被分離為兩個子區段。如圖9c中所示的所得到的2x6陣列可以被用來確定在Y方向上在觸摸傳感器面板上檢測到的多個觸摸的位置。上面公開的第三實施例的方法可能比前兩個實施例的方法更精確，因為它不僅考慮相鄰行的比例(如第二實施例的方法那樣)，而且通過使用從列和行數據這兩者計算的象限和(或平均值)將列分量包括在公式中。盡管上面公開了為完整行和列估計一半比的三種不同方法，應該理解，基于相同概念的其他公式和變型也可以被用來實現相同的目的。在這些實施例中公開的方法被設計成使得多個觸摸可以在投影-掃描觸摸傳感器面板上被處理，而沒有旋轉歧義，并且最小數目的分離被構建到觸摸傳感器面板的物理行和列中。在使用上述三個實施例的任一個中公開的方法或任何其他合適的方法為所有虛擬分離行和列獲得估計后，可以從這些估計和觸摸傳感器面板的物理分離的行和列產生觸摸像素的陣列的完整二維多重觸摸圖像。例如，在圖9a_c所示的實施例中，圖9b的6x2陣列和圖9c的2x6陣列可以被組合來形成具有如圖9d中所示的四個3x3象限910，912，914，916的完整觸摸傳感器面板。每個3x3象限910，912，914，916的九個交點中的每個可以是多重觸摸圖像的觸摸像素。例如，虛擬半行ROa和虛擬半列COa的交點可以形成觸摸像素
918。可以通過將兩個值Vl和V2相加或取平均來估計或計算每個觸摸像素。第一個值Vl可以通過用該象限中的半列總和的像素半列分數對像素半行值加權來獲得。第二個值V2可以通過用該象限中的半行總和的像素半行分數對像素半列值加權來獲得。圖9e和9f提供了圖9d的象限之一 914的半行和半列的增強視圖。圖9e示出像素[O] [O]918的半列分量COa和象限914的三個半行ROa，Rla和R2a。第一個值Vl可以利用公式計算:Vl=COa * ROa/ (R0a+Rla+R2a)圖9f示出像素[O]
918的半行分量ROa和象限914的三個半列C0a，Cla和C2a。第二個值V2可以利用公式計算:V2=C0a * ROa/ (C0a+Cla+C2a)值Vl和V2可以實質上是被象限總和標稱化的半行和半列值的積。由于上面公開的虛擬分離估計過程，象限半列總和與象限半行總和可能不同。然后兩個值Vl和V2可以被相加或取平均來產生代表像素[O] [O]918的值。可以利用類似的公式計 算其他觸摸像素。例如，重新參考圖9d，像素[6] [6]920可以被計算為:像素[6][6]=C6b * R6b/ (R4b+R5b+R6b) +C6b * R6b/ (C4b+C5b+C6b)
這樣，觸摸像素的陣列的完整二維(例如，6x6)多重觸摸圖像可以從虛擬或物理分離的行和列產生。盡管圖9d-f示出基于圖9b的6x2陣列和圖9c的2x6陣列的觸摸圖像構建過程，應該理解，相同的方法也能應用到任何虛擬和物理分離的行和列的陣列，例如圖7b和8b中所示的那些。圖1Oa根據本公開的實施例示出可以包括投影-掃描觸摸傳感器面板1015的示例性數字媒體播放器1010。圖1Ob根據本公開的實施例示出可以包括投影-掃描觸摸傳感器面板1025的示例性移動電話1020。圖1Oc示出可以包括觸摸傳感器面板1024和顯示裝置1030的示例性個人計算機1044。所述觸摸傳感器面板1024可以是根據本公開的實施例的投影-掃描觸摸傳感器面板。所述顯示裝置1030也可以包括根據本公開的實施例的投影掃描觸摸傳感器面板。圖1Od示出包括顯示裝置1092的臺式計算機1090。該顯示裝置1092可以包括根據本公開的實施例的投影-掃描面板。臺式計算機1090也可以包括并入了根據本公開的實施例的投影-掃描觸摸傳感器面板的虛擬鍵盤1094。圖11示出可以包括根據上面描述的本公開的實施例的一個或多個投影掃描觸摸傳感器面板的示例性計算系統1100。計算系統1100可以包括一個或多個面板處理器1102和外設1104，以及面板子系統1106。外設1104可以包括但不限于，隨機存取存儲器(RAM)或其他類型的存儲器或存儲裝置，監視定時器等等。面板子系統1106可以包括但不限于一個或多個感測通道1108，通道掃描邏輯1110和驅動器邏輯1114。通道掃描邏輯1110能訪問RAM1112，自主地從感測通道讀取數據，以及為感測通道提供控制。另外，通道掃描邏輯1110可以控制驅動器邏輯1114來產生可以被選擇性施加到觸摸傳感器面板1124的驅動線的各種頻率和相位的激勵信號1116。在一些實施例中，面板子系統1106,面板處理器1102和外設1104可以被整合到單個專用集成電路(ASIC)中。計算系統1100也可以包括主處理器1128，后者用于從面板處理器1102接收輸出，并且基于輸出執行動作，所述動作可以包括但不限于，移動諸如光標或指針的對象，卷動或搖動，調整控制設置，打開文件或文檔，觀看菜單，做出選擇，執行指令，操作耦合到主裝置的外設裝置，應答電話呼叫，接通電話呼叫，終止電話呼叫，改變音量或音頻設置，存儲與電話通信有關的信息諸如地址、經常撥打的號碼、接收到的呼叫、未接收的呼叫，登錄到計算機或計算機網絡上，允許經授權的個人訪問計算機或計算機網絡的受限制區域，加載與用戶偏好的計算機桌面設置相關聯的用戶簡檔，允許訪問web內容，啟動特定程序，對消息加密或解碼，和/或類似動作。主處理器1128也可以執行不與面板處理相關的附加功能，并且可以耦合到程序存儲裝置1132和顯示裝置1130，例如用于向裝置的用戶提供n的IXD面板。顯示裝置1130連同觸摸傳感器面板1124，當部分或完全位于觸摸傳感器面板下面時，可以形成觸摸屏1118。需要指出上述的一個或多個功能可以由存儲在存儲器(例如圖11中的外設1104之一)中的固件實現并由面板處理器1102執行，或者存儲在程序存儲裝置1132中并由主處理器1128執行。該固件也可以在任何計算機可讀介質內存儲和/或傳輸，以便由指令執行系統、設備或裝置(諸如基于計算機的系統、包含處理器的系統)，或者可以從指令執行系統、設備或裝置取得指令并執行指令的其他系統使用或與它們結合使用。在本文檔的上下文中，“計算機可讀介質”可以是能夠包含或存儲程序以便由指令執行系統、設備或裝置使用或與其結合使用的任何介質。計算機可讀介質可以包括但不限于電子、磁、光、電磁、紅外或半導體系統、設備或裝置，便攜式計算機盤(磁)，隨機存取存儲器(RAM)(磁)，只讀存儲器(ROM)(磁)，可擦可編程只讀存儲器(EPROM)(磁)，便攜光盤，諸如⑶，⑶-R，⑶_RW，DVD，DVD-R,或DVD-RW，或閃存，諸如緊致閃速卡，安全數字卡，USB存儲裝置，存儲棒，等等。固件也能夠在任何傳輸介質內傳播，以便由指令執行系統、設備或裝置(諸如基于計算機的系統、包含處理器的系統)或者可以從指令執行系統、設備或裝置取得指令并執行指令的其他系統使用或與其結合使用。在本文檔的上下文中，“傳輸介質”可以是能夠傳遞、傳播或傳輸程序以便由指令執行系統、設備或裝置使用或與其結合使用的任何介質。傳輸可讀介質可以包括但不限于，電子、磁、光、電磁或紅外有線或無線傳播介質。盡管已經參考附圖充分描述了本公開的實施例，需要指出，各種改變和修改對于本領域技術人員是明顯的。這些改變和修改應被理解為包括在由后附權利要求所定義的本公開的實施例的范圍內。
權利要求
1.一種觸摸傳感器面板，包括: 多個行，至少一行是包括多個行子區段的分離行；和 多個列，至少一列是包括多個列子區段的分離列； 其中所述觸摸傳感器面板被配置為具有至少一個分離行和至少一個分離列，所述至少一個分離行和至少一個分離列被定位成提高所述觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸與所述至少一個分離行和至少一個分離列重疊的可能性，并且 其中所述行和列是能夠檢測所述觸摸傳感器面板的對應區域中的電容變化的單獨充電的電極。
2.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其中所述觸摸傳感器面板中的所述至少一個分離行和所述至少一個分離列被定位成提高所述觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸僅與一個分離行和一個分離列重疊的可能性。
3.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板還被配置為具有最小數目的分離行，使得所述觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸與一個分離行且僅與一個分離行重疊。
4.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板還被配置為具有最小數目的分離列，使得所述觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸與一個分離列且僅與一個分離列重疊。
5.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板通信耦合到處理器，所述處理器被配置用來為分離行或分離列的每個子區段生成單獨的曲線。
6.如權利要求1所述 的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板通信耦合到處理器，所述處理器被配置用來計算分離行或分離列的所述子區段檢測到的信號之間的比例。
7.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板通信耦合到處理器，所述處理器被配置用來估計非分離導電區上的觸摸位置。
8.如權利要求7所述的觸摸傳感器面板，其中所述非分離導電區包括未被劃分的完整行或未被劃分的完整列。
9.如權利要求8所述的觸摸傳感器面板，其中所述處理器被進一步配置用來通過使用與所述非分離導電區相鄰的分離行或分離列的子區段檢測到的信號之間的比例來估計所述非分離導電區上的觸摸位置。
10.如權利要求8所述的觸摸傳感器面板，其中所述處理器被進一步配置用來通過使用分離行的子區段檢測到的信號之間的比例和分離列的子區段檢測到的信號之間的比例來估計所述非分離導電區上的觸摸位置。
11.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板通信耦合到處理器，所述處理器被配置用來從所述至少一個分離行和所述至少一個分離列生成作為觸摸像素的二維陣列的多重觸摸圖像。
12.如權利要求1所述的觸摸傳感器面板，其中所述觸摸傳感器面板是自電容性觸摸傳感器面板。
13.—種觸摸傳感器面板,包括: 至少一個分離細長電極，包括被一個或多個間斷分隔開的多個電極子區段，每個子區段能夠生成單獨的觸摸信號；和與所述至少一個分離細長電極相鄰的至少一個完整細長電極，每個完整細長電極能夠生成單獨的觸摸信號， 其中所述至少一個分離細長電極被定位成提高所述觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸與至少一個分離細長電極重疊的可能性；并且 其中至少一個分離細長電極的電極子區段檢測到的觸摸信號之間的比例被用來估計所述至少一個完整細長電極上的觸摸位置。
14.如權利要求13所述的觸摸傳感器面板，所述觸摸傳感器面板通信耦合到處理器，所述處理器被配置用來為所述至少一個分離細長電極的每個電極子區段生成單獨的曲線。
15.如權利要求13所述的觸摸傳感器面板，其中所述觸摸傳感器面板是自電容性觸摸傳感器面板。
16.一種觸摸傳感器面板上的觸摸位置檢測方法，所述觸摸傳感器面板包括與非分離導電區相鄰的分離導電區，所述方法包括: 確定所述分離導電區的子區段的信號比例； 將所述信號比例應用到與所述分離導電區相鄰的所述非分離導電區的虛擬子區段；和 響應于應用到所述非分離導電區的虛擬子區段的所述信號比例，估計所述非分離導電區上的觸摸位置。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述非分離導電區至少包括一個完整行電極或一個完整列電極。
18.如權利要求16所述的方法，其中所述分離導電區包括分離行電極或分離列電極。
19.如權利要求16所述的方法，其中應用信號比例包括根據所述信號比例在所述非分離導電區的至少兩個虛擬子區段之間劃分所述非分離導電區的信號。
20.一種觸摸傳感器面板上的觸摸位置檢測方法，所述觸摸傳感器面板包括多個行和多個列，所述多個行中的至少一行是分離行，所述多個列中的至少一列是分離列，所述方法包括: 將所述觸摸傳感器面板劃分為多個區段，所述多個區段中的每個區段至少部分地與所述至少一個分離行中的一個和所述至少一個分離列中的一個重疊； 響應于來自一個分離行和一個分離列的信號，為所述多個區段中的每個區段計算和或平均值； 響應于計算出的所述區段的和或平均值，為所述多個列和行中的每一個計算分離比例；和 基于所述多個列和行的分離比例確定觸摸傳感器面板上的觸摸位置。
21.如權利要求20所述的方法，所述觸摸傳感器面板被劃分為四個象限，每個象限與一個分離行和一個分離列重疊，所述方法還包括響應于來自所述一個分離行和一個分離列的信號為每個象限計算所述和或平均值。
22.如權利要求20所述的方法，其中計算分離比例還包括計算兩個相鄰象限的象限和或平均值之間的比例。
23.如權利要求20所述的方法，還包括最小化所述分離行的數目和所述分離列的數目，使得觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸僅與一個分離行和一個分離列重疊。
24.一種觸摸傳感器面板上的觸摸位置檢測方法，所述觸摸傳感器面板包括與非分離導電區相鄰的分離導電區，所述方法包括: 確定所述分離導電區的子區段的信號比例； 將預定義的信號比例分配給與所述分離導電區相鄰的非分離導電區的虛擬子區段；和響應于所述分離導電區的子區段的信號比例和所述非分離導電區的虛擬子區段的預定義的信號比例，確定觸摸傳感器面板上的觸摸位置。
25.如權利要求24所述的方法，其中所述預定義的信號比例為50:50。
全文摘要
本發明涉及用于對投影-掃描觸摸傳感器面板上的多個觸摸進行消歧的方法。公開了一種觸摸傳感器面板。該觸摸傳感器面板包括多個行，至少一行是包括多個行子區段的分離行；和多個列，至少一列是包括多個列子區段的分離列。所述觸摸傳感器面板被配置為具有至少一個分離行和至少一個分離列，所述至少一個分離行和至少一個分離列被定位成提高所述觸摸傳感器面板上任何地方的觸摸與至少一個分離行和至少一個分離列重疊的可能性。所述行和列是能夠檢測所述觸摸傳感器面板的對應區域中的電容變化的單獨充電的電極。
文檔編號G06F3/044GK103154872SQ201180046394
公開日2013年6月12日 申請日期2011年8月5日 優先權日2010年8月6日
發明者W·C·維斯特曼, M·P·格倫坦爾, S·P·霍泰玲, C·T·馬倫斯 申請人:蘋果公司