使用具有时变特性的驱动信号的触控面板激励

摘要

一种电容式触控面板，可包括驱动器和被配置为连接到驱动器的驱动电极。该驱动器被配置为利用在第一时间间隔期间具有第一信号特性、以及在第一时间间隔之后的第二时间间隔期间具有与第一信号特性不同的第二信号特性的驱动信号为驱动电极供电。第一信号特性可包括在第一时间间隔期间第一频率、第一相位或第一幅值中的一个或多个，第二信号特性可包括第二频率、第二相位或第二幅值中的一个或多个，其中第一频率、第一相位或第一幅值中的一个或多个可以分别与第二频率、第二相位或第二幅值中的一个或多个不同。

说明书

背景技术

触控面板是一种允许电子设备的操作者使用诸如手指、触笔等手段 给该设备提供输入的人机界面(HMI)。例如，操作者可使用其手指来操 纵电子显示器上的图像，诸如连接到移动计算设备、个人计算机(PC) 的显示器，或与网络相连的终端上的显示器。在某些情况下，操作者可 以同时使用两个或多个手指提供唯一的指令，如通过使两个手指远离彼 此移动而执行的放大指令，通过使两个手指朝向彼此移动而执行的缩小 指令等。

触控屏是一种包含触控面板的电子可视显示器，该面板覆盖在显示 器上用于检测该屏幕的显示区域内触摸的存在和/或位置。触控屏在诸如 一体化电脑、平板电脑、卫星导航设备、游戏设备、以及智能电话的设 备中是常见的。触控屏使得操作者能够直接与通过触控面板下面的显示 器所显示的信息，而不是间接与由鼠标或触摸板控制的指针进行交互。 电容式触控面板通常用于具有触控屏的设备。电容式触控面板通常包括 诸如玻璃的绝缘体，其涂有透明导体，如氧化铟锡(ITO)。由于人体也 是电导体，触摸面板的表面导致面板静电场的变形，其可由电容的变化 来测量。

发明内容

公开了一种电容式触控面板，包括驱动器和被配置为连接到驱动器 的驱动电极。该驱动器被配置为利用在第一时间间隔期间具有第一信号 特性、以及在第一时间间隔之后的第二时间间隔期间具有与第一信号特 性不同的至少第二信号特性的驱动信号，为驱动电极供电。在第一时间 间隔期间，第一信号特性可包括第一频率、第一相位、或第一幅值中的 一个或多个，并且第二信号特性可包括第二频率、第二相位、或第二幅 值中的一个或多个，其中第一频率、第一相位、或第一幅值中的一个或 多个可以分别与第二频率、第二相位、或第二幅值中的一个或多个不同。 例如，驱动信号可包括在第一时间间隔期间的第一频率，以及在第二时 间间隔期间的与第一频率不同的第二频率。驱动信号还可以包括在第一 时间间隔期间的第一相位，以及在第二时间间隔期间的与第一相位不同 的第二相位。驱动信号可以进一步包括在第一时间间隔期间的第一幅值， 以及在第二时间间隔期间的与第一幅值不同的第二幅值。此外，驱动信 号可包括在第二时间间隔之后的时间间隔期间与第一和第二信号特性不 同的附加信号特性(例如，频率、相位和/或幅值)。此外，在第一、第 二和任何之后的时间间隔期间，两个或多个驱动信号可具有一个或多个 彼此相同的信号特性(例如，频率、相位和/或幅值)，或是不具有彼此 相同的信号特性。

本发明内容用于以简化的形式引入概念的选择，这将在下面的具体 实施方式中进一步描述。本发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的 关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

附图说明

参照附图描述具体实施方式。在说明书和附图中，不同示例中相同 附图标记的使用可以指代相似或相同的项目。

图1是根据本公开内容的示例性实施方式的互电容投射式电容式触 控(PCT)面板的示意图。

图2是示出用于图1所示装置的示例性驱动信号波形的曲线图，其 中，根据本公开内容的示例性实施方式，在不同的时间间隔期间，驱动 信号波形的频率和相位变化。

图3是根据本公开内容的示例性实施方式的触控面板控制器的示意 图。

图4是示出根据本公开内容的示例性实施方式的用于驱动电容式触 控面板的驱动电极的方法的流程图。

具体实施方式

概述

X、Y交叉坐标中的ITO图案通常用于基于互电容的电容式触控面板。 在触控面板系统中，希望通过调制驱动信号，并利用解调对其检测以最 小化/减轻外部噪声对系统的影响来避免噪声。相应地，提供了一种用于 改变驱动信号的一个或多个特性的技术，该驱动信号提供给触控面板系 统中的驱动电极。例如，利用跳频手段，在第一时隙(时间间隔)期间， 可以以第一频率(f1)提供一个或多个驱动信号，在第二时隙期间，可 以以第二频率(f2)提供所述一个或多个驱动信号，依此类推。扫描由 多个时隙构成。在每个时隙和/或在一个时隙内，一个或多个驱动信号波 形的频率、相位、幅值等中的一个、两个或两个以上(例如，三个、四 个、五个等)是可以改变的。在示例性实施方式中，每个时隙的激励频 率可以是至少基本上不同，或可在两个或多个不同的频率之间交替。可 采用数字控制振荡器产生激励波形。可采用查找表循环贯穿预选的和/或 随机的(如伪随机)驱动信号特性(如频率)列表。

示例性实施方式

图1至3示出了根据本公开内容的示例性实施方式的示例性互电容 投射式电容式触控(PCT)面板100。电容式触控面板100可用于与电子 设备交互，电子设备包括但不一定限于：大触控面板产品、一体化计算 机、移动计算设备(例如，手持便携式计算机、个人数字助理(PDA)、 笔记本电脑、上网本电脑、平板电脑，等等)、移动电话设备(例如，移 动电话和智能手机)、便携式游戏设备、便携式媒体播放器、多媒体设备、 卫星导航设备(如全球定位系统(GPS)导航设备)、电子书阅读器 (eReader)，智能电视(TV)设备、表面计算设备(例如，桌面计算机)， 个人计算机(PC)设备，以及其它采用基于触摸的人机接口的设备。

电容式触控面板100可包括ITO触控面板，该ITO触控面板包括彼 此邻近设置的驱动电极102，诸如X轴和/或Y轴交叉条(cross-bar)的 ITO驱动线路/轨道(例如，沿着平行的轨道、大致平行的轨道，等等)。 驱动电极102为延伸的(例如，沿纵轴延伸)。例如，每个驱动电极102 可沿支承表面如电容式触控面板100的基板上的轴线延伸。电容式触控 面板100还包括与驱动电极102交叉的彼此邻近设置的传感器电极104， 诸如X轴和/或Y轴交叉条的ITO传感器线路/轨道(例如，沿着平行的 轨道、大致平行的轨道，等等)。传感器电极104为延伸的(例如，沿纵 轴延伸)。例如，每个传感器电极104可沿支承表面诸如电容式触控面板 100的基板上的轴线延伸。

驱动电极102与传感器电极104定义了一种坐标系，其中每个坐标 位置(像素)包括在一个所述驱动电极102和一个所述传感器电极104 之间的每个结点处形成的电容。这样，驱动电极102被配置为连接到一 个或多个电气电路和/或电子元件(例如，一个或多个驱动器106)，以在 每个电容处产生局部电场。通过仪器(例如，用手指或手写笔)产生的 形成于驱动电极102和传感器电极104的每个电容上的局部电场的变化， 引起与相应坐标位置的触摸相关联的电容的变化(例如，减小)。以这种 方式，可同时(或至少基本上同时)在不同的坐标位置感知一个以上的 触摸。在实施方式中，驱动电极102可由一个或多个驱动器106并行驱 动，例如，其中一组不同的信号被提供给驱动电极102。在其它实施方式 中，驱动电极102可由驱动器106串行驱动，例如，其中每个驱动电极 102或驱动电极102的子集每次被驱动一个。

在实施方式中，电容式触控面板100可被配置为连接到一个或多个 驱动器106，所述驱动器106可以包括例如一个或多个数字控制振荡器。 在其它实施方式中，驱动器106可包括电容式触控面板组件(例如，作 为被配置与触控屏组件一起使用的电容式触控面板控制器的一部分，等 等)。例如，如图3所示，电容式触控面板100可与用于控制电容式触控 面板100的触控面板控制器112耦合。触控面板控制器112可包括处理 模块114、通信模块116和存储器模块118。处理模块114为触控面板控 制器112提供处理功能，并且可包括任意数量的处理器、微控制器、或 其它处理系统以及用于存储由触控面板控制器112存取或产生的数据及 其它信息的自身或外部存储器。处理模块114可执行一个或多个软件程 序，所述软件程序实现本文中所描述的技术。处理模块114并不由形成 它的材料或其中所采用的处理机制限制，因此，其可通过半导体和/或晶 体管(例如，使用电子集成电路(IC)元件)等来实现。通信模块116 在操作上被构造成与触控面板的部件进行通信。例如，通信模块116可 被配置成控制触控面板的驱动电极、从触控面板的传感器电极接收输入 等。通信模块116还与处理模块114通信地耦合(例如，用于将来自触 控面板100的传感器电极的输入传输到处理模块114)。

存储器模块118是有形计算机可读介质的一个例子，它提供存储功 能以存储与触控面板控制器112的操作相关联的各种数据，如软件程序 和/或代码段，或用于指示处理模块114和触控屏控制器112的其它可能 的部件来执行本文中所描述步骤的其它数据。例如，存储器模块118可 被用来存储用于确定驱动信号的一个或多个信号特性的查找表。这样， 该查找表可为第一时间间隔的驱动信号指定第一频率(f1)，为第二时间 间隔指定第二频率(f2)，依此类推。然而，仅通过示例的方式提供频率， 并不意味着限制本发明。因此，查找表还可以包括但不一定限于：相位、 幅值等的存储信号特性。以这种方式中，查找表可用于循环贯穿预选的 和/或随机的(如伪随机)驱动信号特性列表。

虽然示出了单个存储器模块118，但是也可使用多种类型的存储器和 存储器的组合。存储器模块118可以与处理模块114为一体，可以包括 独立的存储器、或者可以是两者的组合。存储器模块118可包括但不一 定限于：可去除和不可去除的存储器元件，诸如随机存取存储器(RAM)、 只读存储器(ROM)、闪速存储器(例如，安全数字(SD)存储卡，小型 SD存储卡、和/或微SD存储卡)、磁存储器、光存储器、通用串行总线(USB) 存储设备等。在实施例中，触控面板控制器112和/或存储器118可以包 括可去除的集成电路卡(ICC)存储器，诸如由用户身份模块(SIM)卡、 通用用户身份模块(US1M)卡、通用集成电路卡(UICC)等提供的存储 器。

如图2所示，驱动器106被配置为利用在第一时间间隔t₁期间具有 第一信号特性，以及在第一时间间隔t₁之后的第二时间间隔t₂期间具有 与第一信号特性至少基本上不同的第二信号特性的一个或多个驱动信号 为驱动电极102供电。驱动电极102然后可利用在之后的时间间隔t₃期 间具有第一信号特性的信号、以及在更后的时间间隔t₄期间再次利用具 有第二信号特性的信号供电。应当指出的是，虽然图2示出了正弦波形， 但是仅是通过示例的方式提供这种配置，而并不意味着限制本发明。因 此，也可使用其它波形，包括其它周期性波形，如脉冲波形等。在实施 方式中，一个或多个驱动器106可被配置为循环贯穿预选的频率列表(例 如，使用查找表等)。

代表性的信号特性包括但不一定限于：频率、相位和/或幅值中的一 个或多个。还应当注意的是，可以利用一个或多个具有两个以上(例如， 三个、四个、五个等)不同特性的信号。例如，驱动器106中的一个或 多个可被配置为利用在第一时间间隔t₁期间具有第一信号特性、在第二 时间间隔t₂期间具有与第一信号特性不同的第二信号特性、以及在第三 时间间隔t₃期间具有与第一和第二信号特性不同的第三信号特性(也可 能在第四时间间隔t₄期间具有与第一、第二和第三信号特性不同的第四 信号特性)等的驱动信号为驱动电极102供电。

此外，可为不同的驱动电极提供不同的信号。例如，一个驱动器可 被配置为利用在第一时间间隔t₁期间具有第一信号特性的驱动信号为驱 动电极108(或者两个或更多的驱动电极的子集)供电，并且另一驱动器 可被配置为利用在至少一部分第一时间间隔t₁期间具有与第一信号特性 不同的第二信号特性的另一个驱动信号为另一个驱动电极110(或者两个 或更多的驱动电极的子集)供电。应当注意的是，在整个或基本上整个 第一时间间隔t₁期间，用于为第二驱动电极110供电的驱动信号可以与 用于为第一驱动电极108供电的驱动信号不同，或者仅在部分第一时间 间隔t₁期间不同。例如，在约二分之一(1/2)第一时间间隔t₁期间，用 于为第二驱动电极110供电的驱动信号可以与用于为第一驱动电极108 供电的驱动信号不同。

在实施方式中，传感器电极104与驱动电极102电绝缘(例如，使 用电介质层等)。例如，传感器电极104可被设置在一个基板上(例如， 包括设置在玻璃基板上的传感层)，并且驱动电极102可被设置在一个单 独的基板上(例如，包括设置在另一基板上的驱动层)。在这种两层的结 构中，传感层可设置在驱动层之上(例如，相对于触摸表面)。例如，传 感层可被定位成比驱动层更靠近触摸表面。然而，仅是通过示例的方式 提供这种配置，并不意味着限制本发明。因而，也可提供其它配置，其 中驱动层可被定位成比传感层更靠近触摸表面，和/或其中传感层和驱动 层包括相同的层。例如，在1.5层的实施方式中(例如，其中驱动层和 传感层被包括在相同的层上，但在物理上彼此分开)，可采用一个或多个 跳线将驱动电极102的各部分连接在一起。类似地，可采用跳线将传感 器电极104的各部分连接在一起。在其它实施方式中，驱动层和传感层 可包括相同的层(例如，在单层传感器配置中)。

触控屏组件可包括一个或多个电容式触控面板100。触控屏组件可包 括显示屏，诸如LCD屏，其中，传感层和驱动层被夹置在LCD屏和结合 (bonding)层之间，例如，具有与其连接的保护盖(如玻璃)。保护盖 可包括保护性涂层、抗反射涂层等。保护盖可包括触摸表面，在该触摸 表面之上操作者可使用一个或多个手指、触笔等给触控屏组件输入指令。 所述指令可被用来操纵例如LCD屏上所显示的图形。此外，所述指令可 用作连接到电容式触控面板100的电子设备的输入，所述电子设备诸如 多媒体设备或其它电子设备(例如，如之前所描述的)。

示例流程

现参考图4，描述了采用驱动信号驱动电容式触控面板的驱动电极的 示例技术，该驱动信号在第一时间间隔期间具有第一信号特性，并且在 第一时间间隔之后的第二时间间隔期间具有与第一信号特性不同的至少 第二信号特性。

图4以示例性实施方式示出了用于驱动电容式触控面板的驱动电极 的过程400，该电容式触控面板诸如图1所示的及以上所描述的电容式触 控面板100。在所示的过程400中，在第一时间间隔期间，电容式触控面 板的驱动电极通过具有第一信号特性的驱动信号供电(方框410)。随后， 在第一时间间隔之后的第二时间间隔期间，电容式触控面板的驱动电极 通过具有与第一信号特性不同的第二信号特性的驱动信号供电(方框 420)。例如，参考图1和2，驱动器106被配置为利用一个或多个在第一 时间间隔t₁期间具有第一信号特性、以及在第一时间间隔t₁之后的第二 时间间隔t₂期间具有与第一信号特性至少基本上不同的第二信号特性的 驱动信号为驱动电极102供电。

在实施方式中，电容式触控面板的驱动电极可由在第二时间间隔期 间之后的第三时间间隔期间具有与第一和第二信号特性不同的第三信号 特性的驱动信号供电(方框430)。例如，继续参考图1和2，可以由在 第二时间间隔t₂之后的第三时间间隔t₃期间具有第三信号特性的信号为 驱动电极102供电。

电容式触控面板的第二驱动电极可由在部分(一些或全部)第一时 间间隔期间具有与第一信号特性不同的信号特性的第二驱动信号供电 (方框440)。随后，电容式触控面板的第二驱动电极可由在部分(一些 或全部)第二时间间隔期间具有与第二信号特性不同的信号特性的第二 驱动信号供电(方框450)。例如，继续参考图1和2，一个驱动器106 可被配置为利用在第一时间间隔t₁期间具有第一信号特性的驱动信号为 驱动电极108(或两个或多个驱动电极的子集)供电，另一个驱动器106 可被配置为利用在至少部分第一时间间隔t₁期间具有与第一信号特性不 同的第二信号特性的另一驱动信号为另一驱动电极110(或两个或多个驱 动电极的子集)供电。

在实施方式中，可采用查找表来确定驱动信号的第一和/或第二信号 特性(方框460)。例如，参考图3，存储器模块118可用于存储查找表， 该查找表用于确定驱动信号的一个或多个预选的和/或随机的(如伪随 机)信号特性，诸如频率、相位、幅值等。存储器模块118还可存储关 于时间间隔(例如，持续时间)的信息，在所述时间间隔期间可提供特 定的信号特性。

结论

虽然用语言针对结构特征和/或处理操作描述了本主题，但应当理解 的是，所附权利要求中所限定的主题并不一定局限于上述具体的特征或 操作。相反，上述具体特征和操作是作为实现权利要求的示例形式而被 公开的。