專利名稱：用于多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器的使供電軸線/檢測(cè)軸線進(jìn)行交替的電子分析電路的制作方法
用于多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器的使供電軸線/檢測(cè)軸線 進(jìn)行交替的電子分析電路本發(fā)明涉及用于多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器的使供電軸線/檢測(cè)軸線交替的電 子分析電路。本發(fā)明涉及多觸點(diǎn)無源矩陣透明觸摸傳感器領(lǐng)域。該類傳感器配有同時(shí)采集多個(gè)指狀物在其表面上的位置、壓力、尺寸、形狀和位移 的裝置，以便優(yōu)選地通過圖形界面來控制設(shè)備。所述傳感器可作為眾多設(shè)備的界面，比如但不限于個(gè)人計(jì)算機(jī)(便攜或非便攜 的)、手機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)(銀行、銷售點(diǎn)、售票處)、游戲控制臺(tái)、便攜式多媒體播放器(數(shù)字 隨身聽)、視聽設(shè)備或家電的控制器、工業(yè)設(shè)備控制器以及GPS(全球定位系統(tǒng))導(dǎo)航儀等。在現(xiàn)有技術(shù)中已知多觸點(diǎn)透明觸摸傳感器。這樣的傳感器由具有兩個(gè)非平行網(wǎng)絡(luò) 的觸摸相互作用表面構(gòu)成。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)由一般而言平行的導(dǎo)軌組構(gòu)成。這些網(wǎng)絡(luò)在它們之間 限定位于網(wǎng)絡(luò)交叉在另一網(wǎng)絡(luò)上的投影處的節(jié)點(diǎn)。在這些節(jié)點(diǎn)處提供有根據(jù)相應(yīng)接觸區(qū)域 上的存在物來發(fā)送信息的物理測(cè)量裝置。這些傳感器允許同時(shí)知道多個(gè)觸摸區(qū)域的狀態(tài)。 對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的測(cè)量對(duì)應(yīng)于對(duì)與所考慮的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)部件的端子處的電壓 或電容的測(cè)量。可快速且順序地掃描每個(gè)網(wǎng)絡(luò)以便每秒多次地重建傳感器的圖像。為了確 保恰當(dāng)?shù)捻憫?yīng)時(shí)間，必須能夠在最大延遲為20毫秒的情況下測(cè)量指狀物的活動(dòng)。在現(xiàn)有技術(shù)中提出了在專利FR 2866726中描述的一種解決方案，該解決方案所 針對(duì)的設(shè)備通過操縱多觸點(diǎn)觸摸顯示器上的虛擬圖形對(duì)象來進(jìn)行控制。所述設(shè)備還包括允 許以IOOHz的采樣頻率采集并分析傳感器數(shù)據(jù)的電子分析電路。傳感器可以被分成多個(gè)區(qū) 域，以便在所述區(qū)域上執(zhí)行并行處理。傳感器包括導(dǎo)電軌道的矩陣，所述矩陣包括沿兩個(gè)軸 線之一進(jìn)行供電的供電裝置和在兩個(gè)軸線的交叉處沿另一軸線檢測(cè)電氣特性的檢測(cè)裝置。該解決方案的缺點(diǎn)是由所述電子分析電路測(cè)量和處理的數(shù)據(jù)可能受到干擾現(xiàn)象 以及與材料(尤其在通過ITO(銦錫氧化物)沉積而成的透明導(dǎo)電材料的情況下)的電阻 率相關(guān)的問題的影響。因此被測(cè)量和處理的所述數(shù)據(jù)顯著影響所使用的觸摸傳感器的精度 和靈敏度。本發(fā)明的目的是通過提出被配置為檢測(cè)和避免可能有的假象的電子分析電路來 克服該缺點(diǎn)。為此，本發(fā)明提出多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器的電子分析電路，所述電子分析電 路包括對(duì)矩陣的兩個(gè)軸線中的一個(gè)軸線進(jìn)行供電的供電裝置，以及在兩個(gè)軸線之間的交叉 處沿矩陣的另一軸線對(duì)電特性進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，其特征在于，使供電軸線和檢測(cè)軸線 進(jìn)行交替。根據(jù)第一實(shí)施方式，所測(cè)量的電特性是電阻。根據(jù)第二實(shí)施方式，所測(cè)量的電特性是電容。根據(jù)一特定實(shí)施方式，供電軸線/檢測(cè)軸線的交替是周期性的。根據(jù)另一特定實(shí)施方式，供電軸線/檢測(cè)軸線的交替的條件為檢測(cè)到假象。根據(jù)另一特定實(shí)施方式，供電軸線/檢測(cè)軸線的交替的條件為接收到控制信號(hào)。
根據(jù)另一特定實(shí)施方式，在掃描階段，電子分析電路通過以下方式控制傳感器對(duì) 網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的軌道相繼供電并且檢測(cè)第二網(wǎng)絡(luò)的軌道中每個(gè)軌道的響應(yīng)。根據(jù)另一特定實(shí)施方式，供電軸線和檢測(cè)軸線的交替對(duì)應(yīng)于在以下掃描階段之間 的交替使用列作為供電軸線而行作為檢測(cè)軸線的掃描階段和使用行作為供電軸線而列作 為檢測(cè)軸線的掃描階段。本發(fā)明還涉及多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器，包括對(duì)矩陣的兩個(gè)軸線中的一個(gè)軸線 進(jìn)行供電的裝置，以及在兩個(gè)軸線之間的交叉處沿矩陣的另一軸線對(duì)電特性進(jìn)行檢測(cè)的檢 測(cè)裝置，所述觸摸傳感器還包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子電路。通過閱讀對(duì)附有附圖的非限定性實(shí)施例的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明，附圖分 別表示-

圖1，多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸顯示器的視圖，-圖2，在列作為供電軸線而行作為檢測(cè)軸線的情況下，由電子電路實(shí)施的在整個(gè) 觸摸傳感器上采集數(shù)據(jù)的方法的示意圖，-圖3，在行作為供電軸線而列作為檢測(cè)軸線的情況下，由電子電路實(shí)施的在整個(gè) 觸摸傳感器上采集數(shù)據(jù)的方法的示意圖，-圖4，分析由電子電路實(shí)施的分析數(shù)據(jù)的方法的示意圖，-圖5，由根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子電路實(shí)施的采集和分析方法的示意圖，所 述方法包括供電軸線/檢測(cè)軸線的周期性交替，-圖6，由根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子電路實(shí)施的采集和分析方法的示意圖，所 述方法包括條件為在可能情況下檢測(cè)到假象的供電軸線/檢測(cè)軸線的交替，-圖7，由根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子電路實(shí)施的采集和分析方法的示意圖，所 述方法包括條件為接收到控制信號(hào)的供電軸線/檢測(cè)軸線的交替。根據(jù)本發(fā)明的電子分析電路旨在集成到多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸顯示器中。根據(jù)本發(fā)明的電子分析電路旨在集成到多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器中。圖1示出電子觸摸設(shè)備的視圖，包括-矩陣觸摸傳感器1，_顯示器2，-捕捉接口3，-主處理器4，以及-圖形處理器5。所述觸摸設(shè)備的第一基本部件是借助于捕捉接口 3進(jìn)行采集_多觸點(diǎn)操縱所需的 觸摸傳感器1。該捕捉接口 3包含采集和分析的電子電路。所述觸摸傳感器1是矩陣式的。所述傳感器可以在可能的情況下被分為多個(gè)部 分，以便因?yàn)槊總€(gè)部分被同時(shí)掃描而使捕捉加速。來自捕捉接口 3的數(shù)據(jù)在濾波后被傳送給主處理器4。主處理器4執(zhí)行允許將板 的數(shù)據(jù)與圖形對(duì)象相關(guān)聯(lián)的本地程序，圖形對(duì)象被顯示在顯示器2上以便被操縱。主處理器4還將要顯示在顯示器2上的數(shù)據(jù)傳送給圖形界面。該圖形界面還可以 被圖形處理器5驅(qū)動(dòng)。觸摸傳感器被通過以下方式控制在第一掃描階段期間相繼為網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的軌道供電并且檢測(cè)第二網(wǎng)絡(luò)的軌道中每個(gè)軌道上的響應(yīng)。根據(jù)這些響應(yīng)來確定與狀態(tài)相對(duì) 于靜止?fàn)顟B(tài)被改變了的節(jié)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的接觸區(qū)域。確定狀態(tài)被改變了的相鄰節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多 個(gè)集合。這樣的相鄰節(jié)點(diǎn)的一個(gè)集合限定接觸區(qū)域?；谶@種節(jié)點(diǎn)的集合來計(jì)算在本發(fā)明 意義上的光標(biāo)的合格的位置的信息。在節(jié)點(diǎn)的多個(gè)集合被非激活區(qū)域分隔開的情況下，在 同一掃描階段期間確定多個(gè)獨(dú)立的光標(biāo)。該信息在新的掃描階段的過程中周期性更新。根據(jù)在相繼掃描的過程中獲得的信息來創(chuàng)建、跟蹤或刪除光標(biāo)。例如，根據(jù)接觸區(qū) 域的重心函數(shù)來計(jì)算光標(biāo)?？偟脑瓌t是創(chuàng)建與在觸摸傳感器上檢測(cè)到的區(qū)域同樣多的光標(biāo)，并跟隨其當(dāng)前的 進(jìn)程。當(dāng)用戶從傳感器上收回指狀物時(shí)，相關(guān)的光標(biāo)就被刪除。以這種方式，可以同時(shí)捕捉 多個(gè)指狀物在觸摸傳感器上的進(jìn)程和位置。當(dāng)希望知道行是否與列相接觸從而確定傳感器1上的觸點(diǎn)時(shí)，可測(cè)量矩陣的每個(gè) 節(jié)點(diǎn)的端子處的電特性(電壓、電容或電感)。主處理器4執(zhí)行允許將傳感器的數(shù)據(jù)與顯示在顯示器2上以便操縱的圖形對(duì)象相 關(guān)聯(lián)的程序。圖2示出在列作為供電軸線而行作為檢測(cè)軸線的情況下，采集由電子電路實(shí)施 的在整個(gè)觸摸傳感器上的采集數(shù)據(jù)的方法“采集1”11的示意圖。所述傳感器包括M行和N列。該方法的功能在于確定矩陣傳感器1的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，即所述節(jié)點(diǎn)是否被激活。所述方法對(duì)應(yīng)于測(cè)量“電壓”矩陣的所有節(jié)點(diǎn)。所述矩陣是以下矩陣[N，M]在每 個(gè)點(diǎn)(I，J)包含在行1(1 ^ I ^N)與列J(1 < J彡M)的交叉點(diǎn)的端子處測(cè)量到的電壓 值。該矩陣允許給出矩陣傳感器中的每個(gè)點(diǎn)在給定時(shí)刻的狀態(tài)。采集11的方法開始于對(duì)之前采集時(shí)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化的初始化步驟12。列的軸線構(gòu)成供電軸線，行的軸線構(gòu)成檢測(cè)軸線。方法11首先掃描第一列。第一列例如被供給5伏特。對(duì)于所述列，電子電路測(cè)量 在所述列與從1至N的每一行之間的交叉點(diǎn)處的電特性。當(dāng)測(cè)量執(zhí)行到第N行時(shí)，方法過渡到下一列并重新開始測(cè)量所考慮的新列與從1 至N的每個(gè)行的交叉處的電特性。當(dāng)掃描了所有列時(shí)，也測(cè)量了矩陣傳感器(9)的每一點(diǎn)的電特性。因此方法結(jié)束， 并且電子電路10可以進(jìn)行對(duì)所獲得的“電壓”矩陣的分析。圖3示出在行作為供電軸線而列作為檢測(cè)軸線的情況下，采集由電子電路實(shí)施 的在整個(gè)傳感器上采集數(shù)據(jù)的方法“采集2” 21的示意圖。所述方法21與“采集1”的數(shù)據(jù)采集方法11類似。事實(shí)上，僅交換了供電軸線和 檢測(cè)軸線。該方法21開始于對(duì)在之前采集時(shí)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化的初始化步驟12。接著，方法21首先掃描第一行。第一行例如被供給5伏特。對(duì)于所述行，電子電 路測(cè)量在所述行與1至M的每一列之間的節(jié)點(diǎn)的端子處的電壓。當(dāng)測(cè)量執(zhí)行到第M列時(shí)，方法過渡到下一行并重新開始測(cè)量所考慮的新行與1至M的每一列的交叉的端子處的電壓。當(dāng)掃描了所有行時(shí)，也測(cè)量了矩陣傳感器1的每一點(diǎn)的端子處的電壓。因此方法 結(jié)束，并且電子電路可以進(jìn)行對(duì)所獲得的“電壓”矩陣的分析。圖4表示分析由電子電路實(shí)施的數(shù)據(jù)的分析方法“分析” 31的示意圖。所述方法31由實(shí)現(xiàn)以下步驟的一系列算法構(gòu)成-一次或多次濾波32，-確定包括每個(gè)接觸區(qū)域的區(qū)域33，-確定每個(gè)接觸區(qū)域的重心34，-對(duì)接觸區(qū)域進(jìn)行內(nèi)插35，以及-預(yù)計(jì)接觸區(qū)域的軌跡36。在分析方法21結(jié)束之后，軟件能夠?qū)﹄娮佑|摸設(shè)備的虛擬圖形對(duì)象應(yīng)用不同的 特定處理，以便實(shí)時(shí)更新所述電子觸摸設(shè)備。包括在數(shù)據(jù)采集(11或21)步驟期間檢測(cè)到 的接觸區(qū)域的區(qū)域也被限定。圖5示出由根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電子電路實(shí)施的采集和分析方法41的示意 圖。所述方法41是具有供電軸線/檢測(cè)軸線的交替的方法，所述交替是周期性的。根據(jù)該實(shí)施方式，電子電路相繼進(jìn)行采集步驟11和分析步驟31。步驟11和31的 序列對(duì)應(yīng)于使用列作為供電軸線而行作為檢測(cè)軸線的采集_分析。接著步驟11和31之后，執(zhí)行采集步驟21和分析步驟31的新的序列，以便實(shí)現(xiàn)使 用行作為供電軸線而列作為檢測(cè)軸線的采集_分析。方法41實(shí)現(xiàn)包括步驟11、31、21和31的序列的循環(huán)。因此該循環(huán)允許使供電軸 線和檢測(cè)軸線進(jìn)行交替。在該實(shí)施方式的另一變型中，方法將步驟11和31的第一序列執(zhí)行K次，然后將步 驟21和31的第二序列執(zhí)行L次，其中K和L是整數(shù)且其中至少一個(gè)嚴(yán)格大于1。例如，更新的頻率約為100赫茲。圖6示出由根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電子電路實(shí)施的采集和分析方法51的示意 圖。所述方法51是具有供電軸線/檢測(cè)軸線的交替的方法，所述交替的條件為在可能的情 況下檢測(cè)到假象。根據(jù)該實(shí)施方式，方法51實(shí)現(xiàn)步驟(11，31)和(21，31)的序列。步驟(11，31)和(21，31)相互的轉(zhuǎn)換的條件為在可能的情況下檢測(cè)到假象，所實(shí) 施的分析步驟31的每個(gè)步驟都可能產(chǎn)生假象。在步驟(11，31)或(21，31)的序列中實(shí)施的步驟31的每次結(jié)束時(shí)，電子電路確定 在矩陣傳感器1的至少一部分(其每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)數(shù)據(jù)都已被采集和分析)上是否存在假 象類型的干擾現(xiàn)象。如果在步驟(11，31)或(21，31)的序列的輸出沒有檢測(cè)到任何假象， 則該方法重新進(jìn)行同樣步驟的循環(huán)。如果檢測(cè)到了假象，則該方法對(duì)當(dāng)前的步驟序列進(jìn)行 交替。例如，如果在步驟(11，31)的輸出沒有檢測(cè)到假象，則該方法重新進(jìn)行所述步驟(11， 31)的循環(huán)，但如果實(shí)際檢測(cè)到假象，則該方法交替到步驟(21，31)。圖7示出由根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電子電路實(shí)施的采集和分析方法61的示意 圖。所述方法61是具有供電軸線/檢測(cè)軸線的交替的方法，所述交替的條件為控制信號(hào)。根據(jù)該實(shí)施方式，方法61實(shí)現(xiàn)步驟(11，31)和(21，31)的序列。
步驟(11，31)和(21，31)相互的轉(zhuǎn)換的條件為控制信號(hào)。在步驟(11，31)或(21，31)的序列中實(shí)施的步驟31的每次結(jié)束時(shí)，電子電路確定 在所述步驟序列和前一步驟序列之間是否接收到控制信號(hào)。如果沒有接收到任何控制信 號(hào)，則該方法重新進(jìn)行同樣步驟的循環(huán)。如果接收到了控制信號(hào)，則該方法對(duì)當(dāng)前的步驟序 列進(jìn)行交替。例如，如果在步驟(11，31)的輸出接收到控制信號(hào)，則該方法重新進(jìn)行所述步 驟(11，31)的循環(huán)，但如果實(shí)際接收到控制信號(hào)，則該方法交替到步驟(21，31)。配備了集成有根據(jù)上述實(shí)施方式任意之一的電子分析電路的多觸點(diǎn)觸摸傳感器 的電子觸摸設(shè)備，具有可提供針對(duì)存在干擾現(xiàn)象以及與材料電阻率有關(guān)的問題的適當(dāng)?shù)慕?決方案的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的上述實(shí)施方式是作為示例給出的而絕非限制性的。應(yīng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人 員能夠在不脫離本專利范圍的情況下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種變型。
權(quán)利要求
一種多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器的電子分析電路，所述電子分析電路包括對(duì)所述矩陣的兩個(gè)軸線中的一個(gè)軸線進(jìn)行供電的供電裝置，以及在所述兩個(gè)軸線之間的交叉處沿所述矩陣的另一軸線對(duì)電特性進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，其特征在于，使供電軸線和檢測(cè)軸線進(jìn)行交替。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子分析電路，其特征在于，所測(cè)量的電特性是電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子分析電路，其特征在于，所測(cè)量的電特性是電容。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子分析電路，其特征在于，供電軸線/檢測(cè)軸 線的所述交替是周期性的。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子分析電路，其特征在于，供電軸線/檢測(cè)軸 線的所述交替的條件為檢測(cè)到假象。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子分析電路，其特征在于，供電軸線/檢測(cè)軸 線的所述交替的條件為接收到控制信號(hào)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子分析電路，其特征在于，在掃描階段，所述電 子分析電路通過以下方式控制所述傳感器對(duì)網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的軌道相繼供電并且檢測(cè)第 二網(wǎng)絡(luò)的軌道中每個(gè)軌道的響應(yīng)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子分析電路，其特征在于，所述供電軸線和所 述檢測(cè)軸線的所述交替對(duì)應(yīng)于以下掃描階段間的交替使用列作為供電軸線而行作為檢測(cè) 軸線的掃描階段，以及使用行作為供電軸線而列作為檢測(cè)軸線的掃描階段。
9.一種多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器(1)，包括對(duì)所述矩陣的兩個(gè)軸線中的一個(gè)軸線進(jìn) 行供電的供電裝置，以及在所述兩個(gè)軸線之間的交叉處沿所述矩陣的另一軸線對(duì)電特性進(jìn) 行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，所述觸摸傳感器(1)還包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電子電 路。
全文摘要
本發(fā)明涉及多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器(1)的電子分析電路，所述電子分析電路包括對(duì)矩陣的兩個(gè)軸線中的一個(gè)軸線進(jìn)行供電的供電裝置，以及在兩個(gè)軸線之間的交叉處沿矩陣的另一軸線對(duì)電特性進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，其特征在于使供電軸線和檢測(cè)軸線進(jìn)行交替。本發(fā)明還涉及多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器(1)，所述多觸點(diǎn)無源矩陣觸摸傳感器(1)包括對(duì)矩陣的兩個(gè)軸線中的一個(gè)軸線進(jìn)行供電的供電裝置，以及在兩個(gè)軸線之間的交叉處沿矩陣的另一軸線對(duì)電特性進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)裝置，所述觸摸傳感器(2)還包括這樣的電子電路。
文檔編號(hào)G06F3/047GK101903856SQ200880121994
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者帕斯卡爾·若蓋, 朱利安·奧利維耶, 紀(jì)堯姆·拉吉利埃 申請(qǐng)人:斯坦圖姆公司