[发明专利]具有阵列电极的触摸面板的判别控制器和驱动方法

说明书

一种触摸面板装置包括：电极二维阵列，其包括多个电极；以及控制器，其电耦合到所述电极二维阵列。第一部分电极可被控制器分配为驱动电极或未使用的电极，并且第二部分电极可被控制器分配为感测电极或未使用的电极。控制器被配置为：在多个测量周期期间分配驱动电极和感测电极，其中所分配的驱动电极和感测电极的图案在不同的测量周期期间是不同的，并且在所述多个测量周期期间在多个耦合距离上形成互电容；测量周期期间测量在驱动电极和感测电极之间形成的互电容；以及基于所测量的互电容检测并确定触摸或接近触摸面板装置的物体的位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年1月19日提交的序号为15/409,910的美国申请的优先权，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及触摸面板装置。特别地，本发明涉及电容型触摸面板。这种电容型触摸面板装置可以应用于一系列消费电子产品中，包括例如移动电话、平板电脑和台式电脑、电子书阅读器和数字标牌产品。

背景技术

触摸面板已被广泛用作诸如智能电话和平板装置的一系列电子产品的输入装置。

大多数高端便携式和手持式电子装置现在都包括触摸面板。这些触摸面板通常用作触摸屏的一部分，即，显示器和触摸面板被对准使得触摸面板的触摸区域对应于显示器的显示区域。

具有触摸屏的电子装置的最常见用户界面是显示器上的图像，该图像具有显现交互的点。更具体地，该装置可以显示按钮的图片，然后用户可以通过用他们的手指或者用触控笔触摸，按压或滑动该按钮来与该装置交互。例如，用户可以“按压”按钮并且触摸面板检测到该触摸(或多个触摸)。响应于检测到的触摸或多个触摸，电子装置执行一些适当的功能。例如，电子装置可以自行关闭，执行应用程序等。

尽管可以使用许多不同的技术来创建触摸面板，但是电容系统由于它们的准确性、耐用性以及以很小或没有激活力检测触摸输入事件的能力而被证明是最受欢迎的。

应用于触摸面板的电容感测的众所周知的方法是投射电容方法。该方法包括互电容方法和自电容方法。

在互电容方法中，如图1中所示，在透明基板(未示出)上形成驱动电极100和感测电极101。从电压源102向驱动电极100施加变化的电压或激励信号。然后利用经由在驱动电极100和感测电极101之间形成的互耦电容器103的电容耦合，在相邻的感测电极101上产生信号。电流测量单元或装置104连接到感测电极101并提供互耦电容器103的大小的测量。当输入物体105(例如手指或触控笔)接近两个电极时，它与驱动电极106形成第一动态电容器，与感电极107形成第二动态电容器。如果输入物体接地，例如人手指连接到人体的情况，这些动态形成的电容的效果表现为驱动电极和感测电极之间的电容耦合量的减少，因此由附接到感测电极101的电流测量单元或装置104测得的信号的幅度减小。

在自电容方法中，如图2中所示，在透明基板(未示出)上形成有驱动电极200。从电压源201向驱动电极200施加变化的电压或激励信号。电流测量装置202连接到电极200，并提供电极到地的自电容203的大小的测量。当输入物体105接近电极时，它改变自电容203的值。如果输入物体接地，例如人手指连接到人体的情况，效果是增加电极到地的自电容203，从而增加由附接到传感电极200的电流测量装置202测量的信号的幅度。

众所周知并且在例如US 5,841,078(Bisset等人，1996年10月30日发布)中公开的，通过以网格图案布置多个驱动电极和感测电极以形成电极阵列，互电容感测方法可用于形成触摸面板装置。图3示出了可以配置为驱动电极的水平电极300和可以配置为感测电极的垂直电极301的合适图案。互电容感测方法的优点是可以检测多个同时触摸输入事件。