[发明专利]用于触摸感测阵列的并行扫描和数据处理的方法及装置

说明书

相关申请

本申请要求2011年7月27日提交的临时申请No.61/512,358的权益，在此通过引用将其全部内容并入。

技术领域

本发明通常涉及电容式触摸感测阵列，并且更加具体地，涉及触摸感测阵列的并行扫描和数据处理。

背景技术

触摸屏是各种各样的计算设备(特别是智能电话)的输入设备的发展趋势。一类触摸感测阵列包括二维电容器阵列，所述电容器称为感测元件。可以按照若干方式扫描触摸感测阵列，其中之一(互容感测)允许测量个体电容式元件。另一方法(自容感测)可以利用关于特定位置的较小信息测量整个传感器带，或者甚至整个传感器阵列，但该方法利用单个读取操作执行。

当紧邻地放置时，所述二维电容器阵列提供用于感测触摸的模块。紧邻所述触摸感测阵列的比如手指或触控笔的导电物体造成邻近所述导电物体的感测元件的电容变化。更为具体地，当发生手指触摸时，自容(self capacitance)增加而互容(mutual capacitance)减少。可以测量电容的这些变化来产生“二维地图”，该“二维地图”指示哪里已经发生对所述阵列的触摸。

测量这种电容变化的一种方式是形成包括信号驱动器(例如，AC电流或电压源)的电路，该信号驱动器以多路复用的方式施加给每个水平对准的导体。与所述被施加的电流/电压源同步，在每个垂直对准的电极处感测且类似地扫描与所述电容交叉点中的每个相关联的电荷。随后，使用逐时隙触摸感测控制器(slot-by-slot touch sense controller)测量这个电荷，该逐时隙触摸感测控制器通常包括电荷到电压变换器的构成，该电荷到电压变换器后是感测电极的多路复用器和A/D变换器，该A/D变换器与CPU交互来将输入信号变换为数字形式以供输入到处理器。所述处理器随后渲染所述“二维地图”或“触摸地图”，并且确定触摸的位置。在所述CPU以串行方式处理所得到的数据之前，执行每个时隙的全逐时隙扫描。

当前智能电话和平板计算机要求比如手势、胖手指和手指标识符(ID)感测以及操作系统(OS)支持、快速性能、高信噪比(SNR)以及低价格下的高分辨率的特征。在触摸感测控制器中实现的常规串行扫描和处理技术不适合。

附图说明

根据下面结合附图考虑所呈现的示例实施例的详细描述，将更容易理解本发明的实施例，在附图中，相同的参考标记指代相同的元件，以及在附图中：

图1描绘了用于检测触摸感测阵列的响应信号的常规逐时隙触摸感测控制器；

图2描绘了利用图1中的触摸感测控制器将数据处理为触摸地图的常规逐时隙流水线方法的时间线；

图3是用于检测触摸感测阵列的响应信号的并行流水线触摸感测控制器的一个实施例的方框图；

图4描绘了利用图3中的并行流水线触摸感测控制器将数据处理为触摸地图的方法的实施例的时间线；

图5是被配置为实现用于操作图3中的并行流水线触摸感测控制器的方法的一个实施例的状态机图；和

图6是根据图5的状态机图以及使用图3中的硬件的用于将数据处理为触摸地图的触摸感测控制器的操作方法的流程图。

具体实施方式

公开了一种用于将数据处理为触摸地图的触摸感测控制器的操作的并行流水线方法。所述触摸感测控制器包括序列发生器，该序列发生器被配置为使用第一线程(例如，图4中的硬件扫描循环线程402)来接收感测阵列的激励的响应信号的当前全扫描，以及被配置为使用该第一线程来接收响应信号的下一全扫描。所述触摸感测控制器还包括处理逻辑，该处理逻辑被配置为使用第二线程(例如，图4中的数字过滤器块(DFB)数据处理循环408)处理响应信号的当前全扫描，以渲染与所述触摸感测阵列对应的触摸地图。接收所述下一全扫描和处理所述当前全扫描基本上同时执行。

在一个实施例中，所述第一线程可以是所述序列发生器的硬件扫描线程，而不是中央处理单元(CPU)的一部分。所述第二线程可以是数字过滤器块(DFB)的硬件线程，而不是CPU的一部分，或者它可以是CPU的软件线程。

在一个实施例中，所述触摸感测控制器可以包括CPU，该CPU被配置为响应于与从所述序列发生器接收所述当前全扫描的完成对应的中断，发起处理所述当前全扫描。所述CPU还可以被配置为响应于与从所述序列发生器接收所述当前全扫描的完成对应的中断，发起处理所述下一全扫描。