CN103201715A - 线性***系数估计方法、线性设备列数值估计方法、电容检测方法、集成电路、触摸传感器***以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本文所揭示的电容检测方法实现了良好的检测精确度、良好的分辨率和高速操作,该方法(A)(a)基于代码序列(di(=di1,...,diN,其中i=1,...,M),这些代码序列彼此正交),针对(I)第一电容列(Ci1)和(II)第二电容列(Ci2)中的每一个,驱动并行的驱动线路(DL1,...,DLM),该第一电容列位于这些驱动线路与第一传感线路(SL1)之间,该第二电容列位于这些驱动线路与第二传感线路(SL2)之间,并且(b)从上述列(Ci1)中输出sFirst=(s11,...,s1N)并且从上述列(Ci2)中输出sSecond=(s21,...,s2N),以及(B)基于上述输出(sFirst)与代码序列(di)的内积操作来估计上述列(Ci1)中的第一电容数值,并且(b)基于上述输出(sSecond)与代码序列(di)的内积操作来估计上述列(Ci2)中的第二电容数值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于估计或检测按矩阵配置的线性***中的系数、设备数值或电容的方法。本发明还涉及一种集成电路、触摸传感器***以及电子设备,它们都是根据上述方法操作的。
背景技术
已知有一种用于检测按矩阵分布的线性设备数值的设备。例如,专利文献1揭示了一种触摸传感器设备(接触检测设备),用于检测形成于M个驱动线路和L个传感线路之间的电容矩阵Cij(i=1,...,M和j=1,...,L)的电容数值的分布。该触摸传感器设备根据扫描检测方法来操作;具体地讲,该触摸传感器设备按顺序地选择这些驱动线路之一,并由此检测连接到所选择的驱动线路的线性设备的各个数值。
专利文献2揭示了一种电容检测电路,(i)该电容检测电路在驱动多个驱动线路时基于时序代码序列而在第一驱动线路组和第二驱动线路组之间切换,(ii)该电容检测电路输出测得的电压,该测得的电压是通过将在被驱动的驱动线路与传感线路的多个交点处跨连接到传感线路的电容上的各个电流的总和转换成电信号而获得的,并且(iii)该电容检测电路针对每一个传感线路执行这种测得的电压和代码序列的乘积-求和操作,以便找到在每一个交点处的电容所对应的电压数值。
引用列表
专利文献1:日本专利申请公报2010-92275A,Tokukai(公布日期:2010年4月22日)
专利文献2:日本专利公报4364609,说明书(公布日期:2005年6月16日)
专利文献3:日本专利公报4387773,说明书(公布日期:2005年6月16日)
专利文献4:日本专利申请公报2005-114362A,Tokukai(公布日期:2005年4月28日)
专利文献5:日本专利申请公报2005-134240A,Tokukai(公布日期:2005年5月26日)
发明内容
技术问题
然而,根据扫描检测方法而操作的专利文献1的触摸传感器设备是有缺陷的:该触摸传感器设备被要求在一时间段(T/m)内完成同时选择并扫描多个线路以便检测电容矩阵Cij的电容的过程。对于上述符号T/m,T表示给定用于获取二维分布电容数值的时间段,并且m表示扫描的次数。
当过程时间较长时,一般可以通过像取平均这样的过程来更好地改善检测过程的精确度。另一方面,(i)给定用于获取电容数值的时间段T需要更短一些,以便让触摸传感器设备遵循高速操作;并且(ii)扫描的次数M需要更大一些,以便改进分辨率。(i)和(ii)中的任一者都很成问题地减小了上述过程时间(T/m),并由此减小了检测精确度。
专利文献2的电容检测电路用于取消在测得的电压中的偏移误差,该电容检测电路执行下列操作:(i)基于代码序列在驱动第一驱动线路组和驱动第二驱动线路组之间进行切换;以及(ii)从基于第一驱动线路组的驱动测得的电压中减去基于第二驱动线路组的驱动测得的电压(参见说明书第[0058]和[0061]段)。然而,该电容检测电路执行两级级操作,并且在同时实现高速操作和功耗减小这两方面很成问题地不太有效。
本发明的目的是提供一种线性***系数估计方法、线性设备列数值估计方法、电容检测方法、集成电路、触摸传感器***以及电子设备,它们中的每一个(i)实现了高检测精确度和高分辨率并且(ii)允许高速操作。
问题的解决方案
为了解决上述问题,本发明的线性***系数估计方法包括下列步骤:(A)(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,它们彼此正交且每一个都具有长度N),向一***输入M个输入Xk(k=1,...,M),该***具有线性输入和输出并且有M个输入Xk(k=1,...,M)要被输入到该***,该***被下式表示:
以及(b)输出N个输出s=(s1,s2,...,sN)=(F(d11,d21,...,dM1),F(d12,d22,...,dM2),...,F(d1N,d2N,...,dMN));以及(B)基于输出s和代码序列di的内积操作,估计与第k个输入Xk相对应的系数Ck。
使用上述特征,该线性***系数估计方法基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M)输入了M个输入Xk(k=1,...,M),这些代码序列彼此正交并且每一个都具有长度N,并且该线性***系数估计方法输出了N个输出s=(s1,s2,...,sN)=(F(d11,d21,...,dM1),F(d12,d22,...,dM2),...,F(d1N,d2N,...,dMN))。由此,该线性***系数估计方法通过同时输入所有的M个输入,估计了该线性***的系数Ck。该线性***系数估计方法最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个输入之一并针对一输入对其扫描,(ii)即使输入数目M增大了,也并不缩短用于获取该线性***的系数数值的过程时间。由此,该线性***系数估计方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
本发明的另一个线性***系数估计方法包括下列步骤:(A)(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,它们彼此正交且每一个都具有长度N),将M个输入Xk(k=1,...,M)输入到第一***和第二***中的每一个,这两个***都具有线性输入和输出并且有M个输入Xk(k=1,...,M)要被输入到这两个***中的每个***,该第一和第二***被下式表示:
和(b)从该第一***中输出N个输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)=(F1(d11,d21,...,dM1),F1(d12,d22,...,dM2),...,F1(d1N,d2N,...,dMN))并且从该第二***中输出N个输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)=(F2(d11,d21,...,dM1),F2(d12,d22,...,dM2),...,F2(d1N,d2N,...,dMN));以及(B)(a)基于上述输出sFirst和代码序列di的第一内积操作来估计该第一***的系数C1k,该系数C1k对应于第k1个输入Xk,和(b)基于上述输出sSecond和代码序列di的第二内积操作来估计该第二***的系数C2k,该系数C2k对应于第k2个输入Xk。
使用上述特征,该线性***系数估计方法基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M)输入了M个输入xk(k=1,...,M),这些代码序列彼此正交并且每一个都具有长度N,并且该线性***系数估计方法从该第一***中输出了N个输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)=(F1(d11,d21,...,dM1),F1(d12,d22,...,dM2),...,F1(d1N,d2N,...,dMN))并且从该第二***中输出了N个输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)=(F2(d11,d21,...,dM1),F2(d12,d22,...,dM2),...,F2(d1N,d2N,...,dMN))。由此,通过同时输入所有的M个输入,该线性***系数估计方法就估计了该第一***的系数C1k和该第二***的系数C2k。该线性***系数估计方法最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个输入之一并针对一输入对其扫描,(ii)即使输入的数目M增大了,也并不缩短用于获取该第一和第二线性***的系数数值的过程时间。由此,该线性***系数估计方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
本发明的线性设备列数值估计方法包括下列步骤:(A)(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且每一个都具有长度N),针对(I)第一线性设备列C1i(i=1,...,M)和(II)第二线性设备列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一线性设备列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二线性设备列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)从该第一线性设备列中输出了N个输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二线性设备列中输出了N个输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一线性设备列中的第一线性设备数值,该第一线性设备数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二线性设备列中的第二线性设备数值,该第二线性设备数值对应于第k2个驱动线路。
在使用上述特征的情况下,该线性设备列数值估计方法(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且每一个都具有长度N)来驱动并行的M个驱动线路,以及(b)从该第一线性设备列中输出N个输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二线性设备列中输出N个输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)。由此,通过同时驱动所有的M个驱动线路,该线性设备列数值估计方法就(a)估计了该第一线性设备列中的第一线性设备数值和(b)该第二线性设备列中的第二线性设备数值。该线性设备列数值估计方法最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个驱动线路之一并针对一输入对其扫描,并且(ii)延长了用于获取该第一线性设备列中的第一线性设备数值和该第二线性设备列中的第二线性设备数值的过程时间。由此,该线性设备列数值估计方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列C1i(i=1,...,M)和(II)第二电容列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。
在使用上述特征的情况下,该电容检测方法(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),驱动并行的M个驱动线路,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,并且(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)。由此,通过同时驱动所有的M个驱动线路,该电容检测方法就(a)估计了该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。该电容检测方法最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个驱动线路之一并针对一输入对其扫描,并且(ii)延长了用于获取(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值的过程时间,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。由此,该电容检测方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
此外,上述电容检测方法根据上述代码序列以驱动并行的所有M个驱动线路,这些驱动线路中的每一个要么在电压+V处要么在电压-V处。由此,该电容检测方法(i)增大了来自电容列的输出信号中所包含的信息的量,并且(ii)与专利文献2的布置(该布置根据代码序列对用于驱动的驱动线路进行分组)相比改善了信噪比。与专利文献2的布置(该布置执行了两级操作)相比,上述电容检测方法简单地执行了单级操作,结果,在实现高速操作方面是有优势的。
本发明的集成电路包括:驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列C1i(i=1,...,M)和(II)第二电容列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及估计部分,该估计部分(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。
在使用上述特征的情况下,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),驱动并行的M个驱动线路,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,并且由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)。由此,通过驱动所有的M个驱动线路,该集成电路就估计了(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。在电容检测方法中使用的该集成电路最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个驱动线路之一并针对一输入对其扫描,并且(ii)延长了用于估计(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值的过程时间,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。由此,该电容检测方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
此外,上述电容检测方法根据上述代码序列要么以电压+V要么以电压-V驱动并行的所有M个驱动线路中的每个。由此,该电容检测方法(i)增大了来自电容列的输出信号中所包含的信息的量,并且(ii)与专利文献2的布置(该布置根据代码序列对用于驱动的驱动线路进行分组)相比改善了信噪比。与专利文献2的布置(该布置执行了两级操作)相比,上述电容检测方法简单地执行了单级操作,结果,在实现高速操作方面是有优势的。
本发明的触摸传感器***包括:传感器面板,该传感器面板包括(I)形成于M个驱动线路和第一传感线路之间的第一电容列C1i(i=1,...,M)以及(II)形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间的第二电容列C2i(i=1,...,M);以及用于控制该传感器面板的集成电路,该集成电路包括:驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列C1i(i=1,...,M)和(II)第二电容列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及估计部分,该估计部分(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。
在使用上述特征的情况下,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),驱动并行的M个驱动线路,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,并且由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)。由此,通过驱动所有的M个驱动线路,该触摸传感器***就估计了(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。该触摸传感器***最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个驱动线路之一并针对一输入对其扫描,并且(ii)延长了用于估计(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值的过程时间,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。由此,该电容检测方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
此外,上述电容检测方法根据上述代码序列要么以电压+V要么以电压-V驱动并行的所有M个驱动线路中的每一个。由此,该电容检测方法(i)增大了来自电容列的输出信号中所包含的信息的量,并且(ii)与专利文献2的布置(该布置根据代码序列对用于驱动的驱动线路进行分组)相比改善了信噪比。与专利文献2的布置(该布置执行了两级操作)相比,上述电容检测方法简单地执行了单级操作,结果,在实现高速操作方面是有优势的。
本发明的电子设备包括:本发明的触摸传感器***;以及显示器面板,要么被放在上述触摸传感器***中所包括的传感器面板上,要么包含上述传感器面板。
在使用上述特征的情况下,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),驱动并行的M个驱动线路,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,并且由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)。由此,通过驱动所有的M个驱动线路,该触摸传感器***就估计了(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,
该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。包括该触摸传感器***的该电子设备最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个驱动线路之一并针对一输入对其扫描,并且(ii)延长了用于估计(a)该第一电容列中的第一电容数值和(b)该第二电容列中的第二电容数值的过程时间,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。由此,该电容检测方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
此外,上述电容检测方法根据上述代码序列要么以电压+V要么以电压-V驱动并行的所有M个驱动线路中的每一个。由此,该电容检测方法(i)增大了来自电容列的输出信号中所包含的信息的量,并且(ii)与专利文献2的布置(该布置根据代码序列对用于驱动的驱动线路进行分组)相比改善了信噪比。与专利文献2的布置(该布置执行了两级操作)相比,上述电容检测方法简单地执行了单级操作,结果,在实现高速操作方面是有优势的。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,上述步骤(A)在上述模拟积分器被重置时以第一电压(该第一电压由电压Vref表示)驱动M个驱动线路,并且在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以(i)上述代码序列中+1的元素所对应的第二电压(该第二电压由电压(Vref+V)表示)以及(ii)处于上述代码序列中-1的元素所对应的第三电压(该第三电压由电压(Vref-V)表示)来驱动M个驱动线路。
上述特征使得有可能通过使用基于代码序列的简单配置来驱动并行的驱动线路。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,针对上述代码序列中+1的元素,上述步骤(A)以(i)在上述模拟积分器被重置时的第一电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时的第二电压来驱动驱动线路,针对上述代码序列中-1的元素,上述步骤(A)以(i)在上述模拟积分器被重置时的第二电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时的第一电压来驱动驱动线路。
上述特征使得有可能实现更高的信号强度并由此增大电容中所存储的电荷。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,在步骤(A)之前,该电容检测方法进一步包括下列步骤:(C)(a)在上述模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时,以第一电压驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(c)将第一偏移输出和第二偏移输出存储到存储器中。
上述特征使得有可能消除由模拟积分器所导致的偏移。
本发明的集成电路包括:驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及估计部分,该估计部分(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,针对上述代码序列中+1的元素,该驱动部分(i)在上述模拟积分器被重置时以第一电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第二电压来驱动驱动线路,针对上述代码序列中-1的元素,该驱动部分(i)在上述模拟积分器被重置时以第二电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压来驱动驱动线路。
上述特征使得有可能实现更高的信号强度并由此增大电容中所存储的电荷。
本发明的集成电路包括:驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及估计部分,该估计部分(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,在将来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond输出给上述模拟积分器之前,该驱动部分(a)在该模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(c)将第一偏移输出和第二偏移输出存储到存储器中。
上述特征使得有可能消除由模拟积分器所导致的偏移。
本发明的触摸传感器***包括:传感器面板,该传感器面板包括(I)形成于M个驱动线路和第一传感线路之间的第一电容列Ci1(i=1,...,M)以及(II)形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间的第二电容列Ci2(i=1,...,M);以及用于控制该传感器面板的集成电路,该集成电路包括:驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及估计部分,该估计部分(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,针对上述代码序列中+1的元素,该驱动部分(i)在上述模拟积分器被重置时以第一电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第二电压来驱动驱动线路,针对上述代码序列中-1的元素,该驱动部分(i)在上述模拟积分器被重置时以第二电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压来驱动驱动线路。
上述特征使得有可能实现更高的信号强度并由此增大电容中所存储的电荷。
本发明的触摸传感器***包括:传感器面板,该传感器面板包括(I)形成于M个驱动线路和第一传感线路之间的第一电容列Ci1(i=1,...,M)以及(II)形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间的第二电容列Ci2(i=1,...,M);以及用于控制该传感器面板的集成电路,该集成电路包括:驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及估计部分,该估计部分(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,在将来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond输出给上述模拟积分器之前,该驱动部分(a)在该模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压来驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(c)将第一偏移输出和第二偏移输出存储到存储器中。
上述特征使得有可能消除由模拟积分器所导致的偏移。
本发明的电子设备包括:本发明的触摸传感器***;以及显示器面板,要么被放在上述触摸传感器***中所包括的传感器面板上,要么包含上述传感器面板。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,为了防止该模拟积分器的饱和,上述步骤(A)根据上述代码序列中沿着列方向存在的对应元素的总和的绝对值来切换该模拟积分器的增益。
上述特征使得有可能防止模拟积分器的饱和。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,为了防止该模拟积分器的饱和,上述步骤(A)根据上述代码序列中沿着列方向存在的对应元素的总和的绝对值,将代码序列的一列划分成多个列以便将M个驱动线路的驱动划分成多个驱动。
上述特征使得有可能防止模拟积分器的饱和。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有代码长度N=M,这些代码序列di对应于由Sylvester方法所创建的2n维Hadamard矩阵的各个行,M=2n),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的驱动线路,该第一电容列形成于这M=2n个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M=2n个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对上述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,为了防止该模拟积分器的饱和,上述步骤(A)将代码序列的第一列划分成多个列以便将代码序列的第一列的驱动划分成多个驱动。
上述特征使得有可能防止模拟积分器的饱和。
本发明的电容检测方法包括下列步骤:(A)(a)基于第一代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有代码长度N>M,所述第一代码序列di对应于由Sylvester方法所创建的2n维(其中,M<2n)Hadamard矩阵的各个行),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对上述第一代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对上述第一代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及(B)(a)基于上述输出sFirst与上述第一代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于上述输出sSecond与上述第一代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,上述步骤(A)将第一代码序列的特定的一列划分成多个列,该特定的一列具有在第一代码序列中沿着列方向存在的对应元素的总和的绝对值且该绝对值超过该模拟积分器的饱和所对应的阈值Num,以便将该特定的一列的驱动划分成多个驱动。
上述特征使得有可能在基于2n维(其中,M<2n)Hadamard矩阵的驱动过程中防止模拟积分器的饱和。
本发明的有益效果
本发明的线性***系数估计方法基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M)输入了M个输入Xk(k=1,...,M),这些代码序列彼此正交并且每一个都具有长度N,并且该线性***系数估计方法输出了N个输出s=(s1,s2,...,sN)=(F(d11,d21,...,dM1),F(d12,d22,...,dM2),...,F(d1N,d2N,...,dMN))。由此,该线性***系数估计方法通过同时输入所有的M个输入,估计了该线性***的系数Ck。该线性***系数估计方法最终(i)不再需要像常规布置那样按顺序地选择M个输入之一并针对一输入对其扫描,(ii)即使输入数目M增大了,也并不缩短用于获取该线性***的系数数值的过程时间。由此,该线性***系数估计方法维持了良好的检测精确度,并且实现了良好的分辨率和高速操作。
附图说明
图1
图1是示出了第一实施例的触摸传感器***的配置的电路图。
图2
图2是示出了该触摸传感器***中所包括的集成电路的估计部分的配置的框图。
图3
图3描绘了用于驱动该触摸传感器***中所包括的传感器面板的方法。
图4
图4是用于描绘驱动该传感器面板的方法的时序图。
图5
图5示出了正交代码序列的第一具体示例,用作到该触摸传感器***中所包括的传感器面板的输入。
图6
图6示出了正交代码序列的第二具体示例。
图7
图7示出了正交代码序列的第三具体示例。
图8
图8是示出了用于驱动实施例2的触摸传感器***中所包括的传感器面板的方法的时序图。
图9
图9是示出了用于驱动实施例2的触摸传感器***中所包括的传感器面板的方法的另一个时序图。
图10
图10示出了用于驱动实施例3的传感器面板的方法。
图11
图11的(a)和(b)分别是示出了在驱动实施例4的传感器面板的过程中使用的代码序列的图表。
图12
图12是示出了在驱动实施例5的传感器面板的过程中使用的代码序列的图表。
图13
图13是示出了用于驱动该传感器面板的方法的图表。
图14
(a)是解释了上述实施例的代码序列的图表,这些代码序列是基于M序列的,并且(b)是示出了基于M序列的代码序列的具体示例的图表。
图15
图15是示出了包括触摸传感器***的移动电话的配置的功能框图。
具体实施方式
下文结合图1-15描述了本发明的触摸传感器***的实施例。
(实施例1)
实施例1的触摸传感器***的配置
图1是示出了本实施例的触摸传感器***1的配置的电路图。该触摸传感器***1包括:传感器面板2;以及用于控制该传感器面板2的集成电路3。该传感器面板2包括:M个驱动线路DL1到DLM,它们位于水平方向上彼此并行以按预定的间隔彼此分开;L个传感线路SL1到SLL,它们位于这样一种方向上使得与驱动线路交叉并且彼此并行以按预定的间隔彼此分开;以及电容Cij(其中i=1到M,且j=1到L),它们位于M行×L列的矩阵中且位于M个驱动线路DL1到DLM与L个传感线路SL1到SLL的各个交叉点处。
集成电路3包括:驱动部分4,连接到M个驱动线路DL1到DLM;以及估计部分5。图2是示出了在集成电路3中所包括的估计部分5的配置的框图。
该估计部分5包括:L个模拟积分器6,分别连接到L个传感线路SL1到SLL;开关7,连接到L个模拟积分器6;AD转换器8,连接到上述开关7;内积计算部分9,连接到该AD转换器8;以及RAM10,连接到该内积计算部分9。每一个模拟积分器6包括:运算放大器,具有接地的第一输入;积分电容Cint,位于该运算放大器的输出及其第二输入之间;第一晶体管,连接到该运算放大器的第二输入;以及第二晶体管,连接到与该第一晶体管并行的第二输入。
该集成电路3还包括:应用处理部分11,连接到该内积计算部分9并且按240Hz执行姿势识别过程(比如ARM)。该估计部分5由此包括模拟电路和数字电路两者。
(常规的触摸传感器***的操作)
下面的描述首先涉及上文提到的专利文献1中所揭示的常规触摸传感器设备的操作,然后,详细涉及本实施例的触摸传感器***1的操作。下面先看形成于一矩阵中且位于M个驱动线路和L个传感线路的各个交叉点处的电容Cij(其中i=1,...,M,并且j=1,...,L)的检测过程,再具体看按顺序地选择单独的驱动线路的扫描检测过程。
连接到所选的驱动线路的电容Cij(j=1,...,L)中的每一个都被提供电压V,以便存储电荷(信号)Cij×V。假设通过一传感线路读出该信号使得增益G被获得,则要被检测的信号被表示如下:
G×Cij×V...(公式1)
(本实施例的触摸传感器***的操作)
图3示出了用于驱动该触摸传感器***1中所包括的传感器面板2的方法。在图3中,与图1和2所示出并引用的各个等价物完全一样的那些组成部分都被相应地分配了相同的标号。图3中的这些组成部分在此处并不被详细描述。
首先,本发明的本实施例准备了代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M)。这些代码序列di彼此正交,且包括+1和-1。此处,每一个代码序列di都具有代码长度N。代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,且每一个都具有代码长度N)的正交性意味着代码序列di满足下列条件:
其中,
δik=1若i=k
δik=0若i≠k
驱动部分4基于代码序列di而驱动并行的M个驱动线路DL1到DLM,使得电压+V被施加到对应于+1的每一个电容,电压-V被施加到对应于-1的每一个电容。根据代码序列中相应的元素(+1或-1),电容Cij(其中i=1到M,且j=1到L)中的每一个因此存储了电荷(信号)±Cij·V。
然后,每一个模拟积分器6(i)通过连接到相应的传感线路添加连接到该传感线路的电容中所存储的电荷,由此(ii)读出其相应的传感线路的信号。模拟积分器6最终获得了输出序列矢量sj(=sj1,sj2,...,sjN,其中j=1,...,L)。
图4是示出了用于驱动该传感器面板2的方法的时序图。首先,一重置信号(i)使各个模拟积分器6的积分电容Cint重置,并且(ii)使在矩阵中的传感器面板2中的电容重置。在本文中,术语“重置”是指对电容进行放电。接下来,根据一代码序列中的d11,d21,d31,...,dM1的每一个数值(+1或-1),以Vref+V或Vref-V来驱动并行的驱动线路DL1到DLM中的每一个。这使每一个相应的电容根据该代码序列的相应元素±1而存储电荷±CV。然后,模拟积分器6中相应的一个(i)通过连接到相应的传感线路而添加连接到该传感线路的电容中所存储的电荷,由此(ii)读出其相应的传感线路的信号。然后,该模拟积分器6输出由下式所表示的结果:
(在本电路中,G=-1/Cint),它接下来在AD转换器8中根据采样信号而经历AD转换。
上述操作产生了输出序列矢量sji,被表达如下:
因此,
为了找到代码序列di与输出序列矢量sj的内积di·sj,
其中,
δik=1若i=k
δik=0若i≠k
公式1和公式2之间的比较显示出:本实施例的方法使得有可能检测出按常规扫描读出方法所检测出的信号的N倍那么大的信号。
在下列情况下增益G是1/Cint:在使用图1和2所示模拟积分器6的情况下通过上述传感线路读出多个信号,即,每一个电荷积分器包括具有积分电容Cint的运算放大器。
集成电路3的驱动部分4由此驱动并行的M个驱动线路,使得根据代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,这些代码序列彼此正交且包括+1和-1的元素且每一个都具有长度N),针对第一电容列Cip(其中p不小于1且不大于(L-1),且i=1,...,M)和第二电容列Ciq(其中p<q,q不小于2且不大于L,且i=1,...,M)中的每一个,分别将电压+V和-V施加到电容以对应于一代码序列的+1和-1。然后,驱动部分4使(i)第一电容列输出sFirst(=sp1,sp2,...,spN),并且(ii)使第二电容列输出sSecond(=sq1,sq2,...,sqN)。
来自第一电容列的输出sFirst(=sp1,sp2,...,spN)都通过相应的模拟积分器6进行积分,而来自第二电容列的输出sSecond(=sq1,sq2,...,sqN)也都通过相应的模拟积分器6进行积分。开关7按顺序地选择分别对应于传感线路SL1到SLL的模拟积分器6中的一个,以便向AD转换器8提供来自每一个电容列的输出(这些输出已经通过相应的模拟积分器6进行过积分了)。
具体来讲,输出sp1被先从第一电容列读出至第一模拟积分器6并且通过第一模拟积分器6进行积分,而同时,输出sq1被从第二电容列读出至第二模拟积分器6并且通过第二模拟积分器6进行积分。然后,开关7连接到第一模拟积分器6,以便向ADC8提供按上述读出并积分的输出sp1。然后,开关7断开与第一模拟积分器6的连接,并且连接到第二模拟积分器6,以便向ADC8提供按上述读出并积分的输出sp1。接下来,输出sp2被从第一电容列读出至第一模拟积分器6并且通过第一模拟积分器6进行积分,而同时,输出sq2被从第二电容列读出至第二模拟积分器6并且通过第二模拟积分器6进行积分。然后,开关7连接到第一模拟积分器6,以便向ADC8提供按上述读出并积分的输出sp2。然后,开关7断开与第一模拟积分器6的连接,并且连接到第二模拟积分器6,以便向ADC8提供按上述读出并积分的输出sp2。该操作允许上述输出sp1到spN以及上述输出sq1到sqN通过第一和第二模拟积分器6和开关7被按顺序地提供给ADC8。用于所有的传感线路的模拟积分器6根据上述驱动线路的驱动而并行地操作。
AD转换器8执行与来自每一个电容列的输出(每一个输出已经通过相应的一个模拟积分器6进行过积分)有关的AD转换,并且将所得的输出提供给上述内积计算部分9。
该内积计算部分9参照RAM10中所存储的数据(i)通过计算相应的输出sFirst和相应的代码序列di的内积来估计该第一电容列中的电容数值,该电容数值对应于第k1个驱动线路(其中1≤k1<M);以及(ii)通过计算相应的输出sSecond和相应的代码序列di的内积来估计该第二电容列中的电容数值,该电容数值对应于第k2个驱动线路(其中k1<k2,且1<k1≤M)。
上述应用处理部分11基于其电容数值已经通过内积计算部分9估计过的那些电容的电容数值,执行姿势识别过程,由此,产生姿势命令。
(代码序列的具体示例)
图5是示出了正交代码序列的第一具体示例的图表,用作到该传感器面板2的输入。这些正交代码序列di中的每一个都具有长度N,例如,可以按下文所描述的那样被创建。
Hadamard矩阵是正交代码序列的典型示例,是通过图5所示的Sylvester方法创建的。该方法首先创建一个2行×2列的构件块作为基本结构。该构件块包括4个比特,其中,右上角的一个、左上角的一个以及左下角的一个彼此完全一样,而右下角的一个是上述比特的取反。
然后,该方法将上述2×2基本结构的右上角、左上角、右下角和左下角位置处的四个块组合起来,以便创建在4行×4列的比特排列中的代码。该方法也对在右下角块中的比特取反,正如2×2构件块的上述创建过程中那样。接下来,该方法相似地创建了在8行×8列的比特排布中的代码,然后,创建了在16行×16列的比特排列中的代码。这些矩阵中的每一个都满足本发明中的上述“正交”的定义。
例如,在本实施例的传感器面板2包括16个驱动线路的情况下,本实施例可以使用图5所示的16行×16列的比特排列中的代码作为正交代码序列。Hadamard矩阵是方形矩阵,它包括要么1要么-1的元素并且包括彼此正交的行。换句话说,Hadamard矩阵中的任何两行代表了彼此垂直的矢量。
本实施例的正交代码序列可以是从N维Hadamard矩阵中取出的任何M行矩阵(其中,M≤N)。如下文所描述的那样,由除了Sylvester方法以外的方法创建的Hadamard矩阵可以被替换地用在本发明中。
图6是示出了正交代码序列的第二具体示例的图表。图7是示出了正交代码序列的第三具体示例的图表。尽管由Sylvester方法创建的任何N维Hadamard矩阵都可以通过N=2的幂来表达,但是假定了若N是4的倍数则可以创建Hadamard矩阵。例如,图6示出了N=12的Hadamard矩阵,而图7示出了N=20的Hadamard矩阵。由除了Sylvester方法以外的方法创建的这些Hadamard矩阵可以被替换地用作本实施例的正交代码序列。
(内积如何被计算)
通过下文所描述的步骤,计算内积矩阵C'ij=di·sj。
(1)集成电路3使估计部分5的RAM10(参见图2)中所存储的内积矩阵重置为C'ij=0。
(2)驱动部分4在时间tk(其中,k是1,...,N中的一个)处以电压V×dik并行地驱动第i个驱动线路DLi(其中i=1,...,M),以便给每一个连接的电容提供电荷Cij×V×dik。
(3)集成电路3将模拟积分器6连接到其相应的传感线路j(其中j=1,...,L),使得每一个模拟积分器6从已经在时间tk处充过电的相应一个电容中读出一输出电压sjk。然后,开关7将时间tk所对应的L个输出电压sjk按顺序地提供给AD转换器8以便于AD转换。这L个输出电压sjk已经被L个模拟积分器6分别读出过,以便对应于L个传感线路。AD转换器8执行与时间tk所对应的输出电压sjk有关的AD转换,然后,将它们提供给内积计算部分9。由此被提供给内积计算部分9的时间tk所对应的输出电压sjk被表达如下:
(4)根据(i)从AD转换器8中输出的L个输出电压sjk以及(ii)存储在RAM10中的代码序列dik,内积计算部分9执行与C'ij有关的加法或减法。具体来讲,如果所考虑的代码序列dik是1,则内积计算部分9执行加法,如果所考虑的代码序列dik是-1,则它执行减法。然后,内积计算部分9基于加法或减法的结果来更新C'ij的数值:
C'ij←C′ij+dik×sjk.
(5)上述过程被重复N次,以便对应于每一个代码序列的长度,而时间的数值则以递增方式来增大(即,tk+1)。然后,该过程返回至步骤(1)。
完成上面的步骤使得C'ij具有等于上述内积计算的结果的数值。
如上所述,本实施例的传感器面板2包括M个驱动线路与L个传感线路,并且具有对应于每一个代码序列的长度N。例如,在传感器面板2被用在4英寸级移动数据终端等中的情况下,如果M=16且L=32,则传感器面板2将具有大约3mm的节距。例如,在传感器面板2被用在包括20英寸级屏幕的电子设备中的情况下,如果M=48且L=80,则传感器面板2将具有大约6mm的节距。上述代码序列的长度N具有非常大的自由度,例如,N=64到512。
(在本发明和现有技术之间的驱动概念的差别)
上述专利文献2中所揭示的电容检测电路也(i)基于代码序列来驱动多个驱动线路,(ii)输出测得的电压,每一个测得的电压是通过将位于每一个传感线路和被驱动的驱动线路多个相交处且跨连接到传感线路的那些电容上的电流的总和转换成电信号而获得的,并且(iii)针对每一个传感线路基于测得的电压和代码序列执行乘积-求和操作。由此,电容检测电路找到了在各个交叉点处的每个电容所对应的电压数值。然而,这种电容检测电路在驱动这些驱动线路的概念方面区别于本实施例,下文会解释。
为了简化解释,下面的描述涉及一个示例性情况,其中,四个电容(C1,C2,C3,C4)形成于单个传感线路和四个驱动线路之间。假设用于这四个驱动线路的驱动信号(代码序列)是1、1、-1、-1(在专利文献2中是1、1、0、0),对于每一次驱动操作,本实施例驱动所有的驱动线路并由此产生与下列相对应的积分输出
C1+C2-C3-C4...(公式3),
而专利文献2中所揭示的电容检测电路仅仅驱动与"1"相对应的驱动线路,并由此产生与下列相对应的积分输出
C1+C2...(公式4).
本实施例的公式3与专利文献2的公式4之间的比较显示出:本实施例所产生的积分输出具有比专利文献2更大的信息量。
假设
Ci=C+ΔCi
其中,ΔCi表示电容的变化(ΔCi一般约为C的10%),
(公式3)=C1+C2-C3-C4
=ΔC1+ΔC2-ΔC3-ΔC4
≈0.2×C...(公式5),以及
(公式4)=2×C+ΔC1+ΔC2
≈2×C...(公式6),
其中,符号"≈"意味着“接近相等”。
因为在触摸传感器面板等中ΔCi大约是C的10%,所以公式6产生了约为公式5的数值的10倍那么大的数值。这表明了满足专利文献2的公式6的集成电路不幸地(i)被要求设置约为本实施例的满足公式5的集成电路的增益的1/10的增益,并且由此(ii)具有比本实施例的集成电路要低的信噪比。这种信噪比的差异进一步随着驱动线路的个数M的增大而增大。
对于每一次驱动操作,本实施例驱动所有的并行的驱动线路,这不同于专利文献2中所揭示的电容检测电路,该电路基于一代码序列在驱动第一驱动线路组(C1和C2)和驱动第二驱动线路组(C3和C4)之间进行切换以便取消在测得的电压中的偏移误差。在本实施例中,在没有信号正被输入到驱动线路的情况下(即,该驱动线路是按电压Vref来驱动的),基于从AD转换器8中获得的输出,可以测量因重置开关中的馈通而导致的偏移。减去在数字电路中测得的偏移数值取消了偏移误差。
(在本发明和现有技术之间的正与负操作的差别)
通过根据一代码序列中的数值驱动并行的M个驱动线路,即通过驱动这M个驱动线路使得电压+V和-V被施加到电容以分别对应于+1和-1,本实施例就立刻计算了公式3的数值。相反,专利文献2中所揭示的电容检测电路首先计算公式4的C1+C2,然后计算其C3+C4。由此,专利文献2的电容检测电路执行两级操作,并且在同时实现高速操作和功耗减小这两方面不太有效。
本实施例与专利文献2的电容检测电路进一步区别如下:本实施例驱动这些驱动线路,使得电压-V被施加以便对应于代码序列中的-1的数值,而专利文献2的电容检测电路仅仅按电压+V来驱动这些驱动线路,由此缺乏按电压-V驱动这些驱动线路的概念。
(在本发明和现有技术之间的正交性概念的差别)
如上所述,本发明陈述了这样一种定义,代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M,且每一个都具有代码长度N)的正交性意味着这些代码序列di满足下列条件:
其中
δik=1若i=k
δik=O若i≠k
专利文献2-5都揭示了其状态为正交的代码序列。然而,它们的说明书都没有清晰地定义“正交性”。例如,专利文献2揭示了在图19中的15行×15列的矩阵并且陈述了它将该15行×15列的矩阵用作正交的代码。然而,该15行×15列的矩阵并不满足本发明的上述定义,由此并不对应于本发明的正交代码序列。尽管通过计算内积而准确地检测电容需要这些代码序列的正交性,但是专利文献2的电容检测电路通过除了基于本发明的正交代码序列的方法之外的方法来读出多个数值,由此,所读出的数值最终是部分错误的。
(估计部分5的另一种配置)
本实施例描述了一种示例性布置,包括:(i)模拟积分器6,提供这些模拟积分器是为了对应于L个传感线路;(ii)开关7,用于按顺序地选择这些模拟积分器6中的一个;(iii)单个AD转换器8;以及(iv)单个内积计算部分9。然而,本发明不限于这种布置。本发明可以替代地包括单个模拟积分器6,使得该单个模拟积分器6按顺序地选择一输入以读出每个传感线路所对应的信号。
本发明还可以替代地包括:(i)AD转换器8,提供该AD转换器8以便对应于各个传感线路和各个模拟积分器6;以及(ii)开关7,位于AD转换器8和单个内积计算部分9之间。
(本实施例的变体)
本实施例描述了一种检测形成于驱动线路和传感线路之间的各个电容的电容数值的示例性情况。然而,本发明不限于此。例如,本发明也可应用于估计形成于驱动线路和传感线路之间的各个线性设备的数值的布置。本发明可进一步应用于估计包括M个输入xk且具有线性输入/输出的***的第k个输入xk(k=1,...,M)所对应的系数Ck的布置。
此外,(i)本实施例的触摸传感器***1以及(ii)位于触摸传感器***1的传感器面板2之上的显示面板可以彼此组合起来以便构成一电子设备。或者,(i)触摸传感器***1以及(ii)包括传感器面板2且具有触摸传感器***1中所包括的传感器面板2的功能的显示面板可以彼此组合起来以便构成一电子设备。
(实施例2)
(以两个电压驱动传感器面板的方法)
图8是示出了用于驱动实施例2的触摸传感器***1中所包括的传感器面板2的方法的第一时序图。
上文结合图4所描述的实施例1中用于驱动传感器面板2的方法以三个电压(即Vref、Vref+V和Vref-V)来驱动传感器面板2。相反,实施例2的驱动方法以两个电压V1和V2驱动传感器面板2。
具体来讲,对于代码序列中+1的数值,(i)该方法按照相应的一个模拟积分器6(参见图1)被重置时的电压V1来驱动相应的驱动线路,并且(i)该方法按照来自与相应的传感线路相连接的电容的输出被采样时的电压V2来驱动相应的驱动线路。此外,对于代码序列中-1的数值,(i)该方法按照相应的一个模拟积分器6被重置时的电压V2来驱动相应的驱动线路,并且(ii)该方法按照来自与相应的传感线路相连接的电容的输出被采样时的电压V1来驱动相应的驱动线路。
更具体地讲,在图8所示的示例中,对应于具有元素d11=+1和d12=+1的代码序列的驱动线路DL1是按照下列电压被驱动的:(i)模拟积分器6被重置时的电压V1;(ii)输出被采样时的电压V2;(iii)在模拟积分器6被下一次重置时的电压V1;以及(iv)输出被下一次采样时的电压V2。对应于具有元素d21=+1和d22=-1的代码序列的驱动线路DL2是按照下列电压被驱动的:(i)模拟积分器6被重置时的电压V1;(ii)输出被采样时的电压V2;(iii)在模拟积分器6被下一次重置时的电压V2;以及(iv)输出被下一次采样时的电压V1。
对应于具有元素d31=-1和d32=-1的代码序列的驱动线路DL3是按照下列电压被驱动的:(i)模拟积分器6被重置时的电压V2;(ii)输出被采样时的电压V1;(iii)在模拟积分器6被重置时的电压V2;以及(iv)输出被下一次采样时的电压V1。对应于具有元素d41=-1和d42=+1的代码序列的驱动线路DL4是按照下列电压被驱动的:(i)模拟积分器6被重置时的电压V2;(ii)输出被采样时的电压V1;(iii)在模拟积分器6被下一次重置时的电压V1;以及(iv)输出被下一次采样时的电压V2。对应于具有元素dM1=-1和dM2=+1的代码序列的驱动线路DLM是按照下列电压被驱动的:(i)模拟积分器6被重置时的电压V2;(ii)输出被采样时的电压V1;(iii)在模拟积分器6被下一次重置时的电压V1;以及(iv)输出被下一次采样时的电压V2。
假定V1=Vdd且V2=Vss,输出被表达为
(Cf/Cint)×(V1-V2)=(Cf/Cint)×(Vdd-Vss).
在上文结合图4所描述的实施例1中用于驱动传感器面板2的方法中,如果Vref=(Vdd-Vss)/2,则
V=(Vdd-Vss)/2
因为Vdd=Vref+V且Vss=Vref-V。这种V是图8所示示例中的输出的一半。图8所示的实施例2的驱动方法由此(i)实现了通过图4所示的实施例1的驱动方法所实现的信号强度的两倍那么大的信号强度,结果,(ii)允许这些电容中的每一个都存储相应地两倍大的电荷。
(读出偏移)
图9是示出了用于驱动实施例2的触摸传感器***1中所包括的传感器面板2的方法的第二时序图。
在方法图4或8所示驱动并行的驱动线路DL1到DLM之前,该方法如图9所示那样驱动上述驱动线路DL1到DLM。具体地讲,该方法以模拟积分器6被重置时和输出被采样时的恒定电压Vref来驱动上述驱动线路DL1到DLM,由此,不向驱动线路提供任何信号。在这种情况中该方法从各个模拟积分器6中读出偏移输出数值(参见图1和2)。然后,ADC8执行与如上从模拟积分器6中读出的偏移输出数值有关的AD转换。内积计算部分9接下来测量已经在ADC8中经历过AD转换的偏移输出数值。由此测得的偏移输出数值中的每一个都被存储在与传感线路SL1到SLL中相应的一个相关联的RAM10中。
(偏移补偿方法)
该方法接下来如图4或8所示驱动并行的驱动线路DL1到DLM,并且使每一个电容列向相应的模拟积分器6提供输出。然后,ADC8执行与来自其输出已经被模拟积分器6接收过的那些电容列的输出有关的AD转换,并且由此将所得的输出提供给上述内积计算部分9。对于各个传感线路SL1到SLL,上述内积计算部分9接下来从上述电容列的输出(这些输出已经被从ADC8中提供了)中减去存储在RAM10中的偏移输出数值。这取消了因每一个模拟积分器6中的重置开关中的馈通所导致的偏移。
或者,该方法可以(i)多次重复下列过程:以模拟积分器6被重置时以及输出被采样时的恒定电压Vref来驱动上述驱动线路DL1到DLM;从各个模拟积分器6中读出偏移输出数值;使ADC8执行与如上读出的偏移输出数值有关的AD转换;并且使内积计算部分9测量所得的偏移输出数值,以便测量多组偏移输出数值;以及(ii)找到上述偏移输出数值的平均值以便将平均偏移输出数值(已经从中除去了偏移中所包括的噪声成分)存储到RAM10中。例如,对于60Hz,上面的多次可以被设为16次,对于240Hz,可以被设为100次。
(实施例3)
(切换模拟积分器的增益)
图10示出了用于驱动实施例3的传感器面板2的方法。在本实施例中与实施例1的各个等价物完全一样的那些组成部分被相应地分配了相同的标号。本实施例的这些组成部分在此处并不被详细描述。
本实施例涉及一个示例,它包括:(i)传感器面板2,包括四个驱动线路DL1到DL4以及四个传感线路SL1到SL4;以及(ii)基于Sylvester方法所创建的四维Hadamard矩阵的代码序列。
本实施例包括模拟积分器6A。每一个模拟积分器6A包括:运算放大器,具有连接到参考电压Vref的第一输入;积分电容Cint,位于该运算放大器的输出及其第二输入之间;三个其它的积分电容,并行地连接到上述积分电容;以及三个开关,每一个开关位于上述三个其它的积分电容之一以及运算放大器的输出之间。
基于Sylvester方法所创建的四维Hadamard矩阵的代码序列包括多个元素,使得对于第一列而言沿着列方向的元素的总和是"4",对于第二到第四列中的每一个而言该总和是"0"。由此,当基于代码序列的第一列中的元素来驱动这些驱动线路时,通过添加来自电容列的输出而获得的数值显著大于基于代码序列的第二到第四列之一中的元素来驱动这些驱动线路的时候。该数值可以超过相应的模拟积分器6A的容量,由此使模拟积分器6A饱和。
考虑到这一点,当基于一列(该列具有沿着列方向在代码序列中存在的元素的总和,且该总和是如此之大以至于使相应的模拟积分器6A饱和了)来驱动这些驱动线路时,相应的模拟积分器6A中所包括的开关被恰当地打开以便防止模拟积分器6A的饱和。
由Sylvester方法所创建的Hadamard矩阵总是包括其所具有的元素都是+1的第一列。由此,Hadamard矩阵具有该第一列中的元素的总和,该总和显著大于任何其它列中的总和,由此可以使相应的模拟积分器6A饱和。然而,有可能通过如上所述打开模拟积分器6A中的开关来防止模拟积分器6A的这种饱和以便切换模拟积分器6A的增益。
如上所述,实施例3根据该代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和的绝对值来切换每一个模拟积分器6A的增益。这样,有可能防止模拟积分器6A的饱和。
(通过内积计算部分的增益切换来补偿模拟积分器的增益切换)
内积计算部分9通过计算下列两者的内积来估计一电容列中的电容数值(这些电容数值对应于各个驱动线路):(i)代码序列;以及(ii)由ADC8将来自该电容列的输出(这些输出已经被提供给相应的一个模拟积分器6A,该模拟积分器可以切换其各自的增益)进行AD转换而获得的每个数字数值。根据该代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和的绝对值,内积计算部分9切换每一个数字数值的权重。这使得在该代码序列的多个列之间的(i)模拟积分器6A的增益与(ii)通过对数字数值进行加权而获得的增益的乘积都相等。
(实施例4)
(用于多次驱动多个驱动线路并计算内积的划分)
图11的(a)和(b)分别是示出了在驱动实施例4的传感器面板2的过程中使用的代码序列的图表。
图11的(a)是示出了基于Sylvester方法所创建的四维Hadamard矩阵的代码序列的图表。该代码序列相似于图10的代码序列,对于第一列而言沿着该列方向的元素的总和是"4",对于第二到第四列的每列而言该总和则是"0"。由此,当基于代码序列的第一列中的元素来驱动这些驱动线路时,从电容列中获得的输出的总和的数值显著大于基于代码序列的第二到第四列之一中的元素来驱动这些驱动线路的时候。该数值可以超过相应的模拟积分器6A的容量,由此使模拟积分器6A饱和。
考虑到这一点,本实施例如图11的(b)所示的那样将代码序列的第一列(1,1,1,1)划分成两列:一列由(1,1,0,0)表示;另一列由(0,0,1,1)表示。这种布置(i)将这四个驱动线路的驱动操作的次数从4次增大到5次;以及(ii)将该列方向中的元素的总和"4"划分成"2"和"2"。这种布置由此将该列方向中的元素的最大总和从"4"减小到"2",由此防止了模拟积分器的饱和。
实施例4示出了基于Sylvester方法所创建的四维Hadamard矩阵的示例性代码序列。然而,本发明不限于此。或者,本发明可应用于基于除了四维Hadamard矩阵之外的2n维Hadamard矩阵的代码序列中。本发明也可应用于基于除了Sylvester方法之外的方法所创建的任何维度的Hadamard矩阵的代码序列中。
(实施例5)
(三角山峰形状的驱动方法)
图12是示出了在驱动实施例5的传感器面板2的过程中使用的代码序列的图表。
在实施例5的传感器面板2中,对于形成于M个驱动线路和L个传感线路之间的每一个电容列,M个驱动线路被并行地驱动。基于多个代码序列(它们彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有代码长度N>M),来驱动这M个驱动线路。这些代码序列对应于由Sylvester方法所创建的2n维Hadamard矩阵的各个行(其中M<2n)。图12示出了13行×16列的代码序列的示例,它是基于16维Hadamard矩阵并且对应于M个驱动线路(其中M=13)。
图13是示出了用于驱动该传感器面板2的方法的图。该图具有:(i)水平轴,表示在图12所示的Hadamard矩阵中(其中N=16)沿着列方向的位置;以及(ii)垂直轴,表示在Hadamard矩阵中(其中N=16)沿着列方向存在的元素的总和的绝对值。
在N=16的Hadamard矩阵中,第一列中的元素全是"1"。由此,(i)沿着该列方向(水平轴)的位置与(ii)沿着该列方向(垂直轴)的元素的总和的绝对值之间的关系是被线条L1表示的,该线条L1显示出了线性的单调增大。
在N=16的Hadamard矩阵中,第9列(即,第(2(4-1)+1)列)包括从第1行到第8行的"1"以及第9行到第16行的"-1"。由此,第9列所对应的上述关系是由线条L2表示的,这显示出线性的单调增大以及接下来的线性的单调减小,由此,形成了其底部长度为16且高度为8的三角山峰形状。
在N=16的Hadamard矩阵中,第5列(即第(24-1-24-2+1)列)包括:(i)从第1行到第4行的"1";(ii)从第5行到第8行的"-1";(iii)从第9行到第12行的"1";以及(iv)从第13行到第16行的"-1"。由此,第5列所对应的上述关系是由线条L3表示,该线条形成了两个三角山峰形状,每一个都具有底部长度8和高度4。此外,第13列(即第(24-1+24-2+1)列)包括:(i)从第1行到第4行的"1";(ii)从第5行到第8行的"-1";(iii)从第9行到第12行的"-1";以及(iv)从第13行到第16行的"1"。由此,第13列所对应的上述关系也被线条L3表示,该线条形成了两个三角山峰形状。
第3列、第7列、第11列和第15列都是由线条L4表示,该线条形成了四个三角山峰形状,每一个都具有底部长度4和高度2。第2列、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列、第14列和第16列都是由线条L5表示,该线条形成了八个三角山峰形状,每一个都具有底部长度2和高度1。
下面的描述假定了:在代码序列中沿着该列方向存在的元素的总和的上述绝对值具有一阈值Num,在该阈值之上相应的模拟积分器6(参见图1)就饱和了。在图12、13所示的示例中,Num=3,并且驱动线路的个数是13(M=13)。
如图13所示,在与线条L5相对应的任何列(即第2列、第4列、第6列、第8列、第10列、第12列、第14列和第16列)中或与线条L4相对应的任何列(即第3列、第7列、第11列和第15列)中,该绝对值并不超过该阈值Num=3。同时驱动M(=13)个驱动线路由此并不使与上述的列相对应的模拟积分器6饱和。
对应于线条L1的第1列超过了阈值Num=3。由此,在基于阈值Num=3进行驱动的过程中,第1列被划分,使得四组(每一组包括三个驱动线路)被从第1驱动线路按顺序地驱动,并且接下来驱动上述驱动线路DL13。这防止了模拟积分器6的饱和。
一般地讲,上述驱动被执行,使得[M/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路)被从第1驱动线路到第Num×[M/Num]驱动线路按顺序地驱动,并且与(M/Num)的余数相对应的驱动线路接下来被并行地驱动。在上面的描述中,[x]表示x的整数部分,这也适用于下面的描述。
对应于线条L2的第9列超过了阈值Num=3。对于与线条L2相对应的第9列而言,第2驱动线路到第13驱动线路首先根据代码序列中其各个相应的元素被并行地驱动,接下来,第1驱动线路被驱动。
一般来讲,上述驱动被执行,使得基于第(2n-1-(M-2n-1))行(=第(2n-M)行)的行上的驱动线路到第M行上的驱动线路首先被并行地驱动。接下来,[基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路)被从第1驱动线路到第(2n-1-(M-2n-1))行(=第(2n-M)行)上的驱动线路被按顺序地驱动。然后,除了(基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行/Num)组之外的驱动线路被并行地驱动。
在实施例5的示例中,其中n=4且M=13,第(2n-1-(M-2n-1))行=第3行。即使在第3驱动线路到第13驱动线路被并行地驱动的情况下,在上述代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和是+1,这比阈值Num=3小2。由此,即使在第2驱动线路到第13驱动线路被并行地驱动的情况下,在上述代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和是+2,这仍然小于阈值Num=3。这样,尽管第(2n-1-(M-2n-1))行就是第3行,但是在考虑到阈值Num的情况下第2行被选作基于第(2n-1-(M-2n-1))行(=第3行)的行,并且第2驱动线路到第13驱动线路由此被并行地驱动。
与线条L3相对应的第5列和第13列都超过了阈值Num=3。对于与线条L3相对应的第5列和第13列,第1驱动线路到第8驱动线路首先被并行地同时驱动。第10驱动线路到第13驱动线路接下来被驱动。第9驱动线路接下来被驱动。
一般来讲,第1驱动线路到第(2n-1)驱动线路首先被同时并行地驱动。接下来,在基于第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行的行上的驱动线路到在第M行上的驱动线路被并行地驱动。然后,[(基于((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))的行)-(2n-1+1)/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路)被从在第(2n-1+1)行上的驱动线路到在第((基于第(2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2))行的行)-1)的行上的驱动线路按顺序地驱动。接下来,除了((基于((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))的行)-(2n-1+1)/Num)组之外的驱动线路被并行地驱动。
在实施例5的示例中,其中n=4且M=13,第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行=第11行。即使在第11驱动线路到第13驱动线路被并行地驱动的情况下,在上述代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和是+1,这比阈值Num=3小2。由此,即使在第10驱动线路到第13驱动线路被并行地驱动的情况下,在上述代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和是+2,这仍然小于阈值Num=3。这样,尽管第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行就是第11行,但是在考虑到阈值Num的情况下第10行被选作基于第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行(=第11行)的行,并且第10驱动线路到第13驱动线路由此被并行地驱动。
下面的描述涉及在驱动线路的个数是12或更小(M≤12)的情况下如何驱动传感器面板2。下面的描述首先涉及8<M≤12这一情况:对于线条L1和线条L2中的每一个,驱动方法与上文针对线条L1或线条L2描述的相应一个完全相同。对于线条L3,第1行上的驱动线路到第(2n-1)行上的驱动线路首先被同时并行地驱动。接下来,[(M-(2n-1))/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路)被从在第((2n-1)+1)行上的驱动线路到在第(2n-1)+Num×[(M-(2n-1))/Num]行上的驱动线路被按顺序地驱动。然后,除了((M-(2n-1))/Num)个组之外的驱动线路被并行地驱动。
下面的描述现在涉及4<M≤8这一情况:对于线条L1,驱动方法与上文针对线条L1所描述的完全一样。对于线条L2,驱动方法也与上文针对线条L1所描述的完全一样。对于线条L3,驱动方法与上文针对M(驱动线路的个数)=13的情况下的线条L2所描述的完全一样。
下面的描述涉及M≤4这一情况:对于线条L1,驱动方法与上文针对线条L1所描述的完全一样。对于线条L2和线条L3中的每一个,驱动方法与上文针对线条L1所描述的完全一样。
下面的描述涉及在阈值Num=1且M(驱动线路的个数)=13的情况下如何驱动传感器面板2:对于线条L1、线条L2以及线条L3中的每一个,驱动方法与上文针对阈值Num=3的情况所描述的相应一个完全一样。对于线条L4,在第1行上的驱动线路到在第(2n-1+2n-2)行上的驱动线路首先被同时并行地驱动。接下来,从在第((2n-1+2n-2)+1)行上的驱动线路到在第(2n-1+2n-2)+Num×[(M-(2n-1+2n-2))/Num]行上的驱动线路,按顺序地驱动[(M-(2n-1+2n-2))/Num]个组,每一组包括NuM个驱动线路。然后,除了((M-(2n-1+2n-2))/Num)个组之外的驱动线路被并行地驱动。
与上文所描述的驱动方法相似的驱动方法可以简单地被用于2n维Hadamard矩阵(其中M<2n)的阶数增大到n>4的情况中。
即使在(i)上述代码序列中沿着上述列方向的位置与(ii)沿着上述列方向的相应元素的总和的绝对值之间的关系并不像图13所示那样,也有可能切换该代码序列的行以执行上述驱动方法,如果这种切换允许通过Sylvester方法创建2n维Hadamard矩阵(其中M<2n)以便满足图13所示的上述关系的话。
上面的实施例1到5描述了根据正交代码序列来驱动并行的驱动线路的示例。然而,本发明不限于此。或者,本发明可以根据基于M序列的代码序列来驱动多个驱动线路。
图14的(a)是解释了上述实施例的代码序列的图表,这些代码序列是基于M序列。基于M序列的代码序列d1=(d11,d12,...d1N),d2=(d21,d22,...d2N),...dM=(dM1,dM2,...dMN)(i)用于并行地驱动第一驱动线路到第M驱动线路,并且(ii)每一个都包括要么1要么-1的元素。基于M序列的代码序列d1,d2,...dM(假定它们是使M序列循环移位而得到的序列,每一个都具有长度N(=2n-1))满足由图14的(a)中的公式8所定义的条件。
M序列是一种二进制伪随机数序列类型,并且只包括两个数值即1和-1(或1和0)。M序列具有一循环,该循环具有由2n-1表示的长度。M序列具有长度=23-1=7,例如,"1,-1,-1,1,1,1,-1"。M序列具有长度=24-1=15,例如,"1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1"。
图14的(b)是示出了基于M序列的代码序列的具体示例的图表。图14的(b)示出了基于M序列的代码序列MCS,它们是13行×15列的代码序列。这些代码序列MCS包括第一行,该第一行是长度=15的M序列,即"1,-1,-1,-1,1,1,1,1,-1,1,-1,1,1,-1,-1"。这些代码序列MCS包括第二行,该第二行是通过使该M序列在该第一行上向左循环移位一个元素而得到的。这些代码序列MCS包括第三行,该第三行是通过使该M序列在该第二行上向左循环移位一个元素而得到的。这种循环移位按下面的代码序列继续。由此,这些代码序列MCS包括第k行,该第k行是通过使该M序列在第(k-1)行上向左循环移位一个元素而得到的(其中,2≤k≤13)。
(实施例6)
(包括触摸传感器***的电子设备)
图15是示出了包括触摸传感器***1的移动电话12的配置的功能框图。该移动电话(电子设备)12包括:CPU15;RAM17;ROM16;照相机21;麦克风18;扬声器19;操作键20;显示面板13;显示控制电路14;以及触摸传感器***1。上述组成部分是通过数据总线而互连的。
该CPU15控制移动电话12的操作。例如,CPU15执行存储于ROM16中的程序。操作键20接收移动电话12的用户的指令输入。RAM17按易失的方式存储由CPU15执行一程序而产生的数据或者用操作键20所输入的数据。ROM16按非易失的方式来存储数据。
ROM16是可写可擦的ROM(比如EPROM(可擦可编程只读存储器))以及闪存。该移动电话12可以进一步包括一接口(IF;图15中未示出),用于通过导线连接到另一个电子设备。
响应于用户对操作键20的操作,照相机21对一物体进行拍照。由此拍下的物体的图像数据被存储到RAM17或外部存储器(例如存储卡)中。麦克风18接收从用户输入的语音。移动电话12使该语音输入(模拟数据)数字化,并且可以将数字化的语音输入发送到一通信目标(比如另一个移动电话)。例如,扬声器19输出基于数据(比如RAM17中所存储的音乐数据)的声音。
触摸传感器***1包括传感器面板2以及集成电路3。该CPU15控制该触摸传感器***1的操作。例如,CPU15执行存储于ROM16中的程序。RAM17按易失的方式存储由CPU15执行一程序而产生的数据。ROM16按非易失的方式来存储数据。
如显示控制电路14所控制的那样,显示面板13显示存储于ROM16或RAM17中的图像。显示面板13要么被放置到传感器面板2上,要么包含传感器面板2。
本实施例的线性设备列数值估计方法较佳地可以被安排成使得上述代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M)包括要么+V要么-V的元素。
上述布置使得有可能通过对其施加电压+V或电压-V来驱动每一个驱动线路。
本实施例的电容检测方法较佳地可以被安排成使得步骤(B)包括:针对基于代码序列di的每一个并行的驱动,根据一代码执行加法或减法,该加法或减法对于第一和第二内积操作而言是必需的。
对于每一个并行的驱动,上述布置执行了内积操作。由此,与针对代码序列的长度所对应的N个并行驱动中的每一个执行内积操作的布置相比,该电容检测方法不仅(i)允许流水线处理并最终在很短的时间段内执行一操作,还(ii)减小执行一操作所必需的存储器的量。
该电容检测方法较佳地可以被安排成使得步骤(A)将来自第一电容列的输出sFirst输出到第一模拟积分器,并且将来自第二电容列的输出sSecond输出到第二模拟积分器;以及步骤(B)执行(I)通过使上述输出sFirst(这些输出已经被输出到第一模拟积分器)在AD转换器中经历AD转换而进行的第一内积操作;以及(II)通过使上述输出sSecond(这些输出已经被输出到第二模拟积分器)在AD转换器中经历AD转换而进行的第二内积操作。
上述布置为各个传感线路提供了并行的模拟积分器,由此,增大了检测位于矩阵中的所有电容的速度。
该电容检测方法较佳地可以被安排成使得步骤(A)首先将来自第一电容列的输出sFirst输出到一模拟积分器,并且将来自第二电容列的输出sSecond输出到该模拟积分器;以及步骤(B)执行(I)通过使上述输出sFirst(这些输出已经被输出到该模拟积分器)在AD转换器中经历AD转换而进行的第一内积操作以及(II)通过使上述输出sSecond(这些输出已经被输出到该模拟积分器)在AD转换器中经历AD转换而进行的第二内积操作。
上述布置允许单个模拟积分器执行上述估计,由此使得有可能使用更简单的配置来检测上述电容。
该电容检测方法较佳地可以被安排成使得步骤(A)将来自第一电容列的输出sFirst输出到第一模拟积分器,并且将来自第二电容列的输出sSecond输出到第二模拟积分器;以及步骤(B)执行(I)通过使上述输出sFirst(这些输出已经被输出到第一模拟积分器)在第一AD转换器中经历AD转换而进行的第一内积操作以及(II)通过使上述输出sSecond(这些输出已经被输出到第二模拟积分器)在第二AD转换器中经历AD转换而进行的第二内积操作。
上述布置为各个传感线路提供了并行的模拟积分器和AD转换器,由此,进一步增大了检测位于矩阵中的所有电容的速度。
本实施例的电容检测方法较佳地可以被安排成使得:步骤(B)(a)基于(I)通过从输出sFirst中减去存储于存储器中的第一偏移输出而获得的结果与(II)上述代码序列di的第三内积操作,估计第一电容数值;以及(b)基于(I)通过从输出sSecond中减去存储于存储器中的第二偏移输出而获得的结果与(II)上述代码序列di的第四内积操作,估计第二电容数值。
上述布置使得有可能消除由模拟积分器所导致的偏移。
本实施例的电容检测方法较佳地可以被安排成使得:步骤(C)多次重复(a)和(b)操作,(a)操作是在上述模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时,以第一电压驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)操作是从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出;以及(II)对所读出的多组第一和第二偏移输出取平均,然后,将取平均的结果存储到存储器中。
上述布置有可能在减小由模拟积分器所导致的偏移中所包含的噪声成分之后将偏移输出存储到存储器中。
本实施例的电容检测方法较佳地可以被安排成使得:步骤(B)(a)基于(I)通过上述输出sFirst的AD转换而获得的第一数字数值与(II)上述代码序列di的第三内积操作,估计第一电容数值,以及(b)基于(I)通过上述输出sSecond的AD转换而获得的第二数字数值与(II)上述代码序列di的第四内积操作,估计第二电容数值;以及步骤(B)根据上述代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和的绝对值,切换第一和第二数字数值中的每一个的权重。
上述布置有可能使在从模拟积分器到内积计算部分的路径上所获得的增益对于基于上述代码序列的每一个驱动都恒定。
本实施例的电容检测方法较佳地可以被安排成使得:具有在上述第一代码序列中沿着列方向存在的相应元素的总和的绝对值(该绝对值超过模拟积分器的饱和所对应的阈值Num)的列对应于2n维Hadamard矩阵的第1列、(2n-1+1)列、(2n-1+2n-2+1)列和(2n-1-2n-2+1)列中的至少一个。
上述布置使得有可能使用简单的算法在基于2n维(其中,M<2n)Hadamard矩阵的驱动过程中防止模拟积分器的饱和。
本实施例的电容检测方法较佳地可以被安排成使得:其中,[x]表示x的整数部分,在2n维Hadamard矩阵的第一列超过上述阈值Num的情况下,步骤(A)(a)首先从第一驱动线路到第Num×[M/Num]驱动线路按顺序地驱动[M/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路),(b)然后驱动与(M/Num)的余数相对应的并行的驱动线路;在Hadamard矩阵的第(2n-1+1)列超过上述阈值Num的情况下,步骤(A)首先(a)并行地驱动在基于第(2n-1-(M-2n-1))行的行上的驱动线路到在第M行上的驱动线路,其次(b)从在第一行上的驱动线路到在基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行上的驱动线路按顺序地驱动[基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路),并且第三(c)并行地驱动(基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行/Num)的余数所对应的驱动线路;以及在Hadamard矩阵的(2n-1+2n-2+1)列超过上述阈值Num的情况下,步骤(A)首先(a)同时并行地驱动在第一行上的驱动线路到在第(2n-1)行上的驱动线路,其次(b)并行地驱动在基于第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行的行上的驱动线路到在第M行上的驱动线路,第三(c)从在第(2n-1+1)行上的驱动线路到在基于第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行的行上的驱动线路按顺序地驱动[(基于((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))的行)-(2n-1+1)/Num]个组(每一组包括NuM个驱动线路),以及第四(d)并行地驱动[(基于((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))的行)-(2n-1+1)/Num]个组的余数所对应的驱动线路。
上述布置使得有可能使用简单的算法在基于2n维(其中,M<2n)Hadamard矩阵的驱动过程中防止模拟积分器的饱和。
本实施例的电容检测方法较佳地可以进一步包括如下步骤:通过切换多个行,创建基于Hadamard矩阵的第二代码序列,其中,步骤(A)基于第二代码序列并行地驱动上述M个驱动线路。
本发明不限于以上实施例的描述,而在权利要求范围内可被本领域普通技术人员改变。基于在不同实施例中公开的技术方法的正确组合的实施例包含在本发明的技术范围中。
工业实用性
本发明可应用于一种用于估计或检测按矩阵配置的线性***中的系数、设备数值或电容的方法。本发明还可应用于一种集成电路、触摸传感器***以及电子设备,它们都是根据上述方法操作的。本发明也可应用于指纹检测***。
参考标号列表
1 触摸传感器***
2 传感器面板
3 集成电路
4 驱动部分
5 估计部分
6,6A 模拟积分器
7 开关
8 AD转换器
9 内积计算部分
10 RAM
11 应用处理部分
12 移动电话
13 显示面板
14 显示控制电路
15 CPU
16 ROM
17 RAM
18 麦克风
19 扬声器
20 操作键
21 照相机
Claims (30)
1.一种线性***系数估计方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),向一***输入M个输入Xk(k=1,...,M),这些代码序列彼此正交且每一个都具有长度N,该***具有线性输入和输出并且有M个输入Xk(k=1,...,M)要被输入到该***,该***被下式表示:
以及(b)输出N个输出s=(s1,s2,...,sN)=(F(d11,d21,...,dM1),F(d12,d22,...,dM2),...,F(d1N,d2N,...,dMN));以及
(B)基于所述输出s和代码序列di的内积操作,估计与第k个输入xk相对应的系数Ck。
2.一种线性***系数估计方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),将M个输入Xk(k=1,...,M)输入到第一***和第二***中的每一个,这两个***每个都具有线性输入和输出并且有M个输入Xk(k=1,...,M)要被输入到这两个***,这些代码序列彼此正交且每一个都具有长度N,该第一和第二***被下式表示:
和(b)从该第一***中输出N个输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)=(F1(d11,d21,...,dM1),F1(d12,d22,...,dM2),...,F1(d1N,d2N,...,dMN))并且从该第二***中输出N个输出sSecond=(s21,s22,...,s2N)=(F2(d11,d21,...,dM1),F2(d12,d22,...,dM2),...,F2(d1N,d2N,...,dMN));以及
(B)(a)基于所述输出sFirst和代码序列di的第一内积操作来估计该第一***的系数C1k,该系数C1k对应于第k1个输入Xk,和(b)基于所述输出sSecond和代码序列di的第二内积操作来估计该第二***的系数C2k,该系数C2k对应于第k2个输入Xk。
3.一种线性设备列数值估计方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于M个代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一线性设备列C1i(i=1,...,M)和(II)第二线性设备列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且每一个都具有长度N,该第一线性设备列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二线性设备列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,并且由此(b)从该第一线性设备列中输出N个输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二线性设备列中输出N个输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一线性设备列中的第一线性设备数值,该第一线性设备数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二线性设备列中的第二线性设备数值,该第二线性设备数值对应于第k2个驱动线路。
4.如权利要求3所述的线性设备列数值估计方法,
其中:
所述代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M)包括多个元素,每个元素要么为+V要么为-V。
5.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列C1i(i=1,...,M)和(II)第二电容列C2i(i=1,...,M)中的每一个,驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对所述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。
6.如权利要求5所述的电容检测方法,
其中:
步骤(B)包括:针对基于代码序列di的每一个并行的驱动,根据一代码执行加法或减法,该加法或减法对于第一和第二内积操作而言是必需的。
7.如权利要求5所述的电容检测方法,
其中:
步骤(A)将来自第一电容列的输出sFirst输出到第一模拟积分器,并且将来自第二电容列的输出sSecond输出到第二模拟积分器;以及
步骤(B)(I)通过使已经被输出到该第一模拟积分器的所述输出sFirst在AD转换器中经历AD转换而执行第一内积操作以及(II)通过使已经被输出到该第二模拟积分器的所述输出sSecond在AD转换器中经历AD转换而执行第二内积操作。
8.如权利要求5所述的电容检测方法,
其中:
步骤(A)首先将来自第一电容列的输出sFirst输出到一模拟积分器并且将来自第二电容列的输出sSecond输出到该模拟积分器;以及
步骤(B)(I)通过使已经被输出到该模拟积分器的所述输出sFirst在AD转换器中经历AD转换而执行第一内积操作以及(II)通过使已经被输出到该模拟积分器的所述输出sSecond在AD转换器中经历AD转换而执行第二内积操作。
9.如权利要求5所述的电容检测方法,
其中:
步骤(A)将来自第一电容列的输出sFirst输出到第一模拟积分器并且将来自第二电容列的输出sSecond输出到第二模拟积分器;以及
步骤(B)(I)通过使已经被输出到第一模拟积分器的所述输出sFirst在第一AD转换器中经历AD转换而执行第一内积操作以及(II)通过使已经被输出到第二模拟积分器的所述输出sSecond在第二AD转换器中经历AD转换而执行第二内积操作。
10.一种集成电路,包括:
驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列C1i(i=1,...,M)和(II)第二电容列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对所述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
估计部分,该估计部分(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。
11.一种触摸传感器***,包括:
传感器面板,该传感器面板包括(I)形成于M个驱动线路和第一传感线路之间的第一电容列C1i(i=1,...,M)以及(II)形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间的第二电容列C2i(i=1,...,M);以及
用于控制所述传感器面板的集成电路,
所述集成电路包括:
驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列C1i(i=1,...,M)和(II)第二电容列C2i(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,使得针对所述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述代码序列中-1的元素施加一电压-V,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,由此(b)从该第一电容列中输出了输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且从该第二电容列中输出了输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
估计部分,该估计部分(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路。
12.一种电子设备,包括:
如权利要求11所述的触摸传感器***;以及
显示器面板,要么被放在所述触摸传感器***中所包括的传感器面板上,要么包含所述传感器面板。
13.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
步骤(A)在所述模拟积分器被重置时以由电压Vref表示的第一电压驱动M个驱动线路,并且在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以(i)所述代码序列中+1的元素所对应的由电压(Vref+V)表示的第二电压以及(ii)所述代码序列中-1的元素所对应的由电压(Vref-V)表示的第三电压来驱动M个驱动线路。
14.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
对于所述代码序列中+1的元素,步骤(A)(i)在所述模拟积分器被重置时以第一电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第二电压来驱动驱动线路,对于所述代码序列中-1的元素,步骤(A)(i)在所述模拟积分器被重置时以第二电压以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压来驱动驱动线路。
15.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
在步骤(A)之前,所述电容检测方法还包括如下步骤:
(C)(a)在所述模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时,以第一电压驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(c)将第一偏移输出和第二偏移输出存储到存储器中。
16.如权利要求15所述的电容检测方法,
其中:
步骤(B)(a)基于(I)通过从所述输出sFirst中减去存储于存储器中的第一偏移输出而获得的结果与(II)所述代码序列di的第三内积操作,估计第一电容数值,并且(b)基于(I)通过从所述输出sSecond中减去存储于存储器中的第二偏移输出而获得的结果与(II)所述代码序列di的第四内积操作,估计第二电容数值。
17.如权利要求15所述的电容检测方法,
其中:
步骤(C)(I)多次重复下列(a)和(b)操作,(a)操作是在所述模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以所述第一电压驱动驱动线路从而使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)操作是从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(II)对所读出的多组第一和第二偏移输出取平均,然后,将取平均的结果存储到存储器中。
18.一种集成电路,包括:
驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
估计部分,该估计部分(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
针对所述代码序列中+1的元素,该驱动部分(i)在所述模拟积分器被重置时以第一电压驱动驱动线路以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第二电压驱动驱动线路,针对所述代码序列中-1的元素,该驱动部分(i)在所述模拟积分器被重置时以第二电压驱动驱动线路以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压驱动驱动线路。
19.一种集成电路,包括:
驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
估计部分,该估计部分(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
在将来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond输出给所述模拟积分器之前,该驱动部分(a)在该模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(c)将第一偏移输出和第二偏移输出存储到存储器中。
20.一种触摸传感器***,包括:
传感器面板,该传感器面板包括(I)形成于M个驱动线路和第一传感线路之间的第一电容列Ci1(i=1,...,M)以及(II)形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间的第二电容列Ci2(i=1,...,M);以及
用于控制所述传感器面板的集成电路,
所述集成电路包括:
驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
估计部分,该估计部分(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
对于所述代码序列中+1的元素,该驱动部分(i)在所述模拟积分器被重置时以第一电压驱动驱动线路以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第二电压驱动驱动线路,针对所述代码序列中-1的元素,该驱动部分(i)在所述模拟积分器被重置时以第二电压驱动驱动线路以及(ii)在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压驱动驱动线路。
21.一种触摸传感器***,包括:
传感器面板,该传感器面板包括(I)形成于M个驱动线路和第一传感线路之间的第一电容列Ci1(i=1,...,M)以及(II)形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间的第二电容列Ci2(i=1,...,M);以及
用于控制所述传感器面板的集成电路,
所述集成电路包括:
驱动部分,该驱动部分(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
估计部分,该估计部分(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
在将来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond输出给所述模拟积分器之前,该驱动部分(a)在该模拟积分器被重置时以及在来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被采样时以第一电压驱动驱动线路,使得来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond被输出给该模拟积分器,(b)从该模拟积分器中读出来自第一和第二电容列的输出sFirst和sSecond分别作为第一偏移输出和第二偏移输出,并且(c)将第一偏移输出和第二偏移输出存储到存储器中。
22.一种电子设备,包括:
如权利要求20或21所述的触摸传感器***;以及
显示器面板,要么被放在所述触摸传感器***中所包括的传感器面板上,要么包含所述传感器面板。
23.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对所述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
为了防止该模拟积分器的饱和,步骤(A)根据所述代码序列中沿着列方向存在的相应元素的总和的绝对值来切换该模拟积分器的增益。
24.如权利要求23所述的电容检测方法,
其中:
步骤(B)(a)基于(I)通过所述输出sFirst的AD转换而获得的第一数字数值与(II)所述代码序列di的第三内积操作,估计第一电容数值,以及(b)基于(I)通过所述输出sSecond的AD转换而获得的第二数字数值与(II)所述代码序列di的第四内积操作,估计第二电容数值;以及
步骤(B)根据所述代码序列中沿着该列方向存在的相应元素的总和的绝对值,切换第一和第二数字数值中的每一个的权重。
25.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有长度N,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对所述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)并且来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
为了防止该模拟积分器的饱和,步骤(A)根据所述代码序列中沿着列方向存在的相应元素的总和的绝对值,将代码序列的一列划分成多个列以便将M个驱动线路的驱动划分成多个驱动。
26.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的(M=2n)个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有代码长度N=M,这些代码序列di对应于由Sylvester方法所创建的2n维Hadamard矩阵的各个行,该第一电容列形成于这(M=2n)个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这(M=2n)个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对所述代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);
(B)(a)基于所述输出sFirst与代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
为了防止该模拟积分器的饱和,步骤(A)将代码序列的第一列划分成多个列以便将代码序列的第一列的驱动划分成多个驱动。
27.一种电容检测方法,包括如下步骤:
(A)(a)基于第一代码序列di(=di1,di2,...,diN,其中i=1,...,M),针对(I)第一电容列Ci1(i=1,...,M)和(II)第二电容列Ci2(i=1,...,M)中的每一个来驱动并行的M个驱动线路,这些代码序列彼此正交且包括要么+1要么-1的元素且每一个都具有代码长度N>M,这些第一代码序列di对应于由Sylvester方法所创建的2n维(其中,M<2n)Hadamard矩阵的各个行,该第一电容列形成于这M个驱动线路和第一传感线路之间,该第二电容列形成于这M个驱动线路和第二传感线路之间,使得针对所述第一代码序列中+1的元素施加一电压+V并且针对所述第一代码序列中-1的元素施加一电压-V,由此(b)向一模拟积分器输出了来自该第一电容列的输出sFirst=(s11,s12,...,s1N)以及来自该第二电容列的输出sSecond=(s21,s22,...,s2N);以及
(B)(a)基于所述输出sFirst与所述第一代码序列di的第一内积操作,估计该第一电容列中的第一电容数值,该第一电容数值对应于第k1个驱动线路,并且(b)基于所述输出sSecond与所述第一代码序列di的第二内积操作,估计该第二电容列中的第二电容数值,该第二电容数值对应于第k2个驱动线路,
步骤(A)将所述第一代码序列的特定的一列划分成多个列,该特定的一列具有在所述第一代码序列中沿着列方向存在的相应元素的总和的绝对值且该绝对值超过该模拟积分器的饱和所对应的阈值Num,以便将该特定的一列的驱动划分成多个驱动。
28.如权利要求27所述的电容检测方法,
其中:
该特定的一列对应于该2n维Hadamard矩阵的第一列、第(2n-1+1)列、第(2n-1+2n-2+1)列以及第(2n-1-2n-2+1)列中的至少一个。
29.如权利要求28所述的电容检测方法,
其中:
其中,[x]表示x的整数部分,
在该2n维Hadamard矩阵的第一列超过所述阈值Num的情况下,步骤(A)(a)首先从第一驱动线路到第Num×[M/Num]驱动线路按顺序地驱动[M/Num]个组,每一组包括NuM个驱动线路,然后(b)并行地驱动与(M/Num)的余数相对应的驱动线路;
在Hadamard矩阵的第(2n-1+1)列超过所述阈值Num的情况下,步骤(A)首先(a)并行地驱动在基于第(2n-1-(M-2n-1))行的行上的驱动线路到在第M行上的驱动线路,其次(b)从在第一行上的驱动线路到在基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行上的驱动线路按顺序地驱动[基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行/Num]个组,每一组包括NuM个驱动线路,并且第三(c)并行地驱动(基于第(2n-1-(M-2n-1)-1)行的行/Num)的余数所对应的驱动线路;以及
在Hadamard矩阵的第(2n-1+2n-2+1)列超过所述阈值Num的情况下,步骤(A)首先(a)同时并行地驱动在第一行上的驱动线路到在第(2n-1)行上的驱动线路,其次(b)并行地驱动在基于第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行的行上的驱动线路到在第M行上的驱动线路,第三(c)从在第(2n-1+1)行上的驱动线路到在基于第((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))行的行上的驱动线路按顺序地驱动[(基于((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))的行)-(2n-1+1)/Num]个组,每一组包括NuM个驱动线路,以及第四(d)并行地驱动((基于((2n-1+2n-2)-(M-(2n-1+2n-2)))的行)-(2n-1+1)/Num)的余数所对应的驱动线路。
30.如权利要求27所述的电容检测方法,还包括以下步骤:
通过切换多个行,创建基于Hadamard矩阵的第二代码序列,
其中:
步骤(A)基于所述第二代码序列并行地驱动所述M个驱动线路。
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