频分调制触摸系统中的信号检测技术方案

频分调制触摸检测器具有：布置为使得行导体的路径与列导体的路径相交的行导体和列导体；以及与每行相关联的信号发射器，该信号发射器被适配为将具有特定频率和初始相位的信号发射到每个行导体上；以及与每列相关联的接收器，该接收器接收存在于列导体上的信号。信号处理器被适配为确定在经接收的信号中发现的发送的信号中的每一个信号的同相分量和正交分量，并且将表示在它们的初始相位处的发送的频率的向量投影到相应的同相分量和正交分量上，以便确定每列上的每个经发射的信号的测量，并且创建反映那些测量的热图，该热图因此包含反映触摸的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】频分调制触摸系统中的信号检测
所公开的系统和方法总的来说涉及用户输入领域，且更具体地涉及频分调制触摸系统中的改进的信号检测。附图说明从以下对附图中所示的各实施例的更为具体的描述中，本公开的前述的及其他目标、特征，和优点将变得显而易见，在附图中，各个图中的附图标记表示相同部分。附图不一定按比例绘制，而是着重于描绘所公开实施例的原理。图1提供了示出低等待时间触摸传感器设备的实施例的高级方框图。图2示出展示场平坦化过程的方框图。图3示出同相和正交表示与振幅和相位表示之间的关系。图4示出被噪声和干扰所破坏的信号图5示出将总噪声分成平行于和垂直于未遭破坏的信号的分量。具体实施方式本申请涉及申请号为14/046,819的2013年10月4日提交的题为“HybridSystemsAndMethodsForLow-LatencyUserInputProcessingAndFeedback(用于低等待时间用户输入处理和反馈的混合式系统和方法)”的美国专利申请、申请号为13/841,436的2013年3月15日提交的题为“Low-LatencyTouchSensitiveDevice(低等待时间触摸敏感设备)”的美国专利申请、申请号为61/798,948的2013年3月15日提交的题为“FastMulti-TouchStylus(快速多触摸笔)”的美国专利申请、申请号为61/799,035的2013年3月15日提交的题为“FastMulti-TouchSensorWithUser-IdentificationTechniques(具有用户识别技术的快速多触摸传感器)”的美国专利申请、申请号为61/798,828的2013年3月15日提交的题为“FastMulti-TouchNoiseReduction(快速多触摸减噪)”的美国专利申请、申请号为61/798,708的2013年3月15日提交的题为“ActiveOpticalStylus(有源光笔)”的美国专利申请、申请号为61/710,256的2012年10月5日提交题为“HybridSystemsAndMethodsForLow-LatencyUserInputProcessingAndFeedback(用于低等待时间用户输入处理和反馈的混合式系统和方法)”的美国专利申请、申请号为61/845,892的2013年7月12日提交的题为“FastMulti-TouchPostProcessing(快速多触摸后处理)”的美国专利申请、申请号为61/845,879的2013年7月12日提交的题为“ReducingControlResponseLatencyWithDefinedCross-ControlBehavior(用定义的交叉控制行为减少控制响应等待时间)”的美国专利申请、申请号为61/879,245的2013年9月18日提交的题为“SystemsAndMethodsForProvidingResponseToUserInputUsingInformationAboutStateChangesAndPredictingFutureUserInput(使用关于状态改变为用户输入提供响应并预测未来用户输入的系统和方法)”的美国专利申请、申请号为61/880,887的2013年9月21日提交的题为“SystemsAndMethodsForProvidingResponseToUserInputUsingInformationAboutStateChangesAndPredictingFutureUserInput(使用关于状态改变为用户输入提供响应并预测未来用户输入的系统和方法)”的美国专利申请、申请号为14/046,823的2013年10月4日提交的题为“HybridSystemsAndMethodsForLow-LatencyUserInputProcessingAndFeedback(用于低等待时间用户处理和反馈的混合式系统和方法)”的美国专利申请、申请号为14/069,609的2013年11月1日提交的题为“FastMulti-TouchPostProcessing(快速多触摸后处理)”的美国专利申请、申请号为61/887,615的2013年10月7日提交的题为“TouchAndStylusLatencyTestingApparatus(触摸和笔等待时间测试装置)”的美国专利申请中公开的诸如快速多触摸传感器的用户接口和其它接口。那些申请的完整公开内容通过引用并入本文中。贯穿本公开，可以使用术语“触摸(touch、touches)”、“接触(contact、contacts)”或其他描述语来描述由传感器检测到用户的手指、指示笔、物体或身体部位的事件或时间段。在一些实施例中，仅当用户与传感器或传感器包括在其中的设备物理地接触时，这些检测才发生。在其他实施例中，可以调谐传感器以允许检测悬停(hover)在触摸表面上方的一距离或以其他方式与触摸敏感设备分离的“触摸”或“接触”。因此，在本说明书中使用暗示对感测的物理接触的依赖性的语言不应该意味着所描述的技术仅应用于那些实施例；事实上，几乎全部的(若不是全部的话)本申请描述的内容将同等地应用于“触摸”和“悬停”传感器。更一般地，如本文中使用的，术语“触摸”指代可以由本文中公开的传感器的类型检测的动作，因此，如本文中使用的术语“悬停”仅仅是在本文中旨在“触摸”意义上的一种“触摸”。其他类型的传感器可用于与本文公开的实施例联结，包括：相机、近距离传感器、光学传感器、转弯速率传感器、陀螺仪、磁力计、热学传感器、压力传感器、力传感器、电容性触摸传感器、功率管理集成电路读取、键盘、鼠标、运动传感器等等。当前公开的系统和方法提供了用于设计、制造以及使用电容性触摸传感器的系统和方法，并且具体地提供了采用基于正交信号的复用方案的电容性触摸传感器，所述复用方案诸如但不限于：频分复用(FDM)、码分复用(CDM)、或者结合了FDM和CDM方法的混合调制技术。本文中对频率的引用也可以指代为其他正交信号基础。由此，本申请通过引用纳入申请者的申请号为13/841,436的2013年3月15日提交的题为“Low-LatencyTouchSensitiveDevice(低等待时间触摸敏感设备)”的在先美国专利申请和申请号为14/069,609的2013年11月1日提交的题为“FastMulti-TouchPostProcessing(快速触摸后处理)”的在先美国专利申请。这些申请考虑了电容性FDM、CDM或FD/CDM混合触摸传感器，所述电容性FDM、CDM或FD/CDM混合触摸传感器可以结合当前公开的传感器使用。在这种传感器中，当来自行的信号耦合(增加)或解耦合(减少)到列并且结果在该列上被接收时，触摸可以被感测。本公开将首先描述快速多触摸传感器的操作，本系统和方法可以应用于所述快速多触摸传感器以用于设计、制造和使用。接着在下文标题“信号检测”下将进一步描述当前公开的频分调制触摸系统和方法的细节。如本申请中使用的，词语“触摸事件”和词“触摸”当被用作名词时包括近触摸和近触摸事件，或者可使用传感器来识别的任何其它手势。根据实施例，触摸事件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与由导电材料的行和列的矩阵组成的触摸表面相连接的频分调制触摸检测器，所述触摸检测器包括：信号发射器，所述信号发射器适配为将多个原始信号中的唯一的一个原始信号发射至所述行的每个行上，所述多个原始信号中的每一个原始信号具有各自的初始相位，并且所述原始信号中的每一个原始信号与其他的原始信号中的每一个原始信号是频率正交的；接收器，所述接收器与所述列中的每一列相关联，以便接收存在于所述列上的列信号；以及信号处理器，所述信号处理器适配为：(i)从所述接收到的列信号确定同相分量和正交分量，所述同相分量和所述正交分量表示存在于所述列信号上的所述多个原始信号中的每一个原始信号的电平；以及(ii)将表示在每个原始信号对应的各自相位处的每个原始信号的向量分别地投影至所述经确定的同相分量和正交分量，以便创建反映触摸数据的矩阵。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.13 US 62/336,150;2016.06.30 US 15/199,3951.一种用于与由导电材料的行和列的矩阵组成的触摸表面相连接的频分调制触摸检测器，所述触摸检测器包括：信号发射器，所述信号发射器适配为将多个原始信号中的唯一的一个原始信号发射至所述行的每个行上，所述多个原始信号中的每一个原始信号具有各自的初始相位，并且所述原始信号中的每一个原始信号与其他的原始信号中的每一个原始信号是频率正交的；接收器，所述接收器与所述列中的每一列相关联，以便接收存在于所述列上的列信号；以及信号处理器，所述信号处理器适配为：(i)从所述接收到的列信号确定同相分量和正交分量，所述同相分量和所述正交分量表示存在于所述列信号上的所述多个原始信号中的每一个原始信号的电平；以及(ii)将表示在每个原始信号对应的各自相位处的每个原始信号的向量分别地投影至所述经确定的同相分量和正交分量，以便创建反映触摸数据的矩阵。2.如权利要求1所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述信号处理器和所述接收器是同一部件的一部分。3.如权利要求1所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述信号处理器和所述接收器不是同一部件的一部分。4.如权利要求1所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述多个原始信号中的一个原始信号的所述相应的初始相位与所述多个原始信号中的另一个原始信号的相应的初始相位不同。5.如权利要求4所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述多个原始信号中的一个原始信号的所述相应的初始相位与所述多个原始信号中的又另一个原始信号的相应的初始相位相同。6.如权利要求1所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述多个原始信号中的一个原始信号的所述相应的初始相位与所述多个原始信号中的另一个原始信号的相应的初始相位相同。7.一种频分调制触摸检测器，包括：第一行导体和第二行导体、以及列导体，所述第一行导体和所述第二行导体、以及所述列导体被布置使得所述第一行导体和所述第二行导体的路径与所述列导体的路径相交；第一信号发射器和第二信号发射器，所述第一信号发射器和所述第二信号发射器分别适配为将具有在第一相位处的第一频率的第一信发射到所述第一行导体上的号，并且将具有在第二相位处的第二频率的第二发射信号到所述第二行导体上，所述第一信号和所述第二信号中的每一个信号相互正交；接收器，所述接收器与所述列导体相关联，以便接收存在于所述列导体上的信号；信号处理器，所述信号处理器适配为：确定所述接收到的信号中的所述第一频率和所述第二频率的同相分量和正交分量；将表示所述第一相位处的所述第一频率的向量投影到存在于所述列导体上的所述第一频率的所述同相分量和所述正交分量上，以便确定第一测量；将表示所述第二相位处的所述第二频率的向量投影到存在于所述列导体上的所述第二频率的所述同相分量和所述正交分量上，以便确定第二测量；以及使用所述第一测量和所述第二测量来创建反映触摸数据的矩阵。8.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述信号处理器和所述接收器是同一部件的一部分。9.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述信号处理器和所述接收器不是同一部件的一部分。10.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述第一测量和所述第二测量中的至少一个测量是功率的测量。11.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述第一测量和所述第二测量中的至少一个测量是振幅的测量。12.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述第一测量和所述第二测量中的至少一个测量与振幅的测量成比例。13.如权利要求7所述的频分调节触摸检测器，其特征在于，所述信号处理器包括一个或多个信号处理器单元，所述一个或多个信号处理器单元中的每一个信号处理器单元适配为执行以下操作中的至少一个操作：确定所述接收到的信号中的所述第一频率和所述第二频率的同相分量和正交分量；将表示所述第一相位处的所述第一频率的向量投影到存在于所述列导体上的所述第一频率的所述同相分量和所述正交分量上，以便确定第一测量；将表示所述第二相位处的所述第二频率的向量投影到存在于所述列导体上的所述第二频率的所述同相分量和所述正交分量上，以便确定第二测量；使用所述第一测量和所述第二测量来创建反映触摸数据的矩阵；以及所述一个或多个信号处理器单元中的所有信号处理器共同地执行所述操作中的所有操作。14.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述第一测量和所述第二测量中的至少一个测量是功率的测量。15.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述第一测量和所述第二测量中的至少一个测量是振幅的测量。16.如权利要求7所述的频分调制触摸检测器，其特征在于，所述第一测量和所述第二测量中的至少一个测量与振幅的测量成比例。17.一种触摸检测器，包括：第一行导体和第一列导体，所述第一行导体和所述第一列导体被布置使得所述第一行导体的路径与所述第一列导体的路径相交；信号发射器，所述信号发射器适配为将具有在第一相位处的第一频率第一信号发射到所述第一行导体上；接收器，所述接收器与所述第一列导体相关联，以便接收存在于所述第一列导体上的信号；信号处理器，所述信号处理器适配为：确定在所述第一列导体上接收到的所述信号中的所述第一频率的同相分量和正交分量；以及将表示所述第一相位处的所述第一频率的向量投影到在所述第一列导体上接收到的所述信号中的所述第一频率的所述同相分量和所述正交分量上，以便确定与触摸相关的测量。18.如权利要求17所述的触摸检测器，其特征在于，与触摸相关的所述测量是功率的测量。19.如权利要求17所述的触摸检测器，其特征在于，与触摸相关的所述测量是振幅的测量。20.如权利要求17所述的触摸检测器，其特征在于，与触摸相关的所述测量与振幅的测量成比例。21.如权利要求17所述的触摸检测器，其特征在于，所述信号处理器包括一个或多个信号处理器单元，所述一个或多个信号处理器单元中的每一个信号处理器单元适配为执行以下操作中的至少一个操作：确定所述接收到的信号中的所述第一频率的同相分量和正交分量；以及将表示所述第一相位处的所述第一频率的向量投影到存在于所述第一列导体上的所述第一频率的所述同相分量和所述正交分量上，以便确定与触摸相关的测量；以及所述一个或多个信号处理器单元中所有的信号处理器单元共同地执行所述操作中的所有操作。22.如权利要求21所述的触摸检测器，其特征在于，所述测量是功率的测量。23.如权利要求21所述的触摸检测器，其特征在于，所述测量是振幅的测量。24.如权利要求21所述的触摸检测器，其特征在于，所述测量与振幅的测量成比例。25.如权利要求17所述的触摸检测器，其特征在于，进一步包括：至少一个附加的行导体，所述至少一个附加的行导体被布置使得所述至少一个附加的行导体的路径与所述第一列导体的路径相交。26.如权利要求25所述的触摸检测器，其特征在于，所述至少一个附加的行导体是多个附加的行导体，并且布置所述多个附加的行导体中的每一个行导体从而使得所述多个附加的行导体中的每一个行导体的路径与第一列导体的路径相交。27.如权利要求25所述的触摸检测器，其特征在于，存在至少一个附加的列导体，所述至少一个附加的列导体被布置使得所述至少一个附加的列导体的路径与所述第一行导体的路径和所述至少一个附加的行导体的路径相交。28.如权利要求25所述的触摸检测器，其特征在于，所述信号发射器进一步适配为，分别发射将具有在至少一个附加的相位处的至少一个附加的频率的至少一个附加的信号发射到所述至少一个附加的行导体上，从而使得所述信号发射器发射多个唯一的正交信号，所述唯一的正交信号中的每一个唯一的正交信号正交于其他的唯一正交信号中的每一个。29.如权利要求17所述的触摸检测器，其特征在于，进一步包括：至少一个附加的列导体，所述至少一个附加的列导体被布置使得所述至少一个附加的列导体的路径与所述第一行导体的路径相交。30.如权利要求29所述的触摸检测器，其特征在于：所述接收器进一步与所述至少一个附加的列导体相关联，以便接收存在于所述至少一个附加的列导体上的信号；以及所述信号处理器进一步适配为：确定在所述至少一个附加的列导体上接收到的所述信号中的所述第一频率的同相分量和正交分量；将表示所述第一相位处的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·L·利，
申请(专利权)人：触觉实验室股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US