电容式触摸屏校准

技术领域

本公开总体上涉及一种电子系统和方法，并且在特定实施例中，涉及电容式触摸屏校准。

背景技术

触摸屏通常用作电子设备(诸如平板电脑、智能电话和计算机)的接口机制。触摸屏将提供输出的显示器与捕获输入的触摸面板结合在一起。触摸面板可以例如实现为电阻式触摸面板或电容式触摸面板。

电容型触摸屏使用电容传感器来检测触摸。例如，电容型触摸屏可以包括电容传感器阵列，其中，电容传感器的电容根据导电物体(诸如手指或手写笔)与电容传感器的接近程度而变化。可以例如通过识别显示电容变化的电容器的位置来确定电容型触摸屏中触摸的位置。

作为示例，基于相互电容感测的电容型触摸屏可以包括具有多行和多列的感测网格。触摸控制器可以以已知方式驱动栅格的每一行，并且通过感测栅格的列来确定电容的变化。例如，可以由电压的变化来确定电容的变化，例如，如由触摸控制器的模数转换器(ADC)报告的。因此，触摸屏网格可以在任何给定时间具有与网格的每个触摸单元相关联的ADC代码Code

图1示出了示出在电容型触摸屏的网格的给定触摸单元处的示例性触摸检测的曲线图。如曲线102所示，对于给定触摸单元，监控由ADC报告为ADC代码Code

发明内容

根据一个实施例，一种方法，包括执行触摸屏的第一触摸单元的校准，其中，执行校准包括：接收与第一触摸单元相关联的第一代码；接收与第一触摸单元相关联的第二代码；基于第一代码和第二代码确定是否存在触摸屏的触摸的指示；基于第一代码或第二代码生成原始代码；接收与第一触摸单元相关联的第三代码；确定第三代码是否与原始代码匹配；以及响应于基于第一代码和第二代码确定不存在触摸屏的触摸的指示并且第三代码与原始代码匹配而基于原始代码或第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码。

根据一个实施例，一种设备，包括：触摸屏，包括触摸单元阵列；以及控制器，被配置为执行阵列的第一触摸单元的校准，其中，执行校准包括：接收与第一触摸单元相关联的第一代码；接收与第一触摸单元相关联的第二代码；基于第一代码和第二代码确定是否存在触摸屏的触摸的指示；基于第一代码或第二代码生成原始代码，接收与第一触摸单元相关联的第三代码，确定第三代码是否与原始代码匹配，以及响应于基于第一代码和第二代码确定不存在触摸屏的触摸的指示并且第三代码与原始代码匹配，基于原始代码或第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码。

根据一个实施例，一种系统，被配置为耦接到包括触摸单元阵列的触摸屏，该系统包括：存储器；以及控制器，被配置为执行阵列的第一触摸单元的校准，其中，执行校准包括：接收与第一触摸单元相关联的第一代码；接收与第一触摸单元相关联的第二代码；基于第一代码和第二代码确定是否存在触摸屏的触摸的指示；基于第一代码或第二代码生成原始代码；接收与第一触摸单元相关联的第三代码；确定第三代码是否与原始代码匹配；以及响应于基于第一代码和第二代码确定不存在触摸屏的触摸的指示并且第三代码与原始代码匹配而基于原始代码或第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码，并且将更新后的校准代码存储在存储器中。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考结合附图的以下描述，在附图中：

图1示出了示出一曲线图，该曲线图示出了在电容型触摸屏的网格的给定触摸单元处的示例性触摸检测；

图2示出了一曲线图，该曲线图示出了电容型触摸屏的网格的给定触摸单元处的代码的示例性变化的曲线图；

图3示出了根据本发明的实施例的阈值代码随时间的变化；

图4示出了根据本发明的实施例针对触摸屏的网格的给定触摸单元示出ADC代码和基线代码的曲线；

图5示出了根据本发明的实施例的用于复位触摸屏的网格的给定触摸单元的基线代码的实施例方法的流程图；

图6A和图6B分别示出了根据本发明的实施例的失真和复位基线代码；

图7和图8示出了根据本发明的实施例在特定时间与给定触摸单元相关联的ADC和基线代码；

图9示出了根据本发明的实施例的用于校准触摸屏的网格的触摸单元的实施例方法的流程图；以及

图10示出了根据本发明的实施例的设备的示意图。

除非另有说明，否则不同附图中相应的数字和符号一般指相应的部分。绘制附图以清楚地说明优选实施例的相关方面，并且不必按比例绘制。

具体实施例

下面详细讨论所公开的实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可应用的发明概念，这些概念可以体现在各种各样的具体场景中。所讨论的具体实施例仅是说明制造和使用本发明的具体方法，并不限制本发明的范围。

下面的描述说明了各种具体细节以根据描述提供对几个示例实施例的深入理解。可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或者用其他方法、组件、材料等来获得实施例。在其他情况下，为了不模糊实施例的不同方面，没有详细示出或描述已知的结构、材料或操作。本说明书中对“实施例”的引用指示关于该实施例描述的特定配置、结构或特征包括在至少一个实施例中。因此，可能出现在本说明书的不同点的诸如“在一个实施例中”的短语不必完全指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的形成、结构或特征可以以任何适当的方式组合。

将在具体场景(例如，诸如智能电话或平板电脑的设备的电容型触摸屏的售后校准)中描述本发明的实施例。本发明的实施例可以用于其他类型的设备、其他类型的触摸屏和/或其他类型的触摸感测元件，诸如电容型触摸感测按钮。

在本发明的实施例中，例如，具有触摸屏的设备有利地能够动态地适应环境变化，诸如温度的变化。通过使用基于校准数据的复位机制，触摸屏能够有利地避免重影检测。可以执行售后校准(例如，由设备的用户执行)以重写校准数据，以校正例如由触摸屏老化引起的重影检测。

在一些实施例中，当与触摸屏的网格的给定触摸单元相关联的代码变化超过预定量时(其中，代码指示给定触摸单元的电容)，触摸被识别。例如，栅格的每个触摸单元的电容和其他特性可以随着诸如温度的环境条件而漂移。

图2示出了示出电容型触摸屏的网格的给定触摸单元处的代码的示例性变化的图。如曲线202所示，与给定触摸单元相关联的代码可以(例如，缓慢地，诸如以分钟或小时为单位)基于环境条件的变化而更高(或更低)偏移。因此，与给定触摸单元相关联的代码可以随时间变化，而不是由给定触摸单元的触摸引起的。因此，使用固定阈值代码来识别触摸可能是不切实际的，并且可能导致误报。

在一些实施例中，与给定触摸单元相关联的阈值代码Code

如图3所示，在一些实施例中，曲线304跟随曲线302。例如，在一些实施例中，曲线304可以是曲线302的延迟和偏移版本，为了确定曲线304的目的，触摸实例被忽略。通过基于给定触摸单元的ADC代码Code

在一些实施例中，为网格的每个触摸单元确定阈值代码CODE

在一些实施例中，网格的每个触摸单元的基线代码CODE

图4示出了根据本发明的实施例针对触摸屏网格的给定触摸单元示出ADC代码Code

在一些实施例中，基于基线代码CODE

Code

其中，Code

例如，基线代码CODE

图5示出了根据本发明的实施例的用于复位触摸屏网格的给定触摸单元的基线代码Code

在步骤502期间，对具有触摸单元的网格的触摸屏执行工厂校准。例如，可以在触摸屏的制造和测试期间执行工厂校准。

在一些实施例中，步骤502包括步骤504和506。例如，在一些实施例中，对于触摸屏的网格的每个触摸单元，在步骤504期间测量ADC代码ADC

在步骤508期间，触摸屏控制器可以确定触摸屏的网格的给定触摸单元是否正在经历触摸(例如，通过手指或手写笔)。例如，在一些实施例中，当给定触摸单元的ADC代码ADC

在步骤510期间，触摸屏控制器确定基线代码是否失真。例如，在一些实施例中，触摸屏控制器基于ADC代码ADC

如果在步骤510期间确定基线代码Code

图6A和图6B分别示出了根据本发明的实施例的失真和复位基线代码Code

如图6A所示，在时间t

作为响应，触摸屏控制器在时间t

例如，由于老化，触摸屏的电容和/或电阻(和/或其他特性)可能变化。因此，当没有触摸活动时，一个或多个触摸单元的ADC代码可能漂移到校准窗口外部。例如，图7示出了根据本发明的实施例在特定时间t

如图7所示，例如，由于触摸屏的老化，当没有与给定触摸单元相关联的触摸事件时，给定触摸单元可能在校准窗口外部具有ADC代码Code

基线代码Code

如图8所示，由于Code

当触摸屏的特性变化(例如，由于老化)并导致一个或多个触摸单元的无触摸代码Code

售后校准可能难以执行，因为操作员失误、触摸屏的意外触摸和/或触摸屏附近存在导电物体材料可能引起校准导致校准代码Code

在本发明的一个实施例中，在售后执行触摸屏的校准，具有较低或可忽略的用错误值重写校准代码Code

图9示出了根据本发明的实施例的用于校准触摸屏的网格的触摸单元的实施例方法900的流程图。可以对触摸屏的网格的每个触摸单元执行方法900(例如，顺序地、并行地或其组合)。

在步骤902期间，开始校准。在一些实施例中，由设备的用户触发设备的触摸屏的校准。例如，在一些实施例中，电话的用户可以通过启动电话的应用程序(以及例如，按下与该应用程序相关联的按钮)来触发校准。在一些实施例中，设备的用户可以例如在用户注意到设备正在经历重影触摸之后触发校准。

如步骤904、906、908、912和914所示，尝试与给定触摸单元相关联的ADC代码Code

如果在步骤908期间确定N个测量中的一个测量指示已经发生给定触摸单元的触摸(例如，基于ADC代码Code

在一些实施例中，基于Code

在一些实施例中，在触摸屏中显示错误消息和/或在步骤910期间触发一些其他错误指示(例如，声音等)。

一旦在没有触摸指示的情况下执行ADC代码Code

在步骤918期间，执行ADC代码的新测量，并将其称为更新代码Code

在一些实施例中，确定Code

在一些实施例中，更新校准代码Code

一些实施例的优点包括能够以容易和简单的方式执行触摸屏或触摸面板的售后校准，而无需亲自访问服务中心。一些实施例有利地确保用最新的触摸屏/触摸面板特性进行完全校准，以实现稳定的触摸操作。

图10示出了根据本发明的实施例的设备1000的示意图。设备1000包括触摸控制器1002、触摸屏1004、存储器1012和处理器1010。触摸屏1004包括显示器1006和触摸单元阵列1008(也被称为网格或触摸网格)。

在正常操作期间，触摸控制器1002控制触摸屏1004的操作。例如，在一些实施例中，触摸控制器执行步骤508以检测触摸。在一些实施例中，在环境变化期间，触摸控制器还执行步骤510和512来动态地调整基线代码Code

在一些实施例中，触摸控制器1002包括ADC(1003)，用于以已知方式为一个或多个(或所有)触摸单元1009生成ADC代码Code

在一些实施例中，触摸控制器1002可以以本领域已知的任何方式实现。

显示器1006被配置为显示图像。显示器1006可以以本领域已知的任何方式实现

在一些实施例中，可以在显示器1006中显示在步骤910期间触发的错误消息。在一些实施例中，可以通过触摸单元阵列1008的交互(例如，触摸)来触发步骤902。

触摸单元阵列1008包括按行和列排列的多个触摸单元1009。触摸单元1009和触摸单元阵列1008可以以本领域已知的任何方式实现。

存储器1012被配置为存储每个触摸单元1009的基线代码Code

在一些实施例中，代码Code

在一些实施例中，存储器1012也可以用于存储设备1000的其他类型的数据。

在一些实施例中，工厂校准(步骤502)将校准代码Code

处理器1010被配置为执行或导致执行方法900的一个或多个(或所有)步骤。在一些实施例中，处理器1010被实现为耦接到存储器并被配置为执行来自存储器的指令的通用或定制控制器或处理器。在一些实施例中，处理器1010被实现为触摸控制器1002的一部分。

在一些实施例中，处理器1010还可以执行设备1000的其他功能。

在一些实施例中，设备1000是智能电话、平板电脑、笔记本电脑或包括触摸屏的任何其他设备，诸如智能恒温器、冰箱、汽车信息娱乐控制台等。

这里总结了本发明的示例实施例。也可以从说明书和本文提交的权利要求的整体理解其他实施例。

实例1.一种方法，包括执行触摸屏的第一触摸单元的校准，其中，执行校准包括：接收与第一触摸单元相关联的第一代码；接收与第一触摸单元相关联的第二代码；基于第一代码和第二代码确定是否存在触摸触的摸屏的指示；基于第一代码或第二代码生成原始代码；接收与第一触摸单元相关联的第三代码；确定第三代码是否与原始代码匹配；以及响应于基于第一代码和第二代码确定不存在触摸屏的触摸的指示并且第三代码与原始代码匹配而基于原始代码或第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码。

实例2.根据实例1的方法，还包括在执行第一触摸单元的校准之后：生成与第一触摸单元相关联的基线代码；接收与第一触摸单元相关联的第四代码；以及当第四代码偏离基线代码超过预定值时，检测到第一触摸单元的触摸。

实例3.根据实例1或2之一的方法，还包括基于第四代码更新基线代码。

实例4.根据实例1至3之一的方法，还包括：接收与第一触摸单元相关联的第五代码；基于第五代码和校准代码确定基线代码是否失真；以及响应于确定基线代码失真而用第五代码重写基线代码。

实例5.根据实例1至4之一的方法，其中，在接收第一代码之前，与第一触摸单元相关联的校准代码存储在只读存储器中，并且其中，更新与第一触摸单元相关联的校准代码包括将更新后的校准代码存储在与只读存储器不同的非易失性存储器中。

实例6.根据实例1至5之一的方法，其中，更新与第一触摸单元相关联的校准代码包括基于原始代码和第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码。

实例7.根据实例1至6之一的方法，其中，生成原始代码包括基于第一代码和第二代码生成原始代码。

实例8.根据实例1至7之一的方法，其中，执行第一触摸单元的校准还包括接收与第一触摸单元相关联的附加代码，其中，更新与第一触摸单元相关联的校准代码包括响应于基于第一代码、第二代码和附加代码确定不存在触摸屏的触摸的指示而更新与第一触摸单元相关联的校准代码。

实例9.根据实例1至8之一的方法，其中，执行第一触摸单元的校准还包括响应于基于第一代码或第二代码确定存在触摸屏的触摸的指示而在触摸屏的显示器中显示错误消息。

实例10.根据实例1至9之一的方法，其中，执行第一触摸单元的校准还包括响应于基于第一代码或第二代码确定存在触摸屏的触摸指示而中止第一触摸单元的校准的执行。

实例11.根据实例1至10之一的方法，其中，确定是否存在触摸屏的触摸指示包括将第二代码与阈值代码进行比较。

实例12.根据实例1至11之一的方法，其中，阈值代码基于第一代码。

实例13.根据实例1至12之一的方法，其中，执行第一触摸单元的校准还包括使用模数转换器(ADC)生成第一代码，其中，在执行第一触摸单元的校准之前，基于ADC的输出生成基线代码，并且其中，阈值代码基于基线代码。

实例14.根据实例1至13之一的方法，其中，确定第三代码是否与原始代码匹配包括确定第三代码是否在包括原始代码的代码范围内，并且其中，确定第三代码与原始代码匹配包括确定第三代码在代码范围内。

实例15.根据实例1至14之一的方法，其中，代码范围包括多个顺序代码。

实例16.根据实例1至15之一的方法，其中，触摸屏包括按行和列排列的触摸单元阵列，并且其中，触摸单元阵列包括第一触摸单元，该方法还包括对触摸单元阵列的所有触摸单元执行校准。

实例17.一种设备，包括：触摸屏，包括触摸单元阵列；以及控制器，被配置为执行阵列的第一触摸单元的校准，其中，执行校准包括：接收与第一触摸单元相关联的第一代码；接收与第一触摸单元相关联的第二代码；基于第一代码和第二代码确定是否存在触摸屏的触摸的指示；基于第一代码或第二代码生成原始代码；接收与第一触摸单元相关联的第三代码；确定第三代码是否与原始代码匹配；以及响应于基于第一代码和第二代码确定不存在触摸屏的触摸的指示并且第三代码与原始代码匹配而基于原始代码或第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码。

实例18.根据实例17的设备，其中，该设备是智能电话、平板电脑或笔记本电脑。

实例19.根据实例17或18之一的设备，还包括控制器外部的非易失性存储器，其中，该控制器被配置为将更新后的校准代码存储在非易失性存储器中。

实例20.一种系统，被配置为耦接到包括触摸单元阵列的触摸屏，该系统包括：存储器；以及控制器，被配置为执行阵列的第一触摸单元的校准，其中，执行校准包括：接收与第一触摸单元相关联的第一代码；接收与第一触摸单元相关联的第二代码；基于第一代码和第二代码确定是否存在触摸触的摸屏的指示；基于第一代码或第二代码生成原始代码；接收与第一触摸单元相关联的第三代码；确定第三代码是否与原始代码匹配；以及响应于基于第一代码和第二代码确定不存在触摸屏的触摸的指示并且第三代码与原始代码匹配而基于原始代码或第三代码更新与第一触摸单元相关联的校准代码，并且将更新后的校准代码存储在存储器中。

虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是本说明书并不旨在以限制性意义进行解释。参考说明书，本发明的说明性实施例以及其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员来说将是显而易见的。因此，所附权利要求旨在包含任何这样的修改或实施例。