单芯片多激励传感器控制器制造技术

本发明专利技术涉及单芯片多激励传感器控制器。在单个集成电路（单芯片）上形成多激励控制器。该多激励控制器包括：传输振荡器，基于传输振荡器的频率产生多个驱动信号的传输信号部分，同时传输驱动信号以便驱动多点触摸传感器的多个传输通道，接收由驱动多点触摸传感器得到的感测信号的接收通道，接收振荡器和基于接收振荡器频率解调接收的感测信号以获得感测结果的解调部分，所述解调部分包括解调器和矢量运算器。

【技术实现步骤摘要】
单芯片多激励传感器控制器本申请是苹果公司于2009年9月10日提交的、申请号为200910173654.3、专利技术名称为“单芯片多激励传感器控制器”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术一般地涉及用于多激励传感器的控制器，并且具体地涉及用于多激励触摸传感器的单芯片控制器。
技术介绍
当前可以获得许多类型的输入设备，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等，以便在计算系统中执行操作。特别地，触摸屏由于其容易和通用的操作以及其不断下降的价格而正在变得日益流行。触摸屏可包括可以是具有触敏表面的清澈面板的触摸传感器面板，以及诸如液晶显示器(LCD)的显示设备，所述显示设备可被部分地或完全地定位在该面板后面，从而触敏表面可覆盖显示设备的可观看区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其它物体在显示设备所显示的用户界面(UI)所规定的位置处触摸该触摸传感器面板来执行各种功能。一般来说，触摸屏可识别触摸事件以及触摸事件在触摸传感器面板上的位置，以及计算系统然后可根据在该触摸事件的时刻所呈现的显示解释该触摸事件，并且此后可基于该触摸事件执行一个或多个动作。互电容触摸传感器面板可由大体透明的导电材料，例如，氧化铟锡(ITO)的驱动线路和感测线路的矩阵形成，驱动线路和感测线路的矩阵通常以行和列的形式布置在大体透明的衬底上的水平和垂直方向上。可以通过驱动线路传输驱动信号，这导致驱动线路和感测线路的交叉点(感测像素)处的信号电容。可以根据由于驱动信号在感测线路中产生的感测信号确定信号电容。在某些触摸传感器面板系统中，同时激励多个驱动线路，以便在感测线路中产生合成感测信号。虽然这些系统提供了某些优点，但是由于常规的多激励系统设计通常对系统的操作限制为特定的激励情景，因此常规的多激励系统可能是不灵活的。例如，典型的多激励系统必须使用驱动信号的特定组合，以便产生特定的感测信号，并且必须以特定的方式从感测信号中提取信号电容。
技术实现思路
鉴于上述内容，在单个集成电路(单芯片)上形成用于多点触摸传感器的多激励控制器，以便包括传输振荡器，基于传输振荡器的频率产生多个驱动信号的传输信号部分，同时传输驱动信号以便驱动多点触摸传感器的多个传输通道，接收通过驱动多点触摸传感器产生的感测信号的接收通道，接收振荡器，和基于接收振荡器的频率解调接收的感测信号以便获得感测结果的解调部分，解调部分包括解调器和矢量运算器。这种实现可以提供比常规设计更灵活的系统。例如，矢量运算可以允许对任意矢量的选择和测试，例如，允许系统设计者测试和实现不同的激励矩阵/解码矩阵组合，而不需要感测系统的大量重新设计。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于将多个驱动信号同时传输到传感器的设备，所述设备包括：传输逻辑，产生数字信号；数模转换器DAC，所述DAC从传输逻辑接收数字信号，并产生模拟信号；模拟总线，接收来自所述DAC的模拟信号；连接到所述模拟总线的多个多路复用器MUX，每个MUX选择传输到所述传感器的多个总线信号中的一个，作为驱动信号，其中所述总线信号包括来自所述DAC的模拟信号；多个输出缓冲器，每个输出缓冲器连接到所述多个MUX中的相应的MUX；以及连接到所述传输逻辑的振荡器，其中所述传输逻辑基于所述振荡器的频率产生数字信号。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于将多个驱动信号同时传输到传感器的设备，所述设备包括：传输逻辑，产生数字信号；数模转换器DAC，将数字信号转换成模拟信号；模拟总线，接收来自所述DAC的模拟信号；连接到所述模拟总线的多个模拟多路复用器MUX，每个MUX选择传输到所述传感器的所述模拟总线的多个总线信号中的一个，作为驱动信号，其中所述总线信号包括来自所述DAC的模拟信号；以及连接到所述传输逻辑的振荡器，其中所述传输逻辑基于所述振荡器的频率产生数字信号。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例的示例计算系统。图2A示出了根据本专利技术的一个实施例的示例互电容触摸传感器面板。图2B是根据本专利技术的一个实施例的处于稳态(无触摸)情况下的示例像素的侧视图。图2C是根据本专利技术的一个实施例的处于动态(触摸)情况下的示例像素的侧视图。图3示出了根据本专利技术的实施例的示例专用集成电路(ASIC)单芯片多点触摸控制器。图4示出了根据本专利技术的实施例的示例传输通道。图5示出了根据本专利技术的实施例的触摸传感器面板的示例激励。图6示出了根据本专利技术的实施例的示例感测通道和多级矢量解调引擎的第一级。图7示出了根据本专利技术的实施例的多级矢量解调引擎的示例第二级。图8示出了根据本专利技术的实施例的示例接收NCO。图9A示出了具有包括根据本专利技术的实施例的单芯片多激励控制器的触摸传感器面板的示例移动电话。图9B示出了具有包括根据本专利技术的实施例的单芯片多激励控制器的触摸传感器面板的示例数字媒体播放器。图9C示出了具有包括根据本专利技术的实施例的单芯片多激励控制器的触摸传感器面板(轨迹板)和/或显示器的示例个人计算机。具体实施方式在对优选实施例的下列描述中参考了附图，这些附图构成本说明书的一部分，并且以说明的方式示出了可以实现本专利技术的特定实施例。应当理解，可以使用其它实施例，并且可以做出结构改变而不脱离本专利技术的实施例的范围。本专利技术涉及形成在单个集成电路(单芯片)上的多点触摸传感器的多激励控制器。该控制器包括接收部分，多级矢量解调引擎，传输部分，和各种外设，诸如存储器、逻辑、接口、信号产生器、处理器等。多激励控制器可以使用多个同时的驱动信号驱动传感器，诸如触摸传感器面板，并且可以从传感器接收由多个激励产生的感测信号。由多激励控制器接收的感测信号可以是由多个分量感测信号的叠加形成的合成信号，由驱动信号产生每个分量信号，并且每个分量信号带有测量值数据。多激励控制器可以解调和解码多个合成信号，以便提取由分量信号所携带的单个测量值数据。虽然此处可以互电容触摸传感器面板描述和给出本专利技术的实施例，应当理解，本专利技术的实施例不受这种限制，而是本专利技术附加地可以用于自电容传感器面板，以及单点或多点触摸传感器面板两者，以及使用多个同时的激励信号以便产生合成感测信号的其它传感器。另外，虽然此处可以双侧ITO(DITO)触摸传感器面板描述和给出本专利技术的实施例，应当理解，本专利技术的实施例还适用于其它触摸传感器面板配置，诸如在不同衬底上或在覆盖玻璃的背部上形成驱动线路和感测线路的配置，以及在单个衬底的相同侧上形成驱动线路和感测线路的配置。图1示出了根据本专利技术实施例的利用具有集成驱动系统的单ASIC多点触摸控制器106的示例计算系统100。触摸控制器106是可以包括一个或多个处理器子系统102的单个专用集成电路(ASIC)，所述一个或多个处理器子系统102可以包括，例如，一个或多个主处理器，诸如ARM968处理器或具有类似功能和能力的其它处理器。然而，在其它实施例中，可由专用逻辑，诸如状态机，替代实现处理器功能。处理器子系统102还可以包括，例如，外设(未示出)，诸如随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储设备，看门狗计时器等。触摸控制器106还可以包括：例如，用于接收信号，诸如一个或多个感测通道(未示出)的触摸感测信号103、来自其它传感器诸如传感器111的其它信号等的接收部分107。触摸控制器106还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多点触摸传感器的控制器，所述控制器形成在单个集成电路上，所述控制器包括：传输振荡器装置，用于提供传输时钟信号；传输信号装置，用于基于所述传输时钟信号的频率产生多个驱动信号；多个传输通道装置，用于同时传输所述驱动信号以便驱动所述多点触摸传感器；接收通道装置，用于接收由驱动所述多点触摸传感器产生的感测信号；接收振荡器装置，用于提供接收时钟信号；以及解调装置，用于基于所接收的时钟信号的频率解调所接收的感测信号以便获得感测结果，所述解调装置包括：用于执行解调操作的解调器装置、以及用于执行矢量运算的矢量运算器装置。

【技术特征摘要】
2008.09.10 US 12/283,4231.一种用于将多个驱动信号同时传输到传感器的设备，所述设备包括：传输逻辑，产生数字信号；数模转换器(DAC)，所述DAC从传输逻辑接收数字信号，并产生模拟信号；模拟总线，接收来自所述DAC的模拟信号；连接到所述模拟总线的多个多路复用器(MUX)，每个MUX选择传输到所述传感器的多个总线信号中的一个，作为驱动信号，其中所述总线信号包括来自所述DAC的模拟信号；多个输出缓冲器，每个输出缓冲器连接到所述多个MUX中的相应的MUX；以及连接到所述传输逻辑的振荡器，其中所述传输逻辑基于所述振荡器的频率产生数字信号。2.如权利要求1所述的设备，其中所述多个总线信号包括第一激励信号和第二激励信号，所述第一激励信号具有与所述振荡器相同的频率的第一波形，所述第二激励信号具有是所述第一波形的反转的第二波形。3.如权利要求1所述的设备，其中所述多个总线信号包括公共电压信号或地(GND)中的至少一个，所述公共电压信号是直流(DC)信号。4.如权利要求1所述的设备，其中所述多个总线信号包括交流(AC)信号，并且所有的AC信号由所述总线从单个DAC接收。5.如权利要求1所述的设备，还包括存储激励矩阵的激励矩阵存储器，其中所述激励矩阵指定所述总...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·霍泰玲，C·H·克拉，M·尤斯弗波，T·J·威尔森，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：