电容触摸近场远场切换.pdf

本发明公开了一种被配置为在互电容近场感测架构和自电容远场感测架构之间进行切换的触摸传感器面板。该触摸传感器面板包括能够对触摸电极的配置进行切换以在互电容配置中充当驱动线或在自电容配置中充当感测电极的电路。该触摸传感器面板还包括能够对触摸电极的配置进行切换以在互电容配置中充当感测线或在自电容配置中充当感测电极的电路。

权利要求书
1.  一种用于在自电容配置和互电容配置之间切换触摸传感器面板的方法，所述方法包括：
在自电容配置中将第一组多条线配置为感测电极并在互电容配置中将所述第一组多条线配置为驱动线；以及
在自电容配置或互电容配置中将第二组多条线配置为感测电极。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一组多条线配置为驱动线包括将一个或多个驱动器耦接至所述第一组多条线。

3.  根据权利要求2所述的方法，还包括将所述一个或多个驱动器配置为生成激励信号或基准电压。

4.  根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一组多条线配置为感测电极包括将虚地电荷放大器耦接至所述第一组多条线。

5.  根据权利要求4所述的方法，还包括将所述虚地电荷放大器的反馈电阻和电容选择性地配置用于超远场感测或远场感测。

6.  根据权利要求4所述的方法，还包括通过以下方式来减小所述触摸传感器面板的寄生电容：
向所述虚地电荷放大器的正极输入施加正弦信号；以及
利用具有与所述正弦信号基本上相同的频率和相位的信号来驱动所述触摸传感器面板的一个或多个屏蔽罩。

7.  一种用于在自电容配置或互电容配置中操作触摸传感器面板的触摸控制器，包括：
用于连接至所述触摸传感器面板的多条输入/输出(I/O)线；
被配置为将激励信号提供至所述触摸传感器面板的多个驱动器；
被配置为接收来自所述触摸传感器面板的感测信号的一个或多个感测放大器；和
耦接至所述多条I/O线、多个驱动器和一个或多个感测放大器的切换电路，所述切换电路被配置为在所述互电容配置中将所述多个 驱动器耦接至所述多条I/O线，并且被配置为在所述自电容配置中将所述一个或多个感测放大器耦接至所述多条I/O线。

8.  根据权利要求7所述的触摸控制器，还包括被配置为将第一数目的I/O线选择性地耦接至第二数目的感测放大器的复用器，其中所述第一数目大于所述第二数目。

9.  根据权利要求7所述的触摸控制器，其中所述多个驱动器被配置为生成激励信号或基准电压。

10.  根据权利要求7所述的触摸控制器，其中所述感测放大器被配置为虚地电荷放大器。

11.  根据权利要求10所述的触摸控制器，其中所述虚地电荷放大器选择性地能够配置用于为超远场感测或远场感测提供反馈电阻和电容。

12.  根据权利要求10所述的触摸控制器，其中所述虚地电荷放大器被配置为在其正极输入上接收正弦信号。

13.  根据权利要求7所述的触摸控制器，所述触摸控制器耦接至触摸传感器面板，所述触摸传感器面板包括：
多条第一线，所述多条第一线耦接至所述多条I/O线并在所述互电容配置中能够配置为驱动线并在所述自电容配置中能够配置为感测线；和
多条第二线，所述多条第二线在互电容配置和自电容配置两者中均被配置为感测线。

14.  根据权利要求7所述的触摸控制器，其中所述触摸控制器和触摸传感器面板被集成到计算设备中。

15.  一种包括触摸控制器的计算设备，所述触摸控制器包括：
用于连接至所述触摸传感器面板的多条输入/输出(I/O)线；
被配置为将激励信号提供至所述触摸传感器面板的多个驱动器；
被配置为接收来自所述触摸传感器面板的感测信号的一个或多个感测放大器；和
耦接至所述多条I/O线、多个驱动器和一个或多个感测放大器的切换电路，所述切换电路被配置为在互电容配置中将所述多个驱动 器耦接至所述多条I/O线，并且被配置为在自电容配置中将所述一个或多个感测放大器耦接至所述多条I/O线。

说明书电容触摸近场-远场切换
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2012年4月30日提交的美国专利申请13/460,645的权益，出于所有目的，其内容全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开整体涉及触摸传感器面板，该触摸传感器面板能够根据其对正发生在离其不同距离处的触摸事件或接近事件进行感测的需要而在互电容近场架构和自电容远场架构之间进行切换。
背景技术
很多类型的输入设备可用于在计算系统中执行操作，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。具体地，触摸屏因其在操作方面的简便性和灵活性以及其不断下降的价格而变得日益受欢迎。触摸屏可包括触摸传感器面板和显示设备诸如液晶显示器(LCD)，触摸传感器面板可以是具有触敏表面的透明面板，显示设备可部分地或完全地定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区的至少一部分。触摸屏一般允许用户通过使用手指、触笔或其他物体在显示设备所显示的用户界面(UI)常常指示的位置处触摸(如物理接触或近场接近)触摸传感器面板来执行各种功能。一般来讲，触摸屏可识别触摸事件和触摸事件在触摸传感器面板上的位置，并且计算系统可根据触摸事件发生时出现的显示内容来解释触摸事件，并且然后可基于触摸事件来执行一个或多个动作。
互电容触摸传感器面板可由基本上透明的导电材料诸如氧化铟锡(ITO)的驱动线和感测线的矩阵形成。这些线常常正交地布置在基本上透明的基板上。互电容触摸传感器面板不仅具有检测触摸传感器面板上的触摸事件的能力，而且具有检测接近事件的能力，在该接近事件中物体并不 接触该面板但很靠近该面板。然而，互电容触摸板在它们的感测接近事件的能力方面受到限制，因此仅在离该触摸传感器面板有限的距离范围内提供接近检测。
发明内容
本公开涉及触摸传感器面板，该触摸传感器面板被配置为在互电容近场对象感测模式和自电容远场对象感测模式之间切换其配置。该面板可被配置为包括能够将多个触摸电极从用作互电容近场配置中的驱动线切换到用作自电容远场配置中的感测电极的电路。此外，该面板可被配置为包括能够将多个触摸电极从用作互电容近场配置中的感测线切换到用作自电容远场配置中的感测电极的电路。
附图说明
图1A示出了根据一个公开的实施例的示例性互电容触摸传感器电路。
图1B示出了根据一个公开的实施例的示例性触摸节点以及手指触摸该节点对耦接电荷的影响。
图1C示出了根据一个公开的实施例的另一示例性触摸节点以及不存在手指的情况下对耦接电荷的影响。
图2示出了根据一个公开的实施例的示例性自电容触摸传感器电路。
图3A示出了根据一个公开的实施例的对应于自电容触摸传感器电极的示例性电路。
图3B示出了根据一个公开的实施例的当在该触摸电极上存在寄生电容时对应于自电容触摸传感器电极的示例性电路。
图4A示出了根据一个公开的实施例的当手或物体靠近自电容触摸传感器面板时Cself和寄生电容之间的示例性关系。
图4B示出了当手或物体远离自电容触摸传感器面板时Cself和寄生电容之间的示例性关系。
图5示出了根据一个公开的实施例的采用驱动屏蔽的示例性触摸传感器系统。
图6A示出了根据一个公开的实施例的触摸电极的示例性驱动屏蔽电路图。
图6B示出了根据一个公开的实施例的显示器的示例性驱动屏蔽电路图。
图6C示出了根据一个公开的实施例的边界迹线区域的示例性驱动屏蔽电路图。
图7示出了根据一个公开的实施例的带有基于电压的偏置的示例性宽动态范围自电容触摸感测电路。
图8示出了根据一个公开的实施例的示出校准乘法式数模转换器的示例性程序的流程图。
图9示出了根据一个公开的实施例的带有基于电流的偏置的示例性宽动态范围自电容触摸感测电路。
图10A示出了根据一个公开的实施例的触摸事件正在发生时的示例性互电容触摸传感器面板以及对应的示例性触摸分辨率。
图10B示出了根据一个公开的实施例的接近事件正在发生时的示例性自电容触摸传感器面板以及对应的示例性触摸分辨率。
图11A示出了根据一个公开的实施例的用于在互电容触摸传感器驱动线配置和自电容触摸传感器电极配置之间进行切换的示例性切换图示。
图11B示出了根据一个公开的实施例的用于在互电容触摸传感器感测线配置和自电容触摸传感器电极配置之间进行切换的示例性切换图示。
图12示出了根据一个公开的实施例的示出确定触摸传感器面板上是否正在发生超远场接近事件的示例性程序的流程图。
图13示出了根据一个公开的实施例的随着超远场接近事件正在发生的超远场检测模式中的示例性自电容触摸传感器面板以及对应的示例性触摸分辨率。
图14示出了根据一个公开的实施例的示出用于在触摸传感器面板的操作期间切换触摸感测模式的示例性程序的流程图。
图15示出了根据一个公开的示例性实施例的用于检测触摸或接近信号是否存在的流程图。
图16示出了根据一个公开的实施例的示出用于在触摸传感器面板的操作期间切换触摸模式的示例性程序的另一流程图。
图17示出了根据一个公开的实施例的包括利用触摸传感器共模噪声恢复的触摸传感器面板的示例性计算系统。
图18A示出了根据一个公开的实施例的具有包括触摸式共模噪声恢复电路和方法的触摸传感器面板的示例性移动电话。
图18B示出了根据一个公开的实施例的具有包括触摸式共模噪声恢复电路和方法的触摸传感器面板的示例性数字媒体播放器。
图18C示出了根据一个公开的实施例的具有包括触摸式共模噪声恢复电路和方法的触摸传感器面板的示例性个人计算机。
具体实施方式
在以下对实施例的描述中将引用附图，附图形成以下描述的一部分并且在附图中以举例方式示出了可实施的具体实施例。应当理解，在不脱离所公开的实施例的范围的情况下，可使用其他实施例并且可进行结构性变更。
本公开涉及触摸传感器面板，该触摸传感器面板不仅可具有感测触摸事件的能力而且还可具有在一个宽动态距离范围内感测接近事件的能力。根据期望感测的距离范围可将该触摸传感器面板硬件切换至各种配置中。此外，可减小该触摸传感器面板所经受的寄生电容使得其不妨碍该触摸传感器面板的检测触摸事件和接近事件的能力。可采用驱动屏蔽来减小寄生电容，并且可校准寄生电容对相位的影响以降低其对触摸检测和接近检测的净影响。
尽管本文可在互电容和自电容触摸传感器面板方面描述并示出本文所公开的实施例，但应当理解实施例并不限于此，而是还适用于需要宽动态检测范围的任何电容触摸传感器面板。另外，尽管本文可在驱动屏蔽适用于边界迹线区域、显示区域和电极中的一者或多者方面描述并示出本文所公开的实施例，但应当理解实施例并不限于此，而是还可适用于触摸输入设备的对感测检测贡献寄生电容的任何部分。此外。尽管本文公开的实施例涉及一种减小触摸传感器面板上的寄生电容的方法，但应当理解实施例并不限于此，而是还可适用于任何电容触摸传感器设备诸如电容式触控板。
图1A示出了根据本公开的一些实施例的示例性触摸传感器面板100。触摸传感器面板100可包括一系列触摸节点106，其能够由通过绝缘材料分隔开来的两层电极结构形成，但在其他实施例中，电极可在同一层上形成。一层电极可包括多条驱动线102，其定位在垂直于包括多条感测线104的另一层电极的位置，节点106中的每个节点具有相关联的互电容114(也称为耦接电容)，但在其他实施例中，驱动线和感测线可以非正交布置进行定位。驱动线102和感测线104可在由电介质彼此分隔开的不同平面上彼此交叉。驱动线102与感测线104相交的每个点可创建触摸节点106。因此，例如，包括例如20条驱动线102和15条感测线104的面板将具有可用于检测触摸事件或接近事件的300个触摸节点。
驱动线102(也称为行、行迹线、或行电极)可由相应的驱动电路108所提供的激励信号来激活。驱动电路108中的每个驱动电路可包括交流电(AC)或被称为激励信号源的单极脉冲式电压源。为了感测触摸传感器面板100上的一个或多个触摸事件，可通过驱动电路108来激励驱动线102中的一者或多者，并且感测电路110可以耦接激励信号的振幅变化的形式对耦接到感测线104上的电荷上所产生的变化进行检测。电压振幅值的变化可指示手指或导电物体触摸或接近该面板。检测到的电压值可表示节点触摸输出值，带有指示触摸事件或接近事件发生的节点位置106以及发生在这些一个或多个位置处的触摸量的这些输出值的变化。
图1B示出了根据一个公开的实施例的示例性触摸节点以及手指触摸该节点对耦接电荷的影响。当驱动线102被信号激励时，由于驱动线102和感测线104之间的互电容，电场线118可在驱动线和感测线之间形成，并且电荷可从驱动线耦接至感测线。当手指或导电物体116接触或极为接近由驱动线102和感测线104的交叉点所创建的触摸节点106时，该物体可阻断一些电场线，并且随着一些电荷耦接到手指或物体中，耦接在驱动线和感测线之间的电荷量可减少。从驱动线102耦接到感测线104上的电荷的这一减少可通过感测电路110进行检测。
图1C示出了根据一个公开的实施例的示例性触摸节点以及不存在手指情况下能够对耦接电荷的影响。当手指116从触摸节点106移除时，来自驱动线102的电荷不再部分耦接到手指116中，因此耦接到感测线102的电荷量可增加。手指116在其触摸或极为接近触摸节点106并阻断一些电 场线118的情况下通常仅能够耦接来自驱动线102的电荷。一旦手指116从触摸节点106移除并且远离该节点一定距离，则电荷不再耦接到手指116上并且触摸传感器面板不再能够检测到手指的存在并将不注册触摸事件或接近事件。因此，采用互电容来检测触摸事件或接近事件的电容触摸传感器面板常常具有在其上系统能够检测接近事件的非常有限的距离范围。
采用自电容来检测触摸事件或接近事件的触摸传感器面板可用于检测离该触摸传感器面板比使用互电容的面板更远的手指或物体的存在。图2示出了根据一个公开的实施例的示例性自电容触摸传感器电路200。自电容触摸传感器面板电路200包括电极202，该电极连接至感测电路204并具有接地的自电容。当物体触摸或贴近该电极时，通过该物体可在该电极和地之间形成另外的电容，这可能增大该电极的自电容。电极202的自电容上的这一变化能够由感测电路204进行检测。在物体或手指离触摸面板相比于需要手指或物体触摸或极为接近面板以便感测触摸事件或接触事件的互电容触摸面板更远的情况下能够创建自电容的变化。与互电容触摸传感器100不同，电路的每个电极而不是正交电极的交叉点来充当触摸节点。因此，在20x15的电极阵列中，仅存在35个触摸节点。本领域技术人员应认识到此类自电容架构可具有小于互电容触摸分辨率的触摸分辨率(例如，35个节点对300个节点)。由于在与互电容触摸传感器进行比较时上述的自电容架构具有更小的空间分辨率，因此自电容触摸传感器面板可能无法以与互电容触摸传感器面板同样的精确度或明确性来检测触摸或接触事件位置。
图3A示出了根据一个公开的实施例的对应于自电容触摸传感器电极和感测电路的示例性电路。电极202可具有与其相关联的接地的自电容304。触摸电极202可耦接至感测电路314。感测电路可包括运算放大器308、反馈电阻器312、反馈电容器310和输入电压源306，尽管可采用其他配置。例如，反馈电阻器312可由开关式电容器电阻器来代替以最小化由可变反馈电阻器所导致的任何寄生电容效应。该触摸电极可耦接至运算放大器308的反相输入。AC电压源306(Vac)可耦接至运算放大器308的同相输入。触摸传感器电路300可被配置为感测由手指或物体触摸或接近触摸传感器面板所引起的自电容304的变化。触摸感测电路300的输出320用于确定接近事件的存在。处理器可使用输出320来确定接近事件或触 摸事件的存在，或者输出320可输入到离散逻辑网络中来确定触摸事件或接近事件的存在。
图3B示出了根据一个公开的实施例的当在该触摸电极上存在寄生电容时对应于自电容触摸传感器电极和感测电路的示例性电路。寄生电容314可表示在触摸电极202发现的可能来源于采用触摸传感器面板的设备上的各种来源的电容。例如，寄生电容可由触摸电极202和该设备(诸如显示器或可存在于采用触摸传感器面板的设备内的其他导电板)的其他电路之间的相互作用来创建。本领域的普通技术人员应认识到，在自电容触摸感测系统中，如图3B中所示，寄生电容314(Cpar)将并联于自电容304。当两个电容器并联时，它们加在一起，因此由感测电路314所测量的电容的变化可为Cself+Cpar，其中Cself表示电极202的自电容的感兴趣的信号。由于感测电路314检测自电容304和寄生电容314的组合，因此自电容304和寄生电容314之间的关系可能是重要的。
例如，本领域技术人员应认识到感测电路300的输出320(Vout)的公式可表示为：
VOUT＝VＡC*[(1+Cc×F/GJ)+j(Ce×H/G)]
其中F＝Csb*(ω*Rsb)2
G＝1+(ω*Rfb*Csb)2
H＝ω*Rsb
Ce＝Cself+Cpar
如以上公式所表示的，输出320的相位依赖于Cself和Cpar的值。因此，Cpar产生相位偏移并可能妨碍感测电路204的检测接近事件的能力。在以上公式中，可将ω定义为经由运算放大器308的在以上公式中表示为Vac的同相输入施加于电极的激励信号的频率。如果Vac为正弦信号，则可简化以上公式，使得：
如果VAC＝Sin(ωt)则
VAC＝Sin(ωt+β+φ)

β＝由Cself引起的相移
另外，寄生电容314的量值相对于自电容304的量值可对感测电路314能够检测由接近触摸电极202的手指或物体所产生的自电容的变化的精确程度有影响。图4A示出了当手或物体靠近自电容触摸传感器面板时Cself和寄生电容之间的示例性关系。如图所示，当手402距离触摸面板404较短距离410时，Cself(自电容)406的量值大于Cpar(寄生电容)408的量值。需注意，仅为了相对比较的目的举例说明并示出这些量值，并且并不旨在表示实际的量值。如果将Cself 406视为感兴趣的信号并将Cpar 408视为噪声源，则可认为触摸传感器面板404可具有好的信噪比(SNR)，从而使得触摸检测和接近检测更为可靠。
图4B示出了当手或物体远离自电容触摸传感器面板时Cself和寄生电容之间的示例性关系。当手402将其距触摸面板404的距离410增大时，由于Cself与物体离触摸传感器面板的距离成反比，因此Cself 406的量值可变得更小。尽管距离410上的波动能够引起Cself 406的量值上的波动，但Cpar 408可大致保持不变。这就意味着当手402移动离触摸传感器面板404较远时，传感器系统的SNR可能降低。最终，当手402距触摸传感器面板404一定距离410时，可认为Cpar 408“压过”Cself 406。换句话讲，Cpar 408的量值相比于Cself 406的量值可能很大以至于触摸感测电路204可能不再能够检测Cself的变化。此外，由于Cself的量值变得较小，可能需要来自触摸感测电路314的更多增益以允许检测Cself的变化。然而，如果Cpar 408的量值太大，则运算放大器308可能变得饱和，从而可能无法提供足够的信号增益来感测Cself的变化。
Cself和Cpar之间的这些关系可意味着自电容触摸传感器面板在距离上的性能可受到至少两个因素的限制：手或物体402远离触摸面板404的距离410，以及存在于触摸传感器面板404上的寄生电容408的量。为了在宽动态距离范围上实现合意的SNR，可减小或消除寄生电容408使得其量 值相对于Cself而较小，并且其能量不使放大器308饱和并降低该放大器的提供足以测量Cself的增益的能力。
因此，为了增大能够检测接近事件的动态范围，可减轻寄生电容对触摸事件检测和接近事件检测的影响以允许接近事件检测中的误差最小化。根据一个实施例，减小寄生电容可涉及减小Cpar的量值使得其量值相对于Cself的量值而较小。驱动屏蔽可用于减小寄生电容。图5示出了根据一个公开的实施例的采用驱动屏蔽的示例性触摸传感器系统。驱动屏蔽触摸传感器系统500可包括触摸控制器516，该触摸控制器能够经由电极迹线506利用激励信号来驱动触摸传感器面板502，并处理由触摸输入设备502所输出的触摸信号。触摸传感器面板502可包括显示器和边界迹线区域，该显示器和边界迹线区域可由用于显示器的导电显示器屏蔽罩512和用于边界迹线区域的导电边界迹线屏蔽罩504(例如，显示器和/或边界迹线堆叠中的一个或多个屏蔽层)包封或以其他方式进行保护。边界迹线屏蔽罩504和显示器屏蔽罩512可传导由触摸控制器516所生成的信号Vshield 510。电极迹线506还可具有将其包封的屏蔽罩508(例如，柔性电路层叠结构中的一个或多个屏蔽层)。Vshield 510能够驱动电极迹线屏蔽罩508和显示器屏蔽罩512。
图6A示出了根据一个公开的实施例的柔性电路中的触摸电极层的示例性屏蔽电路图。在触摸或近场接近感测配置中，触摸控制器608可将激励信号输出到层602上的行电极迹线上。触摸电极层602可由一个或多个导电屏蔽罩604包封(例如，覆盖在顶部和/或底部)。导电屏蔽罩604可连接至Vshield 610，其可将DC基准电压(在触摸或近场接近感测实施例中)或AC信号(在远场接近感测实施例中)提供至导电屏蔽罩604。在远场接近感测实施例中，Vshield 610可被配置为承载与电极602上所承载的信号相同或相似的信号。如果屏蔽罩604和电极602上的信号大致相同，则可减小乃至消除由电极引起的寄生电容效应，这是因为在相同电压下两个导电板之间的有效电容为零。通过将电极602包封在导电护套604中，然后利用承载与在电极上传输的信号相同或几乎相同的信号的Vshield 510来驱动导电护套604，电极的导电板和屏蔽罩的导电板之间的电压的变化可为零或几乎为零，这意味着可减小由电极与该系统中的其他导电板的相互作用所导致的寄生电容。
在一些实施例中，诸如利用如上所述和如图3B的电路图所示的自电容触摸检测的远场接近感测，触摸电极202可在触摸检测期间接收信号Vac 306。因此，如果利用导电屏蔽罩604来屏蔽电极202，并将Vshield 602设定为等于Vac 306，则驱动屏蔽可减小由电极202与其他导电板的相互作用所引起的总寄生电容的部分。
图6B示出了根据一个公开的实施例的显示器的示例性驱动屏蔽电路图。触摸控制器608可输出驱动能够包封(例如，覆盖顶部和/或底部)显示器612的显示器屏蔽罩614的信号Vshield 510。类似于针对图9的触摸电极902给出的描述，在远场接近感测中，显示器屏蔽罩614可利用与电极上所承载的信号类似或相同的信号进行驱动以减小寄生电容。
图6C示出了根据一个公开的实施例的边界迹线区域的示例性驱动屏蔽电路图。触摸控制器608可输出驱动能够包封(例如，覆盖顶部和/或底部)边界迹线区域622的边界迹线屏蔽罩624的信号Vshield 510。类似于针对图6A的触摸电极602以及图6B的显示器612所给出的描述，在远场接近感测中，边界迹线屏蔽罩624可利用与电极上所承载的信号类似或相同的信号进行驱动以减小寄生电容。
尽管以上驱动屏蔽方法可减小触摸传感器面板的基本上整个寄生电容，但一些残余寄生电容可保持不变，因此有必要采用第二方法来减小寄生电容。根据另一个实施例，减小寄生电容还可涉及对与寄生电容相关联的相移进行偏移，使得寄生电容带来的相位噪声可减小或消除。
图7示出了根据一个公开的实施例的带有基于电压的偏置的示例性宽动态范围自电容触摸感测电路。基于电压的偏置电路700可用于偏置由寄生电容引起的相位偏移。基于电压的偏置电路700可包括两个乘法式数模转换器(DAC)702和710。该两个乘法式DAC产生信号，该信号在添加至所感测的信号时能够减小或消除由寄生电容所引起的相位偏移。第一乘法式DAC702接收信号704，该信号为表示介于1和-1之间的值的数字值，其可以sin(Ω)来表示，并且正弦信号706相当于cos(ωt)，其表示具有与触摸感测电路316的输出相同频率的正弦曲线。利用这些输入，乘法式DAC702可产生输出信号708(Vc)，该输入信号表示以下公式形式中所表示的其两个输入的简单积。
VC＝Cos(ωt)Sin(Ω)
第二乘法式DAC710接收信号712，该信号为表示介于1和-1之间的值的数字值，其可以cos(Ω)来表示，并且正弦信号714相当于sin(ωt)。利用这些输入，乘法式DAC510可产生输出信号516(Vs)，该输入信号表示其两个输入的简单积。
VS＝Sin(ωt)Cos(Ω)
Ω的值可在以下将描述的校准程序期间被确定。
在触摸面板上不存在触摸的情况下，Cself的变化＝0。理想地，在不存在触摸的情况下，表示为Vout 316的触摸感测电路314的输出应等于0。然而，由于寄生电容所致，即使在不存在触摸信号的情况下，Vout 316也可具有等于如下的值：
Vout＝Sin(ωt+φ)
因此，为了校准由寄生电容引起的效应，在不发生触摸事件的情况下，希望在接点520处使求和电路的输出＝0，因为这将是在Cself的变化为0并且不存在寄生电容的情况下的输出。当不存在触摸信号时，对接点720处的输出进行特征化的公式等于：
Vout-Vc-Vs＝Sin(ωt+φ)-Cos(ωt)Sin(Ω)-Sin(ωt)Cos(Ω)
当不存在触摸信号的时，由于校准的目标在于使得接点720处的输出等于0，因此以上公式变为Vout-Vs-Vc＝0
Vout-Vc-Vs＝Sin(ωt+φ)-Cos(ωt)Sin(Ω)-Sin(ωt)Cos(Ω)＝0
使用标准三角恒等式，Vc+Vs可被简化为：
VS+VC＝Cos(ωt)Sin(Ω)+Sin(ωt)Cos(Ω)
VS+VC＝Sin(ωt+(Ω))
使用以上简化，针对Vout-Vc-Vs的公式变为
Sin(ωt+φ)-Sin(ωt+Ω)＝0
Sin(ωt+Ω)＝Sin(ωt+φ)
因此：Ω＝φ
为了当不存在触摸时使接点720的输出等于0，可利用Ω的值对乘法式DAC的704和712进行编程，使得Ω＝φ。
图8示出了根据一个公开的实施例的示出校准乘法式数模转换器的示例性程序的流程图。在步骤S1处，可设定Ω的初始值并将其提供至乘法式DAC的702和710。在步骤S2处，可检查接点520的输出以确定其值是否为0。如果其为0，则可终止该校准程序。如果其不为0，则该过程移至S3并且可将Ω调节为一新值。在步骤S4处，可检查接点520的输出值以确定其值是否为0。如果是，则该过程移至步骤S5，在该步骤中该过程可被终止。如果其不为0，则该过程返回至S3并重复进行。最终，可找到Ω的值使得接点520的输出为0。当实现了这些时，寄生电容对相位的影响可被有效地校准。本领域技术人员应认识到图8中详述的程序仅为确定相位偏移的一种方法。在其它实施例中，还可通过测量同相位和正交相位解调架构的输出上的相位偏移来计算该偏移。
图9示出了根据一个公开的实施例的带有基于电流的偏置的示例性宽动态范围自电容触摸感测电路。基于电流的偏置可以与上述基于电压的偏置方法相同的方式来进行，唯一的区别在于不再需要图7的电阻器708、716和718将电流转换为电压，并且无需如图7在接点720处所示将电压加在一起。如图9所示，乘法式DAC 902和910分别通过正弦信号906和914进行驱动，并且将数字增益值904和912作为输入。将由每个乘法式DAC产生的电流与由感测电路产生的电流相结合，并且以上述相对于图7和图8的方式调节乘法式DAC的增益直至结合电流等于0。
如上所述，尽管减小寄生电容的自电容触摸传感器面板可以比使用互电容触摸传感器面板的情况更大的距离来检测接近事件，但这些自电容触 摸传感器面板可能常常具有比互电容触摸传感器面板更低的分辨率并且可能在投影扫描配置下产生模糊结果。触摸分辨率或接近分辨率可意味着能够确定的物体在该触摸传感器面板上的位置的精确度。图10A示出了随着触摸事件正在发生的示例性互电容触摸传感器面板以及对应的示例性触摸分辨率。如图所示，互电容触摸传感器面板1002可接收触摸事件或极为接近事件1004。当触摸事件1004正在发生时，由交叉的驱动电极102和感测电极104组成的矩阵1006可将触摸事件注册在触摸节点1008处。
图10B示出了随着接近事件正在发生的示例性自电容触摸传感器面板以及对应的示例性接近分辨率。如图所示，自电容触摸传感器面板1010可检测到来自物体1012的离该触摸传感器面板距离1014的接近事件。在接近事件正在发生时，由电极202组成的触摸矩阵1016可将正在发生的接近事件注册在区域1018上。区域1018覆盖比触摸节点1008更大的区域，因此面板1010仅能够感测到接近事件正发生在该面板的某一区域内，而与之相比互电容1002能够在特定节点1008处检测到正在发生的触摸事件。
然而，由于当检测远场接近事件时仅需要粗略分辨率，而当检测触摸事件或近场接近事件时可能需要精细分辨率，因此这两种类型的触摸感测在不同时间(例如，在物体靠近并最终接触触敏表面时)或不同应用(例如，检测触摸手势与检测打开设备的接近用户)处可为有利的。因此，能够以精细分辨率来检测触摸事件或极为接近事件并以粗略分辨率来检测距离较远的接近事件的设备可为有益的。
根据一些实施例，包括并联工作的互电容触摸传感器面板和自电容触摸传感器面板两者的设备能够在一个设备中实现具有能够同时进行互电容触摸感测和自电容触摸感测的触摸传感器面板的目标。根据其他实施例，能够将其配置切换至互电容配置以检测触摸事件或近场接近事件并将其配置切换至自电容配置以检测远场接近事件的触摸传感器面板也能够实现在一个设备中具有能够同时进行互电容触摸感测和自电容触摸感测的触摸传感器面板的目标。
图11A–11B示出了用于在互电容触摸传感器配置和互电容触摸传感器配置之间进行切换的示例性切换图示。可通过将互电容触摸传感器面板的驱动线的配置变为自电容触摸电极配置来实现切换，反之亦然。图11A示出了根据一个公开的实施例的用于在互电容触摸传感器驱动线配置和自电 容触摸传感器电极配置之间进行切换的示例性切换图示。触摸控制器1112可发送信号至开关1108和1110以接通近场互电容系统(其包括触摸)或接通远场自电容系统。开关1108和1110形成可连接至触摸传感器面板上的触摸电极1120的输入/输出(I/O)线。如果期望近场配置，则触摸控制器1112将闭合开关1108并打开开关1110。在开关1108闭合的情况下，触摸电极1120可根据开关1106的位置而连接至电极驱动器1102或基准电压1104(例如，地)。应当理解驱动器1102、开关1106和基准电压1104仅为象征性的，并且可设想实现相同结果的其他配置。当激励对应于驱动电极1120的行时，则开关1106将连接至电极驱动器1102。当不激励该行时，则开关1106将切换至基准电压1104。需注意，在一些实施例中，图11A中的所有电路可存在于触摸控制器1112中。
如果期望远场配置，则触摸控制器1112可打开开关1108并闭合开关1110。当开关1110闭合时，电极1120连接至运算放大器308。运算放大器可被配置为图3A中所示的自电容感测配置下的同相放大器，其具有连接在其输出和其反相输入之间的反馈电阻器312和反馈电容器310以及由触摸控制器1112输出至其同相输入的Vshield 306。驱动电极1102和地1104不再连接至电极1120。
在一些实施例中，图11A的示例性电路可被复制以用于每个触摸电极1120。在其它实施例中，可对驱动器1102和/或放大器308进行多路复用使得相比于电极数量可使用更少的驱动器和/或放大器。在一些实施例中，可根据超远场和远程感测所需的值对反馈电阻器312和反馈电容器310进行切换以包括其他电容器和电阻器。因此，尽管可将一组电阻器值和电容器值用于超远场感测，但在将电极1120切换至远场感测时，反馈电阻器312可被重新配置为不同的电阻，并且反馈电容器310可被重新配置为不同的电容。
图11B示出了根据一个公开的实施例的用于在互电容触摸传感器感测线配置和自电容触摸传感器电极配置之间进行切换的示例性切换图示。运算放大器308可类似于图3A进行配置并在上文中进行描述。当触摸感测电极1130被配置用于近场感测时，触摸控制器1112可将DC信号输出至运算放大器308的同相输入。当触摸感测电极1130被配置用于远场感测时，触摸控制器1112可将信号Vshield输出至运算放大器308的同相输入。此 外，还可根据配置的需要将反馈电阻器312和反馈电容器310切换至不同值。应当指出的是，图11A和11B的电路仅为示例性的，并且还可使用执行类似功能的其他部件和配置。
如图4A和4B所示，随着物体402诸如手或触笔进一步移动远离自电容触摸传感器面板404，Cself的值变得更小并与该物体离触摸传感器面板的距离410成反比。可对向每个检测模式中的Cself提供的增益进行设定以优化检测期望信号的能力。例如，可将超远场增益设定为最大可能值以检测最远物体。然而，尽管优化了该增益，但最终当物体402离触摸传感器面板404足够远时，Cself的值可变得很小以至于不再能够将接近事件区别于由该触摸传感器面板中的各种噪声源所导致的自电容上的随机变化。换句话讲，无法将由接近事件引起的Cself的增加与由随机系统噪声引起的Cself的增加区别开来。然而，如果接近事件正发生在超远场(使单个电极上的接近事件信号无法区别于噪声的距离)，则如果对触摸传感器面板404上的多个或所有电极上的Cself的值求平均值，那么该整个面板的平均Cself的增加可指示出超远场接近事件正在发生。
图12示出了根据一个公开的实施例的示出确定触摸传感器面板上是否正在发生超远场接近事件的程序的示例性流程图。当触摸传感器面板处于自电容配置中时，在步骤S1200处，对该触摸传感器面板中的每个电极或至少多个电极进行扫描(测量)并且确定每个扫描电极的Cself。在步骤S1202处，Cself的每个测量值用于确定平均Cself。平均Cself表示每个电极在S1200处进行扫描期间正经受的平均自电容。在步骤S1204处，将在步骤S1202中计算的平均Cself和预先确定的阈值进行比较。如果平均Cself高于该阈值，则该流程移至步骤1208，在该步骤中触摸控制器处理器810指示出接近事件正在发生。如果平均Cself低于预先确定的阈值，则该流程移至步骤S1206并且触摸控制器810指示出未发生接近事件。尽管以上描述了Cself的平均化，但在其它实施例中，超远场接近事件可通过以其他方式结合多个Cself值来进行检测。
图13示出了根据一个公开的实施例的超远场接近事件正在发生时超远场检测模式中的示例性自电容触摸传感器面板以及对应的示例性触摸分辨率。当触摸传感器面板1302处于超远场感测模式中时，离该触摸传感器面板距离1306的物体1304可注册接近事件。由电极202组成的触摸传感器 电极矩阵1308可将正在发生的接近事件注册在区域1310上。由于该面板中的多个电极的平均Cself可用于确定接近事件是否正在发生，因此该面板的触摸分辨率可能较差。如图所示，区域1310覆盖整个面板，因此尽管触摸传感器面板1302正在注册接近事件，但精确位置仍为未知的。该触摸传感器面板仅注册了接近事件正在发生，但并不知道该事件正在发生的位置。在其它实施例中，区域1310可能不覆盖整个面板，而是该面板的一大部分。
如上所述，该触摸传感器面板可具有适用于工作于其中的三种操作模式。第一模式，近场互电容触摸感测，可用于以较高程度的空间分辨率来检测触摸事件或极为接近事件。第二模式，远场自电容触摸感测，可用于以较低的空间分辨率来检测离触摸传感器面板较远的接近事件。最后，第三模式，超远场电容触摸感测，可用于以几乎甚微的空间分辨率来检测离触摸面板比远场检测更远的接近事件。
包括能够在上述模式中的两种或三种模式中检测信号的触摸传感器面板的设备可通过多种方法来确定在任何给定时间中以哪种模式工作。图14示出了根据一个公开的实施例的示出用于在触摸传感器面板的操作期间切换触摸感测模式的示例性程序的流程图。在步骤S1400处，可将触摸传感器面板切换至如上所述的近场配置。如果该触摸传感器面板已处于近场配置下，则无需切换。在步骤S1402处，可对该触摸传感器面板进行扫描以确定是否存在信号。如果找到信号，则该流程移至步骤S1404并且该触摸传感器面板将操作在近场配置中。如果未检测到信号，则该流程移至步骤S1406并且该触摸传感器面板将其配置切换至自电容远场配置。在步骤S1408处，可对该触摸传感器面板进行扫描以确定是否存在信号。如果检测到信号，则该流程移至步骤S1410并且该触摸传感器面板将操作在远场配置中。如果未检测到信号，则该流程移至步骤S1412并且可将上述的超远场检测方法用于检测超远场接近事件。在步骤1414处，可对该触摸传感器面板进行扫描以确定是否存在信号。如果检测到信号，则该流程移至步骤S1416并且该触摸传感器面板将操作在超远场配置中。如果未检测到信号，则该流程移回至步骤S1400并重复进行该过程。
S1402和S1408处描述的信号检测步骤可使用多种方法来完成。图15示出了根据一个公开的实施例的用于检测触摸信号或接近信号是否存在的 示例性流程图。在步骤1500处，可将放大器308的增益设定为初始值。在一些实施例中，可通过调节反馈电阻器312的值或者通过利用具有另一值的电阻器来切换该电阻器或采用可调电阻器来将放大器308的增益设定为初始值。在其它实施例中，可通过调节反馈电容器310的值或者通过利用具有另一值的电容器来切换该电容器或采用可调电容器来将放大器308的增益设定为初始值。一旦设定了放大器308的初始增益，则该流程移至步骤S1502，在该步骤中可检测触摸信号或接触信号是否存在。如果检测到信号，则该流程将移至步骤S1504并且该过程将指示出已检测到信号。如果未检测到信号，则该流程将移至步骤1506，在该步骤中将使用上述方法对增益进行调节。在步骤1508处，如果检测到信号，则该流程将移至步骤S1510并且该过程将指示出已检测到信号。如果未检测到信号，则该流程将移至步骤1512。在步骤s1512处，如果放大器的增益处在其最大可能值，则该流程移至步骤S1514并且该过程指示出尚未检测到信号。如果增益并未处在其最大可能值，则该流程移回至步骤S1506并对增益进行调节并且重复进行该过程。应当理解，上述方法仅旨在用作实例，并且可使用其他方法来确定触摸信号或接近信号是否存在。
图16示出了根据一个公开的实施例的示出用于在触摸传感器面板的操作期间切换触摸模式的程序的另一示例性流程图。在步骤S1600处，将触摸传感器面板切换至超远场配置。然后该流程移至步骤1602，在该步骤中该触摸传感器面板确定是否已检测到信号。如果尚未检测到信号，则该流程移回至步骤S1600并重复进行该过程。如果检测到信号，则该流程移至步骤S1604，在该步骤中该触摸传感器面板被配置为在远场感测模式下操作。在步骤S1606处，该触摸传感器面板确定是否已检测到信号。如果尚未检测到信号，则该流程移至步骤S1608并将该触摸传感器面板切换回超远场模式，并且该过程终止于步骤S1610处。如果检测到信号，则该流程移至步骤S1612并且将该设备切换至近场配置。然后该流程移至步骤S1614并且该过程搜索信号。如果未检测到信号，则该流程移至步骤S1618并将该触摸传感器面板切换至远场配置，并且该过程继而终止于步骤1620处。如果检测到信号，则该过程终止于S1616处。
图17示出了可包括上述实施例中的一个或多个实施例的示例性计算系统1700。计算系统1700可包括一个或多个面板处理器1702和外围设备 1704以及面板子系统1706。外围设备1704可包括但不限于随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储设备、监视计时器等等。面板子系统1706可包括但不限于信道扫描逻辑1710、驱动器逻辑1714和能够利用可被配置为使饱和时间最小化的运算放大器的一个或多个感测信道1708。信道扫描逻辑1710可访问RAM 1712、自主地从感测信道读取数据并为感测信道提供控制，包括针对与寄生电容相关联的相位的变化而校准该感测信道。此外，信道扫描逻辑1710可控制驱动器逻辑1714以在各种频率和相位处生成激励信号1716，这些激励信号可被选择性地施加于触摸传感器面板1724的驱动线。在一些实施例中，面板子系统1706、面板处理器1702和外围设备1704可集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
触摸传感器面板1724可包括具有多条驱动线和多条感测线的电容式感测介质，但也可以使用其他感测介质。驱动线和感测线的每个交点都可代表电容式感测节点，并且可被视为像素(节点)1726，其在触摸传感器面板1724被视为捕获触摸“图像”时可能尤其有用。触摸传感器面板1724的每条感测线都可驱动面板子系统1706中的感测信道1708(在本文中也称为事件检测和解调电路)。驱动线和感测线还可被配置为充当自电容触摸感测配置中的单个电极。
计算系统1700还可包括用于从面板处理器1702接收输出并基于该输出而执行动作的主机处理器1728，动作可包括但不限于移动物体诸如光标或指针、滚动或平移、调节控制设置、打开文件或文档、查看菜单、做出选择、执行指令、操作耦接到主机设备的外围设备、应答电话呼叫、拨打电话呼叫、终止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信相关的信息(诸如地址、频繁拨打的号码、已接来电、未接来电)、登录到计算机或计算机网络上、允许经授权的个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与用户优选的计算机桌面布置相关联的用户简档、允许访问网页内容、启动特定程序、对消息加密或解密等等。主机处理器1728还可执行可能与面板处理无关的附加功能，并且可耦接到程序存储器1732和显示设备404诸如用于向设备的用户提供UI的LCD显示器。在部分或完全位于触摸传感器面板下方时，显示设备404连同触摸传感器面板1724可形成触摸屏1718。
需注意，如上所述的功能中的一种或多种功能可由存储于存储器(例如图17中的外围设备1704之一)中并由面板处理器1702执行的、或存储于程序存储器1732中并由主机处理器1728执行的固件来执行。该固件也可存储和/或输送于任何非暂态计算机可读存储介质内以供指令执行系统、装置或设备诸如基于计算机的系统、包括处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文的语境中，“非暂态计算机可读存储介质”可以是可包括或存储程序以供指令执行系统、装置和设备使用或与其结合的任何介质。计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁性)、便携式光盘诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW，或闪存存储器诸如紧凑型闪存卡、安全数字卡、USB存储设备、记忆棒等。
该固件也可传播于任何传输介质内以供指令执行系统、装置或设备，诸如基于计算机的系统、包括处理器的系统或可以从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行指令的其他系统使用或与其结合。在本文的语境中，“传输介质”可以是能够发送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合的任何介质。传输可读介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。
图18A示出了根据一个公开的实施例的可包括触摸传感器面板1824和显示设备1830的示例性移动电话1836，该触摸传感器面板包括将该触摸传感器面板的配置从近场检测方案变为远场和超远场检测方案并减轻寄生电容的效应的电路。
图18B示出了根据一个公开的实施例的可包括触摸传感器面板1824和显示设备1830的示例性数字媒体播放器1840，该触摸传感器面板包括将该触摸传感器面板的配置从近场检测方案变为远场和超远场检测方案并减轻寄生电容的效应的电路。
图18C示出了根据一个公开的实施例的可包括触摸传感器面板(触控板)1824和显示器1830的示例性个人计算机1844，该个人计算机(在显示器为触摸屏的一部分的实施例中)的触摸传感器面板和/或显示器包括将 该触摸传感器面板的配置从近场检测方案变为远场和超远场检测方案并减轻寄生电容的效应的电路。图18A、18B、18C的移动电话、媒体播放器和个人计算机能够通过切换其配置来检测近场事件和远场事件并减小寄生电容来实现较宽动态范围的感测能力。
尽管图18A-C分别论述了移动电话、媒体播放器和个人计算机，但本公开并不限于此，并且触摸传感器面板可被包括在平板电脑、电视机、或任何其他设备上，该任何其他设备利用包括在近场远场感测配置之间进行切换并减轻寄生电容对该触摸传感器面板的影响的电路的触摸传感器面板。
因此，根据以上所述，本公开的一些实例涉及一种用于在自电容配置和互电容配置之间切换触摸传感器面板的方法，该方法包括：在自电容配置中将第一组多条线配置为感测电极并且在互电容配置中将该第一组多条线配置为驱动线；以及在自电容配置或互电容配置中将第二组多条线配置为感测电极。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，将该第一组多条线配置为驱动线包括将一个或多个驱动器耦接至该第一组多条线。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该方法还包括将该一个或多个驱动器配置为生成激励信号或基准电压。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，将该第一组多条线配置为感测电极包括将虚地电荷放大器耦接至该第一组多条线。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该方法还包括将该虚地电荷放大器的反馈电阻和电容选择性地配置用于超远场感测或远程感测。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该方法还包括通过以下方式减小该触摸传感器面板的寄生电容：向该虚地电荷放大器的正极输入施加正弦信号；以及利用具有与该正弦信号基本上相同的频率和相位的信号来驱动该触摸传感器面板的一个或多个屏蔽罩。
本公开的一些实例涉及一种用于在自电容配置或互电容配置中操作触摸传感器面板的触摸控制器，包括：用于连接至该触摸传感器面板的多条输入/输出(I/O)线；被配置为将激励信号提供至该触摸传感器面板的多个驱动器；被配置为接收来自该触摸传感器面板的感测信号的一个或多个感测放大器；和耦接至该多条I/O线、多个驱动器和一个或多个感测放大器的切 换电路，该切换电路被配置为在互电容配置中将该多个驱动器耦接至该多条I/O线，并被配置为在自电容配置中将该一个或多个感测放大器耦接至该多条I/O线。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该触摸控制器还包括被配置为将第一数目的I/O线选择性地耦接至第二数目的感测放大器的复用器，其中该第一数目大于该第二数目。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该多个驱动器被配置为生成激励信号或基准电压。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该多个驱动器被配置为生成激励信号或基准电压。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该感测放大器被配置为虚地电荷放大器。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该虚地电荷放大器选择性地可配置为向超远场感测或远场感测提供反馈电阻和电容。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该虚地电荷放大器被配置为在其正极输入上接收正弦信号。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该触摸控制器耦接至触摸传感器面板，该触摸传感器面板包括：多条第一线，其耦接至该多条I/O线并且在该互电容配置中能够被配置为驱动线并在该自电容配置中能够被配置为感测线；和多条第二线，其在该互电容配置和自电容配置中均被配置为感测线。除了以上公开的一个或多个实例之外或作为另外一种选择，在一些实例中，该触摸控制器和触摸传感器面板被集成到计算设备中。
本公开的一些实例涉及包括触摸控制器的计算设备，该触摸控制器包括：用于连接至该触摸传感器面板的多条输入/输出(I/O)线；被配置为将激励信号提供至该触摸传感器面板的多个驱动器；被配置为接收来自该触摸传感器面板的感测信号的一个或多个感测放大器；和耦接至该多条I/O线、多个驱动器和一个或多个感测放大器的切换电路，该切换电路被配置为在互电容配置中将该多个驱动器耦接至该多条I/O线，并被配置为在自电容配置中将该一个或多个感测放大器耦接至该多条I/O线。
虽然参照附图对公开的实施例进行了全面的描述，但应注意，各种变化和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，此类 变化和修改被认为包括在由所附权利要求所限定的所公开的实施例的范围内。