本公開的實(shí)施例一般涉及電容性感測,并且更特別地,涉及電容性感測裝置中的干擾緩解。
背景技術(shù):
包括接近傳感器裝置(通常也被稱為觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛地使用在各種各樣的電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括常常由表面區(qū)分的感測區(qū)域,在其中所述接近傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置和/或運(yùn)動。接近傳感器裝置可以被用于提供用于所述電子系統(tǒng)的接口。例如,接近傳感器裝置常常被用作針對較大的計算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如被集成在筆記本計算機(jī)或臺式計算機(jī)中或者外接至筆記本計算機(jī)或臺式計算機(jī)的不透明的觸摸板)。接近傳感器裝置也常常被用在較小的計算系統(tǒng)(諸如被集成在蜂窩式電話中的觸摸屏)中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
用于電容性感測裝置中的接地條件的動態(tài)估計的技術(shù)。在實(shí)施例中,用于電容性感測裝置的處理系統(tǒng)包括傳感器模塊,所述傳感器模塊包括被配置成用調(diào)制的信號驅(qū)動多個傳感器電極以從所述多個傳感器電極獲取結(jié)果信號的傳感器電路。所述處理系統(tǒng)包括被配置成將根據(jù)所述結(jié)果信號確定的多個測量值與對應(yīng)于滿意的接地條件的第一閾值和對應(yīng)于干擾度量的第二閾值相比較的確定模塊。所述確定模塊進(jìn)一步被配置成基于滿足所述第二閾值并且不滿足所述第一閾值的所述多個測量值中的特定的測量值的數(shù)量來調(diào)整感測閾值。
在實(shí)施例中,集成的顯示裝置和電容性感測裝置包括多個顯示電極、多個傳感器電極、以及處理系統(tǒng),所述多個傳感器電極中的每個包括所述顯示電極中的至少一個。所述處理系統(tǒng)被配置成用調(diào)制的信號驅(qū)動所述多個傳感器電極以從所述多個傳感器電極獲取結(jié)果信號,并且用防護(hù)信號驅(qū)動所述多個顯示電極中的至少一部分。所述處理系統(tǒng)進(jìn)一步被配置成將根據(jù)所述結(jié)果信號確定的多個測量值與對應(yīng)于滿意的接地條件的第一閾值和對應(yīng)于干擾度量的第二閾值相比較。所述處理系統(tǒng)進(jìn)一步被配置成基于滿足所述第二閾值并且不滿足所述第一閾值的所述多個測量值中的特定的測量值的數(shù)量來調(diào)整感測閾值。
在實(shí)施例中,操作電容性感測裝置的方法包括:用調(diào)制的信號驅(qū)動多個傳感器電極以從所述多個傳感器電極獲取結(jié)果信號;將根據(jù)所述結(jié)果信號確定的多個測量值與對應(yīng)于滿意的接地條件的第一閾值和對應(yīng)于干擾度量的第二閾值相比較;以及基于滿足所述第二閾值并且不滿足所述第一閾值的所述多個測量值中的特定的測量值的數(shù)量來調(diào)整感測閾值。
附圖說明
為了以其能夠詳細(xì)地理解本發(fā)明的上面所記載的特征的方式,上面簡要概述的本發(fā)明的更特別的描述可以參考實(shí)施例而被進(jìn)行,所述實(shí)施例中的一些在附圖中被示出。然而,要被注意的是:所述附圖僅示出了本發(fā)明的典型的實(shí)施例,并且因此不將被視為限制其范圍,因?yàn)楸景l(fā)明可以允許其它同等有效的實(shí)施例。
圖1是根據(jù)此處所描述的一個實(shí)施例的示例性輸入裝置的框圖。
圖2A-2B示出了根據(jù)此處所描述的實(shí)施例的感測元件的示例性圖案的多個部分。
圖3是描繪了根據(jù)實(shí)施例的操作電容性感測裝置的方法的流程圖。
為了有助于理解,在可能之處,相同的參考標(biāo)號已被使用以指示對所述圖而言是共有的相同的元件。被考慮的是:一個實(shí)施例中公開的元件可以有益地在其它實(shí)施例上被使用,而不需要特定的記載。在此處所參考的附圖不應(yīng)被理解為是按比例繪制的,除非被特別地記注。并且,所述附圖常常被簡化,并且為了呈現(xiàn)和解釋的清楚,細(xì)節(jié)或組件被省略。所述附圖和討論用來解釋下面所討論的原理,在其中同樣的標(biāo)記指示同樣的元件。
具體實(shí)施方式
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性輸入裝置100的框圖。所述輸入裝置100可以被配置成向電子系統(tǒng)(沒有被顯示)提供輸入。如在此文件中所使用的,術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義上指的是能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性實(shí)例包括所有尺寸和形狀的個人計算機(jī),諸如臺式計算機(jī)、膝上型計算機(jī)、上網(wǎng)本計算機(jī)、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器和個人數(shù)字助理(PDAs)。附加的實(shí)例電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入裝置,諸如包括輸入裝置100和獨(dú)立的操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。另外的實(shí)例電子系統(tǒng)包括外圍設(shè)備,諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遠(yuǎn)程控制器和鼠標(biāo))和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏和打印機(jī))。其它實(shí)例包括遠(yuǎn)程終端、信息站和視頻游戲機(jī)(例如,視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置等等)。其它實(shí)例包括通信裝置(包括蜂窩式電話,諸如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器,諸如電視、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機(jī))。此外,所述電子系統(tǒng)可以是對所述輸入裝置而言的主機(jī)或從屬設(shè)備。
所述輸入裝置100可以被實(shí)現(xiàn)為所述電子系統(tǒng)的物理部分,或者可以與所述電子系統(tǒng)在物理上分離。視情況而定,所述輸入裝置100可以使用下列中的任何一個或多個與所述電子系統(tǒng)的多個部分通信:總線、網(wǎng)絡(luò)和其它有線或無線互連。實(shí)例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行總線(USB)、藍(lán)牙、RF和IRDA。
在圖1中,所述輸入裝置100被顯示為接近傳感器裝置(也常常被稱為“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”),其被配置成感測由感測區(qū)域120中的一個或多個輸入對象140提供的輸入。實(shí)例輸入對象包括手指和觸筆,如在圖1中所顯示的。
感測區(qū)域120包括所述輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間,在其中所述輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如,由一個或多個輸入對象140提供的用戶輸入)。特定的感測區(qū)域的尺寸、形狀和位置可以隨實(shí)施例的不同而顯著地變化。在一些實(shí)施例中,所述感測區(qū)域120在一個或多個方向上從所述輸入裝置100的表面延伸到空間中,直至信噪比阻礙足夠精確的對象檢測。在各種實(shí)施例中,此感測區(qū)域120在特定的方向上延伸至其的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或更大,并且可以隨所使用的感測技術(shù)的類型和所期望的精確度而顯著地變化。因此,一些實(shí)施例感測輸入,所述輸入包括:不與所述輸入裝置100的任何表面接觸、與所述輸入裝置100的輸入表面(例如,觸摸表面)接觸、與和一些量的作用力或壓力耦合的所述輸入裝置100的輸入表面接觸、和/或其組合。在各種實(shí)施例中,輸入表面可以由所述傳感器電極駐留在其內(nèi)的殼體的表面、由被施加在所述傳感器電極或任何殼體之上的面板等等提供。在一些實(shí)施例中,所述感測區(qū)域120在被投影到所述輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。
所述輸入裝置100可以利用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合以檢測所述感測區(qū)域120中的用戶輸入。所述輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的一個或多個感測元件。作為若干非限制性實(shí)例,所述輸入裝置100可以使用電容性、倒電容、電阻性、電感性、磁性、聲學(xué)、超聲和/或光學(xué)技術(shù)。
一些實(shí)現(xiàn)被配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)被配置成沿特定的軸或平面提供輸入的投影。
在所述輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中,電壓或電流被施加以產(chǎn)生電場。附近的輸入對象引起所述電場的改變,并且在電容性耦合中產(chǎn)生可檢測的改變,所述可檢測的改變可以被檢測為電壓、電流等等的改變。
一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電容性感測元件的陣列或其它規(guī)則的或不規(guī)則的圖案以產(chǎn)生電場。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中,獨(dú)立的感測元件可以被歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片,其可以是均勻電阻的。
一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極和輸入對象之間的電容性耦合的改變的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在各種實(shí)施例中,所述傳感器電極附近的輸入對象改變所述傳感器電極附近的所述電場,因此改變所測量的電容性耦合。在一個實(shí)現(xiàn)中,絕對電容感測方法通過相對于參考電壓(例如,系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極并且通過檢測所述傳感器電極和輸入對象之間的電容性耦合而操作。
一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極之間的所述電容性耦合的改變的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各種實(shí)施例中,所述傳感器電極附近的輸入對象改變所述傳感器電極之間的所述電場,因此改變所測量的電容性耦合。在一個實(shí)現(xiàn)中,跨電容感測方法通過檢測一個或多個發(fā)射器傳感器電極(也被稱為“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”)和一個或多個接收器傳感器電極(也被稱為“接收器電極”或“接收器”)之間的所述電容性耦合而操作。發(fā)射器傳感器電極可以相對于參考電壓(例如,系統(tǒng)接地)而被調(diào)制以發(fā)送發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可以相對于所述參考電壓而被保持實(shí)質(zhì)上恒定,以有助于接收結(jié)果信號。結(jié)果信號可以包括對應(yīng)于一個或多個發(fā)射器信號和/或?qū)?yīng)于一個或多個環(huán)境干擾源(例如,其它電磁信號)的(一個或多個)影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器或接收器,或者可以被配置成發(fā)送和接收兩者。
在圖1中,處理系統(tǒng)110被顯示為所述輸入裝置100的一部分。所述處理系統(tǒng)110被配置成操作所述輸入裝置100的硬件以檢測所述感測區(qū)域120中的輸入。所述處理系統(tǒng)110包括一個或多個集成電路(ICs)和/或其它電路組件的部分或全部。例如,用于互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可以包括被配置成用發(fā)射器傳感器電極發(fā)送信號的發(fā)射器電路,和/或被配置成用接收器傳感器電極接收信號的接收器電路。在一些實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110也包括電可讀的指令,諸如固件代碼、軟件代碼、和/或類似物。在一些實(shí)施例中,包括所述處理系統(tǒng)110的組件被定位在一起,諸如所述輸入裝置100的(一個或多個)感測元件附近。在其它實(shí)施例中,處理系統(tǒng)110的組件在物理上分離,其中一個或多個組件靠近輸入裝置100的(一個或多個)感測元件,并且一個或多個組件在別處。例如,所述輸入裝置100可以是被耦合至臺式計算機(jī)的外圍設(shè)備,并且所述處理系統(tǒng)110可以包括被配置成在所述臺式計算機(jī)的中央處理單元上運(yùn)行的軟件和與所述中央處理單元分離的一個或多個ICs(可能具有關(guān)聯(lián)的固件)。作為另一實(shí)例,所述輸入裝置100可以被物理地集成在電話中,并且所述處理系統(tǒng)110可以包括是所述電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110被專用于實(shí)現(xiàn)所述輸入裝置100。在其它實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其它功能,諸如操作顯示屏、驅(qū)動觸覺致動器等等。
所述處理系統(tǒng)110可以被實(shí)現(xiàn)為處理所述處理系統(tǒng)110的不同的功能的模塊集合。每個模塊可以包括是所述處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件、或其組合。在各種實(shí)施例中,模塊的不同組合可以被使用。實(shí)例模塊包括用于操作硬件(諸如傳感器電極和顯示屏)的硬件操作模塊、用于處理數(shù)據(jù)(諸如傳感器信號和位置信息)的數(shù)據(jù)處理模塊、以及用于報告信息的報告模塊。另外的實(shí)例模塊包括被配置成操作(一個或多個)感測元件以檢測輸入的傳感器操作模塊、被配置成識別手勢(諸如模式改變手勢)的識別模塊、以及用于改變操作模式的模式改變模塊。
在一些實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110通過引起一個或多個動作而直接地響應(yīng)于所述感測區(qū)域120中的用戶輸入(或用戶輸入的缺乏)。實(shí)例動作包括改變操作模式、以及GUI動作,諸如光標(biāo)移動、選擇、菜單導(dǎo)航和其它功能。在一些實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110向所述電子系統(tǒng)的一些部分(例如,向與所述處理系統(tǒng)110分離的所述電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng),如果這樣的獨(dú)立的中央處理系統(tǒng)存在)提供關(guān)于所述輸入(或輸入的缺乏)的信息。在一些實(shí)施例中,所述電子系統(tǒng)的一些部分處理從所述處理系統(tǒng)110接收的信息,以對用戶輸入起作用,諸如促進(jìn)全范圍的動作,包括模式改變動作和GUI動作。
例如,在一些實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110操作所述輸入裝置100的所述(一個或多個)感測元件以產(chǎn)生指示所述感測區(qū)域120中的輸入(或輸入的缺乏)的電信號。所述處理系統(tǒng)110可以在產(chǎn)生被提供給所述電子系統(tǒng)的所述信息時對所述電信號執(zhí)行任何適當(dāng)量的處理。例如,所述處理系統(tǒng)110可以數(shù)字化從所述傳感器電極獲得的模擬電信號。作為另一實(shí)例,所述處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波或其它信號調(diào)節(jié)。作為又另一實(shí)例,所述處理系統(tǒng)110可以減去或者否則慮及基線,以致所述信息反映所述電信號和所述基線之間的差異。作為又另外的實(shí)例,所述處理系統(tǒng)110可以確定位置信息,將輸入識別為命令,識別筆跡、等等。
如此處所使用的“位置信息”廣義地包括絕對位置、相對位置、速度、加速度和其它類型的空間信息。示例性的“零-維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/非接觸信息。示例性的“一-維”位置信息包括沿軸的位置。示例性的“二-維”位置信息包括平面中的運(yùn)動。示例性的“三-維”位置信息包括空間中的瞬時或平均速度。另外的實(shí)例包括空間信息的其它表示。關(guān)于一個或多個類型的位置信息的歷史數(shù)據(jù)也可以被確定和/或被存儲,例如包括隨時間跟蹤位置、運(yùn)動或瞬時速度的歷史數(shù)據(jù)。
在一些實(shí)施例中,所述輸入裝置100被實(shí)現(xiàn)具有由所述處理系統(tǒng)110或由一些其它處理系統(tǒng)操作的附加的輸入組件。這些附加的輸入組件可以提供針對所述感測區(qū)域120中的輸入的冗余的功能性或一些其它功能性。圖1顯示了所述感測區(qū)域120附近的按鈕130,其可以被用于促進(jìn)使用所述輸入裝置100選擇項(xiàng)目。其它類型的附加的輸入組件包括滑塊、球、輪、開關(guān)等等。相反地,在一些實(shí)施例中,所述輸入裝置100可以在沒有其它輸入組件的情況下被實(shí)現(xiàn)。
在一些實(shí)施例中,所述輸入裝置100包括觸摸屏接口,并且所述感測區(qū)域120與顯示屏的有效區(qū)域的至少一部分重疊。例如,所述輸入裝置100可以包括疊蓋所述顯示屏的實(shí)質(zhì)上透明的傳感器電極,并且提供用于所關(guān)聯(lián)的電子系統(tǒng)的觸摸屏接口。所述顯示屏可以是能夠向用戶顯示可視接口的任何類型的動態(tài)顯示器,并且可以包括任何類型的發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)LED(OLED)、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子體、電致發(fā)光(EL)或其它顯示技術(shù)。所述輸入裝置100和所述顯示屏可以共享物理元件。例如,一些實(shí)施例可以利用相同的電氣組件中的一些用于顯示和感測。作為另一實(shí)例,所述顯示屏可以部分地或全部地由所述處理系統(tǒng)110操作。
應(yīng)被理解的是:盡管本發(fā)明的許多實(shí)施例在全功能的設(shè)備的上下文中被描述,本發(fā)明的機(jī)制能夠以各種各樣的形式被分發(fā)為程序產(chǎn)品(例如,軟件)。例如,本發(fā)明的機(jī)制可以被實(shí)現(xiàn)并分發(fā)為可由電子處理器讀取的信息承載介質(zhì)(例如,可由所述處理系統(tǒng)110讀取的非瞬時計算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫的信息承載介質(zhì))上的軟件程序。此外,本發(fā)明的實(shí)施例同等適用,不管被用于執(zhí)行所述分發(fā)的介質(zhì)的特定的類型。非瞬時的電可讀介質(zhì)的實(shí)例包括各種盤、記憶棒、存儲卡、存儲模塊、等等。電可讀介質(zhì)可以基于閃存、光學(xué)、磁性、全息或任何其它存儲技術(shù)。
圖2A示出了根據(jù)一些實(shí)施例的感測元件的示例性圖案的一部分。為了例示和描述的清楚,圖2A顯示了簡單的矩形的圖案中的感測元件,并且沒有顯示各種組件,諸如所述感測元件和所述處理系統(tǒng)110之間的各種互連。電極圖案250A包括第一多個傳感器電極260(260-1,260-2,260-3,...260-n)和被布置在所述第一多個電極260之上的第二多個傳感器電極270(270-1,270-2,270-3,...270-m)。在所顯示的實(shí)例中,n=m=4,但是一般而言,n和m各自是正整數(shù),并且不一定彼此相等。在各種實(shí)施例中,所述第一多個傳感器電極260被操作為多個發(fā)射器電極(特別地被稱為“發(fā)射器電極260”),并且所述第二多個傳感器電極270被操作為多個接收器電極(特別地被稱為“接收器電極270”)。在另一實(shí)施例中,一組多個傳感器電極可以被配置成發(fā)送和接收,并且另一組多個傳感器電極也可以被配置成發(fā)送和接收。此外,處理系統(tǒng)110用所述第一和/或第二多個傳感器電極中的一個或多個傳感器電極接收結(jié)果信號,同時所述一個或多個傳感器電極被用絕對電容感測信號調(diào)制。所述第一多個傳感器電極260、所述第二多個傳感器電極270、或兩者可以被布置在所述感測區(qū)域120內(nèi)。所述電極圖案250A可以被耦合至所述處理系統(tǒng)110。
所述第一多個電極260和所述第二多個電極270典型地被彼此歐姆地絕緣。換句話說,一個或多個絕緣體分離所述第一多個電極260和所述第二多個電極270,并且防止它們彼此電短路。在一些實(shí)施例中,所述第一多個電極260和所述第二多個電極270由被布置在它們之間交叉區(qū)域處的絕緣材料分離;在這樣的構(gòu)造中,所述第一多個電極260和/或所述第二多個電極270可以被用連接同一電極的不同部分的跳線形成。在一些實(shí)施例中,所述第一多個電極260和所述第二多個電極270被一層或多層的絕緣材料分離。在這樣的實(shí)施例中,所述第一多個電極260和所述第二多個電極270可以被布置在公共襯底的分開的層上。在一些其它實(shí)施例中,所述第一多個電極260和所述第二多個電極270被一個或多個襯底分開,例如,所述第一多個電極260和所述第二多個電極270可以被布置在同一襯底的相對側(cè)上,或者被布置在被層壓在一起的不同的襯底上。在一些實(shí)施例中,所述第一多個電極260和所述第二多個電極270可以被布置在單個襯底的同一側(cè)上。
所述第一多個傳感器電極260和所述第二多個傳感器電極270之間的局部化的電容性耦合的區(qū)域可以由“電容性圖像”的“電容性像素”形成。所述第一和第二多個260和270的傳感器電極之間的所述電容性耦合隨所述感測區(qū)域120中的輸入對象的接近和運(yùn)動而改變。此外,在各種實(shí)施例中,所述第一多個傳感器電極260和所述第二多個傳感器電極270的每個與輸入對象之間的所述局部化的電容性耦合可以被稱為“電容性圖像”的“電容性像素”。在一些實(shí)施例中,所述第一多個傳感器電極260和所述第二多個傳感器電極270的每個與輸入對象之間的所述局部化的電容性耦合可以被稱為“電容性分布圖”的“電容性測量”。
所述處理系統(tǒng)110可以包括具有傳感器電路204的傳感器模塊208。所述傳感器模塊208使用具有感測頻率的電容性感測信號操作所述電極圖案250A從所述電極圖案中的電極接收結(jié)果信號。所述處理系統(tǒng)110可以包括被配置成根據(jù)所述結(jié)果信號確定電容性測量值的確定模塊220。所述確定模塊220可以跟蹤電容性測量值的改變,以檢測所述感測區(qū)域120中的(一個或多個)輸入對象。所述處理系統(tǒng)110可以包括其它模塊的配置,并且由所述傳感器模塊208和所述確定模塊220執(zhí)行的功能一般而言可以由所述處理系統(tǒng)110中的一個或多個模塊執(zhí)行。所述處理系統(tǒng)110可以包括模塊,并且可以執(zhí)行如在下面的一些實(shí)施例中描述的其它功能。
所述處理系統(tǒng)110可以在絕對電容感測模式或者跨電容感測模式中操作。在絕對電容感測模式中,所述傳感器電路204中的(一個或多個)接收器測量所述電極圖案250A中的(一個或多個)傳感器電極上的電壓、電流或電荷,而所述(一個或多個)傳感器電極被用絕對電容感測信號調(diào)制以生成所述結(jié)果信號。所述確定模塊220根據(jù)所述結(jié)果信號生成絕對電容測量值。所述確定模塊220可以跟蹤絕對電容測量值的改變,以檢測所述感測區(qū)域120中的(一個或多個)輸入對象。
在跨電容感測模式中,所述傳感器電路204中的(一個或多個)發(fā)射器用所述電容性感測信號(在所述跨電容感測模式中也被稱為發(fā)射器信號或調(diào)制的信號)驅(qū)動所述第一多個電極260中的一個或多個。所述傳感器電路204中的(一個或多個)接收器測量所述第二多個電極270中的一個或多個上的電壓、電流或電荷,以生成所述結(jié)果信號。所述結(jié)果信號包括所述電容性感測信號和所述感測區(qū)域120中的(一個或多個)輸入對象的影響。所述確定模塊220根據(jù)所述結(jié)果信號生成跨電容測量值。所述確定模塊220可以跟蹤跨電容測量值的改變,以檢測所述感測區(qū)域120中的(一個或多個)輸入對象。
在一些實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110“掃描”所述電極圖案250A以確定電容性測量值。在所述跨電容感測模式中,所述處理系統(tǒng)110可以驅(qū)動所述第一多個電極260發(fā)送(一個或多個)發(fā)射器信號。所述處理系統(tǒng)110可以操作所述第一多個電極260,以致在一個時間一個發(fā)射器電極發(fā)送,或者在同一時間多個發(fā)射器電極發(fā)送。在多個發(fā)射器電極同時發(fā)送之處,這些多個發(fā)射器電極可以發(fā)送同一發(fā)射器信號并且有效地產(chǎn)生更大的發(fā)射器電極,或者這些多個發(fā)射器電極可以發(fā)送不同的發(fā)射器信號。例如,多個發(fā)射器電極可以根據(jù)一個或多個編碼方案發(fā)送不同的發(fā)射器信號,所述一個或多個編碼方案能夠使得它們對所述第二多個電極270的所述結(jié)果信號的組合的影響被獨(dú)立地確定。在所述絕對電容感測模式中,所述處理系統(tǒng)110可以在一個時間從一個傳感器電極260、270接收結(jié)果信號,或者在一個時間從多個傳感器電極260、270接收結(jié)果信號。在任一模式中,所述處理系統(tǒng)110可以單個地或集體地操作所述第二多個電極270,以獲取結(jié)果信號。在絕對電容感測模式中,所述處理系統(tǒng)110可以同時地驅(qū)動沿一個或多個軸的所有電極。在一些實(shí)例中,所述處理系統(tǒng)110可以驅(qū)動沿一個軸的電極(例如,沿所述第一多個傳感器電極260),而用屏蔽信號、防護(hù)信號等等驅(qū)動沿另一軸的電極。在一些實(shí)例中,沿一個軸的一些電極和沿另一軸的一些電極可以被同時地驅(qū)動。
在所述跨電容感測模式中,所述處理系統(tǒng)110可以使用所述結(jié)果信號來確定所述電容性像素處的電容性測量值。來自所述電容性像素的一組測量值形成表示所述像素處的所述電容性測量值的“電容性圖像”(也被稱為“電容性幀”)。所述處理系統(tǒng)110可以在多個時間段之上獲取多個電容性圖像,并且可以確定電容性圖像之間的差異,以導(dǎo)出關(guān)于所述感測區(qū)域120中的輸入的信息。例如,所述處理系統(tǒng)110可以使用在連續(xù)的時間段之上獲取的連續(xù)的電容性圖像來跟蹤一個或多個輸入對象進(jìn)入、退出和在所述感測區(qū)域120內(nèi)的(一個或多個)運(yùn)動。
在絕對電容感測模式中,所述處理系統(tǒng)110可以使用所述結(jié)果信號來確定沿所述傳感器電極260的軸和/或所述傳感器電極270的軸的電容性測量值。一組這樣的測量值形成表示沿所述軸的電容性測量值的“電容性分布圖”。所述處理系統(tǒng)110可以在多個時間段之上獲取沿所述軸中的一個或兩者的多個電容性分布圖,并且可以確定電容性分布圖之間的差異,以導(dǎo)出關(guān)于所述感測區(qū)域120中的輸入的信息。例如,所述處理系統(tǒng)110可以使用在連續(xù)的時間段之上獲取的連續(xù)的電容性分布圖來跟蹤所述感測區(qū)域120內(nèi)的輸入對象的位置或接近。在其它實(shí)施例中,每個傳感器可以是電容性圖像的電容性像素,并且所述絕對電容感測模式可以被用于生成除電容性分布圖之外或代替電容性分布圖的(一個或多個)電容性圖像。
所述輸入裝置100的基線電容是與所述感測區(qū)域120中沒有輸入對象相關(guān)聯(lián)的電容性圖像或電容性分布圖。所述基線電容隨環(huán)境和操作條件而改變,并且所述處理系統(tǒng)110能夠以各種方式估計所述基線電容。例如,在一些實(shí)施例中,當(dāng)確定所述感測區(qū)域120中沒有輸入對象時,所述處理系統(tǒng)110取得“基線圖像”或“基線分布圖”,并且使用那些基線圖像或基線分布圖作為基線電容的估計。所述確定模塊220可以在所述電容性測量值中慮及所述基線電容,并且因此,所述電容性測量值可以被稱為“delta電容性測量值”。因此,如此處所使用的術(shù)語“電容性測量值”包括相對于所確定的基線的delta-測量值。
在一些觸摸屏實(shí)施例中,所述第一多個傳感器電極260和所述第二多個傳感器電極270中的至少一個包括在更新顯示屏的顯示時使用的顯示裝置280的一個或多個顯示電極,諸如“Vcom”電極(公共電極)、柵極電極、源極電極、陽極電極和/或陰極電極中的一段或多段。這些顯示電極可以被布置在適當(dāng)?shù)娘@示屏襯底上。例如,所述顯示電極在一些顯示屏(例如,平面內(nèi)切換(IPS)或平面至線切換(PLS)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED))中可以被布置在透明的襯底(玻璃襯底、TFT玻璃、或任何其它透明材料)上、在一些顯示屏(例如,圖案化的垂直對準(zhǔn)(PVA)或多域垂直對準(zhǔn)(MVA))的濾色器玻璃的底部上,在發(fā)射層(OLED)之上,等等。所述顯示電極也可以被稱為“組合電極”,因?yàn)樗鲲@示電極執(zhí)行顯示更新和電容性感測的功能。在各種實(shí)施例中,所述第一和第二多個傳感器電極260和270中的每個傳感器電極包括一個或多個組合電極。在其它實(shí)施例中,所述第一多個傳感器電極260中的至少兩個傳感器電極或所述第二多個傳感器電極270中的至少兩個傳感器電極可以共享至少一個組合電極。此外,在一個實(shí)施例中,所述第一多個傳感器電極260和所述第二多個電極270兩者被布置在所述顯示屏襯底上的顯示堆棧內(nèi)。此外,所述顯示堆棧中的所述傳感器電極260、270中的至少一個可以包括組合電極。然而,在其它實(shí)施例中,僅所述第一多個傳感器電極260或所述第二多個傳感器電極270(但是不是兩者)被布置在所述顯示堆棧內(nèi),而其它傳感器電極在所述顯示堆棧的外側(cè)(例如,被布置在濾色器玻璃的相對側(cè)上)。
在實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110包括具有所述傳感器模塊208、所述確定模塊220以及任何(一個或多個)其它模塊的單個集成的控制器(諸如專用集成電路(ASIC))。在另一實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110可以包括多個集成電路,其中所述傳感器模塊208、所述確定模塊220以及任何(一個或多個)其它模塊可以被劃分在所述集成電路之間。例如,所述傳感器模塊208可以在一個集成電路上,并且所述確定模塊220以及任何(一個或多個)其它模塊可以是一個或多個其它集成電路。在一些實(shí)施例中,所述傳感器模塊208的第一部分可以在一個集成電路上,并且所述傳感器模塊208的第二部分可以在第二集成電路上。在這樣的實(shí)施例中,所述第一和第二集成電路中的至少一個至少包括其它模塊(諸如顯示驅(qū)動器模塊和/或顯示驅(qū)動器模塊)的多個部分。
圖2B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的感測元件的另一示例性圖案的一部分。為了例示和描述的清楚,圖2B呈現(xiàn)了矩形的矩陣中的感測元件,并且沒有顯示各種組件,諸如所述處理系統(tǒng)110和所述感測元件之間的各種互連。電極圖案250B包括被布置在矩形矩陣中的多個傳感器電極210。所述電極圖案250B包括按J行和K列排列的傳感器電極210J,K(被統(tǒng)稱為傳感器電極210),其中J和K是正整數(shù),盡管J和K中的一個可以是零。被考慮的是:所述電極圖案250B可以包括所述傳感器電極210的其它圖案,諸如極性陣列、重復(fù)圖案、非重復(fù)圖案、非均勻陣列、單個行或列、或者其它適合的排列。此外,所述傳感器電極210可以是任何形狀,諸如圓形、矩形、菱形、星形、方形、非凸形、凸形、非凹形、凹形等等。此外,所述傳感器電極210可以被細(xì)分成多個不同的子電極。所述電極圖案250被耦合至所述處理系統(tǒng)110。
所述傳感器電極210典型地被彼此歐姆地絕緣。此外,在傳感器電極210包括多個子電極之處,所述子電極可以被彼此歐姆地絕緣。此外,在一個實(shí)施例中,所述傳感器電極210可以與處在所述傳感器電極210之間的柵電極218歐姆地絕緣。在一個實(shí)例中,所述柵電極218可以圍繞所述傳感器電極210中的一個或多個,其被布置在所述柵電極218的窗口216中。所述柵電極218可以被用作屏障,或者攜帶防護(hù)信號,所述防護(hù)信號用于在用所述傳感器電極210執(zhí)行電容性感測時使用??商娲鼗蚋郊拥?,當(dāng)執(zhí)行電容性感測時,所述柵電極218可以被用作傳感器電極。此外,所述柵電極218可以與所述傳感器電極210共面,但是這不是要求。例如,所述柵電極218可以位于不同的襯底上,或者位于與所述傳感器電極210相同的襯底的不同側(cè)上。所述柵電極218是可選的,并且在一些實(shí)施例中,所述柵電極218不存在。
在第一操作模式中,所述處理系統(tǒng)110可以使用至少一個傳感器電極210,以經(jīng)由絕對電容感測來檢測輸入對象的存在。所述傳感器模塊208可以測量(一個或多個)傳感器電極210上的電壓、電荷或電流,以獲得指示所述(一個或多個)傳感器電極210和輸入對象之間的電容的結(jié)果信號。所述確定模塊222使用所述結(jié)果信號來確定絕對電容測量值。當(dāng)所述電極圖案250B時,所述絕對電容測量值可以被用于形成電容性圖像。
在第二操作模式中,所述處理系統(tǒng)110可以使用多組傳感器電極210,以經(jīng)由跨電容感測來檢測輸入對象的存在。所述傳感器模塊208可以用發(fā)射器信號驅(qū)動所述傳感器電極210中的至少一個,并且可以從所述傳感器電極210中的至少一個其它傳感器電極接收結(jié)果信號。所述確定模塊222使用所述結(jié)果信號來確定跨電容測量值并且形成電容性圖像。
所述輸入裝置100可以被配置成在上面描述的模式中的任何一個模式中操作。所述輸入裝置100也可以被配置成在上面描述的模式中的任何兩個或更多模式之間切換。所述處理系統(tǒng)110可以如上面相對于圖2A所描述的那樣被配置。
如此處所使用的,“系統(tǒng)接地”可以指示由系統(tǒng)組件共享的公共電壓。例如,移動電話的電容性感測系統(tǒng)有時可以參考由所述電話的電源(例如,充電器或電池)提供的系統(tǒng)接地。所述系統(tǒng)接地可以相對于大地或任何其它參考是不固定的。例如,桌子上的移動電話通常具有浮動的系統(tǒng)接地。正由通過自由空間而被強(qiáng)耦合至大地接地的人握持的移動電話可以相對于該人而被接地,但是所述人-地可以相對于大地接地而正在變化。在許多系統(tǒng)中,所述系統(tǒng)接地被連接至所述系統(tǒng)中的最大面積電極,或由所述系統(tǒng)中的最大面積電極提供。
在各種實(shí)施例中,所述輸入裝置的所述接地條件對應(yīng)于所述輸入裝置-全域與所述輸入對象-全域之間的自由空間電容性串聯(lián)耦合。在各種實(shí)施例中,當(dāng)所述輸入裝置和所述全域之間的所述耦合(自由空間耦合系數(shù))相對小時,所述裝置可以被視為處于低的地質(zhì)量狀態(tài)中。然而,當(dāng)所述電容性感測裝置和所述全域之間的所述耦合實(shí)質(zhì)上更大時,所述裝置可以被視為正在良好的地質(zhì)量狀態(tài)中操作。此外,當(dāng)輸入對象和所述輸入裝置的系統(tǒng)接地之間的所述耦合實(shí)質(zhì)上大時,所述輸入裝置可以處于良好的地質(zhì)量條件中。
當(dāng)所述輸入裝置或電子系統(tǒng)的所述接地條件是低的或者否則是非最優(yōu)時(例如,當(dāng)所述輸入裝置正位于桌子上,而不是正由用戶握持時),所述裝置/系統(tǒng)被說成處于低-地質(zhì)量(LGM)條件中。補(bǔ)償LGM條件的一個方法是降低所述感測閾值,不管所述裝置的實(shí)際接地條件。所述感測閾值被用于指示輸入對象是存在還是不存在。在所述感測閾值以上的測量值指示輸入對象,并且在所述感測閾值以下的電容性測量值不指示輸入對象。更高的感測閾值降低裝置敏感性,并且更低的感測閾值增大裝置敏感性。
用靜態(tài)感測閾值操作可以導(dǎo)致系統(tǒng)性能上的降級。盡管在LGM條件期間所述感測閾值可以被設(shè)置用于最優(yōu)的敏感性,所述靜態(tài)感測閾值在更好的接地條件下可能導(dǎo)致過度敏感性。在良好的接地條件下將所述感測閾值設(shè)置用于最優(yōu)的敏感性可能不能在LGM條件下檢測到(一個或多個)輸入對象。在此處所描述的實(shí)施例中,基于滿足閾值范圍的電容性測量值的數(shù)量動態(tài)地調(diào)整所述感測閾值。所述感測閾值的這樣的動態(tài)調(diào)整導(dǎo)致在LGM和更好的接地條件兩者下的最優(yōu)的性能。
一般而言,LGM可以在存在(一個或多個)輸入對象時降低所述電容性測量值的幅度。衰減系數(shù)是所述裝置對空間的電容(Cdevice)和所述(一個或多個)輸入對象與所述傳感器電極之間的電容的組合(例如求和)(SUM(Cinput))的函數(shù)。例如,所述衰減系數(shù)可以是SUM(Cinput)/Cdevice。所述衰減系數(shù)的形式至少部分地取決于所述傳感器電路。所述衰減系數(shù)的形式可以被分析地導(dǎo)出,用模型模擬,或者憑實(shí)驗(yàn)地測量。盡管所述(一個或多個)輸入對象和所述傳感器電極之間的電容的所述組合被描述為求和,其它數(shù)學(xué)組合(例如,平均、加權(quán)的平均等等)可以被使用。
所述裝置對空間的電容(Cdevice)是所述裝置的維度的函數(shù),并且因此在設(shè)計階段期間Cdevice可以被確定。因此,在操作期間,所述處理系統(tǒng)110可以估計SUM(Cinput)以便確定所述衰減系數(shù)。已經(jīng)計算了歸因于LGM的所述衰減系數(shù),所述處理系統(tǒng)110可以調(diào)整與檢測的敏感性相關(guān)的閾值。
在實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110采用對應(yīng)于滿意的接地條件的第一閾值(TTgg)和對應(yīng)于干擾度量的第二閾值(Tfloor)。在Tfloor以下,用于(一個或多個)輸入對象的所述電容性測量值不能與干擾可靠地區(qū)分。當(dāng)檢測并測量干擾時,所述處理系統(tǒng)110可以調(diào)整所述第二閾值。在TTgg以上,所述裝置具有更好的接地,并且所述LGM影響可以被視為是可忽略的??梢葬槍λ鎏囟ǖ难b置預(yù)先確定并調(diào)諧“良好的”接地條件。在Tfloor和TTgg之間,所述處理系統(tǒng)110確定所述衰減系數(shù),以便調(diào)整敏感性并且補(bǔ)償所述LGM條件。所述處理系統(tǒng)110可以針對所有傳感器電極、針對各個傳感器電極組、或各個地針對傳感器電極執(zhí)行所述取閾值操作。
在實(shí)施例中,在操作期間,所述處理系統(tǒng)110確定從傳感器電極導(dǎo)出的電容性測量值是否在Tfloor以上并且在TTgg以下。如果是這樣,則所述處理系統(tǒng)110對滿足此條件的傳感器電極的數(shù)量計數(shù),并且計算SUM(Cinput)。給定Cdevice,所述處理系統(tǒng)110可以確定歸因于LGM的衰減系數(shù)。給定歸因于LGM的所述衰減系數(shù),所述處理系統(tǒng)110可以調(diào)整所述感測閾值。因此,所述處理系統(tǒng)110基于滿足所述第二閾值(Tfloor)并且不滿足所述第一閾值(TTgg)的特定的測量值的數(shù)量來調(diào)整所述感測閾值。在一個實(shí)施例中,如果至少一個測量值滿足所述第二閾值(Tfloor)并且所有測量值不滿足所述第一閾值(TTgg),則所述感測閾值可以被調(diào)整。
圖3是描繪了根據(jù)實(shí)施例的操作電容性感測裝置的方法300的流程圖。所述方法300可以由上面所描述的所述輸入裝置100執(zhí)行。所述輸入裝置100可以被配置有圖2A的所述傳感器圖案250A或圖2B的所述傳感器圖案250B。在實(shí)施例中,所述輸入裝置100可以與顯示器相集成,并且如此這樣,所述傳感器電極中的一些也可以是顯示電極。在其它實(shí)施例中,所述輸入裝置100不與顯示器相集成。
在框302處,所述處理系統(tǒng)110用調(diào)制的信號驅(qū)動多個傳感器電極以獲取結(jié)果信號。實(shí)例電極包括所述圖案250A中的傳感器電極260和270或者所述圖案250B中的傳感器電極210。在實(shí)施例中,所述傳感器電極包括所述顯示裝置280的至少一個顯示電極。在實(shí)施例中,也被用于電容性感測的所述(一個或多個)顯示電極包括所述顯示裝置280的至少一個公共電極。在實(shí)施例中,所述處理系統(tǒng)110用防護(hù)信號驅(qū)動(一個或多個)其它傳感器電極,而用調(diào)制的信號驅(qū)動所述多個傳感器電極。在實(shí)施例中,所述輸入裝置100與顯示裝置280相集成,并且所述處理系統(tǒng)110用防護(hù)信號驅(qū)動所述顯示裝置280的至少一個顯示電極,而用所述調(diào)制的信號驅(qū)動所述多個傳感器電極。
在框304處,所述處理系統(tǒng)110將根據(jù)所述結(jié)果信號確定的電容性測量值(多個測量值)與對應(yīng)于滿意的接地條件的第一閾值和對應(yīng)于干擾度量的第二閾值相比較。例如,所述處理系統(tǒng)110可以將所述多個測量值與所述“良好接地”閾值TTgg和所述干擾閾值Tfloor相比較,如上面所描述的。在所述良好的接地閾值TTgg以上的測量值不受LGM條件影響,并且在所述干擾閾值Tfloor以下的測量值不能與噪聲可靠地區(qū)分。所述電容性測量值可以是跨電容測量值或者絕對電容測量值。
在框306處,所述處理系統(tǒng)110基于滿足所述第二閾值并且不滿足所述第一閾值的特定的電容性測量值的數(shù)量來調(diào)整感測閾值。換句話說,所述處理系統(tǒng)110確定在所述良好的接地閾值和所述干擾閾值之間的測量值的數(shù)量,并且相應(yīng)地調(diào)整所述感測閾值。例如,當(dāng)更多的測量值在所述第一和第二閾值之間(例如,指示LGM條件)時,所述處理系統(tǒng)110可以增大所述感測閾值(例如,增大敏感性)。當(dāng)更少的測量值在所述第一和第二閾值之間(例如,指示良好的接地條件)時,所述處理系統(tǒng)110可以降低敏感性。
在實(shí)例中,框306可以包括框308,在其中所述處理系統(tǒng)110組合針對所述傳感器電極的電容值。例如,所述處理系統(tǒng)110可以對所述電容值求和,以計算上面所描述的SUM(Cinput)。在框310處,所述處理系統(tǒng)110可以基于所述電容值的所述組合和所述電容性感測裝置的電容(例如,Cdevice)來確定所述感測閾值。換句話說,所述處理系統(tǒng)110可以確定如上面所描述的所述衰減系數(shù),其一般是對自由空間的裝置電容和所述(一個或多個)輸入對象與所述傳感器電極之間的電容的和的函數(shù)。
在框312處,所述處理系統(tǒng)110可以基于所述電容性測量值和所調(diào)整的感測閾值來確定針對(一個或多個)輸入對象的位置信息。
此處所提出的實(shí)施例和實(shí)例被呈現(xiàn),以便最佳地解釋根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例及其特定的應(yīng)用,并且由此使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到:已經(jīng)僅為了例示和實(shí)例的目的呈現(xiàn)了前述描述和實(shí)例。如所提出的描述不是意在是窮盡的,或者將本發(fā)明限制于所公開的精確的形式。
鑒于前述內(nèi)容,本公開的范圍由隨后的權(quán)利要求確定。