用于驅(qū)動(dòng)接觸傳感器以實(shí)現(xiàn)更快的傳感器穩(wěn)定的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及驅(qū)動(dòng)電子裝置中的負(fù)載，或者更具體地，驅(qū)動(dòng)電容性感 測(cè)裝置中的發(fā)射器信號(hào)。
【背景技術(shù)】
[0002] 包括接近傳感器裝置（通常又稱作觸摸板或觸摸傳感器裝置）的輸入裝置廣泛用 于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括通常由表面來區(qū)分的感測(cè)區(qū)，在其中接近 傳感器裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可用來提 供電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置通常用作較大計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置（諸如集成 在或外設(shè)于筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)的不透明觸摸板）。接近傳感器裝置還通常用于較小計(jì)算 系統(tǒng)（諸如集成在蜂窩電話中的觸摸屏）中。
[0003] 為了操作電子裝置、諸如顯示器和輸入裝置，通常需要驅(qū)動(dòng)負(fù)載。驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的 時(shí)間可以是電阻和/或電容的函數(shù)（即，RC時(shí)間常數(shù)）。常規(guī)驅(qū)動(dòng)方法使用兩個(gè)電壓電平 (即，高電平和低電平）。例如，觸摸傳感器裝置中的發(fā)射器電極可采用包括一系列方波的 波形來驅(qū)動(dòng)。但是，波形的頻率可受到限制，因?yàn)橛斜匾峁╅L(zhǎng)致足以允許發(fā)射器電極"穩(wěn) 定"至期望值的感測(cè)周期。穩(wěn)定時(shí)間趨向于隨著電阻和/或電容增加而增加。例如，使用 更細(xì)和更長(zhǎng)電導(dǎo)體來驅(qū)動(dòng)負(fù)載可增加電阻，而驅(qū)動(dòng)物理上更大的負(fù)載可增加電容。結(jié)果，RC 時(shí)間常數(shù)會(huì)更長(zhǎng)。但是，長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)間因噪聲和系統(tǒng)性能（其可能要求以高頻率來操作電子 裝置）而可能是不合意的。因而，減少電子裝置的穩(wěn)定時(shí)間是合意的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 所公開的是一種用于減少使負(fù)載在被驅(qū)動(dòng)時(shí)穩(wěn)定所需的時(shí)間量的方法。特別地， 穩(wěn)定時(shí)間能夠通過采用多個(gè)電壓電平，包括例如升壓電壓，來驅(qū)動(dòng)負(fù)載而被減少。按照各種 實(shí)施例，負(fù)載能夠是電子裝置的組件，諸如顯示器組件或傳感器組件。按照各種實(shí)施例，負(fù) 載能夠與驅(qū)動(dòng)顯示器中的像素或者與驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器裝置的發(fā)射器電極關(guān)聯(lián)。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于驅(qū)動(dòng)傳感器的方法。該方法還包括基于與第一 發(fā)射器電極關(guān)聯(lián)的第一穩(wěn)定響應(yīng)在第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)向第一發(fā)射器電極施加第一電壓，其中 第一電壓大于第一發(fā)射器電極的終止電壓。該方法包括基于針對(duì)傳感器的第二穩(wěn)定響應(yīng)在 第二持續(xù)時(shí)間內(nèi)向第一發(fā)射器電極施加第二電壓，其中施加第一電壓和施加第二電壓基于 第一穩(wěn)定響應(yīng)和第二穩(wěn)定響應(yīng)。第一穩(wěn)定響應(yīng)和第二穩(wěn)定響應(yīng)可以是不同的。
[0006] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還包括具有驅(qū)動(dòng)器模塊的處理系統(tǒng)，其中驅(qū)動(dòng)器模塊具有驅(qū) 動(dòng)器電路，其配置用于耦合到與第一穩(wěn)定響應(yīng)關(guān)聯(lián)的第一電容性像素以及與第二穩(wěn)定響應(yīng) 關(guān)聯(lián)的第二電容性像素。第一電容性像素包括第一發(fā)射器電極和第一接收器電極。驅(qū)動(dòng)器 模塊配置成在第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)向第一發(fā)射器電極施加第一電壓，第一電壓大于第一電容性 像素的終止電壓。驅(qū)動(dòng)器模塊還配置成在第二持續(xù)時(shí)間內(nèi)向第一發(fā)射器電極施加第二電 壓。第一電壓和第二電壓基于第一穩(wěn)定響應(yīng)和第二穩(wěn)定響應(yīng)來選擇。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供一種具有集成顯示裝置的顯示裝置。按照一實(shí)施例， 該顯示裝置包括配置成被驅(qū)動(dòng)用于電容性感測(cè)的多個(gè)電容性像素，包括與第一穩(wěn)定響應(yīng)關(guān) 聯(lián)的第一電容性像素以及與第二穩(wěn)定響應(yīng)關(guān)聯(lián)的第二電容性像素。第一電容性像素可包括 第一發(fā)射器電極和第一接收器電極。該顯示裝置還包括處理器，其耦合到第一電容性像素 和第二電容性像素，并且配置成在第一持續(xù)時(shí)間內(nèi)向第一發(fā)射器電極施加第一電壓。第一 電壓大于第一電容性像素的終止電壓。處理器還配置成在第二持續(xù)時(shí)間內(nèi)向第一發(fā)射器電 極施加第二電壓，其中第一電壓和第二電壓基于第一穩(wěn)定響應(yīng)和第二穩(wěn)定響應(yīng)來選擇。
【附圖說明】
[0008] 圖1是按照本發(fā)明的一實(shí)施例、包括輸入裝置的示范系統(tǒng)的框圖。
[0009] 圖2示出按照本發(fā)明的一實(shí)施例、具有示例傳感器電極圖案的輸入裝置的一個(gè)實(shí) 施例，其中該示例傳感器電極圖案配置成在與該圖案關(guān)聯(lián)的感測(cè)區(qū)中進(jìn)行感測(cè)。
[0010] 圖3示出按照本發(fā)明的一實(shí)施例、具有關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)和接收電路的觸摸傳感器裝置的 示意圖。
[0011] 圖4例示按照驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器裝置的常規(guī)方法的傳感器的穩(wěn)定特性。
[0012] 圖5示出按照本發(fā)明的一實(shí)施例、具有升壓電壓電平的發(fā)射器信號(hào)。
[0013] 圖6例示按照本發(fā)明的一實(shí)施例、將升壓波形用于驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器裝置的傳感器 的穩(wěn)定特性。
[0014] 圖7是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例、用于驅(qū)動(dòng)傳感器的方法的流程圖。
[0015] 圖8是按照本發(fā)明的一實(shí)施例、用于使用升壓波形來驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器裝置的示范 系統(tǒng)的框圖。
[0016] 圖9-10例示按照本發(fā)明的一實(shí)施例、用于驅(qū)動(dòng)觸摸傳感器裝置的升壓波形和對(duì) 應(yīng)的控制信號(hào)。
[0017] 為了促進(jìn)理解，相同的參考標(biāo)號(hào)在可能的情況下已被用于標(biāo)明對(duì)附圖是共同的相 同元件。應(yīng)預(yù)期一個(gè)實(shí)施例中公開的元件可獲利地用于其他實(shí)施例而無需具體說明。這里 所參照的附圖不應(yīng)當(dāng)被理解為按比例繪制，除非特別說明。另外，附圖通常經(jīng)過簡(jiǎn)化，并且 為了呈現(xiàn)和說明的清楚起見而省略細(xì)節(jié)或組件。附圖和論述服務(wù)于解釋以下所述的原理， 其中相似標(biāo)號(hào)表示相似元件。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 本發(fā)明的實(shí)施例描述用于使用具有多個(gè)電平的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電容性傳感器的 方法。多電平驅(qū)動(dòng)方案減少電容性傳感器的穩(wěn)定所需的時(shí)間，由此實(shí)現(xiàn)增加的感測(cè)頻率 (針對(duì)給定的穩(wěn)定要求）。常規(guī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)使用兩個(gè)電平，即產(chǎn)生方波的高和低電平。感測(cè)周 期持續(xù)時(shí)間被限制為長(zhǎng)致足以允許電容性傳感器穩(wěn)定到某個(gè)電平（例如在目標(biāo)電平的95% 之內(nèi)）。隨著傳感器變得更細(xì)和更大，以及設(shè)計(jì)要求變得更極端（要求更小間距），穩(wěn)定行 為成為更重要因素。更低感測(cè)頻率導(dǎo)致噪聲性能的降級(jí)。因而，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種 用于增加感測(cè)頻率的技術(shù)，其導(dǎo)致電容性傳感器性能的顯著增益。
[0019] 圖1是按照本技術(shù)的實(shí)施例的示范輸入裝置100的框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝 置100包括具有集成感測(cè)裝置的顯示裝置。雖然本公開的實(shí)施例可用于與感測(cè)裝置集成的 顯示裝置中，應(yīng)預(yù)期本發(fā)明可在沒有集成輸入裝置的顯示裝置中具體化。輸入裝置100可 配置成向電子系統(tǒng)150提供輸入。如本文檔所使用的，術(shù)語"電子系統(tǒng)"（或"電子裝置"） 廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)150的一些非限制性示例包括所有 尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板、網(wǎng)絡(luò)瀏覽 器、電子書閱讀器和個(gè)人數(shù)字助理（PDA)。附加示例電子系統(tǒng)150包括合成輸入裝置，諸如 包括輸入裝置100和獨(dú)立操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。其他示例電子系統(tǒng)150包括諸如 數(shù)據(jù)輸入裝置（包括遙控和鼠標(biāo)）和數(shù)據(jù)輸出裝置（包括顯示屏幕和打印機(jī)）之類的外圍 設(shè)備。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭和視頻游戲機(jī)（例如視頻游戲控制臺(tái)、便攜游戲裝置 等）。其他示例包括通信裝置（包括蜂窩電話，諸如智能電話）和媒體裝置（包括記錄器、 編輯器和諸如電視機(jī)的播放器、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī)）。另外，電子系 統(tǒng)可能是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
[0020] 輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)150的物理部件，或者能夠與電子系統(tǒng)150在 物理上分離。視情況而定，輸入裝置100可使用下列的任一個(gè)或多個(gè)與電子系統(tǒng)的部件進(jìn) 行通信：總線、網(wǎng)絡(luò)和其他有線或無線互連。示例包括1 2(：、5?1、？5/2、通用串行總線（舊8)、 藍(lán)牙、RF和IRDA。
[0021] 圖1中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置（通常又稱作"觸摸板"或"觸摸傳 感器裝置"），其配置成在感測(cè)區(qū)120中感測(cè)一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140所提供的輸入。示例 輸入對(duì)象包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[0022] 感測(cè)區(qū)120包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中輸 入裝置100能夠檢測(cè)用戶輸入（例如由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140所提供的用戶輸入）。特 定感測(cè)區(qū)的尺寸、形狀和位置可以逐個(gè)實(shí)施例極大地改變。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)120沿 一個(gè)或多個(gè)方向從輸入裝置100的表面延伸到空間中，直到信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對(duì)象檢 測(cè)。在各種實(shí)施例中，這個(gè)感測(cè)區(qū)120沿特定方向所延伸的距離可以是大約小于一毫米、數(shù) 毫米、數(shù)厘米或者更多，并且可隨所使用的感測(cè)技術(shù)的類型和期望的精度而極大地改變。因 此，一些實(shí)施例感測(cè)輸入，其中輸入包括沒有與輸入裝置100的任何表面相接觸、與輸入裝 置100的輸入表面（例如觸摸表面）相接觸、與耦合某個(gè)量的外加力或壓力的輸入裝置100 的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各種實(shí)施例中，輸入表面可由傳感器電極所在的 殼體的表面、由施加在傳感器電極或者任何殼體之上的面板等來提供。在一些實(shí)施例中，感 測(cè)區(qū)120在投射到輸入裝置100的輸入表面時(shí)具有矩