電容觸摸屏干擾檢測和操作的制作方法
【專利摘要】電容觸摸屏的處理系統(tǒng)包括傳感器電路和控制邏輯。傳感器電路配置成在通信上與電容觸摸屏的傳感器電極耦合?？刂七壿嬇渲贸砂凑瞻ㄝ斎胛矬w感測和處于第一級的干擾感測的第一模式來操作電容觸摸屏。控制邏輯還配置成對下列項(xiàng)進(jìn)行響應(yīng)而按照第二模式而不是按照第一模式來操作電容觸摸屏：在第一模式所測量的干擾滿足干擾條件；以及關(guān)于輸入處于電容觸摸屏的感測區(qū)中的確定。當(dāng)工作在第一模式時(shí)，干擾感測在非顯示更新時(shí)間期間執(zhí)行。當(dāng)工作在第二模式時(shí)，對電容觸摸屏的干擾感測沒有被執(zhí)行或者在保真度比第一級要低的第二級執(zhí)行。
【專利說明】電容觸摸屏干擾檢測和操作
相關(guān)美國申請的交叉引用
[0001]本申請要求Adam Schwartz的共同待決臨時(shí)專利申請(序號61/469065,代理人檔案號 SYNA-20110209-A2.PR0，提交日期為 2011 年 3 月 29 日，標(biāo)題為 “NOISE DETECTIONFOR INTEGRATED DISPLAY AND SENSING”，轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人)的優(yōu)先權(quán)。
[0002]本申請涉及Adam Schwartz等人的美國專利申請(序號13/240377，于2011年9月22 日提交，標(biāo)題為“CAPACITIVE INPUT DEVICE INTERFERENCE DETECTION AND OPERATION”，代理人檔案號SYNA-20101025-A1，并且轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)。
【背景技術(shù)】
[0003]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。接近傳感器裝置通常包括常常通過表面來區(qū)分的感測區(qū)，其中接近傳感器裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入物體的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可用于提供用于電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置常常用作較大計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置(例如筆記本或臺式計(jì)算機(jī)中集成的或者作為其外設(shè)的不透明觸摸板)。接近傳感器裝置還常常用于較小計(jì)算系統(tǒng)(例如蜂窩電話和平板計(jì)算機(jī)中集成的觸摸屏)中。這類觸摸屏輸入裝置通常疊加在電子裝置的顯示器上或者以其它方式與其搭配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]電容觸摸屏的處理系統(tǒng)包括傳感器電路和控制邏輯。傳感器電路配置成在通信上與電容觸摸屏的傳感器電極耦合?？刂七壿嬇渲贸砂凑瞻ㄝ斎胛矬w感測和處于第一級的干擾感測的第一模式來操作電容觸摸屏?？刂七壿嬤€配置成對下列項(xiàng)進(jìn)行響應(yīng)而按照第二模式而不是按照第一模式來操作電容觸摸屏:在第一模式所測量的干擾滿足干擾條件；以及關(guān)于輸入處于電容觸摸屏的感測區(qū)中的確定。當(dāng)按照第一模式來操作時(shí)，干擾感測在非顯示更新時(shí)間期間執(zhí)行。當(dāng)按照第二模式來操作時(shí)，對電容觸摸屏的干擾感測沒有被執(zhí)行或者在保真度比第一級要低的第二級執(zhí)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]【專利附圖】

【附圖說明】中所參照的附圖不應(yīng)當(dāng)被理解為按比例繪制，除非另加具體說明。結(jié)合在【具體實(shí)施方式】中并且形成其組成部分的附圖示出各個(gè)實(shí)施例，并且與【具體實(shí)施方式】一起用于說明以下所述的原理，其中相似標(biāo)號表示相似元件，以及:
[0006]圖1是按照實(shí)施例的示例輸入裝置的框圖；
[0007]圖2A示出按照一些實(shí)施例的示例傳感器電極圖案的一部分，其可在傳感器中用于生成諸如觸摸屏之類的輸入裝置的感測區(qū)的全部或部分；
[0008]圖2B示出按照一些實(shí)施例的包括傳感器電極圖案的輸入裝置，其中傳感器電極圖案包括多個(gè)公共電極，并且可在傳感器中用于生成諸如觸摸屏之類的輸入裝置的感測區(qū)的全部或部分；[0009]圖3示出按照各個(gè)實(shí)施例、可與輸入裝置一起使用的處理系統(tǒng)的示例框圖；
[0010]圖4-6示出按照各個(gè)實(shí)施例、操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容輸入裝置的示例方法的流程圖；
[0011]圖7A-7F示出按照一個(gè)實(shí)施例的集成觸摸屏的示例，其中電容幀速率是顯示更新幀速率的兩倍；
[0012]圖8A-8F示出按照一個(gè)實(shí)施例的集成觸摸屏的另一個(gè)示例，其中電容幀速率是顯示更新幀速率的兩倍；以及
[0013]圖9A和圖9B示出按照各個(gè)實(shí)施例、操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容輸入裝置的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下的【具體實(shí)施方式】只作為舉例而不是限制來提供。此外，并不是預(yù)計(jì)由前面的【技術(shù)領(lǐng)域】、背景、概述或以下詳細(xì)描述中提供的任何明確表達(dá)或暗示的理論進(jìn)行限制。
論述總覽
[0015]本文中，描述各個(gè)實(shí)施例，其提供輸入裝置(例如觸摸屏)、處理系統(tǒng)、顯示裝置、組合輸入裝置/顯示裝置(集成觸摸屏)以及促進(jìn)改進(jìn)可用性的方法。在本文所述的各個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置可以是采取觸摸屏形式的電容輸入裝置，觸摸屏與顯示裝置關(guān)聯(lián)，并且可以或者可以不與顯示裝置集成。本文中描述與電容觸摸屏干擾檢測和操作關(guān)聯(lián)的實(shí)施例。利用本文所述的技術(shù)，可通過基于各種因素平衡電容觸摸屏的噪聲檢測和輸入檢測操作，來取得效率。
[0016]論述開始于描述一種示例輸入裝置，采用該示例輸入裝置或者在該示例輸入裝置之上可實(shí)現(xiàn)本文所述的各個(gè)實(shí)施例。然后描述一些示例傳感器電極圖案，其中包括傳感器電極圖案，該傳感器電極圖案包括用于集成觸摸屏中的輸入感測操作和顯示更新操作兩者的公共電極。此后接著描述一個(gè)示例處理系統(tǒng)及其部分組件。處理系統(tǒng)可與諸如電容感測觸摸屏之類的輸入裝置一起使用。描述了用于感測和更新的各種幀速率。然后結(jié)合操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容觸摸屏的各種方法的描述來進(jìn)一步描述電容觸摸屏、處理系統(tǒng)及其組件的操作。
示例輸入裝置
[0017]現(xiàn)在來看附圖。圖1是按照實(shí)施例的示范輸入裝置100的框圖。輸入裝置100可配置成向電子系統(tǒng)(未示出)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”)廣義地表示能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括所有尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，例如臺式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板電腦、萬維網(wǎng)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)包括合成輸入裝置，例如包括輸入裝置100和獨(dú)立操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。其它示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遙控裝置和鼠標(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。其它示例包括遠(yuǎn)程終端、廣告亭和視頻游戲機(jī)(例如視頻游戲控制臺、便攜游戲裝置等)。其它示例包括通信裝置(包括諸如智能電話之類的蜂窩電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器、例如電視機(jī)、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī))。另夕卜，電子系統(tǒng)可能是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。[0018]輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部分，或者能夠與電子系統(tǒng)在物理上分離。適當(dāng)?shù)?，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)的部分進(jìn)行通信--總線、網(wǎng)絡(luò)和其它有線或無線互連。示例包括但不限于:內(nèi)部集成電路(I2C)、串行外設(shè)接口(SPI)、個(gè)人系統(tǒng)2 (PS/2)、通用串行總線(USB)、Bluetooth?、射頻(RF)和紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(IrDA)。
[0019] 圖1中，輸入裝置100示為接近傳感器裝置(又常常稱作“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成感測由感測區(qū)120中的一個(gè)或多個(gè)輸入物體140所提供的輸入。示例輸入物體包括手指和觸指，如圖1所示。
[0020]感測區(qū)120包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，其中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如由一個(gè)或多個(gè)輸入物體140所提供的用戶輸入)。特定感測區(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)確的物體檢測。在各個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)感測區(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)厘米或者以上，并且可隨所使用的感測技術(shù)的類型和預(yù)期的精度而極大地改變。因此，一些實(shí)施例感測輸入，該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。在各個(gè)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夾層結(jié)構(gòu)面板等來提供。在一些實(shí)施例中，感測區(qū)120在投影到輸入裝置100的輸入表面時(shí)具有矩形形狀。
[0021]輸入裝置100可利用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測感測區(qū)120中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的一個(gè)或多個(gè)感測元件。作為非限制性示例，輸入裝置100可使用電容技術(shù)。
[0022]一些實(shí)現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維的空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。
[0023]在輸入裝置100的一些電容實(shí)現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入物體引起電場的變化，并且產(chǎn)生電容耦合的可檢測變化，該變化可作為電壓、電流等的變化來檢測。
[0024]一些電容實(shí)現(xiàn)利用電容感測元件的陣列或者其它規(guī)則或不規(guī)則圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立感測元件可歐姆地短接在一起，以便形成較大傳感器電極。一些電容實(shí)現(xiàn)利用電阻片，這些電阻片可以是電阻均勻的。
[0025]一些電容實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極與輸入物體之間的電容耦合的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在各個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入物體改變傳感器電極附近的電場，因而改變所測量電容耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對參考電壓(例如系統(tǒng)地)來調(diào)制傳感器電極以及通過檢測傳感器電極與輸入物體之間的電容耦合進(jìn)行操作。
[0026]一些電容實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極之間的電容耦合的變化的“互電容”(或者“跨電容”)感測方法。在各個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入物體改變傳感器電極之間的電場，因而改變所測量電容耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，跨電容感測方法通過檢測一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器傳感器電極(又稱作“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”)與一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極(又稱作“接收器電極”或“接收器”)之間的電容耦合進(jìn)行操作。發(fā)射器和接收器可統(tǒng)稱為傳感器電極或者傳感器元件。發(fā)射器傳感器電極可相對于參考電壓(例如系統(tǒng)地)來調(diào)制，以便傳送發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可相對于參考電壓基本上保持為恒定，以便促進(jìn)所產(chǎn)生信號的接收。所產(chǎn)生信號可包括與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號和/或與一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如其它電磁信號)對應(yīng)的影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器或接收器，或者可配置成既傳送又接收。在一些實(shí)施例中，當(dāng)沒有發(fā)射器電極進(jìn)行傳送(例如停用發(fā)射器)時(shí)，可操作一個(gè)或多個(gè)接收器電極以接收所產(chǎn)生信號。這樣，所產(chǎn)生信號表示在感測區(qū)120的操作環(huán)境中檢測的噪聲。
[0027]圖1中，處理系統(tǒng)110示為輸入裝置100的組成部分。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件，以便檢測感測區(qū)120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)的部分或全部和/或其它電路組件。(例如，互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可包括:發(fā)射器電路，配置成采用發(fā)射器傳感器電極來傳送信號；和/或接收器電路，配置成采用接收器傳感器電極來接收信號。)在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110還包括電子可讀指令，例如固件代碼、軟件代碼等。在一些實(shí)施例中，組成處理系統(tǒng)110的組件共同定位在例如輸入裝置100的感測元件的附近。在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上是獨(dú)立的，其中一個(gè)或多個(gè)組件靠近輸入裝置100的感測元件，而一個(gè)或多個(gè)組件在其它位置。例如，輸入裝置100可以是耦合到臺式計(jì)算機(jī)的外設(shè)，以及處理系統(tǒng)110可包括配置成運(yùn)行于臺式計(jì)算機(jī)的中央處理單元以及與中央處理單元分離的一個(gè)或多個(gè)IC(也許具有關(guān)聯(lián)固件)上的軟件。作為另一個(gè)示例，輸入裝置100可在物理上集成到電話中，以及處理系統(tǒng)110可包括作為電話的主處理器的組成部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110專用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置100。在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110還執(zhí)行其它功能，例如操作顯示屏幕、驅(qū)動(dòng)觸覺致動(dòng)器等。
[0028]處理系統(tǒng)110可實(shí)現(xiàn)為一組模塊，其處理處理系統(tǒng)110的不同功能。各模塊可包括作為處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或者它們的組合。在各個(gè)實(shí)施例中，可使用模塊的不同組合。示例模塊包括:硬件操作模塊，用于操作諸如傳感器電極和顯示屏幕之類的硬件；數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理諸如傳感器信號和位置信息之類的數(shù)據(jù)；以及報(bào)告模塊，用于報(bào)告信息。其它示例模塊包括:傳感器操作模塊，配置成操作感測元件以檢測輸入；識別模塊，配置成識別諸如模式變化手勢之類的手勢；以及模式變更模塊，用于變更操作模式。
[0029]在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110直接通過引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作來響應(yīng)感測區(qū)120中的用戶輸入(或者沒有用戶輸入)。示例動(dòng)作包括變更操作模式以及諸如光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航和其它功能之類的Gn動(dòng)作。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110向電子系統(tǒng)的某個(gè)部分(例如向電子系統(tǒng)中與處理系統(tǒng)Iio分離的中央處理系統(tǒng)，若這種獨(dú)立中央處理系統(tǒng)存在的話)提供與輸入(或者沒有輸入)有關(guān)的信息。在一些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)的某個(gè)部分處理從處理系統(tǒng)110所接收的信息，以便對用戶輸入起作用，例如促進(jìn)全系列的動(dòng)作，包括模式變更動(dòng)作和⑶I動(dòng)作。
[0030]例如，在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110操作輸入裝置100的感測元件，以便產(chǎn)生指示感測區(qū)120中的輸入(或者沒有輸入)的電信號。處理系統(tǒng)110可在產(chǎn)生提供給電子系統(tǒng)的信息中對電信號執(zhí)行任何適當(dāng)量的處理。例如，處理系統(tǒng)110可數(shù)字化從傳感器電極所得到的模擬電信號。作為另一個(gè)示例，處理系統(tǒng)110可執(zhí)行濾波或者其它信號調(diào)節(jié)。作為又一個(gè)示例，處理系統(tǒng)110可減去或者以其它方式考慮基準(zhǔn)，使得信息反映電信號與基準(zhǔn)之間的差。作為又一些示例，處理系統(tǒng)110可確定位置信息，將輸入識別為命令，識別筆跡等。
[0031]本文所使用的“位置信息”廣義地包含絕對位置、相對位置、速度、加速度和其它類型的空間信息。示范“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或者接觸/無接觸信息。示范“一維”位置信息包括沿軸的位置。示范“二維”位置信息包括平面中的運(yùn)動(dòng)。示范“三維”位置信息包括空間中的瞬時(shí)或平均速度。其它示例包括空間信息的其它表示。還可確定和/或存儲與一種或多種類型的位置信息有關(guān)的歷史數(shù)據(jù)，包括例如隨時(shí)間來跟蹤位置、運(yùn)動(dòng)或者瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。
[0032]在一些實(shí)施例中，輸入裝置100采用由處理系統(tǒng)110或者由另外某種處理系統(tǒng)所操作的附加輸入組件來實(shí)現(xiàn)。這些附加輸入組件可提供用于感測區(qū)120中的輸入的冗余功能性或者某種其它功能性。圖1示出感測區(qū)120附近的能夠用于促進(jìn)使用輸入裝置100來選擇項(xiàng)目的按鈕130。其它類型的附加輸入組件包括滑塊、球、輪、開關(guān)等。相反，在一些實(shí)施例中，輸入裝置100可以在沒有其它輸入組件的情況下實(shí)現(xiàn)。
[0033]在一些實(shí)施例中，輸入裝置100可以是觸摸屏，以及感測區(qū)120重疊顯示屏幕160的工作區(qū)的至少一部分。例如，輸入裝置100可包括覆蓋顯示屏幕160的基本上透明的傳感器電極，并且提供用于關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的觸摸屏。顯示屏幕160可以是能夠向用戶顯示可視界面的任何類型的動(dòng)態(tài)顯示器，并且可包括任何類型的發(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)或者其它顯示技術(shù)。輸入裝置100和顯示屏幕160可共享物理元件。例如，一些實(shí)施例可將相同電組件的一部分用于顯示和感測。作為另一個(gè)示例，顯示屏幕160可部分或全部由處理系統(tǒng)110來操作。
[0034]應(yīng)當(dāng)理解，雖然在全功能設(shè)備的上下文中描述許多實(shí)施例，但是機(jī)制能夠作為多種形式的程序產(chǎn)品(例如軟件)來分配。例如，所描述的機(jī)制可作為電子處理器可讀的信息承載介質(zhì)(例如，處理系統(tǒng)110可讀的非暫時(shí)計(jì)算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫信息承載介質(zhì))上的軟件程序來實(shí)現(xiàn)和分配。另外，實(shí)施例同樣適用，而與用于執(zhí)行分配的介質(zhì)的特定類型無關(guān)。非暫時(shí)的電子可讀介質(zhì)的示例包括各種光盤、存儲棒、存儲卡、存儲模塊等。電子可讀介質(zhì)可基于閃速、光、磁、全息或者任何其它有形存儲技術(shù)。
示例傳感器電極圖案
[0035]圖2A示出按照各個(gè)實(shí)施例的示例傳感器電極圖案200A的一部分，其可在傳感器中用于生成輸入裝置100的感測區(qū)的全部或部分。輸入裝置100在與電容傳感器電極圖案一起使用時(shí)配置為電容輸入裝置。為了說明和描述的清楚起見，示出非限制性簡單矩形傳感器電極圖案200A。要理解，可采用許多其它傳感器電極圖案。在這個(gè)示例中，所示傳感器電極圖案由相互覆蓋的多個(gè)接收器電極270(270-0、270-1、270-2...270-η)和多個(gè)發(fā)射器電極260(260-0、260-1、260-2...260-η)來組成。在所示示例中，觸摸感測像素集中在發(fā)射器和接收器電極交叉的位置。電容像素290示出由傳感器電極圖案200Α所生成的電容像素之一。要理解，在諸如所示示例之類的交叉?zhèn)鞲衅麟姌O圖案中，某種形式的絕緣材料或襯底通常設(shè)置在發(fā)射器電極260與接收器電極270之間。但是，在一些實(shí)施例中，發(fā)射器電極260和接收器電極270可通過使用布線技術(shù)和/或跳線來設(shè)置在彼此相同的層上。此外，在其它實(shí)施例中，多個(gè)接收器電極270和/或多個(gè)發(fā)射器電極260可由各種形狀來組成，例如分叉或帶叉電極、U形電極或者具有獨(dú)特形狀的電極元件(例如H或I形電極元件)。在各個(gè)實(shí)施例中，觸摸感測包括感測感測區(qū)120中的任何位置的輸入物體，并且可包括: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。
[0036]電容像素、例如電容像素290是發(fā)射器電極260與接收器電極270之間的定域電容耦合的區(qū)域。發(fā)射器電極260與接收器電極270之間的電容耦合隨與發(fā)射器電極260和接收器電極270關(guān)聯(lián)的感測區(qū)中的輸入物體的接近性和運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化。
[0037]在一些實(shí)施例中，“掃描”傳感器電極圖案200A，以便確定這些電容耦合。也就是說，驅(qū)動(dòng)發(fā)射器電極260以傳送發(fā)射器信號?？刹僮靼l(fā)射器以使得一次一個(gè)發(fā)射器電極進(jìn)行傳送，或者多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)進(jìn)行傳送。在多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)進(jìn)行傳送的情況下，這些多個(gè)發(fā)射器電極可傳送相同的發(fā)射器信號，并且產(chǎn)生實(shí)際上更大的發(fā)射器電極，或者這多個(gè)發(fā)射器電極可傳送不同的發(fā)射器信號。例如，多個(gè)發(fā)射器電極可按照使它們對接收器電極270的所產(chǎn)生信號的組合影響能夠被單獨(dú)確定的一個(gè)或多個(gè)編碼方案來傳送不同的發(fā)射器信號。
[0038]可單一或者多樣地操作接收器電極270以獲取所產(chǎn)生信號。所產(chǎn)生信號可用于確定電容像素處的電容耦合的測量。
[0039]來自電容像素的一組測量形成表示像素處的電容耦合的“電容圖像”(又稱作“電容幀”)。可對多個(gè)時(shí)間周期來獲取多個(gè)電容圖像，以及它們之間的差用于得出與感測區(qū)中的輸入有關(guān)的信息。例如，對連續(xù)時(shí)間周期所獲取的連續(xù)電容圖像能夠用于跟蹤進(jìn)入、退出感測區(qū)以及在感測區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)輸入物體的運(yùn)動(dòng)。
[0040]傳感器裝置的基準(zhǔn)電容是與感測區(qū)中沒有輸入物體關(guān)聯(lián)的電容圖像?；鶞?zhǔn)電容隨環(huán)境和操作條件而發(fā)生變化，并且可按照多種方式來估計(jì)。例如，一些實(shí)施例在確定沒有輸入物體處于感測區(qū)中時(shí)獲取“基準(zhǔn)圖像”，并且將那些基準(zhǔn)圖像用作其基準(zhǔn)電容的估計(jì)。
[0041]可調(diào)整電容圖像來獲得傳感器裝置的基準(zhǔn)電容，以更有效地處理。一些實(shí)施例通過對電容像素處的電容耦合的測量進(jìn)行“基準(zhǔn)化”以產(chǎn)生“基準(zhǔn)電容圖像”，來實(shí)現(xiàn)它。也就是說，一些實(shí)施例將形成電容圖像的測量與關(guān)聯(lián)那些像素的“基準(zhǔn)圖像”的適當(dāng)“基準(zhǔn)值”進(jìn)行比較，并且從那個(gè)基準(zhǔn)圖像來確定變化。
[0042]如本文所述，一些實(shí)施例配置成在沒有發(fā)射器信號被傳送的時(shí)間期間測量環(huán)境干擾(例如環(huán)境噪聲)。這樣，由接收器電極所接收的所產(chǎn)生信號將不會包含因發(fā)射器信號而造成的任何影響。
[0043]圖2B示出按照一些實(shí)施例的包括傳感器電極圖案的輸入裝置，其中傳感器電極圖案包括多個(gè)公共電極，并且可在傳感器中用于生成諸如觸摸屏之類的輸入裝置的感測區(qū)的全部或部分。圖2B示出輸入裝置100B，其中具有傳感器電極圖案200B(包括公共電極260和接收器電極270)和處理系統(tǒng)110 (按照110-1和110-2兩個(gè)部分示出)。
[0044]圖2B中，處理系統(tǒng)部分110-1與接收器電極270耦合，并且配置成接收來自接收器電極270的所產(chǎn)生信號。處理系統(tǒng)部分110-2與公共電極260耦合，并且包括配置用于在組合顯示屏幕/觸摸屏160/100 -在本文中可稱作“集成觸摸屏上顯示圖像的顯示電路(未示出)。顯示電路配置成通過像素源驅(qū)動(dòng)器(未示出)將一個(gè)或多個(gè)像素電壓施加到顯示像素電極。顯示電路還配置成將一個(gè)或多個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電壓施加到公共電極260，并且將其作為集成觸摸屏的顯示屏幕部分的V-com電極來操作。(在一些實(shí)施例(例如行反相實(shí)施例)中，顯示電路還配置成與顯示屏幕部分上的圖像顯示器的驅(qū)動(dòng)周期同步地使公共驅(qū)動(dòng)電壓反相。)處理系統(tǒng)部分110-2還配置成將公共電極260作為發(fā)射器電極來操作，以便對集成觸摸屏的觸摸屏部分進(jìn)行電容感測。
[0045]在圖2B的實(shí)施例中，裝置的處理系統(tǒng)(例如，圖1的處理系統(tǒng)110的示例)包括兩個(gè)獨(dú)立部分110-1和110-2。在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)為更多或更少部分。例如，處理系統(tǒng)部分110-1和處理系統(tǒng)部分110-2的功能可實(shí)現(xiàn)為一個(gè)集成電路。獨(dú)立處理系統(tǒng)部分110-1、110-2等之間的同步可通過多個(gè)部分之間采用同步機(jī)構(gòu)291進(jìn)行通信來實(shí)現(xiàn)。例如，同步機(jī)構(gòu)291可通過提供同步時(shí)鐘、與顯示更新狀態(tài)有關(guān)的信息、與電容感測狀態(tài)有關(guān)的信息、令顯示電路進(jìn)行更新(或者不更新)的指示、令電容感測電路進(jìn)行感測(或者不感測)的指示等，來同步顯示更新和電容感測。
[0046]在各個(gè)實(shí)施例中，公共電極在同一時(shí)間周期中或者在不同時(shí)間周期中傳送用于顯示更新和電容感測的信號。例如，公共電極可在行更新周期的顯示更新時(shí)間期間傳送用于顯示更新的信號，以及在行更新周期的非顯示時(shí)間(例如，有時(shí)稱作“水平消隱時(shí)間”)期間傳送用于電容感測的信號。作為另一個(gè)示例，公共電極可在具有實(shí)際顯示行更新的行更新周期期間傳送用于顯示更新的信號，以及在沒有實(shí)際顯示行更新的額外“行更新周期”(例如，在對幀的段或者完全幀進(jìn)行更新之間的非顯示時(shí)間，有時(shí)稱作“垂直消隱時(shí)間”)期間傳送用于電容感測的信號。作為另一示例，公共電極可同時(shí)傳送用于顯示更新和電容感測的信號，但是在空間上將其分離。作為又一示例，公共電極可使用用于顯示更新和電容感測兩者的相同傳輸。
[0047]在一些觸摸屏實(shí)施例中，作為公共電極的補(bǔ)充(或替代)，共享其它組件。例如，一個(gè)處理系統(tǒng)可用于執(zhí)行電容感測和顯示更新功能兩者。
[0048]一些實(shí)施例配置成在沒有發(fā)射器信號被傳送的時(shí)間期間測量環(huán)境干擾(例如環(huán)境噪聲)。這樣，由接收器電極所接收的所產(chǎn)生信號將不會包含因發(fā)射器信號而造成的任何影響。
[0049]一些觸摸屏實(shí)施例還將環(huán)境干擾檢測與顯示屏幕操作同步，使得顯示屏幕操作所引起的干擾被部分或者完全回避，按照另外某種方式來預(yù)計(jì)和適應(yīng)(例如，以不相似頻率或相位進(jìn)行操作、濾波等)等。
[0050]具有同步電容感測和顯示更新的一些觸摸屏實(shí)施例配置成檢測環(huán)境干擾，而無需改變顯示更新與電容感測之間的同步或者干擾顯示更新序列。例如，具有公共電極的一些實(shí)施例配置成通過在非顯示時(shí)間(例如水平消隱時(shí)間、垂直消隱時(shí)間)期間不驅(qū)動(dòng)公共電極以更新顯示或者傳送用于電容感測的發(fā)射器信號，來檢測環(huán)境干擾。這些實(shí)施例在另一個(gè)非顯示時(shí)間(例如，實(shí)施例在水平消隱時(shí)間期間感測干擾時(shí)的垂直消隱時(shí)間或者水平消隱時(shí)間的另一個(gè)部分，實(shí)施例在垂直消隱時(shí)間期間感測干擾時(shí)的水平消隱時(shí)間或者垂直消隱時(shí)間的另一個(gè)部分)期間可以或者可以不感測輸入物體。
[0051]作為另一個(gè)示例，一些實(shí)施例配置成在對于電容幀周期的一個(gè)或多個(gè)部分或者甚至對于整個(gè)電容幀周期期間檢測環(huán)境干擾而不感測輸入物體，同時(shí)顯示更新如常進(jìn)行。在這里，“電容幀周期”用于指示對電容感測所分配的時(shí)間周期，其通常與獲取(或者在沒有測量干擾時(shí)已經(jīng)獲取)電容圖像的時(shí)間一致。對于電容幀周期的部分檢測干擾的實(shí)施例在那個(gè)相同電容幀周期的另一個(gè)部分期間可以或者可以不執(zhí)行任何輸入物體檢測。在執(zhí)行輸入物體檢測的情況下，它可以達(dá)到與沒有干擾檢測的幀相同的分辨率或者比其要低的分辨率。例如，一些這類實(shí)施例可配置成檢測感測區(qū)中的輸入物體的存在/不存在，或者在更粗略分辨率下檢測位置信息。
[0052]具有同步電容感測和顯示更新的一些觸摸屏實(shí)施例配置成按照不改變顯示更新序列的方式來檢測環(huán)境干擾。例如，一些實(shí)施例配置成在感測干擾的同時(shí)暫停顯示更新。在已經(jīng)感測干擾之后，顯示更新重新開始。
[0053]作為又一個(gè)示例，一些實(shí)施例通過在繼續(xù)更新顯示的同時(shí)暫停與輸入物體檢測關(guān)聯(lián)的電容感測，來檢測干擾。這種方式可改變電容感測和顯示更新的同步。為了適應(yīng)這些變化，這些實(shí)施例可配置成跟蹤關(guān)聯(lián)輸入物體檢測的電容掃描與顯示更新之間的關(guān)系，將不同幀類型的部分映射到電容測量的部分，并且適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電容測量。(下面結(jié)合圖7A-7F和圖8A-8F來進(jìn)一步論述“幀類型”。)
[0054]按照各個(gè)實(shí)施例的一些觸摸屏和/或輸入裝置按照包括下列步驟的方法進(jìn)行操作:工作在干擾感測狀態(tài)，并且單獨(dú)工作在輸入物體感測狀態(tài)。在干擾感測狀態(tài)感測干擾的同時(shí)，觸摸屏/輸入裝置可以不傳送發(fā)射器信號。在輸入物體感測狀態(tài)感測輸入物體的同時(shí)，觸摸屏/輸入裝置傳送發(fā)射器信號。
[0055]干擾感測狀態(tài)和輸入物體感測狀態(tài)各可具有任何適當(dāng)時(shí)長。例如，觸摸屏/輸入裝置可對電容幀的一部分處于干擾感測狀態(tài)(或者輸入物體感測狀態(tài))，或者在從那種狀態(tài)進(jìn)行切換之前持續(xù)許多電容幀。作為另一個(gè)示例，觸摸屏/輸入裝置可處于干擾感測狀態(tài)(或者輸入物體感測狀態(tài))，直到滿足一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。示例標(biāo)準(zhǔn)包括所檢測的干擾等級、輸入物體的存在(或者不存在)、所檢測輸入的類型等。
[0056]按照各個(gè)實(shí)施例的一些觸摸屏/輸入裝置按照還包括下列步驟的方法進(jìn)行操作:工作在回避干擾狀態(tài)，其中采取一個(gè)或多個(gè)回避干擾動(dòng)作。回避干擾狀態(tài)可類似地持續(xù)任何適當(dāng)時(shí)長。例如，一些觸摸屏/輸入裝置可采用在電容幀之間、對于一個(gè)或多個(gè)電容幀的一個(gè)或多個(gè)部分或者對于一個(gè)或多個(gè)完整電容幀發(fā)生的回避干擾狀態(tài)進(jìn)行操作。
示例處理系統(tǒng)
[0057]圖3示出按照各個(gè)實(shí)施例、可與輸入裝置(例如代替作為輸入裝置100的組成部分的處理系統(tǒng)110) —起使用的示例處理系統(tǒng)IlOA的一些組件的框圖。處理系統(tǒng)IlOA可采用一個(gè)或多個(gè)專用集成電路(ASIC)、一個(gè)或多個(gè)集成電路(1C)、一個(gè)或多個(gè)控制器或者它們的某種組合來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)IlOA在通信上與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器電極和接收器電極-其實(shí)現(xiàn)輸入裝置100的感測區(qū)120-耦合。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)IlOA和輸入裝置100-處理系統(tǒng)IlOA作為其組成部分-可設(shè)置在諸如顯示裝置、計(jì)算機(jī)或者其它電子裝置之類的電子裝置150中或者在通信上與其耦合。
[0058]在輸入裝置100的一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)100A包括下列組件以及其它組件:傳感器電路310、控制邏輯320和顯示電路330。處理系統(tǒng)IlOA和/或其組件可與諸如傳感器電極圖案200(200A、200B)之類的傳感器電極圖案的傳感器電極耦合。例如，傳感器電路310與傳感器電極圖案(例如傳感器電極圖案200A、200B等)的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極耦人
口 O
[0059]傳感器電路310進(jìn)行操作，以便與用于生成感測區(qū)120的傳感器圖案的接收器和發(fā)射器傳感器電極進(jìn)行交互。這包括將發(fā)射器電極操作為“靜寂”(例如，不傳送所接收的發(fā)射器信號)或者傳送發(fā)射器信號。這還包括利用接收器傳感器電極來接收所產(chǎn)生信號以及可能是干擾的其它信號。傳感器電路310還可從所接收的所產(chǎn)生信號來確定在感測區(qū)120中發(fā)生了輸入，以及確定輸入相對感測區(qū)120的位置。傳感器電路310還可確定干擾正在發(fā)生，和/或確定干擾的性質(zhì)。如圖3所示，傳感器電路310可包括發(fā)射器電路311、接收器電路312、計(jì)算電路313和干擾測量電路314中的一個(gè)或多個(gè)。
[0060]發(fā)射器電路311進(jìn)行操作以在一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器電極260上傳送所接收發(fā)射器信號。在給定時(shí)間間隔中，發(fā)射器電路311可在多個(gè)發(fā)射器電極260的一個(gè)或多個(gè)上傳送或者不傳送發(fā)射器信號(波形)。發(fā)射器電路311還可用于在這種發(fā)射器電極上不傳送波形時(shí)將多個(gè)發(fā)射器電極260的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器電極260 (和相應(yīng)發(fā)射器通路)耦合到高阻抗、地或者耦合到恒定電壓。發(fā)射器信號可以是方波、梯形波或者另外某種波形。發(fā)射器電路311可例如按照碼分復(fù)用方案對發(fā)射器信號進(jìn)行編碼?？稍诳刂七壿?20的指導(dǎo)下改變代碼，例如加長或縮短代碼。加長代碼是用于回避干擾的一種技術(shù)。發(fā)射器信號的波形可具有不同頻率、相位或幅度。碼分可在時(shí)間或空間上分割。
[0061]接收器電路312進(jìn)行操作以經(jīng)由接收器電極來接收所產(chǎn)生信號。所接收的所產(chǎn)生信號對應(yīng)于并且包括經(jīng)由發(fā)射器電極所傳送的發(fā)射器信號的某個(gè)形式。但是，這些所傳送的發(fā)射器信號可能因雜散電容、噪聲、干擾和/或電路缺陷以及其它因素而在所產(chǎn)生信號中被改變或變更，并且因而可與其所傳送形式略微地或者極大地不同。為了回避干擾，接收器電路312可配備成實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)濾波操作，其可包括利用線性和非線性濾波技術(shù)的任一種或兩者。濾波器可以是模擬或數(shù)字的。濾波器的一些非限制性示例包括:低通濾波器/解調(diào)器、有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器和無限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器。如本文將進(jìn)一步描述，濾波操作可在控制邏輯320的指導(dǎo)下被實(shí)現(xiàn)、不實(shí)現(xiàn)和/或修改。所產(chǎn)生信號可在某個(gè)時(shí)間間隔期間在接收器電極的一個(gè)或多個(gè)上接收。接收器電路312包括多個(gè)放大器，通常每個(gè)接收器電極一個(gè)。這類放大器在本文中可稱作放大器、前端放大器、積分放大器等，以及在第一輸入端接收參考電壓并且在第二輸入端接收所產(chǎn)生信號。所產(chǎn)生信號來自電容傳感器裝置的接收器電極。
[0062]計(jì)算電路313進(jìn)行操作以計(jì)算/確定發(fā)射器電極與接收器電極之間的電容耦合的變化的測量。計(jì)算電路隨后使用這個(gè)測量來確定輸入物體(若有的話)相對感測區(qū)120的位置。計(jì)算電路313能夠提供所產(chǎn)生信號的質(zhì)量的指示。例如，考慮輸入物體的報(bào)告位置以確定它是否表示預(yù)計(jì)用戶動(dòng)作；因此，看來是“抖動(dòng)”或者以其它方式重復(fù)不實(shí)際的用戶輸入的報(bào)告位置能夠是所接收的所產(chǎn)生信號中的干擾的指示，并且能夠?qū)崿F(xiàn)回避干擾動(dòng)作。計(jì)算電路313還能夠產(chǎn)生關(guān)于解調(diào)信號的質(zhì)量的置信指示。
[0063]干擾測量電路314進(jìn)行操作以測量干擾發(fā)生的時(shí)間和程度。這能夠包括使用接收器傳感器電極主動(dòng)感測和測量干擾，或者感測干擾的影響。這種感測可采用所有接收器傳感器電極的一個(gè)、一部分或者組合來實(shí)現(xiàn)。干擾的主動(dòng)感測和測量能夠在一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器電極正傳送時(shí)發(fā)生，或者能夠在發(fā)射器電極不傳送(這能夠包括只是不傳送或者還耦合到高阻抗)時(shí)發(fā)生。通常，這種主動(dòng)感測和測量干擾占用原本可能用于感測來自輸入物體的實(shí)際輸入的時(shí)間。指示干擾正在發(fā)生的影響包括接收器電路312在發(fā)射器電極正在傳送(例如削波)時(shí)感測所產(chǎn)生信號的困難或者不可能性以及接收器電路312遭遇所接收的所產(chǎn)生信號的破壞(例如，具有已知噪聲源的特點(diǎn)的干擾，或者諸如輸入物體看來像是在感測區(qū)中快速來回跳躍之類的不具有用戶輸入的特點(diǎn)的所計(jì)算位置/運(yùn)動(dòng))。當(dāng)發(fā)射器電極相對用于電容感測的傳送信號可以是“斷開”或“靜寂”時(shí)，它們可傳送不是用于電容感測的其它信號。例如，發(fā)射器電極可傳送不能由接收器電極來獲得的信號，這類信號是帶外的那些信號，其中頻帶由接收器電極所跟蹤、在基本上正交代碼上或者低于被感測的閾值。在其它示例中，發(fā)射器電極可用于傳送屏蔽或地信號，或者可傳送與能夠采用接收器電極來接收的電容感測信號沒有關(guān)系的RFID或者其它通信信號。由接收器電極所接收的信號的某些方面能夠經(jīng)過分析，以便確定當(dāng)發(fā)射器是活動(dòng)時(shí)是否存在干擾信號。例如，能夠分析所接收信號(響應(yīng)傳送發(fā)射器信號)的功率、峰值幅度或頻譜其中之一或者組合。通過分析這些或其它方面，能夠確定干擾的存在，并且能夠確定干擾是在用于電容輸入感測的可接受限度之內(nèi)還是外部。在一些實(shí)施例中，在發(fā)射器電極沒有被發(fā)射器信號驅(qū)動(dòng)(為了電容感測的目的)的周期期間測量干擾時(shí)，干擾能夠直接從在沒有干擾時(shí)原本是靜止的接收器信號來測量和分析。能夠被動(dòng)地測量干擾的許多類型的影響。干擾測量電路314可將與干擾確定有關(guān)的信息傳遞給控制邏輯320，并且在控制邏輯320的指導(dǎo)下還可改變測量干擾和所產(chǎn)生信號如何發(fā)生的一個(gè)或多個(gè)方面。備選地，基于干擾模型或者用戶輸入使用模型的線性或者非線性濾波器可基于干擾的一個(gè)或多個(gè)測量來應(yīng)用于電容圖像、位置報(bào)告或者中間表示。
[0064]控制邏輯320包括決策制定邏輯，其基于各種輸入來指導(dǎo)處理系統(tǒng)IIOA和傳感器電路310工作在多種不同操作模式的所選模式。這類輸入的一些非限制性不例包括干擾的一個(gè)或多個(gè)測量和/或在輸入裝置100的感測區(qū)120中感測或者不感測輸入的指示?？刂七壿嬁蓪?shí)現(xiàn)為硬件(例如硬件邏輯和/或其它電路)和/或?qū)崿F(xiàn)為硬件以及以非暫時(shí)的方式存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)中的指令的組合。
[0065]顯示電路330在被包含時(shí)在組合顯示屏幕/觸摸屏(例如圖1、圖2A和圖2B的160/100)-其在本文中可稱作集成觸摸屏-上顯示圖像。顯示電路330通過像素源驅(qū)動(dòng)器(未示出)將一個(gè)或多個(gè)像素電壓或電流施加到顯示像素電極。顯示電路330將一個(gè)或多個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電壓施加到公共電極(例如公共電極260)，并且將其作為集成觸摸屏的顯示屏幕部分的V-com電極來操作。(在一些實(shí)施例(例如行反相實(shí)施例)中，顯示電路330與集成觸摸屏的顯示屏幕上的圖像顯示器(例如160)的驅(qū)動(dòng)周期同步地使公共驅(qū)動(dòng)電壓反相。)
電容輸入裝置干擾源的論述
[0066]通常，電容輸入裝置、例如觸摸屏遭遇兩種不同類型的干擾:在輸入?yún)^(qū)中沒有手指(或其它物體)觸摸或者以其它方式接近電容輸入裝置的情況下存在的噪聲干擾以及僅當(dāng)在輸入?yún)^(qū)中手指(或其它物體)正觸摸或者以其它方式接近輸入裝置時(shí)才存在的噪聲干擾。
[0067]第一種情況與來自接近電容輸入裝置的電子裝置的噪聲干擾關(guān)聯(lián)。例如，來自傳感器電極圖案下面或者結(jié)合傳感器電極圖案所設(shè)置的LCD的反饋耦合噪聲是噪聲干擾的共同源。這類干擾源在其頻率分量隨時(shí)間是相當(dāng)恒定的意義上通常是靜止的。[0068]當(dāng)輸入裝置的環(huán)境中的噪聲干擾從輸入物體耦合到傳感器中時(shí)，第二種情況能夠發(fā)生。這通常稱作“輸入物體耦合干擾”。當(dāng)來自電源充電器的干擾引起傳感器電極圖案(或者其一個(gè)或多個(gè)傳感器)的電位相對地球地而改變并且耦合到地球地的輸入物體觸摸輸入裝置時(shí)，第二種情況也能夠發(fā)生。在任一種情況下，常規(guī)策略是設(shè)法快速檢測輸入物體耦合干擾并且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行響應(yīng)。
[0069]按常規(guī)存在兩類固件算法，其已被提出以檢測輸入物體耦合干擾。在一種方式中，對于從接收器電極所接收的電容測量來執(zhí)行線性或者非線性濾波操作。濾波預(yù)計(jì)將預(yù)期輸入物體信號分量與非預(yù)期干擾分量分離。這種方式具有與快速準(zhǔn)確假設(shè)測試(即，及時(shí)地確定信號是表示輸入物體還是干擾)有關(guān)的若干缺點(diǎn)。在第二種方式中，在發(fā)射器被關(guān)斷的情況下，掃描輸入裝置的傳感器電極圖案的每幀的專用部分花費(fèi)在測量噪聲。當(dāng)發(fā)射器關(guān)斷時(shí)，沒有輸入物體信號，并且更易于檢測干擾分量。雖然這種第二方式產(chǎn)生準(zhǔn)確干擾檢測，但是它耗盡原本可用于輸入物體檢測的時(shí)間，并且因而降低用以掃描傳感器電極圖案的幀速率或者降低SNR。在具有緩慢傳感器穩(wěn)定時(shí)間的大傳感器電極圖案以及許多發(fā)射器電極在傳送信號時(shí)進(jìn)行掃描的情況下，這會是特別不適宜的。因此，這類大傳感器電極圖案不能輕松地提供掃描幀的大部分期間的專用噪聲掃描所需的額外時(shí)間。
[0070]本文中采取的用于操作電容輸入裝置的方式依靠兩個(gè)觀察:1)輸入物體耦合干擾僅當(dāng)輸入物體存在并且以某種方式與輸入裝置進(jìn)行交互時(shí)才存在；以及2)如果存在輸入物體耦合干擾，則它在輸入物體在感測區(qū)中正觸摸電容輸入裝置的整個(gè)時(shí)間期間存在。
[0071]具體來說，第二觀察提出，如果存在干擾，則它將在輸入物體首次在感測區(qū)中觸摸輸入裝置時(shí)存在。相反的也成立:如果干擾在輸入物體首次在感測區(qū)中觸摸輸入裝置時(shí)不存在，則它在輸入物體在輸入裝置的感測區(qū)中保持為接觸的時(shí)間期間通常將不會自發(fā)地出現(xiàn)。
[0072]由于本文所述的這些觀察，因此足以檢查輸入物體耦合噪聲，僅直到檢測到輸入物體的時(shí)間為止。一旦檢測到輸入物體，如果滿足干擾條件(例如，沒有超過干擾閾值或者干擾試探?jīng)]有發(fā)生，因而指示干擾不認(rèn)為過高)，則不再需要花費(fèi)大量時(shí)間檢測輸入物體耦合干擾，只要輸入物體在感測區(qū)中與輸入裝置持續(xù)接觸。
檢測干擾、回避干擾和感測的示例操作方法
[0073]圖4示出按照各個(gè)實(shí)施例、操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容輸入裝置的示例方法的流程圖400。在流程圖400所示的方法中，噪聲檢測將不會遭受從輸入物體信號所引起的錯(cuò)誤肯定的影響，幀速率或者信噪比也將不會遭受將正常幀處理的一部分專用于噪聲處理的影響。
[0074]在過程410，發(fā)射器沒有傳送發(fā)射器信號，以及干擾被感測。例如，控制邏輯320可指示發(fā)射器電路311不在電容輸入裝置100的發(fā)射器(例如發(fā)射器電極260)上進(jìn)行傳送。在發(fā)射器沒有傳送時(shí)，電容輸入裝置100的接收器能夠用于感測存在的任何干擾。在發(fā)射器電極260是觸摸屏和顯示裝置中使用的公共電極的一個(gè)實(shí)施例中，在非顯示更新時(shí)間期間感測干擾，使得將不會有用于感測或者顯示更新的傳輸對公共電極發(fā)生。
[0075]在過程420中，干擾測量電路314測量干擾，并且基于這些測量控制邏輯320來確定干擾是在適當(dāng)參數(shù)之內(nèi)或者適當(dāng)參數(shù)之外(例如，是否存在有效輸入物體感測的過多干擾)。例如，控制邏輯320確定是否已滿足指示干擾處于可接受限度之內(nèi)的干擾條件。這個(gè)確定能夠按照各種方式進(jìn)行，例如通過與一個(gè)或多個(gè)干擾閾值進(jìn)行比較、分析各種試探和/或分析與干擾關(guān)聯(lián)的頻譜或直方圖和/或其它技術(shù)。如果不滿足干擾條件，則干擾被認(rèn)為在輸入感測的可接受行為的限度之外。在過程420，作為補(bǔ)充或替代，控制邏輯320進(jìn)行的關(guān)于是否已滿足干擾條件的確定可涉及使用功率檢測器(例如平方律檢測器)來檢測與干擾關(guān)聯(lián)的功率、對干擾信號進(jìn)行濾波(例如采用絕對差之和)或者其它干擾確定技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。
[0076]如果尚未滿足干擾條件(例如，如果干擾被認(rèn)為高于預(yù)先確立參數(shù))，則控制邏輯320指示傳感器電路310在過程430執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)回避干擾動(dòng)作，以及系統(tǒng)在回避干擾動(dòng)作已被執(zhí)行之后返回到過程410。可在過程430采取的校正動(dòng)作的一些非限制性示例包括改變感測頻率、改變所應(yīng)用的濾波器的順序、改變所使用的濾波器的頻率響應(yīng)、降低報(bào)告幀速率、改變發(fā)射器信號的代碼或者代碼長度等。在一些實(shí)施例中，在過程430中執(zhí)行回避干擾動(dòng)作之后，系統(tǒng)進(jìn)行到在過程440感測輸入物體。
[0077]如果滿足干擾條件，并且因此干擾被認(rèn)為不是過高，則控制邏輯320指示發(fā)射器電路311傳送發(fā)射器信號，以及電容輸入裝置100在過程440中掃描感測區(qū)中的輸入。
[0078]計(jì)算電路313在過程450確定是否檢測到來自輸入物體的輸入。這個(gè)確定能夠按照任何適當(dāng)方式來實(shí)現(xiàn)。例如，處理系統(tǒng)IlOA可以僅使用在過程440剛獲取的信號、使用在過程440剛獲取的信號連同在過程440的先前執(zhí)行中獲取的信號、使用信號400連同在過程410的執(zhí)行中先前獲取的信號等。作為另一個(gè)示例，處理系統(tǒng)IlOA的計(jì)算電路313可使用在過程440的任何執(zhí)行中獲取的信號的部分或全部。如果檢測到一個(gè)或多個(gè)輸入，則處理系統(tǒng)IlOA返回到過程440。在一個(gè)實(shí)施例中，在沒有檢測到輸入時(shí)，處理系統(tǒng)IlOA則從過程450返回到過程410。這在流程圖400中通過過程450與過程410之間的返回回路示出，該返回回路響應(yīng)沒有檢測到輸入物體而發(fā)生。
[0079]流程圖400所示的過程的許多變化是可能的。各個(gè)實(shí)施例可具有附加過程、更少過程或者除了流程圖400所示之外的其它過程。實(shí)施例還可具有過程的不同排序。例如，一些實(shí)施例可配置成在完成關(guān)于干擾條件是否處于可接受限度之內(nèi)的確定之前來感測來自輸入物體的輸入。在這種情況下，掃描輸入物體可與用于評估干擾量的處理并行地發(fā)生，以及諸如采取回避干擾動(dòng)作之類的過程可按照不同方式與其它過程相鏈接。在一些實(shí)施例中，干擾感測可與感測周期來交織。在一些實(shí)施例中，一些干擾感測可在過程440期間執(zhí)行，但是，這種感測以比在過程410中實(shí)現(xiàn)的干擾感測要低的保真度來實(shí)現(xiàn)。例如，在過程440中感測輸入物體之后，可實(shí)現(xiàn)一些較低保真度干擾感測，然后過程440重復(fù)進(jìn)行而沒有轉(zhuǎn)到過程450。如果以較低保真度干擾感測來檢測到干擾，則可實(shí)現(xiàn)一些回避干擾動(dòng)作(例如應(yīng)用濾波)。在另一個(gè)示例中，一些實(shí)施例可配置成在輸入物體檢測440期間檢測到輸入物體時(shí)，執(zhí)行回避干擾動(dòng)作430。一些實(shí)施例可配置成在輸入物體檢測440期間檢測到輸入物體時(shí)，在非顯示更新時(shí)間410期間感測干擾。
[0080]圖5示出按照各個(gè)實(shí)施例、操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容輸入裝置的示例方法的流程圖500。流程圖500示出對流程圖400所示的方法的變化。例如，流程圖500示出基于最后N幀來檢測輸入物體(在過程550)。流程圖500的過程410-440與流程圖400的過程410-440相似，而過程550是過程450的變化。
[0081]過程550與過程450的差異在于，其配置成確定是否在感測區(qū)120中對于所獲取的最后一幀、對于所獲取的所選數(shù)量幀、對于所獲取的最后N幀、在某個(gè)時(shí)間段之內(nèi)等感測到與輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，在最后N幀中沒有檢測到輸入時(shí)，處理系統(tǒng)IlOA則從過程550返回到過程410。這在流程圖500中通過過程550與過程410之間的返回回路示出，該返回回路響應(yīng)在最后N幀中沒有檢測到輸入物體而發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯320進(jìn)行確定。在確定是基于較短時(shí)間周期/更少和更多最近幀的情況下，從過程550轉(zhuǎn)變到過程410 —般是更即時(shí)的，并且與流程圖400的過程450與410之間的變化極為相似。在確定是基于歷史(例如，較長時(shí)間周期；選擇來自當(dāng)前時(shí)間之前的時(shí)間周期的中貞；或者包括或不包括最近樣本，例如最后N巾貞,其中N>1)的情況下,處理系統(tǒng)IlOA—般比從過程450改變到過程410要更緩慢地從過程550改變到過程410。變化更緩慢是因?yàn)樘幚硐到y(tǒng)IlOA—般不是響應(yīng)關(guān)于感測區(qū)120中沒有輸入物體的確定而立即開始感測干擾。兩種方式均具有優(yōu)點(diǎn)。例如，在過程550中具有基于歷史的輸入物體檢測周期的處理系統(tǒng)100A在感測和處理涉及輸入物體的多個(gè)依次叩擊的某些手勢方面可更為有效，因?yàn)樵肼暀z測不是在提起輸入物體之后立即開始。例如，如果N>1，則在檢測第一叩擊之后更有效地處理快速手指叩擊。
[0082]作為另一個(gè)變化示例，與在感測區(qū)中沒有檢測到輸入物體時(shí)相比，一些實(shí)施例配置成即使在感測區(qū)中檢測到輸入物體時(shí)也以更緩慢速率來感測干擾。例如，一些實(shí)施例配置成在感測區(qū)中檢測到輸入物體時(shí)，每隔M幀來感測干擾。作為又一示例，一些實(shí)施例配置成響應(yīng)關(guān)于所獲取的輸入物體數(shù)據(jù)滿足或者不滿足某些標(biāo)準(zhǔn)或者附加干擾條件(例如，所接收的所產(chǎn)生信號因試探模型而看來被破壞，例如所計(jì)算的輸入物體位置在預(yù)計(jì)使用模型外部，或者傳感器電路檢測對接收器的非線性度情形)的確定而感測干擾。試探模型可基于總體圖像或者感測輸入物體附近的圖像的部分。作為又一個(gè)變化示例，如果在感測區(qū)中所檢測的輸入被確定為已經(jīng)改變(例如，輸入沒有與輸入表面相接觸，懸浮在輸入表面上方，和/或加入和/或從感測區(qū)移開)，則各個(gè)實(shí)施例可感測干擾。
[0083]應(yīng)當(dāng)理解，存在對于如何實(shí)現(xiàn)過程410和440的感測的定時(shí)的選擇。一個(gè)選項(xiàng)是選擇定時(shí)以使得過程440在輸入物體存在時(shí)具有預(yù)期幀速率，但是在沒有輸入物體存在時(shí)允許附加時(shí)間以用于噪聲檢測。在這種情況下，在檢測輸入物體中將存在等待時(shí)間的少許增加。例如，如果輸入物體處理幀速率為IOOHz并且附加25%的時(shí)間花費(fèi)在噪聲檢測，則輸入物體檢測等待時(shí)間能夠增加2.5mS。但是，一旦檢測到輸入物體，則幀速率達(dá)到其全速率。在第二種情況下，當(dāng)沒有輸入物體存在時(shí)，在過程440中花費(fèi)更少時(shí)間量，使得幀速率相同，無論噪聲檢測是否為活動(dòng)的。在這種情況下，可能存在初始輸入物體位置的位置精度的少許降低，以及因?yàn)闉V波器穩(wěn)定(filter settling)在過程410和440所執(zhí)行的感測中將是不同的，所以能夠引起一些復(fù)雜化。
[0084]圖6示出按照各個(gè)實(shí)施例、操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容輸入裝置的示例方法的流程圖600。流程圖600示出對流程圖500所示方法的一些示例變化和適配。在流程圖600中，過程410-440和550與流程圖500的過程410-440和550相似。在流程圖600中，響應(yīng)在最后N幀(其中N可等于I)期間在感測區(qū)中沒有檢測到輸入，控制邏輯320在過程660檢查自輸入物體已經(jīng)移動(dòng)或者已經(jīng)移開以來是否經(jīng)過了 P幀(其中P大于或等于N)。如果在最后P幀檢測到輸入，則控制邏輯320使處理系統(tǒng)IlOA返回到過程410，并且指導(dǎo)處理系統(tǒng)IlOA來感測干擾。如果在最后P幀沒有檢測到輸入，則控制邏輯320使處理系統(tǒng)IIOA和輸入裝置100在過程670進(jìn)入低功率狀態(tài)(例如睡眠模式，其中由電容輸入裝置100所使用的功率比電容輸入裝置100的正常操作時(shí)要低)。在這種低功率狀態(tài)中，處理系統(tǒng)IlOA可由控制邏輯320配置成使用任何適當(dāng)方法周期地感測在感測區(qū)120中的輸入。響應(yīng)感測這種輸入，控制邏輯320可將處理系統(tǒng)IlOA導(dǎo)向過程410。在P等于N的情況下，過程550和660可收縮為同一過程。輸入信號(或干擾)的較長時(shí)間(例如多個(gè)或者較窄帶寬)測量能夠改進(jìn)那個(gè)測量中的保真度或置信度。
[0085]一些實(shí)施例配置成以相同保真度來獲取全電容幀，而不管來自一個(gè)或多個(gè)輸入物體的輸入是否被確定為處于感測區(qū)120中。這可通過控制邏輯320指導(dǎo)傳感器電路310改變幀速率進(jìn)行。例如，如果在前一幀(或最近歷史)在感測區(qū)120中檢測到與一個(gè)或多個(gè)輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入，則控制邏輯320指導(dǎo)傳感器電路310對感測干擾花費(fèi)較少或者不花費(fèi)時(shí)間(這是按照上述兩個(gè)觀察)；因此，輸入裝置100以較高電容幀速率來感測與輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入。相比之下，如果沒有輸入物體在前一幀(或最近歷史)被確定為處于感測區(qū)中，則控制邏輯320指導(dǎo)傳感器電路310對感測干擾花費(fèi)更多時(shí)間，并且因此輸入裝置100以較低電容幀速率或者以較低保真度在較少時(shí)間來感測輸入物體。本文中，術(shù)語“幀速率”指的是電容幀速率，并且表示由處理系統(tǒng)IlOA提供新物體檢測報(bào)告的頻度(報(bào)告速率)。幀時(shí)間的部分可專用于觸摸感測，以及幀時(shí)間的部分可專用于噪聲或干擾檢測。輸入條件(例如低/沒有干擾)中的置信度可允許所產(chǎn)生信號和干擾的測量基于所遇到的所計(jì)算當(dāng)前干擾條件來折衷，以便改進(jìn)性能。也就是說，能夠?qū)崿F(xiàn)較小或沒有干擾或者能夠降低干擾感測的保真度；這使輸入物體感測的保真度對應(yīng)地增加。在一些實(shí)施例中，控制邏輯320指導(dǎo)傳感器電路310以相同電容幀速率進(jìn)行感測，而不管輸入物體是否被確定為處于感測區(qū)中。這可按照各種方式來實(shí)現(xiàn)。例如，在一些實(shí)施例中，指導(dǎo)傳感器電路310在與一個(gè)或多個(gè)輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入被確定為處于感測區(qū)120中時(shí)獲取全電容幀(例如以全保真度)，以及在沒有與輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入被確定為處于感測區(qū)120中時(shí)獲取少于全電容幀(例如以小于全保真度并且具有減少的掃描時(shí)間)。作為另一個(gè)示例，在一些實(shí)施例中，控制邏輯320可指導(dǎo)傳感器電路310在與一個(gè)或多個(gè)輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入被確定為處于感測區(qū)120中時(shí)在每個(gè)掃描花費(fèi)更多時(shí)間(以相同幀速率)，以及在沒有與輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入被確定為處于感測區(qū)120中時(shí)在每個(gè)掃描花費(fèi)較少時(shí)間。但是，應(yīng)當(dāng)注意，通過減少掃描時(shí)間，控制邏輯320可增加誤差(例如，減少用于穩(wěn)定的時(shí)間量、測量數(shù)量和/或所選的帶寬)。因降低的穩(wěn)定時(shí)間引起的增加誤差的可能性在某種程度上是所使用的傳感器電極圖案才有的，并且因此需要被納入(factor in)特定傳感器電極圖案的掃描時(shí)間的任何減少。降低的保真度可對應(yīng)于較小空間分辨率、較低頻率選擇性、較低動(dòng)態(tài)范圍、較少測量、降低的置信度等。
[0086]在一些實(shí)施例中，控制邏輯320配置成指導(dǎo)傳感器電路310響應(yīng)在感測區(qū)120中檢測到與輸入物體關(guān)聯(lián)的輸入而改變電容幀速率和感測保真度。諸如頻率、動(dòng)態(tài)范圍和分辨率之類的量度能夠用于測量所采用的感測保真度等級。
幀速率的論述
[0087]在各個(gè)觸摸屏實(shí)施例中，“電容幀速率”(獲取連續(xù)電容圖像的速率)與“顯示幀速率”(更新顯示圖像的速率，包括刷新屏幕以重新顯示相同圖像)可以相同或者不同。在兩個(gè)速率有所不同的一些實(shí)施例中，連續(xù)電容圖像以不同顯示更新狀態(tài)來獲取，以及不同顯示更新狀態(tài)可影響獲取的電容圖像。也就是說，顯示更新具體來說影響基準(zhǔn)電容圖像。因此，如果在顯示更新處于第一狀態(tài)時(shí)獲取第一電容圖像，并且在顯示更新處于第二狀態(tài)時(shí)獲取第二電容圖像，則第一和第二電容圖像可能因與顯示更新狀態(tài)關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)電容圖像的差而不是因感測區(qū)中的用戶輸入變化而有所不同。這在電容感測和顯示更新電極相互接近的情況下或者在它們被共享(例如公共電極)時(shí)更有可能。
[0088]為了便于說明，在特定顯示更新狀態(tài)期間獲取的電容圖像被認(rèn)為具有特定幀類型。也就是說，特定幀類型關(guān)聯(lián)特定電容感測序列(例如發(fā)射器幀掃描)與特定顯示序列(例如所更新的顯示行的一半)的映射。因此，在第一顯示更新狀態(tài)(例如快速掃描所有發(fā)射器電極并且更新顯示行的頂部一半)期間所獲取的第一電容圖像被認(rèn)為具有第一幀類型，在第二顯示更新狀態(tài)(例如快速掃描所有發(fā)射器電極并且更新顯示行的底部一半)期間所獲取的第二電容圖像被認(rèn)為具有第二幀類型，在第一顯示更新狀態(tài)(例如緩慢掃描發(fā)射器電極的頂部一半并且更新顯示行的頂部一半)期間所獲取的第三電容圖像被認(rèn)為具有第三幀類型，依此類推。在顯示更新狀態(tài)和電容圖像獲取的關(guān)系為周期性時(shí)，所獲取的電容圖像通過幀類型循環(huán)并且然后重復(fù)進(jìn)行。
[0089]雖然這里的論述集中于具有公共電極的實(shí)施例，但是如果顯示操作充分影響電容感測，則它也適用于沒有公共電極的實(shí)施例。另外，以下論述通常表示具有2:1電容幀速率與顯示幀速率比和兩種幀類型(并且因而兩種基準(zhǔn)圖像)的示例。這是為了便于進(jìn)行說明。各個(gè)實(shí)施例可具有各種比率。例如，一些實(shí)施例具有三電容感測幀與一顯示幀比率以及三種幀類型。作為另一個(gè)示例，一些實(shí)施例具有五電容感測幀與三顯示幀比率以及15種幀類型。
[0090]圖7A-7F示出這種集成觸摸屏實(shí)施例的示例,其中電容巾貞速率是顯示更新巾貞速率的兩倍。
[0091]在這個(gè)示例中，圖7A-7F的每個(gè)表示一個(gè)行更新周期期間的操作，以及圖7A-7F的組合跨越更新顯示幀所需的時(shí)間。顯示屏幕710中的淺灰水平虛線表示公共電極(例如V-com電極)，其用于顯示更新和電容感測兩者；這些公共電極可按照與圖2A和圖2B中的發(fā)射器電極260相同的方式并且與其可互換地實(shí)現(xiàn)。水平粗黑線720(720a-720f)表示公共電極，這些公共電極在行更新周期期間用于更新關(guān)聯(lián)行，以及灰色矩形760 (760a — 760c)表示多個(gè)公共電極，這些公共電極在那些行更新周期期間用于傳送用于電容感測的發(fā)射器信號。在這個(gè)不例中，由單個(gè)灰色矩形760a、760b、760c所表不的多個(gè)公共電極被共同驅(qū)動(dòng)，以便產(chǎn)生更大的有效電極。如在圖7A-7F中能夠看到，在顯示更新周期的第一半期間獲取第一全電容幀，以及在顯示更新周期的第二半期間獲取第二全電容幀。
[0092]圖8A-8F示出集成觸摸屏實(shí)施例的另一個(gè)具體示例,其中電容巾貞速率是顯示更新幀速率的兩倍。在該示例中，圖8A-8F的每個(gè)表示一個(gè)行更新周期期間的操作，以及圖8A-8F跨越更新顯示巾貞所需的時(shí)間的一半。
[0093]顯示屏幕810中的淺灰水平線表示公共電極(例如V-com電極)，這些公共電極用于顯示更新和電容感測兩者；這些公共電極可按照與圖2A和圖2B中的發(fā)射器電極260相同的方式并且與其可互換地實(shí)現(xiàn)。水平粗黑線820(820a-820c)表示公共電極，這些公共電極在那個(gè)行更新周期期間用于更新關(guān)聯(lián)行，以及灰色矩形860 (860a — 860c)表示多個(gè)公共電極，這些公共電極在那些行更新周期期間用于傳送用于電容感測的發(fā)射器信號。在這個(gè)示例中，由單個(gè)灰色矩形860a-c所表示的多個(gè)公共電極被共同驅(qū)動(dòng)，以便產(chǎn)生更大的有效電極。圖8A-8C中，僅對于顯示更新來驅(qū)動(dòng)公共電極，以及顯示的一半到SC結(jié)束時(shí)更新。然后，在圖8A-8F中，僅對于電容感測來驅(qū)動(dòng)公共電極，以及獲取整個(gè)電容幀。未示出的是步驟的其余部分，其中公共電極再次僅對于顯示的另一半的顯示更新來驅(qū)動(dòng)，并且然后再次僅對于電容感測來驅(qū)動(dòng)，以及獲取另一個(gè)電容幀。通過這種方式，可將得到電容幀時(shí)的非顯示時(shí)間與用于將顯示行更新速率在不同顯示幀速率(有時(shí)又稱作“消除時(shí)間”)之間保持為基本上相同的非顯示時(shí)間的部分或全部進(jìn)行匹配。這樣，圖8A-8F的示例在顯示更新周期的第一半期間獲取第一全電容幀，以及在顯示更新周期的第二半期間獲取第二全電容幀。
[0094]圖7A-7F和圖8A-8F的示例按照“光柵掃描”類型方式來采集電容圖像。也就是說，電容圖像由上至下逐行來捕獲。但是，其它實(shí)施例可按照其它方式來掃描電容圖像，包括從中間向外進(jìn)行掃描、按順序掃描非相鄰段、掃描多個(gè)同時(shí)的單獨(dú)編碼序列或者暫時(shí)的單獨(dú)序列(例如不同相位、頻率或幅度代碼)等。類似地，圖7A-7F和圖8A-8F的示例按照光柵掃描類型方式來更新顯示，以及其它實(shí)施例可按照其它方式來掃描顯示。
[0095]在圖7A-7F和圖8A-8F的示例中，電容圖像掃描與顯示更新掃描之間的關(guān)系是周期性的。具體來說，在顯示更新周期的第一部分期間所獲取的電容圖像面臨與在顯示更新周期的第二部分期間所獲取的電容圖像所面臨的不同的顯示操作條件。但是，在顯示更新周期的第一部分期間所獲取的電容圖像全部面臨相似的第一顯示操作條件集合，以及在顯示更新周期的第二部分期間所獲取的電容圖像全部面臨相似的第二顯示操作條件集合。因此，在顯示更新周期的第一部分期間所獲取的電容圖像具有第一幀類型，以及在顯示更新周期的第二部分期間所獲取的電容圖像具有第二幀類型。
[0096]在一些實(shí)施例中，不同幀類型之間的差引起干擾測量的變化。在這類情況下，將不同幀類型中獲取的干擾測量相互進(jìn)行比較或者將相同標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于在不同幀類型中獲取的干擾測量引起干擾的不準(zhǔn)確計(jì)量。
[0097]面臨這個(gè)難題的一些實(shí)施例僅在一種幀類型中進(jìn)行干擾測量。例如，一些實(shí)施例僅在第一幀類型中進(jìn)行干擾測量，并且將其它幀類型用于在感測區(qū)中進(jìn)行感測、回避干擾操作等。一些實(shí)施例對于不同的幀類型保持不同的干擾測量和標(biāo)準(zhǔn)；例如，一些實(shí)施例對于不同的幀類型保持可接受干擾的獨(dú)立閾值水平。一些實(shí)施例將不同幀類型的干擾測量偏移、歸一化或者以其它方式調(diào)整到相似參考和標(biāo)度。
[0098]一些觸摸屏實(shí)施例采用如下假設(shè)來配置:因與輸入物體的耦合引起的干擾僅在感測區(qū)中感測輸入物體時(shí)才是顯著的。因此，如果輸入物體在沒有顯著干擾的情況下到達(dá)感測區(qū)中，則這些實(shí)施例將以如下假設(shè)進(jìn)行操作:沒有來自這個(gè)輸入物體的顯著干擾對于這個(gè)輸入物體保持在感測區(qū)中的時(shí)間周期將發(fā)生。
操作電容觸摸屏的示例方法
[0099]圖9A和圖9B示出按照各個(gè)實(shí)施例、操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容觸摸屏的示例方法的流程圖900。為了便于說明，在描述流程圖700期間，將參照圖1的輸入裝置100的組件、圖2A、圖2B和圖3的傳感器電極、如圖3所示(并且又如圖1、圖2A和圖2B所示)的處理系統(tǒng)110的組件以及流程圖400、500和600所示的過程。在一些實(shí)施例中，并非實(shí)現(xiàn)流程圖900中所述的全部過程。在一些實(shí)施例中，還可實(shí)現(xiàn)除了所述之外的其它過程。在一些實(shí)施例中，流程圖900中所述的過程可按照與所示和/或所述的不同順序來實(shí)現(xiàn)。
[0100]在流程圖900的910，在一個(gè)實(shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)為觸摸屏的電容輸入裝置100工作在第一模式。例如，控制邏輯320可指導(dǎo)傳感器電路310工作在這種第一模式。結(jié)合流程圖400、500和600的過程410和420來描述這種第一模式的操作。第一模式包括在第一等級的干擾感測，并且還包括輸入感測。干擾感測在與觸摸屏100關(guān)聯(lián)的顯示器(例如顯示器160)的非顯示更新時(shí)間期間實(shí)現(xiàn)。第一模式可包括控制邏輯320指導(dǎo)傳感器電路310利用第一幀速率，其中幀的某個(gè)部分專用于干擾感測以及幀的某個(gè)部分專用于輸入感測。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯320指導(dǎo)在第一操作模式中執(zhí)行的干擾感測的部分或全部采用非傳送狀態(tài)的電容輸入裝置100的發(fā)射器電極來執(zhí)行。當(dāng)發(fā)射器電極是觸摸屏/顯示裝置的公共電極時(shí)，干擾感測在沒有進(jìn)行傳送時(shí)實(shí)現(xiàn)，并且因此沒有輸入感測或顯示更新發(fā)生。
[0101]在處于這種第一操作模式時(shí)，如果感測到不滿足干擾條件(并且因而被認(rèn)為過高)的干擾，則可實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)回避干擾動(dòng)作。在流程圖400、500和600的過程430中描述處于第一操作模式時(shí)進(jìn)行這種回避干擾。可單獨(dú)地或者按照各種組合來實(shí)現(xiàn)的回避干擾動(dòng)作的一些非限制性示例包括:修改感測頻率、修改濾波操作、增加碼分復(fù)用感測方案中使用的代碼長度以及實(shí)現(xiàn)非線性濾波技術(shù)。還有可能通過降低有效報(bào)告速率或者增加等待時(shí)間(例如，縮小接收器帶寬、應(yīng)用無限脈沖響應(yīng)濾波、有限脈沖響應(yīng)濾波或者Kaiser濾波)，來增加總信號質(zhì)量。
[0102]在流程圖900的920，在一個(gè)實(shí)施例中，將電容輸入裝置切換到工作在第二模式而不是第一模式。在流程圖400、500和600的過程420和440中描述這種第二模式以及切換到這種第二模式。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯320指導(dǎo)傳感器電路310工作在第二模式。切換到第二模式響應(yīng)兩個(gè)條件發(fā)生而發(fā)生。第一條件在于，在處于第一模式時(shí)對電容輸入裝置100所測量的干擾已經(jīng)滿足干擾條件，并且因而被認(rèn)為不在輸入感測的有效范圍之內(nèi)(例如干擾不太高)。第二條件是關(guān)于輸入處于電容輸入裝置100的感測區(qū)中的確定。當(dāng)處于第二模式時(shí)，對電容輸入裝置100的干擾感測沒有被執(zhí)行或者在保真度比干擾感測的第一級要低的第二級執(zhí)行。較低保真度可歸因于多種因素。這類因素的一些非限制性示例包括:使用不同干擾檢測技術(shù)、幀速率的改變以及幀的較小部分專用于干擾感測，其中該部分用于第一模式的干擾感測。
[0103]在流程圖900的930，在一個(gè)實(shí)施例中，如910和920中所述的方法還包括響應(yīng)第二確定而退出第二模式，其中第二確定包括確定在感測區(qū)120中沒有感測到輸入。在流程圖400的過程450中描述這個(gè)第二確定以及在流程圖500和600的過程550中按照修改方式來描述這個(gè)第二確定。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯利用來自計(jì)算電路313的信息來進(jìn)行這個(gè)第二確定，并且指導(dǎo)傳感器電路310退出第二模式。
[0104]在流程圖900的940，在一個(gè)實(shí)施例中，如910和920中所述的方法還包括響應(yīng)第二確定而進(jìn)入第一模式，其中第二確定包括確定在感測區(qū)120中沒有感測到輸入。在流程圖400的過程450中描述這個(gè)第二確定以及在流程圖500和600的過程550中按照修改方式來描述這個(gè)第二確定。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯320利用來自計(jì)算電路313的信息來進(jìn)行這個(gè)第二確定，以及指導(dǎo)傳感器電路310退出第二模式并且進(jìn)入第一模式。這種進(jìn)入第一模式能夠是初始進(jìn)入第一操作模式，或者能夠是離開另一種操作模式、例如第二模式，并且再進(jìn)入第一操作模式。[0105]在流程圖900的950，在一個(gè)實(shí)施例中，如910和920中所述的方法還包括響應(yīng)在處于第二模式時(shí)遇到信號破壞而進(jìn)入第一模式。這種破壞檢測在上文作為流程圖500和600的過程550的一個(gè)方面來描述。在一個(gè)實(shí)施例中，控制邏輯320利用來自計(jì)算電路313的信息來確定信號破壞是否正發(fā)生，并且因此應(yīng)當(dāng)離開第二模式并且應(yīng)當(dāng)進(jìn)入第一模式。這種進(jìn)入第一模式能夠是初始進(jìn)入第一操作模式，或者能夠是離開另一種操作模式、例如第二模式，并且重新進(jìn)入第一操作模式。
[0106]在流程圖900的960，在一個(gè)實(shí)施例中，如910和920中所述的方法還包括響應(yīng)第二確定而進(jìn)入第三操作模式。以上結(jié)合流程圖600的過程550、660和670的描述來描述這種第三模式和第二確定。在一些實(shí)施例中，第二確定由控制邏輯320進(jìn)行，并且包括關(guān)于在感測區(qū)120中對于預(yù)定周期尚未檢測到輸入的確定。該周期可以是某個(gè)時(shí)間周期或者電容輸入裝置100的多個(gè)幀。在這種第三模式中，輸入感測以比第二模式要低的保真度來執(zhí)行。較低保真度可能是一個(gè)或多個(gè)因素的結(jié)果?？梢疠^低保真度的一些因素包括但不限于:使用更少傳感器電極、不太頻繁地進(jìn)行感測、以不同速率進(jìn)行感測以及將幀的較小段用于進(jìn)行輸入感測。
[0107]在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)第三確定而離開第三模式并且進(jìn)入第一模式。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)第三確定由控制邏輯230基于來自計(jì)算電路313的輸入進(jìn)行。第三確定包括當(dāng)電容輸入裝置100工作在第三模式時(shí)在感測區(qū)120中感測到輸入。在流程圖600中從過程670轉(zhuǎn)變到過程410中示出這種從第三低功率模式轉(zhuǎn)移回到第一模式。
[0108]因此，提供本文中提出的示例，以便最好地說明、描述具體應(yīng)用，并且由此使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖褪褂盟鍪纠膶?shí)施例。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會知道，上述說明和示例只是用于說明和舉例。所提出的描述預(yù)計(jì)不是詳盡的或者將實(shí)施例局限于所公開的精確形式。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電容觸摸屏的處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括: 傳感器電路，配置成在通信上與所述電容觸摸屏的傳感器電極耦合；以及 控制邏輯，配置成: 按照包括輸入物體感測和處于第一等級的干擾感測的第一模式來操作所述電容觸摸屏；以及 響應(yīng)下列情況而按照第二模式而不是所述第一模式來操作所述電容觸摸屏: 在所述第一模式所測量的干擾滿足干擾條件；以及 關(guān)于輸入處于所述電容觸摸屏的感測區(qū)中的確定， 其中，處于所述第一模式時(shí)的干擾感測在非顯示更新時(shí)間期間執(zhí)行，以及在處于所述第二模式時(shí)，干擾感測沒有執(zhí)行或者以保真度比所述第一等級要低的第二等級來執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述處理系統(tǒng)還包括配置成更新所述電容觸摸屏的顯示器的顯示電路，并且其中所述電容觸摸屏的傳感器電極包括用于更新所述顯示器和電容感測的公共電極。
3.如權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其中，所述公共電極在所述第一模式的干擾感測期間保持在非傳送狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制邏輯還配置成: 響應(yīng)處于所述第二模式時(shí)關(guān)于沒有輸入處于所述感測區(qū)中的第二確定而退出所述第二模式。
5.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制邏輯還配置成: 響應(yīng)關(guān)于在所述感測區(qū)中對于預(yù)定周期尚未感測到輸入的第二確定而進(jìn)入所述第一模式。
6.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制邏輯還配置成: 響應(yīng)在處于所述第二模式時(shí)遇到信號破壞而進(jìn)入所述第一模式。
7.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制邏輯還配置成: 響應(yīng)第二確定而按照第三模式來操作所述電容觸摸屏，所述第二確定包括在所述感測區(qū)中對于預(yù)定周期尚未感測到輸入，其中輸入感測在所述第三模式以比在所述第一模式要低的保真度來執(zhí)行。
8.如權(quán)利要求7所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制邏輯還配置成: 響應(yīng)第三確定而按照所述第一模式來操作所述電容觸摸屏，所述第三確定包括在處于所述第三模式時(shí)在所述感測區(qū)中感測輸入。
9.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制邏輯還配置成: 在處于所述第一模式時(shí)響應(yīng)不滿足所述干擾條件而實(shí)現(xiàn)回避干擾動(dòng)作。
10.如權(quán)利要求9所述的處理系統(tǒng)，其中，所述回避干擾動(dòng)作從由下列項(xiàng)所組成的回避干擾動(dòng)作的編組中選取:修改感測頻率、修改濾波操作、增加碼分復(fù)用感測方案中使用的代碼長度以及實(shí)現(xiàn)非線性濾波技術(shù)。
11.一種電容觸摸屏,包括: 多個(gè)傳感器電極；以及 處理系統(tǒng)，與所述多個(gè)傳感器電極耦合，所述處理系統(tǒng)配置成: 按照包括輸入物體感測和處于第一等級的干擾感測的第一模式來操作所述電容觸摸屏；以及 響應(yīng)下列情況而按照第二模式而不是所述第一模式來操作所述電容觸摸屏: 在所述第一模式所測量的干擾滿足干擾條件；以及 關(guān)于輸入處于所述電容觸摸屏的感測區(qū)中的確定， 其中，處于所述第一模式時(shí)的干擾感測在非顯示更新時(shí)間期間執(zhí)行，以及在處于所述第二模式時(shí)，干擾感測沒有執(zhí)行或者以保真度比所述第一等級要低的第二等級來執(zhí)行。
12.如權(quán)利要求11所述的電容觸摸屏，其中，所述處理系統(tǒng)包括配置成更新所述電容觸摸屏的顯示器的顯示電路，并且其中所述電容觸摸屏的傳感器電極包括用于更新所述顯示器和電容感測的公共電極。
13.如權(quán)利要求12所述的電容觸摸屏，其中，所述公共電極在所述第一模式的干擾感測期間保持在非傳送狀態(tài)。
14.如權(quán)利要求11所述的電容觸摸屏，其中，所述處理系統(tǒng)還配置成: 響應(yīng)處于所述第二模式時(shí)關(guān)于沒有輸入處于所述感測區(qū)中的第二確定而退出所述第二模式。
15.如權(quán)利要求11所述的電容觸摸屏，其中，所述處理系統(tǒng)還配置成: 響應(yīng)關(guān)于在所述感測區(qū)中對于預(yù)定周期尚未感測到輸入的第二確定而進(jìn)入所述第一模式。
16.如權(quán)利要求11所述的 電容觸摸屏，其中，所述處理系統(tǒng)還配置成: 響應(yīng)在處于所述第二模式時(shí)遇到信號破壞而進(jìn)入所述第一模式。
17.如權(quán)利要求11所述的電容觸摸屏，其中，所述處理系統(tǒng)還配置成: 響應(yīng)第二確定而按照第三模式來操作所述電容觸摸屏，所述第二確定包括在所述感測區(qū)中對于預(yù)定周期尚未感測到輸入，其中輸入感測在所述第三模式以比在所述第一模式要低的保真度來執(zhí)行。
18.一種操作配置成在感測區(qū)中進(jìn)行感測的電容觸摸屏的方法，所述方法包括: 按照第一模式來操作，所述第一模式包括輸入感測和處于第一等級的干擾感測；以及 響應(yīng)下列情況而切換到按照第二模式來操作: 處于所述第一模式時(shí)所測量的干擾滿足干擾條件；以及 關(guān)于輸入處于所述感測區(qū)中的確定， 其中，處于所述第一模式時(shí)的干擾感測在非顯示更新時(shí)間期間執(zhí)行，以及在處于所述第二模式時(shí)，干擾感測沒有執(zhí)行或者以保真度比所述第一等級要低的第二等級來執(zhí)行。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 響應(yīng)第二確定而退出所述第二模式，所述第二確定包括在所述感測區(qū)中沒有感測到輸入。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 響應(yīng)第二確定而進(jìn)入所述第一模式，所述第二確定包括在所述感測區(qū)中對于預(yù)定周期沒有感測到輸入。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 響應(yīng)在處于所述第二模式時(shí)遇到信號破壞而進(jìn)入所述第一模式。
22.如權(quán)利要求18所述的方法，還包括:響應(yīng)第二確定而進(jìn)入第三操作模式，所述第二確定包括在所述感測區(qū)中對于預(yù)定周期尚未感測到輸入，其中輸入感測在所述第三模式以比在所述第二模式要低的保真度來執(zhí)行。
23.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述按照包括以第一速率的干擾感測的第一模式來操作包括: 對非傳送狀態(tài)的所述電容觸摸屏的發(fā)射器電極以所述第一等級來執(zhí)行所述干擾感測。
【文檔編號】G06F3/044GK103562829SQ201280025364
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月29日
【發(fā)明者】A.施瓦茨, T.S.達(dá)塔洛, R.霍奇森, J.K.雷諾 申請人:辛納普蒂克斯公司