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在觸摸傳感器中減少噪聲的制作方法與工藝

文檔序號(hào):12040559閱讀:228來源:國(guó)知局
在觸摸傳感器中減少噪聲的制作方法與工藝
在觸摸傳感器中減少噪聲相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2011年3月2日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/448,502的權(quán)益,該申請(qǐng)通過全部援引通用地納入于此。技術(shù)領(lǐng)域本公開涉及用于在觸摸傳感器中減少噪聲的各技術(shù)。背景觸敏系統(tǒng)檢測(cè)表面上的一個(gè)或多個(gè)接觸點(diǎn)并對(duì)其作出響應(yīng)。觸敏系統(tǒng)可以以觸屏顯示器的形式被結(jié)合到電子設(shè)備中,其中該觸屏顯示器允許用戶使用接觸該屏幕的一個(gè)或多個(gè)輸入來查看并操縱對(duì)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本說明書描述了一般涉及在觸摸傳感器中減少或除去噪聲的技術(shù)。一般而言,本說明書中描述的主題的某些方面可以在涉及傳感器的方法中實(shí)現(xiàn)。此方面的其他實(shí)現(xiàn)包括被配置成執(zhí)行這些方法的動(dòng)作的相應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)程序被編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上。一般而言,本說明書中所描述的主題的另一方面可以在包括涉及在電容觸摸傳感器中提供干凈信號(hào)的動(dòng)作的方法中實(shí)現(xiàn)。電容觸摸傳感器包括第一陣列的導(dǎo)體和第二陣列的導(dǎo)體。第一陣列中的導(dǎo)體基本上彼此并行排列,且第二陣列中的導(dǎo)體基本上彼此并行排列。第一陣列中的導(dǎo)體被放置成基本上垂直于第二陣列中的導(dǎo)體以形成矩陣。確定電容觸摸傳感器的輸入上周期性噪聲的相位,并且生成具有相位與所確定的周期性噪聲的相位鎖定的周期性激勵(lì)信號(hào)。將周期性激勵(lì)信號(hào)施加于第一陣列中的受激導(dǎo)體。當(dāng)激勵(lì)信號(hào)被施加時(shí),第二陣列中響應(yīng)導(dǎo)體上的響應(yīng)信號(hào)被檢測(cè),并且基于檢測(cè)到的響應(yīng)信號(hào),生成指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的值。存取一閾值,并且基于該值與該閾值之差作出關(guān)于響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定;以及產(chǎn)生反映響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定的結(jié)果的信號(hào)。這些和其他實(shí)現(xiàn)可以各自任選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。確定響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸可包括,確定響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于以下輸入機(jī)制:該輸入機(jī)制在物理上如此靠近該矩陣,以致該輸入機(jī)制由于其靠近該矩陣而在受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間給予電容改變。確定響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸可包括,確定響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于以下輸入機(jī)制:該輸入機(jī)制與該矩陣直接物理接觸,使得在受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間發(fā)生電容改變。生成具有相位與所確定的周期性噪聲的相位鎖定的周期性激勵(lì)信號(hào)可包括,生成周期性激勵(lì)信號(hào),使得所生成的周期性激勵(lì)信號(hào)與周期性噪聲之間的相位差在時(shí)間上保持恒定。該閾值可在電容觸摸傳感器的校準(zhǔn)期間被確定,并且可包括反映周期性噪聲對(duì)響應(yīng)信號(hào)的影響的恒定偏移量。觸摸傳感器可被校準(zhǔn)以確定該閾值。檢測(cè)第二陣列中響應(yīng)導(dǎo)體上的響應(yīng)信號(hào)可包括,使用確定性的且跨各傳感器幀維持無狀態(tài)的檢測(cè)器來檢測(cè)響應(yīng)信號(hào)?;跈z測(cè)到的響應(yīng)信號(hào)來生成指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的值可包括:檢測(cè)器基于響應(yīng)信號(hào)生成檢測(cè)器信號(hào),以及對(duì)檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行采樣以得到指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的該值。頻率選擇濾波器可被用于從響應(yīng)信號(hào)中濾除噪聲,并且隨后將經(jīng)濾波的響應(yīng)信號(hào)提供給檢測(cè)器以生成檢測(cè)器信號(hào)。使用頻率選擇濾波器來濾除噪聲可包括,使用頻率選擇濾波器來濾除具有頻率低于周期性激勵(lì)信號(hào)的頻率的噪聲,和/或使用頻率選擇濾波器來濾除具有頻率高于周期性激勵(lì)信號(hào)的頻率的噪聲。檢測(cè)器可包括檢測(cè)響應(yīng)信號(hào)的峰值的峰值檢測(cè)器電路,且生成檢測(cè)器信號(hào)可包括峰值檢測(cè)器電路生成反映響應(yīng)信號(hào)的峰值的信號(hào)。檢測(cè)器可包括計(jì)算響應(yīng)信號(hào)與預(yù)期響應(yīng)信號(hào)之間的相關(guān)性的相關(guān)檢測(cè)器電路,且生成檢測(cè)器信號(hào)可包括相關(guān)檢測(cè)器電路生成反映該響應(yīng)信號(hào)與該預(yù)期響應(yīng)信號(hào)之間的相關(guān)性的信號(hào)。激勵(lì)信號(hào)可以是電壓,而響應(yīng)信號(hào)可以是電流。檢測(cè)器還可包括將電流響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流、電壓、數(shù)字代碼或另一量的放大器?;陧憫?yīng)信號(hào)生成檢測(cè)器信號(hào)可包括:由放大器將電流響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流、電壓、數(shù)字代碼或其他量,以及通過檢測(cè)器隨時(shí)間檢測(cè)該電流、電壓、數(shù)字代碼或其他量來生成檢測(cè)器信號(hào)。放大器可以是互阻放大器,該互阻放大器被配置成將電流響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成隨后由檢測(cè)器隨時(shí)間檢測(cè)的電壓。對(duì)檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行采樣以得到指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的該值可包括,在傳感器幀的測(cè)量時(shí)間段期間對(duì)檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行采樣。檢測(cè)器信號(hào)的樣本是在多個(gè)傳感器幀的每一測(cè)量時(shí)間段期間在同一時(shí)間點(diǎn)取得的,且多個(gè)傳感器幀中每一個(gè)的測(cè)量時(shí)間段可以與周期性激勵(lì)信號(hào)同相,使得在每一傳感器幀期間檢測(cè)器信號(hào)的該樣本是在周期性激勵(lì)信號(hào)的同一相位處取得的。觸摸傳感器可相對(duì)于顯示設(shè)備來放置,且從顯示設(shè)備耦合的噪聲在顯示設(shè)備的行掃描頻率或幀頻率上可以是周期性的。確定周期性噪聲的相位可包括,從顯示設(shè)備接收同步信號(hào),并且基于同步信號(hào)來確定周期性噪聲的相位。生成周期性激勵(lì)信號(hào)可包括,使用同步信號(hào)將所生成的周期性激勵(lì)信號(hào)的相位鎖定到周期性噪聲的相位。同步信號(hào)可以是顯示設(shè)備的行同步信號(hào)或幀同步信號(hào)。顯示設(shè)備可以是液晶顯示設(shè)備、OLED(有機(jī)發(fā)光二極管)顯示設(shè)備、或等離子顯示設(shè)備。該閾值可在傳感器的校準(zhǔn)例程期間被確定,并且可被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中??梢詮臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)中存取該閾值。其間該閾值被確定的校準(zhǔn)例程可以在制造傳感器時(shí)被執(zhí)行,和/或可以在傳感器的生命期期間僅被執(zhí)行一次。一般而言,本說明書中所描述的主題的另一方面可以在包括涉及在具有相對(duì)于顯示設(shè)備來放置的電容觸摸傳感器的電容觸摸屏顯示中提供干凈信號(hào)的動(dòng)作的方法中實(shí)現(xiàn)。電容觸摸傳感器包括第一陣列的導(dǎo)體和第二陣列的導(dǎo)體。第一陣列中的導(dǎo)體基本上彼此并行排列,且第二陣列中的導(dǎo)體彼此并行排列。第一陣列中的導(dǎo)體被放置成基本上垂直于第二陣列中的導(dǎo)體,以形成矩陣。從顯示設(shè)備接收同步信號(hào)。觸摸傳感器被配置成具有等于顯示設(shè)備的幀速率的有理倍數(shù)的傳感器幀速率,且由顯示設(shè)備所生成的周期性噪聲的相位基于同步信號(hào)來確定。在觸摸傳感器的第一傳感器幀期間,生成具有相位與所確定的周期性噪聲的相位鎖定的第一周期性激勵(lì)信號(hào),且第一周期性激勵(lì)信號(hào)被施加于第一陣列中的受激導(dǎo)體。當(dāng)?shù)谝患?lì)信號(hào)在第一傳感器幀期間被施加時(shí),檢測(cè)第二陣列中的響應(yīng)導(dǎo)體上的第一響應(yīng)信號(hào)。響應(yīng)導(dǎo)體電容耦合于受激導(dǎo)體,且基于檢測(cè)到的第一響應(yīng)信號(hào),指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第一值被生成。第一閾值被存取,且基于第一值與第一閾值之差作出關(guān)于第一響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定。反映關(guān)于第一響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定的結(jié)果的信號(hào)被產(chǎn)生。這些和其他實(shí)現(xiàn)可以各自任選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。將觸摸傳感器配置成具有等于顯示設(shè)備的幀速率的有理倍數(shù)的傳感器幀速率可包括,將觸摸傳感器配置成具有傳感器幀速率與顯示設(shè)備的幀速率之比等于x∶y,其中x和y是整數(shù)且x大于一。在第一傳感器幀之后發(fā)生的觸摸傳感器的第二傳感器幀期間,可以生成具有相位鎖定到所確定的周期性噪聲的相位的第二周期性激勵(lì)信號(hào),且第二周期性激勵(lì)信號(hào)可被施加于受激導(dǎo)體。當(dāng)?shù)诙?lì)信號(hào)在第二傳感器幀期間被施加時(shí),響應(yīng)導(dǎo)體上的第二響應(yīng)信號(hào)被檢測(cè),并且基于檢測(cè)到的第二響應(yīng)信號(hào),生成指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第二值。不同于第一閾值的第二閾值被存取?;诘诙蹬c第二閾值之差作出關(guān)于第二響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定,以及產(chǎn)生反映第二響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定的結(jié)果的信號(hào)。第一閾值和第二閾值可在傳感器的校準(zhǔn)例程期間被確定,并且第一閾值和第二閾值可被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中。存取第一閾值可包括從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中存取第一閾值,且存取第二閾值可包括從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中存取第二閾值。其間第一閾值和第二閾值被確定的校準(zhǔn)例程可以在制造傳感器時(shí)被執(zhí)行,和/或可以在傳感器的生命期期間僅被執(zhí)行一次?;跈z測(cè)到的第二響應(yīng)信號(hào)來生成指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第二值可包括:基于第二響應(yīng)信號(hào)生成第二檢測(cè)器信號(hào),以及對(duì)第二檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行采樣以得到指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第二值。一般而言,本說明書中所描述的主題的另一方面可以在包括涉及在具有相對(duì)于顯示設(shè)備來放置的電容觸摸傳感器的電容觸摸屏顯示中提供干凈信號(hào)的動(dòng)作的方法中實(shí)現(xiàn)。電容觸摸傳感器包括第一陣列的導(dǎo)體和第二陣列的導(dǎo)體。第一陣列中的導(dǎo)體基本上彼此并行排列,且第二陣列中的導(dǎo)體彼此并行排列。第一陣列中的導(dǎo)體被放置成基本上垂直于第二陣列中的導(dǎo)體,以形成矩陣。從顯示設(shè)備接收同步信號(hào),且觸摸傳感器被配置成具有傳感器幀速率與顯示設(shè)備的幀速率之比等于x∶y,其中x和y是整數(shù)且x大于一。由顯示設(shè)備所生成的周期性噪聲的相位基于同步信號(hào)來確定。x個(gè)閾值被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中,且x個(gè)閾值中的每一個(gè)可用于在x個(gè)順序傳感器幀中的相應(yīng)一個(gè)傳感器幀期間確定各觸摸。在x個(gè)順序傳感器幀中的每一第n個(gè)傳感器幀期間,其中n為從1至x的整數(shù):具有相位鎖定到所確定的周期性噪聲的相位的第n個(gè)周期性激勵(lì)信號(hào)被生成且被施加于第一陣列中的受激導(dǎo)體。當(dāng)?shù)趎個(gè)激勵(lì)信號(hào)在第n個(gè)傳感器幀期間被施加時(shí),檢測(cè)在第二陣列中的響應(yīng)導(dǎo)體上的第n個(gè)響應(yīng)信號(hào)。響應(yīng)導(dǎo)體電容耦合于受激導(dǎo)體?;跈z測(cè)到的第n個(gè)響應(yīng)信號(hào)來生成指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第n個(gè)值。從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中存取第n個(gè)閾值?;诘趎個(gè)值與第n個(gè)閾值之差作出關(guān)于第n個(gè)響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定,以及產(chǎn)生反映第n個(gè)響應(yīng)信號(hào)是否對(duì)應(yīng)于觸摸的確定的結(jié)果的信號(hào)。這些和其他實(shí)現(xiàn)可以各自任選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。x個(gè)閾值中的至少兩個(gè)可以彼此不同。x個(gè)閾值中的每一個(gè)可以彼此不同?;跈z測(cè)到的第n個(gè)響應(yīng)信號(hào)來生成指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第n個(gè)值可包括:基于第n個(gè)響應(yīng)信號(hào)生成第n個(gè)檢測(cè)器信號(hào);以及對(duì)第n個(gè)檢測(cè)器信號(hào)進(jìn)行采樣以得到指示受激導(dǎo)體與響應(yīng)導(dǎo)體之間所測(cè)量的電容的第n個(gè)值。x個(gè)閾值可在傳感器的校準(zhǔn)例程期間被確定。校準(zhǔn)例程可以在制造傳感器時(shí)被執(zhí)行,和/或可以在傳感器的生命期期間僅被執(zhí)行一次。附圖和下面的描述闡述了本說明書中所描述的主題的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。從描述、附圖和權(quán)利要求書中,本主題的其他特征和方面將變得顯而易見。附圖說明圖1是具有改進(jìn)的降噪能力的觸摸傳感器系統(tǒng)的圖示。圖2是峰值檢測(cè)器電路的電路圖。圖3是峰值檢測(cè)器電路的電路圖。圖4是描繪在無噪聲情況下峰值檢測(cè)器電路的輸入電壓和對(duì)應(yīng)輸出電壓的圖。圖5是描繪存在恒定幅度的窄波段噪聲時(shí)峰值檢測(cè)器電路的輸入電壓和對(duì)應(yīng)輸出電壓的圖。圖6是描繪存在恒定幅度的窄波段噪聲時(shí)峰值檢測(cè)器電路的輸入電壓和對(duì)應(yīng)輸出電壓的圖。圖7是具有改進(jìn)的降噪能力的觸摸傳感器系統(tǒng)的圖示,其中噪聲源為顯示設(shè)備。圖8是描繪存在周期性且脈沖式噪聲時(shí)峰值檢測(cè)器電路的輸入電壓和對(duì)應(yīng)輸出電壓的圖。圖9是描繪傳感器幀速率相對(duì)于液晶顯示器(LCD)幀速率的圖示。各附圖中的相同的附圖標(biāo)記和指定指示相同的元素。具體實(shí)施方式觸摸傳感器可包括按照二維網(wǎng)格或矩陣布置的導(dǎo)電的行和列。行和列導(dǎo)體的具體幾何形狀可根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)它們的傳導(dǎo)材料而改變。例如,這些行和列可以按菱形圖案布置,其中氧化銦錫作為傳導(dǎo)材料;或者這些行和列可使用足夠薄而在該觸摸傳感器被放入顯示器前方時(shí)不顯眼的金屬線(例如銅或銀線)來形成。某些觸摸傳感器通過測(cè)量從矩陣中一位置的行到該位置的列的電容,來確定手指(或其他輸入機(jī)制,諸如例如指示筆)正“觸摸”該矩陣中的該位置。值得注意的是,該輸入機(jī)制可以但不必與該矩陣物理接觸以“觸摸”該矩陣。相反,該輸入機(jī)制只需要與該矩陣在物理上如此靠近,以便在該矩陣的一位置處給予電容的改變。由此,應(yīng)當(dāng)理解,以下公開中涉及的“觸摸”不必要求直接物理接觸,而是更一般地要求輸入機(jī)制(例如,通過與該矩陣直接物理接觸或物理上緊鄰該矩陣)參與該矩陣,使得通過該輸入機(jī)制在該矩陣的一位置處給予電容的改變。該電容的改變隨后可被測(cè)量以確定存在該輸入。電容測(cè)量可通過將時(shí)變電壓施加于該列、并且測(cè)量電容耦合到該行的所得電流來作出。這一電流可以與從該行到該列的電容成比例。由于觸摸可導(dǎo)致受觸摸的位置處電容的增加或減小,因此通過將所測(cè)量的電容與基線值(例如,一個(gè)示例為閾值)相比較來作出該矩陣中特定位置是否被觸摸的確定是可能的。因此,如果所測(cè)量的電容偏離基線值一預(yù)定量,則觸摸傳感器斷定該特定位置被觸摸。反之,如果所測(cè)量的電容沒有偏離基線值一預(yù)定量,則觸摸傳感器斷定該特定位置沒有被觸摸。指示觸摸的預(yù)定偏離量取決于該傳感器的幾何結(jié)構(gòu)和其他細(xì)節(jié)。觸摸傳感器控制器內(nèi)的軟件或電子器件通常可維護(hù)該矩陣中每一位置處(即,每一行-列相交處)的基線電容表,并且可針對(duì)該基線計(jì)算電容的增加或減小。在某些實(shí)現(xiàn)中,觸摸傳感器通過將時(shí)變激勵(lì)電壓順序地施加于觸摸傳感器矩陣中的每一列并且測(cè)量行電流,以逐列方式測(cè)量該矩陣中每一行-列相交處的各電容。當(dāng)時(shí)變激勵(lì)電壓被施加于該矩陣中的特定列(即,測(cè)試列)時(shí),該矩陣中所有其他列可保持在恒定電壓,且該矩陣中所有行也可保持在恒定電壓。通過在特定列被測(cè)量時(shí)使行和其他列保持在恒定電壓,對(duì)于一行與受測(cè)列的每一相交處的各電容的測(cè)量可以獨(dú)立于任何其他電容。以此方式,可以測(cè)量該矩陣中每一行與受測(cè)列相交的位置處的各電容。通過當(dāng)測(cè)量對(duì)應(yīng)行電流時(shí)順序地測(cè)試該矩陣中剩余列中的每一列,可以生成位圖圖像,其中該矩陣中特定位置處電容的改變指示該特定位置處的觸摸。這一情形可通過將每一行連接到互阻放大器或當(dāng)測(cè)試輸入中的電流時(shí)使其輸入電壓保持恒定的另一電路來在實(shí)際上實(shí)現(xiàn)。在互阻放大器的情況下該電路的輸出可以是電壓,而在其他電路的情況下該輸出可以是電流、數(shù)字代碼、或其他量。觸摸傳感器準(zhǔn)確地檢測(cè)各觸摸以及確定各觸摸的位置的能力受到噪聲的限制。即,某一電流可由于噪聲而在任何時(shí)間流入所有行。本文使用單詞“噪聲”指代任何非期望的信號(hào),而不論其特性是否完全隨機(jī),也不論該信號(hào)是否具有某一周期性或其他結(jié)構(gòu)。后者信號(hào)有時(shí)被單獨(dú)稱為“干擾”,但這里不作此區(qū)分。噪聲電流與產(chǎn)生自激勵(lì)電壓的電流之比可以確定觸摸傳感器的信噪比。觸摸傳感器的性能由此可受到該電容測(cè)量的信噪比的限制。如果噪聲幅度超出觸摸造成的電容改變的幅度,則系統(tǒng)可報(bào)告假觸摸事件,或者可忽略真觸摸事件。對(duì)于使用通過內(nèi)插而優(yōu)于矩陣節(jié)距的空間分辨率來計(jì)算觸摸的位置(x,y)而言,所測(cè)量的電容上的噪聲將導(dǎo)致所計(jì)算的位置上的噪聲。如下文將進(jìn)一步詳述的,觸摸傳感器系統(tǒng)可通過檢測(cè)或以其他方式確定周期性噪聲的相位、并且修改傳感器的電壓驅(qū)動(dòng)器以施加具有相位鎖定到所確定的周期性噪聲的相位的時(shí)變激勵(lì)電壓,來降低周期性噪聲對(duì)傳感器性能的負(fù)面影響。將時(shí)變激勵(lì)電壓的相位鎖定到檢測(cè)到的噪聲的相位允許周期性噪聲的影響被轉(zhuǎn)變成固定偏移量,該固定偏移量在后續(xù)校準(zhǔn)步驟期間從電容測(cè)量中減去,以補(bǔ)償周期性噪聲對(duì)電容測(cè)量的影響。圖1是具有改進(jìn)的降噪能力的觸摸傳感器系統(tǒng)100的圖示。觸摸傳感器系統(tǒng)100包括傳感器矩陣105,傳感器矩陣105包括行和列的集合。系統(tǒng)100還包括用于傳感器矩陣105的每一列的列電壓驅(qū)動(dòng)器110。電壓驅(qū)動(dòng)器110是被配置成基于其對(duì)應(yīng)的列當(dāng)前是否正被測(cè)試來在向該列施加固定電壓與施加激勵(lì)電壓之間切換的電子電路。系統(tǒng)100號(hào)還包括用于傳感器矩陣105的每一行的互阻放大器115和檢測(cè)器120。值得注意的是,將一個(gè)軸指定為行而將其他軸指定為列可以是任意選擇的,或被反過來而觸摸傳感器系統(tǒng)100沒有根本改變。互阻放大器115將行電流轉(zhuǎn)換成隨后由檢測(cè)器120所檢測(cè)的電壓。檢測(cè)器120被配置成檢測(cè)隨時(shí)間從互阻放大器115接收到的電壓,并且將電壓轉(zhuǎn)換成之后可由采樣器125進(jìn)行采樣以呈現(xiàn)指示該行與受測(cè)列之間的電容的數(shù)的信號(hào)。在其他實(shí)現(xiàn)中,互阻放大器115可作為檢測(cè)器120的一部分被包括。在某些實(shí)現(xiàn)中,互阻放大器115可以用電流輸入放大器來代替,當(dāng)測(cè)試該行電流時(shí)這些電流輸入放大器各自將其輸入電壓保持恒定,并且輸出電流、數(shù)字代碼、或另一量而不是電壓。所輸出的其他量隨后可由檢測(cè)器120隨時(shí)間檢測(cè),且隨后由采樣器125進(jìn)行采樣以呈現(xiàn)指示上述電容的數(shù)。在對(duì)行信號(hào)進(jìn)行這些轉(zhuǎn)換、檢測(cè)和采樣中的一項(xiàng)或多項(xiàng)之前或之后的某一時(shí)間點(diǎn),該信號(hào)可從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。例如,系統(tǒng)100可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)作為采樣器125的一部分或作為每一檢測(cè)器120的一部分。系統(tǒng)100還包括被配置成控制系統(tǒng)100的操作的控制器130,以及在系統(tǒng)的操作期間由控制器存取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)132。具體地,控制器130被配置成與電壓驅(qū)動(dòng)器110通信以協(xié)調(diào)對(duì)傳感器矩陣105的列的順序測(cè)試,并且被配置成從采樣器125接收表示所測(cè)量的電容的檢測(cè)到的數(shù)。控制器130可基于從采樣器125中接收到的數(shù)來執(zhí)行校準(zhǔn)例程以確定各基線值,并且將這些基線值存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)132中供之后存取以檢測(cè)觸摸,如下文將詳細(xì)描述的。這一校準(zhǔn)例程可被用于補(bǔ)償傳感器構(gòu)造中的機(jī)械變化、電子組件參數(shù)中的變化、以及靜態(tài)偏移的其他源。如下文將進(jìn)一步詳述的,該校準(zhǔn)例程還可被用于降低周期性噪聲的影響??刂破?30還被配置成通過將從采樣器125中接收到的數(shù)與針對(duì)矩陣105的每一行和列相交處所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)基線電容數(shù)相比較,來確定傳感器矩陣105上的觸摸位置。例如,如果在列“a”被測(cè)試時(shí)接收到針對(duì)行“b”的數(shù),則該數(shù)可由控制器130與先前針對(duì)矩陣105的位置(a,b)所存儲(chǔ)的基線數(shù)相比較。如上所述,如果該數(shù)偏離該基線數(shù)一預(yù)定量,則控制器130可斷定在矩陣105的位置(a,b)處或接近位置(a,b)處存在觸摸。通過順序測(cè)試傳感器矩陣105中的每一列、對(duì)應(yīng)地檢測(cè)各行電流、將檢測(cè)到的各行電流轉(zhuǎn)換成各個(gè)數(shù)、并且將這些數(shù)與各基線數(shù)相比較,在控制器130的控制下系統(tǒng)100能夠生成傳感器矩陣105的位圖圖像,其中傳感器矩陣105上每一觸摸點(diǎn)的位置被標(biāo)識(shí)。然而,周期性噪聲源135可通過耦合到傳感器矩陣105且由此在各行中產(chǎn)生噪聲電流而影響系統(tǒng)100的性能。噪聲電流可導(dǎo)致假觸摸事件、對(duì)真觸摸事件的忽略、和/或在位置內(nèi)插被使用時(shí)導(dǎo)致不正確的觸摸位置。值得注意的是,噪聲電流可源于許多不同類型的噪聲源。例如,50Hz或60Hz的大電流可能由于系統(tǒng)100的輸電線所設(shè)置的電源梯度而流動(dòng)。然而,這些大電流與電壓驅(qū)動(dòng)器110的典型激勵(lì)頻率(通常可在100kHz的數(shù)量級(jí))在頻率上是良好分離的,且由此這些大電流可通過頻率選擇濾波器的使用而相當(dāng)容易地被除去。另外地或另選地,高頻電流可能例如由于無線電和電視廣播而流動(dòng)。然而,這些電流具有通常1MHz左右或更高的頻率,且由此也可通過頻率選擇濾波器的使用而相當(dāng)容易地被除去。因此,最顯著的干擾可源自產(chǎn)生頻率上接近于電壓驅(qū)動(dòng)器110的激勵(lì)頻率的噪聲信號(hào)的噪聲源。這些噪聲信號(hào)可包括由通常以該數(shù)量級(jí)的切換頻率來操作的開關(guān)模式電源所生成的噪聲;以及由具有大的電壓輸出的電源(例如,熒光燈電源)所生成的大幅噪聲。在傳感器矩陣105緊鄰液晶顯示器(LCD)或其他顯示設(shè)備而被使用時(shí),該顯示設(shè)備可能是最大的噪聲源,尤其在該顯示設(shè)備使用透明粘合劑與傳感器矩陣105光學(xué)接合而沒有以氣隙隔開時(shí)。光學(xué)透明膠可能比最薄的實(shí)用氣隙更薄,且噪聲可隨傳感器矩陣105被如此移動(dòng)得更接近于該顯示設(shè)備而增大。噪聲還可由于粘合劑相比于空氣而言更高的介電常數(shù)而增大。即,粘合劑的相對(duì)介電常數(shù)通??稍?與4之間,而空氣的相對(duì)介電常數(shù)非常接近于自由空間的介電常數(shù),即1。由于噪聲被電容耦合,因此噪聲電流的幅度與噪聲通過其耦合的絕緣材料的介電常數(shù)大致成比例,且與該材料的厚度的倒數(shù)大致成比例。從顯示設(shè)備耦合的噪聲可包括多個(gè)分量。這些分量中的某些可取決于顯示設(shè)備上所顯示的圖像,而其他可能不取決于此。噪聲可在視頻的行掃描頻率處具有強(qiáng)的分量,可能在100kHz左右,且由此可能非常接近于系統(tǒng)100的激勵(lì)頻率。出于上述理由,行掃描頻率周圍的這一噪聲可能是最重要的分量。行掃描頻率周圍的該噪聲可具有非常接近于時(shí)間恒定的幅度和頻率,且獨(dú)立于所顯示的圖像。這一行掃描噪聲可以例如同LCD、等離子和OLED顯示器一起發(fā)生。檢測(cè)器120可取決于其體系結(jié)構(gòu)而對(duì)噪聲有不同的免疫性。理想地,檢測(cè)器120可以是將接收到的信號(hào)與期望信號(hào)逐點(diǎn)相乘并且計(jì)算該量在完整激勵(lì)時(shí)間段上的積分的電路。這等于針對(duì)期望信號(hào)計(jì)算接收到的信號(hào)的相關(guān),并且在噪聲具有特定特征時(shí)(例如,在噪聲可以用加性高斯白噪聲來最佳地表征時(shí))這是最優(yōu)檢測(cè)器。然而,實(shí)踐中,噪聲通常不具有最優(yōu)地用這種檢測(cè)器來除去的特征,且由此,執(zhí)行這一相關(guān)操作的檢測(cè)器120在實(shí)踐中可能不是最優(yōu)的。然而,如序列號(hào)為12/838,422的美國(guó)專利申請(qǐng)中描述的(該申請(qǐng)通過援引通用地納入于此),在使用執(zhí)行這一相關(guān)操作的檢測(cè)器120時(shí),可以選擇具有最大化地除去實(shí)踐中期望的特定類型的噪聲的、由電壓驅(qū)動(dòng)器110所發(fā)射的激勵(lì)波形。然而,該相關(guān)操作可能是復(fù)雜的且由此執(zhí)行起來確實(shí)昂貴。然而,通過使用切換電容器或其他電路來近似該相關(guān)操作,低成本的檢測(cè)器是可能的。如果需要更低成本的檢測(cè)器,檢測(cè)器120可改為寬帶檢測(cè)器,諸如例如,峰值檢測(cè)器電路220,如圖2所示。峰值檢測(cè)器電路220與執(zhí)行上述相關(guān)操作的檢測(cè)器電路相比成本和復(fù)雜性更低,但也較不抗噪聲??梢约俣娐?20從低阻抗電壓源驅(qū)動(dòng),并且其輸出被連接到高阻抗電路。峰值檢測(cè)器電路200的輸入可以是例如由互阻放大器115驅(qū)動(dòng)的電壓輸入Vin。峰值檢測(cè)器電路220記錄其輸入電壓Vin的最大值(減去二極管D1兩端的壓降),并且無限期地將該電壓保持在Vout。為重置該電路,可將電容器C1短路,例如通過使用開關(guān)SW簡(jiǎn)單地將Vout接地。如果不期望顯式地重置該電路,則開關(guān)SW可由接地的電阻來代替。所測(cè)量的峰值電壓隨后可以時(shí)間常數(shù)R*C隨時(shí)間指數(shù)地衰減??赡艽嬖趯?duì)峰值檢測(cè)器電路220的許多修改。例如,與二極管D1串聯(lián)的電阻可導(dǎo)致電容器C在二極管D1導(dǎo)通時(shí)以某時(shí)間常數(shù)充電,且不是即時(shí)的。這可降低該電路對(duì)快速瞬態(tài)噪聲的響應(yīng)。同樣,峰值檢測(cè)器電路220之后可以是其他信號(hào)處理電路(例如,低通濾波器),該信號(hào)處理電路可具有對(duì)輸入信號(hào)的多個(gè)周期上所測(cè)量的峰值電壓求平均、減少噪聲的效果。對(duì)于第一階,峰值檢測(cè)器電路220可以不具有頻率選擇性,即,它可以對(duì)于給定幅度的正弦輸入電壓Vin提供相同的輸出電壓Vout,而不管該正弦的頻率。例如,某些效應(yīng)(例如,在峰值檢測(cè)器沒有被顯式地重置時(shí)RC衰減,組件的非理想情況)可導(dǎo)致某種頻率選擇性,但一般而言,峰值檢測(cè)器電路220的頻率響應(yīng)可以相當(dāng)寬,覆蓋至少一個(gè)或兩個(gè)倍頻程。因此,峰值檢測(cè)器電路220基于頻率可能無法提供清晰的手段來除去噪聲,除非該噪聲與Vin激勵(lì)信號(hào)的頻率分離得相當(dāng)好。峰值檢測(cè)器電路220可通過在其前面添加濾波器而成為頻率選擇的,但這可能顯著地增加該電路的復(fù)雜性和成本,且對(duì)于典型的模擬濾波器技術(shù)而言,這可能仍然是相當(dāng)寬帶的。圖3示出除了開關(guān)SW用第一電阻R1來代替且該電路還包括由第二電阻R2和第二電容器C2所形成的一階低通濾波器之外、與峰值檢測(cè)器電路220相同的峰值檢測(cè)器電路320。如下文將參考圖4-6和8詳細(xì)描述的,通過將激勵(lì)信號(hào)Vin的相位與周期性噪聲源135所生成的噪聲的相位鎖定,可以使得峰值檢測(cè)器電路320更能抗噪聲。通過以此方式鎖定激勵(lì)信號(hào)Vin的相位,來自周期性噪聲源135的噪聲可被轉(zhuǎn)為簡(jiǎn)單的電壓偏移量,并且因此可通過在上述校準(zhǔn)步驟期間簡(jiǎn)單地補(bǔ)償該電壓偏移量而被移除。盡管圖4-6和8示出這一技術(shù)如何對(duì)采用峰值檢測(cè)器電路320的系統(tǒng)100起作用,但該技術(shù)還可更一般地與采用任何類型的檢測(cè)器120的系統(tǒng)100一起采用,只要檢測(cè)器120是確定性的且跨各傳感器幀保持無狀態(tài)。即,該技術(shù)可更一般地與使用對(duì)相同輸入產(chǎn)生相同輸出的任何類型的檢測(cè)器120的系統(tǒng)100一起采用,并且因此不僅可與峰值檢測(cè)器一起使用,還可以與另一寬帶檢測(cè)器(例如,在測(cè)量周期對(duì)信號(hào)的平方或絕對(duì)值求積分而不論這些操作發(fā)生在模擬電路還是數(shù)字電路的“能量檢測(cè)器”)一起使用,或與窄帶檢測(cè)器(例如,前述基于相關(guān)的檢測(cè)器)一起使用。圖4示出圖400,圖400描繪了當(dāng)不存在噪聲且輸入電壓Vin是具有恒定10V幅度、100kHz的一10周期猝發(fā)串(burst)時(shí),峰值檢測(cè)器電路320的輸入電壓Vin和對(duì)應(yīng)輸出電壓Vout。如上所述,輸入電壓Vin可以是由互阻放大器115所輸出的、且與互阻放大器115從傳感器矩陣105接收到的行電流的瞬時(shí)值成比例的電壓。值得注意的是,盡管圖4(以及圖5-7)描繪了正弦波形的輸入電壓Vin,但實(shí)踐中可使用具有相同周期的另一波形(例如,方波)。如圖400所示,在沒有噪聲的情況下,峰值檢測(cè)器電路320可輸出與輸入電壓Vin成比例的、且由此與接收到的行電流的幅度成比例的電壓Vout。展示圖400中所描繪的行為的峰值檢測(cè)器電路320可被配置有接地的電阻,而不是開關(guān)SW,并且由此不被顯式地重置。此外,峰值檢測(cè)器電路320包括一階低通濾波器。這一低通特性導(dǎo)致Vout響應(yīng)于輸入幅度的階梯變化而緩慢地指數(shù)增加。在典型應(yīng)用中,在接近于測(cè)量周期P結(jié)束時(shí)的某一時(shí)刻(即,接近于其間電壓驅(qū)動(dòng)器110施加時(shí)變激勵(lì)電壓的時(shí)間段結(jié)束時(shí)),峰值檢測(cè)器電路320的輸出可以由采樣器125采樣一次。這一個(gè)樣本可通過使用ADC來轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)值,并且隨后由控制器130以這樣的方式來存儲(chǔ):將該數(shù)字?jǐn)?shù)值指定成所測(cè)量的電容的位圖中對(duì)應(yīng)(行、列)位置的所測(cè)量的電容值。在圖4所示的示例中,電壓輸出Vout被采樣的時(shí)刻用粗箭頭表示。在單個(gè)傳感器幀中,這一測(cè)量通常針對(duì)傳感器矩陣105中每個(gè)行-列相交處而作出。因此,對(duì)于給定傳感器矩陣105中的行-列相交處,這一測(cè)量對(duì)每個(gè)傳感器幀重復(fù)。如圖4所示,輸出電壓Vout中可能存在某種波紋。由于這一波紋,如果輸出電壓Vout相對(duì)于時(shí)變激勵(lì)信號(hào)Vin以隨機(jī)相位來采樣,則可引入從一個(gè)傳感器幀到下一個(gè)傳感器幀的時(shí)變誤差(即,噪聲)。換言之,如圖400所示,其間時(shí)變激勵(lì)信號(hào)Vin被施加的測(cè)量周期P期間,Vout的值變化。因此,如果采樣器125在測(cè)量周期P期間的某一隨機(jī)時(shí)間點(diǎn)為每一傳感器幀取一樣本,則Vout的樣本值也將逐傳感器幀而隨機(jī)變化,由此引入隨機(jī)噪聲。然而,由于同一系統(tǒng)100不僅生成列激勵(lì)信號(hào)而且測(cè)量所得行電流,因此系統(tǒng)100可使得對(duì)輸出電壓Vout的采樣與時(shí)變激勵(lì)信號(hào)Vin之間的相位關(guān)系維持恒定。以此方式,系統(tǒng)100能夠確保采樣器125相對(duì)于時(shí)變激勵(lì)信號(hào)Vin逐傳感器幀地在同一時(shí)刻對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行采樣。由輸出電壓Vout中存在的波紋所引入的誤差因此變得時(shí)間恒定,并且由此可從校準(zhǔn)步驟期間所確定的基線值中減去或以其他方式并入該基線值。如上所述,這樣的校準(zhǔn)步驟對(duì)于補(bǔ)償傳感器構(gòu)造中的機(jī)械變化、電子組件參數(shù)中的變化、以及靜態(tài)偏移的其他源可能已經(jīng)是必要的。系統(tǒng)100可將針對(duì)傳感器矩陣105中每一行-列相交處的單獨(dú)的基線電容(或指示電容的其他基線值)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)132中。圖5示出圖500,圖500描繪了當(dāng)存在120kHz、1V的恒定幅度窄帶噪聲時(shí)且當(dāng)輸入電壓Vin在其他方面與圖4所示的相同時(shí),峰值檢測(cè)器電路320的輸入電壓Vin和對(duì)應(yīng)輸出電壓Vout。如圖5所示,在存在恒定幅度的窄帶噪聲的情況下,可以觀察到峰值檢測(cè)器320的輸出電壓Vout隨時(shí)間變化,如噪聲和激勵(lì)信號(hào)的相位相對(duì)于彼此漂移,且這些信號(hào)相長(zhǎng)地和相消地干擾。輸出電壓Vout可以以兩個(gè)信號(hào)之間(即,激勵(lì)信號(hào)與窄帶噪聲信號(hào)之間)的拍頻而變化。這一變化可能是不期望的,但不一定會(huì)成問題,只要峰值檢測(cè)器電路320總是相對(duì)于激勵(lì)信號(hào)所取的定時(shí)在同一時(shí)刻對(duì)輸出電壓Vout進(jìn)行采樣。如上文參考圖4所述,將采樣器125配置成相對(duì)于時(shí)變激勵(lì)信號(hào)Vin在同一時(shí)刻取樣,這允許當(dāng)激勵(lì)信號(hào)Vin從一傳感器幀到下一傳感器幀保持恒定時(shí),輸出電壓Vout中的波紋作為校準(zhǔn)期間并入基線值的固定偏移量而被移除。然而,如果由于存在噪聲,激勵(lì)信號(hào)Vin從一個(gè)傳感器幀到下一傳感器幀變化,則該偏移量也將隨時(shí)間變化,再次導(dǎo)致不期望的噪聲,盡管在每一傳感器幀中采樣發(fā)生在相對(duì)于時(shí)變激勵(lì)信號(hào)Vin的同一時(shí)刻。為了說明,假定峰值檢測(cè)器電路320在一個(gè)傳感器幀期間為傳感器矩陣105的一個(gè)特定行-列相交處生成輸出電壓Vout,在圖5的圖500中示出。采樣器125在測(cè)量周期P結(jié)束時(shí)捕捉對(duì)應(yīng)于約9伏特的樣本,如圖500中的箭頭所示。由于系統(tǒng)100的電壓驅(qū)動(dòng)器110所施加的激勵(lì)電壓與圖5中描繪的窄帶噪聲信號(hào)完全解耦,因此激勵(lì)信號(hào)與噪聲信號(hào)之間的相位差可從一個(gè)傳感器幀到下一傳感器幀隨機(jī)變化。例如,如圖6中描繪的圖600所示,后續(xù)傳感器幀可展示激勵(lì)電壓與噪聲信號(hào)之間新的相位差,在該圖中為180度的相位差。新的相位差可導(dǎo)致采樣器125在測(cè)量周期p結(jié)束時(shí)捕捉,對(duì)應(yīng)于約8伏特的新的值的樣本,如圖600所示,盡樣本是在相對(duì)于如圖500所示的時(shí)變激勵(lì)電壓Vin的同一時(shí)刻取得的。因此,由于噪聲相對(duì)于激勵(lì)信號(hào)的相位差,因此采樣時(shí)間處的電壓在這兩種情況下可能不同。這可導(dǎo)致所測(cè)量的電容上的噪聲。一般而言,噪聲的相位將是隨機(jī)的,因?yàn)樗Q于那些來自控制器130的的不同頻率或時(shí)間基準(zhǔn)(例如,晶體或RC振蕩器)。因此,將觀察到所測(cè)量的信號(hào)隨時(shí)間變化,從而將噪聲引入所測(cè)量的電流幅度中且由此引入電容中。為避免這種情況,電壓驅(qū)動(dòng)器110所產(chǎn)生的激勵(lì)波形將被鎖相到一個(gè)或多個(gè)預(yù)期噪聲源。例如,當(dāng)周期性噪聲源135是具有水平同步(即,HSYNC或行同步)輸出的顯示設(shè)備(例如,LCD)時(shí),這一輸出可被連接到控制器130,以允許控制器130指示電壓驅(qū)動(dòng)器110以使得所施加的激勵(lì)電壓的相位與顯示設(shè)備的水平同步輸出的相位之差維持時(shí)間恒定的方式來施加激勵(lì)電壓。通過使得所施加的激勵(lì)電壓與噪聲信號(hào)之間的相位差保持時(shí)間恒定,在每次進(jìn)行測(cè)量時(shí)噪聲的影響是相同的。因此,噪聲的影響變成恒定偏移量,并且已經(jīng)存在的用于移除其他恒定偏移量的校準(zhǔn)例程可以移除噪聲的影響。校準(zhǔn)例程可測(cè)量在不存在手指或其他對(duì)象觸摸或接近于該顯示器的情況下從每一行到每一列的電容。由于這些測(cè)量以同普通操作期間所作出的電容測(cè)量(即,所作出的用于確定手指或其他觸摸的存在性和位置)相同的方式受噪聲影響,因此系統(tǒng)可在沒有手指觸摸的情況下在多個(gè)幀上測(cè)量這些電容,并且對(duì)這多個(gè)幀求平均以減小時(shí)變?cè)肼暤挠绊?。(例如,?duì)于每一行-列相交處的)基線值隨后可從這些所測(cè)量的電容中被確定,并且被存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)132中供控制器130之后的存取。值得注意的是,由于激勵(lì)波形被相位鎖定到一個(gè)或多個(gè)預(yù)期的周期性噪聲源的事實(shí),因此一個(gè)或多個(gè)周期性噪聲源的影響將被降至所確定的基線值中的恒定偏移量。在某些實(shí)現(xiàn)中,當(dāng)多個(gè)類似設(shè)計(jì)的傳感器被制造時(shí),校準(zhǔn)例程可僅發(fā)生一次,而相同的基線值被用于該設(shè)計(jì)的所有傳感器。在其他實(shí)現(xiàn)中,校準(zhǔn)例程可以對(duì)每一個(gè)別傳感器重復(fù)一次。通過對(duì)每一個(gè)別傳感器重復(fù)一次該校準(zhǔn)例程,補(bǔ)償每一傳感器中的靜態(tài)制造變化(由于層壓過程中的未對(duì)準(zhǔn)而導(dǎo)致行與列之間的平面位移)是可能的。在某些實(shí)現(xiàn)中,校準(zhǔn)例程可在傳感器的生命期期間僅發(fā)生一次。即,實(shí)現(xiàn)單個(gè)校準(zhǔn)例程以便為傳感器確定基線值(通常在傳感器首次被制造時(shí)),并且所確定的基線值隨后被存儲(chǔ),以供之后在貫穿傳感器生命的普通操作期間由傳感器存取。在其他實(shí)現(xiàn)中,校準(zhǔn)例程可在傳感器的普通操作期間經(jīng)常重復(fù),并且所存儲(chǔ)的基線值隨后可基于后續(xù)校準(zhǔn)例程期間作出的測(cè)量而被周期性地更新。通過在傳感器的普通操作期間周期性地重復(fù)校準(zhǔn)例程,補(bǔ)償靜態(tài)制造變化和時(shí)變影響(例如,由于溫度系數(shù)和電子組件的老化的測(cè)量誤差)兩者是可能的。值得注意的是,如果校準(zhǔn)例程在傳感器的普通操作期間經(jīng)常重復(fù),則可能難以確保當(dāng)作出校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)不存在觸摸。然而,試探式方法可被用于確定用戶是否正觸摸該觸摸傳感器(例如,通過尋找比由于噪聲而引起的預(yù)期電容更大的所測(cè)量的電容的改變),并且基線電容測(cè)量隨后可僅在系統(tǒng)斷定用戶沒有觸摸該傳感器時(shí)作出。另外地或另選地,可以作出基線電容測(cè)量而不管用戶是否正觸摸該傳感器,并且所測(cè)量的基線電容隨后可針對(duì)可能存在的任何觸摸的影響而被校正。例如,系統(tǒng)可在矩陣中尋找具有所測(cè)量的電容大于基線電容已有一長(zhǎng)時(shí)間段的點(diǎn)(例如,行-列相交處)。在其中觸摸將導(dǎo)致電容減小的系統(tǒng)中,這樣的點(diǎn)可能對(duì)應(yīng)于不正確的基線,因?yàn)樵诘湫筒僮髦杏^察到的真實(shí)影響不會(huì)對(duì)應(yīng)于這樣的電容增加。在以此方式檢測(cè)到矩陣中一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的不正確的基線之后,系統(tǒng)隨后可以例如針對(duì)矩陣中對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的不正確基線值的那些點(diǎn)選擇性地重復(fù)校準(zhǔn)測(cè)量,以確定新的基線值。圖7是觸摸傳感器系統(tǒng)100的實(shí)現(xiàn)700的圖示,其中周期性噪聲源是顯示設(shè)備735。該顯示設(shè)備可以是例如LCD或OLED或等離子顯示器。在圖6中,示出了電容傳感器控制器130從顯示設(shè)備735接收顯式同步信號(hào)。如果這樣的信號(hào)可用,則這可以是優(yōu)選的;然而如果這樣的信號(hào)不可用,則控制器130可改為使用檢測(cè)器120來測(cè)量傳入噪聲的相位,并且指示電壓驅(qū)動(dòng)器110施加具有相對(duì)于所檢測(cè)的傳入信號(hào)的相位而言的固定相位的激勵(lì)電壓。針對(duì)噪聲的相位來選擇激勵(lì)電壓的相位一般而言可以是任意的,只要對(duì)應(yīng)相位差基本上保持時(shí)間恒定。然而,對(duì)于特定類型的噪聲,某些相位可能優(yōu)選于其他相位。例如,如果噪聲本質(zhì)上是周期性的但為脈沖式,則有意選擇接近于噪聲頻率的激勵(lì)頻率并且對(duì)齊這些相位使得這些脈沖不發(fā)生在接近于期望激勵(lì)信號(hào)的峰值可能是優(yōu)選的。峰值檢測(cè)器的輸出隨后可變成即便其幅度隨時(shí)間變化也幾乎完全對(duì)噪聲不敏感。圖8示出圖800,圖800描繪了當(dāng)噪聲本質(zhì)上為周期性且為脈沖式時(shí)且激勵(lì)電壓的頻率和相位差被選擇以最小化噪聲的影響時(shí),峰值檢測(cè)器電路320的輸入電壓Vin和對(duì)應(yīng)輸出電壓Vout。如圖8所示,觀察到噪聲僅影響接近于信號(hào)Vin的負(fù)極值的所得信號(hào)Vin,而峰值檢測(cè)器電路320響應(yīng)于正極值。因此,測(cè)量對(duì)該噪聲可能不敏感。因此,當(dāng)激勵(lì)信號(hào)被鎖相到噪聲時(shí),即使直接帶內(nèi)(即,頻率極其接近)的噪聲可能僅提供恒定偏移量,該恒定偏移量可按通常方式來校準(zhǔn)。周期性的以致在每一傳感器幀期間相同地發(fā)生的任何噪聲源可通過這些技術(shù)被除去,而不論該噪聲的其他特性如何。因?yàn)橹灰?lì)信號(hào)與噪聲信號(hào)之間的相位差保持時(shí)間恒定,激勵(lì)信號(hào)相對(duì)于噪聲的相位可以是任意的,所以對(duì)于每次測(cè)量無需重新建立相位關(guān)系。例如,如果噪聲在LCD的單個(gè)幀上正好是周期性的,則足以使用LCD的垂直同步(VSYNC、幀同步)信號(hào),總是在相對(duì)于LCD的幀的相同相位處開始觸摸傳感器的順序測(cè)量。在觸摸傳感器的幀期間作出的不同測(cè)量可在相對(duì)于例如行同步噪聲的不同相位處發(fā)生,但該噪聲仍然可被除去,只要行同步噪聲與激勵(lì)信號(hào)之間的相位差在每一傳感器幀期間是相同的。在這種情況下,觸摸傳感器可以以等于LCD幀速率的幀速率、或以LCD幀速率的某整數(shù)約數(shù)來操作。如果以高于LCD幀速率的一幀速率來操作是必要的,則多個(gè)基線值(出于減去該恒定偏移量的目的)可被維護(hù)。圖9示出圖示900,圖示900描繪等于兩倍LCD(或更一般地,顯示設(shè)備)幀速率的傳感器幀速率。例如,LCD可以以60Hz操作,而觸摸傳感器可以以120Hz操作。于是,一半觸摸傳感器幀(即,幀0a、1a、2a等)與LCD幀(即,LCD幀0、1、2等)同時(shí)開始。這些傳感器幀由此被鎖相到LCD,使得噪聲將僅造成恒定偏移量。另一半傳感器幀(即,幀0b、1b、2b等)在通過LCD幀的中途開始,從而填充空白空間。這些幀傳感器同樣被鎖相,且噪聲將同樣僅作為恒定偏移量出現(xiàn)。然而,用于第一組傳感器幀(即,幀0a、1a、2a等)的恒定偏移量可能不同于用于第二組傳感器幀(即,幀0b、1b、2b等)的恒定偏移量,且因此系統(tǒng)100維護(hù)兩個(gè)單獨(dú)的基線,每一組傳感器幀一個(gè)基線(即,分別是結(jié)合偏移量(a)的一個(gè)基線以及結(jié)合偏移量(b)的一個(gè)基線),以確保從每一傳感器幀中減去正確的恒定偏移量。這一技術(shù)可通過維護(hù)等于LCD幀速率的任何整數(shù)倍的多個(gè)不同恒定偏移量(且由此對(duì)應(yīng)數(shù)量的不同基線)來擴(kuò)展到等于該整數(shù)倍的傳感器幀速率。通過觀察到在一時(shí)間間隔上是周期性的信號(hào)在該間隔的任何整數(shù)倍上也是周期性的,這一技術(shù)可被擴(kuò)展到LCD幀速率的任何有理倍數(shù)。具體地,如果系統(tǒng)的傳感器幀速率被設(shè)置成LCD幀速率的有理倍數(shù),則傳感器幀速率與LCD幀速率之比可由x∶y表示,其中x和y為整數(shù)。假定x和y不具有整數(shù)公約數(shù),則系統(tǒng)所存儲(chǔ)的基線數(shù)量將等于整數(shù)x。即,系統(tǒng)針對(duì)矩陣中一給定點(diǎn)所存儲(chǔ)的基線值數(shù)量將等于整數(shù)x。例如,如果傳感器幀速率與LCD幀速率(或更一般地,顯示設(shè)備幀速率)之比為1∶4,則觸摸傳感器針對(duì)矩陣中一給定點(diǎn)僅存儲(chǔ)一個(gè)基線值,并且該基線值被用于確定在每一傳感器幀期間該點(diǎn)處的觸摸。作為對(duì)比,如果傳感器幀速率與LCD幀速率之比為3∶7,則觸摸傳感器針對(duì)矩陣中一給定點(diǎn)存儲(chǔ)三個(gè)基線,這三個(gè)基線隨后在多個(gè)不同(例如,順序)的傳感器幀期間被用于確定在相應(yīng)傳感器幀期間該點(diǎn)處的觸摸。值得注意的是,即使x和y具有整數(shù)公約數(shù),系統(tǒng)所存儲(chǔ)的基線數(shù)量也可以等于整數(shù)x。然而,這樣的系統(tǒng)一般不是最優(yōu)的,因?yàn)榛€中的某些將重復(fù)。例如,如果傳感器幀速率與LCD幀速率之比為2∶8,則觸摸傳感器可針對(duì)矩陣中一給定點(diǎn)存儲(chǔ)兩個(gè)基線值,且觸摸傳感器能夠使用這兩個(gè)基線值來正確地操作。然而,這兩個(gè)基線值將彼此重復(fù),且因此在實(shí)際的系統(tǒng)中其單獨(dú)的存儲(chǔ)和存取可能是不必要的。在某些實(shí)現(xiàn)中,各基線值可如上所述地針對(duì)觸摸傳感器的矩陣中每一點(diǎn)來確定和存儲(chǔ)。在其他實(shí)現(xiàn)中,各基線值可如上所述地針對(duì)矩陣中點(diǎn)的子集而不是針對(duì)矩陣中每一點(diǎn)來確定和存儲(chǔ)。本主題的所描述的實(shí)現(xiàn)中的一些和操作可在數(shù)字電子電路中實(shí)現(xiàn),或在計(jì)算機(jī)軟件、固件、或硬件中實(shí)現(xiàn),包括在本說明書中描述的結(jié)構(gòu)及其等同結(jié)構(gòu),或其中一個(gè)或多個(gè)的組合。本說明書中描述的主題的實(shí)現(xiàn)可被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序,即,編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上以由數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作的計(jì)算機(jī)程序指令的一個(gè)或多個(gè)模塊。替代地或附加地,程序指令可被編碼在人工生成在傳播信號(hào)上,例如,機(jī)器生成的電、光或電磁信號(hào),所述信號(hào)被生成以編碼信息以傳送到適當(dāng)?shù)慕邮掌餮b置上以供數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行。數(shù)據(jù)處理裝置可包括傳感器、可以是傳感器的一部分、可以是帶有傳感器的系統(tǒng)的一部分、可以被集成在該系統(tǒng)和/或傳感器內(nèi)、可以是接收器、發(fā)送器、與傳感器或接收器和/或發(fā)送器相關(guān)聯(lián)的組件或邏輯的一部分、或其任何組合。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)基底、隨機(jī)或串行訪問存儲(chǔ)器陣列或設(shè)備、或其中一個(gè)或多個(gè)的組合,或可以被包括在其中。而且,盡管計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)不是傳播信號(hào),然而計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是編碼在人工生成的傳播信號(hào)中的計(jì)算機(jī)程序指令的源或目的地。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)還可以是一個(gè)或多個(gè)分開的物理組件或介質(zhì)(例如,多個(gè)CD、盤或其他存儲(chǔ)設(shè)備)或可被包括在其中。此說明書中描述的操作可以被實(shí)現(xiàn)為由數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備上或從其他源接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作,用于處理數(shù)據(jù)的各裝置、設(shè)備和機(jī)器可被用作“數(shù)據(jù)處理裝置”,包括例如可編程處理器、計(jì)算機(jī)、片上系統(tǒng)、或以上中的多個(gè)或組合。該裝置可包括專用邏輯電路,例如FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路)。除了硬件,該裝置還可包括為所討論的計(jì)算機(jī)程序創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的代碼,例如,構(gòu)成處理器固件、協(xié)議棧、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、跨平臺(tái)運(yùn)行時(shí)環(huán)境、虛擬機(jī)、或其中一個(gè)或多個(gè)的組合的代碼。該裝置和執(zhí)行環(huán)境可實(shí)現(xiàn)各種不同計(jì)算模型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),諸如web服務(wù)、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)程序(也被稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用、腳本或代碼)可以任何形式的編程語言(包括編譯或解釋語言、聲明性或程序性語言)撰寫,并能以任何形式部署,包括作為獨(dú)立程序或作為模塊、組件、子例程、對(duì)象、或適于在計(jì)算環(huán)境中使用的其他單元。計(jì)算機(jī)程序可以但不必對(duì)應(yīng)于文件系統(tǒng)中的文件。程序可被存儲(chǔ)在保持其他程序或數(shù)據(jù)的文件的一部分中(例如,存儲(chǔ)在標(biāo)記語言文檔中的一個(gè)或多個(gè)腳本)、存儲(chǔ)在專用于所討論的程序的單一文件中、或存儲(chǔ)在多個(gè)協(xié)同文件中(例如,存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)模塊、子程序或代碼部分的文件)。計(jì)算機(jī)程序可被部署以在一個(gè)站點(diǎn)處的一個(gè)計(jì)算機(jī)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行或跨多個(gè)站點(diǎn)分布并通過通信網(wǎng)絡(luò)相互連接。本說明書中描述的過程和邏輯流程可以由一個(gè)或多個(gè)可編程處理器執(zhí)行,所述可編程處理器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來通過對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并生成輸出執(zhí)行動(dòng)作。該過程和邏輯流程還可通過專用邏輯電路(例如,F(xiàn)PGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)或ASIC(專用集成電路))來執(zhí)行,并且裝置也可被實(shí)現(xiàn)為該專用邏輯電路。適于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的處理器可包括,作為示例,通用和專用微處理器以及任何類型的數(shù)字計(jì)算機(jī)的任意一個(gè)或多個(gè)處理器。一般地,處理器接收來自只讀存儲(chǔ)器或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或兩者的指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的必要元件是用于根據(jù)指令執(zhí)行動(dòng)作的處理器和用于存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備。一般地,計(jì)算機(jī)還將包括或可被操作地耦合以接收來自一個(gè)或多個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如,磁性、磁光盤、或光盤)的數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到大容量存儲(chǔ)設(shè)備以供存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或兩者。然而,計(jì)算機(jī)不必具有這些設(shè)備。而且,計(jì)算機(jī)可以被嵌入在另一設(shè)備(例如,移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)音頻或視頻播放器、游戲控制臺(tái)或便攜式存儲(chǔ)設(shè)備(例如,通用串行總線(USB)閃存驅(qū)動(dòng)器),這些僅是幾個(gè)示例)中。適于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)的設(shè)備包括所有形式的非易失性存儲(chǔ)器、介質(zhì)和存儲(chǔ)器設(shè)備,包括例如,半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備,例如EPROM、EEPROM和閃存設(shè)備;磁盤,例如內(nèi)置硬盤或可移動(dòng)盤;磁光盤;以及CD-ROM和DVD-ROM盤。處理器和存儲(chǔ)器可由專用邏輯電路補(bǔ)充或被合并到專用邏輯電路中。為了提供與用戶的交互,在本說明書中描述的主題的實(shí)施例可被實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上,該計(jì)算機(jī)具有用于向用戶顯示信息的顯示設(shè)備(例如,陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)監(jiān)視器),以及用戶可用來向計(jì)算機(jī)提供輸入的鍵盤以及指點(diǎn)設(shè)備(例如鼠標(biāo)或追蹤球)。其他類型的設(shè)備也能被用以提供與用戶的交互;例如,向用戶提供的反饋可以是任何形式的傳感反饋,例如視覺反饋、聽覺反饋或觸覺反饋;并且來自用戶的輸入能以任何形式接收,包括聲音、語音或觸覺輸入。例如人類手指可以與觸摸屏交互以影響屏幕可操作區(qū)域的量。此外,計(jì)算機(jī)可通過向用戶所使用的設(shè)備發(fā)送文檔以及從該設(shè)備接收文檔來與該用戶交互;例如,通過響應(yīng)于從用戶的客戶機(jī)設(shè)備上的web瀏覽器接收的請(qǐng)求向該web瀏覽器發(fā)送網(wǎng)頁。盡管此說明書包含許多具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),然而,這些細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明或所要求保護(hù)的范圍的限制,而是作為對(duì)專用于特定發(fā)明的特定實(shí)現(xiàn)的特征的描述。本說明書中在分開的實(shí)現(xiàn)的上下文中描述的某些特征也可以在單一實(shí)現(xiàn)中組合地實(shí)現(xiàn)。反過來,在單一實(shí)現(xiàn)的上下文中描述的各個(gè)特征也可以在多個(gè)實(shí)現(xiàn)中分開地實(shí)現(xiàn)或以任何適當(dāng)子組合來實(shí)現(xiàn)。而且,盡管特征可能在上面被描述為以特定組合動(dòng)作并且甚至一開始要求如此保護(hù),然而來自所要求保護(hù)的組合的一個(gè)或多個(gè)特征在某些情況下可以從該組合中剝離,而所要求保護(hù)的組合可以針對(duì)子組合或子組合的變型。類似地,盡管在附圖中以特定次序描繪了操作,然而這不應(yīng)當(dāng)被理解為要求這些操作以所示的特定次序或以順序次序執(zhí)行,或者所示的所有操作均被執(zhí)行來實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些情況下,多任務(wù)和并行處理可能是有利的。而且,上面描述的實(shí)現(xiàn)中的各系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)當(dāng)被理解為在所有實(shí)現(xiàn)中均要求這種分離,而且應(yīng)當(dāng)理解,所描述的程序組件和系統(tǒng)一般可被一起集成在單一軟件產(chǎn)品中或打包到多個(gè)軟件產(chǎn)品中。從而,描述了本主題的特定實(shí)現(xiàn)。其他實(shí)現(xiàn)在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在某些情況下,權(quán)利要求書中所記載的動(dòng)作可以按不同次序執(zhí)行并仍舊能夠?qū)崿F(xiàn)期望的結(jié)果。此外,在附圖中描繪的過程不一定需要所示的特定次序或順序次序來實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些實(shí)現(xiàn)中,多任務(wù)和并行處理可能是有用的。權(quán)利要求書如下:
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