實(shí)施例一般涉及輸入感測(cè)，以及具體來(lái)說(shuō)涉及具有用于電容感測(cè)的圓電極設(shè)計(jì)的感測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

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(guò)表面來(lái)區(qū)分的感測(cè)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來(lái)提供電子系統(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(tái)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)(例如蜂窩電話中集成的觸摸屏)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的實(shí)施例提供具有多個(gè)傳感器電極和處理系統(tǒng)的集成顯示裝置和電容感測(cè)裝置。多個(gè)傳感器電極的每個(gè)包括配置用于顯示更新和電容感測(cè)的至少一個(gè)顯示電極。處理系統(tǒng)包括：第一源驅(qū)動(dòng)器，其耦合到多個(gè)傳感器電極的第一傳感器電極，并且配置成從第一傳感器電極接收第一感測(cè)數(shù)據(jù)；以及第二源驅(qū)動(dòng)器，耦合到多個(gè)傳感器電極的第二傳感器電極，并且配置成從第二傳感器電極接收第二感測(cè)數(shù)據(jù)。處理系統(tǒng)配置成基于第一感測(cè)數(shù)據(jù)和第二感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體的位置信息，以及基于位置信息來(lái)操作第一源驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極以進(jìn)行電容感測(cè)并且按照低功率模式來(lái)操作第二源驅(qū)動(dòng)器。

本公開的另一個(gè)實(shí)施例提供一種用于集成顯示裝置和電容感測(cè)裝置的處理系統(tǒng)。該處理系統(tǒng)包括：第一源驅(qū)動(dòng)器，其耦合到多個(gè)傳感器電極的第一傳感器電極，并且配置成從第一傳感器電極接收第一感測(cè)數(shù)據(jù)；以及第二源驅(qū)動(dòng)器，耦合到多個(gè)傳感器電極的第二傳感器電極，并且配置成從第二傳感器電極接收第二感測(cè)數(shù)據(jù)。該處理系統(tǒng)還包括確定模塊，其配置成基于第一感測(cè)數(shù)據(jù)和第二感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體的位置信息，以及基于位置信息來(lái)操作第一源驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極以進(jìn)行電容感測(cè)并且按照低功率模式來(lái)操作第二源驅(qū)動(dòng)器。

本公開的實(shí)施例提供一種用于操作輸入裝置的方法。該方法包括使用第一源驅(qū)動(dòng)器(其耦合到第一傳感器電極)從第一傳感器電極接收第一感測(cè)數(shù)據(jù)，并且使用第二源驅(qū)動(dòng)器(其耦合到第二傳感器電極)從第二傳感器電極接收第二感測(cè)數(shù)據(jù)。第一和第二傳感器電極各包括配置用于顯示更新和電容感測(cè)的至少一個(gè)顯示電極。該方法還包括基于第一感測(cè)數(shù)據(jù)和第二感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體的位置信息，以及基于位置信息來(lái)操作第一源驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極以進(jìn)行電容感測(cè)并且按照低功率模式來(lái)操作第二源驅(qū)動(dòng)器。

附圖說(shuō)明

為了能夠詳細(xì)了解實(shí)施例的上述特征的方式，可參照實(shí)施例進(jìn)行以上概述的實(shí)施例的更具體描述，實(shí)施例的一部分在附圖中示出。但是要注意，附圖僅示出典型實(shí)施例，并且因此不是要被理解為限制范圍，因?yàn)榭扇菰S其他有效實(shí)施例。

圖1是按照一示例、包括輸入裝置的系統(tǒng)的框圖。

圖2是示出按照本公開的一實(shí)施例的電容傳感器裝置的框圖。

圖3是示出按照一實(shí)施例、用于操作輸入裝置的方法的流程圖。

圖4是示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例、用于電容感測(cè)的全屏獲取的操作的框圖。

圖5是示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例、用于電容感測(cè)的剖面獲取的操作的框圖。

圖6是示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例、用于電容感測(cè)的焦點(diǎn)獲取的操作的框圖。

圖7是示出按照本公開的一實(shí)施例、用于操作電容傳感器裝置的功率節(jié)省方案的框圖。

圖8是示出按照本公開的另一個(gè)實(shí)施例、用于操作電容傳感器裝置的另一個(gè)功率節(jié)省方案的框圖。

為了便于理解，相同的參考標(biāo)號(hào)在可能的情況下用于表示附圖共同的相同元件。預(yù)期一個(gè)實(shí)施例的元件可有益地結(jié)合在其他實(shí)施例中。

具體實(shí)施方式

以下詳細(xì)描述實(shí)際上只是示范性的，而不是意在限制實(shí)施例或者這類實(shí)施例的應(yīng)用和使用。此外，并不是意在通過(guò)前面的技術(shù)領(lǐng)域、背景、概述或者以下詳細(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。

現(xiàn)在來(lái)看附圖，圖1是按照本發(fā)明的實(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(yǔ)“電子系統(tǒng)”或(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(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、萬(wàn)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。其他示例電子系統(tǒng)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、售貨亭和視頻游戲機(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、例如智能電話)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(lè)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)。

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)在物理上分隔。適當(dāng)?shù)兀斎胙b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)和其他有線或無(wú)線互連。示例包括I²C、SPI、PS/2、通用串行總線(USB)、藍(lán)牙、RF和IRDA。

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(cè)由一個(gè)或多個(gè)輸入物體140在感測(cè)區(qū)120中提供的輸入。示例輸入物體包括手指和觸控筆，如圖1所示。

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，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)輸入物體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)確的物體檢測(cè)。在各個(gè)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)厘米或者以上，并且可隨所使用的感測(cè)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(cè)輸入，其包括沒(méi)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)量的所施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，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(lái)提供輸入表面。在一些實(shí)施例中，感測(cè)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。

輸入裝置100可利用傳感器組件和感測(cè)技術(shù)的任何組合來(lái)檢測(cè)感測(cè)區(qū)120中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測(cè)用戶輸入的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件。作為若干非限制性示例，輸入裝置100可使用電容、倒介電、電阻、電感、磁、聲、超聲和/或光學(xué)技術(shù)。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。在輸入裝置100的一些電阻實(shí)現(xiàn)中，柔性和導(dǎo)電第一層通過(guò)一個(gè)或多個(gè)隔離元件與導(dǎo)電第二層分隔。在操作期間，跨層創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)電壓梯度。按壓柔性第一層可使它充分偏轉(zhuǎn)，以在層之間創(chuàng)建電接觸，從而產(chǎn)生反映層之間的(一個(gè)或多個(gè))接觸點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可用來(lái)確定位置信息。

在輸入裝置100的一些電感實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件拾取由諧振線圈或線圈對(duì)所感應(yīng)的回路電流。電流的幅值、相位和頻率的某個(gè)組合則可用來(lái)確定位置信息。

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(chǎng)。附近的輸入物體引起電場(chǎng)的變化，并且產(chǎn)生可作為電壓、電流等的變化來(lái)檢測(cè)的電容耦合的可檢測(cè)變化。

一些電容實(shí)現(xiàn)利用電容感測(cè)元件的陣列或者其他規(guī)則或不規(guī)則圖案來(lái)創(chuàng)建電場(chǎng)。在一些電容實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立感測(cè)元件可歐姆地短接在一起，以形成較大傳感器電極。一些電容實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。

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(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)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(chǎng)，從而改變所測(cè)量電容耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過(guò)相對(duì)參考電壓(例如系統(tǒng)地)來(lái)調(diào)制傳感器電極以及通過(guò)檢測(cè)傳感器電極與輸入物體之間的電容耦合進(jìn)行操作。

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“跨電容”)感測(cè)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(chǎng)，從而改變所測(cè)量電容耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，跨電容感測(cè)方法通過(guò)下列步驟進(jìn)行操作：檢測(cè)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。發(fā)射器傳感器電極可相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)地)來(lái)調(diào)制，以傳送發(fā)射器信號(hào)。接收器傳感器電極可相對(duì)于參考電壓基本上保持為恒定，以促進(jìn)所產(chǎn)生信號(hào)的接收。所產(chǎn)生信號(hào)可包括與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)和/或與一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如其他電磁信號(hào))對(duì)應(yīng)的影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器或接收器，或者傳感器電極可配置成既傳送又接收。備選地，接收器電極可相對(duì)于地來(lái)調(diào)制。

圖1中，處理系統(tǒng)110示為輸入裝置100的一部分。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件，以檢測(cè)感測(cè)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/或其他電路組件。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(lái)傳送信號(hào)；和/或接收器電路，配置成采用接收器傳感器電極來(lái)接收信號(hào)。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的組件共同位于例如輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件的附近。在其他實(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(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件，而一個(gè)或多個(gè)組件在其他位置。例如，輸入裝置100可以是耦合到臺(tái)式計(jì)算機(jī)的外設(shè)，并且處理系統(tǒng)110可包括配置成運(yùn)行于臺(tái)式計(jì)算機(jī)的中央處理器上的軟件以及與中央處理器分隔的一個(gè)或多個(gè)IC(也許具有關(guān)聯(lián)固件)。作為另一個(gè)示例，輸入裝置100可在物理上集成到電話中，并且處理系統(tǒng)110可包括作為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，處理系統(tǒng)110專用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置100。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110還執(zhí)行其他功能，例如操作顯示屏幕、驅(qū)動(dòng)觸覺(jué)致動(dòng)器等。

處理系統(tǒng)110可實(shí)現(xiàn)為操控處理系統(tǒng)110的不同功能的一組模塊。各模塊可包括作為處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或者其組合。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(hào)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。其他示例模塊包括：傳感器操作模塊，配置成操作感測(cè)元件以檢測(cè)輸入；識(shí)別模塊，配置成識(shí)別例如模式變更手勢(shì)等的手勢(shì)；以及模式變更模塊，用于變更操作模式。

在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110直接通過(guò)引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作，來(lái)響應(yīng)感測(cè)區(qū)120中的用戶輸入(或者沒(méi)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)航和其他功能之類的GUI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)110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(méi)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(duì)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GUI動(dòng)作。

例如，在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110操作輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件，以便產(chǎn)生指示感測(cè)區(qū)120中的輸入(或者沒(méi)有輸入)的電信號(hào)。處理系統(tǒng)110可在產(chǎn)生提供給電子系統(tǒng)的信息中對(duì)電信號(hào)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(hào)。作為另一個(gè)示例，處理系統(tǒng)110可執(zhí)行濾波或者其他信號(hào)調(diào)節(jié)。作為又一個(gè)示例，處理系統(tǒng)110可減去或者以其他方式考慮基準(zhǔn)，使得信息反映電信號(hào)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(shí)別為命令，識(shí)別筆跡等。

如本文所使用的“位置信息”廣義地包含絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度和其他類型的空間信息。示范“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/無(wú)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。其他示例包括空間信息的其他表示。還可確定和/或存儲(chǔ)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(lái)跟蹤位置、運(yùn)動(dòng)或者瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。

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(lái)實(shí)現(xiàn)。這些附加輸入組件可提供用于感測(cè)區(qū)120中的輸入的冗余功能性或者某種其他功能性。圖1示出感測(cè)區(qū)120附近的按鈕130，其能夠用來(lái)促進(jìn)使用輸入裝置100對(duì)項(xiàng)目的選擇。其他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(méi)有其他輸入組件的情況下實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)施例中，輸入裝置100包括觸摸屏界面，并且感測(cè)區(qū)120重疊顯示屏幕的工作區(qū)的至少一部分。例如，輸入裝置100可包括覆蓋顯示屏幕、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)的觸摸屏界面。顯示屏幕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)或者其他顯示技術(shù)。輸入裝置100和顯示屏幕可共享物理元件。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(cè)。作為另一個(gè)示例，顯示屏幕可部分或全部由處理系統(tǒng)110來(lái)操作。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然在全功能設(shè)備的上下文中描述本發(fā)明的許多實(shí)施例，但是本發(fā)明的機(jī)制能夠作為各種形式的程序產(chǎn)品(例如軟件)來(lái)分配。例如，本發(fā)明的機(jī)制可作為電子處理器可讀的信息承載介質(zhì)上的軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)和分配(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))。另外，本發(fā)明的實(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(wú)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(chǔ)棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊等。電子可讀介質(zhì)可基于閃速、光、磁、全息或者任何其他存儲(chǔ)技術(shù)。

圖2是示出按照本公開的一實(shí)施例的電容傳感器裝置200的框圖。電容傳感器裝置200包括圖1所示輸入裝置100的示例實(shí)現(xiàn)。電容傳感器裝置200包括傳感器電極圖案202，其耦合到處理系統(tǒng)110的示例實(shí)現(xiàn)。傳感器電極圖案202包括設(shè)置在襯底上的多個(gè)傳感器電極204_J,K(統(tǒng)稱為傳感器電極204)。在一些實(shí)施例中，傳感器電極圖案202包括多個(gè)傳感器電極204，其按照矩形矩陣來(lái)設(shè)置，具體來(lái)說(shuō)按照J(rèn)行和K列來(lái)設(shè)置，其中J和K為正整數(shù)，但是J和K其中之一或者兩者可以為零。為了說(shuō)明和描述的清楚起見(jiàn)，圖2示出按照矩形矩陣的傳感器電極204，其中網(wǎng)格電極208設(shè)置在其之間，而沒(méi)有詳細(xì)示出各種組件，例如處理系統(tǒng)110與感測(cè)元件之間的各種互連。雖然傳感器電極示為按照矩陣陣列來(lái)設(shè)置，但是預(yù)期感測(cè)電極204的圖案可包括具有其他配置(例如列和行、極陣、重復(fù)圖案、非重復(fù)圖案、單行或單列或者其他適當(dāng)布置)的多個(gè)傳感器電極204。傳感器電極204可以是任何形狀，例如圓形、矩形、菱形、星形、正方形等。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極204可具有共同形狀和大小。在一些實(shí)施例中，網(wǎng)格電極208可設(shè)置成沒(méi)有完全包圍各傳感器電極204(如圖2所示)，或者在其他實(shí)施例中可設(shè)置成完全包圍各傳感器電極204。

傳感器電極204通常相互歐姆地隔離，并且還與(一個(gè)或多個(gè))網(wǎng)格電極208歐姆地隔離。也就是說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)絕緣體分隔傳感器電極204(和網(wǎng)格電極208)，并且防止它們相互電短接。在一些實(shí)施例中，傳感器電極204和網(wǎng)格電極208通過(guò)絕緣間隙來(lái)分隔。分隔傳感器電極204和網(wǎng)格電極208的絕緣間隙可填充有電絕緣材料，或者可以是空氣隙。在一些實(shí)施例中，傳感器電極204和網(wǎng)格電極208通過(guò)一層或多層絕緣材料垂直地分隔。在另外某些實(shí)施例中，傳感器電極204和網(wǎng)格電極208通過(guò)一個(gè)或多個(gè)襯底來(lái)分隔；例如，它們可設(shè)置在同一襯底的相對(duì)側(cè)上或者在不同襯底上。在又一些實(shí)施例中，網(wǎng)格電極208可由同一襯底上或者不同襯底上的多層來(lái)組成。在一個(gè)實(shí)施例中，第一網(wǎng)格電極可在第一襯底或者襯底的第一側(cè)上形成，以及第二網(wǎng)格電極可在第二襯底或者襯底的第二側(cè)上形成。例如，第一網(wǎng)格包括設(shè)置在顯示裝置160的TFT層上的一個(gè)或多個(gè)公共電極，以及第二網(wǎng)格電極設(shè)置在顯示裝置160的濾色器玻璃上。在一個(gè)實(shí)施例中，第一網(wǎng)格電極的尺寸等于第二網(wǎng)格電極的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，第一網(wǎng)格電極的至少一個(gè)尺寸與第二網(wǎng)格電極的尺寸有所不同。例如，第一網(wǎng)格電極可配置成使得設(shè)置在第一與第二傳感器電極204之間，以及第二網(wǎng)格電極可配置成使得它重疊第一和第二傳感器電極204的至少一個(gè)和第一網(wǎng)格電極。此外，第一網(wǎng)格電極可配置成使得它設(shè)置在第一與第二傳感器電極204之間，以及第二網(wǎng)格電極可配置成使得它僅重疊第一網(wǎng)格電極，并且小于第一網(wǎng)格電極。

處理系統(tǒng)110經(jīng)過(guò)導(dǎo)電布線跡線耦合到傳感器電極204，以實(shí)現(xiàn)用于感測(cè)輸入的感測(cè)區(qū)120。傳感器電極204的每個(gè)能夠耦合到布線跡線的至少一個(gè)布線跡線。處理系統(tǒng)110還能夠經(jīng)過(guò)一個(gè)或多個(gè)布線跡線來(lái)耦合到網(wǎng)格電極208。處理系統(tǒng)110經(jīng)過(guò)導(dǎo)電布線跡線耦合到傳感器電極204，以實(shí)現(xiàn)用于感測(cè)輸入的感測(cè)區(qū)120。

電容傳感器裝置200能夠用來(lái)向電子系統(tǒng)(例如計(jì)算裝置或其他電子裝置)傳遞用戶輸入(例如用戶的手指、諸如觸控筆之類的探頭和/或一些其他外部輸入物體)。例如，電容傳感器裝置200能夠?qū)崿F(xiàn)為電容觸摸屏裝置，其能夠放置在基本圖像或信息顯示裝置(未示出)之上。這樣，用戶通過(guò)經(jīng)過(guò)傳感器電極圖案202中的基本上透明的元件進(jìn)行查看來(lái)查看基本圖像或信息顯示。在觸摸屏中實(shí)現(xiàn)時(shí)，襯底能夠包括至少一個(gè)基本上透明的層。傳感器電極和導(dǎo)電布線跡線能夠由基本上透明的導(dǎo)電材料來(lái)形成。氧化銦錫(ITO)和/或幾乎不可見(jiàn)的細(xì)導(dǎo)線只是能夠用來(lái)形成傳感器電極和/或?qū)щ姴季€跡線的實(shí)際上透明的材料的許多可能示例中的兩個(gè)。在其他示例中，導(dǎo)電布線跡線能夠由非透明材料來(lái)形成，并且然后在傳感器電極圖案202的邊界區(qū)域中隱藏。

在另一個(gè)示例中，電容傳感器裝置200能夠?qū)崿F(xiàn)為電容觸摸板、滑塊、按鈕或另一電容傳感器。例如，襯底能夠非限制性地采用一個(gè)或多個(gè)透明或不透明材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。同樣，透明或不透明導(dǎo)電材料能夠用來(lái)形成傳感器電極圖案202的傳感器電極和/或?qū)щ姴季€跡線。

一般來(lái)說(shuō)，處理系統(tǒng)110采用感測(cè)信號(hào)來(lái)激勵(lì)或驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的感測(cè)元件，并且測(cè)量包括感測(cè)信號(hào)的所感應(yīng)或者所產(chǎn)生信號(hào)以及感測(cè)區(qū)120中的輸入的影響。如本文所使用的術(shù)語(yǔ)“激勵(lì)”和“驅(qū)動(dòng)”包含控制被驅(qū)動(dòng)元件的某個(gè)電氣方面。例如，有可能通過(guò)導(dǎo)線來(lái)驅(qū)動(dòng)電流、將電荷驅(qū)動(dòng)到導(dǎo)體中、將基本上恒定或變化電壓波形驅(qū)動(dòng)到電極上，等等。感測(cè)信號(hào)能夠是恒定、基本上恒定或者隨時(shí)間變化的，并且一般包括形狀、頻率、幅度和相位。感測(cè)信號(hào)能夠稱作“有源信號(hào)”，與諸如地信號(hào)或另一參考信號(hào)之類的“無(wú)源信號(hào)”相對(duì)。感測(cè)信號(hào)在用于跨電容感測(cè)時(shí)又能夠稱作“發(fā)射器信號(hào)”，或者在用于絕對(duì)感測(cè)時(shí)稱作“絕對(duì)感測(cè)信號(hào)”或“調(diào)制信號(hào)”。

在一示例中，處理系統(tǒng)110采用電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件，并且感測(cè)(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件上的相應(yīng)所產(chǎn)生電荷。也就是說(shuō)，感測(cè)信號(hào)是電壓信號(hào)，以及所產(chǎn)生信號(hào)是電荷信號(hào)(例如，指示積聚電荷的信號(hào)，例如積分電流信號(hào))。電容與所施加電壓成正比而與積聚電荷成反比。處理系統(tǒng)110能夠從所感測(cè)電荷來(lái)確定電容的(一個(gè)或多個(gè))測(cè)量。在另一個(gè)示例中，處理系統(tǒng)110采用電荷來(lái)驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件，并且感測(cè)(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件上的相應(yīng)所產(chǎn)生電壓。也就是說(shuō)，感測(cè)信號(hào)是引起電荷的積聚的信號(hào)(例如電流信號(hào))，以及所產(chǎn)生信號(hào)是電壓信號(hào)。處理系統(tǒng)110能夠從所感測(cè)電壓來(lái)確定電容的(一個(gè)或多個(gè))測(cè)量。一般來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“感測(cè)信號(hào)”表示包含感測(cè)電荷的驅(qū)動(dòng)電壓和感測(cè)電壓的驅(qū)動(dòng)電荷以及能夠用來(lái)得到電容的標(biāo)記的任何其他類型的信號(hào)?！半娙莸臉?biāo)記”包括電荷、電流、電壓等的測(cè)量，從其中能夠得出電容。

處理系統(tǒng)110能夠包括傳感器模塊210、確定模塊212、顯示模塊214和(一個(gè)或多個(gè))其他模塊216。傳感器模塊210和確定模塊212包括執(zhí)行處理系統(tǒng)110的不同功能的模塊。在其他示例中，一個(gè)或多個(gè)其他模塊216的不同配置能夠執(zhí)行本文所述的功能。傳感器模塊210和確定模塊212能夠包括電路，并且還能夠包括固件、軟件或者它們與電路協(xié)作操作的組合。

傳感器模塊210按照一個(gè)或多個(gè)方案(“激勵(lì)方案”) ，在一個(gè)或多個(gè)周期(“激勵(lì)周期”)內(nèi)，有選擇地驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件上的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)信號(hào)。在各激勵(lì)周期期間，傳感器模塊210有選擇地從傳感器電極圖案202的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件來(lái)感測(cè)(一個(gè)或多個(gè))所產(chǎn)生信號(hào)。各激勵(lì)周期具有關(guān)聯(lián)時(shí)間周期，在此期間，驅(qū)動(dòng)感測(cè)信號(hào)并且測(cè)量所產(chǎn)生信號(hào)。

在一種類型的激勵(lì)方案中，傳感器模塊210能夠有選擇地驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的感測(cè)元件以進(jìn)行絕對(duì)電容感測(cè)。在絕對(duì)電容感測(cè)中，傳感器模塊210能夠測(cè)量(一個(gè)或多個(gè))傳感器電極204上的電壓、電荷或電流，以得到指示(一個(gè)或多個(gè))傳感器204與輸入物體之間的電容的所產(chǎn)生信號(hào)。在這種激勵(lì)方案中，從(一個(gè)或多個(gè))所產(chǎn)生信號(hào)來(lái)確定所選的(一個(gè)或多個(gè))感測(cè)元件與(一個(gè)或多個(gè))輸入物體之間的絕對(duì)電容的測(cè)量。

在另一種類型的激勵(lì)方案中，傳感器模塊210能夠有選擇地驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的感測(cè)元件以進(jìn)行跨電容感測(cè)。在跨電容感測(cè)中，傳感器模塊210采用(一個(gè)或多個(gè))發(fā)射器信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所選發(fā)射器傳感器電極，并且感測(cè)來(lái)自所選接收器傳感器電極的所產(chǎn)生信號(hào)。在這種激勵(lì)方案中，從所產(chǎn)生信號(hào)來(lái)確定發(fā)射器與接收器電極之間的跨電容的測(cè)量。在一示例中，傳感器模塊210能夠采用(一個(gè)或多個(gè))發(fā)射器信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所選傳感器電極204，并且從傳感器電極204的其他傳感器電極接收所產(chǎn)生信號(hào)。

在任何激勵(lì)周期中，傳感器模塊210能夠采用其他信號(hào)(包括參考信號(hào)和保護(hù)信號(hào))來(lái)驅(qū)動(dòng)傳感器電極圖案202的感測(cè)元件。也就是說(shuō)，沒(méi)有采用感測(cè)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)或者被感測(cè)以接收所產(chǎn)生信號(hào)的傳感器電極圖案202的那些感測(cè)元件能夠采用參考信號(hào)、保護(hù)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)或者保持為浮動(dòng)(即，沒(méi)有采用任何信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng))。參考信號(hào)能夠是地信號(hào)(例如系統(tǒng)地)或者任何其他恒定或基本上恒定的電壓信號(hào)。保護(hù)信號(hào)能夠是在發(fā)射器信號(hào)的形狀、幅度、頻率或相位的至少一個(gè)方面相似或相同的信號(hào)。

“系統(tǒng)地”可指示系統(tǒng)組件所共享的公共電壓。例如，移動(dòng)電話的電容感測(cè)系統(tǒng)有時(shí)能夠稱作電話的電源(例如充電器或電池)所提供的系統(tǒng)地。系統(tǒng)地可相對(duì)每個(gè)或任何其他參考不是固定的。例如，臺(tái)面上的移動(dòng)電話通常具有浮動(dòng)系統(tǒng)地。由經(jīng)過(guò)自由空間與地球地強(qiáng)耦合的人所持有的移動(dòng)電話可相對(duì)此人接地，但是，人-地可相對(duì)于地球地而改變。在許多系統(tǒng)中，系統(tǒng)地連接到系統(tǒng)中的最大面積電極或者由其來(lái)提供。電容傳感器裝置200能夠位于接近這種系統(tǒng)地電極(例如，位于地平面或底板上方)。

在一些觸摸屏實(shí)施例中，傳感器電極204的一個(gè)或多個(gè)包括在更新顯示屏幕的顯示中使用的一個(gè)或多個(gè)顯示電極。顯示電極可包括有源矩陣顯示器的一個(gè)或多個(gè)元件，例如分段Vcom電極((一個(gè)或多個(gè))公共電極)的一段或多段、源驅(qū)動(dòng)線、柵線、陽(yáng)極子像素電極或陰極像素電極或者任何其他顯示元件。這些顯示電極可設(shè)置在適當(dāng)顯示屏幕襯底上。例如，公共電極可設(shè)置在一些顯示屏幕(例如共面轉(zhuǎn)換(IPS)、邊緣場(chǎng)轉(zhuǎn)換(FFS)或面線轉(zhuǎn)換(PLS)有機(jī)發(fā)光二極管(OLED))中的透明襯底(玻璃襯底、TFT玻璃或者任何其他透明材料)上、一些顯示屏幕(例如圖案垂直配向(PVA)或多域垂直配向(MVA))的濾色器玻璃的底部、發(fā)射層(OLED)之上等。在這類實(shí)施例中，顯示電極又能夠稱作“組合電極”，因?yàn)樗鼒?zhí)行多個(gè)功能。在各個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極204的每個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)公共電極。在其他實(shí)施例中，至少兩個(gè)傳感器電極204可共享至少一個(gè)公共電極。雖然以下描述可描述傳感器電極204和/或網(wǎng)格電極208包括一個(gè)或多個(gè)公共電極，但是如上所述的各種其他顯示電極也可與公共電極結(jié)合使用或者作為公共電極的替代。在各個(gè)實(shí)施例中，傳感器電極204和網(wǎng)格電極208包括整個(gè)公共電極層(Vcom電極)。

由處理系統(tǒng)110進(jìn)行的電容的(一個(gè)或多個(gè))測(cè)量、例如(一個(gè)或多個(gè))電容圖像或者(一個(gè)或多個(gè))電容剖面實(shí)現(xiàn)由傳感器電極圖案202進(jìn)行的相對(duì)所形成感測(cè)區(qū)的接觸、懸浮或其他用戶輸入的感測(cè)。確定模塊212能夠利用電容的測(cè)量來(lái)確定針對(duì)相對(duì)于傳感器電極圖案202所形成的感測(cè)區(qū)的用戶輸入的位置信息。作為補(bǔ)充或替代，確定模塊212使用這種(這類)測(cè)量來(lái)確定輸入物體大小和/或輸入物體類型。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，電容傳感器裝置200包括多個(gè)源驅(qū)動(dòng)器206(即，206-1、206-2、…206-N)，其配置成生成驅(qū)動(dòng)電容傳感器裝置200的顯示電極和其他組件(例如像素元件)供顯示的信號(hào)。在一些實(shí)施例中，源驅(qū)動(dòng)器206直接安裝在與傳感器電極圖案202相同的襯底(例如玻璃)上。源驅(qū)動(dòng)器206可包括顯示驅(qū)動(dòng)器，其提供用于驅(qū)動(dòng)源線以用于更新跨像素所存儲(chǔ)的電壓的接口。

各源驅(qū)動(dòng)器206耦合到一個(gè)或多個(gè)傳感器電極204，并且配置成感測(cè)來(lái)自傳感器電極204的數(shù)據(jù)。各傳感器電極204可包括配置用于顯示更新和電容感測(cè)的至少一個(gè)顯示電極。在一個(gè)實(shí)施例中，各源驅(qū)動(dòng)器206包括多個(gè)接收器220。接收器220可采用選擇電路222、例如復(fù)用器有選擇地耦合到一個(gè)或多個(gè)傳感器電極。例如，第一源驅(qū)動(dòng)器206-1中的第一接收器可有選擇地耦合到特定傳感器電極204，以從傳感器電極204接收感測(cè)數(shù)據(jù)。在圖2所示的具體實(shí)施例中，接收器220集成到一個(gè)或多個(gè)源驅(qū)動(dòng)器206(其耦合到傳感器電極204)中，但是接收器可以是例如傳感器模塊210、處理系統(tǒng)110等的其他組件的組成部分。下面更詳細(xì)描述用于獲取感測(cè)數(shù)據(jù)并且跟蹤輸入物體的多種感測(cè)圖案和方案。

在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110的確定模塊212配置成基于從源驅(qū)動(dòng)器(例如從接收器220)所接收的感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體140的位置信息。處理系統(tǒng)110還配置成有選擇地單獨(dú)操作各源驅(qū)動(dòng)器206。例如，處理系統(tǒng)110可基于位置信息操作第一源驅(qū)動(dòng)器206-1以驅(qū)動(dòng)傳感器電極204以進(jìn)行電容感測(cè)，并且然后按照低功率模式來(lái)操作第二源驅(qū)動(dòng)器206-2。

圖3是示出用于操作輸入裝置的方法300的流程圖。方法300開始于框302，其中處理系統(tǒng)110使用第一源驅(qū)動(dòng)器(例如206-1)(其耦合到第一傳感器電極)從第一傳感器電極接收第一感測(cè)數(shù)據(jù)。在框304，處理系統(tǒng)110使用第二源驅(qū)動(dòng)器(例如206-2)(其耦合到第二傳感器電極)從第二傳感器電極接收第二感測(cè)數(shù)據(jù)。雖然在第一源驅(qū)動(dòng)器和第二源驅(qū)動(dòng)器的上下文中描述本技術(shù)，但是要理解，所述技術(shù)可單獨(dú)或組合地使用源驅(qū)動(dòng)器(例如206-1至206-N)的任一個(gè)來(lái)執(zhí)行302。在一些實(shí)施例中，第一和第二傳感器電極各包括配置用于顯示更新和電容感測(cè)的至少一個(gè)顯示電極。在一些實(shí)施例中，多個(gè)傳感器電極204耦合到第一和第二源驅(qū)動(dòng)器(例如206-1、206-2)的每個(gè)，并且同時(shí)被驅(qū)動(dòng)以得到輸入物體140的粗略位置。例如，在各個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)傳感器電極204可按照絕對(duì)電容感測(cè)模式或者跨電容感測(cè)模式同時(shí)驅(qū)動(dòng)。在其他實(shí)施例中，多個(gè)傳感器電極204可采用恒定電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，以獲取有源筆（active pen）信號(hào)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)傳感器電極204按照矩陣陣列來(lái)設(shè)置，如圖2所示。

在框306，處理系統(tǒng)110的確定模塊212基于第一感測(cè)數(shù)據(jù)和第二感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體140的位置信息。在一些實(shí)施例中，輸入物體可從由手指、觸控筆和有源筆所組成的組中選取。

確定模塊212基于傳感器模塊210所得到的所產(chǎn)生信號(hào)來(lái)確定測(cè)量。測(cè)量可包括電容測(cè)量，其能夠包括元件之間的電容耦合的變化(又稱作“電容的變化”)。例如，確定模塊212能夠在沒(méi)有(一個(gè)或多個(gè))輸入物體存在的情況下確定元件之間的電容耦合的基準(zhǔn)測(cè)量。確定模塊212然后能夠?qū)㈦娙蓠詈系幕鶞?zhǔn)測(cè)量與(一個(gè)或多個(gè))輸入物體存在時(shí)的電容耦合的測(cè)量相組合，以確定電容耦合的變化。在其他實(shí)施例中，測(cè)量可包括有源筆測(cè)量，其包括從有源筆或另一外部輸入裝置所傳送的有源筆信號(hào)的測(cè)量。如上所述，有源筆測(cè)量可與多個(gè)基準(zhǔn)測(cè)量來(lái)比較，以確定因有源筆信號(hào)引起的變化。

在一示例中，確定模塊212能夠?qū)⑴c感測(cè)區(qū)120的特定部分關(guān)聯(lián)的多個(gè)測(cè)量確定為“像素”，以創(chuàng)建“圖像”或“幀”。圖像的像素表示感測(cè)區(qū)120中能夠確定來(lái)自傳感器電極圖案202的對(duì)應(yīng)感測(cè)元件的感測(cè)數(shù)據(jù)的測(cè)量的位置。在各個(gè)實(shí)施例中，測(cè)量是電容測(cè)量，“像素”是“電容像素”，以及“圖像”或“幀”是“電容圖像”或“電容幀”。在其他實(shí)施例中，測(cè)量是有源筆測(cè)量，“像素”是“有源筆像素”，以及“圖像”或“幀”是“有源筆圖像”或“有源筆幀”。電容圖像能夠使用跨電容感測(cè)來(lái)得到(例如跨電容圖像)，或者使用絕對(duì)電容感測(cè)來(lái)得到(例如絕對(duì)電容圖像)。例如，電容像素能夠?qū)?yīng)于傳感器電極(例如204_1,1)與另一個(gè)傳感器電極(例如204_1,2)之間通過(guò)(一個(gè)或多個(gè))輸入物體所影響的跨電容耦合。在另一個(gè)示例中，電容像素能夠?qū)?yīng)于傳感器電極204的絕對(duì)電容。確定模塊212能夠使用傳感器模塊210所得到的所產(chǎn)生信號(hào)來(lái)確定電容耦合變化的陣列，以產(chǎn)生形成電容圖像的電容像素的x×y陣列。這樣，處理系統(tǒng)110能夠捕獲作為相對(duì)感測(cè)區(qū)域120中的(一個(gè)或多個(gè))輸入物體所測(cè)量的響應(yīng)的快照的電容圖像。給定電容圖像能夠包括感測(cè)區(qū)中的全部電容像素，或者僅包括電容像素的子集。

有源筆圖像能夠通過(guò)在接收所產(chǎn)生信號(hào)的同時(shí)將傳感器電極保持在基本恒定電壓來(lái)得到。因此，有源筆像素可對(duì)應(yīng)于有源筆信號(hào)對(duì)傳感器電極的影響。給定有源筆圖像能夠包括全部有源筆像素，或者僅包括有源筆像素的子集。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)幀可包括任何數(shù)量的電容圖像和有源筆圖像。在一些實(shí)施例中，電容圖像的數(shù)量和有源筆圖像的數(shù)量有所不同。例如，電容圖像的數(shù)量可大于有源筆圖像的數(shù)量，或者有源筆圖像的數(shù)量可大于電容圖像的數(shù)量。此外，處理系統(tǒng)110可配置成逐個(gè)感測(cè)幀改變電容圖像的數(shù)量和/或有源筆圖像的數(shù)量。在各個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)幀還可包括一個(gè)或多個(gè)干擾幀，在此期間，至少一個(gè)傳感器電極配置成監(jiān)聽(tīng)干擾。例如，傳感器電極可在接收所產(chǎn)生信號(hào)的同時(shí)保持在恒定電壓。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110能夠通過(guò)掃描結(jié)合在一起以形成傳感器電極的規(guī)則聚類的傳感器電極204的組，來(lái)獲取感測(cè)區(qū)120的全電容圖像。圖4示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例、用于電容感測(cè)的全屏獲取的操作。在第一狀態(tài)400A，處理系統(tǒng)110操作選擇電路222，以將傳感器電極的第一聚類402耦合到源驅(qū)動(dòng)器206中的多個(gè)接收器220。在第二狀態(tài)400B，處理系統(tǒng)110操作選擇電路，以便有選擇地將接收器220與第一聚類402分離，并且將接收器220耦合到第二聚類404。

在許多實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110能夠通過(guò)掃描結(jié)合在一起以形成傳感器電極的規(guī)則聚類的傳感器電極204的組，來(lái)獲取感測(cè)區(qū)120的全有源筆圖像。再次參照?qǐng)D4，示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例，所示實(shí)施例還可用來(lái)獲取有源筆測(cè)量的全屏獲取。如上所述，在第一狀態(tài)400A，處理系統(tǒng)110操作選擇電路222，以便在將傳感器電極保持在恒定電壓的同時(shí)，將傳感器電極的第一聚類402耦合到源驅(qū)動(dòng)器206中的多個(gè)接收器220。在第二狀態(tài)400B，處理系統(tǒng)110操作選擇電路，以便有選擇地將接收器220與第一聚類402分離，并且將接收器220耦合到第二聚類404。

如先前所述，接收器220可采用選擇電路222、例如復(fù)用器有選擇地耦合到一個(gè)或多個(gè)傳感器電極。與特定接收器220關(guān)聯(lián)的選擇電路222可在多種狀態(tài)之間來(lái)操作。在一些實(shí)施例中，選擇電路222的狀態(tài)的子集將接收器220耦合到不同傳感器電極204。例如，第一狀態(tài)將接收器220-1耦合到一個(gè)關(guān)聯(lián)傳感器電極204_1,1，第二狀態(tài)將接收器220-1耦合到不同的關(guān)聯(lián)傳感器電極204_1,3。在一些實(shí)施例中，與接收器關(guān)聯(lián)的不同傳感器電極可以是非相鄰的。在一些實(shí)施例中，選擇電路222的狀態(tài)的至少一個(gè)將接收器220耦合到關(guān)聯(lián)網(wǎng)格電極208。例如，選擇電路222的第三狀態(tài)將接收器220-1耦合到網(wǎng)格電極208₁。

在一些實(shí)施例中，聚類402、404設(shè)置為跨越電容傳感器裝置的完整的線條形狀。雖然圖4中示出兩個(gè)聚類，但是應(yīng)當(dāng)理解，圖4所示的傳感器電極圖案能夠表示較大傳感器電極圖案的一部分，并且可有選擇地形成附加聚類(例如12至16個(gè)聚類)，以獲取覆蓋整個(gè)感測(cè)區(qū)120的感測(cè)數(shù)據(jù)。在圖4所示的示例中，在第一狀態(tài)400A，選擇電路222將接收器220-1、220-2、220-3、220-4、220-5、220-6分別耦合到相鄰傳感器電極204_1,1、204_1,2、204_2,1、204_2,2、204_3,1、204_2,3。在第二狀態(tài)400B，選擇電路222將接收器220-1至220-6耦合到包括第二聚類404的相鄰傳感器電極的不同集合。例如，與第一接收器220-1關(guān)聯(lián)的選擇電路222將傳感器電極204_1,1與接收器220-1分離，并且將傳感器電極204_1,3耦合到接收器220-1，以用于從傳感器電極204_1,3接收感測(cè)數(shù)據(jù)。

在另一個(gè)示例中，確定模塊212能夠執(zhí)行與感測(cè)區(qū)120的特定軸關(guān)聯(lián)的多個(gè)測(cè)量，以創(chuàng)建沿那個(gè)軸的“剖面”。例如，確定模塊212能夠確定沿傳感器電極204_X,Y和/或傳感器電極204_X+1,Y所定義的軸的絕對(duì)電容耦合變化的陣列，以產(chǎn)生(一個(gè)或多個(gè))電容剖面。電容耦合變化的陣列能夠包括少于或等于沿給定軸的傳感器電極的數(shù)量的多個(gè)點(diǎn)。在另一個(gè)示例中，確定模塊212能夠確定與沿傳感器電極204_X,Y和/或傳感器電極204_X+1,Y所定義的軸的有源筆信號(hào)對(duì)應(yīng)的測(cè)量的陣列，以產(chǎn)生(一個(gè)或多個(gè))有源筆剖面。該陣列能夠包括少于或等于沿給定軸的傳感器電極的數(shù)量的多個(gè)點(diǎn)。

圖5示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例、用于測(cè)量的剖面獲取的操作。為了模擬X/Y剖面獲取，選擇電路222配置獲取一個(gè)聚類中的完整的列。因?yàn)樵谝恍?shí)現(xiàn)中，接收器220可能僅連接到幾個(gè)傳感器電極，所以完全列可由多個(gè)接收器220(其將加在一起，以形成剖面、例如水平剖面500A)來(lái)獲取。

例如，為了獲取水平剖面500A，確定模塊212能夠確定沿傳感器電極204_1,1、204_1,2、204_1,3、204_1,4所定義的第一列502的測(cè)量。能夠操作選擇電路222，以便將傳感器電極204_1,1和204_1,3耦合到第一接收器220-1，并且將傳感器電極204_1,2和204_1,4耦合到第二接收器220-2。確定模塊212能夠基于共同使用接收器220-1和220-1從第一列502所接收的感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體的位置信息?？蓤?zhí)行類似操作，以便使用接收器220-3和220-4從傳感器電極的第二列504來(lái)得到感測(cè)數(shù)據(jù)以及共同使用接收器220-5和220-6從第三列506來(lái)得到感測(cè)數(shù)據(jù)。

為了獲取垂直剖面500B，確定模塊212能夠確定沿網(wǎng)格電極208₁所定義的第一行510的測(cè)量。能夠?qū)⑦x擇電路222操作到將網(wǎng)格電極208₁耦合到第一接收器220-1的狀態(tài)，以及確定模塊212能夠基于使用接收器220-1從第一行510所接收的感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定輸入物體的位置信息?？蓤?zhí)行類似操作，以便使用接收器220-2從傳感器電極的第二行512得到感測(cè)數(shù)據(jù)，使用接收器220-3從第三行514得到感測(cè)數(shù)據(jù)，并且使用接收器220-4從第四行516得到感測(cè)數(shù)據(jù)。要注意，取決于電容傳感器裝置200的配置以及傳感器電極、網(wǎng)格電極和接收器的布置，接收器220的一部分在水平和/或垂直剖面的獲取期間可能未使用。例如，如圖5所示，第五和第六接收器220-5和220-6沒(méi)有用來(lái)獲取垂直剖面500B，并且與傳感器電極圖案分離。在沒(méi)有包括網(wǎng)格電極的實(shí)施例中，傳感器電極可按照使得獲取沿傳感器電極的一行的測(cè)量的方式來(lái)耦合到接收器。行傳感器電極可跨越傳感器區(qū)域或者僅沿傳感器區(qū)域的一部分跨越。在這類實(shí)施例中，多個(gè)剖面獲取可通過(guò)固件加在一起，以重建垂直剖面。

在一些實(shí)施例中，網(wǎng)格電極208可跨電容傳感器裝置200的整個(gè)跨度延伸。但是，在其他實(shí)施例中，網(wǎng)格電極208可在源驅(qū)動(dòng)器206所定義的邊界處劃分，以減小負(fù)載和電極大小。在這類實(shí)施例中，多個(gè)剖面獲取可通過(guò)固件加在一起，以重建垂直剖面。雖然列502、504、506稱作水平剖面500A的組成部分，而行510、512、514、516稱作垂直剖面500B的組成部分，但是要理解，術(shù)語(yǔ)“水平”或“垂直”根據(jù)慣例，并且可基于電容傳感器裝置200的不同配置或取向來(lái)互換。

在各個(gè)實(shí)施例中，沿每個(gè)軸的剖面可使用絕對(duì)電容感測(cè)模式并且還使用有源筆感測(cè)模式來(lái)獲取。在其他實(shí)施例中，剖面可以僅使用絕對(duì)電容感測(cè)模式或有源筆感測(cè)模式其中之一沿每個(gè)軸來(lái)獲取。

圖6示出按照本公開的一個(gè)實(shí)施例、用于測(cè)量的焦點(diǎn)獲取的操作。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，選擇電路222配置成獲取具有與聚類402、404(結(jié)合圖4所述)基本上相似或相同的形狀并且設(shè)置在聚類402、404之間的聚類602。例如，處理系統(tǒng)110操作選擇電路222，以將第一聚類602(由傳感器電極204_1,1、204_1,2、204_2,1、204_2,2、204_3,1、204_2,3所組成)耦合到源驅(qū)動(dòng)器206中的多個(gè)接收器220。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成操作選擇電路222，以便從傳感器電極204的聚類、線或組的任何連續(xù)集合來(lái)獲取感測(cè)數(shù)據(jù)。處理系統(tǒng)110可操作選擇電路222，以便從第一聚類402、然后從第二聚類602并且然后從第三聚類404來(lái)獲取感測(cè)數(shù)據(jù)，由此提供靈活電容感測(cè)架構(gòu)。

在一個(gè)實(shí)施例中，不是切換全部處于相同狀態(tài)(例如全部處于第一狀態(tài))中的選擇電路222，處理系統(tǒng)110而是可操作選擇電路222以便處于將接收器220耦合到需要形成聚類602的適當(dāng)傳感器電極的混合狀態(tài)中。在所示示例中，處理系統(tǒng)110將與第一接收器220-1關(guān)聯(lián)的選擇電路222切換到第二狀態(tài)(示為中間耦合)，將與第二接收器220-2關(guān)聯(lián)的選擇電路222切換到第一狀態(tài)(示為左耦合)，依此類推。

又參照?qǐng)D3，在框308，處理系統(tǒng)110的確定模塊212操作第一源驅(qū)動(dòng)器以驅(qū)動(dòng)第一傳感器電極以進(jìn)行輸入感測(cè)，并且基于位置信息按照低功率模式來(lái)驅(qū)動(dòng)第二源驅(qū)動(dòng)器。通過(guò)有選擇地按照低功率模式來(lái)操作某些源驅(qū)動(dòng)器，本公開的實(shí)施例降低電容傳感器裝置200的總功率消耗，并且改進(jìn)電池壽命，同時(shí)保持與沒(méi)有功率節(jié)省方案的情況下相似的電容感測(cè)性能等級(jí)。

圖7是示出按照本公開的一實(shí)施例、用于操作電容傳感器裝置700的功率節(jié)省方案的框圖。電容傳感器裝置700以與借助圖2所述的電容傳感器裝置200相似的方式來(lái)配置。電容傳感器裝置700包括多個(gè)源驅(qū)動(dòng)器206(例如206-1、206-2等)和處理系統(tǒng)110。在一個(gè)實(shí)施例中，電容傳感器裝置700的傳感器電極204劃分為多個(gè)區(qū)域702(例如702-1、702-2等)，使得各源驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)那個(gè)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的輸入感測(cè)和顯示更新。例如，第一源驅(qū)動(dòng)器206-1負(fù)責(zé)使用傳感器電極204的列和第一區(qū)域702-1中的顯示電極進(jìn)行輸入感測(cè)和顯示更新。對(duì)區(qū)域702-2(其對(duì)應(yīng)于第二源驅(qū)動(dòng)器206-2)以及區(qū)域702-3和702-4來(lái)組織工作量的類似劃分。

在各個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110可配置成獲取感測(cè)區(qū)的整個(gè)或一部分的過(guò)程圖像。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，源驅(qū)動(dòng)器206-1、206-2、206-3和206-4可采用對(duì)應(yīng)傳感器電極的全部或者至少一部分同時(shí)接收所產(chǎn)生信號(hào)。確定模塊可配置成基于所產(chǎn)生信號(hào)來(lái)確定輸入物體的第一位置信息，以及基于第一位置信息，源驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)可按照低功率模式來(lái)操作，同時(shí)一個(gè)或多個(gè)源驅(qū)動(dòng)器可處于激活模式。在一示例中，輸入物體可確定為接近區(qū)域702-2而不是感測(cè)區(qū)702-1、702-3和702-4。處理系統(tǒng)110可操作選擇電路，以將形成聚類704的傳感器電極耦合到源驅(qū)動(dòng)器206-2中的接收器，并且從聚類704接收感測(cè)數(shù)據(jù)。處理系統(tǒng)110基于感測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定指示接近傳感器電極的聚類704的輸入物體的存在的第二位置信息(示為圓圈706)。，也就是說(shuō)，處理系統(tǒng)110確定輸入物體接近區(qū)域702-2中的傳感器電極而不是接近區(qū)域702-1中的傳感器電極。因此，處理系統(tǒng)110可繼續(xù)操作源驅(qū)動(dòng)器206-2以驅(qū)動(dòng)聚類704的傳感器電極以進(jìn)行電容感測(cè)，并且按照低功率模式來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器206-1(如陰影填充圖案所示)。可進(jìn)行類似確定，以按照低功率模式來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器206-3和206-4。在一些實(shí)施例中，按照低功率模式來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器包括降低第二傳感器電極(區(qū)域702-1中的傳感器電極)相對(duì)于第一傳感器電極(即，區(qū)域702-2中的傳感器電極)的感測(cè)幀率。在一些方案中，感測(cè)速率可根據(jù)特定感測(cè)速率的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)(例如，0.75X、0.5X、1X)來(lái)修改。在其他實(shí)施例中，按照低功率模式來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器可包括進(jìn)入源驅(qū)動(dòng)器的睡眠或掛起操作模式。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一輸入物體可確定為接近第一源驅(qū)動(dòng)器，而第二輸入物體可確定為接近第二源驅(qū)動(dòng)器。在這種實(shí)施例中，第一和第二源驅(qū)動(dòng)器可工作在激活狀態(tài)，而第三源驅(qū)動(dòng)器(以及存在的第四源驅(qū)動(dòng)器)可工作在低功率模式。

在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成獲取有源筆圖像和電容圖像。處理系統(tǒng)110首先操作傳感器電極，以獲取有源筆圖像并且獲取電容圖像。如果有源筆確定為接近一個(gè)或多個(gè)感測(cè)區(qū)，則對(duì)應(yīng)源驅(qū)動(dòng)器可配置成獲取比電容圖像要多的有源筆圖像。在一個(gè)實(shí)施例中，手指(或者其他無(wú)源輸入物體（passive input object）)可確定為接近與第一源驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的傳感器電極，而有源筆可確定為接近與第二源驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的傳感器電極。第一源驅(qū)動(dòng)器可配置成獲取比有源筆圖像要多的電容圖像，而第二源驅(qū)動(dòng)器可配置成獲取比電容圖像要多的有源筆圖像。此外，處理系統(tǒng)110可定期地獲取各感測(cè)區(qū)的過(guò)程電容圖像和過(guò)程有源筆圖像，以確定新輸入物體是否到達(dá)接近與處于低功率模式的源驅(qū)動(dòng)器關(guān)聯(lián)的傳感器電極，或者新輸入物體是否到達(dá)與激活模式的源驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的感測(cè)區(qū)中。在一些實(shí)施例中，雖然源驅(qū)動(dòng)器可配置成在感測(cè)區(qū)的特定部分中進(jìn)行感測(cè)以確定準(zhǔn)確位置信息，但是源驅(qū)動(dòng)器也可配置成獲取特定部分外部的感測(cè)區(qū)的過(guò)程圖像。此外，一旦確定輸入物體已經(jīng)離開感測(cè)區(qū)，則(一個(gè)或多個(gè))對(duì)應(yīng)源驅(qū)動(dòng)器可置于低功率模式。在一些實(shí)施例中，基于關(guān)于輸入物體已經(jīng)離開感測(cè)區(qū)的確定，可在將源驅(qū)動(dòng)器置于低功率模式之前獲取感測(cè)區(qū)的過(guò)程圖像(例如電容圖像和/或有源筆圖像)。

在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110可從(一個(gè)或多個(gè))傳感器電極(其耦合到工作在較低功率模式的源驅(qū)動(dòng)器206-1)周期地接收附加感測(cè)數(shù)據(jù)，以確定輸入物體706是否接近那些傳感器電極。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110可暫時(shí)升高區(qū)域702-1中的傳感器電極的感測(cè)幀率。感測(cè)幀可以是有源筆幀和電容幀的任何組合。響應(yīng)確定輸入物體706接近區(qū)域702-1中的傳感器電極，處理系統(tǒng)110可按照全功率來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器206-1。例如，處理系統(tǒng)110可升高相對(duì)于其他源驅(qū)動(dòng)器(例如206-2)的電容感測(cè)幀率。

在另一示例中，響應(yīng)確定輸入物體706從與源驅(qū)動(dòng)器206-2關(guān)聯(lián)的區(qū)域702-2中的傳感器電極(例如204_1,4)移動(dòng)到與源驅(qū)動(dòng)器206-1關(guān)聯(lián)的區(qū)域702-1中的另一個(gè)傳感器電極(例如204_1,3)，處理系統(tǒng)110的確定模塊212可有選擇地按照低功率模式來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器206-2，同時(shí)操作另一源驅(qū)動(dòng)器206-1以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)以用于電容感測(cè)。因此，處理系統(tǒng)110可配置成基于從自不同源驅(qū)動(dòng)器所接收的所產(chǎn)生信號(hào)所確定的位置信息將源驅(qū)動(dòng)器從低功率模式移動(dòng)到激活模式(全功率模式)。

在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110配置成驅(qū)動(dòng)網(wǎng)格電極208，以確定輸入物體的接近位置，并且確定哪一個(gè)源驅(qū)動(dòng)器不工作在低功率模式。處理系統(tǒng)110可操作網(wǎng)格電極，以獲取垂直剖面，如先前結(jié)合圖5所述。

圖8是示出按照本公開的另一個(gè)實(shí)施例、用于操作電容傳感器裝置800的功率節(jié)省方案的框圖。電容傳感器裝置800包括多個(gè)源驅(qū)動(dòng)器206(例如206-1、206-2、206-3、206-4，但是可使用其他數(shù)量的源驅(qū)動(dòng)器)和處理系統(tǒng)110。在一個(gè)實(shí)施例中，電容傳感器裝置800的傳感器電極204劃分為多個(gè)區(qū)域802(例如802-1、802-2等)，使得各源驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)那個(gè)對(duì)應(yīng)區(qū)域中的電容感測(cè)和顯示更新。例如，第一源驅(qū)動(dòng)器206-1負(fù)責(zé)使用傳感器電極204的列和第一區(qū)域802-1中的顯示電極進(jìn)行電容感測(cè)和顯示更新。對(duì)區(qū)域802-2(其對(duì)應(yīng)于第二源驅(qū)動(dòng)器206-2)以及區(qū)域802-3和802-4來(lái)組織工作量的類似劃分。

可與對(duì)圖7所述的電容傳感器裝置700相似地配置電容傳感器裝置800，只不過(guò)電容傳感器裝置800配置成支持每個(gè)單獨(dú)源驅(qū)動(dòng)器206中的多縮放情形和部分低功率模式。圖8示出在不同位置、例如在第一聚類804和第二聚類810同時(shí)“放大”的電容感測(cè)操作。在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110操作選擇電路，以將形成區(qū)域802-2中的第一聚類804的傳感器電極耦合到源驅(qū)動(dòng)器206-2中的接收器，并且從聚類804接收感測(cè)數(shù)據(jù)，以及操作選擇電路，以耦合形成區(qū)域802-4中的第二聚類810的傳感器電極，并且從第二聚類接收感測(cè)數(shù)據(jù)。此外，處理系統(tǒng)110配置成按照部分低功率模式(其包括對(duì)源驅(qū)動(dòng)器206-1中沒(méi)有受觸摸輸入影響的那些列降低電容感測(cè)幀率)來(lái)操作源驅(qū)動(dòng)器206-2。類似地，處理系統(tǒng)110配置成對(duì)于耦合到不是與區(qū)域802-4中的部分聚類810對(duì)應(yīng)的源驅(qū)動(dòng)器206-4的那些列按照部分低功率模式來(lái)操作其他源驅(qū)動(dòng)器206-4。如圖8所示，源驅(qū)動(dòng)器206-1和206-3工作在完全低功率模式，如先前所述。

因此，提供本文中提出的實(shí)施例和示例，以便最好地說(shuō)明本發(fā)明及其特定應(yīng)用，并且由此使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┖褪褂帽景l(fā)明。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)知道，僅為了便于說(shuō)明和舉例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵蓋本發(fā)明的各個(gè)方面或者將本發(fā)明局限于所公開的精確形式。