本發(fā)明的實(shí)施例一般涉及用于觸摸感測的方法和設(shè)備，并且更特別地，涉及改進(jìn)的絕對(duì)感測裝置以及用于使用所述改進(jìn)的絕對(duì)感測裝置的方法。

背景技術(shù)：

包括接近傳感器裝置(通常也被稱為觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛地使用在各種各樣的電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括常常由表面區(qū)分的感測區(qū)域，在其中所述接近傳感器裝置確定一個(gè)或更多輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感器裝置可以被用于提供針對(duì)所述電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置常常被用作用于較大的計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如被集成在筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)中或者外接至筆記本或臺(tái)式計(jì)算機(jī)的不透明的觸摸板)。接近傳感器裝置也常常被使用在較小的計(jì)算系統(tǒng)(諸如被集成在蜂窩電話中的觸摸屏)中。

許多接近傳感器裝置利用傳感器電極的陣列來測量指示接近所述傳感器電極的輸入對(duì)象(諸如，手指或觸筆)的存在的電容的改變。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極和輸入對(duì)象之間的電容性耦合的改變的“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測方法。在各種配置中，所述傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變所述傳感器電極附近的電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對(duì)電容感測方法通過相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極并通過檢測所述傳感器電極和輸入對(duì)象之間的所述電容性耦合而操作。絕對(duì)電容感測方法在檢測單個(gè)輸入對(duì)象的存在方面是非常有效的，甚至當(dāng)遠(yuǎn)離所述接近傳感器裝置的表面被定位時(shí)，同時(shí)仍然準(zhǔn)確地檢測輸入對(duì)象與所述接近傳感器表面的接觸。

其它電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極之間的電容性耦合的改變的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各種實(shí)施例中，所述傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變所述傳感器電極之間的電場，因此改變所測量的電容性耦合。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(也被稱為“發(fā)射器電極”)和一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極(也被稱為“接收器電極”)之間的電容性耦合而操作。發(fā)射器傳感器電極可以相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)而被調(diào)制以發(fā)送發(fā)射器信號(hào)。接收器傳感器電極可以相對(duì)于所述參考電壓被保持實(shí)質(zhì)上恒定，以有助于結(jié)果信號(hào)的接收。結(jié)果信號(hào)可以包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多發(fā)射器信號(hào)和/或?qū)?yīng)于一個(gè)或更多環(huán)境干擾源(例如其它電磁信號(hào))的(一個(gè)或多個(gè))影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器電極或接收器電極，或者可以被配置成發(fā)送發(fā)射器信號(hào)和接收結(jié)果信號(hào)兩者?？珉娙莞袦y方法在檢測感測區(qū)域中的多個(gè)輸入對(duì)象的存在以及處于運(yùn)動(dòng)中的輸入對(duì)象方面是非常有效的。然而，跨電容感測方法一般依賴于緊密的電場，其對(duì)于檢測與所述接近傳感器裝置的表面間隔開的對(duì)象的存在或接近不是非常有效。跨電容感測方法典型地依賴于與接收器電極的陣列垂直的陣列中的多個(gè)發(fā)射器電極來形成電容性圖像陣列。

盡管接近傳感器裝置已經(jīng)被使用若干年了，工程師繼續(xù)探尋使用降低成本和/或改進(jìn)傳感器性能的這些裝置的設(shè)計(jì)備選方案和方法。特別地，近年來已經(jīng)對(duì)降低由顯示屏、電源、電磁干擾、射頻干擾和/或被定位在所述接近傳感器裝置的附近和/或外部的其它源生成的噪聲的影響投入了顯著的關(guān)注。隨著不同程度的成功，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了許多的濾波、信號(hào)處理、屏蔽和其它噪聲降低技術(shù)。因此，如下是期望的：提供用于快速地、有效地且高效地檢測在噪聲存在時(shí)對(duì)象的基于位置的屬性的系統(tǒng)和方法。

因此，存在對(duì)解決上面所討論的問題的改進(jìn)的接近傳感器裝置的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

此處所公開的實(shí)施例可以有利地提供裝置和使用該裝置能夠改進(jìn)在檢測過程期間存在一個(gè)或多個(gè)噪聲源時(shí)被提供給輸入裝置的用戶輸入的檢測的方法。所述改進(jìn)的檢測過程包括增加在循環(huán)掃描過程的單個(gè)循環(huán)期間從每個(gè)傳感器電極測量的結(jié)果信號(hào)的數(shù)量，而不增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。

本公開的實(shí)施例可以進(jìn)一步提供檢測輸入裝置的感測區(qū)域內(nèi)的輸入對(duì)象的位置的方法，包括：根據(jù)從兩個(gè)或更多傳感器電極接收的結(jié)果信號(hào)的組合生成合成結(jié)果信號(hào)，在其中所述合成結(jié)果信號(hào)彼此獨(dú)立(例如，實(shí)質(zhì)上正交)。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測輸入裝置的感測區(qū)域內(nèi)的輸入對(duì)象的位置的方法包括：生成第一合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第一合成結(jié)果信號(hào)包括從傳感器電極的陣列中的第一掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合；以及生成第二合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第二合成結(jié)果信號(hào)包括從所述傳感器電極的陣列中的第二掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合。隨后分析至少所述第一合成結(jié)果信號(hào)和所述第二合成結(jié)果信號(hào)以確定來自所述傳感器電極的陣列中的每一個(gè)傳感器電極的實(shí)質(zhì)上獨(dú)立的結(jié)果信號(hào)值(例如，正交)。

本公開的實(shí)施例可以進(jìn)一步提供檢測輸入裝置的感測區(qū)域內(nèi)的輸入對(duì)象的位置的方法，包括：計(jì)算針對(duì)傳感器電極的第一陣列中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)，其中計(jì)算所述結(jié)果信號(hào)包括生成第一合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第一合成結(jié)果信號(hào)包括從傳感器電極的所述第一陣列中的第一掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合；以及生成第二合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第二合成結(jié)果信號(hào)包括從所述傳感器電極的第一陣列中的第二掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合。并且，計(jì)算針對(duì)傳感器電極的第二陣列中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)，其中計(jì)算所述結(jié)果信號(hào)包括生成第三合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第三合成結(jié)果信號(hào)包括從所述傳感器電極的第二陣列中的第三掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合；以及生成第四合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第四合成結(jié)果信號(hào)包括從所述傳感器電極的第二陣列中的第四掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合。隨后分析所述第一合成結(jié)果信號(hào)和所述第二合成結(jié)果信號(hào)以確定來自所述傳感器電極的第一陣列中的每一個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)值，以及分析所述第三合成結(jié)果信號(hào)和所述第四合成結(jié)果信號(hào)以確定來自所述傳感器電極的第二陣列中的每一個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)值。隨后組合針對(duì)所述第一陣列和所述第二陣列中的每個(gè)傳感器電極的所計(jì)算的結(jié)果信號(hào)以形成所述輸入裝置的所述感測區(qū)域的電容性圖像的至少一部分。

本公開的實(shí)施例可以進(jìn)一步提供輸入裝置，包括處理器以及非暫態(tài)存儲(chǔ)器，所述非暫態(tài)存儲(chǔ)器已經(jīng)在其中存儲(chǔ)了若干指令，所述指令當(dāng)由所述處理器執(zhí)行時(shí)致使所述電子裝置執(zhí)行包括如下操作的操作生成第一合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第一合成結(jié)果信號(hào)包括從傳感器電極的陣列中的第一掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合；生成第二合成結(jié)果信號(hào)，其中所述第二合成結(jié)果信號(hào)包括從所述傳感器電極的陣列中的第二掃描的傳感器電極的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收的電容性感測測量的組合；以及分析所述第一合成結(jié)果信號(hào)和所述第二合成結(jié)果信號(hào)以確定來自所述傳感器電極的陣列中的每一個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)值。

附圖說明

為了在其中能夠詳細(xì)地理解本發(fā)明的上面所記載的特征的方式，上面簡要概述的本發(fā)明的更特別的描述可以通過參考實(shí)施例而被進(jìn)行，其中的一些在附圖中被示出。然而，要被注意的是：所述附圖僅示出了此發(fā)明的典型的實(shí)施例，并且因此不被視為限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可以允許其它等同有效的實(shí)施例。

圖1是輸入裝置的示意性框圖。

圖2示出了可以在圖1的輸入裝置中被使用的傳感器元件的簡化的示例性陣列。

圖3a示出了被耦合至處理系統(tǒng)的一部分的傳感器電極的簡化的陣列以及它們的相關(guān)聯(lián)的布線跡線。

圖3b示出了被耦合至所述處理系統(tǒng)的一部分的傳感器電極的簡化的陣列以及它們的相關(guān)聯(lián)的布線跡線的另一實(shí)例。

圖4示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的陣列上執(zhí)行的常規(guī)的電容性感測掃描過程。

圖5a示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的線性陣列上執(zhí)行的電容性感測掃描過程。

圖5b示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的線性陣列上執(zhí)行的電容性感測掃描過程。

圖6a示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的陣列上執(zhí)行的電容性感測掃描過程。

圖6b示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的陣列上執(zhí)行的另一電容性感測掃描過程。

圖6c示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的陣列上執(zhí)行的另一電容性感測掃描過程。

圖6d示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的陣列上執(zhí)行的另一電容性感測掃描過程。

圖6e示出了在若干時(shí)間間隔之上在傳感器電極的陣列上執(zhí)行的另一電容性感測掃描過程。

圖7示出了被用于在傳感器電極的陣列上執(zhí)行掃描過程的一系列方法步驟。

為了便于理解，在可能之處，已經(jīng)使用了同樣的參考標(biāo)號(hào)來標(biāo)示對(duì)所述圖而言是共有的同樣的元件。如下被預(yù)期：在一個(gè)實(shí)施例中公開的元件可以被有益地使用在其它實(shí)施例上，而無需特別的記載。此處所參考的附圖不應(yīng)被理解為是按比例繪制的，除非被特別地記注。并且，所述附圖常常被簡化，并且為了呈現(xiàn)和解釋的清晰，細(xì)節(jié)或組件被省略。所述附圖和討論用來解釋下面所討論的原理，在其中同樣的標(biāo)記指示同樣的元件。

具體實(shí)施方式

下面的詳細(xì)描述實(shí)質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不是意在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和用途。此外，不存在受前述的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或下面的詳細(xì)描述中所呈現(xiàn)的任何明示或暗示的理論約束的意圖。

此處所提供的本公開的實(shí)施例包括輸入裝置和用于改進(jìn)輸入裝置的可用性的方法。特別地，此處所描述的實(shí)施例有利地提供了裝置和使用該裝置能夠在檢測過程期間存在一個(gè)或多個(gè)噪聲源時(shí)改進(jìn)被提供給輸入裝置的用戶輸入的檢測的方法。此處所公開的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)可以包括掃描過程和信號(hào)處理技術(shù)，其能夠通過處理所接收的在電容性感測過程期間生成的結(jié)果信號(hào)來更可靠地檢測輸入對(duì)象的存在和位置，以降低噪聲對(duì)檢測過程的影響(例如，手指耦合的干擾、內(nèi)部傳感器噪聲、電源耦合的干擾等等)。在一些配置中，此處所公開的掃描和信號(hào)處理技術(shù)可以通過經(jīng)由改進(jìn)在電容性感測過程期間收集的數(shù)據(jù)的信噪比來增大電容性感測裝置的用以檢測輸入對(duì)象的存在的能力而被改進(jìn)。例如，一些技術(shù)包括用以提供窄帶信號(hào)的載波信號(hào)調(diào)制以及用以將所述載波信號(hào)偏移至具有較低干擾的頻率的能力。

圖1是根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例的輸入裝置100的示意性框圖。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置100包括顯示裝置，所述顯示裝置包括集成的感測裝置。盡管所示出的本公開的實(shí)施例被顯示為集成有顯示裝置，被考慮的是：本發(fā)明可以被實(shí)施在沒有與顯示裝置集成的輸入裝置中。所述輸入裝置100可以被配置成向電子系統(tǒng)150提供輸入。如在此文檔中所使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義上指的是能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性實(shí)例包括所有尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器和個(gè)人數(shù)字助理(pdas)。附加的實(shí)例電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨(dú)立的操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。另外的實(shí)例電子系統(tǒng)包括外圍設(shè)備，諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遠(yuǎn)程控制器和鼠標(biāo))和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏和打印機(jī))。其它實(shí)例包括遠(yuǎn)程終端、信息站和視頻游戲機(jī)(例如，視頻游戲控制臺(tái)、便攜式游戲裝置等等)。其它實(shí)例包括通信裝置(包括蜂窩電話，諸如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器，諸如電視、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機(jī))。此外，所述電子系統(tǒng)可以是主機(jī)或?qū)λ鲚斎胙b置而言的從屬設(shè)備。

所述輸入裝置100可以被實(shí)現(xiàn)為所述電子系統(tǒng)的物理部分，或者可以與所述電子系統(tǒng)在物理上分離。視情況而定，所述輸入裝置100可以使用下列中的任何一個(gè)或多個(gè)與所述電子系統(tǒng)的多個(gè)部分通信：總線、網(wǎng)絡(luò)、以及其它有線或無線互連。實(shí)例包括i²c、spi、ps/2、通用串行總線(usb)、藍(lán)牙、rf和irda。

在圖1中，所述輸入裝置100被顯示為接近傳感器裝置(也常常被稱為“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)，其被配置成感測由感測區(qū)域170中的一個(gè)或更多輸入對(duì)象140提供的輸入。實(shí)例輸入對(duì)象包括手指和觸筆，如在圖1中所顯示的。

感測區(qū)域170包括在所述輸入裝置100的上面、周圍、之內(nèi)和/或附近的任何空間，在其中所述輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如，由一個(gè)或更多輸入對(duì)象140提供的用戶輸入)。特定的感測區(qū)域的尺寸、形狀和位置可以隨實(shí)施例的不同而顯著地變化。在一些實(shí)施例中，所述感測區(qū)域170在一個(gè)或更多方向上從所述輸入裝置100的表面延伸到在所述表面的上面或下面的空間中，直至信噪比阻礙足夠準(zhǔn)確的對(duì)象檢測。在各種實(shí)施例中，此感測區(qū)域170在特定的方向上延伸至其的距離可以大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或更大，并且可以隨所使用的感測技術(shù)的類型和所期望的準(zhǔn)確度而顯著地變化。因此，一些實(shí)施例感測輸入，其包括：與所述輸入裝置100的任何表面不接觸、與所述輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)接觸、與和一些量的作用力或壓力耦合的所述輸入裝置100的輸入表面接觸、和/或其組合。在各種實(shí)施例中，輸入表面可以由所述傳感器電極駐留在其內(nèi)的殼體的表面、由被施加在所述傳感器電極或任何殼體之上的面板等等提供。在一些實(shí)施例中，所述感測區(qū)域170在被投影到所述輸入裝置100的輸入表面上時(shí)具有矩形形狀。

所述輸入裝置100可以利用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測所述感測區(qū)域170中的用戶輸入。所述輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的多個(gè)感測元件124。所述感測元件124包括多個(gè)傳感器電極120，并且可以可選地包括一個(gè)或更多柵電極122。作為若干非限制性實(shí)例，所述輸入裝置100可以使用電容性、倒電容、電阻性、電感性、磁聲、超聲、和/或光學(xué)技術(shù)。在一些實(shí)施例中，已知頻率的已調(diào)制的輸入(例如，起作用的觸筆)可以與干擾相區(qū)分，并且所述輸入裝置可以確定由所述已調(diào)制的輸入傳送至所述輸入裝置的位置和/或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(例如，力、按鈕狀態(tài)、傾斜、電池狀態(tài)等等)。

一些實(shí)現(xiàn)被配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)被配置成提供沿特定的軸或平面的輸入的投影。這樣的投影可以被用于確定關(guān)于所述感測區(qū)域中的輸入對(duì)象的位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電阻性實(shí)現(xiàn)中，柔性的且導(dǎo)電的第一層通過一個(gè)或更多間隔器元件而與導(dǎo)電的第二層分離。在操作期間，跨越所述層產(chǎn)生一個(gè)或更多電壓梯度。按壓所述柔性的第一層可以將其充分偏轉(zhuǎn)以在所述層之間產(chǎn)生電接觸，導(dǎo)致反映所述層之間的(一個(gè)或多個(gè))接觸點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可以被用于確定位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電感性實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)或更多感測元件124拾取由諧振線圈或線圈對(duì)感應(yīng)的回路電流。所述電流的幅度、相位和頻率的一些組合隨后可以被用于確定位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中，電壓或電流被施加以產(chǎn)生電場。附近的輸入對(duì)象引起所述電場的改變，并且產(chǎn)生電容性耦合中的可檢測的改變，其可以被檢測為電壓、電流等等的改變。

一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電容類型感測元件124的陣列或其它規(guī)則的或不規(guī)則的圖案來產(chǎn)生電場。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立的感測元件124可以被歐姆地短接在一起，以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是均勻電阻的。

如上面所討論的，一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極120和輸入對(duì)象之間的電容性耦合的改變的“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測方法。在各種實(shí)施例中，所述傳感器電極120附近的輸入對(duì)象改變所述傳感器電極120附近的所述電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對(duì)電容感測方法通過相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極120并且通過檢測所述傳感器電極120和輸入對(duì)象140之間的電容性耦合而操作。

此外，如上面所討論的，一些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極120之間的電容性耦合的改變的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各種實(shí)施例中，所述傳感器電極120附近的輸入對(duì)象140改變所述傳感器電極120之間的所述電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，跨電容感測方法通過檢測一個(gè)或更多發(fā)射器傳感器電極(也被稱為“發(fā)射器電極”)和一個(gè)或更多接收器傳感器電極(也被稱為“接收器電極”)之間的電容性耦合而操作，如在下面被進(jìn)一步描述的。發(fā)射器傳感器電極可以相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)而被調(diào)制以發(fā)送發(fā)射器信號(hào)。接收器傳感器電極可以相對(duì)于所述參考電壓而被保持實(shí)質(zhì)上恒定，以有助于結(jié)果信號(hào)的接收。結(jié)果信號(hào)可以包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多發(fā)射器信號(hào)和/或?qū)?yīng)于一個(gè)或更多環(huán)境干擾源(例如其它電磁信號(hào))的(一個(gè)或多個(gè))影響。傳感器電極120可以是專用發(fā)射器電極或接收器電極，或者可以被配置成發(fā)送和接收兩者。

在圖1中，所述處理系統(tǒng)110被顯示為所述輸入裝置100的一部分。所述處理系統(tǒng)110被配置成操作所述輸入裝置100的硬件以檢測所述感測區(qū)域170中的輸入。所述處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或更多集成電路(ics)和/或其它電路組件中的部分或全部。(例如，用于互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可以包括被配置成用發(fā)射器傳感器電極發(fā)送信號(hào)的發(fā)射器電路和/或被配置成用接收器傳感器電極接收信號(hào)的接收器電路)。在一些實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110也包括電可讀指令，諸如固件代碼、軟件代碼、和/或類似物。在一些實(shí)施例中，構(gòu)成所述處理系統(tǒng)110的組件被定位在一起，諸如所述輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測元件124附近。在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上分離，其中一個(gè)或更多組件靠近輸入裝置100的(一個(gè)或多個(gè))感測元件124，并且一個(gè)或更多組件在別處。例如，所述輸入裝置100可以是被耦合至臺(tái)式計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備，并且所述處理系統(tǒng)110可以包括被配置成在所述臺(tái)式計(jì)算機(jī)的中央處理單元和與所述中央處理單元分離的一個(gè)或更多ics(可能具有相關(guān)聯(lián)的固件)上運(yùn)行的軟件。作為另一實(shí)例，所述輸入裝置100可以被物理地集成在電話中，并且所述處理系統(tǒng)110可以包括是所述電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110專用于實(shí)現(xiàn)所述輸入裝置100。在其它實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其它功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動(dòng)觸覺致動(dòng)器等等。

所述處理系統(tǒng)110可以被實(shí)現(xiàn)為處理所述處理系統(tǒng)110的不同的功能的模塊的集合。每個(gè)模塊可以包括是所述處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件、或其組合。在各種實(shí)施例中，可以使用模塊的不同的組合。實(shí)例模塊包括用于操作硬件(諸如傳感器電極和顯示屏)的硬件操作模塊、用于處理數(shù)據(jù)(諸如傳感器信號(hào)和位置信息)的數(shù)據(jù)處理模塊、以及用于報(bào)告信息的報(bào)告模塊。另外的實(shí)例模塊包括被配置成操作(一個(gè)或多個(gè))感測元件124以檢測輸入的傳感器操作模塊、被配置成識(shí)別手勢(諸如模式改變手勢)的識(shí)別模塊、以及用于改變操作模式的模式改變模塊。

在一些實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110通過引起一個(gè)或更多動(dòng)作而直接響應(yīng)于所述感測區(qū)域170中的用戶輸入(或用戶輸入的缺乏)。實(shí)例動(dòng)作包括改變操作模式以及gui動(dòng)作，諸如光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航和其它功能。在一些實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110向所述電子系統(tǒng)的一些部分(例如向與所述處理系統(tǒng)110分離的所述電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，如果這樣的獨(dú)立的中央處理系統(tǒng)存在)提供關(guān)于所述輸入(或輸入的缺乏)的信息。在一些實(shí)施例中，所述電子系統(tǒng)的一些部分處理從所述處理系統(tǒng)110接收的信息，以對(duì)用戶輸入起作用，諸如促進(jìn)全范圍的動(dòng)作，包括模式改變動(dòng)作和gui動(dòng)作。

例如，在一些實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110操作所述輸入裝置100的所述(一個(gè)或多個(gè))感測元件124以產(chǎn)生指示所述感測區(qū)域170中的輸入(或輸入的缺乏)的電信號(hào)。所述處理系統(tǒng)110可以在產(chǎn)生被提供給所述電子系統(tǒng)的所述信息時(shí)對(duì)所述電信號(hào)執(zhí)行任何適當(dāng)量的處理。例如，所述處理系統(tǒng)110可以數(shù)字化從所述感測元件124獲得的模擬電信號(hào)。作為另一實(shí)例，所述處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波、載波信號(hào)的解調(diào)或其它信號(hào)調(diào)節(jié)。在各種實(shí)施例中，所述處理系統(tǒng)110直接根據(jù)用感測元件124(例如傳感器電極120)接收的所述結(jié)果信號(hào)生成電容性圖像。在其它實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110在空間上濾波(例如，取相鄰元件的差、加權(quán)和)用感測元件124(例如傳感器電極120)接收的所述結(jié)果信號(hào)以生成銳化的或平均的圖像。作為又另一實(shí)例，所述處理系統(tǒng)110可以減去或者否則慮及基線，以致該信息反映所述電信號(hào)和所述基線之間的差異。當(dāng)貫穿所述電子裝置和所述處理系統(tǒng)的操作始終沒有用戶輸入存在于所述傳感器上或附近時(shí)(例如，在開始時(shí)的快照、濾波所述結(jié)果信號(hào)、跟蹤熱變化)，所述基線可以被生成并被調(diào)整，以估計(jì)所接收的電信號(hào)。作為又另外的實(shí)例，所述處理系統(tǒng)110可以確定位置信息，將輸入識(shí)別為命令，識(shí)別筆跡、等等。

如此處所使用的“位置信息”廣義上涵蓋絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度、以及其它類型的空間信息。示例性的“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/非接觸信息。示例性的“一維”位置信息包括沿軸的位置。示例性的“二維”位置信息包括平面中的運(yùn)動(dòng)。示例性的“三維”位置信息包括在所述傳感器的表面上面和下面的瞬時(shí)或平均速度。另外的實(shí)例包括空間信息的其它表示。關(guān)于一個(gè)或多個(gè)類型的位置信息的歷史數(shù)據(jù)也可以被確定和/或被存儲(chǔ)，例如包括隨時(shí)間跟蹤位置、運(yùn)動(dòng)或瞬時(shí)速度的歷史數(shù)據(jù)。這樣的信息可以被報(bào)告給主機(jī)系統(tǒng)以影響被呈現(xiàn)給所述用戶的用戶接口(ui)。

在一些實(shí)施例中，所述輸入裝置100被實(shí)現(xiàn)具有由所述處理系統(tǒng)110或由一些其它處理系統(tǒng)操作的附加的輸入組件。這些附加的輸入組件可以提供針對(duì)所述感測區(qū)域170中的輸入的冗余的功能性，或者一些其它功能性。圖1顯示了所述感測區(qū)域170附近的按鈕130，其可以被用于促進(jìn)使用所述輸入裝置100選擇項(xiàng)目。其它類型的附加的輸入組件包括滑塊、球、輪、開關(guān)等等。相反地，在一些實(shí)施例中，所述輸入裝置100可以在沒有其它輸入組件的情況下被實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)施例中，所述輸入裝置100包括觸摸屏接口，并且所述感測區(qū)域170與所述顯示裝置160的顯示屏的有效區(qū)域的至少一部分重疊。例如，所述輸入裝置100可以包括疊蓋所述顯示屏的實(shí)質(zhì)上透明的感測元件124，并且提供用于所關(guān)聯(lián)的電子系統(tǒng)的觸摸屏接口。所述顯示屏可以是能夠向用戶顯示可視接口的任何類型的動(dòng)態(tài)顯示器，并且可以包括任何類型的發(fā)光二極管(led)、有機(jī)led(oled)、陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子體、電致發(fā)光(el)、或其它顯示技術(shù)。所述輸入裝置100和所述顯示裝置160可以共享物理元件。例如，一些實(shí)施例可以利用相同的電組件中的一些，用于顯示和感測(例如，所述有源矩陣控制電極被配置成控制源極、柵極、陽極、陰極、和/或vcom電壓)。共享組件可以包括顯示電極、襯底、連接器和/或連接。作為另一實(shí)例，所述顯示裝置160可以部分地或全部地由所述處理系統(tǒng)110操作。

應(yīng)被理解的是：盡管本技術(shù)的許多實(shí)施例在全功能設(shè)備的上下文中被描述，本技術(shù)的機(jī)制能夠以各種各樣的形式被分發(fā)為程序產(chǎn)品(例如軟件)。例如，本技術(shù)的機(jī)制可以被實(shí)現(xiàn)并分發(fā)為可由電子處理器讀取的信息承載介質(zhì)(例如，可由所述處理系統(tǒng)110讀取的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫的信息承載介質(zhì))上的軟件程序。此外，本技術(shù)的實(shí)施例同等適用，不管被用于執(zhí)行所述分發(fā)的介質(zhì)的特定的類型。非暫態(tài)電可讀的介質(zhì)的實(shí)例包括各種盤、記憶棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊等等。電可讀的介質(zhì)可以基于閃存、光學(xué)、磁性、全息、或任何其它存儲(chǔ)技術(shù)。

圖2是根據(jù)此處所提供的公開在圖1中示出的所述輸入裝置100的一部分的示意性框圖。所述輸入裝置100的所示出的部分包括經(jīng)由連接240被耦合至在所述處理系統(tǒng)110內(nèi)形成的集成控制系統(tǒng)201的感測電極感測元件124(諸如傳感器電極120)的陣列。盡管下面的討論主要使用傳感器電極120作為所述感測元件124的實(shí)例，此配置不是意在限制此處所提供的公開的范圍。

圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的傳感器電極120的示例性圖案的一部分，其被配置成在與該圖案相關(guān)聯(lián)的感測區(qū)域170中進(jìn)行感測。為了例示和描述的清晰，所述傳感器電極120以簡單矩形的圖案被示出，并且沒有顯示各種其它組件。所述示例性圖案包括被布置在x列和y行中的傳感器電極的陣列120x,y(被統(tǒng)稱為傳感器電極120或傳感器電極的全陣列)，其中x和y是正整數(shù)。被考慮的是：所述傳感器電極120的圖案可以包括具有其它配置的多個(gè)傳感器電極120，諸如極性陣列、重復(fù)圖案、六邊形陣列、非重復(fù)圖案、非均勻陣列、單行或單列、或者其它適合的布置。此外，所述傳感器電極120可以是任何形狀，諸如圓形、矩形、菱形、星形、正方形、非凸形、凸形、非凹形、凹形等等。所述傳感器電極120被耦合至所述處理系統(tǒng)110并且被用于確定所述感測區(qū)域170中的輸入對(duì)象140的存在(或不存在)。所述傳感器電極120典型地被彼此歐姆地絕緣。換句話說，一個(gè)或多個(gè)絕緣體將所述傳感器電極120分開，并且防止它們彼此電短接。

在一個(gè)操作的模式或者第一操作模式中，傳感器電極120的所述布置的至少一部分(例如，傳感器電極1201-1、1201-2、1201-3、...120x-y)可以被用于經(jīng)由絕對(duì)感測技術(shù)來檢測輸入對(duì)象的存在。換句話說，處理系統(tǒng)110被配置成用已調(diào)制的信號(hào)驅(qū)動(dòng)每個(gè)傳感器電極120，并且基于所述已調(diào)制的信號(hào)測量所述傳感器電極120和所述輸入對(duì)象之間的電容(例如，自由空間或地球接地)，其被所述處理系統(tǒng)110或其它處理器利用以確定所述輸入對(duì)象的位置。

在另一操作的模式或者第二操作模式中，至少一部分所述傳感器電極120可以被分成發(fā)射器和接收器電極的組，其被用于經(jīng)由跨電容感測技術(shù)來檢測輸入對(duì)象的存在。換句話說，處理系統(tǒng)110可以用發(fā)射器信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一組傳感器電極120，并且用第二組傳感器電極120接收結(jié)果信號(hào)，其中結(jié)果信號(hào)包括對(duì)應(yīng)于所述發(fā)射器信號(hào)的影響。所述結(jié)果信號(hào)被所述處理系統(tǒng)110或其它處理器利用以確定所述輸入對(duì)象的位置。所述傳感器電極120的組因此形成多個(gè)感測元件121，其包括可以被布置在所述顯示裝置160的一個(gè)或更多層內(nèi)的一個(gè)或更多發(fā)射器電極和一個(gè)或更多接收器電極。為了繪圖的清晰的原因，圖2中僅示出了感測元件121的一個(gè)實(shí)例。例如，對(duì)角線或棋盤式圖案被使用。在所述顯示裝置160的一個(gè)配置中，所述感測元件121中的每個(gè)包括被布置為接近一個(gè)或更多接收器電極的一個(gè)或更多發(fā)射器電極。在一個(gè)實(shí)例中，使用單層傳感器電極設(shè)計(jì)的跨電容感測方法可以通過檢測所驅(qū)動(dòng)的發(fā)射器傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)和所述接收器電極中的一個(gè)或多個(gè)之間的電容性耦合的改變而操作，與上面所討論的相似。

所述輸入裝置100可以被配置成在上面所描述的模式中的任何一個(gè)模式中操作。所述輸入裝置100也可以被配置成在上面所描述的模式中的任何兩個(gè)或更多模式之間切換操作。

局部化的檢測區(qū)域(電容性感測區(qū)域)的區(qū)域可以被稱為“電容性像素”。電容性像素可以在所述第一操作的模式中被形成在感測元件121內(nèi)的各個(gè)傳感器電極120和接地之間，以及在所述第二操作的模式中被形成在被用作發(fā)射器和接收器電極的感測元件121內(nèi)的傳感器電極120的組之間。所述電容性耦合隨著與所述感測元件121相關(guān)聯(lián)的所述感測區(qū)域170中的輸入對(duì)象140的接近和運(yùn)動(dòng)而改變，并且因此可以被用作所述輸入裝置100的感測區(qū)域中的輸入對(duì)象的存在的指示器。來自所述電容性像素的測量的集合形成表示所述像素處的電容性耦合的“電容性圖像”(也被稱為“電容性幀”)。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器電極120被“掃描”以確定這些電容性耦合。換句話說，在一個(gè)實(shí)施例中，在特定的時(shí)間間隔中，所述傳感器電極120的一個(gè)子集被驅(qū)動(dòng)，并且在不同的時(shí)間間隔中，所述傳感器電極120的第二子集被驅(qū)動(dòng)。在所述第二操作的模式中，所述發(fā)射器可以被操作以致在一個(gè)時(shí)間一個(gè)發(fā)射器電極發(fā)送，或者多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)發(fā)送。在多個(gè)發(fā)射器電極同時(shí)發(fā)送之處，所述多個(gè)發(fā)射器電極可以發(fā)送相同的發(fā)射器信號(hào)，并且有效地產(chǎn)生實(shí)際上更大的發(fā)射器電極?？商娲?，所述多個(gè)發(fā)射器電極可以發(fā)送不同的發(fā)射器信號(hào)。例如，多個(gè)發(fā)射器電極可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè)編碼方案發(fā)送不同的發(fā)射器信號(hào)，所述一個(gè)或多個(gè)編碼方案使得它們對(duì)接收器電極的結(jié)果信號(hào)的組合的影響能夠被獨(dú)立地確定。此外，所述傳感器電極可以被分段以致它們被歐姆地絕緣，而又形成跨越所述感測區(qū)域的單個(gè)有效電極。在這樣的實(shí)施例中，所述接收器電極可以被分段以形成接收器電極柵極，或者所述發(fā)射器電極可以被分段以形成發(fā)射器電極柵極。

被配置為接收器傳感器電極的所述傳感器電極120可以被單個(gè)操作或多個(gè)操作，以獲取結(jié)果信號(hào)。所述結(jié)果信號(hào)可以被用于確定在所述電容性像素處的電容性耦合的測量。

在其它實(shí)施例中，“掃描”傳感器電極120以確定這些電容性耦合包括：用已調(diào)制的信號(hào)驅(qū)動(dòng)并且測量所述傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)的絕對(duì)電容。在另一實(shí)施例中，所述傳感器電極可以被操作以致在一個(gè)時(shí)間驅(qū)動(dòng)多于一個(gè)的傳感器電極。在這樣的實(shí)施例中，可以同時(shí)從所述一個(gè)或多個(gè)傳感器電極120中的每個(gè)獲得絕對(duì)電容測量。在一個(gè)實(shí)施例中，所述輸入裝置100同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器電極120，并且在同一感測循環(huán)中測量針對(duì)所驅(qū)動(dòng)的電極120中的每個(gè)的絕對(duì)電容測量。在各種實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110可以被配置成用傳感器電極120的一部分選擇性地驅(qū)動(dòng)和接收。例如，可以基于但不限于運(yùn)行在所述主處理器上的應(yīng)用、所述輸入裝置的狀態(tài)、所述感測裝置的操作模式、另一傳感器電極上的測量以及所確定的輸入對(duì)象的位置來選擇所述傳感器電極。

圖3a是根據(jù)本公開的另一實(shí)施例的包括被配置成使用上面所描述的電容性感測模式中的一個(gè)或組合來檢測輸入對(duì)象的位置的多個(gè)傳感器電極120的輸入裝置的部分300的簡化的示意性平面圖。所述部分300的傳感器電極120(其被標(biāo)識(shí)為a0至a4，b0至b4，…，e0至e4)被配置成使用多路復(fù)用器組件302被選擇性地耦合至所述電容性感測電路204的一個(gè)或多個(gè)接收器信道303。所述多路復(fù)用器組件302可以包含多個(gè)多路復(fù)用器304，所述多個(gè)多路復(fù)用器304各自被耦合至傳感器電極120的集合(例如，傳感器電極a0-e0，a1-e1，…a4-e4的行)。盡管在圖3a中示出的所述實(shí)例中描繪了單個(gè)多路復(fù)用器組件302，被認(rèn)識(shí)到的是：多于一個(gè)的多路復(fù)用器也可以被使用，例如，在一些配置中，多個(gè)多路復(fù)用器可以被串聯(lián)地或者并聯(lián)地耦合以形成至少一個(gè)多路復(fù)用器組件。所述多路復(fù)用器組件302可以在所述處理系統(tǒng)110的所述電容性感測電路204的內(nèi)部，或者在其它實(shí)施例中，在所述處理系統(tǒng)110的所述電容性感測電路204的外部，或者在又其它實(shí)施例中，在所述處理系統(tǒng)110的外部。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述電容性感測電路204選擇通過使用所述多路復(fù)用器組件302中的每個(gè)多路復(fù)用器304中的組件中的一個(gè)或多個(gè)而被同時(shí)驅(qū)動(dòng)的若干傳感器電極120，用于絕對(duì)電容感測以執(zhí)行下面所描述的掃描過程中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)多路復(fù)用器304被耦合至所述感測區(qū)域170內(nèi)的傳感器電極的特定集合。在圖3a中所顯示的實(shí)例中，每個(gè)多路復(fù)用器304被耦合至四個(gè)傳感器電極的組(即4：1比率)，其被用于檢測從傳感器電極120的所述組接收的結(jié)果信號(hào)，盡管其它布置被考慮。從所述傳感器電極120接收的所述結(jié)果信號(hào)被相應(yīng)的多路復(fù)用器304組合到輸入中，所述輸入被提供給對(duì)應(yīng)的(一個(gè)或多個(gè))接收器模塊305。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，所述電容性感測電路204被配置成通過將從所述傳感器電極接收的結(jié)果信號(hào)求和并遞送至所述接收器模塊305而以編程的方式將傳感器電極120加入到傳感器電極的組中，用于絕對(duì)電容感測。在一個(gè)實(shí)施例中，來自多路復(fù)用的輸入的電流可能通過將它們累積到濾波器電容(例如，電容性感測電路204)上而被求和。

在一些實(shí)施例中，所述電容性感測電路204包括多個(gè)接收器模塊305，其各自被配置成從所述多路復(fù)用器304中的每個(gè)接收輸入信號(hào)(例如電流)，并且將信號(hào)遞送至所述電子系統(tǒng)150。在各種實(shí)施例中，所述接收器模塊305將包括數(shù)字信號(hào)處理元件和/或其它有用的數(shù)字和模擬電路元件，其被連接在一起以處理從所述多路復(fù)用器304接收的(一個(gè)或多個(gè))信號(hào)，并且也將所處理的(一個(gè)或多個(gè))信號(hào)提供給所述電子系統(tǒng)150的其它部分。所述電子系統(tǒng)150隨后可以使用所處理的信號(hào)來控制所述處理系統(tǒng)110的一些方面，諸如向所述顯示器發(fā)送消息，基于由正被所述電子系統(tǒng)運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)軟件程序產(chǎn)生的指令執(zhí)行一些計(jì)算或軟件相關(guān)的任務(wù)，和/或執(zhí)行一些其它功能。在一些實(shí)施例中，所述接收器模塊305可以包含電流輸送器310和模擬前端320。在在其中傳感器電極的可能的集合的數(shù)量超過可用的接收器信道(例如模擬前端)的數(shù)量的情況下，此配置可能是特別有用的，與在更大的傳感器圖案的情況中一樣。

電流輸送器310包括被配置成將輸入電流轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)縮放的輸出電流的電組件，盡管電流輸送器的其它配置或?qū)崿F(xiàn)可以被使用。在一些配置中，所述電流輸送器310包括被配置成將輸入電流或電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)或多個(gè)縮放的輸出電流或電壓或者它們的反向(即負(fù)vs正)電流或電壓的電組件。在一些配置中，所述電流輸送器310包括被配置成將電流路由至濾波器電容的相對(duì)側(cè)和/或分離差分電流的電組件。在另一配置中，電流輸送器的輸出可以被電流鏡反向。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述模擬前端320包括具有第一輸入端口的接收器信道，所述第一輸入端口被配置成接收從至少一個(gè)傳感器電極和電流輸送器310接收的結(jié)果信號(hào)，并將輸出提供給所述電子系統(tǒng)150。所述多個(gè)模擬前端320中的每個(gè)可以包括電荷累積器、濾波器電容以及其它支持組件，諸如解調(diào)器電路、低通濾波器、采樣和保持電路、其它有用的電子組件、濾波器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adcs)等等。所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)例如可以包括標(biāo)準(zhǔn)的8位、12位或16位adc或者逐次近似adc、σ-δadc、算法adc等等，其適合于接收模擬信號(hào)并將數(shù)字信號(hào)(接收器信道輸出信號(hào))遞送至所述電子系統(tǒng)150。在一個(gè)配置中，每個(gè)電荷累積器包括積分器類型運(yùn)算放大器，其具有被耦合在所述裝置的所述反相輸入和輸出之間的積分電容(例如濾波器電容)。所述電荷累積器在輸入和/或輸出中也可以是差分的。

圖3b示出了具有被配置成使用上面所描述的電容性感測模式中的一個(gè)或組合檢測輸入對(duì)象的位置的多個(gè)傳感器電極120的輸入裝置的部分300的另一簡化的示意性平面圖。圖3b相似于圖3a，除了所述多路復(fù)用器304中的每個(gè)被配置成分割所接收的結(jié)果信號(hào)的多個(gè)部分，并且將所接收的結(jié)果信號(hào)的多個(gè)部分遞送至兩個(gè)或更多電流輸送器，其被配置成改變所接收的信號(hào)，以致它們能夠被使用在下面所描述的掃描過程中的一個(gè)或多個(gè)中，諸如結(jié)合圖6b描述的掃描過程。在一個(gè)實(shí)施例中，所述多路復(fù)用器304各自被配置成分割被用于形成所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)的所述結(jié)果信號(hào)的一部分并將其遞送至反相電流輸送器310a，并且將被用于形成所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分的所述結(jié)果信號(hào)的另一部分遞送至非反相電流輸送器310b。從所述反相電流輸送器310a和非反相電流輸送器310b接收的信號(hào)隨后被遞送至所述模擬前端320，并且隨后至所述電子系統(tǒng)150，用于例如在確定所述感測區(qū)域170內(nèi)的輸入對(duì)象140的位置時(shí)使用。

信號(hào)處理方法和設(shè)備實(shí)例

如上面所討論的，此處所提供的公開的實(shí)施例有利地提供了一種裝置和使用該裝置的方法，其能夠改進(jìn)在存在一個(gè)或多個(gè)噪聲源時(shí)被提供給輸入裝置的用戶輸入的檢測。此處所提供的所述裝置以及掃描和信號(hào)處理技術(shù)能夠通過降低噪聲對(duì)所述輸入對(duì)象的確定的位置的影響來更可靠地檢測輸入對(duì)象的存在和位置。此處所提供的公開的實(shí)施例可能對(duì)于使用被配置成使用電容感測技術(shù)(諸如絕對(duì)電容感測技術(shù))的感測電極的全陣列來檢測輸入對(duì)象的位置是有用的，然而，此配置不是意在限制此處所提供的公開的范圍。

一般而言，此處所公開的技術(shù)包括定義被使用定義的掃描圖案順序地掃描的傳感器電極120的陣列的過程，并且在所述順序掃描過程期間被檢測的所生成的結(jié)果信號(hào)隨后被處理以更可靠地確定所述感測區(qū)域170之上的輸入對(duì)象140的當(dāng)前位置。在一些實(shí)施例中，所述順序掃描過程包括循環(huán)掃描圖案，其包括檢測根據(jù)在連續(xù)的掃描過程時(shí)間間隔中的每個(gè)期間在一個(gè)時(shí)間感測來自多個(gè)傳感器電極的所測量的電容而形成的結(jié)果信號(hào)。如下已被發(fā)現(xiàn)：可以使用此處所描述的技術(shù)增加輸入對(duì)象的相對(duì)于所述感測區(qū)域170中的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極的位置的檢測，而不增加硬件組件(例如接收器模塊305組件)的數(shù)量或者增加系統(tǒng)成本和復(fù)雜性。

一般而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意的是：可以通過增加被測量的信號(hào)的樣本的數(shù)量(例如，濾波以使噪聲或干擾易感性帶寬變窄和/或通過增加在所述易感帶寬中所接收的信號(hào)功率)來改進(jìn)檢測的信號(hào)的信噪比。然而，為了改進(jìn)常規(guī)的電容感測過程的信噪比，通過增加被用于確定輸入對(duì)象的位置的樣本的數(shù)量由于若干原因是不實(shí)際的。第一，對(duì)于在每個(gè)傳感器電極處取得的每個(gè)附加的樣本，檢測所感測的輸入對(duì)象的位置所花的時(shí)間量成比例的增加。例如，如果所述感測區(qū)域170中的所有傳感器電極120的全掃描花費(fèi)第一時(shí)間段(例如，5至17毫秒)，并且希望是將所述樣本的數(shù)量從單個(gè)樣本增加到兩個(gè)樣本，則所述感測電極將需要被掃描兩次，這將花費(fèi)兩倍的時(shí)間來檢測所述輸入對(duì)象的位置，但是如果存在所需的最小報(bào)告速率則可能被禁止。第二，由于常規(guī)的電容性感測過程使用順序掃描處理技術(shù)，收集和處理所述數(shù)據(jù)以確定所述輸入對(duì)象的位置(無需調(diào)整掃描速率)將花費(fèi)的時(shí)間一般沒有快到足以準(zhǔn)確地確定快速移動(dòng)的輸入對(duì)象的位置。

圖4示出了掃描傳感器電極120的全陣列(例如，36個(gè)傳感器電極)以形成所述感測區(qū)域170的至少一部分的電容性圖像的常規(guī)的電容性感測過程。如在圖4中所顯示的，所述電容性圖像通過在感測間隔t1-t6之上連續(xù)地掃描傳感器電極的行r1至r6而被形成，如由在所述時(shí)間間隔t1至t6之上每行中的加陰影線的傳感器電極所顯示的。在一個(gè)實(shí)例中，所述行r1中的傳感器電極120中的每個(gè)的結(jié)果信號(hào)使用在所述電容性感測電路中發(fā)現(xiàn)的組件在時(shí)間間隔t1中被單獨(dú)地感測(例如，參見行r1中的加陰影線部分)。接下來，在時(shí)間間隔t2處，所述行r2中的傳感器電極120中的每個(gè)的結(jié)果信號(hào)使用在所述電容性感測電路中發(fā)現(xiàn)的組件被單獨(dú)地感測。隨后分別針對(duì)連續(xù)的時(shí)間間隔t3、t4、t5和t6中的每個(gè)執(zhí)行針對(duì)每個(gè)連續(xù)行(諸如行r3、r4、r5和r6)的掃描過程。所述掃描過程隨后將再次從行r1開始循環(huán)重復(fù)，并且將繼續(xù)連續(xù)地掃描每行，只要所述輸入裝置100期望。在此常規(guī)的電容性感測過程中，在傳感器電極的所述全陣列的一個(gè)掃描循環(huán)期間僅檢測一次來自每個(gè)單獨(dú)的傳感器元件120的結(jié)果信號(hào)。例如，在所述掃描過程的單個(gè)循環(huán)的間隔t1期間，僅感測來自在位置行r1和列c1處的傳感器電極的結(jié)果信號(hào)。在另一實(shí)例中，在間隔t3期間僅感測在位置行r3和列c4處的傳感器電極。

然而，本公開的實(shí)施例一般通過增加在循環(huán)掃描過程的單個(gè)循環(huán)期間從每個(gè)傳感器電極測量的結(jié)果信號(hào)的數(shù)量來提供改進(jìn)的電容性感測過程。所述掃描過程一般包括：在每個(gè)掃描間隔從多個(gè)傳感器電極接收復(fù)合結(jié)果信號(hào)，并且隨后施加一個(gè)或處理步驟以確定針對(duì)所掃描的傳感器電極中的每個(gè)的改進(jìn)的結(jié)果信號(hào)。所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)一般包括從在每個(gè)時(shí)間間隔期間被連接在一組傳感器電極中的多個(gè)傳感器電極接收的結(jié)果信號(hào)之和。該組傳感器電極可以通過使用包括所述接收器模塊305中的多路復(fù)用器304的所述處理系統(tǒng)110的各種元件而被選擇和控制。因此，針對(duì)每個(gè)傳感器電極確定的結(jié)果信號(hào)的信噪比可以被改進(jìn)，同時(shí)在被要求執(zhí)行所掃描的傳感器電極的一個(gè)掃描循環(huán)的同一時(shí)間幀中被執(zhí)行。一般而言(例如對(duì)于白高斯噪聲)，可以根據(jù)下面的(一個(gè)或多個(gè))等式確定信噪比(s/n)：

其中“n”是每個(gè)傳感器電極的測量的數(shù)量，si是針對(duì)每個(gè)傳感器電極“i”的結(jié)果信號(hào)，并且σi是針對(duì)用于電極“i”的每個(gè)測量的相關(guān)聯(lián)的誤差。本領(lǐng)域技術(shù)人員將從這些等式注意到：如果所述信號(hào)檢測方法沒有改變(例如，si和σi保持不變)，則所述信噪比被改進(jìn)了所取得的樣本的數(shù)量的平方根倍。因此，例如，如果在單個(gè)掃描循環(huán)對(duì)單個(gè)樣本期間取得四個(gè)樣本，則所述信噪比將被改進(jìn)兩倍。

此處所提供的裝置以及掃描和信號(hào)處理技術(shù)包括：將被布置在所述感測區(qū)域170中的傳感器電極的全陣列分割成傳感器電極120的更小的陣列，或者在此處也被稱為電極的陣列，其以期望的掃描圖案在較小的組中被順序地掃描。所述期望的掃描圖案將包括：每個(gè)接收器模塊305組件在一個(gè)時(shí)間從所掃描的組中的兩個(gè)或更多傳感器電極接收復(fù)合結(jié)果信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，所述傳感器電極的陣列包括至少三個(gè)傳感器電極，并且所述三個(gè)傳感器電極中的至少兩個(gè)在每個(gè)順序掃描間隔期間在一組中被掃描。在另一實(shí)例中，所述傳感器電極的陣列包括至少四個(gè)傳感器電極，并且所述四個(gè)傳感器電極中的至少兩個(gè)在每個(gè)順序掃描間隔期間被掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器電極的陣列包括至少四個(gè)傳感器電極，并且該組傳感器電極包括比所述傳感器電極的較小陣列中的傳感器電極的總數(shù)少的至少一個(gè)傳感器電極。在另一實(shí)施例中，所述傳感器電極的陣列包括至少四個(gè)傳感器電極，并且該組傳感器電極等于在所述陣列中發(fā)現(xiàn)的相同數(shù)量的傳感器電極。然而，在此情況下，，在其被與來自該組中的其它傳感器電極的結(jié)果信號(hào)組合以形成所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)(其隨后被所述處理系統(tǒng)110處理以確定所述輸入對(duì)象的位置)之前，從該組中的傳感器電極中的至少一個(gè)生成的結(jié)果信號(hào)被改變(例如被反向)。

圖5a示出了在垂直方位中被對(duì)準(zhǔn)并且經(jīng)由所述跡線501而被選擇性地連接至單個(gè)接收器模塊305的傳感器電極120的單個(gè)線性陣列。在此實(shí)例中，在所述時(shí)間間隔t1至t6的每個(gè)中使用各種不同組的傳感器電極120掃描六個(gè)傳感器電極的單個(gè)線性陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在單個(gè)循環(huán)期間執(zhí)行的掃描過程將包括對(duì)來自每個(gè)傳感器電極e1至e6的結(jié)果信號(hào)采樣四次。例如，所述電極e2(例如從上面數(shù)第二個(gè))在時(shí)間間隔t1、t2、t4和t6期間被采樣，如由加陰影線的框所示出的，并且因此是在這些時(shí)間間隔中測量的所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：此實(shí)例中的四個(gè)傳感器電極的組在一個(gè)掃描循環(huán)內(nèi)不重復(fù)，該一個(gè)掃描循環(huán)是開始于t1處并結(jié)束于時(shí)間間隔t6的末端處的時(shí)間間隔。

一般而言，所述掃描過程能夠檢測通過在傳感器電極的陣列內(nèi)選擇非重復(fù)的多組傳感器電極而形成的結(jié)果信號(hào)，以在每個(gè)時(shí)間間隔形成復(fù)合結(jié)果信號(hào)，并且因此將滿足如下等式：

m＝a·e，

其中m是包含所測量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)值的矩陣，a是在每個(gè)時(shí)間間隔中取得的樣本的矩陣，并且e是包含從每個(gè)傳感器電極接收的各個(gè)信號(hào)的矩陣。針對(duì)在圖5a中被顯示的實(shí)例的矩陣方程的實(shí)例如下。

測量的信號(hào)

用以確定來自所述傳感器的結(jié)果信號(hào)的方法正在找到矩陣a的逆矩陣(或a^-1)以便滿足如下等式：

e＝a^-1·m。

針對(duì)在圖5a中顯示的實(shí)例的此矩陣方程的實(shí)例如下。

重構(gòu)

在一個(gè)實(shí)施例中，為了滿足和求解此等式，所選擇的被用于定義所述樣本矩陣a的掃描過程需要生成形成可逆的方陣(或nxn矩陣)的傳感器電極掃描圖案。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：如果確定所述矩陣是非零的(例如，det(a)≠0)或者否則是數(shù)學(xué)上獨(dú)立的，則矩陣一般是可逆的。然而，在一些實(shí)施例中，如下可能是有可能的：定義使用當(dāng)對(duì)其“求逆”時(shí)得出非唯一解的不可逆類型的樣本矩陣a(例如，偽可逆矩陣)的掃描過程。如下可能是有可能的：使用此“偽可逆矩陣”來確定所述各個(gè)信號(hào)矩陣e，只要所述非唯一解不從一個(gè)到另一個(gè)顯著地變化，并且因此，在各個(gè)信號(hào)的計(jì)算中關(guān)聯(lián)的固有誤差是可接受的。在一個(gè)實(shí)例中，生成掃描過程的所述“偽可逆矩陣”可以被用于對(duì)各個(gè)采樣的信號(hào)內(nèi)的未確定的偏移進(jìn)行校正，或者在需要奇異值分解(svd)類型的解的情況下有幫助。所述“偽可逆矩陣”掃描過程在樣本/測量的數(shù)量超過未知(例如變量)的數(shù)量(諸如非方形樣本矩陣)的情況下可能也是有用的。

在圖5a中所顯示的實(shí)例中，所述掃描過程包括：在所述六個(gè)時(shí)間間隔中的每個(gè)期間掃描六個(gè)電極的陣列以生成并測量來自四個(gè)電極的組的復(fù)合結(jié)果信號(hào)以形成樣本矩陣a，其是6x6矩陣。

圖5b示出了在圖5a中顯示的傳感器電極120的同一單個(gè)線性陣列上執(zhí)行的掃描過程，但是使用與上面結(jié)合圖5a討論的組大小不同的采樣組大小。在此實(shí)例中，在時(shí)間間隔t1至t6的每個(gè)中使用兩個(gè)傳感器電極120的組掃描六個(gè)傳感器電極的單個(gè)線性陣列。例如，所述電極e2(例如從上面數(shù)第二個(gè))在時(shí)間間隔t1和t2期間被采樣，并且因此是在這些時(shí)間間隔中測量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。此實(shí)例中的兩個(gè)傳感器電極的組不需要在所有傳感器電極的一個(gè)掃描循環(huán)(即感測幀)內(nèi)重復(fù)。針對(duì)在圖5b中顯示的實(shí)例的矩陣方程的實(shí)例如下。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：使用在圖5b中示出的技術(shù)重構(gòu)的所分析的結(jié)果的信噪比會(huì)將所述信噪比改進(jìn)2的平方根倍(例如，～1.4的改進(jìn))，相對(duì)在圖5a中描述的技術(shù)中看到的優(yōu)于常規(guī)的掃描過程的潛在的兩倍的改進(jìn)。

圖6a示出了相似于在圖4中顯示的傳感器電極的全陣列的被定位在矩形陣列中的傳感器電極120的全陣列。然而，為了改進(jìn)被放置在所述傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測，此處所描述的改進(jìn)的掃描技術(shù)被執(zhí)行。在此實(shí)例中，所述傳感器電極的全陣列被劃分成更小的感測電極的陣列，以致所述檢測過程可以被改進(jìn)。在此配置中，所述“較小陣列”或小陣列中的傳感器電極的每個(gè)集合包括六個(gè)傳感器電極，其在垂直方位中被對(duì)準(zhǔn)，并且被選擇性地連接至單個(gè)接收器模塊(沒有被顯示)，如結(jié)合圖5a相似地顯示和討論的。換句話說，所述傳感器電極的全陣列包括傳感器電極的更小陣列的六個(gè)集合，其被一起連接在列配置中，以致列c1包括傳感器電極的一個(gè)小陣列，列c2包括傳感器電極的另一小陣列，等等。在此實(shí)例中，在時(shí)間間隔t1至t6的每個(gè)中使用各種不同組的傳感器電極120各自順序地掃描傳感器電極的六個(gè)陣列中的每個(gè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在單個(gè)循環(huán)期間執(zhí)行的掃描過程將包括對(duì)來自感測電極的所述六個(gè)陣列中的每個(gè)的行r1至r6中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)采樣四次。例如，傳感器電極的所述六個(gè)陣列中的每個(gè)的行r2(例如，從上面數(shù)第二個(gè))中的電極在時(shí)間間隔t1、t2、t4和t6期間被采樣，并且因此是在每個(gè)時(shí)間間隔期間從所述六個(gè)小陣列中的每個(gè)單獨(dú)測量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。

圖6b示出了被用于改進(jìn)被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測的可替代的掃描過程。在此實(shí)例中，傳感器電極的所述全陣列被劃分成感測電極的更小的陣列，相似于在圖6a中所顯示的所述掃描過程的版本。然而，在所述掃描過程的一個(gè)實(shí)施例中，被用于形成所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)的該組傳感器電極包括使用傳感器電極的所述小陣列中的所有傳感器電極(例如，每個(gè)列c1、c2、c3...c6中的六個(gè)傳感器電極)。然而，在使用此處所描述的技術(shù)確定傳感器電極的所述小陣列中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)的努力中，在它們合并到由所述接收器模塊305接收的所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)中之前，被用于在每個(gè)時(shí)間間隔期間形成針對(duì)所定義的傳感器電極的組的所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)的各個(gè)結(jié)果信號(hào)中的一些被改變。在一個(gè)實(shí)施例中，來自所述組中的傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)的結(jié)果信號(hào)中的一些通過在其合并到所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)中之前反相和/或縮放各個(gè)測量的結(jié)果信號(hào)而被改變。在一些配置中，所述改變過程包括使用電流輸送器310a和310b，其被配置并定位成在其與來自所述小陣列中的傳感器電極的其它接收的結(jié)果信號(hào)組合之前單獨(dú)地?cái)r截由所述小陣列中的每個(gè)傳感器電極生成的一個(gè)或多個(gè)結(jié)果信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，如在圖6b中所顯示的，所述處理系統(tǒng)110致使所述電流輸送器310a在時(shí)間間隔期間使來自每組傳感器電極中的兩個(gè)傳感器電極的信號(hào)反向。為了例示的目的，在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)使它們的結(jié)果信號(hào)反向的傳感器電極在圖6b中由“左斜”交叉陰影線(即在時(shí)間間隔t1處的行r4和r6)示出，并且未使它們的信號(hào)反向的傳感器電極由“右斜”交叉陰影線(即在時(shí)間間隔t1處的行r1-r3和r5)示出。相似于上面結(jié)合圖6a描述的所述掃描過程，在所述時(shí)間間隔t1至t6中的每個(gè)中使用各種不同的組配置順序地掃描傳感器電極的六個(gè)陣列中的每個(gè)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在單個(gè)掃描循環(huán)(例如感測幀)期間執(zhí)行的掃描過程將包括對(duì)來自感測電極的所述六個(gè)陣列中的每個(gè)中的行r1至r6中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)采樣六次，這可以將針對(duì)每個(gè)小陣列中的每個(gè)傳感器電極的所計(jì)算的結(jié)果信號(hào)的信噪比改進(jìn)六的平方根的比率，優(yōu)于相對(duì)在圖6a中示出的掃描過程的四的平方根。例如，傳感器電極的所述六個(gè)陣列中的每個(gè)的行r2(例如，從上面數(shù)第二個(gè))中的電極在所述時(shí)間間隔期間被采樣，并且因此是在每個(gè)時(shí)間間隔期間從所述六個(gè)小陣列中的每個(gè)單獨(dú)測量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。

針對(duì)在圖6b中顯示的實(shí)例的矩陣方程的實(shí)例如下。

測量的信號(hào)

重構(gòu)

本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在此處所定義的掃描過程中被掃描的傳感器電極的小陣列不需要以線性陣列被形成，并且因此可以按任何期望的圖案(諸如方形陣列、極陣列(例如輻射狀的)、對(duì)角線陣列、棋盤式陣列或其它有用的圖案)被形成。如下是一般期望的：選擇所述小陣列的傳感器電極圖案，以致其將所述感測區(qū)域170中的感測電極的較大的全陣列劃分成規(guī)則的非重疊陣列，其利用形成所述電容性圖像所需的所有傳感器電極。在一些實(shí)施例中，所述非重疊陣列中的每一個(gè)電極被耦合在多路復(fù)用連接配置中(相似于在圖3a或3b中顯示的配置)，其允許每一個(gè)電極在所述掃描過程中的每個(gè)時(shí)間間隔期間生成所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)期間被加入在期望大小的組中，如上面所討論的。

圖6c示出了被用于改進(jìn)被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測的可替代的掃描過程。在此實(shí)例中，傳感器電極的陣列(相似于在圖6a和6b中顯示的陣列)以在空間上不規(guī)則的圖案被掃描，但是在時(shí)間之上按循環(huán)重復(fù)的圖案。在此實(shí)例中，傳感器電極的陣列中的傳感器電極的小陣列(例如，在每個(gè)列c1、c2、c3...c6中的六個(gè)傳感器電極)被用于形成在每個(gè)時(shí)間間隔(例如，時(shí)間t1、t2、t3...t6)處被采樣的復(fù)合結(jié)果信號(hào)。在此實(shí)例中，在所述時(shí)間間隔t1至t6的每個(gè)中使用各種不同的不規(guī)則的傳感器電極120的組各自順序地掃描傳感器電極的六個(gè)陣列中的每個(gè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在此實(shí)例中，在單個(gè)感測循環(huán)期間執(zhí)行的所述掃描過程將包括對(duì)來自感測電極的陣列中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)采樣至少四次。例如，第一列c1的行r2(例如，從上面數(shù)第二行)中的電極在所述時(shí)間間隔t1、t2、t3和t6期間使用未反向的信號(hào)被采樣，并且在所述時(shí)間間隔t4和t5期間使用反向的信號(hào)被采樣，并且因此是在這些時(shí)間間隔的每個(gè)期間測量的所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。因此，通過選擇在一個(gè)循環(huán)內(nèi)對(duì)每一個(gè)電極采樣期望次數(shù)的掃描圖案，但是不一定以在空間上均勻的方式，被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測可以使用此處所描述的分析技術(shù)而被改進(jìn)。使用此技術(shù)可能對(duì)移除通過在每個(gè)時(shí)間間隔處以空間上規(guī)則的圖案掃描傳感器電極的陣列而產(chǎn)生的任何系統(tǒng)誤差是有用的。例如，針對(duì)接近掃描速度(即，觸摸電極節(jié)距乘以順序掃描速率)移動(dòng)的用戶輸入的位置中的誤差可以通過選擇所述電極陣列接收器解調(diào)的適當(dāng)排序(排列)和相對(duì)相位而被最小化。

圖6d示出了被用于改進(jìn)被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測的可替代的掃描過程。在此實(shí)例中，在所述時(shí)間間隔t1至t4的每個(gè)中使用各種不同組的傳感器電極120掃描四個(gè)傳感器電極的單個(gè)線性陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在單個(gè)循環(huán)期間執(zhí)行的掃描過程將包括對(duì)來自每個(gè)傳感器電極r1至r4的結(jié)果信號(hào)采樣三次或更多次。例如，所述電極r2(例如，從上面數(shù)第二個(gè))具有在所述時(shí)間間隔t1、t2和t4期間提供的非反向的信號(hào)，并且反向的信號(hào)在所述時(shí)間間隔t3期間被提供，如由以不同的方式加陰影線的框所示出的。因此，被提供給每一個(gè)電極的每個(gè)信號(hào)將是在這些時(shí)間間隔的每個(gè)中測量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。因此，在此類型的傳感器電極配置上被使用的掃描圖案也可以被用于使用此處所描述的分析技術(shù)改進(jìn)被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測。

圖6e示出了被用于改進(jìn)被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測的另一可替代掃描過程。在此實(shí)例中，在兩個(gè)不同的時(shí)間間隔t1和t2期間掃描兩個(gè)傳感器電極的單個(gè)線性陣列。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在單個(gè)循環(huán)期間執(zhí)行的所述掃描過程將包括對(duì)來自行r1至r2中的每個(gè)傳感器電極的結(jié)果信號(hào)采樣一次或更多次。例如，所述電極r2具有在所述時(shí)間間隔t1期間提供的非反向的信號(hào)，并且反向的信號(hào)在所述時(shí)間間隔t2期間被提供，如由以不同的方式加陰影線的框所示出的。因此，被提供給每一個(gè)電極的每個(gè)信號(hào)將是在這些時(shí)間間隔的每個(gè)中使用所述兩個(gè)傳感器電極r1和r2測量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)的一部分。因此，相似于上面所討論的其它配置，在此類型的傳感器電極配置上被使用的掃描過程也可以被用于使用此處所描述的分析技術(shù)改進(jìn)被放置在傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置的檢測。

盡管在圖6a-6e中顯示的掃描過程各自示出了包括所述傳感器電極在每個(gè)時(shí)間間隔期間處于兩個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)中(例如，提供未反向的結(jié)果信號(hào)和不提供信號(hào)，或者未反向的結(jié)果信號(hào)和反向的結(jié)果信號(hào))的掃描過程，這些所示出的掃描過程不是意在限制此處所提供的公開的范圍，因?yàn)榇颂幩枋龅膾呙柽^程中的任何一個(gè)可以在所述掃描循環(huán)內(nèi)的每個(gè)不同的時(shí)間間隔處在所述傳感器電極中的一個(gè)或多個(gè)處利用所述三個(gè)可能的結(jié)果信號(hào)狀態(tài)中的任何一個(gè)(例如，反向的、非反向的和“沒有提供信號(hào)的”傳感器電極狀態(tài))，以檢測被放置在所述傳感器電極的陣列之上的輸入對(duì)象的位置。

圖7示出了根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的被用于掃描傳感器電極的全陣列以更準(zhǔn)確地檢測所述傳感器電極的全陣列之上的輸入對(duì)象140的位置的檢測過程700。然而，所述檢測過程可以在包括所述感測區(qū)域170的子集的所有感測元件120的子集上被執(zhí)行。所述傳感器電極的陣列可以是列、行、塊，或者以均勻或變化的密度跨越所述感測區(qū)域170分布(例如棋盤式或偽隨機(jī)分布)。由不同的傳感器電極120構(gòu)成的所述感測區(qū)域170內(nèi)的不同的陣列可以使用所述電極信號(hào)的不同的多路復(fù)用配置、激勵(lì)、反相和縮放，以致所測量的結(jié)果信號(hào)的處理慮及在不同的感測電極處以改進(jìn)的信噪比重構(gòu)多個(gè)獨(dú)立的測量。此外，可以用不同的載波頻率和/或不同的相位的載波頻率(例如，i/q、正弦/余弦)測量不同的傳感器區(qū)域。在一些實(shí)施例中，所述載波頻率以及其任何調(diào)制(例如，振幅、相位等等)在掃描循環(huán)期間可以是恒定的。所述過程700開始于掃描過程配置701步驟，其被用于定義掃描過程711隨后要如何在步驟701中定義的傳感器電極配置上被執(zhí)行。所述掃描過程配置701步驟一般包括定義全陣列傳感器電極圖案(即步驟702)以及使用所定義的傳感器電極的全陣列定義要被執(zhí)行的掃描過程(即步驟704)的過程。

步驟702一般包括如下過程：在所述感測區(qū)域170內(nèi)的圖案中定義和/或布置傳感器電極的全陣列，以致所形成的傳感器電極的全陣列可以被相等地分割成傳感器電極的更小的陣列，其各自在步驟711中執(zhí)行的掃描過程期間被掃描。如上面簡要討論的，在一些實(shí)施例中，所述傳感器電極的全陣列的圖案一般要求所述全陣列被分割成傳感器電極的非重疊的較小的陣列，其在所述掃描過程的單個(gè)掃描循環(huán)期間利用形成電容性圖像所需的所有傳感器電極。所述較小的陣列配置典型地以如下這樣的方式被定義：所執(zhí)行的掃描過程能夠收集期望數(shù)量的復(fù)合結(jié)果信號(hào)樣本，以改進(jìn)從所述過程700獲得的所述結(jié)果的信噪比，如由上面討論的等式所定義的。在一些實(shí)施例中，所述較小的陣列被定義成和/或所述處理系統(tǒng)110被配置成允許所述傳感器電極的較小的陣列的每個(gè)中的傳感器電極以群組方式被采樣，并且將根據(jù)每一個(gè)所采樣的群組生成的復(fù)合結(jié)果信號(hào)遞送至接收器模塊305。所述傳感器電極的較小的陣列包括期望數(shù)量的傳感器電極，以允許在所述掃描過程的掃描循環(huán)(例如711)期間對(duì)所有傳感器電極采樣相同次數(shù)。例如，返回參考圖5a和6a，所述傳感器電極的較小的陣列包括六個(gè)傳感器電極，其使得能夠使用四個(gè)傳感器電極生成復(fù)合結(jié)果信號(hào)，所述四個(gè)傳感器電極在每個(gè)時(shí)間間隔處被連接在不同的組中，以在所述六個(gè)時(shí)間間隔掃描循環(huán)期間對(duì)來自每個(gè)傳感器電極的輸出相等地采樣四次。在另一實(shí)例中，返回參考圖6b，所述傳感器電極的較小的陣列包括六個(gè)傳感器電極，其使得能夠使用六個(gè)傳感器電極生成復(fù)合結(jié)果信號(hào)，所述六個(gè)傳感器電極在每個(gè)時(shí)間間隔處被連接在不同的組中，以在所述六個(gè)時(shí)間間隔掃描循環(huán)期間對(duì)來自每個(gè)傳感器電極的輸出相等地采樣六次。

接下來，在步驟704處，掃描過程序列或掃描過程被定義成使得來自所述傳感器電極的全陣列中的每個(gè)傳感器電極的輸出能夠被測量多次并且被濾波(例如，求平均和/或抽取)，以改進(jìn)從每個(gè)傳感器電極接收的所檢測的信號(hào)的信噪比。在步驟704期間，在掃描循環(huán)期間要被連接在組中的傳感器電極的期望的數(shù)量被定義，以確保在所述掃描過程的單個(gè)掃描循環(huán)(例如711)期間對(duì)每個(gè)傳感器電極采樣相同次數(shù)。在步驟704期間，所述樣本(例如，多路復(fù)用器和/或信號(hào)縮放)矩陣a和重構(gòu)(例如，逆)樣本矩陣a^-1被選擇用于在所述掃描過程配置701期間定義的掃描過程，其中所述樣本矩陣a掃描圖案在所述掃描過程中的每個(gè)時(shí)間間隔期間被執(zhí)行。如上面所注意到的：如下是一般優(yōu)選的：所述樣本矩陣a是可逆的，并且因此，所述樣本矩陣a的行列式一般將是非零的(例如，det(a)≠0)。

一旦已經(jīng)使用在步驟701期間接收的輸入形成了所述輸入裝置100，并且所述掃描過程已經(jīng)被定義、編碼和準(zhǔn)備由所述處理系統(tǒng)110使用，就可以執(zhí)行所述掃描過程711。所述掃描過程711一般包括生成復(fù)合結(jié)果信號(hào)，所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)在所述掃描過程711的每個(gè)時(shí)間間隔期間由所述全陣列內(nèi)的所述傳感器電極的較小的陣列中的至少一個(gè)中的傳感器電極120的所連接的組生成。

所述掃描過程711開始于步驟7121，其包括生成來自在所述傳感器電極的全陣列內(nèi)定義的所述傳感器電極的陣列中的一個(gè)內(nèi)的至少第一組傳感器電極的復(fù)合結(jié)果信號(hào)。生成所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)一般將包括：多路復(fù)用器304選擇所述第一組中的期望的傳感器電極以允許所述處理系統(tǒng)110中的組件驅(qū)動(dòng)所選擇的傳感器電極120，以致所述第一復(fù)合結(jié)果信號(hào)可以由接收器模塊305檢測。所接收的第一復(fù)合結(jié)果信號(hào)隨后可以被存儲(chǔ)在所述處理系統(tǒng)110內(nèi)的存儲(chǔ)器中(即步驟715)。

所述掃描過程711隨后可以繼續(xù)至步驟7122，其包括生成來自所述傳感器電極的陣列中的一個(gè)內(nèi)的至少第二組傳感器電極的第二復(fù)合結(jié)果信號(hào)。生成所述第二復(fù)合結(jié)果信號(hào)一般將包括：多路復(fù)用器304選擇第二組中的期望的傳感器電極以允許所述處理系統(tǒng)110中的組件驅(qū)動(dòng)所選擇的傳感器電極120，以致所述第二復(fù)合結(jié)果信號(hào)可以由所連接的接收器模塊305檢測。所接收的第二復(fù)合結(jié)果信號(hào)隨后可以被存儲(chǔ)在所述處理系統(tǒng)110內(nèi)的存儲(chǔ)器中(即步驟715)。

所述掃描過程711隨后將繼續(xù)，直至所定義的掃描過程的循環(huán)中的所述傳感器電極的組中的最后一個(gè)被使用以生成復(fù)合結(jié)果信號(hào)(例如，步驟712n)。在所述最后一個(gè)復(fù)合結(jié)果信號(hào)已經(jīng)被生成并且被可選地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中之后，所述掃描過程可以在步驟7121處再次重新開始。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在所述檢測過程700中定義的掃描過程711可以形成被用于使用所述感測區(qū)域170中的傳感器電極120的所述全陣列中的全部形成電容性圖像的更大的掃描過程的一部分。所述掃描過程711可以在傳感器電極120的多個(gè)較小的陣列上以并行的方式、以串行的方式、或者串行和并行兩者的組合的方式被執(zhí)行。換句話說，所述掃描過程711可以在傳感器電極120的所述較小的陣列中的兩個(gè)或更多個(gè)上被同時(shí)執(zhí)行，如結(jié)合圖6a中示出的實(shí)例所討論的，和/或所述掃描過程711可以在傳感器電極120的所述較小的陣列中的至少兩個(gè)上以串行的方式被執(zhí)行(例如，一個(gè)掃描過程701不開始，直至另一個(gè)結(jié)束)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將注意到：在傳感器電極120的一個(gè)較小的陣列上被使用的掃描過程711可以僅形成在感測區(qū)域170中發(fā)現(xiàn)的傳感器電極120上執(zhí)行的完整掃描循環(huán)的一部分，以形成用于確定輸入對(duì)象信息(例如位置)的電容性圖像。

接下來，在步驟721處，所生成的復(fù)合結(jié)果信號(hào)被分析，以確定針對(duì)傳感器電極的所述較小的陣列中的每個(gè)傳感器電極的改進(jìn)的結(jié)果信號(hào)，并且最終經(jīng)由所述感測區(qū)域170中的所有傳感器電極。在步驟721期間執(zhí)行的過程將包括：在所述掃描過程711的一個(gè)循環(huán)內(nèi)分析所接收的所述生成的復(fù)合結(jié)果信號(hào)。在步驟721期間執(zhí)行的所述分析過程將包括：在所述掃描過程配置701步驟期間分析為所述掃描過程711創(chuàng)建的逆矩陣(即矩陣a^-1)?？商娲兀谝恍?shí)施例中，在步驟721期間執(zhí)行的所述分析過程將包括：在所述掃描過程配置701步驟期間分析為所述掃描過程711創(chuàng)建的“偽逆矩陣”。并且，在一些實(shí)施例中，在步驟721中執(zhí)行的所述過程將包括所述復(fù)合結(jié)果信號(hào)(即矩陣m)與逆樣本矩陣a^-1(或偽逆矩陣)的矩陣相乘除以歸一化因子。針對(duì)所述感測區(qū)域170內(nèi)的傳感器電極的所有掃描的小陣列完成在步驟721期間執(zhí)行的所述過程，以確定針對(duì)所述感測區(qū)域170中的所有傳感器電極的改進(jìn)的結(jié)果信號(hào)。當(dāng)最后的改進(jìn)的結(jié)果信號(hào)正被確定時(shí)，或者在最后一個(gè)結(jié)果信號(hào)已經(jīng)被確定之后，所述掃描過程可以在該過程的開始處(步驟7121)繼續(xù)。在步驟721期間獲得的結(jié)果可以被可選地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，用于以后使用，或者可以被實(shí)時(shí)地使用。

接下來，在步驟731處，在步驟721期間確定的所分析的(即重構(gòu)的)結(jié)果隨后由所述處理系統(tǒng)110使用以確定所述感測區(qū)域170中的輸入對(duì)象位置。在一些實(shí)施例中，為傳感器電極的所述較小的陣列中的每個(gè)創(chuàng)建的傳感器電極矩陣e被比較、合并或聯(lián)結(jié)在一起，以形成完整的感測區(qū)域170(或感測區(qū)域170的子集)的電容性圖像，以致在步驟721期間獲得的該感測區(qū)域中的每個(gè)感測電極的電容可以被用于確定所述輸入對(duì)象的位置。

此外，在一些實(shí)施例中，所述掃描過程711包括使用被提供給所述傳感器電極120中的一個(gè)或多個(gè)的編碼的電容性感測信號(hào)來進(jìn)一步改進(jìn)所述信噪比(s/n)，并且因此改進(jìn)確定輸入對(duì)象的位置的準(zhǔn)確性和/或可重復(fù)性。當(dāng)集成的顯示器和傳感器電極120的陣列正被并行地更新時(shí)此過程可能是有用的。在一個(gè)實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110將被用于執(zhí)行電容性感測(例如，絕對(duì)電容感測或跨電容感測)的編碼的電容性感測信號(hào)的頻率與被用于更新集成的顯示器的線速率同步。在一個(gè)實(shí)施例中，所述電容感測信號(hào)包括多個(gè)感測循環(huán)，其各自包含兩個(gè)半循環(huán)。所述半循環(huán)可以被同步至當(dāng)更新所述顯示器時(shí)使用的線速率。例如，所述半循環(huán)的時(shí)間段可以是被用于執(zhí)行線更新的時(shí)間段的整數(shù)倍。例如，所述半循環(huán)的時(shí)間段可以是所述線更新的時(shí)間段的四倍長，或者反之亦然。

所述處理系統(tǒng)110可以將所述電容感測信號(hào)相位對(duì)準(zhǔn)至由顯示信號(hào)生成的一個(gè)或多個(gè)周期性噪聲事件。在此情況下，所述電容感測信號(hào)可以與源驅(qū)動(dòng)器輸出對(duì)準(zhǔn)，以致電荷共享事件、源極線啟用和/或柵極線驅(qū)動(dòng)可以與所解調(diào)的電容感測信號(hào)中的重置周期對(duì)準(zhǔn)。特別地，因?yàn)樗鲈肼暿录?例如，所述電荷共享事件、源極線啟用和/或柵極線驅(qū)動(dòng))典型地落在所述重置周期內(nèi)，來自此事件的任何噪聲不被記錄在所采樣的解調(diào)的電容感測信號(hào)中。在這樣的實(shí)施例中，所述重置時(shí)間的開始和結(jié)束處于穩(wěn)定的電壓。盡管如此，其它相位對(duì)準(zhǔn)是可能的，并且仍然減輕或防止所述噪聲事件影響電容性感測。在一個(gè)實(shí)例中，所述噪聲可以被減輕，只要所述噪聲事件始終落入所述解調(diào)信號(hào)的相同周期內(nèi)。

因此，此處所提出的所述實(shí)施例和實(shí)例被呈現(xiàn)，以便最佳地解釋根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例及其特定的應(yīng)用，并且由此使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到：已經(jīng)僅為了例示和實(shí)例的目的呈現(xiàn)了前面的描述和實(shí)例。如所提出的描述不是意在是窮盡的，或者將本發(fā)明限制于所公開的精確的形式。

鑒于前面所述,本公開的范圍由隨附的權(quán)利要求確定。

100輸入裝置

110處理系統(tǒng)

120傳感器電極

121感測元件

122柵電極

124電容性感測元件

130按鈕

140輸入對(duì)象

150電子系統(tǒng)

160顯示裝置

170感測區(qū)域

201集成的控制系統(tǒng)

204電容性感測電路

240連接

300部分

302多路復(fù)用器組件

303接收器信道

304多路復(fù)用器

305接收器模塊

310a電流輸送器

310b電流輸送器

310電流輸送器

320模擬前端

700檢測過程

701掃描過程

702步驟

704步驟

711步驟

712n步驟

715步驟

721步驟

731步驟