CN106325593A - 电容性感测装置中的接地条件的动态估计 - Google Patents

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Abstract

在实例中，用于电容性感测装置的处理系统包括传感器模块，所述传感器模块包括被配置成用调制的信号驱动多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号的传感器电路。所述处理系统包括被配置成将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较的确定模块。所述确定模块进一步被配置成基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。

Description

电容性感测装置中的接地条件的动态估计
技术领域
本公开的实施例一般涉及电容性感测，并且更特别地，涉及电容性感测装置中的干扰缓解。
背景技术
包括接近传感器装置(通常也被称为触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛地使用在各种各样的电子系统中。接近传感器装置典型地包括常常由表面区分的感测区域，在其中所述接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可以被用于提供用于所述电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常被用作针对较大的计算系统的输入装置(诸如被集成在笔记本计算机或台式计算机中或者外接至笔记本计算机或台式计算机的不透明的触摸板)。接近传感器装置也常常被用在较小的计算系统(诸如被集成在蜂窝式电话中的触摸屏)中。
发明内容
用于电容性感测装置中的接地条件的动态估计的技术。在实施例中，用于电容性感测装置的处理系统包括传感器模块，所述传感器模块包括被配置成用调制的信号驱动多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号的传感器电路。所述处理系统包括被配置成将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较的确定模块。所述确定模块进一步被配置成基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。
在实施例中，集成的显示装置和电容性感测装置包括多个显示电极、多个传感器电极、以及处理系统，所述多个传感器电极中的每个包括所述显示电极中的至少一个。所述处理系统被配置成用调制的信号驱动所述多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号，并且用防护信号驱动所述多个显示电极中的至少一部分。所述处理系统进一步被配置成将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较。所述处理系统进一步被配置成基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。
在实施例中，操作电容性感测装置的方法包括：用调制的信号驱动多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号；将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较；以及基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。
附图说明
为了以其能够详细地理解本发明的上面所记载的特征的方式，上面简要概述的本发明的更特别的描述可以参考实施例而被进行，所述实施例中的一些在附图中被示出。然而，要被注意的是：所述附图仅示出了本发明的典型的实施例，并且因此不将被视为限制其范围，因为本发明可以允许其它同等有效的实施例。
图1是根据此处所描述的一个实施例的示例性输入装置的框图。
图2A-2B示出了根据此处所描述的实施例的感测元件的示例性图案的多个部分。
图3是描绘了根据实施例的操作电容性感测装置的方法的流程图。
为了有助于理解，在可能之处，相同的参考标号已被使用以指示对所述图而言是共有的相同的元件。被考虑的是：一个实施例中公开的元件可以有益地在其它实施例上被使用，而不需要特定的记载。在此处所参考的附图不应被理解为是按比例绘制的，除非被特别地记注。并且，所述附图常常被简化，并且为了呈现和解释的清楚，细节或组件被省略。所述附图和讨论用来解释下面所讨论的原理，在其中同样的标记指示同样的元件。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施例的示例性输入装置100的框图。所述输入装置100可以被配置成向电子系统(没有被显示)提供输入。如在此文件中所使用的，术语“电子系统”(或“电子装置”)广义上指的是能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性实例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDAs)。附加的实例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置100和独立的操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的实例电子系统包括外围设备，诸如数据输入装置(包括远程控制器和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其它实例包括远程终端、信息站和视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置等等)。其它实例包括通信装置(包括蜂窝式电话，诸如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字照相机)。此外，所述电子系统可以是对所述输入装置而言的主机或从属设备。
所述输入装置100可以被实现为所述电子系统的物理部分，或者可以与所述电子系统在物理上分离。视情况而定，所述输入装置100可以使用下列中的任何一个或多个与所述电子系统的多个部分通信：总线、网络和其它有线或无线互连。实例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA。
在图1中，所述输入装置100被显示为接近传感器装置(也常常被称为“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其被配置成感测由感测区域120中的一个或多个输入对象140提供的输入。实例输入对象包括手指和触笔，如在图1中所显示的。
感测区域120包括所述输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中所述输入装置100能够检测用户输入(例如，由一个或多个输入对象140提供的用户输入)。特定的感测区域的尺寸、形状和位置可以随实施例的不同而显著地变化。在一些实施例中，所述感测区域120在一个或多个方向上从所述输入装置100的表面延伸到空间中，直至信噪比阻碍足够精确的对象检测。在各种实施例中，此感测区域120在特定的方向上延伸至其的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或更大，并且可以随所使用的感测技术的类型和所期望的精确度而显著地变化。因此，一些实施例感测输入，所述输入包括：不与所述输入装置100的任何表面接触、与所述输入装置100的输入表面(例如，触摸表面)接触、与和一些量的作用力或压力耦合的所述输入装置100的输入表面接触、和/或其组合。在各种实施例中，输入表面可以由所述传感器电极驻留在其内的壳体的表面、由被施加在所述传感器电极或任何壳体之上的面板等等提供。在一些实施例中，所述感测区域120在被投影到所述输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
所述输入装置100可以利用传感器组件和感测技术的任何组合以检测所述感测区域120中的用户输入。所述输入装置100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性实例，所述输入装置100可以使用电容性、倒电容、电阻性、电感性、磁性、声学、超声和/或光学技术。
一些实现被配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现被配置成沿特定的轴或平面提供输入的投影。
在所述输入装置100的一些电容性实现中，电压或电流被施加以产生电场。附近的输入对象引起所述电场的改变，并且在电容性耦合中产生可检测的改变，所述可检测的改变可以被检测为电压、电流等等的改变。
一些电容性实现利用电容性感测元件的阵列或其它规则的或不规则的图案以产生电场。在一些电容性实现中，独立的感测元件可以被欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻片，其可以是均匀电阻的。
一些电容性实现利用基于传感器电极和输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，所述传感器电极附近的输入对象改变所述传感器电极附近的所述电场，因此改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对于参考电压(例如，系统接地)调制传感器电极并且通过检测所述传感器电极和输入对象之间的电容性耦合而操作。
一些电容性实现利用基于传感器电极之间的所述电容性耦合的改变的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，所述传感器电极附近的输入对象改变所述传感器电极之间的所述电场，因此改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极(也被称为“发射器电极”或“发射器”)和一个或多个接收器传感器电极(也被称为“接收器电极”或“接收器”)之间的所述电容性耦合而操作。发射器传感器电极可以相对于参考电压(例如，系统接地)而被调制以发送发射器信号。接收器传感器电极可以相对于所述参考电压而被保持实质上恒定，以有助于接收结果信号。结果信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源(例如，其它电磁信号)的(一个或多个)影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可以被配置成发送和接收两者。
在图1中，处理系统110被显示为所述输入装置100的一部分。所述处理系统110被配置成操作所述输入装置100的硬件以检测所述感测区域120中的输入。所述处理系统110包括一个或多个集成电路(ICs)和/或其它电路组件的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可以包括被配置成用发射器传感器电极发送信号的发射器电路，和/或被配置成用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。在一些实施例中，所述处理系统110也包括电可读的指令，诸如固件代码、软件代码、和/或类似物。在一些实施例中，包括所述处理系统110的组件被定位在一起，诸如所述输入装置100的(一个或多个)感测元件附近。在其它实施例中，处理系统110的组件在物理上分离，其中一个或多个组件靠近输入装置100的(一个或多个)感测元件，并且一个或多个组件在别处。例如，所述输入装置100可以是被耦合至台式计算机的外围设备，并且所述处理系统110可以包括被配置成在所述台式计算机的中央处理单元上运行的软件和与所述中央处理单元分离的一个或多个ICs(可能具有关联的固件)。作为另一实例，所述输入装置100可以被物理地集成在电话中，并且所述处理系统110可以包括是所述电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，所述处理系统110被专用于实现所述输入装置100。在其它实施例中，所述处理系统110也执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等等。
所述处理系统110可以被实现为处理所述处理系统110的不同的功能的模块集合。每个模块可以包括是所述处理系统110的一部分的电路、固件、软件、或其组合。在各种实施例中，模块的不同组合可以被使用。实例模块包括用于操作硬件(诸如传感器电极和显示屏)的硬件操作模块、用于处理数据(诸如传感器信号和位置信息)的数据处理模块、以及用于报告信息的报告模块。另外的实例模块包括被配置成操作(一个或多个)感测元件以检测输入的传感器操作模块、被配置成识别手势(诸如模式改变手势)的识别模块、以及用于改变操作模式的模式改变模块。
在一些实施例中，所述处理系统110通过引起一个或多个动作而直接地响应于所述感测区域120中的用户输入(或用户输入的缺乏)。实例动作包括改变操作模式、以及GUI动作，诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能。在一些实施例中，所述处理系统110向所述电子系统的一些部分(例如，向与所述处理系统110分离的所述电子系统的中央处理系统，如果这样的独立的中央处理系统存在)提供关于所述输入(或输入的缺乏)的信息。在一些实施例中，所述电子系统的一些部分处理从所述处理系统110接收的信息，以对用户输入起作用，诸如促进全范围的动作，包括模式改变动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，所述处理系统110操作所述输入装置100的所述(一个或多个)感测元件以产生指示所述感测区域120中的输入(或输入的缺乏)的电信号。所述处理系统110可以在产生被提供给所述电子系统的所述信息时对所述电信号执行任何适当量的处理。例如，所述处理系统110可以数字化从所述传感器电极获得的模拟电信号。作为另一实例，所述处理系统110可以执行滤波或其它信号调节。作为又另一实例，所述处理系统110可以减去或者否则虑及基线，以致所述信息反映所述电信号和所述基线之间的差异。作为又另外的实例，所述处理系统110可以确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹、等等。
如此处所使用的“位置信息”广义地包括绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示例性的“零-维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一-维”位置信息包括沿轴的位置。示例性的“二-维”位置信息包括平面中的运动。示例性的“三-维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。另外的实例包括空间信息的其它表示。关于一个或多个类型的位置信息的历史数据也可以被确定和/或被存储，例如包括随时间跟踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，所述输入装置100被实现具有由所述处理系统110或由一些其它处理系统操作的附加的输入组件。这些附加的输入组件可以提供针对所述感测区域120中的输入的冗余的功能性或一些其它功能性。图1显示了所述感测区域120附近的按钮130，其可以被用于促进使用所述输入装置100选择项目。其它类型的附加的输入组件包括滑块、球、轮、开关等等。相反地，在一些实施例中，所述输入装置100可以在没有其它输入组件的情况下被实现。
在一些实施例中，所述输入装置100包括触摸屏接口，并且所述感测区域120与显示屏的有效区域的至少一部分重叠。例如，所述输入装置100可以包括叠盖所述显示屏的实质上透明的传感器电极，并且提供用于所关联的电子系统的触摸屏接口。所述显示屏可以是能够向用户显示可视接口的任何类型的动态显示器，并且可以包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体、电致发光(EL)或其它显示技术。所述输入装置100和所述显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同的电气组件中的一些用于显示和感测。作为另一实例，所述显示屏可以部分地或全部地由所述处理系统110操作。
应被理解的是：尽管本发明的许多实施例在全功能的设备的上下文中被描述，本发明的机制能够以各种各样的形式被分发为程序产品(例如，软件)。例如，本发明的机制可以被实现并分发为可由电子处理器读取的信息承载介质(例如，可由所述处理系统110读取的非瞬时计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质)上的软件程序。此外，本发明的实施例同等适用，不管被用于执行所述分发的介质的特定的类型。非瞬时的电可读介质的实例包括各种盘、记忆棒、存储卡、存储模块、等等。电可读介质可以基于闪存、光学、磁性、全息或任何其它存储技术。
图2A示出了根据一些实施例的感测元件的示例性图案的一部分。为了例示和描述的清楚，图2A显示了简单的矩形的图案中的感测元件，并且没有显示各种组件，诸如所述感测元件和所述处理系统110之间的各种互连。电极图案250A包括第一多个传感器电极260(260-1,260-2,260-3,...260-n)和被布置在所述第一多个电极260之上的第二多个传感器电极270(270-1,270-2,270-3,...270-m)。在所显示的实例中，n＝m＝4，但是一般而言，n和m各自是正整数，并且不一定彼此相等。在各种实施例中，所述第一多个传感器电极260被操作为多个发射器电极(特别地被称为“发射器电极260”)，并且所述第二多个传感器电极270被操作为多个接收器电极(特别地被称为“接收器电极270”)。在另一实施例中，一组多个传感器电极可以被配置成发送和接收，并且另一组多个传感器电极也可以被配置成发送和接收。此外，处理系统110用所述第一和/或第二多个传感器电极中的一个或多个传感器电极接收结果信号，同时所述一个或多个传感器电极被用绝对电容感测信号调制。所述第一多个传感器电极260、所述第二多个传感器电极270、或两者可以被布置在所述感测区域120内。所述电极图案250A可以被耦合至所述处理系统110。
所述第一多个电极260和所述第二多个电极270典型地被彼此欧姆地绝缘。换句话说，一个或多个绝缘体分离所述第一多个电极260和所述第二多个电极270，并且防止它们彼此电短路。在一些实施例中，所述第一多个电极260和所述第二多个电极270由被布置在它们之间交叉区域处的绝缘材料分离；在这样的构造中，所述第一多个电极260和/或所述第二多个电极270可以被用连接同一电极的不同部分的跳线形成。在一些实施例中，所述第一多个电极260和所述第二多个电极270被一层或多层的绝缘材料分离。在这样的实施例中，所述第一多个电极260和所述第二多个电极270可以被布置在公共衬底的分开的层上。在一些其它实施例中，所述第一多个电极260和所述第二多个电极270被一个或多个衬底分开，例如，所述第一多个电极260和所述第二多个电极270可以被布置在同一衬底的相对侧上，或者被布置在被层压在一起的不同的衬底上。在一些实施例中，所述第一多个电极260和所述第二多个电极270可以被布置在单个衬底的同一侧上。
所述第一多个传感器电极260和所述第二多个传感器电极270之间的局部化的电容性耦合的区域可以由“电容性图像”的“电容性像素”形成。所述第一和第二多个260和270的传感器电极之间的所述电容性耦合随所述感测区域120中的输入对象的接近和运动而改变。此外，在各种实施例中，所述第一多个传感器电极260和所述第二多个传感器电极270的每个与输入对象之间的所述局部化的电容性耦合可以被称为“电容性图像”的“电容性像素”。在一些实施例中，所述第一多个传感器电极260和所述第二多个传感器电极270的每个与输入对象之间的所述局部化的电容性耦合可以被称为“电容性分布图”的“电容性测量”。
所述处理系统110可以包括具有传感器电路204的传感器模块208。所述传感器模块208使用具有感测频率的电容性感测信号操作所述电极图案250A从所述电极图案中的电极接收结果信号。所述处理系统110可以包括被配置成根据所述结果信号确定电容性测量值的确定模块220。所述确定模块220可以跟踪电容性测量值的改变，以检测所述感测区域120中的(一个或多个)输入对象。所述处理系统110可以包括其它模块的配置，并且由所述传感器模块208和所述确定模块220执行的功能一般而言可以由所述处理系统110中的一个或多个模块执行。所述处理系统110可以包括模块，并且可以执行如在下面的一些实施例中描述的其它功能。
所述处理系统110可以在绝对电容感测模式或者跨电容感测模式中操作。在绝对电容感测模式中，所述传感器电路204中的(一个或多个)接收器测量所述电极图案250A中的(一个或多个)传感器电极上的电压、电流或电荷，而所述(一个或多个)传感器电极被用绝对电容感测信号调制以生成所述结果信号。所述确定模块220根据所述结果信号生成绝对电容测量值。所述确定模块220可以跟踪绝对电容测量值的改变，以检测所述感测区域120中的(一个或多个)输入对象。
在跨电容感测模式中，所述传感器电路204中的(一个或多个)发射器用所述电容性感测信号(在所述跨电容感测模式中也被称为发射器信号或调制的信号)驱动所述第一多个电极260中的一个或多个。所述传感器电路204中的(一个或多个)接收器测量所述第二多个电极270中的一个或多个上的电压、电流或电荷，以生成所述结果信号。所述结果信号包括所述电容性感测信号和所述感测区域120中的(一个或多个)输入对象的影响。所述确定模块220根据所述结果信号生成跨电容测量值。所述确定模块220可以跟踪跨电容测量值的改变，以检测所述感测区域120中的(一个或多个)输入对象。
在一些实施例中，所述处理系统110“扫描”所述电极图案250A以确定电容性测量值。在所述跨电容感测模式中，所述处理系统110可以驱动所述第一多个电极260发送(一个或多个)发射器信号。所述处理系统110可以操作所述第一多个电极260，以致在一个时间一个发射器电极发送，或者在同一时间多个发射器电极发送。在多个发射器电极同时发送之处，这些多个发射器电极可以发送同一发射器信号并且有效地产生更大的发射器电极，或者这些多个发射器电极可以发送不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可以根据一个或多个编码方案发送不同的发射器信号，所述一个或多个编码方案能够使得它们对所述第二多个电极270的所述结果信号的组合的影响被独立地确定。在所述绝对电容感测模式中，所述处理系统110可以在一个时间从一个传感器电极260、270接收结果信号，或者在一个时间从多个传感器电极260、270接收结果信号。在任一模式中，所述处理系统110可以单个地或集体地操作所述第二多个电极270，以获取结果信号。在绝对电容感测模式中，所述处理系统110可以同时地驱动沿一个或多个轴的所有电极。在一些实例中，所述处理系统110可以驱动沿一个轴的电极(例如，沿所述第一多个传感器电极260)，而用屏蔽信号、防护信号等等驱动沿另一轴的电极。在一些实例中，沿一个轴的一些电极和沿另一轴的一些电极可以被同时地驱动。
在所述跨电容感测模式中，所述处理系统110可以使用所述结果信号来确定所述电容性像素处的电容性测量值。来自所述电容性像素的一组测量值形成表示所述像素处的所述电容性测量值的“电容性图像”(也被称为“电容性帧”)。所述处理系统110可以在多个时间段之上获取多个电容性图像，并且可以确定电容性图像之间的差异，以导出关于所述感测区域120中的输入的信息。例如，所述处理系统110可以使用在连续的时间段之上获取的连续的电容性图像来跟踪一个或多个输入对象进入、退出和在所述感测区域120内的(一个或多个)运动。
在绝对电容感测模式中，所述处理系统110可以使用所述结果信号来确定沿所述传感器电极260的轴和/或所述传感器电极270的轴的电容性测量值。一组这样的测量值形成表示沿所述轴的电容性测量值的“电容性分布图”。所述处理系统110可以在多个时间段之上获取沿所述轴中的一个或两者的多个电容性分布图，并且可以确定电容性分布图之间的差异，以导出关于所述感测区域120中的输入的信息。例如，所述处理系统110可以使用在连续的时间段之上获取的连续的电容性分布图来跟踪所述感测区域120内的输入对象的位置或接近。在其它实施例中，每个传感器可以是电容性图像的电容性像素，并且所述绝对电容感测模式可以被用于生成除电容性分布图之外或代替电容性分布图的(一个或多个)电容性图像。
所述输入装置100的基线电容是与所述感测区域120中没有输入对象相关联的电容性图像或电容性分布图。所述基线电容随环境和操作条件而改变，并且所述处理系统110能够以各种方式估计所述基线电容。例如，在一些实施例中，当确定所述感测区域120中没有输入对象时，所述处理系统110取得“基线图像”或“基线分布图”，并且使用那些基线图像或基线分布图作为基线电容的估计。所述确定模块220可以在所述电容性测量值中虑及所述基线电容，并且因此，所述电容性测量值可以被称为“delta电容性测量值”。因此，如此处所使用的术语“电容性测量值”包括相对于所确定的基线的delta-测量值。
在一些触摸屏实施例中，所述第一多个传感器电极260和所述第二多个传感器电极270中的至少一个包括在更新显示屏的显示时使用的显示装置280的一个或多个显示电极，诸如“Vcom”电极(公共电极)、栅极电极、源极电极、阳极电极和/或阴极电极中的一段或多段。这些显示电极可以被布置在适当的显示屏衬底上。例如，所述显示电极在一些显示屏(例如，平面内切换(IPS)或平面至线切换(PLS)有机发光二极管(OLED))中可以被布置在透明的衬底(玻璃衬底、TFT玻璃、或任何其它透明材料)上、在一些显示屏(例如，图案化的垂直对准(PVA)或多域垂直对准(MVA))的滤色器玻璃的底部上，在发射层(OLED)之上，等等。所述显示电极也可以被称为“组合电极”，因为所述显示电极执行显示更新和电容性感测的功能。在各种实施例中，所述第一和第二多个传感器电极260和270中的每个传感器电极包括一个或多个组合电极。在其它实施例中，所述第一多个传感器电极260中的至少两个传感器电极或所述第二多个传感器电极270中的至少两个传感器电极可以共享至少一个组合电极。此外，在一个实施例中，所述第一多个传感器电极260和所述第二多个电极270两者被布置在所述显示屏衬底上的显示堆栈内。此外，所述显示堆栈中的所述传感器电极260、270中的至少一个可以包括组合电极。然而，在其它实施例中，仅所述第一多个传感器电极260或所述第二多个传感器电极270(但是不是两者)被布置在所述显示堆栈内，而其它传感器电极在所述显示堆栈的外侧(例如，被布置在滤色器玻璃的相对侧上)。
在实施例中，所述处理系统110包括具有所述传感器模块208、所述确定模块220以及任何(一个或多个)其它模块的单个集成的控制器(诸如专用集成电路(ASIC))。在另一实施例中，所述处理系统110可以包括多个集成电路，其中所述传感器模块208、所述确定模块220以及任何(一个或多个)其它模块可以被划分在所述集成电路之间。例如，所述传感器模块208可以在一个集成电路上，并且所述确定模块220以及任何(一个或多个)其它模块可以是一个或多个其它集成电路。在一些实施例中，所述传感器模块208的第一部分可以在一个集成电路上，并且所述传感器模块208的第二部分可以在第二集成电路上。在这样的实施例中，所述第一和第二集成电路中的至少一个至少包括其它模块(诸如显示驱动器模块和/或显示驱动器模块)的多个部分。
图2B示出了根据一些实施例的感测元件的另一示例性图案的一部分。为了例示和描述的清楚，图2B呈现了矩形的矩阵中的感测元件，并且没有显示各种组件，诸如所述处理系统110和所述感测元件之间的各种互连。电极图案250B包括被布置在矩形矩阵中的多个传感器电极210。所述电极图案250B包括按J行和K列排列的传感器电极210J,K(被统称为传感器电极210)，其中J和K是正整数，尽管J和K中的一个可以是零。被考虑的是：所述电极图案250B可以包括所述传感器电极210的其它图案，诸如极性阵列、重复图案、非重复图案、非均匀阵列、单个行或列、或者其它适合的排列。此外，所述传感器电极210可以是任何形状，诸如圆形、矩形、菱形、星形、方形、非凸形、凸形、非凹形、凹形等等。此外，所述传感器电极210可以被细分成多个不同的子电极。所述电极图案250被耦合至所述处理系统110。
所述传感器电极210典型地被彼此欧姆地绝缘。此外，在传感器电极210包括多个子电极之处，所述子电极可以被彼此欧姆地绝缘。此外，在一个实施例中，所述传感器电极210可以与处在所述传感器电极210之间的栅电极218欧姆地绝缘。在一个实例中，所述栅电极218可以围绕所述传感器电极210中的一个或多个，其被布置在所述栅电极218的窗口216中。所述栅电极218可以被用作屏障，或者携带防护信号，所述防护信号用于在用所述传感器电极210执行电容性感测时使用。可替代地或附加地，当执行电容性感测时，所述栅电极218可以被用作传感器电极。此外，所述栅电极218可以与所述传感器电极210共面，但是这不是要求。例如，所述栅电极218可以位于不同的衬底上，或者位于与所述传感器电极210相同的衬底的不同侧上。所述栅电极218是可选的，并且在一些实施例中，所述栅电极218不存在。
在第一操作模式中，所述处理系统110可以使用至少一个传感器电极210，以经由绝对电容感测来检测输入对象的存在。所述传感器模块208可以测量(一个或多个)传感器电极210上的电压、电荷或电流，以获得指示所述(一个或多个)传感器电极210和输入对象之间的电容的结果信号。所述确定模块222使用所述结果信号来确定绝对电容测量值。当所述电极图案250B时，所述绝对电容测量值可以被用于形成电容性图像。
在第二操作模式中，所述处理系统110可以使用多组传感器电极210，以经由跨电容感测来检测输入对象的存在。所述传感器模块208可以用发射器信号驱动所述传感器电极210中的至少一个，并且可以从所述传感器电极210中的至少一个其它传感器电极接收结果信号。所述确定模块222使用所述结果信号来确定跨电容测量值并且形成电容性图像。
所述输入装置100可以被配置成在上面描述的模式中的任何一个模式中操作。所述输入装置100也可以被配置成在上面描述的模式中的任何两个或更多模式之间切换。所述处理系统110可以如上面相对于图2A所描述的那样被配置。
如此处所使用的，“系统接地”可以指示由系统组件共享的公共电压。例如，移动电话的电容性感测系统有时可以参考由所述电话的电源(例如，充电器或电池)提供的系统接地。所述系统接地可以相对于大地或任何其它参考是不固定的。例如，桌子上的移动电话通常具有浮动的系统接地。正由通过自由空间而被强耦合至大地接地的人握持的移动电话可以相对于该人而被接地，但是所述人-地可以相对于大地接地而正在变化。在许多系统中，所述系统接地被连接至所述系统中的最大面积电极，或由所述系统中的最大面积电极提供。
在各种实施例中，所述输入装置的所述接地条件对应于所述输入装置-全域与所述输入对象-全域之间的自由空间电容性串联耦合。在各种实施例中，当所述输入装置和所述全域之间的所述耦合(自由空间耦合系数)相对小时，所述装置可以被视为处于低的地质量状态中。然而，当所述电容性感测装置和所述全域之间的所述耦合实质上更大时，所述装置可以被视为正在良好的地质量状态中操作。此外，当输入对象和所述输入装置的系统接地之间的所述耦合实质上大时，所述输入装置可以处于良好的地质量条件中。
当所述输入装置或电子系统的所述接地条件是低的或者否则是非最优时(例如，当所述输入装置正位于桌子上，而不是正由用户握持时)，所述装置/系统被说成处于低-地质量(LGM)条件中。补偿LGM条件的一个方法是降低所述感测阈值，不管所述装置的实际接地条件。所述感测阈值被用于指示输入对象是存在还是不存在。在所述感测阈值以上的测量值指示输入对象，并且在所述感测阈值以下的电容性测量值不指示输入对象。更高的感测阈值降低装置敏感性，并且更低的感测阈值增大装置敏感性。
用静态感测阈值操作可以导致系统性能上的降级。尽管在LGM条件期间所述感测阈值可以被设置用于最优的敏感性，所述静态感测阈值在更好的接地条件下可能导致过度敏感性。在良好的接地条件下将所述感测阈值设置用于最优的敏感性可能不能在LGM条件下检测到(一个或多个)输入对象。在此处所描述的实施例中，基于满足阈值范围的电容性测量值的数量动态地调整所述感测阈值。所述感测阈值的这样的动态调整导致在LGM和更好的接地条件两者下的最优的性能。
一般而言，LGM可以在存在(一个或多个)输入对象时降低所述电容性测量值的幅度。衰减系数是所述装置对空间的电容(Cdevice)和所述(一个或多个)输入对象与所述传感器电极之间的电容的组合(例如求和)(SUM(Cinput))的函数。例如，所述衰减系数可以是SUM(Cinput)/Cdevice。所述衰减系数的形式至少部分地取决于所述传感器电路。所述衰减系数的形式可以被分析地导出，用模型模拟，或者凭实验地测量。尽管所述(一个或多个)输入对象和所述传感器电极之间的电容的所述组合被描述为求和，其它数学组合(例如，平均、加权的平均等等)可以被使用。
所述装置对空间的电容(Cdevice)是所述装置的维度的函数，并且因此在设计阶段期间Cdevice可以被确定。因此，在操作期间，所述处理系统110可以估计SUM(Cinput)以便确定所述衰减系数。已经计算了归因于LGM的所述衰减系数，所述处理系统110可以调整与检测的敏感性相关的阈值。
在实施例中，所述处理系统110采用对应于满意的接地条件的第一阈值(TTgg)和对应于干扰度量的第二阈值(Tfloor)。在Tfloor以下，用于(一个或多个)输入对象的所述电容性测量值不能与干扰可靠地区分。当检测并测量干扰时，所述处理系统110可以调整所述第二阈值。在TTgg以上，所述装置具有更好的接地，并且所述LGM影响可以被视为是可忽略的。可以针对所述特定的装置预先确定并调谐“良好的”接地条件。在Tfloor和TTgg之间，所述处理系统110确定所述衰减系数，以便调整敏感性并且补偿所述LGM条件。所述处理系统110可以针对所有传感器电极、针对各个传感器电极组、或各个地针对传感器电极执行所述取阈值操作。
在实施例中，在操作期间，所述处理系统110确定从传感器电极导出的电容性测量值是否在Tfloor以上并且在TTgg以下。如果是这样，则所述处理系统110对满足此条件的传感器电极的数量计数，并且计算SUM(Cinput)。给定Cdevice，所述处理系统110可以确定归因于LGM的衰减系数。给定归因于LGM的所述衰减系数，所述处理系统110可以调整所述感测阈值。因此，所述处理系统110基于满足所述第二阈值(Tfloor)并且不满足所述第一阈值(TTgg)的特定的测量值的数量来调整所述感测阈值。在一个实施例中，如果至少一个测量值满足所述第二阈值(Tfloor)并且所有测量值不满足所述第一阈值(TTgg)，则所述感测阈值可以被调整。
图3是描绘了根据实施例的操作电容性感测装置的方法300的流程图。所述方法300可以由上面所描述的所述输入装置100执行。所述输入装置100可以被配置有图2A的所述传感器图案250A或图2B的所述传感器图案250B。在实施例中，所述输入装置100可以与显示器相集成，并且如此这样，所述传感器电极中的一些也可以是显示电极。在其它实施例中，所述输入装置100不与显示器相集成。
在框302处，所述处理系统110用调制的信号驱动多个传感器电极以获取结果信号。实例电极包括所述图案250A中的传感器电极260和270或者所述图案250B中的传感器电极210。在实施例中，所述传感器电极包括所述显示装置280的至少一个显示电极。在实施例中，也被用于电容性感测的所述(一个或多个)显示电极包括所述显示装置280的至少一个公共电极。在实施例中，所述处理系统110用防护信号驱动(一个或多个)其它传感器电极，而用调制的信号驱动所述多个传感器电极。在实施例中，所述输入装置100与显示装置280相集成，并且所述处理系统110用防护信号驱动所述显示装置280的至少一个显示电极，而用所述调制的信号驱动所述多个传感器电极。
在框304处，所述处理系统110将根据所述结果信号确定的电容性测量值(多个测量值)与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较。例如，所述处理系统110可以将所述多个测量值与所述“良好接地”阈值TTgg和所述干扰阈值Tfloor相比较，如上面所描述的。在所述良好的接地阈值TTgg以上的测量值不受LGM条件影响，并且在所述干扰阈值Tfloor以下的测量值不能与噪声可靠地区分。所述电容性测量值可以是跨电容测量值或者绝对电容测量值。
在框306处，所述处理系统110基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的特定的电容性测量值的数量来调整感测阈值。换句话说，所述处理系统110确定在所述良好的接地阈值和所述干扰阈值之间的测量值的数量，并且相应地调整所述感测阈值。例如，当更多的测量值在所述第一和第二阈值之间(例如，指示LGM条件)时，所述处理系统110可以增大所述感测阈值(例如，增大敏感性)。当更少的测量值在所述第一和第二阈值之间(例如，指示良好的接地条件)时，所述处理系统110可以降低敏感性。
在实例中，框306可以包括框308，在其中所述处理系统110组合针对所述传感器电极的电容值。例如，所述处理系统110可以对所述电容值求和，以计算上面所描述的SUM(Cinput)。在框310处，所述处理系统110可以基于所述电容值的所述组合和所述电容性感测装置的电容(例如，Cdevice)来确定所述感测阈值。换句话说，所述处理系统110可以确定如上面所描述的所述衰减系数，其一般是对自由空间的装置电容和所述(一个或多个)输入对象与所述传感器电极之间的电容的和的函数。
在框312处，所述处理系统110可以基于所述电容性测量值和所调整的感测阈值来确定针对(一个或多个)输入对象的位置信息。
此处所提出的实施例和实例被呈现，以便最佳地解释根据本技术的实施例及其特定的应用，并且由此使得本领域技术人员能够制作和使用本发明。然而，本领域技术人员将认识到：已经仅为了例示和实例的目的呈现了前述描述和实例。如所提出的描述不是意在是穷尽的，或者将本发明限制于所公开的精确的形式。
鉴于前述内容,本公开的范围由随后的权利要求确定。

Claims (20)

1.一种用于电容性感测装置的处理系统，包括：
传感器模块，所述传感器模块包括被配置成用调制的信号驱动多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号的传感器电路；以及确定模块，所述确定模块被配置成：
将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较；以及
基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。
2.如权利要求1所述的处理系统，其中所述多个测量值包括针对提供所述特定的结果信号的所述多个传感器电极中的传感器电极的电容值，并且其中所述确定模块被配置成组合所述电容值。
3.如权利要求2所述的处理系统，其中所述确定模块被配置成基于所述电容值的所述组合和所述电容性感测装置的电容两者来调整所述感测阈值。
4.如权利要求1所述的处理系统，其中针对所述电容性感测装置，对应于所述满意的接地条件的所述第一阈值被预先确定。
5.如权利要求1所述的处理系统，其中所述确定模块被配置成基于所述多个测量值和所调整的感测阈值确定针对至少一个输入对象的位置信息。
6.如权利要求1所述的处理系统，其中所述多个传感器电极中的每个包括显示装置的至少一个显示电极。
7.如权利要求6所述的处理系统，其中所述多个传感器电极中的每个的所述至少一个显示电极包括所述显示装置的至少一个公共电极。
8.如权利要求1所述的处理系统，其中所述电容性感测装置与显示装置相集成，并且其中所述显示装置的至少一个显示电极被用防护信号驱动，而所述多个传感器电极被用所述调制的信号驱动。
9.如权利要求1所述的处理系统，其中所述多个传感器电极被布置在传感器电极的矩阵中。
10.如权利要求1所述的处理系统，其中所述传感器电路被配置成用防护信号驱动至少一个附加的传感器电极，而用所述调制的信号驱动所述多个传感器电极。
11.一种集成的显示装置和电容性感测装置，包括：
多个显示电极；
多个传感器电极，所述多个传感器电极中的每个包括所述显示电极中的至少一个；以及
处理系统，所述处理系统被配置成：
用调制的信号驱动所述多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号；
用防护信号驱动所述多个显示电极中的至少一部分；
将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较；
基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述多个测量值包括针对提供所述特定的结果信号的所述多个传感器电极中的传感器电极的电容值，并且其中所述处理系统被配置成组合所述电容值。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述处理系统被配置成基于所述电容值的所述组合以及所述集成的显示装置和电容性感测装置的电容来调整所述感测阈值。
14.如权利要求11所述的装置，其中所述处理系统被配置成基于所述多个测量值和所调整的感测阈值确定针对至少一个输入对象的位置信息。
15.如权利要求11所述的装置，其中所述多个传感器电极中的每个的所述至少一个显示电极包括所述多个显示电极中的至少一个公共电极。
16.如权利要求11所述的装置，其中所述多个传感器电极被布置在传感器电极的矩阵中。
17.一种操作电容性感测装置的方法，包括：
用调制的信号驱动多个传感器电极以从所述多个传感器电极获取结果信号；
将根据所述结果信号确定的多个测量值与对应于满意的接地条件的第一阈值和对应于干扰度量的第二阈值相比较；以及
基于满足所述第二阈值并且不满足所述第一阈值的所述多个测量值中的特定的测量值的数量来调整感测阈值。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述多个测量值包括针对提供所述特定的结果信号的所述多个传感器电极中的传感器电极的电容值，并且其中调整所述感测阈值的所述操作包括：
组合所述电容值。
19.如权利要求18所述的方法，其中调整所述感测阈值的所述操作包括：
基于所述电容值的所述组合和所述电容性感测装置的电容确定所述感测阈值。
20.如权利要求17所述的方法，进一步包括：
基于所述结果信号和所调整的感测阈值确定针对至少一个输入对象的位置信息。
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