CN107037936A - 用于电容性感测的过采样的步骤和等待系统 - Google Patents

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Abstract

此处所描述的实施例包括用于电容性感测的方法、输入装置和处理系统。所述输入装置包括多个发射器电极和多个接收器电极。所述方法包括：在所述多个发射器电极中的一个或多个上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号。所述方法进一步包括：在每个感测半周期期间两次或更多次采样所述发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或多个的影响，以产生半周期感测数据，滤波所述半周期感测数据，并且使用所述滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。

Description

用于电容性感测的过采样的步骤和等待系统
技术领域
本公开的实施例一般涉及管理电容性感测系统的干扰敏感性，并且更特别地，涉及通过对发射的电容性感测信号的影响过采样并且对所述过采样的影响滤波来降低敏感性。
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更多输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可以被用于提供针对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或台式计算机中或者外接至笔记本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(诸如被集成在蜂窝电话中的触摸屏)中。
发明内容
此处所描述的一个实施例是使用包括多个发射器电极和多个接收器电极的输入装置进行电容性感测的方法。所述方法包括：在所述多个发射器电极中的一个或更多发射器电极上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号。所述方法进一步包括：在每个感测半周期期间对所发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或更多接收器电极的影响采样两次或更多次，以产生半周期感测数据，滤波所述半周期感测数据，并且使用所滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。
此处所描述的另一实施例是输入装置，其包括多个发射器电极、多个接收器电极、以及与所述多个发射器电极和所述多个接收器电极耦合的处理系统。所述处理系统包括被配置成在所述多个发射器电极中的一个或多个上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号的电路。所述处理系统电路进一步被配置成：在每个感测半周期期间对所发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或多个的影响采样两次或更多次，以产生半周期感测数据，滤波所述半周期感测数据，并且使用所滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。
此处所描述的另一实施例是用于电容性感测的处理系统，其包括：触摸控制器电路，其被配置成与多个发射器电极和多个接收器电极耦合，并且在所述多个发射器电极中的一个或多个上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号。所述触摸控制器电路进一步被配置成：在每个感测半周期期间对所发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或多个的影响采样两次或更多次，以产生半周期感测数据，滤波所述半周期感测数据，并且使用所滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。
附图说明
为了在其中能够详细地理解本公开的上面所记载的特征的方式，上面简要概述的本公开的更特别的描述可以通过参考实施例而被进行，其中的一些在附图中被示出。然而，要被注意的是：所述附图仅示出了此公开的典型的实施例，并且因此不被视为限制其范围，因为本公开可以允许其它等同有效的实施例。
图1是根据一个实施例的被集成到示例性显示装置中的输入装置的示意性框图。
图2是根据一个实施例的示例性处理系统的框图。
图3A和3B是示出了根据一个实施例的示例性滤波器模块的不同实现的框图。
图4是示出了根据一个实施例的示例性处理系统的操作的定时图。
图5A示出了根据一个实施例的示例性滤波器模块的组件的脉冲响应。
图5B示出了根据一个实施例的示例性滤波器模块的组件的频率响应。
图6A和6B示出了根据一个实施例的在电荷积累器模块内的重置开关的影响。
图6C示出了根据一个实施例的示例性重置校正模块。
图7示出了根据一个实施例的电容性感测的方法。
为了便于理解，在可能之处，已经使用了同样的参考标号来标示对所述图而言是共有的同样的元件。如下被预期：在一个实施例中公开的元件可以被有益地使用在其它实施例上，而无需特别的记载。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晰，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
下面的详细描述实质上仅仅是示例性的，并且不是意在限制本公开或本公开的应用和用途。此外，不存在受前述的技术领域、背景技术、发明内容或下面的详细描述中所呈现的任何明示或暗示的理论约束的意图。
本技术的各种实施例提供了用于改进可用性的输入装置和方法。输入装置可以包括被用作感测元件以检测所述输入装置和输入对象(例如，触笔或用户的手指)之间的交互的传感器电极。为了这样做，所述输入装置可以将电容性感测信号驱动到所述传感器电极上。在一些情况中，所述电容性感测信号包括具有交替极性的多个感测半周期。基于测量与驱动所述电容性感测信号相关联的电容，所述输入装置确定用户与所述输入装置交互的位置。在一些实施例中，所述传感器电极可能易受到来自接近所述传感器电极定位的其它发射器的干扰。所述其它发射器可以被包括在所述输入装置中，诸如与所述输入装置相关联的显示屏的一个或多个显示电极，或者可以在所述输入装置的外部。
根据此处所描述的若干实施例，为了改进对干扰的免疫，所述输入装置的处理系统可以在每个感测半周期期间获取多个样本，并且对所述结果数据执行滤波函数以形成所述干扰频谱。例如，数字开窗滤波器可以操作以执行所述数据的加权平均，并且由此可以降低所述输入装置的敏感性。采样可以发生在每个感测半周期内的积累周期期间，并且在每个感测半周期期间的延展周期操作以暂停所述积累和/或将所述积累计数重置至预定的值。然而，所述重置功能性可能将频率敏感性引入至所述输入装置，降低或否定了过采样和滤波的有益影响。因此，在一些实施例中，重置校正模块被施用以减轻所述重置的影响，并且恢复归因于过采样和滤波的降低的免疫。
图1是根据本技术的实施例的被集成到示例性显示装置160中的输入装置100的示意性框图。尽管所示出的本公开的实施例被显示为与显示装置相集成，被预期的是：本公开可以被实施在没有与显示装置相集成的输入装置中。所述输入装置100可以被配置成向电子系统150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170中的一个或更多输入对象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170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，由一个或更多输入对象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变化。在一些实施例中，所述感测区域170沿一个或更多方向从所述输入装置100的表面延伸到空间中，直至信噪比阻止了足够准确的对象检测。在各种实施例中，此感测区域170沿特定的方向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，并且可以随着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，其包括：与所述输入装置100的任何表面不接触、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相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170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来检测所述感测区域170中的用户输入。所述输入装置100包括用于检测用户输入的多个感测120。所述输入装置100可以包括一个或更多感测元件120，其被组合以形成传感器电极。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、磁声、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的一些电阻性实现中，柔性的并且导电的第一层通过一个或更多间隔元件而与导电的第二层分离。在操作期间，跨越所述层产生一个或更多电压梯度。按压所述柔性的第一层可以使其充分地偏转以在所述层之间产生电接触，导致反映所述层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。
在所述输入装置100的一些电感性实现中，一个或更多感测元件120拾取由谐振线圈或线圈对感应的回路电流。所述电流的幅度、相位和频率的一些组合随后可以被用于确定位置信息。
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，其可以被检测为电压、电流等等的改变。
一些电容性实现利用电容性感测元件120的阵列或者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120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。
如上面所讨论的，一些电容性实现利用基于传感器电极120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。在一个实施例中，处理系统110被配置成将具有已知振幅的电压驱动到所述传感器电极120上，并且测量将所述传感器电极充电到所驱动的电压所需的电荷量。在其它实施例中，处理系统110被配置成驱动已知的电流并且测量所述结果电压。在各种实施例中，所述传感器电极120附近的输入对象改变所述传感器电极120附近的电场，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使用已调制的信号相对于参考电压(例如，系统接地)调制传感器电极120并且通过检测所述传感器电极120和输入对象140之间的所述电容性耦合而操作。
此外，如上面所讨论的，一些电容性实现利用基于感测电极之间的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，所述感测电极附近的输入对象140改变所述感测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更多发射器感测电极(也被称为“发射器电极”)和一个或更多接收器感测电极(也被称为“接收器电极”)之间的电容性耦合而操作，如下面进一步描述的。发射器感测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。接收器感测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结果信号的接收。结果信号可以包括对应于一个或更多发射器信号和/或对应于一个或更多环境干扰源(例如，其它电磁信号)的(一个或多个)影响。感测电极可以是专用发射器电极或接收器电极，或者可以被配置成发送和接收两者。
在图1中，所述处理系统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170中的输入。所述处理系统110包括一个或更多集成电路(ICs)和/或其它电路组件中的部分或全部。(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，构成所述处理系统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120附近。在其它实施例中，处理系统110的组件在物理上分离，其中一个或更多组件靠近输入装置100的(一个或多个)感测元件120，并且一个或更多组件在别处。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和与所述中央处理单元分离的一个或更多ICs(可能具有关联的固件)上运行的软件。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的不同功能的一组模块。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，可以使用模块的不同组合。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感测元件120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。处理系统110也可以包括一个或更多控制器。
在一些实施例中，所述处理系统110通过引起一个或更多动作直接响应于所述感测区域170中的用户输入(或者用户输入的缺乏)。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(一个或多个)感测元件120以产生指示所述感测区域170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可以数字化从所述感测元件120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。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“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“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/或存储，包括例如随时间跟踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，用由所述处理系统110或由一些其它处理系统操作的附加的输入组件实现所述输入装置100。这些附加的输入组件可以提供所述感测区域170中的针对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170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170与所述显示装置160的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感测元件120，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和所述显示装置160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，所述显示装置160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：尽管本技术的许多实施例在全功能设备的上下文中被描述，本技术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，本技术的机制可以被实现并且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，本技术的实施例同等适用，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。电可读介质可以是基于闪存、光学、磁性、全息或任何其它存储技术。
传感器电极布置
在一个实施例中，所述传感器电极120可以被布置在同一衬底的不同侧上。例如，所述(一个或多个)传感器电极120中的每个可以跨越所述衬底的表面中的一个纵向延伸。更进一步，在所述衬底的一侧上，所述传感器电极120可以在第一方向上延伸，但是在所述衬底的另一侧上，所述传感器电极120可以在与所述第一方向平行或者与所述第一方向垂直的第二方向上延伸。例如，所述传感器电极120可以被成形为条或带，在其处所述衬底的一侧上的传感器电极120在与所述衬底的相对侧上的传感器电极120垂直的方向上延伸。
所述传感器电极120可以在所述衬底的所述侧上被形成为任何期望的形状。此外，所述衬底的一侧上的传感器电极120的大小和/或形状可以不同于所述衬底的另一侧上的传感器电极120的大小和/或形状。此外，同一侧上的传感器电极120可以具有不同的形状和/或大小。
在另一实施例中，所述传感器电极120可以被形成在不同的衬底上，所述不同的衬底随后被层压在一起。在一个实例中，被布置在所述衬底的一个上的第一多个传感器电极120可以被用于发送感测信号(即，发射器电极)，而被布置在另一衬底上的第二多个传感器电极120被用于接收结果信号(即，接收器电极)。在其它实施例中，所述第一和/或第二多个传感器电极120可以被驱动作为绝对电容性传感器电极。在一个实施例中，所述第一多个传感器电极可以大于(更大的表面面积)所述第二多个传感器电极，尽管这不是要求。在其它实施例中，所述第一多个和第二多个传感器电极可以具有相似的大小和/或形状。因此，所述衬底中的一个上的传感器电极120的大小和/或形状可以不同于另一衬底上的电极120的大小和/或形状。尽管如此，所述传感器电极120可以在它们各自的衬底上被形成为任何期望的形状。此外，同一衬底上的传感器电极120可以具有不同的形状和大小。
在另一实施例中，所述传感器电极120全部位于公共衬底的同一侧或表面上。在一个实例中，第一多个传感器电极包括所述第一多个传感器电极在其处与所述第二多个传感器电极交叉的区域中的跳线，其中所述跳线与所述第二多个传感器电极绝缘。如上，所述传感器电极120可以各自具有相同的大小或形状或者不同的大小和形状。
在另一实施例中，所述传感器电极120全部位于所述公共衬底的同一侧或表面上，在所述感测区域170中被彼此绝缘。在这样的实施例中，所述传感器电极120被彼此电绝缘。在一个实施例中，所述电极120被布置在矩阵阵列中，在其处每个传感器电极120具有实质上相同的大小和/或形状。在这样的实施例中，所述传感器电极120可以被称为矩阵传感器电极。在一个实施例中，所述传感器电极120的矩阵阵列的传感器电极中的一个或多个可以在大小和形状中的至少一个方面变化。所述矩阵阵列的每个传感器电极120可以对应于所述电容性图像的像素。在一个实施例中，所述处理系统110被配置成用已调制的信号驱动所述传感器电极120以确定绝对电容的改变。在其它实施例中，处理系统110被配置成将发射器信号驱动到所述传感器电极120中的第一一个上，并且用所述传感器电极120中的第二一个接收结果信号。所述(一个或多个)发射器信号和(一个或多个)已调制的信号可以在形状、振幅、频率和相位中的至少一个方面相似。在各种实施例中，所述(一个或多个)发射器信号和(一个或多个)已调制的信号是相同的信号。此外，所述发射器信号是被用于跨电容感测的已调制的信号。在各种实施例中，一个或更多栅电极可以被布置在所述公共衬底上，在所述传感器电极120之间，其中所述(一个或多个)栅电极可以被用于屏蔽和/或防护所述传感器电极。
如此处所使用的，“屏蔽”指的是将恒定电压驱动到电极上，并且“防护”指的是将变化的电压信号驱动到第二电极上，其在振幅、频率和/或相位方面实质上相似于调制所述第一电极的信号，以便测量所述第一电极的电容。使电极电浮动可以被解释为在如下情况下的防护的形式：在其中通过浮动，所述第二电极经由电容性耦合从所述输入装置100中的第一电极或第三电极接收所期望的防护波形。在各种实施例中，防护可以被认为是屏蔽的子集，以致防护传感器电极也将操作为屏蔽该传感器电极。可以用变化的电压、实质上恒定的电压驱动所述栅电极，或者电浮动所述栅电极。当用发射器信号驱动所述栅电极时所述栅电极也可以被用作发射器电极，以致所述栅电极和一个或更多传感器电极之间的电容性耦合可以被确定。在一个实施例中，浮动电极可以被布置在所述栅电极和所述传感器电极之间。在一个特定的实施例中，所述浮动电极、所述栅电极和所述传感器电极包括显示装置的公共电极的整体。在其它实施例中，所述栅电极可以被布置在与所述传感器电极120分离的衬底或衬底的表面上或者两者上。尽管所述传感器电极120可以在所述衬底上被电绝缘，所述电极可以在所述感测区域170的外部(例如，在连接区域中，所述连接区域在所述传感器电极120上发送或接收电容性感测信号)被耦合在一起。在各种实施例中，所述传感器电极120可以使用各种图案而被布置在阵列中，在其中所述电极120不是全部是相同的大小和形状。此外，所述阵列中的电极120之间的距离可能不是等距的。
在上面所讨论的传感器电极布置中的任何一个中，所述传感器电极120和/或(一个或多个)栅电极可以被形成在衬底上，所述衬底在所述显示装置160的外部。例如，所述电极120和/或(一个或多个)栅电极可以被布置在所述输入装置100中的透镜的外表面上。在其它实施例中，所述传感器电极120和/或(一个或多个)栅电极被布置在所述显示装置的滤色器玻璃和所述输入装置的所述透镜之间。在其它实施例中，所述传感器电极120和/或(一个或多个)栅电极中的至少一部分可以被如下这样布置：它们在薄膜晶体管(TFT)衬底和所述显示装置160的滤色器玻璃之间。在一个实施例中，第一多个传感器电极120和/或(一个或多个)栅电极被布置在所述TFT衬底和所述显示装置160的滤色器玻璃之间，并且所述第二多个传感器电极120和/或第二(一个或多个)栅电极被布置在所述滤色器玻璃和所述输入装置100的所述透镜之间。在一个实施例中，所述第二多个传感器电极120被布置在所述输入装置100的所述滤色器玻璃、所述透镜和偏振器中的一个上。在又另外的实施例中，传感器电极120和/或(一个或多个)栅电极中的全部被布置在所述TFT衬底和所述显示装置的滤色器玻璃之间，其中所述传感器电极120可以被布置在相同的衬底上或者不同的衬底上，如上面所描述的。
在一个或更多实施例中，至少第一多个传感器电极120包括在更新所述显示器时使用的所述显示装置160的一个或更多显示电极。例如，所述传感器电极120可以包括所述公共电极，诸如Vcom电极的一个或更多分段、源驱动线、栅极线、阳极子像素电极或阴极像素电极、或任何其它显示元件。这些公共电极可以被布置在适当的显示屏衬底上。例如，所述公共电极可以被布置在一些显示屏(例如，平面内切换(IPS)、边缘场切换(FFS)或平面至线切换(PLS)、有机发光二极管(OLED))中的透明的衬底(例如，玻璃衬底、TFT玻璃、或任何其它透明的材料)上、被布置在一些显示屏(例如，图案化的垂直对准(PVA)、多域垂直对准(MVA)、IPS和FFS)的滤色器玻璃的底部上、被布置在阴极层(例如，OLED)之上，等等。在这样的实施例中，所述公共电极也可以被称为“组合电极”，因为其执行多个功能。在各种实施例中，所述传感器电极120中的每个包括与像素或子像素相关联的一个或更多公共电极。在其它实施例中，至少两个传感器电极120可以共享与像素或子像素相关联的至少一个公共电极。尽管所述第一多个传感器电极可以包括被配置用于显示更新和电容性感测的一个或更多公共电极，所述第二多个传感器电极可以被配置用于电容性感测并且不用于执行显示更新。此外，在一个或更多实施例中，当存在时，所述栅电极和/或浮动电极包括一个或更多公共电极。
可替代地，所述传感器电极120中的全部可以被布置在所述TFT衬底和所述显示装置160的滤色器玻璃之间。在一个实施例中，第一多个传感器电极被布置在所述TFT衬底上，每个包括一个或更多公共电极，并且第二多个传感器电极可以被布置在所述滤色器玻璃和所述TFT衬底之间。特别地，所述接收器电极可以在所述滤色器玻璃上的黑掩模内被布线。在另一实施例中，所述传感器电极120中的全部包括一个或更多公共电极。所述传感器电极120可以作为电极的阵列而整体地位于所述TFT衬底或所述滤色器玻璃上。如上面所讨论的，所述传感器电极120中的一些可以在所述阵列中使用跳线而被耦合在一起，或者所有所述电极120可以在所述阵列中被电绝缘，并且使用栅电极来屏蔽或防护所述传感器电极120。在一个或更多实施例中，当存在时，所述栅电极包括一个或更多公共电极。
在上面所描述的传感器电极布置中的任何一个中，所述传感器电极120可以在所述输入装置100中通过将所述传感器电极120划分成发射器电极和接收器电极而在跨电容感测模式、绝对电容感测模式或两者的某种混合中被操作。如将在下面被更详细地讨论的，所述传感器电极120中的一个或多个或者所述显示电极(例如，源极线、栅极线或参考(公共)线)可以被用于执行屏蔽或防护。
继续参考图1，与所述传感器电极120耦合的所述处理系统110包括传感器模块，并且在各种实施例中，处理系统110可以附加地或可替代地包括显示驱动器模块(或“显示模块”)。所述传感器模块包括被配置成驱动所述传感器电极120中的至少一个用于在输入感测在其中被期望的周期期间进行电容性感测的电路。在一个实施例中，所述传感器模块被配置成将已调制的信号驱动到所述至少一个传感器电极上，以检测所述至少一个传感器电极和输入对象之间的绝对电容的改变。在另一实施例中，所述传感器模块被配置成将发射器信号驱动到所述至少一个传感器电极上，以检测所述至少一个传感器电极和另一传感器电极之间的跨电容的改变。所述已调制的信号和发射器信号一般是变化的电压信号，其在针对输入感测分配的时间段之上包括多个电压转变，并且也可以被称为电容性感测信号。在各种实施例中，所述已调制的信号和发射器信号在形状、频率、振幅和/或相位中的至少一个方面是相似的。在其它实施例中，所述已调制的信号和所述发射器信号在频率、形状、相位、振幅和相位方面是不同的。所述传感器模块可以被选择性地耦合至所述传感器电极120中的一个或多个。例如，所述传感器模块可以被耦合至所述传感器电极120中的至少一个，并且在绝对电容和/或跨电容感测模式中操作。
所述传感器模块包括被配置成在输入感测在其中被期望的周期期间用所述传感器电极120接收结果信号(其包括对应于所述已调制的信号或所述发射器信号的影响)的电路。所述传感器模块可以确定所述感测区域170中的输入对象140的位置，或者可以将包括指示所述结果信号的信息的信号提供给另一模块或处理器，例如，确定模块或所述电子装置的处理器(即主处理器)，用于确定所述感测区域170中的输入对象140的位置。
所述显示驱动器模块包括被配置成在显示更新周期期间将显示图像更新信息提供给所述显示装置160的显示器的电路。在一个实施例中，所述显示驱动器被耦合至所述显示电极(源电极、栅电极和Vcom电极)，其被配置成驱动至少一个显示电极以设置与显示装置的像素相关联的电压，并且在防护模式中操作所述至少一个显示电极以减轻多个传感器电极中的第一传感器电极和所述至少一个显示电极之间的耦合电容的影响。在各种实施例中，所述显示电极是将电压驱动到与所述像素相关联的存储元件上的源电极、设置与所述像素相关联的晶体管上的栅极电压的栅电极以及向所述存储元件提供参考电压的公共电极中的至少一个。
在一个实施例中，所述传感器模块和显示驱动器模块可以被包括在公共集成电路(第一控制器)内。在另一实施例中，所述传感器模块和显示驱动器模块被包括在两个独立的集成电路中。在包括多个集成电路的那些实施例中，同步机构可以被耦合在它们之间，其被配置成同步显示更新周期、感测周期、发射器信号、显示更新信号等等。
过采样的步骤和等待系统
图2是根据一个实施例的示例性处理系统的框图。布置200提供了被包括在输入装置100中的处理系统110的一个实现。
布置200包括发射器电极205和接收器电极210，其中的每个是传感器电极120的实例。所述发射器电极205和接收器电极210被电容性地耦合，以致将电容性感测信号驱动到所述发射器电极205上导致结果信号在所述接收器电极210上被接收。在一些实施例(例如，跨电容感测)中，所述发射器电极205是与所述接收器电极210不同的电极。在一些实施例(例如，绝对电容感测)中，所述发射器电极205可以与所述接收器电极210相同。换句话说，在一些实施例中，可以由同一电极驱动所述电容性感测信号并接收所述结果信号。
布置200包括电荷积累模块215，其包括一般操作用以在所述接收器电极210上累积电荷用于执行电容性测量的硬件。所述电荷积累模块215包括输入开关216，其被闭合以开始(或重新开始)累积电荷，并且被打开以停止(或暂停)所述累积。所述输入开关216可以是晶体管或任何其它适合的开关器件。
电荷积累模块215包括运算放大器(op-amp)217，其经由所述输入开关216而被选择性地与所述接收器电极210耦合。电荷积累模块215包括被布置在op-amp 217的输出端子和负输入端子之间的反馈电容器218。电荷积累模块215的一些实施例包括重置开关219，其被闭合以将所述op-amp 217的输出与预定的电压耦合。如所显示的，op-amp 217的正输入端子被接地，并且导致当重置开关219被闭合时所述输出端子的电压要转至接地。所述预定的电压的其它值是可能的。例如，所述正输入端子可以与在干线电压之间的中点处的电压(诸如(Vdd/2))相连接。
所述电荷积累模块215的输出与模拟至数字转换器(ADC)220耦合，所述模拟至数字转换器(ADC)220被配置成采样所述输出的值。在一些实施例中，所述ADC 220在所述电容性感测信号的每个感测半周期期间采样多次，用于改进的感测性能，并且产生对应的半周期感测数据。在一些实施例中，所述ADC 220被配置成在所述感测半周期内的积累周期期间周期性地对所述电荷积累模块215的输出采样，并且最后一次采样被对准至发生在所述积累周期的末端处。在一些实施例中，所述ADC 220进一步被配置成在所述感测半周期期间发生的延展周期期间不对电荷积累模块215的输出采样。针对包括重置开关219的布置200的实施例，所述布置200可以进一步包括重置校正模块225，其被配置成减轻通过使用所述重置开关219引入的所述输入装置的干扰敏感性。
滤波器模块230被配置成接收由所述ADC 220产生的半周期感测数据，其在一些情况下也由所述重置校正模块225处理。所述滤波器模块230在一些情况下包括硬件，但是在一些实施例中可以被特别地以软件、固件等等实现。所述滤波器模块230一般操作用以衰减在一个或更多频率处的所接收的信号的干扰分量。所述滤波器模块230包括模拟和/或数字滤波的一个或更多阶段。所滤波的数据随后被用于确定针对输入对象的位置信息，例如使用所述输入装置的主处理器和/或所述处理系统的确定模块。在一个可替代的实施例中，所述滤波器模块230在所述ADC 220之前包括至少一个滤波器阶段，并且在所述ADC 220之后可以包括一个或更多滤波器阶段。在一个实例中，所述电荷积累模块215不包括所述重置开关219，但是包括与所述反馈电容器218并联布置的电阻器。所述电阻器和反馈电容器218的组合充当模拟高通滤波器，其衰减被提供给ADC 220的输出中的低频干扰。
图3A和3B是示出了根据一个实施例的示例性滤波器模块的不同的实现的框图。滤波器模块230的实现300包括积累周期滤波器305、下采样器310、解调模块315、突发周期滤波器320和下采样器325。
在一些实施例中，电容性测量对应于所发送的电容性感测信号内的多个感测周期的“突发”。每个感测周期均包括交替极性的两个感测半周期，以致整个突发对应于预定数量Nhcyc的感测半周期。在所述Nhcyc个感测半周期中的每个半周期内，并且在所述电荷积累模块215的操作(图2)期间，所述ADC 220获取若干样本Nint。因此，被包括在每个突发中的样本的总数量是Nburst＝Nhcyc×Nint。
所述样本由所述积累周期滤波器305以所述ADC采样速率滤波。所述积累周期滤波器305典型地是被配置成使用任何适合的开窗函数产生ADC样本的加权平均的数字开窗滤波器。所述积累周期滤波器305的一些实例包括矩形窗口、对应于最大感测频率的正弦窗口、对应于最小感测频率的正弦窗口、汉宁(Hanning)窗口等等。所述下采样器310随后按照被包括在每个半周期中的样本的数量Nint对所滤波的数据进行下采样。
所述解调模块315一般操作用以相干地组合在正和负感测半周期期间获取的数据。所述解调模块315在一些情况下包括硬件，但是在一些实施例中可以被特别地以软件、固件等等实现。在一些实施例中，所述解调模块315包括乘法器，所述乘法器被配置成根据所述感测半周期的极性将所述下采样的数据交替地乘以1或-1，尽管根据所述电容性感测信号的特性，其它类型的解调是可能的。
所述解调的数据使用突发周期滤波器320而被滤波。所述突发周期滤波器320典型地是第二数字开窗滤波器。所述突发周期滤波器320一般执行所述积累周期滤波器305输出的加权平均，并且以所述感测频率的奇数谐波之间的频率对噪声/干扰滤波。所述突发周期滤波器320的长度和形状确定“信道选择性”，换句话说，所述感测频率周围的主瓣的宽度和在其它频率处的零值的振幅。下采样器325随后按照对应于每个突发的感测半周期的数量Nhcyc对所述数据进行下采样。
在图3B中描绘的滤波器模块230的实现350中，复合滤波器355被施加至由所述ADC220获取的所述数据样本。所述复合滤波器355可以合并在布置300中显示的若干功能模块(例如，积累周期滤波、解调和突发周期滤波)，并且以所述ADC采样速率操作。所述下采样器360随后按照被包括在每个突发中的样本的数量Nburst对所述数据进行下采样。在一些情况下，使用所述复合滤波器能够提供改进的滤波性能，因为所述突发周期滤波器以全ADC样本分辨率操作，而不是与先前的下采样的数据相关联的降低的分辨率(即，在下采样器310之后)。
图4是示出了根据一个实施例的示例性处理系统的操作的定时图。一般而言，图表400描绘了在电容性感测信号内的示例性突发期间所述处理系统的操作。
所述发射(TX)图405表示由发射器电极发送的所述电容性感测信号。如所显示的，所述电容性感测信号是具有期望的特性的方形波，尽管其它适合的波形是可能的。所述电容性感测信号作为N个感测周期4101至410N的突发402而被发送。每个感测周期410包括正半周期415POS和负半周期415NEG。
图420表示所述电荷积累模块的输入开关216的操作。在每个感测半周期415内，图420包括积累周期425和延展周期430。在所述积累周期425期间，所述输入开关216被闭合，并且所述电荷积累模块累积来自所接收的电容性感测信号的电荷。在所述延展周期430期间，所述输入开关216被打开，并且所述电荷积累模块暂停或停止所述电荷的累积。
一般而言，在所述处理系统的操作期间可以选择和/或调整所述感测频率，以便避免干扰源。为了改变感测频率，所述积累周期425的长度和/或所述延展周期430的长度可以被调整。在一些实施例中，为了提供用于跨越感测频率的改变执行ADC计算的一致的基线，所述积累周期425的长度实质上被保持不变，而所述延展周期430的长度被调整。一般而言，更长的延展周期430对应于更长的感测半周期415以及更低的感测频率，并且反之亦然。在一些实施例中，所述延展周期430可以高达所述对应的感测半周期的20％或更多。因此，可以基于期望的感测频率选择和/或调整延展周期430的长度。
在图435中描绘了ADC 220的操作。在每个感测半周期的所述积累周期425期间预定数量的样本440被获取。传统地，ADC在每个积累周期425的末端处获取单个样本(即，每感测半周期一个样本)。由所述ADC进行的采样引起混叠，并且在所述感测频率的奇数谐波处增大了所述输入装置的干扰敏感性。在一些实施例中，所述ADC的采样频率被增大以便每感测半周期采样两个或更多样本，以致混叠的影响被偏移至更高的频率，并且所述滤波器模块可以提供所述更高频率内容的更大的衰减。
图445示出了所述重置开关319的操作。所述重置开关319在每个积累周期425期间被打开，允许所述电荷积累器模块累积电荷。在每个延展周期430内，所述重置开关319可以被闭合一段时间450，以将所述电荷积累器模块重置到预定的值。然而，所述重置开关319的所述操作引起增大的干扰敏感性，并且能够减轻通过上面所讨论的过采样和滤波技术而被提供的所述降低的敏感性。
图5A示出了根据一个实施例的示例性滤波器模块的组件的脉冲响应。图505描绘了示例性积累周期滤波器305的脉冲响应。一般而言，所述积累周期滤波器是提供所述ADC样本的加权平均的数字开窗滤波器。例如，所述开窗滤波器可以使用矩形窗口、正弦窗口、汉宁(Hanning)窗口等等。如所显示的，所述开窗滤波器对八个样本操作，尽管此数量可以变化。
图510描绘了解调模块315的脉冲响应。如所显示的，每个八个ADC样本的组交替地对应于正感测半周期和负感测半周期。因此，图510描绘了将所述下采样的ADC样本交替地乘以1和-1，导致在所述解调器输出处的相同的信号极性。
图515显示了突发周期滤波器320，其如上面所讨论的对所解调的数据操作以执行加权平均，并且对在所述感测频率的奇数谐波之间的频率处的噪声/干扰滤波。所述突发周期滤波器320的性质可以被选择以控制信道选择性。
图5B示出了根据一个实施例的示例性滤波器模块的组件的频率响应。图520对应于100千赫(kHz)的感测频率。图525示出了所述解调模块315和突发周期滤波器320(与积累周期滤波分离)的组合的频率响应。此组件的组合易受到所述感测频率(即，基频)处和所述感测频率的奇数谐波处(即，在300、500、700和900kHz处)的干扰。
图530示出了由所述积累周期滤波器305提供的衰减。图535显示了复合滤波器355的敏感性(或者可替代地，所述滤波器模块230的复合影响)。一般而言，图535反映了解调模块315和突发周期滤波器320(图525)的所述组合在由所述积累周期滤波器305(图535)衰减之后的敏感性。图535示出了所述感测频率的所述奇数谐波处的降低的敏感性。除了在滤波器模块内使用积累周期滤波器305或复合滤波器355之外，增大所述ADC的采样频率可以进一步降低所述输入装置对干扰的敏感性。
图6A和6B示出了根据一个实施例的电荷积累模块内的重置开关的影响。
图615包括使用重置开关以周期性地将所述输出重置为预定电平的电荷积累模块的输出信号620。图615也包括图625，其表示电荷积累模块的输出信号，在没有使用周期性重置并且没有暂停电荷累积的情况下，例如在延展周期期间。
在感测半周期的延展周期430期间，所述电荷积累模块的输入开关被打开，以致所述电荷积累模块不继续累积电荷。因此，一旦在所述积累周期和延展周期之间的转变处打开所述输入开关，所述输出信号620的值被保持一段时间630。当在所述延展周期430内发生重置事件635时，所述重置开关被闭合，并且所述输出信号620被重置为预定的值。如所显示的，所述预定的值对应于零电压，但是可以是任何其它适合的值。在所述延展周期期间的时间处，并且随所述输出信号到达所述预定的值之后，所述重置开关被再次打开。然而，所述输出信号保持在所述预定的值处，直至下一个积累周期425开始。相对照地，图625显示了在增大的输出电压值中被反映的电荷的实质上连续的累积。
布置600是示出了所述重置操作的数字逻辑等同体的框图，其可以使用模拟电路而被执行。所述输入信号(图625)由采样和保持(SH)电路605采样。因为所述采样和保持电路605在所述正感测半周期和所述负感测半周期两者期间采样，所述电路在所述感测频率fsense两倍的频率处操作。所述样本被保持，并且在减法器610处被从所述输入信号中减去，以产生所述电荷积累模块的所述输出信号620。
所述采样和保持电路605的所述采样操作导致混叠以及在奇数谐波处的无衰减的敏感性。实际上，来自增大所述ADC的所述采样频率以及对所述样本滤波的降低的敏感性的益处通过由使用所述周期性重置引入的敏感性而被减少或否定。
图6C示出了根据一个实施例的示例性重置校正模块。所述布置635提供了所述重置校正模块225的一个可能的配置。操作所述电荷积累模块的所述重置开关的影响可以实质上被所述重置校正模块225减轻。在一些实施例中，所述重置校正模块225包括采样和保持电路640，所述采样和保持电路640在所述电荷积累模块的所述输入开关闭合时(例如，在所述延展周期和积累周期之间的转变之上)对所述输出信号620采样。所述采样和保持(SH)电路640以所述感测频率fsense的两倍进行采样。所述加法器645将所述样本加上输出信号620的当前值，以重构来自所述电荷积累模块的原始输出波形，其移除由所述重置开关的操作引起的输出信号620的干扰产生部分。
在一些实施例中，所述重置校正模块225可以进一步被配置成重置所述样本，并且在感测半周期的每个突发的末端处保持所述采样和保持电路640的值，有效地允许突发之间的重置。此配置不影响所述输入装置的干扰敏感性，因为下采样在所述突发的末端处发生。如在图6A的所述建模中所看到的，重置操作具有与采样(注意所述采样和保持电路605)相似的影响。通过允许重置发生在所述突发的末端处(即，最终的下采样发生之处)，由再次采样(使用采样和保持电路640)引起的混叠仍将发生。然而，在此阶段，所述滤波已经被完成，以致所述干扰已经被衰减(参见图5B的图535)，因此任何量的混叠的干扰能量比如果所述重置校正在(一个或多个)滤波阶段之前被执行小的多。
图7示出了根据一个实施例的电容性感测的方法。一般使用输入装置的处理系统执行方法700。方法700开始于框705处，在其处所述处理系统发送包括多个感测半周期的电容性感测信号。在一些实施例中，所述多个感测半周期包括交替的正和负半周期。
方法700进入针对所发送的电容性感测信号的每个感测半周期的循环。每个感测半周期可以包括各自的积累周期425和延展周期430。在所述积累周期425内，在框710处，所述处理系统对所发送的电容性感测信号的影响采样，以产生半周期感测数据。在一些实施例中，ADC在每个感测半周期期间执行多次采样以便改进感测性能，降低较低感测频率处的敏感性。在框715处，并且在所述积累周期期间，所述处理系统更新反映从所采样的影响测量的电荷的积累计数。
在框720处，并且在所述延展周期期间，所述处理系统将所述积累计数重置为预定的值。在一些实施例中，所述处理系统通过闭合所述电荷积累模块中的重置开关来执行所述重置。在框725处，所述处理系统将重置校正值施加至所述半周期感测数据。在一些实施例中，所述重置校正值减轻了由所述重置开关的操作引起的所述输入装置的干扰敏感性。
在框730处，所述处理系统将滤波器施加至所述半周期感测数据。所述滤波器包括模拟和/或数字滤波的一个或更多滤波阶段。例如，所述滤波器可以包括(一个或多个)数字开窗滤波器和/或解调模块和/或(一个或多个)下采样器。在一个实施例中，所述滤波器包括以相同的速率执行若干独立的滤波和/或解调功能的复合滤波器。在框735处，所述处理系统使用所滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。方法700在步骤735的完成之后结束。
结论
对在感测半周期期间接收的所发送的电容性感测信号的影响进行过采样并且执行适当的模拟和/或数字滤波能够改进输入装置对干扰的免疫。针对包括所述电荷积累模块内的重置功能性的输入装置的实施例，所述重置功能性可以操作用以降低或否定由所述过采样和滤波技术引起的所述输入装置的所述增大的免疫。在一些实施例中，重置校正模块可以减轻由所述重置功能性引入的频率敏感性。
因此，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公开。然而，本领域技术人员将认识到：仅为了例示和实例的目的，前面的描述和实例已被呈现。如所提出的描述不是意在是穷尽的，或者将本公开限制于所公开的精确的形式。
鉴于前面所述,本公开的范围由随附的权利要求确定。
100 输入装置
110 处理系统
120 传感器电极
130 按钮
140 输入对象
150 电子系统
160 显示装置
170 感测区域
200 布置
205 发射器电极
210 接收器电极
215 电荷积累模块
216 输入开关
217 运算放大器
218 反馈电容器
219 重置开关
220 ADC
225 校正模块
230 滤波器模块
300 布置
305 积累周期滤波器
310 下采样器
315 解调模块
319 重置开关
320 突发周期滤波器
325 下采样器
350 实现
355 复合滤波器
360 下采样器
400 图
405 图
410 感测周期
415 感测半周期
420 图
425 积累周期
430 较长的延展周期
435 图
440 样本
445 图
450 周期
505 图
510 图
515 图
520 图
525 图
530 图
535 图
600 布置
605 电路
610 减法器
615 图
620 输出信号
625 图
630 周期
635 布置
640 电路
645 加法器
700 方法
705 框
710 框
715 框
720 框
725 框
730 框
735 框

Claims (20)

1.一种使用包括多个发射器电极和多个接收器电极的输入装置进行电容性感测的方法，所述方法包括：
在所述多个发射器电极中的一个或多个上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号；
在每个感测半周期期间，两次或更多次采样所述发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或多个的影响，以产生半周期感测数据；
滤波所述半周期感测数据；以及
使用所述滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中滤波所述半周期感测数据包括所述半周期感测数据的所述采样的影响的加权平均。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述多个感测半周期中的每个包括各自的积累周期和各自的延展周期，其中在每个积累周期期间执行对所述发送的电容性感测信号的所述影响采样。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述电容性感测信号在至少第一和第二突发中被发送，其中每个突发包括各自的多个感测半周期，其中所述第一突发的所述感测半周期具有第一长度的延展周期，并且其中所述第二突发的所述感测半周期具有与所述第一长度不同的第二长度的延展周期。
5.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
在每个积累周期期间更新反映在所述积累周期期间被测量的电荷的积累计数，其中所述采样的影响对应于所述积累计数；
在每个延展周期期间将所述积累计数重置为预定的值；以及
在滤波所述半周期感测数据之前将重置校正值施加至所述半周期感测数据。
6.如权利要求1所述的方法，包括：执行绝对电容感测技术以获得所述发送的电容性感测信号的所述采样的影响。
7.如权利要求1所述的方法，包括：执行跨电容感测技术以获得所述发送的电容性感测信号的所述采样的影响。
8.如权利要求1所述的方法，其中被施加至所述半周期感测数据的所述滤波器是数字开窗滤波器。
9.一种输入装置，包括：
多个发射器电极；
多个接收器电极；以及
处理系统，其与所述多个发射器电极和所述多个接收器电极耦合，并且包括电路，所述电路被配置成：
在所述多个发射器电极中的一个或多个上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号；
在每个感测半周期期间，两次或更多次采样所述发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或多个的影响，以产生半周期感测数据；
滤波所述半周期感测数据；以及
使用所述滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。
10.如权利要求9所述的输入装置，其中滤波所述半周期感测数据包括所述半周期感测数据的所述采样的影响的加权平均。
11.如权利要求9所述的输入装置，其中所述处理系统被配置成：
用包括各自的积累周期和各自的延展周期的所述多个感测半周期中的每个发送所述电容性感测信号；以及
在每个积累周期期间对所述发送的电容性感测信号的所述影响采样。
12.如权利要求11所述的输入装置，其中所述电容性感测信号在至少第一和第二突发中被发送，其中每个突发包括各自的多个感测半周期，其中所述第一突发的所述感测半周期具有第一长度的延展周期，并且其中所述第二突发的所述感测半周期具有与所述第一长度不同的第二长度的延展周期。
13.如权利要求11所述的输入装置，其中所述处理系统包括具有重置开关的电荷积累器，并且其中所述处理系统进一步被配置成：
使用所述电荷积累器并且在每个积累周期期间更新反映在所述积累周期期间被测量的电荷的积累计数，其中所述采样的影响对应于所述积累计数；
在每个延展周期期间闭合所述重置开关以将所述积累计数重置为预定的值；以及
在滤波所述半周期感测数据之前将重置校正值施加至所述半周期感测数据。
14.如权利要求9所述的输入装置，其中所述处理系统被配置成执行绝对电容感测技术以获得所述发送的电容性感测信号的所述采样的影响。
15.如权利要求9所述的输入装置，其中所述处理系统被配置成执行跨电容感测技术以获得所述发送的电容性感测信号的所述采样的影响。
16.如权利要求9所述的输入装置，其中所述处理系统包括被配置成对所述半周期感测数据滤波的数字开窗滤波器。
17.一种用于电容性感测的处理系统，包括：
触摸控制器电路，其被配置成：
与多个发射器电极和多个接收器电极耦合；
在所述多个发射器电极中的一个或多个上发送包括多个感测半周期的电容性感测信号；
在每个感测半周期期间两次或更多次采样所述发送的电容性感测信号对所述多个接收器电极中的一个或多个的影响，以产生半周期感测数据；
滤波所述半周期感测数据；以及
使用所述滤波的半周期感测数据确定针对输入对象的位置信息。
18.如权利要求17所述的处理系统，其中所述触摸控制器电路被配置成：
用包括各自的积累周期和各自的延展周期的所述多个感测半周期中的每个发送所述电容性感测信号；以及
在每个积累周期期间对所述发送的电容性感测信号的所述影响采样。
19.如权利要求18所述的处理系统，其中所述触摸控制器电路进一步包括具有重置开关的电荷积累器，并且其中所述触摸控制器电路进一步被配置成：
使用所述电荷积累器并且在每个积累周期期间更新反映在所述积累周期期间被测量的电荷的积累计数，其中所述采样的影响对应于所述积累计数；
在每个延展周期期间闭合所述重置开关以将所述积累计数重置为预定的值；以及
在滤波所述半周期感测数据之前将重置校正值施加至所述半周期感测数据。
20.如权利要求17所述的处理系统，其中所述触摸控制器电路进一步包括被配置成滤波所述半周期感测数据的数字开窗滤波器。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015008485A1 (de) * 2015-07-01 2017-01-05 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Messen eines Kapazitätswertes
US10444892B2 (en) * 2015-10-07 2019-10-15 Microchip Technology Incorporated Capacitance measurement device with reduced noise
US10795504B2 (en) 2015-11-18 2020-10-06 Stmicroelectroics Asia Pacific Pte Ltd Frequency hopping for a capacitive touch screen controller
US10768746B1 (en) 2016-05-10 2020-09-08 Apple Inc. Quasi-continuous-time sampling of discrete-time sampled signals
EP3402074B1 (en) * 2017-05-12 2022-04-06 Semtech Corporation Proximity sensor with nonlinear filter and method
CN110199247B (zh) * 2017-12-27 2022-07-29 深圳市汇顶科技股份有限公司 噪声检测方法及装置、电子设备和计算机可读存储介质
GB201722248D0 (en) * 2017-12-28 2018-02-14 Zedsen Ltd Examining objects with electric field
WO2021017003A1 (zh) 2019-08-01 2021-02-04 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测电路、触摸检测装置和电子设备
US11463088B2 (en) * 2019-09-18 2022-10-04 Semtech Corporation Proximity sensor with nonlinear filter and method
US11226706B2 (en) 2020-01-13 2022-01-18 Cypress Semiconductor Corporation Low-emissions touch controller
US20230034633A1 (en) * 2021-07-30 2023-02-02 Advanced Micro Devices, Inc. Data fabric c-state management
US11531425B1 (en) * 2021-11-03 2022-12-20 Synaptics Incorporated Inter-band harmonics interference mitigation for multi-frequency-region parallel scan

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100755681B1 (ko) * 2006-06-30 2007-09-05 삼성전자주식회사 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 장치 및방법
KR100915149B1 (ko) * 2007-07-19 2009-09-03 (주)에스엠엘전자 다채널 용량 감지 회로
BRPI1004217A2 (pt) * 2009-06-29 2016-02-23 Sony Corp painel de toque capacitivo, e, dispositivo de exibição
WO2011035486A1 (zh) * 2009-09-27 2011-03-31 智点科技有限公司 一种可排除显示影响触控的触控显示器
WO2011106575A2 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Synaptics Incorporated Varying demodulation to avoid interference
US20120043972A1 (en) * 2010-08-20 2012-02-23 Arun Jayaraman Method and circuit for reducing noise in a capacitive sensing device
US8729913B2 (en) * 2010-08-24 2014-05-20 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensing systems, circuits and methods that include current conveyor based oscillators
EP2464008A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-13 Fujitsu Semiconductor Limited Sampling circuitry
JP4897982B1 (ja) * 2011-01-13 2012-03-14 パナソニック株式会社 タッチパネル装置およびタッチ位置検出方法
US9086439B2 (en) * 2011-02-25 2015-07-21 Maxim Integrated Products, Inc. Circuits, devices and methods having pipelined capacitance sensing
US9367181B2 (en) * 2011-03-08 2016-06-14 Synaptics Incorporated System and method for determining user input and interference on an input device
US9268441B2 (en) * 2011-04-05 2016-02-23 Parade Technologies, Ltd. Active integrator for a capacitive sense array
JP5734805B2 (ja) * 2011-10-12 2015-06-17 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置、駆動回路、駆動方法、および電子機器
CN102495701B (zh) * 2011-11-16 2014-12-10 敦泰科技有限公司 一种电容触摸屏的触摸检测方法和触摸检测装置
GB2499242A (en) * 2012-02-10 2013-08-14 Alterix Ltd methods of operating excitation circuitry and/or measurement circuitry in a digitiser and a method of manufacturing a transducer for a digitiser
KR101318447B1 (ko) * 2012-03-20 2013-10-16 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 장치와 그 더블 샘플링 방법
US9791487B2 (en) * 2012-03-29 2017-10-17 Egalax_Empia Technology Inc. Method and device for measuring signals
US8913033B2 (en) * 2012-05-29 2014-12-16 Elo Touch Solutions, Inc. Projected capacitive touch sensor circuit
US9442598B2 (en) * 2013-02-08 2016-09-13 Synaptics Incorporated Detecting interference in an input device having electrodes
US8890841B2 (en) * 2013-03-13 2014-11-18 3M Innovative Properties Company Capacitive-based touch apparatus and method therefor, with reduced interference
WO2015041256A1 (ja) * 2013-09-17 2015-03-26 Ａｖｃテクノロジー株式会社 タッチパネル装置とタッチパネルの駆動方法
US20150091851A1 (en) * 2013-10-02 2015-04-02 Synaptics Incorporated Simultaneous display updating and capacitive sensing for an integrated device
US9442615B2 (en) * 2013-10-02 2016-09-13 Synaptics Incorporated Frequency shifting for simultaneous active matrix display update and in-cell capacitive touch
KR101555515B1 (ko) * 2014-03-24 2015-10-06 주식회사 동부하이텍 터치 센서
JP6568205B2 (ja) * 2014-08-25 2019-08-28 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 干渉を低減した静電容量ベースのタッチ装置及び方法
KR102243635B1 (ko) * 2014-11-21 2021-04-26 엘지디스플레이 주식회사 터치 센싱 회로와 이를 이용한 표시장치 및 터치 센싱 방법
CN104407190B (zh) * 2014-11-26 2017-02-01 电子科技大学 一种全数字化的随机采样方法
US9817502B2 (en) * 2014-12-29 2017-11-14 Synaptics Incorporated Switched-capacitor harmonic-reject mixer
CN106257386B (zh) * 2015-06-22 2021-04-02 三星电子株式会社 利用自适应滤波器的触摸屏控制器和触摸屏系统

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