CN107223227A - 用于传感器的正交频分扫描方法 - Google Patents

用于传感器的正交频分扫描方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107223227A
CN107223227A CN201680008070.9A CN201680008070A CN107223227A CN 107223227 A CN107223227 A CN 107223227A CN 201680008070 A CN201680008070 A CN 201680008070A CN 107223227 A CN107223227 A CN 107223227A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sensor
driving electrodes
drive signal
equipment according
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201680008070.9A
Other languages
English (en)
Inventor
R·B·库
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN107223227A publication Critical patent/CN107223227A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/047—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using sets of wires, e.g. crossed wires
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/12—Fingerprints or palmprints
    • G06V40/13—Sensors therefor
    • G06V40/1306—Sensors therefor non-optical, e.g. ultrasonic or capacitive sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

在实施例中，设备包含经配置以操作性地耦接到传感器(例如，触摸面板传感器、指纹传感器)的控制器。所述传感器包含多个驱动电极及多个感测电极。节点形成在所述多个驱动电极与所述感测电极的交叉点处。所述控制器包含操作性地耦接到所述多个驱动电极的输出电路。所述输出电路经配置以产生独特驱动信号以驱动触摸面板传感器的对应驱动电极。所述触摸面板控制器还包含操作性地耦接到所述感测电极的输入电路。所述输入电路经配置以测量形成在所述多个驱动电极的每一交叉点处的互电容以形成接近于所述传感器的一或多个对象的图像。

Description

用于传感器的正交频分扫描方法
优先权要求
本申请案要求2015年2月6日申请且名为“用于传感器的正交频分扫描方法(ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION SCANNING METHOD FOR SENSORS)”的美国临时专利申请案第62/112,778号及2016年2月4日申请且名为“用于传感器的正交频分扫描方法(ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION SCANNING METHOD FOR SENSORS)”的美国专利申请案第15/016,112号的优先权，所述专利申请案两者特此以引用的方式并入。
背景技术
触摸面板为允许电子装置的操作者使用诸如手指、手写笔等等的器具而将输入提供到所述装置的人机接口(human machine interface；HMI)。举例来说，操作者可使用其手指以操纵电子显示器(诸如附接到移动计算设备的显示器、个人计算机(PC)，或连接到网络的终端机)上的图像。在一些状况下，操作者可同时使用两个或两个以上手指以提供独特命令，诸如：放大命令，其是通过使两个手指远离彼此进行移动而执行；缩小命令，其是通过使两个手指朝向彼此进行移动而执行；等等。
触摸屏幕为并有覆盖在显示器上的触摸面板以检测所述屏幕的显示区域内的触摸的存在及/或位置的电子视觉显示器。触摸屏幕在诸如一体式计算机、平板计算机、卫星导航装置、游戏设备、媒体装置及智能电话的装置中是常见的。触摸屏幕使得操作者能够直接地与由位于触摸面板下的显示器显示的信息互动，而非间接地与由鼠标或触摸板控制的指针互动。电容性触摸面板常常与触摸屏幕装置一起使用。电容性触摸面板通常包含涂布有诸如氧化铟锡(ITO)的透明导体的诸如玻璃的绝缘体。因为人体也是电导体，所以触摸所述面板的表面会引起所述面板的静电场畸变，此相当于电容改变。
指纹传感器为用以捕获指纹图案(例如，指纹的实时扫描)的数字图像的电子装置。实时扫描可用以形成生物识别模板，其可被存储及用于匹配目的。
发明内容
在实施例中，一种设备包含经配置以操作性地耦接到传感器(例如，触摸面板传感器、指纹传感器)的控制器。所述传感器包含多个驱动电极及多个感测电极。节点(“像素”)形成在所述多个驱动电极及所述感测电极的交叉点处。所述控制器包含操作性地耦接到所述多个驱动电极的输出电路。所述输出电路经配置以产生独特驱动信号以驱动所述传感器的对应驱动电极。所述控制器还包含操作性地耦接到所述感测电极的输入电路。所述输入电路经配置以测量形成在所述多个驱动电极及所述多个感测电极的每一交叉点处的互电容以形成接近于所述传感器的一或多个对象的图像。
提供此[发明内容]而以简化形式介绍下文在[实施方式]中进一步所描述的概念的选择。此[发明内容]并不旨在识别所要求主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作辅助来确定所要求主题的范围。
附图说明
参考附图来描述详细描述。在描述及图中的不同情况下使用相同参考编号可指示相似或相同项目。
图1为根据本发明的一实例实施方案的说明触摸面板传感器系统的框图。
图2为说明触摸面板传感器系统的框图，其中正在触摸传感器上方执行触摸事件。
图3及4为说明各种驱动信号振幅相对于驱动信号频率的图解图形，其中图3说明不在触摸传感器上方执行触摸事件的振幅，且图4说明根据图2所说明的触摸事件的振幅。
图5为说明触摸面板传感器系统的框图，其中正在触摸传感器上方执行触摸事件。
图6及7为说明各种驱动信号振幅相对于驱动信号频率的图解图形，其中图6说明不在触摸传感器上方执行触摸事件的振幅，且图7说明根据图5所说明的触摸事件的振幅。
图8为根据本发明的另一实例实施方案的说明触摸面板传感器系统的框图，其中频率产生器经配置以产生具有呈交错形式的频率特性的驱动信号。
图9为根据本发明的另一实例实施方案的说明触摸面板传感器系统的框图，其中频率产生器经配置以产生具有载波频率的驱动信号。
图10为根据本发明的另一实例实施方案的说明触摸面板传感器系统的框图，其中手写笔正在触摸传感器上方执行触摸事件。
图11到13说明根据本发明的一实例实施方案的各种图解数据发射协议。
具体实施方式
概观
通常，测量触摸传感器上的发射器线与接收器线的交叉点处的互电容时顺着所述传感器一次扫描一个行。如果触摸传感器必须以100个帧/秒(fps)进行更新且如果在每一帧中存在50个行以供扫描，那么每一行仅具有200μs(1/[(100fps)(50个行)])。在一些测量方法中，同时驱动多个行。在驱动波形已传播通过传感器路径之后，所述波形可在传感器的输入电路(例如，接收器)处被一起加总。
可由接收器使用各种驱动信号的正交性以识别所述驱动信号中的每一者的改变来确定阻抗如何在每一交叉点处改变。在触摸传感器或指纹传感器的状况下，所述传感器的每一驱动线是由自身具有正交信号的驱动信号驱动。所述信号可在帧时间期间连续地运行，且结果为整个触摸屏幕或指纹传感器主动地测量电容改变。
在实施例中，一种设备包含经配置以操作性地耦接到传感器(例如，触摸面板传感器、指纹传感器)的控制器。传感器包含多个驱动电极及多个感测电极。节点(“像素”)形成在多个驱动电极及感测电极的交叉点处。控制器包含操作性地耦接到多个驱动电极的输出电路。输出电路经配置以产生独特驱动信号以驱动触摸面板传感器的对应驱动电极。控制器还包含操作性地耦接到感测电极的输入电路。输入电路经配置以测量形成在多个驱动电极及多个感测电极的每一交叉点处的互电容以在传感器上形成对象的图像。另外，图像的进一步信号处理可确定手指的位置或与指纹相关联的独特特性(例如，独特凸纹线图案等等)。举例来说，如上文所描述，每一驱动信号可具有正交于其它驱动信号的频率特性的频率特性。
因此，接收器可测量信号的振幅及/或相位延迟，以便确定阻抗已如何沿着从发射器(例如，输出电路)到接收器(例如，输入电路)的路径改变。出于较大准确度起见而将测量一起平均化。
实例实施方案
图1说明根据本发明的一实例实施方案的传感器系统100。在一实施方案中，传感器系统100包括触摸面板传感器系统。在另一实施方案中，传感器系统100包括指纹传感器系统。传感器系统100包含传感器102(例如，触摸面板传感器、指纹传感器)、输出电路104(例如，具有多个传感器驱动器的发射器)、输入电路106(例如，接收器)，及控制器108。如所展示，控制器108操作性地连接(经由通信接口)到传感器102。在一或多个实施方案中，传感器102用以使在其表面上方的手指及/或手掌成像。在另一实施方案中，传感器102用以使定位在传感器102上方的手指的指纹凸纹线成像。举例来说，传感器102可包含具有多个行迹线(例如，电极)或驱动线110及多个列迹线(例如，电极)或感测线112的电容性感测媒体，以用于检测归因于面板的表面上方的手指或手掌的电容改变。因此，术语“线”、“电极”及“迹线”可在本文中被可互换地使用。控制器108(利用成像电路113)可实施用以处理传感器图像的功能以确定手指及/或手掌的位置。在一或多个实施方案中，控制器108经配置以检测触摸事件(例如，指纹、手掌等等)、手写笔装置事件及暂留事件的存在。
在一特定实施方案中，传感器102为定位在显示装置(诸如液晶显示器、阴极射线管、等离子显示器或其类似者)前方或内的透明面板。然而，在其它实施方案中，显示装置与触摸面板传感器可为分离的(即，触摸面板传感器并非定位在显示装置前方)。行迹线及列迹线可由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)的透明导电材料形成，但还可使用诸如铜或银的其它透明及非透明材料。在一些实施方案中，行迹线与列迹线可彼此垂直，使得行迹线及列迹线界定坐标系统，且每一坐标位置包括形成在行迹线与列迹线的交叉点118处的电容器，如本文中更详细地所描述。在其它实施方案中，其它非笛卡尔(Cartesian)定向也是可能的。如上文所描述，传感器系统100经配置以检测触摸事件(例如，指纹、手掌)、手写笔事件及暂留事件。
控制器108经配置以与传感器102介接以刺激传感器102(例如，刺激驱动线)且从感测线检测(例如，读取)电容改变。在一或多个实施方案中，控制器108包括经配置以驱动所述驱动线110(例如，驱动信道、驱动电极)的专用集成电路(ASIC)。在一实施方案中，控制器108可包括将处理功能提供到系统100的固件及/或ASIC。
如图1所展示，控制器108包含经配置以输出具有波形特性的驱动信号的输出电路104(例如，发射器)。如所展示，输出电路104包括用于产生具有波形特性的多个信号的频率产生器122。举例来说，频率产生器122经配置以产生具有相对于其它信号的波形特性的独特波形(例如，频率)特性的多个信号。频率产生器122以通信方式连接到多个数模转换器124(DAC)，且每一DAC 124以通信方式连接到相应缓冲器126。每一缓冲器126电连接到相应驱动线110。在一实施方案中，输出电路包含数目等于驱动线110的数目的DAC 124及缓冲器126。然而，在某一实施方案中，传感器驱动器可包括能够产生驱动信号的其它合适装置。
频率产生器122经配置以产生用于每一相应驱动线110的独特信号。举例来说，频率产生器122经配置以产生用于第一驱动线110的第一信号，且经配置以产生用于第二驱动线110的第二信号(等等)。在一实施方案中，频率产生器122产生相对于邻近信号具有正交频率特性的信号。举例来说，驱动第一驱动线110的第一信号相对于驱动第二驱动线110的第二信号可具有正交频率特性(其中第二驱动线110直接地邻近于第一驱动线110)。
驱动线110(例如，行)与感测线112(例如，列)的每一交叉点118表示具有特性互电容的像素。朝向对应像素118移动的接地对象(例如，手指、手写笔等等)可使存在于对应行与列交叉点之间的电场分流，此造成那个位置处的互电容减小。在操作期间，可通过驱动(经由传感器驱动器)具有波形对应于特定频率特性的预定电压信号的对应驱动线110而对每一行(或列)依序地充电。测量每一交叉点118的电容。即，感测电路106经配置以测量驱动线110与感测线112之间的驱动信号的电容耦合以确定对象相对于每一节点(例如，交叉点118像素)的电容。
控制器108经配置以致使频率产生器122产生驱动信号以用于扫描传感器102(例如，测量或确定传感器102内的电容改变)。举例来说，控制器108经配置以致使输出电路104输出具有预定义频率特性的信号(例如，产生在预定义频率范围内发生的输出信号)。感测电路106经配置以监测(例如，确定)在给定时间中转移的电荷以检测每一节点处的电容改变。使用传感器102内发生电容改变的位置及那些改变的量值以使接近于传感器102(例如，在传感器102上方)的手指及/或手掌成像。
在一些实施方案中，感测电路106(例如，接收器)可包含以通信方式连接到相应感测线112的低通滤波器128(例如，抗频叠滤波器)。低通滤波器128连接到相应缓冲器130，且缓冲器130以通信方式连接到相应模数转换器(ADC)132。感测电路106还包含以通信方式连接到ADC 132的快速傅里叶(Fourier)变换模块134。以高效方式计算离散傅里叶变换的快速傅里叶变换模块134将来自ADC的时间数据转换成其对应频率表示。快速傅里叶变换模块134以通信方式耦接到电容测量模块134。驱动信号含有独特频率，且电容测量模块134监测那些频率的振幅改变以确定互电容是否已在传感器上的任何像素处改变。通常，电容测量模块134在不存在接近于传感器102的对象时确定互电容的基线测量。来自基线测量的互电容改变可指示对象接近于屏幕(例如，在屏幕上方、在屏幕上等等)。因为在环境中通常存在大量噪声，所以挑战是决定互电容改变是归因于对象还是噪声。
缓冲器126经配置以缓冲由传感器DAC 124产生的信号，且将经缓冲驱动信号输出到传感器102(例如，驱动传感器102的驱动线110)。DAC 124经配置以将从频率产生器122接收的相应信号转换成对应模拟信号。在实施方案中，传感器DAC 124可产生具有由以下方程式表示的波形特性的信号：
A1·sin(ωt)，方程式1，
其中A1表示信号的振幅，ω表示信号的角频率，且t表示时间。如上文所描述，每一DAC 124产生用于相应驱动线的独特信号。举例来说，DAC 124可产生相对于邻近驱动信号具有正交频率特性的信号。在一些实施方案中，传感器DAC 124可经配置以输出正弦波。然而，在其它实施方案中，传感器DAC 124可经配置以输出具有其它波形特性(诸如方波、小波等等)的其它信号。
在一或多个实施方案中，系统100经配置以测量互电容(CM)改变。互电容(CM)为发生在两个电荷保持对象(例如，导体)之间的电容。在此情况下，互电容为构成传感器102的驱动线110与感测线112之间的电容。
图2说明在传感器102上方执行触摸事件的对象202(例如，手指触摸)。如所展示，每一驱动线110接收相对于驱动其它驱动线110的其它驱动信号(例如，具有频率特性f到4f的信号)的独特驱动信号(具有不同频率特性的信号)。传感器102上方的对象缩减驱动线110与感测线112之间的互电容，且因此缩减横越所述两个线转移的信号。举例来说，与频率特性3f相关联的驱动线110相对于与频率特性f、2f及4f相关联的驱动线具有振幅缩减的信号(参见图3及4)。因此，电容测量模块134经配置以形成紧接(例如，暂留事件、触摸事件)于传感器102的表面的对象(手指、手掌等等)的图像。成像电路可确定正在传感器102上方执行的触摸事件的近似位置。举例来说，成像电路被提供何些驱动信号被提供到何些驱动线110的数据，且经配置以基于经修改信号(例如，具有频率特性3f的信号)来确定近似位置。举例来说，成像电路可确定近似位置，这是因为电容测量模块134检测到具有频率特性3f的信号已被修改(通过触摸事件)以及指示哪一驱动线110是由具有频率特性3f的驱动信号驱动的数据已被提供到成像电路。
图5说明在传感器102上方的对象204、206。在此实例中，对象206在与频率特性3f相关联的驱动线110上方，且另一对象在与频率特性2f相关联的驱动线110上方。因此，具有频率特性2f及3f的驱动信号的振幅特性相对于具有频率特性1f及4f的驱动信号被修改(参见图6及7)。
在一些实施方案中，如图8所展示，频率产生器122经配置以修改驱动信号的频率特性。举例来说，频率产生器122可经配置以在预定基础上使驱动所述驱动线110的频率特性交错，使得所述驱动线具有数目与在采样周期期间采取的测量的数目近似相同的测量。这些频率还可在外部干扰(例如，来自外部信号的干扰)的情况下被修改。举例来说，频率产生器122可将频率特性修改到在干扰宽带外的频率。
在一或多个实施方案中，如图9所展示，频率产生器122经配置以产生经调制到载波频率(fC)的驱动信号。举例来说，频率产生器经配置以产生具有低于传感器102的3dB频率的载波频率特性的正交驱动信号。
在一或多个实施方案中，手写笔装置用以在屏幕上书写文字、绘制对象、选择对象、操纵对象、移动对象，等等(参见图10)。在这些实施方案中，手写笔装置包括使信号发射通过手写笔装置的末端(例如，手写笔装置的尖端)的发射器。手写笔产生专用正交信号(例如，不同于分配到传感器的正交信号的正交信号)。像素118用以确定手写笔装置的位置。举例来说，传感器102可利用时分多路复用功能性以在周期T内在触摸成像(上文所描述)与手写笔装置成像(参见图11)之间切换。然而，在手写笔装置成像期间，将控制器108中的发射器信道转换成接收器信道以确定手写笔装置(其包含发射器)的第二坐标。现有接收器信道用以确定手写笔装置的第一坐标。
在实施方案中，传感器102可最初处于触摸检测模式(例如，触摸扫描模式)，如图12所展示。手写笔可发射(例如，广播)具有正交频率的组合的同步信号(例如，前向错误校正码信号)(参见图13)，其修改紧接像素118处的信号。高级手写笔电路1002检测这些手写笔信号的存在，此致使控制器108进行手写笔扫描以定位手写笔装置且从手写笔装置接收数据(参见图12)。在缓冲时间之后，控制器108启动触摸扫描以使手指成像。只要存在手写笔装置，控制器108就继续在手写笔扫描与触摸扫描之间切换。一旦手写笔装置移出范围或停止发射，控制器108就切换到触摸扫描达与不存在(例如，未检测到)手写笔装置的时间一样长的时间。
在手写笔装置发射同步信号之后，其发射表示身份识别信息、与手写笔相关联的按钮的状态、电池电量、倾角及/或与手写笔装置相关联的压力的数据(参见图13)。可将数据编码到手写笔装置的专用正交信号上。可包含前向错误校正以改良在存在内部噪声或外部噪声的情况下在控制器处译码正确数据的可能性。
因为手写笔装置进行发射且不具有接收能力，所以手写笔装置不会锁相到外部信号。因此，只要存在手写笔装置，控制器108就可锁相到手写笔装置，使得控制器108在手写笔装置正进行发射时的周期的部分中将其发射器切换到接收器。手写笔装置电路可具有用以使控制器的时序与手写笔的时序对准的锁相方法。然而，在控制器108的时序与手写笔装置的时序之间可存在某一误差。因此，手写笔扫描与触摸扫描之间的某一缓冲周期可为必要的。举例来说，图11说明手写笔扫描与触摸扫描之间的1/8周期。
结论
虽然已以特定于结构特征及/或程序操作的语言描述主题，但应理解，所附权利要求书中所定义的主题未必限于上文所描述的特定特征或动作。实情为，上文所描述的特定特征及动作被揭示为实施权利要求书的实例形式。

Claims (9)

1.一种设备，其包括：
经配置以操作性地耦接到传感器的控制器，所述传感器包含多个驱动电极及多个感测电极，多个节点形成在所述多个驱动电极与所述多个感测电极的交叉点处，触摸面板控制器包括：
操作性地耦接到所述多个驱动电极的输出电路，所述输出电路经配置以产生用于所述多个驱动电极中的第一驱动电极的第一驱动信号且产生用于所述多个驱动电极中的第二驱动电极的第二驱动信号，所述第一驱动信号不同于所述第二驱动电极；及
操作性地耦接到所述多个感测电极的输入电路，所述输入电路经配置以测量形成在所述多个驱动电极及所述多个感测电极的每一交叉点处的互电容以形成接近于所述传感器的一或多个对象的图像。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一驱动信号的频率特性正交于所述第二驱动信号的频率特性。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述输出电路经配置以产生用于所述多个驱动电极中的第三驱动电极的第三驱动信号，所述第三驱动信号不同于所述第一驱动信号及所述第二驱动信号。
4.根据权利要求3所述的设备，其中用于所述第三驱动信号的频率特性正交于所述第一驱动信号的频率特性及所述第二驱动信号的频率特性。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述一或多个对象包括手写笔装置。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述输出电路包括经配置以产生多个驱动信号的频率产生器、以通信方式耦接到所述频率产生器的多个数模转换器、及多个缓冲器，所述多个缓冲器中的每一缓冲器耦接到所述多个数模转换器中的相应数模转换器，每一缓冲器耦接到所述多个驱动电极中的相应驱动电极。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器包括触摸面板传感器。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器包括指纹传感器。
9.根据权利要求1所述的设备，其中事件包括以下各者中的至少一者：触摸事件；手写笔与所述传感器接合；或指纹与所述传感器介接。
CN201680008070.9A 2015-02-06 2016-02-05 用于传感器的正交频分扫描方法 Pending CN107223227A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562112778P 2015-02-06 2015-02-06
US62/112,778 2015-02-06
US15/016,112 2016-02-04
US15/016,112 US20160231854A1 (en) 2015-02-06 2016-02-04 Orthogonal frequency division scanning method for sensors
PCT/US2016/016868 WO2016127117A1 (en) 2015-02-06 2016-02-05 Orthogonal frequency division scanning method for sensors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107223227A true CN107223227A (zh) 2017-09-29

Family

ID=55411751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680008070.9A Pending CN107223227A (zh) 2015-02-06 2016-02-05 用于传感器的正交频分扫描方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160231854A1 (zh)
EP (1) EP3254176A1 (zh)
JP (1) JP2018504715A (zh)
KR (1) KR20170108030A (zh)
CN (1) CN107223227A (zh)
TW (1) TW201640301A (zh)
WO (1) WO2016127117A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111158536A (zh) * 2019-05-22 2020-05-15 神亚科技股份有限公司 具有指纹感测功能的电子装置
CN114174966A (zh) * 2019-08-02 2022-03-11 爱特美尔公司 用于宽带触摸感测的技术以及相关系统、方法和设备

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102334263B1 (ko) * 2014-11-18 2021-12-03 삼성전자주식회사 지문 센서를 구동하는 방법 및 전자 장치
US11402945B2 (en) 2014-12-09 2022-08-02 Seung-Hee Han Touch sensing method and touch sensing device based on driving and sensing signals
US10386953B2 (en) * 2015-04-14 2019-08-20 Tactual Labs Co. Capacitive sensor patterns
KR102659193B1 (ko) * 2016-08-24 2024-04-19 삼성전자주식회사 지문 센서 및 지문 센서 구동방법
US10732766B2 (en) 2016-08-25 2020-08-04 Samsung Display Co., Ltd. System and method for a transceiver system for touch detection
KR20180054069A (ko) * 2016-11-14 2018-05-24 삼성전자주식회사 지문 센서 및 지문 센서의 제조 방법
US10338742B2 (en) * 2017-03-02 2019-07-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Detection method for a digitizer
US11310002B2 (en) 2017-03-04 2022-04-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Interference mitigation for sensor panel
US10712884B2 (en) * 2017-10-03 2020-07-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch sensor locating mode
WO2019143986A1 (en) * 2018-01-19 2019-07-25 Tactual Labs Co. Matrix sensor with receive isolation
JP7033941B2 (ja) * 2018-02-01 2022-03-11 株式会社ワコム センサシステム
JPWO2019225079A1 (ja) * 2018-05-25 2021-07-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 指紋センサ
CN111090352B (zh) 2018-10-24 2023-08-15 义隆电子股份有限公司 触控系统、其触控装置及输入装置、及其信号传送方法
US11221708B2 (en) * 2018-12-26 2022-01-11 Microchip Technology Incorporated Digital-to-analog controller-referenced touch sensing system, and related systems, methods, and devices
US20200233558A1 (en) * 2019-01-22 2020-07-23 Novatek Microelectronics Corp. Fingerprint and touch sensor and related signal processing method
WO2021000252A1 (zh) * 2019-07-02 2021-01-07 深圳市汇顶科技股份有限公司 信号处理系统、芯片和主动笔
KR20210083909A (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 주식회사 실리콘웍스 멀티구동을 위한 터치센싱장치 및 방법
KR20220089130A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 주식회사 엘엑스세미콘 다중 주파수 인식이 가능한 터치센싱회로 및 터치 센싱 방법
US20220197436A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-23 Rockwell Collins, Inc. Frequency analysis method of touch detection for projected capacitive touchscreens
KR20230025620A (ko) * 2021-08-13 2023-02-22 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 및 이의 구동 방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080158169A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-03 Apple Computer, Inc. Noise detection in multi-touch sensors
US20090322352A1 (en) * 2005-08-11 2009-12-31 N-Trig Ltd. Apparatus for object information detection and methods of using same
US20120182253A1 (en) * 2011-01-17 2012-07-19 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Capacitive Touchscreen or Touch Panel with Fingerprint Reader
CN102609142A (zh) * 2012-02-10 2012-07-25 福建华映显示科技有限公司 触控面板及抗噪声单元及噪声处理方法
CN104317446A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其驱动方法
US20150035768A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Apple Inc. Touch controller architecture

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9036650B2 (en) * 2009-09-11 2015-05-19 Apple Inc. Automatic low noise frequency selection
US8605054B2 (en) * 2010-09-02 2013-12-10 Texas Instruments Incorporated Touch-sensitive interface and method using orthogonal signaling
US9001072B2 (en) * 2012-01-09 2015-04-07 Broadcom Corporation Asymmetric multi-row touch panel scanning
US9444452B2 (en) * 2012-02-24 2016-09-13 Parade Technologies, Ltd. Frequency hopping algorithm for capacitance sensing devices
US9158411B2 (en) * 2013-07-12 2015-10-13 Tactual Labs Co. Fast multi-touch post processing
US9367172B2 (en) * 2013-12-04 2016-06-14 Egalax_Empia Technology Inc. Touch trace detecting device, system and method thereof
CN105659197B (zh) * 2014-01-26 2019-07-23 华为终端有限公司 一种触摸屏的干扰抑制方法、装置及终端设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090322352A1 (en) * 2005-08-11 2009-12-31 N-Trig Ltd. Apparatus for object information detection and methods of using same
US20080158169A1 (en) * 2007-01-03 2008-07-03 Apple Computer, Inc. Noise detection in multi-touch sensors
US20120182253A1 (en) * 2011-01-17 2012-07-19 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Capacitive Touchscreen or Touch Panel with Fingerprint Reader
CN102609142A (zh) * 2012-02-10 2012-07-25 福建华映显示科技有限公司 触控面板及抗噪声单元及噪声处理方法
US20150035768A1 (en) * 2013-07-31 2015-02-05 Apple Inc. Touch controller architecture
CN104317446A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 京东方科技集团股份有限公司 显示装置及其驱动方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111158536A (zh) * 2019-05-22 2020-05-15 神亚科技股份有限公司 具有指纹感测功能的电子装置
US11586321B2 (en) 2019-05-22 2023-02-21 Egis Technology Inc. Electronic device with fingerprint sensing function
CN114174966A (zh) * 2019-08-02 2022-03-11 爱特美尔公司 用于宽带触摸感测的技术以及相关系统、方法和设备
CN114174966B (zh) * 2019-08-02 2024-03-08 爱特美尔公司 用于宽带触摸感测的技术以及相关系统、方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170108030A (ko) 2017-09-26
TW201640301A (zh) 2016-11-16
US20160231854A1 (en) 2016-08-11
EP3254176A1 (en) 2017-12-13
WO2016127117A1 (en) 2016-08-11
JP2018504715A (ja) 2018-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107223227A (zh) 用于传感器的正交频分扫描方法
US9557845B2 (en) Input device for and method of communication with capacitive devices through frequency variation
CN111427463B (zh) 触控笔和触摸屏显示装置
US9477356B2 (en) System and method to drive touch panel to measure hover
US9280245B2 (en) Touch panel sensor having dual-mode capacitive sensing for detecting an object
US11670064B2 (en) Active stylus communication with a digitizer
US9898128B2 (en) Sensor signal processing circuit and sensor signal processing method
US10048775B2 (en) Stylus detection and demodulation
US9652090B2 (en) Device for digital communication through capacitive coupling
US9176604B2 (en) Stylus device
KR102607842B1 (ko) 능동형 스타일러스 펜을 포함한 터치 센싱 시스템
CN108519837B (zh) 用于使用显示处理器参考信号的改进的输入感测的方法和设备
CN102135829B (zh) 驱动触碰面板系统的方法
US20170131798A1 (en) Touch systems stylus and methods
US9268432B2 (en) Touch panel having a master and slave controller and method for driving thereof
CN107045394B (zh) 输入装置、处理系统以及电容感测方法
JP2018526734A (ja) セミパッシブスタイラス
CN103294319A (zh) 电容式触摸屏
EP3640775B1 (en) Touch sensing method, touch chip, electronic device, and touch system
US9619090B2 (en) Finger touch sensing with a digitizer system
CN102841714A (zh) 具有多频电容检测的多点触控式触摸感应装置
CN106959792B (zh) 具指纹辨识功能的触控检测装置
CN109145711A (zh) 支持唤醒手指和导航的指纹传感器
US20240077975A1 (en) Active pen, touch controller, and method of operating active pen
CN104345977A (zh) 触摸检测电路、触摸检测方法和电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170929