CN109844703A - 触敏显示器中的接地参考浮置 - Google Patents

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Abstract

描述了触敏显示器的各示例，其中用于相关俩的电子器件的接地参考彼此隔离。在一个示例中，一种触敏显示器包括显示面板和触摸传感器，触摸传感器包括接收电极，触摸传感器包括发射电极，接收电极和发射电极覆盖显示面板，并且其中接收和/或发射电极的接地参考与显示面板的接地参考隔离，由此在显示面板和触摸传感器之间创建传输禁止通信边界，触摸传感器被通信地连接到显示面板，以便在由该边界分开的各接地域之间交换数据。

Description

触敏显示器中的接地参考浮置
背景
显示设备可以结合触敏电路系统以感测进入到显示设备的表面的阈值范围内(或与其接触)的对象。
附图简述
图1示出了触敏显示器中的电子组件的示例配置。
图2示出了用于在使用频率选择性电感扼流圈的触敏显示器中隔离接地参考的示例配置。
图3示出了用于在使用不同电压源的触敏显示器中隔离接地参考的示例配置。
图4示出了用于在使用变压器隔离的功率源的触敏显示器中隔离接地参考的示例配置。
图5示出了操作具有隔离的接地参考的触敏显示设备的示例方法的流程图。
图6示出了示例计算设备的框图。
详细描述
触敏显示器可以被结合在各种电子设备中，诸如移动电话、平板、以及动态触摸板。图1示出了电容式触摸显示设备100的示例，其中显示器102(例如，LCD、OLED、或其他显示器)可以被光学地粘合(例如，用透明粘合剂的薄层附连)到电容式触摸传感器104。电容式触摸传感器104可以包括二维矩阵中的行106和列108电极。这些行和列可以被附连到被用来测量传感器电容的触摸控制器电子器件。在其他示例配置中，显示器和触摸控制器电子器件共享带有等于大地接地的电势的电势的公共接地。电容式触摸传感器的操作利用用户的身体和该接地节点之间的电连接，该电连接通常通过从用户的身体到显示器本身(例如，到显示器的底盘，或者到传感器矩阵中的经接地的行或列)的电容，以及通过到共享该接地(例如，通过电力线(power mains)和相关联的安全接地)的其他导电对象的电容这两者来供应。例如，用于驱动发射电极的电压源Vtx、用于驱动显示器的电压源V显示器、以及接收电极都可以共享相同的接地参考。本文中所描述的显示设备替代地包括电容式触摸显示器，其中该显示器和触摸传感器不共享公共接地。
在一些系统中，单个计算机可以与触摸传感器和显示器两者对接。用于该接口的协议可以包括通用串行总线(USB)、DisplayPort(显示端口)、和/或利用公共接地的其他协议，并且这种使用将因此连接任何隔离的接地，从而丢失这一技术的益处。相应地，本公开的系统可以用不利用该公共接地的协议来与显示器和/或触摸传感器对接。尽管触摸传感器或显示器可以被“浮置”(例如，与显示设备/计算系统的其余元件所利用的接地隔离)，但是本文中所描述的所解说的示例使用用于触摸传感器的隔离协议，因为从触摸传感器到显示器和/或设备的其余电子器件的该链路的带宽要低得多(例如，从触摸传感器到显示器和/或设备的其余电子器件的链路可具有小于10Mbit/s的带宽，而从显示器到触摸传感器和/或设备的其余元件的链路可具有1Gbit/s或更大的带宽)。在其他示例(例如，其中在触摸传感器和设备电子器件之间比在显示器和设备电子器件之间交换更多的数据)中，显示器接地可以以与本文中关于触摸传感器描述的那些方式类似的方式来被隔离。
其他系统可以耦合触摸传感器和显示器的接地参考，因为预期如果显示器被保持在大地接地处，而触摸传感器接地被浮置或以其他方式与显示器隔离(并因此与大地接地隔离)，则当触摸触摸传感器之际电容中的明显改变将极大地减小。这种期望被保持，因为在上述示例中在用户的身体和触摸传感器接地之间不再存在显式的连接。然而，在光学地粘合的电容式触摸显示器中，大电容可能存在于每个传感器行和列以及显示器之间(例如，～100pF每电极，或者在约6mm的典型传感器间距的情况下，对于～55”对角线显示器而言总共～30nF)。由于该矩阵的大多数电极被保持在AC接地或AC虚拟接地处，因此用户通过该电容被有效地接地，该电容比测试中的电容大许多个数量级。换言之，用户到传感器(user-to-sensor)阻抗可以比触摸传感器到显示面板(touch sensor-to-display panel)电容小几个数量级。由于这个原因，即使当触摸传感器具有与显示面板不同的接地域(grounddomain)时，为了触摸传感器输入评估的目的，用户也可被认为与触摸传感器和显示面板一起有效地处于公共参考处。
接地参考的隔离可以经由不同的机制来实现，如以下所描述。在第一示例中，如图2所示，触摸传感器可以在直流(DC)处与显示器共享接地，但是频率选择性电路(例如，电感扼流圈)可以在被用来测量电容的频率(例如，10kHz到10MHz)处隔离接地。在第二示例中，如图3所示，显示器可以照常从电源供电，并且触摸传感器可以从电池供电。在第三示例中，如图4所示，触摸传感器可以从分开的变压器隔离的功率源供电，其中该变压器被设计成使初级和次级绕组之间的电容耦合最小化。
转到图2，解说了触敏显示设备200的示例示意图。触敏显示设备200包括显示面板202以及包括接收电极206和发射电极208的触摸传感器204。接收电极206和发射电极208经由电容(在210处表示)被各自耦合到显示面板202，以用于测量触摸输入。
接收电极206被耦合到触摸子系统电子器件212。显示面板202被耦合到图2中由V显示器所表示的电压源。触摸子系统电子器件212和显示面板202中的每一者在DC处被耦合到公共接地(在214处表示)，然而频率选择性扼流圈216在所选择的工作频率处将触摸子系统电子器件212与接地参考214隔离。扼流圈216可以隔离触摸子系统电子器件的发射和/或接收电子器件。例如，隔离发射电子器件可以使高发射电压对显示图像的影响最小化。扼流圈216可以包括被耦合在触摸子系统电子器件212和显示面板202之间(例如，在触摸子系统电子器件212和显示面板的接地参考214之间)的电感器和/或其他电感组件。扼流圈216的属性被选择成将触摸子系统电子器件212的接地参考(以及因此触摸传感器204的接地参考)与显示面板202的接地参考隔离，从而当显示电路正以被用来测量电容的频率(例如，以触摸传感器的行驱动器的工作频率)工作时创建两个不同的接地域。行驱动器的工作频率可以包括线扫描频率(例如，每秒驱动多少行)，其可以包括从100kHz到1MHz的发射信号频率的范围。例如，传感器帧频可以在60Hz至240Hz的量级上，并且电极定时取决于电极的数量和每帧扫描电极的次数。工作频率不同于实际被用来驱动行的信号的频率。被用来驱动行的信号(例如，高频脉冲串)的频率比线扫描频率高几个数量级。频率选择性电路可以被配置成在那些工作频率处在各接地域之间呈现非常高的阻抗。DC处的低阻抗可以为被用来对触摸输入系统供电的功率源创建返回电流路径。
电感扼流圈可因而在显示面板和触摸传感器之间(以及在触摸传感器和显示设备200的其他电子器件之间)产生传输禁止(transmission-inhibiting)通信边界。该边界可以由在触摸传感器和显示面板之间存在相比这两个组件共享了公共接地(例如，共享了所有频率处的公共接地)的情况更高的阻抗来被定义。在图2的示例中，边界可以通过在特定频率(例如，触摸传感器的工作频率)处存在较高阻抗来被定义，该特定频率可以相对于被表示为Cc的耦合电容来被选择。
图3示出了示例触敏显示设备300的示意图。触敏显示设备300包括显示面板302以及包括接收电极306和发射电极308的触摸传感器204。接收电极306和发射电极308经由电容(在310处表示)被各自耦合到显示面板302，以用于测量触摸输入。接收电极和发射电极可以是触摸感测矩阵的一部分，该触摸感测矩阵可以包括数十或数百个这样的接收和/或发射电极。
接收电极306被耦合到触摸子系统电子器件312。显示面板302被耦合到由V显示器表示的电压源，其可以表示第一、或主功率源。触摸子系统电子器件312被解说为被耦合到第二、不同的功率源，其在图3的示例中包括电池(BATT)。在其他示例中，任何合适的功率源和/或电压源可以被耦合到触摸子系统电子器件312以对触摸子系统电子器件供电。不同的功率源/电压源由此将显示面板302的接地参考(如314处所示)与触摸子系统电子器件312的接地参考(以及因此触摸传感器304的接地参考)(如316所示)隔离，从而创建两个不同的接地域(例如，每个接地域包括由相同的接地参考接地的电路元件)。
图4示出了示例触敏显示设备400的示意图，该触敏显示设备400利用变压器隔离的功率源来隔离接地域。触敏显示设备400包括显示面板402和用于触摸传感器的数字化仪404。数字化仪404可以包括和/或被包括在用于触摸传感器(诸如图1的触摸传感器104、图2的204、和/或图3的304)的触摸子系统电子器件中，以数字化从触摸传感器接收的信号，供在检测触摸传感器的接收电极处的触摸输入时使用。显示面板402被耦合到变压器芯408的第一(例如，初级)组的绕组406和电压源Vg。数字化仪404被耦合到变压器芯408的第二、相对(例如，次级)组的绕组410和电压源Vg漂浮。不同的功率源/电压源由变压器芯408分开，由此将显示面板402的接地参考与数字化仪404的接地参考(以及因此触摸传感器的接地参考)隔离，从而创建两个不同的接地域。变压器可以被配置成在所选择的频率(例如，工作频率)处最小化初级和次级侧/绕组之间的电容耦合。
在本公开中所描述的接地隔离示例的每一者中，用来在由边界分开的接地域之间交换数据的一种或多种技术可以被采用。例如，接地隔离的协议可以使用光耦合器(例如，光学数据交换机制)和/或变压器隔离。光学数据交换机制可以包括光发射器或其他光学传输机制，其被配置成将数据从一个接地域(例如，触摸传感器接地域)传送到另一接地域(例如，显示面板接地域)中的光检测器或其他光学检测机制。光学传输机制因而将电数据转换成光，而光学检测机制将光转换成电数据(例如，从接收到的光恢复电数据)。在这样的示例中，数据经由允许各接地域之间的通信的不同的通信路径(例如，在边界附近)被交换。
变压器隔离示例可以包括从变压器芯的一侧(例如，从初级绕组侧)向变压器芯的另一侧(例如，向相对的次级绕组侧)传送数据。在这样的示例中，变压器芯本身可以形成各接地域之间的边界，使得通信跨该边界被交换。在附加或替代示例中，两个系统的接地可以以远高于被用来测量电容的那些频率(例如，大于数据传输频率，诸如100MHz)的频率来被连接，并且数据可以以保证信号中的所有能量将位于该截止频率以上的编码方案(例如，曼彻斯特编码)被跨各接地域AC耦合。
在一些示例中，触控笔可被用来替代用户的手指或其他身体部位提供输入。在其中触摸传感器的数字化仪将数据从数字化仪静电地传送到有源电容式触控笔的系统中，“上行链路”波形可以被同时施加在触摸传感器的所有行和列(或者均匀地在显示器的区域之上的许多行和列)上。该“上行链路”波形的施加改变了与触摸传感器电极矩阵相关联的参考电压，使得其与用户身体接地显著不同。这有效地将用户不接地(un-ground)，从而将由该用户所保持的触控笔接收的电流降低到几乎为零。取决于该上行链路的触控笔(例如，使用该上行链路进行时间同步的触控笔)因此不工作。其中以上所描述的情况可能发生的示例场景包括其中有源触控笔正与显示器同步的条件。在该情形中，无论触控笔跨显示器的哪个位置被定位，触控笔都可以接收信号，所以多个行(例如，跨整个电极矩阵的每第三行)可以被激活/驱动。
另一示例场景包括其中数据被从显示器传送到触控笔的条件。再次，无论触控笔通过激活多个行而被定位在显示器上的哪个位置，触控笔都可以接收信号。当执行这样的“上行链路”时，如果在每个行上驱动相同的波形，则电极矩阵上的参考电压被改变，使得参考电压与用户身体接地显著不同，由此降低或消除了感测来自用户的触摸输入的有效性。此外，进入触控笔中的电流将远低于其他操作条件下的电流，由此降低或停止触控笔的操作。
为了解决以上所描述的影响，开关(例如FET)可以被放置在两个隔离的接地之间，并且每当数字化仪传送用于有源触控笔的上行链路序列时被关闭。开关的使用可以降低隔离接地的显示面板噪声益处(例如，噪声降低)。如果仍然期望该噪声益处(例如，如果相同的时隙针对该上行链路被同时使用并且用来测量从行和列电极到接地的电容)，则不同的上行链路波形可以在显示器的不同区域中被使用，其中波形被选择成使得当被来自它们在其上被施加到显示器的矩阵电极的电容加权时，波形在积分周期内求和至零均值。
如果要在显示器的所有电极上使用单个上行链路波形，则另一种办法包括在所有条件下维持隔离的接地，并且将来自触摸传感器接地的电流注入显示器接地，该电流与由从显示器接地到被以上行链路波形激励的行和列的电容注入的电流在量级上相等且符号相反。被用来实现以上所描述的条件的电流的量级可以在触敏显示器的设计时就被设置，在工厂处的每个显示器上被校准(例如，以对光学粘合线厚度中的变化进行建模，这影响了待抵消的电流流过的电容)，或者在显示器的使用期间被连续且动态地校准(例如，以校正那些电容的温度系数)。可以通过跨固定阻抗(例如，固定电容器)施加电压，或利用有源电流源，或通过其他电流注入机制来注入电流。
图5示出了操作触敏显示器的示例方法500的流程图。例如，方法500可以由图1的触敏显示设备100、图2的200、图3的300、和/或图4的400的一个或多个元件来执行。在502处，该方法包括将触敏显示设备的触摸传感器接地与触敏显示设备的显示面板接地隔离或选择性地隔离。例如，可以经由一个或多个频率选择性电路来执行隔离，如504处所指示并且如上面参考图2所描述。可以附加地或替代地经由将显示面板和触摸传感器耦合到不同的(例如，独立的和解除耦合的)功率源来执行隔离，如506处所指示并且如上面参考图3所描述。可以附加地或替代地经由变压器隔离的功率源来执行隔离，如508处所指示并且如上面参考图4所描述。
在510处，该方法任选地包括将电流从触摸传感器接地注入到显示面板接地。例如，当触控笔被用于触摸输入并且单个波形要被提供以驱动触摸传感器的多个行和/或列以供与触控笔进行通信时，电流注入可以被执行，如上面更详细地描述的。在512处，该方法包括经由显示面板显示用户界面。例如，用户界面可以对经由触摸传感器接收的输入进行响应和/或可以控制触敏显示设备的操作。
在514处，该方法任选地包括对来自触摸传感器的数据进行编码(例如，在传送数据之前)。如下面将描述的，数据可以被编码以使得能够在遍历触敏显示器的两个接地域的通信路径上进行传输。
在516处，该方法包括在触摸传感器和显示面板的各接地域之间和/或跨触摸传感器和显示面板的各接地域将数据从触摸传感器传送到显示面板。如518处所指示的，可以经由光学通信机制(例如，其中数据在触摸传感器端上被编码且被作为光传送，并且在显示面板端上被接收并解码为电信息)来执行传输。可以附加地或替代地经由变压器(例如，其中数据经由变压器的磁场被传送)来执行传输，如520处所指示。在附加或替代示例中，可以经由跨触摸传感器接地和显示面板接地的各接地域的AC耦合来执行传输，如522处所指示，其中在跨各接地域传送数据(例如，在510处)之前利用编码方案对数据进行编码，该编码方案生成高于所选择的频率的信号。在524处，该方法包括至少基于从触摸传感器接收的数据来更新用户界面的一个或多个可显示特征。例如，触摸传感器数据可以指示触摸输入的位置，其可以控制触敏显示设备来更新显示面板上所显示的用户界面以示出在由触摸传感器报告的触摸输入的位置处所做出的选择。
以上所描述的用于隔离接地的方法可能在计算设备中引入成本和复杂度。然而，通过隔离显示器和触摸传感器接地，可以将大阻抗与被从显示器耦合到触摸传感器中(或反之亦然)的任何噪声电流行进通过的环路一起串联地插入。这种阻抗可以显著地(例如，以大于十的因子)降低由显示器耦合到触摸传感器中的噪声的幅值(且反之亦然)。在大的光学粘合的电容式触摸显示器中，显示器是系统中最重要的噪声源，所以这种降低可能是显著的，从而使系统能够报告较低噪声手指或触控笔位置，以更高的帧频工作，或者针对相同的信噪比以较低的激励电压工作。本文中所描述的接地隔离还可以使触摸传感器系统耦合到显示器中的信号(其可能破坏显示器的操作)最小化。相应地，相对于不隔离显示器和触摸传感器的接地的其他系统而言，这些优点可以降低总系统成本或改善性能，由此抵消由隔离电路系统引入的成本和复杂度。通过隔离接地，被耦合到显示器(其可能仅具有到传感器的电容耦合，并且可能不包括例如通过显示器的行和列驱动器到显示器的TCON板/定时控制电子器件的路径)中的任何电流的返回路径的电感也可以被改变。这种改变可具有以下技术效果：显著地增加传感器的有用带宽、减少积分时间(并因此增加帧频)和/或相对于不包括隔离的显示器和触摸传感器接地的系统中所遇到的那些信噪比而言增加了信噪比。
在一些实施例中，本文中所描述的方法和过程可以与一个或多个计算设备的计算系统绑定。具体而言，这样的方法和过程可被实现为计算机应用程序或服务、应用编程接口(API)、库、和/或其他计算机程序产品。
图6示意性地示出了可执行以上所描述的方法和过程中的一个或多个的计算系统600的非限制性实施例。以简化形式示出了计算系统600。计算系统600可采取以下形式：一个或多个个人计算机、服务器计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如，智能电话)、和/或其他计算设备。
计算系统600包括逻辑机602和存储机604。计算系统600可任选地包括显示子系统606、输入子系统608、通信子系统610、和/或在图6中未示出的其他组件。
逻辑机602包括被配置成执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑机可被配置成执行作为以下各项的一部分的指令：一个或多个应用、服务、程序、例程、库、对象、组件、数据结构、或其他逻辑构造。此类指令可被实现以执行任务、实现数据类型、变换一个或多个组件的状态、实现技术效果、或以其他方式得到期望的结果。
逻辑机可包括被配置成执行软件指令的一个或多个处理器。附加地或替代地，逻辑机可包括被配置成执行硬件或固件指令的一个或多个硬件或固件逻辑机。逻辑机的处理器可以是单核或多核的，并且在其上执行的指令可被配置成用于串行、并行、和/或分布式处理。逻辑机的各个个体组件可任选地分布在两个或更多分开的设备之中，这些设备可位于远程和/或被配置成用于协同处理。逻辑机的各方面可以由用云计算配置进行配置的能远程地访问的联网计算设备来虚拟化和执行。
存储机604包括被配置成保持能由逻辑机执行以实现本文中所描述的方法和过程的指令的一个或多个物理设备。当实现这些方法和过程时，可以变换存储机604的状态(例如，以保持不同的数据)。
存储机604可包括可移除和/或内置设备。存储机604可包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光盘等)、半导体存储器(例如，RAM、EPROM、EEPROM等)、和/或磁存储器(例如，硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM等)，等等。存储机604可包括易失性、非易失性、动态、静态、读/写、只读、随机存取、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址、和/或内容可寻址设备。
应当领会，存储机604包括一个或多个物理设备。然而，本文中所描述的指令的各方面可替代地通过不被物理设备保持达有限持续时间的通信介质(例如，电磁信号、光信号等)来传播。
逻辑机602和存储机604的各方面可被一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。这些硬件逻辑组件可包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用的集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用的标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)以及复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
术语“模块”、“程序”和“引擎”可被用来描述被实现来执行特定功能的计算系统600的一方面。在一些情形中，可以经由执行被存储机604保持的指令的逻辑机602来实例化模块、程序或引擎。应当理解，可以从同一应用、服务、代码块、对象、库、例程、API、函数等实例化不同的模块、程序、和/或引擎。同样，相同的模块、程序、和/或引擎可通过不同的应用、服务、代码块、对象、例程、API、函数等实例化。术语“模块”、“程序”和“引擎”可涵盖单个或成组的可执行文件、数据文件、库、驱动程序、脚本、数据库记录等。
将会领会，如本文中所使用的“服务”是能跨多个用户会话执行的应用程序。服务可用于一个或多个系统组件、程序、和/或其他服务。在一些实现中，服务可以在一个或多个服务器计算设备上运行。
当包括显示子系统606时，显示子系统606可被用来呈现由存储机504保持的数据的视觉表示。该视觉表示可采取图形用户界面(GUI)的形式。由于本文中所描述的方法和过程改变了由存储机保持的数据，并因而变换了存储机的状态，因此同样可以变换显示子系统606的状态以视觉地表示底层数据中的改变。显示子系统606可包括使用实质上任何类型的技术的一个或多个显示设备。例如，显示子系统可以包括图1-4中所解说的一个或多个组件，以用于将显示面板接地与触摸传感器接地隔离。可将此类显示设备与逻辑机602和/或存储机604组合在共享封装中，或者此类显示设备可以是外围显示设备。
在包括输入子系统608时，输入子系统608包括诸如键盘、鼠标、触摸屏、或游戏控制器之类的一个或多个用户输入设备或者与其对接。在一些实施例中，输入子系统可包括所选择的自然用户输入(NUI)部件或与其对接。此类部件可以是集成的或外围的，并且输入动作的换能和/或处理可以在板上或板外被处置。示例NUI部件可包括用于语音和/或话音识别的话筒；用于机器视觉和/或姿势识别的红外、色彩、立体、和/或深度相机；用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼睛跟踪器、加速度计、和/或陀螺仪；以及用于评估脑部活动的电场感测部件。例如，输入子系统608可以包括图1-4中所解说的示例触摸传感器中的一个或多个。
当包括通信子系统610时，通信子系统610可被配置成将计算系统600与一个或多个其他计算设备通信地耦合。通信子系统610可包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限定性示例，通信子系统可被配置成用于经由无线电话网络、或者有线或无线局域网或广域网进行通信。在一些实施例中，通信子系统可允许计算系统600经由诸如互联网之类的网络将消息发送至其他设备以及/或者从其他设备接收消息。
另一示例提供了一种触敏显示器，其包括显示面板和触摸传感器，触摸传感器包括接收电极，触摸传感器包括发射电极，接收电极和发射电极覆盖显示面板，并且其中接收电极和发射电极中的一个或多个的接地参考与显示面板的接地参考隔离，由此在显示面板和触摸传感器之间创建传输禁止通信边界，触摸传感器被通信地连接到显示面板，以便在由该边界分开的各接地域之间交换数据。在这样的示例中，触摸传感器可以附加地或替代地被配置成经由所选择的工作频率范围内的信号驱动发射电极，以测量响应于对触摸传感器的触摸输入而改变的电容，并且触敏显示器可附加地或替代地进一步包括一个或多个频率选择性电路，该一个或多个频率选择性电路被配置成在被用来测量电容的所选择的工作频率范围处隔离用于显示面板和触摸传感器的接地参考。在这样的示例中，显示面板可以附加地或替代地由第一功率源供电，并且触摸传感器可以附加地或替代地由不同的第二功率源供电，该第二功率源包括电池。在这样的示例中，触摸传感器可以在被安装在触敏显示器中时附加地或替代地被从变压器隔离的功率源供电，变压器隔离的功率源经由围绕变压器芯的第一组绕组被连接到触摸传感器，并且经由围绕变压器芯的相对的第二组绕组被连接到显示面板。在这样的示例中，触敏显示器可以附加地或替代地进一步包括电流注入机制，以用于选择性地将电流从触摸传感器接地注入到显示面板接地。在这样的示例中，触摸传感器可以附加地或替代地被通信地连接到显示面板，以经由光学传输机制在由边界分开的各接地域之间交换数据。在这样的示例中，触摸传感器可以附加地或替代地被通信地连接到显示面板，以经由变压器在由边界分开的各接地域之间交换数据。在这样的示例中，触摸传感器接地可以附加地或替代地以高于100MHz的所选择的频率被连接到显示面板接地，并且其中触摸传感器被通信地连接到显示面板以跨触摸传感器接地和显示面板接地的各接地域经由交变电流耦合交换数据。在这样的示例中，数据可以在跨触摸传感器接地和显示面板接地的各接地域传送数据之前被附加地或替代地用编码方案编码，该编码方案生成高于所选择的频率的信号。以上所描述的示例中的任何一个或全部可按任何合适的方式被组合在各种实现中。
另一示例在触敏显示器中提供了一种在触摸传感器和显示面板之间交换信息的方法，该方法包括在由传输禁止通信边界分开的各接地域之间将数据从触摸传感器传送到显示面板，触摸传感器接地经由该边界与显示面板接地隔离。在这样的示例中，该方法可以附加地或替代地进一步包括经由所选择的工作频率范围内的信号驱动触摸传感器的发射电极，以测量响应于对触摸传感器的触摸输入而改变的电容，并且至少基于所选择的触摸传感器的工作频率范围经由一个或多个频率选择性电路来选择性地将触摸传感器接地与显示面板接地隔离，该一个或多个频率选择性电路被配置成在被用来测量电容的所选择的工作频率范围处将触摸传感器接地与显示面板接地隔离。在这样的示例中，该方法可以附加地或替代地进一步包括经由第一功率源向显示面板供电，并且经由不同的第二功率源向触摸传感器供电，第二功率源包括电池。在这样的示例中，该方法可以附加地或替代地进一步包括经由围绕变压器隔离的功率源的变压器芯的第一组绕组向显示面板供电，并且经由围绕变压器芯的相对的第二组绕组向触摸传感器供电。在这样的示例中，该方法可以附加地或替代地进一步包括将电流从触摸传感器接地注入到显示面板接地。在这样的示例中，将数据从触摸传感器传送到显示面板可以附加地或替代地包括将数据从触摸传感器的光学传输机制传送到显示面板的光检测器。在这样的示例中，将数据从触摸传感器传送到显示面板可以附加地或替代地包括跨触摸传感器接地和显示面板接地的各接地域经由交变电流耦合来传送数据。在这样的示例中，该方法可以附加地或替代地进一步包括在跨各接地域传送数据之前利用编码方案对数据进行编码，该编码方案生成高于所选择的频率的信号。以上所描述的示例中的任何一个或全部可按任何合适的方式被组合在各种实现中。
另一示例提供了一种计算设备，其包括被耦合到显示面板接地的显示面板；包括覆盖显示面板的接收电极和发射电极的触摸传感器，发射电极经由所选择的工作频率范围内的信号被驱动以测量响应于对触摸传感器的触摸输入而改变的电容，并且发射电极和接收电极中的一个或多个被耦合到通过一个或多个频率选择性电路与显示面板接地隔离的触摸传感器接地，该一个或多个频率选择性电路被配置成在被用来测量电容的所选择的工作频率范围处隔离显示面板接地和触摸传感器接地；逻辑子系统；以及储存能由逻辑子系统执行以进行以下操作的指令的存储设备：经由显示面板显示用户界面，从触摸传感器接收在显示面板接地和触摸传感器接地的各接地域之间所传送的数据，并且至少基于从触摸传感器接收的数据更新用户界面的至少一个可显示特征。在这样的示例中，触摸传感器接地可以附加地或替代地以高于数据传输频率的所选择的频率被连接到显示面板接地，并且其中触摸传感器被通信地连接到显示面板以跨触摸传感器接地和显示面板接地的各接地域经由交变电流耦合交换数据。在这样的示例中，数据可以在跨触摸传感器接地和显示面板接地的各接地域传送数据之前被附加地或替代地用编码方案编码，该编码方案生成高于所选择的频率的信号。以上所描述的示例中的任何一个或全部可按任何合适的方式被组合在各种实现中。
应当理解，本文中所描述的配置和/或办法本质上是示例性的，并且这些具体实施例或示例不应被视为具有限制意义，因为许多变体是可能的。本文中所描述的具体例程或方法可表示任何数量的处理策略中的一个或多个。由此，所解说和/或所描述的各种动作可以以所解说和/或所描述的顺序执行、以其他顺序执行、并行地执行，或者被省略。同样，以上所描述的过程的次序可被改变。
本公开的主题包括各种过程、系统和配置以及此处公开的其他特征、功能、动作和/或属性、以及它们的任一和全部等价物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

Claims (15)

1.一种触敏显示器，包括：
显示面板；以及
触摸传感器；
所述触摸传感器包括接收电极；
所述触摸传感器包括发射电极，所述接收电极和所述发射电极覆盖所述显示面板；并且
其中所述接收电极和所述发射电极中的一个或多个的接地参考与所述显示面板的接地参考隔离，由此在所述显示面板和所述触摸传感器之间创建传输禁止通信边界，所述触摸传感器被通信地连接到所述显示面板，以便在由所述边界分开的各接地域之间交换数据。
2.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，所述触摸传感器被配置成经由所选择的工作频率范围内的信号驱动所述发射电极，以测量响应于对所述触摸传感器的触摸输入而改变的电容，所述触敏显示器进一步包括一个或多个频率选择性电路，所述一个或多个频率选择性电路被配置成在被用来测量所述电容的所选择的工作频率范围处隔离用于所述显示面板和所述触摸传感器的接地参考。
3.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，所述显示面板由第一功率源供电，并且所述触摸传感器由不同的第二功率源供电，所述第二功率源包括电池。
4.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，所述触摸传感器从变压器隔离的功率源供电，所述变压器隔离的功率源经由围绕变压器芯的第一组绕组被连接到所述触摸传感器，并且经由围绕所述变压器芯的相对的第二组绕组被连接到所述显示面板。
5.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，进一步包括电流注入机制，以用于选择性地将电流从触摸传感器接地注入到显示面板接地。
6.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，所述触摸传感器被通信地连接到所述显示面板，以经由光学传输机制在由所述边界分开的各接地域之间交换数据。
7.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，所述触摸传感器被通信地连接到所述显示面板，以经由变压器在由所述边界分开的各接地域之间交换数据。
8.根据权利要求1所述的触敏显示器，其特征在于，其中触摸传感器接地被以高于100MHz的所选择的频率连接到显示面板接地，并且其中所述触摸传感器被通信地连接到所述显示面板以跨所述触摸传感器接地和所述显示面板接地的所述各接地域经由交变电流耦合交换数据。
9.一种在触敏显示器中的在触摸传感器和显示面板之间交换信息的方法，所述方法包括：
在由传输禁止通信边界分开的各接地域之间将数据从所述触摸传感器传送到所述显示面板，触摸传感器接地经由所述边界与显示面板接地隔离。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括经由所选择的工作频率范围内的信号驱动所述触摸传感器的发射电极，以测量响应于对所述触摸传感器的触摸输入而改变的电容，并且至少基于所选择的所述触摸传感器的工作频率范围经由一个或多个频率选择性电路来选择性地将所述触摸传感器接地与所述显示面板接地隔离，所述一个或多个频率选择性电路被配置成在被用来测量所述电容的所选择的工作频率范围处将所述触摸传感器接地与所述显示面板接地隔离。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括经由第一功率源向所述显示面板供电，并且经由不同的第二功率源向所述触摸传感器供电，所述第二功率源包括电池。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括经由围绕变压器隔离的功率源的变压器芯的第一组绕组向所述显示面板供电，并且经由围绕所述变压器芯的相对的第二组绕组向所述触摸传感器供电。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括将电流从所述触摸传感器接地注入到所述显示面板接地。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将数据从所述触摸传感器传送到所述显示面板包括跨所述触摸传感器接地和所述显示面板接地的各接地域经由交变电流耦合来传送数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，进一步包括在跨所述各接地域传送所述数据之前利用编码方案对所述数据进行编码，所述编码方案生成高于所选择的频率的信号。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10817083B2 (en) 2018-09-07 2020-10-27 Microsoft Technology Licensing, Llc Detection of pen location relative to an electronic device
TW202321894A (zh) 2021-11-19 2023-06-01 全台晶像股份有限公司 具有感官回饋的浮空觸控裝置
TWI830260B (zh) * 2022-06-20 2024-01-21 致伸科技股份有限公司 可切換電壓源之輸入系統及其輸入裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090109181A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Research In Motion Limited Touch screen and electronic device
US20100044122A1 (en) * 2008-04-10 2010-02-25 Atmel Corporation Capacitive Touch Screen with Noise Suppression
US20130328829A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Superc-Touch Corporation In-cell touch display panel system with increased accuracy of touch positions
US20140152621A1 (en) * 2011-11-11 2014-06-05 Panasonic Corporation Touch-panel device
US20150363012A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Amazon Technologies, Inc. Configurable active stylus devices
US20160170522A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch display device
US20160170533A1 (en) * 2011-12-22 2016-06-16 Quickstep Technologies Llc Switched-electrode capacitive-measurement device for touch-sensitive and contactless interfaces

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000076014A (ja) 1998-08-27 2000-03-14 Pentel Kk 静電容量式タッチパネル装置
JP3798287B2 (ja) 2001-10-10 2006-07-19 Ｓｍｋ株式会社 タッチパネル入力装置
DE202004021638U1 (de) 2003-02-10 2009-12-31 N-Trig Ltd. Berührungsdetektion für einen Digitalisierer
CN104965621B (zh) 2006-06-09 2018-06-12 苹果公司 触摸屏液晶显示器及其操作方法
US8487898B2 (en) 2008-04-25 2013-07-16 Apple Inc. Ground guard for capacitive sensing
US9927924B2 (en) 2008-09-26 2018-03-27 Apple Inc. Differential sensing for a touch panel
US8614690B2 (en) 2008-09-26 2013-12-24 Apple Inc. Touch sensor panel using dummy ground conductors
US7995041B2 (en) 2009-02-02 2011-08-09 Apple Inc. Integrated touch screen
CN102338945B (zh) 2010-07-19 2015-02-18 上海天马微电子有限公司 触摸液晶显示器及彩色滤光片基板
US8337216B1 (en) 2011-07-26 2012-12-25 Apple Inc. Touch sensor back plane ground connection
CN103186297B (zh) 2011-12-27 2016-03-16 上海天马微电子有限公司 一种电容式触摸液晶显示面板和液晶显示装置
US9236202B2 (en) 2012-09-10 2016-01-12 Apple Inc. Corrosion mitigation for metal traces
TWM453900U (zh) 2012-12-05 2013-05-21 Superc Touch Co Ltd 液晶顯示面板觸控結構
US20140225859A1 (en) 2013-02-14 2014-08-14 Broadcom Corporation Mutual capacitive touch sensor pattern
CN105493626B (zh) * 2014-06-06 2017-05-03 柯尼卡美能达株式会社 有机电致发光模块、智能设备及照明装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090109181A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Research In Motion Limited Touch screen and electronic device
US20100044122A1 (en) * 2008-04-10 2010-02-25 Atmel Corporation Capacitive Touch Screen with Noise Suppression
US20140152621A1 (en) * 2011-11-11 2014-06-05 Panasonic Corporation Touch-panel device
US20160170533A1 (en) * 2011-12-22 2016-06-16 Quickstep Technologies Llc Switched-electrode capacitive-measurement device for touch-sensitive and contactless interfaces
US20130328829A1 (en) * 2012-06-08 2013-12-12 Superc-Touch Corporation In-cell touch display panel system with increased accuracy of touch positions
US20150363012A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Amazon Technologies, Inc. Configurable active stylus devices
US20160170522A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch display device

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