CN110268374B - 有源触控笔差分同步 - Google Patents

Abstract

公开了一种触摸感测系统。该系统包括包含触摸传感器的显示设备，该触摸传感器具有多个电极，以及驱动逻辑，该驱动逻辑被耦合到该多个电极并且被配置成在多个触摸感测帧期间驱动该多个电极，该多个触摸感测帧中的每一者包括触控笔同步子帧，在该触控笔同步子帧期间，该驱动逻辑利用被静电地传递以致使该显示设备与有源触控笔的同步的同步波形来驱动该多个电极中的至少一些电极，该至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极。对于触控笔同步子帧中的每一者，驱动逻辑可被配置成差分地驱动这一触控笔同步子帧的同步驱动电极，以使得用于驱动同步驱动电极之一的第一同步波形不同于用于驱动同步驱动电极中的另一个的第二同步波形。

Description

有源触控笔差分同步

背景

一些触摸传感器被配置成通过感测电极矩阵中的各电极位置处的电容改变来检测触摸输入。触摸输入可来自用户的身体(例如，手指)，以及在一些情况下来自无源或有源触控笔。在有源触控笔实现中，触控笔可与触摸传感器同步，以便在触控笔和触摸传感器之间实现共享的时间感。这可促成确定触控笔相对于触摸传感器的位置以及其他事务。

矩阵的多个电极可以用同步波形来同时地驱动。经由电容耦合，这使得电流流入触控笔的笔尖电极。电流模式在触控笔的接收逻辑中被处理以实现同步。流入触控笔笔尖的电流可受各电容和其他条件影响。

附图简述

图1示出包括从用户的身体接收触摸输入的触摸传感器以及有源触控笔的示例显示设备。

图2示出图1的显示设备的光学堆叠的截面视图。

图3示出示例触摸传感器矩阵和有源触控笔。

图4示出示例触摸感测帧，包括期间图1和3的有源触控笔和显示设备可静电地通信以使显示设备和触控笔同步的触控笔同步子帧。

图5示出可在不同的触控笔同步子帧中被差分驱动以促成同步的同步驱动行电极的不同集合。

图6示出示例触摸感测方法。

图7示出了示例触敏显示设备。

图8示出了示例in-cell触摸传感器矩阵。

图9示出了图8的in-cell触摸传感器矩阵的示例触摸感测帧。

图10示出了示例感测点(sensel)分组。

图11示出了另一示例感测点分组。

图12示出了另一示例触摸感测方法。

图13示出了示例计算设备的框图。

详细描述

一些触摸传感器被配置成通过感测电极矩阵中的电容改变来检测触摸输入。如本文中所使用，“矩阵”尤其指的是细长行和列电极之间的交点，在这些交点处通过在行和列电极中的一者处驱动并在行和列电极中的另一者处接收来测量互电容。在其他示例中，“矩阵”还指其中电极的自电容被测量的位置阵列，其中驱动和接收两者都发生在这些电极处。实际上，“矩阵”适用于其中电容测量被定位到跨触敏显示器或其他扩展区的XY坐标的任何电极方案。在本文中的各示例中，触摸输入可通过用户的身体(例如，手指)和有源触控笔在电极矩阵上的接触和/或悬停来检测。触控笔可与触摸传感器同步以便在触控笔和触摸传感器(和/或纳入触摸传感器的显示设备)之间实现共享的时间感。共享的时间感促成确定相对触控笔位置以及其他事务。

同步通常在被称为触控笔同步子帧的子帧期间每一触摸感测帧被执行一次。在触控笔同步子帧期间，用同步波形来驱动电极。对于给定触控笔同步子帧，激活的电极被称为同步驱动电极。经由同步驱动电极与有源触控笔中的笔尖电极的电容耦合，同步信号以流入触控笔笔尖的电流模式(例如，时变电流波形)的形式被接收到该触控笔的接收逻辑中。传入的电流模式在接收逻辑中被处理以执行同步。在本文中的示例中，横跨该矩阵的电极(例如，电极子集)被激活作为同步驱动电极，从而允许该触控笔实现同步，而不管其相对于这些电极的纵坐标为何。

流入触控笔笔尖的电流可受各种电容和其他条件影响。具体地，一个挑战可在用户的身体变为与该矩阵接触时发生。即使当这样的接触相对地小(例如，指尖而非搁置的手掌)时，该接触块通常将导致用户的身体和激活的同步驱动电极之间的电容的相对大的增加。例如，相比于相对小的触控笔笔尖，用户的身体可与较大数目的同步驱动电极重叠，和/或在所重叠的电极的较大的部分上重叠。相应地，由身体接触引起的身体到矩阵电容的增加可显著地大于由触控笔笔尖接触引起的触控笔到矩阵电容的增加。这可在各电压节点处产生改变，以使得足够幅度的流入用户的身体的电流不期望地使流入触控笔笔尖的电流降级，由此降低了同步性能。

因此，本公开构想了在触控笔同步子帧内差分驱动各同步驱动电极。具体地，至少一些不同的同步波形被用于不同的同步驱动电极。可用一个波形来驱动一个同步驱动电极，而对另一同步驱动电极使用另一不同的同步波形。在一些情况下，可使用两个波形(例如，两个相反极性的波形)来驱动各同步驱动电极。在其他情况下，可使用三个或更多个不同的波形。在一些示例中，采用双值脉冲链(例如，二进制波形)。在其他情况下，所采用的波形可包括在较大范围的值上获得的数字波形、模拟波形或任何其他类型的波形。

差分波形可被采用以提供抵销，以便降低进入用户的身体的电流。例如，在给定同步驱动电极空间分组内，差分波形可被采用，以便产生至少部分相抵消的电状况。因此，针对该空间分组上的用户身体接触块，流入用户的身体的电流相对于将伴随非差分驱动(在该分组中的所有同步驱动行电极上使用同一波形)发生的电流而言被降低了。

在一些示例中，针对不同的触控笔同步子帧可采用不同的同步驱动电极集合，并且在每一集合中使用不同的同步波形。换言之，针对一个子帧，可采用一个同步驱动电极集合，而针对下一子帧，可采用第二个不同的同步驱动电极集合。可采用任何数目的集合。通常，这些集合的不同之处在于一个或多个行电极在一个集合中用作同步驱动电极，而在另一集合中不用作同步驱动电极。将在以下更详细地解释在同步子帧期间省略一些电极以免于被激活的理由。对于给定触控笔接触点，通过从一帧到另一帧使用不同的集合来使同步波形移位改变了这些波形和该触控笔接触点之间的距离，这影响接收到触控笔中的信号。这些集合之一可能被偏好用于给定接触点，因为该集合使得有用波形靠近触控笔，同时使得可能相抵消的波形更远离触控笔。在这样的设置中，可使用触控笔的位置信息来为即将到来的同步子帧选择特定集合(即，选择导致被定位成尽可能靠近当前触控笔位置的期望波形的集合)。

本文中针对在行/列电极矩阵中采用互电容感测的两个传感器以及针对在电极矩阵中采用自电容感测的传感器公开了用于在触摸传感器中差动驱动电极的办法。具体而言，图2-6描绘了涉及互电容感测的示例，而图8-10描绘了涉及自电容感测的示例。应当理解，参考互电容感测描述的用于差分电极驱动的至少一些办法可以与自电容感测结合地使用，并且参考自电容感测描述的用于差分电极驱动的至少一些办法可以与互电容感测结合地使用，其中在将差分驱动方法从一种传感器类型转换为另一传感器类型时可能潜在地作出调整。

图1示出了包括具有触摸传感器104的显示设备102的触摸交互式显示系统100。在一些示例中，显示设备102可以是具有大于1米的对角线尺寸D的大格式显示器，但是该显示器可采用任何合适的尺寸。显示设备102可被配置成感测一个或多个输入源，诸如经由用户的手指106所赋予的触摸输入和/或由输入设备108(在图1中被示为触控笔)所提供的输入。手指106和输入设备108是作为非限制性示例被提供的，并且任何其他合适的输入源可结合显示设备102被使用。显示设备102可被配置成接收来自与显示器接触和/或“悬停”在显示表面上的触控笔和手指的输入。如本文中所使用的“触摸输入”指的是手指和非手指(例如，触控笔)两种输入，以及由既与显示设备102接触，又与显示设备102间隔开但邻近显示设备102的输入设备提供的输入。在一些示例中，显示设备102可以被配置成同时从两个或更多个源接收输入，在这种情况下，显示器可以被称为多点触摸显示器。

显示设备102可以可操作地耦合到图像源110，图像源110可以是例如在显示器外部或容纳在显示器内的计算设备。图像源110可以从显示设备102接收输入，处理该输入，并且作为响应为显示器生成适当的图形输出112。以这种方式，显示设备102可提供用于与可以适当地对触摸输入进行响应的计算设备交互的自然范式。以下参照图13描述关于示例计算设备的细节。

图2是显示设备102(图1)的光学堆叠200的截面视图。光学堆叠200包括被配置成允许接收触摸输入和生成图形输出的多个组件。如图2中所示，光学堆叠200可包括具有用于接收触摸输入的顶部表面204的光学透明触摸片202以及将该触摸片的底部表面绑定到触摸传感器208的顶部表面的光学透明粘合剂(OCA)206，触摸传感器208可以是例如触摸传感器104(图1)。触摸片202可由任何合适的材料构成，诸如玻璃或塑料。如本文中所使用的“光学透明粘合剂”指代透射基本上全部(例如，约99％)的入射可见光的一类粘合剂。

如以下参照图3更详细地描述的，触摸传感器208包括形成其电容可以在检测触摸输入时被评估的电容器的电极矩阵。如图2中所示，电极可在两个分开的层中被形成：接收电极层(Rx)210和被定位在该接收电极层下面的传送电极层(Tx)212。接收和传送电极层210和212各自可在相应的介电基板上形成，所述介电基板包含包括但不限于玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或环烯聚合物(COP)膜的材料。接收和传送电极层210和212可由第二光学透明的粘合剂211接合在一起。OCA 211可以例如是丙烯酸压敏粘合剂膜。图2中解说的触摸传感器配置是作为示例提供的；替代布置在本公开的范围内。例如，在其他实现中，层210、211和212可以被一体形成为单个层，其中电极被设置在该一体层的相对表面上。此外，触摸传感器208可以替代地被配置成使得传送电极层212被提供在上方，并且经由OCA211与位于其下方的接收电极层210绑定。

接收和传送电极层210和212可通过各种适当过程来被形成。这样的过程包括将金属线沉积到粘合介电基板的表面上；选择性地催化金属薄膜的后续沉积(例如，经由镀覆)的材料的图案化沉积；光刻；导电墨的图案化沉积(例如，经由喷墨、偏移、释放或凹纹印刷)；用导电墨来填充介电基板上的槽；导电光阻的选择性光学曝光(例如，通过掩模或经由激光书写)，之后是化学显影来移除未曝光的光阻；以及对卤化银乳剂的选择性光学曝光，之后是对潜影到金属银的化学显影；之后又是化学固定。在一个示例中，金属化的传感器膜可被设置在基板的面向用户的一侧上，其中金属背对用户，或者替代地面向用户且在用户和金属之间有(例如，由PET组成的)保护片。虽然电极中通常不使用透明导电氧化物(TCO)，但部分地使用TCO来形成电极的一部分，而电极的其他部分由金属形成是可能的。在一个示例中，电极可以是具有基本上恒定的截面的薄金属，并且可被调整大小以使得它们可不被光学地分解，并因此从用户的角度看可能是不显眼的。可用于形成电极的合适材料包括各种合适的金属(例如，铝、铜、镍、银、金)、金属合金、碳的导电同素异形体(例如，石墨、富勒烯、非晶碳)、导电聚合物以及(例如，经由金属或碳颗粒的添加而变得导电的)导电油墨。

继续图2，触摸传感器208可在传送电极层212的底部表面处经由第三光学透明粘合剂216绑定到显示器堆叠214。显示器堆叠214可以是例如液晶显示器(LCD)堆叠、有机发光二极管(OLED)堆叠、或等离子显示器面板(PDP)。显示器堆叠214被配置成通过显示器堆叠的顶表面发射光L，使得所发射的光在光发射方向上行进通过层216、212、211、210、206、触摸片材202并通过顶表面204离开。以这种方式，所发射的光可在用户看来好像是在触摸片材202的顶表面204上所显示的图像。

对光学堆叠200的进一步改变是可能的。例如，其中层211和/或216被省略的实现是可能的。在该示例中，触摸传感器208可以是空气间隙的且与显示器堆叠214光学地解耦。此外，层210和212可被层压在顶表面204上。更进一步，层210可被设置在顶表面204上，而层212可被相对地设置且在顶表面204下方。

图2还示出了可操作地耦合至接收电极层210、传送电极层212、和显示器堆叠214的控制器218。控制器218被配置成驱动传送电极层212中的传送电极、经由接收电极层210中的接收电极接收由被驱动的传送电极产生的信号，以及在检测到被赋予光学堆叠200的触摸输入的情况下定位该触摸输入。控制器218可进一步驱动显示器堆叠214以允许对触摸输入进行响应的图形输出。可替代地提供两个或更多控制器，并且在一些示例中，可提供用于接收电极层210、传送电极层212、和显示器堆叠214中的每一者的相应控制器。在一些实现中，控制器218可以在图像源110(图1)中被实现。

图3示出了示例触摸传感器矩阵300。例如，矩阵300可以被包括在光学堆叠200(图2)的触摸传感器208中以例如将触摸感测功能赋予显示器102(图1)。矩阵300包括多个行电极和列电极。在本示例中，这些电极是以行电极302与列电极304垂直地分开的形式来示出的。如以下所描述的，行电极可以是发射机/驱动器，其中电压波形(也被称为“激励波形”)被用于经由驱动逻辑的操作来模拟它们。这进而影响列电极上的电状况(例如，该激励波形在列电极上产生时变电流)，并且这些列电极以接收模式与伴随电路一起操作以处理感应到的电状况。再次参考图2，行电极302和列电极304可被分别形成在例如光学堆叠200的传送电极层212和接收电极层210中。行电极302与列电极304的每个交点形成相应的节点，这些节点的电属性(例如，电容)可被测量以检测触摸输入。为了清楚起见，在图3中示出了三个行电极302和三个列电极304，但是矩阵300可包括任何适当数目的行电极和列电极，其例如可以在一百或一千的量级上。取决于设置，可采用任何适当数目的电极。

虽然在图3中示出了矩形网格布置，矩阵300可假设其他几何布置—例如，该矩阵可以被布置在菱形图案中。替代地或附加地，矩阵300中的各个个体电极可采取非线性几何尺寸—例如，电极可呈现弯曲或之字形(zigzag)几何尺寸，这可使得由电极对底层显示器的遮挡造成的显示伪像(例如，混叠，莫尔图案)的可察觉性最小化。此外，本文中使用的“行”和“列”并不暗示相对于显示器或相对于地板/地面的任何特定的定向。换言之，现对于显示设备或地板/地面，行可以是水平的、垂直的或处于任何其他定向。然而，通常，所有的行将彼此平行，所有的列也将彼此平行。

所描绘的系统还可包括耦合到行电极302的驱动逻辑306以及耦合到列电极304的接收逻辑308。驱动逻辑306和接收逻辑308可执行各种功能，并且在本示例中可以被互连以便协调活动、交换数据等。一般来说，驱动逻辑306涉及使得激励波形被施加到行电极302上，而接收逻辑308涉及处理并解释列电极304上的信号。

矩阵300中的每个行电极302可被耦合到(包括在驱动逻辑306中的)相应的驱动器310，该驱动器310被配置成用激励波形(例如，时变电压)来驱动其对应的行电极。在一些实现中，矩阵300的驱动器310可被例如形成控制器218(图2)的部分的现场可编程门阵列(FPGA)内实现的微编码的状态机驱动。每个驱动器310可作为移位寄存器实现，移位寄存器具有一个触发器(flip-flop)和用于其相应行电极的输出，并且可操作以独立于寄存器状态强制所有输出值为零。对每个移位寄存器的输入可以是时钟、数据输入、以及空输入，其可由来自微编码的状态机的输出驱动。可通过将要被激励的每个输出用一而别处用零来填充移位寄存器来传送信号，并接着利用所需调制来切换空输入以创建用于激励行电极的传送波形。这些激励波形可以是时变电压，当数字采样时，这些时变电压包括脉冲序列—例如相对较高(较低)数字值的一个或多个样本，随后是相对较低(较高)数字值的一个或多个样本。如果以这种方式使用移位寄存器，则各波形可仅取两个数字值—例如，仅二进制波形可被传送。在其他实现中，驱动器310可以被配置为传送可以采用三个或更多个数字值的非二进制波形。非二进制激励波形可以使能驱动器输出的谐波含量的减少并且减少由矩阵300辐射的传送。在又一些示例中，非量化的波形可在行电极激励中起作用。任何可行的方法可被驱动逻辑306采用来在行电极302上生成适当的激励波形。

在一些实现中，矩阵300可被配置成与有源触控笔320(对应于图1的输入设备108)进行通信和交互，该有源触控笔可包括：笔尖电极322(也被称为触控笔电极或触控笔笔尖)；驱动逻辑324，该驱动逻辑324负责向笔尖电极322施加波形以供传输到矩阵300；以及接收逻辑326，该接收逻辑326负责处理从矩阵300接收到的波形(例如，作为驱动逻辑306在十分靠近触控笔笔尖处激励行电极302的结果)。在图1的上下文中，当矩阵300被实现在显示设备102中时，对触控笔(诸如，有源触控笔320)的使用可至少部分地允许触敏显示设备102与输入设备108进行通信。具体地，静电链路可被建立在笔尖电极322和一个或多个行电极302或者一个或多个列电极304之间，数据可沿着该静电链路被传送。

在一个示例中，静电通信经由同步波形从矩阵300到有源触控笔320的传输被执行。同步波形可使得矩阵300和触控笔322能够获得共享的时间感。在一些示例中，同步波形可经由多个行电极302同时传送，以使得有源触控笔可接收该同步波形，而不管有源触控笔相对于矩阵的位置如何。在波形由多个行电极302同时传送的情况下，可在不同的行电极302上使用不同的波形，如以下详细解释的。在一些情况下，同步可经由相关操作来执行，在这些相关操作中，使用基于同步波形的参考波形来处理接收到的波形。

共享的时间感可促成将触控笔检测到在行电极302上传送的信号的时间与矩阵300上的位置相关。这样的相关可以使触控笔能够确定相对于矩阵300的至少一个坐标(例如，其行坐标)，该坐标可以(例如，经由静电链路)被传送回矩阵或经由不同的通信协议(例如，无线电，蓝牙)被传送至相关联的显示器。为了确定触控笔的第二坐标(例如，列坐标)，可以将所有行电极302保持在恒定电压，并且触控笔可以将时变电压传送到矩阵300，这可以测量由每个列电极304中的触控笔电压导致的电流以查明该第二坐标。

矩阵300中的每个列电极304可被耦合到相应的接收器312，该接收器312被配置成分析由行电极302上的波形的传送导致的接收到的信号。在触摸检测期间，矩阵300可以将除激励波形被沿其传送的活动行电极外的所有行电极302保持在恒定电压。在传送激励序列期间，所有列电极304可被保持在恒定电压(例如，地)。随着激励波形被施加到活动行电极302并且所有列电极304被保持在恒定电压，电流可作为激励波形的施加的结果流入接收器312中的每一者。该电流与电容成比例。触摸检测是作为例如因用户的手指的存在而产生的电容的改变的结果被实现的。矩阵300可以以某帧率(例如，60Hz、120Hz)来被重复地扫描以持续地检测触摸输入，其中帧的完整扫描包括将激励序列施加到每个传送行302，并且针对每个被驱动的传送行，收集来自所有接收列304的输出。然而，在其他示例中，帧的完整扫描可以是传送行电极302和接收列电极304中的一个或两者的期望子集而不是全部的扫描。

用户的手指和有源触控笔两者的较高分辨率位置确定可经由插值法来实现。使用以上确定触控笔的行坐标的示例，可评估对在最高信号行任一侧的行的测量。假设触控笔在对应于激励行K的时间t(K)检测到最高信号强度，该系统还可从任何数目或分布的邻近行电极处获得读数。在一个非限制性示例中，评估针对行K-2、K-1、K+1和K+2的测量。接收到的信号强度跨这些行的分布使得该系统能够增加位置分辨率。类似地，当触控笔正通过驱动逻辑324的操作进行传送时，列电极304之一接收到最强的信号(即，最接近触控笔的列)。附近列处的信号强度可被用于插值。类似的插值方法可被用于确定手指/手位置(即，测量邻近最高信号列或最高信号行的信号的强度)。

从上述内容将领会，(来自用户的身体和触控笔的)触摸功能在行进中的一系列触摸感测帧上发生，在此期间，矩阵300或触控笔320中的驱动逻辑驱动其中的电极以将波形传送给接收电极，在接收电极处，接收到的信号被接收逻辑(例如，接收逻辑308或接收逻辑326)处理。图4描绘了示例触摸感测帧400。每一触摸感测帧400包括多个不同的子帧。一个子帧是触控笔同步子帧(SSSF)402，如上所述，在该触控笔同步子帧期间，矩阵300上的行电极302传送同步波形以使得触控笔320和显示设备102能够获得/维持共享的时间感。

在任何给定的触控笔同步子帧(SSSF)402期间，正用同步波形驱动的特定行电极302被称为针对该触控笔同步子帧(SSSF)402的同步驱动行电极。正被使用的特定的同步驱动行电极可从一个触控笔同步子帧(SSSF)402到下一触控笔同步子帧变化。在一些情况下，可采用多个不同的同步驱动行电极集合，这些集合中的每一者省略一些行电极302(例如，每三个行电极中省略掉两个行电极)。换言之，给定行电极302可以是一个集合中的同步驱动行电极，但不是另一集合中的同步驱动行电极。在一些示例中，同步驱动行电极集合可使用不同的同步波形(即，在一个同步驱动行电极上使用的波形不同在对该集合中的另一个同步驱动行电极上使用的波形)。以下将更详细地讨论同步驱动行电极和对其采用的同步波形。

可被采用的两个其他子帧(以上也被讨论过)是(1)行驱动子帧(RDSF)404，在该子帧期间，行电极被按顺序驱动以支持对触控笔320的行坐标以及用户的身体106的行和列坐标的确定；(2)触控笔驱动子帧(SDSF)406，在该子帧期间，触控笔320被驱动以促成对其列坐标的确定。触摸感测帧通常以相对较高的频率重复以支持(例如，在手指移动和线被绘制在用户的手指下面之间)具有最小延迟的快速更新的触摸感测。在一个示例中，可采用120Hz的帧率。

在触控笔同步子帧(SSSF)402期间，获得和维持适当的同步可取决于具有足够幅度的电流是否正流入触控笔电极322。流入触控笔电极322的电流可取决于触控笔同步子帧(SSSF)402期间的各个电容。最相关的电容可以是(1)Cts—从触控笔电极322到正用同步波形驱动的行电极302的电容；(2)Ctg—从触控笔电极322到显示设备102或等价物(例如，接收列电极304或不活跃的行电极302)的机壳接地的电容；(3)Cbs—从用户的身体106到正用同步波形驱动的行电极302(即，同步驱动行电极)的电容；以及(4)Cbg—从用户的身体106到显示设备102或等价物的机壳接地的电容。

现在将描述三个条件以及在同步驱动行电极的无差分驱动的情况下，这三个条件对流入触控笔电极322的电流的潜在影响。第一条件可被描述为：

(1)Cts/(Cts+Ctg)>>Cbs/(Cbs+Cbg)

在这些情形中(以上等式1)，行电极302上的同步波形可引起(例如，对于从传入的波形导出有用的同步信息足够的SNR的)足够电流流入触控笔电极322。

第二条件可被描述为：

(2)Cts/(Cts+Ctg)≈Cbs/(Cbs+Cbg)

在这些情形中(以上等式2)，行电极302上的同步波形可引起可忽略的电流流入触控笔电极322。结果，触控笔320无法接收足够强的信号来支持同步。

第三条件可被描述为：

(3)Cts/(Cts+Ctg)<<Cbs/(Cbs+Cbg)

在这些情形中(以上等式3)，行电极302上的同步波形可引起电流流出触控笔电极322。这样的互反的极性/相位电流也可阻碍同步。

在许多情况下，用户的身体到矩阵300的驱动行的电容(Cbs)将对在任何给定的触控笔同步子帧期间存在以上三个条件中的哪个条件具有最强的影响。具体地，当用户在矩阵300上触摸显示设备102时，Cbs增加。该增加可能是显著的，尤其在大接触块(例如，用户在拿着触控笔的同时将他的手掌放在显示器上)的不频繁使用的情况下。在这样的情况下，用户的身体在一系列触控笔同步子帧(SSSF)402期间显著地覆盖同步驱动行电极。相对于当触控笔接触显示器时，用户的身体与更多同步驱动行电极重叠，并且沿着更大的长度与它们重叠。作为Cbs相对较大的增加以及各电压节点处相关联的改变(触控笔主体电压相对于触控笔笔尖电压的相对增加)的结果，增加的电流可流入用户的身体，由此降低了进入触控笔电极的电流，进而妨碍触控笔获得足够强的同步信号的能力。

如现在将讨论的，在一些示例中，触控笔电流的让步可通过在触摸感测帧400中差分地驱动同步驱动行电极来改善。换言之，在给定触控笔同步子帧(SSSF)402内，驱动逻辑306可在一些同步驱动行电极上使用一个同步波形，并在其他同步驱动行电极上使用另一不同的同步波形。在给定触控笔同步子帧(SSSF)402中可使用任何数目和类型的不同同步波形。如以下详细讨论的，不同的同步波形被配置成创建至少部分相抵消的电条件以降低流入用户的身体的电流，流入用户的身体的电流将不期望地影响流入触控笔电极322的同步电流。图5示出这样的差分驱动的示例。该图示出在三个连续的触控笔同步子帧(SSSF)402期间驱动的十二个行电极302。在该示例中，每n个电极(在此处n＝3，但可以是任何其他可行的数字)有一个同步驱动行电极。一个这样的同步驱动行电极被指示在该图的502处。可采用不同的同步驱动行电极集合；描绘了三个集合504。在第一触控笔同步子帧中，同步驱动行电极集合(集合A)包括电极001、004、007、010。在该附图中，同步驱动行电极502不同于不活跃的行电极之处在于同步驱动行电极标记有在该电极上使用以供实现同步的同步波形(该附图中的波形标记是要解释的加圈的“P”和加圈的“N”)。在集合B，同步驱动行电极是行002、005、008、011；在集合C中，同步驱动行电极是行003、006、009、012。当引用同步驱动行电极302的“集合”或者“集合信息”时，本公开就是在引用在同步期间驱动的特定行电极以及被用于同步的特定差分波形。在图5的示例中，对三个不同集合的不同使用使得所部署的波形在行坐标方面从一个帧到另一个帧空间地移位。这进而将使得所部署的相应波形在距给定触控笔接触点的距离方面从一个帧到另一个帧变化。

如以上所提到的，可在每一集合中的同步驱动行电极502上采用不同的波形。具体地，在任何给定触控笔同步子帧(SSSF)402中，驱动逻辑306(图2)可被配置成在不同同步驱动行上电极使用两个或更多个不同的波形以供实现同步。在本示例中，使用互反的极性波形(用带圈的“P”指示的正波形以及用带圈的“N”指示的负波形)。如在附图中示出的，集合A、B和C彼此不同之处在于同步驱动行电极的空间分布、(即，不是用同步波形驱动的)不活跃的行电极的空间分布以及特定同步波形的空间分布相同但从一个集合到下一集合移位了一个行电极302。不同的波形导致至少部分相抵消的电状况(例如，当两个相反的波形彼此靠近时)以降低流入用户的身体的电流并由此避免对流入触控笔电极的电流的负面影响。在所有三个集合中，采用一个接一个交变的极性方案，在该方案中，每一同步驱动行电极是用相对于在毗邻的同步驱动行电极上使用的同步波形相反的同步波形来驱动的。

进入用户的身体的电流的降低/抵消可在同步驱动行电极“空间分组”方面来考虑。参考第一触控笔同步子帧(集合A)，同步驱动行电极502可被分组成各空间分组。一个这样的空间分组在505处被指示，并且包括两个同步驱动行电极(行004和007)。各两行的分组也可由集合A中的以下同步驱动行电极对形成：001/004和007/010。替代地，空间分组可包括多于两个行电极302(例如，集合A中的全部四个同步驱动行电极)。任何可行数目的同步驱动行电极可包括空间分组。

当用户的身体接触显示设备102时，接触块可覆盖一同步驱动行电极空间分组。这样的接触块在506处被示出，并且坐落在空间分组505上，使得与行004和007处的同步驱动行电极重叠。在许多情况下，接触块将覆盖较大数目的行电极302；为清楚起见，此处使用四个电极(其中的两个电极为同步驱动行电极)。如以上所指示的，具有显著的电极重叠的接触块可潜在地产生显著的电容方面的改变，该电容方面的改变可降低进入触控笔笔尖的电流。电极004和007上的相反极性波形可产生至少部分相抵消的电状况。这可降低进入用户的身体的电流，在一些情况下将该电流降低到零，由此避免进入触控笔电极的某种电流降低。

将领会，在任何接触块与任何数目的同步驱动行电极302重叠的情况下，这些部分相抵消的状况将在集合A、B和C中发生。潜在地，偶数数目的电极的重叠将允许更大的抵消，但是即使在奇数数目的同步驱动电极被重叠的情况下，仍可实现足够的抵消。通常，并且如在本示例中，跨该矩阵的跨距存在多个空间分组，每一空间分组包括诸差分驱动的同步驱动行电极，以使得进入用户的身体的电流相对于在同一波形被使用的情况下将发生的电流将被降低。在一些示例中，电流降低的空间分组可基于身体接触块的预期最小尺寸来被设定尺寸。例如，分组可基于在未差分驱动同步驱动行电极的情况下将提供特定水平的同步干扰的块尺寸来被设定尺寸。

将领会，可在空间分组/接触块内使用任何数目、类型和放置的不同同步波形。以上示例构想了以每隔一个驱动电极交变的相反极性的波形(例如，二进制脉冲链)。不同的分布可涉及相似极性的聚类(例如，两个或更多个正波形的聚类与两个或更多个负波形的聚类在空间上交织)。可采用多于两个不同的波形。可采用取多于两个的值的数字波形。可采用模拟波形。可采用不同的频率、相位和幅度。一般来说，可使用其中不同的波形在某身体接触块下提供某种抵消以降低进入身体的电流的任何同步波形配置。

在某些设置中，同步性能可受同步驱动行电极之间的间隔影响。例如，较高密度的提供相抵消的波形的电极可更高效地为各种不同尺寸的接触块提供抵消。相对较高的密度将确保例如足够数目的变化的波形在预期最小的接触块下面被驱动，即足以实现期望水平的抵消。附加地，高密度方案可减少同步驱动的行电极集合的数目，由此降低触控笔获得共享的时间感的等待时间。

参考图5的描绘，高密度方案可能可需要所有十二个行电极302都是同步驱动行电极，并且一个接一个地在正“P”同步波形和负“N”同步波形之间交变(例如，偶数行正、奇数行负)。在这样的情况下，对于触控笔电极322在矩阵上的任何给定接触点，触控笔笔尖将足够靠近以下两个波形：这两个波形可能将抵消/减少流入触控笔的电流，由此使接收到的同步信号变弱。

因此，在一些情况下，如在图5的每n个示例中，具有同步驱动行电极之间的增加的距离将是合需的。因此，当触控笔靠近特定同步驱动行电极时，距相邻同步驱动行电极的距离足够大，以便降低从触控笔笔尖到这些电极的电容。该触控笔因此接收到强同步信号，而没有来自毗邻同步驱动行电极上的同步波形的干扰，该干扰将可能降低该同步信号的强度。

不管同步驱动行电极是紧密地间隔还是疏远地间隔，采用不同的同步驱动行电极集合都可能是合需的。当不同的集合被采用时，这些不同的集合可被配置成使得，相对于另一同步驱动行电极集合而言，对于触摸感测矩阵的操作部分上的任何给定点，使用这些集合中的至少一个集合将引起这样的点和最靠近的同步驱动行电极之间的距离降低到阈值以下。例如，假设同步驱动行电极502和触控笔电极322接触矩阵300之处之间的最小期望阈值距离，可采用不同的同步驱动行电极集合，以使得这些集合中的至少一者包括将在距触控笔电极322的阈值距离内的同步驱动行电极，以由此提供具有来自其他同步波形的最小化的干扰的足够强的信号。换言之，不同的同步驱动行电极集合可被构造成使得循环通过它们会引起触控笔接触点和最靠近的同步驱动行电极之间的帧间变化。

参考矩阵上的点508(例如，触控笔电极322可接触矩阵300的接触点)，将明白性能可在集合A、B和C之间变化。从一个触控笔同步子帧到下一触控笔同步子帧循环通过这些集合使得点508和最靠近的同步驱动行电极之间的距离变化。如以上所指示的，正常地，对于这些集合中的至少一者，触控笔笔尖相对靠近一个同步驱动行电极并相对远离将产生抵消的任何同步驱动行电极(例如，靠近一个波形并远离那个波形的反向)是合乎需要的。具体参考图5，就这一点而言，集合C提供最佳性能。在集合A和集合B中，触控笔电极将(1)太过远离邻近的同步驱动行电极；和/或(2)与每一同步驱动行电极的邻近度将是足够的，但附近的反向波形将降低触控笔所接收到的信号。

更一般地，不同的同步驱动行电极集合以及用于驱动这些电极的差分波形可被用于为矩阵上的触控笔电极接触点提供以下各项相对于那个接触点的变化的定位：(1)引起将同步信号接收到触控笔中的一个或多个同步波形；以及(2)与(1)的效果相反的一个或多个同步波形。如以上所指示的，使用不同的集合增加了(1)的距离将相对较小而(2)的距离将相对较大的可能性。

参考图5的示例，驱动逻辑306可在连续的触控笔同步子帧上按任何次序选择性地应用不同的集合。在一个示例中，驱动逻辑306按相同的顺序反复地循环通过这些集合：ABCABCABC等。在其他示例中，这些集合被随机地选择。在其他示例中，在给定时间段内仅使用这些集合中的一些集合，而一些集合被省略。

在其他示例中，同步驱动行电极集合被选择性地选择，而不是按特定次序循环通过这些集合，以便实现性能好处。在一些情况下，该好处与以上描述的一样，即将特定同步波形放置为靠近触控笔电极，同时确保干扰波形相距更远。因此，驱动逻辑306可基于与有源触控笔相关联的位置信息从多个不同的同步驱动行电极集合中进行选择。

用于集合选择的位置信息可例如像驱动逻辑306中的位置信息330(图3)一样被存储在各位置。关于触控笔320，位置信息330可采用各种各样的形式，包括(1)当前、过去或预测的触控笔行和列坐标；(2)在过去的触摸感测帧上触控笔移动的速度；(3)在过去的触摸检测帧上触控笔移动的方向；(4)影响预测触控笔的将来位置的能力的指示器；等等。一般而言，位置信息可包括在确定触控笔电极322在将来的触摸感测帧中将在何处时有用的任何类型的信息。位置信息可按任何合适的方式(包括经由以上描述的非限制性示例)被执行，其中行驱动子帧(RDSF)404和触控笔驱动子帧(SDSF)406(图4)被用来建立触控笔320的行坐标和列坐标。

当预测质量超过阈值(例如，在触控笔的将来位置方面有相对较高的置信度)时，驱动逻辑可进入其中基于该位置信息来选择同步驱动行电极集合的模式。再次参考图5的示例，如果该系统能够以足够的准确性预测到在即将到来的触摸感测帧中触控笔电极将非常靠近点508，则驱动逻辑306可采用同步驱动行电极集合C来实现同步。

驱动逻辑可切换进入和离开基于位置的选择。例如，在基于位置进行选择之前，驱动逻辑可按循环模式进行操作，其中定义的集合序列被使用，或者随机循环被使用。这些较少选择的方法可在该系统无法充分地评估一个集合是否将在其有效地将同步波形定位在触控笔电极周围的能力方面胜过另一集合时被采用。例如，如果触控笔电极正快速(超过速度阈值)移动，则驱动逻辑可恢复到循环模式(例如，图5中的ABCABCABCABC……集合选择)。作为速度阈值的补充或替换，任何类型的与位置信息相关联的阈值可被用于模式切换进入和离开基于位置信息330来选择同步驱动行电极集合。

在典型实现中，接收逻辑(无论是矩阵300中的接收逻辑还是触控笔320中的接收逻辑)包括被调谐以考虑它接收的激励信号的属性的特定电路系统。在一些示例中，接收处理是经由相关操作使用参考信号来执行的，该参考信号通常基于并在许多情况下等价于激励波形。例如，如果同步驱动行电极上的同步波形为50％占空比方波，则相位对准的50％占空比方波可出于相关目的在接收电路系统中(例如，在触控笔320的接收逻辑326中)被使用。相关接收器中的高正值指示激励信号的肯定存在。在以上提到的反向示例(一个同步波形是另一个同步波形的反向)，通常将有可能使用单个接收器(即，一个参考波形)。在更复杂的示例中，可采用多个不同的接收器，每一不同的激励波形一个接收器。

本公开确实构想了其中在同步驱动行电极集合中使用多个不同的波形的示例。例如，在给定身体接触块的最小预期尺寸在矩阵300上的任何地方出现的情况下，同步驱动行电极集合可被构造为使得四个不同的同步波形被定位在该接触块下面。这些波形将被设计为使得它们一起至少部分地彼此抵消，由此降低进入用户的身体的电流并维持进入触控笔电极322的电流。对此许多波形的使用可提供各种好处，但以在触控笔320的接收逻辑326内配置和操作四个接收器为代价。

在一些情况下，在以上示例中，所有四个接收器必须同时操作。这可例如在触控笔不知道其在矩阵上的行坐标的情况下发生。在不知道这个的情况下，触控笔无法知道附近的同步波形将是什么，并且由此必须尝试对所有四个不同的同步波形进行检测。另一方面，触控笔可知道其位置，但不具有关于这些不同的同步波形将沿着该矩阵的行电极302被放置在何处的知识。

因此，在一些示例中，触控笔320中的接收逻辑326的操作可基于同步驱动行电极的位置信息(例如，触控笔坐标)和集合信息(即，哪些行电极302将被激活以及哪些同步波形将被使用)来控制。例如，经由来自矩阵300的一些类型的通信(例如，无线电或静电)或通过另一方法，触控笔320可获悉被采用的各同步驱动行电极集合。更具体地，触控笔可知道将在特定的即将到来的触摸感测帧中使用特定集合，并且知道在那个集合中，将用特定同步波形来激活最靠近其当前位置的行电极302。这可随后使得接收逻辑326能够仅运行特定于那个不同波形的接收器(例如，相关操作)，而不是其中多个接收器活跃的较不具针对性的方法。换言之，接收器的选择性激活和停用可基于不同的同步驱动行电极集合的知识以及这些集合中的哪个集合将由驱动逻辑在即将到来的触控笔同步子帧期间部署。

现在参考图6，该附图描绘了用于显示设备的触摸感测方法600，该显示设备具有带行电极和列电极的矩阵的触摸传感器。该方法可结合图1-3中示出的系统或结合不同配置的系统来被采用。在602，该方法包括在多个触摸感测帧期间驱动行电极，例如以便确定用户的手指和有源触控笔的行/列坐标。触摸感测帧中的每一帧包括触控笔同步子帧。在604，该方法包括在每一触控笔同步子帧期间，用同步波形差分地驱动至少一些行电极，此至少一些行电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动行电极。这些同步波形被静电地传递到有源触控笔以使有源触控笔与显示设备同步。驱动包括差分地驱动触控笔同步子帧的同步驱动行电极，以使得用于驱动同步驱动行电极中的一个的同步波形不同于用于驱动同步驱动行电极中的另一个的同步波形。

如在606示出的，604处指示的差分驱动可进一步包括使用两个或更多个不同的同步波形来驱动多个同步驱动行电极空间分组中的每一者中的同步驱动行电极。这两个或更多个不同的同步波形可被配置成产生至少部分相抵消的电状况。相对于在非差分驱动空间分组中的同步驱动行电极的情况下将流入的电流而言，这在用户的身体部位在同步驱动行电极空间分组之上的接触块上触摸显示设备的情况下可降低流入用户的该身体部位的电流。在一些示例中，空间分组可包括相反极性的同步波形以提供抵消，但这仅是一个示例。任何尺寸的空间分组可被采用，并且如上所述，大范围的不同类型和数目的波形可被使用来实现相抵消的电状况。如上所述，这样的抵消可降低流入用户的身体的电流，以避免触控笔需要用于同步的让步电流。

方法600可进一步包括从多个不同的同步驱动行电极集合中进行选择以在触控笔同步子帧期间使用。通常，每一集合将省略矩阵中的一些行电极，并将不同于其他集合(例如，行电极对于一个集合是同步驱动的，而对于另一个集合不是同步驱动的)。在一些情况下，这些集合可被构造为使得对于矩阵的操作部分上的任何给定点(即，触控笔接触点)，使用不同的集合引起最靠近的同步驱动行电极和触控笔接触点之间的距离的变化。通常，相对于同步驱动行电极的另一集合而言，这些集合中的一个集合将引起触控笔接触点和最靠近的同步驱动行电极之间的距离的减小。这些集合可被构造成使得这在阈值距离以下以向触控笔提供期望的同步信号强度。该方法还可包括基于与有源触控笔相关联的位置信息来从不同的集合中进行选择。在一个示例中，一个集合被选择以将同步驱动行电极放置为尽可能靠近触控笔的当前行坐标，以由此改善同步信号的强度。各种其他基于位置的选择可被采用，如以上参考图3和5描述的。

以上所描述的用于增加被传送到触控笔电极的静电信号的强度的办法可以适用于除以上所描述的那些传感器之外的电容式触摸传感器。例如，除了所谓的“互电容”触摸传感器矩阵之外，差分波形可被用在所谓的“in-cell”触摸传感器矩阵中，其中图3的触摸传感器矩阵300可以被认为是其示例。应当领会，在图3中，“矩阵”尤其指的是细长的传送和接收行/列电极之间的交点，其中互电容经由在一个电极上传送并在另一电极上接收而在这些交点处被测量。在下面的in-cell和on-cell示例中，“矩阵”也指其中电容被测量的位置的阵列(和/或各电极它们本身)，但测量位置取而代之地是各个个体电极(而不是电极交点)，其中通过在每个电极处进行传送和接收两者而发生的自电容测量用于建立例如手指触摸在矩阵上的x/y位置。应当进一步领会，in-cell显示器实现仅是一种示例设置，在该示例设置中可以采用将要描述的自电容方法。

图7示出了示例触敏显示设备700，其包括显示器702和触摸传感器704以实现图形输出和触摸输入(例如，来自触控笔或手指)。显示器702可操作以在朝上的方向上发射光，以在显示设备的顶部表面706或其他位置处产生可视影像。显示器702可采用液晶显示器(LCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、或任何其他合适的显示器的形式。为了实现显示操作，图7示出了被耦合到控制器708的显示器702，该控制器708可控制像素操作、刷新率、驱动电子器件、背光的操作(如果包括的话)、和/或显示器的其他方面。合适的图像源(其可以与控制器708集成或与控制器708分开地提供)可提供供由显示器702输出的图形内容。例如，图像源可以是显示系统700外部或集成在显示设备700内的计算设备。

触摸传感器704可操作以接收输入，该输入可采用各种合适的形式。作为示例，触摸传感器704和相关联的部件可以检测(1)由与显示设备700的顶部表面706接触的人类手指710施加的触摸输入；(2)由人类手指施加到顶部表面的力和/或压力；(3)与靠近但不与顶部表面706接触的人类手指相关联的悬停输入；(4)悬停的人类手指离顶部表面的高度，使得离顶部表面的基本连续的高度范围可被确定；和/或(5)来自诸如有源触控笔712等非手指输入设备的输入。如下文进一步详细描述的，触摸传感器704可从触控笔712接收位置、尖端力、按钮状态、和/或其他信息，并且在一些示例中，可将信息传送到触控笔。触摸传感器704可操作以同时从多个输入设备(例如，手指、触控笔、其他输入设备)接收输入，在此情况下，显示设备可被称为“多点触摸”显示设备。为了启用输入接收，触摸传感器704可以被配置成检测与多个电极的电容相关联的改变，如下文进一步详细描述的。

由触摸传感器704接收的输入可操作以影响显示器702和/或可操作地耦合到显示设备700的计算设备的任何合适方面，并且可包括两维或三维手指输入和/或姿势。作为示例，图7描绘了显示器702与由邻近顶部表面706的手指710和触控笔712所描绘的路径空间对应的图形内容的输出。尽管图7将控制器708示为影响显示器702和触摸传感器704两者的操作(例如，电极驱动/接收操作)，但是可提供分开的显示器和触摸传感器控制器。

显示设备700可以按各种形式被实现。例如，显示设备700可被实现为具有大约1米或更大的对角线尺寸的所谓的“大规格”显示设备，或被实现在具有英寸数量级的对角线尺寸的移动设备(例如，平板、智能电话)中。构想了其他合适的形式，包括但不限于桌面显示监视器、高清电视屏幕、平板设备等。

除了显示器702和触摸传感器704之外，显示设备700还可包括其他组件。作为示例，图7示出了包括光学透明触摸片714，其提供用于接收如上文描述的触摸输入的顶部表面706。触摸片714可由任何合适的材料构成，诸如玻璃或塑料。此外，光学透明粘合剂(OCA)716将触摸片714的底部表面粘合到显示器702的顶部表面。如本文中所使用的“光学透明粘合剂”指代透射基本上全部(例如，约99％)的入射可见光的一类粘合剂。替代地或附加地，显示设备700可包括图7中未示出的任何合适的组件，包括但不限于各种光学元件(例如，透镜、漫射器、衍射光学元件、波导、滤光器、偏振器)。

图7描绘了在所谓的“in-cell”触摸传感器实现中的触摸传感器704在显示器202内的集成。在该示例中，可操作显示设备700的一个或多个组件以执行显示输出和输入感测功能两者。作为显示器702是LCD的特定示例，相同的物理电气结构可被用于电容感测和用于确定旋转偏振以形成显示图像的液晶材料中的场两者。然而，显示设备700的替代或附加组件可被用于显示和输入感测功能。

其他触摸传感器配置是可能的。例如，触摸传感器704可替代地被实现在所谓的“on-cell”配置中，其中触摸传感器被直接设置在显示器702上。在示例on-cell配置中，触摸感测电极可被布置在显示器702的滤色器基板上。然而，其中触摸传感器704既不被配置成in-cell传感器也不被配置成on-cell传感器的实现也是可能的。在此类实现中，例如，可在显示器702和触摸传感器704之间插入光学透明粘合剂(OCA)。

触摸传感器704可以按各种结构形式被配置并且用于不同的电容感测模式。在自电容模式中，触摸感测电极和接地之间的电容和/或其他电属性(例如，电压、电荷)可被测量以检测输入。换言之，电极本身的属性(而非涉及电容测量系统中的另一电极)被测量。下文参考图8描述了有关自电容触摸感测的附加细节，图8示出了可以按in-cell或on-cell样式实现的示例自电容触摸传感器。

在互电容模式中，不同电状态的电极之间的电容和/或其他电属性可被测量以检测输入。当被配置用于互电容感测时，并且类似于上述示例，触摸传感器704可包括多个垂直分离的行和列电极，当触摸传感器被驱动时，这些行和列电极在行/列交点处形成电容性板状节点。各节点的电容和/或其他电属性可被测量以检测输入。

触摸传感器704可以包括多个电极，该多个电极被配置成响应于所施加的驱动信号来检测输入。在一些情况下，驱动信号被施加在进行电容测量所处的(诸)相同电极处。在其他情况下，驱动信号被施加在接收电极附近的一个或多个电极处。电极可采取各种合适的形式，包括但不限于(1)如在行/列电极配置中那样的细长迹线，其中行和列彼此成基本上垂直或倾斜的角度布置；(2)如在互电容配置中那样的基本上毗连的焊盘，其中各焊盘被布置在基本上公共的平面中并且被划分成驱动和接收电极组，或者如在in-cell或on-cell配置中那样；(3)网格；以及(4)被布置在特定x/y位置处的点电极阵列，如在in-cell或on-cell配置中那样。

在一些场景中，触摸传感器704可通过驱动至少一组电极并且分析在相同或不同的电极组处由此类驱动产生的输出来标识输入机构的存在。对于互电容实现，诸如时变电压之类的驱动信号(在本文中也被称为“激励波形”)可被施加到第一组电极(例如，“驱动”电极)，因而影响在第二组电极(例如，“接收”电极)处的输出信号。可接着通过分析输出信号来判明输入机构的存在，如下文所描述。

对于自电容实现，可分析一个或多个电极特征以标识输入机构的存在。通常，这是经由用驱动信号驱动电极以及用附连到该电极的接收电路系统观察电气行为来实现的。例如，可分析由驱动信号施加产生的电极处的电荷累积来判明输入机构的存在，如下文所描述。在这些示例方法中，可标识影响电极的可测量属性的输入机构类型(诸如人类手指)，其可通过为电磁场提供去往接地的电容性路径来影响电极条件。其他方法可被用来标识不同的输入机构类型，诸如具有有源电子器件的那些输入机构类型。

在互电容和自电容两种实现中，触摸传感器704可采用基于相关的办法来分析输出信号以执行输入机构检测以及其他潜在的任务。在该办法中，可使用合适的相关操作(例如，互相关)将给定输出信号与一个或多个参考序列相关，以获得具有足够信噪比的相关输出。相关操作可产生可以与阈值进行比较的数值，以使得如果该数值达到或超过阈值，则触摸传感器704确定输入机构存在，而如果该数值落到阈值以下，则触摸传感器确定输入源是不存在的。在一些示例中，用于驱动电极的驱动信号可形成参考序列的基准。此外，可设计一个或多个参考序列以减轻针对某些操作条件、噪声源、和/或波长带的噪声。

图8示出了示例触摸传感器800。触摸传感器800包括诸如电极802等多个电极，该多个电极被配置成经由电容测量来接收具有以上所描述的一种或多种形式的输入－例如，触摸、悬停、力/压力、和/或触控笔/有源输入设备。在in-cell实现的上下文中描述了图8，其中触摸传感器800被配置为与上文所描述的显示器组合的in-cell传感器。由此，触摸传感器800可以是同在图7中的触敏显示设备700的触摸传感器704。然而，触摸传感器800可被实现为on-cell触摸传感器，或者被实现为分立且与显示器分开的既非in-cell亦非on-cell传感器。对于in-cell和on-cell实现，多个电极在本文中被称为多个“感测点(sensel)”。

为了实现感测点充电和所得输出的接收，感测点可操作地耦合到驱动逻辑804和接收逻辑806。驱动逻辑和接收逻辑中的一者或两者可以被实现成控制器，诸如图7的控制器708。经由驱动逻辑804，每个感测点可以用一个或多个驱动信号来被选择性地驱动，并且经由接收逻辑806，受这种驱动影响的感测点的一个或多个电特性(例如，电容、电压、电荷)被监视以执行输入感测。还可以响应于从有源触控笔(诸如有源触控笔712)施加的驱动信号在感测点处执行输入感测。接收逻辑806可以执行相关操作以执行感测，如上面参考图7所描述。在一个示例中，在集成周期内对感测点进行整数次迭代充电之后，来自给定感测点的输出可被用于相关操作。替代地或附加地，可在充电和/或放电期间连续地监视感测点。在任一情况下，测量多个感测点的自电容以用于输入感测。

由于触摸传感器800的典型实现中所包括的相对大量的感测点，为简明/清楚起见，图8中示出了有限数量的感测点。下面描述的各示例构想了其中触摸传感器800包括20000个感测点的特定配置－例如，当在大规格显示设备中实现时。然而，触摸传感器800可包括任何合适数目的感测点。

在诸如上文所提到的具有20000个感测点的示例中，各感测点可被布置成100行和200列。尽管可能期望通过同时测量每个感测点处的电容来最大化感测频率，但这将需要提供大量的处理和硬件资源。具体而言，接收逻辑806中的20000个接收器(例如，模数转换器)将需要在每个感测点处执行全粒度的、同时的自电容测量。由此，可能期望用于自电容测量的局部粒度的、复用的办法来降低接收逻辑806的体量。具体而言，如下文所描述的，在触摸帧的过程中，可以经由时间复用来将一次只能服务触摸传感器的一部分的接收逻辑相继地连接到触摸传感器的不同部分，以便服务整个触摸传感器300。

图8解说了触摸传感器800中的局部粒度的自电容测量的一种示例办法。在该办法中，感测点被分组成水平带810A-810J，水平带310A-310J各自具有十行感测点。在该办法中，自电容测量经由复用器812在时间上被复用，其中在触摸帧中为每个带810分配相应的测量时隙。相应地，接收逻辑806可包括数个接收器，其等于给定带810中感测点的数目－例如，2000个接收器。例如，各接收器可在第一时隙中被连接到一个带，接着在下一个时隙中被连接到另一带，且依此类推。应当领会，上述分组、带、感测点数目等只反映了许多可能实现中的一种。不同数目的感测点可被采用；分组的形状和布置可能与所描绘的示例不同；等等。

触摸传感器800可采用各种驱动模式来影响感测点操作。在一种驱动模式中，可驱动全部感测点以执行输入感测，这可以简化驱动逻辑804。即使是在任何给定时间处仅读取触摸传感器的一部分时，也可能期望采用这样的办法，如上面描述的复用方案中的那样。驱动逻辑804可在驱动模式期间施加单个驱动信号，在该驱动模式期间施加不同的驱动信号，或者可采用带有不同驱动信号的多个驱动模式。此外，驱动逻辑804可以在两个或更多个驱动模式之间切换以改变输入机构检测和/或促成与诸如触控笔等有源输入机构的通信。“驱动模式”还可以指其中一个或多个感测点未被驱动而是改为从有源触控笔的驱动电极接收输入的周期，如其他地方更详细地描述的。

在一些实现中，触摸传感器800可选择性地以“全面搜索”模式和“局部搜索”模式操作。全面搜索指的是在单个触摸帧的过程内致使触摸传感器200的整体被扫描以寻找输入的操作。在一些示例中，触摸传感器在多个不同区间期间被置于全面搜索模式以扫描整个传感器。例如，在上面所描述的带式办法中，可以使用十个不同的区间进行全面搜索，即，在触摸感测帧的十个不同子帧期间将采用全面搜索模式。在每个全面搜索模式区间期间，十个带之一将被扫描。更进一步，可以为这十个带中的每一者分配两个或更多个全面搜索区间，因而导致二十个或更多个全面搜索区间。

局部搜索指的是在给定触摸感测帧中仅对触摸传感器的一部分执行操作。换言之，对于给定的触摸感测帧，操作被定位到触摸传感器上的特定位置(或诸位置)，并且在该帧期间不对触摸传感器的其余部分执行操作。在一个示例中，如下面将详细讨论的，全面搜索模式被用来扫描整个触摸传感器以寻找输入，其中仅在检测到有源触控笔的区域中在触摸感测帧中采用局部搜索(例如，以接收来自触控笔的压力值的静电通信)。

再次参考全面搜索，并且在接收逻辑806的时间复用的上下文中，可以对每个触摸感测帧中的每个带810相继地使用全面搜索模式区间。因而，在每个触摸感测帧中，各全面搜索周期共同使得能够跨整个触摸传感器检测手指触摸和其他输入机构，诸如有源或无源触控笔。

在一些示例中，一个或多个局部搜索周期可以被执行以在触摸传感器800处从有源触控笔接收触控笔状态信息。触控笔状态信息可包括关于电池电平、固件版本、尖端力/压力值、和/或按钮状态以及其他潜在数据的信息。在典型实现中，该局部搜索活动还通知/确认触控笔位置，因为触摸传感器上的最强信号将出现在x/y触控笔位置处。在全面搜索期间，还可能发生一些触控笔位置功能性－例如，触控笔发送指示触摸传感器800的带810的定位驱动信号，其对应于有源触控笔位置。由此，与有源触控笔位置相对应的带810的指示可以提示该带中的后续局部搜索，由此从触控笔接收触控笔状态信息并且潜在地接收对触控笔位置的确认或进一步精确定点。

触摸传感器800可以在单个触摸帧中执行多次局部搜索，以在该触摸帧内多次接收触控笔状态信息。以此方式，接收触控笔状态信息的增加了的频率可降低有源触控笔操作的等待时间。针对局部搜索的其他用途是可能的。对于其中全面搜索揭示有源触控笔的不确定位置(诸如带810而不是特定x/y位置)的实现，可以在经由全面搜索的粗略位置确定之后执行局部搜索，以将位置解析为所需的准确程度。该方案就时间效率而言可能是期望的。具体而言，为了在有源触控笔实现中达成高的总帧率，可能期望以不允许触控笔位置的完全分辨率的速度来实施全面搜索周期。定为目标的工作接着在特定位置处完成(局部搜索)以精确定点触控笔位置。

参考有源触控笔814，该触控笔包括电极尖端820，通过该电极尖端820可以(例如，以静电方式)将信号传送到触摸传感器800和/或从触摸传感器800接收信号(结合图8中未示出的合适的驱动逻辑以及电源)。触控笔814可以包括用于各种目的的一个或多个附加电极，例如以实现关于触控笔位置的增强型信息。在一些示例中，触控笔814将驱动信号传送到触摸传感器800，以在全面搜索周期期间实现触控笔的位置感测。典型地，该驱动信号被选择以使得接收逻辑806可以将触控笔输入与手指输入区分开。在一些示例中，触控笔电极驱动信号被选择以使得接收逻辑看到类似于由手指产生但极性上相反的输出。这可以在一些情况下简化接收电路系统，同时仍然允许同时感测触控笔和手指输入。

一般而言，触控笔814和触摸传感器800之间的静电交互可被用来(1)确定触控笔相对于触摸传感器的位置；(2)发送/接收同步信号以建立/维持触控笔和触摸传感器之间的共享时间感；(3)在触控笔和显示器之间传达状态/情形，诸如标识符、触控笔按钮状态、电池电平等；和/或(4)传送各种其他数据，诸如在触控笔尖端中确定的力、固件更新、加密密钥/信息、各种事件发生的时间等。尽管未在图8中示出，但是触摸传感器800和触控笔814可包括被配置成实现其间的无线电通信的组件，这些组件可执行上文描述的功能中的一者或多者和/或其他功能。

如上面提到的，可以采用一个或多个同步周期来实现触摸传感器800和触控笔814之间的时间同步。触摸感测帧内的任何同步周期在本文中都被称为“触控笔同步子帧”，并且作为同步帧的一部分被驱动的感测点在本文中被称为“同步驱动”感测点或电极。

为了解说全面搜索、局部搜索和同步周期的使用，图9示出了可根据其操作触摸传感器800的示例触摸感测帧900。触摸感测帧900以触控笔同步子帧902开始，其中触摸传感器800将同步信标传送到触控笔814。然而，一个或多个同步信标可以在触摸感测帧内的不同位置处被采用。当触控笔在范围内时，其接收同步信标并由此与显示器同步定时，归因于所设计的通信协议，这使得触控笔能够知道触摸感测帧900的所有子帧的精确定时。同步子帧902之后是全面搜索子帧904A。全面搜索子帧904A在图9中被表示为FS(带_A)，其指示尽管可在全面搜索子帧期间驱动触摸传感器800的所有感测点，但是输出接收和输入感测归因于将接收逻辑806复用到带810A的各感测点而被限制到该带。在该示例中，来自全面搜索子帧904A的结果指示触控笔814在带810N中的存在/位置。由此，全面搜索子帧904A之后是局部搜索子帧906A(在图9中被表示为LS(带_N)，其指示在由全面搜索子帧904A标识的带810N中进行局部搜索。

如以上所描述，局部搜索子帧906A可以被分配用于从触控笔814接收数据，诸如与电池电平、标识信息、按钮状态、电极尖端820处的力相关的数据、和/或以上所描述的其他触控笔数据。由于局部搜索一般而言可以被分配用于接收近似定位驱动信号以外的触控笔数据，因此期望触摸传感器800标识其中触控笔814被定位的特定带810。为此，触控笔814可以在全面搜索的一些部分期间(和/或局部搜索的潜在部分－例如，在除了传送驱动信号以外的触控笔数据的那些时间之外的时间期间)传送以上所描述的近似定位驱动信号。

图9还描绘了散置有局部搜索子帧的附加全面搜索子帧，这些局部搜索子帧以其中作为全面搜索区间的结果而找到触控笔的带为中心。如所描绘的，这些区间按序列如下：

(1)带810B中的全面搜索子帧904B；

(2)触控笔的带位置处的局部搜索子帧906B；

(3)带810C中的全面搜索子帧904C；

(4)触控笔的带位置处的局部搜索子帧906C；

(5)带810D中的全面搜索子帧904D；以及

(6)触控笔的带位置处的局部搜索子帧906D；

在所描绘的示例中，对于每个触摸感测帧900，上述序列将继续直到带810J。从上面可以理解，被复用到接收逻辑806的带810可以在全面搜索子帧和局部搜索子帧之间变化－例如，执行局部搜索所处的带810可以与紧接在前的全面搜索区间期间所调查的带不同。

在带810A-J的每一者中执行全面搜索可以被认为是完整的触摸感测帧。因而，在所描绘的示例中，全面搜索区间标识整个面板上的手指触摸输入和有源触控笔位置。局部搜索区间可以实现其他交互，诸如从触控笔到触摸传感器/显示器的数据通信。

触摸传感器800和/或触控笔814可以基于操作条件和/或其他因素在因帧而异的基础之上改变各个子帧的数目、包含、序列、结构、历时等。例如，信噪比条件可能影响对各个子帧的历时的调整。在另一示例中，当触控笔不存在并且与显示器交互时，可以从触摸感测帧中省略局部搜索区间，因而增加用于感测手指触摸的帧率。由触摸输入控制的特定应用可以影响对触摸感测帧的配置的动态调整。可以作出这些和其他潜在的调整以最小化输入感测的历时并最大化帧率以增强性能。

如以上所描述，由全面搜索标识的单个带810可以被选择以供随后的局部搜索。然而，相对快速的全面搜索可以将不确定性降低到其中两个或更多个带必须被局部地搜索的点。例如，局部搜索可以附加地在与其中输入机构位置被最强烈地怀疑的带毗邻的一个或多个带中被执行。即使输入机构位置可以被充分地缩窄到单个带，也可以期望选择多个带810，例如以容适坚固的传感器表面上的快速触控笔移动的可能性。搜索多个带需要附加的时间，并因此可能期望经由使用运动数据来增强触控笔位置的估计。

具体而言，在一个示例中，可以针对触摸传感器800的每个帧更新输入机构的位置数据。历史位置数据可以被用来确定指向触控笔的将来位置的触控笔运动向量，其可以或者可以不对应于在没有运动数据的情况下将被标识的位置(即，仅使用触控笔位置的最新近快照)。沿着这些线的运动预测可能潜在地限制在触摸感测帧的局部搜索区间期间查询多个带的需要。

如以上所描述，驱动逻辑804可以将公共驱动信号施加到多个感测点。与向多个感测点施加公共驱动信号潜在地相关联的一个问题是从触摸传感器800到触控笔814的信号的不充分传输。例如，在用户电容地耦合到触摸传感器800并且接地不良的情况下(例如，通过将身体部位放置成与其中传感器被容纳的显示设备接触)，不充分的信号传输可能发生。去往触控笔814的减弱了的信号传输在一些情况下可能随着用户和显示设备之间的接触块的增加而恶化。因而，如在图3的触摸传感器矩阵300中那样，类似的问题可能因在触摸传感器800中使用公共驱动信号而产生。当不充足的电流流入到触控笔尖端电极820中时，同步尤其可能受到影响。

为了解决上面结合对公共、未差分的驱动信号的使用所描述的问题，驱动逻辑804可以将差分激励波形施加到至少一组感测点。为此，图10示出了可以在触摸传感器800中实现的示例感测点分组1000。在分组1000中，按相对于行和列两个方向上的激励波形交替的矩形组来布置感测点。例如，第一激励波形(由对角线阴影表示)被施加到第一组1002A，而第二激励波形(由没有阴影表示)被施加到第二组1002B和第三组1002C，它们分别在行和列方向上与第一组毗邻。分组1000以及图10和11中所示的其他分组通常表示可以在in-cell触摸传感器中随差分波形的使用而被采用的感测点的示例空间布置。被包括在空间感测点分组中的感测点组可以包括任何合适数目的个体感测点－例如，单个感测点；两个或更多个感测点；数十、数百或数千个感测点；在带810的给定列区段内的所有感测点，使得感测点组内的行数等于该带中的感测点行数。参考触摸传感器800，图10和11中所示的感测点组可以覆盖整个触摸传感器，或者在其他示例中可以仅仅覆盖触摸传感器的一部分，在这种情况下，各组和/或分组可以是至少部分地重复的。给定感测点组中的感测点数在行和列方向上可以相等或者不相等，并且给定空间分组中的组数可以相等或者不相等。矩形、欧几里德、非欧几里德、和/或其他几何结构可以在布置感测点、感测点组、和感测点的空间分组时被采用。此外，感测点组和/或感测点组的空间分组可以因变于输入机构的预期接触块(例如，最小尺寸)来被选择，诸如人类手指或人类手掌的跟部的接触块。

作为附加示例，图10示出了空间分组1004和1006。在空间分组1004中，第一激励波形被施加到第一组1004A，并且第二激励波形被施加到在列方向上与第一组毗邻的第二组1004B。在空间分组1006中，第一激励波形被施加到第一组1006A，并且第二激励波形被施加到在行方向上与第一组毗邻的第二组1006B。应当理解，“行”和“列”之间的指定是任意的，因为本文中所描述的行和列方向可以被反转，使得行方向(例如，水平方向)变为列方向(例如，垂直方向)并且列方向变为行方向。例如，在图10和11所示的感测点分组中，行/列方向可以被反转以使得波形之间的空间交替也相对于行/列方向反转。

第一和第二激励波形可以采用任何合适的形式。在一些示例中，第一激励波形可以是第二激励波形的实质反转，以使得能够至少部分地抵消流入到用户的身体中的电流，如以上所描述。此外，三个或更多个激励波形(至少部分地彼此抵消和/或在不同程度上抵消)可以随图10和11中所示的分组一起被采用。更进一步，被施加到给定分组的激励波形可以随时间交替。一般而言，本文中所描述的分组可以被配置或修改成支持任何合适的激励波形集，这些激励波形集可以包括跨感测点的任何合适数目、类型、和/或空间布置的波形。以这种方式，与非差分驱动方案相比，流入到电容地耦合到触摸传感器800的用户身体部位的电流可被减小，因而确保流入到(诸)触控笔电极中的期望电流。

作为示例，图11示出了可以在触摸传感器800中实现的示例感测点分组1100。在分组1100中，按关于激励波形在行方向上以四个的连续组交替且在列方向上背靠背交替的矩形组来布置感测点。例如，第一激励波形(由对角线阴影表示)被施加到四个组1102A-D的连续组，而第二激励波形(由没有阴影表示)被施加到四个组1104A-D的连续组，接着是行方向上的四个组1102A-D。第二激励波形被施加到与组1102A毗邻的组1106A。如上面参考图10所描述，第一和第二激励波形可以是实质上的反转，并且在一些示例中，三个或更多个激励波形可以随分组1100一起被采用。此外，被施加到分组1100中的一个或多个组的激励波形可以随时间交替(例如，帧到帧地交替以在给定位置处提供变化的性能，如参考图5所讨论的)。一般而言，分组1100可以被配置或修改成支持任何合适的激励波形集，这些激励波形集可以包括跨感测点的任何合适数目、类型、和/或空间布置的波形。以这种方式，与非差分驱动方案相比，流入到电容地耦合到触摸传感器800的用户身体部位的电流可被减小，使得流入到(诸)触控笔电极中的期望电流被启用。图11还示出了空间分组1000、1004和1006相对于其中所示的差分驱动方案的应用。

分组的属性可以随时间变化，包括但不限于分组数、感测点数和分组几何结构，如以上所描述。在一些示例中，可以在任何给定时间处驱动一组感测点，而不是触摸传感器的所有感测点。所驱动的感测点组可以随时间变化。此外，以上所描述的用于减少触控笔和in-cell触摸传感器之间的电容通信衰减的办法可被应用于任何合适类型的信号传输，包括触控笔同步信号以及非同步信号。一般而言，在其中与触控笔的电容通信可能受到用户身体的存在的不利影响的场景期间，in-cell触摸传感器的差分驱动可以被采用。

驱动逻辑804可以被配置成使得能够将所选择的分组应用于触摸传感器800。例如，每个空间分组的组中的感测点可以被共同地耦合到驱动逻辑804并且与其他组隔离，以使得能够选择性地驱动空间分组中的每个组。类似地，常见耦合可以被采用以实现其他分组。在又一些其他示例中，一个或多个(例如，所有)感测点可以被个体地耦合到驱动逻辑804以使得每个感测点能够被唯一且选择性地驱动，这可以在选择感测点分组时提供更大的灵活性。在如以上所描述的采用局部粒度的自电容测量的一些示例中，每个分组的组中的行数可以等于每个水平带中的行数。

驱动逻辑804可以选择空间分组以实现低于阈值距离的在触控笔814的位置与最靠近的驱动感测点之间的距离。例如，假设在触摸传感器800上的驱动感测点和触控笔814接触点之间有最小期望阈值距离，不同的空间分组可以被采用以使得至少一个分组包括在距离触控笔接触点的该阈值距离内的驱动感测点(或感测点组)，由此提供带有来自其他波形的最小化的干扰的足够强的信号。换言之，不同的空间分组可以被构造，使得循环通过各分组致使在触控笔接触点和最靠近的驱动感测点之间的帧到帧的变化。此外，驱动逻辑804可以出于替代或附加的目的来选择空间分组、感测点组、或感测点的任何其他层级布置(例如，以最小化信号衰减、增加触控笔通信的SNR、增加感测的SNR、降低功率消耗)。在一些示例中，触控笔814可以包括接收逻辑，该接收逻辑被配置成基于在即将到来的触控笔同步子帧期间要由驱动逻辑814部署的差分同步形式的知识来选择性地激活和停用接收逻辑内的多个不同的接收器。例如，触控笔接收逻辑可以具有要由触摸传感器800使用的感测点的空间分组、感测点组、或感测点的其他层级布置中的一者或多者的知识。

进一步构想了以下示例空间感测点分组：(1)对角线方向上的在第一和第二激励波形之间交替的分组，(2)行方向上的在第一和第二激励波形之间交替的五个(或任何其他合适的整数)感测点组的连续组，(3)在行/列方向之一上交替而不在行/列方向的另一方向上交替的各组，(4)在触摸传感器800的一些区域中交替但不在其他区域中交替的各组，以及(5)其中组中仅一些而非全部的感测点被差分地驱动(例如，非差分驱动的感测点不被驱动)的各组。

图12示出了解说用于具有带有多个电极的触摸传感器的显示设备的示例触摸感测方法1200的流程图。该多个电极可以是多个感测点。可以在例如图8的触摸传感器800上执行方法1200。

在1202，方法1200包括在多个触摸感测帧期间驱动多个电极，例如以便确定用户的手指和有源触控笔的x/y坐标。触摸感测帧中的每一帧包括触控笔同步子帧。在1204，方法1200包括在每一触控笔同步子帧期间，用同步波形差分地驱动该多个电极中的至少一些电极，该至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极。这些同步波形被静电地传递到有源触控笔以使有源触控笔与触摸传感器同步。驱动包括差分地驱动触控笔同步子帧的同步驱动电极，以使得被用来驱动同步驱动电极之一的同步波形不同于被用来驱动同步驱动电极中的另一个的同步波形。

如1206处所示，1204处所指示的差分驱动可进一步包括使用两个或更多个不同的同步波形来驱动多个感测点空间分组的每一者中的同步驱动电极。该两个或更多个不同的同步波形可被配置成产生至少部分相抵消的电状况。相对于在非差分驱动空间分组中的同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，这在用户的身体部位在同步驱动电极空间分组之上的接触块上触摸显示设备的情况下可降低流入用户的该身体部位的电流。在一些示例中，空间分组可包括相反极性的同步波形以提供抵消，但这仅是一个示例。任何尺寸的空间分组可被采用，并且如上所述，宽范围的不同类型和数目的波形可被使用来实现相抵消的电状况。如上所述，这样的抵消可降低流入用户的身体的电流，以避免触控笔需要用于同步的让步电流。

方法1200可进一步包括从多个不同的同步驱动电极集合中进行选择以在触控笔同步子帧期间使用。通常，每一集合将省略触摸传感器中的一些电极，并且将不同于其他集合(例如，某电极对于一个集合是同步驱动的，而对于另一集合不是同步驱动的)。在一些情况下，这些集合可被构造成使得对于触摸传感器的操作部分上的任何给定点(即，触控笔接触点)，使用不同的集合引起最靠近的同步驱动电极和触控笔接触点之间的距离的变化。通常，相对于同步驱动电极的另一集合而言，这些集合中的一个集合将引起触控笔接触点和最靠近的同步驱动电极之间的距离的减小。这些集合可被构造成使得这是在阈值距离之下的，以向触控笔提供期望的同步信号强度。该方法还可包括基于与有源触控笔相关联的位置信息来从不同的集合中进行选择。在一个示例中，一个集合被选择以将同步驱动电极放置为尽可能靠近触控笔的当前y坐标，以由此改善同步信号的强度。可以采用各种其他基于位置的选择。

图13示意性地示出计算系统1300的非限制性实施例，其一个或多个方面可被用于实现以上描述的触摸感测系统和方法。以简化形式示出了计算系统1300。计算系统1300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)、可穿戴设备和/或其他计算设备。

计算系统1300包括逻辑机1302和存储机1304。计算系统1300可任选地包括显示子系统1306、输入子系统1308、通信子系统1310、和/或在图13中未示出的其他组件。

逻辑机1302可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一个或多个下列各项的一部分的指令：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个分开的设备之中，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。

逻辑机可对应于以上描述的各驱动逻辑和接收逻辑中的一者或多者。例如，逻辑和相关联的指令可被实现为：选择波形并应用这些波形来驱动电极以实现同步；处理感应到的作为电容耦合的电极的激励的结果的传入信号；确定有源触控笔的位置；从不同的同步驱动电极集合中进行选择；等等。

存储机1304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1304的状态－例如，以保持不同的数据。

存储机1304可包括可移除和/或内置设备。存储机1304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1304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。

存储机1304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1302和存储机1304的各方面可被一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。此类硬件逻辑组件可包括例如现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用标准产品(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”可被用来描述计算系统1300的被实现为执行特定功能的方面。在一些情形中，可以经由执行被存储机1302保持的指令的逻辑机1304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、函数等来实例化。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。

如本文使用的“服务”是跨多个用户会话可执行的应用程序。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1306时，显示子系统1306可被用来呈现由存储机1304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1306的状态以视觉地表示底层数据中的改变。显示子系统1306可包括利用实质上任何类型的技术的一个或多个显示设备。可将此类显示设备与逻辑机1302和/或存储机1304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。

当包括输入子系统1308时，输入子系统1308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上述用户输入设备对接。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)部件或与上述NUI部件对接。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。

当包括通信子系统1310时，通信子系统1310可被配置成将计算系统1300与一个或多个其他计算设备通信地耦合。通信子系统1310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。作为非限制性示例，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1300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摸感测系统，包括：包括具有多个电极的触摸传感器的显示设备；以及驱动逻辑，所述驱动逻辑被耦合到所述多个电极并且被配置成在多个触摸感测帧期间驱动所述多个电极，所述多个触摸感测帧的每一者包括触控笔同步子帧，在所述触控笔同步子帧期间，所述驱动逻辑利用被静电地传递以致使所述显示设备与有源触控笔的同步的同步波形来驱动所述多个电极中的至少一些电极，所述至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极，其中对于所述触控笔同步子帧中的每一者，所述驱动逻辑被配置成差分地驱动这一触控笔同步子帧的同步驱动电极，使得被用来驱动所述同步驱动电极之一的第一同步波形不同于被用来驱动所述同步驱动电极的另一个的第二同步波形。在这样的示例中，所述驱动逻辑可被配置成，对于每一触控笔同步子帧，在该子帧期间差分地驱动同步驱动电极，以使得对于多个同步驱动电极空间分组，两个或更多个不同的同步波形被用于驱动所述空间分组中的同步驱动电极，所述两个或更多个不同的同步波形被配置成产生至少部分相抵消的电状况，以相对于非差分驱动所述空间分组中的同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，在用户的身体部位在所述同步驱动电极空间分组上的接触块上触摸所述显示设备的情况下降低流入所述用户的身体部位的电流。在这样的示例中，所述驱动逻辑可被配置成，对于所述触控笔同步子帧中的任何给定触控笔同步子帧，在多个同步驱动电极集合中进行选择，并且在该触控笔同步子帧期间差分地驱动该同步驱动电极集合中的同步驱动电极。在这样的示例中，所述空间分组可以分布在多个电极集合上，这些电极集合关于所述两个或更多个不同的同步波形在行方向和列方向上交替。在这样的示例中，在所述列方向上交替的所述电极集合可以比在所述行方向上交替的所述电极集合更长。在这样的示例中，所述驱动逻辑可以切换进以及切换出对所述多个同步驱动电极空间分组的基于位置的选择。在这样的示例中，所述触摸感测系统可以替代地或附加地包括具有接收逻辑的有源触控笔，所述接收逻辑被配置成基于在即将到来的触控笔同步子帧期间要由所述驱动逻辑部署的差分同步形式的知识来选择性地激活和停用所述接收逻辑内的多个不同的接收器。在这样的示例中，在每个空间分组内，所述驱动逻辑可以使用相反极性的同步波形来驱动同步驱动电极。在这样的示例中，所述空间分组可基于所述接触块的预期最小尺寸来被设定尺寸。在这样的示例中，所述触摸传感器可以是in-cell触摸传感器。

另一示例提供了一种用于具有带有电极矩阵的触摸传感器的显示设备的触摸感测方法，所述方法包括在多个触摸感测帧期间驱动所述电极，所述多个触摸感测帧的每一者包括触控笔同步子帧，以及在每个触控笔同步子帧期间，利用被配置成被静电地传递到有源触控笔以使所述显示设备与所述有源触控笔同步的同步波形来驱动所述电极中的至少一些电极，所述至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极，其中在这一触控笔同步子帧期间的这种驱动包括差分地驱动该触控笔同步子帧的同步驱动电极，使得被用来驱动所述同步驱动电极之一的第一同步波形不同于被用来驱动所述同步驱动电极的另一个的第二同步波形。在这样的示例中，对于每一触控笔同步子帧，差分地驱动该触控笔同步子帧中的同步驱动电极可包括对于该触控笔同步子帧中的多个同步驱动电极空间分组中的每一者，使用两个或更多个不同的同步波形来驱动该空间分组中的同步驱动电极，所述两个或更多个不同的同步波形被配置成产生至少部分相抵消的电状况，以相对于非差分驱动该空间分组中的同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，在用户的身体部位在该同步驱动电极空间分组上的接触块上触摸所述显示设备的情况下降低流入所述用户的身体部位的电流。在这样的示例中，相反极性的同步波形可在所述空间分组中的每一者内的同步驱动电极上被使用。在这样的示例中，在所述触控笔同步子帧的每一者期间差分驱动所述同步驱动电极可以包括，对于任何给定的触控笔同步子帧，从多个同步驱动电极集合中选择并差分地驱动在所述触控笔同步子帧期间在该集合中的所述同步驱动电极。在这样的示例中，所述空间分组可以分布在多个电极集合上，这些电极集合关于所述两个或更多个不同的同步波形在行方向和列方向上交替。在这样的示例中，在所述列方向上交替的所述电极集合可以比在所述列方向上交替的所述电极集合更长。

另一示例提供了一种包括包含触摸传感器的显示设备的触摸感测系统，所述触摸传感器具有电极矩阵、被耦合到所述电极的驱动逻辑，其中所述驱动逻辑被配置成在多个触摸感测帧期间驱动所述电极，所述多个触摸感测帧的每一者包括触控笔同步子帧，在所述触控笔同步子帧期间，所述驱动逻辑利用用于促成所述显示设备与有源触控笔的同步的同步波形来驱动所述电极中的至少一些电极，所述至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极，其中对于所述触控笔同步子帧中的任何给定的一者，所述驱动逻辑被配置成在多个同步驱动电极集合中进行选择，并且在所述触控笔同步子帧期间差分地驱动该同步驱动电极集合中的同步驱动电极，并且其中对于所述同步驱动电极集合的每一者，所述差分驱动包括针对所述集合中的多个同步驱动电极空间分组的每一者，使用所述空间分组中的两个或更多个不同的同步波形，所述两个或更多个不同的同步波形被配置成产生至少部分相抵消的电状况，以相对于非差分驱动所述空间分组中的所述同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，在用户的身体部位在所述空间分组上的接触块上触摸所述显示设备的情况下降低流入所述用户的身体部位的电流。在这样的示例中，在每个空间分组内，所述驱动逻辑可以使用相反极性的同步波形来驱动同步驱动电极。在这样的示例中，在所述列方向上交替的所述电极集合可以比在所述行方向上交替的所述电极集合更长。在这样的示例中，所述空间分组可以分布在多个电极集合上，这些电极集合关于所述两个或更多个不同的同步波形在行方向和列方向上交替。

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限制性的，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目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。

本公开的主题包括本文中所公开的各种过程、系统和配置以及其他特征、功能、动作、和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合，以及其任何和所有等同物。

Claims (19)

1.一种触摸感测系统，包括：

显示设备，所述显示设备包括具有多个电极的触摸传感器；以及

驱动逻辑，所述驱动逻辑被耦合到所述多个电极并且被配置成在多个触摸感测帧期间驱动所述多个电极，所述多个触摸感测帧中的每一者包括触控笔同步子帧，在所述触控笔同步子帧期间，所述驱动逻辑利用被静电地传递以致使所述显示设备与有源触控笔的同步的同步波形来驱动所述多个电极中的至少一些电极，所述至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极；

其中对于所述触控笔同步子帧中的每一者，所述驱动逻辑被配置成差分地驱动这一触控笔同步子帧的同步驱动电极，以使得用于驱动所述同步驱动电极之一的第一同步波形不同于用于驱动所述同步驱动电极中的另一个的第二同步波形；

其中所述驱动逻辑被配置成，对于每一触控笔同步子帧，在该子帧期间差分地驱动同步驱动电极，以使得对于多个同步驱动电极空间分组，两个或更多个不同的同步波形被用于驱动所述空间分组中的同步驱动电极，所述空间分组分布在多个电极集合上，所述多个电极集合关于所述两个或更多个不同的同步波形在行方向和列方向上交替。

2.如权利要求1所述的触摸感测系统，其特征在于，所述两个或更多个不同的同步波形被配置成产生至少部分相抵消的电状况，以相对于非差分驱动所述空间分组中的同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，在用户的身体部位在所述同步驱动电极空间分组上的接触块上触摸所述显示设备的情况下降低流入所述用户的身体部位的电流。

3.如权利要求2所述的触摸感测系统，其特征在于：

所述驱动逻辑被配置成，对于所述触控笔同步子帧中的任何给定触控笔同步子帧，在多个同步驱动电极集合中进行选择，并且在该触控笔同步子帧期间差分地驱动该同步驱动电极集合中的同步驱动电极。

4.如权利要求1所述的触摸感测系统，其特征在于，在所述列方向上交替的所述电极集合比在所述行方向上交替的所述电极集合更长。

5.如权利要求2所述的触摸感测系统，其特征在于，所述驱动逻辑切换进以及切换出对所述多个同步驱动电极空间分组的基于位置的选择。

6.如权利要求2所述的触摸感测系统，其特征在于，进一步包括具有接收逻辑的有源触控笔，所述接收逻辑被配置成基于在即将到来的触控笔同步子帧期间要由所述驱动逻辑部署的差分同步形式的知识来选择性地激活和停用所述接收逻辑内的多个不同的接收器。

7.如权利要求2所述的触摸感测系统，其特征在于，在每一空间分组内，所述驱动逻辑使用相反极性的同步波形来驱动同步驱动电极。

8.如权利要求2所述的触摸感测系统，其特征在于，所述空间分组基于所述接触块的预期最小尺寸被设定尺寸。

9.如权利要求1所述的触摸感测系统，其特征在于，所述触摸传感器是in-cell触摸传感器。

10.一种用于显示设备的触摸感测方法，所述显示设备具有带有电极矩阵的触摸传感器，所述方法包括：

在多个触摸感测帧期间驱动所述电极，所述多个触摸感测帧中的每一者包括触控笔同步子帧；以及

在每一触控笔同步子帧期间，利用被配置成被静电地传递到有源触控笔的同步波形来驱动所述电极中的至少一些电极，以使所述显示设备与所述有源触控笔同步，所述至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极，其中这种在每一触控笔同步子帧期间的驱动包括差分地驱动该触控笔同步子帧的同步驱动电极，以使得用于驱动所述同步驱动电极之一的第一同步波形不同于用于驱动所述同步驱动电极中的另一个的第二同步波形；

其中对于每一触控笔同步子帧，差分地驱动在该触控笔同步子帧中的同步驱动电极包括对于该触控笔同步子帧中的多个同步驱动电极空间分组中的每一者，使用两个或更多个不同的同步波形来驱动该空间分组中的同步驱动电极，所述空间分组分布在多个电极集合上，所述多个电极集合关于所述两个或更多个不同的同步波形在行方向和列方向上交替。

11.如权利要求10所述的触摸感测方法，其特征在于，所述两个或更多个不同的同步波形被配置成产生至少部分相抵消的电状况，以相对于非差分驱动该空间分组中的同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，在用户的身体部位在该同步驱动电极空间分组上的接触块上触摸所述显示设备的情况下，降低流入所述用户的身体部位的电流。

12.如权利要求11所述的触摸感测方法，其特征在于，相反极性的同步波形被用在所述空间分组中的每一者内的同步驱动电极上。

13.如权利要求11所述的触摸感测方法，其特征在于，在所述触控笔同步子帧的每一者期间差分驱动所述同步驱动电极包括，对于任何给定的触控笔同步子帧，从多个同步驱动电极集合中选择并差分地驱动在所述触控笔同步子帧期间在该集合中的所述同步驱动电极。

14.如权利要求11所述的触摸感测方法，其特征在于，在所述列方向上交替的所述电极集合比在所述行方向上交替的所述电极集合更长。

15.一种触摸感测系统，包括：

显示设备，所述显示设备包括具有电极的矩阵的触摸传感器；

被耦合到所述电极的驱动逻辑；

其中所述驱动逻辑被配置成在多个触摸感测帧期间驱动所述电极，所述多个触摸感测帧的每一者包括触控笔同步子帧，在所述触控笔同步子帧期间，所述驱动逻辑利用用于促成所述显示设备与有源触控笔的同步的同步波形来驱动所述电极中的至少一些电极，所述至少一些电极对该触控笔同步子帧而言被称为同步驱动电极，

其中所述驱动逻辑被配置成，对于所述触控笔同步子帧中的任何给定触控笔同步子帧，在多个同步驱动电极集合中进行选择，并且在该触控笔同步子帧期间差分地驱动该同步驱动电极集合中的同步驱动电极；以及

其中对于所述同步驱动电极集合中的每一者，所述差分地驱动包括，对于该集合中的多个同步驱动电极空间分组中的每一者，使用该空间分组中的两个或更多个不同的同步波形，所述两个或更多个不同的同步波形被配置成产生至少部分相抵消的电状况，以相对于非差分驱动该空间分组中的同步驱动电极的情况下将流入的电流而言，在用户的身体部位在该空间分组上的接触块上触摸所述显示设备的情况下降低流入所述用户的身体部位的电流；

所述空间分组分布在多个电极集合上，所述多个电极集合关于所述两个或更多个不同的同步波形在行方向和列方向上交替。

16.如权利要求15所述的触摸感测系统，其特征在于，在每一空间分组内，所述驱动逻辑使用相反极性的同步波形来驱动同步驱动电极。

17.如权利要求15所述的触摸感测系统，其特征在于，在所述列方向上交替的所述电极集合比在所述行方向上交替的所述电极集合更长。

18.一种具有指令的计算机可读存储介质，当所述指令被执行时使得机器执行如权利要求10-14中任一权利要求所述的方法。

19.一种计算机系统，包括用于执行如权利要求10-14中任一权利要求所述的方法的装置。

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