CN110462562B - 用于采样来自基于栅格的数字化仪传感器的输出的方法 - Google Patents

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Abstract

来自基于栅格的数字化仪传感器的多条感测线的信号基于与哈达玛矩阵的矩阵乘法而被组合。该组合提供多个信号组合。利用模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对多个信号组合中的每一个进行采样。该采样被同时地执行。来自ADC分组的经采样输出被后处理,包括将哈达玛矩阵的逆与来自ADC分组的经采样输出相乘。与基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在基于该后处理来被检测到。

Description

用于采样来自基于栅格的数字化仪传感器的输出的方法
发明的领域与背景
数字化仪传感器被用于许多人类接口设备(HID)(诸如膝上形计算机、轨迹板、MP3播放器、计算机监视器,和智能电话)中的触摸检测。触摸屏是与数字化仪传感器集成的平板显示器(FPD)。基于栅格的电容传感器是数字化仪传感器的一种类型。基于栅格的电容传感器通常利用互电容或自电容检测方法跟踪用诸如手指或导电对象之类的对象提供的自由式输入。基于栅格的电容传感器还可用于拾取由触控笔发射的信号,并由此跟踪触控笔的位置。被跟踪对象的坐标可以被报告给HID。一些有源触控笔发射包括信息的信号。与基于栅格的电容传感器相关联的电路可以将该信息解码并报告给HID。
发明概述
根据本公开的一些实施例的一方面,提供了一种改进的数字化仪采样方法和相关联的架构以改善动态范围并提高分辨率,而不会耗费集成电路(IC)面积(real estate)和模数转换(ADC)功率消耗。该改进的方法和架构基于一种新的平均化ADC办法,该办法使用相同的一组ADC来重复地对来自数字化仪传感器的多个感测信道的信号的求和进行采样。该组ADC可以被同时地操作。在一些示例实现中,ADC中的每一个处的信号的求和由哈达玛矩阵定义。根据示例实现,该组中的ADC的数目和由该组ADC同时采样的感测线可以被动态地选择,以提供公共干扰信号的减轻。
除非另外定义,否则本文中所使用的所有技术和/或科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。虽然与本文中所描述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料可被用于实践或测试各实施例,但是下文描述了示例性方法和/或材料。在冲突的情况下,包括定义的专利申请将优先。另外,各材料、方法和示例仅是说明性的,而并非旨在进行必要的限制。
附图的若干视图的简要描述
此处参考附图描述本公开的一些实施例,仅作为示例。现在专门详细地参考附图,需要强调的是,所示的细节是举例而言的并且只是出于对本公开的各实施例的说明性讨论的目的。就此而言,参考附图所进行的描述使得本领域技术人员显见该如何实践本公开的各实施例。
在附图中:
图1是包括用于跟踪触控笔和手指输入的触摸屏的示例计算设备的简化框图;
图2A是在数字化仪传感器的感测线和一组ADC之间的示例耦合的简化框图;
图2B是示例哈达玛矩阵;
图3是用于利用ADC平均对基于栅格的数字化仪传感器的感测线进行采样的示例方法的简化流程图;
图4是在存在注入噪声的情况下数字化仪传感器的感测线的示例分组的简化框图;以及
图5是基于注入噪声的已知区域来动态地对感测线进行分组的示例方法的简化流程图。
本发明的具体实施例的描述
根据一些示例实现,来自多条感测线的信号的求和被同时提供为给多个ADC中的每一个的输入。在一些示例实现中,在基于经定义的哈达玛矩阵的系数的求和之前,选择性地逐ADC地反转作为输入提供的信号。例如,每一个ADC的输入是通过将哈达玛矩阵中的各行与来自多条感测线的信号的向量相乘而定义的求和。模拟反相器阵列可被用来在每一个ADC的输入处的求和之前选择性地反转信号。在一些示例中,ADC的数目被选择为匹配馈送ADC的感测线的数目。
已知哈达玛矩阵是阶数可能为4*k的方阵(如果存在的话),其中k>=1且其系数要么为+1要么为-1。常用的阶数是2^k(西尔维斯特结构),但是基本阶数12*k和20*k的哈达玛矩阵也是已知的。已知哈达玛矩阵是可逆的正交矩阵。根据哈达玛矩阵的数学性质,对于除哈达玛矩阵的第一行和第一列之外的所有元素,行或列中的+1和-1的数目相等。
根据示例实现,来自多个ADC的输出被数字地处理以从多条感测线中的每一个获得平均值。在一些示例实现中,将逆哈达玛矩阵与来自多个ADC的经量化的输出相乘以获得平均值。任选地,数字处理在主计算机的CPU中被执行。在一些示例实现中,如在此公开的平均化可以提供将ADC的比特数放宽为(B-log2(N))并且将ENOB的数目放宽为((B-2)-log4(N)),其中B是在没有平均化的情况下将被使用的比特数,而N是ADC的数目。
根据一些示例实现,基于在基于栅格的数字化仪传感器上的注入噪声的预定图来动态地选择要被耦合到ADC分组的感测线。在一些示例实现中,当数字化仪传感器没有示出因手指或手触摸而导致的注入噪声时,数字化仪传感器的所有接收线可以作为单个分组来被耦合到一组ADC。在这种情形中的平均化可以基于单个哈达玛矩阵来被执行。在其他示例实现中,当数字化仪传感器在数字化仪传感器的一部分上检测到注入噪声时,与该部分相关联的接收线可以被耦合到第一组ADC,而其他接收线则可以被耦合到另一组(或不止一组)ADC。在一些示例实现中,在至少一部分ADC的输入处的基于哈达玛矩阵的信号的求和可以自我减轻集合中的除了一个ADC之外的所有ADC上的任何公共干扰信号。N-1个ADC的动态范围要求中的降低远远超过来自一个非自我减轻的ADC的苛求的附加动态范围。示例公共干扰信号可以包括询问信号以及注入噪声。自我减轻可以改善分辨率并且放宽对信号中的信息进行采样所需的比特数。
现在参考图1,图1示出了包括用于跟踪触控笔和手指输入的触摸屏的示例计算设备的简化框图。计算设备100可以包括与数字化仪传感器50集成的显示屏45。数字化仪传感器50可以是基于栅格的电容传感器,其包括形成限定结点56的栅格的导线58。传感器50可以被操作来既检测由发射信号26的触控笔200所作的输入并且还检测由于与传感器50交互的一个或多个指尖46或其他导电对象所引起的手指效应。数字化仪传感器50可由数字化仪电路25操作并且可以经由数字化仪电路25与主机22通信。
数字化仪电路25可以包括模拟和数字电路系统两者,以控制数字化仪传感器50的操作。互电容检测或自电容检测可以被应用以感测指尖46的触摸效应。通常,在互电容和自电容检测期间,数字化仪电路25生成询问信号(或触发信号)并将其发送到数字化仪传感器50的一条或多条导线58,并且响应于询问而对输出进行采样。在互电容检测期间,沿栅格的一个轴的一些或全部导线58可以被同时或以连续方式询问,并且响应于每个询问事件,来自另一轴上的导线58的输出被采样。被询问的导线58被称为驱动线,而响应于询问而被采样的导线58则被称为接收线或感测线。通常地,互电容检测提供检测同时触摸传感器50的多个指尖46的坐标(多点触摸)。手指触摸和手指悬停两者可以被检测和跟踪。
数字化仪电路25还可以周期性地对来自导线58的输出进行采样,以检测由触控笔200在传感器50的一个或多个结点56处发射的信号26。通常,数字化仪电路25被配置成基于检测到的信号来检测触控笔200的尖端20的坐标,并且还可以对检测到的信号进行解码以确定由触控笔200传送的数据。
数字化仪电路系统25可以使用模拟和数字处理两者来处理用数字化仪传感器50检测到的信号。根据当前公开的实现,数字化仪电路25利用与公共时钟并联的若干ADC对来自导线58的信号的求和进行采样,并且对输出数字地求和。在一些示例性实现中,来自多条导线58的信号的求和由同一组ADC同时地采样。求和中的各信号在被求和之前被选择性地乘以+1或-1。在给ADC的输入处的求和之前的选择性乘法可以基于哈达玛矩阵的系数。由每条导线58提供的信息的分离可以通过数字处理来获得。
根据一些实现,可以基于利用多个ADC对信号进行重复性采样来减少每一个ADC的比特数,而不损害信噪比(SNR)或者具有改善的SNR且不增加功率消耗。在指尖检测期间,可以仅对接收线进行采样,并且在触控笔检测期间,可以对来自数字化仪传感器50的两个轴上的导线58的输出进行采样。
任选地,数字化仪电路25的一些或所有功能性可以被集成到主机22中。例如,从传感器50检测到的信号的一些或全部数字处理可以由主机22执行。通常,来自数字化仪电路25的输出被报告给主机22。由数字化仪电路25提供给主机22的输出可包括一个或多个指尖46的坐标、触控笔200的书写尖端20的坐标以及由触控笔200提供的附加数据(例如,压力、倾斜和电池水平)。任选地,主机22被配置成基于由ADC采样并提供给主机22的原始输出来计算一个或多个指尖46的坐标、触控笔200的书写尖端20的坐标以及由触控笔200提供的附加数据。任选地,在将输出传送到主机22之前,对输出进行滤波。
现在参考图2A,其示出了数字化仪传感器的感测线和一组ADC之间的示例耦合的简化框图;参考图2B,其示出了示例4×4哈达玛矩阵的值;并且参考图3,其示出了用于利用ADC平均化对基于栅格的数字化仪传感器的感测线进行采样的示例方法的简化流程图。在示例实现中,M条感测线被选择用于ADC平均化(框301)。例如,来自数字化仪传感器50的导线58的感测线L1、L2、L3和L4可以被选择。基于M的值,一个或多个哈达玛矩阵被选择(框305)。如果MxM哈达玛矩阵是可用的,则单个哈达玛矩阵可被用于ADC平均化。
对于当MxM哈达玛矩阵是不可用时的情形,M条感测线可以基于哈达玛矩阵的可用大小来被划分成各分组,并且不止一个哈达玛矩阵可以被选择。例如,如果哈达玛矩阵对于M而言不存在,则其对于M1xM1和M2xM2(其中M=M1+_M2)而言可能存在,在这种情形中,M1条感测线可以与M2条感测线分开地来被平均。替代地,可以人为地复制一条或多条感测线以填充哈达玛矩阵。例如,对于M=5,感测线中的三条可以被复制,以使得N×N哈达玛矩阵(例如,N=8)可以被使用。基于哈达玛矩阵的大小,ADC被选择。在一些示例实施例中,与接收包括经反转信号的求和的其他ADC相比,用于接收不带任何反转(与哈达玛矩阵的第一行相关联)的信号的求和的ADC被选择为具有更多的ENOB。
用于平均来自M条感测线的信号的ADC的数目N可以被选择(框310)。任选地,N可以被选择为大于M。感测线的数目M和ADC的数目N的每一者的范围可以从2到数字化仪传感器50的所有感测线。在示例实现中,ADC的数目N被选择为等于感测线的数目M。在图2A所示的示例中,感测线的数目被设置为等于ADC的数目,M=N=4。
根据示例实现,每一个ADC 220将以下接收作为输入信号:L1、L2、L3和L4乘以根据哈达玛矩阵的一行的+1或-1且被求和。给ADC 220的输入可以由以下关系定义:
AV=HD*SV 等式(1)
其中:
SV是来自感测线L1、L2、L3和L4的信号的MX1向量((M=N=4);向量SV的每个元素是来自另一感测线的信号。
HD是哈达玛矩阵,包括+1和-1的NxN个值;以及
AV是NX1向量。
在一些示例实现中,一组反相器205反转感测线L1、L2、L3和L4中的每一个上的信号(框315)。经反转信号和未经反转信号两者都可以被提供给复用器210,并且复用器210可以基于哈达玛矩阵HD的条目Cn,m选择性地将经反转或未经反转信号之一传递到每一个ADC220,以使得基于哈达玛矩阵的系数对已被反转或没有被反转的信号的求和被提供作为ADC中的每一个的输入(框320)。在图2B中示出了对于N=M=4的条目Cn,m。
基于图2B所示的哈达玛矩阵,ADC1接收线L1、L2、L3和L4上的信号的正求和,即(L1+L2+L3+L4)。ADC2接收线L1和L3上的信号的正求和减去线L2和L4上的信号的正求和,即(L1+L3-L2-L4)。ADC3接收线L1和L2上的信号的正求和减去线L3和L4上的信号的正求和,即(L1+L2–L3-L4),并且ADC4接收线L1和L3上的信号的正求和减去线L2和L4上的信号,即(L1+L4-L2–L3)。在一些示例实现中,当所选择的感测线L1、L2、L3和L4上的信号类似时,可以预期由ADC1接收的信号的求和具有与ADC2、ADC3和ADC4相比大的幅值。任选地,ADC1的动态范围要求或比特数可以被选择为相比ADC2、ADC3和ADC4中的每一者的动态范围要求或比特数更大。例如,给定L1、L2、L3和L4处的相同信号,ADC2、ADC3和ADC4的输入将为零。因此,如果在每条线存在小的不同的感兴趣的信号的情况下在所有L1、L2、L3和L4线上接收到强公共干扰信号,则ADC2、ADC3和ADC4的动态范围要求可以仅根据感兴趣的信号而不是根据强公共干扰来被限定。
给ADC 220的输入被采样,经采样的输出可以被后处理以基于以下关系取回每个感测信道L1、L2、L3和L4的信号(框330):
SVd=HD-1*AVd 等式(2)
其中:
AVd是经量化的(AV);以及
SVd是每个感测信道L1、L2、L3和L4的信号的MX1向量。SVd可被用来标识指尖46、触控笔200(图1中示出)或其他对象的交互的坐标(框335),并且还可以被解调以标识由触控笔200或对象(例如,另一手持设备)传送的数据(框340)。在图2A和2B所示的示例中,M=N=4。替代地,N(ADC的数目)可以被选择为大于M(感测线的数目)。
通过基于等式(2)对来自多个ADC 220的输出求平均,ADC的比特数可以被放宽。由于ADC被M条感测线共享,因此N-1个ADC的比特数可以被放宽以防其根据可能的强公共干扰信号来被定义,而不增加被用于采样的ADC的数目。这一个ADC相对于非平均化ADC设计应具有log2(N)个更多的比特,或者替代地相对于其余N-1个ADC具有不同的模拟放大链。在一些示例实现中,如果B定义了可被用来利用一个ADC对一条感测线进行采样的比特数,则由于平均化而导致的放宽可以由(B-log2(N))以及((B-2)-log4(N))个ENOB来定义。任选地,ADC中的一些可能相比其他ADC被放宽得更多。例如,ADC1可以被选择为相比ADC2、ADC3和ADC4而言具有更多的比特,因为由ADC1采样的信号被预期具有相对高的幅值。
由于ADC被共享,因此还存在功率消耗中的降低。ADC处的每个附加分辨率比特可以将功率消耗乘以因子2。基于此估计,通过平均ADC来减少比特还使功率消耗降低了因子2^log4(N)。作为示例,当N=32时,每ADC的功率消耗可降低因子2^log4(32)=5.7。在另一示例中,当N=8时,每ADC的功率消耗可降低因子2^log4(32)=2.8。虽然所节省的功率消耗的一部分可以由反相器205消耗,但是反相器205的功率支出通常显著地小于给ADC的附加比特。
现在参考图4和图5,图4是在存在注入噪声的情况下数字化仪传感器的感测线的示例分组的简化框图,图5示出了基于注入噪声的已知区域动态地对感测线进行分组的示例方法的简化流程图。根据一些示例实现,本文中所描述的平均化方法可以被用来进一步放宽ADC的比特数和/或基于所选择的感测线的分组来增加输出的SNR。根据一些示例实现,可能具有相同干扰信号的感测线可以被选择以一起被处理。
通过选择性地对携带公共干扰信号的感测线进行分组,在给ADC的一些(例如,图2A中的ADC2、ADC3和ADC4)的输入处的信号之间的减法可以在采样之前减轻干扰信号。在一些示例实现中,数字化仪传感器上的噪声环境被检测并被映射以标识具有干扰信号的区域(框505)。一种类型的干扰信号可能由于手掌触摸460或指尖触摸而被注入噪声。根据一些示例实现,包括注入噪声的导线58可以被耦合到一组ADC,而不包括注入噪声的导线58可以被耦合到另一组ADC(框510)。任选地,当无注入噪声被检测到时,整个数字化仪传感器或沿数字化仪传感器的一个轴的所有感测线可以被耦合到一组ADC。在一些示例实现中,在检测到触控笔信号时,数字化仪传感器的每个轴可以由不同组的ADC进行采样。替代地,同一组ADC可以对来自数字化仪传感器的两个轴的输出进行采样。
在一些示例实施例中,注入噪声可能占主导。通过基于其中除了一行之外的所有行在给某些ADC的输入处具有相等数目的+1和-1元素的哈达玛矩阵属性来减轻注入噪声,求和的幅值被显著地减小,并因此ADC比特的数目可能被进一步放宽。在一些示例实施例中,除了接收所有输入信号的正求和的ADC1之外,ADC比特的数目被进一步放宽。
在一些示例实施例中,ADC1被选择为相对于每条感测线具有一个ADC采样输出系统的ENOB具有log4(N)更好的ENOB。当考虑由ADC1引起的功率消耗中的增加时,功率消耗因子公式可以通过以下来定义:
((N-1)/(2^(log4(N))+(2^log4(N)))/N 等式(3)
即使不将由于干扰源自我减轻引起的放宽纳入考虑,对于N分别等于32和8,也可以实现1.97和1.88的功率改善因子。
根据示例实现,可以针对感测线的每个分组执行平均化(框515),并且可以基于平均化来确定来自每一条感测线的输出。在一些示例实现中,可以基于平均化来检测触控笔200的坐标。指尖坐标也可以被确定。任选地,当触控笔200传送带有信息的已调信号时,也可以基于平均化来解调该信息。
根据一些实现的一个方面,提供了一种方法,包括:基于与哈达玛矩阵的矩阵乘法组合来自基于栅格的数字化仪传感器的多条感测线的信号,其中该组合提供多个信号组合;利用模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对多个信号组合中的每一个进行采样,其中该采样被同时地执行;对来自ADC分组的经采样输出进行后处理,其中该后处理包括将哈达玛矩阵的逆与来自ADC分组的经采样输出相乘;以及基于后处理检测与基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在。
任选地,分组中的ADC的数目被选择为等于多条感测线的数目。
任选地,分组中的一个ADC被选择为以与分组中的其他ADC相比更高的分辨率来进行采样。
任选地,多个信号组合中的至少一者包括将来自多条感测线之一的信号与来自多条感测线的另一者的信号的反转进行组合。
任选地,来自多条感测线的信号在组合中被重复。
任选地,该方法包括检测基于栅格的数字化仪传感器上的噪声环境;以及基于该检测动态地选择多条感测线。
任选地,所选择的多条感测线是包括来自用手或手指触摸数字化仪传感器的感测表面的注入噪声的感测线。
任选地,该方法包括基于第一哈达玛矩阵组合多条感测线的第一部分,以及基于第二哈达玛矩阵组合多条感测线的第二部分。
任选地,该方法包括基于与第一哈达玛矩阵的矩阵乘法组合来自基于栅格的数字化仪传感器的第一多条感测线的信号,其中该组合提供多个第一信号组合;基于与第二哈达玛矩阵的矩阵乘法组合来自基于栅格的数字化仪传感器的第二多条感测线的信号,其中该组合提供多个第二信号组合;利用第一模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对多个第一信号组合中的每一个进行采样,其中该采样被同时地执行;利用第二模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对多个第二信号组合中的每一个进行采样,其中该采样被同时地执行;对来自第二ADC分组的经采样输出进行后处理,其中该后处理包括将第二哈达玛矩阵的逆与来自第二ADC分组的经采样输出相乘;以及基于对来自第一ADC分组和第二ADC分组两者的经采样输出的后处理来检测与基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在。
任选地,多个第一信号组合和多个第二信号组合被同时地采样。
任选地,多条感测线包括数字化仪传感器的一个轴上的所有感测线。
任选地,多条感测线包括数字化仪传感器的两个轴上的所有感测线。
任选地,后处理由与数字化仪传感器相关联的主计算机上的软件执行。
根据一些实现的一个方面,提供了一种计算设备,包括:基于栅格的数字化仪传感器,其包括感测线;数字化仪电路,该数字化仪电路包括:被配置成反转来自数字化仪传感器的感测线的信号的多个反相器;多个ADC,每个ADC被配置成对来自多条感测线的信号的组合进行采样,其中信号的组合选择性地包括来自多条感测线的经反转和未经反转信号;以及复用器,其被配置成基于哈达玛矩阵的系数选择性地将来自多条感测线的经反转和未经反转信号引导到多个ADC中的每一个;以及主计算机,用于对来自ADC的输出进行后处理,其中该后处理包括将哈达玛矩阵的逆与来自ADC分组的经采样输出相乘,以及用于基于后处理检测与基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在。
任选地,多个ADC的数目被选择以匹配多条感测线的数目。
任选地,多条感测线基于数字化仪传感器上检测到的噪声的映射来被选择。
任选地,该组合包括来自多条感测线的被重复的信号。
任选地,复用器被配置成基于第一哈达玛矩阵的系数选择性地将来自多条感测线的第一部分的经反转和未经反转信号引导到多个ADC的第一部分中的每一个;基于第二哈达玛矩阵的系数选择性地将来自多条感测线的第二部分的经反转和未经反转信号引导到多个ADC的第二部分中的每一个。
任选地,多个ADC中的一个ADC被选择为以与多个ADC中的其他ADC相比更高的分辨率来进行采样。
任选地,基于栅格的数字化仪传感器是基于电容的传感器。
为了清楚起见在单独实施例的上下文中描述的本文中描述的示例的特定特征还可在单一实施例中组合地提供。相反,为了简洁起见在单一实施例的上下文中描述的本文中描述的示例的各个特征还可单独地或者以任何合适的子组合提供,或者适用于本公开的任何其他所描述的实施例。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不被认为是那些实施例的基本特征,除非该实施例在没有那些元件的情况下不起作用。

Claims (22)

1.一种方法,包括:
基于与哈达玛矩阵的矩阵乘法组合来自基于栅格的数字化仪传感器的多条感测线的信号,其中所述组合提供多个信号组合;
利用模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对所述多个信号组合中的每一个进行采样,其中所述采样被同时地执行;
对来自所述ADC分组的经采样输出进行后处理,其中所述后处理包括将所述哈达玛矩阵的逆与来自所述ADC分组的所述经采样输出相乘;以及
基于所述后处理检测与所述基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分组中的ADC的数目被选择为等于所述多条感测线的数目。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分组中的一个ADC被选择为以与所述分组中的其他ADC相比更高的分辨率来进行采样。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个信号组合中的至少一者包括将来自所述多条感测线之一的信号与来自所述多条感测线的另一者的信号的反转进行组合。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,来自所述多条感测线的信号在所述组合中被重复。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,包括检测所述基于栅格的数字化仪传感器上的噪声环境;以及基于所述检测动态地选择所述多条感测线。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所选择的多条感测线是包括因用手或手指触摸所述数字化仪传感器的感测表面而导致的注入噪声的感测线。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,包括基于第一哈达玛矩阵组合所述多条感测线的第一部分,以及基于第二哈达玛矩阵组合所述多条感测线的第二部分。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,包括:
基于与第一哈达玛矩阵的矩阵乘法组合来自所述基于栅格的数字化仪传感器的第一多条感测线的信号,其中所述组合提供多个第一信号组合;
基于与第二哈达玛矩阵的矩阵乘法组合来自所述基于栅格的数字化仪传感器的第二多条感测线的信号,其中所述组合提供多个第二信号组合;
利用第一模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对所述多个第一信号组合中的每一个进行采样,其中所述采样被同时地执行;
利用第二模数转换器(ADC)分组中的不同ADC对所述多个第二信号组合中的每一个进行采样,其中所述采样被同时地执行;
对来自所述第二ADC分组的经采样输出进行后处理,其中所述后处理包括将所述第二哈达玛矩阵的逆与来自所述第二ADC分组的所述经采样输出相乘;以及
基于对来自所述第一ADC分组和所述第二ADC分组两者的经采样输出的后处理来检测与所述基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述多个第一信号组合和所述多个第二信号组合被同时地采样。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多条感测线包括所述数字化仪传感器的一个轴上的所有所述感测线。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多条感测线包括所述数字化仪传感器的两个轴上的所有所述感测线。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述后处理由与所述数字化仪传感器相关联的主计算机上的软件执行。
14.一种计算设备,包括:
包括感测线的基于栅格的数字化仪传感器;
数字化仪电路,所述数字化仪电路包括:
被配置成反转来自所述数字化仪传感器的感测线的信号的多个反相器;
多个ADC,每个ADC被配置成对来自多条感测线的信号的组合进行采样,其中所述信号组合选择性地包括来自所述多条感测线的经反转和未经反转信号;以及
复用器,所述复用器被配置成基于哈达玛矩阵的系数选择性地将来自所述多条感测线的经反转和未经反转信号引导到所述多个ADC中的每一个;以及
主计算机,所述主计算机用于对来自所述ADC的输出进行后处理,其中所述后处理包括将所述哈达玛矩阵的逆与来自所述ADC分组的经采样输出相乘,以及用于基于所述后处理检测与所述基于栅格的数字化仪传感器交互的对象的存在。
15.根据权利要求14所述的计算设备,其特征在于,所述多个ADC的数目被选择以匹配所述多条感测线的数目。
16.根据权利要求14所述的计算设备,其特征在于,所述多条感测线基于所述数字化仪传感器上检测到的噪声的映射来被选择。
17.根据权利要求14所述的计算设备,其特征在于,所述组合包括来自所述多条感测线的被重复的信号。
18.根据权利要求14所述的计算设备,其特征在于,所述复用器被配置成基于第一哈达玛矩阵的系数选择性地将来自所述多条感测线的第一部分的经反转和未经反转信号引导到所述多个ADC的第一部分中的每一个;基于第二哈达玛矩阵的系数选择性地将来自所述多条感测线的第二部分的经反转和未经反转信号引导到所述多个ADC的第二部分中的每一个。
19.根据权利要求14所述的计算设备,其特征在于,所述多个ADC中的一个ADC被选择为以与所述多个ADC中的其他ADC相比更高的分辨率来进行采样。
20.根据权利要求14所述的计算设备,其特征在于,所述基于栅格的数字化仪传感器是基于电容的传感器。
21.一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1-13中任一权利要求所述的方法。
22.一种计算机系统,包括用于执行如权利要求1-13中任一权利要求所述的方法的装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220018364A (ko) * 2020-08-06 2022-02-15 삼성전자주식회사 터치 센서 및 터치 센싱 방법
CN112543026B (zh) * 2020-12-10 2021-09-03 杭州万高科技股份有限公司 一种多路信号同步采样系统、方法、装置及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102947782A (zh) * 2010-06-22 2013-02-27 微软公司 经由电阻式传感器矩阵的低功率感测
US9235280B1 (en) * 2012-05-24 2016-01-12 Qualcomm Technologies, Inc. Mutual capacitance large panel phase shift mitigation
CN105900420A (zh) * 2014-01-08 2016-08-24 微软技术许可有限责任公司 选择运动向量精度

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60215463T2 (de) 2002-05-22 2007-02-08 Freescale Semiconductor, Inc., Austin Analog-Digital-Wandler Anordnung und Methode
KR101448917B1 (ko) 2007-09-11 2014-10-13 삼성전자주식회사 의사 멀티플 샘플링 방법을 사용하는 아날로그-디지털 변환장치 및 방법
US8605054B2 (en) * 2010-09-02 2013-12-10 Texas Instruments Incorporated Touch-sensitive interface and method using orthogonal signaling
US9036730B2 (en) 2011-01-07 2015-05-19 Ikanos Communications, Inc. Method and apparatus for peak-to-average ratio reduction
US8976145B2 (en) 2011-02-15 2015-03-10 Cirque Corporation Reduction of noise and de-ghosting in a mutual capacitance multi-touch touchpad
US8648834B2 (en) 2011-05-16 2014-02-11 Pixart Imaging, Inc. Controller and ADC for low power operation of touchscreen device
US9496886B2 (en) * 2011-06-16 2016-11-15 Spatial Digital Systems, Inc. System for processing data streams
US8405537B2 (en) 2011-08-11 2013-03-26 Pixart Imaging Inc. Systems, devices and methods for capacitor mismatch error averaging in pipeline analog-to-digital converters
US8933385B2 (en) 2012-07-06 2015-01-13 Omnivision Technologies, Inc. Hybrid analog-to-digital converter having multiple ADC modes
US9467638B2 (en) 2013-08-13 2016-10-11 The Hong Kong University Of Science And Technology Sensory array with non-correlated double sampling random access-reset pixel and multi-channel readout
CN103490782B (zh) 2013-08-29 2017-01-18 苏州苏尔达信息科技有限公司 一种比较器电容平均电路
US9690432B2 (en) 2013-10-21 2017-06-27 Apple Inc. Touch receiving channel re-use scheme with receiver signal coding
FR3020731B1 (fr) 2014-05-05 2016-05-20 Pyxalis Convertisseur analogique-numerique a rampe apte a fournir directement une moyenne de deux signaux

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102947782A (zh) * 2010-06-22 2013-02-27 微软公司 经由电阻式传感器矩阵的低功率感测
US9235280B1 (en) * 2012-05-24 2016-01-12 Qualcomm Technologies, Inc. Mutual capacitance large panel phase shift mitigation
CN105900420A (zh) * 2014-01-08 2016-08-24 微软技术许可有限责任公司 选择运动向量精度

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