CN114327125A - 利用对噪声的软同步的接近感测 - Google Patents

利用对噪声的软同步的接近感测 Download PDF

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Abstract

一种输入设备包括电容性接近传感器和处理系统。电容性接近传感器包括用于感测区中的接近感测的多个发射器电极和多个接收器电极。处理系统被配置为从电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号，提取有噪声的传感器信号中的尖峰序列，将脉冲生成电路的脉冲输出同步到尖峰序列上，并且由脉冲输出的多个脉冲中的第一脉冲触发，执行第一电容性接近感测。

Description

利用对噪声的软同步的接近感测
技术领域
所描述的实施例总体上涉及电子设备，并且更具体地，涉及诸如触摸屏之类的接近感测设备。
背景技术
包括接近传感器设备（例如，触摸板或触摸传感器设备）的输入设备广泛用于各种电子系统中。接近传感器设备通常包括感测区，该感测区通常由表面来区分，在该感测区中，接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置、和/或运动。接近传感器设备可以用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器设备通常用作较大计算系统（诸如集成在笔记本或台式计算机中、或在笔记本或台式计算机外围的不透明触摸板）的输入设备。接近传感器设备通常与显示设备组合以作为输入-显示设备（诸如触摸屏）操作。
在输入设备中，接近感测可能受到噪声影响，诸如由显示设备、由电源、由充电器等发出的噪声。噪声影响接近传感器设备准确地检测输入对象的存在、位置、和/或运动的能力。具体地，信号中的噪声使由于输入对象引起的信号的量模糊不清。
发明内容
通常，在一个方面中，一个或多个实施例涉及一种输入设备，包括：电容性接近传感器，其包括用于感测区中的接近感测的多个发射器电极和多个接收器电极；处理系统，其被配置为：从电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号；提取有噪声的传感器信号中的尖峰序列（spike train）；将脉冲生成电路的脉冲输出同步到尖峰序列上；以及由脉冲输出的多个脉冲中的第一脉冲触发，执行第一电容性接近感测。
通常，在一个方面中，一个或多个实施例涉及一种处理系统，包括：电路，被配置为：从与处理系统的电路接合的电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号，其中电容性接近传感器包括用于感测区中的接近感测的多个发射器电极和多个接收器电极；提取有噪声的传感器信号中的尖峰序列；将脉冲生成电路的脉冲输出同步到尖峰序列上；以及由脉冲输出的多个脉冲中的第一脉冲触发，执行第一电容性接近感测。
通常，在一个方面中，一个或多个实施例涉及一种操作输入设备的方法，包括：从电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号；隔离经整流的有噪声的传感器信号中的尖峰序列；将脉冲生成电路的脉冲输出同步到尖峰序列上；以及由脉冲输出的多个脉冲中的第一脉冲触发，执行第一电容性接近感测。
根据以下描述和所附权利要求，实施例的其他方面将是显而易见的。
附图说明
图1示出了根据一个或多个实施例的输入设备的框图。
图2示出了根据一个或多个实施例的输入设备的框图。
图3示出了根据一个或多个实施例的输入设备感测电路的框图。
图4示出了根据一个或多个实施例的显示噪声的示例。
图5示出了根据一个或多个实施例的用于利用对噪声的软同步的接近感测的系统的框图。
图6示出了根据一个或多个实施例的对噪声的软同步的示例。
图7示出了根据一个或多个实施例的流程图。
具体实施方式
以下详细描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制所公开的技术或所公开的技术的应用和用途。此外，不意图受前述技术领域、背景技术、或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。
在实施例的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所公开技术的更透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所公开的技术。在其他实例中，尚未详细描述公知的特征，以避免不必要地使描述复杂化。
在整个申请中，序数（例如，第一、第二、第三等）可以用作元件（即，本申请中的任何名词）的形容词。序数的使用不是暗示或创建元件的任何特定排序，也不是将任何元件限制为仅单个元件，除非明确公开，诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”、和其他这样的术语。相反，序数的使用是为了在元件之间进行区分。作为示例，第一元件与第二元件不同，并且第一元件可以涵盖多于一个元件并且在元件的排序方面在第二元件之后（或之前）。
本公开的各种实施例提供了对噪声执行软同步的输入设备和用于输入设备的方法。噪声可以具有某些已知特性。例如，噪声的发出可以与显示设备的驱动相关。在一个具体示例中，显示设备的像素被逐线驱动。在驱动每条线的情况下，可能存在较高振幅噪声发出的时段和较低振幅噪声发出的时段，由此较高振幅噪声发出高于较低振幅噪声发出。接近感测到显示设备的驱动的同步因此可以允许在具有较低振幅噪声发出的时间间隔期间执行感测操作，同时避免具有较高振幅噪声发出的时间间隔。
经常地，显示设备不提供将直接实现接近感测到显示设备的驱动的同步的同步输出。为了在没有同步输出的情况下实现同步，在一个或多个实施例中，执行软同步。在软同步中，输入设备获得有噪声的传感器信号并处理该有噪声的传感器信号以生成与显示设备的噪声发出同步的尖峰序列。尖峰序列随后可以用于控制接近感测的定时，以至少部分地避免接近感测与较高振幅噪声发出的时间重叠。可以使用类似的方法来解决源自其他噪声源（诸如电源、电池充电器等）的噪声。
图1是根据一个或多个实施例的输入设备（100）的示例的框图。输入设备（100）可以被配置为向电子系统（未示出）提供输入。如本文档中所使用的，术语“电子系统”（或“电子设备”）广泛地指代能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、web浏览器、电子书阅读器、智能电话、个人数字助理（PDA）、汽车信息娱乐设备、游戏设备等。
在图1中，输入设备（100）包括被配置为感测由感测区（120）中的一个或多个输入对象（140）提供的输入的接近和/或力传感器设备（例如，“触摸板”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象包括触控笔、有源笔、和手指。
感测区（120）涵盖输入设备（100）上方、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入设备（100）能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象提供的用户输入）。特定感测区的尺寸、形状、和位置可以逐个实施例而广泛变化。
输入设备（100）可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区（120）中的用户输入。输入设备（100）包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为非限制性示例，输入设备（100）可以使用电容性技术。
在输入设备（100）的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可以被检测为电压、电流等的改变。
一些电容性实现方式利用电容感测元件的阵列或其他规则或不规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，单独的感测元件可以欧姆地短接在一起以形成较大的传感器电极。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象更改传感器电极附近的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过相对于参考电压（例如，系统接地）调制传感器电极并且通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来操作。参考电压可以是基本上恒定的电压或变化的电压，并且在各种实施例中，参考电压可以是系统接地。使用绝对电容感测方法获取的测量结果可以被称为绝对电容测量结果。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象更改传感器电极之间的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，互电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也称为“发射器电极”或“发射器”，TX）与一个或多个接收器传感器电极（也称为“接收器电极”或“接收器”，RX）之间的电容性耦合来操作。发射器传感器电极可相对于参考电压（例如，系统接地）被调制以发射发射器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压保持基本上恒定，以促进对结果信号的接收。参考电压可以是基本上恒定的电压，并且在各种实施例中；参考电压可以是系统接地。在一些实施例中，发射器传感器电极和接收器传感器电极两者都可以被调制。结果信号可以包括对应于一个或多个发射器信号、和/或对应于一个或多个环境干扰源（例如，其他电磁信号）的（一个或多个）影响。（一个或多个）影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的改变、或其他这样的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可以被配置为既发射又接收。使用互电容感测方法获取的测量结果可以被称为互电容测量结果。
绝对电容测量结果和/或互电容测量结果可以用于确定至少一个输入对象何时在感测区中，确定信噪比，确定输入对象的定位信息，识别手势，基于手势、手势的组合或其他信息来确定要执行的动作，和/或执行其他操作。
在图1中，处理系统（110）被示出为输入设备（100）的部分。处理系统（110）被配置为操作输入设备（100）的硬件以检测感测区（120）中的输入。处理系统（110）包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路部件的部分或全部。例如，处理系统可以包括用于互电容感测和/或绝对电容感测的电路。在一些实施例中，处理系统（110）还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码、和/或类似物。在一些实施例中，构成处理系统（110）的部件位于一起，诸如在输入设备（100）的（一个或多个）感测元件附近。在其他实施例中，处理系统（110）的部件在物理上是分离的，其中一个或多个部件靠近输入设备（100）的（一个或多个）感测元件，而一个或多个部件在其他地方。例如，输入设备（100）可以是耦合到计算设备的外围设备，并且处理系统（110）可以包括被配置为在计算设备的中央处理单元和与中央处理单元分离的一个或多个IC（可能具有相关联的固件）上运行的软件。作为另一示例，输入设备（100）可以物理地集成在移动设备中，并且处理系统（110）可以包括作为移动设备的主处理器的部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统（110）专用于实现输入设备（100）。在其他实施例中，处理系统（110）还执行其他功能，诸如驱动触觉致动器等。
在一些实施例中，处理系统（110）直接通过引起一个或多个动作来响应感测区（120）中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括改变操作模式，以及图形用户界面（GUI）动作，诸如光标移动、选择、菜单导航、和其他功能。在一些实施例中，处理系统（110）向电子系统的某个部分（例如，向与处理系统（110）分离的电子系统的中央处理系统，如果这样的分离的中央处理系统存在的话）提供关于输入（或没有输入）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统（110）接收的信息以作用于用户输入，诸如以促进全范围的动作，包括模式改变动作和GUI动作。
在一些实施例中，输入设备（100）包括触摸屏接口，并且感测区（120）与显示屏（155）的有效区域的至少一部分重叠。例如，输入设备（100）可以包括覆盖显示屏的基本上透明的传感器电极，并且为相关联的电子系统提供触摸屏接口。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可以包括任何类型的发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、微LED、液晶显示器（LCD）、或其他显示技术。
虽然图1示出了部件的配置，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其他配置。例如，可以组合各种部件以创建单个部件。作为另一示例，由单个部件执行的功能性可以由两个或更多个部件执行。
图2示出了根据一个或多个实施例的输入设备（200）。如图2中所示，输入设备（200）包括感测-显示模块（220）。感测-显示模块（220）可以实现以上参考图1所讨论的感测区（120）的全部或一部分以及显示屏（155）的全部或一部分。
在一个或多个实施例中，感测-显示模块（220）包括多个层，所述多个层包括显示层的堆叠（230）、一个或多个电容性感测层（232）、和显示衬底（222）。显示层（230）形成显示屏。在一个实施例中，显示屏是OLED显示器。因此，显示层的堆叠（230）可包括OLED显示层，诸如有机发射层、阳极层、阴极层、可包括薄膜晶体管（TFT）层的一个或多个导电层等。显示层的堆叠（230）可设置在显示衬底（222）上。在一个实施例中，显示衬底（222）是柔性塑料衬底，以实现柔性、可卷曲和/或可折叠的OLED显示器。
显示层的堆叠（230）可以包括微LED层，诸如设置在显示衬底（222）上的薄膜晶体管（TFT）层上的LED层。
显示层的堆叠（230）可以包括LCD显示层，诸如设置在显示衬底（222）上的滤色器玻璃层、液晶层、和TFT层，所述显示衬底（222）可以是玻璃。
感测-显示模块（220）可以具有附加的层和部件。在一个或多个实施例中，多个发射器（TX）和/或接收器（RX）电极（234）被设置在显示屏的感测区中的一个或多个电容性感测层（232）中。感测区可以跨越显示屏的全部或部分。TX和/或RX电极（234）可以用于电容感测（例如，绝对电容感测、互电容感测等）中。虽然在图2中，（一个或多个）电容性感测层（232）被示出为设置在显示层的堆叠（230）的顶部上，但是本领域技术人员将理解，这些层可以相对于显示层的堆叠（230）位于任何位置。在一个或多个实施例中，感测模块（220）包括矩阵焊盘传感器，该矩阵焊盘传感器具有很多感测焊盘和连接到跨感测区的金属网层中的感测焊盘的迹线。矩阵焊盘传感器可以包括至少一个这样的金属网层。
在一个或多个实施例中，TX和RX电极一起实现互电容感测。换句话说，波形被驱动到TX电极上，并且从RX电极接收（一个或多个）结果信号。结果信号是波形以及由于输入对象的存在而导致的TX电极与RX电极之间的电容的改变的函数。
在一个或多个实施例中，操作RX电极以独立于TX电极执行绝对电容感测。在一个或多个实施例中，操作TX电极以独立于RX电极执行绝对电容感测。
在一个或多个实施例中，源极驱动器电路（262）驱动控制显示屏的像素的晶体管。像素中的每个可以包括OLED像素、微LED像素、LCD像素等。源极驱动器电路（262）可以从主机应用处理器（例如，视频处理器）或提供要在显示屏（155）上显示的图像内容的任何其他部件（未示出）接收图像输入信号（260）。所接收的图像信号可以呈数字形式。源极驱动器电路（262）可以基于图像输入信号（260）生成模拟信号以驱动与显示屏的像素相关联的晶体管。在一个或多个实施例中，显示屏的像素由源极驱动器电路（262）逐线驱动。驱动可能导致显示噪声，如下面参考图3和图4所讨论的。
在一个或多个实施例中，模拟前端（266）可以驱动电极（234）（例如，TX电极或TX电极的子集），并且可以从电极（234）（例如，从RX电极或RX电极的子集）接收结果信号，以确定输入对象（例如，上面参考图1讨论的输入对象（140））的存在和/或定位。模拟前端（266）可以被配置为通过驱动电极、接收结果信号、以及对结果信号进行模数转换来执行电容感测。数字处理可以由触摸处理电路（268）（例如微处理器、数字信号处理器等）在其他地方执行。触摸处理电路（268）可以输出指示例如检测到的触摸的坐标的触摸输出信号（270）。取决于配置，与执行电容性感测相关的电路元件（例如，模拟前端（266）和触摸处理电路（268））可以对应于图1中的处理系统（110）。
转到图3，示出了根据一个或多个实施例的输入设备感测电路（300）。输入设备感测电路可以用于接近感测，例如触摸感测。
图3中介绍的各种元件可以对应于图2中所示的元件。输入设备感测电路（300）包括多个触摸传感器电极（例如，传感器电极1（302A）-传感器电极N（302N））、具有多个电荷积分器（例如，电荷积分器1（312A）-电荷积分器N（312N））的模拟前端（310）、和触摸处理电路（320）。
多个传感器电极（302A-302N）可以用于执行任何类型的电容性感测（例如，绝对电容感测、跨电容感测等）。传感器电极（302A-302N）可以由调制电压（未示出）驱动，并且每个传感器电极（302A-302N）的输出是反映接近电容性传感器电极（302A-302N）的输入对象（如果有的话）的存在的结果信号（例如，结果信号1-结果信号N）。
在一个或多个实施例中，输入设备感测电路（300）包括噪声源（396）。噪声源（396）可以与显示屏（155）相关联。因此，噪声源（396）可以是显示噪声源。由噪声源（396）发出的噪声可以由显示屏（155）的像素的驱动引起。下面参考图4提供这样的显示噪声的描述。
如图3中所示，噪声源（396）耦合到触摸传感器电极（302A-302N）。换句话说，来自每个传感器电极（302A-302N）的结果信号（例如，结果信号1-结果信号N）可以包括噪声源（396）的噪声（Vn）的一些分量。在一个或多个实施例中，显示噪声源（396）与每个传感器电极（302A-302N）之间的耦合可以被建模为阻抗ZB。显示噪声源（396）与传感器电极（302A-302N）之间的耦合发生的程度可以是各种因素的函数。例如，当传感器电极（302A-302N）非常接近显示噪声源（396）时，例如在OLED触摸显示器中，耦合可能特别强。
在一个或多个实施例中，噪声（Vn）影响传感器电极1-N（302A-302N）中的一些或全部。在一个实施例中，噪声（Vn）可以以类似的方式影响传感器电极1-N（302A-302N）。因此，结果信号1-N可以包括反映噪声（Vn）的空间共模。共模是与空间有关的，因为共模可以存在于结果信号1-N上，而不管对应的传感器电极（302A-302N）的空间位置如何。例如，假设传感器电极（302A-302N）分布在屏幕（例如，LED或LCD屏幕）的表面上。在该示例中，空间共模是相同或相似的Vn耦合到感测电极（302A-302N）的结果信号1-N中的结果。
如上所讨论，输入设备感测电路（300）包括多个电荷积分器（312A-312N）。可以将一个单独的电荷积分器分配给传感器电极（302A-302N）中的每一个。电荷积分器（312A-312N）中的每一个可对结果信号（1-N）进行积分以获得触摸信号（322A-322N），其可指示接近对应电极（302A-302N）的输入对象（398）的存在或不存在。还可以针对触摸信号（322A-322N）获得空间平均信号（324）。与随着输入对象（398）的局部存在而波动的触摸信号（322A-322N）不同，空间平均信号（324）主要对空间共模（例如，噪声Vn）敏感。局部改变（例如，输入对象（398）的存在）仅最小程度地影响空间平均信号（324）。在美国专利申请No.16/373,369中更完整地描述了共模的各个方面，其全部公开内容通过引用并入本文中。具体地，美国专利申请No. 16/373,369描述了可以是显示噪声的共模噪声。
在一个或多个实施例中，噪声（Vn）仅影响几个或单个传感器电极1-N（302A-302N）。例如，对于经由接近传感器电极的输入对象耦合到传感器电极中的噪声而言，可能是这种情况。在图3中，噪声可以被耦合到输入对象（398）和传感器电极1（302A）之间的传感器电极中，例如，针对电源噪声、电池充电器噪声、或其他环境噪声。因此，为了隔离这种类型的噪声，可以依赖于触摸信号（例如，触摸信号（322A））而不是空间平均信号（324）。
转到图4，示出了根据一个或多个实施例的显示噪声的示例。在显示屏（155）显示黑线和白线的交替图案时获得示例显示噪声（400）。在图4的示例中，假设显示屏（155）是OLED显示器。OLED显示器可以具有150-350kHz的刷新率，例如200kHz或250kHz。因此，OLED显示器的每条线可以分别在5或4μs的时间间隔（tline）期间被驱动。为了获得良好的图像质量，可以使用时间间隔（tline）的最大持续时间来驱动LED以相对恒定的水平发出光。在图4中，对于OLED显示器的每条线而言，一时间（在所述时间期间LED以相对恒定的水平发出光）被定义为tstationary。在示例显示噪声（400）中，tstationary之前是ttrans。ttrans是过渡时间，在所述过渡时间期间阴极层响应于源极驱动器电压的突然改变。在减小的ttrans的情况下，tstationary更长。因此，最小化ttrans和最大化tstationary可以是目标，以便达到显示屏（155）的图像质量的最大限度。然而，在用于阴极电极稳定可用的时间较少的情况下，噪声带宽可能由于较快的响应而增加。当电压相对恒定时，在tstationary期间可能发出相对小的噪声。因为发出的噪声可能影响接近感测，所以当执行接近感测时，避免ttrans可能是目标。下面描述用于在执行接近感测时避免ttrans的方法。
注意，示例（400）中所示的迹线表示电压。更具体地，迹线对应于图3的输入设备感测电路（300）中的空间平均信号（324）。空间平均信号（324）是逐线驱动LED的结果。广义地说，空间平均信号（324）在通过显示屏的层（例如，阴极层）中的一个的高通滤波之后反映与LED的驱动相关联的电流。高通滤波发生是因为阴极层位于其中显示噪声发出起源的一个或多个导电层与具有感测电极的电容性感测层之间。因此，当电荷随时间重新分布在阴极层上时，阴极层可以形成高通过滤电流流动的影响的电屏蔽。
如前所述，针对由OLED显示屏（155）显示的交替的黑线和白线的图案获得示例显示噪声（400）。假设开始于向上电压偏转的时间间隔tline与白线相关联，并且开始于向下电压偏转的时间间隔tline与黑线相关联。在现实世界应用中，例如，取决于正在显示的内容（在现实世界应用中，交替的纯黑线和纯白线是极不可能的），偏转可以具有不同的振幅。因此，虽然在ttrans期间的向上偏转和向下偏转可以提供用于接近感测的定时信息，但是由于显示噪声是不规则的，因此表示显示噪声的迹线可能不直接用于可靠地触发接近感测。具体地，虽然向上偏转和向下偏转通常可以仅在受显示屏（155）的水平刷新速率支配的特定时间发生，但是单独的向上偏转/向下偏转可以具有变化的振幅，或者可以根本不发生。
然而，即使在这些不规则性存在的情况下，也可以将规则脉冲信号同步到显示噪声上，并且脉冲信号随后可以用于对接近感测进行定时，以便在执行接近感测时避免ttrans。对显示噪声的同步是软同步，因为同步是基于显示噪声的处理而执行的，而不是使用明确提供的用于显示的同步信号。
转到图5，示出了用于利用软同步以减轻噪声的接近感测的系统（500）。系统（500）包括各种先前描述的部件，诸如传感器电极（502A-502N）、模拟前端（510）、和触摸处理电路（520）。在一个或多个实施例中，触摸处理电路（520）输出显示噪声信号（524）。显示噪声信号（524）可以类似于如参考图4所描述的示例显示噪声。因为显示噪声易于影响感测区中的多个或所有传感器电极，所以可以获得显示噪声信号（524）作为空间平均信号（324），如参考图3所示。
在一个或多个实施例中，显示噪声信号（524）由显示噪声处理器（530）处理。显示噪声处理器被配置为提取显示噪声信号（524）中的尖峰序列（532）。可以通过对显示噪声信号（524）进行整流来获得尖峰序列（532）。整流可以是产生显示噪声信号（524）的绝对值的操作。在一个实施例中，通过首先从显示噪声信号（524）中减去参考电压，并然后在减去之后取绝对值来执行整流。当显示噪声信号中不存在信号时，参考电压可以是基线。随后，可以对显示噪声信号（524）进行阈值化。因此，尖峰序列包含尖峰，其中经整流的阈值化显示噪声信号超过用于阈值化的指定阈值。可以选择用于阈值化的尖峰检测阈值，使得特定振幅的尖峰可靠地超过尖峰检测阈值，而不一定与ttrans期间的向上偏转和向下偏转相关联的其他事件保持亚阈值（sub-threshold）。在下面描述的图6中示出了结果尖峰序列的示例。显示噪声处理器（530）可以包括模拟和/或数字部件。因此，可以在模拟域和/或数字域中执行显示噪声信号（524）的整流和阈值化。在一个实施例中，显示噪声信号（524）被模数转换，并且显示噪声处理器（530）的操作在数字域中执行。
在一个或多个实施例中，尖峰序列（532）由脉冲生成电路（540）处理。脉冲生成电路（540）被配置为将脉冲输出（542）同步到尖峰序列（532）。脉冲输出（542）的示例在图6中示出，如下所述。如前所述，并且现在参考图4的示例显示噪声（400），与显示屏的线的LED的驱动相关联的向上偏转和向下偏转不总是必然存在于有噪声的传感器信号中。因此，尖峰序列也可以不必然包括规则间隔的尖峰，其中对于显示屏的每条线出现一个尖峰。然而，一旦同步，脉冲输出（542）就可以提供稳定的定时信号，该定时信号可以直接对应于显示屏的水平同步信号。换句话说，脉冲输出（542）的脉冲中的每个可以指示由源极驱动器电路正在驱动的显示屏的线的LED。当脉冲输出（542）的脉冲在时间上与尖峰序列（532）的尖峰对准时，脉冲中的每个可以大致落入时间间隔ttrans中，如参考图3所述。
脉冲生成电路（540）可以包括模拟和/或数字部件。因此，可以在模拟域和/或数字域中执行脉冲输出（542）到尖峰序列（532）的同步。在一个实施例中，脉冲生成电路（540）以数字方式实现。在一个实施例中，脉冲生成电路包括锁相环（PLL）或延迟锁定环。PLL可以基于数字相位检测器（例如，使用XOR门）。PLL可以利用种子频率（seed frequency）预先配置，例如，使用显示屏的水平同步频率预先配置。
脉冲生成电路（540）可以提供状态输出以指示是否存在足够的显示噪声来导出脉冲输出，和/或以指示脉冲生成电路是自由运行还是当前锁定到显示噪声信号。当尚未实现锁定时，即，脉冲输出没有同步到尖峰序列时，可以暂停接近感测以避免错误的接近感测输出。
在一个或多个实施例中，脉冲输出（542）用作对传感器电极驱动电路（550）的输入。传感器电极驱动电路（550）被配置为生成要由传感器电极（502A-502N）中的一个或多个发出的感测信号以执行电容性接近感测。感测信号可以是例如包括正弦波、方波等的突发。在一个或多个实施例中，基于提供定时信号的脉冲输出（542），传感器电极驱动电路（550）在一时间点（在该时间点减少或避免通过显示噪声的干扰）向传感器电极（502A-502N）中的一个或多个提供感测信号。参考图4，可以在tstationary期间发出感测信号。确切时间点（在该时间点传感器电极驱动电路（550）触发感测信号的发出）可以是可调谐的，以最小化通过显示噪声的干扰。换句话说，脉冲输出（542）的脉冲与感测信号的发出之间的可调谐延迟可以由传感器电极驱动电路（550）实现。
虽然示出了用于利用对噪声的软同步的接近感测的系统（500）的一个特定配置，但是在不脱离本公开的情况下，用于接近感测的系统可以包括图5中未示出的各种其他部件。此外，虽然主要在OLED显示技术和金属网接近传感器的上下文中描述了本公开的实施例，但是用于接近感测的系统也可以与其他技术（诸如LCD显示器、氧化铟锡（ITO）接近传感器等）结合使用。
转到图6，示出了根据一个或多个实施例的噪声软同步的示例（600）。示例（600）基于先前在图4中示出的示例显示噪声。从示例显示噪声（610）获得尖峰序列（620）。图6未图示示例显示噪声（610）的整流，并且因此，示出了两个尖峰检测阈值（612）以捕获与未整流的示例显示噪声（610）中的向上偏转和向下偏转相关联的尖峰。还示出了从尖峰序列（620）生成的脉冲输出（630）。脉冲输出可以由脉冲生成电路提供。如图6中所示，即使当尖峰序列（620）被中断时，脉冲输出（630）也可以继续。具体地，脉冲生成电路可以基于脉冲生成电路的内部时钟继续产生脉冲。虽然内部时钟可能不是完全准确的，但是漂移不是问题，因为尖峰序列（620）的偶尔检测到的尖峰足以重新同步脉冲输出，由此消除可能在没有尖峰可用的时间间隔内累积的任何潜在的小漂移。
图7示出了根据一个或多个实施例的流程图。虽然顺序地呈现和描述了流程图中的各个步骤，但是普通技术人员将理解，步骤中的一些或所有可以以不同的顺序执行，可以组合或省略，并且步骤中的一些或所有可以并行执行。可以进一步执行附加步骤。因此，本公开的范围不应被认为限于图7中所示的步骤的特定布置。
图7的流程图描绘了利用对噪声的软同步的接近感测的方法。图7中的步骤中的一个或多个可以由上面参考图1、2、3和5讨论的部件来执行。
在步骤702中，获得有噪声的传感器信号。在一个或多个实施例中，例如在循环中重复执行图7的步骤，并且因此可以从在先的感测操作（例如，从步骤712的在先执行）获得有噪声的传感器信号。
在一个实施例中，有噪声的传感器信号受到显示噪声影响。如先前所讨论的，显示噪声可以由感测区中的多个或所有传感器电极捕获。因此，有噪声的传感器信号可以是空间平均信号，如先前参考图3所述。
在一个实施例中，有噪声的传感器信号受到电源或电池充电器噪声影响。如先前参考图3所讨论的，电源噪声和/或电池充电器噪声主要影响接近输入对象的传感器电极。因此，在这样的场景中，接近输入对象的（一个或多个）传感器电极的触摸信号代替空间平均信号可以用作有噪声的传感器信号。
在步骤704中，对有噪声的传感器信号进行整流，如先前参考图5和图6所讨论的。
在步骤706中，执行阈值化操作以提取经整流的有噪声的传感器信号中的尖峰序列，如先前参考图5和图6所讨论的。
在步骤708中，脉冲生成电路的脉冲输出被同步到尖峰序列上。同步到尖峰序列上是脉冲生成电路的操作的部分，如先前参考图5和图6所述。
在步骤710中，将指定的时间偏移应用于脉冲生成电路的脉冲输出，以获得用于电容性接近感测的触发。因此，电容性接近感测可以由脉冲输出的脉冲发起。
在步骤712中，在发起时执行电容性接近感测。电容性接近感测包括步骤714和716的执行。
在步骤714中，在传感器电极中的一个或多个上发出感测信号，并且在步骤716中，与感测信号的发出同时地，从传感器电极中的一个或多个获得结果信号。步骤714和716的执行的细节可以取决于执行何种类型的感测（例如，绝对电容感测或跨电容感测），如前所述。所获得的结果信号可以随后经历附加处理以确定触摸是否已经发生，以确定触摸的位置等。
关于图1-6提供了关于步骤702-716的附加细节，其中描述了步骤的对应部件和可能的变化。
基于图7的方法的执行，可以在存在噪声（诸如显示噪声、电源噪声、和/或电池充电器噪声）的情况下执行接近感测。可以通过将接近感测软同步到噪声信号来减小噪声对接近感测的影响，使得在最强噪声发出与接近感测之间不存在时间重叠或存在减小的时间重叠。因此，本公开的实施例可以避免必须丢弃已经被噪声破坏的接近感测样本的问题。由于软同步，不需要例如经由来自显示屏的同步信号线提供的同步信号。
虽然已经关于有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解，可以设计出不脱离如本文中所公开的本发明的范围的其他实施例。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种输入设备，包括：
电容性接近传感器，所述电容性接近传感器包括用于感测区中的接近感测的多个发射器电极和多个接收器电极；
处理系统，所述处理系统被配置为：
从所述电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号；
提取所述有噪声的传感器信号中的尖峰序列；
将脉冲生成电路的脉冲输出同步到所述尖峰序列上；以及
基于所述脉冲输出的第一脉冲来发起第一电容性接近感测。
2.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述第一电容性接近感测包括：
利用感测信号驱动所述多个发射器电极中的至少一个，
与所述驱动同时地，从所述多个接收器电极中的至少一个获得结果信号，以及
处理所述结果信号以确定所述感测区中输入对象的存在。
3.根据权利要求2所述的输入设备，其中基于所述脉冲输出的所述第一脉冲来发起所述第一电容性接近感测包括：
在发出所述感测信号之前实现指定的延迟。
4.根据权利要求1所述的输入设备，进一步包括：
显示屏，所述显示屏与所述感测区重叠。
5.根据权利要求4所述的输入设备，其中所述显示屏是有机发光二极管（OLED）显示器。
6.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述电容性接近传感器是金属网传感器。
7.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述脉冲生成电路包括锁相环。
8.根据权利要求1所述的输入设备，其中提取所述尖峰序列包括：
对所述有噪声的传感器信号进行整流；以及
在所述整流之后，对所述有噪声的传感器信号进行阈值化。
9.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述有噪声的传感器信号是所述多个接收器电极的空间平均信号。
10.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述有噪声的传感器信号是从接近所述输入对象的所述多个接收器电极中的一个获得的触摸信号。
11.根据权利要求1所述的输入设备，进一步包括：
确定所述脉冲输出未同步到所述尖峰序列；以及
基于所述确定：
防止执行第二电容性接近感测。
12.一种处理系统，包括：
电路，所述电路被配置为：
从与所述处理系统的所述电路接合的电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号，
其中所述电容性接近传感器包括用于感测区中的接近感测的多个发射器电极和多个接收器电极；
提取所述有噪声的传感器信号中的尖峰序列；
将脉冲生成电路的脉冲输出同步到所述尖峰序列上；以及
基于所述脉冲输出的第一脉冲来发起第一电容性接近感测。
13.根据权利要求12所述的处理系统，其中所述脉冲生成电路包括锁相环。
14.一种操作输入设备的方法，包括：
从电容性接近传感器获得有噪声的传感器信号；
在经整流的有噪声的传感器信号中提取尖峰序列；
将脉冲生成电路的脉冲输出同步到所述尖峰序列上；以及
基于所述脉冲输出的第一脉冲来发起第一电容性接近感测。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一电容性感测包括：
利用感测信号驱动所述电容性接近传感器的至少一个发射器电极；
与所述驱动同时地，在所述电容性接近传感器的至少一个接收器电极上获得结果信号；以及
处理所述结果信号以确定所述电容性接近传感器处的输入对象的存在。
16.根据权利要求14所述的方法，其中基于所述脉冲输出的所述第一脉冲来发起所述第一电容性接近感测包括：
在发出所述感测信号之前实现指定的延迟。
17.根据权利要求14所述的方法，其中提取所述尖峰序列包括：
对所述有噪声的传感器信号进行整流；以及
在所述整流之后，对所述有噪声的传感器信号进行阈值化。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述有噪声的传感器信号是所述电容性接近传感器的多个电极的空间平均信号。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述有噪声的传感器信号是从接近所述输入对象的接收器电极获得的触摸信号。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括：
确定所述脉冲输出未同步到所述尖峰序列；以及
基于所述确定：
防止执行第二电容性接近感测。
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