CN116107448A - 在低接地质量状况下的低时延输入对象检测 - Google Patents

在低接地质量状况下的低时延输入对象检测 Download PDF

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Abstract

一种处理系统，其配置成检测接近处理系统的输入对象。处理系统包括传感器电路系统，传感器电路系统配置成当处理系统处于低接地质量（LGM）状态时，作出大对象接近处理系统的传感器电极的确定。传感器电路系统进一步配置成响应于当处理系统处于LGM状态时大对象接近传感器电极的确定，利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动传感器电极的第一群组，并且利用静态DC电压来驱动传感器电极的第二群组。

Description

在低接地质量状况下的低时延输入对象检测
背景技术
包括接近传感器设备（例如，触摸垫或触摸传感器设备）的输入设备广泛地在各种各样的电子系统中使用。接近传感器设备典型地包括通常由表面区分的感测区域，其中接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置或运动。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用于较大的计算系统的输入设备（诸如，集成于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垫）。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，集成于蜂窝电话中的触摸屏）操作。
一些接近传感器设备配置成检测电容笔信号。响应于电容笔检测到来自接近传感器设备的上行链路信号，电容笔发射电容笔信号。接近传感器设备发射电容笔的尖端中的传感器检测到的上行链路信号。电容笔中的检测电路使用电容笔的主体作为参考。即，检测电路基于来自电容笔尖端的信号与来自电容笔主体的信号之间的差异而检测上行链路信号。然而，当接近传感器设备发射上行链路信号并且用户的手掌在感测区域中时，用户的手的手掌和电容笔尖端两者接收相同信号。因此，用户的手掌使相同的上行链路信号耦合到电容笔主体，使得电容笔主体和电容笔尖端两者接收相同信号。在此情况下，该差异将为零，因此检测电路不检测上行链路信号。因此，电容笔不发射电容笔信号，并且接近传感器设备不检测电容笔。
发明内容
 一般地，本公开的目的是描述一种处理系统，其配置成检测接近处理系统的输入对象。在示例性实施例中，处理系统包括传感器电路系统，传感器电路系统配置成当处理系统处于低接地质量（low ground mass）（LGM）状态时，作出大对象接近处理系统的传感器电极的确定。传感器电路系统进一步配置成响应于当处理系统处于LGM状态时大对象接近传感器电极的确定，利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动传感器电极的第一群组，并且利用静态DC电压来驱动传感器电极的第二群组。
本公开的另一目的是描述一种检测接近处理系统的输入对象的方法。该方法包括：i）作出处理系统处于低接地质量（LGM）状态的确定；以及ii）作出大对象接近处理系统的传感器电极的确定。响应于处理系统处于LGM状态并且大对象接近处理系统的传感器电极的确定，该方法还包括利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动传感器电极的第一群组并且利用静态DC电压来驱动传感器电极的第二群组。
本公开的另一目的是描述一种输入设备，其配置成检测接近输入设备的输入对象。输入设备包括：传感器电极，其配置成将上行链路信号发射到输入对象；和处理系统，其耦合到传感器电极。处理系统配置成作出输入设备处于低接地质量（LGM）状态的确定并且作出大对象接近传感器电极的确定。响应于输入设备处于LGM状态并且大对象接近传感器电极的确定，处理系统利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动传感器电极的第一群组并且利用静态DC电压来驱动传感器电极的第二群组。
本公开的其他方面将从以下的描述和所附权利要求明显可见。
附图说明
目前的实施例通过示例的方式说明，并且不旨在受附图的图限制。
图1示出根据一个或多个实施例的输入设备的框图。
图2A示出根据各种实施例的示例性传感器电极图案的一部分，可以在传感器中利用该传感器电极图案来生成输入设备的感测区域中的全部或部分。
图2B图示根据各种实施例的传感器电极的示例性矩阵阵列。
图3图示根据一个或多个实施例的电容笔检测。
图4图示根据一个或多个实施例的电容笔检测。
图5图示根据一个或多个实施例的在图3和图4中的笔检测期间的归一化的上行链路信号电平。
图6是图示根据一个或多个实施例的上行链路驱动的流程图。
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述本公开的具体实施例。为了一致性，各种图中的同样的元件由同样的参考标号表示。
在本公开的实施例的以下详细描述中，阐明许多具体细节以便提供对本公开的更透彻的理解。然而，将对本领域普通技术人员明显可见的是，可以在不存在这些具体细节的情况下实践本公开。在其他实例中，尚未详细地描述众所周知的特征，以避免不必要地使本描述复杂化。
贯穿本申请，序数（例如，第一、第二、第三等）可以作为元件（即，本申请中的任何名词）的形容词使用。除非诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”和其他这样的术语来明确地公开，否则序数的使用并非暗示或创建元件的任何特定排序，也并非将任何元件限制为仅单个元件。相反地，序数的使用用于在元件之间进行区分。通过示例的方式，第一元件区别于第二元件，并且第一元件可以包含多于一个元件，并且按元件的排序在第二元件之后（或之前）。
本公开描述在低接地质量（LGM）状况下提供电容笔（即，触针或有源笔）的更快速的检测的输入设备。当输入设备（例如，移动电话）被插入并且充电或握在用户的手中时，存在良好接地状况。然而，如果输入设备正倚靠于桌子或其他对象上，则输入设备可能处于LGM状态（即，不具有良好接地状况）。在LGM状态下，电容笔中的检测电路可能未能检测到由接近传感器设备发射的上行链路信号，因为电容笔尖端和与接近传感器设备的表面接触的用户的手的手掌两者接收相同信号。在此情况下，信号的差异基本上为零，使得上行链路信号不被电容笔接收。由于电容笔未能检测到上行链路信号的结果，电容笔未能发射电容笔信号，并且对应地，输入设备未能检测到电容笔。
 在LGM状况下，当电容笔和手掌靠近接近传感器设备的表面时，可能发生几种情况。在情况1中，用户的手在电容笔之前到达接近传感器设备的表面。在情况2中，输入对象的尖端在手之前到达表面。在情况3中，输入对象的尖端和手同时到达接近传感器设备的表面。其中以相同相位驱动整个面板的传统上行链路驱动适用于（work for）情况2，但不适用于情况1和情况3。本公开描述根据一个或多个实施例的减小与情况1相关联的时延的输入设备。
现在转到附图，图1示出根据本公开的实施例的示例性输入设备100的框图。输入设备100可以配置成向电子系统101提供输入。输入设备100包括处理系统110、显示屏155以及一个或多个控制按钮130。处理系统110包括确定电路系统150和传感器电路系统160，并且操作性地耦合到显示屏155和控制按钮130。
如本文献中所使用的，术语“电子系统101”（或“电子设备101”）广泛地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的示例可以包括所有尺寸和形状的个人计算机（例如，台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板计算机、web浏览器、电子书阅读器以及个人数字助理（PDA））、复合输入设备（例如，物理键盘、操纵杆以及按键开关）、数据输入设备（例如，遥控器和鼠标）、数据输出设备（例如，显示屏和打印机）、远程终端、信息站、视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）、通信设备（例如，蜂窝电话，诸如智能电话）以及媒体设备（例如，记录器、编辑器以及播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数字相框以及数字照相机）。另外，电子系统可以是输入设备的主机或从机。
 输入设备100可以实现为电子系统101的物理部分。在备选方案中，输入设备100可以与电子系统101物理地分离。输入设备100可以使用各种有线或无线互连和通信技术（诸如，总线和网络）来耦合到电子系统101的部件（并且与所述部件通信）。示例性技术可以包括集成电路间（I2C）、串行外围接口（SPI）、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙®、红外数据协会（IrDA）以及由IEEE 802.11或其他标准定义的各种射频（RF）通信协议。在图1的示例中，输入设备100可以对应于配置成感测由感测区域120中的一个或多个输入对象140提供的输入的接近传感器设备（诸如，“触摸垫”或“触摸传感器设备”）。示例性输入对象包括手指、手掌、电容笔以及其他这样的设备。感测区域120可以包含输入设备100上方、输入设备100周围、输入设备100中和/或输入设备100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140提供）。特定感测区域的尺寸、形状以及位置可以取决于实际实现方式而变化。
在一些实施例中，感测区域120检测涉及不与输入设备100的任何表面进行物理接触的输入。在其他实施例中，感测区域120检测涉及与耦合有一定量的所施加的力或压力的输入设备100的输入表面（例如，触摸屏）接触的输入。
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域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。作为若干非限制性示例，输入设备100可以使用电容性技术、倒介电技术、电阻性技术、电感性技术、磁性技术、声学技术、超声技术和/或光学技术。输入设备100还可以包括一个或多个物理或虚拟按钮130以收集用户输入。
在一些实施例中，输入设备100可以利用电容性感测技术来检测用户输入。例如，输入设备100可以在感测区域120中包括创建电场的一个或多个电容性感测元件（例如，传感器电极）。输入设备100可以基于传感器电极的电容改变而检测来自输入对象140的输入。更具体地，与电场接触（或极接近）的对象可能引起在传感器电极中的电压和/或电流的改变。这样的电压和/或电流的改变可以被检测为指示用户输入的“信号”。传感器电极可以布置成电容性感测元件的阵列或其他规则或不规则图案以创建电场。这些电场包括可以由输入对象140检测的上行链路信号。在一些实现方式中，一些感测元件可以欧姆地短接在一起，以形成更大的传感器电极。一些电容性感测技术可以利用提供均匀电阻层的电阻片。
一些电容性感测技术可以基于“自电容”（也被称为“绝对电容”）或“互电容”（也被称为“跨电容”）或两者。绝对电容感测方法检测在传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变。跨电容感测方法检测在传感器电极之间的电容性耦合的改变。例如，传感器电极附近的输入对象可以变更传感器电极之间的电场，因而改变传感器电极的所测量的电容性耦合。在一些实施例中，输入设备100可以通过检测一个或多个发射器传感器电极（也为“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也为“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合来实现跨电容感测。
处理系统110可以配置成操作输入设备100的硬件以检测感测区域120中的输入。处理系统110可以包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路系统部件中的部分或全部。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、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的部件一起位于诸如输入设备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的部件与靠近输入设备100的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件和别处的一个或多个部件物理地分离。
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可以包括配置成在计算设备的中央处理单元上运行的软件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）。作为另一示例，输入设备100可以物理地集成于移动设备中，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，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。例如，处理系统110可以是集成的触摸和显示控制器的部分。
在一些实施例中，处理系统110可以包括传感器电路系统160，传感器电路系统160配置成通过i）驱动一个或多个发射器传感器电极以发射发射器信号并且ii）从一个或多个接收器传感器电极接收由发射器传感器电极与接收器传感器电极（也为“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合导致的结果信号来执行跨电容感测。
在一些实施例中，处理系统110可以包括配置成获得由接收器传感器电极接收的结果信号的测量的确定电路系统150。确定电路系统150配置成根据测量而确定至少一个输入对象何时在感测区域120中、确定信噪比（SNR）、确定输入对象的位置信息、识别手势、基于该手势、手势的组合或其他信息而确定要执行的动作或执行其他操作。
在一些实施例中，处理系统110操作输入设备100的（一个或多个）传感器电极，以产生指示感测区域120中的输入（或缺少输入）的电信号。在产生向电子系统101提供的信息时，处理系统110可以对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可以使从传感器电极获得的模拟电信号数字化。作为另一示例，处理系统110可以执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统110可以减去或以其他方式考虑基线，使得信息反映电信号与基线之间的差异。基线是当不存在输入对象时对感测区域的原始测量的估计。例如，电容性基线是感测区域120的背景电容的估计。每个传感器电极可以在基线中具有对应的个别值。作为另外的其他示例，处理系统110可以确定位置信息、将输入识别为命令、识别手写等。
在一些实施例中，输入设备100包括触摸屏界面，并且感测区域120与显示屏155的有源区的至少一部分重叠。输入设备100可以包括覆盖显示屏155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界面。显示屏155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）、阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体、电致发光（EL）或其他显示技术。输入设备100和显示屏155可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用一些相同的电气部件来显示和感测。在各种实施例中，显示设备的一个或多个显示电极可以配置成用于显示更新和输入感测两者。作为另一示例，显示屏155可以部分地或全部地由处理系统110操作。
感测区域120和显示屏155可以被集成并遵循单元上架构或单元中架构或混合架构。换而言之，显示屏155可以由多个层（例如，一个或多个偏振器层、滤色器层、滤色器玻璃层、薄膜晶体管（TFT）电路层、液晶材料层、TFT玻璃层等）组成。传感器电极可以设置于所述层中的一个或多个上。例如，传感器电极可以设置于TFT玻璃层和/或滤色器玻璃层上。此外，处理系统110可以是操作显示功能和触摸感测功能两者的集成的触摸和显示控制器的部分。
图2A示出根据各种实施例的示例性传感器电极图案200的一部分，该传感器电极图案200可以在传感器中利用以生成输入设备100的感测区域中的全部或部分。当与电容性传感器电极图案一起利用时，输入设备100配置为电容性感测输入设备。出于说明和描述的清楚性的目的，图示了具有第一多个传感器电极X和第二多个传感器电极Y的非限制性简单矩形传感器电极图案200。尽管利用标记X和标记Y，并且图2A图示X传感器电极子集和Y传感器电极子集基本上彼此正交，但不要求传感器电极的交叉的第一子集和第二子集之间的正交关系。
在一个实施例中，传感器电极X和传感器电极Y可以布置于同一衬底的不同侧上。例如，第一多个传感器电极X和第二多个传感器电极中的每个可以设置于衬底的表面中的一个上。在一个这样的实施例中，传感器电极X设置于衬底的第一侧上，而传感器电极Y设置于衬底的相对侧上。在其他实施例中，传感器电极可以布置于不同衬底上。例如，第一多个传感器电极和第二多个传感器电极中的每个可以设置于可以粘附在一起的单独衬底的表面上。
在另一实施例中，传感器电极全都位于公共衬底的同一侧或表面上。在一个示例中，第一多个传感器电极包括其中第一多个传感器电极与第二多个传感器电极相交的区域中的跳线，其中跳线与第二多个传感器电极绝缘。在一个或多个实施例中，传感器电极可以包括配置成用于显示更新和电容性感测的至少一个显示电极。显示电极可以从包括但不限于分段的Vcom电极的段、源电极、栅电极、阴极电极以及阳极电极的列表选择。
第一多个传感器电极可以沿第一方向延伸，并且第二多个传感器电极可以沿第二方向延伸。第二方向可以与第一方向类似或不同。例如，第二方向可以与第一方向平行、垂直或成对角线。而且，传感器电极可以各自具有相同的尺寸或形状或不同的尺寸和形状。在一个实施例中，第一多个传感器电极可以比第二多个传感器电极更大（更大的表面面积）。在其他实施例中，第一多个传感器电极和第二多个传感器电极可以具有类似的尺寸和/或形状。因而，传感器电极中的一个或多个的尺寸和/或形状可以不同于传感器电极中的另外的一个或多个的尺寸和/或形状。尽管如此，传感器电极中的每个可以在其相应衬底上形成为任何期望形状。
在其他实施例中，传感器电极中的一个或多个设置于公共衬底的同一侧或表面上，并且在感测区域120中彼此隔离。
图2A中的所图示的传感器电极图案由可以用作发射器电极和接收器电极两者的传感器电极X（X1、X2、X3、X4）以及可以用作发射器电极和接收器电极两者的传感器电极Y（Y1、Y2、Y3、Y5）组成。传感器电极X和传感器电极Y以正交布置彼此覆盖，在该示例中。意识到，在交叉传感器电极图案（诸如，图2A的所图示的示例）中，某种形式的绝缘材料或衬底能够设置于传感器电极Y与传感器电极X之间。出于清楚性的目的，已在本文中省略这些衬底和绝缘体的描绘。
在图2A的所图示的示例中，电容性像素可以经由跨电容性感测来测量。例如，电容性像素可以位于其中发射器电极和接收器电极相互作用的区域处。取决于相互作用的性质，像素可以具有各种各样的形状。在所图示的示例中，电容性像素位于发射器电极和接收器电极彼此重叠的位置处。
电容性耦合290图示了在其中将传感器电极Y5作为发射器电极并且将传感器电极X4作为接收器电极或其中将传感器电极X4作为发射器电极并且将传感器电极Y5作为接收器电极的跨电容性感测期间由传感器电极图案200生成的电容性耦合之一。
电容性耦合295图示了在其中将传感器电极Y5作为发射器电极并且将传感器电极Y4作为接收器电极或其中将传感器电极Y4作为发射器电极并且将传感器电极Y5作为接收器电极的跨电容性感测期间由传感器电极图案200生成的电容性耦合之一。
电容性耦合297图示了在其中将传感器电极X4作为发射器电极并且将传感器电极Y3作为接收器电极或其中将传感器电极X3作为发射器电极并且将传感器电极X4作为接收器电极的跨电容性感测期间由传感器电极图案200生成的电容性耦合之一。
当完成跨电容性测量时，电容性耦合是传感器电极之间的局部电容性耦合区。传感器电极之间的电容性耦合随着与传感器电极相关联的感测区域中的输入对象的接近度和运动而改变。在一些实例中，诸如290、295以及297之类的电容性耦合区可以被称为电容性像素。应当注意到，起因于相互作用的特定性质，不同类型的电容性耦合290、295、297具有彼此不同的形状、尺寸和/或取向。
作为另一示例，在传感器电极与用户输入之间的重叠面积取决于用户通过电压基准（例如，系统接地）的串联耦合的情况下，绝对电容性耦合可以增加，根据该电压基准而调制相应接收器。作为一个示例，虚线框299表示可以与传感器电极X1相关联的绝对电容性耦合区；其他传感器电极类似地具有绝对电容性耦合区。作为另外的示例，绝对电容性串联耦合还可以包括与到基准电压的耦合并联的、用户到其他发射器电极的耦合的效果。
图2B图示根据各种实施例的传感器电极的示例性矩阵阵列。如图2B中所图示的，传感器电极210可以设置成NxM矩阵阵列，其中每个传感器电极可以被称为矩阵传感器电极。在一个实施例中，传感器电极中的每个传感器电极是基本上类似的尺寸和/或形状。在一个实施例中，传感器电极矩阵阵列的传感器电极中的一个或多个可以在尺寸和形状中的至少一个方面变化。矩阵阵列的每个传感器电极可以对应于电容性图像的像素。而且，矩阵阵列的两个或更多个传感器电极可以对应于电容性图像的像素。
在各种实施例中，矩阵阵列的每个传感器电极可以耦合到多个电容性布线迹线中的单独的电容性布线迹线。在各种实施例中，传感器电极210包括设置于传感器电极中的至少两个传感器电极之间的一个或多个栅极电极。栅电极和至少一个传感器电极可以设置于衬底的公共侧、公共衬底的不同侧和/或不同衬底上。在一个或多个实施例中，传感器电极和（一个或多个）栅极电极可以包含显示设备的整个电压电极。电压电极可以从包括但不限于Vcom电极、分段的Vcom电极的段、源电极、栅电极、阴极电极以及阳极电极的列表选择。尽管传感器电极可以在衬底上电隔离，但电极可以在感测区域120的外部（例如，在连接区域中）耦合在一起。在一个实施例中，浮动电极可以设置于栅极电极与传感器电极之间。在一个特定实施例中，浮动电极、栅极电极以及传感器电极包括显示设备的整个公共电极。每个传感器电极可以个别地耦合到处理系统或通过一个或多个多路复用器或开关机构耦合到处理系统。
在图2B的所图示的示例中，电容性像素可以经由跨电容性感测来测量。例如，电容性像素可以位于其中发射器电极和接收器电极相互作用的区域处。在所图示的示例中，电容性像素位于发射器电极和接收器电极彼此耦合的位置处。例如，电容性耦合280图示了在其中将传感器电极SE1作为发射器电极并且将传感器电极SE2作为接收器电极或其中将传感器电极SE1作为发射器电极并且将传感器电极SE2作为接收器电极的跨电容性感测期间由传感器电极图案210生成的电容性耦合之一。
电容性耦合281图示了在其中将传感器电极SE1作为发射器电极并且将传感器电极SE3作为接收器电极或其中将传感器电极SE3作为发射器电极并且将传感器电极SE1作为接收器电极的跨电容性感测期间由传感器电极图案210生成的电容性耦合之一。
电容性耦合282图示了在其中将传感器电极SE1作为发射器电极并且将传感器电极SE4作为接收器电极或其中将传感器电极SE4作为发射器电极并且将传感器电极SE1作为接收器电极的跨电容性感测期间由传感器电极图案210生成的电容性耦合之一。
当完成跨电容性测量时，电容性耦合是传感器电极之间的局部电容性耦合区。传感器电极之间的电容性耦合随着与传感器电极相关联的感测区域中的输入对象的接近度和运动而改变。作为一个示例，虚线框284表示可以与传感器电极SE4相关联的绝对电容性耦合区；传感器电极图案210中的其他传感器电极类似地具有绝对电容性耦合区。还可以测量传感器电极图案210中的传感器电极中的任何一个或多个的绝对电容。
在一些实施例中，“扫描”传感器电极图案200以确定这些电容性耦合。即，传感器电路系统160驱动发射器电极以发射发射器信号。可以操作发射器，使得一个发射器电极发射一次，或多个发射器电极同时发射。在多个发射器电极同时地发射的情况下，这些多个发射器电极可以发射相同的发射器信号，并且产生实际上更大的发射器电极，或这些多个发射器电极可以发射不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可以根据一个或多个编码方案而发射不同的发射器信号，所述编码方案能够实现基于多个独立编码的多个结果而独立地确定其对接收器电极的结果信号的组合影响。
在一个实施例中，第一传感器电极可以由传感器电路系统160基于多个截然不同的数字编码中的第一编码而利用第一发射器信号来驱动，并且第二传感器电极可以基于多个截然不同的数字编码中的第二编码而利用第二发射器信号来驱动，其中第一编码可以与第二编码正交。关于图2B，可以由传感器电路系统160驱动并且接收传感器电极，使得可以同时地驱动至少两个传感器电极。在一个或多个实施例中，可以同时地驱动传感器电极中的每个。在这样的实施例中，每个传感器电极可以基于多个正交的数字编码中的不同的一个而利用发射器信号来驱动。而且，可以驱动传感器电极，使得第一至少一个传感器电极与第二至少一个传感器电极不同地被驱动。在一个或多个实施例中，驱动传感器电极，使得沿着每行和每列交替的传感器电极被不同地驱动。
接收器电极可以单个地或多个地被操作，以获取结果信号。结果信号可以用于确定电容性像素处的电容性耦合的测量。注意到，接收器信号也可以被多路复用，使得多个电极可以利用单个接收器（例如，模拟前端或“AFE”）来测量。此外，可以实现接收器多路复用器，使得接收器同时地耦合到多个传感器电极并且同时地从多个传感器电极接收结果信号。在这样的实现方式中，结果信号包括来自多个传感器电极的编码结果。注意到，在各种实施例中，多个“绝对电容”电极可以相对于基准电压以相同调制被同时地驱动，并且使得其正保护彼此，或一些“绝对电容”电极可以相对于系统基准电压被调制而相对于彼此被驱动，使得其同时地测量跨电容性信号和绝对电容性信号两者。
来自电容性耦合或像素的测量的集合形成表示跨电容性耦合的“电容性图像”（也为“电容性帧”）。例如，电容性图像可以由电容性像素的集合（诸如，电容性耦合290）组成。可以在多个时段内获取多个电容性图像，并且其之间的差异用于导出关于感测区域中的输入的信息。例如，在连续时段内获取的连续电容性图像能够用于跟踪一个或多个输入对象进入感测区域、退出感测区域以及在感测区域内的（一个或多个）运动。而且，在各种实施例中，“电容性图像”可以由传感器电极的矩阵阵列（例如，图2B的传感器电极图案210）的绝对电容性测量形成。在这样的实施例中，可以取决于多路复用器设定而操作传感器电极，以便进行绝对电容性感测。例如，传感器电极可以被分组成传感器电极的行、列和/或其他组合。
可以取得沿着一个轴的来自电容性耦合/像素的测量的集合，以形成表示轴上的平行电极（例如，电极X或Y）之间的电容性耦合/像素处的电容性耦合的“跨电容性分布（profile）”（也为“分布帧”）。例如，跨电容性分布可以由水平电容性像素的集合（诸如，电容性耦合/像素295）组成，或由竖直像素的集合（诸如，电容性耦合/像素297）组成。可以在多个时段内获取沿着一个或多个轴的多个跨电容性分布，并且其之间的差异用于导出关于感测区域中的输入的信息。例如，在连续时段内针对轴而获取的连续跨电容性分布能够用于跟踪一个或多个输入对象进入感测区域、退出感测区域以及在感测区域内的（一个或多个）运动。备选地，可以从“绝对电容性分布”（也被称为“ABS分布”）取得沿着轴的来自电容性耦合的测量的集合，该“绝对电容性分布”表示轴上的平行电极之间的电容性耦合以及来自通过到绝对接收器被调制到的基准电极的耦合的用户输入的串联电容。
如将在本文中描述的，在一些实施例中，能够通过将感测信号驱动到传感器电极（例如，传感器电极X1）上并且与该传感器电极的驱动同时地执行组合感测，与该传感器电极交叉的其他传感器电极和不与该传感器电极交叉的其他传感器电极（例如，与传感器电极X1交叉的传感器电极Y和不与传感器电极X1交叉的一个或多个其他传感器电极X）可以用作接收器，以获得其自身与被驱动的传感器电极之间的跨电容性测量。
图3图示根据本公开的一个或多个实施例的检测电容笔的方法。在通常条件下，驱动电路系统160同时地利用上行链路波形来驱动整个面板。该方法适用于其中手指或手掌触摸面板的“良好接地”状况或在面板上不存在手掌或手指的LGM状况。图3中所公开的方法不同于通常方法，并且理想地适合于情况1下的输入对象140的迅速检测，其中大输入对象（例如，手掌、手指）在输入对象140之前到达感测区域120的表面（即，最常见的情况）。
在图3中，假设触摸感测正主动地针对每个帧而运行。如果传感器电路系统160在LGM状况下在感测区域120中检测到用户的手掌，则传感器电路系统160根据图3而驱动感测区域120中的传感器电极，以生成上行链路信号。
在图3中，在第一帧（未示出）中，在位置310处检测到大输入对象（例如，手掌或手指）。而且，已经针对输入设备100而检测到输入设备的LGM状态。响应于在位置310处检测到大输入对象并且检测到LGM状态，传感器电路系统160在第二后续帧期间使用反转信号（表示为“-1”）来驱动传感器电极行和传感器电极列中的通过位置310重叠的传感器电极。传感器电路系统160使剩余的传感器电极行和传感器电极列中的全部都连接到系统接地或连接到另一静态DC电压（表示为“0”）。“0”意味着未施加调制信号，但传感器电极不处于浮动。
因而，图3中所公开的方法针对传感器电极行（群组A）和传感器电极列（群组B）而驱动反转波形，所述传感器电极行（群组A）和传感器电极列（群组B）由其中已检测到用户的手掌的区域310覆盖。所公开的方法针对剩余的传感器电极行和传感器电极列未提供驱动信号。由于图3中的驱动信号的图案的结果，输入设备100使位置310（其中大输入对象触摸面板）处的驱动信号与感测区域120的其中输入对象140可以触摸输入设备100的面板的剩余部分处的驱动信号之间的差异最大化。
图4图示根据本公开的一个或多个实施例的检测电容笔的方法。在图4中，在第一帧（未示出）中，在位置410处检测到大输入对象（例如，手掌或手指）。而且，已经针对输入设备100而检测到输入设备的LGM状态。响应于在位置410处检测到大输入对象并且检测到LGM状态，传感器电路系统160在第二后续帧期间使行和列中的通过位置410重叠的传感器电极连接到系统接地或连接到另一静态DC电压（表示为“0”）。传感器电路系统160在第二后续帧中使用非反转信号（表示为“1”）来驱动剩余的传感器电极行和传感器电极列中的全部中的传感器电极。
因而，图4中所公开的方法使用系统接地或另一静态DC电压来驱动传感器电极行（群组B）和传感器电极列（群组B），所述传感器电极行（群组B）和传感器电极列（群组B）由其中已检测到用户的手掌的区域410覆盖。所公开的方法针对群组A和群组B之外的剩余的传感器电极行和传感器电极列而使用非反转信号。由于图4中的驱动信号的图案的结果，输入设备100使位置410（其中大输入对象触摸面板）处的驱动信号与感测区域120的其中输入对象140可以触摸输入设备100的面板的剩余部分处的驱动信号之间的差异最大化。
图5图示根据一个或多个实施例的图3中的电容笔检测期间的归一化上行链路信号电平。在图5中，使用其中大输入对象被检测为零基准的位置510来使图3中的上行链路信号值归一化。因而，其中用户的手掌触摸面板的位置510具有“0”的上行链路信号电平。未耦合到位置510的四个（4）区域511-514（即，不与位置510相交的传感器电极行和传感器电极列）具有“2”的信号电平。剩余的四个（4）区域具有与位置410相交的传感器电极行或传感器电极列，而非两者，由此产生“1”的上行链路信号电平。
图3和图4的上行链路传输图案使图5中的位置510附近的上行链路信号振幅最小化，并且使所有其他区（在从+1至+2的范围内）处的值最大化。在上行链路信号的方面的差异确定由尝试接收上行链路信号的输入对象140所看到的信号电平。结果，可以在一（1）帧内针对未被手掌覆盖的所有区域都检测输入对象140，由此以例如16.7毫秒减小时延。
图6是图示根据一个或多个实施例的上行链路驱动的流程图。在框610中，触摸感测以某一帧速率（例如，每帧一次）有规律地发生。在某一点处，传感器电路系统160在框620中确定是否已检测到低接地质量状况和大输入对象（例如，用户手掌）两者。如果在框620中为否，则当未检测到LGM状况时或如果手指或手掌或其他对象并非正触摸显示器面板，驱动电路系统160在框630中使用通常方法利用非反转信号来驱动整个面板中的传感器电极。
如果在框620中为是，则传感器电路系统160在框640中使用图3中所描述的方法或图4中所描述的方法来驱动感测区域中的传感器电极。在框630或框640之后，框650中的输入设备100继续执行输入对象140检测的其他步骤，诸如，如果输入对象140发射确认信号，则跟踪输入对象140的位置。
虽然已关于有限数量的实施例而描述本发明，但得益于本公开的本领域技术人员将意识到，能够设计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，本发明的范围应当仅由所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种处理系统，其配置成检测接近所述处理系统的输入对象，包括：
传感器电路系统，所述传感器电路系统配置成：
当所述处理系统处于低接地质量（LGM）状态时，作出大对象接近所述处理系统的多个传感器电极的确定，以及，
响应于当所述处理系统处于LGM状态时大对象接近所述多个传感器电极的确定，利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动所述多个传感器电极的第一群组，并且利用静态DC电压来驱动所述多个传感器电极的第二群组。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述静态DC电压是系统接地电压。
3.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述多个传感器电极布置成传感器电极列和传感器电极行，其中所述传感器电极列与所述传感器电极行基本上正交，并且其中所述传感器电路系统配置成独立于所述传感器电极行而驱动所述传感器电极列。
4.根据权利要求3所述的处理系统，其中所述多个传感器电极的所述第一群组包括与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的位置相交的至少一个传感器电极行。
5.根据权利要求4所述的处理系统，其中所述多个传感器电极的所述第一群组包括与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极列。
6.根据权利要求5所述的处理系统，其中所述多个传感器电极的所述第二群组包括不与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极行。
7.根据权利要求6所述的处理系统，其中所述多个传感器电极的所述第二群组包括不与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极列。
8.一种检测接近处理系统的输入对象的方法，包括：
作出所述处理系统处于低接地质量（LGM）状态的确定；
作出大对象接近所述处理系统的多个传感器电极确定；以及
响应于所述处理系统处于LGM状态并且大对象接近所述处理系统的所述多个传感器电极的确定：
利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动所述多个传感器电极的第一群组；以及
利用静态DC电压来驱动所述多个传感器电极的第二群组。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述静态DC电压是系统接地电压。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个传感器电极布置成传感器电极列和传感器电极行，其中所述传感器电极列与所述传感器电极行基本上正交，并且其中驱动所述第一群组独立于驱动所述第二群组。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述多个传感器电极的所述第一群组包括与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的位置相交的至少一个传感器电极行。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个传感器电极的所述第一群组包括与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极列。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个传感器电极的所述第二群组包括不与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极行。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述多个传感器电极的所述第二群组包括不与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极列。
15. 一种输入设备，其配置成检测接近所述输入设备的输入对象，所述输入设备包括：
多个传感器电极，其配置成将上行链路信号发射到所述输入对象；以及
处理系统，其耦合到所述多个传感器电极，所述处理系统配置成：
作出所述输入设备处于低接地质量（LGM）状态的确定；
作出大对象接近所述多个传感器电极的确定；以及
响应于所述输入设备处于LGM状态并且大对象接近所述多个传感器电极的确定，利用反转信号或非反转信号中的一个来驱动所述多个传感器电极的第一群组并且利用静态DC电压来驱动所述多个传感器电极的第二群组。
16.根据权利要求15所述的输入设备，其中所述静态DC电压是系统接地电压。
17.根据权利要求15所述的输入设备，其中所述多个传感器电极布置成传感器电极列和传感器电极行，其中所述传感器电极列与所述传感器电极行基本上正交，并且其中所述处理系统配置成独立于所述传感器电极行而驱动所述传感器电极列。
18.根据权利要求17所述的输入设备，其中所述多个传感器电极的所述第一群组包括与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的位置相交的至少一个传感器电极行。
19.根据权利要求18所述的输入设备，其中所述多个传感器电极的所述第一群组包括与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极列。
20. 根据权利要求19所述的输入设备，其中所述多个传感器电极的所述第二群组包括：
不与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极行；以及
不与其中所述大对象接近所述多个传感器电极的所述位置相交的至少一个传感器电极列。
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