TW201945913A - 降低感測電極的電磁放射 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種輸入裝置。該輸入裝置包括：多個感測電極；及一處理系統，其構成：以一防護信號調變該等多個感測電極之一第一感測電極；及透過以該防護信號之一反相型式調變一電路元件，以降低起因於以該防護信號調變該第一感測電極的電磁放射。

Description

降低感測電極的電磁放射
該等所說明的具體實施例通常關於電子裝置，更具體而言係關於降低來自電容式感測電極的電磁放射。
包括接近性感測裝置(如觸控板或觸控感測裝置)的輸入裝置在多種電子系統中廣泛使用。接近性感測裝置可包括一感測區域，其經常透過一表面標定，其中該接近性感測裝置判定一或多個輸入物件之存在、位置及/或運動。可使用接近性感測裝置提供用於該電子系統的界面。舉例來說，可使用接近性感測裝置作為用於較大型運算系統的輸入裝置(如整合於筆記型電腦或桌上型電腦中或其周邊的不透明觸控板)。亦經常在較小型運算系統中使用接近性感測裝置(如整合於行動電話中的觸控螢幕)。亦可使用接近性感測裝置偵測輸入物件(如手指、觸控筆、手寫筆、指紋等)。
包括觸控螢幕的輸入裝置經常在電容式感測期間產生電磁放射。然而，輸入裝置經常與要求來自該輸入裝置的該等所觀察/測量到的電磁放射很小(即低於閾值)的其他組件(如汽車組件)一起使用。因此，會需要在該輸入裝置中包括附加組件，及/或操作該輸入裝置以降低(如減少或甚至消除)來自該輸入裝置的該等所觀察/測量到的電磁放射。
通常，在一態樣中，具體實施例係關於一種輸入裝置。該輸入裝置包含：複數個感測電極；及一處理系統，其構成：以一防護信號調變該等複數個感測電極之一第一感測電極；及透過以該防護信號之一反相型式調變一電路元件，降低起因於以該防護信號調變該第一感測電極的電磁放射。
通常，在一態樣中，具體實施例係關於一種用於操作包含複數個感測電極及一顯示螢幕的一輸入裝置的方法。該方法包含：以一感測信號調變該等複數個感測電極；將一防護信號施加於有關該顯示螢幕的一閘極線；及透過調變以該防護信號之一反相型式至少部分圍繞該等複數個感測電極的一導電路徑，以減少起因於以該感測信號調變該等複數個感測電極的電磁放射。
通常，在一態樣中，具體實施例係關於一種用於操作包含一第一感測電極及一第二感測電極的一輸入裝置的方法。該方法包含：以一防護信號調變該第一感測電極；及透過以該防護信號之一反相型式調變該第二感測電極，減少起因於以該防護信號調變該第一感測電極的電磁放射。
該等具體實施例之其他態樣將可從以下實施方式及文後申請專利範圍變得更明白。
100、200‧‧‧輸入裝置
110、210‧‧‧處理系統
130‧‧‧實體或虛擬按鈕
140‧‧‧輸入物件
150‧‧‧判定電路
155‧‧‧顯示螢幕
160‧‧‧感測電路
221-229、231-236、305、306、307、505、506‧‧‧感測電極
245‧‧‧驅動電路
255‧‧‧感測電路
271‧‧‧類比前端(AFE)A
272‧‧‧類比前端(AFE)B
273‧‧‧類比前端(AFE)C
297‧‧‧路徑電路
298‧‧‧接地路徑
299‧‧‧導電路徑
310‧‧‧感測信號
311、511‧‧‧防護信號
315、515‧‧‧運算放大器
316、516‧‧‧電流輸送器
320、520‧‧‧附加處理電路
355、356、357‧‧‧接收器(Rx)電極
367、368、369‧‧‧發射器(Tx)電極
370‧‧‧反向防護信號
391、392、398、399、598、599‧‧‧類比前端(AFE)
405A‧‧‧發射器(TX)行A
405B‧‧‧發射器(TX)行B
405C‧‧‧發射器(TX)行C
410A‧‧‧接收器(RX)行A
410B‧‧‧接收器(RX)行B
420‧‧‧掃描A
422‧‧‧掃描B
424‧‧‧掃描C
426‧‧‧掃描D
570‧‧‧防護信號之反相型式
575‧‧‧閘極線
600、610、620、630‧‧‧步驟
700、710、720、730‧‧‧步驟
藉由範例例示本發明具體實施例，且未侷限於附圖所示的圖式。
圖1及圖2顯示根據一或多個具體實施例的輸入裝置之方塊圖。
圖3A及圖3B顯示根據一或多個具體實施例之構成用於電 容式感測的輸入裝置。
圖4A及圖4B顯示根據一或多個具體實施例的掃描順序。
圖5顯示根據一或多個具體實施例之構成用於電容式感測的輸入裝置。
圖6及圖7顯示根據一或多個具體實施例的流程圖。
下列實施方式本質上僅係示例性，且不欲限制本發明或本發明之應用與用途。再者，不欲受到前述技術領域、先前技術、發明內容或下列實施方式中所描述的任何明示或引申理論約束。
在下列具體實施例之實施方式中，闡述眾多具體細節以提供對所揭示技術之更透徹理解。然而，熟習該項技藝者將明白可在沒有這些具體細節下實作所揭示技術。在其他實例中，未詳細說明已習知特徵以避免不必要複雜化該說明。
在整個申請案中，序詞(如第一、第二、第三等)可作為元件(即該申請案中的任何名詞)的形容詞。除非例如透過使用該等用語「之前」、「之後」、「單個」及「其他這樣的術語」明白揭示，否則使用序詞沒有暗示或建立該等元件之任何特定排序，亦沒有限制任何元件僅為單一元件。而是，使用序詞係為了區別該等元件。例如，一第一元件有別於一第二元件，且該第一元件可涵蓋一個以上的元件，並在元件的順序上接續(或領先)第二元件。
各種具體實施例揭示有助於改良可用性的輸入裝置及方法。具體而言，一或多個具體實施例揭示用於降低來自該輸入裝置的電磁放射的電子組件及/或方法。為使該輸入裝置符合(並因此與其共同操作)另一組件(如汽車組件)之該等要求，降低來自該輸入裝置的電磁放射可能很重要。
現將參考所有圖式，圖1顯示根據本發明之具體實施例的示 例性輸入裝置(100)之方塊圖。輸入裝置(100)可構成向電子系統(為了簡化而未顯示)提供輸入。如本說明書中所使用，該用語「電子系統」(或「電子裝置」)廣泛指稱能夠用電子手段處理資訊的任何系統。電子系統之範例可包括所有大小及形狀之個人電腦(如桌上型電腦、膝上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、網頁瀏覽器、電子書閱讀器及個人數位助理(Personal digital assistant，PDA))、複合輸入裝置(如實體鍵盤、搖桿及鍵形開關)、資料輸入裝置(如遙控器及滑鼠)、資料輸出裝置(如顯示螢幕及印表機)、遠程終端機、資訊站(kiosk)、電動遊戲機(如電動遊戲主機、掌上型遊戲裝置及其類似物)、通訊裝置(如智慧型手機等行動電話)及媒體裝置(如記錄器、編輯器以及電視、機上盒、音樂播放器、數位相框及數位相機等播放器)。此外，該電子系統可以係到該輸入裝置的主控或從屬。
輸入裝置(100)可實行為該電子系統之實體部分。在該替代例中，可將輸入裝置(100)與該電子系統實體分開。可使用各種有線或無線互連和通訊技術(如匯流排及網路)將輸入裝置(100)耦接於該電子系統之組件(並與之通訊)。範例技術可包括IEEE 802.11或其他標準所定義的積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit，I2C)、串列周邊介面(Serial Peripheral Interface，SPI)、PS/2、通用串列匯流排(Universal Serial Bus，USB)、藍牙(Bluetooth®)、紅外通訊技術(Infrared Data Association，IrDA)及各種無線射頻(Radio frequency，RF)通訊協定。
在圖1之範例中，輸入裝置(100)可對應於構成感測由感測區域中的一或多個輸入物件(140)所提供輸入的接近性感測裝置(如「觸控板」或「觸控感測裝置」)。範例輸入物件包括手指及觸控筆。感測區域可涵蓋輸入裝置(100)上方、周圍、內部及/或附近的任何空間，其中輸入裝置(100)能夠偵測使用者輸入(如一或多個輸入物件(140)所提供)。特定感測區域之該等大小、形狀及位置可依實際實作而定變化。
在一些具體實施例中，感測區域偵測未涉及實體接觸輸入裝 置(100)之任何表面的輸入。在其他具體實施例中，感測區域偵測涉及接觸輸入裝置(100)(受到某程度之所施加力量或壓力量)之輸入表面(如觸控螢幕)的輸入。
輸入裝置(100)可利用感測組件及感測技術之任何組合以偵測在感測區域的使用者輸入。輸入裝置(100)包括一或多個感測元件，其用於偵測使用者輸入。舉數個非限制性例，輸入裝置(100)可使用電容式、彈性、電阻式、電感式、磁性、聲波、超音波、及/或光學技術。輸入裝置(100)亦可包括一或多個實體或虛擬按鈕(130)，以收集使用者輸入。
在一些具體實施例中，輸入裝置(100)可利用電容式感測技術偵測使用者輸入。舉例來說，感測區域可輸入一或多個電容式感測元件(如感測電極)以形成電場。輸入裝置(100)可基於該等感測電極之電容變化以偵測輸入。更具體而言，接觸(或緊鄰)電場的物件可能引起該等感測電極的電壓及/或電流之變化。可將電壓及/或電流的這類變化可被偵測作為對使用者輸入的「信號」指示。該等感測電極可配置成電容式感測元件之陣列或其他規則或不規則圖案以形成電場。在一些實作中，一些感測元件可電阻性(ohmically)短路在一起形成較大型感測電極。一些電容式感測技術可利用提供均勻電阻層的電阻薄片。
一些電容式感測技術可基於「固有電容」(亦稱為「絕對電容」)及/或互電容(亦稱為「跨電容」)。絕對電容式感測方法偵測感測電極和輸入物件之間的電容式耦合改變。跨電容式感測方法偵測感測電極之間的電容式耦合改變。舉例來說，該等感測電極附近的輸入物件可改變該等感測電極之間的電場，因此改變該等感測電極之所測量到電容式耦合。在一些具體實施例中，輸入裝置(100)可透過偵測一或多個發射器感測電極(即「發射器電極」或「發射器」)和一或多個接收器感測電極(即「接收器電極」或「接收器」)之間的電容式耦合，實行跨電容式感測。一接收器電極所接收到的結果信號可能受到環境干擾(如其他電磁信號)以及接觸或緊鄰該等 感測電極的輸入物件之影響。
處理系統(110)可構成操作輸入裝置(100)之硬體，以偵測感測區域的輸入。處理系統(110)可包括部分或全部之一或多個積體電路(Integrated circuit，IC)及/或其他電路組件。在一些具體實施例中，處理系統(110)亦包括電子可讀取指令，例如韌體碼、軟體碼及/或其類似物。在一些具體實施例中，構成處理系統(110)的組件位在一起，例如在輸入裝置(100)之感測元件附近。在其他具體實施例中，處理系統(110)之組件與接近輸入裝置(100)之該(等)感測元件的一或多個組件及在別處的一或多個組件實體分開。舉例來說，輸入裝置(100)可為耦接於運算裝置的周邊設備，且處理系統(110)可包括構成在該運算裝置之中央處理單元及在該中央處理單元分開的一或多個IC(或許具有相關聯韌體)執行的軟體。舉另一例，可將輸入裝置(100)實體整合於行動裝置中，且處理系統(110)可包括形成該行動裝置之主處理器之一部分的電路及韌體。在一些具體實施例中，處理系統(110)專用於實行輸入裝置(100)。在其他具體實施例中，處理系統(110)亦進行其他功能，例如操作顯示螢幕、驅動觸覺致動器等。舉例來說，處理系統(110)可為整合式觸控和顯示控制器之一部分。
在一些具體實施例中，處理系統(110)可包括判定電路(150)，其構成判定何時至少一輸入物件在感測區域中、判定信號雜訊比、判定輸入物件之定位資訊、識別手勢、基於該手勢、手勢之組合或其他資訊的組合判定要進行的動作、及/或進行其他操作。在一些具體實施例中，處理系統(110)可包括構成驅動該等感測元件以傳輸發射器信號並接收該等結果信號之感測電路(160)。在一些具體實施例中，感測電路(160)可包括耦接於該等感測元件之感測電路。舉例來說，該感覺性電路可包括一發射器模組，其包括耦接於該等感測元件的一傳輸部位之發射器電路；及一接收器模組，其包括耦接於該等感測元件的一接收部位之接收器電路。
儘管圖1僅顯示判定電路(150)及感測電路(160)，但根據所 揭示內容之一或多個具體實施例可存在替代性或附加電路。
在一些具體實施例中，處理系統(110)透過引起一或多個動作直接回應感測區域中的使用者輸入(或沒有使用者輸入)。範例動作包括改變操作模式，以及圖形使用者界面(Graphical user interface，GUI)動作，例如游標移動、選擇、選單導覽及其他功能。在一些具體實施例中，處理系統(110)對該電子系統之某個部分(如與處理系統(110)分開的電子系統之中央處理系統，若這樣的分開中央處理系統存在)提供關於該輸入(或沒有輸入)的資訊。在一些具體實施例中，該電子系統之某個部分處理從處理系統(110)接收的資訊以作用於使用者輸入，例如有助於全範圍動作，包括模式改變動作及GUI動作。
舉例來說，在一些具體實施例中，處理系統(110)操作輸入裝置(100)之該(等)感測元件，以生成指示感測區域中的輸入(或沒有輸入)的電子信號。處理系統(110)可在生成向該電子系統所提供的資訊時，對該等電子信號進行任何適當量之處理。舉例來說，處理系統(110)可將從該等感測電極取得的類比電子信號數位化。舉另一例，處理系統(110)可進行濾波或其他信號調節。舉又另一例，處理系統(110)可削減或用其他方式考慮基線(baseline)，使得該資訊反映出該等電子信號和該基線之間的差異。當輸入物件不存在時，基線係該感測區域之該等原始測量之估計。舉例來說，電容式基線係該感測區域之背景電容之估計。每個感測元件皆可在該基線中具有對應個別值。舉又進一步例，處理系統(110)可判定定位資訊、將輸入辨識為命令、辨識手寫及其類似物。
在一些具體實施例中，輸入裝置(100)包括一觸控螢幕界面，且感測區域重疊於顯示螢幕(155)之有效面積之至少一部分。輸入裝置(100)可包括覆蓋顯示螢幕(155)的實質上透明的感測電極，並提供用於該相關聯電子系統的觸控螢幕界面。該顯示螢幕可為能夠對使用者顯示視覺界面的任何類型之動態顯示器，並可包括任何類型之發光二極體(Light emitting diode，LED)、有機LED(Organic LED，OLED)、陰極射線管(Cathode ray tube，CRT)、液晶顯示器(Liquid crystal display，LCD)、電漿、電激發光(electroluminescence，EL)或其他顯示器技術。輸入裝置(100)及該顯示螢幕可共享實體元件。舉例來說，一些具體實施例可利用一些相同的電子組件進行顯示和感測。在各種具體實施例中，可將顯示裝置之一或多個顯示電極構成用於顯示更新和輸入感測兩者。舉又另一例，可透過處理系統(110)部分或全部操作顯示螢幕(155)。
感測區域及顯示螢幕(155)可整合一起，並依循On-cell內嵌式或In-cell內嵌式或混合式架構。換言之，顯示螢幕(155)可由多個層(如一或多個極化器層、濾色器層、濾色器玻璃層、薄膜電晶體(Thin film transistor，TFT)電路層、液晶材料層、TFT玻璃層等)構成。可將該等感測電極配置於該等層之一或多者上。舉例來說，可將該等感測電極配置於該TFT玻璃層及/或該濾色器玻璃層上。而且，處理系統(110)可為操作該等顯示功能及該等觸控感測功能兩者的整合式觸控和顯示控制器之一部分。
儘管圖1中未顯示，但該處理系統、該輸入裝置及/或該主控系統可包括一或多個電腦處理器、相關聯記憶體(如隨機存取記憶體(Random access memory，RAM)、快取記憶體、快閃記憶體等)、一或多個儲存裝置(如硬碟、光碟(Compact disk，CD)機或數位影音光碟(Digital versatile disk，DVD)機等光碟機、快閃記憶體隨身碟等)及眾多其他元件及功能。該(等)電腦處理器可係用於處理指令的積體電路。舉例來說，該(等)電腦處理器可係處理器之一或多個核心或微核心。此外，可使一或多個具體實施例之一或多個元件位於遠端位置，並藉由網路連接到該等其他元件。此外，可在具有幾個節點的分散式系統上實行具體實施例，其中可使所揭示內容之每個部位皆位於該分散式系統內的不同節點上。在一具體實施例中，該節點對應於各別的運算裝置。或者，該節點可對應於具有相關聯實體記憶體的電腦處理器。或者，該節點可對應於具有共享記憶體及/或資源 的電腦處理器或電腦處理器之微核心。
儘管圖1顯示組件之配置，但可使用其他配置而不悖離本發明之範疇。舉例來說，可組合各種組件以建立單一組件。舉另一範例，可透過兩或多個組件進行透過單一組件所進行的功能。
圖2顯示根據一或多個具體實施例的輸入裝置(200)之示意圖。如圖2所示，輸入裝置(200)可包括一處理系統(210)；多個感測電極(221-229、231-236)，其以具有列及行的一矩陣設置；一導電路徑(299)，其圍繞該等感測電極(221-229、231-236)；及一接地路徑(298)，其位於導電路徑(299)和該等感測電極(221-229、231-236)之間。導電路徑(299)及/或接地路徑(298)可係由一組片段(即一或多個片段)構成。儘管未顯示，但該等片段之間可有間隙。在一或多個具體實施例中，可使用導電路徑(299)保護處理系統(210)及/或感測電極(221-229、231-236)，避免觸摸該輸入裝置(200)之邊緣產生靜電放電。以下進一步說明導電路徑(299)。導電路徑(299)及每個感測電極(221-229、231-236)為電路元件之範例。
如前面所討論，輸入裝置(200)可包括一整合式顯示螢幕(未顯示)。因此，輸入裝置(200)亦可包括涉及更新該顯示螢幕的閘極線及源極線。而且，該等感測電極(221-229、231-236)之一或多者可對應於亦涉及更新該顯示螢幕的VCOM片段(segment)。
在一或多個具體實施例中，處理系統(210)類似於前面參考圖1所說明的處理系統(110)。如圖2所示，處理系統(210)可包括路徑電路(297)、驅動電路(245)、及感測電路(255)，其具有一或多個類比前端(Analog front-end，AFE)(即AFE A(271)、AFE B(272)、AFE C(273))。儘管在圖2中將驅動電路(245)及感測電路(255)顯示為分開，但在一或多個具體實施例中，整合驅動電路(245)及感測電路(255)。
在一或多個具體實施例中，感測電路(255)包括硬體及/或軟體，其具有從一或多個感測電極(221-229、231-236)取得一或多個結果信號 的功能。具體而言，可從涉及電容式感測(如絕對電容式感測、跨電容式感測等)的感測電極取得結果信號。感測電路(255)可類似於圖1及所附說明中所說明的接收器電路。
特別是，感測電路(255)可包括具有類比調節電路的各種類比前端(AFE)(如AFE A(271)、AFE B(272)、AFE C(273))。舉例來說，AFE可包括運算放大器、數位信號處理組件、電荷收集機構、濾波器、電流輸送器，及/或用於偵測和分析從該等感測電極取得的結果信號(如判定輸入物件之位置、估計該輸入物件所施加的力量等)的各種特定應用積體電路。在一或多個具體實施例中，AFE(271-273)之數量小於感測電極(221-229、231-236)之數量。
在一或多個具體實施例中，使用一些或所有該等感測電極(221-229、231-236)進行絕對電容式感測(如未更新該顯示螢幕時)。在絕對電容式感測期間，可透過感測信號調變該等感測電極。該感測信號可係週期性信號，例如方波、正弦波、三角波等。此外，可將具有實質上相同於該感測信號的形狀及相位的防護信號施加於該等閘極線及/或源極線。亦可將該防護信號施加於未用於觸控感測的該等感測電極(以下所討論)。
圖3A顯示根據一或多個具體實施例構成用於絕對電容式感測的輸入裝置(200)。如圖3A所示，有多個感測電極(即感測電極(305)、感測電極(306)、感測電極(307))。該等感測電極(305-307)之每一者皆可對應於前面參考圖2所討論的該等感測電極(221-229、231-236)之任一者。因此，該等感測電極(305-307)可全部在相同行(column)中。或者，該等感測電極(305-307)中至少兩者可在不同行中。
如圖3A亦顯示，有多個AFE(如AFE(399)、AFE(398))。該等AFE(398、399)之每一者皆可對應於前面參考圖2所討論的該等AFE(271-273)之任一者。AFE(399)包括一運算放大器(315)、一電流輸送器(316)、及附加處理電路(320)。AFE(398)可具有基本上相同於AFE(399)的組件。 此外，感測信號(310)係施加於該等AFE(398、399)中的該等運算放大器(如運算放大器(315))之該等非反相端子。
請重新參考圖3A，感測電極(307)及感測電極(305)係分別耦接於AFE(398)及AFE(399)。因此，透過感測信號(310)調變這兩感測電極(305、307)，並利用其進行絕對電容式感測。具體而言，AFE(399)中的電流I 輸出 反映出輸入物件(如有者)與感測電極(305)之電容式耦合。同樣地，AFE(398)中的電流I 輸出 ’反映出輸入物件(如有者)與感測電極(307)之電容式耦合。感測電極(306)係透過具有實質上與感測信號(310)相同形狀及相位的防護信號(311)驅動。事實上，在一或多個具體實施例中，該感測信號及該防護信號相同。然而，由於未將感測電極(306)耦接於AFE，因此目前未利用感測電極(306)偵測輸入物件之存在。
如前面所討論，圖3A顯示：(i)一些感測電極(305、307)，其耦接於AFE並利用其偵測輸入物件之存在；及(ii)至少一感測電極(306)，其透過該防護信號調變但未耦接於AFE，因此未利用其偵測輸入物件之存在。在一或多個具體實施例中，輸入裝置(200)可具有可將任何感測電極(305-307)耦接於任何AFE(398、399)的開關及/或多工器(未顯示)，並以防護信號(311)驅動任何感測電極(305-307)。
在一或多個具體實施例中，以感測信號(310)及/或防護信號(311)調變該等感測電極(305-307)並將該防護信號施加於該等閘極線及/或源極線，可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。
請即重新參考參考圖2，在一或多個具體實施例中，使用一些或所有該等感測電極(221-229、231-236)進行跨電容式感測(如未更新該顯示螢幕時)。在跨電容式感測期間，一些感測電極(221-229、231-236)用作接收器電極，且一些感測電極(221-229、231-236)用作發射器電極，目的為在施加於此電極對的電壓上形成差異。舉例來說，在跨電容式感測期間，偶 數(或奇數)行中的每個感測電極可皆用作接收器電極。該等其餘行中的該等感測電極可用作發射器電極。
圖3B顯示根據一或多個具體實施例構成用於跨電容式感測的輸入裝置(200)。如圖3B所示，有多個發射器(Tx)電極(即Tx電極(367)、Tx電極(368)、Tx電極(369))，及多個接收器(Rx)電極(即Rx電極(355)、Rx電極(356)、Rx電極(357))。該等Tx電極之每一者皆係電路元件之範例。該等Tx電極(367-369)之每一者皆可對應於前面參考圖2所討論的該等感測電極(221-229、231-236)之任一者。同樣地，該等Rx電極(355-357)之每一者皆可對應於前面參考圖2所討論的該等感測電極(221-229、231-236)之任一者。每行皆可具有Tx電極及Rx電極兩者。或者，單行或許僅具有Tx電極或僅Rx電極。
如圖3B中亦顯示，有多個AFE(如AFE(391)、AFE(392))。該等AFE(391、392)之每一者皆可對應於前面參考圖2所討論的該等AFE(271-273)之任一者，或前面參考圖3A所討論的AFE(399)。此外，防護信號(311)係施加於該等AFE(391、392)中的該等運算放大器之該等非反相端子。
請即重新參考圖3B，Rx電極(355)及Rx電極(357)係分別耦接於AFE(391)及AFE(392)。因此，透過防護信號(311)調變這兩個Rx電極(355、357)，並利用其進行跨電容式感測。具體而言，AFE(391)中的電流
Figure TW201945913A_D0001
反映出由於存在輸入物件(如有者)而在Rx電極(355)與該等Tx電極(367-369)之一或多個之間的電容式耦合上的改變。同樣地，AFE(392)中的電流
Figure TW201945913A_D0002
反映出由於存在輸入物件(如有者)而在Rx電極(357)與該等Tx電極(367-369)之一或多個之間的電容耦合上的改變。Rx電極(356)亦透過防護信號(311)調變。然而，由於未將Rx電極(356)耦接於AFE，因此目前未利用Rx電極(356)偵測輸入物件之存在。
在一或多個具體實施例中，以防護信號(311)調變該等Rx電 極(355-357)，可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。亦可將防護信號(311)施加於該等閘極線及/或源極線，如此可幫助觀察/測量到該等電磁放射。
在一或多個具體實施例中，驅動電路(245)具有將DC信號施加於該等Tx電極(367-369)的功能。選擇性地或額外地，且如圖3B所示，驅動電路(245)具有將防護信號之反相型式(370)施加於該等Tx電極(367-369)(即調變該等發射器電極)的功能。防護信號(311)及該防護信號之反相型式(370)可具有相同或大致相同的頻率。然而，防護信號(311)及防護信號之反相型式(370)可不同相位(如不同相位180度)，並具有不同振幅。透過以防護信號之反相型式(370)調變該等發射器電極(367-369)，而以防護信號(311)調變該等Rx電極(355-357)，可進行跨電容式感測同時亦降低(如減少或甚至消除)在距離輸入裝置(200)的一定距離處所觀察/測量到的電磁放射(如透過遠端天線)。
在一或多個具體實施例中，輸入裝置(200)可具有可將任何電極(355-357、367-369)耦接於任何AFE(391、392)的開關及/或多工器，並以防護信號(311)或防護信號之反相型式(370)驅動任何電極(355-357、367-369)。因此，可將感測電極操作為發射器電極或接收器電極。
請即重新參考圖2，在一或多個具體實施例中，儘管多個感測電極用作接收器電極，但在特定時間點(如T1)僅使用該等接收器電極之子集進行跨電容式感測。然後，在時間點T2，使用該等接收器電極之另一子集進行跨電容式感測。然後，在時間點T3，使用該等接收器電極之又另一子集進行跨電容式感測。此掃描順序可持續直到已在整個(或部分)感測區域中進行跨電容式感測。在每個時間點(即T1、T2、T3等)，用於進行跨電容式感測的該等接收器電極可耦接於單個AFE。
在一或多個具體實施例中，透過使多個接收器電極耦接於單個AFE，輸入裝置可提高感測區域之接近性感測的信號雜訊比。而且，使 AFE僅對應於該矩陣中特定行子集中的接收器電極，可透過減少走線面積及雜訊敏感度使玻璃上或矽內部的類比跡線長度縮減到最短。
圖4A及圖4B顯示根據一或多個具體實施例的範例掃描順序。在圖4A及圖4B中，假設該等感測電極形成8×5矩陣。有三行發射器電極(即TX行A(405A)、TX行B(405B)及TX行C(405C))。該等其餘兩行具有接收器電極(即RX行A(410A)、RX行B(410B))。該範例掃描順序包括四個掃描：掃描A(420)、掃描B(422)、掃描C(424)、及掃描D(426)，其在四個不同時間點發生：T1、T2、T3及T4。
在所有四個掃描(420、422、424、426)中，以該防護信號之反相型式(INV Vguard)調變TX行A(405A)、TX行B(405B)及TX行C(405C)中的該等發射器電極。這些發射器電極類似於圖3B中的Tx電極(367-369)之任一者。而且，在所有四個掃描中，以該防護信號(Vguard)調變所有該等接收器電極。如前面所討論，透過以該防護信號之反相型式(INV Vguard)調變該等發射器電極，可降低起因於以該防護信號(Vguard)調變該等接收器電極的該等電磁放射。然而，在每個掃描(420、422、424、426)中，僅RX行A(410A)中的兩接收器電極(標示為「AFE(Vguard)」)及RX行B(410B)中的兩接收器電極(亦標示為「AFE(Vguard)」係耦接於AFE，並用於跨電容式感測。這些接收器電極類似於前面參考圖3B所討論的Rx電極(357)或Rx電極(355)。每個掃描中的該等其餘接收器電極係以該防護信號驅動，但未將其耦接於AFE且未利用其進行跨電容式感測。這些其餘接收器電極類似於前面參考圖3B所討論的Rx電極(356)。
請即重新參考圖2，在一或多個具體實施例中，路徑電路(297)具有在絕對電容式感測及/或跨電容式感測期間以該防護信號之反相型式(如反向防護信號(370))調變導電路徑(299)的功能。透過以該防護信號之反相型式(如反向防護信號(370))調變導電路徑(299)，可在輸入裝置(200)正在執行跨電容式感測或絕對電容式感測的同時，降低(如減少或甚至消除)在距 離輸入裝置(200)的一定距離處所觀察/測量到的電磁放射(如透過遠端天線)。
在一或多個具體實施例中，導電路徑(299)之電阻會受到溫度及屈折(如施加於輸入裝置(200)的屈折力)兩者影響。因此，路徑電路(297)亦可具有判定導電路徑(299)之電阻或電阻改變的功能，以用於估計施加於輸入裝置(200)的溫度改變及/或屈折力。這些估計可為更新該顯示器(如調整顯示器伽瑪曲線以補償溫度)及/或判定該輸入物件之位置的因素。
在一或多個具體實施例中，路徑電路(297)具有在該跨電容式感測期間以該防護信號之反相型式調變導電路徑(299)的功能。如前面所討論，在以該防護信號調變該等接收器電極的同時以該防護信號之反相型式調變導電路徑(299)，可降低(如減少或甚至消除)在距離輸入裝置(200)的一定距離處所觀察/測量到的電磁放射(如透過遠端天線)。
圖5顯示根據一或多個具體實施例構成用於電容式感測的輸入裝置(200)。如圖5所示，感測電極(505)係耦接於AFE(599)，而感測電極(506)係耦接於AFE(598)。該等感測電極(505、506)之每一者皆可對應於前面參考圖2所討論的該等感測電極(221-229、231-236)之任一者。該等AFE(598、599)之每一者皆可對應於前面參考圖2亦討論的該等AFE(271-273)之任一者。
如圖5所示，AFE(599)包括一運算放大器(515)、一電流輸送器(516)、及附加處理電路(520)。AFE(598)具有類似於AFE(599)的組件。AFE(599)以防護信號(511)調變感測電極(505)。防護信號(511)可為一週期性信號，例如方波、正弦波、三角波等。AFE(598)以防護信號之反相型式(570)調變感測電極(506)。防護信號(511)及防護信號之反相型式(570)可具有相同頻率，但可具有不同振幅及/或不同相位(如不同相位180度)。可利用感測電極(505)及感測電極(506)兩者進行電容式感測。具體而言，電流I X 反映出由於輸入物件緊鄰感測電極(505)而在感測電極(505)和感測電極(506)之間 的電容式耦合上的改變。同樣地，電流I Y 反映出由於輸入物件緊鄰感測電極(506)而在感測電極(506)和感測電極(505)之間的電容式耦合上的改變，並亦包括感測電極(506)和閘極線(575)之間的電容所引起的一電流，其係透過不同信號(即防護信號(511)及防護信號之反相型式(570))驅動。
在一或多個具體實施例中，以防護信號(511)調變感測電極(505)，可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。亦可將防護信號(511)施加於該等閘極線及/或源極線，如此可幫助觀察/測量到該等電磁放射。透過以防護信號之反相型式(511)調變感測電極(506)，可降低(即減少或甚至消除)從整個輸入裝置(200)或其包括一對感測電極(505)和(506)的感測電極之子集測量到的該等電磁放射。
如前面所討論，輸入裝置(200)可具有多條閘極線，並亦可將防護信號(511)施加於該等閘極線。在圖5中，閘極線(575)通過感測電極(505)及感測電極(506)兩者下方(或上方)。然而，由於以防護信號(511)驅動閘極線(575)而同時以該防護信號之反相型式調變感測電極(506)，因此將產生額外電流。因此，電荷削減將需要較大的粗略基線校正(Coarse baseline correction，CBC)。由於圖3B中的設置無需該較大的CBC，因此可將圖3B視為圖5中的設置的替代例。
圖6顯示根據一或多個具體實施例的流程圖。圖6之流程圖描述用於操作輸入裝置(如輸入裝置(200))的方法。可透過前面參考圖2所討論的處理系統(210)之該等組件，進行圖6所示該等步驟之一或多者。在一或多個具體實施例中，可以不同於圖6所示次序的次序省略、重複及/或進行圖6中所示該等步驟之一或多者。因此，不應將本發明之範疇視為限於圖6中所示步驟之具體設置。
最初，取得輸入裝置(步驟600)。該輸入裝置包括多個感測電極、及一圍繞該等感測電極的導電路徑。該導電路徑可由一或多個片段(segments)組成，且該等片段之間具有間隙。視需要，該輸入裝置可包括一 位於該導電路徑和該等感測電極之間的接地路徑。該輸入裝置可包括一顯示螢幕、及用於更新該顯示螢幕的閘極線和源極線。而且，所有或一些感測電極可對應於亦涉及更新該顯示螢幕的VCOM片段。
在步驟610，使用一些或所有該等感測電極進行電容式感測(如絕對電容式感測、跨電容式感測)。這包括以一感測信號(如一正弦波、一方波、一三角波等)調變該等感測電極(或在跨電容式感測之情況下的接收器電極)。以該感測信號調變該等感測電極，可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。當如存在的該輸入螢幕未更新時可進行電容式感測。
在步驟620，在該電容式感測期間，亦可將防護信號施加於該等閘極線及/或該等源極線。該防護信號在振幅及相位上實質類似於該感測信號。透過將該防護信號施加於該等閘極線及/或源極線，該等感測電極不太可能與該等閘極線及/或源極線電容式耦合，因此該處理系統不太可能錯誤識別輸入物件之存在。以該防護信號調變該等閘極線，亦可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。
在步驟630，嘗試降低該等電磁放射。具體而言，這包括以該防護信號之一反相型式調變該導電路徑。該防護信號之反相型式可具有相同或實質上相同於該防護信號的頻率，但可不同於該防護信號的相位(如不同相位180度)，並可具有與該防護信號不同的振幅。以該防護信號之反相型式調變該導電路徑將產生電磁放射，其降低(即減少或甚至消除)起因於該調變該感測電極及閘極線的該等電磁放射。
圖7顯示根據一或多個具體實施例的流程圖。圖7之流程圖描述用於操作輸入裝置(如輸入裝置(200))的方法。可透過前面參考圖2所討論的處理系統(210)之該等組件，進行圖7中的該等步驟之一或多者。在一或多個具體實施例中，可以不同於圖7所示次序的次序省略、重複及/或進行圖7所示該等步驟之一或多者。因此，不應將本發明之範疇視為限於 圖7所示步驟之具體設置。
最初，取得輸入裝置(步驟700)。該輸入裝置包括多個耦接於一處理系統的AFE之感測電極。該輸入裝置亦可包括一顯示螢幕；及用於更新該顯示螢幕的閘極線及源極線。而且，所有或一些感測電極可對應於亦涉及更新該顯示螢幕的VCOM片段。
在步驟710，使用一些或所有該等感測電極進行跨電容式感測。這可包括以一防護信號調變一些感測電極。以該防護信號調變該等感測電極可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。可在該輸入螢幕(如存在)未更新時進行電容式感測。
在步驟720，在該跨電容式感測期間，亦可將該防護信號施加於該等閘極線及/或該等源極線。透過將該防護信號施加於該等閘極線及/或源極線，不太可能該等感測電極會電容式耦合該等閘極線及/或源極線，因此不太可能該處理系統會錯誤識別輸入物件之存在。以該防護信號調變該等閘極線可促成在距離輸入裝置(200)的一定距離處觀察/測量到電磁放射(如透過遠端天線)。
在步驟730，嘗試降低該等電磁放射。具體而言，這包括以該防護信號之一反相型式調變一些感測電極。以該防護信號之反相型式調變該等電極將產生電磁放射，其降低(即減少或甚至消除)起因於以該防護信號調變該感測電極(及閘極線)的該等電磁放射。
因此，本說明所闡述的具體實施例及範例是針對最佳解說各種具體實施例及其特定應用，藉此讓熟習該項技藝者能夠製作和使用該等具體實施例。然而，熟習該項技藝者將明白，僅為了例示及範例之目的而描述前述說明及範例。如所闡述的說明並非是窮盡列舉性或受限於所揭示的精確形式。
儘管已說明許多具體實施例，但受益於本發明的熟習該項技藝者將瞭解可設計不悖離該範疇的其他具體實施例。因此，本發明之範疇 應僅受到文後申請專利範圍的限制。

Claims (21)

  1. 一種處理系統，其包含：第一電路，其以一防護信號調變複數個感測電極之一第一感測電極；及第二電路，其透過以該防護信號之一反相型式調變一電路元件，降低起因於以該防護信號調變該第一感測電極的電磁放射。
  2. 如申請專利範圍第1項之處理系統，其中：將該防護信號施加於一顯示螢幕之一閘極線；及以該防護信號之反相型式調變該電路元件亦降低起因於將該防護信號施加於該閘極線的電磁放射。
  3. 如申請專利範圍第2項之處理系統，其中該電路元件為一導電路徑，該導電路徑包含至少部分圍繞該等複數個感測電極的一組片段。
  4. 如申請專利範圍第3項之處理系統，其中透過一接地路徑分開該導電路徑及該等複數個感測電極。
  5. 如申請專利範圍第3項之處理系統，其中該第二電路更構成以：判定該導電路徑之電阻；及執行選自於由下列所組成的至少一者：基於該電阻判定有關該輸入裝置的溫度；及基於該電阻判定使用者施加於該輸入裝置的屈折力。
  6. 如申請專利範圍第1項之處理系統，其中： 該電路元件係該等複數個電極之一第二感測電極；該第一電路包含一類比前端(Analog front-end，AFE)，其包含一運算放大器，其包含：一第一端子，其耦接於該第一感測電極；及一第二端子，其透過該防護信號驅動；及該第二電路包含驅動器電路，其透過將該防護信號之反相型式驅動到第二感測電極以調變該第二感測電極。
  7. 如申請專利範圍第1項之處理系統，其中：該電路元件係該等複數個電極之一第二感測電極；該第一電路包含一第一類比前端(AFE)，其包含一第一運算放大器，其包含：該第一類比前端之一第一端子，其耦接於該第一感測電極；及該第一類比前端之一第二端子，其透過該防護信號驅動；及該第二電路包含一第二類比前端，其包含一第二運算放大器，其包含：該第二類比前端之一第一端子，其耦接於該第二感測電極；及該第二類比前端之一第二端子，其透過該防護信號之反相型式驅動。
  8. 如申請專利範圍第7項之處理系統，其更包含判定電路，其基於從耦接於該第一感測電極的第一類比前端及耦接於該第二感測電極的第二類比前端所組成的一群組中選擇的至少一者之一輸出，以判定一輸入物件之定位。
  9. 如申請專利範圍第1項之處理系統，其中該防護信號及該防護信號之反相型式具有不同振幅。
  10. 一種方法包含：以一感測信號調變複數個感測電極；將一防護信號施加於有關一顯示螢幕的一閘極線；及透過以該防護信號之一反相型式調變一導電路徑，減少起因於以該感測信號調變該等複數個感測電極並將該防護信號施加於該閘極線兩者的電磁放射，其中該導電路徑至少部分圍繞該等複數個感測電極。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中透過一接地路徑分開該導電路徑及該等複數個感測電極。
  12. 一種有關於處理系統的方法，該方法包含：以一防護信號調變一第一感測電極；及透過以該防護信號之一反相型式調變一第二感測電極，減少起因於以該防護信號調變該第一感測電極的電磁放射。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其更包含：將該防護信號施加於有關一顯示螢幕的一閘極線，其中以該防護信號之反相型式調變該第二感測電極亦降低起因於將該防護信號施加於該閘極線的電磁放射。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中： 透過將該防護信號之反相型式驅動到該第二感測電極以調變該第二感測電極；及該處理系統包含一類比前端(AFE)包含：一第一端子，其耦接於該第一感測電極；及一第二端子，其透過該防護信號驅動。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中：該處理系統更包含一第一類比前端(AFE)及一第二類比前端；將該第一感測電極耦接於該第一類比前端，並透過以該防護信號驅動該第一類比前端之一端子加以調變；將該第二感測電極耦接於該第二類比前端；及透過以該防護信號之反相型式驅動該第二類比前端之一端子調變該第二感測電極。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其更包含：基於選自於從該第一類比前端及該第二類比前端所組成的一群組中選擇的至少一者之一輸出，以判定一輸入物件之定位。
  17. 一種輸入裝置，其包含：複數個感測電極；及一處理系統，其構成：以一防護信號調變該等複數個感測電極之一第一感測電極；及透過以該防護信號之一反相型式調變一電路元件，降低起因於以該防護信號調變該第一感測電極的電磁放射。
  18. 如申請專利範圍第17項之輸入裝置，其中該電路元件為一導電路徑，其包含至少部分圍繞該等複數個感測電極的一組片段。
  19. 如申請專利範圍第17項之輸入裝置，其中該電路元件係該等複數個電極之一第二感測電極，且該處理系統包含：一類比前端(AFE)，其包含一運算放大器，其包含：一第一端子，其耦接於該第一感測電極；及一第二端子，其透過該防護信號驅動；及驅動器電路，其透過將該防護信號之反相型式驅動到該第二感測電極以調變該第二感測電極。
  20. 如申請專利範圍第17項之輸入裝置，其中該電路元件係該等複數個電極之一第二感測電極，且該處理系統包含：一第一類比前端(AFE)，其包含一第一運算放大器，其包含：該第一類比前端之一第一端子，其耦接於該第一感測電極；及該第一類比前端之一第二端子，其透過該防護信號驅動；及一第二類比前端，其包含一第二運算放大器，其包含：該第二類比前端之一第一端子，其耦接於該第二感測電極；及該第二類比前端之一第二端子，其透過該防護信號之反相型式驅動。
  21. 如申請專利範圍第17項之輸入裝置，其更包含：一閘極線及一源極線，其用於操作一顯示螢幕，其中該處理系統更將該防護信號施加於該閘極線；及 其中以該防護信號之反相型式調變該電路元件亦降低起因於將該防護信號施加於該閘極線的電磁放射。
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