本公開的實施例一般涉及管理電容性感測系統(tǒng)的干擾敏感性，并且更特別地，涉及通過對發(fā)射的電容性感測信號的影響過采樣并且對所述過采樣的影響濾波來降低敏感性。

背景技術(shù)：

包括接近傳感器裝置(通常也被稱為觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置被廣泛地使用在各種各樣的電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括常常由表面區(qū)分的感測區(qū)域，在其中所述接近傳感器裝置確定一個或更多輸入對象的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可以被用于提供針對所述電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置常常被用作針對較大的計算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如被集成在筆記本或臺式計算機(jī)中或者外接至筆記本或臺式計算機(jī)的不透明的觸摸板)。接近傳感器裝置也常常被用在較小的計算系統(tǒng)(諸如被集成在蜂窩電話中的觸摸屏)中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

此處所描述的一個實施例是使用包括多個發(fā)射器電極和多個接收器電極的輸入裝置進(jìn)行電容性感測的方法。所述方法包括：在所述多個發(fā)射器電極中的一個或更多發(fā)射器電極上發(fā)送包括多個感測半周期的電容性感測信號。所述方法進(jìn)一步包括：在每個感測半周期期間對所發(fā)送的電容性感測信號對所述多個接收器電極中的一個或更多接收器電極的影響采樣兩次或更多次，以產(chǎn)生半周期感測數(shù)據(jù)，濾波所述半周期感測數(shù)據(jù)，并且使用所濾波的半周期感測數(shù)據(jù)確定針對輸入對象的位置信息。

此處所描述的另一實施例是輸入裝置，其包括多個發(fā)射器電極、多個接收器電極、以及與所述多個發(fā)射器電極和所述多個接收器電極耦合的處理系統(tǒng)。所述處理系統(tǒng)包括被配置成在所述多個發(fā)射器電極中的一個或多個上發(fā)送包括多個感測半周期的電容性感測信號的電路。所述處理系統(tǒng)電路進(jìn)一步被配置成：在每個感測半周期期間對所發(fā)送的電容性感測信號對所述多個接收器電極中的一個或多個的影響采樣兩次或更多次，以產(chǎn)生半周期感測數(shù)據(jù)，濾波所述半周期感測數(shù)據(jù)，并且使用所濾波的半周期感測數(shù)據(jù)確定針對輸入對象的位置信息。

此處所描述的另一實施例是用于電容性感測的處理系統(tǒng)，其包括：觸摸控制器電路，其被配置成與多個發(fā)射器電極和多個接收器電極耦合，并且在所述多個發(fā)射器電極中的一個或多個上發(fā)送包括多個感測半周期的電容性感測信號。所述觸摸控制器電路進(jìn)一步被配置成：在每個感測半周期期間對所發(fā)送的電容性感測信號對所述多個接收器電極中的一個或多個的影響采樣兩次或更多次，以產(chǎn)生半周期感測數(shù)據(jù)，濾波所述半周期感測數(shù)據(jù)，并且使用所濾波的半周期感測數(shù)據(jù)確定針對輸入對象的位置信息。

附圖說明

為了在其中能夠詳細(xì)地理解本公開的上面所記載的特征的方式，上面簡要概述的本公開的更特別的描述可以通過參考實施例而被進(jìn)行，其中的一些在附圖中被示出。然而，要被注意的是：所述附圖僅示出了此公開的典型的實施例，并且因此不被視為限制其范圍，因為本公開可以允許其它等同有效的實施例。

圖1是根據(jù)一個實施例的被集成到示例性顯示裝置中的輸入裝置的示意性框圖。

圖2是根據(jù)一個實施例的示例性處理系統(tǒng)的框圖。

圖3a和3b是示出了根據(jù)一個實施例的示例性濾波器模塊的不同實現(xiàn)的框圖。

圖4是示出了根據(jù)一個實施例的示例性處理系統(tǒng)的操作的定時圖。

圖5a示出了根據(jù)一個實施例的示例性濾波器模塊的組件的脈沖響應(yīng)。

圖5b示出了根據(jù)一個實施例的示例性濾波器模塊的組件的頻率響應(yīng)。

圖6a和6b示出了根據(jù)一個實施例的在電荷積累器模塊內(nèi)的重置開關(guān)的影響。

圖6c示出了根據(jù)一個實施例的示例性重置校正模塊。

圖7示出了根據(jù)一個實施例的電容性感測的方法。

為了便于理解，在可能之處，已經(jīng)使用了同樣的參考標(biāo)號來標(biāo)示對所述圖而言是共有的同樣的元件。如下被預(yù)期：在一個實施例中公開的元件可以被有益地使用在其它實施例上，而無需特別的記載。此處所參考的附圖不應(yīng)被理解為是按比例繪制的，除非被特別地記注。并且，所述附圖常常被簡化，并且為了呈現(xiàn)和解釋的清晰，細(xì)節(jié)或組件被省略。所述附圖和討論用來解釋下面所討論的原理，在其中同樣的標(biāo)記指示同樣的元件。

具體實施方式

下面的詳細(xì)描述實質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不是意在限制本公開或本公開的應(yīng)用和用途。此外，不存在受前述的技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或下面的詳細(xì)描述中所呈現(xiàn)的任何明示或暗示的理論約束的意圖。

本技術(shù)的各種實施例提供了用于改進(jìn)可用性的輸入裝置和方法。輸入裝置可以包括被用作感測元件以檢測所述輸入裝置和輸入對象(例如，觸筆或用戶的手指)之間的交互的傳感器電極。為了這樣做，所述輸入裝置可以將電容性感測信號驅(qū)動到所述傳感器電極上。在一些情況中，所述電容性感測信號包括具有交替極性的多個感測半周期?；跍y量與驅(qū)動所述電容性感測信號相關(guān)聯(lián)的電容，所述輸入裝置確定用戶與所述輸入裝置交互的位置。在一些實施例中，所述傳感器電極可能易受到來自接近所述傳感器電極定位的其它發(fā)射器的干擾。所述其它發(fā)射器可以被包括在所述輸入裝置中，諸如與所述輸入裝置相關(guān)聯(lián)的顯示屏的一個或多個顯示電極，或者可以在所述輸入裝置的外部。

根據(jù)此處所描述的若干實施例，為了改進(jìn)對干擾的免疫，所述輸入裝置的處理系統(tǒng)可以在每個感測半周期期間獲取多個樣本，并且對所述結(jié)果數(shù)據(jù)執(zhí)行濾波函數(shù)以形成所述干擾頻譜。例如，數(shù)字開窗濾波器可以操作以執(zhí)行所述數(shù)據(jù)的加權(quán)平均，并且由此可以降低所述輸入裝置的敏感性。采樣可以發(fā)生在每個感測半周期內(nèi)的積累周期期間，并且在每個感測半周期期間的延展周期操作以暫停所述積累和/或?qū)⑺龇e累計數(shù)重置至預(yù)定的值。然而，所述重置功能性可能將頻率敏感性引入至所述輸入裝置，降低或否定了過采樣和濾波的有益影響。因此，在一些實施例中，重置校正模塊被施用以減輕所述重置的影響，并且恢復(fù)歸因于過采樣和濾波的降低的免疫。

圖1是根據(jù)本技術(shù)的實施例的被集成到示例性顯示裝置160中的輸入裝置100的示意性框圖。盡管所示出的本公開的實施例被顯示為與顯示裝置相集成，被預(yù)期的是：本公開可以被實施在沒有與顯示裝置相集成的輸入裝置中。所述輸入裝置100可以被配置成向電子系統(tǒng)150提供輸入。如在此文件中所使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義上指的是能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性實例包括所有尺寸和形狀的個人計算機(jī)，諸如臺式計算機(jī)、膝上型計算機(jī)、上網(wǎng)本計算機(jī)、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器和個人數(shù)字助理(pdas)。附加的實例電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨立的操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。另外的實例電子系統(tǒng)包括外圍設(shè)備，諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遠(yuǎn)程控制器和鼠標(biāo))和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏和打印機(jī))。其它實例包括遠(yuǎn)程終端、信息站和視頻游戲機(jī)(例如，視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置等等)。其它實例包括通信裝置(包括蜂窩電話，諸如智能電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和播放器，諸如電視、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機(jī))。此外，所述電子系統(tǒng)可以是對所述輸入裝置而言的主機(jī)或從屬設(shè)備。

所述輸入裝置100可以被實現(xiàn)為所述電子系統(tǒng)的物理部分，或者可以與所述電子系統(tǒng)物理上分離。視情況而定，所述輸入裝置100可以使用下列中的任何一個或多個與所述電子系統(tǒng)的多個部分通信：總線、網(wǎng)絡(luò)和其它有線或無線互連。實例包括i²c、spi、ps/2、通用串行總線(usb)、藍(lán)牙、rf和irda。

在圖1中，所述輸入裝置100被顯示為接近傳感器裝置(也常常被稱為“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)，其被配置成感測由感測區(qū)域170中的一個或更多輸入對象140提供的輸入。實例輸入對象包括手指和觸筆，如在圖1中所顯示的。

感測區(qū)域170包括所述輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中所述輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如，由一個或更多輸入對象140提供的用戶輸入)。特定的感測區(qū)域的尺寸、形狀和位置可以隨實施例的不同而顯著變化。在一些實施例中，所述感測區(qū)域170沿一個或更多方向從所述輸入裝置100的表面延伸到空間中，直至信噪比阻止了足夠準(zhǔn)確的對象檢測。在各種實施例中，此感測區(qū)域170沿特定的方向延伸至其的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或更大，并且可以隨著所使用的感測技術(shù)的類型和所期望的精確度而顯著地變化。因此，一些實施例感測輸入，其包括：與所述輸入裝置100的任何表面不接觸、與所述輸入裝置100的輸入表面(例如，觸摸表面)接觸、與和一些量的作用力或壓力相耦合的所述輸入裝置100的輸入表面接觸、和/或其組合。在各種實施例中，輸入表面可以由所述傳感器電極駐留在其內(nèi)的殼體的表面、由被施加在所述傳感器電極或任何殼體之上的面板等等提供。在一些實施例中，所述感測區(qū)域170在被投影到所述輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。

所述輸入裝置100可以利用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測所述感測區(qū)域170中的用戶輸入。所述輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的多個感測120。所述輸入裝置100可以包括一個或更多感測元件120，其被組合以形成傳感器電極。作為若干非限制性實例，所述輸入裝置100可以使用電容性、倒電容、電阻性、電感性、磁聲、超聲和/或光學(xué)技術(shù)。

一些實現(xiàn)被配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維空間的圖像。一些實現(xiàn)被配置成沿特定的軸或平面提供輸入的投影。

在所述輸入裝置100的一些電阻性實現(xiàn)中，柔性的并且導(dǎo)電的第一層通過一個或更多間隔元件而與導(dǎo)電的第二層分離。在操作期間，跨越所述層產(chǎn)生一個或更多電壓梯度。按壓所述柔性的第一層可以使其充分地偏轉(zhuǎn)以在所述層之間產(chǎn)生電接觸，導(dǎo)致反映所述層之間的(一個或多個)接觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可以被用于確定位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電感性實現(xiàn)中，一個或更多感測元件120拾取由諧振線圈或線圈對感應(yīng)的回路電流。所述電流的幅度、相位和頻率的一些組合隨后可以被用于確定位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電容性實現(xiàn)中，電壓或電流被施加以產(chǎn)生電場。附近的輸入對象引起所述電場的改變，并且在電容性耦合中產(chǎn)生可檢測的改變，其可以被檢測為電壓、電流等等的改變。

一些電容性實現(xiàn)利用電容性感測元件120的陣列或者其它規(guī)則的或不規(guī)則的圖案以產(chǎn)生電場。在一些電容性實現(xiàn)中，獨立的感測元件120可以被歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實現(xiàn)利用電阻片，其可以是均勻電阻的。

如上面所討論的，一些電容性實現(xiàn)利用基于傳感器電極120和輸入對象之間的電容性耦合的改變的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在一個實施例中，處理系統(tǒng)110被配置成將具有已知振幅的電壓驅(qū)動到所述傳感器電極120上，并且測量將所述傳感器電極充電到所驅(qū)動的電壓所需的電荷量。在其它實施例中，處理系統(tǒng)110被配置成驅(qū)動已知的電流并且測量所述結(jié)果電壓。在各種實施例中，所述傳感器電極120附近的輸入對象改變所述傳感器電極120附近的電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過使用已調(diào)制的信號相對于參考電壓(例如，系統(tǒng)接地)調(diào)制傳感器電極120并且通過檢測所述傳感器電極120和輸入對象140之間的所述電容性耦合而操作。

此外，如上面所討論的，一些電容性實現(xiàn)利用基于感測電極之間的電容性耦合的改變的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各種實施例中，所述感測電極附近的輸入對象140改變所述感測電極之間的所述電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，跨電容感測方法通過檢測一個或更多發(fā)射器感測電極(也被稱為“發(fā)射器電極”)和一個或更多接收器感測電極(也被稱為“接收器電極”)之間的電容性耦合而操作，如下面進(jìn)一步描述的。發(fā)射器感測電極可以相對于參考電壓(例如，系統(tǒng)接地)而被調(diào)制以發(fā)送發(fā)射器信號。接收器感測電極可以相對于所述參考電壓而被保持實質(zhì)上恒定以有助于結(jié)果信號的接收。結(jié)果信號可以包括對應(yīng)于一個或更多發(fā)射器信號和/或?qū)?yīng)于一個或更多環(huán)境干擾源(例如，其它電磁信號)的(一個或多個)影響。感測電極可以是專用發(fā)射器電極或接收器電極，或者可以被配置成發(fā)送和接收兩者。

在圖1中，所述處理系統(tǒng)110被顯示為所述輸入裝置100的一部分。所述處理系統(tǒng)110被配置成操作所述輸入裝置100的硬件以檢測所述感測區(qū)域170中的輸入。所述處理系統(tǒng)110包括一個或更多集成電路(ics)和/或其它電路組件中的部分或全部。(例如，用于互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可以包括被配置成用發(fā)射器傳感器電極發(fā)送信號的發(fā)射器電路，和/或被配置成用接收器傳感器電極接收信號的接收器電路。)在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110也包括電可讀的指令，諸如固件代碼、軟件代碼、和/或類似物。在一些實施例中，構(gòu)成所述處理系統(tǒng)110的組件被定位在一起，諸如所述輸入裝置100的(一個或多個)感測元件120附近。在其它實施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上分離，其中一個或更多組件靠近輸入裝置100的(一個或多個)感測元件120，并且一個或更多組件在別處。例如，所述輸入裝置100可以是被耦合至臺式計算機(jī)的外圍設(shè)備，并且所述處理系統(tǒng)110可以包括被配置成在所述臺式計算機(jī)的中央處理單元和與所述中央處理單元分離的一個或更多ics(可能具有關(guān)聯(lián)的固件)上運行的軟件。作為另一實例，所述輸入裝置100可以被物理地集成在電話中，并且所述處理系統(tǒng)110可以包括是所述電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110專用于實現(xiàn)所述輸入裝置100。在其它實施例中，所述處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其它功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動觸覺致動器等等。

所述處理系統(tǒng)110可以被實現(xiàn)為處理所述處理系統(tǒng)110的不同功能的一組模塊。每個模塊可以包括是所述處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或其組合。在各種實施例中，可以使用模塊的不同組合。實例模塊包括用于操作硬件(諸如傳感器電極和顯示屏)的硬件操作模塊、用于處理數(shù)據(jù)(諸如傳感器信號和位置信息)的數(shù)據(jù)處理模塊、以及用于報告信息的報告模塊。另外的實例模塊包括被配置成操作感測元件120以檢測輸入的傳感器操作模塊、被配置成識別手勢(諸如模式改變手勢)的識別模塊。以及用于改變操作模式的模式改變模塊。處理系統(tǒng)110也可以包括一個或更多控制器。

在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110通過引起一個或更多動作直接響應(yīng)于所述感測區(qū)域170中的用戶輸入(或者用戶輸入的缺乏)。實例動作包括改變操作模式以及gui動作，諸如光標(biāo)移動、選擇、菜單導(dǎo)航和其它功能。在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110向所述電子系統(tǒng)的一些部分(例如，向與所述處理系統(tǒng)110分離的所述電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，如果這樣的獨立的中央處理系統(tǒng)存在)提供關(guān)于所述輸入(或輸入的缺乏)的信息。在一些實施例中，所述電子系統(tǒng)的一些部分處理從所述處理系統(tǒng)110接收的信息，以對用戶輸入起作用，諸如促進(jìn)全范圍的動作，包括模式改變動作和gui動作。

例如，在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110操作所述輸入裝置100的(一個或多個)感測元件120以產(chǎn)生指示所述感測區(qū)域170中的輸入(或輸入的缺乏)的電信號。所述處理系統(tǒng)110可以在產(chǎn)生被提供給所述電子系統(tǒng)的所述信息時對所述電信號執(zhí)行任何適當(dāng)量的處理。例如，所述處理系統(tǒng)110可以數(shù)字化從所述感測元件120獲得的模擬電信號。作為另一實例，所述處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波或其它信號調(diào)節(jié)。作為又另一實例，所述處理系統(tǒng)110可以減去或者否則慮及基線，以致所述信息反映所述電信號和所述基線之間的差。作為又另外的實例，所述處理系統(tǒng)110可以確定位置信息，將輸入識別為命令，識別筆跡等等。

如此處所使用的“位置信息”廣義地包括絕對位置、相對位置、速度、加速度和其它類型的空間信息。示例性“零維”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/非接觸信息。示例性“一維”位置信息包括沿軸的位置。示例性“二維”位置信息包括平面中的運動。示例性“三維”位置信息包括空間中的瞬時或平均速度。另外的實例包括空間信息的其它表示。關(guān)于一個或多個類型的位置信息的歷史數(shù)據(jù)也可以被確定和/或存儲，包括例如隨時間跟蹤位置、運動或瞬時速度的歷史數(shù)據(jù)。

在一些實施例中，用由所述處理系統(tǒng)110或由一些其它處理系統(tǒng)操作的附加的輸入組件實現(xiàn)所述輸入裝置100。這些附加的輸入組件可以提供所述感測區(qū)域170中的針對輸入的冗余的功能性或一些其它功能性。圖1顯示了所述感測區(qū)域170附近的按鈕130，其可以被用于促進(jìn)使用所述輸入裝置100選擇項目。其它類型的附加的輸入組件包括滑塊、球、輪、開關(guān)等等。相反地，在一些實施例中，所述輸入裝置100可以在沒有其它輸入組件的情況下被實現(xiàn)。

在一些實施例中，所述輸入裝置100包括觸摸屏接口，并且所述感測區(qū)域170與所述顯示裝置160的顯示屏的有效區(qū)域的至少一部分重疊。例如，所述輸入裝置100可以包括疊蓋所述顯示屏的實質(zhì)上透明的感測元件120，并且提供用于所關(guān)聯(lián)的電子系統(tǒng)的觸摸屏接口。所述顯示屏可以是能夠向用戶顯示可視接口的任何類型的動態(tài)顯示器，并且可以包括任何類型的發(fā)光二極管(led)、有機(jī)led(oled)、陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子體、電致發(fā)光(el)、或其它顯示技術(shù)。所述輸入裝置100和所述顯示裝置160可以共享物理元件。例如，一些實施例可以利用相同的電氣組件中的一些，用于顯示和感測。作為另一實例，所述顯示裝置160可以部分地或全部地由所述處理系統(tǒng)110操作。

應(yīng)被理解的是：盡管本技術(shù)的許多實施例在全功能設(shè)備的上下文中被描述，本技術(shù)的機(jī)制能夠以各種各樣的形式被分發(fā)為程序產(chǎn)品(例如，軟件)。例如，本技術(shù)的機(jī)制可以被實現(xiàn)并且分發(fā)為可由電子處理器讀取的信息承載介質(zhì)(例如，可由所述處理系統(tǒng)110讀取的非瞬時計算機(jī)可讀和/或可記錄/可寫的信息承載介質(zhì))上的軟件程序。此外，本技術(shù)的實施例同等適用，不管被用于執(zhí)行所述分發(fā)的介質(zhì)的特定的類型。非瞬時的電可讀介質(zhì)的實例包括各種盤、記憶棒、存儲卡、存儲模塊等等。電可讀介質(zhì)可以是基于閃存、光學(xué)、磁性、全息或任何其它存儲技術(shù)。

傳感器電極布置

在一個實施例中，所述傳感器電極120可以被布置在同一襯底的不同側(cè)上。例如，所述(一個或多個)傳感器電極120中的每個可以跨越所述襯底的表面中的一個縱向延伸。更進(jìn)一步，在所述襯底的一側(cè)上，所述傳感器電極120可以在第一方向上延伸，但是在所述襯底的另一側(cè)上，所述傳感器電極120可以在與所述第一方向平行或者與所述第一方向垂直的第二方向上延伸。例如，所述傳感器電極120可以被成形為條或帶，在其處所述襯底的一側(cè)上的傳感器電極120在與所述襯底的相對側(cè)上的傳感器電極120垂直的方向上延伸。

所述傳感器電極120可以在所述襯底的所述側(cè)上被形成為任何期望的形狀。此外，所述襯底的一側(cè)上的傳感器電極120的大小和/或形狀可以不同于所述襯底的另一側(cè)上的傳感器電極120的大小和/或形狀。此外，同一側(cè)上的傳感器電極120可以具有不同的形狀和/或大小。

在另一實施例中，所述傳感器電極120可以被形成在不同的襯底上，所述不同的襯底隨后被層壓在一起。在一個實例中，被布置在所述襯底的一個上的第一多個傳感器電極120可以被用于發(fā)送感測信號(即，發(fā)射器電極)，而被布置在另一襯底上的第二多個傳感器電極120被用于接收結(jié)果信號(即，接收器電極)。在其它實施例中，所述第一和/或第二多個傳感器電極120可以被驅(qū)動作為絕對電容性傳感器電極。在一個實施例中，所述第一多個傳感器電極可以大于(更大的表面面積)所述第二多個傳感器電極，盡管這不是要求。在其它實施例中，所述第一多個和第二多個傳感器電極可以具有相似的大小和/或形狀。因此，所述襯底中的一個上的傳感器電極120的大小和/或形狀可以不同于另一襯底上的電極120的大小和/或形狀。盡管如此，所述傳感器電極120可以在它們各自的襯底上被形成為任何期望的形狀。此外，同一襯底上的傳感器電極120可以具有不同的形狀和大小。

在另一實施例中，所述傳感器電極120全部位于公共襯底的同一側(cè)或表面上。在一個實例中，第一多個傳感器電極包括所述第一多個傳感器電極在其處與所述第二多個傳感器電極交叉的區(qū)域中的跳線，其中所述跳線與所述第二多個傳感器電極絕緣。如上，所述傳感器電極120可以各自具有相同的大小或形狀或者不同的大小和形狀。

在另一實施例中，所述傳感器電極120全部位于所述公共襯底的同一側(cè)或表面上，在所述感測區(qū)域170中被彼此絕緣。在這樣的實施例中，所述傳感器電極120被彼此電絕緣。在一個實施例中，所述電極120被布置在矩陣陣列中，在其處每個傳感器電極120具有實質(zhì)上相同的大小和/或形狀。在這樣的實施例中，所述傳感器電極120可以被稱為矩陣傳感器電極。在一個實施例中，所述傳感器電極120的矩陣陣列的傳感器電極中的一個或多個可以在大小和形狀中的至少一個方面變化。所述矩陣陣列的每個傳感器電極120可以對應(yīng)于所述電容性圖像的像素。在一個實施例中，所述處理系統(tǒng)110被配置成用已調(diào)制的信號驅(qū)動所述傳感器電極120以確定絕對電容的改變。在其它實施例中，處理系統(tǒng)110被配置成將發(fā)射器信號驅(qū)動到所述傳感器電極120中的第一一個上，并且用所述傳感器電極120中的第二一個接收結(jié)果信號。所述(一個或多個)發(fā)射器信號和(一個或多個)已調(diào)制的信號可以在形狀、振幅、頻率和相位中的至少一個方面相似。在各種實施例中，所述(一個或多個)發(fā)射器信號和(一個或多個)已調(diào)制的信號是相同的信號。此外，所述發(fā)射器信號是被用于跨電容感測的已調(diào)制的信號。在各種實施例中，一個或更多柵電極可以被布置在所述公共襯底上，在所述傳感器電極120之間，其中所述(一個或多個)柵電極可以被用于屏蔽和/或防護(hù)所述傳感器電極。

如此處所使用的，“屏蔽”指的是將恒定電壓驅(qū)動到電極上，并且“防護(hù)”指的是將變化的電壓信號驅(qū)動到第二電極上，其在振幅、頻率和/或相位方面實質(zhì)上相似于調(diào)制所述第一電極的信號，以便測量所述第一電極的電容。使電極電浮動可以被解釋為在如下情況下的防護(hù)的形式：在其中通過浮動，所述第二電極經(jīng)由電容性耦合從所述輸入裝置100中的第一電極或第三電極接收所期望的防護(hù)波形。在各種實施例中，防護(hù)可以被認(rèn)為是屏蔽的子集，以致防護(hù)傳感器電極也將操作為屏蔽該傳感器電極?？梢杂米兓碾妷?、實質(zhì)上恒定的電壓驅(qū)動所述柵電極，或者電浮動所述柵電極。當(dāng)用發(fā)射器信號驅(qū)動所述柵電極時所述柵電極也可以被用作發(fā)射器電極，以致所述柵電極和一個或更多傳感器電極之間的電容性耦合可以被確定。在一個實施例中，浮動電極可以被布置在所述柵電極和所述傳感器電極之間。在一個特定的實施例中，所述浮動電極、所述柵電極和所述傳感器電極包括顯示裝置的公共電極的整體。在其它實施例中，所述柵電極可以被布置在與所述傳感器電極120分離的襯底或襯底的表面上或者兩者上。盡管所述傳感器電極120可以在所述襯底上被電絕緣，所述電極可以在所述感測區(qū)域170的外部(例如，在連接區(qū)域中，所述連接區(qū)域在所述傳感器電極120上發(fā)送或接收電容性感測信號)被耦合在一起。在各種實施例中，所述傳感器電極120可以使用各種圖案而被布置在陣列中，在其中所述電極120不是全部是相同的大小和形狀。此外，所述陣列中的電極120之間的距離可能不是等距的。

在上面所討論的傳感器電極布置中的任何一個中，所述傳感器電極120和/或(一個或多個)柵電極可以被形成在襯底上，所述襯底在所述顯示裝置160的外部。例如，所述電極120和/或(一個或多個)柵電極可以被布置在所述輸入裝置100中的透鏡的外表面上。在其它實施例中，所述傳感器電極120和/或(一個或多個)柵電極被布置在所述顯示裝置的濾色器玻璃和所述輸入裝置的所述透鏡之間。在其它實施例中，所述傳感器電極120和/或(一個或多個)柵電極中的至少一部分可以被如下這樣布置：它們在薄膜晶體管(tft)襯底和所述顯示裝置160的濾色器玻璃之間。在一個實施例中，第一多個傳感器電極120和/或(一個或多個)柵電極被布置在所述tft襯底和所述顯示裝置160的濾色器玻璃之間，并且所述第二多個傳感器電極120和/或第二(一個或多個)柵電極被布置在所述濾色器玻璃和所述輸入裝置100的所述透鏡之間。在一個實施例中，所述第二多個傳感器電極120被布置在所述輸入裝置100的所述濾色器玻璃、所述透鏡和偏振器中的一個上。在又另外的實施例中，傳感器電極120和/或(一個或多個)柵電極中的全部被布置在所述tft襯底和所述顯示裝置的濾色器玻璃之間，其中所述傳感器電極120可以被布置在相同的襯底上或者不同的襯底上，如上面所描述的。

在一個或更多實施例中，至少第一多個傳感器電極120包括在更新所述顯示器時使用的所述顯示裝置160的一個或更多顯示電極。例如，所述傳感器電極120可以包括所述公共電極，諸如vcom電極的一個或更多分段、源驅(qū)動線、柵極線、陽極子像素電極或陰極像素電極、或任何其它顯示元件。這些公共電極可以被布置在適當(dāng)?shù)娘@示屏襯底上。例如，所述公共電極可以被布置在一些顯示屏(例如，平面內(nèi)切換(ips)、邊緣場切換(ffs)或平面至線切換(pls)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled))中的透明的襯底(例如，玻璃襯底、tft玻璃、或任何其它透明的材料)上、被布置在一些顯示屏(例如，圖案化的垂直對準(zhǔn)(pva)、多域垂直對準(zhǔn)(mva)、ips和ffs)的濾色器玻璃的底部上、被布置在陰極層(例如，oled)之上，等等。在這樣的實施例中，所述公共電極也可以被稱為“組合電極”，因為其執(zhí)行多個功能。在各種實施例中，所述傳感器電極120中的每個包括與像素或子像素相關(guān)聯(lián)的一個或更多公共電極。在其它實施例中，至少兩個傳感器電極120可以共享與像素或子像素相關(guān)聯(lián)的至少一個公共電極。盡管所述第一多個傳感器電極可以包括被配置用于顯示更新和電容性感測的一個或更多公共電極，所述第二多個傳感器電極可以被配置用于電容性感測并且不用于執(zhí)行顯示更新。此外，在一個或更多實施例中，當(dāng)存在時，所述柵電極和/或浮動電極包括一個或更多公共電極。

可替代地，所述傳感器電極120中的全部可以被布置在所述tft襯底和所述顯示裝置160的濾色器玻璃之間。在一個實施例中，第一多個傳感器電極被布置在所述tft襯底上，每個包括一個或更多公共電極，并且第二多個傳感器電極可以被布置在所述濾色器玻璃和所述tft襯底之間。特別地，所述接收器電極可以在所述濾色器玻璃上的黑掩模內(nèi)被布線。在另一實施例中，所述傳感器電極120中的全部包括一個或更多公共電極。所述傳感器電極120可以作為電極的陣列而整體地位于所述tft襯底或所述濾色器玻璃上。如上面所討論的，所述傳感器電極120中的一些可以在所述陣列中使用跳線而被耦合在一起，或者所有所述電極120可以在所述陣列中被電絕緣，并且使用柵電極來屏蔽或防護(hù)所述傳感器電極120。在一個或更多實施例中，當(dāng)存在時，所述柵電極包括一個或更多公共電極。

在上面所描述的傳感器電極布置中的任何一個中，所述傳感器電極120可以在所述輸入裝置100中通過將所述傳感器電極120劃分成發(fā)射器電極和接收器電極而在跨電容感測模式、絕對電容感測模式或兩者的某種混合中被操作。如將在下面被更詳細(xì)地討論的，所述傳感器電極120中的一個或多個或者所述顯示電極(例如，源極線、柵極線或參考(公共)線)可以被用于執(zhí)行屏蔽或防護(hù)。

繼續(xù)參考圖1，與所述傳感器電極120耦合的所述處理系統(tǒng)110包括傳感器模塊，并且在各種實施例中，處理系統(tǒng)110可以附加地或可替代地包括顯示驅(qū)動器模塊(或“顯示模塊”)。所述傳感器模塊包括被配置成驅(qū)動所述傳感器電極120中的至少一個用于在輸入感測在其中被期望的周期期間進(jìn)行電容性感測的電路。在一個實施例中，所述傳感器模塊被配置成將已調(diào)制的信號驅(qū)動到所述至少一個傳感器電極上，以檢測所述至少一個傳感器電極和輸入對象之間的絕對電容的改變。在另一實施例中，所述傳感器模塊被配置成將發(fā)射器信號驅(qū)動到所述至少一個傳感器電極上，以檢測所述至少一個傳感器電極和另一傳感器電極之間的跨電容的改變。所述已調(diào)制的信號和發(fā)射器信號一般是變化的電壓信號，其在針對輸入感測分配的時間段之上包括多個電壓轉(zhuǎn)變，并且也可以被稱為電容性感測信號。在各種實施例中，所述已調(diào)制的信號和發(fā)射器信號在形狀、頻率、振幅和/或相位中的至少一個方面是相似的。在其它實施例中，所述已調(diào)制的信號和所述發(fā)射器信號在頻率、形狀、相位、振幅和相位方面是不同的。所述傳感器模塊可以被選擇性地耦合至所述傳感器電極120中的一個或多個。例如，所述傳感器模塊可以被耦合至所述傳感器電極120中的至少一個，并且在絕對電容和/或跨電容感測模式中操作。

所述傳感器模塊包括被配置成在輸入感測在其中被期望的周期期間用所述傳感器電極120接收結(jié)果信號(其包括對應(yīng)于所述已調(diào)制的信號或所述發(fā)射器信號的影響)的電路。所述傳感器模塊可以確定所述感測區(qū)域170中的輸入對象140的位置，或者可以將包括指示所述結(jié)果信號的信息的信號提供給另一模塊或處理器，例如，確定模塊或所述電子裝置的處理器(即主處理器)，用于確定所述感測區(qū)域170中的輸入對象140的位置。

所述顯示驅(qū)動器模塊包括被配置成在顯示更新周期期間將顯示圖像更新信息提供給所述顯示裝置160的顯示器的電路。在一個實施例中，所述顯示驅(qū)動器被耦合至所述顯示電極(源電極、柵電極和vcom電極)，其被配置成驅(qū)動至少一個顯示電極以設(shè)置與顯示裝置的像素相關(guān)聯(lián)的電壓，并且在防護(hù)模式中操作所述至少一個顯示電極以減輕多個傳感器電極中的第一傳感器電極和所述至少一個顯示電極之間的耦合電容的影響。在各種實施例中，所述顯示電極是將電壓驅(qū)動到與所述像素相關(guān)聯(lián)的存儲元件上的源電極、設(shè)置與所述像素相關(guān)聯(lián)的晶體管上的柵極電壓的柵電極以及向所述存儲元件提供參考電壓的公共電極中的至少一個。

在一個實施例中，所述傳感器模塊和顯示驅(qū)動器模塊可以被包括在公共集成電路(第一控制器)內(nèi)。在另一實施例中，所述傳感器模塊和顯示驅(qū)動器模塊被包括在兩個獨立的集成電路中。在包括多個集成電路的那些實施例中，同步機(jī)構(gòu)可以被耦合在它們之間，其被配置成同步顯示更新周期、感測周期、發(fā)射器信號、顯示更新信號等等。

過采樣的步驟和等待系統(tǒng)

圖2是根據(jù)一個實施例的示例性處理系統(tǒng)的框圖。布置200提供了被包括在輸入裝置100中的處理系統(tǒng)110的一個實現(xiàn)。

布置200包括發(fā)射器電極205和接收器電極210，其中的每個是傳感器電極120的實例。所述發(fā)射器電極205和接收器電極210被電容性地耦合，以致將電容性感測信號驅(qū)動到所述發(fā)射器電極205上導(dǎo)致結(jié)果信號在所述接收器電極210上被接收。在一些實施例(例如，跨電容感測)中，所述發(fā)射器電極205是與所述接收器電極210不同的電極。在一些實施例(例如，絕對電容感測)中，所述發(fā)射器電極205可以與所述接收器電極210相同。換句話說，在一些實施例中，可以由同一電極驅(qū)動所述電容性感測信號并接收所述結(jié)果信號。

布置200包括電荷積累模塊215，其包括一般操作用以在所述接收器電極210上累積電荷用于執(zhí)行電容性測量的硬件。所述電荷積累模塊215包括輸入開關(guān)216，其被閉合以開始(或重新開始)累積電荷，并且被打開以停止(或暫停)所述累積。所述輸入開關(guān)216可以是晶體管或任何其它適合的開關(guān)器件。

電荷積累模塊215包括運算放大器(op-amp)217，其經(jīng)由所述輸入開關(guān)216而被選擇性地與所述接收器電極210耦合。電荷積累模塊215包括被布置在op-amp217的輸出端子和負(fù)輸入端子之間的反饋電容器218。電荷積累模塊215的一些實施例包括重置開關(guān)219，其被閉合以將所述op-amp217的輸出與預(yù)定的電壓耦合。如所顯示的，op-amp217的正輸入端子被接地，并且導(dǎo)致當(dāng)重置開關(guān)219被閉合時所述輸出端子的電壓要轉(zhuǎn)至接地。所述預(yù)定的電壓的其它值是可能的。例如，所述正輸入端子可以與在干線電壓之間的中點處的電壓(諸如(vdd/2))相連接。

所述電荷積累模塊215的輸出與模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)220耦合，所述模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)220被配置成采樣所述輸出的值。在一些實施例中，所述adc220在所述電容性感測信號的每個感測半周期期間采樣多次，用于改進(jìn)的感測性能，并且產(chǎn)生對應(yīng)的半周期感測數(shù)據(jù)。在一些實施例中，所述adc220被配置成在所述感測半周期內(nèi)的積累周期期間周期性地對所述電荷積累模塊215的輸出采樣，并且最后一次采樣被對準(zhǔn)至發(fā)生在所述積累周期的末端處。在一些實施例中，所述adc220進(jìn)一步被配置成在所述感測半周期期間發(fā)生的延展周期期間不對電荷積累模塊215的輸出采樣。針對包括重置開關(guān)219的布置200的實施例，所述布置200可以進(jìn)一步包括重置校正模塊225，其被配置成減輕通過使用所述重置開關(guān)219引入的所述輸入裝置的干擾敏感性。

濾波器模塊230被配置成接收由所述adc220產(chǎn)生的半周期感測數(shù)據(jù)，其在一些情況下也由所述重置校正模塊225處理。所述濾波器模塊230在一些情況下包括硬件，但是在一些實施例中可以被特別地以軟件、固件等等實現(xiàn)。所述濾波器模塊230一般操作用以衰減在一個或更多頻率處的所接收的信號的干擾分量。所述濾波器模塊230包括模擬和/或數(shù)字濾波的一個或更多階段。所濾波的數(shù)據(jù)隨后被用于確定針對輸入對象的位置信息，例如使用所述輸入裝置的主處理器和/或所述處理系統(tǒng)的確定模塊。在一個可替代的實施例中，所述濾波器模塊230在所述adc220之前包括至少一個濾波器階段，并且在所述adc220之后可以包括一個或更多濾波器階段。在一個實例中，所述電荷積累模塊215不包括所述重置開關(guān)219，但是包括與所述反饋電容器218并聯(lián)布置的電阻器。所述電阻器和反饋電容器218的組合充當(dāng)模擬高通濾波器，其衰減被提供給adc220的輸出中的低頻干擾。

圖3a和3b是示出了根據(jù)一個實施例的示例性濾波器模塊的不同的實現(xiàn)的框圖。濾波器模塊230的實現(xiàn)300包括積累周期濾波器305、下采樣器310、解調(diào)模塊315、突發(fā)周期濾波器320和下采樣器325。

在一些實施例中，電容性測量對應(yīng)于所發(fā)送的電容性感測信號內(nèi)的多個感測周期的“突發(fā)”。每個感測周期均包括交替極性的兩個感測半周期，以致整個突發(fā)對應(yīng)于預(yù)定數(shù)量nhcyc的感測半周期。在所述nhcyc個感測半周期中的每個半周期內(nèi)，并且在所述電荷積累模塊215的操作(圖2)期間，所述adc220獲取若干樣本nint。因此，被包括在每個突發(fā)中的樣本的總數(shù)量是nburst＝nhcyc×nint。

所述樣本由所述積累周期濾波器305以所述adc采樣速率濾波。所述積累周期濾波器305典型地是被配置成使用任何適合的開窗函數(shù)產(chǎn)生adc樣本的加權(quán)平均的數(shù)字開窗濾波器。所述積累周期濾波器305的一些實例包括矩形窗口、對應(yīng)于最大感測頻率的正弦窗口、對應(yīng)于最小感測頻率的正弦窗口、漢寧(hanning)窗口等等。所述下采樣器310隨后按照被包括在每個半周期中的樣本的數(shù)量nint對所濾波的數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣。

所述解調(diào)模塊315一般操作用以相干地組合在正和負(fù)感測半周期期間獲取的數(shù)據(jù)。所述解調(diào)模塊315在一些情況下包括硬件，但是在一些實施例中可以被特別地以軟件、固件等等實現(xiàn)。在一些實施例中，所述解調(diào)模塊315包括乘法器，所述乘法器被配置成根據(jù)所述感測半周期的極性將所述下采樣的數(shù)據(jù)交替地乘以1或-1，盡管根據(jù)所述電容性感測信號的特性，其它類型的解調(diào)是可能的。

所述解調(diào)的數(shù)據(jù)使用突發(fā)周期濾波器320而被濾波。所述突發(fā)周期濾波器320典型地是第二數(shù)字開窗濾波器。所述突發(fā)周期濾波器320一般執(zhí)行所述積累周期濾波器305輸出的加權(quán)平均，并且以所述感測頻率的奇數(shù)諧波之間的頻率對噪聲/干擾濾波。所述突發(fā)周期濾波器320的長度和形狀確定“信道選擇性”，換句話說，所述感測頻率周圍的主瓣的寬度和在其它頻率處的零值的振幅。下采樣器325隨后按照對應(yīng)于每個突發(fā)的感測半周期的數(shù)量nhcyc對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣。

在圖3b中描繪的濾波器模塊230的實現(xiàn)350中，復(fù)合濾波器355被施加至由所述adc220獲取的所述數(shù)據(jù)樣本。所述復(fù)合濾波器355可以合并在布置300中顯示的若干功能模塊(例如，積累周期濾波、解調(diào)和突發(fā)周期濾波)，并且以所述adc采樣速率操作。所述下采樣器360隨后按照被包括在每個突發(fā)中的樣本的數(shù)量nburst對所述數(shù)據(jù)進(jìn)行下采樣。在一些情況下，使用所述復(fù)合濾波器能夠提供改進(jìn)的濾波性能，因為所述突發(fā)周期濾波器以全adc樣本分辨率操作，而不是與先前的下采樣的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的降低的分辨率(即，在下采樣器310之后)。

圖4是示出了根據(jù)一個實施例的示例性處理系統(tǒng)的操作的定時圖。一般而言，圖表400描繪了在電容性感測信號內(nèi)的示例性突發(fā)期間所述處理系統(tǒng)的操作。

所述發(fā)射(tx)圖405表示由發(fā)射器電極發(fā)送的所述電容性感測信號。如所顯示的，所述電容性感測信號是具有期望的特性的方形波，盡管其它適合的波形是可能的。所述電容性感測信號作為n個感測周期4101至410n的突發(fā)402而被發(fā)送。每個感測周期410包括正半周期415pos和負(fù)半周期415neg。

圖420表示所述電荷積累模塊的輸入開關(guān)216的操作。在每個感測半周期415內(nèi)，圖420包括積累周期425和延展周期430。在所述積累周期425期間，所述輸入開關(guān)216被閉合，并且所述電荷積累模塊累積來自所接收的電容性感測信號的電荷。在所述延展周期430期間，所述輸入開關(guān)216被打開，并且所述電荷積累模塊暫?；蛲Ｖ顾鲭姾傻睦鄯e。

一般而言，在所述處理系統(tǒng)的操作期間可以選擇和/或調(diào)整所述感測頻率，以便避免干擾源。為了改變感測頻率，所述積累周期425的長度和/或所述延展周期430的長度可以被調(diào)整。在一些實施例中，為了提供用于跨越感測頻率的改變執(zhí)行adc計算的一致的基線，所述積累周期425的長度實質(zhì)上被保持不變，而所述延展周期430的長度被調(diào)整。一般而言，更長的延展周期430對應(yīng)于更長的感測半周期415以及更低的感測頻率，并且反之亦然。在一些實施例中，所述延展周期430可以高達(dá)所述對應(yīng)的感測半周期的20％或更多。因此，可以基于期望的感測頻率選擇和/或調(diào)整延展周期430的長度。

在圖435中描繪了adc220的操作。在每個感測半周期的所述積累周期425期間預(yù)定數(shù)量的樣本440被獲取。傳統(tǒng)地，adc在每個積累周期425的末端處獲取單個樣本(即，每感測半周期一個樣本)。由所述adc進(jìn)行的采樣引起混疊，并且在所述感測頻率的奇數(shù)諧波處增大了所述輸入裝置的干擾敏感性。在一些實施例中，所述adc的采樣頻率被增大以便每感測半周期采樣兩個或更多樣本，以致混疊的影響被偏移至更高的頻率，并且所述濾波器模塊可以提供所述更高頻率內(nèi)容的更大的衰減。

圖445示出了所述重置開關(guān)319的操作。所述重置開關(guān)319在每個積累周期425期間被打開，允許所述電荷積累器模塊累積電荷。在每個延展周期430內(nèi)，所述重置開關(guān)319可以被閉合一段時間450，以將所述電荷積累器模塊重置到預(yù)定的值。然而，所述重置開關(guān)319的所述操作引起增大的干擾敏感性，并且能夠減輕通過上面所討論的過采樣和濾波技術(shù)而被提供的所述降低的敏感性。

圖5a示出了根據(jù)一個實施例的示例性濾波器模塊的組件的脈沖響應(yīng)。圖505描繪了示例性積累周期濾波器305的脈沖響應(yīng)。一般而言，所述積累周期濾波器是提供所述adc樣本的加權(quán)平均的數(shù)字開窗濾波器。例如，所述開窗濾波器可以使用矩形窗口、正弦窗口、漢寧(hanning)窗口等等。如所顯示的，所述開窗濾波器對八個樣本操作，盡管此數(shù)量可以變化。

圖510描繪了解調(diào)模塊315的脈沖響應(yīng)。如所顯示的，每個八個adc樣本的組交替地對應(yīng)于正感測半周期和負(fù)感測半周期。因此，圖510描繪了將所述下采樣的adc樣本交替地乘以1和-1，導(dǎo)致在所述解調(diào)器輸出處的相同的信號極性。

圖515顯示了突發(fā)周期濾波器320，其如上面所討論的對所解調(diào)的數(shù)據(jù)操作以執(zhí)行加權(quán)平均，并且對在所述感測頻率的奇數(shù)諧波之間的頻率處的噪聲/干擾濾波。所述突發(fā)周期濾波器320的性質(zhì)可以被選擇以控制信道選擇性。

圖5b示出了根據(jù)一個實施例的示例性濾波器模塊的組件的頻率響應(yīng)。圖520對應(yīng)于100千赫(khz)的感測頻率。圖525示出了所述解調(diào)模塊315和突發(fā)周期濾波器320(與積累周期濾波分離)的組合的頻率響應(yīng)。此組件的組合易受到所述感測頻率(即，基頻)處和所述感測頻率的奇數(shù)諧波處(即，在300、500、700和900khz處)的干擾。

圖530示出了由所述積累周期濾波器305提供的衰減。圖535顯示了復(fù)合濾波器355的敏感性(或者可替代地，所述濾波器模塊230的復(fù)合影響)。一般而言，圖535反映了解調(diào)模塊315和突發(fā)周期濾波器320(圖525)的所述組合在由所述積累周期濾波器305(圖535)衰減之后的敏感性。圖535示出了所述感測頻率的所述奇數(shù)諧波處的降低的敏感性。除了在濾波器模塊內(nèi)使用積累周期濾波器305或復(fù)合濾波器355之外，增大所述adc的采樣頻率可以進(jìn)一步降低所述輸入裝置對干擾的敏感性。

圖6a和6b示出了根據(jù)一個實施例的電荷積累模塊內(nèi)的重置開關(guān)的影響。

圖615包括使用重置開關(guān)以周期性地將所述輸出重置為預(yù)定電平的電荷積累模塊的輸出信號620。圖615也包括圖625，其表示電荷積累模塊的輸出信號，在沒有使用周期性重置并且沒有暫停電荷累積的情況下，例如在延展周期期間。

在感測半周期的延展周期430期間，所述電荷積累模塊的輸入開關(guān)被打開，以致所述電荷積累模塊不繼續(xù)累積電荷。因此，一旦在所述積累周期和延展周期之間的轉(zhuǎn)變處打開所述輸入開關(guān)，所述輸出信號620的值被保持一段時間630。當(dāng)在所述延展周期430內(nèi)發(fā)生重置事件635時，所述重置開關(guān)被閉合，并且所述輸出信號620被重置為預(yù)定的值。如所顯示的，所述預(yù)定的值對應(yīng)于零電壓，但是可以是任何其它適合的值。在所述延展周期期間的時間處，并且隨所述輸出信號到達(dá)所述預(yù)定的值之后，所述重置開關(guān)被再次打開。然而，所述輸出信號保持在所述預(yù)定的值處，直至下一個積累周期425開始。相對照地，圖625顯示了在增大的輸出電壓值中被反映的電荷的實質(zhì)上連續(xù)的累積。

布置600是示出了所述重置操作的數(shù)字邏輯等同體的框圖，其可以使用模擬電路而被執(zhí)行。所述輸入信號(圖625)由采樣和保持(sh)電路605采樣。因為所述采樣和保持電路605在所述正感測半周期和所述負(fù)感測半周期兩者期間采樣，所述電路在所述感測頻率fsense兩倍的頻率處操作。所述樣本被保持，并且在減法器610處被從所述輸入信號中減去，以產(chǎn)生所述電荷積累模塊的所述輸出信號620。

所述采樣和保持電路605的所述采樣操作導(dǎo)致混疊以及在奇數(shù)諧波處的無衰減的敏感性。實際上，來自增大所述adc的所述采樣頻率以及對所述樣本濾波的降低的敏感性的益處通過由使用所述周期性重置引入的敏感性而被減少或否定。

圖6c示出了根據(jù)一個實施例的示例性重置校正模塊。所述布置635提供了所述重置校正模塊225的一個可能的配置。操作所述電荷積累模塊的所述重置開關(guān)的影響可以實質(zhì)上被所述重置校正模塊225減輕。在一些實施例中，所述重置校正模塊225包括采樣和保持電路640，所述采樣和保持電路640在所述電荷積累模塊的所述輸入開關(guān)閉合時(例如，在所述延展周期和積累周期之間的轉(zhuǎn)變之上)對所述輸出信號620采樣。所述采樣和保持(sh)電路640以所述感測頻率fsense的兩倍進(jìn)行采樣。所述加法器645將所述樣本加上輸出信號620的當(dāng)前值，以重構(gòu)來自所述電荷積累模塊的原始輸出波形，其移除由所述重置開關(guān)的操作引起的輸出信號620的干擾產(chǎn)生部分。

在一些實施例中，所述重置校正模塊225可以進(jìn)一步被配置成重置所述樣本，并且在感測半周期的每個突發(fā)的末端處保持所述采樣和保持電路640的值，有效地允許突發(fā)之間的重置。此配置不影響所述輸入裝置的干擾敏感性，因為下采樣在所述突發(fā)的末端處發(fā)生。如在圖6a的所述建模中所看到的，重置操作具有與采樣(注意所述采樣和保持電路605)相似的影響。通過允許重置發(fā)生在所述突發(fā)的末端處(即，最終的下采樣發(fā)生之處)，由再次采樣(使用采樣和保持電路640)引起的混疊仍將發(fā)生。然而，在此階段，所述濾波已經(jīng)被完成，以致所述干擾已經(jīng)被衰減(參見圖5b的圖535)，因此任何量的混疊的干擾能量比如果所述重置校正在(一個或多個)濾波階段之前被執(zhí)行小的多。

圖7示出了根據(jù)一個實施例的電容性感測的方法。一般使用輸入裝置的處理系統(tǒng)執(zhí)行方法700。方法700開始于框705處，在其處所述處理系統(tǒng)發(fā)送包括多個感測半周期的電容性感測信號。在一些實施例中，所述多個感測半周期包括交替的正和負(fù)半周期。

方法700進(jìn)入針對所發(fā)送的電容性感測信號的每個感測半周期的循環(huán)。每個感測半周期可以包括各自的積累周期425和延展周期430。在所述積累周期425內(nèi)，在框710處，所述處理系統(tǒng)對所發(fā)送的電容性感測信號的影響采樣，以產(chǎn)生半周期感測數(shù)據(jù)。在一些實施例中，adc在每個感測半周期期間執(zhí)行多次采樣以便改進(jìn)感測性能，降低較低感測頻率處的敏感性。在框715處，并且在所述積累周期期間，所述處理系統(tǒng)更新反映從所采樣的影響測量的電荷的積累計數(shù)。

在框720處，并且在所述延展周期期間，所述處理系統(tǒng)將所述積累計數(shù)重置為預(yù)定的值。在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)通過閉合所述電荷積累模塊中的重置開關(guān)來執(zhí)行所述重置。在框725處，所述處理系統(tǒng)將重置校正值施加至所述半周期感測數(shù)據(jù)。在一些實施例中，所述重置校正值減輕了由所述重置開關(guān)的操作引起的所述輸入裝置的干擾敏感性。

在框730處，所述處理系統(tǒng)將濾波器施加至所述半周期感測數(shù)據(jù)。所述濾波器包括模擬和/或數(shù)字濾波的一個或更多濾波階段。例如，所述濾波器可以包括(一個或多個)數(shù)字開窗濾波器和/或解調(diào)模塊和/或(一個或多個)下采樣器。在一個實施例中，所述濾波器包括以相同的速率執(zhí)行若干獨立的濾波和/或解調(diào)功能的復(fù)合濾波器。在框735處，所述處理系統(tǒng)使用所濾波的半周期感測數(shù)據(jù)確定針對輸入對象的位置信息。方法700在步驟735的完成之后結(jié)束。

結(jié)論

對在感測半周期期間接收的所發(fā)送的電容性感測信號的影響進(jìn)行過采樣并且執(zhí)行適當(dāng)?shù)哪M和/或數(shù)字濾波能夠改進(jìn)輸入裝置對干擾的免疫。針對包括所述電荷積累模塊內(nèi)的重置功能性的輸入裝置的實施例，所述重置功能性可以操作用以降低或否定由所述過采樣和濾波技術(shù)引起的所述輸入裝置的所述增大的免疫。在一些實施例中，重置校正模塊可以減輕由所述重置功能性引入的頻率敏感性。

因此，此處所提出的實施例和實例被呈現(xiàn)，以便最佳地解釋根據(jù)本技術(shù)的實施例及其特定的應(yīng)用，并且由此使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制作和使用本公開。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到：僅為了例示和實例的目的，前面的描述和實例已被呈現(xiàn)。如所提出的描述不是意在是窮盡的，或者將本公開限制于所公開的精確的形式。

鑒于前面所述,本公開的范圍由隨附的權(quán)利要求確定。

100輸入裝置

110處理系統(tǒng)

120傳感器電極

130按鈕

140輸入對象

150電子系統(tǒng)

160顯示裝置

170感測區(qū)域

200布置

205發(fā)射器電極

210接收器電極

215電荷積累模塊

216輸入開關(guān)

217運算放大器

218反饋電容器

219重置開關(guān)

220adc

225校正模塊

230濾波器模塊

300布置

305積累周期濾波器

310下采樣器

315解調(diào)模塊

319重置開關(guān)

320突發(fā)周期濾波器

325下采樣器

350實現(xiàn)

355復(fù)合濾波器

360下采樣器

400圖

405圖

410感測周期

415感測半周期

420圖

425積累周期

430較長的延展周期

435圖

440樣本

445圖

450周期

505圖

510圖

515圖

520圖

525圖

530圖

535圖

600布置

605電路

610減法器

615圖

620輸出信號

625圖

630周期

635布置

640電路

645加法器

700方法

705框

710框

715框

720框

725框

730框

735框