用于降低輸入裝置中干擾的影響的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 本申請請求2012年9月5日提交的美國發(fā)明專利申請序列號13/603,756的優(yōu)先 權(quán)，其通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明一般設(shè)及電子裝置，更特別地，設(shè)及輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 包括接近傳感器裝置的輸入裝置（還通常稱為觸摸板或觸摸傳感器裝置）廣泛用 于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括通常由表面區(qū)分的感測區(qū)域，在其中接近 傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可用于為 電子系統(tǒng)提供接口。例如，接近傳感器裝置通常作為輸入裝置用于較大計算系統(tǒng)（諸如集 成在或外設(shè)于筆記本或臺式計算機的不透明觸摸板、或諸如與顯示屏集成的透明傳感器裝 置W提供觸摸屏接口）。
[0004] 多個接近傳感器裝置使用電容性技術(shù)來感測輸入對象。接近傳感器裝置可典型地 并入曲線（profile)電容性傳感器或電容性圖像傳感器。電容性曲線傳感器在多個軸（例 如，X和y)之間交替，而電容性圖像傳感器掃描多個發(fā)射器行，W生成關(guān)聯(lián)于輸入對象的 "像素"的更詳細的電容性"圖像"。盡管電容性圖像傳感器在多個方面有利，但某些實現(xiàn)特 別易受各種類型的干擾，包括各種類型的噪聲，的影響。
[0005] 干擾能夠來自各種源，包括顯示器背光、電源、無線通信裝置等。盡管現(xiàn)在許多傳 感器包括濾波，其可有效移除許多類型的干擾，問題仍存在于識別和/或移除某些類型的 干擾。某些接近傳感器裝置中可能有問題的一種類型的干擾稱為"調(diào)和噪聲"。在某些傳感 器裝置中調(diào)和噪聲的一個典型的源是附近的顯示屏，諸如用于許多觸摸屏幕實現(xiàn)中的液晶 顯示器（LCD)。
[0006] 一般而言，調(diào)和噪聲是一種類型的干擾，其在感測區(qū)之上在空間上相對均勻，但隨 時間幾乎隨機變化。特別地，因為許多圖像類型傳感器裝置W逐行或逐列為基礎(chǔ)接收信號， 其中每一行或列在不同的時刻接收信號，傳感器數(shù)據(jù)中的每一行或列能夠均勻地W隨機量 上下變動。該產(chǎn)生行-對-行或列-對-列變量，其可負面影響圖像接近傳感器裝置的性 能。
[0007] 因此，盡管電容性圖像接近傳感器裝置在許多方面有利，仍然存在改進該類裝置 的性能的持續(xù)的需求。例如，改進該類傳感器的靈敏度或改進傳感器對各種類型的干擾，包 括各種類型的調(diào)和噪聲，的抗性。
[0008] 結(jié)合附圖和前述技術(shù)領(lǐng)域及【背景技術(shù)】，其他合意的特征和特性將從后續(xù)詳細描述 和所附權(quán)利要求中顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的實施例提供裝置和方法，其促進改進的輸入裝置性能。具體地，該裝置和 方法提供對干擾對輸入裝置的影響的改進抗性，特別地，對調(diào)和噪聲對接近傳感器（其使 用電容性技術(shù)來生成傳感器值的圖像）的影響的改進抗性。該裝置和方法通過利用傳感器 值的圖像和傳感器值的一個或多個曲線提供對接口的影響的改進抗性。傳感器值的圖像與 傳感器值的一個或多個曲線結(jié)合來生成傳感器值的修正圖像，該修正圖像具有降低的因噪 聲引起的誤差。因噪聲引起的誤差的降低能夠改進輸入裝置的精度和性能。
[0010] 在一個實施例中，為具有多個傳感器電極的輸入裝置提供處理系統(tǒng)，其中該處理 系統(tǒng)包括傳感器模塊和確定模塊。該傳感器模塊包括傳感器電路，其配置成操作多個傳感 器電極來捕獲第一結(jié)果信號和第二結(jié)果信號。該確定模塊配置成從第一結(jié)果信號生成傳感 器值的第一圖像，其中傳感器值的第一圖像具有與沿第一軸在不同時間捕獲的第一結(jié)果信 號關(guān)聯(lián)的第一誤差。該確定模塊進一步配置成從第二結(jié)果信號生成傳感器值的第一曲線， 其中傳感器值的第一曲線具有第二誤差。該確定模塊進一步配置成基于傳感器值的第一圖 像和傳感器值的第一曲線生成傳感器值的修正圖像，該傳感器值的修正圖像具有與第一誤 差相比降低的誤差。通過提供具有降低的誤差的修正圖像，該處理系統(tǒng)提供對干擾的影響 的改進抗性，特別地，提供對調(diào)和噪聲的影響的改進抗性，并且因此能夠為該輸入裝置提供 改進的性能。
[0011] 在另一實施例中，輸入裝置包括多個傳感器電極，其配置成電容性地檢測感測區(qū) 域中的輸入對象；W及處理系統(tǒng)，其可操作地禪合于多個傳感器電極。該處理系統(tǒng)配置成操 作多個傳感器電極來捕獲第一結(jié)果信號和第二結(jié)果信號。該處理系統(tǒng)進一步配置成從第一 結(jié)果信號生成傳感器值的第一圖像，其中傳感器值的第一圖像具有與沿第一軸在不同時間 捕獲的第一結(jié)果信號關(guān)聯(lián)的第一誤差。該處理系統(tǒng)進一步配置成從第二結(jié)果信號生成傳感 器值的第一曲線，其中傳感器值的第一曲線具有第二誤差。該處理系統(tǒng)進一步配置成基于 傳感器值的第一圖像和傳感器值的第一曲線生成傳感器值的修正圖像，該傳感器值的修正 圖像具有與第一誤差相比降低的誤差。通過提供具有降低的誤差的修正圖像，該輸入裝置 因此提供對干擾的影響的改進抗性，特別地，提供對調(diào)和噪聲的影響的改進抗性，并且因此 能夠為該輸入裝置提供改進的性能。
【附圖說明】
[0012] 本發(fā)明優(yōu)選的示例性實施例將在下文結(jié)合附圖描述，其中相似標號表示相似元 素，并且：
[0013] 圖1為示例性系統(tǒng)的框圖，其包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的輸入裝置；
[0014] 圖2A和2B為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的傳感器電極的框圖；
[00巧]圖3A-3E為傳感器值的示例性圖像和曲線的圖形表示；
[0016] 圖4為描述根據(jù)本發(fā)明的實施例的處理系統(tǒng)的概念性框圖擬及
[0017] 圖5為根據(jù)本發(fā)明的實施例的傳感器值的示例性修正圖像的圖形表示。
【具體實施方式】
[0018] 如下詳細描述本質(zhì)上僅僅是示例性的，并非意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使 用。此外，不存在由前述技術(shù)領(lǐng)域，【背景技術(shù)】，
【發(fā)明內(nèi)容】
或如下詳細描述中提出的任何表達 或暗示的理論來約束的意圖。
[0019] 本發(fā)明各種實施例提供促進改進的可用性的輸入裝置和方法。圖1為根據(jù)本發(fā)明 的實施例的示例性輸入裝置100的框圖。輸入裝置100可配置成提供輸入至電子系統(tǒng)（未 示出）。如在本文中使用的，術(shù)語"電子系統(tǒng)"（或"電子裝置"）廣義指能夠電子地處理信 息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的某些非限制示例包括所有大小和形狀的個人計算機，諸如臺式 計算機、膝上型計算機、上網(wǎng)本計算機、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（PDA)。其他的示例電子系統(tǒng)包括復合型輸入裝置，諸如物理鍵盤，其包括輸入裝置100 和獨立的操縱桿或鍵開關(guān)。另外的示例電子系統(tǒng)包括外圍裝置，諸如數(shù)據(jù)輸入裝置（包括 遠程控制和鼠標），W及數(shù)據(jù)輸出裝置（包括顯示屏幕和打印機）。其他示例包括遠程終 端、信息亭和視頻游戲機（例如，視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置等）。其他示例包括通信 裝置（包括蜂窩電話，諸如智能電話）和媒體裝置（包括錄音機、編輯器和諸如電視的播放 器、機頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機）。另外，電子系統(tǒng)可為輸入裝置的主機或 從機。
[0020] 輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部件，或者能夠與電子系統(tǒng)在物理上分 離。視情況而定，輸入裝置100可使用下列的任一個或多個與電子系統(tǒng)的部件進行通信：總 線、網(wǎng)絡(luò)和其他有線或無線互連。示例包括1古、5?1、？5/2、通用串行總線扣58)、藍牙、1?尸和 IRDAo
[0021] 圖1中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置（又常常稱作"觸摸板"或"觸摸傳 感器裝置"），其配置成感測由一個或多個輸入對象140在感測區(qū)120中提供的輸入。示例 輸入對象包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[002引感測區(qū)120包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中輸 入裝置100能夠檢測用戶輸入（例如由一個或多個輸入對象140所提供的用戶輸入）。特 定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可W逐個實施例極大地改變。在一些實施例中，感測區(qū)120沿 一個或多個方向從輸入裝置100的表面延伸到空間中，直到信噪比阻止充分準確的對象檢 巧。。在各個實施例中，該個感測區(qū)120沿特定方向所延伸的距離可W是大約小于一毫米、數(shù) 毫米、數(shù)厘米或者更多，并且可隨所使用的感測技術(shù)的類型和期望的精度而極大地改變。因 此，一些實施例感測輸入，其中輸入包括沒有與輸入裝置100的任何表面相接觸、與輸入裝 置100的輸入表面（例如觸摸表面）相接觸、與禪合某個量的外加力或壓力的輸入裝置100 的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各種實施例中，輸入表面可由傳感器電極所在的 殼體的表面、由施加在傳感器電極或者任何殼體之上的面板等來提供。在一些實施例中，感 測區(qū)120在投射到輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。
[0023] 輸入裝置100可利用電容性感測來檢測感測區(qū)120中的用戶輸入。為促進電容性 感測，輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的一個或多個感測電極。
[0024] 一些實現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、=維或更高維的空間的圖像。一些實現(xiàn)配置 成提供輸入沿特定軸或平面的投影。
[00巧]在輸入裝置100的一些電容性實現(xiàn)中，施加電壓或電流W創(chuàng)建電場。附近的輸入 對象引起電場的變化，并且產(chǎn)生電容性禪合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化來 被檢測。
[0026] -些電容性實現(xiàn)利用電容性感測元件的陣列或者其他規(guī)則或不規(guī)則圖案來創(chuàng)建 電場。在一些電容性實現(xiàn)中，獨立感測元件可歐姆地短接在一起，W便形成更大傳感器電 極。一些電容性實現(xiàn)利用電阻片，其可w是電阻均勻的。
[0027] 根據(jù)本文描述的實施例，輸入裝置配置成利用"跨電容性"感測方法。跨電容性感 測方法，有時稱為"互電容"，是基于傳感器電極之間的電容性禪合的變化。在各種實施例 中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極之間的電場，從而改變所測量電容性禪合。 在一個實現(xiàn)中，跨電容性感測方法通過檢測一個或多個發(fā)射器傳感器電極（又稱作"發(fā)射 器電極"或"發(fā)射器"）與一個或多個接收器傳感器電極（又稱作"接收器電極"或"接收 器"）之間的電容性禪合來進行操作。發(fā)射器傳感器電極可相對于基準電壓（例如系統(tǒng)地） 來調(diào)制，W傳送發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可相對于基準電壓保持大體恒定，W促進結(jié) 果信號的接收。結(jié)果信號可包括與一個或多個發(fā)射器信號、一個或多個導電輸入對象、和/ 或與一個或多個環(huán)境干擾源（例如其他電磁信號）對應(yīng)的（一個或多個）影響。傳感器電 極可W是專用發(fā)射器或接收器，或者可配置成既傳送又接收。
[0028] 相反，絕對電容感測方法，有時稱為"自電容"，是基于傳感器電極和輸入對象之間 的電容性禪合的變化。在各種實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極附近 的電場，從而改變所測量電容性禪合。在一個實現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對基準電壓 (例如系統(tǒng)地）調(diào)制傳感器電極W在傳感器電極上生成結(jié)果信號來進行操作。在該種情況 下，在傳感器電極上接收的結(jié)果信號由那