用矩陣傳感器檢測有源筆的系統和方法
【技術領域】
[0001]本公開的實施例總體涉及電子裝置。
【背景技術】
[0002]包括近距離傳感器裝置(通常也稱為觸摸板或觸摸傳感裝置)的輸入裝置被廣泛地應用在各種各樣的電子系統中。近距離傳感器裝置典型地包括感測區(qū)域，其通常由表面區(qū)別，在該區(qū)域中近距離傳感器裝置確定一個或多個輸入物體的存在、位置和/或移動。近距離傳感器裝置可以被用于為電子系統提供界面。例如，近距離傳感器裝置經常被用作較大計算系統(諸如被集成在或外接到筆記本或臺式電腦的不透明觸摸板)的輸入裝置。近距離傳感器裝置也經常被用在較小計算系統(諸如集成在便攜式電話中的觸摸屏幕)中。

【發(fā)明內容】

[0003]在一個實施例中，披露了一種處理系統，包括:顯示模塊，其構造為驅動顯示信號到多個顯示電極上以更新顯示器；以及傳感器模塊，其構造為與多個傳感器電極通信，其中所述多個傳感器電極包括所述多個顯示電極中的至少一個。所述傳感器模塊構造為:在第一操作模式下操作所述多個傳感器電極的第一部分以接收來自有源輸入裝置的有源輸入信號，并且在第二操作模式下操作所述多個傳感器電極的第二部分以接收與無源輸入裝置相對應的電容感測數據。所述第一和第二部分包括至少一個共同的傳感器電極。
[0004]在另一實施例中，披露了一種輸入裝置，包括:多個傳感器電極，所述多個傳感器電極中的至少之一可操作為更新顯示圖像并且進行輸入感測；以及處理系統，其與所述多個傳感器電極耦接。所述處理系統構造為:在第一操作模式下操作所述多個傳感器電極的第一部分以接收來自有源輸入裝置的有源輸入信號，并且在第二操作模式下操作所述多個傳感器電極的第二部分以接收與無源輸入裝置相對應的電容感測數據。所述第一和第二部分包括至少一個共同的傳感器電極。
[0005]在另外一個實施例中，披露了一種方法，包括:操作多個傳感器電極的第一部分以接收來自有源輸入裝置的有源輸入信號，并且操作所述多個傳感器電極的第二部分以接收與無源輸入裝置相對應的電容感測數據。所述第一和第二部分包括至少一個共同的傳感器電極。所述方法還包括驅動多個顯示電極以更新顯示圖像，其中所述多個傳感器電極包括所述多個顯示電極中的至少之一。
【附圖說明】
[0006]從而，為了可以詳細了解本發(fā)明的上述特點，可以參考實施例獲得上述簡要總結的本公開的更具體的描述，其中一些實施例在附圖中例示。然而，值得注意的是，附圖僅僅例示了本公開的典型實施例，并因此不應被視為限制本公開的范圍，因為本公開可承認其它同樣效果的實施例。
[0007]圖1是根據某些實施例的輸入裝置100的示意性框圖。
[0008]圖2A-2D示出了根據某些實施例的構造為在與圖案相關聯的感測區(qū)域170中感測的感測元件124的示例性圖案的一部分。
[0009]圖3示出了根據一個實施例的接收來自有源輸入裝置的輸入的傳感器電極的操作。
[0010]圖4A示出了根據一個實施例的接收來自有源和無源輸入裝置的輸入的操作傳感器電極的方法。
[0011]圖4B示出了根據一個實施例的確定有源輸入裝置的位置的操作傳感器電極的方法。
[0012]圖4C示出了根據一個實施例的確定無源輸入裝置的位置的操作傳感器電極的方法。
[0013]為了便于理解，盡可能使用相同的附圖標記指示各圖中共同的相同元件?？梢灶A見到在一個實施例中公開的元素可以被有益地用于其它實施例而無需特別指明。除非明確說明，這里參考的附圖不應被理解為按比例繪制。另外，為了清晰地圖示和說明，附圖經常被簡化并且省略細節(jié)或組件。附圖和討論用于解釋下面討論的原理，其中同樣的標記指示同樣的元素。
【具體實施方式】
[0014]接下來的詳細描述在本質上僅僅是示例性的，而非限制本公開或其應用和用途。此外，無意于通過前述技術領域、【背景技術】、
【發(fā)明內容】
或接下來的詳細描述中所呈現的任何明示或暗示的理論限定本發(fā)明。
[0015]本技術的各個實施例提供了用于提高可用性的輸入裝置和方法。
[0016]公開了用于協調有源和無源輸入感測的技術。具體地，各種技術可以被用于利用處理系統解決來自有源輸入裝置的通信信道和位置輸入的問題，該處理系統也構造為接收來自無源輸入裝置的輸入。在某些情況下，這些布置可以被用于大致利用同樣的感測硬件實施方式(例如，共享傳感器電極)在特定的感測時間窗口(諸如離散感測幀)內進行有源的和無源輸入感測。在某些情況下，感測元件被包括在基于無源輸入的輸入裝置內，并且該布置可以被用于在操作上使輸入裝置適應于(也)接收來自有源輸入裝置的輸入。
[0017]圖1是根據本技術的實施例的輸入裝置100的示例性框圖。在一個實施例中，輸入裝置100包括顯示裝置，顯示裝置包含集成感測裝置。盡管本公開所例示的實施例被示出為與顯示裝置集成在一起，但應該預計到本發(fā)明也可在不與顯示裝置集成的輸入裝置中來實施。輸入裝置100可構造為向電子系統150提供輸入。如本文檔中所使用的那樣，術語“電子系統”(或“電子裝置”)廣義上是指能夠以電子方式處理信息的任何系統。電子系統的一些非限制實例包括各種尺寸和形狀的個人電腦，諸如臺式計算機、便攜式計算機、上網本、平板電腦、網絡瀏覽器、電子書閱讀器以及個人數字助理(PDA)等。另外的實例電子系統包括復合輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨立的操作桿或鍵盤開關的物理鍵盤。其它實例電子系統包括外圍設備，諸如數據輸入裝置(包括遙控器和鼠標)和數據輸出裝置(包括顯示屏和打印機)。其它實例包括遠程終端、自助服務終端和視頻游戲機(例如，視頻游戲控制器、便攜式游戲裝置等)。其它實例包括通信裝置(包括便攜式電話，諸如智能電話)和媒體設備(包括記錄儀、編輯器和諸如電視機、機頂盒、音樂播放器、數碼相框以及數碼相機等的播放器)。另外，電子系統可以是主機或輸入裝置的從屬設備。
[0018]輸入裝置100可以被實施為電子系統的物理部分，或者可以與電子系統在物理上分離。視情況而定，輸入裝置100可以利用下述的任何一項或多項與電子系統的某些部分通信:總線、網絡以及其它有線或無線互連。實例包括I2C、SP1、PS/2，通用串聯總線(USB)、藍牙、RF以及IrDA。
[0019]在圖1中，輸入裝置100被顯示為近距離傳感器裝置(也經常被稱為“觸摸板”或“觸摸傳感器裝置”)，其構造為感測在感測區(qū)域170中由一個或多個輸入物體140提供的輸入。實例輸入物體包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[0020]感測區(qū)域170包含輸入裝置100上方、周圍、內部和/或附近的任何空間，在感測區(qū)域170中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如，由一個或多個輸入物體140提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)域的尺寸、形狀和位置可隨著實施例的不同而大不相同。在某些實施例中，感測區(qū)域170從輸入裝置100的表面沿一個或多個方向延伸到直到信噪比足夠阻止精確物體檢測的空間。在各種實施例中，此感測區(qū)域170沿特定方向延伸到的距離可以為小于毫米、數毫米、數厘米或更大的數量級，并且可以隨著所應用的感測技術的類型和期望的精確度而顯著變化。因此，某些實施例感測輸入，該輸入包括未與輸入裝置100的任何表面接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如，觸摸表面)接觸、與以某些量的作用力或壓力耦合于輸入裝置100的輸入表面接觸和/或上述的組合。在各種實施例中，可以由安置傳感器電極的殼體的表面、在傳感器電極或任何殼體等上施加的面板提供輸入表面。在某些實施例中，感測區(qū)域170當投射到輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。
[0021]輸入裝置100可以利用傳感器部件和感測技術的任意組合來檢測感測區(qū)域170中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的多個感測元件124。感測元件124包括多個傳感器電極120和一個或多個柵極122。作為若干個非限制性的實例，輸入裝置100可以使用電容性的、介電性的、電阻性的、電感的、磁聲的、超聲的和/或光學的技術。
[0022]某些實施方式構造為提供跨越一維、兩維、三維或更高維空間的圖像。某些實施方式構造為提供沿著特定軸線或平面的輸入的投影。
[0023]在輸入裝置100的某些電阻性實施方式中，可彎曲且導電的第一層被一個或多個間隔元件而與導電的第二層分離。在操作過程中，穿過這些層產生一個或多個電壓梯度。按壓可彎曲的第一層可以使它充分偏轉以在各層之間產生電接觸，得到反映各層之間接觸點(數個點)的電壓輸出。這些電壓輸出可以被用于確定位置信息。
[0024]在輸入裝置100的某些電感性實施方式中，一個或多個感測元件124收集由諧振線圈或一對線圈感應的回路電流。那么電流的振幅、相位和頻率的某些組合可以被用于確定位置信息。
[0025]在輸入裝置100的某些電容性實施方式中，電壓或電流被施加以產生電場。附近的輸入物體弓I起電場的改變，并且產生電容耦合的可檢測的改變，其可以被檢測為電壓、電流等的改變。
[0026]某些電容性實施方式利用電容性感測元件124的陣列或其它規(guī)則的或不規(guī)則的圖案產生電場。在某些電容性實施方式中，單獨的感測元件124可以一起被歐姆短路以形成較大的傳感器電極。某些電容性實施方式利用電阻性的片材，其可以是電阻均勻性。
[0027]如上面所討論的，某些電容性實施方式基于傳感器電極120與輸入物體之間的電容耦合的變化而采用“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在各種實施例中，傳感器電極120附近的輸入物體改變傳感器電極120附近的電場，從而改變所測量的電容耦合。在一個實施方式中，絕對電容感測方法通過相對于參考電壓(例如，系統接地)調制傳感器電極120，并且檢測傳感器電極120與輸入物體140之間的電容耦合來進行操作。
[0028]此外如上所述，某些電容性實施方式基于傳感器電極120之間的電容耦合的變化而采用“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在各種實施例中，傳感器電極120附近的輸入物體140改變傳感器電極120之間的電場，從而改變所測量的電容親合。在一個實施方式中，跨電容感測方法如下所進一步描述的通過檢測一個或多個發(fā)射器傳感器電極(也稱為“發(fā)射器電極”)與一個或多個接收器傳感器電極(也稱為“接收器電極”)之間的電容耦合來進行操作。發(fā)射器傳感器電極可以被相對于參考電壓(例如，系統接地)調制以發(fā)送發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可相對于參考電壓大體保持恒定以便于結果信號的接收。結果信號可包括相應于一個或多個發(fā)射器信號和/或一個或多個環(huán)境干擾源(例如，其它電磁信號)的影響(數個影響)。傳感器電極120可以是專用的發(fā)射器電極或接收器電極，或者可以構造為既可發(fā)送又可接收。
[0029]在圖1中，處理系統110被示為輸入裝置100的一部分。處理系統110構造為操作輸入裝置100的硬件來檢測在感測區(qū)域170中的輸入。處理系統110包括一個或多個集成電路(IC)的部分或全部和/或其它電路部件。(例如，對于互電容傳感器裝置的處理系統可以包括構造為用發(fā)射器傳感器電極發(fā)送信號的發(fā)射器電路，和/或構造為用接收器傳感器電極接收信號的接收器電路。)在某些實施例中，處理系統110還包括電子可讀指令，諸如固件代碼、軟件代碼和/或其它等等。在某些實施例中，組成處理系統110的部件被定位在一起，諸如靠近輸入裝置100的感測元件(數個感測元件)124。在其它實施例中，處理系統110的部件在物理上分離，其中一個或多個部件靠近輸入裝置100的感測元件(數個感測元件)124，并且一個或多個部件在別處。例如，輸入裝置100可以是耦接到臺式計算機的外圍設備，并且處理系統110可以包括構造為在臺式計算機的中央處理單元上運行的軟件和與中央處理單元分離的一個或多個IC (也許帶有關聯的固件)。作為另一實例，輸入裝置100可以在物理上被集成在電話中，并且處理系統110可以包括電路和固件，其是電話的主處理器的一部分。在某些實施例中，處理系統I1專用于實施輸入裝置100。在其它實施例中，處理系統110也執(zhí)行其它功能，諸如操作顯示屏、驅動觸覺致動器等。
[0030]處理系統110可以被實施為一組模塊，其操縱處理系統110的不同功能。每個模塊可以包括作為處理系統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。模塊實例包括用于操作諸如傳感器電極和顯示屏等硬件的硬件操作模塊、用