驅(qū)動傳感器電極用于接近感測的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 實(shí)施例一般涉及輸入感測，并且更具體地，涉及通過驅(qū)動傳感器電極用于接近感 測來進(jìn)行的輸入感測。
【背景技術(shù)】
[0002] 包括接近傳感器裝置（也通常被稱為觸摸墊或觸摸傳感器裝置）的輸入裝置廣泛 應(yīng)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)，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(yùn)動。輸入對象可以處于或靠 近接近傳感器裝置的表面（"觸摸感測"）或者懸浮在接近傳感器裝置的表面上（"接近感 測"或"懸浮感測"）。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 置通常用作較大計(jì)算系統(tǒng)的輸入裝置（諸如集成在或外設(shè)于筆記本或桌上型電腦的觸摸 墊）。接近傳感器裝置也經(jīng)常用于較小計(jì)算系統(tǒng)中（諸如集成在蜂窩電話或平板電腦中的 觸摸屏）。
[0003] 接近傳感器裝置可以測量涉及輸入對象在傳感器裝置的感測區(qū)中的存在的互電 容（或"跨電容"）變化。給定感測區(qū)的陣列，跨電容感測可用于產(chǎn)生電容性圖像，從其中一 個或多個輸入對象可以在給定時間被分辨。然而，由于輸入對象和接近傳感器裝置表面之 間的距離增加（例如接近或懸浮感測），跨電容能夠產(chǎn)生不太可靠的結(jié)果。
[0004] 作為跨電容的備選，接近傳感器裝置可以測量涉及輸入對象在感測區(qū)中的存在的 自電容（或"絕對電容"）變化。感測絕對電容的變化相比感測跨電容的變化提供更好的接 近感測。然而，寄生電容限制接近傳感器裝置檢測絕對電容變化的能力。若讓它失控，寄生 電容可以導(dǎo)致重要信號丟失，這限制接近傳感器裝置可以在其中檢測接近的對象的可靠距 離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 實(shí)施例一般提供驅(qū)動傳感器來檢測接近對象的處理系統(tǒng)、輸入裝置及方法。在一 個實(shí)施例中，處理系統(tǒng)包括：包括傳感器電路的傳感器模塊，傳感器模塊配置成：在第一時 間段期間，驅(qū)動第一批多個傳感器電極的第一傳感器電極用于絕對電容性感測、以基準(zhǔn)信 號驅(qū)動第一批多個傳感器電極的第二傳感器電極、以及以防護(hù)信號驅(qū)動第二批多個傳感器 電極的至少一個傳感器電極，來獲得第一傳感器電極和接近第一傳感器電極的至少一個輸 入對象之間的第一電容變化；以及確定模塊，其配置成至少部分地基于傳感器模塊獲得的 電容變化來確定至少一個輸入對象的位置信息。
[0006] 在一個實(shí)施例中，驅(qū)動傳感器電極用于電容性感測的方法，包括：在第一時間段期 間，驅(qū)動第一批多個傳感器電極的第一傳感器電極用于絕對電容性感測、以基準(zhǔn)信號驅(qū)動 第一批多個傳感器電極的第二傳感器電極、以及以防護(hù)信號驅(qū)動第二批多個傳感器電極的 至少一個傳感器電極，來獲得第一傳感器電極和接近第一傳感器電極的至少一個輸入對象 之間的第一電容變化；以及至少部分地基于傳感器模塊獲得的電容變化來檢測至少一個輸 入對象。
[0007] 在一個實(shí)施例中，輸入裝置包括：第一批多個傳感器電極以及與第一批多個傳感 器電極垂直的第二批多個傳感器電極；耦合至第一批和第二批多個傳感器電極的處理系 統(tǒng)，處理系統(tǒng)配置成：在第一時間段期間，驅(qū)動第一批多個傳感器電極的第一傳感器電極用 于絕對電容性感測、以基準(zhǔn)信號驅(qū)動第一批多個傳感器電極的第二傳感器電極、以及以防 護(hù)信號驅(qū)動第二批多個傳感器電極的至少一個傳感器電極，來獲得第一傳感器電極和接近 第一傳感器電極的至少一個輸入對象之間的第一電容變化；以及至少部分地基于傳感器模 塊獲得的電容變化來檢測該至少一個輸入對象。
【附圖說明】
[0008] 為了使上述特征能夠以詳細(xì)的方式來理解，通過參考實(shí)施例作出在上面簡要總結(jié) 的、更具體的描述，其中一些實(shí)施例在附圖中例示。但要注意，由于可容許其他相等地有效 的實(shí)施例，這些附圖僅例示典型實(shí)施例，不應(yīng)因此被認(rèn)為對其范圍的限定。
[0009] 圖1是依照示例實(shí)現(xiàn)的、包括輸入裝置的系統(tǒng)的框圖。
[0010] 圖2是依照示例實(shí)現(xiàn)的、描繪用于輸入裝置的電容性傳感器裝置的框圖。
[0011] 圖3示出依照示例實(shí)現(xiàn)的、具有兩個傳感器電極和一個外部對象的傳感器的簡化 模型。
[0012] 圖4是依照示例實(shí)現(xiàn)的、描繪電容性傳感器裝置的框圖。
[0013] 圖5是描繪在示例實(shí)現(xiàn)中驅(qū)動傳感器電極用于電容性感測的方法的流程圖。
[0014] 圖6是描繪在示例實(shí)現(xiàn)中驅(qū)動傳感器電極用于電容性感測的另一方法的流程圖。
[0015] 圖7是描繪在示例實(shí)現(xiàn)中驅(qū)動傳感器電極用于電容性感測的另一方法的流程圖。
[0016] 圖8示出依照示例實(shí)現(xiàn)的、另一個電容性感測裝置。
[0017] 圖9A-9C、10A-10D以及11A-11B示出依照示例實(shí)現(xiàn)的、各種激勵方案的激勵周期。
[0018] 為促進(jìn)理解，已盡可能使用同樣的參考標(biāo)號來標(biāo)明對附圖而言是共同的同樣元 件。應(yīng)預(yù)期到，一個實(shí)施例中的元件可以獲益地并入到其他實(shí)施例中。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下列詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示范性的，并不意圖限制實(shí)施例或這類實(shí)施例的應(yīng)用 和使用。而且，不存在由在先技術(shù)領(lǐng)域、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或下面【具體實(shí)施方式】中提出的、 任何表達(dá)的或暗示的理論所約束的意圖。
[0020] 各種實(shí)施例提供促進(jìn)接近感測中改進(jìn)的可靠性的輸入裝置和方法。在一個示例 中，輸入裝置可以包括傳感器裝置，其使用兩組不平行的傳感器電極。傳感器裝置利用傳感 器電極來形成感測區(qū)，在其中觸摸輸入裝置表面、或懸浮于表面上的輸入對象能夠被檢測 (一般稱為"接近感測")。在感測區(qū)外，信噪比阻礙傳感器裝置可靠地檢測輸入對象。傳感 器裝置可以依照不同激勵方案驅(qū)動傳感器電極來檢測在感測區(qū)內(nèi)不同區(qū)域的輸入對象。
[0021] 例如，感測區(qū)可以被分為第一區(qū)域和第二區(qū)域。被稱為"近場區(qū)域"的第一區(qū)域處 于傳感器裝置的表面和第二區(qū)域之間。第二區(qū)域被稱為"遠(yuǎn)場區(qū)域"。傳感器裝置可以使用 不同的激勵方案，其中一些相比另一個區(qū)域更可靠地檢測在一個區(qū)域中的輸入對象。傳感 器裝置可以使用一個或多個激勵方案來檢測近場區(qū)域中的輸入對象。傳感器裝置可以使用 進(jìn)行操作來減輕信號衰減的一個或多個不同的激勵方案，來檢測遠(yuǎn)場區(qū)域中的輸入對象。 本文描述的示例遠(yuǎn)場激勵方案延伸感測區(qū)，增加傳感器在其中能夠檢測輸入對象的可靠距 離。傳感器裝置可以依所確定的度量在激勵方案之間動態(tài)切換。如下進(jìn)一步描述這些以及 進(jìn)一步的方面。
[0022] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是依照實(shí)施例的、示例性輸入裝置100的框圖。在各種實(shí)施例 中，輸入裝置100包括感測裝置以及可選地顯示裝置160。在其他實(shí)施例中，輸入裝置100 包括具有集成感測裝置（諸如電容性感測裝置）的顯示裝置160。輸入裝置100可配置成 向電子系統(tǒng)（未示出）提供輸入。如本文檔所使用的，術(shù)語"電子系統(tǒng)"（或"電子裝置"） 廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性示例包括各種大小和 形狀的個人計(jì)算機(jī)，諸如桌上型電腦、膝上型電腦、上網(wǎng)本電腦、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)。另外的示例電子系統(tǒng)包括復(fù)合型輸入裝置，諸如包括 輸入裝置100和獨(dú)立操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。進(jìn)一步的示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù) 輸入裝置（包括遙控器和鼠標(biāo)）和數(shù)據(jù)輸出裝置（包括顯示屏幕和打印機(jī)）之類的外圍設(shè) 備。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭、以及視頻游戲機(jī)（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（包括諸如智能電話之類的蜂窩電話）和媒體裝置（包 括錄音機(jī)、編輯器和諸如電視機(jī)的播放器、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī)）。另 外，電子系統(tǒng)可以是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
[0023] 輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部件，或能夠與電子系統(tǒng)物理地分離。 視情況而定，輸入裝置100可使用下列項(xiàng)的任一個或多個與電子系統(tǒng)的部件通信：總線、網(wǎng) 絡(luò)以及其他有線或無線互連（包括串行和/或并行連接）。示例包括I 2c、SPI、PS/2、通用 串行總線（USB)、藍(lán)牙、RF以及IRDA。
[0024] 在圖1描繪的實(shí)施例中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置（也通常被稱為"觸 摸墊"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140包括如圖1所示的手指和觸控筆。
[0025] 感測區(qū)120覆蓋顯示裝置160的顯示屏，并包含在輸入裝置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提供的用戶輸入）。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可以逐個實(shí)施例極大地改 變。在一些實(shí)施例中，感測區(qū)120從輸入裝置100的表面沿一個或多個方向延伸到空間中， 直至信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對象檢測。這個感測區(qū)120沿特定方向延伸的距離，在各種實(shí) 施例中，可以大約少于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米、或更多，而且可隨所使用的感測技術(shù)的類型 和期望的精度而顯著變化。因此，一些實(shí)施例感測輸入，其包括與輸入裝置100任何表面無 接觸、與輸入裝置100的輸入表面（例如觸摸表面）相接觸、與耦合一定量外加力或壓力的 輸入裝置100的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各種實(shí)施例中，輸入表面可由傳感 器電極位于其中的殼體的表面來提供，由應(yīng)用在傳感器電極或任何殼體之上的面板來提供 等。在一些實(shí)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。面 板（例如LCD透鏡）可以為輸入對象提供有用的接觸表面。
[0026] 輸入裝置100可使用傳感器組件和感測技術(shù)的任何組合來檢測感測區(qū)120中的用 戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的一個或多個感測元件。一些實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入 的投影。光標(biāo)、菜單、列表和項(xiàng)目可被顯示為圖形用戶界面的一部分，并可被縮放、定位、選 擇、滾動或移動。
[0027] 在輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中，電壓或電流被施加來產(chǎn)生電場。附近的輸 入對象導(dǎo)致電場的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化 而被檢測。
[0028] 一些電容性實(shí)現(xiàn)使用電容性感測元件150 (諸如傳感器電極）的陣列或其他規(guī)則 或不規(guī)則的圖案來產(chǎn)生電場。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立感測元件150可歐姆地短接在一 起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片（例如，可以包括諸如ITO等的 電阻材料），其可以是電阻均勻的。
[0029] -些電容性實(shí)現(xiàn)利用基于傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合的變化的