用于矩阵传感器的目标跨电容感测制造技术

本文所述的实施例包括具有电容感测装置的显示装置、处理系统以及用于使用电容感测装置来检测输入物体的存在的方法。在一个实施例中，显示装置包括以矩阵设置的多个传感器电极。处理系统采用传感器电极矩阵来执行绝对电容感测。当使用绝对电容感测技术来检测感兴趣区域时，处理系统使用感兴趣区域中的传感器电极的所选子集来执行目标跨电容感测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的实施例一般涉及用于触摸感测的方法和设备，以及更具体来说涉及具有配置成跨电容感测的矩阵传感器的电容触摸感测装置及其使用方法。
技术介绍
包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛用于多种电子系统中。接近传感器装置通常包括常常通过表面来区分的感测区，其中接近传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来提供电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置(例如笔记本或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小计算系统(例如蜂窝电话中集成的触摸屏)中。
技术实现思路
本文所述的实施例包括具有电容感测装置的显示装置、处理系统以及用于检测电容感测装置的感测区中的输入物体的方法，其全部包括以矩阵设置的多个传感器电极。各传感器电极可包括一个或多个公共电极，其配置用于触摸感测和显示更新两者。在一个实施例中，显示装置包括多个传感器电极，以及处理系统配置成耦合到多个传感器电极。处理系统配置成调制多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且基于绝对电容的所确定变化来选择多个传感器电极的子集。传感器电极的子集可少于多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极。处理系统还配置成驱动第一传感器电极，并且采用第二传感器电极进行接收，以确定第一传感器电极与第二传感器电极之间的跨电容的变化。处理系统配置成基于跨电容的变化来确定电容感测装置的感测区中的输入物体的位置信息。在另一个实施例中，提供一种处理系统，其配置成驱动具有以矩阵设置的多个传感器电极的电容感测装置。处理系统可包括具有传感器电路的传感器模块，传感器电路配置成调制多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且基于绝对电容的所确定变化来选择多个传感器电极的子集。传感器电极的所选子集可少于多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极。传感器模块还配置成驱动至第一传感器电极，并且采用第二传感器电极进行接收，以确定第一传感器电极与第二传感器电极之间的跨电容的变化。处理系统还包括确定模块，其配置成基于跨电容的变化来确定电容感测装置的感测区中的输入物体的位置信息。在另一个实施例中，提供一种用于确定具有以矩阵设置的多个传感器电极的电容感测装置的感测区中的输入物体的方法。该方法包括采用电信号来调制多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且基于绝对电容的所确定变化来选择多个传感器电极的子集。所选子集可少于多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极。该方法还包括驱动第一传感器电极，并且采用第二传感器电极进行接收，以确定第一传感器电极与第二传感器电极之间的跨电容的变化。附图说明为了能够详细了解本专利技术的上述特征的方式，可参照实施例进行以上概述的本专利技术的更具体描述，在附图中示出实施例的一部分。但是要注意，附图仅示出本专利技术的典型实施例，并且因此不是要被理解为限制其范围，因为本专利技术可容许其他同样有效的实施例。图1是按照本文所述的一个实施例、集成到示范显示装置中的输入装置的示意框图。图2示出按照本文所述的一个实施例、可用于图1的输入装置中的传感器元件的简化示范阵列。图3A和图3B是按照本文所述的实施例、配置用于操作在跨电容操作模式的传感器电极的简化示意平面图。图4A是按照本公开的一个实施例、执行“伪跨电容”感测的输入装置的截面部分示意图。图4B是按照本公开的一个实施例、执行跨电容感测的输入装置100的截面部分示意图。图5是按照本公开的一个实施例、用于检测电容感测区中的输入物体的存在的方法的流程图。为了便于理解，相同的参考标号在可能的情况下用于表示附图共同的相同元件。考虑到一个实施例中公开的元件可有利地用于其他实施例而无需具体说明。这里所参照的附图不应当被理解为按比例绘制，除非另加说明。另外，为了呈现和说明的清楚起见，附图通常经过简化并且省略细节或组件。附图和论述用于说明以下所述的原理，其中相似标号表示相似元件。具体实施方式本技术的各个实施例提供用于改进可用性的输入装置和方法。具体来说，用于电容感测的电极矩阵可集成到输入装置的显示面板中。在一个实施例中，矩阵传感器能够实现与显示更新功能性完全重叠的高性能绝对电容感测。但是，在一些情况下，绝对电容感测可具有对于两个附近物体、例如多点触摸手势期间的两个手指，之间消除歧义的局限性。在一个实施例中，通过驱动一个或多个传感器电极并且在需要附加位置信息的区域中的附近传感器电极上进行接收，来执行“目标”跨电容感测。相应地，本公开的实施例可有利地以高程度的精度得到某些输入物体在选择区域中的详细位置信息、例如检测“收缩(pinch)”运动，而无需引起使用常规跨电容感测来扫描整个传感器的时间和功率成本。图1是按照本技术的实施例、集成到示范显示装置160中的输入装置100的示意框图。虽然本公开的所示实施例示为与显示装置集成，但是考虑到本专利技术可在没有与显示装置集成的输入装置中实施。输入装置100可配置成向电子系统150提供输入。如本文档所使用的术语“电子系统”或(或“电子装置”)广义地表示能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，例如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、万维网浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括合成输入装置，例如包括输入装置100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。其他示例电子系统包括诸如数据输入装置(包括遥控和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、例如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器、例如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能是输入装置的主机或从机。输入装置100能够实现为电子系统150的物理部分，或者能够与电子系统150在物理上分离。适当地，输入装置100可使用下列任一个或多个与电子系统150的部分进行通信：总线、网络和其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA。...

【技术保护点】
一种包括具有集成电容感测装置的显示装置的输入装置，所述输入装置包括：以矩阵设置的多个传感器电极，各传感器电极包括一个或多个公共电极，其配置用于触摸感测和显示更新两者；以及处理系统，配置成耦合到所述多个传感器电极，其中所述处理系统配置成：调制所述多个传感器电极的每个，以确定绝对电容的变化；基于绝对电容的所述所确定变化来选择所述多个传感器电极的子集，其中所述子集少于所述多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二传感器电极；驱动所述第一传感器电极，并且采用所述第二传感器电极进行接收，以确定所述第一传感器电极与所述第二传感器电极之间的跨电容的变化；以及基于跨电容的所述变化来确定所述电容感测装置的感测区中的输入物体的位置信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.01 US 61/885478;2014.03.14 US 14/2128151.一种包括具有集成电容感测装置的显示装置的输入装置，所
述输入装置包括：
以矩阵设置的多个传感器电极，各传感器电极包括一个或多
个公共电极，其配置用于触摸感测和显示更新两者；以及
处理系统，配置成耦合到所述多个传感器电极，其中所述处
理系统配置成：
调制所述多个传感器电极的每个，以确定绝对电容的变
化；
基于绝对电容的所述所确定变化来选择所述多个传感器
电极的子集，其中所述子集少于所述多个传感器电极，并且
包括第一传感器电极和第二传感器电极；
驱动所述第一传感器电极，并且采用所述第二传感器电
极进行接收，以确定所述第一传感器电极与所述第二传感器
电极之间的跨电容的变化；以及
基于跨电容的所述变化来确定所述电容感测装置的感测
区中的输入物体的位置信息。
2.如权利要求1所述的输入装置，其中，所述多个传感器电极
的每个具有共同形状和大小。
3.如权利要求1所述的输入装置，其中，驱动所述第一传感器
电极并且采用所述第二传感器电极进行接收包括将基本上恒定的电
压驱动到所述第一传感器电极上，并且采用调制信号来调制所述第
二传感器电极，其中输入物体将所述基本上恒定的电压与所述调制
信号进行耦合。
4.如权利要求1所述的输入装置，其中，驱动所述第一传感器
电极并且采用所述第二传感器电极进行接收包括将发射器信号驱动
到所述第一传感器电极，并且采用所述第二传感器电极来接收所产
生信号。
5.如权利要求1所述的输入装置，其中，所述处理系统配置成
采用显示更新信号来驱动所述公共电极以进行显示更新，其中所述
显示更新信号基于具有第一频率的调制参考信号；以及
其中驱动所述第一传感器电极并且采用所述第二传感器电极进
行接收包括采用发射器信号来驱动所述第一传感器电极，并且采用
所述第二传感器电极来接收所产生信号，其中所述发射器信号包括
与所述第一频率基本上正交的第二频率。
6.如权利要求1所述的输入装置，其中，所述处理系统还配置
成调制所述多个传感器电极的每个，以确定某个时间周期中的绝对
电容的变化，其中所述时间周期从由与显示更新至少部分重叠的时
间周期以及与显示更新不重叠的时间周期所组成的组中选取。
7.一种配置成驱动电容感测装置的处理系统，所述电容感测装
置具有以矩阵设置的多个传感器电极，各传感器电极包括一个或多
个公共电极，其配置用于电容感测和显示更新两者，所述处理系统
包括：
具有传感器电路的传感器模块，所述传感器电路配置成调制所
述多个传感器电极的每个以确定绝对电容的变化，并且配置成基于
绝对电容的所确定变化来选择所述多个传感器电极的子集，其中所
述子集少于所述多个传感器电极，并且包括第一传感器电极和第二
传感器电极；
其中所述传感器模块还配置成驱动到所述第一传感器电极上，

\t并且采用所述第二传感器电极进行接收，以确定所述第一传感器电
极与所述第二传感器电极之间的跨电容的变化；以及
确定模块，配置成基于跨电容的所述变化来确定所述电容感测
装置的感测区中的输入物体的位置信息。
8.如权利要求7所述的处理系统，其中，驱动所述第一传感器
电极并且采用所述第二传感器电极进行接收包括将基本上恒定的电
压驱动到所述第一传感器电极上，并且采用调制信号来调制所述第
二传感器电极，其中输入物体将所述基本上恒定的电压与所述调制
信号耦合。
9.如权利要求7所述的处...

【专利技术属性】
技术研发人员：SL莫林，P谢佩列夫，J卢肯奇，JK雷诺，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US