柔性显示器和触摸驱动器架构的制作方法

实施例一般涉及输入感测，以及具体来说涉及具有用于电容感测的圆电极设计的感测装置。

背景技术：

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。

技术实现要素：

本公开的实施例提供具有多个传感器电极和处理系统的集成显示装置和电容感测装置。多个传感器电极的每个包括配置用于显示更新和电容感测的至少一个显示电极。处理系统包括：第一源驱动器，其耦合到多个传感器电极的第一传感器电极，并且配置成从第一传感器电极接收第一感测数据；以及第二源驱动器，耦合到多个传感器电极的第二传感器电极，并且配置成从第二传感器电极接收第二感测数据。处理系统配置成基于第一感测数据和第二感测数据来确定输入物体的位置信息，以及基于位置信息来操作第一源驱动器以驱动第一传感器电极以进行电容感测并且按照低功率模式来操作第二源驱动器。

本公开的另一个实施例提供一种用于集成显示装置和电容感测装置的处理系统。该处理系统包括：第一源驱动器，其耦合到多个传感器电极的第一传感器电极，并且配置成从第一传感器电极接收第一感测数据；以及第二源驱动器，耦合到多个传感器电极的第二传感器电极，并且配置成从第二传感器电极接收第二感测数据。该处理系统还包括确定模块，其配置成基于第一感测数据和第二感测数据来确定输入物体的位置信息，以及基于位置信息来操作第一源驱动器以驱动第一传感器电极以进行电容感测并且按照低功率模式来操作第二源驱动器。

本公开的实施例提供一种用于操作输入装置的方法。该方法包括使用第一源驱动器(其耦合到第一传感器电极)从第一传感器电极接收第一感测数据，并且使用第二源驱动器(其耦合到第二传感器电极)从第二传感器电极接收第二感测数据。第一和第二传感器电极各包括配置用于显示更新和电容感测的至少一个显示电极。该方法还包括基于第一感测数据和第二感测数据来确定输入物体的位置信息，以及基于位置信息来操作第一源驱动器以驱动第一传感器电极以进行电容感测并且按照低功率模式来操作第二源驱动器。

附图说明

为了能够详细了解实施例的上述特征的方式，可参照实施例进行以上概述的实施例的更具体描述，实施例的一部分在附图中示出。但是要注意，附图仅示出典型实施例，并且因此不是要被理解为限制范围，因为可容许其他有效实施例。

图1是按照一示例、包括输入装置的系统的框图。

图2是示出按照本公开的一实施例的电容传感器装置的框图。

图3是示出按照一实施例、用于操作输入装置的方法的流程图。

图4是示出按照本公开的一个实施例、用于电容感测的全屏获取的操作的框图。

图5是示出按照本公开的一个实施例、用于电容感测的剖面获取的操作的框图。

图6是示出按照本公开的一个实施例、用于电容感测的焦点获取的操作的框图。

图7是示出按照本公开的一实施例、用于操作电容传感器装置的功率节省方案的框图。

图8是示出按照本公开的另一个实施例、用于操作电容传感器装置的另一个功率节省方案的框图。

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。预期一个实施例的元件可有益地结合在其他实施例中。

具体实施方式

以下详细描述实际上只是示范性的，而不是意在限制实施例或者这类实施例的应用和使用。此外，并不是意在通过前面的技术领域、背景、概述或者以下详细描述中提供的任何明确表达或暗示的理论进行限制。

现在来看附图，图1是按照本发明的实施例的示范输入装置100的框图。输入装置100可配置成向电子系统(未示出)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、售货亭和视频游戏机(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的物理部分，或者能够与电子系统在物理上分隔。适当地，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部分进行通信：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。

图1中，输入装置100示为接近传感器装置(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其配置成感测由一个或多个输入物体140在感测区120中提供的输入。示例输入物体包括手指和触控笔，如图1所示。

感测区120包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入装置100能够检测用户输入(例如由一个或多个输入物体140所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区120沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区120沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者以上，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测输入，其包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的所施加力或压力的输入装置100的输入表面相接触和/或它们的组合。在各个实施例中，可由传感器电极所在的壳体的表面、由施加在传感器电极或者任何壳体之上的夹层结构面板等，来提供输入表面。在一些实施例中，感测区120在投影到输入装置100的输入表面时具有矩形形状。

输入装置100可利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区120中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性示例，输入装置100可使用电容、倒介电、电阻、电感、磁、声、超声和/或光学技术。一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。在输入装置100的一些电阻实现中，柔性和导电第一层通过一个或多个隔离元件与导电第二层分隔。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可使它充分偏转，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可用来确定位置信息。

在输入装置100的一些电感实现中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合则可用来确定位置信息。

在输入装置100的一些电容实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入物体引起电场的变化，并且产生可作为电压、电流等的变化来检测的电容耦合的可检测变化。

一些电容实现利用电容感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来创建电场。在一些电容实现中，独立感测元件可欧姆地短接在一起，以形成较大传感器电极。一些电容实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。

一些电容实现利用基于传感器电极与输入物体之间的电容耦合的变化的“自电容”或(或“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入物体改变传感器电极附近的电场，从而改变所测量电容耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地)来调制传感器电极以及通过检测传感器电极与输入物体之间的电容耦合进行操作。

一些电容实现利用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入物体改变传感器电极之间的电场，从而改变所测量电容耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过下列步骤进行操作：检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如系统地)来调制，以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个发射器信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)对应的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者传感器电极可配置成既传送又接收。备选地，接收器电极可相对于地来调制。

图1中，处理系统110示为输入装置100的一部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件，以检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)的部分或全部和/或其他电路组件。例如，互电容传感器装置的处理系统可包括：发射器电路，配置成采用发射器传感器电极来传送信号；和/或接收器电路，配置成采用接收器传感器电极来接收信号。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，例如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件共同位于例如输入装置100的(一个或多个)感测元件的附近。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的(一个或多个)感测元件，而一个或多个组件在其他位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成运行于台式计算机的中央处理器上的软件以及与中央处理器分隔的一个或多个IC(也许具有关联固件)。作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成到电话中，并且处理系统110可包括作为电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110还执行其他功能，例如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。

处理系统110可实现为操控处理系统110的不同功能的一组模块。各模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者其组合。在各个实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极和显示屏幕之类的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，用于报告信息。其他示例模块包括：传感器操作模块，配置成操作感测元件以检测输入；识别模块，配置成识别例如模式变更手势等的手势；以及模式变更模块，用于变更操作模式。

在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作，来响应感测区120中的用户输入(或者没有用户输入)。示例动作包括变更操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能之类的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向电子系统中与处理系统110分离的中央处理系统，若这种独立中央处理系统存在的话)提供与输入(或者没有输入)有关的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110所接收的信息，以便对用户输入起作用，例如促进全系列的动作，包括模式变更动作和GUI动作。

例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的(一个或多个)感测元件，以便产生指示感测区120中的输入(或者没有输入)的电信号。处理系统110可在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可数字化从传感器电极所得到的模拟电信号。作为另一个示例，处理系统110可执行滤波或者其他信号调节。作为又一个示例，处理系统110可减去或者以其他方式考虑基准，使得信息反映电信号与基准之间的差。作为又一些示例，处理系统110可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。

如本文所使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示范“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示范“一维”位置信息包括沿轴的位置。示范“二维”位置信息包括平面中的运动。示范“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其他示例包括空间信息的其他表示。还可确定和/或存储与一种或多种类型的位置信息有关的历史数据，包括例如随时间来跟踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。

在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或者由另外某种处理系统所操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可提供用于感测区120中的输入的冗余功能性或者某种其他功能性。图1示出感测区120附近的按钮130，其能够用来促进使用输入装置100对项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，输入装置100可以在没有其他输入组件的情况下实现。

在一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区120重叠显示屏幕的工作区的至少一部分。例如，输入装置100可包括覆盖显示屏幕、基本上透明的传感器电极，并且提供用于关联电子系统的触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示可视界面的任何类型的动态显示器，并且可包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体、电致发光(EL)或者其他显示技术。输入装置100和显示屏幕可共享物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一部分用于显示和感测。作为另一个示例，显示屏幕可部分或全部由处理系统110来操作。

应当理解，虽然在全功能设备的上下文中描述本发明的许多实施例，但是本发明的机制能够作为各种形式的程序产品(例如软件)来分配。例如，本发明的机制可作为电子处理器可读的信息承载介质上的软件程序来实现和分配(例如，处理系统110可读的非暂时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)。另外，本发明的实施例同样适用，而与用于执行分配的介质的特定类型无关。非暂时的电子可读介质的示例包括各种光盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息或者任何其他存储技术。

图2是示出按照本公开的一实施例的电容传感器装置200的框图。电容传感器装置200包括图1所示输入装置100的示例实现。电容传感器装置200包括传感器电极图案202，其耦合到处理系统110的示例实现。传感器电极图案202包括设置在衬底上的多个传感器电极204_J,K(统称为传感器电极204)。在一些实施例中，传感器电极图案202包括多个传感器电极204，其按照矩形矩阵来设置，具体来说按照J行和K列来设置，其中J和K为正整数，但是J和K其中之一或者两者可以为零。为了说明和描述的清楚起见，图2示出按照矩形矩阵的传感器电极204，其中网格电极208设置在其之间，而没有详细示出各种组件，例如处理系统110与感测元件之间的各种互连。虽然传感器电极示为按照矩阵阵列来设置，但是预期感测电极204的图案可包括具有其他配置(例如列和行、极阵、重复图案、非重复图案、单行或单列或者其他适当布置)的多个传感器电极204。传感器电极204可以是任何形状，例如圆形、矩形、菱形、星形、正方形等。在一个实施例中，传感器电极204可具有共同形状和大小。在一些实施例中，网格电极208可设置成没有完全包围各传感器电极204(如图2所示)，或者在其他实施例中可设置成完全包围各传感器电极204。

传感器电极204通常相互欧姆地隔离，并且还与(一个或多个)网格电极208欧姆地隔离。也就是说，一个或多个绝缘体分隔传感器电极204(和网格电极208)，并且防止它们相互电短接。在一些实施例中，传感器电极204和网格电极208通过绝缘间隙来分隔。分隔传感器电极204和网格电极208的绝缘间隙可填充有电绝缘材料，或者可以是空气隙。在一些实施例中，传感器电极204和网格电极208通过一层或多层绝缘材料垂直地分隔。在另外某些实施例中，传感器电极204和网格电极208通过一个或多个衬底来分隔；例如，它们可设置在同一衬底的相对侧上或者在不同衬底上。在又一些实施例中，网格电极208可由同一衬底上或者不同衬底上的多层来组成。在一个实施例中，第一网格电极可在第一衬底或者衬底的第一侧上形成，以及第二网格电极可在第二衬底或者衬底的第二侧上形成。例如，第一网格包括设置在显示装置160的TFT层上的一个或多个公共电极，以及第二网格电极设置在显示装置160的滤色器玻璃上。在一个实施例中，第一网格电极的尺寸等于第二网格电极的尺寸。在一个实施例中，第一网格电极的至少一个尺寸与第二网格电极的尺寸有所不同。例如，第一网格电极可配置成使得设置在第一与第二传感器电极204之间，以及第二网格电极可配置成使得它重叠第一和第二传感器电极204的至少一个和第一网格电极。此外，第一网格电极可配置成使得它设置在第一与第二传感器电极204之间，以及第二网格电极可配置成使得它仅重叠第一网格电极，并且小于第一网格电极。

处理系统110经过导电布线迹线耦合到传感器电极204，以实现用于感测输入的感测区120。传感器电极204的每个能够耦合到布线迹线的至少一个布线迹线。处理系统110还能够经过一个或多个布线迹线来耦合到网格电极208。处理系统110经过导电布线迹线耦合到传感器电极204，以实现用于感测输入的感测区120。

电容传感器装置200能够用来向电子系统(例如计算装置或其他电子装置)传递用户输入(例如用户的手指、诸如触控笔之类的探头和/或一些其他外部输入物体)。例如，电容传感器装置200能够实现为电容触摸屏装置，其能够放置在基本图像或信息显示装置(未示出)之上。这样，用户通过经过传感器电极图案202中的基本上透明的元件进行查看来查看基本图像或信息显示。在触摸屏中实现时，衬底能够包括至少一个基本上透明的层。传感器电极和导电布线迹线能够由基本上透明的导电材料来形成。氧化铟锡(ITO)和/或几乎不可见的细导线只是能够用来形成传感器电极和/或导电布线迹线的实际上透明的材料的许多可能示例中的两个。在其他示例中，导电布线迹线能够由非透明材料来形成，并且然后在传感器电极图案202的边界区域中隐藏。

在另一个示例中，电容传感器装置200能够实现为电容触摸板、滑块、按钮或另一电容传感器。例如，衬底能够非限制性地采用一个或多个透明或不透明材料来实现。同样，透明或不透明导电材料能够用来形成传感器电极图案202的传感器电极和/或导电布线迹线。

一般来说，处理系统110采用感测信号来激励或驱动传感器电极图案202的感测元件，并且测量包括感测信号的所感应或者所产生信号以及感测区120中的输入的影响。如本文所使用的术语“激励”和“驱动”包含控制被驱动元件的某个电气方面。例如，有可能通过导线来驱动电流、将电荷驱动到导体中、将基本上恒定或变化电压波形驱动到电极上，等等。感测信号能够是恒定、基本上恒定或者随时间变化的，并且一般包括形状、频率、幅度和相位。感测信号能够称作“有源信号”，与诸如地信号或另一参考信号之类的“无源信号”相对。感测信号在用于跨电容感测时又能够称作“发射器信号”，或者在用于绝对感测时称作“绝对感测信号”或“调制信号”。

在一示例中，处理系统110采用电压来驱动传感器电极图案202的(一个或多个)感测元件，并且感测(一个或多个)感测元件上的相应所产生电荷。也就是说，感测信号是电压信号，以及所产生信号是电荷信号(例如，指示积聚电荷的信号，例如积分电流信号)。电容与所施加电压成正比而与积聚电荷成反比。处理系统110能够从所感测电荷来确定电容的(一个或多个)测量。在另一个示例中，处理系统110采用电荷来驱动传感器电极图案202的(一个或多个)感测元件，并且感测(一个或多个)感测元件上的相应所产生电压。也就是说，感测信号是引起电荷的积聚的信号(例如电流信号)，以及所产生信号是电压信号。处理系统110能够从所感测电压来确定电容的(一个或多个)测量。一般来说，术语“感测信号”表示包含感测电荷的驱动电压和感测电压的驱动电荷以及能够用来得到电容的标记的任何其他类型的信号。“电容的标记”包括电荷、电流、电压等的测量，从其中能够得出电容。

处理系统110能够包括传感器模块210、确定模块212、显示模块214和(一个或多个)其他模块216。传感器模块210和确定模块212包括执行处理系统110的不同功能的模块。在其他示例中，一个或多个其他模块216的不同配置能够执行本文所述的功能。传感器模块210和确定模块212能够包括电路，并且还能够包括固件、软件或者它们与电路协作操作的组合。

传感器模块210按照一个或多个方案(“激励方案”) ，在一个或多个周期(“激励周期”)内，有选择地驱动传感器电极图案202的一个或多个感测元件上的(一个或多个)感测信号。在各激励周期期间，传感器模块210有选择地从传感器电极图案202的一个或多个感测元件来感测(一个或多个)所产生信号。各激励周期具有关联时间周期，在此期间，驱动感测信号并且测量所产生信号。

在一种类型的激励方案中，传感器模块210能够有选择地驱动传感器电极图案202的感测元件以进行绝对电容感测。在绝对电容感测中，传感器模块210能够测量(一个或多个)传感器电极204上的电压、电荷或电流，以得到指示(一个或多个)传感器204与输入物体之间的电容的所产生信号。在这种激励方案中，从(一个或多个)所产生信号来确定所选的(一个或多个)感测元件与(一个或多个)输入物体之间的绝对电容的测量。

在另一种类型的激励方案中，传感器模块210能够有选择地驱动传感器电极图案202的感测元件以进行跨电容感测。在跨电容感测中，传感器模块210采用(一个或多个)发射器信号来驱动所选发射器传感器电极，并且感测来自所选接收器传感器电极的所产生信号。在这种激励方案中，从所产生信号来确定发射器与接收器电极之间的跨电容的测量。在一示例中，传感器模块210能够采用(一个或多个)发射器信号来驱动所选传感器电极204，并且从传感器电极204的其他传感器电极接收所产生信号。

在任何激励周期中，传感器模块210能够采用其他信号(包括参考信号和保护信号)来驱动传感器电极图案202的感测元件。也就是说，没有采用感测信号来驱动或者被感测以接收所产生信号的传感器电极图案202的那些感测元件能够采用参考信号、保护信号来驱动或者保持为浮动(即，没有采用任何信号来驱动)。参考信号能够是地信号(例如系统地)或者任何其他恒定或基本上恒定的电压信号。保护信号能够是在发射器信号的形状、幅度、频率或相位的至少一个方面相似或相同的信号。

“系统地”可指示系统组件所共享的公共电压。例如，移动电话的电容感测系统有时能够称作电话的电源(例如充电器或电池)所提供的系统地。系统地可相对每个或任何其他参考不是固定的。例如，台面上的移动电话通常具有浮动系统地。由经过自由空间与地球地强耦合的人所持有的移动电话可相对此人接地，但是，人-地可相对于地球地而改变。在许多系统中，系统地连接到系统中的最大面积电极或者由其来提供。电容传感器装置200能够位于接近这种系统地电极(例如，位于地平面或底板上方)。

在一些触摸屏实施例中，传感器电极204的一个或多个包括在更新显示屏幕的显示中使用的一个或多个显示电极。显示电极可包括有源矩阵显示器的一个或多个元件，例如分段Vcom电极((一个或多个)公共电极)的一段或多段、源驱动线、栅线、阳极子像素电极或阴极像素电极或者任何其他显示元件。这些显示电极可设置在适当显示屏幕衬底上。例如，公共电极可设置在一些显示屏幕(例如共面转换(IPS)、边缘场转换(FFS)或面线转换(PLS)有机发光二极管(OLED))中的透明衬底(玻璃衬底、TFT玻璃或者任何其他透明材料)上、一些显示屏幕(例如图案垂直配向(PVA)或多域垂直配向(MVA))的滤色器玻璃的底部、发射层(OLED)之上等。在这类实施例中，显示电极又能够称作“组合电极”，因为它执行多个功能。在各个实施例中，传感器电极204的每个包括一个或多个公共电极。在其他实施例中，至少两个传感器电极204可共享至少一个公共电极。虽然以下描述可描述传感器电极204和/或网格电极208包括一个或多个公共电极，但是如上所述的各种其他显示电极也可与公共电极结合使用或者作为公共电极的替代。在各个实施例中，传感器电极204和网格电极208包括整个公共电极层(Vcom电极)。

由处理系统110进行的电容的(一个或多个)测量、例如(一个或多个)电容图像或者(一个或多个)电容剖面实现由传感器电极图案202进行的相对所形成感测区的接触、悬浮或其他用户输入的感测。确定模块212能够利用电容的测量来确定针对相对于传感器电极图案202所形成的感测区的用户输入的位置信息。作为补充或替代，确定模块212使用这种(这类)测量来确定输入物体大小和/或输入物体类型。

在一个或多个实施例中，电容传感器装置200包括多个源驱动器206(即，206-1、206-2、…206-N)，其配置成生成驱动电容传感器装置200的显示电极和其他组件(例如像素元件)供显示的信号。在一些实施例中，源驱动器206直接安装在与传感器电极图案202相同的衬底(例如玻璃)上。源驱动器206可包括显示驱动器，其提供用于驱动源线以用于更新跨像素所存储的电压的接口。

各源驱动器206耦合到一个或多个传感器电极204，并且配置成感测来自传感器电极204的数据。各传感器电极204可包括配置用于显示更新和电容感测的至少一个显示电极。在一个实施例中，各源驱动器206包括多个接收器220。接收器220可采用选择电路222、例如复用器有选择地耦合到一个或多个传感器电极。例如，第一源驱动器206-1中的第一接收器可有选择地耦合到特定传感器电极204，以从传感器电极204接收感测数据。在图2所示的具体实施例中，接收器220集成到一个或多个源驱动器206(其耦合到传感器电极204)中，但是接收器可以是例如传感器模块210、处理系统110等的其他组件的组成部分。下面更详细描述用于获取感测数据并且跟踪输入物体的多种感测图案和方案。

在一个实施例中，处理系统110的确定模块212配置成基于从源驱动器(例如从接收器220)所接收的感测数据来确定输入物体140的位置信息。处理系统110还配置成有选择地单独操作各源驱动器206。例如，处理系统110可基于位置信息操作第一源驱动器206-1以驱动传感器电极204以进行电容感测，并且然后按照低功率模式来操作第二源驱动器206-2。

图3是示出用于操作输入装置的方法300的流程图。方法300开始于框302，其中处理系统110使用第一源驱动器(例如206-1)(其耦合到第一传感器电极)从第一传感器电极接收第一感测数据。在框304，处理系统110使用第二源驱动器(例如206-2)(其耦合到第二传感器电极)从第二传感器电极接收第二感测数据。虽然在第一源驱动器和第二源驱动器的上下文中描述本技术，但是要理解，所述技术可单独或组合地使用源驱动器(例如206-1至206-N)的任一个来执行302。在一些实施例中，第一和第二传感器电极各包括配置用于显示更新和电容感测的至少一个显示电极。在一些实施例中，多个传感器电极204耦合到第一和第二源驱动器(例如206-1、206-2)的每个，并且同时被驱动以得到输入物体140的粗略位置。例如，在各个实施例中，多个传感器电极204可按照绝对电容感测模式或者跨电容感测模式同时驱动。在其他实施例中，多个传感器电极204可采用恒定电压来驱动，以获取有源笔（active pen）信号。在一些实施例中，多个传感器电极204按照矩阵阵列来设置，如图2所示。

在框306，处理系统110的确定模块212基于第一感测数据和第二感测数据来确定输入物体140的位置信息。在一些实施例中，输入物体可从由手指、触控笔和有源笔所组成的组中选取。

确定模块212基于传感器模块210所得到的所产生信号来确定测量。测量可包括电容测量，其能够包括元件之间的电容耦合的变化(又称作“电容的变化”)。例如，确定模块212能够在没有(一个或多个)输入物体存在的情况下确定元件之间的电容耦合的基准测量。确定模块212然后能够将电容耦合的基准测量与(一个或多个)输入物体存在时的电容耦合的测量相组合，以确定电容耦合的变化。在其他实施例中，测量可包括有源笔测量，其包括从有源笔或另一外部输入装置所传送的有源笔信号的测量。如上所述，有源笔测量可与多个基准测量来比较，以确定因有源笔信号引起的变化。

在一示例中，确定模块212能够将与感测区120的特定部分关联的多个测量确定为“像素”，以创建“图像”或“帧”。图像的像素表示感测区120中能够确定来自传感器电极图案202的对应感测元件的感测数据的测量的位置。在各个实施例中，测量是电容测量，“像素”是“电容像素”，以及“图像”或“帧”是“电容图像”或“电容帧”。在其他实施例中，测量是有源笔测量，“像素”是“有源笔像素”，以及“图像”或“帧”是“有源笔图像”或“有源笔帧”。电容图像能够使用跨电容感测来得到(例如跨电容图像)，或者使用绝对电容感测来得到(例如绝对电容图像)。例如，电容像素能够对应于传感器电极(例如204_1,1)与另一个传感器电极(例如204_1,2)之间通过(一个或多个)输入物体所影响的跨电容耦合。在另一个示例中，电容像素能够对应于传感器电极204的绝对电容。确定模块212能够使用传感器模块210所得到的所产生信号来确定电容耦合变化的阵列，以产生形成电容图像的电容像素的x×y阵列。这样，处理系统110能够捕获作为相对感测区域120中的(一个或多个)输入物体所测量的响应的快照的电容图像。给定电容图像能够包括感测区中的全部电容像素，或者仅包括电容像素的子集。

有源笔图像能够通过在接收所产生信号的同时将传感器电极保持在基本恒定电压来得到。因此，有源笔像素可对应于有源笔信号对传感器电极的影响。给定有源笔图像能够包括全部有源笔像素，或者仅包括有源笔像素的子集。在一个或多个实施例中，感测帧可包括任何数量的电容图像和有源笔图像。在一些实施例中，电容图像的数量和有源笔图像的数量有所不同。例如，电容图像的数量可大于有源笔图像的数量，或者有源笔图像的数量可大于电容图像的数量。此外，处理系统110可配置成逐个感测帧改变电容图像的数量和/或有源笔图像的数量。在各个实施例中，感测帧还可包括一个或多个干扰帧，在此期间，至少一个传感器电极配置成监听干扰。例如，传感器电极可在接收所产生信号的同时保持在恒定电压。

在一个或多个实施例中，处理系统110能够通过扫描结合在一起以形成传感器电极的规则聚类的传感器电极204的组，来获取感测区120的全电容图像。图4示出按照本公开的一个实施例、用于电容感测的全屏获取的操作。在第一状态400A，处理系统110操作选择电路222，以将传感器电极的第一聚类402耦合到源驱动器206中的多个接收器220。在第二状态400B，处理系统110操作选择电路，以便有选择地将接收器220与第一聚类402分离，并且将接收器220耦合到第二聚类404。

在许多实施例中，处理系统110能够通过扫描结合在一起以形成传感器电极的规则聚类的传感器电极204的组，来获取感测区120的全有源笔图像。再次参照图4，示出按照本公开的一个实施例，所示实施例还可用来获取有源笔测量的全屏获取。如上所述，在第一状态400A，处理系统110操作选择电路222，以便在将传感器电极保持在恒定电压的同时，将传感器电极的第一聚类402耦合到源驱动器206中的多个接收器220。在第二状态400B，处理系统110操作选择电路，以便有选择地将接收器220与第一聚类402分离，并且将接收器220耦合到第二聚类404。

如先前所述，接收器220可采用选择电路222、例如复用器有选择地耦合到一个或多个传感器电极。与特定接收器220关联的选择电路222可在多种状态之间来操作。在一些实施例中，选择电路222的状态的子集将接收器220耦合到不同传感器电极204。例如，第一状态将接收器220-1耦合到一个关联传感器电极204_1,1，第二状态将接收器220-1耦合到不同的关联传感器电极204_1,3。在一些实施例中，与接收器关联的不同传感器电极可以是非相邻的。在一些实施例中，选择电路222的状态的至少一个将接收器220耦合到关联网格电极208。例如，选择电路222的第三状态将接收器220-1耦合到网格电极208₁。

在一些实施例中，聚类402、404设置为跨越电容传感器装置的完整的线条形状。虽然图4中示出两个聚类，但是应当理解，图4所示的传感器电极图案能够表示较大传感器电极图案的一部分，并且可有选择地形成附加聚类(例如12至16个聚类)，以获取覆盖整个感测区120的感测数据。在图4所示的示例中，在第一状态400A，选择电路222将接收器220-1、220-2、220-3、220-4、220-5、220-6分别耦合到相邻传感器电极204_1,1、204_1,2、204_2,1、204_2,2、204_3,1、204_2,3。在第二状态400B，选择电路222将接收器220-1至220-6耦合到包括第二聚类404的相邻传感器电极的不同集合。例如，与第一接收器220-1关联的选择电路222将传感器电极204_1,1与接收器220-1分离，并且将传感器电极204_1,3耦合到接收器220-1，以用于从传感器电极204_1,3接收感测数据。

在另一个示例中，确定模块212能够执行与感测区120的特定轴关联的多个测量，以创建沿那个轴的“剖面”。例如，确定模块212能够确定沿传感器电极204_X,Y和/或传感器电极204_X+1,Y所定义的轴的绝对电容耦合变化的阵列，以产生(一个或多个)电容剖面。电容耦合变化的阵列能够包括少于或等于沿给定轴的传感器电极的数量的多个点。在另一个示例中，确定模块212能够确定与沿传感器电极204_X,Y和/或传感器电极204_X+1,Y所定义的轴的有源笔信号对应的测量的阵列，以产生(一个或多个)有源笔剖面。该阵列能够包括少于或等于沿给定轴的传感器电极的数量的多个点。

图5示出按照本公开的一个实施例、用于测量的剖面获取的操作。为了模拟X/Y剖面获取，选择电路222配置获取一个聚类中的完整的列。因为在一些实现中，接收器220可能仅连接到几个传感器电极，所以完全列可由多个接收器220(其将加在一起，以形成剖面、例如水平剖面500A)来获取。

例如，为了获取水平剖面500A，确定模块212能够确定沿传感器电极204_1,1、204_1,2、204_1,3、204_1,4所定义的第一列502的测量。能够操作选择电路222，以便将传感器电极204_1,1和204_1,3耦合到第一接收器220-1，并且将传感器电极204_1,2和204_1,4耦合到第二接收器220-2。确定模块212能够基于共同使用接收器220-1和220-1从第一列502所接收的感测数据来确定输入物体的位置信息。可执行类似操作，以便使用接收器220-3和220-4从传感器电极的第二列504来得到感测数据以及共同使用接收器220-5和220-6从第三列506来得到感测数据。

为了获取垂直剖面500B，确定模块212能够确定沿网格电极208₁所定义的第一行510的测量。能够将选择电路222操作到将网格电极208₁耦合到第一接收器220-1的状态，以及确定模块212能够基于使用接收器220-1从第一行510所接收的感测数据来确定输入物体的位置信息。可执行类似操作，以便使用接收器220-2从传感器电极的第二行512得到感测数据，使用接收器220-3从第三行514得到感测数据，并且使用接收器220-4从第四行516得到感测数据。要注意，取决于电容传感器装置200的配置以及传感器电极、网格电极和接收器的布置，接收器220的一部分在水平和/或垂直剖面的获取期间可能未使用。例如，如图5所示，第五和第六接收器220-5和220-6没有用来获取垂直剖面500B，并且与传感器电极图案分离。在没有包括网格电极的实施例中，传感器电极可按照使得获取沿传感器电极的一行的测量的方式来耦合到接收器。行传感器电极可跨越传感器区域或者仅沿传感器区域的一部分跨越。在这类实施例中，多个剖面获取可通过固件加在一起，以重建垂直剖面。

在一些实施例中，网格电极208可跨电容传感器装置200的整个跨度延伸。但是，在其他实施例中，网格电极208可在源驱动器206所定义的边界处划分，以减小负载和电极大小。在这类实施例中，多个剖面获取可通过固件加在一起，以重建垂直剖面。虽然列502、504、506称作水平剖面500A的组成部分，而行510、512、514、516称作垂直剖面500B的组成部分，但是要理解，术语“水平”或“垂直”根据惯例，并且可基于电容传感器装置200的不同配置或取向来互换。

在各个实施例中，沿每个轴的剖面可使用绝对电容感测模式并且还使用有源笔感测模式来获取。在其他实施例中，剖面可以仅使用绝对电容感测模式或有源笔感测模式其中之一沿每个轴来获取。

图6示出按照本公开的一个实施例、用于测量的焦点获取的操作。在一个或多个实施例中，选择电路222配置成获取具有与聚类402、404(结合图4所述)基本上相似或相同的形状并且设置在聚类402、404之间的聚类602。例如，处理系统110操作选择电路222，以将第一聚类602(由传感器电极204_1,1、204_1,2、204_2,1、204_2,2、204_3,1、204_2,3所组成)耦合到源驱动器206中的多个接收器220。在一个或多个实施例中，处理系统110配置成操作选择电路222，以便从传感器电极204的聚类、线或组的任何连续集合来获取感测数据。处理系统110可操作选择电路222，以便从第一聚类402、然后从第二聚类602并且然后从第三聚类404来获取感测数据，由此提供灵活电容感测架构。

在一个实施例中，不是切换全部处于相同状态(例如全部处于第一状态)中的选择电路222，处理系统110而是可操作选择电路222以便处于将接收器220耦合到需要形成聚类602的适当传感器电极的混合状态中。在所示示例中，处理系统110将与第一接收器220-1关联的选择电路222切换到第二状态(示为中间耦合)，将与第二接收器220-2关联的选择电路222切换到第一状态(示为左耦合)，依此类推。

又参照图3，在框308，处理系统110的确定模块212操作第一源驱动器以驱动第一传感器电极以进行输入感测，并且基于位置信息按照低功率模式来驱动第二源驱动器。通过有选择地按照低功率模式来操作某些源驱动器，本公开的实施例降低电容传感器装置200的总功率消耗，并且改进电池寿命，同时保持与没有功率节省方案的情况下相似的电容感测性能等级。

图7是示出按照本公开的一实施例、用于操作电容传感器装置700的功率节省方案的框图。电容传感器装置700以与借助图2所述的电容传感器装置200相似的方式来配置。电容传感器装置700包括多个源驱动器206(例如206-1、206-2等)和处理系统110。在一个实施例中，电容传感器装置700的传感器电极204划分为多个区域702(例如702-1、702-2等)，使得各源驱动器负责那个对应区域中的输入感测和显示更新。例如，第一源驱动器206-1负责使用传感器电极204的列和第一区域702-1中的显示电极进行输入感测和显示更新。对区域702-2(其对应于第二源驱动器206-2)以及区域702-3和702-4来组织工作量的类似划分。

在各个实施例中，处理系统110可配置成获取感测区的整个或一部分的过程图像。例如，在一个实施例中，源驱动器206-1、206-2、206-3和206-4可采用对应传感器电极的全部或者至少一部分同时接收所产生信号。确定模块可配置成基于所产生信号来确定输入物体的第一位置信息，以及基于第一位置信息，源驱动器的一个或多个可按照低功率模式来操作，同时一个或多个源驱动器可处于激活模式。在一示例中，输入物体可确定为接近区域702-2而不是感测区702-1、702-3和702-4。处理系统110可操作选择电路，以将形成聚类704的传感器电极耦合到源驱动器206-2中的接收器，并且从聚类704接收感测数据。处理系统110基于感测数据来确定指示接近传感器电极的聚类704的输入物体的存在的第二位置信息(示为圆圈706)。，也就是说，处理系统110确定输入物体接近区域702-2中的传感器电极而不是接近区域702-1中的传感器电极。因此，处理系统110可继续操作源驱动器206-2以驱动聚类704的传感器电极以进行电容感测，并且按照低功率模式来操作源驱动器206-1(如阴影填充图案所示)。可进行类似确定，以按照低功率模式来操作源驱动器206-3和206-4。在一些实施例中，按照低功率模式来操作源驱动器包括降低第二传感器电极(区域702-1中的传感器电极)相对于第一传感器电极(即，区域702-2中的传感器电极)的感测帧率。在一些方案中，感测速率可根据特定感测速率的倍数或分数(例如，0.75X、0.5X、1X)来修改。在其他实施例中，按照低功率模式来操作源驱动器可包括进入源驱动器的睡眠或挂起操作模式。在另一个实施例中，第一输入物体可确定为接近第一源驱动器，而第二输入物体可确定为接近第二源驱动器。在这种实施例中，第一和第二源驱动器可工作在激活状态，而第三源驱动器(以及存在的第四源驱动器)可工作在低功率模式。

在一个实施例中，处理系统110配置成获取有源笔图像和电容图像。处理系统110首先操作传感器电极，以获取有源笔图像并且获取电容图像。如果有源笔确定为接近一个或多个感测区，则对应源驱动器可配置成获取比电容图像要多的有源笔图像。在一个实施例中，手指(或者其他无源输入物体（passive input object）)可确定为接近与第一源驱动器对应的传感器电极，而有源笔可确定为接近与第二源驱动器对应的传感器电极。第一源驱动器可配置成获取比有源笔图像要多的电容图像，而第二源驱动器可配置成获取比电容图像要多的有源笔图像。此外，处理系统110可定期地获取各感测区的过程电容图像和过程有源笔图像，以确定新输入物体是否到达接近与处于低功率模式的源驱动器关联的传感器电极，或者新输入物体是否到达与激活模式的源驱动器对应的感测区中。在一些实施例中，虽然源驱动器可配置成在感测区的特定部分中进行感测以确定准确位置信息，但是源驱动器也可配置成获取特定部分外部的感测区的过程图像。此外，一旦确定输入物体已经离开感测区，则(一个或多个)对应源驱动器可置于低功率模式。在一些实施例中，基于关于输入物体已经离开感测区的确定，可在将源驱动器置于低功率模式之前获取感测区的过程图像(例如电容图像和/或有源笔图像)。

在一个实施例中，处理系统110可从(一个或多个)传感器电极(其耦合到工作在较低功率模式的源驱动器206-1)周期地接收附加感测数据，以确定输入物体706是否接近那些传感器电极。在一些实施例中，处理系统110可暂时升高区域702-1中的传感器电极的感测帧率。感测帧可以是有源笔帧和电容帧的任何组合。响应确定输入物体706接近区域702-1中的传感器电极，处理系统110可按照全功率来操作源驱动器206-1。例如，处理系统110可升高相对于其他源驱动器(例如206-2)的电容感测帧率。

在另一示例中，响应确定输入物体706从与源驱动器206-2关联的区域702-2中的传感器电极(例如204_1,4)移动到与源驱动器206-1关联的区域702-1中的另一个传感器电极(例如204_1,3)，处理系统110的确定模块212可有选择地按照低功率模式来操作源驱动器206-2，同时操作另一源驱动器206-1以进行驱动以用于电容感测。因此，处理系统110可配置成基于从自不同源驱动器所接收的所产生信号所确定的位置信息将源驱动器从低功率模式移动到激活模式(全功率模式)。

在一些实施例中，处理系统110配置成驱动网格电极208，以确定输入物体的接近位置，并且确定哪一个源驱动器不工作在低功率模式。处理系统110可操作网格电极，以获取垂直剖面，如先前结合图5所述。

图8是示出按照本公开的另一个实施例、用于操作电容传感器装置800的功率节省方案的框图。电容传感器装置800包括多个源驱动器206(例如206-1、206-2、206-3、206-4，但是可使用其他数量的源驱动器)和处理系统110。在一个实施例中，电容传感器装置800的传感器电极204划分为多个区域802(例如802-1、802-2等)，使得各源驱动器负责那个对应区域中的电容感测和显示更新。例如，第一源驱动器206-1负责使用传感器电极204的列和第一区域802-1中的显示电极进行电容感测和显示更新。对区域802-2(其对应于第二源驱动器206-2)以及区域802-3和802-4来组织工作量的类似划分。

可与对图7所述的电容传感器装置700相似地配置电容传感器装置800，只不过电容传感器装置800配置成支持每个单独源驱动器206中的多缩放情形和部分低功率模式。图8示出在不同位置、例如在第一聚类804和第二聚类810同时“放大”的电容感测操作。在一个实施例中，处理系统110操作选择电路，以将形成区域802-2中的第一聚类804的传感器电极耦合到源驱动器206-2中的接收器，并且从聚类804接收感测数据，以及操作选择电路，以耦合形成区域802-4中的第二聚类810的传感器电极，并且从第二聚类接收感测数据。此外，处理系统110配置成按照部分低功率模式(其包括对源驱动器206-1中没有受触摸输入影响的那些列降低电容感测帧率)来操作源驱动器206-2。类似地，处理系统110配置成对于耦合到不是与区域802-4中的部分聚类810对应的源驱动器206-4的那些列按照部分低功率模式来操作其他源驱动器206-4。如图8所示，源驱动器206-1和206-3工作在完全低功率模式，如先前所述。

因此，提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明本发明及其特定应用，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。