用矩阵传感器检测有源笔的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例总体涉及电子装置。
【背景技术】
[0002]包括近距离传感器装置(通常也称为触摸板或触摸传感装置)的输入装置被广泛地应用在各种各样的电子系统中。近距离传感器装置典型地包括感测区域，其通常由表面区别，在该区域中近距离传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或移动。近距离传感器装置可以被用于为电子系统提供界面。例如，近距离传感器装置经常被用作较大计算系统(诸如被集成在或外接到笔记本或台式电脑的不透明触摸板)的输入装置。近距离传感器装置也经常被用在较小计算系统(诸如集成在便携式电话中的触摸屏幕)中。
【发明内容】
[0003]在一个实施例中，披露了一种处理系统，包括:显示模块，其构造为驱动显示信号到多个显示电极上以更新显示器；以及传感器模块，其构造为与多个传感器电极通信，其中所述多个传感器电极包括所述多个显示电极中的至少一个。所述传感器模块构造为:在第一操作模式下操作所述多个传感器电极的第一部分以接收来自有源输入装置的有源输入信号，并且在第二操作模式下操作所述多个传感器电极的第二部分以接收与无源输入装置相对应的电容感测数据。所述第一和第二部分包括至少一个共同的传感器电极。
[0004]在另一实施例中，披露了一种输入装置，包括:多个传感器电极，所述多个传感器电极中的至少之一可操作为更新显示图像并且进行输入感测；以及处理系统，其与所述多个传感器电极耦接。所述处理系统构造为:在第一操作模式下操作所述多个传感器电极的第一部分以接收来自有源输入装置的有源输入信号，并且在第二操作模式下操作所述多个传感器电极的第二部分以接收与无源输入装置相对应的电容感测数据。所述第一和第二部分包括至少一个共同的传感器电极。
[0005]在另外一个实施例中，披露了一种方法，包括:操作多个传感器电极的第一部分以接收来自有源输入装置的有源输入信号，并且操作所述多个传感器电极的第二部分以接收与无源输入装置相对应的电容感测数据。所述第一和第二部分包括至少一个共同的传感器电极。所述方法还包括驱动多个显示电极以更新显示图像，其中所述多个传感器电极包括所述多个显示电极中的至少之一。
【附图说明】
[0006]从而，为了可以详细了解本发明的上述特点，可以参考实施例获得上述简要总结的本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。然而，值得注意的是，附图仅仅例示了本公开的典型实施例，并因此不应被视为限制本公开的范围，因为本公开可承认其它同样效果的实施例。
[0007]图1是根据某些实施例的输入装置100的示意性框图。
[0008]图2A-2D示出了根据某些实施例的构造为在与图案相关联的感测区域170中感测的感测元件124的示例性图案的一部分。
[0009]图3示出了根据一个实施例的接收来自有源输入装置的输入的传感器电极的操作。
[0010]图4A示出了根据一个实施例的接收来自有源和无源输入装置的输入的操作传感器电极的方法。
[0011]图4B示出了根据一个实施例的确定有源输入装置的位置的操作传感器电极的方法。
[0012]图4C示出了根据一个实施例的确定无源输入装置的位置的操作传感器电极的方法。
[0013]为了便于理解，尽可能使用相同的附图标记指示各图中共同的相同元件。可以预见到在一个实施例中公开的元素可以被有益地用于其它实施例而无需特别指明。除非明确说明，这里参考的附图不应被理解为按比例绘制。另外，为了清晰地图示和说明，附图经常被简化并且省略细节或组件。附图和讨论用于解释下面讨论的原理，其中同样的标记指示同样的元素。
【具体实施方式】
[0014]接下来的详细描述在本质上仅仅是示例性的，而非限制本公开或其应用和用途。此外，无意于通过前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或接下来的详细描述中所呈现的任何明示或暗示的理论限定本发明。
[0015]本技术的各个实施例提供了用于提高可用性的输入装置和方法。
[0016]公开了用于协调有源和无源输入感测的技术。具体地，各种技术可以被用于利用处理系统解决来自有源输入装置的通信信道和位置输入的问题，该处理系统也构造为接收来自无源输入装置的输入。在某些情况下，这些布置可以被用于大致利用同样的感测硬件实施方式(例如，共享传感器电极)在特定的感测时间窗口(诸如离散感测帧)内进行有源的和无源输入感测。在某些情况下，感测元件被包括在基于无源输入的输入装置内，并且该布置可以被用于在操作上使输入装置适应于(也)接收来自有源输入装置的输入。
[0017]图1是根据本技术的实施例的输入装置100的示例性框图。在一个实施例中，输入装置100包括显示装置，显示装置包含集成感测装置。尽管本公开所例示的实施例被示出为与显示装置集成在一起，但应该预计到本发明也可在不与显示装置集成的输入装置中来实施。输入装置100可构造为向电子系统150提供输入。如本文档中所使用的那样，术语“电子系统”(或“电子装置”)广义上是指能够以电子方式处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制实例包括各种尺寸和形状的个人电脑，诸如台式计算机、便携式计算机、上网本、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器以及个人数字助理(PDA)等。另外的实例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置100和独立的操作杆或键盘开关的物理键盘。其它实例电子系统包括外围设备，诸如数据输入装置(包括遥控器和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其它实例包括远程终端、自助服务终端和视频游戏机(例如，视频游戏控制器、便携式游戏装置等)。其它实例包括通信装置(包括便携式电话，诸如智能电话)和媒体设备(包括记录仪、编辑器和诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框以及数码相机等的播放器)。另外，电子系统可以是主机或输入装置的从属设备。
[0018]输入装置100可以被实施为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。视情况而定，输入装置100可以利用下述的任何一项或多项与电子系统的某些部分通信:总线、网络以及其它有线或无线互连。实例包括I2C、SP1、PS/2，通用串联总线(USB)、蓝牙、RF以及IrDA。
[0019]在图1中，输入装置100被显示为近距离传感器装置(也经常被称为“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其构造为感测在感测区域170中由一个或多个输入物体140提供的输入。实例输入物体包括手指和触控笔，如图1所示。
[0020]感测区域170包含输入装置100上方、周围、内部和/或附近的任何空间，在感测区域170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提供的用户输入)。特定感测区域的尺寸、形状和位置可随着实施例的不同而大不相同。在某些实施例中，感测区域170从输入装置100的表面沿一个或多个方向延伸到直到信噪比足够阻止精确物体检测的空间。在各种实施例中，此感测区域170沿特定方向延伸到的距离可以为小于毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级，并且可以随着所应用的感测技术的类型和期望的精确度而显著变化。因此，某些实施例感测输入，该输入包括未与输入装置100的任何表面接触、与输入装置100的输入表面(例如，触摸表面)接触、与以某些量的作用力或压力耦合于输入装置100的输入表面接触和/或上述的组合。在各种实施例中，可以由安置传感器电极的壳体的表面、在传感器电极或任何壳体等上施加的面板提供输入表面。在某些实施例中，感测区域170当投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
[0021]输入装置100可以利用传感器部件和感测技术的任意组合来检测感测区域170中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的多个感测元件124。感测元件124包括多个传感器电极120和一个或多个栅极122。作为若干个非限制性的实例，输入装置100可以使用电容性的、介电性的、电阻性的、电感的、磁声的、超声的和/或光学的技术。
[0022]某些实施方式构造为提供跨越一维、两维、三维或更高维空间的图像。某些实施方式构造为提供沿着特定轴线或平面的输入的投影。
[0023]在输入装置100的某些电阻性实施方式中，可弯曲且导电的第一层被一个或多个间隔元件而与导电的第二层分离。在操作过程中，穿过这些层产生一个或多个电压梯度。按压可弯曲的第一层可以使它充分偏转以在各层之间产生电接触，得到反映各层之间接触点(数个点)的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。
[0024]在输入装置100的某些电感性实施方式中，一个或多个感测元件124收集由谐振线圈或一对线圈感应的回路电流。那么电流的振幅、相位和频率的某些组合可以被用于确定位置信息。
[0025]在输入装置100的某些电容性实施方式中，电压或电流被施加以产生电场。附近的输入物体弓I起电场的改变，并且产生电容耦合的可检测的改变，其可以被检测为电压、电流等的改变。
[0026]某些电容性实施方式利用电容性感测元件124的阵列或其它规则的或不规则的图案产生电场。在某些电容性实施方式中，单独的感测元件124可以一起被欧姆短路以形成较大的传感器电极。某些电容性实施方式利用电阻性的片材，其可以是电阻均匀性。
[0027]如上面所讨论的，某些电容性实施方式基于传感器电极120与输入物体之间的电容耦合的变化而采用“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极120附近的输入物体改变传感器电极120附近的电场，从而改变所测量的电容耦合。在一个实施方式中，绝对电容感测方法通过相对于参考电压(例如，系统接地)调制传感器电极120，并且检测传感器电极120与输入物体140之间的电容耦合来进行操作。
[0028]此外如上所述，某些电容性实施方式基于传感器电极120之间的电容耦合的变化而采用“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极120附近的输入物体140改变传感器电极120之间的电场，从而改变所测量的电容親合。在一个实施方式中，跨电容感测方法如下所进一步描述的通过检测一个或多个发射器传感器电极(也称为“发射器电极”)与一个或多个接收器传感器电极(也称为“接收器电极”)之间的电容耦合来进行操作。发射器传感器电极可以被相对于参考电压(例如，系统接地)调制以发送发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压大体保持恒定以便于结果信号的接收。结果信号可包括相应于一个或多个发射器信号和/或一个或多个环境干扰源(例如，其它电磁信号)的影响(数个影响)。传感器电极120可以是专用的发射器电极或接收器电极，或者可以构造为既可发送又可接收。
[0029]在图1中，处理系统110被示为输入装置100的一部分。处理系统110构造为操作输入装置100的硬件来检测在感测区域170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/或其它电路部件。(例如，对于互电容传感器装置的处理系统可以包括构造为用发射器传感器电极发送信号的发射器电路，和/或构造为用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。)在某些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码和/或其它等等。在某些实施例中，组成处理系统110的部件被定位在一起，诸如靠近输入装置100的感测元件(数个感测元件)124。在其它实施例中，处理系统110的部件在物理上分离，其中一个或多个部件靠近输入装置100的感测元件(数个感测元件)124，并且一个或多个部件在别处。例如，输入装置100可以是耦接到台式计算机的外围设备，并且处理系统110可以包括构造为在台式计算机的中央处理单元上运行的软件和与中央处理单元分离的一个或多个IC (也许带有关联的固件)。作为另一实例，输入装置100可以在物理上被集成在电话中，并且处理系统110可以包括电路和固件，其是电话的主处理器的一部分。在某些实施例中，处理系统I1专用于实施输入装置100。在其它实施例中，处理系统110也执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。
[0030]处理系统110可以被实施为一组模块，其操纵处理系统110的不同功能。每个模块可以包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或其组合。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。模块实例包括用于操作诸如传感器电极和显示屏等硬件的硬件操作模块、用