用于降低输入装置中干扰的影响的系统和方法
【专利说明】
[0001] 本申请请求2012年9月5日提交的美国发明专利申请序列号13/603,756的优先 权，其通过引用并入本文。
技术领域
[0002] 本发明一般设及电子装置，更特别地，设及输入装置。
【背景技术】
[0003] 包括接近传感器装置的输入装置（还通常称为触摸板或触摸传感器装置）广泛用 于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括通常由表面区分的感测区域，在其中接近 传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为 电子系统提供接口。例如，接近传感器装置通常作为输入装置用于较大计算系统（诸如集 成在或外设于笔记本或台式计算机的不透明触摸板、或诸如与显示屏集成的透明传感器装 置W提供触摸屏接口）。
[0004] 多个接近传感器装置使用电容性技术来感测输入对象。接近传感器装置可典型地 并入曲线（profile)电容性传感器或电容性图像传感器。电容性曲线传感器在多个轴（例 如，X和y)之间交替，而电容性图像传感器扫描多个发射器行，W生成关联于输入对象的 "像素"的更详细的电容性"图像"。尽管电容性图像传感器在多个方面有利，但某些实现特 别易受各种类型的干扰，包括各种类型的噪声，的影响。
[0005] 干扰能够来自各种源，包括显示器背光、电源、无线通信装置等。尽管现在许多传 感器包括滤波，其可有效移除许多类型的干扰，问题仍存在于识别和/或移除某些类型的 干扰。某些接近传感器装置中可能有问题的一种类型的干扰称为"调和噪声"。在某些传感 器装置中调和噪声的一个典型的源是附近的显示屏，诸如用于许多触摸屏幕实现中的液晶 显示器（LCD)。
[0006] 一般而言，调和噪声是一种类型的干扰，其在感测区之上在空间上相对均匀，但随 时间几乎随机变化。特别地，因为许多图像类型传感器装置W逐行或逐列为基础接收信号， 其中每一行或列在不同的时刻接收信号，传感器数据中的每一行或列能够均匀地W随机量 上下变动。该产生行-对-行或列-对-列变量，其可负面影响图像接近传感器装置的性 能。
[0007] 因此，尽管电容性图像接近传感器装置在许多方面有利，仍然存在改进该类装置 的性能的持续的需求。例如，改进该类传感器的灵敏度或改进传感器对各种类型的干扰，包 括各种类型的调和噪声，的抗性。
[0008] 结合附图和前述技术领域及【背景技术】，其他合意的特征和特性将从后续详细描述 和所附权利要求中显而易见。
【发明内容】
[0009] 本发明的实施例提供装置和方法，其促进改进的输入装置性能。具体地，该装置和 方法提供对干扰对输入装置的影响的改进抗性，特别地，对调和噪声对接近传感器（其使 用电容性技术来生成传感器值的图像）的影响的改进抗性。该装置和方法通过利用传感器 值的图像和传感器值的一个或多个曲线提供对接口的影响的改进抗性。传感器值的图像与 传感器值的一个或多个曲线结合来生成传感器值的修正图像，该修正图像具有降低的因噪 声引起的误差。因噪声引起的误差的降低能够改进输入装置的精度和性能。
[0010] 在一个实施例中，为具有多个传感器电极的输入装置提供处理系统，其中该处理 系统包括传感器模块和确定模块。该传感器模块包括传感器电路，其配置成操作多个传感 器电极来捕获第一结果信号和第二结果信号。该确定模块配置成从第一结果信号生成传感 器值的第一图像，其中传感器值的第一图像具有与沿第一轴在不同时间捕获的第一结果信 号关联的第一误差。该确定模块进一步配置成从第二结果信号生成传感器值的第一曲线， 其中传感器值的第一曲线具有第二误差。该确定模块进一步配置成基于传感器值的第一图 像和传感器值的第一曲线生成传感器值的修正图像，该传感器值的修正图像具有与第一误 差相比降低的误差。通过提供具有降低的误差的修正图像，该处理系统提供对干扰的影响 的改进抗性，特别地，提供对调和噪声的影响的改进抗性，并且因此能够为该输入装置提供 改进的性能。
[0011] 在另一实施例中，输入装置包括多个传感器电极，其配置成电容性地检测感测区 域中的输入对象；W及处理系统，其可操作地禪合于多个传感器电极。该处理系统配置成操 作多个传感器电极来捕获第一结果信号和第二结果信号。该处理系统进一步配置成从第一 结果信号生成传感器值的第一图像，其中传感器值的第一图像具有与沿第一轴在不同时间 捕获的第一结果信号关联的第一误差。该处理系统进一步配置成从第二结果信号生成传感 器值的第一曲线，其中传感器值的第一曲线具有第二误差。该处理系统进一步配置成基于 传感器值的第一图像和传感器值的第一曲线生成传感器值的修正图像，该传感器值的修正 图像具有与第一误差相比降低的误差。通过提供具有降低的误差的修正图像，该输入装置 因此提供对干扰的影响的改进抗性，特别地，提供对调和噪声的影响的改进抗性，并且因此 能够为该输入装置提供改进的性能。
【附图说明】
[0012] 本发明优选的示例性实施例将在下文结合附图描述，其中相似标号表示相似元 素，并且：
[0013] 图1为示例性系统的框图，其包括根据本发明的实施例的输入装置；
[0014] 图2A和2B为根据本发明示例性实施例的传感器电极的框图；
[00巧]图3A-3E为传感器值的示例性图像和曲线的图形表示；
[0016] 图4为描述根据本发明的实施例的处理系统的概念性框图拟及
[0017] 图5为根据本发明的实施例的传感器值的示例性修正图像的图形表示。
【具体实施方式】
[0018] 如下详细描述本质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明或本发明的应用和使 用。此外，不存在由前述技术领域，【背景技术】，
【发明内容】
或如下详细描述中提出的任何表达 或暗示的理论来约束的意图。
[0019] 本发明各种实施例提供促进改进的可用性的输入装置和方法。图1为根据本发明 的实施例的示例性输入装置100的框图。输入装置100可配置成提供输入至电子系统（未 示出）。如在本文中使用的，术语"电子系统"（或"电子装置"）广义指能够电子地处理信 息的任何系统。电子系统的某些非限制示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如台式 计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助 理（PDA)。其他的示例电子系统包括复合型输入装置，诸如物理键盘，其包括输入装置100 和独立的操纵杆或键开关。另外的示例电子系统包括外围装置，诸如数据输入装置（包括 远程控制和鼠标），W及数据输出装置（包括显示屏幕和打印机）。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、便携式游戏装置等）。其他示例包括通信 装置（包括蜂窝电话，诸如智能电话）和媒体装置（包括录音机、编辑器和诸如电视的播放 器、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字照相机）。另外，电子系统可为输入装置的主机或 从机。
[0020] 输入装置100能够实现为电子系统的物理部件，或者能够与电子系统在物理上分 离。视情况而定，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部件进行通信：总 线、网络和其他有线或无线互连。示例包括1古、5?1、？5/2、通用串行总线扣58)、藍牙、1?尸和 IRDAo
[0021] 图1中，输入装置100示出为接近传感器装置（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对象140在感测区120中提供的输入。示例 输入对象包括手指和触控笔，如图1所示。
[002引感测区120包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输 入装置100能够检测用户输入（例如由一个或多个输入对象140所提供的用户输入）。特 定感测区的尺寸、形状和位置可W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对象检 巧。。在各个实施例中，该个感测区120沿特定方向所延伸的距离可W是大约小于一毫米、数 毫米、数厘米或者更多，并且可随所使用的感测技术的类型和期望的精度而极大地改变。因 此，一些实施例感测输入，其中输入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、与禪合某个量的外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。在各种实施例中，输入表面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面板等来提供。在一些实施例中，感 测区120在投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
[0023] 输入装置100可利用电容性感测来检测感测区120中的用户输入。为促进电容性 感测，输入装置100包括用于检测用户输入的一个或多个感测电极。
[0024] 一些实现配置成提供跨越一维、二维、=维或更高维的空间的图像。一些实现配置 成提供输入沿特定轴或平面的投影。
[00巧]在输入装置100的一些电容性实现中，施加电压或电流W创建电场。附近的输入 对象引起电场的变化，并且产生电容性禪合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化来 被检测。
[0026] -些电容性实现利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来创建 电场。在一些电容性实现中，独立感测元件可欧姆地短接在一起，W便形成更大传感器电 极。一些电容性实现利用电阻片，其可w是电阻均匀的。
[0027] 根据本文描述的实施例，输入装置配置成利用"跨电容性"感测方法。跨电容性感 测方法，有时称为"互电容"，是基于传感器电极之间的电容性禪合的变化。在各种实施例 中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变所测量电容性禪合。 在一个实现中，跨电容性感测方法通过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"）之间的电容性禪合来进行操作。发射器传感器电极可相对于基准电压（例如系统地） 来调制，W传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于基准电压保持大体恒定，W促进结 果信号的接收。结果信号可包括与一个或多个发射器信号、一个或多个导电输入对象、和/ 或与一个或多个环境干扰源（例如其他电磁信号）对应的（一个或多个）影响。传感器电 极可W是专用发射器或接收器，或者可配置成既传送又接收。
[0028] 相反，绝对电容感测方法，有时称为"自电容"，是基于传感器电极和输入对象之间 的电容性禪合的变化。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近 的电场，从而改变所测量电容性禪合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对基准电压 (例如系统地）调制传感器电极W在传感器电极上生成结果信号来进行操作。在该种情况 下，在传感器电极上接收的结果信号由那