本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/us2011/043937，國(guó)際申請(qǐng)日為2011年7月14日，進(jìn)入中國(guó)國(guó)際階段的申請(qǐng)?zhí)枮?01180034913.x，名稱(chēng)為“用于局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術(shù)”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及用于改善電容式觸摸傳感器的信噪比(snr)的數(shù)字信號(hào)處理(dsp)技術(shù)和實(shí)現(xiàn)。

背景

在一些觸摸傳感器中，用戶的手指在二維表面內(nèi)的位置可以通過(guò)進(jìn)行電容測(cè)量來(lái)確定。用戶的手指可能是某種程度上導(dǎo)電的，而用戶可能對(duì)觸摸傳感器電路的地具有某種連接以使得用戶的手指對(duì)觸摸傳感器中的電極之間的電容具有影響。

概述

本說(shuō)明書(shū)描述了大體涉及采用dsp技術(shù)來(lái)提高snr的觸摸傳感器的技術(shù)。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中描述的主題的某些方面可以體現(xiàn)在涉及傳感器的方法中。此方面的其他實(shí)施例包括被配置成執(zhí)行編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備上的方法的動(dòng)作的相應(yīng)的系統(tǒng)、裝置和計(jì)算機(jī)程序。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中描述的主題的另一方面可以體現(xiàn)在包括和與傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置相關(guān)的動(dòng)作的方法中，該傳感器具有前端接口、至少一個(gè)跡線(traceline)、與該前端接口和所述跡線中的至少一個(gè)上的第一位置兩者均耦合的至少一個(gè)發(fā)送器、以及與該至少一個(gè)跡線上的第二位置耦合的接收器。該方法涉及訪問(wèn)該傳感器的前端接口處的信號(hào)，將所訪問(wèn)的信號(hào)從該發(fā)送器發(fā)送到該傳感器的跡線中的至少一個(gè)跡線上的第一位置以促進(jìn)所訪問(wèn)的信號(hào)沿與所訪問(wèn)的信號(hào)被發(fā)送到的第一位置相對(duì)應(yīng)的跡線的發(fā)送，以及在該傳感器的接收器處并通過(guò)與該傳感器的跡線的第二位置耦合的接收器從該跡線接收被訪問(wèn)并發(fā)送的信號(hào)。該方法涉及沿著用于發(fā)送所訪問(wèn)的信號(hào)的跡線來(lái)訪問(wèn)該發(fā)送器的第一位置和該接收器的第二位置之間的距離、基于所訪問(wèn)的距離來(lái)確定所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換，該變換是所發(fā)送的信號(hào)基于作為該第一位置和該第二位置之間的距離的函數(shù)的發(fā)送來(lái)預(yù)期經(jīng)歷的，以及基于所確定的變換來(lái)生成預(yù)期相關(guān)信號(hào)。該方法包括在該傳感器的接收器處接收該預(yù)期相關(guān)信號(hào)，并且基于所接收的預(yù)期相關(guān)信號(hào)，標(biāo)識(shí)能被用于至少部分補(bǔ)償基于該發(fā)送該所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換的信息。該方法包括：通過(guò)應(yīng)用所接收的預(yù)期相關(guān)信號(hào)，補(bǔ)償基于該發(fā)送所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換的至少一部分。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。該預(yù)期相關(guān)信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于與模擬信號(hào)和/或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的相關(guān)信息。該變換可包括相移。該變換還可包括衰減、延遲、和/或線性過(guò)濾效應(yīng)。該變換可被應(yīng)用到正弦波形以獲得該預(yù)期相關(guān)信號(hào)，或被應(yīng)用到非正弦波形以獲得該預(yù)期相關(guān)信號(hào)。該補(bǔ)償可涉及計(jì)算在積分時(shí)間段上所接收的所發(fā)送的信號(hào)的波形與該預(yù)期相關(guān)信號(hào)的波形的積，并計(jì)算該積的積分。該方法可包括在該接收器的輸出處提供該計(jì)算。該傳感器可具有按照矩陣構(gòu)形(matrixconfiguration)的跡線。該方法可包括：將所接收的所發(fā)送的信號(hào)的變換建模為該矩陣構(gòu)形中的發(fā)送器和接收器之間的距離的函數(shù)。該方法可涉及通過(guò)將至少所述一個(gè)跡線建模成具有沿該第一和第二位置之間的距離分布的電阻和電容來(lái)將該變換建模。為了確定所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換，該方法可涉及：測(cè)量沿該第一和第二位置之間的距離的一組變換，以及選擇該組變換中逼近所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換中的一個(gè)，為此該變換可包括相移，且該組變換包括一組相移。所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換可包括：測(cè)量沿沿至少所述一個(gè)跡線的相應(yīng)位置的相應(yīng)相移，基于將與所測(cè)量的相移中的一個(gè)相關(guān)的距離與該第一和第二位置之間的距離進(jìn)行匹配來(lái)選擇所測(cè)量的相移中的一個(gè)，并且將所選擇的所測(cè)量的相移指派為所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的相移。為了確定所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換，該方法可包括：測(cè)量沿沿至少所述一個(gè)跡線的相應(yīng)位置的相應(yīng)相移，利用所測(cè)量的相移的線性內(nèi)插來(lái)逼近所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要在該接收器的第二位置處經(jīng)歷的相移，以及將經(jīng)內(nèi)插的相移指派為所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的相移。為了確定所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的變換，該方法可涉及：針對(duì)所發(fā)送的信號(hào)的波形的同相版本和正交相位版本進(jìn)行相關(guān)，以及通過(guò)計(jì)算該同相和正交相位波形的反正切的函數(shù)來(lái)計(jì)算所發(fā)送的信號(hào)預(yù)期要經(jīng)歷的相移。該傳感器可具有在矩陣構(gòu)形中的跡線，其中該發(fā)送可涉及：利用在該矩陣的兩個(gè)邊緣處的所發(fā)送的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)該傳感器以把電阻-電容時(shí)間常數(shù)與用在一個(gè)邊緣處的所發(fā)送的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)該傳感器時(shí)得到的時(shí)間常數(shù)相比減少2。該發(fā)送可涉及：用在該矩陣的多個(gè)邊緣處的所發(fā)送的信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳感器以把電阻-電容時(shí)間常數(shù)與用在一個(gè)邊緣處的所發(fā)送的信號(hào)驅(qū)動(dòng)該傳感器所得到的時(shí)間常數(shù)相比減少。多個(gè)邊緣的數(shù)量可以是4，對(duì)此，電阻-電容時(shí)間常數(shù)與用在一個(gè)邊緣處的所發(fā)送的波形驅(qū)動(dòng)該傳感器所得到的時(shí)間常數(shù)相比減少4。該傳感器可具有以具有行和列的矩陣構(gòu)形形成的跡線，對(duì)于該矩陣構(gòu)形，所述行中的至少一行或所述列中的至少一列中的至少一個(gè)跡線被分割以形成兩個(gè)跡線，所述兩個(gè)跡線是所述一個(gè)跡線的長(zhǎng)度的大約一半，并且經(jīng)分割的跡線形成該跡線的與該經(jīng)分割的跡線的第一部分相對(duì)應(yīng)的第一節(jié)和與該經(jīng)分割的跡線的第二部分相對(duì)應(yīng)的第二節(jié)。該第一或第二經(jīng)分割的跡線的電阻-電容時(shí)間常數(shù)可以是該第一或第二跡線的長(zhǎng)度的函數(shù)。該傳感器可以是電容式觸摸傳感器。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可以體現(xiàn)在包括和與傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中，為此該傳感器包括以矩陣構(gòu)形定向的跡線、前端接口、與該階段接口耦合的發(fā)送器、以及接收器。該相應(yīng)發(fā)送器對(duì)應(yīng)于相應(yīng)跡線的第一位置并與該第一位置耦合，并且該相應(yīng)接收器與該相應(yīng)跡線的第二位置耦合。該方法涉及：確定具有正交波形序列的正交激勵(lì)波形，其中該正交激勵(lì)波形彼此正交，以及同時(shí)在所述發(fā)送器中的至少兩個(gè)發(fā)送器中的每一個(gè)上同時(shí)發(fā)送所述正交激勵(lì)波形中的一個(gè)，以使得所述發(fā)送器中的至少兩個(gè)被配置成竄送相應(yīng)的正交波形序列，其中所述發(fā)送在少于該傳感器中的全部發(fā)送器的發(fā)送器上發(fā)生。該方法涉及：在所述接收器中的至少兩個(gè)接收器處接收所述正交激勵(lì)波形中的至少兩個(gè)，為此所述至少兩個(gè)正交激勵(lì)波形中的每一個(gè)均在所述相應(yīng)接收器中的一個(gè)處接收。該方法包括：接收針對(duì)至少預(yù)期接收的波形的信息，以及對(duì)于所述至少兩個(gè)接收器中的每一個(gè)，對(duì)照所述預(yù)期接收的波形將所接收的激勵(lì)波形相關(guān)。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。該傳感器可包括電容式觸摸傳感器。所述正交激勵(lì)波形與該傳感器中的噪聲正交。該矩陣構(gòu)形可包括n列跡線，并且所述發(fā)送器的每一同時(shí)發(fā)送可在積分時(shí)間中發(fā)生。該方法可涉及：將積分時(shí)間的數(shù)量作為從所述發(fā)送器中的至少兩個(gè)的同時(shí)發(fā)送的數(shù)量的函數(shù)來(lái)確定。該方法可涉及：標(biāo)識(shí)與該傳感器中的噪聲相關(guān)聯(lián)的頻率，以及選擇與與該噪聲相關(guān)聯(lián)的頻率正交的所述正交激勵(lì)波形中的至少一個(gè)。該傳感器可被配置成位于液晶顯示器的物理鄰近區(qū)域內(nèi)以至少具有與該液晶顯示器交互的能力。該液晶顯示器可具有約30khz到135khz的掃描線頻率。該方法可涉及：執(zhí)行碼分多路復(fù)用，其中四個(gè)跡線的組中的每個(gè)跡線包括針對(duì)所述正交波形序列的不同代碼。該碼分多路復(fù)用可以是曼徹斯特編碼的哈達(dá)瑪序列(manchester-codedhadamardsequence)。確定正交激勵(lì)波形的方法可涉及：選擇用于調(diào)制的第一頻率，生成在該第一頻率附近的偽噪聲序列，生成針對(duì)該偽噪聲序列的載波信號(hào)，以及用該偽噪聲序列來(lái)在該第一頻率附近調(diào)制該載波信號(hào)的多個(gè)周期。該第一頻率可以在100khz附近。載波信號(hào)的數(shù)量可以小于10。該方法可涉及：標(biāo)識(shí)與所標(biāo)識(shí)的噪聲相關(guān)聯(lián)的頻率，以及選擇與與該所標(biāo)識(shí)的噪聲相關(guān)聯(lián)的頻率正交的所述正交激勵(lì)波形中的至少一個(gè)。所確定的正交激勵(lì)波形可以是用于調(diào)制的頻率和該用于調(diào)制的頻率處的偽噪聲序列兩者的函數(shù)。該方法可涉及：獲取與該傳感器相關(guān)聯(lián)的噪聲頻譜，通過(guò)評(píng)估與該傳感器相關(guān)聯(lián)的噪聲頻譜來(lái)對(duì)該傳感器中的噪聲進(jìn)行測(cè)量，基于對(duì)該噪聲頻譜的評(píng)估來(lái)標(biāo)識(shí)噪聲，以及通過(guò)使所述正交激勵(lì)波形與該傳感器中所標(biāo)識(shí)的噪聲正交來(lái)確定所述正交激勵(lì)波形。該方法可涉及：獲取與該傳感器相關(guān)聯(lián)的頻譜，通過(guò)評(píng)估與該傳感器相關(guān)聯(lián)的噪聲頻譜來(lái)對(duì)該噪聲進(jìn)行測(cè)量，以及基于對(duì)該噪聲的測(cè)量來(lái)執(zhí)行對(duì)該噪聲的標(biāo)識(shí)。該方法可涉及：持續(xù)進(jìn)行測(cè)量來(lái)通過(guò)從一時(shí)間幀上該噪聲頻譜中的最高噪聲源中標(biāo)識(shí)該噪聲來(lái)標(biāo)識(shí)與所述正交激勵(lì)波形正交的噪聲，以及通過(guò)使用與在該噪聲頻譜中被持續(xù)標(biāo)識(shí)的最高噪聲源相關(guān)聯(lián)的噪聲來(lái)自適應(yīng)地確定所述正交激勵(lì)波形。該方法可涉及：周期性地進(jìn)行測(cè)量來(lái)通過(guò)從一時(shí)間幀上該噪聲頻譜中的最高噪聲源中標(biāo)識(shí)該噪聲來(lái)標(biāo)識(shí)與所述正交激勵(lì)波形正交的噪聲，以及通過(guò)使用與在該噪聲頻譜中被周期性地標(biāo)識(shí)的最高噪聲源相關(guān)聯(lián)的噪聲來(lái)自適應(yīng)地確定所述正交激勵(lì)波形。所標(biāo)識(shí)的噪聲可與冷陰極熒光背光的操作頻率或與與液晶顯示器相關(guān)聯(lián)的頻率相關(guān)聯(lián)。

該傳感器可以是電容式觸摸傳感器。該電容式觸摸傳感器可具有前端電路。該方法可包括：準(zhǔn)備用于在該電容式觸摸傳感器的前端電路的輸出處發(fā)送的輸入電壓，其中該前端電路可至少包括二級(jí)電路，其中第一級(jí)電路被配置成產(chǎn)生跨阻抗增益，而第二級(jí)電路可被配置成產(chǎn)生電壓增益。輸入電壓的準(zhǔn)備可包括：通過(guò)將該第一級(jí)配置為積分器電路而在該前端電路的第一級(jí)中產(chǎn)生跨阻抗增益。該方法可包括：通過(guò)對(duì)該輸入電壓執(zhí)行分壓(voltagedivision)而在該第一級(jí)處生成輸出信號(hào)，以及用該前端電路的第二級(jí)的電壓增益來(lái)放大該前端電路的第一級(jí)的輸出信號(hào)以產(chǎn)生該前端電路的第二級(jí)的輸出信號(hào)。所標(biāo)識(shí)的噪聲可包括傳感器的主噪聲源，其中所標(biāo)識(shí)的噪聲可與液晶顯示器頻率或者冷陰極熒光背光的操作頻率相關(guān)聯(lián)。第一級(jí)可包括在一噪聲水平的噪聲以使得該前端電路的第二級(jí)的輸出信號(hào)可包括被該第二級(jí)的電壓增益的函數(shù)放大的第一級(jí)的噪聲。該第二級(jí)的輸出信號(hào)的噪聲可以小于該傳感器的主噪聲源。該第一級(jí)可包括在一噪聲水平的噪聲以使得該前端電路的第二級(jí)的輸出信號(hào)包括被該第二級(jí)的電壓增益的函數(shù)放大的第一級(jí)的噪聲，并且該第二級(jí)的輸出信號(hào)處的噪聲可以小于從該液晶顯示器頻率或該冷陰極熒光背光的操作頻率得出的傳感器的噪聲。該前端電路的閉環(huán)傳輸功能可以是穩(wěn)定的。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中體現(xiàn)，其中該傳感器包括按照帶有矩陣構(gòu)形的行和列布置的跡線。該方法包括：執(zhí)行第一掃描，所述第一掃描包括以隔行樣式掃描該電容式觸摸傳感器的列，其中隔行樣式包括幀，并且其中該幀包括數(shù)目n個(gè)子幀，對(duì)其而言n是整數(shù)。該方法包括：使用所生成的信息作為該第一掃描的結(jié)果來(lái)標(biāo)識(shí)該傳感器的經(jīng)歷從行到列的電容的改變的區(qū)域，使用對(duì)傳感器的經(jīng)歷電容的改變的區(qū)域的檢測(cè)來(lái)通知對(duì)第二掃描和后續(xù)掃描要聚焦的列子集的選擇，以及掃描為該第二掃描和后續(xù)掃描所選擇的列子集。對(duì)列子集的掃描可涉及：確定該第二掃描的信號(hào)水平和噪聲水平，并且基于為該第二掃描確定的、并且與該傳感器中的電容發(fā)生改變的區(qū)域有關(guān)的信號(hào)水平和噪聲水平來(lái)確定信噪比。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。該第一掃描可包括：確定該第一掃描的信號(hào)水平和噪聲水平，以及基于為該第一掃描確定的信號(hào)水平和噪聲水平確定信噪比。該方法可涉及：接收針對(duì)該第一掃描和第二掃描的信號(hào)，以及通過(guò)對(duì)針對(duì)第一和第二掃描接收的信號(hào)取平均來(lái)確定高于與該第一和第二掃描相關(guān)聯(lián)的信噪比的組合信噪比。例如，n的值可以等于4。該幀可被配置成在約30hz處，且子幀可在約120hz處，其中該隔行樣式可包括每幀16列以及每子幀4列。傳感器的等待時(shí)間(latency)可以是約120hz。行到列電容可涉及邊緣電容(fringingcapacitance)。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可被體現(xiàn)在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中。該傳感器可包括按照帶有矩陣構(gòu)形的行和列布置的跡線。該方法涉及：執(zhí)行第一掃描，該第一掃描包括以內(nèi)插樣式掃描該電容式觸摸傳感器的列，其中該內(nèi)插樣式包括幀，其中該幀包括數(shù)目n個(gè)子幀，其中n是整數(shù)，以及使用所生成的信息作為第一掃描的結(jié)果來(lái)標(biāo)識(shí)該傳感器的經(jīng)歷從行到列的電容的改變的區(qū)域。該方法包括：使用對(duì)該傳感器中的經(jīng)歷電容的改變的區(qū)域的檢測(cè)來(lái)通知對(duì)第二掃描和后續(xù)掃描要聚焦的列子集的選擇，以及掃描為該第二掃描和后續(xù)掃描選擇的列子集，其中該第一掃描與第一測(cè)量相關(guān)聯(lián)，其中第二掃描與第二測(cè)量相關(guān)聯(lián)。對(duì)列子集的掃描涉及：確定第二掃描的目標(biāo)信號(hào)水平和噪聲水平，確定目標(biāo)信噪比，以及利用一函數(shù)來(lái)確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信噪比的積分時(shí)間段，該函數(shù)是該第二測(cè)量和該第一測(cè)量的平均。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。該第一掃描可包括：確定該第一掃描的信號(hào)水平和噪聲水平，以及基于為該第一掃描確定的信號(hào)水平和噪聲水平來(lái)確定目標(biāo)信噪比。該方法可包括：接收針對(duì)該第一掃描和第二掃描的信號(hào)，以及通過(guò)對(duì)針對(duì)第一和第二掃描接收的信號(hào)取平均來(lái)確定具有高于與該第一和第二掃描相關(guān)聯(lián)的信噪比的組合信噪比的信號(hào)。n的值可以等于約4。該幀可被配置成在約30hz處，且子幀可在約120hz處，其中該隔行樣式可包括每幀16列以及每子幀4列。該傳感器的等待時(shí)間可以是約120hz，而行到列電容可包括邊緣電容。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中體現(xiàn)，其中該傳感器包括帶有矩陣構(gòu)形的按行和列布置的跡線，而列被布置為n個(gè)列集合，并且n為整數(shù)。該方法涉及：以隔行樣式順序執(zhí)行對(duì)該電容式觸摸傳感器的n個(gè)列集合中的每一個(gè)的第一掃描，使用所生成的信息作為第一掃描的結(jié)果來(lái)標(biāo)識(shí)該傳感器的經(jīng)歷邊緣電容的改變的區(qū)域，該邊緣電容包括從行到列的電容，以及使用對(duì)該傳感器的經(jīng)歷該電容的改變的區(qū)域的檢測(cè)來(lái)通知對(duì)第二掃描和后續(xù)掃描所相應(yīng)聚焦的n個(gè)列集合中的每一個(gè)的子集的選擇。該方法涉及：掃描為該第二掃描和后續(xù)掃描所選擇的n個(gè)列集合中的每一個(gè)的子集，其中該第一掃描與第一測(cè)量相關(guān)聯(lián)，而第二掃描與第二測(cè)量相關(guān)聯(lián)。對(duì)n個(gè)列集合的每一子集的掃描涉及：確定第二掃描的信號(hào)水平和噪聲水平，確定目標(biāo)信噪比，以及利用一函數(shù)來(lái)確定用于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)信噪比的積分時(shí)間段，該函數(shù)是該第二測(cè)量和該第一測(cè)量的平均。對(duì)于該n個(gè)列集合中的每一列集合和相應(yīng)列子集，該第一掃描和該第二掃描是在對(duì)后一列集合和相應(yīng)列子集開(kāi)始掃描之前執(zhí)行的。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。對(duì)于該n個(gè)列集合的每個(gè)子集，該方法涉及以下技術(shù)：在該積分時(shí)間段中掃描該列子集；獲得與對(duì)該列子集的掃描的所接收的信號(hào)有關(guān)的第二測(cè)量，其中該第二測(cè)量與從第二測(cè)量得出的信噪比有關(guān)；確定該列子集是否被配置成具有至少最小信噪比；在從第二測(cè)量得出的信噪比的基礎(chǔ)上確定從第二測(cè)量得出的信噪比是否小于該列子集的最小信噪比；以及在確定從第二測(cè)量得出的信噪比是否小于該列子集的最小信噪比之后，執(zhí)行對(duì)該列子集的另一掃描；獲得與對(duì)該列子集的另一掃描的所接收的信號(hào)有關(guān)的另一測(cè)量；以及對(duì)該列子集的測(cè)量和該另一測(cè)量取平均來(lái)產(chǎn)生具有以下屬性的組合測(cè)量：其中與該組合測(cè)量有關(guān)的信噪比高于與該列子集的測(cè)量中的任一個(gè)有關(guān)的信噪比。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中體現(xiàn)，其中該傳感器包括帶有矩陣構(gòu)形的按行和列布置的跡線，而列被布置為列的n個(gè)集合，其中n為整數(shù)。該方法涉及：以隔行樣式順序執(zhí)行對(duì)該電容式觸摸傳感器的n個(gè)列集合中的每一個(gè)的第一掃描，以及使用所生成的信息作為第一掃描的結(jié)果來(lái)標(biāo)識(shí)該傳感器的經(jīng)歷邊緣電容的改變的區(qū)域，為此該邊緣電容包括從行到列的電容。該方法涉及：使用對(duì)該傳感器的經(jīng)歷電容變化的區(qū)域的檢測(cè)來(lái)通知對(duì)第二掃描和后續(xù)掃描所相應(yīng)聚焦的n個(gè)列集合中的每一個(gè)的子集的選擇，以及掃描為該第二掃描和后續(xù)掃描所選擇的n個(gè)列集合中的每一個(gè)的子集。對(duì)該n個(gè)列集合的每個(gè)子集的掃描可包括：確定該第二掃描的信號(hào)水平和噪聲水平，并且基于為該第二掃描確定的、并且與該傳感器中的電容發(fā)生改變的區(qū)域有關(guān)的信號(hào)水平和噪聲水平來(lái)確定信噪比。對(duì)于該n個(gè)列集合中的每一列集合和相應(yīng)列子集，該第一掃描和該第二掃描是在對(duì)后一列集合和相應(yīng)列子集開(kāi)始掃描之前執(zhí)行的。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。對(duì)于該n個(gè)列集合中的每個(gè)子集，該方法可涉及：在積分時(shí)間段內(nèi)掃描該列子集，獲得與對(duì)該列子集的掃描有關(guān)的信噪比的測(cè)量，以及確定該列子集是否被配置成具有至少最小信噪比。對(duì)于該n個(gè)列集合的每個(gè)子集，該方法還可涉及：在對(duì)該信噪比的測(cè)量的基礎(chǔ)上，確定對(duì)該信噪比的測(cè)量是否小于該列子集的最小信噪比。對(duì)于該n個(gè)列集合的每個(gè)子集，該方法可涉及：在確定對(duì)該信噪比的測(cè)量小于該列子集的最小信噪比之后，執(zhí)行對(duì)該列子集的另一掃描，獲得與對(duì)該列子集的另一掃描有關(guān)的信噪比的另一測(cè)量，以及對(duì)該列子集的測(cè)量和該另一測(cè)量取平均來(lái)產(chǎn)生具有以下屬性的組合測(cè)量：其中與該組合測(cè)量有關(guān)的信噪比高于與對(duì)該列子集的測(cè)量中的任一個(gè)有關(guān)的信噪比。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中體現(xiàn)，該傳感器位于包括液晶顯示器的系統(tǒng)中。該方法包括：確定電容式觸摸傳感器中的噪聲頻率，標(biāo)識(shí)該噪聲頻率是該液晶顯示器的頻率的函數(shù)，以及將該傳感器的激勵(lì)頻率確定為所確定的噪聲頻率的函數(shù)。確定激勵(lì)頻率的方法包括：選擇該傳感器的初始激勵(lì)頻率，計(jì)算積分時(shí)間段上該噪聲頻率和該初始激勵(lì)頻率之間的互相關(guān)，其中對(duì)互相關(guān)的計(jì)算能夠以至少一個(gè)峰值和至少兩個(gè)空值的類(lèi)sinc波形，以及通過(guò)選擇在該類(lèi)sinc波形中的空值之一處的頻率并將所確定的激勵(lì)頻率指派為與在所選擇的空值處的頻率相同的頻率來(lái)選擇傳感器的激勵(lì)頻率。

這些和其他實(shí)施例每個(gè)可可選地包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)。噪聲頻率可以在約30khz到約135khz的范圍內(nèi)。該電容式觸摸傳感器可具有約200v的最大發(fā)送電壓。該電容式傳感器可被配置成提供流過(guò)用戶的電流，該電流在約數(shù)十微安的量級(jí)上。該電容式觸摸傳感器可包括前端接口。該方法可包括將該電容式觸摸傳感器的前端接口的輸出處的波形解調(diào)。該波形可涉及該噪聲頻率對(duì)照該初始激勵(lì)頻率的互相關(guān)。該方法可涉及：測(cè)量該傳感器中的噪聲的水平，以及設(shè)置用于基于所測(cè)量的噪聲的水平來(lái)檢測(cè)來(lái)自該傳感器的用戶的觸摸的初始閾值。該方法可涉及：持續(xù)測(cè)量該傳感器中的噪聲的水平，以及持續(xù)調(diào)整用于基于所持續(xù)測(cè)量的噪聲的水平來(lái)檢測(cè)來(lái)自該傳感器的用戶的觸摸的閾值。該方法可涉及：確定該傳感器的正交激勵(lì)波形，其中該正交激勵(lì)波形中的至少一個(gè)包括所選擇的激勵(lì)頻率。該傳感器可被配置成用于同時(shí)發(fā)送多個(gè)正交激勵(lì)波形。該正交激勵(lì)波形可以全部與所確定的噪聲頻率正交。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中體現(xiàn)，該電容式觸摸傳感器包括以矩陣構(gòu)形布置的跡線的行和列，該傳感器位于包括液晶顯示器的系統(tǒng)中。該方法包括：標(biāo)識(shí)噪聲頻率，生成用于跨越該傳感器中的跡線中的至少一個(gè)發(fā)送的激勵(lì)波形，其中該激勵(lì)波形被生成為使得該激勵(lì)波形與所標(biāo)識(shí)的噪聲頻率正交，并且其中該激勵(lì)波形被生成為使得在所標(biāo)識(shí)的噪聲頻率處的噪聲被在該激勵(lì)波形中拒絕。該激勵(lì)波形的生成包括：在頻域中，指定初始激勵(lì)波形，以及通過(guò)在轉(zhuǎn)換中使用傅立葉變換來(lái)將該初始激勵(lì)波形從頻域轉(zhuǎn)換為時(shí)域中的激勵(lì)波形。該方法涉及：將該激勵(lì)波形跨越該跡線中的至少一個(gè)發(fā)送。

一般而言，本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的動(dòng)作的方法中體現(xiàn)，該電容式觸摸傳感器具有以矩陣構(gòu)形布置的跡線的行和列，該傳感器位于包括液晶顯示器的系統(tǒng)中。該方法包括：標(biāo)識(shí)噪聲頻率，以及生成用于跨越該傳感器中的跡線中的至少一個(gè)發(fā)送的激勵(lì)波形，其中該激勵(lì)波形被生成為使得該激勵(lì)波形與所標(biāo)識(shí)的噪聲頻率正交，并且其中該激勵(lì)波形被生成為使得在所標(biāo)識(shí)的噪聲頻率處的噪聲被在該激勵(lì)波形中拒絕。該激勵(lì)波形的生成涉及：選擇初始激勵(lì)波形，選擇與有限脈沖響應(yīng)濾波器相對(duì)應(yīng)的算法，以及通過(guò)對(duì)該初始激勵(lì)波形應(yīng)用與該有限脈沖響應(yīng)濾波器相對(duì)應(yīng)的算法來(lái)生成該激勵(lì)波形。該方法涉及：將該激勵(lì)波形跨越該跡線中的至少一個(gè)發(fā)送?？蓪?duì)所接收的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，該所接收的信號(hào)針對(duì)預(yù)期波形相關(guān)，該預(yù)期波形可以與該矩陣中的電容成比例。該測(cè)量的信噪比可以是積分時(shí)間的函數(shù)，其中可使用更長(zhǎng)的積分時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的信噪比。該激勵(lì)波形可彼此正交并被同時(shí)發(fā)送，并且在其他實(shí)現(xiàn)中，該激勵(lì)波形可彼此正交并且與噪聲正交，并被同時(shí)發(fā)送。

附圖和下面的描述闡述了本說(shuō)明書(shū)中所描述的主題的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從描述、附圖和權(quán)利要求書(shū)中，本主題的其他特征和方面將變得顯而易見(jiàn)。

附圖簡(jiǎn)述

圖1描繪用于觸摸傳感器的矩陣中的電極樣式的示例的圖。

圖2描繪與來(lái)自觸摸感測(cè)系統(tǒng)中的電阻器-電容器(rc)線濾波的衰減和相移的某些效應(yīng)有關(guān)的示例的圖。

圖3描繪包括具有用于跨越矩陣驅(qū)動(dòng)電壓的線的相應(yīng)控制邏輯的發(fā)送器的電路的示例的圖。

圖4描繪包括具有用于跨越矩陣的線驅(qū)動(dòng)電壓和感測(cè)電流的發(fā)送器和接收器的電路的示例的圖。

圖5示出跨越該矩陣相對(duì)于位置所測(cè)量的電容的三維網(wǎng)格圖的示例的圖。

圖6a和6b描繪了在用類(lèi)似噪聲而不是純正弦音調(diào)或純正弦音調(diào)的接近逼近時(shí)，用于發(fā)送器的波形的示例的圖。

圖7a和7b描繪了用于幀和子幀的時(shí)序圖的示例。

圖8a描繪用于掃描該傳感器的完整幀的方法的示例的流程圖。

圖8b描繪用于掃描該傳感器的單一列的方法的示例的流程圖。

圖9描繪在執(zhí)行解調(diào)之前在該系統(tǒng)的模擬前端的輸出處的噪聲的示例的圖。

圖10描繪了在在對(duì)激勵(lì)波形進(jìn)行良好選擇的情況下執(zhí)行解調(diào)之后在該模擬前端的輸出處的噪聲的示例的圖。

圖11描繪了在在對(duì)激勵(lì)波形進(jìn)行不良選擇的情況下執(zhí)行解調(diào)之后在該模擬前端的輸出處的噪聲的示例的圖。

圖12描繪在積分時(shí)間段上噪聲頻率對(duì)照激勵(lì)頻率的相關(guān)的示例的圖。

圖13描繪來(lái)自單級(jí)前端放大器和兩級(jí)前端放大器的輸出響應(yīng)的示例的圖。

圖14a描繪兩級(jí)前端放大器電路的示例的圖。

圖14b描繪用于涉及具有用于穩(wěn)定性的適當(dāng)?shù)碾娙葜岛碗娮柚档那岸朔糯笃鞯氖纠牧鞒虉D。

各附圖中的相同的附圖標(biāo)記和指定指示相同的元素。

詳細(xì)描述

觸摸傳感器可包括透明導(dǎo)電電極的陣列，其中電容測(cè)量可以在觸摸傳感器的電極之間進(jìn)行。這些電極可以是用銦錫氧化物(ito)制造的，但是也可以使用其他材料，諸如銀納米線、或者略微或較多地不透明但是足夠小而相對(duì)不明顯的較大尺度的金屬線。電極可以被布置在二維正交網(wǎng)格中，例如，其中行與x-軸平行，而列與y-軸平行。由這種結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的、從行到列所測(cè)量的總電容可至少包括平板電容和邊緣電容，其中平板電容是針對(duì)行可能跨越列的地方，而邊緣電容是針對(duì)邊緣場(chǎng)可能去到該傳感器外并與例如用戶的觸摸交互的。能被測(cè)量以用于感測(cè)的主電容可包括至少在行和列之間的邊緣電容。例如，在具有m行和n列的系統(tǒng)中，可能有m*n個(gè)可能測(cè)量，其中在該矩陣的每個(gè)交叉點(diǎn)處具有一個(gè)測(cè)量。這類(lèi)測(cè)量有時(shí)可被稱(chēng)為“相互電容”或“差分電容”。

可以按照尋求使邊緣電容最大化并使行和列之間的任何其他電容(例如，平板電容)最小化的樣式來(lái)設(shè)計(jì)傳感器中的電容，邊緣電容可以被用戶的手指阻斷來(lái)提供期望信號(hào)或目標(biāo)信號(hào)，平板電容可提供恒定偏移。平板電容可被認(rèn)為是例如總電容中的偏移值。矩陣中的行和列可以近似共面，以使得在相應(yīng)平板電容器的面積很小時(shí)，分離距離也很小，且其電容值可能很大。還可以按照對(duì)于給定節(jié)距(pitch)使線寬盡可能大以最小化各跡線的電阻的方式來(lái)設(shè)計(jì)電極的樣式，否則如果使用大面積的傳感器的話，跡線的電阻可能很大。可通過(guò)例如將樣式設(shè)計(jì)為能使得所得到的邊緣電容盡量大來(lái)使邊緣電容最大化。

圖1示出用于觸摸傳感器的矩陣中的電極樣式100的示例的圖。在此樣式100中，豎直跡線110和相關(guān)聯(lián)的連接區(qū)域表示在一層上的導(dǎo)體，而水平跡線120和相關(guān)聯(lián)的連接區(qū)域表示在另一層上的導(dǎo)體。層110、120彼此分離。在此實(shí)現(xiàn)中，層110、120彼此跨越，但是彼此不連接。這種結(jié)構(gòu)具有平板電容，其中可以通過(guò)使在電極跡線跨越彼此處的電極跡線很窄來(lái)使不期望的平板電容最小化，通過(guò)使各電極跡線在其他區(qū)域中相對(duì)較寬可以減小電阻并使電阻最小化。

其他實(shí)現(xiàn)可具有其他電極樣式。例如，在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，一個(gè)樣式可涉及具有在與該電矩陣相同的節(jié)距處的均勻間隔的直線，在該電矩陣中的手指節(jié)距處的直線，具有在組中連接在一起的鄰近線，以及犬牙交錯(cuò)的樣式來(lái)增加給定行和列之間的周界以便增加邊緣場(chǎng)。

在電極樣式上可能執(zhí)行其他測(cè)量。例如，可測(cè)量從每一行和列到地的電容，而不是從每一行到每一列的電容，從而進(jìn)行m+n個(gè)測(cè)量而不是m*n個(gè)測(cè)量。

在本公開(kāi)中描述了其中對(duì)電容的測(cè)量是從每一行到每一列的實(shí)現(xiàn)?？赡艽嬖诒辉O(shè)計(jì)成執(zhí)行此類(lèi)測(cè)量的電路，所述電路在各個(gè)列和行上具有發(fā)送器和接收器。在此電路的一實(shí)現(xiàn)中，可以用發(fā)送電壓對(duì)列進(jìn)行激勵(lì)以使得能量從發(fā)送器流到列中，而接收器可以測(cè)量行上的電流以使得能量流出行并流到接收器中。盡管大致隨意地將一個(gè)軸指定為行而將另一個(gè)軸指定為列，然而在此實(shí)現(xiàn)中，行一般可附接于接收器而列一般可附接于發(fā)送器。

當(dāng)用戶觸摸電容式觸摸傳感器時(shí)，觀察到至少兩個(gè)不同的效應(yīng)。第一，從發(fā)送器流出的能量中的一部分可以流到用戶中并通過(guò)用戶到該節(jié)點(diǎn)的雜散電容返回到地。例如如果用戶正在甚至通過(guò)非導(dǎo)電涂層或者在沒(méi)有導(dǎo)電涂層的情況下通過(guò)用戶的手指來(lái)持有該設(shè)備的金屬外殼，則此雜散電容可能出現(xiàn)，因?yàn)閭鞲衅鞴?jié)距可能足夠精細(xì)以使得他們的手指也能夠靠近矩陣中的其他元件，為此某些元件將被接地。這第一個(gè)效應(yīng)可減少流向接收器的總能量。第二，從發(fā)送器流出的能量中的一部分可能通過(guò)用戶的肉耦合到用戶的手指中，并且隨后流出用戶的手指到達(dá)接收器。

因?yàn)橛脩羰种傅慕殡姵?shù)(其與鹽水大致相同)大于空氣的介電常數(shù)，所以這能夠增加耦合效應(yīng)，并增加所接收的能量。

這兩個(gè)效應(yīng)可能為能量流動(dòng)帶來(lái)不同的響應(yīng)。例如，取決于哪種效應(yīng)占主導(dǎo)，在所測(cè)量的信號(hào)和從用戶的手指到傳感器的距離之間可能存在非單調(diào)關(guān)系。因?yàn)檫@可能是不期望的，所以可設(shè)計(jì)以要么嚴(yán)格增加或要么嚴(yán)格減少的模式操作的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)來(lái)具有單調(diào)關(guān)系。在一些實(shí)現(xiàn)中嚴(yán)格減少模式可能是優(yōu)選的，因?yàn)檫@種模式可能在較高頻率下出現(xiàn)，這能夠允許在給定積分時(shí)間段內(nèi)傳輸更多的總電荷以獲得更高的snr，并且嚴(yán)格減少模式可能提供傳感器和用戶手指之間的更大的分離，這能夠允許傳感器的外殼玻璃的更大的厚度。然而一些其他實(shí)現(xiàn)可使用嚴(yán)格增加模式。

在一些實(shí)現(xiàn)中，發(fā)送波形可具有例如約100khz的頻率。如果發(fā)送波形的能量只要集中在較低頻率處，則能量可能沒(méi)有有效耦合到用戶，因?yàn)轳詈鲜请娙菪缘?，使得?duì)于給定激勵(lì)電壓，電流可能隨著頻率而增加。如果能量主要集中在較高頻率處，則傳感器內(nèi)的行或列的傳播性質(zhì)可能衰減該能量。在一些實(shí)現(xiàn)中，傳播性質(zhì)可以被建模為均勻rc線或低通濾波器。發(fā)送波形可包括例如很小數(shù)量的未調(diào)制載波周期。因?yàn)榇瞬ㄐ慰梢允钦ǘ?，所以略微增加信?hào)的帶寬可能是有用的，例如，通過(guò)用帶有類(lèi)似噪聲的波形的載波來(lái)調(diào)制來(lái)增加信號(hào)的帶寬。此技術(shù)可具有增加系統(tǒng)對(duì)窄波段噪聲的免疫性、以及減少系統(tǒng)放射窄波段噪聲的趨勢(shì)的效果。

接收器可被配置成測(cè)量在給定時(shí)間間隔內(nèi)接收的能量的量。此接收器的一個(gè)實(shí)現(xiàn)涉及作為“峰值檢測(cè)器”的實(shí)現(xiàn)，峰值檢測(cè)器是指能夠測(cè)量在給定時(shí)間段上接收的最大電流的寬波段接收器電路。如果存在的唯一信號(hào)是來(lái)自發(fā)送器的信號(hào)，則該最大電流可正比于從發(fā)送器接收的信號(hào)的幅度。接收器的其他實(shí)現(xiàn)可被配置成測(cè)量電流，同時(shí)從噪聲中鑒別出預(yù)期信號(hào)。

在傳感器的一些實(shí)現(xiàn)中，該系統(tǒng)的性能可能被其snr實(shí)際限制。例如，當(dāng)傳感器上的觸摸位置被內(nèi)插時(shí)，所測(cè)量的電容上的噪聲可直接映射到所報(bào)告的(x,y)位置上的噪聲。在一些極端情況下，例如，噪聲本身甚至可能對(duì)創(chuàng)建假觸摸做出貢獻(xiàn)。對(duì)于傳感器而言可能存在若干個(gè)噪聲源。例如，一個(gè)顯著的源可能是液晶顯示器(lcd)。例如，如果觸摸傳感器被構(gòu)造在觸摸屏頂部上，則來(lái)自lcd的噪聲可能存在并且可能耦合到觸摸傳感器中。其他顯著的噪聲源可包括附近的無(wú)線電臺(tái)(例如，幅度調(diào)制(am)無(wú)線電)，并且從輸電干線耦合的50或60hz盡管在頻率上與期望信號(hào)或目標(biāo)信號(hào)良好分離，然而仍然可能具有非常大的幅度。

在其他接收器實(shí)現(xiàn)中，接收器體系結(jié)構(gòu)可被配置成僅查找所接收的信號(hào)的與所發(fā)送的信號(hào)相關(guān)的分量。對(duì)于這些接收器實(shí)現(xiàn)，對(duì)于進(jìn)入的電流r(t)，以及與其電流e(t)，接收器可計(jì)算r(t)*e(t)在積分時(shí)間段上的積分。

在一些實(shí)現(xiàn)中，通過(guò)在峰值檢測(cè)器之前或在某種其他寬波段檢測(cè)器之前放置線性濾波器來(lái)逼近此相關(guān)可以是可能的。在這些實(shí)現(xiàn)中的一些中，更窄的濾波器可能需要更長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)間(settlingtime)，這可能影響系統(tǒng)的幀率。在固定間隔上的相關(guān)還可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)更窄的帶寬。但是使用濾波器，一般一定比例的可用積分時(shí)間在前一測(cè)量之后等待濾波器穩(wěn)定時(shí)是不使用的，而在固定間隔上的相關(guān)中，積分器在測(cè)量之間可被重置。這可以允許充分利用可用積分時(shí)間。

積分的計(jì)算可具有各種實(shí)現(xiàn)。例如，一些實(shí)現(xiàn)可包括sigma-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器(sd-adc)，該sd-adc的控制回路可嘗試將行維持在恒定電壓而可注入足夠的電荷來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。通過(guò)測(cè)量該電荷，sd-adc可將電流直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，并可將行位置在低阻抗，正如可能需要的那樣。sd-adc實(shí)現(xiàn)可以適合于在典型cmos過(guò)程上積分，因?yàn)閟d-adc使用開(kāi)關(guān)、電容器和數(shù)字邏輯。

用于計(jì)算積分時(shí)間段的其他實(shí)現(xiàn)可使用更簡(jiǎn)單的切換電容器電路。例如，一種這樣的切換電容器電路可以通過(guò)有效地構(gòu)造rc低通濾波器來(lái)制造，其中c是真實(shí)電容器的電容，而r是值為1/(f*cut)的切換電容器電阻器的電阻，其中cut是被測(cè)試的電容器，而f是切換頻率。通過(guò)測(cè)量該濾波器的時(shí)間常數(shù)——例如，通過(guò)向其應(yīng)用一階躍，并且測(cè)量其達(dá)到某個(gè)電壓閾值的時(shí)間，或者通過(guò)應(yīng)用階躍，使其穩(wěn)定固定時(shí)間，并在該時(shí)間之后測(cè)量電壓——測(cè)量cut是可能的。切換電容器電路的其他類(lèi)似實(shí)現(xiàn)(其中在切換電容器電流對(duì)積分電容器放電的同時(shí)恒定電流對(duì)積分電容器放電)涉及將積分電容器維持在恒定電壓的控制回路。

此處的描述被提供以用于實(shí)現(xiàn)以及(1)涉及使用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)將所發(fā)送的波形與傳感器中的接收器處的信號(hào)相關(guān)的電容式觸摸傳感器的技術(shù)；(2)用于具有發(fā)送器和接收器的電容式觸摸感測(cè)矩陣的技術(shù)，其中發(fā)送器發(fā)送正交波形，而每個(gè)接收器分別針對(duì)所發(fā)送的每個(gè)波形相關(guān)；(3)用于通過(guò)選擇性掃描來(lái)局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術(shù)；(4)用于為該電容式觸摸傳感器在所發(fā)送的波形中提供噪聲免疫的技術(shù)；以及(5)用于為該電容式觸摸感測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模擬器那段電路的技術(shù)。

接收器內(nèi)的相關(guān)

此處描述若干涉及電容式觸摸傳感器的技術(shù)，該電容式觸摸傳感器使用數(shù)字信號(hào)處理來(lái)將所發(fā)送的波形與傳感器中的接收器處的信號(hào)相關(guān)。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，例如，可以使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)來(lái)對(duì)來(lái)自該感測(cè)系統(tǒng)的模擬前端電路的輸出電壓vdo采樣。該分離時(shí)間信號(hào)對(duì)照所發(fā)送的波形的相關(guān)隨后可以數(shù)字方式計(jì)算，為在vd0[k]*e[k]的積分時(shí)間段上的總和，其中e[k]是預(yù)期接收的信號(hào)。例如，可以通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(fpga)，通過(guò)將e[k]選擇為0、-1、+1來(lái)計(jì)算此總和，其中該相關(guān)可通過(guò)加法器和/或減法器來(lái)計(jì)算。此實(shí)現(xiàn)可引入相對(duì)小的誤差，并且可允許數(shù)字邏輯中的高效實(shí)現(xiàn)。

可確定預(yù)期信號(hào)e[k]以便執(zhí)行該相關(guān)。在一些實(shí)現(xiàn)中，所接收的信號(hào)可與所發(fā)送的信號(hào)大致相同，以使得該所接收的信號(hào)可被用來(lái)對(duì)照正被發(fā)送的相同信號(hào)相關(guān)。在實(shí)踐中，至少由于傳感器矩陣的性質(zhì)(該性質(zhì)可能導(dǎo)致延遲、衰減和/或相移)，這些實(shí)現(xiàn)可能不產(chǎn)生準(zhǔn)確的e[k]。例如，傳感器矩陣可以是從長(zhǎng)的行和列制造的，所述長(zhǎng)的行和列可以是從透明導(dǎo)電材料圖案化的。這些材料可具有相對(duì)大的電阻。例如，從銦錫氧化物(ito)制造的跡線可具有與約50歐姆/平方(ohm/square)的片狀電阻相對(duì)應(yīng)的可接受的最大厚度。例如，單位晶格可以是三平方或四平方，而典型樣式節(jié)距可以是例如約5mm。如在1000mm顯示器中通常會(huì)用到的500mm跡線可具有約100個(gè)晶格，或400平方，或～20k歐的阻抗。較厚的ito涂層可能減少該阻抗，并且增加光學(xué)損失和朦朧度。在30歐姆每平方處，對(duì)于某些實(shí)現(xiàn)，典型ito涂層可能不是裝扮上可接受的。較薄的涂層(例如，具有約數(shù)百歐姆每平方的片狀阻抗)可被用于較小的屏幕，諸如在蜂窩電話或其他便攜式設(shè)備上的那些，因?yàn)槠渲羞@些屏幕上的線短得多，所以總電阻不那么大。

傳感器還可具有某個(gè)電容，至少是從每一行到每一列的，以及從每一行或列到地平面的(例如，lcd的ac接地金屬)。在一種估計(jì)值的方法中，晶格可具有例如約5*5/2～10平方毫米的面積，并且如果通過(guò)介電常數(shù)約為3的材料與地平面分離0.5mm，則它具有約1pf的總電容。平板電容c＝epsilon*a/d可以在某種程度上小于該量，但是邊緣場(chǎng)可具有很大的電容貢獻(xiàn)。在假定這些電阻和電容中的每一個(gè)為集總元件時(shí)，積tau＝rc可以是約2us，對(duì)應(yīng)于80khz頻率的-3db。

在實(shí)踐中，電阻和電容兩者均趨向于沿著跡線分布，并且可以是大致均勻地分布。例如，電容(或電容)在該晶格上可以是非均勻的，但是每個(gè)晶格相對(duì)恒定，并且晶格與線的總長(zhǎng)度相比可能很小，使得電容在線的總長(zhǎng)度上是大致均勻的。相應(yīng)地，在另一種估計(jì)值的方法中，用于傳感器的電路可以作為傳輸線來(lái)分析，其具有可忽略的電感l(wèi)和分流電導(dǎo)g，以及給定的r和c。不管對(duì)分析所采用的方法如何，與所發(fā)送的信號(hào)相比，線上的信號(hào)趨向于被衰減(即，更小的幅度)并被延遲(或等同地，被相移)。描述了其中接收器可被配置成補(bǔ)償這些效應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)現(xiàn)中，可以通過(guò)向預(yù)期波形e[k]應(yīng)用預(yù)期相移(或延遲)，或通過(guò)對(duì)照信號(hào)的延遲版相關(guān)來(lái)執(zhí)行補(bǔ)償。正確的延遲可能對(duì)于矩陣中的每個(gè)交叉點(diǎn)均不同，盡管通過(guò)調(diào)整僅沿著傳感器的較長(zhǎng)維度的相位，而忽略較短維度的效應(yīng)(例如，對(duì)于平放格式的典型16:9顯示器僅沿著行調(diào)整相位)所引入的誤差可以是可忽略的。正確的相移可以用實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，例如，通過(guò)測(cè)量與多個(gè)相移的相關(guān)，并且選擇增加此相關(guān)并使此相關(guān)最大化的相移。正確的相移還可以通過(guò)對(duì)照所傳統(tǒng)的信號(hào)的同相和正交相位(例如，偏移90度)兩種版本進(jìn)行相關(guān)、并且隨后從那些相關(guān)來(lái)計(jì)算正確的相移phi＝atan(corr_q,corr_i)來(lái)用實(shí)驗(yàn)確定。在一些實(shí)現(xiàn)中，預(yù)期相移可以使用傳感器的已知電阻和電阻來(lái)計(jì)算，或該相移可以在很小數(shù)量的用實(shí)驗(yàn)測(cè)量的相移之間內(nèi)插。

圖2示出與來(lái)自電阻器-電容器(rc)線濾波的衰減和相移的效應(yīng)有關(guān)的示例的圖。該圖示出了基于隨時(shí)間的電壓水平的若干信號(hào)的圖，其中該圖是基于模型235的，其中一個(gè)晶格增加2pf分流電容，以及150歐姆串聯(lián)電阻(例如，如果傳感器使用50歐姆/平方的ito涂層，則這是典型的)、以及100khz激勵(lì)。如圖2中所示，當(dāng)原始發(fā)送的信號(hào)205被跨越傳感器發(fā)送10個(gè)晶格的線長(zhǎng)時(shí)，所接收的信號(hào)210被延遲/相移并且具有比原始發(fā)送的信號(hào)205小的幅度。當(dāng)原始發(fā)送的信號(hào)205被跨越傳感器發(fā)送100個(gè)晶格的線長(zhǎng)時(shí)，所接收的信號(hào)230被延遲/相移220并具有比原始發(fā)送的信號(hào)205和所接收的信號(hào)210更大的衰減215和更小的幅度。當(dāng)原始發(fā)送的信號(hào)205被跨越傳感器發(fā)送300個(gè)晶格的線長(zhǎng)時(shí)，所接收的信號(hào)225被延遲/相移并具有比原始發(fā)送的信號(hào)205、所接收的信號(hào)210和所接收的信號(hào)230更小的幅度。

如果發(fā)送波形包括在單一頻率處的能量，則rc線的效應(yīng)可以被描述衰減和相移。如果波形更復(fù)雜——例如，如果類(lèi)似噪聲的代碼被用來(lái)增加信號(hào)的帶寬以及改善該系統(tǒng)的電磁兼容性(emc)——?jiǎng)t該信號(hào)的不同頻率分量可以被不同的變換，且被應(yīng)用到該信號(hào)的變換可以更加復(fù)雜。該變換可被建模，或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)測(cè)量，并且也被應(yīng)用到預(yù)期波形。例如，該變換可被建模成具有在特定頻率處的相移(例如，延遲)以及衰減、線性濾波效應(yīng)、或其任何組合。該變換可被應(yīng)用到正弦波形以獲得該預(yù)期相關(guān)信號(hào)，或被應(yīng)用到非正弦波形以獲得該預(yù)期相關(guān)信號(hào)。相關(guān)信號(hào)可以在模擬域或在數(shù)字域。

在一些實(shí)現(xiàn)中，該系統(tǒng)可以對(duì)沿該rc線的延遲敏感，這僅因?yàn)樗谄浣邮掌髦袌?zhí)行相位相干解調(diào)。非相干接收器(例如，峰值檢測(cè)器、或?qū)φ赵撔盘?hào)的同相和正交相位版本計(jì)算相關(guān)并返回sqrt(corr_qa2+corr_ia2)或?qū)υ摵瘮?shù)的某種逼近的系統(tǒng))可能對(duì)此改正沒(méi)有要求。但是假定噪聲具有隨機(jī)相位，則相干解調(diào)可被用來(lái)將所接收的噪聲功率減少一半。相干解調(diào)可有助于改善snr。

在一些實(shí)現(xiàn)中，如果傳感器是從僅兩個(gè)邊緣(例如，針對(duì)行的一個(gè)邊緣和針對(duì)列的一個(gè)邊緣)驅(qū)動(dòng)的，則r*c積可以通過(guò)線的每單位長(zhǎng)度的電阻和電容以及線的長(zhǎng)度來(lái)確定，其中最差的情況可以是每個(gè)跡線的末端離觸點(diǎn)最遠(yuǎn)，對(duì)此總電阻和總電容可以分別被定義為r和c。在其他實(shí)現(xiàn)中，傳感器可從所有四個(gè)邊緣驅(qū)動(dòng)，對(duì)此rc時(shí)間常數(shù)可從其中傳感器從僅2個(gè)邊緣驅(qū)動(dòng)的情況減少。例如，這些實(shí)現(xiàn)的最差情況總電阻可以在線的中心處而不是在任一邊緣處出現(xiàn)。該點(diǎn)可由總長(zhǎng)度的一半的兩條線驅(qū)動(dòng)，或者并聯(lián)的值為r/2的兩個(gè)電阻器，或者(r/2)/2＝r/4。對(duì)于這些實(shí)現(xiàn)電容可以不變。所以通過(guò)從兩端而不是僅從一端來(lái)驅(qū)動(dòng)這些線，時(shí)間常數(shù)可以被減少為1/4，且線的截止頻率可以增加為4倍。

在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，用于生成4倍因子的這種配置可以通過(guò)將跡線的兩端與導(dǎo)電線(例如，銅線)連接并將該跡線一直圍繞傳感器來(lái)路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3描繪包括具有用于跨越矩陣驅(qū)動(dòng)電壓的線的相應(yīng)控制邏輯的發(fā)送器的電路300的示例的圖。電路300包括在線320的任一端上的相同電路的等同副本，以及用等同波形來(lái)驅(qū)動(dòng)它們的控制邏輯。d型觸發(fā)器被布置成對(duì)移位寄存器，諸如移位寄存器350。該電路包括發(fā)送器，每個(gè)發(fā)送器具有長(zhǎng)的、高電壓的移位寄存器，其中每列一個(gè)輸出，以及高電壓(hv)驅(qū)動(dòng)器330來(lái)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)ito線320。分離的移位寄存器350連接到矩陣的每一側(cè)，并且兩個(gè)移位寄存器鏈被提供有相同的邏輯輸入340、345，使得它們的輸出落入鎖步。

在圖3中，電路是對(duì)稱(chēng)的，而跡線可以可選地在中間被分割360。通過(guò)對(duì)稱(chēng)，任一側(cè)上的電路是等同的，且分割的任一側(cè)上的電壓可以等同，并且電流可不跨越該點(diǎn)流動(dòng)，而不管它是否被分割。如果保持跡線連接則例如驅(qū)動(dòng)電路中的誤差可能導(dǎo)致電流流動(dòng)，并且兩個(gè)末端被驅(qū)動(dòng)到相反的電壓。但是驅(qū)動(dòng)電路中的錯(cuò)誤可不太可能發(fā)生，并且跡線的電阻可以足夠大到使得在任一情況下該電流被限于安全值。如果跡線被分割，而開(kāi)路缺陷在沿跡線某處出現(xiàn)，則該跡線的一部分將是死的。如果保持跡線連接，則甚至在單一開(kāi)路缺陷的情況下，跡線的全長(zhǎng)將保持連接，盡管取決于缺陷出現(xiàn)在何處這些線中的一個(gè)可能比其他線長(zhǎng)得多(并且比總長(zhǎng)的一半更長(zhǎng))。在實(shí)踐中，對(duì)于此類(lèi)對(duì)稱(chēng)實(shí)現(xiàn)，是否分割線的決定可以是隨意的。

根據(jù)沿rc線的預(yù)期延遲，還可采用實(shí)現(xiàn)來(lái)對(duì)每個(gè)交叉點(diǎn)對(duì)照不同波形(例如不同相位)進(jìn)行相關(guān)。某些實(shí)現(xiàn)可以同時(shí)針對(duì)多個(gè)波形相關(guān)。

圖4描繪包括具有用于跨越矩陣的線驅(qū)動(dòng)電壓和感測(cè)電流的發(fā)送器和接收器的電路的示例的圖。圖4示出在列和行兩個(gè)方向上的電路400的對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)。電路400在每一行407具有至少一個(gè)發(fā)送器403并在每一列409具有至少一個(gè)接收器405。具體而言，電路400在每一行407具有兩個(gè)發(fā)送器403、413，并在每一線409或429具有至少一個(gè)接收器405或419。在電路400的上半部分，來(lái)自發(fā)送器410的電流可以僅由上面的接收器接收。在電路400的下半部分，來(lái)自發(fā)送器420的電流可以僅由下面的接收器接收。

在接收器的側(cè)面上，跡線在中間被分割，并且每一半的接收器的輸出可以被分開(kāi)處理。此實(shí)現(xiàn)允許兩個(gè)發(fā)送器被同時(shí)激勵(lì)，只要它們的列是在分割的相對(duì)側(cè)上，因?yàn)樗鼈儗⒂刹煌邮掌骷咸幚?。結(jié)果是，除了非?？拷指畹哪切┝兄?，可以按照2倍的速度掃描所有列。此實(shí)現(xiàn)還可使給定相同的積分時(shí)間的情況下的幀率加倍，或者可以在給定相同幀率的情況下的積分時(shí)間加倍。

圖5示出沿該觸摸傳感器的表面跨越該矩陣相對(duì)于位置510所測(cè)量的電容520的三維(3d)網(wǎng)格圖500的示例的圖。在3d網(wǎng)格圖500中，z軸表示所測(cè)量的基線電容，而x-軸和y-軸表示沿觸摸傳感器的表面的矩陣中的位置。當(dāng)針對(duì)圖500中的每個(gè)交叉點(diǎn)將所接收的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)時(shí)，所接收的信號(hào)強(qiáng)度沿著矩陣的長(zhǎng)線下降。圖500示出，例如，由于rc跡線的衰減，在對(duì)照位置的所接收的信號(hào)強(qiáng)度530中存在指數(shù)下降。圖500包括所測(cè)量的電容中的變化，所述變化可以是由噪聲或由部件中的某種其他機(jī)械變化帶來(lái)的。

碼分(與時(shí)分相對(duì)照)發(fā)送波形

描述用于具有發(fā)送器和接收器的電容式觸摸感測(cè)矩陣的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)，其中發(fā)送器可發(fā)送出正交波形，并且每一接收器可對(duì)照每一所發(fā)送的波形分開(kāi)地相關(guān)。

在一些實(shí)現(xiàn)中，對(duì)所接收的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，該所接收的信號(hào)針對(duì)預(yù)期波形相關(guān)，該預(yù)期波形與該矩陣中的電容成比例。該測(cè)量的信噪比可以是積分時(shí)間的函數(shù)，其中可使用更長(zhǎng)的積分時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的信噪比。在一些實(shí)現(xiàn)中，激勵(lì)波形可彼此正交并被同時(shí)發(fā)送，而在其他實(shí)現(xiàn)中，激勵(lì)波形可彼此正交并且與噪聲正交，并被同時(shí)發(fā)送。

在一些實(shí)現(xiàn)中，一種改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的方式是增加積分時(shí)間。所接收的信號(hào)能量可隨著該時(shí)間線性增加，而由于隨機(jī)噪聲所接收的能量?jī)H作為平方根增加。因?yàn)橄到y(tǒng)的幀率也與積分時(shí)間成比例，所以這可以是幀率和snr之間的折衷。使用碼分而不是時(shí)分，可以做出能夠同時(shí)激活多個(gè)發(fā)送器的其他實(shí)現(xiàn)。

圖6a和6b描繪了針對(duì)發(fā)送器的波形的示例的圖。圖6a具有帶有涉及時(shí)分多路復(fù)用的激勵(lì)的波形，而圖6b具有帶有涉及碼分多路復(fù)用的激勵(lì)的波形。例如，圖6a示出發(fā)送器625、630、635、640，其中這些發(fā)送器具有相對(duì)于彼此時(shí)分的波形620(例如，時(shí)分多路復(fù)用)。例如，發(fā)送器630具有波形序列[0,0,1,-1,0,0,0,0]，其中電壓對(duì)照時(shí)間圖615示出數(shù)字值1表示高于0v的電壓，數(shù)字值-1具有低于0v的電壓，而數(shù)字值0表示0v。發(fā)送器625具有波形序列[1-1,0,0,0,0,0,0]，發(fā)送器635具有波形序列[0,0,0,0,1,-1,0,0]，而發(fā)送器640具有波形序列[0,0,0,0,0,0,1,-1]。對(duì)于此實(shí)現(xiàn)，在任何時(shí)刻，這些波形中只有一個(gè)波形是非零的，以使得它們正交。

圖6b示出發(fā)送器675、680、685、690，其中這些發(fā)送器具有相對(duì)于彼此正交的波形670，但是其中在任何給定時(shí)刻，多個(gè)發(fā)送器可能正在發(fā)送非零電壓(例如，碼分多路復(fù)用)。例如，發(fā)送器690具有波形序列[1,-1,-1,1,-1,1,1,-1]，其中電壓對(duì)照時(shí)間圖665示出數(shù)字值1表示高于0v的電壓，數(shù)字值-1具有低于0v的電壓，而數(shù)字值0表示0v。發(fā)送器675具有波形序列[1,-1,1,-1,1,-1,1,-1]，發(fā)送器680具有波形序列[-1,1,1,-1,-1,1,1,-1]，而發(fā)送器685具有波形序列[-1,1,-1,1,1,-1,1,-1]。即便圖6示出了曼徹斯特編碼的哈達(dá)瑪序列，然而序列不限于此類(lèi)序列。一般而言，可使用任何正交序列。在一些實(shí)現(xiàn)中，例如，可使用正交序列來(lái)調(diào)整載波的僅單個(gè)周期以便縮窄信號(hào)的帶寬。

在類(lèi)似于圖6b的實(shí)現(xiàn)中，發(fā)送器發(fā)送出正交波形，而每個(gè)接收器不是執(zhí)行僅一個(gè)相關(guān)，而是對(duì)照每一所發(fā)送的波形分開(kāi)進(jìn)行相關(guān)。正交波形一般而言可以在任何數(shù)量的實(shí)現(xiàn)中生成。例如，(幾乎)正交的類(lèi)似噪聲的代碼可以通過(guò)對(duì)最大長(zhǎng)度移位寄存器序列進(jìn)行連續(xù)周期性移位來(lái)生成。一些實(shí)現(xiàn)可涉及可在碼分多址(cdma)中使用的代碼類(lèi)，或者可以用快速傅立葉變換(fft)來(lái)高效地生成正交純音調(diào)(例如，在單一恒定頻率出的未經(jīng)調(diào)制的載波)并對(duì)其解調(diào)，如在正交頻分復(fù)用(ofdm)中一樣。

同時(shí)在多列上發(fā)送的主要原因之一是為了增加所發(fā)送的總能量，并從而通過(guò)在噪聲保持不變的同時(shí)增加信號(hào)水平來(lái)改善snr。另一個(gè)原因(盡管在某種程度上不那么重要)是為了利用寬波段代碼字，該寬波段代碼字可在存在窄波段加性噪聲時(shí)使用。

盡管這些代碼是在整個(gè)時(shí)間段上正交的(即，code_l(t)*code_2(t)＝0的從0到t的積分)，但是它們不一定是在更短的時(shí)間段上正交的(即，對(duì)于更端的時(shí)間該積分不一定為0)。這可意味著非常短的觸摸，或用戶的手指在積分時(shí)間段期間的移動(dòng)，可能導(dǎo)致對(duì)照其他代碼的虛假相關(guān)，從而有效地提升系統(tǒng)的噪聲本底。這種效應(yīng)隨著積分時(shí)間的增加以及隨著同時(shí)的代碼的數(shù)量的增加變得更加明顯。這可以實(shí)際上限制積分時(shí)間，這可能限制同時(shí)代碼的可接受數(shù)量。

所描述的發(fā)送技術(shù)的實(shí)現(xiàn)因此可被部分應(yīng)用。在一些實(shí)現(xiàn)中，發(fā)送可同時(shí)在很小數(shù)量的列上進(jìn)行，而不是每次僅在一列上發(fā)送(例如，傳統(tǒng)的僅時(shí)分系統(tǒng))，或者同時(shí)在所有列上發(fā)送(例如，原生cdma系統(tǒng))。例如，如果在矩陣中存在90個(gè)列，則這些列可被成對(duì)地驅(qū)動(dòng)，并且這些幀可被分為45個(gè)積分時(shí)間。在另一示例中，列可以按三元組驅(qū)動(dòng)(例如，每次三列)，而幀可以被分為30個(gè)積分時(shí)間。通過(guò)同時(shí)僅在更小數(shù)量的列上發(fā)送，可將積分時(shí)間保持足夠小而使得用戶的手指在該時(shí)間段上大致靜止，而虛假相關(guān)不出現(xiàn)。

用于此技術(shù)的時(shí)分波形可以在例如任何間隔上正交而不僅對(duì)于波形的完整時(shí)間段。這可意味著：通過(guò)僅根據(jù)用戶的手指在傳感器的相應(yīng)位置處或附近的時(shí)間量來(lái)對(duì)每一所接收的波形加權(quán)，用戶的手指在測(cè)量期間的移動(dòng)可如預(yù)期地行為。

用于確定正交激勵(lì)波形的一些實(shí)現(xiàn)可涉及：選擇用于調(diào)制的第一頻率，生成在該第一頻率附近的偽噪聲序列，生成針對(duì)該偽噪聲序列的載波信號(hào)，以及用該偽噪聲序列來(lái)在該第一頻率附近調(diào)制該載波信號(hào)的多個(gè)周期。第一頻率可大致在約100khz左右，而其中載波信號(hào)的數(shù)量小于例如10。如果來(lái)自傳感器外的源的噪聲在已知頻率(例如，lcd的水平刷新頻率、或冷陰極熒光背光的操作頻率)的窄范圍內(nèi)存在，則所有激勵(lì)波形可被設(shè)計(jì)成與那些噪聲頻率正交。在一些實(shí)現(xiàn)中，與某個(gè)噪聲頻率正交的波形的生成可取決于至少調(diào)制頻率和基本偽噪聲代碼兩者。

在一些實(shí)現(xiàn)中，如果來(lái)自傳感器外的源的電噪聲在窄頻率范圍處存在，但是不知道準(zhǔn)確頻率，則可測(cè)量那些頻率，并且可在運(yùn)行時(shí)自適應(yīng)地選擇激勵(lì)波形來(lái)與所測(cè)量的噪聲源正交。噪聲的頻率可以例如通過(guò)將大部分或所有發(fā)送器保持在恒定輸出電壓并且測(cè)量進(jìn)入到接收器的信號(hào)的頻譜來(lái)確定。例如，可以在與該未知頻率預(yù)期改變的速率相對(duì)應(yīng)的間隔重復(fù)此測(cè)量，或者持續(xù)運(yùn)行此測(cè)量，并用與該未知頻率預(yù)期改變的速率相對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)來(lái)平均。

局部改善信噪比

描述了用于通過(guò)選擇性是掃描來(lái)局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)。

在一些應(yīng)用中，不僅知道用戶何時(shí)觸摸傳感器，而是知道用戶何時(shí)將要觸摸傳感器(例如，當(dāng)用戶正將其手指保持在傳感器的若干毫米內(nèi)但是沒(méi)有在觸摸該傳感器時(shí))可能是有用的。具有檢測(cè)此狀態(tài)的能力有時(shí)被稱(chēng)為“懸?！睜顟B(tài)。

描述了用于僅使用標(biāo)準(zhǔn)差分電容來(lái)測(cè)量“懸?！钡募夹g(shù)。例如，該技術(shù)可涉及：通過(guò)針對(duì)目標(biāo)觸摸性能維持適當(dāng)幀率(例如約120hz)，并臨時(shí)對(duì)輸出相關(guān)取平均以產(chǎn)生針對(duì)“懸停”狀態(tài)的更低速度的、更低噪聲的信號(hào)來(lái)測(cè)量“懸停”。技術(shù)還涉及：通過(guò)用具有預(yù)期響應(yīng)的大小的內(nèi)核來(lái)對(duì)每一幀的圖像卷積來(lái)部分取平均。例如，當(dāng)用戶正在觸摸矩陣時(shí)，用戶可產(chǎn)生例如直徑為約10mm的點(diǎn)。當(dāng)用戶移動(dòng)其手指遠(yuǎn)離該矩陣時(shí)，該點(diǎn)的強(qiáng)度可能減少，但是該點(diǎn)的直徑可能增加。所以對(duì)于此示例減少的空間分辨率可以是可接受的。

可能存在用于通過(guò)選擇某些發(fā)送元件來(lái)獲得附加積分時(shí)間來(lái)改善噪聲性能的其他技術(shù)。例如，可以存在對(duì)矩陣的初始掃描來(lái)確定在(3,5)和(8,2)處的傳感器元件高于用于檢測(cè)懸停狀態(tài)的閾值狀態(tài)(例如，懸停閾值)，但是懸停閾值可能非常接近噪聲本底，這可能觸發(fā)假致動(dòng)。為了避免觸發(fā)假致動(dòng)，可以對(duì)列5和列2掃描附加間隔，并且可用原始數(shù)據(jù)對(duì)那些結(jié)果取平均來(lái)改善那些候選的信噪比。如果改善的測(cè)量仍舊高于懸停閾值，則可報(bào)告該測(cè)量，否則可拒絕該測(cè)量。只要在給定時(shí)刻處僅有很小比例的列被觸摸或懸停，則幀率可不被明顯降級(jí)。在存在比行更少的接收器的某些其他實(shí)現(xiàn)中，也可以通過(guò)選擇行來(lái)將接收器時(shí)間復(fù)用。

可以甚至僅對(duì)觸摸使用其他技術(shù)，例如，對(duì)于屏幕尺寸太大而完整掃描不能以可接受的snr和幀率返回?cái)?shù)據(jù)的情況。例如，用短積分時(shí)間來(lái)掃描整個(gè)屏幕，并隨后僅重新掃描根據(jù)初始掃描其中可已出現(xiàn)過(guò)掃描的那些列是可能的。例如，用長(zhǎng)積分時(shí)間來(lái)掃描前一幀中觸摸存在于其中的那些列，并用較短的積分時(shí)間或者甚至小于沒(méi)幀一次的時(shí)間(例如，以隔行樣式)來(lái)掃描矩陣的剩余部分也是可能的。從這些方法中，初始觸摸可具有略微增加的等待時(shí)間，但是在后續(xù)幀上具有減少的等待時(shí)間。

圖7a和7b描繪了用于幀和子幀的時(shí)序圖的示例的圖。圖7a和7b示出了用于通過(guò)選擇性掃描類(lèi)局部改善snr的技術(shù)，包括以隔行樣式執(zhí)行對(duì)整個(gè)傳感器的掃描(例如，1:4隔行，完整幀在約30hz而子幀在約120hz)，同時(shí)以全速掃描上一幀具有觸摸的那些列(對(duì)于120hz系統(tǒng)的等待時(shí)間，一旦用戶已觸摸過(guò)它)。

圖7a示出對(duì)于帶有具有120hz的子幀頻率的4個(gè)子幀720、725、730、735的幀715以30hz的掃描頻率的掃描的示例的圖。圖7a示出了每幀存在16列，其中每子幀4列且每幀4個(gè)子幀。圖7a中的掃描示出了不具有觸摸的隔行樣式。

圖7b示出對(duì)于帶有具有120hz的子幀頻率的4個(gè)子幀770、775、780、785的幀765以30hz的掃描頻率的掃描的示例的圖。圖7b示出了每幀存在16列，其中每子幀4列且每幀4個(gè)子幀。圖7b中的掃描示出了在列4中具有觸摸的隔行樣式，其中列3、4和5總被掃描以增強(qiáng)等待時(shí)間。在一些實(shí)現(xiàn)中，該系統(tǒng)的等待時(shí)間可以是一旦用戶觸摸過(guò)它之后為約120hz。

圖8a描繪用于掃描該傳感器的完整幀的方法的示例的流程圖。圖8a將方法810示出為隔行4:1，其中選擇性列的第一集合被掃描而來(lái)自當(dāng)前觸摸的列表的列被掃描，而選擇性列的第二集合被掃描而來(lái)自當(dāng)前觸摸的列表的其他列被掃描。該方法涉及掃描列0、4、8、……(805)，以及掃描來(lái)自“當(dāng)前觸摸”列表(810)的列。隨后，列1、5、9、……(815)被掃描，來(lái)自“當(dāng)前觸摸”列表(820)的列被掃描，隨后列2、6、10、……(825)被掃描，來(lái)自“當(dāng)前觸摸”列表(830)的列被掃描，且隨后列3、7、11、……(835)被掃描，來(lái)自“當(dāng)前觸摸”列表(840)的列被掃描。在此方法810中，選擇性列的第一集合包括從0到n的列，其中n是整數(shù)，而被選擇的列包括列0到列n之間的每隔3列的列；選擇性列的第二集合包從0到n的列，而被選擇的列包括列1到列n之間的每隔3列的列；選擇性列的第三集合包從0到n的列，而被選擇的列包括列2到列n之間的每隔3列的列；并且選擇性列的第四集合包從0到n的列，而被選擇的列包括列3到列n之間的每隔3列的列。

圖8b描繪用于掃描該傳感器的單一列的方法850的示例的流程圖。方法810涉及：同時(shí)掃描活動(dòng)列中的所有行(855)，將此列的“當(dāng)前觸摸”位清零(860)，以及隨后執(zhí)行另一方法880，該方法880可涉及對(duì)該列中的每一行重復(fù)某些讀出和測(cè)量(要么順序地要么并行地)。讀出和測(cè)量涉及用于讀出針對(duì)行i的測(cè)量的方法880(865)，并且如果測(cè)量低于基線，則為該列設(shè)置“當(dāng)前觸摸”位(870)。圖8a和8b中的各個(gè)被掃描的列可具有多次掃描并將它們所接收的信號(hào)平均。經(jīng)組合的snr可高于針對(duì)單一掃描的snr。

用于噪聲免疫的發(fā)送波形設(shè)計(jì)

描述了用于為電容式觸摸感測(cè)矩陣提供發(fā)送波形中的噪聲免疫的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)。

如果觸摸傳感器是在lcd頂部上使用和/或?qū)崿F(xiàn)，則主導(dǎo)性的噪聲源可能要從lcd操作得出。例如，lcd可具有約1000x1000像素，可每秒運(yùn)行約100幀，并且可具有因此約為(100幀/秒)*(1000線/幀)＝100000線/秒即100khz的線掃描頻率。對(duì)于諸如平板屏幕電視和大監(jiān)視器等大顯示器而言這可能是非常值得注意的。這可能接近電容式觸摸傳感器的激勵(lì)頻率，并可能因此被認(rèn)為是同相“噪聲”。在這些實(shí)現(xiàn)中的一些中，激勵(lì)頻率可以被選擇為使得在積分時(shí)間段上激勵(lì)波形與lcd的線掃描頻率正交，為此lcd的線掃描頻率包括作為主導(dǎo)“噪聲”源的信號(hào)。

在一些實(shí)現(xiàn)中，如果所發(fā)送的波形是未經(jīng)調(diào)制的載波，則可使用與用于為正交頻移鍵控選擇頻率對(duì)的過(guò)程相同或類(lèi)似的過(guò)程來(lái)選擇頻率對(duì)。例如，頻率f和2f可在時(shí)間段1/f上正交，不管它們相對(duì)相位如何。如果lcd具有100khz的線掃描頻率，則矩陣的掃描可以50khz或200khz來(lái)進(jìn)行，而積分時(shí)間可以被選擇為20us或10us的倍數(shù)。在線掃描頻率附近的噪聲隨后將被完全拒絕。更復(fù)雜的波形可在頻域中設(shè)計(jì)并隨后對(duì)其進(jìn)行傅立葉變換，或使用與在針對(duì)特定頻率響應(yīng)選擇有限脈沖響應(yīng)(fir)濾波系數(shù)時(shí)的算法相同的算法來(lái)設(shè)計(jì)。因?yàn)橄嚓P(guān)在數(shù)字域中進(jìn)行，所以可以只要數(shù)字信號(hào)是流到該行中的模擬電流的大致準(zhǔn)確的表示就可拒絕該噪聲。如果例如adc飽和，則將不是這種情況，而是可以不是所有的噪聲均被拒絕。為了解決adc飽和，到達(dá)adc的增益可被選擇為使得轉(zhuǎn)換器不被最大或最高的預(yù)期噪聲水平和最大或最高的信號(hào)水平飽和。

一些其他實(shí)現(xiàn)可涉及將陷波濾波器放入接收路徑中以拒絕噪聲頻率。這可拒絕噪聲，但是如果激勵(lì)波形在該頻率附近仍有能量，則所發(fā)送信號(hào)的分量可能被接收器拒絕。這可意味著用于發(fā)送該信號(hào)的分量的能量沒(méi)有被利用。一些替代實(shí)現(xiàn)可將所發(fā)送的信號(hào)特別設(shè)計(jì)成在噪聲頻率處沒(méi)有分量，這可允許系統(tǒng)在拒絕噪聲的同時(shí)充分利用其所發(fā)送的功率。

對(duì)于此方法，如果噪聲預(yù)先已知(對(duì)于lcd一般是這種情況)則可能有用。例如，lcd可以按照獨(dú)立于輸入信號(hào)時(shí)序的恒定像素時(shí)鐘和恒定時(shí)序運(yùn)行，并可對(duì)輸入信號(hào)重新采樣來(lái)在其內(nèi)部時(shí)基內(nèi)運(yùn)行。但是如果出于某種原因噪聲頻率預(yù)先未知，或者如果拒絕來(lái)自環(huán)境的某個(gè)其他窄波段噪聲源成為必要，則這些實(shí)現(xiàn)可涉及根據(jù)在接收器上測(cè)量的噪聲的頻譜來(lái)自適應(yīng)地選擇發(fā)送波形。在一些實(shí)現(xiàn)中，用于檢測(cè)觸摸的閾值可以根據(jù)所接收的噪聲的大小來(lái)自適應(yīng)地選擇，使得如果環(huán)境噪聲很高，則用于檢測(cè)觸摸的閾值可被提高，而觸發(fā)假觸摸的可能性可被減少。

圖9描繪在執(zhí)行解調(diào)之前在該系統(tǒng)的模擬前端的輸出處的“噪聲”的示例的圖。圖900包括電壓噪聲對(duì)照時(shí)間的電壓波形915的示例。電壓波形915包括至少兩個(gè)加性分量：與隨機(jī)噪聲源相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)性分量920，以及與lcd的水平刷新頻率相對(duì)應(yīng)的確定性分量930。圖900涉及從模擬示例獲取的噪聲。

圖10示出在對(duì)激勵(lì)波形進(jìn)行良好選擇的情況下執(zhí)行解調(diào)之后的噪聲的示例的圖。圖1000示出所接收的噪聲對(duì)照時(shí)間的波形1015。波形1015的y-軸可以是根據(jù)adc輸出的任意單位，因?yàn)榇颂幙紤]其相對(duì)值(即，snr)。噪聲表現(xiàn)為沒(méi)有可見(jiàn)的確定性結(jié)構(gòu)，并且看上去只由隨機(jī)性分量1010構(gòu)成。噪聲的大小很小(例如，約4計(jì)數(shù)均方根(rms))。圖1000涉及從所測(cè)量的數(shù)據(jù)的示例獲取的噪聲。

圖11示出在對(duì)激勵(lì)波形進(jìn)行不良選擇的情況下執(zhí)行解調(diào)之后的噪聲的示例的圖。圖1100示出所接收的噪聲對(duì)照時(shí)間的波形1115。波形1115的y-軸是與圖10中的任意單位相同的單位。波形1115中的噪聲涉及至少兩個(gè)加性分量：與隨機(jī)噪聲源相對(duì)應(yīng)的隨機(jī)性分量，以及確定性分量1110，其中確定性分量1110是由于在解調(diào)之后lcd的經(jīng)混疊水平刷新頻率帶來(lái)的。圖11中的噪聲的大小比圖10中的更大(例如，約20計(jì)數(shù)rms)。圖1100涉及從所測(cè)量的數(shù)據(jù)的示例獲取的噪聲。

圖12描繪在積分時(shí)間段上噪聲頻率針對(duì)激勵(lì)頻率的相關(guān)的示例的圖。圖1200示出在積分時(shí)間段上的噪聲和激勵(lì)頻率之間的互相關(guān)的類(lèi)sinc波形1215，其中用于良好激勵(lì)頻率的最佳選擇出現(xiàn)在波形1215的空值1210處。當(dāng)噪聲和激勵(lì)頻率相等時(shí)，該圖中的y-軸已經(jīng)被歸一化到1的值。在波形1215中，噪聲頻率是135khz，而積分時(shí)間段是激勵(lì)頻率的6個(gè)周期。

在一些lcd面板上的一些示例實(shí)現(xiàn)中，寬波段噪聲的猝發(fā)可能在完整幀時(shí)間的窄片期間生成。例如，對(duì)于一個(gè)55吋、120hz面板，寬波段噪聲可在該8.3ms幀的約150us期間生成。此噪聲可作為噪聲特別大的列集合出現(xiàn)在所測(cè)量的電容圖像中，因?yàn)樵搸涣袝r(shí)分。這些有噪聲的列可在電容圖像內(nèi)移動(dòng)，例如，在lcd的幀率和電容式觸摸傳感器的幀率之間的節(jié)拍頻率處。如果lcd和觸摸傳感器是頻率鎖定的，則有噪聲的列可以是靜止的。如果lcd的觸摸傳感器是相位鎖定的，則那些有噪聲的列的位置可被標(biāo)識(shí)，并且在該時(shí)間期間測(cè)量可被中止。這可能略微減少可用積分時(shí)間，但是可改善最差情況的噪聲性能。通過(guò)直接連接到lcd的像素時(shí)鐘和同步(例如，數(shù)據(jù)使能，de)信號(hào)，該系統(tǒng)可被相位鎖定。如果用于相位鎖定的技術(shù)是不可能的，則該系統(tǒng)可通過(guò)查看所測(cè)量的數(shù)據(jù)并標(biāo)識(shí)最高噪聲列來(lái)相位鎖定?？刂葡到y(tǒng)隨后可調(diào)整幀率來(lái)將最高噪聲列放入期望位置或目標(biāo)位置中。此技術(shù)不需要具有到lcd模塊的連接。

例如，通過(guò)使用類(lèi)似于cdma技術(shù)的技術(shù)，一些實(shí)現(xiàn)可同時(shí)發(fā)送多個(gè)正交激勵(lì)波形。這些實(shí)現(xiàn)可以能夠選擇與噪聲頻率正交的所有激勵(lì)波形。噪聲頻率可以是預(yù)先已知的，并且激勵(lì)波形可以被設(shè)計(jì)成與該已知頻率正交。如果噪聲頻率是預(yù)先未知的，則可使用接收器測(cè)量噪聲頻率，而激勵(lì)波形可被選擇，諸如被自適應(yīng)地選擇。

激勵(lì)電壓

該系統(tǒng)的噪聲性能一般可以通過(guò)例如接收器處的信噪比來(lái)確定。如上所述，各技術(shù)可改善snr，包括：對(duì)照正確的預(yù)期波形進(jìn)行相關(guān)，其中所接收的有效能量被從信號(hào)中提取，以及選擇與該噪聲正交的波形來(lái)減少所接收的總噪聲。另一種改善snr的技術(shù)可以是增加發(fā)送功率。例如，小型電容式觸摸傳感器(例如，約4吋的對(duì)角距離)可在標(biāo)準(zhǔn)邏輯電壓(例如，約3.3v或略高)處操作，而較大的觸摸屏幕(例如，約15吋或更大的對(duì)角距離)可在例如約10-20v附近操作。因?yàn)閟nr可隨電壓縮放，則一些實(shí)現(xiàn)可通過(guò)具有以例如200v的最大發(fā)送電壓操作的系統(tǒng)來(lái)改善snr。這可能增加輻射發(fā)射，輻射發(fā)射可以通過(guò)限制快邊緣的轉(zhuǎn)換速率(slewrate)或通過(guò)用類(lèi)似噪聲(例如，寬波段)代碼來(lái)調(diào)制所發(fā)送的信號(hào)來(lái)緩解。這還可能增加通過(guò)用戶的電流，但是該電流可以是例如不超過(guò)數(shù)十安培。該電流可以遠(yuǎn)小于感受閾值，在感興趣的頻率處該感受閾值可以是約10ma。因?yàn)楦惺荛撝惦S著頻率增加，所以當(dāng)感受從刺痛(由于與神經(jīng)的交互)改變到溫暖(由于肌肉中的i²*r發(fā)熱)時(shí)，高的頻率甚至可以準(zhǔn)許通過(guò)用戶的最大可接受電流的增加。此外，如果一次只掃描一列，并且用戶僅僅在觸摸很小數(shù)量的列，則平均電流被進(jìn)一步減小。例如，這可能意味著，如果用戶正在觸摸100列傳感器中的3列，則平均電流可以是峰值電流的3/100。

模擬前端

描述了用于設(shè)計(jì)用于電容式觸摸感測(cè)系統(tǒng)的模擬前端電路的技術(shù)和實(shí)現(xiàn)。

圖13描繪來(lái)自單級(jí)前端放大器和兩級(jí)前端放大器的輸出響應(yīng)的示例的圖。圖1300示出單級(jí)放大器幅度響應(yīng)1320和兩級(jí)放大器幅度相應(yīng)1330。第一和第二級(jí)放大器是前端放大器，所述前端放大器具有約1v/ua的增益、使用10mhz增益*帶寬操作放大器、并且由總電容c＝800pf為且電阻為r＝5kohm的均勻rc線加載。單一級(jí)放大器幅度響應(yīng)1320在增益上具有不期望的峰值1310，其對(duì)應(yīng)于時(shí)域中的振動(dòng)(ringing)。

前端放大器的一些實(shí)現(xiàn)可以不嘗試使所有跨阻抗增益在前，因?yàn)樵谳斎胩幘哂写蟮牡降仉娙莸那闆r下可能難以保持放大器穩(wěn)定。這些實(shí)現(xiàn)可使小跨阻抗增益在前，并且因此具有電壓增益的小跨阻抗增益來(lái)改善性能。初始跨阻抗增益可被選擇得足夠大以使得該第一級(jí)的設(shè)備噪聲和其他噪聲不占主導(dǎo)，因?yàn)樵肼晫⒈怀艘缘诙?jí)的電壓增益。例如，如果預(yù)期總噪聲(其可被稱(chēng)為第二級(jí)的輸出)為約100mvrms，且第二級(jí)具有10v/v的增益，則第一級(jí)可具有遠(yuǎn)低于10mv的設(shè)備噪聲(以及來(lái)自其他噪聲源的噪聲，包括從例如電源耦合的噪聲)。

圖14a描繪兩級(jí)前端放大器電路的示例的圖。在電路1400a中，第一放大器ic1a在非反相輸入端子3處具有參考電壓vref，并且在反相輸入端子2處具有輸入in0，其中第一反饋電容cf和第一反饋電阻rf連接在反相輸入端子2和放大器ic1a的輸入端子1之間。輸出端子1與電容器ca串聯(lián)，電容器ca與電阻器ra串聯(lián)。第二放大器ic1b具有連接到參考電壓vref的非反相端子5和連接到電阻器ra的反相端子6。第二反饋電容器cb和第二反饋電阻器rb連接于反相輸入端子6和第二放大器ic1b的輸出端子7之間。

圖14a的實(shí)現(xiàn)可包括使用線性放大器的高質(zhì)量純模擬前端。此配置可維持輸入電壓非常接近恒定值，并可容忍很大的到地電容。在圖14a中，一行傳感器可連接到輸入in0。此設(shè)計(jì)可以是具有由rf和cf確定的增益的跨阻抗放大器。此放大器1400a可被認(rèn)為是積分器，其增益(以v/a為單位)為l/(s*cf)，其中s＝j(luò)*2*pi*f是輸入信號(hào)的頻率。電阻器rf可被選擇為比積分時(shí)間段更快地放置時(shí)間常數(shù)rf*cf，以停止輸入上的積分器漂移。例如，在激勵(lì)頻率為約100khz的情況下，該時(shí)間常數(shù)可以是約(2.2nf)*(2.2k)＝4.8us，這比10us的時(shí)間段更快。與傳感器矩陣中的電容器相組合，此配置可以基本上形成電壓除法器，所以如果發(fā)送電壓為vt，且被測(cè)試的傳感器電容為cut，則放大器ic1a可輸出電壓vt*cut/cf。

通過(guò)采用較小的跨阻抗增益，以及由此而來(lái)的電壓增益，閉環(huán)傳輸功能可以是穩(wěn)定的，并且振動(dòng)和振蕩可被避免，即便在輸入處存在大電容(正如在大顯示器上跡線很長(zhǎng)時(shí)將會(huì)發(fā)生的，例如，其中只可以為數(shù)百pf)。在一些實(shí)現(xiàn)中，初始跨阻抗增益可以被選擇得足夠大以使得操作放大器的設(shè)備噪聲以及接收器電路內(nèi)的任何耦合噪聲與總系統(tǒng)噪聲相比都不顯著。

例如，在一些實(shí)現(xiàn)中，放大器ic1a的設(shè)備噪聲和其他噪聲可以是該系統(tǒng)內(nèi)生成的噪聲的最重要的源，因?yàn)樵撛肼暠环糯蠓糯笃鱥c1b的增益倍。在一種設(shè)計(jì)的一個(gè)示例中，這可對(duì)應(yīng)于約2.2nf的電容cf、約1.5kohm的電阻rf、以及約20的電壓增益rb/ra。在一些實(shí)現(xiàn)中，電容器ca可以被選擇為在60hz附近產(chǎn)生非常低的增益，其中從用戶的手指耦合的噪聲可具有例如比信號(hào)的噪聲大十倍或更多倍的幅度。

圖14b描繪用于涉及具有用于穩(wěn)定性的適當(dāng)?shù)碾娙葜岛碗娮柚档那岸朔糯笃鞯氖纠牧鞒虉D。在流程圖1400的方法中，參數(shù)包括期望總增益g(其中單位可以是以電容計(jì))以及放大器的輸入處的總電容cin(其可被建模為傳感器中的ito跡線的電容)。其他參數(shù)包括激勵(lì)頻率f(或?qū)挷ǘ渭?lì)信號(hào)(例如偽噪聲序列)的中心頻率)以及預(yù)期總系統(tǒng)噪聲in，該預(yù)期系統(tǒng)總噪聲可以是從lcd耦合的，以電流為單位，并且可被稱(chēng)為模擬前端輸入。

該方法涉及：選擇與總輸入電容cin相當(dāng)?shù)腸f(1420)，以及選擇大致與感興趣頻率處的cf的阻抗大小相同的rf，例如rf＝l/(2*pi*f*cf)(1425)。該方法涉及：選擇等于期望/目標(biāo)增益除以第一級(jí)增益(例如，cf/g)的比率rt/ra(1430)，并且設(shè)計(jì)具有總電壓噪聲vn(在總系統(tǒng)帶寬上積分)的第一級(jí)，以使得in/(2*pi*f*g)>＞(rb/ra)*vn(1435)。該方法還涉及選擇ca以在60hz處獲得約500:1的衰減，以便電容ca＝l/((ra*500)*(60hz)*2*pi)(1440)。隨后，該方法涉及選擇cb以在10*f處獲得約10:1的衰減，以便電容cb＝l/((rb/10)*(10*f)*2*pi)(1445)。

本主題的所描述的實(shí)施例中的一些和操作可在數(shù)字電子電路中實(shí)現(xiàn)，或在計(jì)算機(jī)軟件、固件、或硬件中實(shí)現(xiàn)，包括在本說(shuō)明書(shū)中描述的結(jié)構(gòu)及其等同結(jié)構(gòu)，或其中一個(gè)或多個(gè)的組合。本說(shuō)明書(shū)中描述的主題的實(shí)施例可被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序，即，編碼在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)上以由數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作的計(jì)算機(jī)程序指令的一個(gè)或多個(gè)模塊。替代地或附加地，程序指令可被編碼在人工生成在傳播信號(hào)上，例如，機(jī)器生成的電、光或電磁信號(hào)，所述信號(hào)被生成以編碼信息以傳輸?shù)竭m當(dāng)?shù)慕邮掌餮b置上以供數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行。數(shù)據(jù)處理裝置可包括傳感器、可以是傳感器的一部分、可以是帶有傳感器的系統(tǒng)的一部分、可以被集成在該系統(tǒng)和/或傳感器內(nèi)、可以是接收器、發(fā)送器、與傳感器或接收器和/或發(fā)送器相關(guān)聯(lián)的組件或邏輯的一部分、或其任何組合。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)基底、隨機(jī)或串行訪問(wèn)存儲(chǔ)器陣列或設(shè)備、或其中一個(gè)或多個(gè)的組合，或可以被包括在其中。而且，盡管計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)不是傳播信號(hào)，然而計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)可以是編碼在人工生成的傳播信號(hào)中的計(jì)算機(jī)程序指令的源或目的地。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)還可以是一個(gè)或多個(gè)分開(kāi)的物理組件或介質(zhì)(例如，多個(gè)cd、盤(pán)或其他存儲(chǔ)設(shè)備)或可被包括在其中。

此說(shuō)明書(shū)中描述的操作可以被實(shí)現(xiàn)為由數(shù)據(jù)處理裝置對(duì)存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備上或從其他源接收的數(shù)據(jù)執(zhí)行的操作，

用于處理數(shù)據(jù)的各裝置、設(shè)備和機(jī)器可被用作“數(shù)據(jù)處理裝置”，包括例如可編程處理器、計(jì)算機(jī)、片上系統(tǒng)、或以上中的多個(gè)或組合。該裝置可包括專(zhuān)用邏輯電路，例如fpga(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)或asic(專(zhuān)用集成電路)。除了硬件，該裝置還可包括為所討論的計(jì)算機(jī)程序創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境的代碼，例如，構(gòu)成處理器固件、協(xié)議棧、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、跨平臺(tái)運(yùn)行時(shí)環(huán)境、虛擬機(jī)、或其中一個(gè)或多個(gè)的組合的代碼。該裝置和執(zhí)行環(huán)境可實(shí)現(xiàn)各種不同計(jì)算模型基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，諸如web服務(wù)、分布式計(jì)算和網(wǎng)格計(jì)算基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

計(jì)算機(jī)程序(也被稱(chēng)為程序、軟件、軟件應(yīng)用、腳本或代碼)可以任何形式的編程語(yǔ)言(包括編譯或解釋語(yǔ)言、聲明性或程序性語(yǔ)言)撰寫(xiě)，并能以任何形式部署，包括作為獨(dú)立程序或作為模塊、組件、子例程、對(duì)象、或適于在計(jì)算環(huán)境中使用的其他單元。計(jì)算機(jī)程序可以但不必對(duì)應(yīng)于文件系統(tǒng)中的文件。程序可被存儲(chǔ)在保持其他程序或數(shù)據(jù)的文件的一部分中(例如，存儲(chǔ)在標(biāo)記語(yǔ)言文檔中的一個(gè)或多個(gè)腳本)、存儲(chǔ)在專(zhuān)用于所討論的程序的單一文件中、或存儲(chǔ)在多個(gè)協(xié)同文件中(例如，存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)模塊、子程序或代碼部分的文件)。計(jì)算機(jī)程序可被部署以在一個(gè)站點(diǎn)處的一個(gè)計(jì)算機(jī)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行或跨多個(gè)站點(diǎn)分布并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)相互連接。

本說(shuō)明書(shū)中描述的過(guò)程和邏輯流程可以由一個(gè)或多個(gè)可編程處理器執(zhí)行，所述可編程處理器執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序來(lái)通過(guò)對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并生成輸出執(zhí)行動(dòng)作。該過(guò)程和邏輯流程還可通過(guò)專(zhuān)用邏輯電路(例如，fpga(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)或asic(專(zhuān)用集成電路))來(lái)執(zhí)行，并且裝置也可被實(shí)現(xiàn)為該專(zhuān)用邏輯電路。

適于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序的處理器可包括，作為示例，通用和專(zhuān)用微處理器以及任何類(lèi)型的數(shù)字計(jì)算機(jī)的任意一個(gè)或多個(gè)處理器。一般地，處理器接收來(lái)自只讀存儲(chǔ)器或隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或兩者的指令和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的必要元件是用于根據(jù)指令執(zhí)行動(dòng)作的處理器和用于存儲(chǔ)指令和數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備。一般地，計(jì)算機(jī)還將包括或可被操作地耦合以接收來(lái)自一個(gè)或多個(gè)大容量存儲(chǔ)設(shè)備(例如，磁性、磁光盤(pán)、或光盤(pán))的數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到大容量存儲(chǔ)設(shè)備以供存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或兩者。然而，計(jì)算機(jī)不必具有這些設(shè)備。而且，計(jì)算機(jī)可以被嵌入在另一設(shè)備(例如，移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、移動(dòng)音頻或視頻播放器、游戲控制臺(tái)或便攜式存儲(chǔ)設(shè)備(例如，通用串行總線(usb)閃存驅(qū)動(dòng)器)，這些僅是幾個(gè)示例)中。適于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)的設(shè)備包括所有形式的非易失性存儲(chǔ)器、介質(zhì)和存儲(chǔ)器設(shè)備，包括例如，半導(dǎo)體存儲(chǔ)設(shè)備，例如eprom、eeprom和閃存設(shè)備；磁盤(pán)，例如內(nèi)置硬盤(pán)或可移動(dòng)盤(pán)；磁光盤(pán)；以及cd-rom和dvd-rom盤(pán)。處理器和存儲(chǔ)器可由專(zhuān)用邏輯電路補(bǔ)充或被合并到專(zhuān)用邏輯電路中。

為了提供與用戶的交互，在本說(shuō)明書(shū)中描述的主題的實(shí)施例可被實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上，該計(jì)算機(jī)具有用于向用戶顯示信息的顯示設(shè)備(例如，陰極射線管(crt)或液晶顯示器(lcd)監(jiān)視器)，以及用戶可用來(lái)向計(jì)算機(jī)提供輸入的鍵盤(pán)以及指點(diǎn)設(shè)備(例如鼠標(biāo)或追蹤球)。其他類(lèi)型的設(shè)備也能被用以提供與用戶的交互；例如，向用戶提供的反饋可以是任何形式的傳感反饋，例如視覺(jué)反饋、聽(tīng)覺(jué)反饋或觸覺(jué)反饋；并且來(lái)自用戶的輸入能以任何形式接收，包括聲音、語(yǔ)音或觸覺(jué)輸入。此外，計(jì)算機(jī)可通過(guò)向用戶所使用的設(shè)備發(fā)送文檔以及從該設(shè)備接收文檔來(lái)與該用戶交互；例如，通過(guò)響應(yīng)于從用戶的客戶端設(shè)備上的web瀏覽器接收的請(qǐng)求向該web瀏覽器發(fā)送網(wǎng)頁(yè)。

盡管此說(shuō)明書(shū)包含許多具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，然而，這些細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明或所要求保護(hù)的范圍的限制，而是作為對(duì)專(zhuān)用于特定發(fā)明的特定實(shí)施例的特征的描述。本說(shuō)明書(shū)中在分開(kāi)的實(shí)施例的上下文中描述的某些特征也可以在單一實(shí)施例中組合地實(shí)現(xiàn)。反過(guò)來(lái)，在單一實(shí)施例的上下文中描述的各個(gè)特征也可以在多個(gè)實(shí)施例中分開(kāi)地實(shí)現(xiàn)或以任何適當(dāng)子組合實(shí)現(xiàn)。而且，盡管特征可能在上面被描述為以特定組合動(dòng)作并且甚至一開(kāi)始要求如此保護(hù)，然而來(lái)自所要求保護(hù)的組合的一個(gè)或多個(gè)特征在某些情況下可以從該組合中剝離，而所要求保護(hù)的組合可以針對(duì)子組合或子組合的變型。

類(lèi)似地，盡管在附圖中以特定次序描繪了操作，然而這不應(yīng)當(dāng)被理解為要求這些操作以所示的特定次序或以順序次序執(zhí)行，或者所示的所有操作均被執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些情況下，多任務(wù)和并行處理可能是有利的。而且，上面描述的實(shí)施例中的各系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)當(dāng)被理解為在所有實(shí)施例中均要求這種分離，而且應(yīng)當(dāng)理解，所描述的程序組件和系統(tǒng)一般可被一起集成在單一軟件產(chǎn)品中或打包到多個(gè)軟件產(chǎn)品中。

從而，描述了本主題的特定實(shí)施例。其他實(shí)施例在以下權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。在某些情況下，權(quán)利要求書(shū)中所記載的動(dòng)作可以按不同次序執(zhí)行并仍舊能夠?qū)崿F(xiàn)期望的結(jié)果。此外，在附圖中描繪的過(guò)程不一定需要所示的特定次序或順序次序來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。在某些實(shí)現(xiàn)中，多任務(wù)和并行處理可能是有用的。