用于局部改善电容式触摸传感器中的信噪比的技术制造技术

用于数字信号处理(DSP)技术的包括编码在计算机存储介质上的计算机程序在内的方法、系统和装置，所述DSP技术用于大致改善电容式触摸传感器的信噪比(SNR)。

Techniques for locally improving signal to noise ratio in capacitive touch sensors

For digital signal processing (DSP) system and method and device including computer program encoding in computer storage, technology, the DSP technology is used to improve the signal-to-noise ratio of approximately capacitive touch sensors (SNR).

【技术实现步骤摘要】
用于局部改善电容式触摸传感器中的信噪比的技术本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2011/043937，国际申请日为2011年7月14日，进入中国国际阶段的申请号为201180034913.X，名称为“用于局部改善电容式触摸传感器中的信噪比的技术”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于改善电容式触摸传感器的信噪比(SNR)的数字信号处理(DSP)技术和实现。背景在一些触摸传感器中，用户的手指在二维表面内的位置可以通过进行电容测量来确定。用户的手指可能是某种程度上导电的，而用户可能对触摸传感器电路的地具有某种连接以使得用户的手指对触摸传感器中的电极之间的电容具有影响。概述本说明书描述了大体涉及采用DSP技术来提高SNR的触摸传感器的技术。一般而言，本说明书中描述的主题的某些方面可以体现在涉及传感器的方法中。此方面的其他实施例包括被配置成执行编码在计算机存储设备上的方法的动作的相应的系统、装置和计算机程序。一般而言，本说明书中描述的主题的另一方面可以体现在包括和与传感器相关联的数据处理装置相关的动作的方法中，该传感器具有前端接口、至少一个迹线(traceline)、与该前端接口和所述迹线中的至少一个上的第一位置两者均耦合的至少一个发送器、以及与该至少一个迹线上的第二位置耦合的接收器。该方法涉及访问该传感器的前端接口处的信号，将所访问的信号从该发送器发送到该传感器的迹线中的至少一个迹线上的第一位置以促进所访问的信号沿与所访问的信号被发送到的第一位置相对应的迹线的发送，以及在该传感器的接收器处并通过与该传感器的迹线的第二位置耦合的接收器从该迹线接收被访问并发送的信号。该方法涉及沿着用于发送所访问的信号的迹线来访问该发送器的第一位置和该接收器的第二位置之间的距离、基于所访问的距离来确定所发送的信号预期要经历的变换，该变换是所发送的信号基于作为该第一位置和该第二位置之间的距离的函数的发送来预期经历的，以及基于所确定的变换来生成预期相关信号。该方法包括在该传感器的接收器处接收该预期相关信号，并且基于所接收的预期相关信号，标识能被用于至少部分补偿基于该发送该所发送的信号预期要经历的变换的信息。该方法包括：通过应用所接收的预期相关信号，补偿基于该发送所发送的信号预期要经历的变换的至少一部分。这些和其他实施例每个可可选地包括以下特征中的一个或多个。该预期相关信号可以对应于与模拟信号和/或数字数据相对应的相关信息。该变换可包括相移。该变换还可包括衰减、延迟、和/或线性过滤效应。该变换可被应用到正弦波形以获得该预期相关信号，或被应用到非正弦波形以获得该预期相关信号。该补偿可涉及计算在积分时间段上所接收的所发送的信号的波形与该预期相关信号的波形的积，并计算该积的积分。该方法可包括在该接收器的输出处提供该计算。该传感器可具有按照矩阵构形(matrixconfiguration)的迹线。该方法可包括：将所接收的所发送的信号的变换建模为该矩阵构形中的发送器和接收器之间的距离的函数。该方法可涉及通过将至少所述一个迹线建模成具有沿该第一和第二位置之间的距离分布的电阻和电容来将该变换建模。为了确定所发送的信号预期要经历的变换，该方法可涉及：测量沿该第一和第二位置之间的距离的一组变换，以及选择该组变换中逼近所发送的信号预期要经历的变换中的一个，为此该变换可包括相移，且该组变换包括一组相移。所发送的信号预期要经历的变换可包括：测量沿沿至少所述一个迹线的相应位置的相应相移，基于将与所测量的相移中的一个相关的距离与该第一和第二位置之间的距离进行匹配来选择所测量的相移中的一个，并且将所选择的所测量的相移指派为所发送的信号预期要经历的相移。为了确定所发送的信号预期要经历的变换，该方法可包括：测量沿沿至少所述一个迹线的相应位置的相应相移，利用所测量的相移的线性内插来逼近所发送的信号预期要在该接收器的第二位置处经历的相移，以及将经内插的相移指派为所发送的信号预期要经历的相移。为了确定所发送的信号预期要经历的变换，该方法可涉及：针对所发送的信号的波形的同相版本和正交相位版本进行相关，以及通过计算该同相和正交相位波形的反正切的函数来计算所发送的信号预期要经历的相移。该传感器可具有在矩阵构形中的迹线，其中该发送可涉及：利用在该矩阵的两个边缘处的所发送的信号来驱动该传感器以把电阻-电容时间常数与用在一个边缘处的所发送的信号来驱动该传感器时得到的时间常数相比减少2。该发送可涉及：用在该矩阵的多个边缘处的所发送的信号驱动该传感器以把电阻-电容时间常数与用在一个边缘处的所发送的信号驱动该传感器所得到的时间常数相比减少。多个边缘的数量可以是4，对此，电阻-电容时间常数与用在一个边缘处的所发送的波形驱动该传感器所得到的时间常数相比减少4。该传感器可具有以具有行和列的矩阵构形形成的迹线，对于该矩阵构形，所述行中的至少一行或所述列中的至少一列中的至少一个迹线被分割以形成两个迹线，所述两个迹线是所述一个迹线的长度的大约一半，并且经分割的迹线形成该迹线的与该经分割的迹线的第一部分相对应的第一节和与该经分割的迹线的第二部分相对应的第二节。该第一或第二经分割的迹线的电阻-电容时间常数可以是该第一或第二迹线的长度的函数。该传感器可以是电容式触摸传感器。一般而言，本说明书中所描述的主题的另一方面可以体现在包括和与传感器相关联的数据处理装置有关的动作的方法中，为此该传感器包括以矩阵构形定向的迹线、前端接口、与该阶段接口耦合的发送器、以及接收器。该相应发送器对应于相应迹线的第一位置并与该第一位置耦合，并且该相应接收器与该相应迹线的第二位置耦合。该方法涉及：确定具有正交波形序列的正交激励波形，其中该正交激励波形彼此正交，以及同时在所述发送器中的至少两个发送器中的每一个上同时发送所述正交激励波形中的一个，以使得所述发送器中的至少两个被配置成窜送相应的正交波形序列，其中所述发送在少于该传感器中的全部发送器的发送器上发生。该方法涉及：在所述接收器中的至少两个接收器处接收所述正交激励波形中的至少两个，为此所述至少两个正交激励波形中的每一个均在所述相应接收器中的一个处接收。该方法包括：接收针对至少预期接收的波形的信息，以及对于所述至少两个接收器中的每一个，对照所述预期接收的波形将所接收的激励波形相关。这些和其他实施例每个可可选地包括以下特征中的一个或多个。该传感器可包括电容式触摸传感器。所述正交激励波形与该传感器中的噪声正交。该矩阵构形可包括n列迹线，并且所述发送器的每一同时发送可在积分时间中发生。该方法可涉及：将积分时间的数量作为从所述发送器中的至少两个的同时发送的数量的函数来确定。该方法可涉及：标识与该传感器中的噪声相关联的频率，以及选择与与该噪声相关联的频率正交的所述正交激励波形中的至少一个。该传感器可被配置成位于液晶显示器的物理邻近区域内以至少具有与该液晶显示器交互的能力。该液晶显示器可具有约30kHz到135kHz的扫描线频率。该方法可涉及：执行码分多路复用，其中四个迹线的组中的每个迹线包括针对所述正交波形序列的不同代码。该码分多路复用可以是曼彻斯特编码的哈达玛序列(Manchester-codedHadamardsequence)。确定正交激励波形的方法可涉及：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：数据处理装置；被配置成与所述数据处理装置交互的电容式触摸传感器；以及液晶显示器，所述系统被配置成：确定所述电容式触摸传感器中的噪声频率；标识出所述噪声频率是所述液晶显示器的频率的函数；以及将所述传感器的激励频率确定为所确定的噪声频率的函数，其中在确定所述激励频率时所述系统被进一步配置成：选择所述传感器的初始激励频率；计算在积分时间段上所述噪声频率和所述初始激励频率之间的互相关，其中对所述互相关的计算能够被呈现在具有至少一个峰值和至少两个空值的类sinc波形中；以及通过选择在所述类sinc波形中的所述空值之一处的频率并将所确定的激励频率指派为与在所选择的空值处的所述频率相同的频率来选择所述传感器的所述激励频率。

【技术特征摘要】
2010.07.16 US 12/838,4221.一种系统，包括：数据处理装置；被配置成与所述数据处理装置交互的电容式触摸传感器；以及液晶显示器，所述系统被配置成：确定所述电容式触摸传感器中的噪声频率；标识出所述噪声频率是所述液晶显示器的频率的函数；以及将所述传感器的激励频率确定为所确定的噪声频率的函数，其中在确定所述激励频率时所述系统被进一步配置成：选择所述传感器的初始激励频率；计算在积分时间段上所述噪声频率和所述初始激励频率之间的互相关，其中对所述互相关的计算能够被呈现在具有至少一个峰值和至少两个空值的类sinc波形中；以及通过选择在所述类sinc波形中的所述空值之一处的频率并将所确定的激励频率指派为与在所选择的空值处的所述频率相同的频率来选择所述传感器的所述激励频率。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述噪声频率在约4kHz到约19kHz范围内，所述电容式触摸传感器包括约200V的最大发送电压，并且所述电容式触摸传感器被配置成提供在大约数十微安量级上的流过用户的电流。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电容式触摸传感器包括前端接口，所述系统被配置成对所述电容式触摸传感器的所述前端接口的输出处的波形进行解调，其中所述波形包括所述噪声频率对照所述初始激励频率的互相关。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成：测量所述传感器中的噪声水平；以及基于所测量的噪声水平来设置用于检测来自所述传感器的用户的触摸的初始阈值。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成：持续测量所述传感器中的噪声水平；以及基于所持续测量的噪声水平来持续调整用于检测来自所述传感器的所述用户的所述触摸的阈值。6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述液晶显示器和所述触摸传感器是频率锁定的。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述触摸传感器包括以矩阵构形布置的迹线的行和列，以及所述数据处理装置被配置成标识具有所测量的最高噪声水平的最高噪声列，并将所述触摸传感器的帧率设置为使得所述最高噪声列表现为固定在所述液晶显示器上的预定位置处。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成确定所述传感器的多个正交激励波形，其中所述正交激励波形中的至少一个包括所选择的激励频率，其中所述传感器被配置成用于同时发送所述多个正交激励波形，以及其中所述多个正交激励波形均与所确定的噪声频率正交。9.一种系统，包括：数据处理装置；与所述数据处理装置交互的电容式触摸传感器，所述电容式触摸传感器包括以矩阵构形布置的迹线的行和列；以及液晶显示器，所述系统被配置成：标识噪声频率；生成用于跨越所述传感器中的所述迹线中的至少一个发送的激励波形，其中所述激励波形被生成为使得所述激励波形与所标识的噪声频率正交，其中所述激励波形被生成为使得在所述所标识的噪声频率处的噪声被在所述激励波形中拒绝，所述系统被配置成通过以下操作来生...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦斯特许斯，J·Y·韩，
申请(专利权)人：感知像素股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US