CN106980411A - 感应装置和驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了感应装置和驱动方法，能够提高信噪比和抗干扰能力。所述感应装置包括：序列生成器，用于提供驱动信号和抵消信号；用于形成多个感应电容的多个驱动电极和多个感测电极；前端检测模块，用于分别将多个感应电容的电容量或电容变化量转化为多个第一感应信号；运算模块，用于根据抵消信号分别对多个第一感应信号进行运算处理以得到多个第二感应信号；累加滤波模块，用于对多个第二感应信号进行累加后滤波得到第三感应信号；以及通信模块，将第三感应信号转换为符合指定数据格式的数据信号，其中，抵消信号与驱动信号同步且随时间分别呈现为一维序列，驱动信号序列中的每个序列码与所述抵消信号序列中对应的序列码的乘积为1。

Description

感应装置和驱动方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，更具体地，涉及感应装置和驱动方法。

背景技术

利用电容的感应技术广泛地应用于触摸屏以及指纹识别传感器等感应装置中，主要是通过检测各种感应装置中的电容的电容值大小或者电容值的变化量来获知被测物体的位置、形状或者压力等信息。以电容式指纹识别传感器为例，当手指接触到感应装置表面时，会和感应装置中位于感应装置的触摸表面下方的电极形成电容，从而直接或间接地改变感应装置中电容的电容值大小(在一些感应装置中，利用了自电容技术，而在另一些感应装置中，采用的是互电容技术)。感应装置中的电路对该电容的电容值或者电容值的变化量进行检测并得到电信号形式的数据信号，使得后续电路能够根据该数据信号进行进一步的数据处理。

当电容式的感应装置用于人机交互接口等领域时，如果人体和感应装置没有良好的共地，那么当人体接触该感应装置时会因为不共地而引入共模噪声等干扰信号。这种情况在感应装置所在***与充电器连接时时更为严重，这是因为充电器本身会在***的电源和参考地上引入干扰信号。从频谱特性上看，这些带宽通常较窄的干扰信号会严重干扰到感应装置对电容的检测，并且会使感应装置的信噪比降低，甚至使整个感应***无法正常工作。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种感应装置和驱动方法，能够提高信噪比和抗干扰能力，保证感应装置的正常工作。

根据本发明的一方面，提供了一种感应装置，其特征在于，包括：序列生成器，用于提供驱动信号和抵消信号；位于所述感应装置触摸表面下方的多个驱动电极和多个感测电极，所述多个驱动电极与所述多个感测电极形成多个感应电容，所述多个驱动电极接收所述驱动信号；前端检测模块，与所述多个感测电极相连，用于分别将所述多个感应电容的电容量或电容变化量转化为电信号形式的多个第一感应信号；运算模块，用于根据所述抵消信号分别对所述多个第一感应信号进行运算处理以得到多个第二感应信号；累加滤波模块，用于对所述多个第二感应信号进行累加后滤波得到第三感应信号；以及通信模块，将所述第三感应信号转换为符合指定数据格式的数据信号输出，其中，所述抵消信号与所述驱动信号同步且随时间分别呈现为一维序列，所述驱动信号序列中的每个序列码与所述抵消信号序列中对应的序列码的乘积为1。

优选地，所述驱动信号序列包括伪随机码序列或具有类白噪声频谱特性的序列。

优选地，所述前端检测模块包括多个检测单元，所述多个检测单元的输入端与所述多个感测电极对应相连，每个所述检测单元的输出端提供一个所述第一感应信号。

优选地，每个所述检测单元包括：运算放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收参考电压，所述第二输入端与对应的感测电极连接；积分电容，所述积分电容的两端分别与所述运算放大器的第二输入端和所述运算放大器的输出端相连以提供相应的所述第一感应信号；复位开关，与所述积分电容并联，所述复位开关受控于复位信号。

优选地，所述运算放大器的第一输入端为正相输入端，所述运算放大器的第二输入端为反相输入端。

优选地，所述运算模块包括多个运算单元，所述多个运算单元的输入端与所述多个检测单元的输出端对应相连，每个所述运算单元的输出端提供一个所述第二感应信号。

优选地，每个所述运算单元包括：采样开关，用于在采样信号的控制下对所述第一感应信号进行采样；乘法电路，用于将所述采样开关的采样结果与所述抵消信号相乘以得到所述第二感应信号。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于感应装置的驱动方法，所述感应装置包括位于所述感应装置的触摸表面下方的多个驱动电极和多个感测电极，所述多个驱动电极与所述多个感测电极形成多个感应电容，其中，所述驱动方法包括：产生驱动信号和抵消信号，所述抵消信号与所述驱动信号同步且随时间分别呈现为一维序列，所述驱动信号序列中的每个序列码与所述抵消信号序列中对应的序列码的乘积为1；将所述驱动信号施加在所述多个驱动电极上；将在所述多个感测电极上检测到的电荷量分别转化为电信号形式的多个第一感应信号；分别将所述多个第一感应信号与所述抵消信号相乘，以得到多个第二感应信号；对所述多个第二感应信号进行累加后滤波得到第三感应信号；以及将所述第三感应信号转换为符合指定数据格式的数据信号。

优选地，所述驱动信号具有高电平和低电平两种状态，在所述驱动信号序列中相邻且状态相同的序列码之间加入状态与该两个序列码的状态相反的***码。

优选地，所述驱动信号具有高电平、低电平以及复位电平三种状态，在所述驱动信号序列的每个序列码开始前将所述驱动信号恢复到所述复位电平的状态。

本发明的有益效果是，能够利用序列生成器生成的驱动信号与抵消信号抑制共模噪声等干扰信号，从而在不影响有用数据的前提下提高了感应装置的信噪比和抗干扰能力，同时也实现了对驱动信号序列中各序列码之间的隔离以保证感应装置的准确性。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出本发明第一实施例的感应装置的基本原理示意图。

图2示出图1中A区域的剖面放大示意图。

图3示出本发明第一实施例的感应装置的结构示意图。

图4示出本发明第一实施例的感应装置中信道、前端检测模块与运算模块的连接示意图。

图5示出本发明第一实施例的感应装置中对应于同一个感应电容的检测单元与运算单元的结构示意图。

图6示出本发明第一实施例的感应装置中序列生成器产生的驱动信号的波形示意图。

图7示出本发明第一实施例的感应装置中序列生成器产生的驱动信号的另一种波形示意图。

图8示出本发明第二实施例的用于感应装置的驱动方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。

图1示出本发明第一实施例的感应装置的基本原理示意图。图2示出图1中A区域的剖面放大示意图。

如图1和图2所示，感应装置100具有触摸表面，触摸表面下方具有多个电极。

感应装置100可以为自电容结构、互电容结构或其他电容结构。无论是采用何种电容结构实现，感应装置100的工作原理主要为：对感应电极施加驱动信号以在电极上累积电荷，通过改变驱动信号使得电极上的电荷发生转移，即重新被分配，从而引起感应装置100中出现电压、电流、频率或其他信息的变化以获得包含指纹、触控动作等信息的电信号。例如，当感应装置100为自电容结构时，驱动信号作用于各个电极上，从而在每个电极上累积电荷；当感应装置100为互电容结构时，电极分为如图2所示的驱动电极101和感测电极102，驱动信号施加在各个驱动电极上，从而在每个驱动电极和每个感测电极上累积电荷。其中，驱动信号为一个或者多个不同的信号。

下面以利用单个驱动信号实现的互电容结构的感应装置100为例进行具体说明。

利用单个驱动信号实现的互电容结构的感应装置100可以用于指纹识别，其原理是：手指200的指纹具有指纹脊210和指纹谷220，指纹谷220由于皮肤死皮组织堆积较浅，因此与感应装置100的触摸表面存在空气；而指纹脊210的皮肤死皮组织相对于指纹谷向体外凸起，从而能够直接与感应装置100的触摸表面接触。由此可知，指纹谷220与对应的驱动电极101和感测电极102分别形成电容Cv1和Cv2，从而影响到对应的驱动电极101与感测电极102之间的感应电容Cx；指纹脊210与对应的驱动电极101和感测电极102分别形成电容Cp1和Cp2，从而影响到对应的驱动电极101与感测电极102之间的感应电容Cx。由于指纹谷220和指纹脊210与对应的驱动电极101或感测电极102之间形成的电容的电容值存在差异，因此，指纹谷220与指纹脊210对应的感应电容Cx的电容值不相同。因此感应装置100通过检测各处感应电容Cx的电容值或者电容值的变化量可以获知指纹谷220与指纹脊210的位置等信息以实现指纹识别或触控动作的识别。

图3示出本发明第一实施例的感应装置的结构示意图。

如图3所示，本发明第一实施例的感应装置100主要包括序列生成器110、信道120、前端检测模块130、运算模块140、累加滤波模块150以及通信模块160。在一些实施例中，感应装置100例如采用单工传输和频谱扩展技术(Spread Spectrum,SS)；在另一些实施例中，感应装置100也作适应性调整以应用于双工传输的***中。

序列生成器110用于生成施加在感应装置100的所有驱动电极101(如图2所示)上的驱动信号Ap以及抵消信号An。驱动信号Ap为具有一定长度的伪随机码(PseudorandomNoise,PN)一维序列或者具有与伪随机码类似的频谱特性的一维序列，具有类白噪声的频谱特性。抵消信号An为一维序列，抵消信号An的序列码及与其对应的驱动信号Ap中的序列码的乘积等于1。

感应装置100中由驱动电极101和感测电极102(如图2所示)所形成的感应电容构成信道120。在驱动信号Ap的作用下，触摸引起的感应电容Cx的电容值Csense的变化将会引起累积在感应电容Cx的电荷量Qsense的变化。

前端检测模块130分别与各个感测电极102相连，用于将感应电容的电容值Csense的变化转化为能够被运算模块140识别的电信号形式的第一感应信号S1。

信道120与前端检测模块130共同产生的增益ga与驱动信号Ap相乘得到的结果等于第一感应信号S1，其中增益ga可以表达为前端检测模块130对应的感应电容的电容值Csense和与电路参数相关的常数B的乘积，即：

S1＝ga·Ap＝Csense·B·Ap

运算模块140将前端检测模块130输出的各个第一感应信号S1与抵消信号An的序列相乘，分别得到对应的第二感应信号S2，第二感应信号S2的表达式为：

S2＝S1·An＝ga·Ap·An＝Csense·B

由上式可以看出，第二感应信号S2与感应电容的电容值Csense线性相关，即第二感应信号S2能够表征感应电容的电容值Csense的大小。累加滤波模块150对第二感应信号S2进行累加滤波得到第三感应信号S3，通信模块160进一步将第三感应信号S3转换为数据信号Ds并输出(例如对第三感应信号S3进行格式转换，以得到具有符合指定的通讯接口的数据格式的数据信号Ds，指定的通讯接口例如为串行外设接口(Serial PeripheralInterface,SPI)或集成电路总线接口(Inter-Integrated Circuit,IIC)等)，从而使后续电路能够从数据信号Ds中获取感应电容感应到的触控信息或指纹信息。通常，累加滤波模块150主要用于滤除第二感应信号S2中的高频噪声。在一些实施例中，累加滤波模块150由数字电路实现，例如当运算模块140采用串行或并行输出时，累加滤波模块150则采用相应的串行或并行累加器以及数字滤波器实现，数字滤波器例如为递归型数字滤波器(Infinite Impulse Response,IIR)、非递归型数字滤波器(Finite Impulse Response,FIR)以及巴特沃斯数字滤波器等。当然，在另一些实施例中，累加滤波模块150也可以采用模拟滤波技术。

在一些情况下，例如当感应装置100与充电器连接时，感应装置100中会引入共模噪声等干扰信号Nc。干扰信号Nc会叠加于序列生成器110提供的驱动信号Ap上并经由感应电容Cx进入前端检测模块130，使得第一感应信号S1的表达式变为：

S1＝ga·(Ap+Nc)＝Csense·B·(Ap+Nc)

进一步地，由于共模噪声等干扰信号Nc的引入，第一感应信号S1与抵消信号An的序列相乘得到的第二感应信号S2的表达式为：

S2＝S1·An＝ga·(Ap+Nc)·An＝Csense·B·(1+Nc·An)

因此第二感应信号S2中由干扰信号Nc带来的噪声分量S2n＝Csense·B·Nc·An。

从频域上分析，由于序列生成器110生成的驱动信号Ap具有类白噪声的频谱特性，驱动信号Ap的能量分布在比较宽的频带。由于抵消信号An中的序列码及与其对应的驱动信号Ap中的序列码的乘积等于1，因此抵消信号An同样具有类白噪声的频谱特性，即抵消信号An的能量也分布在比较宽的频带。而由充电器等装置引入至感应装置100的干扰信号Nc通常表现为窄带噪声，即干扰信号Nc的能量集中在一个比较窄的频带。在第二感应信号S2中由干扰信号Nc带来的噪声分量S2n的表达式中，干扰信号Nc与抵消信号An作乘法运算，相当于用频带较宽的抵消信号An对频带较窄的干扰信号Nc进行调制，即抵消信号An与干扰信号Nc在频域上进行卷积运算，因此干扰信号Nc的频谱被展宽到抵消信号An的频带中，即干扰信号Nc的能量被分散。随后，累加滤波模块150对第二感应信号S2进行滤波得到第三感应信号S3，第三感应信号S3的频带位于累加滤波模块150的带宽内，第二感应信号S2位于累加滤波模块150带宽外的能量被滤除。由于干扰信号Nc的频谱被展宽到至抵消信号An的频带内，第三感应信号S3中由干扰信号Nc引入的噪声能量仅为第二感应信号S2中干扰信号Nc引入的噪声能量的一部分，即第三感应信号S3中由干扰信号Nc引入的噪声能量得到了抑制，从而实现了***信噪比的提升。

图4示出本发明第一实施例的感应装置中信道、前端检测模块与运算模块的连接示意图。

如图4所示，信道120由感应装置100中的多个感应电容Cx构成，前端检测模块130包括多个分别与多个感应电容Cx对应的检测单元131，运算模块140包括分别与前端检测模块130中的多个检测单元131对应的运算单元141。感应装置100中的每个感应电容Cx的一端接收驱动信号Ap，另一端与前端检测模块中对应的检测单元131连接，使得该检测单元131根据对应的感应电容Cx获得第一感应信号S1，随后，与该检测单元131的输出端相连的运算单元141对第一感应信号S1与抵消信号An进行乘法运算得到第二感应信号S2。

下面以感应装置100中的一个感应电容Cx、前端检测模块中与该感应电容Cx对应的检测单元以及运算模块中与该感应电容对应的运算单元为例做具体说明。

图5示出本发明第一实施例的感应装置中对应于同一个感应电容的检测单元与运算单元的结构示意图。

如图5所示，感应装置100中的一个感应电容Cx的一端接收驱动信号Ap，另一端与前段检测模块中与该感应电容Cx对应的检测单元131的输入端相连，该检测单元131的输出端与运算模块140中对应的运算单元141的输入端相连。

检测单元131包括运算放大器OP、积分电容Cf以及受控于复位信号rst的复位开关K1。运算单元141包括受控于采样信号sh的采样开关K2和乘法电路MU。

运算放大器OP的第一输入端接收参考电压Vcm，第二输入端与感应电容Cx的一端相连。运算放大器OP的输出端与第二输入端之间连有积分电容Cf，受控于复位信号rst的复位开关K1与积分电容Cf并联。运算放大器OP的输出端提供第一感应信号S1。运算放大器131的第一输入端例如为正相输入端、第二输入端例如为反相输入端。

感应装置100的工作过程分为两个阶段：采样阶段和积分阶段。在采样阶段，序列生成器110提供的驱动信号Ap对感应电容Cx充电，使感应电容Cx累积电荷，由于触摸物(例如指尖、触控笔尖等)会使感应电容Cx的电容值Csense发生改变，因此感应电容Cx在驱动信号Ap的作用下累积得到的电荷量Qsense能够表征触控信息或指纹信息。在积分阶段开始时，复位信号rst控制复位开关K1由导通变为关断，使得感应电容Cx中累积的电荷量Qsense开始转移至积分电容Cf中，从而使积分电容Cf两端的电压根据感应电容Cx的电荷量Qsense而发生改变。由于运算放大器131的第一输入端接收参考电压Vcm，根据运算放大器虚短的特性，积分电容Cf的另一端即运算放大器131的输出端所输出的第一感应信号S1的电压随感应电容Cx的电荷量Qsense发生改变。感应电容Cx的电荷量Qsense与感应电容的电容值Csense线性相关，因此运算放大器131的输出端所输出的第一感应信号S1的电压与感应电容的电容值Csense线性相关，从而第一感应信号S1能够表征感应电容Cx的电容值Csense，实现感应电容的检测。

运算单元141中的乘法电路MU通过采样开关K2对前端检测模块130中对应的检测单元131的输出端所提供的第一感应信号S1进行采样，并将采样结果与序列生成器110提供的抵消信号An相乘以得到第二采样信号S2。

为节省电路面积，运算模块140中也可以仅包含1个或m个运算单元141(m为小于检测单元数量的自然数，m例如为检测单元141数量的因数，即检测单元131的数量为运算单元141数量的整数倍)，通过扫描的方式依次或分组地通过各采样开关K2将多个第一感应信号S1转换为多个第二采样信号S2。

图6示出本发明第一实施例的感应装置中序列生成器产生的驱动信号的波形示意图。

如图6所示，驱动信号Ap具有分别与高电平电压Vh、低电平电压Vl以及复位电压Vr对应的三种电平状态，其中，电压值Vh>Vr>Vl。下面以如图6所示的驱动信号Ap的序列(具有伪随机码序列特性)为[+1，+1，-1，-1]为例。驱动信号Ap的序列中的每个序列码分别对应一个数据周期T1，每个数据周期T1分为复位阶段tr和数据保持阶段th。在复位阶段tr内，驱动信号Ap的电压值等于复位电压Vr；在数据保持阶段th内，当驱动信号Ap的序列码为+1时，驱动信号Ap的电压值为高电平电压Vh，当驱动信号Ap的序列码为-1时，驱动信号Ap的电压值为低电平电压Vl。从而使驱动信号Ap中的每个序列码传输完成后能够使驱动信号Ap的电压值回归到复位电压Vr以便进行下一个序列码的传输。

图7示出本发明第一实施例的感应装置中序列生成器产生的驱动信号的另一种波形示意图。

如图7所示，作为本发明驱动信号的的另一种实施例，驱动信号Ap仅具有分别与高电平电压Vh以及低电平电压Vl对应的两种电平状态，其中，电压值Vh>Vr。下面仍以驱动信号Ap的序列(具有伪随机码序列特性)为[+1，+1，-1，-1]的情况为例。由于驱动信号Ap只有两种电平状态，因此驱动信号Ap中相邻且相同的两个序列码易导致后续电路误码率的提升，所以需要对***预先设定的已知的驱动信号Ap的序列进行处理以避免这种现象。

如图7所示，用于控制前端检测电路中的复位开关K1的复位信号rst具有周期T2。在每个周期T2开始时，复位信号rst由无效状态变为有效状态，经过一段时间tr后(tr<T2)，复位信号rst由有效状态变为无效状态，并持续一段时间T2-tr，使得当前序列码能够保持足够的时间以完成采样开关K2对当前序列码的采样过程，采样过程完成后，采样开关K2关断、下一个周期T2开始并重复上述过程。

在每个复位信号rst由有效变为无效的时刻，原始状态下的驱动信号Ap的当前序列码变换为当前序列码的下一个序列码。为实现原始驱动信号Ap中相邻且相同的两个序列码之间的隔离，可以在相邻且相同的两个序列码之间***与该两个序列码的电平状态相反的***码。具体地，当复位信号rst由无效状态变为有效状态后，驱动信号Ap由当前序列码变换为与当前序列码、当前序列码相同且相邻的下一个序列码具有相反电平状态的***码，在同一周期T2内，在复位信号rst由有效状态变为无效状态之前，驱动信号Ap由当前***码变换为与当前***码具有相反电平状态的下一个序列码。而当驱动信号Ap中相邻的两个序列码具有不同的电平状态时，无需在该两个序列码之间加入***码即可实现相邻序列码的分离，在当前周期T2的结束时刻或者下一周期T2中复位信号由有效状态变为无效状态的时刻即可实现序列码的切换。

例如在图7中，驱动信号Ap中的4个连续的序列码分别为：Ap[1]＝+1，Ap[2]＝+1，Ap[3]＝-1以及Ap[4]＝-1。由于其中的序列码Ap[1]与Ap[2]相邻且相同、序列码Ap[3]与Ap[4]相邻且相同，因此需要在Ap[1]与Ap[2]之间***一个***码In[12]＝-1，在Ap[3]与Ap[4]之间***一个***码In[34]＝+1，以实现相同且相邻的序列码之间的隔离。

在t1时刻，采样开关K2完成该周期对第一感应信号S1的采样过程，并在采样信号sh的控制下关断，复位信号rst由无效状态变为有效状态。在t1时刻后、t1+tr时刻前或者在t1时刻，驱动信号Ap的电压值由序列码Ap[1]的高电平电压Vh变换为***码In[12]的低电平电压Vl，随后，在t1+tr时刻或者t1+tr时刻前，驱动信号Ap的电压值由***码In[12]的低电平电压Vl变换为序列码Ap[2]的高电平电压Vh。由于***码的持续时间很短，不足以完成感应电容的量化和检测，并且在***码的持续时间内，前端检测电路处于复位状态，因此驱动信号Ap中作为有效数据的序列码不受影响，仍然具有伪随机码的特性。

同理，在t2时刻，采样开关K2完成该周期对第一感应信号S1的采样过程，并在采样信号sh的控制下关断，复位信号rst由无效状态变为有效状态。在t2时刻后、t2+tr时刻前或者在t2时刻，驱动信号Ap的电压值由序列码Ap[3]的低电平电压Vl变换为***码In[34]的高电平电压Vh，随后，在t2+tr时刻或者t2+tr时刻前，驱动信号Ap的电压值由***码In[12]的高电平电压Vh变换为序列码Ap[2]的低电平电压Vl。

由于驱动信号Ap中的序列码Ap[2]与Ap[3]的电平状态不相同，因此在二者之间加入***码。驱动信号Ap的序列码Ap[2]在当前周期T2的结束时刻t3或者下一周期T2中复位信号rst由有效状态变为无效状态的时刻t4变换至序列码Ap[3]。

根据本发明实施例的感应装置，通过利用序列生成器生成的驱动信号与抵消信号抑制了共模噪声等干扰信号，从而在不影响有用数据的前提下提高了感应装置的信噪比和抗干扰能力，同时也实现了对驱动信号序列中各序列码之间的隔离以保证感应装置的准确性。

图8示出本发明第二实施例的用于感应装置的驱动方法的流程示意图。本发明第二实施例的驱动方法包括步骤S301至S306.

在步骤S301中，产生抵消信号和驱动信号。驱动信号和抵消信号同步且随时间分别呈现为一维序列，驱动信号序列中的每个序列码与抵消信号序列中对应的序列码的乘积为1。

作为一种实施例，如图6所示，驱动信号具有分别与高电平电压Vh、低电平电压Vl以及复位电压Vr对应的三种电平状态，其中，电压值Vh>Vr>Vl。驱动信号序列中的每个序列码分别对应一个数据周期，每个数据周期分为复位阶段和数据保持阶段。在复位阶段内，驱动信号的电压值等于复位电压Vr；在数据保持阶段内，当驱动信号的序列码为+1时，驱动信号的电压值为高电平电压Vh，当驱动信号的序列码为-1时，驱动信号的电压值为低电平电压Vl。从而使驱动信号序列中的每个序列码传输完成后能够使驱动信号的电压值回归到复位电压Vr以便进行下一个序列码的传输。

作为一种替代的实施例，如图7所示，驱动信号仅具有分别与高电平电压Vh以及低电平电压Vl对应的两种电平状态，其中，电压值Vh>Vl。为避免后续信号处理过程中误码率的提升，可以在驱动信号序列中相邻且相同的两个序列码之间加入***码以使相邻且相同的两个序列码相互独立。其中，***码出现在与感应电容相连的积分电容的复位阶段，因此不会影响到驱动信号序列中的有效数据。

在步骤S302中，将驱动信号施加在感应装置中的各个驱动电极上。

在步骤S303中，将在感测电极上检测到的电荷量转化为电信号形式的多个第一感应信号。

步骤S303分为两个阶段，在第一阶段中，感应电容在驱动信号的作用下积累电荷，在第二阶段中，将感应电容积累得到的电荷重新分配至感应电容以及复位后的积分电容这两个电容中，由于感应电容中的感测电极与积分电容的一端相连，且感测电极的电压固定，因此可以认为积分电容另一端所提供的第一感应信号与第一阶段完成时感应电容在驱动信号的作用下积累的电荷量具有线性关系，从而实现将在感测电极上检测到的电荷量转化为电信号形式的第一感应信号的过程。

在步骤S304中，分别将对多个第一感应信号与抵消信号相乘，以得到多个第二感应信号。第一感应信号中不仅包含根据驱动信号产生的有用信号，还包含由充电器等引入的共模信号等干扰信号，干扰信号与有用信号均与抵消信号进行乘法运算，从而干扰信号与抵消信号在频带上完成卷积的运算过程。由于抵消信号的频带较宽，而干扰信号的频带较窄，因此，干扰信号的频谱被搬移到抵消信号的频带上，干扰信号的能量被分散。

在步骤S305中，对多个第二感应信号进行累加后滤波得到第三感应信号。通过对第二感应信号的累加滤波的过程，干扰信号中位于滤波带宽之外的部分被滤除，从而使干扰信号中分散在滤波带宽之外的能量被抑制，进而提升了第三感应信号的信噪比。

在步骤S306中，将第三感应信号转换为能够被后续模块识别的数据信号。

根据本发明实施例的用于感应装置的驱动方法，通过利用序列生成器生成的驱动信号与抵消信号抑制了共模噪声等干扰信号，从而在不影响有用数据的前提下提高了感应装置的信噪比和抗干扰能力，同时也实现了对驱动信号序列中各序列码之间的隔离以保证感应装置的准确性。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。

Claims (10)

1.一种感应装置，其特征在于，包括：

序列生成器，用于提供驱动信号和抵消信号；

位于所述感应装置触摸表面下方的多个驱动电极和多个感测电极，所述多个驱动电极与所述多个感测电极形成多个感应电容，所述多个驱动电极接收所述驱动信号；

前端检测模块，与所述多个感测电极相连，用于分别将所述多个感应电容的电容量或电容变化量转化为电信号形式的多个第一感应信号；

运算模块，用于根据所述抵消信号分别对所述多个第一感应信号进行运算处理以得到多个第二感应信号；

累加滤波模块，用于对所述多个第二感应信号进行累加后滤波得到第三感应信号；以及

通信模块，将所述第三感应信号转换为符合指定数据格式的数据信号输出，

其中，所述抵消信号与所述驱动信号同步且随时间分别呈现为一维序列，所述驱动信号序列中的每个序列码与所述抵消信号序列中对应的序列码的乘积为1。

2.根据权利要求1所述的感应装置，其中，所述驱动信号序列包括伪随机码序列或具有类白噪声频谱特性的序列。

3.根据权利要求1所述的感应装置，其中，所述前端检测模块包括多个检测单元，所述多个检测单元的输入端与所述多个感测电极对应相连，每个所述检测单元的输出端提供一个所述第一感应信号。

4.根据权利要求3所述的感应装置，其中，每个所述检测单元包括：

运算放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端接收参考电压，所述第二输入端与对应的感测电极连接；

积分电容，所述积分电容的两端分别与所述运算放大器的第二输入端和所述运算放大器的输出端相连以提供相应的所述第一感应信号；

复位开关，与所述积分电容并联，所述复位开关受控于复位信号。

5.根据权利要求4所述的感应装置，其中，所述运算放大器的第一输入端为正相输入端，所述运算放大器的第二输入端为反相输入端。

6.根据权利要求3所述的感应装置，其中，所述运算模块包括多个运算单元，所述多个运算单元的输入端与所述多个检测单元的输出端对应相连，每个所述运算单元的输出端提供一个所述第二感应信号。

7.根据权利要求4所述的感应装置，其中，每个所述运算单元包括：

采样开关，用于在采样信号的控制下对所述第一感应信号进行采样；

乘法电路，用于将所述采样开关的采样结果与所述抵消信号相乘以得到所述第二感应信号。

8.一种用于感应装置的驱动方法，所述感应装置包括位于所述感应装置的触摸表面下方的多个驱动电极和多个感测电极，所述多个驱动电极与所述多个感测电极形成多个感应电容，其中，所述驱动方法包括：

产生驱动信号和抵消信号，所述抵消信号与所述驱动信号同步且随时间分别呈现为一维序列，所述驱动信号序列中的每个序列码与所述抵消信号序列中对应的序列码的乘积为1；

将所述驱动信号施加在所述多个驱动电极上；

将在所述多个感测电极上检测到的电荷量分别转化为电信号形式的多个第一感应信号；

分别将所述多个第一感应信号与所述抵消信号相乘，以得到多个第二感应信号；

对所述多个第二感应信号进行累加后滤波得到第三感应信号；以及将所述第三感应信号转换为符合指定数据格式的数据信号。

9.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，所述驱动信号具有高电平和低电平两种状态，在所述驱动信号序列中相邻且状态相同的序列码之间加入状态与该两个序列码的状态相反的***码。

10.根据权利要求8所述的驱动方法，其中，所述驱动信号具有高电平、低电平以及复位电平三种状态，在所述驱动信号序列的每个序列码开始前将所述驱动信号恢复到所述复位电平的状态。