CN115904137A - 多扫描触摸感测***和方法 - Google Patents
多扫描触摸感测***和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115904137A CN115904137A CN202211120584.7A CN202211120584A CN115904137A CN 115904137 A CN115904137 A CN 115904137A CN 202211120584 A CN202211120584 A CN 202211120584A CN 115904137 A CN115904137 A CN 115904137A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- touch
- electrodes
- sensing operation
- subset
- touch electrodes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
- G06F3/041662—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using alternate mutual and self-capacitive scanning
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
- G06F3/04182—Filtering of noise external to the device and not generated by digitiser components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
Abstract
本公开涉及多扫描触摸感测***和方法。在一些示例中,触摸屏可执行第一触摸扫描以获得第一触摸数据,并执行第二触摸扫描以获得第二触摸数据。由该第二触摸扫描产生的该触摸数据可以排除相应的噪声(例如,显示到触摸串扰(DTX)噪声)或者可以包括减少量的相应噪声。在一些示例中,电子设备可从该第一触摸数据中减去该第二触摸数据以获得对该第一触摸数据中的噪声的估计。在一些示例中,可以从该第一触摸数据中减去此噪声估计,并且可以基于去除了该噪声估计的该第一触摸数据来执行动作。
Description
技术领域
本申请整体涉及触摸检测,更具体地,涉及从触摸数据中减少或去除显示到触摸屏串扰噪声。
背景技术
当前很多类型的输入设备可用于在计算***中执行操作,诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸传感器面板、触摸屏等等。具体地,触摸屏因其在操作方面的简便性和灵活性以及其不断下降的价格而很受欢迎。触摸屏可包括触摸传感器面板和显示设备诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器或有机发光二极管(OLED)显示器,该触摸传感器面板可以是具有触敏表面的透明面板,该显示设备可部分地或完全地被定位在面板的后面,使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其他对象在由显示设备所显示的用户界面(UI)通常指示的位置处触摸触摸传感器面板来执行各种功能。一般来讲,触摸屏可识别触摸和触摸在触摸传感器面板上的位置,并且计算***然后可根据触摸发生时出现的显示内容来解释触摸,并且然后可基于触摸来执行一个或多个动作。就一些触摸感测***而言,检测触摸不需要显示器上的物理触摸。例如,在一些电容式触摸感测***中,用于检测触摸的边缘电场可能会延伸超过显示器的表面,并且接近表面的对象可能被检测出在表面附近而无需实际接触表面。
电容触摸传感器面板可由透明、半透明或非透明的导电板的矩阵形成,该导电板由材料诸如氧化铟锡(ITO)制成。在一些示例中,导电板可由其他材料形成,包括导电聚合物、金属网格、石墨烯、纳米线(例如,银纳米线)或纳米管(例如,碳纳米管)。如上所述,在一些具体实施中,部分由于其基本透明,因此可将一些电容触摸传感器面板重叠在显示器上,以形成触摸屏。一些触摸屏可通过将触摸感测电路部分地集成到显示器像素层叠结构(即,形成显示器像素的堆叠材料层)中来形成。
在一些示例中,触摸电极可以具有到触摸屏的显示器的阴极的强电容耦合。这种耦合可以导致例如显示到触摸串扰(DTX)。
发明内容
本文描述的实施方案整体涉及触摸检测,更具体地,涉及从触摸数据中减少或去除显示到触摸屏串扰噪声。在一些示例中,触摸屏可包括触摸电路和显示电路,它们可以彼此紧密接近。例如,可以在触摸屏的一个或多个触摸电极和诸如显示阴极的显示电路之间形成大电容。在一些示例中,施加到显示阴极以显示图像的显示信号可建模为阴极与AC接地之间的可变阻抗。此可变阻抗可引起阴极的电时间常数的变化,这可能导致触摸数据中的显示到触摸串扰(DTX)噪声。在一些示例中,以增加或延长的触摸感测周期执行触摸扫描可能是有利的,该触摸感测周期允许耦合到阴极中的电荷在触摸感测期间“稳定”(例如,与阴极的可变电时间常数无关),从而提供去除或减少了DTX噪声的触摸数据。在一些示例中,仅可能对触摸电极的子集获得其中DTX噪声已减少或去除的触摸数据,因此,可以使用技术来对用于以较短感测周期执行的一个或多个触摸扫描的额外(例如,所有)触摸电极估计DTX噪声。
例如,电子设备可执行具有第一触摸感测周期的第一触摸扫描(例如,自举扫描、非自举扫描)和具有第二触摸感测周期的第二触摸扫描(例如,扩展自举扫描)。由第二触摸扫描产生的触摸数据可以排除相应类型的噪声(例如,显示到触摸串扰噪声)或者可以包括减少量的相应类型的噪声。在一些示例中,电子设备可计算其中移除了触摸数据的第一扫描与第二扫描之间的差,并且从所得差扫描估计噪声。例如,如果第二扫描包括来自触摸电极子集的触摸数据,则噪声估计可以是第一扫描期间电极子集的噪声估计。在一些示例中,可以对此噪声估计进行上采样,以生成所有触摸电极的第一扫描的触摸数据中的噪声的估计。然后可以从来自第一扫描的触摸数据中去除噪声估计,并且例如可以基于去除噪声估计的触摸数据来执行操作。
在一些示例中,通过对用于执行扩展自举扫描的触摸电极子集的噪声估计进行上采样,在用于执行扩展自举扫描的触摸电极子集处的估计噪声可用于估计在自举触摸扫描中使用的额外电极处的噪声。然后,在一些示例中,可以从来自自举触摸扫描的触摸数据中去除所估计的噪声。在一些示例中,可使用基于扩展自举扫描的噪声测量而获得的自举扫描的噪声估计来估计非自举扫描中的噪声。可以使用第二上采样方法来估计非自举扫描中的噪声。在一些情况下,上采样方法可以与用于自举扫描的上采样方法相同,但是具有不同的缩放系数。在一些示例中,在校准过程期间获得缩放系数和上采样方法。例如,可以用系数来缩放自举扫描的噪声估计,以获得非自举扫描中的噪声估计。在一些示例中,可以从在非自举扫描中获得的触摸数据中去除所估计的噪声。在一些示例中,可基于去除了噪声的自举触摸数据和去除了噪声的非自举触摸数据中的一者或多者在触摸屏处执行操作。
附图说明
图1A至图1E示出了根据本公开的示例的可使用多扫描触摸感测技术的示例性***。
图2示出了根据本公开的示例的包括可使用多扫描触摸感测技术的触摸屏的示例性计算***。
图3A示出了根据本公开的示例的与触摸节点电极和感测电路的自电容测量对应的示例性触摸传感器电路。
图3B示出了根据本公开的示例的与互电容驱动线和感测线以及感测电路对应的示例性触摸传感器电路。
图4A示出了根据本公开的示例的具有以行和列布置的触摸电极的触摸屏。
图4B示出了根据本公开的示例的具有按像素化触摸节点电极构型布置的触摸节点电极的触摸屏。
图5A示出了根据本公开的一些示例的示例性触摸屏的截面。
图5B示出了根据本公开的一些示例的示例性触摸屏的一部分的顶视图。
图6示出了根据本公开的一些示例的触摸屏的操作模型。
图7示出了根据本公开的一些示例的可被执行以从触摸数据估计并减少或去除噪声的扫描和计算的框图。
图8示出了根据本公开的一些示例的用于检测其中DTX噪声已减少或去除的触摸的示例性方法。
具体实施方式
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年9月22日提交的美国临时申请63/247,028以及2022年2月22日提交的美国专利申请17/652,071的权益,这两个申请的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
在以下对示例的描述中将参考形成以下描述的一部分的附图并且在附图中以举例的方式示出了可被实施的具体示例。应当理解,在不脱离所公开的示例的范围的情况下,可使用其他示例并且可进行结构性变更。
本文描述的实施方案整体涉及触摸检测,更具体地,涉及从触摸数据中减少或去除显示到触摸屏串扰噪声。在一些示例中,触摸屏可包括触摸电路和显示电路,它们可以彼此紧密接近。例如,可以在触摸屏的一个或多个触摸电极和诸如显示阴极的显示电路之间形成大电容。在一些示例中,施加到显示阴极以显示图像的显示信号可建模为阴极与AC接地之间的可变阻抗。此可变阻抗可引起阴极的电时间常数的变化,这可能导致触摸数据中的显示到触摸串扰(DTX)噪声。在一些示例中,以增加或延长的触摸感测周期执行触摸扫描可能是有利的,该触摸感测周期允许耦合到阴极中的电荷在触摸感测期间“稳定”(例如,与阴极的可变电时间常数无关),从而提供去除或减少了DTX噪声的触摸数据。在一些示例中,仅可能对触摸电极的子集获得其中DTX噪声已减少或去除的触摸数据,因此,可以使用技术来对用于以较短感测周期执行的一个或多个触摸扫描的额外(例如,所有)触摸电极估计DTX噪声。
例如,电子设备可执行具有第一触摸感测周期的第一触摸扫描(例如,自举扫描、非自举扫描)和具有第二触摸感测周期的第二触摸扫描(例如,扩展自举扫描)。由第二触摸扫描产生的触摸数据可以排除相应类型的噪声(例如,显示到触摸串扰噪声)或者可以包括减少量的相应类型的噪声。在一些示例中,电子设备可计算其中移除了触摸数据的第一扫描与第二扫描之间的差,并且从所得差扫描估计噪声。例如,如果第二扫描包括来自触摸电极子集的触摸数据,则噪声估计可以是第一扫描期间电极子集的噪声估计。在一些示例中,可以对此噪声估计进行上采样,以生成所有触摸电极的第一扫描的触摸数据中的噪声的估计。然后可以从来自第一扫描的触摸数据中去除噪声估计,并且例如可以基于去除噪声估计的触摸数据来执行操作。
在一些示例中,通过对用于执行扩展自举扫描的触摸电极子集的噪声估计进行上采样,在用于执行扩展自举扫描的触摸电极子集处的估计噪声可用于估计在自举触摸扫描中使用的额外电极处的噪声。然后,在一些示例中,可以从来自自举触摸扫描的触摸数据中去除所估计的噪声。在一些示例中,可使用基于扩展自举扫描的噪声测量而获得的自举扫描的噪声估计来估计非自举扫描中的噪声。可以使用第二上采样方法来估计非自举扫描中的噪声。在一些情况下,上采样方法可以与用于自举扫描的上采样方法相同,但是具有不同的缩放系数。在一些示例中,在校准过程期间获得缩放系数和上采样方法。例如,可以用系数来缩放自举扫描的噪声估计,以获得非自举扫描中的噪声估计。在一些示例中,可以从在非自举扫描中获得的触摸数据中去除所估计的噪声。在一些示例中,可基于去除了噪声的自举触摸数据和去除了噪声的非自举触摸数据中的一者或多者在触摸屏处执行操作。
图1A至图1E示出了根据本公开的示例的可使用多扫描触摸感测技术的示例性***。图1A示出了根据本公开的示例的示例性移动电话136,该示例性移动电话包括可使用多扫描触摸感测技术的触摸屏124。图1B示出了根据本公开的示例的示例性数字媒体播放器140,该示例性数字媒体播放器包括可使用多扫描触摸感测技术的触摸屏126。图1C示出了根据本公开的示例的示例性个人计算机144,该示例性个人计算机包括可使用多扫描触摸感测技术的触摸屏128和触摸传感器面板134(例如,触控板)。图1D示出了根据本公开的示例的示例性平板计算设备148,该示例性平板计算设备包括可使用多扫描触摸感测技术的触摸屏130。图1E示出了根据本公开的示例的示例性可穿戴设备150,该示例性可穿戴设备包括触摸屏132并且可使用带条152附接到用户并且可使用多扫描触摸感测技术。应当理解,触摸屏和多扫描触摸感测技术可在其他设备(包括尚未上市的未来设备)中实现。此外,应当理解,尽管本文的公开内容主要关注触摸屏,但多扫描触摸感测技术的公开内容可针对可能未实现为触摸屏的包括触摸传感器面板(和显示器)的设备来实现。
在一些示例中,触摸屏124、126、128、130和132和触摸传感器面板134可基于自电容。基于自电容的触摸***可包括形成较大导电区域的小的、单独的导电材料板的矩阵或单独的导电材料板的组,该较大导电区域可被称为触摸电极或称为触摸节点电极(如下文参考图4B所述)。例如,触摸屏可包括多个单独的触摸电极,每个触摸电极标识或表示触摸屏上的要感测触摸或接近的唯一位置(例如,触摸节点),并且每个触摸节点电极与触摸屏/面板中的其他触摸节点电极电隔离。此类触摸屏可被称为像素化自电容触摸屏,尽管应当理解,在一些示例中,触摸屏上的触摸节点电极可用于在触摸屏上执行除自电容扫描外的扫描(例如互电容扫描)。在操作期间,可利用交流(AC)波形来激励触摸节点电极,并且可测量触摸节点电极的对地自电容。在对象接近触摸节点电极时,触摸节点电极的对地自电容可变化(例如,增加)。可由触摸感测***检测并测量触摸节点电极的自电容的该变化,以在多个对象触摸或接近触摸屏时确定多个对象的位置。在一些示例中,可由导电材料的行和列形成基于自电容的触摸***的触摸节点电极,并且类似于上文所述,可检测行和列的对地自电容的变化。在一些示例中,触摸屏可以支持多点触摸、单点触摸、投影扫描等触摸功能。
在一些示例中,触摸屏124、126、128、130和132和触摸传感器面板134可基于互电容。基于互电容的触摸***可包括被布置为驱动线和感测线的电极(例如,如下文参考图4A所述),这些线可在不同层上彼此交叉(呈双面构型),或者可在同一层上彼此相邻。该交叉或相邻的位置可形成触摸节点。在操作期间,可利用AC波形来激励驱动线,并且可测量触摸节点的互电容。在对象接近触摸节点时,触摸节点的互电容可变化(例如,减小)。可由触摸感测***检测并测量触摸节点的互电容的该变化,以在多个对象触摸或接近触摸屏时确定多个对象的位置。如本文所述,在一些示例中,基于互电容的触摸***可从小的单个导电材料板的矩阵形成触摸节点。
在一些示例中,触摸屏124、126、128、130和132和触摸传感器面板134可基于互电容和/或自电容。电极可被布置为小的、单独的导电材料板的矩阵(例如,如图4B中的触摸屏402中的触摸节点电极408中那样),或者被布置为驱动线和感测线(例如,如图4A中的触摸屏400中的行触摸电极404和列触摸电极406中那样),或者被布置为另一种图案。电极可被配置用于互电容或自电容感测,或互电容感测和自电容感测的组合。例如,在一种操作模式中,电极可被配置为感测电极之间的互电容,并且在不同操作模式下,电极可被配置为感测电极的自电容。在一些示例中,电极中的一些可被配置为感测彼此之间的互电容,并且电极中的一些可被配置为感测其自电容。
图2示出了根据本公开的示例的包括可使用多扫描触摸感测技术的触摸屏的示例性计算***。计算***200可包括在例如移动电话、平板电脑、触摸板、便携式或台式计算机、便携式媒体播放器、可穿戴设备或包括触摸屏或触摸传感器面板的任何移动或非移动计算设备中。计算***200可包括触摸感测***,该触摸感测***包括一个或多个触摸处理器202、***设备204、触摸控制器206和触摸感测电路(以下更加详细地描述)。***设备204可包括但不限于随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储装置、监视定时器、协处理器等等。触摸控制器206可包括但不限于一个或多个感测通道208、通道扫描逻辑部件210和驱动器逻辑部件214。通道扫描逻辑部件210可访问RAM 212,从感测通道自主地读取数据,并为感测通道提供控制。此外,通道扫描逻辑部件210可控制驱动器逻辑部件214,以在各种频率和/或相位下生成激励信号216,这些激励信号可被选择性地施加到触摸屏220的触摸感测电路的驱动区域,如下文更加详细地描述。在一些示例中,触摸控制器206、触摸处理器202和***设备204可被集成到单个专用集成电路(ASIC)中,并且在一些示例中可与触摸屏220自身集成。
显而易见的是,图2所示的架构仅是计算***200的一个示例性架构,并且***可具有比所示更多或更少的部件或者不同配置的部件。图2中所示的各种部件可在硬件、软件、固件或它们的任何组合(包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路)中实现。
计算***200可包括用于从触摸处理器202接收输出并基于输出来执行动作的主机处理器228。例如,主机处理器228可连接到程序存储装置232和显示控制器/驱动器234(例如,液晶显示器(LCD)驱动器)。应当理解,尽管可以参考LCD显示器描述了本公开的一些示例,但是本公开的范围不限于此,并且可以扩展到其他类型的显示器,诸如发光二极管(LED)显示器,包括有机LED(OLED)、有源矩阵有机LED(AMOLED)和无源矩阵有机LED(PMOLED)显示器。显示驱动器234可在选择(例如栅极)线上向每个像素晶体管提供电压,并可沿数据线向这些相同的晶体管提供数据信号,以控制像素显示图像。
主机处理器228可使用显示驱动器234来在触摸屏220上生成显示图像诸如用户界面(UI)的显示图像,并且可使用触摸处理器202和触摸控制器206来检测触摸屏220上或附近的触摸,诸如输入到所显示的UI的触摸。触摸输入可由存储在程序存储装置232中的计算机程序用于执行动作,该动作可包括但不限于:移动对象诸如光标或指针、滚动或平移、调节控制设置、打开文件或文档、查看菜单、作出选择、执行指令、操作连接到主机设备的***设备、应答电话呼叫、拨打电话呼叫、终止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信相关的信息(诸如地址、频繁拨打的号码、已接来电、未接来电)、登录到计算机或计算机网络上、允许经授权的个体访问计算机或计算机网络的受限区域、加载与用户优选的计算机桌面的布置相关联的用户配置文件、允许访问网页内容、启动特定程序、对消息进行加密或解密、使用与电子设备连通的相机捕获图像、退出电子设备的空闲/睡眠状态等等。主机处理器228还可执行可能与触摸处理不相关的附加功能。
需注意,本文描述的功能中的一个或多个(包括开关的配置)可由固件执行,该部件存储在存储器(例如,图2中的***设备204中的一个)中并由触摸处理器202执行或者存储在程序存储装置232中并由主机处理器228执行。该固件也可以存储和/或输送于任何非暂态计算机可读存储介质内,以供指令执行***、装置或设备诸如基于计算机的***、包括处理器的***或可以从指令执行***、装置或设备获取指令并执行指令的其他***使用或与其结合。在本文档的上下文中,“非暂态计算机可读存储介质”可以是可包含或存储程序以供指令执行***、装置或设备使用或与其结合的任何介质(不包括信号)。在一些示例中,RAM 212或程序存储装置232(或两者)可为非暂态计算机可读存储介质。RAM 212和程序存储装置232之一或两者可具有存储在其中的指令,所述指令在由触摸处理器202或主机处理器228或这两者执行时,可以使包括计算***200的设备执行本公开的一个或多个示例的一个或多个功能和方法。计算机可读存储介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体***、装置或设备,便携式计算机磁盘(磁性)、随机存取存储器(RAM)(磁性)、只读存储器(ROM)(磁性)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)(磁性)、便携式光盘诸如CD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW,或闪存存储器诸如紧凑型闪存卡、安全数字卡、USB存储设备、记忆棒等。
该固件也可传播于任何传输介质内以供指令执行***、装置或设备诸如基于计算机的***、包括处理器的***或可从指令执行***、装置或设备获取指令并执行指令的其他***使用或与其结合。在本文的上下文中,“传输介质”可以是可传送、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备使用或与其结合的任何介质。传输介质可包括但不限于电子、磁性、光学、电磁或红外有线或无线传播介质。
触摸屏220可用于在触摸屏的在本文中称为触摸节点的多个离散的位置处导出触摸信息。触摸屏220可包括触摸感测电路,该触摸感测电路可包括具有多个驱动线222和多个感测线223的电容感测介质。应当指出的是,本文有时使用术语“线”是指简单的导电路径,如本领域的技术人员将容易理解的,并且不限于严格直线的元件,但包括改变方向的路径,并且包括具有不同尺寸、形状、材料等的路径。驱动线222可通过驱动接口224由激励信号216从驱动器逻辑部件214驱动,并且所得的在感测线223中生成的感测信号217可通过感测接口225传输到触摸控制器206中的感测通道208。以这种方式,驱动线和感测线可以是触摸感测电路的一部分,其可以相互作用以形成电容感测节点,该电容感测节点可以被视为触摸像元(触摸像素),并且在本文中被称为触摸节点,诸如触摸节点226和227。当将触摸屏220视为捕捉触摸的“图像”(“触摸图像”)时,这种理解可能特别有用。换句话讲,在触摸控制器206确定在触摸屏中的每个触摸节点处是否已经检测到触摸之后,可将触摸屏中发生触摸的触摸节点的图案视为触摸的“图像”(例如,触摸触摸屏的手指的图案)。如本文所用,“耦接到”或“连接到”另一个电子部件的电子部件包括直接或间接连接,该直接或间接连接为耦接部件之间的通信或操作提供电路径。因此,例如,驱动线222可直接连接到驱动器逻辑部件214或经由驱动接口224间接连接到驱动器逻辑214,并且感测线223可直接连接到感测通道208或经由感测接口225间接连接到感测通道208。在任一种情况下,均可提供用于驱动和/或感测触摸节点的电路径。
图3A示出了根据本公开的示例的与触摸节点电极302和感测电路314(例如,与感测通道208对应)的自电容测量对应的示例性触摸传感器电路。触摸节点电极302可对应于触摸屏400的触摸电极404或406或触摸屏402的触摸节点电极408。触摸节点电极302可具有与其相关联的固有的对地自电容,并且还具有在物体诸如手指305接近或触摸电极时形成的附加的对地自电容。触摸节点电极302的对地总自电容可近似为电容304,并且可远小于体电容309,因此可支配总接地电容。触摸节点电极302可耦接至感测电路314。尽管可采用其他配置,但是感测电路314可包括运算放大器308、反馈电阻器312和反馈电容器310。例如,反馈电阻器312可由开关式电容器电阻器来代替,以使可由可变反馈电阻器所导致的寄生电容效应最小化。触摸节点电极302可耦接至运算放大器308的反相输入(-)。AC电压源306(Vac)可耦接至运算放大器308的同相输入(+)。触摸传感器电路300可被配置为感测由手指或对象触摸或接近触摸传感器面板所引起的触摸节点电极302的总自电容304的变化(例如,增加)。放大器308的输出电压振幅大约为Vac*(1+XFB/(XCS+XCSNS)),其中XFB、XCS和XCSNS分别是反馈网络、电容器307和电容器304在Vac频率下的阻抗。放大器308的输出可由解调器328以激励信号Vac(零差或同步检测)的频率进行解调,然后由滤波器332整合(或平均)。处理器可使用所得的输出320以确定接近事件或触摸事件的存在,或者输出可被输入到离散逻辑网络中以确定接近事件或触摸事件的存在。需注意,在一些示例中,解调器可为I/Q解调器。在一些示例中,解调器可位于数字域中,其中放大器308的输出可在执行数字解调之前首先由ADC数字化。
图3B示出了根据本公开的示例的与互电容驱动线322和感测线326以及感测电路314(例如,与感测通道208对应)对应的示例性触摸传感器电路350。驱动线322可由激励信号306(例如AC电压信号)激励。激励信号306可通过驱动线322和感测线之间的互电容324电容耦合至感测线326。当手指或对象305接近由驱动线322和感测线326的交叉产生的触摸节点时,互电容324可以改变(例如,减小)(例如,由于电容CFD311和CFS 313指示的电容耦合,其可以形成在驱动线322、手指305和感测线326之间)。如本文所述,互电容324的该变化可被检测以指示触摸节点处的触摸事件或接近事件。耦合至感测线326上的感测信号可由感测电路314接收。感测电路314可包括运算放大器308以及反馈电阻器312和反馈电容器310中的至少一者。图3B示出了使用电阻式反馈元件和电容式反馈元件两者的一般情况。感测信号(称为Vin)可被输入到运算放大器308的反相输入中,并且运算放大器的非反相输入可耦合至基准电压Vref。运算放大器308可驱动其输出至电压Vo,以使Vin基本上等于Vref,并且可因此保持Vin恒定或实际上接地。本领域的技术人员将理解,在该上下文中,等于可包括最多至15%的偏差。因此,感测电路314的增益通常可为互电容324与反馈阻抗(其由电阻器312和/或电容器310构成)和互电容324的阻抗的比率的函数。放大器308的输出由解调器328以激励信号Vac(零差或同步检测)的频率进行解调,然后由滤波器332整合(或平均)。需注意,在一些示例中,解调器可为I/Q解调器。在一些示例中,解调器(或I/Q解调器)可位于数字域中,其中放大器308的输出可在执行解调和滤波之前首先由ADC数字化。
重新参照图2,在一些示例中,触摸屏220可为集成触摸屏,其中触摸感测***的触摸感测电路元件可集成到显示器的显示器像素层叠结构中。触摸屏220中的电路元件可包括例如存在于LCD或其他显示器(LED显示屏、OLED显示屏等)中的元件,诸如一个或多个像素晶体管(例如,薄膜晶体管(TFT))、栅极线、数据线、像素电极和公共电极。在给定的显示器像素中,像素电极和公共电极之间的电压可控制显示器像素的亮度。像素电极上的电压可由数据线通过像素晶体管提供,其可由栅极线控制。需要指出的是,电路元件不限于整个电路部件,诸如整个电容器、整个晶体管等,而是可包括电路的部分,例如平行板电容器的两个板中的仅一个板。
图4A示出了根据本公开的示例的具有以行和列布置的触摸电极404和406的触摸屏400。具体地,触摸屏400可包括设置为行的多个触摸电极404以及设置为列的多个触摸电极406。触摸电极404和触摸电极406可位于触摸屏400上的相同或不同的材料层上,并且可彼此相交,如图4A所示。在一些示例中,电极可形成在透明(部分或完全)基板的相对侧上,并且由透明(部分或完全)半导体材料诸如ITO形成,但其他材料也是可能的。在基板的不同侧面上的层上显示的电极在本文中可被称为双面传感器。在一些示例中,触摸屏400可感测触摸电极404和406的自电容,以检测触摸屏400上的触摸和/或接近活动,并且在一些示例中,触摸屏400可感测触摸电极404和406之间的互电容,以检测触摸屏400上的触摸和/或接近活动。尽管触摸电极404和406被示出为矩形,但应当理解,其他电极形状和结构(例如,通过跳线或通孔连接的菱形、正方形、条形或圆形电极)也是可能的。
图4B示出了根据本公开的示例的具有按像素化触摸节点电极构型布置的触摸节点电极408的触摸屏402。具体地,触摸屏402可包括多个单独的触摸节点电极408,每个触摸节点电极标识或表示触摸屏上的要感测触摸或接近(即,触摸事件或接近事件)的唯一位置,并且每个触摸节点电极与触摸屏/面板中的其他触摸节点电极电隔离,如前文所述。触摸节点电极408可位于触摸屏402上的相同或不同的材料层上。在一些示例中,触摸屏402可感测触摸节点电极408的自电容,以检测触摸屏402上的触摸和/或接近活动,并且在一些示例中,触摸屏402可感测触摸节点电极408之间的互电容,以检测触摸屏402上的触摸和/或接近活动。尽管触摸节点电极408被示出为具有矩形形状,但应当理解,其他电极形状(例如,菱形、圆形、条形等)和结构也是可能的。
图5A示出了根据本公开的一些示例的示例性触摸屏500的截面。在一些示例中,触摸屏500可以具有“单元上”结构,其中触摸电极例如紧密接近地(例如,在彼此的5、10、13、15等微米内)覆盖在显示屏上。在一些示例中,触摸屏500可包括光学透明粘合剂502、偏振器504、触摸材料506、介电层508和显示阴极512。
在一些示例中,触摸材料506可以形成触摸屏的一个或多个触摸电极。在一些示例中,触摸电极可以如图4A所示的触摸电极404和406那样设置成行和列。在一些示例中,触摸电极可以设置为如图4B所示的触摸电极408那样的像素化触摸电极。在一些示例中,触摸电极可以由金属网材料形成。在一些示例中,触摸电极可以由(例如,基本上)透明导电材料(例如,ITO、AZO等)形成,使得显示在显示器(例如,包括下文描述的阴极512)上的图像可通过触摸材料506对用户可见。
在一些示例中,触摸屏500还可以包括显示部件,该显示部件包括阴极512。在操作触摸屏以显示图像期间,显示电路可以对触摸屏500的各种像素的显示电路和阴极512施加与要显示的图像相对应的电压。
触摸屏500还可以包括例如介电层508。在一些示例中,介电层508可由(例如,基本上)透明材料形成,使得显示在显示器(例如,包括阴极512)上的图像可通过介电层508对用户可见。在一些示例中,介电层508可包括电绝缘材料以防止触摸材料506与阴极512之间的直接电耦合,但如下文将描述的,在一些示例中,可发生阴极512与触摸材料506之间的电容耦合。在一些示例中,电介质层508可包括抗氧化和其他腐蚀的材料,并且可以防止在设备制造和/或操作期间阴极512和/或触摸材料506的氧化和腐蚀。
在一些示例中,触摸屏500还可以包括光学透明粘合剂502。在一些示例中,光学透明粘合剂502可用于将偏振器504粘附到覆盖材料(例如,覆盖玻璃或另一覆盖材料)。光学透明粘合剂502可以是(例如,基本上)透明的,以便能够通过光学透明粘合剂502查看由显示器(例如,包括阴极512)显示的图像。偏振器504可以包括具有光学特性的材料,以提高由显示器呈现的图像的质量。
图5B示出了根据本公开的一些示例的示例性触摸屏500的一部分的顶视图。在一些示例中,触摸屏500可包括子像素514a-c和触摸材料506。在一些示例中,子像素514a-c可包括阴极512并且可以用于在触摸屏500上显示图像。例如,子像素可包括红色子像素514a、绿色子像素514b和蓝色子像素514c。如图5B所示,触摸材料506可以例如设置在触摸屏500的表面上位于子像素514a-c之间的位置,而不是在重叠子像素514a-c的位置。以这种方式,在一些示例中,使用子像素514a-c显示的图像可以是可见的,而(例如,基本上)没有由触摸材料506导致的视觉伪影。
触摸屏500可用于显示图像并感测靠近触摸屏500的对象,诸如手指、触笔等。在一些示例中,显示操作和触摸感测操作可以在触摸屏500的不同操作阶段期间以时分复用的方式发生。然而,在一些示例中,即使显示操作和触摸操作是时分复用的,由于触摸材料506和显示阴极512在触摸屏500中紧密接近,例如,来自触摸像素感测的电荷可以被注入阴极512中并且可能花费时间来稳定,这可能导致阴极512的电时间常数的变化。该电时间常数的差异将改变由触摸***测量的电荷,引起显示到触摸串扰(DTX)。因此,在一些示例中,可能需要计算触摸数据的每一帧的DTX噪声以去除或减少触摸数据中的DTX。
图6示出了根据本公开的一些示例的触摸屏500的操作模型600。例如,模型600包括触摸金属602和阴极602之间的电容Csig、电压源614和具有反馈电容器Cint 622的放大器626。在一些示例中,触摸金属602的电压Vsig 612可以随时间变化并且可以在放大器622的输出628处被感测到。在一些示例中,施加到触摸金属602的电压Vsig 612可以电容性地耦合到阴极;因此,电压Vcathode 606可以随时间变化。在一些示例中,在触摸阶段开始时阴极606的阻抗Zcathode可以根据由触摸屏显示的图像而变化,这可以影响耦合到阴极604的电压Vcathode 606,进而影响在触摸感测期间感测的触摸金属602的电压612。应当理解,在一些示例中,模型600的阻抗Zcathode实际上不一定是阴极的阻抗,而是用于对阴极604和阴极下面的显示电路之间的相互作用进行建模。
在一些示例中,开关616和618可以用于在第一相位Φ1期间交替地将触摸金属602耦合到电压源614,并且在第二相位Φ2期间交替地将触摸金属602耦合到放大器626(例如,经由具有阻抗Vtrace 620的迹线)。在一些示例中,在Φ1期间,电荷可积聚在触摸金属602上,并且可在Φ2期间使用放大器626和Cint 622进行感测时放电。在一些示例中,由于触摸金属602和阴极604在触摸屏中紧密接近,触摸金属602和阴极604之间的电容耦合Csig可导致触摸金属的电压Vsig 602受到阴极的电压Vcathode 606的影响。
在一些示例中,阴极604的电压Vcathode 606可以在Φ1期间最初增加并且以取决于阴极的阻抗Zcathode 608的速率减小。如上所述,阴极的阻抗Zcathode 608根据由触摸屏显示的图像而变化。因此,在Φ2开始时阴极604的电压Vcathode 606也可以根据例如由触摸屏显示的图像而变化。同样地,在一些示例中,在Φ2开始时,阴极604处的电压Vcathode可以在以取决于阴极的阻抗Zcathode 608的速率增加之前最初减小,因此Φ1开始时的电压Vcathode 606还可以取决于阴极的阻抗Zcathode 608,该阻抗Zcathode可以取决于由触摸屏显示的图像而变化。因此,例如,显示到触摸串扰可以在触摸数据的帧与帧之间变化。在一些示例中,测量显示到触摸串扰以减少或去除触摸数据的每一帧的显示到触摸串扰是有利的。
图7示出了根据本公开的一些示例的可被执行以从触摸数据估计并减少或去除串扰的扫描和计算的框图700。在一些示例中,框图700中示出的技术可以应用于对应于以上参考图5A至图6描述的模型600的触摸屏500。
在一些示例中,不同类型的多个触摸扫描可以由触摸屏在触摸数据的每一帧中执行。例如,触摸屏可以执行自举扫描702a、扩展自举扫描702c和非自举扫描702d。在一些示例中,执行自举扫描可包括将驱动信号施加到触摸屏的触摸电极(例如,全部触摸电极)以及感测触摸电极(例如,触摸电极的子集)处的自电容。例如,除了待感测的触摸电极之外,驱动未被感测的触摸电极可以减小在特定自举扫描期间待感测的触摸电极和未被感测的触摸电极之间的寄生电容。在一些示例中,触摸屏可以对每帧触摸数据执行多次自举扫描,以便在多次扫描的过程中感测触摸数据的每一帧中的触摸电极(例如,全部触摸电极)的自电容。在一些示例中,执行自举扫描702a可包括同时驱动和感测触摸屏的触摸电极(例如,全部触摸电极),以在单次扫描中在触摸屏的触摸电极(例如,全部触摸电极)处获得触摸信号。在一些示例中,自举扫描702a可以使用图6所示的触摸感测周期Φ1和Φ2。尽管可以使用自举扫描702a来感测所有触摸传感器,但是在一些示例中,使用自举扫描702a获得的触摸数据可包括DTX噪声,因为自举扫描702a的感测周期可能太短而不能使注入到显示阴极中的电荷稳定,从而由于注入电荷引起的阴极的电时间常数的变化而将DTX噪声注入到触摸数据中。
在一些示例中,触摸屏还可以执行非自举扫描702d。在一些示例中,可以使用非自举扫描702d来感测触摸屏的触摸电极(例如,全部触摸电极)的自电容。在一些示例中,执行非自举扫描702d可包括将驱动信号施加到要感测的触摸电极,以及将不同于驱动信号的接地信号施加到未被感测的一个或多个触摸电极,以及/或者允许未被感测的一个或多个电极相对于地“浮动”。在一些示例中,可以在触摸感测的每一帧期间执行多次非自举扫描702d,以感测触摸数据的每一帧中触摸屏的触摸电极(例如,全部触摸电极)。在一些示例中,非自举扫描702d的驱动和感测周期与自举扫描702a的驱动和感测周期(例如,参考图6描述的Φ1和Φ2)相同。
在一些示例中,触摸屏可以在触摸屏的触摸感测阶段期间执行扩展自举扫描702c。例如,执行扩展自举扫描702c可包括将驱动信号施加到触摸屏的触摸电极(例如,全部触摸电极)以及感测触摸电极(例如,触摸电极的子集)处的自电容。在一些示例中,扩展自举扫描702c的感测周期可以比自举扫描702a的感测周期(例如,Φ1和Φ2)长(例如,1.2倍、1.5倍、2倍、3倍、4倍等)。在一些示例中,由于对用于触摸感测的时间量和包括触摸屏的电子设备中所包括的感测通道的数量的限制,在触摸数据帧的扩展自举扫描(例如,在一个或多个扫描中)期间,可以仅在触摸电极的子集处感测自电容。例如,可以感测图7中的扩展自举扫描702c的阴影电极,并且驱动但不感测没有阴影的电极。在一些示例中,扩展自举扫描702c的较长感测周期足以允许注入到显示阴极中的电荷稳定,从而减轻由注入电荷引起的阴极的电时间常数的变化导致的不一致性。因此,例如,扩展自举扫描702c的触摸数据可以不包括DTX噪声(或者可以包括比来自自举扫描702a和非自举扫描702d的触摸数据少得多的DTX噪声)。在一些示例中,可以基于在触摸屏的校准过程期间确定的DTX噪声的空间相关性来选择要在扩展自举扫描702c期间感测的电极。例如,与使用触摸电极的不同子集所实现的精度相比,可以选择能够使电子设备(例如,最)准确地估计剩余触摸电极的DTX噪声的电极。
在一些示例中,包括触摸屏的电子设备可以使用在触摸电极的子集处的没有(或具有减少量的)DTX噪声的触摸数据来去除或减少来自自举扫描702a的触摸数据中的DTX噪声。例如,在扩展自举扫描702c期间感测的触摸电极的子集处的来自自举扫描702a的触摸数据中包括的DTX噪声可以通过从扩展自举扫描702c期间感测的触摸电极的自举扫描702a触摸数据中减去扩展自举扫描702c触摸数据来计算,以获得DTX数据704a。在一些示例中,可以对触摸电极的子集的DTX数据704a进行上采样708a,以估计触摸屏的所有触摸电极的DTX数据704a。在一些示例中,上采样708a可以基于在工厂对每个单元执行的校准(例如,在使用触摸屏之前),该校准确定对应于触摸电极的子集(例如,在扩展自举扫描702c期间采样的触摸电极)处的DTX噪声与触摸电极的其余部分处的DTX噪声之间的关系的上采样函数706a。包括触摸屏的电子设备可以从自举扫描702a触摸数据中减去所有触摸电极的估计DTX数据,以获得不包括DTX噪声或包括减小幅度的DTX噪声的自举触摸数据710a。
在一些示例中,自举扫描702a的估计DTX噪声704b可用于估计非自举扫描702d触摸数据中的DTX噪声。在一些示例中,可以在工厂按每单位执行校准(例如,在使用触摸屏之前),以确定来自自举扫描702a的触摸数据中的DTX噪声与非自举扫描702d的触摸数据中的DTX噪声之间的关系(例如,系数706bγ)。然后,例如,包括触摸屏的电子设备可以使用自举扫描702a的估计DTX噪声704b和系数706bγ来估计708b非自举扫描702d的DTX噪声。在一些示例中,可以从非自举扫描702d的触摸数据中减去非自举扫描702d的估计DTX噪声,以获得不包括(或包括减少量的)DTX噪声的非自举扫描触摸数据710b。
在一些示例中,电子设备可以使用没有(或具有减少量的)DTX噪声的自举触摸数据710a和没有(或具有减少量的)DTX噪声的非自举触摸数据710b来确定接近触摸屏的对象的位置、形状、大小、强度等。例如,电子设备可以根据对邻近对象的检测来执行操作(例如,进行选择、改变设置、发起与另一电子设备的通信等)。在一些示例中,电子设备可以对在触摸屏处获得的触摸数据的每一帧执行参考图7描述的操作。
图8示出了根据本公开的一些示例的用于检测其中DTX噪声已减少或去除的触摸的示例性方法800。在一些示例中,方法800可以由包括触摸屏或与触摸屏通信的电子设备来执行。在一些示例中,方法800可被存储在非暂态计算机可读存储介质上,该非暂态计算机可读存储介质在由电子设备执行时可使该电子设备执行方法800。方法800可以结合例如以上参考图1A至图7中的一者或多者描述的一个或多个示例来执行。下面描述方法800的步骤的顺序不应该被理解为限制执行步骤的顺序。例如,在不脱离本公开的范围的情况下,可以以与下面描述的顺序不同的顺序执行步骤,和/或可以重复、改变和/或跳过一个或多个步骤。此外,应当理解,诸如“第一”和“第二”的标记只是将元素彼此区分开来,而不应理解为指示在本公开范围内执行特定步骤的顺序。例如,在不脱离本公开的范围的情况下,“第二”操作可以在“第一”操作之前执行。
在一些示例中,方法800可包括执行802第一触摸扫描以获得第一触摸信号。例如,电子设备可以执行如上参考图7所述的自举扫描702a。在一些示例中,可以在第一触摸扫描期间感测第一数量的触摸电极(例如,全部触摸电极)。例如,可以在第一次触摸扫描期间感测触摸电极的自电容。在一些示例中,第一触摸数据可以是上面参考图7描述的非自举触摸数据702d。
在一些示例中,方法800可包括执行804第二触摸扫描以获得第二触摸信号。例如,电子设备可以执行扩展自举扫描702c,其包括如上参考图7所述的感测触摸电极的子集。在一些示例中,执行第二触摸扫描可包括感测触摸电极的子集的自电容。在一些示例中,第二触摸扫描可包括比第一触摸扫描长的感测周期。在一些示例中,可以在第二触摸扫描之前执行第一触摸扫描。在一些示例中,可以在第一触摸扫描之前执行第二触摸扫描。
在一些示例中,方法800可包括从第二触摸信号生成806第一噪声估计。例如,第二触摸信号可以不包括DTX噪声,或者可以包括比包括在第一触摸信号中的DTX噪声少的DTX噪声。在一些示例中,电子设备可以从在第二触摸扫描期间感测的电极的第一触摸信号中减去第二触摸信号。这些触摸信号之间的差可以是例如在第二触摸扫描期间感测的触摸电极处的DTX噪声的估计。
在一些示例中,方法800还可以包括从第一噪声估计生成808第二噪声估计。在一些示例中,第二噪声估计可以是包括在第一触摸信号中的DTX噪声的估计,诸如上面参考图7描述的自举DTX噪声估计704b。例如,可以通过将校准数据应用于第一噪声估计来生成第二噪声估计。在一些示例中,第二噪声估计可以是非包括在非自举触摸数据702d中的DTX噪声的估计。例如,电子设备可以生成自举触摸数据702a中的DTX噪声的估计,并且使用该估计来估计非自举触摸数据702d中的DTX噪声,例如通过将校准系数706b应用于自举触摸数据702a中的估计DTX噪声704b。
在一些示例中,方法800还可以包括从第一触摸数据中减去810第一噪声估计以获得第三触摸数据。例如,第三触摸数据可以是上面参考图7描述的其中DTX噪声已减少或去除的自举触摸数据710a。作为另一示例,第三触摸数据可以是其中DTX噪声已去除的非自举触摸数据710b。
在一些示例中,方法800还可以包括基于第三触摸数据执行812动作。例如,电子设备可以基于其中DTX噪声已减少或去除的自举触摸数据710a和/或其中DTX噪声已减少或去除的非自举触摸数据710b来执行动作。
本公开的一些示例涉及一种触摸屏,其中该触摸屏包括多个触摸电极以及被配置为执行方法的一个或多个处理器,该方法包括:在第一持续时间内执行第一触摸感测操作;以及在不同于该第一持续时间的第二持续时间内执行第二触摸感测操作;基于该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作在该多个触摸电极的子集处生成噪声估计;基于该多个触摸电极的该子集处的噪声估计来生成该多个触摸电极处的噪声估计;基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计和该第一触摸感测操作来识别触摸图案;以及基于所识别的触摸图案在该电子设备处执行动作。附加地或另选地,在一些示例中,该多个触摸电极设置在该触摸屏的唯一x、y位置处。附加地或另选地,在一些示例中,基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计来生成该多个触摸电极处的该噪声估计包括对该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计进行上采样。附加地或另选地,在一些示例中,该方法还包括在执行第一触摸感测操作和第二触摸感测操作之前:校准噪声的空间相关性,其中对该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计进行该上采样基于该空间相关性。附加地或另选地,在一些示例中,该方法还包括:在执行该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作之前:基于该噪声的该空间相关性来选择该多个触摸电子设备的子集。附加地或另选地,在一些示例中,该第二持续时间比该第一持续时间长。附加地或另选地,在一些示例中,在该多个触摸电极处执行该第一触摸感测操作,并且在该多个触摸电极的子集处执行该第二触摸感测操作。附加地或另选地,在一些示例中,执行该第一触摸感测操作包括:在第一时间段内向该多个触摸电极施加第一触摸电压;并且在第二时间段内整合该多个触摸电极的第一电荷,该第一电荷对应于第一触摸信号;并且执行该第二触摸感测操作包括:在不同于该第一时间段的第三时间段内向该触摸电极子集施加第二触摸电压;以及在不同于该第二时间段的第四时间段内整合该触摸电极的子集中的多个触摸电极的第二电荷,该第二电荷对应于第二触摸信号。附加地或另选地,在一些示例中,在该多个触摸电极的该子集处生成该噪声估计包括从经由该第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去经由该第二触摸感测操作获得的第二触摸信号。附加地或另选地,在一些示例中,基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计和该第一触摸感测操作来识别该触摸图案包括从经由该第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去该多个触摸电极处的该噪声估计。
本公开的一些示例涉及一种在包括触摸屏的电子设备处执行的方法,其中该触摸屏包括多个触摸电极,该方法包括:在第一持续时间内执行第一触摸感测操作;以及在不同于该第一持续时间的第二持续时间内执行第二触摸感测操作;基于该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作在该多个触摸电极的子集处生成噪声估计;基于该多个触摸电极的该子集处的噪声估计来生成该多个触摸电极处的噪声估计;基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计和该第一触摸感测操作来识别触摸图案;以及基于所识别的触摸图案在该电子设备处执行动作。附加地或另选地,在一些示例中,该多个触摸电极设置在该触摸屏的唯一x、y位置处。附加地或另选地,在一些示例中,基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计来生成该多个触摸电极处的该噪声估计包括对该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计进行上采样。附加地或另选地,在一些示例中,该方法包括在执行第一触摸感测操作和第二触摸感测操作之前:校准噪声的空间相关性,其中对该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计进行该上采样基于该空间相关性。附加地或另选地,在一些示例中,该方法包括:在执行该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作之前:基于该噪声的该空间相关性来选择该多个触摸电子设备的子集。附加地或另选地,在一些示例中,该第二持续时间比该第一持续时间长。附加地或另选地,在一些示例中,在该多个触摸电极处执行该第一触摸感测操作,并且在该多个触摸电极的子集处执行该第二触摸感测操作。附加地或另选地,在一些示例中,
执行该第一触摸感测操作包括:在第一时间段内向该多个触摸电极施加第一触摸电压;并且在第二时间段内整合该多个触摸电极的第一电荷,该第一电荷对应于第一触摸信号;并且执行该第二触摸感测操作包括:在不同于该第一时间段的第三时间段内向该触摸电极子集施加第二触摸电压;以及在不同于该第二时间段的第四时间段内整合该触摸电极的子集中的多个触摸电极的第二电荷,该第二电荷对应于第二触摸信号。附加地或另选地,在一些示例中,在该多个触摸电极的该子集处生成该噪声估计包括从经由该第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去经由该第二触摸感测操作获得的第二触摸信号。附加地或另选地,在一些示例中,其中基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计和该第一触摸感测操作来识别该触摸图案包括从经由该第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去该多个触摸电极处的该噪声估计。
本公开的一些示例涉及一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质,这些指令当在包括触摸屏的电子设备处执行时,其中该触摸屏包括多个触摸电极,使该电子设备执行包括以下步骤的方法:在第一持续时间内执行第一触摸感测操作;以及在不同于该第一持续时间的第二持续时间内执行第二触摸感测操作;基于该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作在该多个触摸电极的子集处生成噪声估计;基于该多个触摸电极的该子集处的噪声估计来生成该多个触摸电极处的噪声估计;基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计和该第一触摸感测操作来识别触摸图案;以及基于所识别的触摸图案在该电子设备处执行动作。附加地或另选地,在一些示例中,该多个触摸电极设置在该触摸屏的唯一x、y位置处。附加地或另选地,在一些示例中,基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计来生成该多个触摸电极处的该噪声估计包括对该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计进行上采样。附加地或另选地,在一些示例中,该方法还包括:在执行该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作之前:校准噪声的空间相关性,其中对该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计进行该上采样基于该空间相关性。附加地或另选地,在一些示例中,该方法还包括:在执行该第一触摸感测操作和该第二触摸感测操作之前:基于该噪声的该空间相关性来选择该多个触摸电子设备的子集。附加地或另选地,在一些示例中,该第二持续时间比该第一持续时间长。附加地或另选地,在一些示例中,在该多个触摸电极处执行该第一触摸感测操作,并且在该多个触摸电极的子集处执行该第二触摸感测操作。附加地或另选地,在一些示例中,执行该第一触摸感测操作包括:在第一时间段内向该多个触摸电极施加第一触摸电压;并且在第二时间段内整合该多个触摸电极的第一电荷,该第一电荷对应于第一触摸信号;并且执行该第二触摸感测操作包括:在不同于该第一时间段的第三时间段内向该触摸电极子集施加第二触摸电压;以及在不同于该第二时间段的第四时间段内整合该触摸电极的子集中的多个触摸电极的第二电荷,该第二电荷对应于第二触摸信号。附加地或另选地,在一些示例中,在该多个触摸电极的该子集处生成该噪声估计包括从经由该第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去经由该第二触摸感测操作获得的第二触摸信号。附加地或另选地,在一些示例中,基于该多个触摸电极的该子集处的该噪声估计和该第一触摸感测操作来识别该触摸图案包括从经由该第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去该多个触摸电极处的该噪声估计。
虽然参照附图对公开的示例进行了全面的描述,但应注意,各种改变和修改对于本领域内的技术人员而言将变得显而易见。应当理解,此类改变和修改被认为包括在由所附权利要求所限定的所公开的示例的范围内。
Claims (20)
1.一种电子设备,包括:
触摸屏,其中所述触摸屏包括多个触摸电极,以及
一个或多个处理器,所述一个或多个处理器被配置成执行方法,所述方法包括:
在第一持续时间内执行第一触摸感测操作;以及
在不同于所述第一持续时间的第二持续时间内执行第二触摸感测操作;
基于所述第一触摸感测操作和所述第二触摸感测操作在所述多个触摸电极的子集处生成噪声估计;
基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计来生成所述多个触摸电极处的噪声估计;
基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计和所述第一触摸感测操作来识别触摸图案;以及
基于所识别的触摸图案在所述电子设备处执行动作。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其中所述多个触摸电极设置在所述触摸屏的唯一x、y位置处。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其中基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计来生成所述多个触摸电极处的噪声估计包括对所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计进行上采样。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其中所述方法还包括:
在执行所述第一触摸感测操作和所述第二触摸感测操作之前:
校准噪声的空间相关性,其中在所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计的所述上采样基于所述空间相关性。
5.根据权利要求4所述的电子设备,其中所述方法还包括:
在执行所述第一触摸感测操作和所述第二触摸感测操作之前:
基于所述噪声的所述空间相关性来选择所述多个触摸电极的所述子集。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其中所述第二持续时间比所述第一持续时间长。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
在所述多个触摸电极处执行所述第一触摸感测操作,并且
在所述多个触摸电极的所述子集处执行所述第二触摸感测操作。
8.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
执行所述第一触摸感测操作包括:
在第一时间段内向所述多个触摸电极施加第一触摸电压;以及
在第二时间段内整合所述多个触摸电极的第一电荷,所述第一电荷对应于第一触摸信号;并且
执行所述第二触摸感测操作包括:
在不同于所述第一时间段的第三时间段内向触摸电极的所述子集施加第二触摸电压;以及
在不同于所述第二时间段的第四时间段内整合触摸电极的所述子集中的多个触摸电极的第二电荷,所述第二电荷对应于第二触摸信号。
9.根据权利要求1所述的电子设备,其中在所述多个触摸电极的所述子集处生成噪声估计包括从经由所述第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去经由所述第二触摸感测操作获得的第二触摸信号。
10.根据权利要求1所述的电子设备,其中基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计和所述第一触摸感测操作来识别所述触摸图案包括从经由所述第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去所述多个触摸电极处的噪声估计。
11.一种在包括触摸屏的电子设备处执行的方法,其中所述触摸屏包括多个触摸电极,所述方法包括:
在第一持续时间内执行第一触摸感测操作;以及
在不同于所述第一持续时间的第二持续时间内执行第二触摸感测操作;
基于所述第一触摸感测操作和所述第二触摸感测操作在所述多个触摸电极的子集处生成噪声估计;
基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计来生成所述多个触摸电极处的噪声估计;
基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计和所述第一触摸感测操作来识别触摸图案;以及
基于所识别的触摸图案在所述电子设备处执行动作。
12.根据权利要求11所述的方法,其中:
执行所述第一触摸感测操作包括:
在第一时间段内向所述多个触摸电极施加第一触摸电压;以及
在第二时间段内整合所述多个触摸电极的第一电荷,所述第一电荷对应于第一触摸信号;并且
执行所述第二触摸感测操作包括:
在不同于所述第一时间段的第三时间段内向触摸电极的所述子集施加第二触摸电压;以及
在不同于所述第二时间段的第四时间段内整合触摸电极的所述子集中的多个触摸电极的第二电荷,所述第二电荷对应于第二触摸信号。
13.一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质,所述指令当在包括触摸屏的电子设备处执行时,其中所述触摸屏包括多个触摸电极,使所述电子设备执行包括以下操作的方法:
在第一持续时间内执行第一触摸感测操作;以及
在不同于所述第一持续时间的第二持续时间内执行第二触摸感测操作;
基于所述第一触摸感测操作和所述第二触摸感测操作在所述多个触摸电极的子集处生成噪声估计;
基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计来生成所述多个触摸电极处的噪声估计;
基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计和所述第一触摸感测操作来识别触摸图案;以及
基于所识别的触摸图案在所述电子设备处执行动作。
14.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中所述多个触摸电极设置在所述触摸屏的唯一x、y位置处。
15.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计来生成所述多个触摸电极处的噪声估计包括对所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计进行上采样。
16.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中所述第二持续时间比所述第一持续时间长。
17.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中:
在所述多个触摸电极处执行所述第一触摸感测操作,并且
在所述多个触摸电极的所述子集处执行所述第二触摸感测操作。
18.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中:
执行所述第一触摸感测操作包括:
在第一时间段内向所述多个触摸电极施加第一触摸电压;以及
在第二时间段内整合所述多个触摸电极的第一电荷,所述第一电荷对应于第一触摸信号;并且
执行所述第二触摸感测操作包括:
在不同于所述第一时间段的第三时间段内向触摸电极的所述子集施加第二触摸电压;以及
在不同于所述第二时间段的第四时间段内整合触摸电极的所述子集中的多个触摸电极的第二电荷,所述第二电荷对应于第二触摸信号。
19.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中在所述多个触摸电极的所述子集处生成噪声估计包括从经由所述第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去经由所述第二触摸感测操作获得的第二触摸信号。
20.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质,其中基于所述多个触摸电极的所述子集处的噪声估计和所述第一触摸感测操作来识别所述触摸图案包括从经由所述第一触摸感测操作获得的第一触摸信号中减去所述多个触摸电极处的噪声估计。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163247028P | 2021-09-22 | 2021-09-22 | |
US63/247,028 | 2021-09-22 | ||
US17/652,071 | 2022-02-22 | ||
US17/652,071 US11604540B1 (en) | 2021-09-22 | 2022-02-22 | Multi-scan touch sensing system and method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115904137A true CN115904137A (zh) | 2023-04-04 |
Family
ID=85480825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211120584.7A Pending CN115904137A (zh) | 2021-09-22 | 2022-09-15 | 多扫描触摸感测***和方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11604540B1 (zh) |
KR (1) | KR20230042634A (zh) |
CN (1) | CN115904137A (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11604540B1 (en) * | 2021-09-22 | 2023-03-14 | Apple Inc. | Multi-scan touch sensing system and method |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009027629A1 (en) | 2007-08-26 | 2009-03-05 | Qrg Limited | Capacitive sensor with reduced noise |
KR101548819B1 (ko) | 2013-11-29 | 2015-08-31 | 삼성전기주식회사 | 터치스크린 장치 및 그의 터치 감지 방법 |
US10372271B2 (en) | 2014-07-18 | 2019-08-06 | Apple Inc. | Adjustment of touch sensing stimulation voltage levels based on touch performance |
US9864466B2 (en) | 2015-12-31 | 2018-01-09 | Synaptics Incorporated | Mitigating common mode display noise using hybrid estimation approach |
US9817535B2 (en) | 2016-03-07 | 2017-11-14 | Synaptics Incorporated | Mitigating spatially correlated noise in data from capacitive sensors |
US10128836B1 (en) * | 2017-08-08 | 2018-11-13 | Ford Global Technologies, Llc | Proximity sensor assembly and method of detecting failure thereof |
KR102413219B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2022-06-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 터치 감지 장치, 터치 패널, 및 이를 포함하는 표시 장치 |
US10845930B2 (en) | 2018-09-28 | 2020-11-24 | Apple Inc. | Common mode noise mitigation for integrated touch screens |
US11604540B1 (en) * | 2021-09-22 | 2023-03-14 | Apple Inc. | Multi-scan touch sensing system and method |
-
2022
- 2022-02-22 US US17/652,071 patent/US11604540B1/en active Active
- 2022-09-02 KR KR1020220111192A patent/KR20230042634A/ko not_active Application Discontinuation
- 2022-09-15 CN CN202211120584.7A patent/CN115904137A/zh active Pending
-
2023
- 2023-03-06 US US18/179,215 patent/US20230205365A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230205365A1 (en) | 2023-06-29 |
US11604540B1 (en) | 2023-03-14 |
US20230086110A1 (en) | 2023-03-23 |
KR20230042634A (ko) | 2023-03-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200333902A1 (en) | Ungrounded user signal compensation for pixelated self-capacitance touch sensor panel | |
US11561647B2 (en) | Pixelated self-capacitance water rejection | |
EP2960755B1 (en) | Reducing floating ground effects in pixelated self-capacitance touch screens | |
TWI587201B (zh) | 電容觸控感測器面板、用於屏蔽電容觸控感測器面板之方法及用於偵測觸控的計算裝置 | |
US8570301B2 (en) | Negative pixel compensation | |
US8507811B2 (en) | Touch sensor panels with reduced static capacitance | |
AU2018204094B2 (en) | Merged floating pixels in a touch screen | |
US10936135B2 (en) | Single layer touch sensor panel architecture | |
US11320934B1 (en) | System and method for biphase touch sensor panel | |
US20200042120A1 (en) | Rectangular touch node design for metal mesh on-cell technology | |
US11941211B2 (en) | Balanced mutual capacitance systems and methods | |
US20230205365A1 (en) | Multi-scan touch sensing system and method | |
US10678367B1 (en) | Compressive touch sensing | |
US20230325043A1 (en) | Touch sensor panel with staggered touch electrodes | |
US11620021B1 (en) | Methods and apparatus for cross-coupling correction on a touch sensor panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |