专利名称：用于触摸面板传感器中的背景噪声测量和频率选择的系统和方法
技术领域：
本申请案涉及触摸面板传感器系统，特定来说涉及触摸面板传感器系统中的背景噪声测量和频率选择。
背景技术：
触摸面板是允许电子装置的操作者使用例如手指、铁笔等器具提供到装置的输入的人机接ロ(HMI)。举例来说，所述操作者可使用他或她的手指来操纵电子显示器(例如附接到连接到网络的移动计算装置、个人计算机(PC)或终端的显示器)上的图像。在一些情况下，操作者可同时使用两个或两个以上手指来提供独特命令，所述命令例如放大命令，其通过将两个手指移动为远离彼此而执行；缩小命令，其通过将两个手指朝向彼此移动而执行，等等。
发明内容
本发明描述用于測量(例如，检测和/或測量)触摸面板传感器系统中的背景噪声的技木。在ー个或ー个以上实施方案中，触摸面板传感器系统包含经配置以检测与触摸面板上的触摸相关联的电容的改变的传感器。所述系统还包含驱动�？椋渚渲靡栽诘谝唤锥纹诩洳哂械谝徊ㄐ翁匦缘那藕牛以诘诙锥纹诩洳哂械诙ㄐ翁匦缘牡诙藕�。所述第一和第二驱动信号经配置以驱动传感器。所述系统进ー步包含测量�？椋漶詈系酱衅髑揖渲靡圆饬吭诘诙锥纹诩渚哂械谝徊ㄐ翁匦缘脑肷�
參看附图描述具体实施方式
。描述内容和图式中在不同情况下使用相同參考数字可指示类似或相同例项。图IA是说明根据本发明的实例实施方案的触摸面板传感器系统的框图。图IB是说明图IA所示的触摸面板传感器系统的电路图。
图2是说明根据本发明的实例实施方案的測量触摸面板传感器系统内的背景噪声的实例方法的流程图。图3是说明根据本发明的实例实施方案的调整触摸面板传感器系统的频率以减少所测得的背景噪声的实例方法的流程图。
具体实施方式
鍵电容性触摸感测系统中的噪声或不想要的信号通常会干扰系统的操作。虽然电容性触摸感测系统经设计以仅测量关于用户的触摸的信号，但从冷阴极荧光灯(CCFL)、AC/DC充电器、液晶显示器等产生的噪声信号会使触摸信号失真，因此触摸信号不能由传感器适当地測量到。
因此，本发明描述经配置以测量(例如，检测和/或測量)背景噪声的触摸面板传感器系统。所述触摸面板传感器系统包含经配置以检测与触摸面板上的触摸相关联的电容的改变的传感器。所述系统还包含驱动�？椋渚渲靡栽诘谝唤锥�(例如，传感器检测阶段)期间产生具有第一波形特性(例如，周期性波形)的驱动信号，且在第二阶段(例如，噪声测量检测阶段)期间产生具有第二波形特性的第二驱动信号(例如，恒定电压信号)。所述第一和第二驱动信号驱动传感器。所述系统还包含測量�？椋漶詈系酱衅髑揖渲靡圆饬吭诘诙锥纹诩渚哂械谝徊ㄐ翁匦�(例如，周期性波形)的噪声。当传感器驱动器产生具有第二波形特性的第二信号(例如，恒定电压信号)时，測量�？樵谘《ㄆ德氏虏饬坑氪衅飨喙亓�(例如，由传感器产生的、在传感器处的噪声等)的噪声(例如，模拟噪声)。当在选定频率下测得的噪声超过阈值时，触摸面板传感器系统可经配置以切换到一个或ー个以上不同频率以便确定具有最少所测得的模拟噪声的频率。因此，触摸面板传感器系统可在操作频率下检测背景噪声的电平且接着调整所述操作频率以减轻(例如，最小化)所检测到的背景噪声的干扰。实例实施方案图IA说明根据本发明的实例实施方案的触摸面板传感器系统100的框图。触摸面板传感器系统100包含触摸面板传感器102、驱动�？�(例如，传感器驱动器104)、偏移抵消�？�106、測量�？�108、模/数转换器(ADC) 110，以及偏移抵消驱动�？�(例如，偏移抵消驱动器112)。一起来看，触摸面板传感器102、传感器驱动器104、偏移抵消�？�106、偏移抵消驱动器、測量�？�108和ADC 110包括电容到电压转换器电路。在实施方案中，触摸面板传感器系统100可根据系统100的要求(例如，空间约束、功能性要求等)包含较大数目或较小数目的以上组件。触摸面板传感器系统100还可包含例如多路复用器、控制器等额外组件。举例来说，ー个或ー个以上多路复用器可耦合到触摸面板传感器102的多个传感器，且选择性地将感测到的电容信号从选定传感器输出到測量�？�108。在另ー实施方案中，偏移抵消�？�106和偏移抵消驱动器112可从系统100省略。此外,在一些实施方案中，传感器驱动器104、測量�？�108、ADC 110、偏移抵消驱动器112以及偏移抵消�？�106可制造到単一集成电路芯片(IC)装置上(例如，每ー组件制造在単一裸片上)。在其它实施方案中，上文描述的组件中的一者或一者以上可在IC外部(例如，制造于另ー IC装置上)。
传感器驱动器104(例如，驱动器�？�)耦合(例如，电连接)到触摸面板传感器102。传感器驱动器104经配置以在传感器阶段期间产生具有周期性波形特性的驱动信号(例如，周期性驱动信号)，且在噪声检测阶段期间产生恒定电压信号(例如，DC电压信号)。传感器驱动器104产生的每ー类型的信号经配置以驱动经耦合的传感器(例如，触摸面板传感器102)。在一实施方案中，传感器驱动器104包括数/模转换器(DAC)。在另一实施方案中，传感器驱动器104可为能够产生恒定电压和模拟驱动信号两者的其它适宜的装置。触摸面板传感器102耦合到传感器驱动器104的输出和測量模块108的输入。因此，当传感器驱动器104在传感器阶段输出周期性驱动信号时，来自归因于触摸面板表面(其并入有触摸面板传感器102)的触摸的电容变化的电荷在节点(NI)处从触摸面板传感器102传递到測量�？�108的输入。当传感器驱动器104输出恒定电压信号(其未由系统100的模拟部分检测到)时，由于背景噪声干扰经耦合传感器(例如，触摸面板传感器102)而产生的模拟信号/电荷在节点(NI)处转移到測 量�？�108的输入。因此，用于检测触摸事件(例如，触摸)的相同电路还可经配置以检测与触摸面板传感器102相关联的背景噪声。在一些实施例中，触摸面板传感器102为其中具有ー个或ー个以上电容性传感器的电容性触摸面板。偏移抵消驱动器112(例如，偏移抵消驱动模块)耦合到偏移抵消模块106。偏移抵消驱动器112经配置以在传感器阶段期间产生具有周期性波形特性的偏移抵消驱动信号(例如，周期性偏移抵消信号)，且经配置以在噪声检测阶段期间产生恒定电压偏移抵消驱动信号。偏移抵消信号经配置以驱动经耦合的偏移抵消�？�106。在ー个或ー个以上实施方案中，偏移抵消驱动器112为DAC。在其它实施方案中，偏移抵消驱动器112可为能够产生恒定电压和模拟驱动信号两者的其它适宜的装置。在一些实施方案中，传感器驱动器104的ー个或ー个以上组件可由偏移抵消驱动器112共享。偏移抵消模块106 I禹合到偏移抵消驱动器112的输出和測量�？�108的输入。偏移抵消驱动器112经配置以在传感器阶段期间产生周期性偏移抵消信号。因此，来自偏移抵消�？�106的电荷在节点(NI)处转移到測量�？�108的输入。然而，当偏移抵消驱动器112产生恒定电压信号(例如，在噪声检测阶段期间)(其未由系统100的模拟前端部分(例如，測量�？�108等)检测到)时，由于背景噪声干扰经耦合偏移抵消�？�106而产生的模拟信号/电荷在节点(NI)处转移到测量模块108的输入。因此，用于检测触摸事件的相同电路可检测偏移抵消�？�106的的背景噪声。因此，在传感器阶段期间，从触摸面板传感器102 (例如，归因于触摸面板上的触摸事件)输出的电荷和从偏移抵消�？�106输出的电荷在节点(NI)处至少部分组合，随后由測量�？�108測量。另外，在噪声检测阶段期间，由触摸面板传感器102的背景噪声引起的电荷和由偏移抵消�？�106的背景噪声引起的电荷也在节点(NI)处组合，随后由測量�？�108測量。在一实施方案中，偏移抵消�？�106可为数控可调整/可变电容器、电容性DAC等。在另ー实施方案中，偏移抵消�？�106可为能够输出各种电容、电压、其组合等等的其它适宜的装置。测量�？�108的输出耦合到ADC 110的输入。因此，输入节点(NI)处测得的电容电荷可作为模拟电压发射到ADC 110(例如，測量�？�108将模拟电压值(V。)提供给ADC110)。在ー个或ー个以上实施方案中，測量�？�108包含频率/相位选择�？�124(见图1B)，使得測量�？�108的输出模拟电压(V。)至少大体对应于由測量�？�108在频率/相位选择�？�124的所要频率内接收的信号。測量�？�108的信号的信号频率可经调整使得所述所要频率至少大体匹配于或包含使传感器信号能够被测量�？�108測量到同时至少部分排除不想要的信号(例如，具有不同于传感器信号的频率的频率特性的噪声)的传感器信号的频率。此匹配还允许測量�？�108至少大体測量在噪声检测阶段期间所要频率内的背景噪声(例如，信号)，且排除(例如，不測量)在其它频率中发生的背景噪声。在ー些实施方案中，频率/相位选择模块124经配置以将测量�？�108的(例如，由其产生的)信号的相位调整为至少近似匹配于测量�？�108的输入处的传感器信号的相位，使得测量�？�108測量在所述至少近似匹配的相位内发生的背景噪声和/或传感器信号。ADC 110的电压输出(Vwt)可从系统100输出到由触摸面板传感器系统100控制的装置/电路。在一实施方案中，控制模块109(例如，控制逻辑电路)耦合到触摸面板传感器102、传感器驱动器104、偏移抵消驱动器112、ADC 110、測量�？�108，以及偏移抵消�？�106，以便控制系统100的操作。举例来说，如本文描述，控制�？�109经配置以控制偏移抵消驱动器112、偏移抵消�？�106等的各个方面。在 另ー实施方案中，系统100可配置为开环系统。在一些实施例中，系统100可在所有传感器已在传感器阶段期间被测量至少ー次(例如，已测量ー个触摸屏面板图像)之后自动临时转变到噪声检测阶段(随后返回到传感器阶段)。在另ー实施例中，系统100可按需较频繁或较不频繁(如系统100所要求)地转变。图IB说明图IA所示的触摸面板传感器系统100的特定实施方案。如图IB所示，传感器驱动器104包含耦合到缓冲器116的传感器DAC 114。缓冲器116缓冲由传感器DAC114产生的传感器波形且将恒定电压信号或周期性传感器信号输出到触摸面板传感器102的传感器118以驱动传感器118。在一些实施例中，在噪声检测阶段期间，传感器DAC 114产生数字參考电压(U。在传感器阶段期间。传感器DAC 114产生具有由以下等式表示的波形特性的模拟信号Al ^sin(COt),等式 I其中Al表示信号的振幅，ω表示信号的角频率，且t表示时间。然而，在其它实施方案中，传感器DAC 114可经配置以输出具有其它波形特性的其它信号，例如具有正方形波形特性的信号等等。触摸面板传感器102包括传感器118，其可建模为串联耦合到互电容器(Cm)的电阻器(R)。虽然仅展示单ー电阻器和电容器，但应理解，根据系统100的要求，传感器118可建模为包含额外电阻器、电容器、其它适宜的电容性感测电路、其组合等等。传感器118的输出在节点(NI)处耦合到偏移抵消�？�106的输出和測量�？�108的输入。如图所示，节点(NI) 113还耦合到运算放大器(Amp) 125的反相端子123和測量�？�108的积分电容器(Cint) 127。虽然仅展示単一传感器108，但触摸面板传感器102可根据系统100的要求包含多个传感器118。如上所述，測量�？�108包含频率/相位选择�？�124 (例如，混频器)。在ー些实施方案中，測量模块还可包含积分器126。如图IB所示，放大器(Amp) 125的非反相端子131耦合到电压(U，且放大器(Amp) 125的输出129耦合到频率/相位选择�？�124。频率/相位选择�？�124耦合到积分器126。放大器(Amp) 125产生的信号可由频率/相位选择�？�124和积分器126修改。因此，经修改的信号接着从测量�？�108发射到ADC 110的输入使得ADC 110从测量�？�108接收输出电压(V。)。在另ー实施方案中，測量�？�108可包括其它能够将所接收模拟信号/电荷转换为具有所要増益的对应输出电压的电路。在又一实施方案中，測量�？�108可包括任何能够接收具有近似等于选定频率和/或选定相位(且对应于电容)的波形特性的模拟信号且输出对应于所述模拟信号的电压(V。)的装置。在ー个或ー个以上实施方案中，频率/相位选择�？�124是混频器，其经配置以通过混频器信号(例如，sin (cot + φ))修改(例如，倍増)具有近似等于所要/选定频率的波形特性的输入模拟信号，且对具有在混频器信号的频率ω和/或相位φ之外的波形特性的输入模拟信号进行滤波(例如，将其移除)。举例来说，频率/相位选择�？�124可接收第二输入信号(例如，由sin (cot + φ)表不的周期性信号等)以修改输入模拟信号。在一实施方案中，測量�？�108可经配置以允许具有近似匹配于选定频率/相位的波形特性(例如，频率、相位等)的信号通过，且对具有不匹配于所述选定频率/相位的波形特性的信号进行滤波。因此，測量�？�108经配置以测量具有选定频率/相 位的周期性传感器信号，同时排除具有不同频率/相位的不想要的信号(例如，噪声)。频率和/或相位的匹配还允许測量模块108至少大体測量在噪声检测阶段期间在选定频率/相位内发生的背景噪声(例如，可能干扰周期性传感器信号的噪声)。在另ー实施方案中，频率/相位选择模块124可为其它能够通过频率和/或相位对输入信号进行滤波的适宜的装置。在一些实施例中，积分电容器(Cint) 127可具有小于ー百微微法拉(< IOOpF)的电容值。举例来说，积分电容器(Cint) 127可具有从约十五到约二十五微微法拉(15pF到25pF)范围内的电容值。在ー些实施例中，积分电容器(Cint) 127具有约二十微微法拉(20pF)的电容值。然而，预期积分电容器(Cint) 127可具有系统100要求的较大电容值或较小电容值。在ー个或ー个以上实施方案中，偏移抵消驱动器112(例如,偏移抵消�？�)是率禹合到缓冲器122的偏移抵消DAC 120。缓冲器122经配置以缓冲偏移抵消DAC 120产生的偏移抵消信号且将恒定电压或周期性偏移抵消信号输出到偏移抵消�？�106(例如，电容器し《) 133)以便驱动电容器(Ctjff) 133。在噪声检测阶段期间，偏移抵消DAC120产生数字參考电压(U。在传感器阶段期间，DAC 120产生具有由以下等式表示的波形特性的模拟信号A2.sin(cot + φ),等式 2其中Α2表示信号的振幅，ω表示信号的角频率，t表示时间，且φ表示信号的相位。然而，在其它实施方案中，传感器DAC 120可经配置以输出具有其它波形特性的其它信号，例如具有正方形波形特性的信号等等。在一实施方案中，偏移抵消�？�106是偏移抵消电容器(Ctjff) 133，其在节点(NI) 113处耦合到传感器118 (例如，触摸面板传感器102)的输出和測量模块108的输入，以及耦合到放大器(Amp) 125的反相端子123和測量�？�108的积分电容器(Cint) 127。在一些实施例中，偏移抵消电容器(Ctjff) 133是数控可变电容器(例如，电容性数/模转换器等)。在一些实施例中，偏移抵消电容器(Ctjff) 133的电容值的范围可从约二十微微法拉(20pF)到小于ー微微法拉(く IpF)。在ー个或ー个以上实施方案中，偏移抵消�？�106可为多个电容器和/或可变电容器,其具有相关联电路使得偏移抵消�？�106输出的电容电荷/电压为可调整的。在其它实施方案中，偏移抵消�？�106可为其它能够具有可调整电容值的装置。偏移抵消电容器(Ctjff) 133和积分电容器(Cint) 127可具有为选定单位电容器的倍数以形成其间良好的匹配的电容。举例来说，如果选定单位电容器具有ニ微微法拉(2pF)的电容，那么电容器(Ctjff) 133和(Cint) 127可分别具有六十微微法拉^OpF)和二十微微法拉(20pF)的值。在另ー实例中，偏移电容器(Ctjff) 133和积分电容器(Cint) 127可包括不相关的电容值。ADC 110 I禹合到测量�？�108的输出使得积分器126输出的电压(V。)从模拟电压值转换为数字电压值(Vtjut)。实例方法图2是说明根据本发明的用于测量触摸面板传感器系统100内的背景噪声的实例方法200的流程图。如图所示，将传感器驱动器产生的传感器波形信号从周期性驱动信号转变为恒定电压信号(框202)。举例来说，传感器驱 动器104可初始产生具有周期性波形特性的驱动信号。传感器驱动器104可(例如，从控制�？�109等)接收将具有周期性波形特性的驱动信号转变为恒定电压信号的信号。測量�？樵诖衅髑髡涑龊愣ǖ缪剐藕诺耐辈饬�/检测电容性传感器处(例如，上)的噪声(框204)。举例来说，測量模块108经配置以在传感器驱动器104输出恒定电压信号的同时测量/检测电容性传感器118处的周期性噪声。因此，系统100可确定在測量�？�108的选定频率和/或选定相位下传感器118处/上的背景噪声(例如，具有近似等于选定频率和/或选定相位的频率和/或相位特性的噪声)的量。在ー个或ー个以上实施方案中，偏移抵消驱动器112产生的偏移抵消信号可从周期性信号(例如，具有周期性波形特性的信号)转变为恒定电压信号，使得偏移抵消�？�106接收恒定电压偏移信号。因此，測量�？�108经配置以在偏移抵消驱动器112正输出恒定电压偏移信号且传感器驱动器104正输出恒定电压信号的同时测量/检测传感器118(和/或偏移抵消模块106)处/上的周期性噪声。因此，系统100 (例如，经由測量模块108)能够测量传感器118和偏移抵消�？�106两者处/上的背景噪声。在另ー实施方案中，測量�？�108的频率/相位选择�？�124的频率和/或相位可经调整使得所述频率和/或相位至少近似等于预选的频率范围和/或相位范围以允许测量�？�108測量/检测在所述预选的频率范围和/或相位范围内发生的模拟噪声的至少ー部分。在一些实施例中，(測量�？�108的)预选频率基于传感器周期性驱动信号的频率ω，且相位基于节点(NI) 113处的传感器周期性驱动信号的相位。因此，状态100 (测量�？�108)可经配置以测量/检测背景噪声的具有将会干扰系统100的操作的频率和/或相位的部分。在ー个或ー个以上实施方案中，在传感器118的姆ー者已由测量�？�108测量至少一次之后，系统100周期性地从传感器阶段转变到噪声检测阶段。举例来说，系统100可保持在传感器阶段中直到触摸面板的每ー传感器118经测量使得确定触摸面板的表面上方的触摸的图像，转变到噪声检测阶段以确定系统100内的噪声，且接着转变回到传感器阶段。在另ー实例中，系统100可在用户需要时和/或其它预定的时间调度后即刻转变到噪声检测阶段。图3是说明根据本发明的用于调整频率以減少触摸面板传感器系统100的所测得的背景噪声的实例方法300的流程图。设定频率/相位选择�？橐匝≡窬哂薪频扔谠ざㄆ德蔉l的频率的信号(框302)。在一实施方案中，控制�？�109经配置以致使频率/相位选择�？�124选择具有近似等于预定频率Fl的频率的信号(例如，允许信号通过)。測量�？椴饬�/检测预定频率Fl下噪声(见图2的框202和框204，用于检测噪声)的量(框304)。在ー个或ー个以上实施方案中，測量�？�108測量/检测在预定频率Fl下系统100上的背景噪声的量。作出关于选定频率Fl下测得的模拟噪声是否超过预定阈值的确定(决策框306)。如果选定频率Fl下的噪声不超过预定阈值(来自决策框306的“否”)，那么系统100維持选定频率Fl且转变到传感器阶段(框310)。举例来说，控制�？�109可致使传感器驱动器104和/或偏移抵消驱动器112产生具有近似等于频率Fl的频率特性的驱动信号。如果选定频率Fl下的噪声超过预定阈值(来自决策框306的“是”)，那么系统100 (例如，控制�？�)选择另一预定频率用于测量/检测目的。设定频率/相位选择�？橐匝≡窬哂薪频扔谠ざㄆ德蔉2的频率的信号(框308)。在一实施方案中，控制�？�109经配置以致使频率/相位选择�？�124选择具有近似等于预定频率F2的频率的信号(例如，允许信号通过)。測量�？椴饬�/检测预定频率F2下噪声(见图2的框202和框204，用于检测噪声)的量(框312)。在ー个或ー个以上实施方案中，測量�？�108測量/检测在预定频率F2下系 统100上的背景噪声的量。作出关于选定频率F2下测得的模拟噪声是否超过预定阈值的确定(决策框314)。如果选定频率F2下的噪声不超过预定阈值(来自决策框314的“否”)，那么系统100維持选定频率F2且转变到传感器阶段(框318)。如果选定频率F2下的噪声超过预定阈值(来自决策框318的“是”)，那么系统100 (例如，控制�？�109)选择另一预定频率用于测量/检测目的。设定f频率/相位选择�？橐匝≡窬哂薪频扔谠ざㄆ德蔉3的频率的信号(框316)。在一实施方案中，控制�？�109经配置以致使频率/相位选择�？�124选择具有近似等于预定频率F3的频率的信号(例如，允许信号通过)。測量�？椴饬�/检测预定频率F3下噪声(见图2的框202和框204，用于检测噪声)的量(框320)。在ー个或ー个以上实施方案中，測量�？�108測量/检测在预定频率F3下系统100上的背景噪声的量。作出关于选定频率F3下测得的模拟噪声是否超过预定阈值的确定(决策框322)。如果选定频率F3下的噪声不超过预定阈值(来自决策框322的“否”)，那么系统100維持选定频率F3且转变到传感器阶段(框318)。如果选定频率F3下的噪声超过预定阈值(来自决策框322的“是”)，那么系统100 (例如，控制模块109)确定频率FI、F2或F3中的哪ー者具有最少量的所确定噪声(所确定的最少噪声频率由Fn表示)(框324)。尽管仅描述三个频率(FI、F2、F3)，但预期可利用更多预定频率或更少预定频率。如图3所示，设定频率/相位选择�？橐匝≡窬哂薪频扔诰哂凶钌倭吭肷钠德�(频率Fn)的频率的信号。举例来说，控制�？�109经配置以致使频率/相位选择�？�124选择具有近似等于频率Fn的频率的信号(例如，允许信号通过)。一旦将�？榈钠德实髡德蔉n，就可精细地调整频率/相位选择�？�(例如，可以一千赫(IkHz)递增量调整所述�？�)以选择具有精细调整频率Fx内的频率(例如，具有等于当前频率加上或减去预定义增量频率的频率值)的信号(框330)。举例来说，�？�124可经调整以选择频率Fx的一千赫(IkHz)递增量内的信号(频率Fx可具有等于当前频率加上或减去预定义增量频率的值)。在另ー实施方案中，系统100 (控制模块109)可从除频率Fn外的其它频率开始频率/相位选择模块124的频率的精细调整(例如，频率的选择)。举例来说，预定义増量频率可近似等于预选频率FI、F2和/或F3中的一者或一者以上之间的差的分率。在又一实施方案中，�？�124可经调整以选择具有频率Fx的约百分之十(+/-10%)内的频率的信号。
測量�？椴饬克銎德氏路⑸脑肷�(见图2的框202和框204，用于检测噪声)(框332)。作出关于选定频率Fx下测得的模拟噪声是否超过预定阈值的确定(决策框334)。如果选定频率Fx下的噪声不超过预定阈值(来自决策框334的“否”)，那么系统100維持选定频率Fx且转变到传感器阶段(框336)。如果选定频率Fx下的噪声超过预定阈值(来自决策框334的“是”)，那么系统100 (例如，控制�？�109)可进ー步精细调整频率Fx以确定另ー频率是否可适于传感器阶段(例如，移动到框330以重复框330到334)。在一实施方案中，频率Fl、F2和F3各自经预先选择。在另ー实施方案中，Fl可经预先选择且频率F2和F3基于Fl的频率来选择。在又一实施方案中，触摸面板传感器系统100在确定每ー图像之后(例如，在所有传感器118已在ー个周期期间被测量之后)调整频率。在又一实施方案中，频率的调整可连续、按需和/或根据其它周期性调度而发生。如上所述，用于触摸面板传感器系统中的背景噪声测量和频率选择的方法和设备提供众多优点。特定来说，使用用于感测触摸屏上的触摸的相同电路的触摸面板传感器系统100能够确定測量�？榈难《ㄆ德氏碌缛菪源衅魃系哪� 拟噪声，且接着调整所述频率以便減少背景噪声。因此，系统100提供仅测量影响系统性能的噪声的益处，和向每个帧面板扫描中实施噪声測量使得不存在由噪声测量引起的等待时间的能力。此外，所有此噪声确定和最小化能够在不论触摸屏当前是否正被触摸的情况下执行。因此，用于触摸面板传感器系统中的背景噪声测量和频率选择的所述方法和设备具有众多益处。结论尽管已用特定针对结构特征和/或过程操作的语言描述标的物，但应理解，所附权利要求书中界定的标的物不必限于上文描述的特定特征或动作。事实上，掲示上文描述的特定特征和动作作为实施权利要求书的实例形式。
权利要求
1.一种系统，其包括 传感器，其经配置以检测与触摸面板上的触摸相关联的电容的改变； 驱动�？椋漶詈系剿龃衅鳎銮？榫渲靡栽诘谝唤锥纹诩洳哂械谝徊ㄐ翁匦缘牡谝磺藕牛以诘诙锥纹诩洳哂胁煌谒龅谝徊ㄐ翁匦缘牡诙ㄐ翁匦缘牡诙藕牛灰约� 测量�？椋漶詈系剿龃衅鳎霾饬磕？榫渲靡圆饬吭谒龅诙锥纹诩渚哂兴龅谝徊ㄐ翁匦缘脑肷�。
2.根据权利要求I所述的系统，其中所述第一驱动信号包括周期性信号，且所述第二驱动信号包括恒定电压信号。
3.根据权利要求I所述的系统，其中所述测量模块包括运算放大器，所述运算放大器具有安置在所述运算放大器的非反相输入与输出之间的积分电容器；以及耦合到所述运算放大器的所述输出的频率/相位选择�？椋銎德�/相位选择�？榫渲靡孕薷乃霾饬磕？榇Φ男藕�。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述测量�？榻徊桨詈系剿銎德�/相位选择模块的积分器。
5.根据权利要求I所述的系统，其进一步包括耦合到所述驱动�？榈目刂颇？椋隹刂颇？榫渲靡灾率顾銮？樵谒龅谝唤锥纹诩洳龅谝磺藕徘以谒龅诙锥纹诩洳龅诙藕�。
6.根据权利要求I所述的系统，其中所述驱动器�？榘詈系交撼迤鞯氖�/模转换器。
7.根据权利要求I所述的系统，其中电容性传感器包括串联耦合到互电容器的电阻器。
8.一种系统，其包括 传感器，其经配置以检测与触摸面板上的触摸相关联的电容的改变；驱动模块，其耦合到所述传感器，所述驱动�？榫渲靡栽诘谝唤锥纹诩洳哂械谝徊ㄐ翁匦缘牡谝磺藕牛以诘诙锥纹诩洳哂胁煌谒龅谝徊ㄐ翁匦缘牡诙ㄐ翁匦缘牡诙藕牛龅谝磺藕藕退龅诙藕庞糜谇龃衅鳎黄频窒？椋漶詈系剿龃衅鳎銎频窒？榫渲靡晕龃衅魈峁┛傻髡缛葜担� 偏移抵消驱动�？椋漶詈系剿銎频窒？椋銎频窒？榫渲靡栽谒龅谝唤锥纹诩洳哂兴龅谝徊ㄐ翁匦缘牡谝黄频窒藕牛以谒龅诙锥纹诩洳哂兴龅诙ㄐ翁匦缘牡诙频窒藕牛龅谝黄频窒藕藕退龅诙频窒藕庞糜谇銎频窒？椋灰约� 测量�？椋漶詈系剿龃衅骱退銎频窒？椋霾饬磕？榫渲靡约觳庠谒龅诙锥纹诩渚哂兴龅谝徊ㄐ翁匦缘脑肷鲈肷胨龃衅骰蛩銎频窒？橹械闹辽僖徽呦喙亓�。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一驱动信号和所述第一偏移抵消驱动信号包括周期性信号，且其中所述第二驱动信号和所述第二偏移抵消驱动信号包括恒定电压信号。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述测量�？榘ㄔ怂惴糯笃鳎鲈怂惴糯笃骶哂邪仓迷谒鲈怂惴糯笃鞯姆欠聪嗍淙胗胧涑鲋涞幕值缛萜鳎灰约榜詈系剿鲈怂惴糯笃鞯乃鍪涑龅钠德�/相位选择�？椋銎德�/相位选择�？榫渲靡孕薷乃霾饬磕？榇Φ男藕�。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述测量�？榻徊桨詈系剿銎德�/相位选择�？榈幕制�。
12.根据权利要求8所述的系统，其进一步包括耦合到所述驱动�？楹推魄？榈目刂颇？椋隹刂颇？榫渲靡灾率顾銮？樵谒龅谝唤锥纹诩洳龅谝磺藕徘以谒龅诙锥纹诩洳龅诙藕牛隹刂颇？榻徊骄渲靡灾率顾銎频窒？樵谒龅谝唤锥纹诩洳龅谝黄频窒藕徘以谒龅诙锥纹诩洳龅诙频窒藕�。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述驱动�？榛蛩銎频窒？橹械闹辽僖徽甙詈系交撼迤鞯氖�/模转换器。
14.根据权利要求8所述的系统，其中电容性传感器是串联耦合到互电容器的电阻器。
15.—种方法,其包括 起始测量�？榇Φ陌ǖ谝徊ㄐ翁匦缘牡谝辉肷饬浚龅谝辉肷饬坑氪衅飨喙亓龃衅骶渲靡约觳庥氪ッ姘迳系拇ッ喙亓牡缛莸母谋洌� 确定所述第一噪声测量是否超过预定阈值；以及 当所述第一噪声测量超过所述预定阈值时起始包括第二波形特性的第二噪声测量，所述第二波形特性不同于所述第一波形特性，所述第二噪声测量与所述传感器相关联。
16.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括确定所述第二噪声测量是否超过预定阈值；以及当所述第二噪声测量超过所述预定阈值时在所述第一阶段期间起始包括第三波形特性的第三噪声测量，所述第三波形特性不同于所述第二波形特性，所述第三噪声测量与所述传感器相关联。
17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括确定所述第三噪声测量是否超过预定阈值；以及识别与所述第一波形特性、所述第二波形特性或所述第三波形特性中的至少一者相关联的具有所述第一噪声测量、所述第二噪声测量和所述第三噪声测量中的最少噪声测量的频率。
18.根据权利要求17所述的方法，检测与所述触摸面板上的所述触摸相关联的电容的改变，其中所述电容改变的所述检测与所述经识别的频率相关联。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述测量�？榘ㄔ怂惴糯笃鳎鲈怂惴糯笃骶哂邪仓迷谒鲈怂惴糯笃鞯姆欠聪嗍淙胗胧涑鲋涞幕值缛萜鳎灰约榜詈系剿鲈怂惴糯笃鞯乃鍪涑龅钠德�/相位选择�？椤�
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述测量�？榻徊桨詈系剿銎德�/相位选择�？榈幕制�。
全文摘要
本申请案涉及一种用于触摸面板传感器中的背景噪声测量和频率选择的系统和方法。本发明描述一种可动态地测量噪声且自动切换到具有最小噪声的频率的触摸面板传感器系统。所述触摸面板传感器系统包含经配置以检测与触摸面板上的触摸相关联的电容的改变的传感器。所述系统还包含驱动�？椋渚渲靡栽诘谝唤锥�(例如，传感器阶段)期间产生具有第一波形特性的驱动信号(例如，具有周期性波形特性的信号)，且在第二阶段(例如，噪声检测阶段)期间产生具有第二波形特性的第二驱动信号(例如，恒定电压信号)。所述第一和第二驱动信号经配置以驱动所述传感器。所述系统还包含测量�？椋漶詈系剿龃衅髑揖渲靡圆饬吭谒龅诙锥纹诩渚哂兴龅谝徊ㄐ翁匦�(例如，周期性波形特性)的噪声。
文档编号G01R29/26GK102681724SQ20121005275
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月24日 优先权日2011年2月25日
发明者奥赞·E·埃尔多安, 沈国忠, 肯尼斯·W·诺克斯, 赛义德·马哈茂德 申请人:美士美积体产品公司
专业数控铣床产品供应商
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