减轻来自电容性传感器的数据中的空间相关噪声的制作方法

本发明一般涉及电子装置以及减轻这些装置中的噪声。

背景技术：

包括接近传感器装置（通常也称为触摸垫或者触摸传感器装置）的输入装置被广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括感测区，其通常由表面区分，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置经常作为输入装置用于较大计算系统（诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸垫）中。接近传感器装置也经常用于较小的计算系统（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）中。

技术实现要素：

本文描述的一个实施例包括输入装置，其包括在输入装置的感测区内的多个传感器电极，其中多个传感器电极被分类成相应的传感器电极组，其中组的每个内的传感器电极受到共同噪声源影响。输入装置也包括耦合于多个传感器电极的处理系统，其配置成为传感器电极组的第一组内的传感器电极确定结果信号，并且将第一组的结果信号与预定义触摸阈值比较，以确定输入对象是否接近第一组内的传感器电极。处理系统配置成基于确定输入对象未接近第一组内的传感器电极来使用结果信号计算至少一个偏移量，并且通过使用至少一个偏移量调节结果信号来补偿共同噪声源的影响。

本文描述的另一个实施例是用于执行电容性感测的处理系统，其包括配置成耦合于输入装置的感测区内的多个传感器电极的接口，其中多个传感器电极被分类成多个传感器电极组，其中组的每个内的传感器电极受到共同噪声源影响。处理系统还包括至少一个传感器模块，其配置成为传感器电极组的第一组内的传感器电极确定结果信号，并且将结果信号与预定义触摸阈值比较，以确定输入对象是否接近第一组内的传感器电极。此外，传感器模块配置成基于确定输入对象未接近第一组内的传感器电极来使用结果信号计算至少一个偏移量，并且通过使用至少一个偏移量调节结果信号来补偿共同噪声源的影响。

本文描述的另一个实施例是用于使用输入装置的感测区内的多个传感器电极来执行电容性感测的方法。该方法包括为多个传感器电极的第一组内的传感器电极确定结果信号，其中第一组内的传感器电极受到共同噪声源影响。该方法包括将第一组的结果信号与预定义触摸阈值比较，以确定输入对象是否接近第一组内的传感器电极，并且基于确定输入对象未接近第一组内的传感器电极来使用结果信号计算至少一个偏移量。该方法还包括通过使用至少一个偏移量调节结果信号来补偿共同噪声源的影响。

附图说明

为了使本发明的上述特征能够以详细的方式来理解，通过参考实施例作出在上面简要总结的、本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。但要注意，由于本发明可容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示本公开的典型实施例并且不应因此被认为对其范围的限定。

图1是依照本发明的实施例的、包括输入装置的示例系统的框图。

图2是依照本发明的实施例的、包括矩阵传感器布置的输入装置。

图3是依照本文描述的一个实施例的、例示处理系统与矩阵传感器电极之间的连接的示意图。

图4是依照本文描述的一个实施例的、例示模拟前端与矩阵传感器电极之间的连接的示意图。

图5是依照本文描述的一个实施例的、用于补偿引入传感器电极组的噪声的流程图。

为促进理解，在可能的地方使用同样的参考标号，来标明对附图而言是共同的同样元件。应预期到，一个实施方式中公开的元件可以获益地用到其他实施方式中，而无需明确记载。这里提到的图不应被理解为按比例绘制，除非确切说明。而且，为了呈现与解释的清晰，时常简化附图并且省略细节或组件。附图和讨论用于解释以下讨论的原理，其中相似的标号表示相似的元件。

具体实施方式

下列详细描述本质上仅仅是示例性的，并且不意图限制本公开或其应用及使用。另外，不存在由之前技术领域、背景技术、简要说明、或以下详细描述中提出的任何已表达或暗示的理论所约束的意图。

本发明的各种实施例提供促进改进的可用性的输入装置和方法。在一个实施例中，输入装置包括矩阵传感器，其采用多个传感器电极布置在共同表面或平面上。此外，输入装置包括将传感器电极电耦合到处理系统中的一个或多个集成电路的布线迹线。相应地，集成电路包括将传感器电极耦合至模拟前端（afe）以用于确定对应于传感器电极的电容性感测量度的内部迹线。

由于布线迹线、集成电路内的内部迹线、和/或模拟前端之间的空间关系，传感器电极可被分类成多个组，其中组内的传感器的每个受到共同噪声源影响。在一个示例中，用于矩阵中的一列传感器电极的布线迹线可交叉耦合（例如，电容性耦合）。如果噪声被引入到列中的布线迹线其中一个上，该噪声由于电容性耦合会被转移到所有迹线上。在另一个示例中，相同行（或者行的一半）中的传感器电极可以选择性地耦合于相同的afe。例如，输入装置可使用多路复用器在不同的时间段期间，选择性地将传感器电极的每个耦合至相同的afe。如果afe内或附近的电路在测量电容性感测量度时引入了噪声，该噪声将被引入到耦合于afe的传感器电极的每个中，虽然在不同的时间。通过理解输入装置的拓扑结构和噪声源，能够将传感器电极逻辑地划分（即，分类）成组-例如，列、行、或者半行-其中特定组内的每个传感器电极受到共同噪声源影响。

在一个实施例中，将组的每个内的传感器电极的电容性感测量度与触摸阈值比较，来确定输入对象（例如，手指或触控笔）是否接近传感器电极。典型地，由手指或触控笔引起的电容性量度远远大于由显示面板或集成电路内的噪声源引起的量度。因此，可将触摸阈值设置在某水平，其确保超过阈值的量度是由输入装置引起，而低于阈值的量度是由噪声、而不是输入对象引起。假设一组传感器电极的电容性量度低于触摸阈值（即，传感器电极未接近输入对象），输入装置计算补偿噪声的偏移量值。例如，输入装置可以取量度的平均值，并且随后从组内的传感器电极的电容性量度中减去该平均值（即，偏移量），以便从电容性量度中移除噪声。经补偿的电容性量度随后可用于生成电容性图像用于进一步处理。

现在转向附图，图1是依照本发明的实施例的、示例输入装置100的框图。输入装置100可配置成向电子系统（未示出）提供输入。如本文档中使用的，术语“电子系统”（或“电子装置”）广义地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如桌上型计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、网页浏览器、电子书籍阅读器，和个人数字助手（pda）。另外的示例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置100和独立的操纵杆或按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括诸如数据输入装置（包括遥控装置和鼠标），和数据输出装置（包括显示屏和打印机）的外部设备。其他示例包括远程终端、信息亭，和视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置等）。其他示例包括通信装置（包括蜂窝电话，诸如智能电话），和媒体装置（包括录制器、编辑器、和诸如电视的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入装置的主机或从机。

输入装置100能够被实现为该电子系统的物理部件，或者能与该电子系统物理地分离。适当情况下，输入装置100能使用下列方式的任何一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络，和其他有线或无线互连。示例包括i²c、spi、ps/2、通用串行总线（usb）、蓝牙、rf和irda。

在图1中，输入装置100示出为接近传感器装置（通常也称为“触摸垫”或“触摸传感器装置”），其配置成感测由一个或多个输入对象140在感测区120中提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1所示。

感测区120包含在输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置100能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象140提供的用户输入）。特定感测区的大小、形状和位置可能逐个实施例广泛变化。在一些实施例中，感测区120从输入装置100的表面沿一个或多个方向延伸至空间中直到信噪比阻止充分精确的对象检测。该感测区120沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可能为大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可能随所用的感测技术的类型和期望精度而显著变化。因此，一些实施例感测输入，其中包括与输入装置100任何表面无接触、与输入装置100的输入表面（例如触摸表面）接触、与耦合一定量外加力或压力的输入装置100的输入表面接触、和/或它们的组合。在各种实施例中，输入表面可由传感器电极位于其中的壳体的表面来提供，由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板来提供等。在一些实施例中，感测区120在投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。

输入装置100可以利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测在感测区120中的用户输入。该输入装置100包括一个或多个用于检测用户输入的感测元件。作为几个非限制性示例，输入装置100可以使用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁、声、超声，和/或光技术。

一些实现配置成提供跨一维、二维、三维，或更高维度空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。

在输入装置100的一些电阻性实现中，柔性且导电的第一层通过一个或多个间隔元件与导电的第二层分离。在操作期间，一个或多个电压梯度跨多层创建。按压柔性的第一层可使其充分弯曲而产生多层之间的电接触，导致反映多层间接触的点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。

在输入装置100的一些电感性实现中，一个或多个感测元件获得谐振线圈或线圈对引起的环路电流。电流的量值、相位和频率的某种组合可随后用于确定位置信息。

在输入装置100的一些电容性实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象140导致电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化而被检测。

一些电容性实现利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则的图案来创建电场。在一些电容性实现中，独立的感测元件可以欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。

一些电容性实现利用基于在传感器电极和输入对象140之间的电容性耦合的变化的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对于参考电压（例如，系统地）调制传感器电极，以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合，来进行操作。

一些电容性实现利用基于在传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象140改变传感器电极之间的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，跨电容性感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也是“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也是“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合，来进行操作。发射器传感器电极可相对于参考电压（例如，系统地）来调制以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压保持大体上稳定以促进结果信号的接收。结果信号可以包括对应于一个或多个发射器信号、和/或一个或多个环境干扰源（例如，其他电磁信号）的影响。传感器电极可为专用的发射器或接收器，或者可配置成既传送又接收。

在图1中，处理系统110示出为输入装置100的部件。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件来检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路（ic）和/或其他电路组件的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统110可包括配置成采用发射器传感器电极来传送信号的发射器电路，和/或配置成采用接收器传感器电极来接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件定位在一起，诸如在输入装置100的感测元件附近。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的感测元件，而一个或多个组件在别处。例如，输入装置100可为耦合到桌上型计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成在桌上型计算机的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个ic（或许具有关联的固件）。作为另一示例，输入装置100可物理地集成在电话中，并且处理系统110可包括作为该电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110也执行其他功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。

处理系统110可以作为处理该处理系统110不同功能的一组模块来实现。每一模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或它们的组合。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类硬件的硬件操作模块、用于处理诸如传感器信号和位置信息之类数据的数据处理模块、以及用于报告信息的报告模块。另外的示例模块包括传感器操作模块，其配置成操作感测元件来检测输入；识别模块，其配置成识别诸如模式变更手势之类的手势；以及模式变更模块，其用于变更操作模式。

在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作来响应感测区120中的用户输入（或缺少用户输入）。示例动作包括变更操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航、和其他功能的gui动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分（例如，向独立于处理系统110的电子系统的中央处理系统，如果这样一个独立的中央处理系统存在的话）提供关于输入（或缺少输入）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从该处理系统110接收到的信息以对用户输入采取动作，诸如促进全范围的动作，包括模式变更动作和gui动作。

例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的感测元件以产生指示感测区120中的输入（或缺少输入）的电信号。处理系统110在产生提供给电子系统的信息中可对该电信号执行任何适量的处理。例如，处理系统110可以数字化从传感器电极获得的模拟电信号。作为另一个例子，处理系统110可以执行滤波或其他信号调节。作为又一个例子，处理系统110可以减去或以其他方式计及基线，以使得信息反映电信号和基线之间的差异。作为另一些示例，处理系统110可确定位置信息，识别作为命令的输入，识别笔迹等。

本文使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性的“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性的“二维”位置信息包括在平面中的运动。示例性的“三维”位置信息包括在空间中的瞬时或平均速度。进一步的示例包括空间信息的其他表示。也可确定和/或存储关于一种或多种类型位置信息的历史数据，包括，例如随时间追踪位置、运动、或瞬时速度的历史数据。

在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或由某个其他处理系统操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可为感测区120中的输入提供冗余的功能性，或某个其他功能性。图1示出感测区120附近的按钮130，其能够用于促进使用输入装置100的项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入装置100可在没有其他输入组件的情况下实现。

一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区120与显示屏的有源区的至少一部分重叠。例如，输入装置100可包括覆盖该显示屏的、大体透明的传感器电极，以及为关联的电子系统提供触摸屏界面。该显示屏可以是能向用户显示可视界面的、任何类型的动态显示器，并可包括任何类型的发光二极管（led）、有机led（oled）、阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）、等离子体、电致发光（el），或其他显示技术。输入装置100和显示屏可共用物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一些用于显示及感测。作为另一示例，显示屏可部分或整个地由处理系统110操作。

应理解，尽管本发明的诸多实施例在完全功能设备的上下文中描述，本发明的机制能够作为采用多种形式的程序产品（例如软件）来被分配。例如，本发明的机制可作为电子处理器可读取的信息承载介质（例如，可由处理系统110读取的、非暂时性计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质）之上的软件程序来实现及分配。另外，无论用于执行分配的介质的特定类型，本发明的实施例同样地适用。非暂时性、电子可读介质的示例包括各种光盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息、或任何其他存储技术。

图2示出依照一些实施例的、电容性感测像素205（本文也称为电容性像素或感测像素）的示例图案的部分，电容性感测像素配置成在关联于图案的感测区120内感测。每个电容性像素205可包括以上描述的感测元件的一个或多个。为了阐释和描述的清晰，图2以简单矩形的图案呈现电容性像素205的区域，并且不示出电容性像素205内的各种其他组件。在一个实施例中，电容性感测像素205为局部化电容（电容性耦合）的区域。电容性像素205可在第一操作模式中在个体传感器电极和地面之间形成，并且在第二操作模式中在用作发射器和接收器电极的传感器电极组之间形成。电容性耦合随着与电容性像素205关联的感测区120内的输入对象的接近度和运动而改变，因此可用作输入装置的感测区120内的输入对象的存在的指示器。

示例图案包括电容性感测像素205x,y（统称为像素205）的阵列，其在共同平面内按x列和y行布置，其中x和y是正整数，尽管x和y中的一个可能为零。应预期到，感测像素205的图案可包括多个感测像素205，其具有其他配置，诸如极阵列、重复图案、非重复图案、非均匀阵列、单行或单列、或其他适合的布置。此外，正如以下将更详细地讨论，感测像素205内的传感器电极可以为诸如圆形、矩形、菱形、星形、正方形、非凸、凸、非凹、凹等的任何形状。如这里所示，感测像素205耦合于处理系统110，且用于确定感测区120内的输入对象的存在（或缺少其存在）。

在第一操作模式中，电容性感测像素205内的至少一个传感器电极可用于通过绝对感测技术来检测输入对象的存在。处理系统110内的传感器模块204配置成以调制信号（即，电容性感测信号）驱动每个像素205内使用迹线240的传感器电极，并且基于调制信号测量传感器电极和输入对象（例如，自由空间或地面）之间的电容，其可被处理系统110或其他处理器用来确定输入对象的位置。

电容性像素205的各种电极典型地与其他电容性像素205的电极欧姆绝缘。此外，当像素205包括多个电极时，电极可相互欧姆绝缘。即，一个或多个绝缘体将传感器电极分离，并且阻止其互相电短接。

在第二操作模式中，电容性像素205中的传感器电极用于通过跨电容感测技术来检测输入对象的存在。即，处理系统110可采用发射器信号驱动像素205内的至少一个传感器电极，并且使用像素205内的其他传感器电极的一个或多个来接收结果信号，其中结果信号包括对应于发射器信号的影响。处理系统110或其他处理器利用结果信号来确定输入对象的位置。

输入装置100可配置成按以上描述模式的任何一个操作。输入装置100也可配置成在以上描述模式的任何两种或更多种之间切换。

在一些实施例中，“扫描”电容性像素205以确定这些电容性耦合。即，在一个实施例中，驱动传感器电极的一个或多个来传送发射器信号。可以这样操作发射器，即：一次一个发射器电极进行传送，或者多个发射器电极在相同时间传送。在多个发射器电极同时传送的场合，这多个发射器电极可传送相同的发射器信号，并且有效地产生实际上更大的发射器电极。备选地，多个发射器电极可能传送不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可依照使得它们对接收器电极的结果信号的组合影响能够被独立地确定的一个或多个编码方案来传送不同的发射器信号。

可单个或多个地操作配置为接收器传感器电极的传感器电极，以获取结果信号。结果信号可用于确定电容性像素205处的电容性耦合的量度。

在其他实施例中，“扫描”像素205来确定这些电容性耦合，包括采用调制信号驱动及测量传感器电极的一个或多个的绝对电容。在另一个实施例中，可以这样操作传感器电极，即：将调制信号同时驱动至多个电容性像素205中的传感器电极上。在诸如此类的实施例中，可同时从一个或多个像素205的每个获得绝对电容性量度。在一个实施例中，输入装置100同时驱动多个电容性像素205中的传感器电极，以及在相同的感测周期内测量像素205的每个的绝对电容性量度。在各种实施例中，处理系统110可配置成采用传感器电极的部分选择性地驱动和接收。例如，可基于、但不限于在主处理器上运行的应用、输入装置的状态、感测装置的操作模式、和输入装置的所确定位置，来选择传感器电极。

来自电容性像素205的量度集合形成代表上述像素205处的电容性耦合的“电容性图像”（也称为电容性帧）。可在多个时间段内获得多个电容性图像，并且它们之间的差异用来导出关于感测区内输入的信息。例如，在连续时间段内获得的连续电容性图像可用来追踪进入、退出、以及在感测区内的一个或多个输入对象的运动。

在一些实施例中，电容性像素205内的传感器电极的一个或多个包括用于更新显示屏的显示的一个或多个显示电极。在一个或多个实施例中，显示电极包括vcom电极（共用电极）、源极驱动线、栅极线、阳极电极或阴极电极的一个或多个分段，或者任何其他显示元件。这些显示电极可布置于合适的显示屏衬底上。例如，电极可布置在一些显示屏（例如，平面内转换（ips）或平面至线转换（pls）、有机发光二级管（oled））中的透明衬底（玻璃衬底、tft玻璃，或任何其他透明材料）上；在一些显示屏（例如，图案垂直调整（pva）或多域垂直调整（mva））的色彩过滤玻璃的底部上；在发射层（oled）上等。在诸如此类的实施例中，既用作传感器又用作显示电极的电极也可称为组合电极，因为其执行多个功能。

继续参考图2，耦合于感测电极的处理系统110包括传感器模块204，以及可选地，显示驱动器模块208。在一个实施例中，传感器模块包括电路，其配置成将发射器信号或调制信号驱动至感测电极上，以及在期望输入感测的时间段期间采用感测电极接收结果信号。在一个实施例中，传感器模块204包括发射器模块，其包括配置成在期望输入感测的时间段期间将发射器信号驱动至感测电极上的电路。发射器信号一般被调制，并且包含在分配用于输入感测的时间段内的一个或多个脉冲。发射器信号可具有振幅、频率和电压，其可以被改变以获得感测区内输入对象的更鲁棒的位置信息。用于绝对电容性感测的调制信号可与用于跨电容感测的发射器信号相同或不同。传感器模块204可以选择性地耦合于电容性像素205内的传感器电极的一个或多个。例如，传感器模块204可以耦合于传感器电极的选出部分，并且或按绝对或按跨电容感测模式操作。在另一个示例中，传感器模块204在按绝对感测模式操作时，相比于按跨电容感测模式操作时，可耦合于不同的传感器电极。

在各种实施例中，传感器模块204可包括接收器模块，其包括配置成在期望输入感测的时间段期间采用感测电极来接收结果信号的电路，其中结果信号包括对应于发射器信号的影响。在一个或多个实施例中，接收器模块配置成将调制信号驱动至像素205其中之一中的第一传感器电极上，并且接收对应于调制信号的结果信号，以确定传感器电极的绝对电容的变化。接收器模块可确定感测区120内的输入对象的位置，或者可向另一个模块或处理器，例如，电子装置的确定模块或处理器（即，主处理器），提供包括指示结果信号的信息的信号，以用于确定感测区120内的输入对象的位置。在一个或多个实施例中，接收器模块包括多个接收器，其中每个接收器可以为一模拟前端（afe）。

在一个或多个实施例中，电容性感测（或输入感测）及显示更新可在至少部分重叠的时间段期间发生。例如，当组合电极被驱动用于显示更新时，该组合电极也可被驱动用于电容性感测。或者重叠的电容性感测和显示更新可包括调制显示装置的参考电压和/或调制至少一个显示电极以用于在与传感器电极被配置用于电容性感测之时至少部分重叠的时间段内的显示。在另一个实施例中，电容性感测和显示更新可在非重叠时间段，也称为非显示更新时间段期间发生。在各种实施例中，非显示更新时间段可在用于显示帧的两个显示线的显示线更新时间段之间发生，并且可能与显示更新时间段在时间上至少一样长。在诸如此类的实施例中，非显示更新时间段可称为长水平消隐期、长h-消隐期、或分布的消隐期。在其他实施例中，非显示更新时间段可包括水平消隐期和垂直消隐期。处理系统110可配置成在不同的非显示更新时间的任一个或多个或任何组合期间，驱动传感器电极用于电容性感测。

显示驱动器模块208包括在非感测（例如，显示更新）时间段期间确认为向显示装置的显示提供显示图像更新信息的电路。显示驱动器模块208可以包括在传感器模块204内或者独立于传感器模块204。在一个实施例中，处理系统包括第一集成控制器，其包括显示驱动器模块208及传感器模块204的至少部分（即，发射器模块和/或接收器模块）。在另一个实施例中，处理系统包括有包括显示驱动器模块208的第一集成控制器，和包括传感器模块204的第二集成控制器。在还有一个实施例中，处理系统包括第一集成控制器，其包括显示驱动器模块208和发射器模块或接收器模块其中之一，以及第二集成控制器，其包括发射器模块和接收器模块的另一个。

图3是依照本文描述的一个实施例的、示出使用迹线315的、处理系统110和传感器电极310之间的连接的输入装置300的示意图。输入装置300包括建立电容性感测区120的电极矩阵阵列。在一个实施例中，用于建立感测区120的传感器电极集成到显示器中。然而，出于简洁的目的，源极线（和其他显示组件）未在图3中示出。

使用迹线315中的一个，传感器电极310各自耦合于处理系统110（其可能包括一个或多个集成电路）。处理系统110包括耦合于迹线315的一个或多个接口，其允许处理系统110从传感器电极310接收信号以及将信号传送至传感器电极310。在这个实施例中，迹线315的每个恰好耦合于传感器电极310的一个。此外，迹线315示出为虚线，以表示迹线315在与传感器电极310布置于其上的平面相不同的平面上布线。例如，迹线315可布置于与传感器电极310不同的衬底（或相同衬底的不同面）上。尽管未示出，输入装置300包括相应的通孔，其将第一平面上的传感器电极310电连接至第二平面上的迹线315其中之一。此外，处理系统110包括将迹线315耦合于afe305的集成电路内的内部迹线。换句话说，处理系统既使用内部迹线又使用外部迹线315来将传感器电极310耦合到afe305中的一个。

afe305可以为配置成接收电容性感测信号并且生成电容性感测量度的任何电路。在一个实施例中，每个afe305是测量绝对电容（如果执行绝对电容感测）或接收结果信号（如果执行跨电容感测）、并且生成电容性感测量度的感测模块（例如，传感器模块204）。在一个示例中，afe305包括积分器，其测量因输入装置300和感测区120内的输入对象之间的电容性耦合引起的电容性感测信号的变化。每个afe305可包括模拟-至-数字转换器（adc），用于将由积分器输出的模拟信号转换为数字电容性感测量度。尽管此处实施例明确地提出使用afe来生成电容性感测量度，其他硬件也可被包括，诸如驱动信号用于跨电容性感测的发射器/驱动器。驱动器也可用于绝对电容感测。

此外，多个传感器电极310可耦合于相同的afe305。在一个实施例中，使用多路复用器（mux）将一列中的所有传感器电极310耦合于相同的afe305。使用四个不同的时间段，相同的afe305可使用，例如，或者绝对电容性感测或者跨电容性感测，得到该列中传感器电极310的每个的电容性感测量度。在一个实施例中，耦合于第一列传感器电极310（例如，组a）的afe305可确定传感器电极310中的一个的电容性感测量度，同时其他afe305确定其他列（例如，组b-d）中的传感器电极310的电容性感测量度。可采用屏蔽信号驱动当前未被感测的列中的传感器电极310。屏蔽信号可包括大体上恒定的电压或调制电压。在屏蔽信号包括调制电压的情况中，屏蔽信号可称为保护信号。当执行跨电容性感测时，可将发射器信号驱动至一列中的电极310中的三个上，而将afe305耦合于剩下的传感器电极310，以测量由发射器信号生成的结果信号。使用多个非重叠时间段，afe305可通过改变哪个传感器电极310电耦合于afe305，来确定该组内传感器电极310的每个的电容性感测量度。

当在传感器电极310和处理系统110之间布线迹线315时，迹线315相互紧密靠近，如迹线组320所示出。由于这样的空间关系，迹线315交叉耦合（即，电容性耦合），使得引入到迹线315中的一个上的噪声被转移到组320内剩余迹线315上。例如，如果切换显示器内的栅极线将噪声引入最左端的迹线315上，该噪声也被转移到组320内其他三个迹线315上。结果，每次切换栅极线时，噪声被引入到在执行电容性感测时可能被afe305测量的迹线315上。在一个实施例中，噪声源是瞬态的或周期性的，使得该源影响组a内传感器电极310的所有电容性感测量度。例如，每次处理系统110捕获该组内传感器电极310的电容性感测量度时，lcd显示面板内的瞬态信号可在组a中最顶端的传感器电极310内生成噪声。由于最顶端的传感器电极电容性耦合于组a中其他传感器电极，作为布线平面或层内的迹线315紧密靠近的结果，引入到最顶端传感器电极310的噪声会影响在使用组a内其他三个传感器电极310执行电容性感测时量得的电容性量度。因此，通过识别瞬态噪声源，系统设计者可识别感测区120内的传感器电极310的组（例如，组a、组b、组c等），它们作为装置300内组件的空间排列的结果而受到噪声源影响。例如，当组a中所有传感器电极310受到瞬态噪声源（其影响最左列中传感器电极310中的一个）影响时，组b、c和d中的传感器电极310未受影响。

在另一个实施例中，迹线315的每个和一列中的传感器电极310可耦合于不同的afe305。结果，afe305可并行地得到该列中的电极310的电容性感测量度。由于一列中的电极310被并行地感测以及迹线315交叉耦合，引入到迹线其中一个上的任何噪声将在该列中所有电极310的电容性感测量度中被反映。结果，传感器电极310的（多个）列可如所示被分组。

在另一个实施例中，传感器电极310可依照处理系统110内的布线被分组。例如，处理系统110内的集成电路可将迹线紧密靠近地布线，使得迹线类似于组320中的迹线315那样交叉耦合。因此，如果集成电路内的迹线其中一个受到瞬态噪声源影响，该噪声会被转移到剩余的交叉耦合的迹线。例如，即使迹线315未在布线层交叉耦合（即，未电容性耦合），处理系统110内、将迹线315耦合于afe305的内部布线可以交叉耦合。由于这种空间关系，电耦合于处理系统110内的内部迹线的传感器电极310可以被分组在一起。因此，由于内部迹线之间的交叉耦合，影响内部迹线其中一个的、任何周期性噪声源（例如，集成电路内的电路、afe、电源、显示驱动器、其他电容性感测电路等）可以影响使用组内所有传感器电极310所获得的电容性量度。通过识别处理系统110内交叉耦合的迹线，传感器电极310可被分类成（多个）组，以便补偿周期性（或瞬态）噪声源，如下详细描述。

在另一个实施例中，传感器电极310依照电极310本身之间的电容性耦合被分组。例如，相邻的电极（即，直接毗邻的电极）之间的间隔可能意味着这些电极被电容性耦合，使得引入到电极310其中一个上的噪声被转移到所有其相邻电极310上。如果噪声源是周期性的、且在得到所有相邻电极的电容性感测量度时出现，如以下所描述，该噪声可被识别并且移除。

图3仅仅是输入装置300的一个示例配置。在其他实施例中，装置300可包括，相比示出示例，列或行中更多或更少的传感器电极310。例如，一列可包括按列布置的八个传感器电极310，在这个情况下，处理系统110可使用两个4：1多路复用器来将八个传感器电极310中的四个耦合至一个afe305，而另外四个传感器电极310耦合到另一个afe305。

图4是依照本文描述的一个实施例的、示出afe305到传感器电极310之间的连接的输入装置400的示意图。在装置400中，一行中（而不是一列中）的传感器电极310选择性地耦合于相同的afe305。在这个示例中，传感器电极310a和310b（例如，顶端行的左半侧）通过迹线315a和315b耦合于afe305a。相对照，传感器电极310c和310d（即，顶端行的右半侧）通过迹线315c和315d耦合于afe305c。底端行以类似的方式排列，其中左半侧中的传感器电极310耦合于afe305b，而右半侧中的电极310耦合于afe305d。使用多路复用器405，处理系统110可以控制传感器电极310中的哪一个当前耦合于afe305。

在一个实施例中，耦合于这些行左侧中传感器电极310的afe305（即，afe305a和305b）布置于处理系统110的左侧-例如，在集成电路的左侧-而耦合于这些行右侧中的传感器电极310的afe305（即，afe305c和305d）布置于处理系统110的右侧。在一个实施例中，afe305a和305b可布置于与afe305c和305d不同的集成电路中。此外，尽管迹线315示出为按垂直方向布线，在一个示例中，afe305a和305b布置于传感器电极310的左侧，而afe305c和305d布置于电极310的右侧。迹线315可水平地布线而不是垂直布线，以将电极310耦合于afe305。例如，耦合于这些行左侧中的传感器电极310的迹线315布线到输入装置400的左侧，而耦合于这些行右侧中的传感器电极310的迹线315布线到输入装置400的右侧。如同在输入装置300中，迹线315可在独立的层或平面上布线，而不在包含传感器电极310的层上。

如所示，传感器电极310依照电极310耦合于哪个模拟前端305、被分类成逻辑组（例如，组a、b、c和d）。例如，在执行电容性感测时，每个afe305可能将噪声引入电容性感测量度。由于噪声的振幅或频率对于每个afe305可能是独特的，传感器电极310依照传感器电极310与哪个afe305连接来分组。例如，每次afe305a得到电极310a和310b的电容性感测量度时，afe305a中的电路将相同的噪声引入量度。由于该噪声是周期性的，处理系统110可如以下描述来补偿噪声（即，将噪声从电容性感测量度中移除）。

如图4所示，除了图3中描述的因素（诸如感测区和/或处理系统110内的交叉耦合的电组件），电极310可依照其电耦合于哪个电路（例如，afe305）来分组。在这个示例中，由于行的一半中的传感器电极310的每个选择性地耦合于相同的afe305，电极分组成多个半行。但是，如果整行选择性地耦合于相同的afe305，则电极310可分组成多个整行。备选地，如果每行中的三分之一传感器电极310耦合于相同的afe305，则每行可细分成三组。

一般地，图3和图4示出，通过识别影响该组内所有传感器电极310的电容感测量度的周期性噪声源，传感器电极310可被分类成逻辑分组。但是，周期性噪声源不需要相等地影响电容感测量度。例如，回过来参考图3，由于关联于组320内迹线315的不同电容，耦合于组320内的迹线315的噪声源可能不同地影响组a内的传感器电极的电容性感测量度。换言之，由于组320内迹线315具有不同长度，每个迹线315具有相应的电容和/或电阻值，其改变噪声如何影响对应传感器电极310的电容感测量度。结果，由于相应迹线315的不同长度，噪声源可对于最顶端的传感器电极310的电容感测量度具有，与组a中最底端的传感器电极310相比，不同的影响。相对照，在其他的布置中，噪声源可对组内传感器电极310的电容性感测量度具有大体上相同的影响。例如，在图4中，afe305a与传感器电极310a和310b之间的电连接的电特征可以大体上相同。因此，如果afe305a（或者在处理系统110中的近旁电路）是噪声源，所产生噪声以大体上相同的方式影响针对电极310a和310b的电容性感测量度。

图5是依照本文描述的一个实施例的、用于补偿引入传感器电极组的噪声的方法500的流程图。在框505，处理系统识别受到共同噪声源影响的、空间相关的传感器电极的组。传感器电极可使用以上描述技术的任一个，诸如在显示面板内的交叉耦合迹线、集成电路内部的交叉耦合布线、交叉耦合的传感器电极、至相同电路（例如，afe）的耦合等，来分组。在一个实施例中，传感器电极的分组可由系统设计者提供。例如，通过测试输入装置，系统设计者可识别周期性噪声源，诸如lcd面板内的瞬态信号、或将噪声注入电容性感测量度的处理系统内的驱动器电路。使用输入装置的拓扑，系统设计者可识别哪个传感器电极直接或间接地（例如，通过电容性耦合）耦合于噪声源。系统设计者可将噪声源及受到该源影响的传感器电极组告知处理系统。

在框510，处理系统确定组内传感器电极的结果信号。例如，使用绝对或跨电容性感测，处理系统内的一个或多个afe生成用作结果信号的电容性感测量度。在一个实施例中，结果信号为表示相对于基准量度的电容变化的数字值。在一个示例中，结果信号指示在没有输入对象与输入装置交互时捕获到的、来自基准量度的变化。此外，结果信号可受到噪声源影响。在另一个实施例中，结果信号被处理以确定由输入装置中的噪声导致的干扰量，并且可能未被用来追踪输入对象。

在框515，处理系统将结果信号（例如，电容性感测信号）与触摸阈值比较，以确定输入对象（例如，手指或触控笔）是否接近传感器电极。典型地，由手指导致的电容性量度远远大于仅由显示面板或集成电路内的噪声源影响的量度。因此，在一个实施例中，将触摸阈值设置到某个值，其确保超出阈值的结果信号是由输入装置导致的，而低于阈值的信号是由噪声而非任何输入对象导致的。

如果传感器电极组的结果信号的任一个高于阈值，方法500前进到框520，其中处理系统确定输入对象与组内传感器电极其中一个交互。例如，参考图3，组a中最顶端电极的结果信号可能满足触摸阈值，而组a中其他电极的量度不满足。由于电极的至少一个超出了阈值，处理系统跳过以下描述的噪声补偿过程。即，方法500前进到框540，其中处理系统使用电极组的结果信号来生成电容性图像，而不补偿可能已经由共同噪声源引入的噪声。但是，以下描述的噪声补偿技术也可用于改变在高于触摸阈值的传感器电极上量得的结果信号。

如果结果信号低于阈值，方法500从框515前进到框525，其中处理系统确定输入对象未与组内传感器电极的任一个交互。换句话说，在框525，由于结果信号没有超出预确定触摸阈值，处理系统确定输入对象未接近组内的传感器电极。

在框530，处理系统使用传感器电极组的结果信号计算至少一个偏移量。由于处理系统已经确定输入对象未与传感器电极交互，则基准量度与结果信号之间差异的大部分归因于周期性噪声源。即，要不是噪声源，结果信号应该接近于零，从而指示没有或者极少的相对基准量度的变化。但是，输入对象可能仍然是结果信号相对基准量度的某一变化的原因。因此，在一个实施例中，偏移量指示有多少相对于基准量度的变化归因于噪声源。

在一个实施例中，处理系统对组内传感器电极的结果信号取平均值，来确定偏移量。例如，如果噪声源相等地影响结果信号，则对结果信号取平均值可识别偏移量，其估计引入结果信号的噪声量。对偏移量取平均值可用于如图4示出的布置中，其中由耦合于相同组内的电极310的afe305所引入的噪声对结果信号具有大体上相同的影响。一般地，对结果信号取平均值可估计随时间从噪声源注入afe的功率量。

如果噪声源不相等地影响结果信号，可使用用于测量偏移量的其他技术。例如，如图3所示，引入到迹线315（其具有变化的长度）上的噪声可对该列中传感器电极的结果信号具有变化的影响。即，即使同时捕获结果信号，噪声源可能会对结果信号其中一个注入比另一个更多的功率。结果，处理系统可使用线性或非线性方程来计算针对组内传感器电极的每个的定制偏移量。方程可建模噪声源如何，取决于组内传感器电极和afe（或多个afe）之间的电连接的特定电属性，影响结果信号。因此，处理系统取决于对应于传感器电极的特定电容或电阻，计算多个偏移量，而不是只有一个偏移量。

在一个实施例中，偏移量可用于改变组外的传感器电极的结果信号。例如，共同噪声源可影响多个传感器电极，但是用于生成偏移量的电极组可能仅仅是多个传感器电极中的子集。虽然如此，输入装置可使用偏移量来调节受到相同噪声源影响的所有传感器电极的结果信号。

此外，在一个实施例中，向满足（例如，高于）在框515处使用的触摸阈值的结果信号施加偏移量。即，传感器电极也可能受到与用于生成偏移量的电极组相同的噪声源影响。因此，输入装置可使用偏移量来调节组外电极（其可能当前接近输入对象）的结果信号。

在框535，处理系统通过从传感器电极的每个的结果信号中减去偏移量，来补偿噪声。如果偏移量对于组内所有电极是相同的，处理系统从所有结果信号中减去相同偏移量。但是，如果针对不同的传感器电极而言偏移量是不同的，处理系统从对应的结果信号中减去定制偏移量。在补偿噪声源的影响之后，结果信号的剩余值代表输入对象在对应于组内传感器电极的位置处的影响。

方法500随后前进到框540，其中处理系统使用经补偿的（以及未补偿的，如果有的话）结果信号来生成电容性图像。移除或减轻未与输入对象交互的传感器电极的位置处的噪声，相对于单独使用未补偿量度，提供了更干净的电容性图像。例如，一些电容性感测算法评估由输入对象施加力的量、或者识别与感测区交互的多个输入对象之间的间隔，而不仅仅是寻找输入对象接近传感器电极的位置。这些算法可处理电容性图像，来识别传感器电极未接近输入对象的位置。换句话说，这些算法确定输入对象在感测区中何处、以及输入对象不在感测区中何处可能是重要的。此外，算法可处理电容性图像来确定结果信号的峰和谷。

使用方法500，所产生电容性图像提供未接近输入对象的感测区内位置以及接近输入对象的感测区内位置的、更精确的结果信号。例如，如果电极组在同时被两个手指接触的感测区中的两个位置之间，从电极组得到的结果信号中移除噪声提供了更精确的指示，即，输入装置在两个不同的点被接触，而不是由一个较大输入对象（例如，手的手掌）接触。类似地，如果处理系统（或其他硬件或软件应用）使用图像内电容性量度之间的差值来确定用于相对于输入装置按压输入对象的力的量，可通过使用方法500在输入对象未触摸之处移除来自结果信号的噪声，来改进该力量度，从而提供在输入对象触摸位置处捕获的结果信号与输入对象未触摸位置处捕获的结果信号之间的、更精确的对比。

因此，提出本文阐述的实施例和示例以便最好地解释依照本技术的实施例及其特定应用，从而使得本领域技术人员能够实现并使用本发明。但是，本领域技术人员将认识到，前述描述和示例仅为了例示和示例的目的而提出。所阐述的描述并不意在是穷举性的或将本发明限定到所公开的精确形式。