[发明专利]利用感测频率的较小偏移检测位置传感器中的噪声的方法和系统

说明书

技术领域

本发明通常涉及位置和接近传感器、诸如触摸板，以及更具体地涉及能够检测或避免存在于这种传感器中的噪声的设备、系统和方法。

背景技术

位置传感器通常被用作计算机、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、视频游戏播放器、消费电子产品、蜂窝电话、投币式公用电话、销售点终端、自动取款机、公用电话亭等等的输入设备。用于这种应用中的一种普通类型的传感器是能够容易地被找到的、例如作为许多笔记本型计算机上的输入设备的触摸板型传感器。用户通常通过在传感器的感测区附近移动手指、铁笔或其他刺激来操作该传感器。在载波信号被施加到感测区时，刺激产生电容、电感或其他电效应，其中该检测区能够被检测并且与刺激相对于该检测区的位置或接近相关联。该位置信息又能够被用于移动显示屏上的光标或其他指示器，或者被用于任何其他目的。在1999年3月9日被颁发给Gillespie等人的美国专利No.5,880,441中描述了基于电容感测技术的触摸板型位置传感器的一个例子。

尽管几年来已经广泛采用位置传感器，但设计师继续寻找改进传感器的功能和效率的方法。特别地，已经长期认识到识别和降低噪声对传感器的影响的困难。噪声源于包括计算机显示器背光、电源、无线通信设备等等的各种源。尽管许多传感器现在包括能够有效地去除许多类型的噪声的低和/或高通滤波器，但在识别和去除具有接近于传感器感测频率或其谐波中的任何一个谐波的频率的噪声分量方面仍然存在问题。所谓的“调谐噪声”难以识别或滤出，因为调谐噪声的有效“拍”频常常非常接近于由用户施加的刺激本身产生的信号的频率，从而使调谐噪声作为施加到感测区的刺激出现。因此，将不期望的调谐噪声的影响与刺激的期望影响区分开可能是非常困难的。另外，观察调谐噪声的时间可能是重要的，因为这种噪声的拍频可能相对低(例如大约10Hz或更小)，并且因此整个差拍循环的周期可能是相当大的(例如，对于0.1Hz的拍频来说大约10秒)。

不过，已经尝试了几种用于降低调谐噪声的影响的技术。一种传统的噪声避免技术包括：当在感测区不存在刺激时比较通过以两个或更多个不同感测频率操作传感器所产生的输出信号，然后使用产生较少数量的噪声的频率来操作该传感器。然而，该技术具有几个缺陷，因为实际上，特别是在存在显著的外部噪声时，确定刺激在任何给定时间是否存在可能是困难的。此外，因为该技术仅仅在刺激不存在时测量噪声，所以不考虑存在于刺激本身内的噪声源(例如经由刺激耦合到传感器上的环境射频噪声)。用于测量调谐噪声的另一技术包括：定期地禁止感测功能以确保未检测到刺激，然后比较在两个或更多个不同操作频率处观察到的噪声电平。尽管该技术的确测量经由刺激耦合到传感器上的噪声，但它不解决低拍频的问题。另外，由于禁止感测功能所引入的复杂性对于实际实现来说可能是相对困难和/或昂贵的。

因此，期望提供即使当噪声的频率接近于检测频率时也快速地、有效地且高效地检测位置传感器中的噪声的系统和方法。此外，期望创建即使当刺激存在于感测区处或附近时也是有效的噪声检测技术。结合附图和前述技术领域和背景技术，根据随后的详细描述和所附的权利要求，其他的期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

描述了用于检测触摸板或其他传感器中的噪声的方法、系统和设备，该触摸板或其他传感器响应于在感测区处或附近施加的刺激来产生调制输出。根据各种实施例，以在感兴趣的载波信号频率处或附近的感测频率施加载波信号。针对噪声，对传感器的输出进行解调、滤波或处理。然后，该载波以紧密间隔的第二感测频率来施加，并且再次针对噪声被解调、滤波和处理。选择载波信号的感测频率，以便它们彼此不同并在解调滤波器的带宽内相间隔。在另一实施例中，如果通过所施加的感测频率中的任何一个或其一些组合所识别出的噪声超过可接受的噪声电平，则可以使载波信号偏移到不同的载波频率以及一组相关的感测频率。在这种实施例中，选择第二组紧密间隔的感测频率，以便频率在解调滤波器的带宽内，但是与第一组感测频率间隔开。然后，可以针对第二和/或其他组紧密间隔的频率重复上述过程，直到检测到可接受的噪声电平为止。

附图说明

在下文中，将结合下述附图来描述本发明的各个方面，其中相同数字表示相同的元素，以及

图1是示出示例性接近感测设备的框图；

图2是示出感测设备的示例性噪声传递函数以及几个示例性高通滤波器的滤波器响应性的图；

图3是用于检测接近感测设备中的噪声的示例性方法的流程图；以及

图4是示出具有至少两个主要感测频率的感测设备的示例性噪声传递函数和滤波器响应性的图。