[发明专利]电容感应系统的伪触摸过滤

说明书

相关申请

本申请要求于2012年2月23日提交的美国临时申请第61/602,283号的权益，其全部内容据此以引用方式并入。

技术领域

本公开内容通常涉及到电容感应系统，并且更具体地涉及到在这些系统中的噪声过滤。

背景

电容感应系统可以感应到在电极上生成的反映电容变化的电信号。这些电容变化可以表明触摸事件（即，对象接近特定的电极）。电感应信号可以通过噪声的存在而被恶化。

电容感应系统中的噪声可以被概念化为包括“内部噪声”和“外部噪声”。内部噪声可以是能够同时影响整个系统的噪声。因此，内部噪声可以同时在所有电极上出现。换言之，内部噪声可以是关于系统传感器（例如，电极）的“共模”类型的噪声。内部噪声的源可以包括，但不局限于：传感器电源噪声（在提供到电容感应电路的电源上出现的噪声）和传感器发电噪声（从由较低幅值的电压产生较高幅值的电压的发电电路例如，充电泵产生的噪声）。

在触摸屏设备中（即，具有由电容感应网络覆盖的显示器的设备），显示器可以导致内部噪声。仅如几个实施例中，显示器噪声源可以包括，但不局限于：LCD VCOM噪声（来自液晶显示器的噪声，该噪声驱动在一段不同值之间的共模电压）、LCD VCOM耦合噪声（来自调制LCD设备中的薄膜晶体管层的噪声，该噪声可以通过VCOM节点被耦合），以及显示器电源噪声（类似于传感器发电噪声，但是针对显示器的电源）。

共模类型噪声可以由共模类型过滤器处理，该过滤器在感应阶段将所有电极共有的噪声过滤掉。

外部噪声不同于内部噪声，其可以由通过感应对象（例如，手指或者手写笔）耦合的电荷产生，并且因此可以被局部化到触摸区域。因此，外部噪声在感应阶段通常不是所有电极所共有的，而仅仅是电极中接近触摸事件的子集所有的。

外部噪声的源可以包括充电器噪声。充电器噪声可以由充电器设备导致（例如，插入AC电源的电池充电器，或者那些插入汽车电源的电池充电器）。通过AC电源操作的充电器可以经常包括“回归”转换，该转换可以相对于“真实的”地面（地球地面）产生不稳定的设备地。因此，当设备被连接到充电器时，如果在地球地面的用户触摸设备的电容感应表面，由于变化的设备地，触摸可以在触摸位置注入电荷，产生局部噪声事件。

其它的外部噪声源可以由各种可以耦合到人体的其它电场导致，包括但不局限于AC电源（例如，50/60Hz线电压）、荧光照明、整流式电动机、电弧焊和手机或者其它射频（RF）噪声源。来自这些设备的场可以被耦合到人体，其可以随后在接触事件中被耦合到电容感应表面。

图21是示出了常规的互电容感应设备中的充电器噪声的模型的原理图。电压源VTX可以是在TX电极上生成的发送信号、Rp1可以是TX电极的电阻、Cp1可以是TX电极和设备地（其可以是充电器地CGND）之间的（自）电容、Cm可以是TX电极和接收（RX）电极之间的互电容、Cp2可以是RX电极的自电容、Rp2可以是RX电极的电阻。Rx可以表示电容感应电路的阻抗。

Cf可以是感应对象2100（例如，手指）之间的电容。电压源VCh_Noise可以表示由CGND和地球地面（EGND）之间的差导致的噪声。电压源VCh_Noise可以通过等效电容Ceq被连接到设备地。

如图21中所示出的，感应电流（I_感应）可以响应于源VTX被生成，其可以响应于Cm变化而变化。然而，同时，由于充电器的操作，噪声电流（I_噪声）可以导致触摸事件。噪声电流（I_噪声）可以添加到I_感应信号和从I_感应信号减去，并且可以导致不正确的感应事件（当没有触摸发生时而示出触摸）和/或不正确的非感应事件（没有检测到触摸）。

图22示出了受到外部噪声干扰的常规系统中，对应于非触摸事件和触摸事件的电容感应值（在该情况为计数）。如所示出的，当设备不被触摸时（无触摸），噪声电平相对地较小。然而，当设备被触摸时（触摸），触摸位置的噪声电平非常高。

虽然电容感应系统可以包括共模类型过滤，但这些过滤通常不能解决外部噪声的不利影响的问题，因为这些噪声不在所有电极上出现，而是被局部化到接近感应事件的电极。

附图简述

本发明通过实施例的方式，而不是通过限制的方式在附图的图中被示出：

图1是根据实施方式的电容感应操作的流程图。

图2是根据另一个实施方式的电容感应操作的流程图。