[发明专利]传感器阵列的多阶段自电容扫描

说明书

本文描述了用于传感器阵列的多阶段自电容(MPSC)扫描的技术。在示例实施例中，设备包括耦合到处理逻辑的传感器逻辑。传感器逻辑被配置成在多个扫描操作的每一个扫描操作中同时感测传感器阵列的多个传感器元件，以便获得多个测量值，其中每个测量值表示多个传感器元件的在相对应的扫描操作期间累积的收集电荷。处理逻辑被配置成基于所获得的多个测量值来确定数据值，其中数据值分别表示多个传感器元件的自电容。

优先权

本申请是2017年3月31日提交的美国专利申请第15/475,412号的国际申请，该美国专利申请要求2016年12月14日提交的美国临时申请第62/434,319号的优先权和利益，所有申请通过引用被全部并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及触摸传感器设备领域，且尤其涉及对触摸传感器数据的处理。

背景

计算设备，如膝上型/笔记本计算机、移动通信设备、便携式娱乐设备(例如，手持视频游戏、多媒体播放器等)等等，可以包括便于用户和计算设备之间交互的用户界面设备。已经变得普遍的一种用户界面设备是通过电容感测进行操作的触摸传感器设备或触摸输入设备。触摸传感器设备可以实现为触摸屏、触摸传感器垫、触摸传感器滑块、或触摸传感器按钮，并且可以包括包含电容传感器元件的阵列的触摸传感器。电容感测通常包括扫描操作，该扫描操作周期性地测量与电容传感器元件相关联的电容变化，以相对于触摸传感器确定导电对象(例如，触笔、用户手指等)的存在、位置、类型、和/或移动。

各种电容感测应用(例如，诸如汽车应用)需要这样的电容感测，其能够限制电磁(EM)辐射的干扰，并支持高灵敏度和防水感测属性。然而，当前可用扫描技术(例如，诸如具有有源屏蔽的自电容感测)的一个缺点是，它不能在支持高灵敏度和防水感测的同时提供免受EM辐射的保护。

附图简述

图1是示出根据本文描述的多阶段自电容(MPSC)扫描技术的示例电子系统的实施例的框图。

图2是示出根据示例实施例的使用电容sigma-delta(CSD)调制器电路的MPSC扫描操作的各个阶段(周期)的框图。

图3A-3D是示出根据示例实施例的MPSC扫描操作模式的框图。

图4是示出例如根据图3A-D的示例实施例的MPSC扫描操作模式的示例电压波形的时序图。

图5A-5B是示出根据示例实施例的以四阶段架构的MPSC扫描操作的各个阶段的框图。

图6是示出例如根据图5A-5B的示例实施例的MPSC扫描操作模式的示例电压波形的时序图。

图7A-7B分别是示出根据示例实施例的具有自电容传感器元件的电容传感器阵列的框图和其示意图。

图8A-8C是示出例如根据图7A-B的示例实施例的电容传感器阵列的MPSC扫描操作的各个阶段的示例示意图的框图。

详细描述

以下的描述阐述了很多特定的细节，诸如特定的系统、部件、方法等的示例，以便提供对本文所描述的关于传感器阵列的多阶段自电容(MPSC)扫描的技术的各个实施例的良好理解。然而，对本领域的技术人员明显的是，至少一些实施例可在没有这些特定细节的情况下被实施。在其它实例中，没有详细地描述或以简单的方框图格式呈现公知的部件或方法，以便避免不必要地模糊本文描述的技术。因此，在下文中阐述的特定细节仅仅是示例性的。特定的实现方式可与这些示例性细节不同且仍然被认为在本发明的精神和范围内。