具有可调整参数的触摸屏控制器的制造方法

具有可调整参数的触摸屏控制器的制造方法
【专利摘要】本发明揭示用于在存在无线电场的情况下调整触摸感测装置的特性的系统、装置和方法。根据一个方面，可检测无线电场的存在，且可调整触摸感测装置的特性，以减少所述无线电场对所述触摸感测装置的干扰。
【专利说明】具有可调整参数的触摸屏控制器
【技术领域】
[0001 ] 本发明大体上涉及无线电力。更具体地说，本发明是针对用于在存在无线电场的 情况下调整触摸感测装置的特性的系统、装置和方法。
【背景技术】
[0002]越来越多数目和种类的电子装置经由可再充电电池供电。此些装置包含移动电 话、便携式音乐播放器、膝上型计算机、平板计算机、计算机外围装置、通信装置(例如，蓝 牙装置)、数码相机、助听器等。虽然电池技术已改进，但电池供电的电子装置越来越多地需 要和消耗较大量的电力。由此，这些装置不断地要求再充电。可再充电装置通常经由有线连 接来充电，有线连接需要缆线或其它类似连接件，其物理地连接到电力供应。缆线和类似连 接件有时可为不便或麻烦的，且具有其它缺点。能够在自由空间中传送待用以对可再充电 电子装置进行充电的电力的无线充电系统可克服有线充电解决方案的缺陷中的一些缺陷。 由此，高效且安全地传送用于对可再充电电子装置进行充电的电力的无线充电系统和方法 是合意的。
[0003]触摸感测装置(例如，触摸屏)可能受由无线电力系统产生的强电场和/或磁场 负面地影响。电场和磁场可与触摸感测装置的元件交互，且导致用户看到假触摸、降级的灵 敏性或其组合。

【发明内容】

[0004]在所附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方 面，其中无一者单独负责本文所述的合意属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下， 本文描述一些显著特征。
[0005]根据一个实施例，揭示一种装置。所述装置包含触摸传感器；检测器，其经配置以 接收指示无线电场的存在的信息；以及控制器，其经配置以至少部分地基于接收到的信息 调整触摸传感器的至少一个特性。
[0006]根据另一实施例，揭示一种操作触摸传感器的方法。所述方法包含检测无线电场 的存在；以及基于检测调整触摸传感器的感测特性。
[0007]根据另一实施例，揭示一种用于操作触摸传感器的装置。所述装置包含用于检测 无线电场的存在的装置；以及用于基于检测调整触摸传感器的感测特性的装置。
[0008]根据另一实施例，揭示一种用于处理经配置以操作触摸传感器的程序的数据的计 算机程序产品。计算机程序产品包含非暂时计算机可读媒体，其上面存储有用于致使处理 电路检测无线电场的存在且基于检测调整触摸传感器的感测特性的代码。
[0009]为了概述本发明的目的，本文已描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。将理 解，不一定所有此些优点均可根据本发明的任一特定实施例来实现。因此，可以按照实现或 优化如本文所教示的一个优点或优点群组而不一定实现如本文可教示或建议的其它优点 的方式来实施或进行本发明。【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1展示根据一些实施例的无线电力传送系统的框图。
[0011]图2展示图1的无线电力传送系统的更详细框图。
[0012]图3说明根据一些实施例的环形线圈的示意图。
[0013]图4是根据一些实施例的无线电力发射器的框图。
[0014]图5A说明根据一些实施例的用于通过触摸感测控制器检测无线电场的存在的通 信路径的实例框图。
[0015]图5B是根据一些实施例的无线电力接收器的框图。
[0016]图6A展示具有用于检测传感器阵列上方导电物体的存在的多个导电行和列的实 例感测装置的顶侧视图。
[0017]图6B展示说明操作感测装置的实例方法的流程图。
[0018]图7A和7B展示包含用户接口的触摸感测装置的实例。
[0019]图8A和SB展示根据一些实施例的用于结合触摸感测装置使用的实例过程的流程 图。
[0020]图9展示根据一些实施例的用于结合触摸感测装置使用的过程的实例的流程图。
[0021]图10展示根据一些实施例的无线电力频率调整的实例。
[0022]图1lA到IlC展示根据一些实施例的后处理调整的实例。
[0023]图12说明根据一些实施例的用于操作触摸传感器的装置的简化框图。
[0024]各个图中的相同参考数字和表示指示相同元件。
【具体实施方式】
[0025]下文结合附图陈述的详细描述意在作为本发明的实施例的描述，且无意表示可实 践本发明的仅有实施例。贯穿本描述而使用的术语“示范性”表示“充当实例、例子或说明”， 且不应必然被解释为比其它实施例优选或有利。详细描述包含用于提供对本发明实施例的 全面理解的具体细节。所属领域的技术人员将明白，可在没有这些具体细节的情况下实践 本发明的实施例。在一些例子中，以框图形式展示众所周知的结构和装置，以便避免模糊本 文所呈现的实施例的新颖性。
[0026]无线传送电力可涉及传送与电场、磁场、电磁场相关联的任何形式的能量，或者在 不使用物理电导体的情况下从发射器发射到接收器(例如，可经由自由空间传送电力)的 任何形式的能量。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可由接收天线或线圈接收或捕获， 以实现电力传送。
[0027]图1是根据一些实施例的无线电力传送系统的功能框图。可将输入电力102提供 给无线电力发射器104，以用于产生场106(例如，电磁场)，其用于将能量从无线电力发射 器104传送到无线电力接收器108。在无线电力传送期间，无线电力接收器108可耦合到场 106，且产生输出电力110，以供耦合到无线电力接收器108的用于接收输出电力110的装置 (未图示)储存或消耗。无线电力发射器104和无线电力接收器108分开距离112。在一 个实施例中，无线电力发射器104和无线电力接收器108根据相互共振关系而配置。当无 线电力接收器108的共振频率与无线电力发射器104的共振频率大体上相同或彼此非常接近时，在无线电力接收器108位于由无线电力发射器104产生的场106的“近场”中时，无 线电力发射器104与无线电力接收器108之间的发射损失最小。由此，与可能需要较大线 圈的纯电感解决方案(其要求线圈非常接近，例如在毫米范围内)形成对比，可在较大距离 上提供无线电力传送。共振电感耦合技术可因此允许各种距离上改进的效率和电力传送， 且具有多种天线或线圈配置。术语“线圈”意在指代可无线输出或接收用于耦合到另一“线 圈”的能量的组件。线圈还可称为经配置以无线输出或接收电力的类型的“天线”。在一些 实施例中，线圈在本文中还可称为或配置为“磁性”天线或感应线圈。
[0028]在一个实施例中，无线电力发射器104可经配置以输出具有对应于发射线圈114 的共振频率的频率的时变磁场。当接收器处于场106内时，时变磁场可在接收线圈118中 诱发电流。如上文所述，如果接收线圈118经配置以在发射线圈118的频率下共振，那么可 有效地传送能量。接收线圈118中所感应的AC信号可如上文所述调整，以产生可提供来为 负载充电或供电的DC信号。
[0029]无线电力发射器104进一步包含用于输出能量发射的无线电力发射线圈114，且 无线电力接收器108进一步包含用于能量接收的无线电力接收线圈118。如本文所指代，近 场可对应于其中存在因发射线圈114中的电流和电荷而产生的强电抗场的区，所述电抗场 最低程度地辐射电力远离发射线圈114。在一些情况下，近场可对应于在发射线圈114的约 一个波长(或其分数)内的区。根据将与之相关联的应用和装置来定发射和接收线圈的大 小。如上文所述，高效的能量传送通过将无线电力发射线圈114的近场中的能量的大部分 耦合到无线电力接收线圈118而不是以电磁波将大部分能量传播到远场而发生。当位于近 场内时，可在无线电力发射线圈114与无线电力接收线圈118之间形成耦合模式。无线电 力发射线圈114和无线电力接收118周围的可发生此近场耦合的区域在本文中可称为耦合 模式区。
[0030]图2展示图1的无线电力传送系统的更详细框图。无线电力发射器104包含无线 电力信号产生器122 (例如，压控振荡器)、驱动器124 (例如，功率放大器)以及TX阻抗调 整电路126。无线电力信号产生器122经配置以在所要频率(例如468.75KHz、6.78MHz或
13.56MHz)下产生信号，所述频率可响应于信号产生器控制信号123而调整。由无线电力信 号产生器122产生的信号可提供给驱动器124，其经配置以例如在发射线圈114的共振频率 下驱动发射线圈114。驱动器124可为经配置以从无线电力信号产生器122(例如，振荡器) 接收方波且输出正弦波的切换放大器。举例来说，驱动器124可为E类放大器。由无线电 力信号产生器122产生的信号由驱动器124接收，且可由驱动器124放大对应于放大控制 信号125的放大量。TX阻抗调整电路126可连接到驱动器124的输出，且可经配置以基于 无线电力发射线圈114的阻抗来调整无线电力发射器104的阻抗。在一些实施例中，TX阻 抗调整电路126可经配置以使无线电力发射器104的组件的阻抗与无线电力发射线圈114 的阻抗匹配。虽然未说明，但无线电力发射器104还可包含滤波器，其连接到驱动器124的 输出以及TX阻抗调整电路126的输入。滤波器可经配置以滤出经放大信号中不要的谐波 或其它不要频率。
[0031]无线电力接收器108可包含Rx阻抗调整电路132和电力转换电路134，以产生DC 电力输出来为负载136充电(如图2中所示)，或为耦合到无线电力接收器108的装置(未 图示)供电。可包含Rx阻抗调整电路132，以基于无线电力接收线圈118的阻抗来调整无线电力接收器108的阻抗。在一些实施例中，Rx阻抗调整电路132可经配置以使无线电力 接收器108的组件的阻抗与无线电力接收线圈118的阻抗匹配。无线电力接收器108和无 线电力发射器104可在单独的通信信道119(例如，蓝牙信道、紫蜂信道、蜂窝式信道等)上 通信。
[0032]无线电力接收器108，其最初可具有能够被停用的相关联负载(例如，负载136)， 可经配置以确定由无线电力发射器104发射且由无线电力接收器108接收的电力的量是否 适合为负载136充电。另外，无线电力接收器108可经配置以在确定电力的量适合后即刻 启用负载(例如，负载136)。在一些实施例中，无线电力接收器108可经配置以直接利用从 无线电力传送场接收的电力，而不为负载136(例如，电池)充电。举例来说，通信装置(例 如近场通信(NFC)或射频识别装置(RFID))可经配置以从无线电力传送场接收电力，且通 过与无线电力传送场交互来通信且/或利用接收到的电力来与无线电力发射器104或其它 装置通信。
[0033]图3说明根据一些实施例的环形线圈150的示意图。如图3中所说明，用于实施 例中的线圈可配置为“环形”线圈150，其在本文中还可称为“磁性”线圈。环形线圈可经配 置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯。空气芯环形线圈可较可容忍放置在所述芯附近 的外来物理装置。此外，空气芯环形线圈可允许将其它组件或电路(例如，集成电路)放置 在芯区域内。另外，空气芯环可实现将无线电力接收线圈(例如，图2的无线电力接收线圈 118)放置在无线电力发射线圈(例如，图2的无线电力发射线圈114)的平面内，从而增加 无线电力发射线圈114与无线电力接收线圈118之间的耦合因子。
[0034]无线电力发射器104与无线电力接收器108之间的高效能量传送可在无线电力发 射器104与无线电力接收器108之间的经匹配或几乎匹配的共振期间发生。然而，甚至当 无线电力发射器104与无线电力接收器108之间的共振不匹配时，也可传送能量，但效率可 能受影响。如上文所论述，能量传送可通过将无线电力发射线圈114的近场内的能量耦合 到位于产生电磁近场的区域内的无线电力接收线圈118而发生，而不是通过将来自无线电 力发射线圈114的能量传播到自由空间中而发生。
[0035]环形或磁性线圈的共振频率是基于线圈的电感和电容。环形线圈中的电感通常为 环的电感，而电容可通常以连接到环形线圈以形成具有所要共振频率的共振结构(例如， LC电路)的电容性组件的形式包含。作为非限制实例，电容器152和电容器154可连接到 环形线圈150，以形成在共振频率156下产生信号的共振电路。其它组件(例如，可变或固 定电感器、可变或固定电容器，和/或可变或固定电阻器)也可连接到环形线圈150，以用于 控制和调整共振频率。对于较大直径的环形线圈150，感应共振所需的电容的大小可随着环 的直径或电感增加而减小。此外，随着环形或磁性线圈的直径增加，近场的高效能量传送区 域可增加。其它共振电路是可能的。作为另一非限制实例，可将电容器并联放置在环形线 圈150的两个端子之间。对于无线电力发射线圈114，共振频率156下的信号可提供作为环 形线圈150的输入。
[0036]图4是根据一些实施例的无线电力发射器104的框图。无线电力发射器104包含 发射器电路202和无线电力发射线圈114。发射器电路202通过提供振荡信号以驱动无线 电力发射线圈114来将RF电力提供给无线电力发射线圈114。基于振荡信号，无线电力发 射线圈114产生用于从无线电力发射器104发射能量的电磁场。无线电力发射器104可在任何合适频率下操作。举例来说，无线电力发射器104可在13.56MHz的ISM频带下操作。
[0037]发射器电路202包含:TX阻抗调整电路126，其经配置以基于无线电力发射线圈 114的阻抗来调整发射器电路202的阻抗；以及低通滤波器(LPF) 208，以便使无线电力发射 器104所发射的电力最大化。LPF 208可经配置以将谐波发射减少到防止耦合到无线电力 接收器108的装置自干扰的等级。其它实施例可包含不同的滤波器拓扑，包含但不限于，陷 波滤波器，其衰减特定频率，同时传递其它频率，且可包含自适应阻抗匹配，其可基于可测 量发射度量(例如到线圈的输出电力或由驱动器汲取的DC电流)而改变。发射器电路202 进一步包含驱动器124，其经配置以驱动RF信号，如由无线电力信号产生器122所确定。发 射器电路202可包含离散装置或电路，且/或可包含集成电路。从无线电力发射线圈114 输出的RF电力可在约2到3瓦的范围内，但不限于此。
[0038]发射器电路202进一步包含TX控制器214，用于在针对特定接收器的发射阶段 (或工作循环)期间启用无线电力信号产生器122，用于调整振荡器的频率或相位，且用于 调整输出电力电平以用于实施用于经由其所附接接收器与相邻装置交互的通信协议。发射 路径中的振荡器相位和相关电路的调整允许减少带外发射，尤其是在从一个频率转变为另
一频率时。
[0039]发射器电路202可进一步包含负载感测电路216，其用于检测由无线电力发射线 圈114产生的充电区190附近活动接收器和其它装置的存在或不存在。举例来说，负载感 测电路216监视流到驱动器124的电流以及驱动器124的电压电平(例如，如由电流信号 235和电压信号234所说明)，其受由无线电力发射线圈114产生的充电区附近活动接收器 和/或其它装置的存在或不存在影响。驱动器124上的负载的变化的检测由TX控制器214 监视，以用于确定是否启用无线电力信号产生器122来发射能量和与活动接收器通信。
[0040]无线电力发射线圈114可用利兹线(Litz wire)来实施，或实施为具有经选定以 使电阻损失保持较低的厚度、宽度和金属类型的线圈条。无线电力发射线圈114可通常经 配置以用于与例如桌子、垫子、灯等较大结构或其它较不易携带的配置相关联。因此，无线 电力发射线圈114通常将不需要“转动”，以便具有实际尺寸。无线电力发射线圈114的实 施例可为“电学上较小”(例如，大约为波长的部分)，且通过使用电容器定义共振频率来调 谐以在较低可用频率下共振。
[0041]无线电力发射器104可搜集和跟踪关于可与无线电力发射器104相关联的接收器 装置的行踪和状态的信息。因此，发射器电路202可包含存在检测器280、封闭状态检测器 260或其组合，其连接到TX控制器214。TX控制器214可响应于来自存在检测器280和封 闭状态检测器260的存在信号来调整由放大器210递送的电力的量。无线电力发射器104 可通过若干电源接收电力，例如AC-DC转换器(未图示)，其用以转换建筑物中存在的常规 AC电力；DC-DC转换器(未图示)，其用以将常规DC电源转换为适合无线电力发射器104的 电压，或直接来自常规DC电源(未图示)。
[0042]存在检测器280可包含运动检测器，其用以感测插入到无线电力发射器104的覆 盖区域中的待充电装置的初始存在。在检测之后，可接通无线电力发射器104，且可使用装 置接收到的RF电力以预定方式来回切换Rx装置上的开关，这又导致无线电力发射器104 的驱动点阻抗的变化。
[0043]存在检测器280还可包含能够例如通过红外线检测、运动检测或其它合适手段来检测人的检测器。在一些实施例中，可能存在限制发射线圈在特定频率下可发射的电力的 量的规则。在一些情况下，这些规则意在保护人或其它生物免于电磁辐射。然而，可能存在 其中发射线圈被放置在并非由人占用或人很少占用的区域中的环境，例如车库、工厂车间、 商店等。如果这些环境无人，那么可准许使发射线圈的电力输出增加到正常电力约束规则 以上。换句话说，TX控制器214可响应于有人存在而将无线电力发射线圈114的电力输出 调整到规章规定的电平或以下，且当人在无线电力发射线圈114的电磁场的规章规定距离 以外时，将无线电力发射线圈114的电力输出调整到高于规章规定电平的电平。
[0044]作为非限制实例，封闭状态检测器260 (在本文中也称为封闭舱室检测器或封闭 空间检测器)可为用于确定包裹体何时处于闭合或打开状态的装置，例如感测开关。当无 线电力发射器104包含于处于封闭状态的包裹体内时，可增加无线电力发射器104的电力 电平。
[0045]在一些实施例中，可使用无线电力发射器104不会无限期保持接通的方法。在此 情况下，可对无线电力发射器104进行编程以在用户确定的时间量之后关断。此特征可用 以防止无线电力发射器104(尤其是驱动器124)在处于其周边的无线装置完全充电之后运 行较久。此事件可归因于用以检测从中继器或接收线圈发送的装置完全充电的信号的电路 的失效。为了防止无线电力发射器104在另一装置放置于其周边时自动关断，无线电力发 射器104的自动关断特征可仅在其周边检测到缺乏运动达设定周期之后被激活。用户可能 够确定不活动时间间隔，并根据需要改变所述间隔。作为非限制实例，所述时间间隔可长于 在特定类型的无线装置最初被完全放电的假定下所述装置充满电所需的时间。
[0046]根据一些实施例，触摸感测装置可经配置以检测无线电场的存在，或关于由无线 电力发射器104产生的无线电场的存在的所接收信息。图5A说明根据一些实施例的用于通 过触摸感测控制器352来检测无线电场的存在的通信路径的实例框图。如图5A中所说明， 触摸感测控制器352可经配置以从无线电力接收器108接收指示存在无线电场的信号。无 线电力接收器108和触摸感测控制器352可包含于同一装置(例如，经配置以经由无线场 接收电力的装置)中。触摸感测控制器352还可经由通信接口 322从无线电力接收器108 接收无线电场存在信号。举例来说，与触摸感测控制器352分开的无线电力接收器108可 经由通信接口 322根据通信协议与触摸感测控制器352通信。另外，触摸感测控制器352 可经配置以直接从无线电力发射器104接收无线电场存在信号324，且/或可包含用于检测 无线电场的存在的单独检测器(未图示)。基于无线电场的检测，触摸感测控制器352可经 配置以调整触摸感测装置的特性，如下文将参看图8到11更详细地描述。如本文所述的触 摸感测装置和触摸感测控制器352可集成在各种装置中，包含例如电子相机、视频记录器、 网络摄像头、蜂窝式电话、智能电话、便携式媒体播放器、个人数字助理、膝上型计算机、平 板计算机等。
[0047]图5B是根据一些实施例的无线电力接收器108和充电装置352的框图。无线电 力接收器108可包含于充电装置350中或与充电装置350通信，且可经配置以从包含如上 文所述的无线电力发射器(例如无线电力发射器104)的充电器接收电力。无线电力接收 器108包含接收电路302和无线电力接收线圈118。无线电力接收器108可耦合到充电装 置350，以用于向其传送接收到的电力。将无线电力接收器108说明为在充电装置350外 部，但可集成到充电装置350中。可将能量无线传播到无线电力接收线圈118，且接着经由接收电路302将能量耦合到充电装置350。
[0048]无线电力接收线圈118可经调谐以在与无线电力发射线圈114相同的频率下或在 指定频率范围内共振。无线电力接收线圈118可与无线电力发射线圈114类似地定尺寸，或 可基于相关联的充电装置350的尺寸而具有不同大小。举例来说，充电装置350可为具有 小于无线电力发射线圈114的直径或长度的直径或长度尺寸的便携式电子装置。在此实例 中，无线电力接收线圈118可实施为多匝线圈，以便减小调谐电容器(未图示)的电容值， 且增加无线电力接收线圈118的阻抗。可将无线电力接收线圈118放置在充电装置350的 实质圆周周围，以便最大化线圈直径，且减少无线电力接收线圈118的环匝(例如绕组)的 数目以及绕组间电容。
[0049]接收电路302可包含Rx阻抗调整电路132，其用于调整接收电路302的组件到无 线电力接收线圈118的阻抗。接收电路302可包含电力转换电路134，其用于将接收到的RF 能量源转换为供充电装置350使用的充电电力。电力转换电路134可通常称为用于将从无 线场接收到的电力转换为用于为负载充电的电力的调压器。在一些实施例中，电力转换电 路134包含RF到DC转换器308，且还可包含DC到DC转换器310。RF到DC转换器308将 无线电力接收线圈118处接收到的RF能量信号调整为非交替电力，而DC到DC转换器310 将经调整的RF能量信号转换为与充电装置350兼容的能量电位(例如，电压)。预期各种 RF到DC转换器，包含局部和完整整流器、调节器、桥接器、倍频器，以及线性和切换转换器。
[0050]接收电路302可进一步包含切换电路(未图示)，用于将无线电力接收线圈118 连接到电力转换电路134，或者用于断开电力转换电路134。使无线电力接收线圈118与电 力转换电路134断开不仅挂起装置350的充电，而且还改变无线电力发射器104 “所见”的 “负载”。
[0051]如上文所述，无线电力发射器104包含负载感测电路216，其检测提供给发射器驱 动器124的偏置电流的波动，和/或驱动器124的电压电平的波动。因此，无线电力发射器 104具有用于确定无线电力接收器108和/或其它装置何时存在于无线电力发射器104的 充电区190内的机构。
[0052]当多个无线电力接收器108存在于充电区190中时，可希望时间多路复用一个或 一个以上接收器的加载和卸载，以使其它接收器能够更高效地耦合到无线电力发射器104。 还可隐匿无线电力接收器108，以便消除到其它附近接收器的耦合，或减少附近发射器上的 加载。无线电力接收器108的此“卸载”还可称为“隐匿”。由无线电力接收器108控制且 由无线电力发射器104检测的卸载与加载之间的切换可提供从无线电力接收器108到无线 电力发射器104的通信机制。另外，协议可与实现消息从无线电力接收器108到无线电力 发射器104的发送的切换相关联。举例来说，切换速度可大约为100微秒。
[0053]根据一些实施例，无线电力发射器104与无线电力接收器108之间的通信指代装 置感测和充电控制机制，而不是常规的双向通信(例如，在使用耦合场的带信令中)。换句 话说，无线电力发射器104可使用对所发射信号的开/关键控来调整能量是否在近场中可 用。无线电力接收器108可将能量的这些变化解译为来自无线电力发射器104的消息。从 接收器侧看，无线电力接收器108可使用接收线圈118的调谐和去谐来调整正从场接受多 少电力。在一些情况下，可经由Rx阻抗调整电路132和TX阻抗调整电路126来实现调谐 和去谐。无线电力发射器104可检测来自所述场的所使用的电力的此差异，且将这些变化解译为来自无线电力接收器108的消息。注意，可利用发射电力和负载行为的其它形式的 调制。
[0054]接收电路302可进一步包含信标检测器314，其用以识别接收到的能量波动，其可 对应于从无线电力发射器104到无线电力接收器108的信息信令。此外，信标检测器314 还可用以检测降低的RF能量信号(例如，信标信号)的发射，且将降低的RF能量信号调整 为具有标称电力的信号，用于唤醒接收电路302内的未供电或电力耗尽的电路，以便控制 接收电路302进行无线充电。
[0055]接收电路302进一步包含Rx控制器316，用于协调本文所述的无线电力接收器 108的处理。Rx控制器316对无线电力接收器108的隐匿也可在发生其它事件后发生，包 含检测到将充电电力提供给充电装置350的外部有线充电源(例如，壁式/USB电力)。除 控制无线电力接收器108的隐匿之外，Rx控制器316还可监视信标检测器314，以确定信标 状态且提取从无线电力发射器104发送的消息。Rx控制器316还可根据充电控制信号318 来调整DC到DC转换器310，以增加充电系统的效率。
[0056]充电装置350可包含触摸感测控制器352以及触摸传感器354。Rx控制器316可 经由触摸控制信号320与触摸感测控制器352通信。触摸控制信号320可包含呈二元信号 (例如，电压高或电压低)形式的简单“开/关”命令。在一些实施例中，触摸控制信号320 可包含关于无线电场的场频率和强度的特定信息。触摸感测控制器352可通过重新配置触 摸传感器354以改进触摸传感器354在无线电场存在的情况下的性能来响应触摸控制信号 320。举例来说，触摸感测控制器352可调整触摸传感器354和触摸感测控制器352的特性， 包含驱动电压、检测电压阈值、操作频率、软件滤波器、检测过程以及后处理方法。
[0057]本文参考由触摸感测控制器352接收的信号而描述的实施例可基于与无线电力 接收器108的通信而描述。然而，所述描述适用于经由通信接口 352、直接从无线电力发射 器104接收，或由触摸感测控制器324的检测器检测的信号，如上文参看图5A所论述。另 外，可经由检测触摸传感器354的元件(例如，基于无线电场对所包含的用于检测用户触摸 的电容器的影响)来得出关于无线电场的信息，如下文将参考图6A到6B更详细地论述。
[0058]图6A展示具有用于检测传感器阵列上方导电物体的存在的多个导电行和列的实 例感测装置的顶侧视图。尽管本文所揭示的导电结构中的一些可称为“行”或“列”，但所属 领域的技术人员将容易理解，将一个方向称为“行”且另一方向称为“列”是任意的。换句话 说，在一些定向上，行可被视为列，且列可被视为行。此外，导电结构可均匀地布置在正交的 行和列(“阵列”)中，或布置在非线性配置中，例如相对于彼此具有某些位置偏移(例如， “马赛克”)。因此，称为行和列的导电结构无需彼此正交布置，或以均匀分布安置，在任一情 况下，而是可包含具有不对称形状和非均匀分布元件的布置。
[0059]感测装置600a可经配置以确定导电物体(例如，用户的手指或手写笔)相对于感 测装置600a的位置，且将此位置提供给外部电路，例如寻址电路、计算机或其它电子装置。 在一个实施例中，感测装置600a可安置在下伏显示器(未图示)上方。在此实施例中，检 视者可经由感测装置600a的传感器区608a观察到下伏显示器的至少一部分。
[0060]感测装置600a可包含大体上透明的覆盖衬底602a，其具有安置在覆盖衬底602a 下面的一组导电行606a和一组导电列604a。为了清楚，图6A中不展不所述组导电行606a 和所述组导电列604a的细节。覆盖衬底602a可包含绝缘材料，例如玻璃。导电行606a和列604a界定传感器区608a内的传感器阵列620a。通过导电引线612a、614a将导电行606a和列604a电耦合到感测电路610a。
[0061 ] 在一些实施例中，感测电路610a将脉冲信号周期性地施加到个别导电行606a和列604a，且检测单独的导电行606a和列604a之间和/或导电行或列与任意接地之间的电容。感测电路610a可包含硬件和/或可编程逻辑。导电行与导电列之间的电容可称为“互电容”，且导电行或列与任意接地之间的电容可称为“自电容”。将导电物体定位成相对较接近导电行606a与列604a之间的重叠改变了局部静电场，其降低了导电行606a与列604a之间的互电容。感测电路610a可通过周期性地检测导电行606a和列604a的互电容和/或自电容且将电容变化与默认条件进行比较，来检测定位成非常接近(例如，触摸或安置成接近)传感器区608a的区域的导电物体的存在。基于对导电行606a和列604a的几何形状的图案化，可确定导电物体相对于感测装置600a的位置。因此，可改变一个或一个以上行606a和列604a附近的局部静电场的其它因素(例如，由另一电路产生的电干扰，例如，无线电力发射器104产生无线电场)可影响感测电路610a的感测性能。
[0062]图6B展示说明操作感测装置的实例方法的流程图。可使用方法630来操作各种感测装置，例如图6A的感测装置600a。如框632处所示，可提供彼此间隔开的导电行和列以形成传感器区内的传感器阵列。如上文所论述，传感器区可安置在下伏显示器上方。如框634处所示，可通过外部感测电路将信号提供给每一导电行和列，且如框636处所示，可随着时间的过去而测量每一行和列的电容变化。感测电路可比较邻近行和邻近列之间的临时电容变化，如框638处所不。每一行可与传感器区上的一坐标位置(例如，垂直位置)相关联，且每一列可与传感器区上的另一坐标位置(例如，水平位置)相关联，使得使用经比较的电容变化来确定导电物体在传感器区上方的二维输入位置(例如，水平-垂直坐标位置)，如框640处所示。
[0063]根据一些实施例，附接到导电行606a和列604a的感测电路600a可经配置以在显示装置的初始化期间执行测量。如果初始化测量显示感测组件的电容高于阈值，那么感测电路600a可经配置以用信号通知归因于外部来源的噪声的存在。基于测量与不同阈值的比较，根据一些实施例，感测电路600a可经配置以将外部来源识别为无线电场。阈值可在装置的生产期间预编程或校准，且可存储在显示装置的存储器中的查找表中。可修改感测电路600a所依靠的感测特性，以考虑归因于无线电场的噪声的存在。举例来说，可调整以下各项中的一者或一者以上:灵敏性阈值、感测波形的驱动强度、驱动信号的频率以及应用于所接收感测信号的滤波(例如，后处理)的类型和量。
[0064]图7A到7B展示根据一些实施例的包含用户接口的实例的触摸感测显示装置的实例。触摸感测装置700可包含可至少部分地安置在显示装置上方的传感器区708。如图7A中所示，触摸感测显示装置700可经配置以感测由导电物体(例如，手指702)输入的触摸的区域710。包含于触摸感测显示装置700中的感测装置可包含一个或一个以上导电行706和一个或一个以上导电列704。为了清楚，图7A和7B说明单个导电行706和单个导电列 704。
[0065]如上文参看图6A所论述，感测电路可将脉冲信号周期性地施加到个别导电行706和列704，以检测单独的导电行706和列704之间和/或导电行或列与任意接地之间的电容。将手指702定位在导电行706与导电列704之间的重叠附近可改变局部静电场,其降低导电行706与导电列704之间的互电容。感测电路可通过周期性地检测导电行706和列704的互电容和/或自电容且将电容变化与默认条件(例如，检测阈值)进行比较，来检测定位成非常接近(例如，触摸或安置为接近)传感器区1108的区域710的手指702的存在。在触摸感测显示装置的一些实施例中，可使用触摸输入来与嵌入式软件交互。举例来说，可使用触摸输入来操纵光标元件以导航通过软件，且/或显示手写文本，且/或将手写文本输入到存储器中。
[0066]现在转向图7B，示意性地说明触摸感测显示装置700，其具有在图7A的触摸输入的区域710下面显示的光标元件712。用户可通过改变触摸输入的位置来操纵光标元件712。举例来说，用户可用手指702触摸传感器区708，使得光标元件712在触摸710的区域下面显示，且可随后将手指702移动到传感器区708的第二区域，使得光标元件712在第二区域下面显示。
[0067]图8A和SB展示根据一些实施例的用于结合触摸感测显示装置使用的实例过程的流程图。如图8A中所说明，方法800可包含指示无线电场的存在的信号的发射，如由框802所说明。响应于接收到所述信号，方法800可包含调整触摸传感器的特性，如由框804所说明。如图SB中所说明，方法810可包含检测无线电场的存在，如由框812所说明。响应于所述检测，方法810可包含调整触摸传感器的特性，如由框814所说明。在一些实施例中，感测特性可包含信噪比、灵敏性阈值、到触摸传感器354的输入波形的电压电平、感测波形的驱动强度、驱动信号的频率，以及应用于所接收感测信号的滤波(例如，后处理)的类型和量。在一个实例中，无线电场可导致电干扰的增加，且触摸感测控制器352可基于增加的电干扰增加感测特性，例如驱动强度。因此，可随归因于无线电场的电干扰的改变一起调整感测装置的性能。在另一实例中，无线电场的频率可对应于在用于驱动触摸传感器354的驱动频率的范围内的频率。在此实例中，如果无线电场的频率或其谐波中的一者接近感测频率，那么电干扰特性可增加。为了限制且/或降低电干扰特性，可调整无线电力频率或感测特性中的任一者，在一些实施例中，触摸传感器354可经配置以减少或消除假触摸，且最小化灵敏性损失，如将参考图12更详细地描述。
[0068]图9展示根据一些实施例的用于结合触摸感测装置使用的过程的实例的流程图。方法900可在控制器(例如包含于例如充电装置350等装置中的触摸感测控制器352)中实施。如上文参考图5B所论述，触摸感测控制器352可经配置以初始化且调整触摸传感器354的特性。如图9中所说明，方法900可通过初始化触摸传感器354而开始，如由框902所说明。可接收触摸控制信号(例如，触摸控制信号320)，如由框904所说明。方法900可接着确定是否检测到壁式充电器，如由决策框906所说明。如果已检测到壁式充电器，那么可将用于触摸传感器354的驱动信号的驱动强度设定为相对“高”电平，如由框910所说明。驱动强度的“高”电平在与未检测到壁式充电器且无线电场不存在时的状态下设定的驱动强度相比时可相对较高，如下文将论述。可将驱动频率设定为第一频率F1，如由框912所说明。可将检测阈值设定为中等电平(例如THM，使得THm<THh)，如由框914所说明，且可将后处理方法设定为后处理方法“B”，如由框916所说明。在检测到壁式充电器的情形中可使用“高”驱动强度，因为可用电力的存在是不受限的。驱动频率F1、检测阈值THm以及后处理方法“B”可对应于基于驱动强度实现触摸输入的准确检测的设定。另外，在一些实施例中，可将驱动频率F1、检测阈值THM、后处理方法“B”以及“高”驱动强度调整到实现存在无线电场和不存在无线电场两者情况下触摸的准确检测的电平。
[0069]返回到决策框906，如果未检测到壁式充电器，那么方法继续在决策框608处确定是否检测到无线电场。如果未检测到无线电场，那么方法继续将驱动强度设定为“低”(例如，低于存在无线电场或检测壁式充电器时所使用的驱动强度)，将驱动频率设定为FlJf检测阈值设定为THl (例如THl < THm < THh)，且将后处理方法设定为“A”，如分别由框918、920、922和924所说明。在不存在壁式充电单元和无线电场的情况下，装置可经配置以基于可用电池电力而操作。因此，减少由触摸传感器使用的电力的量可为有益的。如图9中所说明，方法可通过降低驱动强度和检测阈值来在此模式下操作，以便减少触摸传感器所使用的电力的量。驱动频率Fl和后处理方法“A”可对应于基于对应低驱动强度和低检测阈值实现触摸的准确检测的设定。
[0070]返回到决策框608，如果所述方法确定检测到无线电场，那么基于无线电场的存在而调整触摸传感器的特性。如图9中所说明，将驱动强度设定为“高”电平，将驱动频率设定为频率F2，将检测阈值设定为高电平(THh)，且将后处理方法设定为“C”，如分别由框926、928,930和932所说明。驱动频率F2和后处理方法“B”可对应于实现存在无线电场的干扰的情况下对触摸的准确检测的设定。在检测到无线电场的情形中，可使用“高”驱动强度，因为可用电力的存在是不受限的。另外，可将检测阈值设定为比存在壁式充电器的情况下的操作期间的电平高的电平，因为无线电场可干扰触摸传感器对触摸的检测。在不同操作模式下，驱动频率Fl和F2的选择以及后处理方法的应用的实例将在下文参考图10和IlA到IlC更详细地描述。
[0071]可基于查找表来调整触摸传感器354的特性，所述查找表包含对应于触摸传感器354的环境的各种特性。查找表可包含可受无线电场影响且提供给触摸传感器354的各种干扰特性(例如，电干扰特性)。在一些实施例中，可在查找表中指示干扰的各种等级。这些干扰特性中的每一者可通过更改一个或一个以上感测元件附近的局部静电场而不同程度地影响触摸传感器354的性能。查找表还可包含将基于干扰特性来调整的一个或一个以上特性。
[0072]查找表可经编程以包含预设输入和输出，且/或可用用户输入编程以改变输入和输出。查找表可存储在耦合到包含触摸传感器354的装置的一个或一个以上存储装置中。
[0073]图10展示根据一些实施例的无线电力频率调整的实例。如图10中所说明，在不存在无线电场的情况下，可选择用于触摸传感器的驱动频率F1。另外，在存在具有在驱动频率Fl的范围内的无线电力频率的无线电场的情况下，可选择驱动频率F2。举例来说，Fl可在约2到6MHz的范围内。如果无线电场经配置以在约6.78MHz的频率下传送电力，那么可将F2选择为约200到400khz。
[0074]图1lA到IlC展示根据一些实施例的后处理调整的实例。如图1lA中所说明，在不存在无线电场的情况下，可基于从触摸屏的个别感测元件接收到的信号来检测触摸感测位置1100。或者，在存在无线电场的情况下，可对从个别感测元件接收到的信号进行滤波，并确定其对应于无线电场所导致的干扰，如由图1lB中的误感测位置1102所说明。后处理或滤波方法(例如，图9的后处理方法“C”)可需要来自多个邻近感测元件的信号来用于确定触摸感测位置。举例来说，如图1lC中所说明，当从触摸屏的三个邻近感测元件接收到感测信号时，后处理方法可辨识触摸感测位置1100。其它检测技术也是可能的(例如，两个或两个以上邻近感测元件的检测，和/或感测元件所产生的信号存在的时间量的检测)。另外，后处理方法可忽略从个别感测元件接收到的感测信号，如由图1ic中的误检测位置1102所说明。
[0075]可使用多种不同技术和技法中的任一者来表示信息和信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在以上描述中可能始终参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。
[0076]结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为清楚说明硬件与软件的这种可互换性，上文已大致关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。将所述功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用以及强加于整个系统的设计约束。可针对每一特定应用以不同方式实施所描述功能性，但所述实施决策不应被解释为导致偏离本发明实施例的范围。
[0077]本文(例如，关于附图中的一者或一者以上)所描述的功能性在一些方面中可对应于所附权利要求书中类似表示的“用于……的装置”的功能性。图12说明根据一些实施例的用于操作触摸传感器的装置的简化框图。如图12中所说明，用于检测无线电场的存在的装置1202可对应于包含于充电装置350或触摸感测控制器352中的检测器，如上文参看图5A到5B所论述。另外，用于检测无线电场的存在的装置1202可对应于无线电力接收器108。用于基于检测调整触摸传感器的特性的装置1204可对应于如上文参看图5B所论述的触摸感测控制器352。用于检测无线电场的存在的装置1202以及用于基于检测调整触摸传感器的特性的装置1204可经由用于通信的装置1206(例如，通信总线)进行通信。
[0078]结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性块、模块和电路可用经设计以执行本文所述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或一`个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此类配置。
[0079]结合本文中所揭示的实施例而描述的方法或算法的步骤以及功能可直接以硬件、由处理器执行的软件模块或所述两者的组合来体现。如果以软件实施，那么可将功能作为有形非暂时计算机可读媒体上的一个或一个以上指令或代码而加以存储或传输。软件模块可驻存在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM (EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸盘、CD ROM或任何其它形式的存储媒体中。存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息，且将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘使用激光以光学方式再现数据。上述各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。处理器及存储媒体可驻存在ASIC中。ASIC可驻存在用户终端中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻存在用户终端中。
[0080]尽管已依据某些实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员明白的其它实施例(包含不提供本文所陈述的所有特征和优点的实施例)也在本发明的范围内。此外，可组合上文所述的各种实施例以提供进一步实施例。另外，一个实施例的上下文中所展示的某些特征也可并入到其它实施例中。因此，本发明的范围仅参考所附权利要求书来界定。
【权利要求】
1.一种电子装置，其包括:触摸传感器；检测器，其经配置以接收指示无线电场的存在的信息；以及控制器，其经配置以至少部分地基于所述所接收信息调整所述触摸传感器的至少一个特性。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述触摸传感器经配置以基于所述所接收信息感测触摸。
3.根据权利要求感测特性。
4.根据权利要求包含信噪比。
5.根据权利要求包含灵敏性阈值。
6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的电子装置，其中所述至少一个感测特性包含所述触摸传感器的驱动频率。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其中所述所接收信息包含所述无线电场的频率， 且其中所述控制器经配置以基于所述无线电场的所述频率调整所述触摸传感器的所述驱动频率。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的电子装置，其中所述至少一个感测特性包含后处理方法。
9.根据权利要求1到8中任一`权利要求所述的电子装置，其中所述触摸传感器包含多个感测元件，且其中所述检测器经配置以基于所述多个感测元件中的至少一者的变化来接收指示无线电场的存在的所述信息。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的电子装置，其进一步包括存储在耦合到感测电路的一个或一个以上存储电子装置中的查找表，其中所述查找表包含至少一个寻址特性以及所述至少一个感测特性。
11.一种操作触摸传感器的方法，所述方法包括:检测无线电场的存在；以及基于所述检测调整所述触摸传感器的感测特性。
12.根据权利要求11所述的方法，其中调整感测特性包括增加驱动波形的驱动强度。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中调整感测特性包括增加检测阈值。
14.根据权利要求11到13中任一权利要求所述的方法，其中调整感测特性包含调整所述触摸传感器的驱动频率。
15.根据权利要求11到14中任一权利要求所述的方法，其进一步包括确定所述无线电场的频率；以及基于所述无线电场的所述频率调整所述触摸传感器的所述驱动频率。
16.根据权利要求11到15中任一权利要求所述的方法，其中所述至少一个感测特性包含后处理方法。
17.根据权利要求11到16中任一权利要求所述的方法，其中所述触摸传感器包含多个感测元件，且其中检测所述无线电场的所述存在包含基于所述感测元件中的至少一者的变化进行检测。
18.根据权利要求11到17中任一权利要求所述的方法，其中调整感测特性包含基于查找表中的信息使关于所述无线电场的信息与感测特性相关。
19.一种用于操作触摸传感器的电子装置，所述电子装置包括:用于检测无线电场的存在的装置；以及用于基于所述检测调整所述触摸传感器的感测特性的装置。
20.根据权利要求19所述的电子装置，其中所述用于检测无线电场的存在或不存在的装置包括检测电路，且其中所述用于调整所述触摸传感器的感测特性的装置包括控制器。
21.根据权利要求19或20所述的电子装置，其中所述用于调整感测特性的装置包含用于增加驱动波形的驱动强度的装置。
22.根据权利要求19到21中任一权利要求所述的电子装置，其中所述用于调整感测特性的装置包含用于增加检测阈值的装置。
23.根据权利要求19到22中任一权利要求所述的电子装置，其中所述用于调整感测特性的装置包含用于调整所述触摸传感器的驱动频率的装置。
24.根据权利要求19到23中任一权利要求所述的电子装置，其进一步包括用于确定所述无线电场的频率的装置；以及用于基于所述无线电场的所述频率调整所述触摸传感器的所述驱动频率的装置。
25.根据权利要求19到24中任一权利要求所述的电子装置，其中所述至少一个感测特性包含后处理方法。
26.根据权利要求19到25 中任一权利要求所述的电子装置，其中所述触摸传感器包含多个感测元件，且其中检测所述无线电场的所述存在包含基于所述感测元件中的至少一者的变化进行检测。
27.根据权利要求19到26中任一权利要求所述的电子装置，其中调整感测特性包含基于查找表中的信息使关于所述无线电场的信息与感测特性相关。
28.一种用于处理经配置以操作触摸传感器的程序的数据的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括:非暂时计算机可读媒体，其上面存储有用于致使处理电路进行以下操作的代码:检测无线电场的存在；以及基于所述检测调整所述触摸传感器的感测特性。
29.根据权利要求28所述的计算机程序产品，其进一步包括用于致使处理电路进行以下操作的代码:确定无线电场的频率；以及基于所述无线电场的所述所确定频率调整所述触摸传感器的驱动频率。
【文档编号】G06F3/041GK103518175SQ201280022378
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年3月28日 优先权日:2011年4月1日
【发明者】瑞安·曾, 亚当·A·穆德里克 申请人:高通股份有限公司