用于局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術的制作方法

本發明專利申請是國際申請號為pct/us2011/043937，國際申請日為2011年7月14日，進入中國國際階段的申請號為201180034913.x，名稱為“用于局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術”的發明專利申請的分案申請。

本發明涉及用于改善電容式觸摸傳感器的信噪比(snr)的數字信號處理(dsp)技術和實現。

背景

在一些觸摸傳感器中，用戶的手指在二維表面內的位置可以通過進行電容測量來確定。用戶的手指可能是某種程度上導電的，而用戶可能對觸摸傳感器電路的地具有某種連接以使得用戶的手指對觸摸傳感器中的電極之間的電容具有影響。

概述

本說明書描述了大體涉及采用dsp技術來提高snr的觸摸傳感器的技術。

一般而言，本說明書中描述的主題的某些方面可以體現在涉及傳感器的方法中。此方面的其他實施例包括被配置成執行編碼在計算機存儲設備上的方法的動作的相應的系統、裝置和計算機程序。

一般而言，本說明書中描述的主題的另一方面可以體現在包括和與傳感器相關聯的數據處理裝置相關的動作的方法中，該傳感器具有前端接口、至少一個跡線(traceline)、與該前端接口和所述跡線中的至少一個上的第一位置兩者均耦合的至少一個發送器、以及與該至少一個跡線上的第二位置耦合的接收器。該方法涉及訪問該傳感器的前端接口處的信號，將所訪問的信號從該發送器發送到該傳感器的跡線中的至少一個跡線上的第一位置以促進所訪問的信號沿與所訪問的信號被發送到的第一位置相對應的跡線的發送，以及在該傳感器的接收器處并通過與該傳感器的跡線的第二位置耦合的接收器從該跡線接收被訪問并發送的信號。該方法涉及沿著用于發送所訪問的信號的跡線來訪問該發送器的第一位置和該接收器的第二位置之間的距離、基于所訪問的距離來確定所發送的信號預期要經歷的變換，該變換是所發送的信號基于作為該第一位置和該第二位置之間的距離的函數的發送來預期經歷的，以及基于所確定的變換來生成預期相關信號。該方法包括在該傳感器的接收器處接收該預期相關信號，并且基于所接收的預期相關信號，標識能被用于至少部分補償基于該發送該所發送的信號預期要經歷的變換的信息。該方法包括：通過應用所接收的預期相關信號，補償基于該發送所發送的信號預期要經歷的變換的至少一部分。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。該預期相關信號可以對應于與模擬信號和/或數字數據相對應的相關信息。該變換可包括相移。該變換還可包括衰減、延遲、和/或線性過濾效應。該變換可被應用到正弦波形以獲得該預期相關信號，或被應用到非正弦波形以獲得該預期相關信號。該補償可涉及計算在積分時間段上所接收的所發送的信號的波形與該預期相關信號的波形的積，并計算該積的積分。該方法可包括在該接收器的輸出處提供該計算。該傳感器可具有按照矩陣構形(matrixconfiguration)的跡線。該方法可包括：將所接收的所發送的信號的變換建模為該矩陣構形中的發送器和接收器之間的距離的函數。該方法可涉及通過將至少所述一個跡線建模成具有沿該第一和第二位置之間的距離分布的電阻和電容來將該變換建模。為了確定所發送的信號預期要經歷的變換，該方法可涉及：測量沿該第一和第二位置之間的距離的一組變換，以及選擇該組變換中逼近所發送的信號預期要經歷的變換中的一個，為此該變換可包括相移，且該組變換包括一組相移。所發送的信號預期要經歷的變換可包括：測量沿沿至少所述一個跡線的相應位置的相應相移，基于將與所測量的相移中的一個相關的距離與該第一和第二位置之間的距離進行匹配來選擇所測量的相移中的一個，并且將所選擇的所測量的相移指派為所發送的信號預期要經歷的相移。為了確定所發送的信號預期要經歷的變換，該方法可包括：測量沿沿至少所述一個跡線的相應位置的相應相移，利用所測量的相移的線性內插來逼近所發送的信號預期要在該接收器的第二位置處經歷的相移，以及將經內插的相移指派為所發送的信號預期要經歷的相移。為了確定所發送的信號預期要經歷的變換，該方法可涉及：針對所發送的信號的波形的同相版本和正交相位版本進行相關，以及通過計算該同相和正交相位波形的反正切的函數來計算所發送的信號預期要經歷的相移。該傳感器可具有在矩陣構形中的跡線，其中該發送可涉及：利用在該矩陣的兩個邊緣處的所發送的信號來驅動該傳感器以把電阻-電容時間常數與用在一個邊緣處的所發送的信號來驅動該傳感器時得到的時間常數相比減少2。該發送可涉及：用在該矩陣的多個邊緣處的所發送的信號驅動該傳感器以把電阻-電容時間常數與用在一個邊緣處的所發送的信號驅動該傳感器所得到的時間常數相比減少。多個邊緣的數量可以是4，對此，電阻-電容時間常數與用在一個邊緣處的所發送的波形驅動該傳感器所得到的時間常數相比減少4。該傳感器可具有以具有行和列的矩陣構形形成的跡線，對于該矩陣構形，所述行中的至少一行或所述列中的至少一列中的至少一個跡線被分割以形成兩個跡線，所述兩個跡線是所述一個跡線的長度的大約一半，并且經分割的跡線形成該跡線的與該經分割的跡線的第一部分相對應的第一節和與該經分割的跡線的第二部分相對應的第二節。該第一或第二經分割的跡線的電阻-電容時間常數可以是該第一或第二跡線的長度的函數。該傳感器可以是電容式觸摸傳感器。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可以體現在包括和與傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中，為此該傳感器包括以矩陣構形定向的跡線、前端接口、與該階段接口耦合的發送器、以及接收器。該相應發送器對應于相應跡線的第一位置并與該第一位置耦合，并且該相應接收器與該相應跡線的第二位置耦合。該方法涉及：確定具有正交波形序列的正交激勵波形，其中該正交激勵波形彼此正交，以及同時在所述發送器中的至少兩個發送器中的每一個上同時發送所述正交激勵波形中的一個，以使得所述發送器中的至少兩個被配置成竄送相應的正交波形序列，其中所述發送在少于該傳感器中的全部發送器的發送器上發生。該方法涉及：在所述接收器中的至少兩個接收器處接收所述正交激勵波形中的至少兩個，為此所述至少兩個正交激勵波形中的每一個均在所述相應接收器中的一個處接收。該方法包括：接收針對至少預期接收的波形的信息，以及對于所述至少兩個接收器中的每一個，對照所述預期接收的波形將所接收的激勵波形相關。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。該傳感器可包括電容式觸摸傳感器。所述正交激勵波形與該傳感器中的噪聲正交。該矩陣構形可包括n列跡線，并且所述發送器的每一同時發送可在積分時間中發生。該方法可涉及：將積分時間的數量作為從所述發送器中的至少兩個的同時發送的數量的函數來確定。該方法可涉及：標識與該傳感器中的噪聲相關聯的頻率，以及選擇與與該噪聲相關聯的頻率正交的所述正交激勵波形中的至少一個。該傳感器可被配置成位于液晶顯示器的物理鄰近區域內以至少具有與該液晶顯示器交互的能力。該液晶顯示器可具有約30khz到135khz的掃描線頻率。該方法可涉及：執行碼分多路復用，其中四個跡線的組中的每個跡線包括針對所述正交波形序列的不同代碼。該碼分多路復用可以是曼徹斯特編碼的哈達瑪序列(manchester-codedhadamardsequence)。確定正交激勵波形的方法可涉及：選擇用于調制的第一頻率，生成在該第一頻率附近的偽噪聲序列，生成針對該偽噪聲序列的載波信號，以及用該偽噪聲序列來在該第一頻率附近調制該載波信號的多個周期。該第一頻率可以在100khz附近。載波信號的數量可以小于10。該方法可涉及：標識與所標識的噪聲相關聯的頻率，以及選擇與與該所標識的噪聲相關聯的頻率正交的所述正交激勵波形中的至少一個。所確定的正交激勵波形可以是用于調制的頻率和該用于調制的頻率處的偽噪聲序列兩者的函數。該方法可涉及：獲取與該傳感器相關聯的噪聲頻譜，通過評估與該傳感器相關聯的噪聲頻譜來對該傳感器中的噪聲進行測量，基于對該噪聲頻譜的評估來標識噪聲，以及通過使所述正交激勵波形與該傳感器中所標識的噪聲正交來確定所述正交激勵波形。該方法可涉及：獲取與該傳感器相關聯的頻譜，通過評估與該傳感器相關聯的噪聲頻譜來對該噪聲進行測量，以及基于對該噪聲的測量來執行對該噪聲的標識。該方法可涉及：持續進行測量來通過從一時間幀上該噪聲頻譜中的最高噪聲源中標識該噪聲來標識與所述正交激勵波形正交的噪聲，以及通過使用與在該噪聲頻譜中被持續標識的最高噪聲源相關聯的噪聲來自適應地確定所述正交激勵波形。該方法可涉及：周期性地進行測量來通過從一時間幀上該噪聲頻譜中的最高噪聲源中標識該噪聲來標識與所述正交激勵波形正交的噪聲，以及通過使用與在該噪聲頻譜中被周期性地標識的最高噪聲源相關聯的噪聲來自適應地確定所述正交激勵波形。所標識的噪聲可與冷陰極熒光背光的操作頻率或與與液晶顯示器相關聯的頻率相關聯。

該傳感器可以是電容式觸摸傳感器。該電容式觸摸傳感器可具有前端電路。該方法可包括：準備用于在該電容式觸摸傳感器的前端電路的輸出處發送的輸入電壓，其中該前端電路可至少包括二級電路，其中第一級電路被配置成產生跨阻抗增益，而第二級電路可被配置成產生電壓增益。輸入電壓的準備可包括：通過將該第一級配置為積分器電路而在該前端電路的第一級中產生跨阻抗增益。該方法可包括：通過對該輸入電壓執行分壓(voltagedivision)而在該第一級處生成輸出信號，以及用該前端電路的第二級的電壓增益來放大該前端電路的第一級的輸出信號以產生該前端電路的第二級的輸出信號。所標識的噪聲可包括傳感器的主噪聲源，其中所標識的噪聲可與液晶顯示器頻率或者冷陰極熒光背光的操作頻率相關聯。第一級可包括在一噪聲水平的噪聲以使得該前端電路的第二級的輸出信號可包括被該第二級的電壓增益的函數放大的第一級的噪聲。該第二級的輸出信號的噪聲可以小于該傳感器的主噪聲源。該第一級可包括在一噪聲水平的噪聲以使得該前端電路的第二級的輸出信號包括被該第二級的電壓增益的函數放大的第一級的噪聲，并且該第二級的輸出信號處的噪聲可以小于從該液晶顯示器頻率或該冷陰極熒光背光的操作頻率得出的傳感器的噪聲。該前端電路的閉環傳輸功能可以是穩定的。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中體現，其中該傳感器包括按照帶有矩陣構形的行和列布置的跡線。該方法包括：執行第一掃描，所述第一掃描包括以隔行樣式掃描該電容式觸摸傳感器的列，其中隔行樣式包括幀，并且其中該幀包括數目n個子幀，對其而言n是整數。該方法包括：使用所生成的信息作為該第一掃描的結果來標識該傳感器的經歷從行到列的電容的改變的區域，使用對傳感器的經歷電容的改變的區域的檢測來通知對第二掃描和后續掃描要聚焦的列子集的選擇，以及掃描為該第二掃描和后續掃描所選擇的列子集。對列子集的掃描可涉及：確定該第二掃描的信號水平和噪聲水平，并且基于為該第二掃描確定的、并且與該傳感器中的電容發生改變的區域有關的信號水平和噪聲水平來確定信噪比。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。該第一掃描可包括：確定該第一掃描的信號水平和噪聲水平，以及基于為該第一掃描確定的信號水平和噪聲水平確定信噪比。該方法可涉及：接收針對該第一掃描和第二掃描的信號，以及通過對針對第一和第二掃描接收的信號取平均來確定高于與該第一和第二掃描相關聯的信噪比的組合信噪比。例如，n的值可以等于4。該幀可被配置成在約30hz處，且子幀可在約120hz處，其中該隔行樣式可包括每幀16列以及每子幀4列。傳感器的等待時間(latency)可以是約120hz。行到列電容可涉及邊緣電容(fringingcapacitance)。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可被體現在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中。該傳感器可包括按照帶有矩陣構形的行和列布置的跡線。該方法涉及：執行第一掃描，該第一掃描包括以內插樣式掃描該電容式觸摸傳感器的列，其中該內插樣式包括幀，其中該幀包括數目n個子幀，其中n是整數，以及使用所生成的信息作為第一掃描的結果來標識該傳感器的經歷從行到列的電容的改變的區域。該方法包括：使用對該傳感器中的經歷電容的改變的區域的檢測來通知對第二掃描和后續掃描要聚焦的列子集的選擇，以及掃描為該第二掃描和后續掃描選擇的列子集，其中該第一掃描與第一測量相關聯，其中第二掃描與第二測量相關聯。對列子集的掃描涉及：確定第二掃描的目標信號水平和噪聲水平，確定目標信噪比，以及利用一函數來確定用于實現目標信噪比的積分時間段，該函數是該第二測量和該第一測量的平均。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。該第一掃描可包括：確定該第一掃描的信號水平和噪聲水平，以及基于為該第一掃描確定的信號水平和噪聲水平來確定目標信噪比。該方法可包括：接收針對該第一掃描和第二掃描的信號，以及通過對針對第一和第二掃描接收的信號取平均來確定具有高于與該第一和第二掃描相關聯的信噪比的組合信噪比的信號。n的值可以等于約4。該幀可被配置成在約30hz處，且子幀可在約120hz處，其中該隔行樣式可包括每幀16列以及每子幀4列。該傳感器的等待時間可以是約120hz，而行到列電容可包括邊緣電容。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中體現，其中該傳感器包括帶有矩陣構形的按行和列布置的跡線，而列被布置為n個列集合，并且n為整數。該方法涉及：以隔行樣式順序執行對該電容式觸摸傳感器的n個列集合中的每一個的第一掃描，使用所生成的信息作為第一掃描的結果來標識該傳感器的經歷邊緣電容的改變的區域，該邊緣電容包括從行到列的電容，以及使用對該傳感器的經歷該電容的改變的區域的檢測來通知對第二掃描和后續掃描所相應聚焦的n個列集合中的每一個的子集的選擇。該方法涉及：掃描為該第二掃描和后續掃描所選擇的n個列集合中的每一個的子集，其中該第一掃描與第一測量相關聯，而第二掃描與第二測量相關聯。對n個列集合的每一子集的掃描涉及：確定第二掃描的信號水平和噪聲水平，確定目標信噪比，以及利用一函數來確定用于實現目標信噪比的積分時間段，該函數是該第二測量和該第一測量的平均。對于該n個列集合中的每一列集合和相應列子集，該第一掃描和該第二掃描是在對后一列集合和相應列子集開始掃描之前執行的。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。對于該n個列集合的每個子集，該方法涉及以下技術：在該積分時間段中掃描該列子集；獲得與對該列子集的掃描的所接收的信號有關的第二測量，其中該第二測量與從第二測量得出的信噪比有關；確定該列子集是否被配置成具有至少最小信噪比；在從第二測量得出的信噪比的基礎上確定從第二測量得出的信噪比是否小于該列子集的最小信噪比；以及在確定從第二測量得出的信噪比是否小于該列子集的最小信噪比之后，執行對該列子集的另一掃描；獲得與對該列子集的另一掃描的所接收的信號有關的另一測量；以及對該列子集的測量和該另一測量取平均來產生具有以下屬性的組合測量：其中與該組合測量有關的信噪比高于與該列子集的測量中的任一個有關的信噪比。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中體現，其中該傳感器包括帶有矩陣構形的按行和列布置的跡線，而列被布置為列的n個集合，其中n為整數。該方法涉及：以隔行樣式順序執行對該電容式觸摸傳感器的n個列集合中的每一個的第一掃描，以及使用所生成的信息作為第一掃描的結果來標識該傳感器的經歷邊緣電容的改變的區域，為此該邊緣電容包括從行到列的電容。該方法涉及：使用對該傳感器的經歷電容變化的區域的檢測來通知對第二掃描和后續掃描所相應聚焦的n個列集合中的每一個的子集的選擇，以及掃描為該第二掃描和后續掃描所選擇的n個列集合中的每一個的子集。對該n個列集合的每個子集的掃描可包括：確定該第二掃描的信號水平和噪聲水平，并且基于為該第二掃描確定的、并且與該傳感器中的電容發生改變的區域有關的信號水平和噪聲水平來確定信噪比。對于該n個列集合中的每一列集合和相應列子集，該第一掃描和該第二掃描是在對后一列集合和相應列子集開始掃描之前執行的。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。對于該n個列集合中的每個子集，該方法可涉及：在積分時間段內掃描該列子集，獲得與對該列子集的掃描有關的信噪比的測量，以及確定該列子集是否被配置成具有至少最小信噪比。對于該n個列集合的每個子集，該方法還可涉及：在對該信噪比的測量的基礎上，確定對該信噪比的測量是否小于該列子集的最小信噪比。對于該n個列集合的每個子集，該方法可涉及：在確定對該信噪比的測量小于該列子集的最小信噪比之后，執行對該列子集的另一掃描，獲得與對該列子集的另一掃描有關的信噪比的另一測量，以及對該列子集的測量和該另一測量取平均來產生具有以下屬性的組合測量：其中與該組合測量有關的信噪比高于與對該列子集的測量中的任一個有關的信噪比。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中體現，該傳感器位于包括液晶顯示器的系統中。該方法包括：確定電容式觸摸傳感器中的噪聲頻率，標識該噪聲頻率是該液晶顯示器的頻率的函數，以及將該傳感器的激勵頻率確定為所確定的噪聲頻率的函數。確定激勵頻率的方法包括：選擇該傳感器的初始激勵頻率，計算積分時間段上該噪聲頻率和該初始激勵頻率之間的互相關，其中對互相關的計算能夠以至少一個峰值和至少兩個空值的類sinc波形，以及通過選擇在該類sinc波形中的空值之一處的頻率并將所確定的激勵頻率指派為與在所選擇的空值處的頻率相同的頻率來選擇傳感器的激勵頻率。

這些和其他實施例每個可可選地包括以下特征中的一個或多個。噪聲頻率可以在約30khz到約135khz的范圍內。該電容式觸摸傳感器可具有約200v的最大發送電壓。該電容式傳感器可被配置成提供流過用戶的電流，該電流在約數十微安的量級上。該電容式觸摸傳感器可包括前端接口。該方法可包括將該電容式觸摸傳感器的前端接口的輸出處的波形解調。該波形可涉及該噪聲頻率對照該初始激勵頻率的互相關。該方法可涉及：測量該傳感器中的噪聲的水平，以及設置用于基于所測量的噪聲的水平來檢測來自該傳感器的用戶的觸摸的初始閾值。該方法可涉及：持續測量該傳感器中的噪聲的水平，以及持續調整用于基于所持續測量的噪聲的水平來檢測來自該傳感器的用戶的觸摸的閾值。該方法可涉及：確定該傳感器的正交激勵波形，其中該正交激勵波形中的至少一個包括所選擇的激勵頻率。該傳感器可被配置成用于同時發送多個正交激勵波形。該正交激勵波形可以全部與所確定的噪聲頻率正交。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中體現，該電容式觸摸傳感器包括以矩陣構形布置的跡線的行和列，該傳感器位于包括液晶顯示器的系統中。該方法包括：標識噪聲頻率，生成用于跨越該傳感器中的跡線中的至少一個發送的激勵波形，其中該激勵波形被生成為使得該激勵波形與所標識的噪聲頻率正交，并且其中該激勵波形被生成為使得在所標識的噪聲頻率處的噪聲被在該激勵波形中拒絕。該激勵波形的生成包括：在頻域中，指定初始激勵波形，以及通過在轉換中使用傅立葉變換來將該初始激勵波形從頻域轉換為時域中的激勵波形。該方法涉及：將該激勵波形跨越該跡線中的至少一個發送。

一般而言，本說明書中所描述的主題的另一方面可在包括和與電容式觸摸傳感器相關聯的數據處理裝置有關的動作的方法中體現，該電容式觸摸傳感器具有以矩陣構形布置的跡線的行和列，該傳感器位于包括液晶顯示器的系統中。該方法包括：標識噪聲頻率，以及生成用于跨越該傳感器中的跡線中的至少一個發送的激勵波形，其中該激勵波形被生成為使得該激勵波形與所標識的噪聲頻率正交，并且其中該激勵波形被生成為使得在所標識的噪聲頻率處的噪聲被在該激勵波形中拒絕。該激勵波形的生成涉及：選擇初始激勵波形，選擇與有限脈沖響應濾波器相對應的算法，以及通過對該初始激勵波形應用與該有限脈沖響應濾波器相對應的算法來生成該激勵波形。該方法涉及：將該激勵波形跨越該跡線中的至少一個發送。可對所接收的信號強度進行測量，該所接收的信號針對預期波形相關，該預期波形可以與該矩陣中的電容成比例。該測量的信噪比可以是積分時間的函數，其中可使用更長的積分時間來實現更高的信噪比。該激勵波形可彼此正交并被同時發送，并且在其他實現中，該激勵波形可彼此正交并且與噪聲正交，并被同時發送。

附圖和下面的描述闡述了本說明書中所描述的主題的一個或多個實施例的細節。從描述、附圖和權利要求書中，本主題的其他特征和方面將變得顯而易見。

附圖簡述

圖1描繪用于觸摸傳感器的矩陣中的電極樣式的示例的圖。

圖2描繪與來自觸摸感測系統中的電阻器-電容器(rc)線濾波的衰減和相移的某些效應有關的示例的圖。

圖3描繪包括具有用于跨越矩陣驅動電壓的線的相應控制邏輯的發送器的電路的示例的圖。

圖4描繪包括具有用于跨越矩陣的線驅動電壓和感測電流的發送器和接收器的電路的示例的圖。

圖5示出跨越該矩陣相對于位置所測量的電容的三維網格圖的示例的圖。

圖6a和6b描繪了在用類似噪聲而不是純正弦音調或純正弦音調的接近逼近時，用于發送器的波形的示例的圖。

圖7a和7b描繪了用于幀和子幀的時序圖的示例。

圖8a描繪用于掃描該傳感器的完整幀的方法的示例的流程圖。

圖8b描繪用于掃描該傳感器的單一列的方法的示例的流程圖。

圖9描繪在執行解調之前在該系統的模擬前端的輸出處的噪聲的示例的圖。

圖10描繪了在在對激勵波形進行良好選擇的情況下執行解調之后在該模擬前端的輸出處的噪聲的示例的圖。

圖11描繪了在在對激勵波形進行不良選擇的情況下執行解調之后在該模擬前端的輸出處的噪聲的示例的圖。

圖12描繪在積分時間段上噪聲頻率對照激勵頻率的相關的示例的圖。

圖13描繪來自單級前端放大器和兩級前端放大器的輸出響應的示例的圖。

圖14a描繪兩級前端放大器電路的示例的圖。

圖14b描繪用于涉及具有用于穩定性的適當的電容值和電阻值的前端放大器的示例的流程圖。

各附圖中的相同的附圖標記和指定指示相同的元素。

詳細描述

觸摸傳感器可包括透明導電電極的陣列，其中電容測量可以在觸摸傳感器的電極之間進行。這些電極可以是用銦錫氧化物(ito)制造的，但是也可以使用其他材料，諸如銀納米線、或者略微或較多地不透明但是足夠小而相對不明顯的較大尺度的金屬線。電極可以被布置在二維正交網格中，例如，其中行與x-軸平行，而列與y-軸平行。由這種結構所帶來的、從行到列所測量的總電容可至少包括平板電容和邊緣電容，其中平板電容是針對行可能跨越列的地方，而邊緣電容是針對邊緣場可能去到該傳感器外并與例如用戶的觸摸交互的。能被測量以用于感測的主電容可包括至少在行和列之間的邊緣電容。例如，在具有m行和n列的系統中，可能有m*n個可能測量，其中在該矩陣的每個交叉點處具有一個測量。這類測量有時可被稱為“相互電容”或“差分電容”。

可以按照尋求使邊緣電容最大化并使行和列之間的任何其他電容(例如，平板電容)最小化的樣式來設計傳感器中的電容，邊緣電容可以被用戶的手指阻斷來提供期望信號或目標信號，平板電容可提供恒定偏移。平板電容可被認為是例如總電容中的偏移值。矩陣中的行和列可以近似共面，以使得在相應平板電容器的面積很小時，分離距離也很小，且其電容值可能很大。還可以按照對于給定節距(pitch)使線寬盡可能大以最小化各跡線的電阻的方式來設計電極的樣式，否則如果使用大面積的傳感器的話，跡線的電阻可能很大。可通過例如將樣式設計為能使得所得到的邊緣電容盡量大來使邊緣電容最大化。

圖1示出用于觸摸傳感器的矩陣中的電極樣式100的示例的圖。在此樣式100中，豎直跡線110和相關聯的連接區域表示在一層上的導體，而水平跡線120和相關聯的連接區域表示在另一層上的導體。層110、120彼此分離。在此實現中，層110、120彼此跨越，但是彼此不連接。這種結構具有平板電容，其中可以通過使在電極跡線跨越彼此處的電極跡線很窄來使不期望的平板電容最小化，通過使各電極跡線在其他區域中相對較寬可以減小電阻并使電阻最小化。

其他實現可具有其他電極樣式。例如，在一個實現中，一個樣式可涉及具有在與該電矩陣相同的節距處的均勻間隔的直線，在該電矩陣中的手指節距處的直線，具有在組中連接在一起的鄰近線，以及犬牙交錯的樣式來增加給定行和列之間的周界以便增加邊緣場。

在電極樣式上可能執行其他測量。例如，可測量從每一行和列到地的電容，而不是從每一行到每一列的電容，從而進行m+n個測量而不是m*n個測量。

在本公開中描述了其中對電容的測量是從每一行到每一列的實現。可能存在被設計成執行此類測量的電路，所述電路在各個列和行上具有發送器和接收器。在此電路的一實現中，可以用發送電壓對列進行激勵以使得能量從發送器流到列中，而接收器可以測量行上的電流以使得能量流出行并流到接收器中。盡管大致隨意地將一個軸指定為行而將另一個軸指定為列，然而在此實現中，行一般可附接于接收器而列一般可附接于發送器。

當用戶觸摸電容式觸摸傳感器時，觀察到至少兩個不同的效應。第一，從發送器流出的能量中的一部分可以流到用戶中并通過用戶到該節點的雜散電容返回到地。例如如果用戶正在甚至通過非導電涂層或者在沒有導電涂層的情況下通過用戶的手指來持有該設備的金屬外殼，則此雜散電容可能出現，因為傳感器節距可能足夠精細以使得他們的手指也能夠靠近矩陣中的其他元件，為此某些元件將被接地。這第一個效應可減少流向接收器的總能量。第二，從發送器流出的能量中的一部分可能通過用戶的肉耦合到用戶的手指中，并且隨后流出用戶的手指到達接收器。

因為用戶手指的介電常數(其與鹽水大致相同)大于空氣的介電常數，所以這能夠增加耦合效應，并增加所接收的能量。

這兩個效應可能為能量流動帶來不同的響應。例如，取決于哪種效應占主導，在所測量的信號和從用戶的手指到傳感器的距離之間可能存在非單調關系。因為這可能是不期望的，所以可設計以要么嚴格增加或要么嚴格減少的模式操作的系統實現來具有單調關系。在一些實現中嚴格減少模式可能是優選的，因為這種模式可能在較高頻率下出現，這能夠允許在給定積分時間段內傳輸更多的總電荷以獲得更高的snr，并且嚴格減少模式可能提供傳感器和用戶手指之間的更大的分離，這能夠允許傳感器的外殼玻璃的更大的厚度。然而一些其他實現可使用嚴格增加模式。

在一些實現中，發送波形可具有例如約100khz的頻率。如果發送波形的能量只要集中在較低頻率處，則能量可能沒有有效耦合到用戶，因為耦合是電容性的，使得對于給定激勵電壓，電流可能隨著頻率而增加。如果能量主要集中在較高頻率處，則傳感器內的行或列的傳播性質可能衰減該能量。在一些實現中，傳播性質可以被建模為均勻rc線或低通濾波器。發送波形可包括例如很小數量的未調制載波周期。因為此波形可以是窄波段，所以略微增加信號的帶寬可能是有用的，例如，通過用帶有類似噪聲的波形的載波來調制來增加信號的帶寬。此技術可具有增加系統對窄波段噪聲的免疫性、以及減少系統放射窄波段噪聲的趨勢的效果。

接收器可被配置成測量在給定時間間隔內接收的能量的量。此接收器的一個實現涉及作為“峰值檢測器”的實現，峰值檢測器是指能夠測量在給定時間段上接收的最大電流的寬波段接收器電路。如果存在的唯一信號是來自發送器的信號，則該最大電流可正比于從發送器接收的信號的幅度。接收器的其他實現可被配置成測量電流，同時從噪聲中鑒別出預期信號。

在傳感器的一些實現中，該系統的性能可能被其snr實際限制。例如，當傳感器上的觸摸位置被內插時，所測量的電容上的噪聲可直接映射到所報告的(x,y)位置上的噪聲。在一些極端情況下，例如，噪聲本身甚至可能對創建假觸摸做出貢獻。對于傳感器而言可能存在若干個噪聲源。例如，一個顯著的源可能是液晶顯示器(lcd)。例如，如果觸摸傳感器被構造在觸摸屏頂部上，則來自lcd的噪聲可能存在并且可能耦合到觸摸傳感器中。其他顯著的噪聲源可包括附近的無線電臺(例如，幅度調制(am)無線電)，并且從輸電干線耦合的50或60hz盡管在頻率上與期望信號或目標信號良好分離，然而仍然可能具有非常大的幅度。

在其他接收器實現中，接收器體系結構可被配置成僅查找所接收的信號的與所發送的信號相關的分量。對于這些接收器實現，對于進入的電流r(t)，以及與其電流e(t)，接收器可計算r(t)*e(t)在積分時間段上的積分。

在一些實現中，通過在峰值檢測器之前或在某種其他寬波段檢測器之前放置線性濾波器來逼近此相關可以是可能的。在這些實現中的一些中，更窄的濾波器可能需要更長的穩定時間(settlingtime)，這可能影響系統的幀率。在固定間隔上的相關還可能需要更長的時間來實現更窄的帶寬。但是使用濾波器，一般一定比例的可用積分時間在前一測量之后等待濾波器穩定時是不使用的，而在固定間隔上的相關中，積分器在測量之間可被重置。這可以允許充分利用可用積分時間。

積分的計算可具有各種實現。例如，一些實現可包括sigma-delta模數轉換器(sd-adc)，該sd-adc的控制回路可嘗試將行維持在恒定電壓而可注入足夠的電荷來實現這一點。通過測量該電荷，sd-adc可將電流直接轉換為數字值，并可將行位置在低阻抗，正如可能需要的那樣。sd-adc實現可以適合于在典型cmos過程上積分，因為sd-adc使用開關、電容器和數字邏輯。

用于計算積分時間段的其他實現可使用更簡單的切換電容器電路。例如，一種這樣的切換電容器電路可以通過有效地構造rc低通濾波器來制造，其中c是真實電容器的電容，而r是值為1/(f*cut)的切換電容器電阻器的電阻，其中cut是被測試的電容器，而f是切換頻率。通過測量該濾波器的時間常數——例如，通過向其應用一階躍，并且測量其達到某個電壓閾值的時間，或者通過應用階躍，使其穩定固定時間，并在該時間之后測量電壓——測量cut是可能的。切換電容器電路的其他類似實現(其中在切換電容器電流對積分電容器放電的同時恒定電流對積分電容器放電)涉及將積分電容器維持在恒定電壓的控制回路。

此處的描述被提供以用于實現以及(1)涉及使用數字信號處理來將所發送的波形與傳感器中的接收器處的信號相關的電容式觸摸傳感器的技術；(2)用于具有發送器和接收器的電容式觸摸感測矩陣的技術，其中發送器發送正交波形，而每個接收器分別針對所發送的每個波形相關；(3)用于通過選擇性掃描來局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術；(4)用于為該電容式觸摸傳感器在所發送的波形中提供噪聲免疫的技術；以及(5)用于為該電容式觸摸感測系統設計模擬器那段電路的技術。

接收器內的相關

此處描述若干涉及電容式觸摸傳感器的技術，該電容式觸摸傳感器使用數字信號處理來將所發送的波形與傳感器中的接收器處的信號相關。在一個實現中，例如，可以使用模數轉換器(adc)來對來自該感測系統的模擬前端電路的輸出電壓vdo采樣。該分離時間信號對照所發送的波形的相關隨后可以數字方式計算，為在vd0[k]*e[k]的積分時間段上的總和，其中e[k]是預期接收的信號。例如，可以通過使用現場可編程門陣列(fpga)，通過將e[k]選擇為0、-1、+1來計算此總和，其中該相關可通過加法器和/或減法器來計算。此實現可引入相對小的誤差，并且可允許數字邏輯中的高效實現。

可確定預期信號e[k]以便執行該相關。在一些實現中，所接收的信號可與所發送的信號大致相同，以使得該所接收的信號可被用來對照正被發送的相同信號相關。在實踐中，至少由于傳感器矩陣的性質(該性質可能導致延遲、衰減和/或相移)，這些實現可能不產生準確的e[k]。例如，傳感器矩陣可以是從長的行和列制造的，所述長的行和列可以是從透明導電材料圖案化的。這些材料可具有相對大的電阻。例如，從銦錫氧化物(ito)制造的跡線可具有與約50歐姆/平方(ohm/square)的片狀電阻相對應的可接受的最大厚度。例如，單位晶格可以是三平方或四平方，而典型樣式節距可以是例如約5mm。如在1000mm顯示器中通常會用到的500mm跡線可具有約100個晶格，或400平方，或～20k歐的阻抗。較厚的ito涂層可能減少該阻抗，并且增加光學損失和朦朧度。在30歐姆每平方處，對于某些實現，典型ito涂層可能不是裝扮上可接受的。較薄的涂層(例如，具有約數百歐姆每平方的片狀阻抗)可被用于較小的屏幕，諸如在蜂窩電話或其他便攜式設備上的那些，因為其中這些屏幕上的線短得多，所以總電阻不那么大。

傳感器還可具有某個電容，至少是從每一行到每一列的，以及從每一行或列到地平面的(例如，lcd的ac接地金屬)。在一種估計值的方法中，晶格可具有例如約5*5/2～10平方毫米的面積，并且如果通過介電常數約為3的材料與地平面分離0.5mm，則它具有約1pf的總電容。平板電容c＝epsilon*a/d可以在某種程度上小于該量，但是邊緣場可具有很大的電容貢獻。在假定這些電阻和電容中的每一個為集總元件時，積tau＝rc可以是約2us，對應于80khz頻率的-3db。

在實踐中，電阻和電容兩者均趨向于沿著跡線分布，并且可以是大致均勻地分布。例如，電容(或電容)在該晶格上可以是非均勻的，但是每個晶格相對恒定，并且晶格與線的總長度相比可能很小，使得電容在線的總長度上是大致均勻的。相應地，在另一種估計值的方法中，用于傳感器的電路可以作為傳輸線來分析，其具有可忽略的電感l和分流電導g，以及給定的r和c。不管對分析所采用的方法如何，與所發送的信號相比，線上的信號趨向于被衰減(即，更小的幅度)并被延遲(或等同地，被相移)。描述了其中接收器可被配置成補償這些效應的實現。

在一些實現中，可以通過向預期波形e[k]應用預期相移(或延遲)，或通過對照信號的延遲版相關來執行補償。正確的延遲可能對于矩陣中的每個交叉點均不同，盡管通過調整僅沿著傳感器的較長維度的相位，而忽略較短維度的效應(例如，對于平放格式的典型16:9顯示器僅沿著行調整相位)所引入的誤差可以是可忽略的。正確的相移可以用實驗來確定，例如，通過測量與多個相移的相關，并且選擇增加此相關并使此相關最大化的相移。正確的相移還可以通過對照所傳統的信號的同相和正交相位(例如，偏移90度)兩種版本進行相關、并且隨后從那些相關來計算正確的相移phi＝atan(corr_q,corr_i)來用實驗確定。在一些實現中，預期相移可以使用傳感器的已知電阻和電阻來計算，或該相移可以在很小數量的用實驗測量的相移之間內插。

圖2示出與來自電阻器-電容器(rc)線濾波的衰減和相移的效應有關的示例的圖。該圖示出了基于隨時間的電壓水平的若干信號的圖，其中該圖是基于模型235的，其中一個晶格增加2pf分流電容，以及150歐姆串聯電阻(例如，如果傳感器使用50歐姆/平方的ito涂層，則這是典型的)、以及100khz激勵。如圖2中所示，當原始發送的信號205被跨越傳感器發送10個晶格的線長時，所接收的信號210被延遲/相移并且具有比原始發送的信號205小的幅度。當原始發送的信號205被跨越傳感器發送100個晶格的線長時，所接收的信號230被延遲/相移220并具有比原始發送的信號205和所接收的信號210更大的衰減215和更小的幅度。當原始發送的信號205被跨越傳感器發送300個晶格的線長時，所接收的信號225被延遲/相移并具有比原始發送的信號205、所接收的信號210和所接收的信號230更小的幅度。

如果發送波形包括在單一頻率處的能量，則rc線的效應可以被描述衰減和相移。如果波形更復雜——例如，如果類似噪聲的代碼被用來增加信號的帶寬以及改善該系統的電磁兼容性(emc)——則該信號的不同頻率分量可以被不同的變換，且被應用到該信號的變換可以更加復雜。該變換可被建模，或根據經驗測量，并且也被應用到預期波形。例如，該變換可被建模成具有在特定頻率處的相移(例如，延遲)以及衰減、線性濾波效應、或其任何組合。該變換可被應用到正弦波形以獲得該預期相關信號，或被應用到非正弦波形以獲得該預期相關信號。相關信號可以在模擬域或在數字域。

在一些實現中，該系統可以對沿該rc線的延遲敏感，這僅因為它在其接收器中執行相位相干解調。非相干接收器(例如，峰值檢測器、或對照該信號的同相和正交相位版本計算相關并返回sqrt(corr_qa2+corr_ia2)或對該函數的某種逼近的系統)可能對此改正沒有要求。但是假定噪聲具有隨機相位，則相干解調可被用來將所接收的噪聲功率減少一半。相干解調可有助于改善snr。

在一些實現中，如果傳感器是從僅兩個邊緣(例如，針對行的一個邊緣和針對列的一個邊緣)驅動的，則r*c積可以通過線的每單位長度的電阻和電容以及線的長度來確定，其中最差的情況可以是每個跡線的末端離觸點最遠，對此總電阻和總電容可以分別被定義為r和c。在其他實現中，傳感器可從所有四個邊緣驅動，對此rc時間常數可從其中傳感器從僅2個邊緣驅動的情況減少。例如，這些實現的最差情況總電阻可以在線的中心處而不是在任一邊緣處出現。該點可由總長度的一半的兩條線驅動，或者并聯的值為r/2的兩個電阻器，或者(r/2)/2＝r/4。對于這些實現電容可以不變。所以通過從兩端而不是僅從一端來驅動這些線，時間常數可以被減少為1/4，且線的截止頻率可以增加為4倍。

在一個實現中，用于生成4倍因子的這種配置可以通過將跡線的兩端與導電線(例如，銅線)連接并將該跡線一直圍繞傳感器來路由來實現。

圖3描繪包括具有用于跨越矩陣驅動電壓的線的相應控制邏輯的發送器的電路300的示例的圖。電路300包括在線320的任一端上的相同電路的等同副本，以及用等同波形來驅動它們的控制邏輯。d型觸發器被布置成對移位寄存器，諸如移位寄存器350。該電路包括發送器，每個發送器具有長的、高電壓的移位寄存器，其中每列一個輸出，以及高電壓(hv)驅動器330來驅動相應ito線320。分離的移位寄存器350連接到矩陣的每一側，并且兩個移位寄存器鏈被提供有相同的邏輯輸入340、345，使得它們的輸出落入鎖步。

在圖3中，電路是對稱的，而跡線可以可選地在中間被分割360。通過對稱，任一側上的電路是等同的，且分割的任一側上的電壓可以等同，并且電流可不跨越該點流動，而不管它是否被分割。如果保持跡線連接則例如驅動電路中的誤差可能導致電流流動，并且兩個末端被驅動到相反的電壓。但是驅動電路中的錯誤可不太可能發生，并且跡線的電阻可以足夠大到使得在任一情況下該電流被限于安全值。如果跡線被分割，而開路缺陷在沿跡線某處出現，則該跡線的一部分將是死的。如果保持跡線連接，則甚至在單一開路缺陷的情況下，跡線的全長將保持連接，盡管取決于缺陷出現在何處這些線中的一個可能比其他線長得多(并且比總長的一半更長)。在實踐中，對于此類對稱實現，是否分割線的決定可以是隨意的。

根據沿rc線的預期延遲，還可采用實現來對每個交叉點對照不同波形(例如不同相位)進行相關。某些實現可以同時針對多個波形相關。

圖4描繪包括具有用于跨越矩陣的線驅動電壓和感測電流的發送器和接收器的電路的示例的圖。圖4示出在列和行兩個方向上的電路400的對稱設計。電路400在每一行407具有至少一個發送器403并在每一列409具有至少一個接收器405。具體而言，電路400在每一行407具有兩個發送器403、413，并在每一線409或429具有至少一個接收器405或419。在電路400的上半部分，來自發送器410的電流可以僅由上面的接收器接收。在電路400的下半部分，來自發送器420的電流可以僅由下面的接收器接收。

在接收器的側面上，跡線在中間被分割，并且每一半的接收器的輸出可以被分開處理。此實現允許兩個發送器被同時激勵，只要它們的列是在分割的相對側上，因為它們將由不同接收器集合處理。結果是，除了非常靠近分割的那些列之外，可以按照2倍的速度掃描所有列。此實現還可使給定相同的積分時間的情況下的幀率加倍，或者可以在給定相同幀率的情況下的積分時間加倍。

圖5示出沿該觸摸傳感器的表面跨越該矩陣相對于位置510所測量的電容520的三維(3d)網格圖500的示例的圖。在3d網格圖500中，z軸表示所測量的基線電容，而x-軸和y-軸表示沿觸摸傳感器的表面的矩陣中的位置。當針對圖500中的每個交叉點將所接收的信號強度進行相關時，所接收的信號強度沿著矩陣的長線下降。圖500示出，例如，由于rc跡線的衰減，在對照位置的所接收的信號強度530中存在指數下降。圖500包括所測量的電容中的變化，所述變化可以是由噪聲或由部件中的某種其他機械變化帶來的。

碼分(與時分相對照)發送波形

描述用于具有發送器和接收器的電容式觸摸感測矩陣的技術和實現，其中發送器可發送出正交波形，并且每一接收器可對照每一所發送的波形分開地相關。

在一些實現中，對所接收的信號強度進行測量，該所接收的信號針對預期波形相關，該預期波形與該矩陣中的電容成比例。該測量的信噪比可以是積分時間的函數，其中可使用更長的積分時間來實現更高的信噪比。在一些實現中，激勵波形可彼此正交并被同時發送，而在其他實現中，激勵波形可彼此正交并且與噪聲正交，并被同時發送。

在一些實現中，一種改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的方式是增加積分時間。所接收的信號能量可隨著該時間線性增加，而由于隨機噪聲所接收的能量僅作為平方根增加。因為系統的幀率也與積分時間成比例，所以這可以是幀率和snr之間的折衷。使用碼分而不是時分，可以做出能夠同時激活多個發送器的其他實現。

圖6a和6b描繪了針對發送器的波形的示例的圖。圖6a具有帶有涉及時分多路復用的激勵的波形，而圖6b具有帶有涉及碼分多路復用的激勵的波形。例如，圖6a示出發送器625、630、635、640，其中這些發送器具有相對于彼此時分的波形620(例如，時分多路復用)。例如，發送器630具有波形序列[0,0,1,-1,0,0,0,0]，其中電壓對照時間圖615示出數字值1表示高于0v的電壓，數字值-1具有低于0v的電壓，而數字值0表示0v。發送器625具有波形序列[1-1,0,0,0,0,0,0]，發送器635具有波形序列[0,0,0,0,1,-1,0,0]，而發送器640具有波形序列[0,0,0,0,0,0,1,-1]。對于此實現，在任何時刻，這些波形中只有一個波形是非零的，以使得它們正交。

圖6b示出發送器675、680、685、690，其中這些發送器具有相對于彼此正交的波形670，但是其中在任何給定時刻，多個發送器可能正在發送非零電壓(例如，碼分多路復用)。例如，發送器690具有波形序列[1,-1,-1,1,-1,1,1,-1]，其中電壓對照時間圖665示出數字值1表示高于0v的電壓，數字值-1具有低于0v的電壓，而數字值0表示0v。發送器675具有波形序列[1,-1,1,-1,1,-1,1,-1]，發送器680具有波形序列[-1,1,1,-1,-1,1,1,-1]，而發送器685具有波形序列[-1,1,-1,1,1,-1,1,-1]。即便圖6示出了曼徹斯特編碼的哈達瑪序列，然而序列不限于此類序列。一般而言，可使用任何正交序列。在一些實現中，例如，可使用正交序列來調整載波的僅單個周期以便縮窄信號的帶寬。

在類似于圖6b的實現中，發送器發送出正交波形，而每個接收器不是執行僅一個相關，而是對照每一所發送的波形分開進行相關。正交波形一般而言可以在任何數量的實現中生成。例如，(幾乎)正交的類似噪聲的代碼可以通過對最大長度移位寄存器序列進行連續周期性移位來生成。一些實現可涉及可在碼分多址(cdma)中使用的代碼類，或者可以用快速傅立葉變換(fft)來高效地生成正交純音調(例如，在單一恒定頻率出的未經調制的載波)并對其解調，如在正交頻分復用(ofdm)中一樣。

同時在多列上發送的主要原因之一是為了增加所發送的總能量，并從而通過在噪聲保持不變的同時增加信號水平來改善snr。另一個原因(盡管在某種程度上不那么重要)是為了利用寬波段代碼字，該寬波段代碼字可在存在窄波段加性噪聲時使用。

盡管這些代碼是在整個時間段上正交的(即，code_l(t)*code_2(t)＝0的從0到t的積分)，但是它們不一定是在更短的時間段上正交的(即，對于更端的時間該積分不一定為0)。這可意味著非常短的觸摸，或用戶的手指在積分時間段期間的移動，可能導致對照其他代碼的虛假相關，從而有效地提升系統的噪聲本底。這種效應隨著積分時間的增加以及隨著同時的代碼的數量的增加變得更加明顯。這可以實際上限制積分時間，這可能限制同時代碼的可接受數量。

所描述的發送技術的實現因此可被部分應用。在一些實現中，發送可同時在很小數量的列上進行，而不是每次僅在一列上發送(例如，傳統的僅時分系統)，或者同時在所有列上發送(例如，原生cdma系統)。例如，如果在矩陣中存在90個列，則這些列可被成對地驅動，并且這些幀可被分為45個積分時間。在另一示例中，列可以按三元組驅動(例如，每次三列)，而幀可以被分為30個積分時間。通過同時僅在更小數量的列上發送，可將積分時間保持足夠小而使得用戶的手指在該時間段上大致靜止，而虛假相關不出現。

用于此技術的時分波形可以在例如任何間隔上正交而不僅對于波形的完整時間段。這可意味著：通過僅根據用戶的手指在傳感器的相應位置處或附近的時間量來對每一所接收的波形加權，用戶的手指在測量期間的移動可如預期地行為。

用于確定正交激勵波形的一些實現可涉及：選擇用于調制的第一頻率，生成在該第一頻率附近的偽噪聲序列，生成針對該偽噪聲序列的載波信號，以及用該偽噪聲序列來在該第一頻率附近調制該載波信號的多個周期。第一頻率可大致在約100khz左右，而其中載波信號的數量小于例如10。如果來自傳感器外的源的噪聲在已知頻率(例如，lcd的水平刷新頻率、或冷陰極熒光背光的操作頻率)的窄范圍內存在，則所有激勵波形可被設計成與那些噪聲頻率正交。在一些實現中，與某個噪聲頻率正交的波形的生成可取決于至少調制頻率和基本偽噪聲代碼兩者。

在一些實現中，如果來自傳感器外的源的電噪聲在窄頻率范圍處存在，但是不知道準確頻率，則可測量那些頻率，并且可在運行時自適應地選擇激勵波形來與所測量的噪聲源正交。噪聲的頻率可以例如通過將大部分或所有發送器保持在恒定輸出電壓并且測量進入到接收器的信號的頻譜來確定。例如，可以在與該未知頻率預期改變的速率相對應的間隔重復此測量，或者持續運行此測量，并用與該未知頻率預期改變的速率相對應的時間常數來平均。

局部改善信噪比

描述了用于通過選擇性是掃描來局部改善電容式觸摸傳感器中的信噪比的技術和實現。

在一些應用中，不僅知道用戶何時觸摸傳感器，而是知道用戶何時將要觸摸傳感器(例如，當用戶正將其手指保持在傳感器的若干毫米內但是沒有在觸摸該傳感器時)可能是有用的。具有檢測此狀態的能力有時被稱為“懸停”狀態。

描述了用于僅使用標準差分電容來測量“懸停”的技術。例如，該技術可涉及：通過針對目標觸摸性能維持適當幀率(例如約120hz)，并臨時對輸出相關取平均以產生針對“懸停”狀態的更低速度的、更低噪聲的信號來測量“懸停”。技術還涉及：通過用具有預期響應的大小的內核來對每一幀的圖像卷積來部分取平均。例如，當用戶正在觸摸矩陣時，用戶可產生例如直徑為約10mm的點。當用戶移動其手指遠離該矩陣時，該點的強度可能減少，但是該點的直徑可能增加。所以對于此示例減少的空間分辨率可以是可接受的。

可能存在用于通過選擇某些發送元件來獲得附加積分時間來改善噪聲性能的其他技術。例如，可以存在對矩陣的初始掃描來確定在(3,5)和(8,2)處的傳感器元件高于用于檢測懸停狀態的閾值狀態(例如，懸停閾值)，但是懸停閾值可能非常接近噪聲本底，這可能觸發假致動。為了避免觸發假致動，可以對列5和列2掃描附加間隔，并且可用原始數據對那些結果取平均來改善那些候選的信噪比。如果改善的測量仍舊高于懸停閾值，則可報告該測量，否則可拒絕該測量。只要在給定時刻處僅有很小比例的列被觸摸或懸停，則幀率可不被明顯降級。在存在比行更少的接收器的某些其他實現中，也可以通過選擇行來將接收器時間復用。

可以甚至僅對觸摸使用其他技術，例如，對于屏幕尺寸太大而完整掃描不能以可接受的snr和幀率返回數據的情況。例如，用短積分時間來掃描整個屏幕，并隨后僅重新掃描根據初始掃描其中可已出現過掃描的那些列是可能的。例如，用長積分時間來掃描前一幀中觸摸存在于其中的那些列，并用較短的積分時間或者甚至小于沒幀一次的時間(例如，以隔行樣式)來掃描矩陣的剩余部分也是可能的。從這些方法中，初始觸摸可具有略微增加的等待時間，但是在后續幀上具有減少的等待時間。

圖7a和7b描繪了用于幀和子幀的時序圖的示例的圖。圖7a和7b示出了用于通過選擇性掃描類局部改善snr的技術，包括以隔行樣式執行對整個傳感器的掃描(例如，1:4隔行，完整幀在約30hz而子幀在約120hz)，同時以全速掃描上一幀具有觸摸的那些列(對于120hz系統的等待時間，一旦用戶已觸摸過它)。

圖7a示出對于帶有具有120hz的子幀頻率的4個子幀720、725、730、735的幀715以30hz的掃描頻率的掃描的示例的圖。圖7a示出了每幀存在16列，其中每子幀4列且每幀4個子幀。圖7a中的掃描示出了不具有觸摸的隔行樣式。

圖7b示出對于帶有具有120hz的子幀頻率的4個子幀770、775、780、785的幀765以30hz的掃描頻率的掃描的示例的圖。圖7b示出了每幀存在16列，其中每子幀4列且每幀4個子幀。圖7b中的掃描示出了在列4中具有觸摸的隔行樣式，其中列3、4和5總被掃描以增強等待時間。在一些實現中，該系統的等待時間可以是一旦用戶觸摸過它之后為約120hz。

圖8a描繪用于掃描該傳感器的完整幀的方法的示例的流程圖。圖8a將方法810示出為隔行4:1，其中選擇性列的第一集合被掃描而來自當前觸摸的列表的列被掃描，而選擇性列的第二集合被掃描而來自當前觸摸的列表的其他列被掃描。該方法涉及掃描列0、4、8、……(805)，以及掃描來自“當前觸摸”列表(810)的列。隨后，列1、5、9、……(815)被掃描，來自“當前觸摸”列表(820)的列被掃描，隨后列2、6、10、……(825)被掃描，來自“當前觸摸”列表(830)的列被掃描，且隨后列3、7、11、……(835)被掃描，來自“當前觸摸”列表(840)的列被掃描。在此方法810中，選擇性列的第一集合包括從0到n的列，其中n是整數，而被選擇的列包括列0到列n之間的每隔3列的列；選擇性列的第二集合包從0到n的列，而被選擇的列包括列1到列n之間的每隔3列的列；選擇性列的第三集合包從0到n的列，而被選擇的列包括列2到列n之間的每隔3列的列；并且選擇性列的第四集合包從0到n的列，而被選擇的列包括列3到列n之間的每隔3列的列。

圖8b描繪用于掃描該傳感器的單一列的方法850的示例的流程圖。方法810涉及：同時掃描活動列中的所有行(855)，將此列的“當前觸摸”位清零(860)，以及隨后執行另一方法880，該方法880可涉及對該列中的每一行重復某些讀出和測量(要么順序地要么并行地)。讀出和測量涉及用于讀出針對行i的測量的方法880(865)，并且如果測量低于基線，則為該列設置“當前觸摸”位(870)。圖8a和8b中的各個被掃描的列可具有多次掃描并將它們所接收的信號平均。經組合的snr可高于針對單一掃描的snr。

用于噪聲免疫的發送波形設計

描述了用于為電容式觸摸感測矩陣提供發送波形中的噪聲免疫的技術和實現。

如果觸摸傳感器是在lcd頂部上使用和/或實現，則主導性的噪聲源可能要從lcd操作得出。例如，lcd可具有約1000x1000像素，可每秒運行約100幀，并且可具有因此約為(100幀/秒)*(1000線/幀)＝100000線/秒即100khz的線掃描頻率。對于諸如平板屏幕電視和大監視器等大顯示器而言這可能是非常值得注意的。這可能接近電容式觸摸傳感器的激勵頻率，并可能因此被認為是同相“噪聲”。在這些實現中的一些中，激勵頻率可以被選擇為使得在積分時間段上激勵波形與lcd的線掃描頻率正交，為此lcd的線掃描頻率包括作為主導“噪聲”源的信號。

在一些實現中，如果所發送的波形是未經調制的載波，則可使用與用于為正交頻移鍵控選擇頻率對的過程相同或類似的過程來選擇頻率對。例如，頻率f和2f可在時間段1/f上正交，不管它們相對相位如何。如果lcd具有100khz的線掃描頻率，則矩陣的掃描可以50khz或200khz來進行，而積分時間可以被選擇為20us或10us的倍數。在線掃描頻率附近的噪聲隨后將被完全拒絕。更復雜的波形可在頻域中設計并隨后對其進行傅立葉變換，或使用與在針對特定頻率響應選擇有限脈沖響應(fir)濾波系數時的算法相同的算法來設計。因為相關在數字域中進行，所以可以只要數字信號是流到該行中的模擬電流的大致準確的表示就可拒絕該噪聲。如果例如adc飽和，則將不是這種情況，而是可以不是所有的噪聲均被拒絕。為了解決adc飽和，到達adc的增益可被選擇為使得轉換器不被最大或最高的預期噪聲水平和最大或最高的信號水平飽和。

一些其他實現可涉及將陷波濾波器放入接收路徑中以拒絕噪聲頻率。這可拒絕噪聲，但是如果激勵波形在該頻率附近仍有能量，則所發送信號的分量可能被接收器拒絕。這可意味著用于發送該信號的分量的能量沒有被利用。一些替代實現可將所發送的信號特別設計成在噪聲頻率處沒有分量，這可允許系統在拒絕噪聲的同時充分利用其所發送的功率。

對于此方法，如果噪聲預先已知(對于lcd一般是這種情況)則可能有用。例如，lcd可以按照獨立于輸入信號時序的恒定像素時鐘和恒定時序運行，并可對輸入信號重新采樣來在其內部時基內運行。但是如果出于某種原因噪聲頻率預先未知，或者如果拒絕來自環境的某個其他窄波段噪聲源成為必要，則這些實現可涉及根據在接收器上測量的噪聲的頻譜來自適應地選擇發送波形。在一些實現中，用于檢測觸摸的閾值可以根據所接收的噪聲的大小來自適應地選擇，使得如果環境噪聲很高，則用于檢測觸摸的閾值可被提高，而觸發假觸摸的可能性可被減少。

圖9描繪在執行解調之前在該系統的模擬前端的輸出處的“噪聲”的示例的圖。圖900包括電壓噪聲對照時間的電壓波形915的示例。電壓波形915包括至少兩個加性分量：與隨機噪聲源相對應的隨機性分量920，以及與lcd的水平刷新頻率相對應的確定性分量930。圖900涉及從模擬示例獲取的噪聲。

圖10示出在對激勵波形進行良好選擇的情況下執行解調之后的噪聲的示例的圖。圖1000示出所接收的噪聲對照時間的波形1015。波形1015的y-軸可以是根據adc輸出的任意單位，因為此處考慮其相對值(即，snr)。噪聲表現為沒有可見的確定性結構，并且看上去只由隨機性分量1010構成。噪聲的大小很小(例如，約4計數均方根(rms))。圖1000涉及從所測量的數據的示例獲取的噪聲。

圖11示出在對激勵波形進行不良選擇的情況下執行解調之后的噪聲的示例的圖。圖1100示出所接收的噪聲對照時間的波形1115。波形1115的y-軸是與圖10中的任意單位相同的單位。波形1115中的噪聲涉及至少兩個加性分量：與隨機噪聲源相對應的隨機性分量，以及確定性分量1110，其中確定性分量1110是由于在解調之后lcd的經混疊水平刷新頻率帶來的。圖11中的噪聲的大小比圖10中的更大(例如，約20計數rms)。圖1100涉及從所測量的數據的示例獲取的噪聲。

圖12描繪在積分時間段上噪聲頻率針對激勵頻率的相關的示例的圖。圖1200示出在積分時間段上的噪聲和激勵頻率之間的互相關的類sinc波形1215，其中用于良好激勵頻率的最佳選擇出現在波形1215的空值1210處。當噪聲和激勵頻率相等時，該圖中的y-軸已經被歸一化到1的值。在波形1215中，噪聲頻率是135khz，而積分時間段是激勵頻率的6個周期。

在一些lcd面板上的一些示例實現中，寬波段噪聲的猝發可能在完整幀時間的窄片期間生成。例如，對于一個55吋、120hz面板，寬波段噪聲可在該8.3ms幀的約150us期間生成。此噪聲可作為噪聲特別大的列集合出現在所測量的電容圖像中，因為該幀被列時分。這些有噪聲的列可在電容圖像內移動，例如，在lcd的幀率和電容式觸摸傳感器的幀率之間的節拍頻率處。如果lcd和觸摸傳感器是頻率鎖定的，則有噪聲的列可以是靜止的。如果lcd的觸摸傳感器是相位鎖定的，則那些有噪聲的列的位置可被標識，并且在該時間期間測量可被中止。這可能略微減少可用積分時間，但是可改善最差情況的噪聲性能。通過直接連接到lcd的像素時鐘和同步(例如，數據使能，de)信號，該系統可被相位鎖定。如果用于相位鎖定的技術是不可能的，則該系統可通過查看所測量的數據并標識最高噪聲列來相位鎖定。控制系統隨后可調整幀率來將最高噪聲列放入期望位置或目標位置中。此技術不需要具有到lcd模塊的連接。

例如，通過使用類似于cdma技術的技術，一些實現可同時發送多個正交激勵波形。這些實現可以能夠選擇與噪聲頻率正交的所有激勵波形。噪聲頻率可以是預先已知的，并且激勵波形可以被設計成與該已知頻率正交。如果噪聲頻率是預先未知的，則可使用接收器測量噪聲頻率，而激勵波形可被選擇，諸如被自適應地選擇。

激勵電壓

該系統的噪聲性能一般可以通過例如接收器處的信噪比來確定。如上所述，各技術可改善snr，包括：對照正確的預期波形進行相關，其中所接收的有效能量被從信號中提取，以及選擇與該噪聲正交的波形來減少所接收的總噪聲。另一種改善snr的技術可以是增加發送功率。例如，小型電容式觸摸傳感器(例如，約4吋的對角距離)可在標準邏輯電壓(例如，約3.3v或略高)處操作，而較大的觸摸屏幕(例如，約15吋或更大的對角距離)可在例如約10-20v附近操作。因為snr可隨電壓縮放，則一些實現可通過具有以例如200v的最大發送電壓操作的系統來改善snr。這可能增加輻射發射，輻射發射可以通過限制快邊緣的轉換速率(slewrate)或通過用類似噪聲(例如，寬波段)代碼來調制所發送的信號來緩解。這還可能增加通過用戶的電流，但是該電流可以是例如不超過數十安培。該電流可以遠小于感受閾值，在感興趣的頻率處該感受閾值可以是約10ma。因為感受閾值隨著頻率增加，所以當感受從刺痛(由于與神經的交互)改變到溫暖(由于肌肉中的i²*r發熱)時，高的頻率甚至可以準許通過用戶的最大可接受電流的增加。此外，如果一次只掃描一列，并且用戶僅僅在觸摸很小數量的列，則平均電流被進一步減小。例如，這可能意味著，如果用戶正在觸摸100列傳感器中的3列，則平均電流可以是峰值電流的3/100。

模擬前端

描述了用于設計用于電容式觸摸感測系統的模擬前端電路的技術和實現。

圖13描繪來自單級前端放大器和兩級前端放大器的輸出響應的示例的圖。圖1300示出單級放大器幅度響應1320和兩級放大器幅度相應1330。第一和第二級放大器是前端放大器，所述前端放大器具有約1v/ua的增益、使用10mhz增益*帶寬操作放大器、并且由總電容c＝800pf為且電阻為r＝5kohm的均勻rc線加載。單一級放大器幅度響應1320在增益上具有不期望的峰值1310，其對應于時域中的振動(ringing)。

前端放大器的一些實現可以不嘗試使所有跨阻抗增益在前，因為在輸入處具有大的到地電容的情況下可能難以保持放大器穩定。這些實現可使小跨阻抗增益在前，并且因此具有電壓增益的小跨阻抗增益來改善性能。初始跨阻抗增益可被選擇得足夠大以使得該第一級的設備噪聲和其他噪聲不占主導，因為噪聲將被乘以第二級的電壓增益。例如，如果預期總噪聲(其可被稱為第二級的輸出)為約100mvrms，且第二級具有10v/v的增益，則第一級可具有遠低于10mv的設備噪聲(以及來自其他噪聲源的噪聲，包括從例如電源耦合的噪聲)。

圖14a描繪兩級前端放大器電路的示例的圖。在電路1400a中，第一放大器ic1a在非反相輸入端子3處具有參考電壓vref，并且在反相輸入端子2處具有輸入in0，其中第一反饋電容cf和第一反饋電阻rf連接在反相輸入端子2和放大器ic1a的輸入端子1之間。輸出端子1與電容器ca串聯，電容器ca與電阻器ra串聯。第二放大器ic1b具有連接到參考電壓vref的非反相端子5和連接到電阻器ra的反相端子6。第二反饋電容器cb和第二反饋電阻器rb連接于反相輸入端子6和第二放大器ic1b的輸出端子7之間。

圖14a的實現可包括使用線性放大器的高質量純模擬前端。此配置可維持輸入電壓非常接近恒定值，并可容忍很大的到地電容。在圖14a中，一行傳感器可連接到輸入in0。此設計可以是具有由rf和cf確定的增益的跨阻抗放大器。此放大器1400a可被認為是積分器，其增益(以v/a為單位)為l/(s*cf)，其中s＝j*2*pi*f是輸入信號的頻率。電阻器rf可被選擇為比積分時間段更快地放置時間常數rf*cf，以停止輸入上的積分器漂移。例如，在激勵頻率為約100khz的情況下，該時間常數可以是約(2.2nf)*(2.2k)＝4.8us，這比10us的時間段更快。與傳感器矩陣中的電容器相組合，此配置可以基本上形成電壓除法器，所以如果發送電壓為vt，且被測試的傳感器電容為cut，則放大器ic1a可輸出電壓vt*cut/cf。

通過采用較小的跨阻抗增益，以及由此而來的電壓增益，閉環傳輸功能可以是穩定的，并且振動和振蕩可被避免，即便在輸入處存在大電容(正如在大顯示器上跡線很長時將會發生的，例如，其中只可以為數百pf)。在一些實現中，初始跨阻抗增益可以被選擇得足夠大以使得操作放大器的設備噪聲以及接收器電路內的任何耦合噪聲與總系統噪聲相比都不顯著。

例如，在一些實現中，放大器ic1a的設備噪聲和其他噪聲可以是該系統內生成的噪聲的最重要的源，因為該噪聲被放大放大器ic1b的增益倍。在一種設計的一個示例中，這可對應于約2.2nf的電容cf、約1.5kohm的電阻rf、以及約20的電壓增益rb/ra。在一些實現中，電容器ca可以被選擇為在60hz附近產生非常低的增益，其中從用戶的手指耦合的噪聲可具有例如比信號的噪聲大十倍或更多倍的幅度。

圖14b描繪用于涉及具有用于穩定性的適當的電容值和電阻值的前端放大器的示例的流程圖。在流程圖1400的方法中，參數包括期望總增益g(其中單位可以是以電容計)以及放大器的輸入處的總電容cin(其可被建模為傳感器中的ito跡線的電容)。其他參數包括激勵頻率f(或寬波段激勵信號(例如偽噪聲序列)的中心頻率)以及預期總系統噪聲in，該預期系統總噪聲可以是從lcd耦合的，以電流為單位，并且可被稱為模擬前端輸入。

該方法涉及：選擇與總輸入電容cin相當的cf(1420)，以及選擇大致與感興趣頻率處的cf的阻抗大小相同的rf，例如rf＝l/(2*pi*f*cf)(1425)。該方法涉及：選擇等于期望/目標增益除以第一級增益(例如，cf/g)的比率rt/ra(1430)，并且設計具有總電壓噪聲vn(在總系統帶寬上積分)的第一級，以使得in/(2*pi*f*g)>＞(rb/ra)*vn(1435)。該方法還涉及選擇ca以在60hz處獲得約500:1的衰減，以便電容ca＝l/((ra*500)*(60hz)*2*pi)(1440)。隨后，該方法涉及選擇cb以在10*f處獲得約10:1的衰減，以便電容cb＝l/((rb/10)*(10*f)*2*pi)(1445)。

本主題的所描述的實施例中的一些和操作可在數字電子電路中實現，或在計算機軟件、固件、或硬件中實現，包括在本說明書中描述的結構及其等同結構，或其中一個或多個的組合。本說明書中描述的主題的實施例可被實現為計算機程序，即，編碼在計算機存儲介質上以由數據處理裝置執行或控制數據處理裝置的操作的計算機程序指令的一個或多個模塊。替代地或附加地，程序指令可被編碼在人工生成在傳播信號上，例如，機器生成的電、光或電磁信號，所述信號被生成以編碼信息以傳輸到適當的接收器裝置上以供數據處理裝置執行。數據處理裝置可包括傳感器、可以是傳感器的一部分、可以是帶有傳感器的系統的一部分、可以被集成在該系統和/或傳感器內、可以是接收器、發送器、與傳感器或接收器和/或發送器相關聯的組件或邏輯的一部分、或其任何組合。計算機存儲介質可以是計算機可讀存儲介質、計算機可讀存儲基底、隨機或串行訪問存儲器陣列或設備、或其中一個或多個的組合，或可以被包括在其中。而且，盡管計算機存儲介質不是傳播信號，然而計算機存儲介質可以是編碼在人工生成的傳播信號中的計算機程序指令的源或目的地。計算機存儲介質還可以是一個或多個分開的物理組件或介質(例如，多個cd、盤或其他存儲設備)或可被包括在其中。

此說明書中描述的操作可以被實現為由數據處理裝置對存儲在一個或多個計算機可讀存儲設備上或從其他源接收的數據執行的操作，

用于處理數據的各裝置、設備和機器可被用作“數據處理裝置”，包括例如可編程處理器、計算機、片上系統、或以上中的多個或組合。該裝置可包括專用邏輯電路，例如fpga(現場可編程門陣列)或asic(專用集成電路)。除了硬件，該裝置還可包括為所討論的計算機程序創建執行環境的代碼，例如，構成處理器固件、協議棧、數據庫管理系統、操作系統、跨平臺運行時環境、虛擬機、或其中一個或多個的組合的代碼。該裝置和執行環境可實現各種不同計算模型基礎結構，諸如web服務、分布式計算和網格計算基礎結構。

計算機程序(也被稱為程序、軟件、軟件應用、腳本或代碼)可以任何形式的編程語言(包括編譯或解釋語言、聲明性或程序性語言)撰寫，并能以任何形式部署，包括作為獨立程序或作為模塊、組件、子例程、對象、或適于在計算環境中使用的其他單元。計算機程序可以但不必對應于文件系統中的文件。程序可被存儲在保持其他程序或數據的文件的一部分中(例如，存儲在標記語言文檔中的一個或多個腳本)、存儲在專用于所討論的程序的單一文件中、或存儲在多個協同文件中(例如，存儲一個或多個模塊、子程序或代碼部分的文件)。計算機程序可被部署以在一個站點處的一個計算機或多個計算機上執行或跨多個站點分布并通過通信網絡相互連接。

本說明書中描述的過程和邏輯流程可以由一個或多個可編程處理器執行，所述可編程處理器執行一個或多個計算機程序來通過對輸入數據進行操作并生成輸出執行動作。該過程和邏輯流程還可通過專用邏輯電路(例如，fpga(現場可編程門陣列)或asic(專用集成電路))來執行，并且裝置也可被實現為該專用邏輯電路。

適于執行計算機程序的處理器可包括，作為示例，通用和專用微處理器以及任何類型的數字計算機的任意一個或多個處理器。一般地，處理器接收來自只讀存儲器或隨機存取存儲器或兩者的指令和數據。計算機的必要元件是用于根據指令執行動作的處理器和用于存儲指令和數據的一個或多個存儲器設備。一般地，計算機還將包括或可被操作地耦合以接收來自一個或多個大容量存儲設備(例如，磁性、磁光盤、或光盤)的數據或將數據發送到大容量存儲設備以供存儲數據或兩者。然而，計算機不必具有這些設備。而且，計算機可以被嵌入在另一設備(例如，移動電話、個人數字助理(pda)、移動音頻或視頻播放器、游戲控制臺或便攜式存儲設備(例如，通用串行總線(usb)閃存驅動器)，這些僅是幾個示例)中。適于存儲計算機程序指令和數據的設備包括所有形式的非易失性存儲器、介質和存儲器設備，包括例如，半導體存儲設備，例如eprom、eeprom和閃存設備；磁盤，例如內置硬盤或可移動盤；磁光盤；以及cd-rom和dvd-rom盤。處理器和存儲器可由專用邏輯電路補充或被合并到專用邏輯電路中。

為了提供與用戶的交互，在本說明書中描述的主題的實施例可被實現在計算機上，該計算機具有用于向用戶顯示信息的顯示設備(例如，陰極射線管(crt)或液晶顯示器(lcd)監視器)，以及用戶可用來向計算機提供輸入的鍵盤以及指點設備(例如鼠標或追蹤球)。其他類型的設備也能被用以提供與用戶的交互；例如，向用戶提供的反饋可以是任何形式的傳感反饋，例如視覺反饋、聽覺反饋或觸覺反饋；并且來自用戶的輸入能以任何形式接收，包括聲音、語音或觸覺輸入。此外，計算機可通過向用戶所使用的設備發送文檔以及從該設備接收文檔來與該用戶交互；例如，通過響應于從用戶的客戶端設備上的web瀏覽器接收的請求向該web瀏覽器發送網頁。

盡管此說明書包含許多具體實現細節，然而，這些細節不應當被解釋為對任何發明或所要求保護的范圍的限制，而是作為對專用于特定發明的特定實施例的特征的描述。本說明書中在分開的實施例的上下文中描述的某些特征也可以在單一實施例中組合地實現。反過來，在單一實施例的上下文中描述的各個特征也可以在多個實施例中分開地實現或以任何適當子組合實現。而且，盡管特征可能在上面被描述為以特定組合動作并且甚至一開始要求如此保護，然而來自所要求保護的組合的一個或多個特征在某些情況下可以從該組合中剝離，而所要求保護的組合可以針對子組合或子組合的變型。

類似地，盡管在附圖中以特定次序描繪了操作，然而這不應當被理解為要求這些操作以所示的特定次序或以順序次序執行，或者所示的所有操作均被執行來實現期望的結果。在某些情況下，多任務和并行處理可能是有利的。而且，上面描述的實施例中的各系統組件的分離不應當被理解為在所有實施例中均要求這種分離，而且應當理解，所描述的程序組件和系統一般可被一起集成在單一軟件產品中或打包到多個軟件產品中。

從而，描述了本主題的特定實施例。其他實施例在以下權利要求書的范圍內。在某些情況下，權利要求書中所記載的動作可以按不同次序執行并仍舊能夠實現期望的結果。此外，在附圖中描繪的過程不一定需要所示的特定次序或順序次序來實現期望的結果。在某些實現中，多任務和并行處理可能是有用的。