[發明專利]減少電容性觸摸屏系統中的電磁干擾

有效

• 申請號: 201110184066.7
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102289332A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 維塔利·蘇克奧威
• 申請（專利權）人: 安華高科技ECBUIP(新加坡)私人有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 李曉冬

技術領域

這里描述的本發明的各種實施例一般地涉及電容性感測設備的領域，并且更具體地涉及用于減少或過濾諸如電容性觸摸屏之類的互電容測量或傳感系統、設備、組件和方法中的電磁干擾的電路和方法。

背景技術

兩種主要的電容性感應和測量技術目前被用在大多數觸摸板和觸摸屏設備中。第一種這樣的技術是自電容(self?capacitance)的技術。由SYNAPTICS^TM制造的很多設備使用了自電容測量技術，諸如CYPRESSPSOC^TM之類的集成電路(IC)設備也是如此。自電容涉及利用諸如日期為1996年8月6日、標題為“Touch?Pad?Driven?Handheld?Computing?Device”的、授予Bisset等的美國專利No.5,543,588中所描述的那些技術之類的技術，來測量一系列電極板的自電容。

可通過對處在給定電壓的物體上積蓄的電荷量(Q＝CV)的檢測，來測量自電容。通常通過將已知電壓施加到電極并且然后利用電路來測量多少電荷流向此同一電極，來測量自電容。當使外部物體靠近電極時，額外的電荷被吸引至電極。結果，電極的自電容增加。很多觸摸傳感器被配置以使得接地物體是手指。人體對于電場消失的面而言本質上是電容器，并且通常具有大約100pF的電容。

觸摸板和觸摸屏設備中使用的第二種主要的電容性傳感和測量技術是互電容(mutual?capacitance)的技術，在該技術中利用電極的交叉格柵(crossed?grid)來執行測量。例如，參見日期為1999年1月19日的、標題為“Methods?and?Apparatus?for?Data?Input”的、授予Gerpheide的美國專利No.5,861,875。互電容技術被用在由CIRQUE^TM制造的觸摸板設備中。在互電容測量中，電容是在兩個導體之間測量的，這與自電容測量形成對比，在自電容測量中單個導體的電容被測量，并且自電容測量可能被接近的其他物體所影響。

在電容性觸摸屏中，用戶的手指表示連接到電場地(electric?field?ground)的電極。由于用于為電容性觸摸屏供電的開關電源轉換器的廣泛使用，讀出電子地端子(或系統地(system?ground))的電勢可能相對于與電場地相關聯的電壓以周期性的方式或非嚴格周期性的方式而顯著地變化。電場電壓或電勢被假設成在無限遠處為零。系統地電壓相對于電場地電壓的變化可在從電容性觸摸屏獲取的互電容信號中產生顯著干擾，我們在這里將它一般地稱為電磁干擾。這樣的干擾可被視作由于讀出采樣時鐘與開關電源轉換器時鐘之間的一般未知的相位關系而引起的“噪聲”。對電磁干擾的其他貢獻可包括與由各種周圍或環境的源在人體和觸摸屏中誘導出的所不希望的電荷相關聯的“噪聲”耦合，其中所述源可以相對于電容性觸摸屏驅動信號是異步的。

所需要的是能夠減少或以另外的方式過濾電磁干擾的作用的電容性觸摸屏系統。

發明內容

在一個實施例中，提供了一種電容性觸摸屏系統，所述電容性觸摸屏系統包括：觸摸屏，所述觸摸屏包括布置在行或列中的第一組多個導電的驅動電極、以及布置在相對于第一組多個電極的行或列以一個角度排列的行或列中的第二組多個導電的感測電極，在第一組多個電極和第二組多個電極交叉的位置、在第一組多個電極和第二組多個電極之間存在互電容，這樣的互電容在存在著靠近其的一個或多個手指或者觸摸器件的情況下改變；至少一個驅動電路，所述至少一個驅動電路可操作地連接至第一組多個電極并且被配置為向其提供具有高和低狀態的驅動信號；多個感測電路，每個感測電路可操作地連接至第二組多個電極中的相應電極；系統地，所述系統地與所述電容性觸摸屏系統相關聯；電場地，所述電場地與所述一個或多個手指或者觸摸器件以及所述觸摸屏相關聯；其中每個感測電路包括電荷積分器電路和開關電容濾波電路，所述電荷積分器電路被配置為接收由第二組多個電極中的相應電極提供的輸入信號并且提供積分信號給所述開關電容濾波電路，所述開關電容濾波電路被配置為分別對由所述電荷積分器電路向其傳送的第一積分信號和第二積分信號進行采樣并且存儲在第一電容器和第二電容器中，所述第一積分信號對應于高狀態驅動信號并且所述第二積分信號對應于低狀態驅動信號，所述開關電容濾波電路被配置為提供輸出信號，所述輸出信號表示第二組多個電極中的與該感測電路相對應的電極的互電容，并且所述系統地與所述電場地之間的電磁干擾電壓被所述開關電容濾波電路基本上從該輸出信號中過濾掉。