[發明專利]用于電容式傳感設備的傳感方法及電路

有效

• 申請號: 201110243049.6
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102955626A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 于潔;張建新
• 申請（專利權）人: 意法半導體(中國)投資有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，更具體地，本發明涉及一種用于電容式傳感設備的傳感方法及電路。

背景技術

許多觸摸式傳感設備被應用在電氣或電子裝置中，用于獲取裝置的操作者或使用者的輸入，這些觸摸式傳感設備例如觸摸傳感屏、觸摸傳感板以及觸摸傳感按鍵。根據觸摸傳感方式的不同，能夠將觸摸傳感設備分為電容式傳感設備、電阻式傳感設備以及熱傳感設備。

電容式傳感設備通常檢測傳感電容的電容值變化來確定其是否被觸摸。具體地，電容式傳感設備通常具有多個電容式傳感元件，其中的每個元件具有傳感器極板與接地極板，其作用為兩個導電極板。傳感器極板與接地極板被分離地設置在介電層下面，以形成傳感電容。傳感電容的電容值大小取決于傳感器極板與接地極板之間耦合的電場的大小。當電容式傳感元件被手指觸摸時，由于人體效應(human?body?effect)，傳感電容會顯著增加，也即，手指會部分地吸收在傳感器極板與接地極板之間耦合的電場。

然而，電容式傳感設備通常在廚房電器或暴露在各種氣候條件下的控制板中使用，因此，這些電容式傳感設備容易接觸到濕氣、水滴或水膜。當電容式傳感設備覆有水或其他導電液體時，傳感電容的電容值也可能增大，這是由于電場被經由水耗散至接地極板。有些時候，例如當電容式傳感設備上覆有一灘水時，傳感電容的電容值的這種增加可能大到足以被檢測為誤觸摸(false?touch)。因此，對于設備是被手指觸摸的情況以及設備覆有水的情況，通常較難分辨。

一種被用于避免誤觸摸檢測的方式使用了附加的用于感應水的防護傳感器(guard?sensor)。當這種電容式傳感設備覆有水時，防護傳感器會生成關閉信號，并隨后發送該關閉信號給該電容式傳感設備的控制單元，例如微控制器(MCU)，這使得整個電容式傳感設備被鎖定。電容式傳感設備的覆有水的區域將不會感應任何觸摸，直到水被擦去，而且其他未覆有水的區域也不會感應到任何觸摸。因此，被鎖定的電容式傳感設備將不會生成任何誤觸摸檢測。然而，這種方式要求附加的用于防護傳感器的印刷電路板(PCB)面積以及MCU引腳，這增加了生產成本。此外，盡管只有設備的一部分覆有水，但是整個電容式傳感設備卻都不能夠正常工作，這是很不方便的。

發明內容

需要提供一種具有較低成本的用于電容式傳感設備的傳感方法及電路。

在本發明的一個實施例中，公開了一種電容式傳感設備的傳感方法。所述電容式傳感設備具有多個電容式傳感元件，其中的每個電容式傳感元件分別地由充電元件充電或放電。所述傳感方法包括下述步驟：第一采樣步驟，采樣所述多個電容式傳感元件中的一個電容式傳感元件的充電或放電時間中的至少一個，以確定所述被采樣元件的第一采樣時間，其中在所述第一采樣步驟期間，所述被采樣元件以及所述多個電容式傳感元件中至少一個另外的元件被同時地充電或放電；第一比較步驟，將所述被采樣元件的所述第一采樣時間與參考時間進行比較；以及輸出步驟，在所述第一采樣時間超過所述參考時間時輸出觸發信號。

在本發明的另一個實施例中，公開了一種用于電容式傳感設備的電路。所述電容式傳感設備具有多個電容式傳感元件，其中的每個電容式傳感元件分別地由充電元件充電或放電。所述電路包括：采樣模塊，被配置為采樣所述多個電容式傳感元件中的一個電容式傳感元件的充電或放電時間中的至少一個；控制模塊，被配置為向所述充電元件提供第一控制信號，用于在第一采樣時段期間同時地對所述被采樣元件以及所述多個電容式傳感元件中的至少一個另外的元件進行充電或放電，并根據所述第一采樣時段的所述充電或放電時間中的至少一個生成所述被采樣元件的第一采樣時間；比較模塊，被配置為將所述第一采樣時間與參考時間進行比較，并在所述第一采樣時間超過所述參考時間時輸出觸發信號。

本發明的傳感方法和電路可以很容易地避免當電容式傳感設備覆有水時輸出觸發信號，并且因而在這種情況下電容式傳感元件將不會被鎖定。此外，可以略去在傳統電路中使用的防護傳感器，這促成了較小的PCB面積以及較少的MCU引腳占用。

上文已經概括而非寬泛地給出了本公開內容的特征。此后將描述本公開內容的附加特征，其形成了本發明權利要求的主題。本領域技術人員應當理解，可以容易地使用所公開的構思和具體實施方式，作為修改和設計其他結構或者過程的基礎，以便執行與本發明相同的目的。本領域技術人員還應當理解，這些等同結構沒有脫離所附權利要求書中記載的本發明的主旨和范圍。

附圖說明

為了更完整地理解本公開以及其優點，現在結合附圖參考以下描述，其中：