[發(fā)明專(zhuān)利]投射式電容觸摸傳感器電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310207144.X
• 申請(qǐng)日: 2013-05-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103455222A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 里卡多·薩拉維里
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 易觸控解決方案公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/044
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/044
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 齊楊

技術(shù)領(lǐng)域

本文所揭示的標(biāo)的物一般涉及電容觸摸傳感器，且更特定來(lái)說(shuō)涉及用于檢測(cè)觸摸位置的投射式電容觸摸傳感器電路。

背景技術(shù)

投射式電容觸摸傳感器通常包括襯底，襯底上安置有用于感測(cè)觸摸位置的電極。襯底可為具有高透光性的耐用玻璃以用于觀(guān)察下面的顯示裝置所顯示的圖像，所述顯示裝置顯示例如圖形按鈕及圖標(biāo)的圖像。當(dāng)用戶(hù)在對(duì)應(yīng)于顯示在顯示裝置上的所需選擇的位置處(例如用手指或手寫(xiě)筆)觸摸襯底的外表面時(shí)，通過(guò)感測(cè)電極之間的電容的變化來(lái)確定所述位置。

在一些投射式電容觸摸傳感器中，電極布置成多個(gè)電極行及多個(gè)電極列。行及列經(jīng)由絕緣層彼此電性隔離。通過(guò)以方波信號(hào)(即，驅(qū)動(dòng)脈沖)驅(qū)動(dòng)第一方位的電極(例如，列電極或驅(qū)動(dòng)電極)而確定觸摸位置。由于存在于列電極與行電極之間的互電容耦合，所以耦合到另一方位的電極(例如，水平電極或感測(cè)電極)的感測(cè)電路測(cè)量所述電極之間的電流。電流量與互電容值成正比，且進(jìn)而促進(jìn)對(duì)互電容的確定。當(dāng)用戶(hù)在交叉點(diǎn)附近觸摸襯底時(shí)，列電極與行電極的交叉點(diǎn)之間的互電容將改變。

用于測(cè)量互電容的典型感測(cè)電路通過(guò)反復(fù)將感測(cè)電極切換到模擬積分器電路的輸入端而進(jìn)行操作，所述模擬積分器電路包括具有反饋電路(其包括將放大器輸出耦合到放大器輸入的電容器)的放大器。此種電路通常包括開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)恰好在驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)脈沖的每一下降沿前面將積分器的輸入耦合到感測(cè)電極且隨后恰好在每一上升沿前面將其解耦以便僅積分一個(gè)極性的信號(hào)。隨后將積分器的輸出數(shù)字化，且利用所述數(shù)字化值確定是否以及在哪里已發(fā)生觸摸。

然而，積分器的輸入處的開(kāi)關(guān)的寄生電容的相對(duì)量級(jí)相比于電極之間的互電容(其通常以零點(diǎn)幾皮法拉來(lái)測(cè)量)要大。為了克服寄生電容產(chǎn)生的影響，在準(zhǔn)確確定觸摸位置之前須執(zhí)行多個(gè)積分循環(huán)。舉例來(lái)說(shuō)，積分器可在兩百個(gè)或更多個(gè)循環(huán)期間積分在感測(cè)電極上測(cè)得的信號(hào)，對(duì)于具有200kHz的頻率的驅(qū)動(dòng)脈沖來(lái)說(shuō)其可花費(fèi)1ms或更多時(shí)間。用以進(jìn)行確定的時(shí)間長(zhǎng)度隨著必須進(jìn)行測(cè)量的電極的數(shù)目增加而增加，相比于用于移動(dòng)裝置中的較小pCap顯示器來(lái)說(shuō)，所述時(shí)間長(zhǎng)度可影響用戶(hù)對(duì)通常具有大量要測(cè)量的電極的相對(duì)較大顯示器的體驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

在第一方面中，用于測(cè)量安置在襯底上的電極之間的互電容的電路包括：經(jīng)配置以產(chǎn)生周期脈沖且將所述脈沖傳送到驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)電路、以及經(jīng)配置以在驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的交叉點(diǎn)處測(cè)量驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的互電容的感測(cè)電路。感測(cè)電路包括具有與感測(cè)電極連續(xù)電連通的輸入?yún)^(qū)段的積分器電路，以及具有與積分器電路的輸出電連通的輸入及與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電連通的輸出的開(kāi)關(guān)電路。開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作以在脈沖的下降沿之前的第一時(shí)間處及脈沖的上升沿之前的第二時(shí)間處即刻將積分器電路的輸出信號(hào)傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，以借此對(duì)輸出信號(hào)的最大值及最小值進(jìn)行取樣。感測(cè)電路還包括經(jīng)配置以確定最大值與最小值之間的差值的計(jì)算邏輯，以借此確定驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的互電容。

在第二方面中，用于測(cè)量安置在襯底上的電極之間的互電容的方法包括：產(chǎn)生周期脈沖、將所述脈沖傳送到驅(qū)動(dòng)電極，以及在驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的交叉點(diǎn)處測(cè)量驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的互電容。測(cè)量進(jìn)一步包括：連續(xù)地對(duì)來(lái)自感測(cè)電極的感測(cè)信號(hào)進(jìn)行積分以借此產(chǎn)生積分感測(cè)信號(hào)、在脈沖的下降沿之前的第一時(shí)間處以及脈沖的上升沿之前的第二時(shí)間處周期性地對(duì)積分感測(cè)信號(hào)進(jìn)行取樣以借此對(duì)積分感測(cè)信號(hào)的最大值及最小值進(jìn)行取樣、將最大值與最小值數(shù)字化，以及確定最大值與最小值之間的差值以借此確定驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的互電容。

在第三方面中，觸摸傳感系統(tǒng)包括其上安置有多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極及多個(gè)感測(cè)電極的襯底以及用于確定觸摸的位置的電路。電路包括：經(jīng)配置以產(chǎn)生周期脈沖且將所述脈沖傳送到驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)電路，以及經(jīng)配置以在驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的交叉點(diǎn)處測(cè)量驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的互電容的感測(cè)電路。感測(cè)電路包括具有與感測(cè)電極連續(xù)電連通的輸入?yún)^(qū)段的積分器電路，以及具有與積分器電路的輸出電連通的輸入及與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器電連通的輸出的開(kāi)關(guān)電路。開(kāi)關(guān)進(jìn)行操作以在脈沖的下降沿之前的第一時(shí)間處及脈沖的上升沿之前的第二時(shí)間處即刻將積分器電路的輸出信號(hào)傳送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器以借此對(duì)輸出信號(hào)的最大值及最小值進(jìn)行取樣。感測(cè)電路還包括經(jīng)配置以確定最大值與最小值之間的差值的計(jì)算邏輯以借此確定驅(qū)動(dòng)電極與感測(cè)電極之間的互電容。

附圖說(shuō)明

包括附圖以提供對(duì)權(quán)利要求書(shū)的進(jìn)一步理解，且附圖并入于本說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分。所描述的詳細(xì)說(shuō)明及圖解說(shuō)明的實(shí)施例用于解釋權(quán)利要求書(shū)所定義的原理。