專利名稱：電容式感應(yīng)屏按鈕狀態(tài)的監(jiān)測方法和電容式感應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人機接口技術(shù)，特別涉及一種電容式感應(yīng)屏的按鈕 狀態(tài)的監(jiān)測方法以及電容式感應(yīng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電容式傳感是一種在前置面板顯示、消費類電子和汽車等應(yīng)用 中迅速獲得廣泛推廣的接口技術(shù)。電容式傳感系統(tǒng)包含一組與電場 相互作用的導(dǎo)體。由于皮膚層下的人體組織充滿了電解質(zhì)，因此可 以借助手指的導(dǎo)電特性實現(xiàn)電容式傳感。


圖1為一種實現(xiàn)電容式傳感器按鈕的印刷電路板的頂視圖。在
圖1所示的印刷電路板中，頂層100為接地平面，金屬襯墊(sensor pad) 110與頂層100之間由環(huán)形間隙120相隔以構(gòu)成一個電容器， 該電容器可以作為一個傳感單元來檢測按鈕是被按下或釋放。
圖2為圖1所示印刷電路板的剖面圖。如圖所示，頂層100和 金屬襯墊110形成于絕緣基板200上，絕緣基板200上開設(shè)有通孔 200a以將金屬襯墊110連接到絕緣基板底部的引線，絕緣材料層 210覆蓋住頂層100和金屬村墊110。當(dāng)手指接近或觸及金屬襯墊 110上方的絕緣材料層時，將改變形成于金屬襯墊110與頂層100 之間的電容器的電容量。這樣，通過測量電容量的變化情況就可以 確定按鈕是否被按下或釋放。
需要指出的是，各種環(huán)境因素(例如濕度、溫度和表面污染等) 將改變電容器的電容量，從而導(dǎo)致按鈕狀態(tài)檢測或判別的準(zhǔn)確度或 可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種確定電容式感應(yīng)屏的按鈕狀態(tài)的 方法，其可有效提高按鈕狀態(tài)判別的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明的另 一個目的是提供一種用于監(jiān)測電容式感應(yīng)屏的按鈕 狀態(tài)的方法，其可有效提高按鈕狀態(tài)監(jiān)測的準(zhǔn)確度。本發(fā)明的還有一個目的是提供一種電容式感應(yīng)系統(tǒng)，其可有效 提高按鈕狀態(tài)監(jiān)測的準(zhǔn)確度。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種確定電容式感應(yīng)屏的按鈕 狀態(tài)的方法，該方法根據(jù)按鈕的電容值來確定其狀態(tài)，其中，如果 所述電容值大于觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所 述電容值小于噪聲閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)，所述觸 摸閾值大于或等于所述噪聲閾值，它們都包含基線值和偏離值，所 述基線值基于所述按鈕的先前獲取的電容值，所述偏離值為在所述 按鈕未按下時所述電容值偏離所述基線值的最大預(yù)期值。
優(yōu)選地，在上述方法中，通過連續(xù)多次測量所述按鈕的電容值 樣本并取其平均以獲取所述電容值。
優(yōu)選地，在上述方法中，通過測量所述按鈕的充電或放電時間 來確定所述電容值，并且利用計數(shù)器的計數(shù)值來表征所述電容值的 大小。
優(yōu)選地，在上述方法中，根據(jù)所述按鈕的靈敏度設(shè)定所述觸摸 閾值與所述噪聲閾值的差值。更好地，所述觸摸閾值與所述噪聲閾 值的差值的取值范圍為 一 組離散值。
優(yōu)選地，在上述方法中，按照下列方式確定所述基線值將所 述按鈕的最近k個電容值的均值設(shè)定為所述基線值，這里k為正整 數(shù)并且隨最近一個所述電容值的取值范圍的不同而變化。
優(yōu)選地，在上述方法中，按照下列方式確定所述基線值如果 所述按鈕的電容值大于所述觸摸閾值，則將所述基線值設(shè)定為所述 按鈕的最近m個電容值的均值，否則，則將所述基線值設(shè)定為所述 按鈕的最近n個電容值的均值，這里m和n為正整數(shù)并且m〉n。
優(yōu)選地，在上述方法中，在初始化所述電容式感應(yīng)屏?xí)r連續(xù)多 次測量所述按鈕的電容值樣本并取其中最大的一個與所述電容值 樣本的平均值的差值作為所述最大預(yù)期值。
優(yōu)選地，在上述方法中，在初始化所述電容式感應(yīng)屏?xí)r根據(jù)信 噪比要求設(shè)定所述最大預(yù)期值。
按照本發(fā)明的另 一個方面，提供了 一種用于監(jiān)測電容式感應(yīng)屏 的按鈕狀態(tài)的方法，所述電容式感應(yīng)屏包含一個或多個按鈕，所述 方法按照下列方式依次檢測所述多個按鈕的每一個的狀態(tài)
測量所述多個按鈕的其中一個按鈕的電容值；更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏
離所述基線值的最大預(yù)期值；以及
如果所述電容值大于觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)， 如果所述電容值小于噪聲閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)。
按照本發(fā)明的還有一個方面，提供了一種用于監(jiān)測電容式感應(yīng) 屏的按鈕狀態(tài)的方法，所述電容式感應(yīng)屏包含一個或多個按鈕，所 述方法按照下列方式依次檢測所述多個按鈕的每一個的狀態(tài)
測量所述多個按鈕的其中 一個按鈕的電容值；
更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及
如果最近連續(xù)若千個所述電容值都大于各自對應(yīng)的所述觸摸閾 值，則確定該按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所述電容值小于噪聲閾值， 則確定該按4丑進(jìn)入未按下狀態(tài)。
按照本發(fā)明的還有一個方面，提供了一種電容式感應(yīng)系統(tǒng)，其 中，包括
電容式感應(yīng)屏，包括
基板，表面排布有一個或多個電容器作為按鈕； 覆蓋在所述基板上的絕緣材料層；
與所述按鈕耦合的按鈕狀態(tài)監(jiān)測單元，按照下列方式依次檢測 所述多個按鈕的每一個的狀態(tài)
測量所述多個按鈕的其中 一個按鈕的電容值；
更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及
如果所述電容值大于所述觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下 狀態(tài)，如果所述電容值小于所述噪聲閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入未 按下狀態(tài)。
按照本發(fā)明的還有一個方面，提供了一種電容式感應(yīng)系統(tǒng)，其
8中，包括
電容式感應(yīng)屏，包括
基板，表面排布有一個或多個電容器作為按鈕； 覆蓋在所述基板上的絕緣材料層；
與所述按鈕耦合的按鈕狀態(tài)監(jiān)測單元，按照下列方式依次檢測 所述多個按鈕的每一個的狀態(tài)
測量所述多個按鈕的其中 一個按鈕的電容值；
更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及
如果最近連續(xù)若干個所述電容值都大于各自對應(yīng)的所述觸摸閾 值，則確定該按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所述電容值小于所述噪聲閾 值，則確定該按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)。
按照本發(fā)明的實施例，由于每次判別前都更新基線值，因此環(huán) 境因素的影響可以被及時納入觸摸閾值和噪聲閾值，從而提高了按 鈕狀態(tài)判定或檢測的準(zhǔn)確度。在優(yōu)選實施例中，基線值被設(shè)定為按 鈕的最近若干個電容值的均值，并且根據(jù)按鈕最近一次測得的電容 值來確定求取均值所需的樣本個數(shù)，這種算法比較簡潔，占用的計 算資源較少。在另一個優(yōu)選實施例中，觸摸閾值與噪聲闊值的差值 根據(jù)按鈕的靈敏度設(shè)定，因此可以靈活地適應(yīng)各種應(yīng)用需求。
附圖簡述
本發(fā)明的上述和/或其它方面和優(yōu)點將通過以下結(jié)合附圖的各 個方面的描述變得更加清晰和更容易理解，附圖包括
圖1為一種包含電容式傳感按鈕的印刷電路板的頂視圖。 圖2為圖1所示印刷電路板的剖面圖。 圖3為另一種包含電容式傳感按鈕的印刷電路板的剖面圖。 圖4為利用弛豫振蕩器電路測量按鈕電容值的示意圖。 圖5示出了利用倍壓檢波電路測量按鈕電容值的示意圖。 圖6示出了按鈕狀態(tài)與計數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系曲線，其中橫軸代表 計數(shù)值，縱軸代表按鈕的狀態(tài)。
圖7示出了按照本發(fā)明一個實施例的用于監(jiān)測電容式感應(yīng)屏的按鈕狀態(tài)的方法的流程圖。
圖8示出了圖7中執(zhí)行的閾值更新子程序的流程圖。
具體實施例方式
在以下的詳細(xì)討論中，借助文字描述和附圖來闡述本發(fā)明的各 個不同方面，這些方面僅以示意性例子的方式給出，并且可以是本
發(fā)明一個或者多個示范性實施例。對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說， 在不背離本發(fā)明的精神或范圍的前提下，可以以各種不同的方法來
改動所述的各個方面。
在下面的描述中，除非特別說明，電容式感應(yīng)屏、電容感應(yīng)矩 陣和觸摸屏是可以互換使用的術(shù)語。此外，在典型的電容式傳感系 統(tǒng)中，電容器(例如設(shè)置在圖1和2所示印刷電路板上的金屬襯墊 與接地層之間形成的電容器)是一個傳感單元，按鈕的狀態(tài)根據(jù)測 得的電容值或電容量來確定。因此就該意義而言，術(shù)語電容器和按 鈕可以互換使用。另，按鈕一般包含一個供手指觸摸或接近的區(qū)域 (例如圖1和所示的絕緣材料層表面與金屬襯墊對應(yīng)的區(qū)域)，以 下將這樣的區(qū)域稱為按鈕區(qū)域。
圖1和2所示的僅是電容式傳感系統(tǒng)中的電容器的其中 一種具 體形式，實際上，還可以采用其他的方式形成作為傳感單元的電容 器。例如，圖3示出了另一種包含電容式傳感按鈕的印刷電路板的 剖面圖，如圖所示，在絕緣基板300上形成有金屬襯墊310,該金 屬襯墊通過開設(shè)在絕緣基板300上的通孔與絕緣基板背面的引線 320電連接，另外，在絕緣基板300的背面設(shè)置有接地電極330， 由此在金屬襯墊310與接地電極330之間形成一個電容器。在金屬 襯墊310上方還覆蓋有絕緣材料層340。當(dāng)手指接近或觸及金屬襯 墊310上方的絕緣材料層340時，由于人體可以看作一個接地的導(dǎo) 體，因此相當(dāng)于在金屬襯墊與接地電極之間并聯(lián)了一個電容器。這 樣，通過測量金屬襯墊310與接地電極330之間電容量的變化情況 就可以確定按鈕是否被按下或釋放。
需要指出的是，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員由下面的描述將會認(rèn)識 到，本發(fā)明的基本原理并依賴于電容器的具體形式。
需要指出的是，在電容式傳感系統(tǒng)中，按鈕被按下或釋放并不 意味著需要在按鈕區(qū)域施加 一 定的作用力或從按鈕區(qū)域撤除該作用力，實際上，只要能夠引起電容值足夠的變化程度，即使手指等 人體組織不接觸按鈕區(qū)域，也可以視為按鈕被按下。
按鈕電容值的測量可以有多種方法，典型地，例如可利用圖4 所示的弛豫振蕩器電路。如圖4所示，該電路包括多路復(fù)用器41、 比較器42、脈寬調(diào)制器43和計數(shù)器44。按鈕經(jīng)多路復(fù)用器41依 次與比較器42的正相端導(dǎo)通，比較器42的輸出被饋送入脈寬調(diào)制 器43的時鐘輸入電路。脈寬調(diào)制器43負(fù)責(zé)對一個時鐘頻率為 24MHz的16位計數(shù)器進(jìn)行門控。當(dāng)手指接近或觸摸按鈕區(qū)域時， 將使得電容值增大，從而導(dǎo)致計數(shù)值增大，由此檢測到按鈕被按下； 反之，當(dāng)手指離開按鈕區(qū)域時，將使得電容值減小，從而導(dǎo)致計數(shù) 值減小，由此檢測到按鈕被釋放。
圖5示出了利用倍壓檢波電路測量圖4所示按鈕的電容值的示 意閨。如圖所示，電容器C2、 C3和二極管Dl和D2構(gòu)成的倍壓檢 波電路。信號源可以是具有脈寬調(diào)制脈沖輸出能力的微控制器，其 提供的500KHz方波脈沖(幅值約為0 ~ 5伏)經(jīng)過電容器Cl和電 阻器R的分壓，在Va端形成交流方波。該交流方波輸入倍壓檢波 電路后在Vb端形成一定的電壓。
在圖5中，手指未接近或觸摸按鈕時在金屬襯墊310與接地電 極330之間的電容器以Cp表示。當(dāng)手指接近或觸摸按鈕時，相當(dāng) 于在電容器Cp兩端并聯(lián)一個電容器Cx,這將引起Va端的電壓減 小，因此通過測量Va端的電壓即可確定電容值的大小，從而判斷 按鈕的狀態(tài)變化。
Va端電壓的大小可通過測量電容器C2對電容器C3的充電時 間加以確定。具體而言，由于電容器C2的電容值遠(yuǎn)小于電容器C3， 因此需要多次對電容器C3充電，Vb端的電壓才能達(dá)到預(yù)設(shè)值，通 過測量Vb端電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值所需的時間即可確定Va端電壓的大 小。為此，將Vb端與微控制器的高阻抗端口相連，并利用微控制 器內(nèi)部的計時器計時Vb電壓由O到達(dá)該端口的高電平門限(例如 大約1.5伏)時的計l^直。
由于電容器的充電或放電時間常采用計數(shù)器來計時，因此可利 用計數(shù)器的計數(shù)值來反映電容值的大小。在下面的描述的實施例 中，除非特別指出，術(shù)語電容值與計數(shù)值可以互換^使用。
圖6示出了按鈕狀態(tài)與電容值或表征電容值的計數(shù)值的對應(yīng)關(guān)
ii系曲線，其中橫軸代表計數(shù)值，縱軸代表按鈕的狀態(tài)。參見圖6， 當(dāng)按鈕先前的狀態(tài)為釋放或未按下(OFF)時，如果計數(shù)值大于觸 摸閾值，則判定按鈕狀態(tài)由未按下變?yōu)榘聪禄蜷_啟(ON);另一 方面，當(dāng)按鈕先前的狀態(tài)為按下時，如果計數(shù)值大于噪聲閾值，則 判定按鈕狀態(tài)由按下變?yōu)獒尫?。對于其他情形，則判定按鈕狀態(tài)不 發(fā)生變化。
以下對觸摸閾值和噪聲閾值作進(jìn)一步的描述。
對于一個按鈕，不論其處于按下還是釋放狀態(tài)，都存在一個固 有的電容，而手指接近或觸摸按鈕區(qū)域?qū)簳r可1入一個新的電容， 從而引起按鈕電容值或計數(shù)值的變化。以下將前者稱為固有電容， 后者稱為手指電容。
由于噪聲(例如諸如電磁干擾之類的環(huán)境噪聲)的存在，按鈕 的電容值或計數(shù)值將會圍繞固有電容的電容量隨機地漲落，為了區(qū) 分噪聲引起的計數(shù)值的變化和按鈕被按下引起的計數(shù)值的變化，本 發(fā)明的實施例引入噪聲閾值，其相當(dāng)于按鈕未按下時電容值或計數(shù) 值的可能的最大值。
需要指出的是，各種環(huán)境因素的變化將導(dǎo)致固有電容的電容量 發(fā)生趨勢性的變化。例如如果按鈕區(qū)域沾水或油污，則由于電容器 介質(zhì)的介電常數(shù)被改變，從而導(dǎo)致電容量改變。如果不對上述固有 電容的這種趨勢性變化進(jìn)行校正，則將導(dǎo)致按鈕狀態(tài)判別的準(zhǔn)確性 降低。為此，按照本發(fā)明的實施例，引入一個動態(tài)更新的基線值來 反映固有電容的這種趨勢性的變化，具體而言，可以通過在動態(tài)更 新的基線值上疊加一定的分量或參數(shù)來構(gòu)成噪聲閾值和觸摸閾值， 從而使得噪聲閾值和觸摸閾值跟隨基線值一起浮動。
對于噪聲閾值，該分量是按鈕未按下時測得的電容值或計數(shù)值 高于基線值的偏離值或最大預(yù)期值。上述偏離值的確定可采用下列 方式，例如，在電容式感應(yīng)系統(tǒng)開機或者按鈕處于未按下的一段時 間內(nèi)，連續(xù)多次測量按鈕的電容值以獲取多個電容值樣本，然后將 這些樣本中的最大值與這些樣本的平均值相減并將計算得到的差
值設(shè)定為偏離值。另一種可選的方式是在初始化電容式感應(yīng)屏?xí)r， 根據(jù)信噪比的要求，通過實驗設(shè)定偏離值。
觸摸閾值大于噪聲閾值，其除了包含基線值和疊加在基線值上 的偏離值以外，可選地，還可以包含一個其與噪聲閾值的差值或遲滯值，在下面的描述中將會對遲滯值作進(jìn)一 步的討論。
按照本發(fā)明的實施例，基線值可以按照例如下列方式進(jìn)行更新。
將按鈕電容值的數(shù)值劃分為若干范圍，每個范圍對應(yīng)一個正整數(shù)k， 當(dāng)每次測得新的按鈕電容值時，首先根據(jù)該電容值對應(yīng)的范圍確定 相應(yīng)的k值，然后將最近k個電容值的均值設(shè)定為基線值，然后利 用新設(shè)定的基線值來更新噪聲閾值和觸摸閾值。
優(yōu)選地，可以以觸摸閾值為界將按鈕電容值劃分為兩個范圍， 大于觸摸閾值的范圍所對應(yīng)的k值為一個較大的值(例如64)，而 小于或等于觸摸閾值的范圍所對應(yīng)的k值為一個較小的值(例如 16)。
上述遲滯值即觸摸閾值與噪聲閾值的差值，該差值可以用來調(diào) 整按鈕的靈敏度。具體而言，如果按鈕需要較高的靈敏度，則可以 將上述差值設(shè)定得較小，甚至為零，這樣，即使手指非常短暫或輕 孩吏地觸摸按鈕，也可被判定為處于按下狀態(tài)；反之，如果需要較高
的靈敏度:則可以將上述差值設(shè)定得，大，這樣，手指與按鈕區(qū)域
為了方便靈敏度的設(shè)置，可以提供一組離散值，每個離散值分 別對應(yīng)一個特定的應(yīng)用場合，在電容式感應(yīng)系統(tǒng)開機時，操作者可 根據(jù)情況從該組離散值中選取合適的值作為遲滯值。
需要指出的是，典型地，每次測量一個按鈕的電容值所需的時 間大約為數(shù)百微秒，因此即使有多個按鈕，在l秒內(nèi)也可以對每個 按鈕的電容值進(jìn)行多次掃描或按照一定的順序多次采樣以獲得每 個按鈕的多個電容值樣本。優(yōu)選地，可以將一段時間內(nèi)多次掃描測 得的多個按鈕電容值樣本的平均值作為上述按鈕狀態(tài)判別和閾值 更新過程中所述的電容值。
以下借助附圖描述按照本發(fā)明 一 個實施例的用于監(jiān)測電容式 感應(yīng)屏的按4丑狀態(tài)的方法。
在該實施例中，電容式感應(yīng)屏包含多個按鈕(例如IO個按鈕)， 電容式感應(yīng)系統(tǒng)通過按照一定的順序依次測量來獲取這些按鈕的 電容值，該依次測量的過程(以下又稱為掃描過程)不斷被重復(fù)， 由此可以實時檢測出每個按鈕的狀態(tài)。這些按鈕分別以數(shù)字l~n 序號，這里n為掃描過程中測量的按鈕的個數(shù)。在每次掃描過程中， 電容式感應(yīng)系統(tǒng)采用 一個按鈕計數(shù)器來指示已經(jīng)被測量的按鈕的數(shù)量，當(dāng)該按鈕計數(shù)器的計數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時，系統(tǒng)清零該按鈕計 數(shù)器并啟動新的掃描過程。
圖7示出了基于本實施例的檢測方法的流程圖。 如圖7所示，在步驟S701，當(dāng)電容式感應(yīng)系統(tǒng)開才幾后，首先進(jìn) 行初始化設(shè)置，包括對基線值的初始值、偏離值和遲滯值的設(shè)定。 這些參數(shù)值的設(shè)定方式在上面已作描述，此處不再贅述。
接著，進(jìn)入步驟S703,將按鈕計數(shù)器清零并隨后進(jìn)入步驟S705。 在步驟S705，測量第i個按鈕的電容值或計數(shù)值Ci，這里i為 按鈕的序號。有關(guān)電容值的測量方式請參見上面的描述。此外，在 本實施例中，假設(shè)測得的每個按鈕的電容值是單次采樣得到的按鈕 的電容值樣本。
隨后轉(zhuǎn)入步驟S707，執(zhí)行一個用于更新觸摸閾值和噪聲閾值的 子程序。以下將對該子程序作進(jìn)一步的描述。
在完成閾值更新后，進(jìn)入步驟S709,按照下列規(guī)則判定按鈕是 處于按下還是釋放狀態(tài)
規(guī)則1:對于第i個按鈕，如果Ci(t)〉丁it。uch(t),則判定按鈕處于 按下狀態(tài)；
規(guī)則2:對于第i個按鈕，如果Ci(t)〈T^se(t)，則判定按鈕處于 未按下狀態(tài)；
規(guī)則3:對于第i個按鈕，如果Tit。uch(t)》Ci(t)》Tin。ise(t)，則判
定按鈕保持前一狀態(tài)不變。
這里，t表示一個按z組的電容值的測量序號，例如第1次測得的電 容值的序號可以取值為l,第t次測得的電容值的序號可以取值為t，
以此類推;Ci(t)為第i個按鈕的第t次測得的電容值或計數(shù)值，ft。uch(t)
和T」se(t)分別為第i個按鈕的第t次更新的觸摸閾值和噪聲閾值，
它們的更新在步驟S707完成。
隨后，進(jìn)入步驟S711,保存判定結(jié)果并進(jìn)入步驟S713。 在步驟S713，電容式感應(yīng)系統(tǒng)根據(jù)按鈕計數(shù)器的計數(shù)值判斷本
次掃描過程是否已經(jīng)遍歷所有的按鈕，如果判斷結(jié)果為已經(jīng)掃描完
所有的按鈕，則返回步驟S703，如果判斷結(jié)果為尚未遍歷所有的按
鈕，則進(jìn)入步驟S715。在步驟S715，使按鈕計數(shù)器的計數(shù)值遞增，并返回步驟S705。 圖8示出了圖7中執(zhí)行的閾值更新子程序的流程圖。如圖8所 示，在步驟S801中，判斷第i個按鈕的第t次測得的電容值或計數(shù) 值Cj是否小于第i個按鈕的第(t-l)次更新的觸摸閾值Ti論h(t-l)，如 果判斷結(jié)果為Ci〉丁it。uch(t-1),則進(jìn)入步驟S803;否則，進(jìn)入步驟S805。 在步驟S803中，按照下列式(1 ) ~ ( 3 )更新第i個按鈕的第
t次更新的觸摸閾值T、。uch(t)和噪聲閾值T、。jse(t):
T touch(X)=T Baselin"t)+T offset+T hysterisis (i)
T'noise(t)^T、aseline(t)+T'offset ( 2 ) m—i
uw (3)
>0
在步驟S805中，按照下列式(4) ~ (6)更新第i個按鈕的第 t次更新的觸摸閾值T、。uch(t)和噪聲閾值Tin。ise(t):
T'touch(，T'baseline(t)+T' offset+T hysterisis
(4)
T noise(t)-T、aseiine(t)+T 。ffset (5) ClS,(/ —力/" (6)
這里，t表示一個按鈕的電容值的測量序號，Ci(t)為第i個按鈕的第
t次測得的電容值或計數(shù)值，T、。ueh(t)和TUise(t)分別為第i個按鈕的 第t次更新的觸摸閾值和噪聲閾值，Tibas^e(t)為第i個按鈕的第t 次更新的基線值，Ti。fftet為第i個按鈕的偏離值，1\^^為第i個
按鈕的遲滯值，m和n為正整數(shù)并且m>n。
步驟S803和S805之后都進(jìn)入步驟S807，保存更新的觸摸閾 值和噪聲閱值。
按鈕的按下與釋放一般都會有抖動毛刺存在，為了獲取穩(wěn)定的 按鈕狀態(tài)信息，應(yīng)避開這段抖動期。為此，可以在步驟S809中采 用下列改進(jìn)的判定規(guī)則規(guī)則l，對于第i個按鈕，如果CiOTit。uch(t，)，則判定按鈕處 于按下狀態(tài)，這里，t，=t，t-l,...，t-r, r為正整數(shù)；
規(guī)則2，對于第i個按鈕，如果Ci(tKT;ise(t)，則判定按鈕處 于未按下狀態(tài)；
、規(guī)則3，對于第i個按鈕，如果上述規(guī)則l'和2，的條件皆不滿 足，、'J判定按鈕保持前一狀態(tài)不變。
上述規(guī)則l，意味著只有最近的連續(xù)(rH)次的電容值皆大于相 應(yīng)的觸摸閾值，按鈕當(dāng)前的狀態(tài)才被判定為處于按下狀態(tài)。利用該 規(guī)則，即可實現(xiàn)去^f"動處理。
值得指出的是，在上述實施例中，更新觸摸閾值和噪聲閾值以 及判定按鈕狀態(tài)所用的電容值為每個按鈕單次采樣得到的電容值 樣本。為了進(jìn)一步提高按鈕狀態(tài)判別的準(zhǔn)確性，也可以連續(xù)多次測 得的電容值樣本的平均值作為電容值。
雖然已討論了本發(fā)明的一些方面，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng) 該意識到可以在不背離本發(fā)明原理和精神的條件下對上述方面進(jìn) 行改變，因此本發(fā)明的范圍將由權(quán)利要求以及等同的內(nèi)容所限定。
權(quán)利要求
1、一種確定電容式感應(yīng)屏的按鈕狀態(tài)的方法，該方法根據(jù)按鈕的電容值來確定其狀態(tài)，其中，如果所述電容值大于觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所述電容值小于噪聲閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏離所述基線值的最大預(yù)期值。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過連續(xù)多次測量所述按 鈕的電容值樣本并取其平均以獲取所述電容值。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過測量所述按鈕的充電 或放電時間來確定所述電容值，并且利用計數(shù)器的計數(shù)值來表征所 述電容值的大小。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)所述按鈕的靈敏度設(shè) 定所述觸摸閾值與所述噪聲閾值的差值。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述觸摸闊值與所述噪聲 閾值的差值的取值范圍為 一組離散值。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，按照下列方式確定所述基 線值將所述按鈕的最近k個電容值的均值設(shè)定為所述基線值，這 里k為正整數(shù)并且隨最近一個所述電容值的取值范圍的不同而變 化。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，按照下列方式確定所述基 線值如果所述"l安鈕的電容值大于所述觸摸閾值，則將所述基線值 設(shè)定為所述按鈕的最近m個電容值的均值，否則，則將所述基線值 設(shè)定為所述按^L的最近n個電容值的均值，這里m和n為正整數(shù)并 且m〉n。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在初始化所述電容式感應(yīng) 屏?xí)r連續(xù)多次測量所述按鈕的電容值樣本并取其中最大的一個與 所述電容值樣本的平均值的差值作為所述最大預(yù)期值。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在初始化所述電容式感應(yīng) 屏?xí)r根據(jù)信噪比要求設(shè)定所述最大預(yù)期值。
10、 一種用于監(jiān)測電容式感應(yīng)屏的按鈕狀態(tài)的方法，所述電容 式感應(yīng)屏包含一個或多個按鈕，所述方法按照下列方式依次檢測所 述多個按鈕的每一個的狀態(tài)測量所述多個按鈕的其中 一個按鈕的電容值；更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及如果所述電容值大于所述觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下 狀態(tài)，如果所述電容值小于所述噪聲閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入未 按下狀態(tài)。
11、 一種用于監(jiān)測電容式感應(yīng)屏的按鈕狀態(tài)的方法，所述電容 式感應(yīng)屏包含一個或多個按鈕，所述方法按照下列方式依次檢測所 述多個按鈕的每一個的狀態(tài)測量所述多個按鈕的其中 一個按鈕的電容值；更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及如果最近連續(xù)若千個所述電容值都大于各自對應(yīng)的所述觸摸閱 值，則確定該按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所述電容值小于所述噪聲閾 值，則確定該按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)。
12、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，在初始化所述電 容式感應(yīng)屏?xí)r連續(xù)多次測量所述按鈕的電容值樣本并取其中最大的一個與所述電容值樣本的平均值的差值作為所述最大預(yù)期值。
13、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，通過測量所述按 鈕的電容的充電或》文電時間來確定所述電容值，并且利用計數(shù)器的 計數(shù)值來表征所述電容值的大小。
14、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，4艮據(jù)所述按鈕的 靈敏度設(shè)定所述觸摸閾值與所述噪聲閾值的差值。
15、 如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述觸摸閾值與所述噪 聲閾值的差值的取值范圍為 一 組離散值。
16、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，按照下列方式確 定所述基線值將所述按鈕的最近k個電容值的均值設(shè)定為所述基 線值，這里k為正整數(shù)并且隨所述電容值的取值范圍的不同而變化。
17、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，按照下列方式確 定所述基線值如果所述按鈕的電容值大于所述觸摸閾值，則將所 述基線值設(shè)定為所述按鈕的最近m個電容值的均值，否則，則將所 述基線值設(shè)定為所述按鈕的最近n個電容值的均值，這里m和n為 正整數(shù)并且m>n。
18、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，在初始化所述電 容式感應(yīng)屏?xí)r連續(xù)多次測量所述按鈕的電容值樣本并取其中最大 的一個作為所述最大預(yù)期值。
19、 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，在初始化所述電 容式感應(yīng)屏?xí)r根據(jù)信噪比要求設(shè)定所述最大預(yù)期值。
20、 一種電容式感應(yīng)系統(tǒng)，其中，包括 電容式感應(yīng)屏，包括基板，表面排布有一個或多個電容器作為按鈕； 覆蓋在所述基板上的絕緣材料層；與所述按鈕耦合的按鈕狀態(tài)監(jiān)測單元，按照下列方式依次檢測所述多個按鈕的每一個的狀態(tài)測量所述多個按鈕的其中一個按鈕的電容值；更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及如果所述電容值大于所述觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下 狀態(tài)，如果所述電容值小于所述噪聲閾值，則確定所述按^fe進(jìn)入未 按下狀態(tài)。
21、 一種電容式感應(yīng)系統(tǒng)，其中，包括電容式感應(yīng)屏，包括基板，表面排布有一個或多個電容器作為按鈕； 覆蓋在所述基板上的絕緣材料層；與所述按鈕耦合的按鈕狀態(tài)監(jiān)測單元，按照下列方式依次檢測 所述多個按鈕的每一個的狀態(tài)測量所述多個按鈕的其中一個按鈕的電容值；更新觸摸閾值和噪聲閾值，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲 閾值，它們都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先 前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值偏 離所述基線值的最大預(yù)期值；以及如果最近連續(xù)若干個所述電容值都大于各自對應(yīng)的所述觸摸閾 值，則確定該按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所述電容值小于所述噪聲閾 值，則確定該按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)。
全文摘要
一種確定電容式感應(yīng)屏的按鈕狀態(tài)的方法，該方法根據(jù)按鈕的電容值來確定其狀態(tài)，其中，如果所述電容值大于觸摸閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入按下狀態(tài)，如果所述電容值小于噪聲閾值，則確定所述按鈕進(jìn)入未按下狀態(tài)，所述觸摸閾值大于或等于所述噪聲閾值。所述閾值都包含基線值和偏離值，所述基線值基于所述按鈕的先前獲取的電容值，所述偏離值為在所述按鈕未按下時所述電容值的最大預(yù)期值。由于每次判別前都更新基線值，因此環(huán)境因素的影響可以被及時納入觸摸閾值和噪聲閾值，從而提高了按鈕狀態(tài)判定或檢測的準(zhǔn)確度。在優(yōu)選實施例中，基線值被設(shè)定為按鈕的最近若干個電容值的均值，并且根據(jù)按鈕最近一次測得的電容值來確定求取均值所需的樣本個數(shù)。
文檔編號G01R27/26GK101526872SQ200810034229
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者趙依軍 申請人:上海普芯達(dá)電子有限公司