專利名稱：減少低頻噪聲的電容性感測的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于從被電容性充電的鍵上所存在的電荷量的改變來感測人體的存在 的方法和設備。本發(fā)明還涉及包含多個鍵的觸敏控制面板，所述多個鍵可以矩陣布置， 且可用于形成(例如)二維觸敏用戶輸入裝置。
在一些實施例中，觸摸傳感器包含包括驅動板和感測板的鍵，其中可在電荷測量發(fā) 生的同時驅動所述鍵，或在測量循環(huán)期間在鍵被驅動之后測量電荷信號。
背景技術：
觸敏控制裝置如今盛行于許多電子裝置上，例如移動電話、MP3播放器、個人數字 助理以及例如炊具和制冷機等大型家用電器。這是因為觸敏控制裝置在可用于定位用戶 控制件的"表面占用面積"的量方面是節(jié)約空間的；是穩(wěn)固的，因為觸敏控制裝置的實 施所需的機械組件的量減少；且觸敏控制裝置還可被制成潛在地抵抗其所安置的環(huán)境中 的有害物質。對于大型家用電器的實例，水和其它含水物質的存在通常對接觸開關有害。 因此，觸敏開關可安置在保護性層后面，從而防止由含水物質導致的損害。此外，觸敏 控制件可安置在顯示屏幕(例如，LCD顯示屏幕)前面，使得用戶可通過在已顯示特定 菜單選項的位置處觸摸屏幕來選擇特定功能。
存在各種形式的觸敏控制件，其使用電容性傳感器來感測例如用戶手指等人體的存 在。(例如)WO-97/23738中揭示觸敏電容性傳感器。在WO-97/23738中，提供單個耦 合板，且其經安置以形成觸敏開關。觸敏板被稱作鍵。根據此實例，在測量循環(huán)的驅動 部分中，使用驅動電路對所述鍵進行充電，且接著在所述循環(huán)的測量部分期間，通過從 所述鍵轉移所感應的電荷而由電荷檢測電路來測量此電荷。所述循環(huán)的充電和轉移部分 可較大地變化，且可根據有關應用而選擇。即使存在干擾物質，傳感器也可由于被感應 到鍵上的電荷的量的改變而檢測到所述鍵附近的物體的存在。
WO-00/44018中揭示另一種形式的觸敏控制件。在此實例中，提供一對電極，其充 當鍵，使得由于在所述兩個電極之間轉移的電荷的量的改變而檢測到例如用戶手指等人 體的存在。通過此布置，使用驅動電路來驅動所述對電極中的一個電極(標記為X), 且所述對電極中的另一電極(標記為Y)連接到電荷測量電路，所述電荷測量電路在由 X板驅動時，檢測Y板上存在的電荷量。如WO-00/44018中所揭示，可布置若干對電
7極以形成感測區(qū)矩陣，其可提供觸敏二維位置傳感器的高效實施。此些二維電容性傳感 器通常與包含用于消費者電子裝置和家用電器的實例中的觸敏屏幕或觸敏鍵盤/小鍵盤 的裝置一起使用。如上文所指示，此些二維電容性觸摸傳感器可與液晶顯示器或陰極射 線管結合使用，以形成此些觸敏屏幕。
盡管觸敏電容性傳感器(例如上文所描述的和上文提及的揭示內容中所揭示的那些 觸敏傳感器)已成功地部署在許多應用中，但某些應用可能對檢測電荷由于人體的存在 而發(fā)生的改變呈現(xiàn)具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境。舉例來說，對于上文所陳述的各種實例，可能針 對特定應用而存在的噪聲可導致對準確地測量從被電容性充電的鍵轉移的電荷量的破 壞。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明，提供一種用于從被電容性充電的鍵上所存在的電荷量的改變來感測人 體的存在的方法和設備。所述方法在以下實例中得到應用其中鍵包括單個板的實例， 所述板先被充電且接著被放電；以及其中鍵包括驅動板X和接收板Y的實例，在所述 實例中，與驅動電壓對驅動板進行充電同時，確定Y板上所接收到的電荷量。本發(fā)明還 在其中多個鍵對形成鍵矩陣的實例中得到應用。
所述方法包括在測量循環(huán)的驅動部分期間，將電荷感應到所述鍵上；在所述測量 循環(huán)的信號測量部分期間，將信號測量電容器耦合到所述鍵以，使得在所述測量循環(huán)的 所述驅動部分期間所述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器；從所述測 量循環(huán)的噪聲測量部分確定在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間由噪聲在所述鍵 上所感應的電荷量；以及控制所述循環(huán)的所述驅動部分、所述信號測量部分和所述噪聲 測量部分，以向所述電荷感測電路提供已從或可從其實質上消除所述鍵上所感應的所述 噪聲的信號的測量值。
本發(fā)明的實施例可提供一種用于改進從被電容性充電的鍵取得信號測量值的準確 性的方法和設備，且明確地說，用于提供移除或至少減少原本可能會導致產生錯誤讀數 的噪聲的影響的方式的方法和設備。在一個實例中，確定由噪聲在鍵上所感應的電荷量 包含在所述鍵所感應的電荷已轉移到信號測量電容器之后或在測量循環(huán)的驅動部分期 間所述鍵上已感應有電荷之前，在測量循環(huán)的噪聲測量部分中將噪聲測量電容器耦合到 所述鍵。可通過與測量循環(huán)的驅動部分同時，將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得在 測量循環(huán)的信號測量部分期間，所述鍵上所感應的電荷被轉移到信號測量電容器；且確 定所述信號測量電容器上所存在的電荷量，來將所述鍵上所感應的電荷轉移到信號測量
8電容器。
在另一實例中，確定由噪聲在鍵上所感應的電荷量包含與循環(huán)的驅動部分同時， 將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得所述鍵上所感應的電荷被轉移到信號測量電容 器，且從測量循環(huán)的噪聲測量部分確定由噪聲在鍵上所感應的電荷量包含在測量循環(huán) 的驅動部分之前或在測量循環(huán)的信號測量部分之后，將信號測量電容器反向耦合到所述 鍵，使得所述鍵上由噪聲感應的電荷減少在所述循環(huán)的信號測量部分期間測量電容器上 所感應的電荷量。
在一些實施例中，所述循環(huán)的信號測量部分和噪聲測量部分的時間周期大體上相 等。由此，將通過從測量循環(huán)的噪聲測量部分確定的噪聲的樣本來表示在測量循環(huán)的信 號測量部分期間由噪聲作出的貢獻，而無需任何調整、縮放或調適。另一方面，如果測 量循環(huán)的噪聲測量部分的時間周期不同于測量循環(huán)的信號測量部分，那么噪聲測量值可 與循環(huán)的信號測量部分與噪聲測量部分的時間周期的差成比例地縮放。在一些實施例 中，測量循環(huán)的噪聲測量部分包含在循環(huán)的信號測量部分之前的第一周期和在循環(huán)的信 號測量部分之后的第二周期。因此，如果噪聲是低頻噪聲，那么在測量循環(huán)的噪聲測量 部分的第一部分和第二部分之間取得的平均噪聲測量值將提供對在測量循環(huán)的信號測 量部分期間由噪聲感應的電荷量的更準確估計。
在一些實例中，為了減少停留時間，在測量循環(huán)的驅動部分期間將電荷感應到鍵上 發(fā)生在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間將所述信號測量電容器耦合到所述鍵之 前，使得在所述鍵上所感應的電荷被轉移到所述信號測量電容器之前，所述鍵被預充電。 停留時間是允許從鍵轉移的電荷達到穩(wěn)定狀態(tài)值所需的時間。
在所附權利要求書中界定本發(fā)明的各種其它方面和特征。


現(xiàn)在將參考附圖僅以實例方式來描述本發(fā)明的實例實施例，在附圖中，相同的部分 由相同的參考標號指代，且其中
圖1A是提供觸敏傳感器的實例的示意性框圖，且圖1B是用戶手指安置成接近傳感 器的實例說明；
圖2是說明圖1B中所示的觸摸傳感器的電氣等效物的示意性框圖3是與圖1B中所示的觸摸傳感器組合以用于形成觸摸傳感器的電路的示意性框
圖4是說明圖3中所示的感測電路的操作的實例時序圖；圖5是說明提供二維電容性換能傳感器布置的觸敏矩陣的示意性框圖； 圖6是展示圖5中所示的二維電容性換能傳感器的應用的示意性說明； 圖7是展示信號強度相對于時間的曲線圖的圖解說明，其表示己受正弦噪聲(例如
正弦噪聲)影響的感測鍵上所存在的電壓或電荷；
圖8是對于圖7中所示的正弦噪聲與較高頻噪聲的組合，信號強度相對于時間的圖
解表示；
圖9是根據本技術的實例包含電荷測量部分的電路的示意性框圖10是說明圖9中所示的測量電路的一個實例操作的時序圖的圖解表示；
圖11是圖9中所示的測量電路的第二實例操作的時序圖的圖解表示；
圖12是提供圖9中所示的測量電路的進一步實例操作的時序圖的圖解表示-,
圖13是信號強度相對于時間的曲線圖的圖解表示，其說明圖9的測量電路根據圖
12的時序圖的操作；
圖14是包含根據本技術的測量電路的第二實例的觸摸傳感器的示意性框圖15是說明圖14中所示的測量電路的實例操作的時序圖的圖解表示
圖16是說明本技術的測量被電容性充電的鍵上所感應的信號和噪聲的實例操作的
流程圖17是說明圖16的流程圖的信號測量部分和噪聲測量部分的實例的流程圖；以及 圖18是說明圖16的流程圖的信號測量部分和噪聲測量部分的另一實例的流程圖。
具體實施例方式
如上文所闡釋，存在各種形式的觸摸傳感器，其可由于從觸摸傳感器的鍵轉移的電 荷而確定接近所述觸摸傳感器的人體的存在。圖1A和圖1B中展示此觸摸傳感器的實例。 圖1A和圖1B中所示的實例對應于其中一對電極形成觸摸傳感器的實例。如圖1A中所 示，形成以下描述中的驅動或X板和接收或Y板的一對電極100、 104安置在觸敏控制 面板15的表面下方。如圖1A和圖1B中所示，觸摸傳感器IO經布置以由于從Y板104 轉移的電荷的量的改變而檢測人體(例如用戶的手指20)的存在。如圖1A中所示，當 X板100被電路充電或驅動時，在觸摸面板表面15上方和下方形成由線18和19說明 的電場，由于此電場，電荷被轉移到Y板104。 X板IOO和Y板104形成被電容性充電 的鍵10。如圖1B中所示，由于用戶的手指20所提供的通地或接地效應(如由接地符 號34示意性地說明)，由于電場18 (因為用戶的手指20的存在)的干擾，控制面板15 的表面上方的電場被干擾。圖2中展示圖1A和圖IB中所示的觸摸傳感器的等效電路圖。在圖2中，以電路圖 形式說明等效電容。鍵的X板100與Y板104之間所形成的電容為電容CE 105。人體 20的存在具有引入分流電容30和32的效應，分流電容30和32隨后經由人體20通過 等效接地電容器22接地到接地34。因此，人體20的存在影響從鍵的Y板轉移的電荷 的量，且因此提供檢測人體20的存在的途徑。
圖3提供實例電路圖，其通過感測從圖2中所示的X板IOO轉移到Y板104的電 荷的量來形成觸摸傳感器，且包含電荷測量電路，所述電荷測量電路已從WO-00/44018 再現(xiàn)，以便輔助說明本發(fā)明的實例實施例。
如圖3中所示，驅動電路101連接到鍵的X板100，且鍵的Y板104連接到電荷測 量電路108的輸入106,其中X板和Y板共同形成電容器105。輸入106連接到第一可 控開關IIO，且連接到測量電容器Csll2的一側。測量電容器112的另一側經由第二開 關114連接到測量電路108的輸出116，其作為電壓VOUT被饋送到控制器118。在圖3 所示的電路圖中，已采用慣例展示開關110、 114中的每一者的控制輸入針對控制輸入 "0"而打開，且針對控制輸入"l"而關閉。開關IIO、 114中的每一者的另一側連接到 接地，使得如果控制輸入為"1"，那么連接輸入將連接到接地?，F(xiàn)在將參考圖4中所示 的時序圖來闡釋圖3中所示的觸摸傳感器的操作，其包含經布置以測量從鍵的X板轉移 到Y板104的電荷的量的測量電路的功能。
在圖4中，展示四個時序圖130、 132、 134、 138，以說明圖3中所示的測量電路 108的操作。第一時序圖130表示施加到第二開關114的控制輸入。因此，在左手側， 展示控制輸入的邏輯值，而在右手側將連接點114.1處的效應展示為"Z"(其中連接點 114.1被隔離或浮動)，或接地的邏輯控制輸入1。類似地，時序圖132說明處于浮動(Z) 或接地(0)的連接點110.1的邏輯控制輸入值"0"或"1"。第三時序圖134展示向鍵 的X板IOO提供的驅動信號的相對時序(在所述情況下，與針對兩個開關IIO、 114的 時序圖130、 132對比)，所述時序圖的值是絕對值，使得左手側說明電壓在OV與參考 電壓V之間變化，參考電壓是用于對X板100進行充電的電壓。最后一個時序圖138 提供測量電容器112上由于根據時序圖130、 132、 134所說明的時序來打開和關閉開關 110、 114的以及驅動X板100而產生的實例信號強度或電壓的圖解?，F(xiàn)在將如下闡釋 時序圖130、 132、 134、 138:
在圖4中，在第一點tl處，使電荷測量電路108初始化，其中開關IIO、 114的兩 個控制輸入均處于高(1)，使得Y板和電荷測量電容器112均被設置為接地，且鍵的X 板100處于零，且因此不受驅動電路101驅動。對應地，電荷測量電路112上的輸出電壓處于零。在t2處，到達控制開關114的邏輯輸入被設置為零，從而打開所述開關，且 使連接點114.1浮動，連接點114.1將輸出電壓116連接到測量電容器112的一側。
在下一時間t3處，到達開關110的控制輸入被設置為低(0),從而使連接點110.1 浮動，連接點1I0.I在時間t4之前為YA,驅動電路101將鍵的X板100驅動到參考電 壓V。接著，為了對測量電容器CS進行充電，并持續(xù)t5與t6之間的周期S，將到達開 關114的控制輸入設置為高(1)，從而使YB接地，以將鍵的Y板104上所感應的電荷 轉移到電荷測量電容器112上，直到到達開關114的控制輸入被設置為低(0)(其再次 使連接點114.1浮動)時的t6為止。在對測量電容器CS進行充電并持續(xù)t5與t6之間的 第一停留時間之后，在t7處，將到達開關110的控制輸入設置為高(1),從而使連接點 110.1接地，連接點110.1連接到電荷測量電容器CS 112的另一側。因此，可測量測量 電容器上的電壓。將在t5與t6之間的停留時間期間從Y板104轉移到測量電容器CS 112 上的電荷的量表示為輸出電壓VOUT。
在t8處，驅動電路101變?yōu)榈?0)，其結束第一測量突發(fā)。
在t9處，測量突發(fā)的下一測量循環(huán)發(fā)生。在驅動電路用電壓"V"再次驅動X板 100 (在時間tl0處)之前，在t9處，到達開關110的控制輸入變?yōu)榈?0)，從而使YA 浮動。測量電容器112再次由從鍵的Y板104轉移到測量電容器112上的電荷充電。如 同第一突發(fā)一樣，在點tll處，到達開關114的控制輸入變?yōu)楦?1),從而使點114.1 接地，且將電荷驅動到測量電容器上，直到到達開關114的控制輸入變?yōu)榈?，從而再?使YB浮動時的tl2為止。因此，在tll與U2之間的停留周期期間，電荷再次從Y板 104轉移，從而增加測量電容器CS上的電壓，如由輸出電壓VOUT表示。在tl3處， 到達開關110的控制輸入被設置為高(1)，從而使YA接地，且在tl4處，驅動電路101 變?yōu)榈?o)，其結束第二測量突發(fā)。因此，如圖第一突發(fā)一樣， 一定量的電荷已從Y板 轉移，其已增加了測量電容器112上的電壓，其表示從Y板轉移的電荷的量。
在若干突發(fā)之后，Y板上所存在的轉移到測量電容器112的電荷的量是一致的，從 而提供鍵上所存在的通過經由驅動電路101到達X板100的驅動信號產生的電荷的表 示。在放電電阻器140的輔助下確定測量電容器112上的電荷的量。放電電阻器140的 一側連接到測量電容器，且另一側SMP連接到放電開關142。放電開關142經由控制通 道144接收來自控制器118的控制信號?？刂破?18經控制以便在測量突發(fā)期間使SMP 接地，且通過將SMP連接到電壓VDD來使測量電容器CS 112通過放電電阻器140放 電。控制器118接著通過對測量電容器CS上的電荷被放電到零之前的預定時鐘周期的 數目進行計數，而確定所存在的電荷的量。時鐘周期的數目因此提供相應的所測量電荷
12在替代實施例中，代替布置控制器118以產生預定數目的測量突發(fā)，以及接著測量 Y板上存在的電荷，控制器可操作以繼續(xù)測量突發(fā)，直到達到預定的閾值電壓為止。達 到預定閾值所需的測量突發(fā)的數目隨后提供從X板轉移到Y板的電荷的量的指示，且 因此提供X板與Y板之間的電耦合的指示。因此，接近所述耦合的人體的存在將改變 所述電耦合，且因此改變達到所述閾值所需的突發(fā)的數目，其因此可被控制器檢測到。
如WO-00/44018中所闡釋，提供電荷相減電容器，以將電荷從鍵的Y板104和測 量電容器減去，以確保存在電荷到測量電容器112上的線性轉移，以提供準確的測量。 因此WO-00/44018中提供進一步闡釋，WO-00/44018的內容以引用的方式并入本文中。
圖3中所展示的測量電路的一個優(yōu)點是，通過使用相同的構造和操作原理，可形成 觸敏開關矩陣，使得用戶可選擇(例如) 一觸敏屏幕上的多個不同位置，或多個不同功 能，其取決于用戶的手指(例如)相對于點矩陣的位置。舉例來說，已從WO-00/44018 很大程度上再現(xiàn)圖5。
在圖5中，驅動電路101.1、 101.2、 101.3、 101.4經布置以驅動不同的傳感器點205， 其(具有圖5中所示的實例)形成N—xM-4陣列。因此，如圖6中對應地展示，提供 具有十六個觸敏點的控制面板，其可用于形成具有多個選擇控制開關的觸敏屏幕或控制 面板。
如圖5中所示，驅動電路101.1、 101.2、 101.3、 101.4中的每一者受控制器118.1 控制，以便以與圖3中驅動X板100且圖4中所表示的方式相同的方式來驅動對應線 XI、 X2、 X3、 X4中的每一者。點205中的每一者處的耦合電容器的輸出連接到測量電 容器112.1、 112.2、 112.3、 112.4的一偵ij，測量電容器112.1、 112.2、 112.3、 112.4經布 置以測量提供輸出信號116.1、 116.2、 116.3、 116.4的Y板Y1、 Y2、 Y3、 Y4上所存在 的電荷的量，以便以與圖3和圖4中所示的電路的操作相同的方式來檢測物體的存在。 WO-00/44018中揭示此類矩陣電路的操作的更多細節(jié)。
盡管上文參考圖1到圖6所描述的觸摸傳感器提供可用于許多應用的有效觸摸傳感 器，但需要將此些觸摸傳感器用于更具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中。舉例來說，將觸摸傳感器用于 移動電話可能產生技術問題，因為存在由射頻信號的射頻輻射且由移動電話內的調制器 產生的多種干擾噪聲信號。類似地，在電視上，由于接通和斷開LCD顯示器和所述顯 示器內的像素而導致的切換噪聲可產生矩形噪聲。還可能存在正弦噪聲(例如由正弦電 產生的正弦噪聲)，其可能影響在鍵上檢測到的電荷的量。圖7中展示低頻噪聲的實例。
在圖7中，展示可為相對于時間而測量到的電壓或電荷的信號強度或幅值的曲線圖。如圖7中所示，展示各個點220以指示針對例如圖4和圖5中所示的觸摸傳感器的觸摸 傳感器進行突發(fā)測量的點。如將了解，由于線222所表示的正弦噪聲，由測量電路(例 如圖3和圖5中所示的測量電路)的測量電容器測量到的從鍵轉移的電荷的量將改變， 且因此在一些情況下可能導致錯誤地測量到人體的存在。
如將了解，在一些實例中，將存在正弦噪聲和矩形噪聲兩者，使得如圖8中展示用 于圖7中所示的正弦噪聲與切換噪聲的組合的信號幅值相對于時間的曲線圖。因此，如 將了解，在一些實施例中，用于消除或至少減少正弦或電源噪聲的影響的技術與用于消
除或至少減少具有較高頻率分量的切換噪聲的影響的技術(在第_號(代理人
案號3050.002US1)的共同待決美國申請案中揭示)可組合在一起以改進在存在正弦噪 聲和切換噪聲兩者的情況下正確地檢測到接近觸敏傳感器鍵的人體的存在的可能性。
圖9中展示經布置以減少正弦噪聲對觸摸傳感器的影響的本發(fā)明的實例實施例。在 圖9中，形成觸摸傳感器的鍵10.1包含X板100.1和Y板104.1。所述鍵經布置以便以 上文參考圖1到圖6而闡釋的方式來檢測接近電荷傳感器的人體的存在。.為了減少正弦 噪聲對鍵10.1的影響，提供測量電路300，其包含用于測量噪聲的被稱為CSN的第一 測量電容器302，以及用于測量存在于鍵上的信號和噪聲的被稱為CSS的第二測量電容 器304。測量電路還包含開關306、 308、 310，其具有相應的邏輯輸入312、 314、 316， 所述邏輯輸入中的每一者受控制器318控制，控制器318可用微控制器來實施。還存在 開關320，其執(zhí)行如圖3和圖5中所示的驅動電路101的操作。開關320具有邏輯控制 輸入322，其也連接到微控制器318。還指示鄰近相應開關306、 308、 310、 320的節(jié)點 324、 326、 328、 330,以及用于對電容器CSS和CSN進行放電的放電電阻器360、 362 以及相關聯(lián)的開關364、 365，其受微控制器318控制。如對于圖3中所示的測量電路的 描述，已采用慣例，使得如果邏輯控制輸入312、 314、 316、 322為低(0)，那么開關 打開，且如果邏輯控制輸入為高(1)，那么開關關閉?，F(xiàn)在將參考圖10、圖11和圖12 來描述圖9中所示的觸摸傳感器的操作。
圖IO展示根據圖9中所示的觸摸傳感器的其中執(zhí)行四次測量(兩次針對信號加噪 聲，且兩次僅針對噪聲)的實例操作的六個時序圖。時序圖中的第一者340.1表示開關 306上的連接點324或YBN處的電值。時序圖中的第二者342.1表示開關310上的連接 點328或YBS處的電氣值。時序圖中的第三者344.1表示開關308上的連接點326或 YA處的電氣值。第四時序圖346.1表示開關320上的連接點330或X處的電氣值。第 五時序圖348.1和第六時序圖350.1分別表示在噪聲測量電容器302和信號測量電容器 304上取得的輸出電壓。因此，噪聲測量電容器CSN上的輸出電壓在端子YA與YBN之間取得，且信號測量電容器CSS上的信號測量電壓VBS在圖9中所示的端子YA與 YBS之間取得?，F(xiàn)在將如下闡釋圖10中所示的時序圖
在第一時間tl處，開關306、 308、 310全都關閉(1)，從而使連接點324、 326、 328接地。此外，用于操作驅動電路101的開關320為0,從而也使到達X板100.1的 輸入接地。由此，時間tl表示觸摸傳感器的初始化或復位。
在時間t2處，到達開關306、 308、 310的邏輯輸入全被設置為低(0)，從而使連接 點324、 328、 326浮動。
在時伺t3處，在測量循環(huán)的第一部分中，通過將邏輯高值(1)施加到控制輸入322 來將鍵10.1的X驅動板100.1驅動為高，從而為將電荷驅動到測量電容器Css上作準備。 此步驟將被稱作對X或鍵的驅動板進行預充電，且具有減少停留時間的優(yōu)點，停留時間 是確保從鍵轉移的電荷已穩(wěn)定于測量電容器Css上的穩(wěn)定狀態(tài)值所需的時間，從而允許 較快的測量循環(huán)。較快地測量循環(huán)可用于提供更具響應性的觸摸傳感器。
在時間t4處，將到達開關310的邏輯輸入326設置為高(1),從而使作為測量電容 器304的一側的連接點328 (YBS)接地。測量電容器CSS的接地對電荷的轉移具有影 響，所述電荷已遵循巳參考圖1到圖6而描述的原理在鍵的Y板104上被感應到測量電 容器CSS上。
在時間t4與t5之間，感應到Y板104.1上的電荷被轉移到測量電容器304上，因 為連接點328由關閉的開關3I0驅動到接地。在t5處，將到達開關310的邏輯輸入316 驅動為低(1)，從而使連接點328浮動，其結束對鍵10.1上的信號加噪聲的測量。
在時間t6處，在YA和YBS浮動的情況下，將到達開關306的邏輯輸入驅動為高 (1 )，從而使YBN接地，YBN為噪聲測量電容器CSN 302的一側。在時間t6與t7之間， 在鍵10.1的Y板104.1中所感應的噪聲被轉移到噪聲測量電容器CSN,因為由驅動信 號346.1感應到Y板上的電荷已經被轉移到信號測量電容器304。
在時間t7處，在邏輯輸入通道312上具有低信號(0)的情況下，開關306打開。 噪聲測量電容器302 CSN的一側隨后浮動，其完成噪聲測量信號收集。
在時間t2與時間t8之間，將到達開關308的連接輸入314驅動為低(0)，從而使 YA浮動，使得電荷可轉移到信號測量電容器304且隨后轉移到噪聲測量電容器302上。 因此，在時間t8處將邏輯輸入314設置為高(1)使YA接地，從而結束測量循環(huán)。因 此，在t8處，YA與YBN之間(連接點326到324)的電位差表示由于測量電容器302 上累積的電荷而在鍵上感應的噪聲的量。類似地，在YA (連接點326)接地的情況下， 在信號CSS之后轉移到測量電容器304上的電荷的量表示鍵上所存在的信號加噪聲的
15量。因此，如測量電壓的上部時序曲線圖348.1到350.1中所示，展示電壓值，其分別 與僅噪聲以及信號加噪聲成比例。
在時間t9處，將到達開關308的邏輯輸入314設置為低(0),從而使YA浮動。
在時間tlO處，由開關320表示的驅動電路由邏輯輸入330驅動為高，從而以致使 測量電容器304經由Y板104.1充電的電壓V驅動X板100.1。這是對X板的預充電， 其減少停留時間，從而為再次在tll處開始的下一個測量循環(huán)作準備，在下一個測量循 環(huán)中，到達開關310的邏輯輸入316被驅動為高(1)，從而使YBS接地，YBS為信號 測量電容器304的另一側。
此外，當開關310由于施加到控制輸入316的邏輯零而打開時，tll與t12之間存在 測量電容器304被從鍵的Y板104.1轉移的電荷充電的周期。類似地，如同時間點t6和 t8 —樣，時間點t13和t14界定以下周期邏輯一被施加到開關306的控制輸入112從 而使YBN接地，使得測量電容器CSN被鍵上存在的噪聲充電。在時間點tl5處，開關 308關閉，從而使YA接地，且在點tl6處，X板100.1接地，使得電壓存在于信號測量 電容器304和噪聲測量電容器302上，其由于第二停留周期而在噪聲電容器302和信號 電容器304上提供穩(wěn)定值。
因此，如可從形成圖9中所示的觸摸傳感器的一部分的電路的操作了解，圖10提 供首先測量信號的雙停留實例的圖解。
如上文所闡釋，對于圖3和圖4中所示的觸摸傳感器， 一種用于測量信號測量電容 器CSS 304和噪聲測量電容器CSN 302上的電荷值的技術是使所述電容器中的每一者通 過相應的放電電阻器360、 362而放電。放電電阻器360、 362分別在充電期間連接到接 地，且在放電時連接到VDD。使用經由控制通道366從控制器318接收控制信號的控制 開關364、 365來布置充電和放電。因此，控制器通過控制開關364、 365分別經由對應 的放電電阻器360、 362來分別使信號測量電容器CSS 304和噪聲測量電容器CSN 302 中的每一者放電。且通過對電荷被放電到零之前的預定時鐘周期的數目進行計數，來確 定每一電容器上存在的電荷的量。因此，時鐘周期的數目提供有關信號和噪聲樣本的相 對信號樣本值。微控制器318接著可通過來自信號加噪聲值的噪聲值來調整信號加噪聲 的值，以獲得對由從鍵10.1的Y板轉移的電荷所導致的信號的更準確的測量。噪聲的 存在可對信號加噪聲的值產生正面或負面影響，使得如果噪聲產生正電荷，那么信號加 噪聲電荷減少，而如果噪聲產生負電荷，那么信號加噪聲根據噪聲電荷的值而增加。
從上文所提供的闡釋將了解，其它部分可應用于圖9中所示的測量電路300，例如 WO-00/44018中所描述的電荷相減電路。
16在替代實施例中，代替將控制器318布置成產生預定數目的測量突發(fā)，且隨后測量 Y板上存在的電荷，控制器可操作以繼續(xù)測量突發(fā)，直到達到預定閾值電壓為止。達到 預定閾值所需的測量突發(fā)的數目隨后提供從X板轉移到Y板的電荷的量的指示，且因 此提供X板與Y板之間的電耦合的指示。因此，接近所述耦合的人體的存在將改變所 述電耦合，且因此改變達到所述閾值所需的突發(fā)的數目，其因此可被控制器檢測到。
圖11中呈現(xiàn)圖9中所示的觸摸傳感器的測量電路300的操作的第二實例。在圖11 中，再次存在針對信號加噪聲和僅噪聲兩者而展示的雙停留。然而，與圖10中所示的 實例相反，噪聲測量周期首先發(fā)生。在圖11中，展示四個時序圖。第一時序圖340.2提 供開關306的控制輸入312的邏輯實例，第二時序圖342.2表示開關310的控制輸入316 的邏輯值，第三時序圖344.2表示到達開關308的控制輸入314的邏輯值，且第四時序 圖346.2表示到達320的表示驅動電路101的操作的控制輸入322的邏輯值。圖11中還 展示YA與YBN之間的輸出電壓信號348.2以及YA與YBS之間的輸出電壓信號350.2 的值，以表示如用于圖IO中所說明的實例的噪聲和信號加噪聲的輸出測量值。圖ll中 所示的時序圖與圖10中所示的時序圖對應地操作。然而，由于噪聲測量首先發(fā)生，接 著在時間tl處的初始化之后，開關306在t2與t3之間關閉，從而使YBN接地，因此 在將驅動信號X施加到X板之前，通過在t4處關閉開關320而將感應到Y板104.1上 的任何噪聲驅動到電荷噪聲測量電容器302上。如前所述，當YBS 350.2接地且信號測 量電容器304正被充電時，X板被預充電以減少停留時間。如對于圖IO中所示的實例， 在時間t5與t6之間，開關310關閉以使YBS接地，同時開關320關閉以進行驅動，且 鍵的X板100.1被驅動到電壓V。在時間t6處，開關310接著打開以使YBS浮動。同 時噪聲測量電容器302和信號加噪聲測量電容器304被驅動，在邏輯低(0)被施加到 控制輸入314的情況下，YA浮動。然而，在時間t7處，到達開關308的邏輯輸入314 變?yōu)楦?1)，因此關閉開關308，從而使YA接地，且在測量電路的輸出處呈現(xiàn)YA與 YBN之間的噪聲以及YA與YBS之間的信號加噪聲的電壓，如時序圖348.2、 350.2中 所示。因此，t9與tl0之間以及t11與U2之間的第二停留周期以與第一停留周期相同的 方式發(fā)生，且因此將不再對這些停留周期進行描述。
圖12中提供圖9中所示的觸摸傳感器的進一步實例操作。再次提供開關306、 310 和308以及開關320、 340.3、 342.3、 344.3、 346.3的控制輸入的時序圖。還展示YA與 YBN之間的輸出電壓VBN 348.3以及YA與YBS之間的輸出電壓VBS 350.3的時序圖。 對于圖12中所示的實例，存在兩個噪聲測量周期和一個信號加噪聲測量周期。此外， 如可在圖12中觀察到，時間t2與t3以及t7與t8之間的噪聲測量周期的持續(xù)時間為t5與t6之間的信號加噪聲測量周期的一半。如由圖12中的時序圖表示的觸摸傳感器的操 作對應于圖11和圖12中所示的操作，且因此為簡明起見，將不重復所述描述。然而， 如可看到，可在t7與t8之間執(zhí)行第二噪聲測量周期，同時在t5與t9之間驅動X板。相 反，當X板接地時，時間t2與t3之間的第一噪聲測量周期發(fā)生。
圖12中所示的實例表示其中在兩個噪聲測量的任一側進行信號加噪聲測量的布置。 此布置具有以下優(yōu)點在(例如)噪聲信號在取得測量值的時間之間變化的情況下產生 較佳的平均噪聲值。舉例來說，如圖13中所示，圖13提供在鍵10.1上感應的電荷的信 號值對時間的曲線圖，信號電平由于低頻噪聲的緣故而隨時間上升。因此，通過在信號 測量360、 362和信號加噪聲測量364的任一側的兩個點處取得噪聲測量值，且將兩個 噪聲測量360、 362平均化，來提供信號加噪聲測量周期364期間存在的平均噪聲的較 佳表示，因此在從信號減去噪聲測量值時提供對所述信號的更準確測量。
圖14提供經布置以包含用于消除或至少減少正弦或正弦噪聲的影響的測量電路的 觸摸傳感器的進一步實例。在圖14中，測量電路400包含單個測量電容器410。測量電 路400還包含開關412、 414、 416。開關412、 414、 416、 424中的每一者的邏輯控制輸 入419、 420、 422、 426連接到微控制器418。此外，已采用慣例，使得開關412、 414、 416在控制輸入412、 420、 422中的每一者上具有邏輯"1"的情況下關閉，且在控制輸 入412、 420、 422中的每一者上具有邏輯"0"的情況下打開。如前所述，驅動電路由 具有連接到微控制器418的邏輯控制輸入426的開關424表示。
圖15中展示一組時序圖，以表示圖14中所示的觸摸傳感器的操作。第一圖440表 示開關412上的控制輸入480,第二時序圖442表示開關414上的控制輸入，第三時序 圖444表示開關416上的控制輸入422，且第四時序圖446表示到達開關424的控制輸 入426，從而形成用于鍵10.1的X板的驅動電路。最后，第五時序圖表示在點YA與接 地之間測量到的輸出電壓。
與圖9中所示的電路的操作相反，圖14中所示的電路僅使用單個測量電容器410 來測量噪聲和信號加噪聲兩者。提供開關412以使來自鍵的Y板104.1的電荷的流動方 向反向。轉向圖15中的時序圖，在時間tl處，初始化發(fā)生，其中開關414、 416關閉， 從而使YA和YB接地。在此點處，將X板設置為接地，且開關412關閉，從而將Y板 104.1連接到作為電容器410的一側的YA。在時間t2處，開關4H打開，從而使YB浮 動，且在時間t3處，開關416也打開，從而使YA浮動。在時間t4處，通過在開關412 關閉的情況下關閉開關424且將X板連接到驅動電壓V，來驅動X板，且在時間t5處， 將開關414上的控制輸入420設置為邏輯高，以關閉開關414，從而使YB接地，其驅
18動來自Y板104.1的電荷。因此，如對于先前實例，對X板進行預充電。在t5與t6之 間，如上文所述的其它測量電路的操作，電荷從Y板轉移到測量電容器410。
在t7處，在邏輯零(0)施加到控制輸入418的情況下，控制開關412打開，從而 將Y板104.1連接到測量電容器410的另一側。在t8處，當如由箭頭450、 452所表示 來測量信號加噪聲時，開關416關閉，從而使YA接地且驅動由進入測量電容器410的 第二側接著進入測量電容器410的第一側(電荷轉移到其上)中的噪聲而產生的電荷。 因此，在t8與t9之間，由于噪聲被驅動到測量電容器的另一側上而充電。在tlO處，X 板連接到接地以完成一個測量循環(huán)。
在tll處，控制開關412再次關閉，從而將YA和測量電容器410的第一側連接到 Y板104.1。由此，在U2與t13以及t14與t15之間，為信號加噪聲和噪聲的測量提供 第二停留周期。
參看輸出電壓448的時序圖，可看到在t5處，在YB再次浮動之后，由于測量電容 器410上的信號加噪聲而出現(xiàn)輸出電壓。在t8與t9之間的噪聲測量的停留周期期間， 因為控制開關412處于邏輯零(0)，所以噪聲致使電荷在與信號加噪聲的方向相反的方 向上從Y板104.1流動到測量電容器412中，結果是使電壓減少了對應于噪聲量的量。 由于從測量值減去噪聲，使得在第一停留時間之后，在輸出VOUT處提供信號值的第一 指示。此外，在對庫于第二測量循環(huán)的第二停留周期之后，信號加噪聲再次轉移到測量 電容器，且噪聲經布置以由于開關412的反向而移除電荷，使得YA處的最終輸出電壓 VOUT對應于所述信號的值。
盡管圖15中將噪聲展示為已增加了信號加噪聲測量電荷，且因此從信號加噪聲減 去，以形成不具有噪聲的信號的估計，但將了解，這只是一個實例。如將了解，噪聲可 將負電荷感應到測量電容器上，且因此當考慮噪聲時，信號加噪聲測量值可增加。
參考圖14而描述的實例實施例具有與測量電路300的情況相比減少了測量電路400 上所提供的插腳(pin out)的數目的優(yōu)點，其可有助于將測量電路部署在輸出引腳的數 目受到限制的系統(tǒng)上。此外，微控制器內不需要實施從信號測量減去噪聲測量所需的處 理，因為這是由于在模擬域中由測量電路400提供的電荷轉移而形成的。
圖16、圖17和圖18中提供本技術的操作的實例圖解。圖16提供根據實例實施例 的從被電容性充電的鍵上存在的電荷量的改變感測人體的存在的一般方法的圖解。圖16 中所示的方法的步驟概述如下
Sl:在測量循環(huán)的驅動部分期間，將電荷感應到鍵上。
S2:接著，在測量循環(huán)的信號測量部分期間，將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得測量循環(huán)的驅動部分期間所述鍵上所感應的電荷被轉移到信號測量電容器。
S4:從測量循環(huán)的噪聲測量部分確定在測量循環(huán)的信號測量部分期間由噪聲在鍵上
感應的電荷的量；以及
S6:控制循環(huán)的驅動部分、信號測量部分和噪聲測量部分，以向電荷感測電路提供
已從或可從其實質上消除所述鍵上所感應的噪聲的信號的測量值。 如圖17中所示，步驟S2的一個實例包含
S8:與測量循環(huán)的驅動部分同時，將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得在測量循 環(huán)的信號測量部分結束時，所述鍵上所感應的電荷被轉移到信號測量電容器，以及 S10:確定信號測量電容器上所存在的電荷的量。
接著，步驟S4的操作的實例(通過其在測量循環(huán)的噪聲測量部分期間由噪聲在鍵 上感應一定量的電荷)包含
S12:在由鍵感應的電荷已被轉移到信號測量電容器之后，或在測量循環(huán)的驅動部
分期間所述鍵上已感應有電荷之前，在所述測量循環(huán)的噪聲測量部分中將噪聲測量電容 器耦合到所述鍵，以及
S14:確定在噪聲測量電容器上感應的電荷的量。
接著是步驟S6，其將包含步驟S16:從由信號測量電容器上的電荷提供的信號測量
值減去由噪聲測量電容器上的龜荷提供的噪聲測量值。
如圖18中所示，步驟S2的操作(通過其由信號在鍵上感應一定量的電荷)的另一 實例可包含
S18:與循環(huán)的驅動部分同時，將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得所述鍵上所
感應的電荷被轉移到信號測量電容器。此外，對于此實例，用于從測量循環(huán)的噪聲測量
部分確定由噪聲在鍵上感應的電荷的量的步驟S4的另一實例可包含
S20:在測量循環(huán)的驅動部分之前，或在測量循環(huán)的信號測量部分之后，將信號測
量電容器反向耦合到所述鍵，使得由噪聲在所述鍵上感應的電荷減少在循環(huán)的信號測量 部分期間在測量電容器上感應的電荷的量。
本發(fā)明的進一步方面和特征在所附權利要求書中界定?？稍诓幻撾x本發(fā)明的范圍的 情況下，對上文所述的實例實施例作出各種修改。具體來說，盡管已參考矩陣觸摸傳感
器而進行以上描述，其中所述矩陣觸摸傳感器包含具有X板和Y板的鍵，其中X板被 驅動，且在Y板上測量電荷，但本發(fā)明還可應用于觸摸傳感器中僅提供單個板的情況， 所述觸摸傳感器首先在充電循環(huán)中被充電，且接著在測量循環(huán)中放電，例如 WO-97/23738中所揭示。
權利要求
1.一種從被電容性充電的鍵上所存在的電荷量的改變來感測人體的存在的方法。所述方法包括在測量循環(huán)的驅動部分期間將電荷感應到所述鍵上；在所述測量循環(huán)的信號測量部分期間將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得在所述測量循環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器；從所述測量循環(huán)的噪聲測量部分確定在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間由噪聲在所述鍵上所感應的電荷量；以及控制所述循環(huán)的所述驅動部分、所述信號測量部分和所述噪聲測量部分，以向所述電荷感測電路提供已從或可從其實質上消除所述鍵上所感應的所述噪聲的信號的測量值。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述從所述測量循環(huán)的噪聲測量部分確定由噪聲 在所述鍵上所感應的電荷量包括在所述鍵所感應的所述電荷已轉移到所述信號測量電容器之后或在所述測量循 環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵上已感應有電荷之前，在所述測量循環(huán)的所述噪聲測 量部分中將噪聲測量電容器耦合到所述鍵。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中在所述測量循環(huán)的信號測量部分期間將信號測量 電容器耦合到所述鍵包含與所述測量循環(huán)的所述驅動部分同時，將所述信號測量電容器耦合到所述鍵，使 得在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分結束時，所述鍵上所感應的所述電荷被轉移 到所述信號測量電容器；以及確定所述信號測量電容器上所存在的電荷的量。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中從所述測量循環(huán)的所述噪聲測量部分確定由所述 噪聲在所述鍵上所感應的所述電荷量包含-與所述循環(huán)的所述驅動部分同時，將所述信號測量電容器耦合到所述鍵，使得所 述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器，在所述測量循環(huán)的所述驅動部分之前或在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分之 后，將信號測量電容器反向耦合到所述鍵，使得所述鍵上由噪聲感應的電荷改變在 所述循環(huán)的所述信號測量部分期間所述測量電容器上所感應的所述電荷量。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中所述循環(huán)的所述信號測量部分和所述噪聲測量部 分的時間周期大體上相等。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中所述測量循環(huán)的所述噪聲測量部分包含在所述循 環(huán)的所述信號測量部分之前的第一周期和在所述循環(huán)的所述信號測量部分之后的 第二周期。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中所述循環(huán)的所述噪聲測量部分的所述第一周期和 所述循環(huán)的所述噪聲測量部分的所述第二周期提供等于所述循環(huán)的所述信號測量 部分的總噪聲測量周期。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中所述在所述測量循環(huán)的所述驅動部分期間將電荷 感應到所述鍵上發(fā)生在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間所述將所述信號測 量電容器耦合到所述鍵之前，使得在所述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號 測量電容器之前，所述鍵被預充電。
9. 一種用于從被電容性充電的鍵上所存在的電荷量的改變感測人體的存在的設備，所 述設備包括驅動電路，其耦合到所述鍵，且可操作以將電荷感應到所述鍵上； 電荷感測電路，其包含信號測量電容器，以及 控制器，所述控制器可操作以控制所述驅動電路以在測量循環(huán)的驅動部分期間將電荷感應到所述鍵上， 控制所述電荷感測電路以在所述測量循環(huán)的信號測量部分期間將所述信號測量電容器耦合到所述鍵，使得在所述測量循環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器；從所述測量循環(huán)的噪聲測量部分確定所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間由噪聲在所述鍵上所感應的電荷量，其中所述循環(huán)的所述驅動部分、所述信號測量部分和所述噪聲測量部分可提供已從或可從其實質上消除所述鍵上所感應的所述噪聲的信號的測量值。
10. 根據權利要求9所述的設備，其中所述電荷感測電路包含噪聲測量電容器，且所述 控制器可操作以控制所述電荷感測電路以在所述鍵所感應的所述電荷已轉移到所述信號測量電容器之后或在所述測量循 環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵上己感應有所述電荷之前，在所述測量循環(huán)的所述噪 聲測量部分中將所述噪聲測量電容器耦合到所述鍵。
11. 根據權利要求IO所述的設備，其中所述控制器可操作以控制所述電荷感測電路以與所述測量循環(huán)的所述驅動部分同時，將所述信號測量 電容器耦合到所述鍵，使得在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分結束時，所述鍵上 所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器；以及確定所述信號測量電容器上所存在的電荷量，其表示所述鍵上從所述信號和所述 噪聲感應的電荷量。
12. 根據權利要求9所述的設備，其中所述控制器可操作以控制所述電荷感測電路以與所述循環(huán)的所述驅動部分同時，將所述信號測量電容器耦合到所述鍵，使得所 述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器，以及在所述測量循環(huán)的所述驅動部分之前或在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分之 后，將所述信號測量電容器反向耦合到所述鍵，使得所述鍵上由噪聲感應的電荷改變 在所述循環(huán)的所述信號測量部分期間所述測量電容器上所感應的所述電荷量。
13. 根據權利要求9所述的設備，其中所述循環(huán)的所述信號測量部分和所述噪聲測量部 分的時間周期大體上相等。
14. 根據權利要求9所述的設備，其中所述測量循環(huán)的所述噪聲測量部分包含在所述循 環(huán)的所述信號測量部分之前的第一周期和在所述循環(huán)的所述信號測量部分之后的 第二周期。
15. 根據權利要求14所述的設備，其中所述循環(huán)的所述噪聲測量部分的所述第一周期 和所述循環(huán)的所述噪聲測量部分的所述第二周期提供等于所述循環(huán)的所述信號測 量部分的總噪聲測量周期。
16. 根據權利要求9所述的設備，其中所述控制器可操作以控制所述電荷感測電路以在 所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間將所述信號測量電容器耦合到所述鍵之前， 在所述測量循環(huán)的所述驅動部分期間，將所述電荷感應到所述鍵上，使得在所述鍵 上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器之前，所述鍵被預充電。
17. —種觸敏控制面板，其包含鍵矩陣，所述鍵矩陣包括第一多個N個輸入線、第二 多個M個輸出線和N乘M個鍵，所述N乘M個鍵中的每一者經布置以感測人體 的存在，且所述N乘M個鍵中的每一者安置成鄰近于輸入線與輸出線的相應交叉 點，且包括連接到所述N個輸入線中的一者的驅動板(X)和連接到所述M個輸 出線中的一者的接收板(Y)，所述N個輸入線中的每一者連接到相應的驅動電路，且所述M個輸出線中的每一者連接到相應的電荷感測電路，所述電荷感測電路中的每一者包含信號測量電容器，其中所述鍵矩陣包含 控制器，所述控制器可操作以控制所述驅動電路以在測量循環(huán)的驅動部分期間將電荷感應到所述鍵中的每一 者的所述驅動板上，控制所述電荷感測電路中的每一者以在所述測量循環(huán)的信號測量部分期間，將所 述信號測量電容器相應地耦合到所述鍵中的每一者的所述接收板，使得在所述測量 循環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵的所述接收板上所感應的所述電荷被轉移到所述 相應信號測量電容器中的每一者；針對每一鍵，從所述測量循環(huán)的噪聲測量部分確定在所述測量循環(huán)的所述信號測 量部分期間由噪聲在所述鍵的所述接收板上所感應的電荷量，其中所述循環(huán)的所述 驅動部分、所述信號測量部分和所述噪聲測量部分經布置以提供已從或可從其實質 上消除所述鍵上所感應的所述噪聲的信號的測量值。
18. 根據權利要求17所述的觸敏控制面板，其中所述電荷感測電路中的每一者包含噪 聲測量電容器，且所述控制器可操作以控制所述電荷感測電路以在所述鍵所感應的所述電荷已轉移到所述信號測量電容器之后或在所述測量循 環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵上己感應有所述電荷之前，在所述測量循環(huán)的所述噪 聲測量部分中將所述噪聲測量電容器耦合到所述鍵。
19. 根據權利要求18所述的觸敏控制面板，其中所述控制器可操作以控制所述電荷感測電路以與所述測量循環(huán)的所述驅動部分同時，將所述信號測量 電容器耦合到所述鍵，使得在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分結束時，所述鍵上 所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器；以及確定所述信號測量電容器上所存在的電荷量，其表示所述鍵上從所述信號和所述 噪聲感應的電荷量。
20. 根據權利要求17所述的觸敏控制面板，其中所述控制器可操作以控制所述電荷感 測電路以與所述循環(huán)的所述驅動部分同時，將所述信號測量電容器耦合到所述鍵，使得所 述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器，以及在所述測量循環(huán)的所述驅動部分之前或在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分之 后，將所述信號測量電容器反向耦合到所述鍵，使得所述鍵上由噪聲感應的電荷減少 在所述循環(huán)的所述信號測量部分期間所述測量電容器上所感應的所述電荷量。
21. 根據權利要求17所述的觸敏控制面板，其中所述循環(huán)的所述信號測量部分和所述 噪聲測量部分的時間周期大體上相等。
22. 根據權利要求17所述的觸敏控制面板，其中所述測量循環(huán)的所述噪聲測量部分包 含在所述循環(huán)的所述信號測量部分之前的第一周期和在所述循環(huán)的所述信號測量 部分之后的第二周期。
23. 根據權利要求22所述的觸敏控制面板，其中所述循環(huán)的所述噪聲測量部分的所述 第一周期和所述循環(huán)的所述噪聲測量部分的所述第二周期提供等于所述循環(huán)的所 述信號測量部分的總噪聲測量周期。
24. 根據權利要求17所述的觸敏控制面板，其中所述控制器可操作以控制所述電荷感 測電路以在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間將所述信號測量電容器耦合到 所述鍵之前，在所述測量循環(huán)的所述驅動部分期間，將所述電荷感應到所述N乘 M個鍵中的每一者上，使得在所述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電 容器之前，所述鍵被預充電。
25. —種感測接近觸敏控制面板的人體的存在的方法，所述觸敏控制面板包含鍵矩陣， 所述鍵矩陣包括第一多個N個輸入線、第二多個M個輸出線和N乘M個鍵，所 述N乘M個鍵中的每一者安置成鄰近于輸入線與輸出線的相應交叉點，且包括連 接到所述N個輸入線中的一者的被驅動板(X)和連接到所述M個輸出線中的一 者的接收板(Y)，所述N個輸入線中的每一者連接到相應的驅動電路，且所述M個輸出線中的每一者連接到相應的電荷感測電路，所述電荷感測電路中 的每一者包含信號測量電容器，其中所述鍵矩陣包含控制所述驅動電路以在測量循環(huán)的驅動部分期間將電荷感應到所述鍵中的每一 者的所述驅動板上，控制所述電荷感測電路中的每一者以在所述測量循環(huán)的信號測量部分期間，將所 述信號測量電容器相應地耦合到所述鍵中的每一者的所述接收板，使得在所述測量 循環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵的所述接收板上所感應的所述電荷被轉移到所述 相應信號測量電容器中的每一者；以及針對每一鍵，從所述測量循環(huán)的噪聲測量部分確定在所述測量循環(huán)的所述信號測 量部分期間由噪聲在所述鍵的所述接收板上所感應的電荷量，其中所述循環(huán)的所述 驅動部分、所述信號測量部分和所述噪聲測量部分經布置以提供已從或可從其實質 上消除所述鍵上所感應的所述噪聲的信號的測量值。
全文摘要
本發(fā)明為減少低頻噪聲的電容性感測。一種從被電容性充電的鍵上所存在的電荷量的改變來感測人體的存在的方法。所述方法包括在測量循環(huán)的驅動部分期間，將電荷感應到所述鍵上；在所述測量循環(huán)的信號測量部分期間，將信號測量電容器耦合到所述鍵，使得在所述測量循環(huán)的所述驅動部分期間所述鍵上所感應的所述電荷被轉移到所述信號測量電容器；從所述測量循環(huán)的噪聲測量部分確定在所述測量循環(huán)的所述信號測量部分期間由噪聲在所述鍵上所感應的電荷量；以及控制所述循環(huán)的所述驅動部分、所述信號測量部分和所述噪聲測量部分，以向所述電荷感測電路提供已從或可從其實質上消除所述鍵上所感應的所述噪聲的信號的測量值。
文檔編號G06F3/041GK101644972SQ20091020341
公開日2010年2月10日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權日2008年5月19日
發(fā)明者哈拉爾德·菲利普, 埃薩特·伊爾馬茲 申請人:愛特梅爾公司