專利名稱：傳感器及感測方法
傳感器及感測方法相關(guān)申請案交叉參考本申請案主張2008年10月22日提出申請的第61/107，419號美國臨時(shí)專利申請案在35U. S. C. 119(e)下的權(quán)益，所述臨時(shí)專利申請案以全文引用的方式并入本文中。
背景技術(shù)：
存在各種形式的觸敏控制，其使用電容式傳感器來感測身體在所述傳感器上的多個(gè)位置處(例如用戶的手指)的存在。舉例來說，在W0-97/23738中揭示一種觸敏電容式傳感器。W0-97/23738中所揭示的電容式傳感裝置依賴于測量感測電極到系統(tǒng)參考電位(大地)的電容。提供及安置單個(gè)耦合板以形成觸敏開關(guān)。所述耦合板稱作鍵。根據(jù)此實(shí)例， 在測量循環(huán)的驅(qū)動部分內(nèi)使用驅(qū)動電路將所述鍵充電，且接著在所述循環(huán)的測量部分期間通過將感應(yīng)電荷從所述鍵轉(zhuǎn)移到電荷檢測電路的電荷測量電容器來測量此電荷。通常，在測量存在于電荷測量電容器上的電荷之前，執(zhí)行測量循環(huán)突發(fā)。所述傳感器可由于感應(yīng)到所述鍵上的電荷量的改變而檢測到物件在接近所述鍵處的存在。有效地，此提供對由于身體或物件的存在而導(dǎo)致的鍵的電容的改變的測量。當(dāng)指向物件(例如用戶的手指)靠近感測電極(Y板)時(shí)，所述指向物件看起來為虛擬接地。此用于改變所述感測電極到接地的所測量電容。因此，將所測量電容的改變視為指示指向物件的存在。因此，通過提供多個(gè)感測電極或鍵，可檢測觸摸傳感器上的多個(gè)位置。在第6，452，514號美國專利中揭示另一種形式的觸敏控制。在此實(shí)例中，提供一對電極，所述對電極充當(dāng)鍵使得由于在所述兩個(gè)電極之間轉(zhuǎn)移的電荷量的改變而檢測到身體(例如用戶的手指)的存在。在此布置的情況下，所述電極中的一者(標(biāo)示為X)以驅(qū)動電路來驅(qū)動，且所述對電極中的另一者(標(biāo)示為Y)連接到電荷感測電路，所述電荷感測電路檢測當(dāng)由X板驅(qū)動時(shí)存在于Y板上的電荷量。如在W0-00/440018中所揭示，可布置數(shù)對電極以形成感測區(qū)域矩陣，所述感測區(qū)域矩陣可提供觸敏二維位置傳感器的有效實(shí)施方案。在一些實(shí)例中，可安置多個(gè)鍵以形成二維觸摸傳感器。二維觸摸傳感器通常與包含用于(例如)消費(fèi)型電子裝置及家用器具中的觸敏屏幕或觸敏鍵盤/小鍵盤的裝置一起使用。二維觸摸傳感器也可結(jié)合下伏顯示器(例如液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT)) 一同使用以形成觸敏顯示屏幕。此類觸敏顯示屏幕已變得日益普遍且不僅結(jié)合個(gè)人計(jì)算機(jī)而且在所有其它器具形式(例如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、銷售點(diǎn)(POS)終端、電子信息及售票信息亭、廚房器具及類似器具)中常見。通常期望提供用于借助采用多個(gè)鍵的觸摸傳感器檢測身體的過程的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一些實(shí)施例，一種觸摸傳感器，其用于感測身體在所述觸摸傳感器的表面上的多個(gè)位置中的一者處的存在，每一位置具有對應(yīng)于驅(qū)動電極與感測電極的相交處的通道，所述身體的存在是由于所述通道的電容的改變而確定。所述觸摸傳感器包括耦合到所
6述通道中的每一者的驅(qū)動電路，且針對所述通道中的每一者，一電荷感測電路，所述電荷感測電路中的每一者包含一電荷測量電容器?？刂破髟诓僮髦薪?jīng)布置以在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間控制所述驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述通道中的每一者上，且在所述測量循環(huán)的電荷測量部分期間控制所述電荷感測電路中的每一者以分別將所述電荷測量電容器耦合到所述對應(yīng)通道，以便將在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間感應(yīng)于所述通道上的所述電荷轉(zhuǎn)移到所述相應(yīng)電荷測量電容器中的每一者。所述控制器經(jīng)布置以控制所述電荷感測電路中的每一者以通過將所述電荷感測電路的所述電荷測量電容器放電來依序確定存在于所述電荷測量電容器中的每一者上的電荷量。所述控制器經(jīng)布置以在依序確定所述電荷感測電路中的每一者的所述電荷測量電容器中的每一者上剩余的電荷量之前將所述電荷測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量以識別是否已存在由于所述身體的所述存在而導(dǎo)致的所述通道的所述電容的改變。根據(jù)一些實(shí)施例，一種觸摸傳感器，其包含可(例如)通過共用驅(qū)動電路驅(qū)動的多個(gè)通道，且感應(yīng)于所述通道上的電荷被轉(zhuǎn)移到對應(yīng)多個(gè)電荷測量電容器中的一者。在操作中，依序?qū)⑺鲭姾蓽y量電容器中的每一者放電以測量感應(yīng)于所述通道上的電荷量，使得可由于所述通道中的一者的電容的改變而檢測到身體在接近所述通道處的存在。一個(gè)接一個(gè)地依序?qū)⑺鲭姾蓽y量電容器中的每一者放電使得(例如)可使用到接地的比較器或單個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器及到所述控制器的單個(gè)接口來測量所述通道中的每一者的電容從而減少成本。根據(jù)一些實(shí)施例，在確定存在于所述電荷測量電容器中的每一者上的電荷之前， 通過(例如)固定電阻表面安裝功率(SMP)電阻器并行地將所述電荷測量電容器中的每一者放電預(yù)定量，所述預(yù)定量小于存在的預(yù)期總電荷。在各種實(shí)施例中，將所述電荷測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量，但剩余的電荷量仍提供足夠電荷以檢測身體的存在。因此，針對所述電荷測量電容器中的每一者產(chǎn)生電荷測量所花費(fèi)的時(shí)間從在將所述電荷測量電容器中的每一者放電達(dá)從所述通道積累的總電荷量時(shí)原本所需的時(shí)間成比例地減少。在一些實(shí)例中，在確定剩余的所述電荷量之前所述電荷測量電容器中的每一者同時(shí)被放電的所述預(yù)定量是根據(jù)由于身體在接近于所述觸摸傳感器的所述通道中的對應(yīng)一者的存在而導(dǎo)致的存在于所述測量電容器中的每一者上的預(yù)期電荷量來設(shè)定的。所述預(yù)定量可在所述控制器中預(yù)先設(shè)定或根據(jù)在初始化階段期間進(jìn)行的針對身體的存在或不存在對所述電荷測量電容器上的可能電荷值范圍的測量來產(chǎn)生。使用所述可能電荷值范圍來確定應(yīng)剩余的電荷量，且因此對應(yīng)地確定可將每一電荷測量電容器放電的量。雖然在一些實(shí)例中，通過單個(gè)驅(qū)動電路驅(qū)動所述多個(gè)通道，且所述多個(gè)電荷感測電路經(jīng)布置以確定感應(yīng)于所述通道上的電荷，但在其它實(shí)例中，提供多個(gè)驅(qū)動電路，所述多個(gè)驅(qū)動電路中的每一者經(jīng)由共用驅(qū)動線耦合到多個(gè)所述通道，且所述電荷感測電路中的每一者經(jīng)由共用接收線耦合到不同多個(gè)通道。如此，所述通道可安置于二維表面上以形成二維觸摸傳感器。或者，可使用所述單個(gè)驅(qū)動電路實(shí)例來形成線性傳感器或控制以確定身體在沿所述線性傳感器的多個(gè)位置處的存在。在一些實(shí)例中，形成通道矩陣，其中每一通道由驅(qū)動板與接收板形成。在其它實(shí)例中，所述通道中的每一者由耦合板形成，所述耦合板首先通過驅(qū)動電路驅(qū)動以感應(yīng)電荷且接著所述所感應(yīng)的電荷被轉(zhuǎn)移到電荷測量電容器。
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因此，一個(gè)實(shí)施例提供一種用于感測身體在觸摸傳感器的表面上的多個(gè)位置中的一者處的存在的設(shè)備，其中每一位置具有一通道，且其中所述身體的存在是由于所述通道的電容的改變而確定。此設(shè)備包含控制器，其用于控制驅(qū)動電路，在測量循環(huán)的電荷測量部分期間針對每一通道控制電荷感測電路以分別將電荷測量電容器耦合到所述通道以便將在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間感應(yīng)于所述通道上的電荷轉(zhuǎn)移到所述電荷感測電路的相應(yīng)電荷測量電容器中的每一者，且通過依序?qū)⑺鲭姾筛袦y電路的所述電荷測量電容器放電來依序確定存在于所述電荷測量電容器中的每一者上的電荷量，其中用于確定存在于所述電荷測量電容器中的每一者上的所述電荷量的控制器進(jìn)一步用于在依序確定所述電荷感測電路中的每一者的所述電荷測量電容器中的每一者上剩余的電荷量之前將所述電荷測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量以識別是否已存在由于所述身體的所述存在而導(dǎo)致的所述通道的電容的改變。在所附權(quán)利要求書中界定實(shí)例性實(shí)施例的各種其它方面及特征，其包含一種感測身體在觸摸傳感器的表面上的多個(gè)位置中的一者處的存在的方法及一種包含通道矩陣的觸敏控制面板。


圖IA是提供觸敏傳感器的實(shí)例的示意性框圖；圖IB是接近傳感器安置的用戶的手指的實(shí)例性圖解說明；圖2是圖解說明圖IB中所示的觸摸傳感器的等效電路圖的示意性框圖；圖3是結(jié)合圖IB中所示的觸摸傳感器用于形成觸摸傳感器的電路的示意性框圖；圖4是圖解說明圖3中所示的感測電路的操作的實(shí)例性時(shí)序圖；圖5是圖解說明提供二維電容式變換傳感器布置的觸敏矩陣的電路圖；圖6是展示圖5中所示的觸敏矩陣的示意性圖解說明；圖7A是針對圖5中所示的實(shí)例性觸摸傳感器的跨越多個(gè)測量電容器中的每一者的信號電荷或電壓關(guān)于時(shí)間的曲線圖的圖形表示；圖7B是圖解說明本發(fā)明技術(shù)的并行預(yù)放電過程的圖7A的跨越多個(gè)測量電容器中的每一者的信號電荷或電壓關(guān)于時(shí)間的曲線圖的圖形表示；圖8A是在身體在接近所述通道中的一者處存在的情況下對應(yīng)于圖7A中所示的實(shí)例的跨越多個(gè)測量電容器中的每一者的信號電荷或電壓關(guān)于時(shí)間的曲線圖的圖形表示；圖8B是圖解說明本發(fā)明技術(shù)的并行預(yù)放電過程的圖8A的跨越多個(gè)測量電容器中的每一者的信號電荷或電壓關(guān)于時(shí)間的曲線圖的圖形表示；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的觸摸傳感器的操作的流程圖；且圖10是根據(jù)實(shí)例性實(shí)施例調(diào)適的二維觸摸傳感器的另一實(shí)例的電路圖。
具體實(shí)施例方式如上文所解釋，存在各種形式的觸摸傳感器，其可由于從觸摸傳感器的通道轉(zhuǎn)移的電荷的改變而確定身體在接近所述觸摸傳感器的感測元件處的存在。圖IA及圖IB中展示此觸摸傳感器的實(shí)例。圖IA及圖IB中所示的實(shí)例對應(yīng)于其中一對橫向電極形成觸摸傳感器的實(shí)例。如圖IA中所示，一對電極100、104形成驅(qū)動板或X板及接收板或Y板，且安置于觸敏控制面板15的表面下方。電極100、104安置于電介質(zhì)層16 (例如玻璃或塑料面板)下方。如圖IA及圖IB中所示，觸摸傳感器10經(jīng)布置以由于Y板104所接收的電荷量的改變而檢測到身體(例如用戶的手指20)的存在。如圖IA中所示，當(dāng)通過電路對X板 100充電或驅(qū)動時(shí)，在觸摸面板表面15上方及下方兩處形成電場(其由線18及19圖解說明)，由于此電荷被轉(zhuǎn)移到Y(jié)板104。X板100與Y板104形成電容性充電通道10。如圖IB 中所示，由于因用戶的手指20的存在而對電場18的干擾，控制面板15的電場因由用戶的手指20所提供的大地效應(yīng)或接地效應(yīng)(如接地34所示意性地圖解說明)而受到干擾。圖2中展示圖IA及圖IB中所示的觸摸傳感器10的等效電路圖。在圖2中，以電路圖的形式圖解說明等效電容。在所述通道的X板100與Y板104之間形成的電容為電容 CE 105。身體20的存在具有引入分流電容30、32、33的效應(yīng)，所述分流電容接著經(jīng)由身體 20通過到接地34的等效接地電容器22而接地。因此，身體20的存在影響轉(zhuǎn)移到所述通道的Y板的電荷量且因此提供一種檢測身體20的存在的方式。這是因?yàn)橥ǖ繡E 105的X板 100與Y板104之間的電容隨著接地電容22、30、32、33的增加而減少。圖3提供實(shí)例性電路圖，其通過感測從圖2中所示的X板100轉(zhuǎn)移到Y(jié)板104的電荷量來形成觸摸傳感器且包含類似于第6，452，514美國專利中所描述的電荷測量電路的電荷測量電路。如圖3中所示，驅(qū)動電路101連接到通道的X板100且通道的Y板104連接到電荷測量電路108的輸入106，其中所述X板與Y板共同地形成電容器105。輸入106連接到第一可控開關(guān)110且連接到電荷測量電容器Cs 112的一個(gè)側(cè)。測量電容器112的另一側(cè)經(jīng)由第二開關(guān)114連接到電荷測量電路108的輸出116，所述輸出作為電壓Vott饋送到控制器118。第一輸入控制通道103用來控制驅(qū)動電路101的操作。控制器118還輸出控制線146以控制開關(guān)110且輸出控制線148以控制開關(guān)114。 在圖3中所示的電路圖中，已采用慣例展示開關(guān)110、114中的每一者的控制輸入在控制輸入為“0”時(shí)斷開且在控制輸入為“1”時(shí)閉合。開關(guān)110、114中的每一者的另一側(cè)連接到接地，使得如果所述控制輸入為“1”，那么連接輸入將連接到接地。已針對驅(qū)動電路101采用類似慣例，借此當(dāng)控制輸入103為“0”時(shí)，X板連接到接地，且當(dāng)所述控制輸入為“1”時(shí)，X 板連接到參考電壓“V/’。參考圖4中所圖解說明的時(shí)序圖來解釋圖3中所圖解說明的觸摸傳感器的操作，包含經(jīng)布置以測量從通道105的X板100轉(zhuǎn)移到Y(jié)板104的電荷量的電荷測量電路的功能。在圖4中，四個(gè)時(shí)序圖130、132、134、138圖解說明圖3的電荷測量電路108的操作。第一時(shí)序圖130表示從控制器118施加到第二開關(guān)114的控制輸入148。左手軸線表示控制線103、146及148上的控制輸入的邏輯值。在右手軸線上，連接點(diǎn)114. 1處的效應(yīng)展示為“Z”，其中連接點(diǎn)114. 1被隔離或?yàn)楦拥幕蜥槍?的邏輯控制輸入而接地。類似地，時(shí)序圖132圖解說明連接點(diǎn)110. 1針對邏輯控制輸入值“0”或“1”而處于浮動(Z)或接地(0)。第三時(shí)序圖134圖解說明提供到通道的X板100的驅(qū)動信號的相對時(shí)序，在此情況下，與兩個(gè)開關(guān)110、114的時(shí)序圖130、132形成對比，時(shí)序圖134的值是絕對值使得左手側(cè)圖解說明施加到X板100的電壓在OV與參考電壓Vk之間變化，參考電壓Vk是用來將 X板100充電的參考電壓。最后時(shí)序圖138提供對由于根據(jù)時(shí)序圖130、132、134所圖解說
9明的時(shí)序開關(guān)110、114的斷開及閉合以及X板100的驅(qū)動而在測量電容器112上產(chǎn)生的實(shí)例性信號強(qiáng)度或電壓的圖解說明。解釋了時(shí)序圖130、132、134、138，其中在圖4中，在第一時(shí)間點(diǎn)、處，在開關(guān)110、 114的控制輸入線146、148兩者為高⑴且驅(qū)動電路101的控制輸入線103為低(0)的情況下初始化電荷測量電路108。控制輸入線146、148及103是連接到控制器118的線。因此，將Y板104、電荷測量電容器112、及通道105的X板100設(shè)定為接地。對應(yīng)地，跨越電荷測量電路112的輸出電壓處于零伏。在時(shí)間點(diǎn)t2處，將控制輸入線148上到控制開關(guān) 114的邏輯輸入設(shè)定為低(0)到零，借此斷開開關(guān)114且使連接點(diǎn)114. 1浮動，此將連接點(diǎn) 114. 1 (稱作M處的輸出電壓作為輸出電壓V。ut在線116上連接到控制器118。線116有效地將測量電容器112的一個(gè)側(cè)耦合到控制器118。在下一時(shí)間t3處，將控制線146上到開關(guān)110的控制輸入設(shè)定為低(0)，借此斷開開關(guān)110且使連接點(diǎn)110. 1(其為Ya)浮動，在時(shí)間點(diǎn)t4之前，到驅(qū)動電路101的控制線103將通道105的X板100驅(qū)動到參考電壓\。 接著，為了將測量電容器Cs充電達(dá)時(shí)間t5與t6之間的周期S，將到開關(guān)114的控制輸入設(shè)定為高(1)，借此使A接地以將通道105的Y板104上的電荷轉(zhuǎn)移到電荷測量電容器112 直到將到開關(guān)114的控制輸入設(shè)定為低(0)時(shí)的時(shí)間t6，此再次使連接點(diǎn)114. 1浮動。在將測量電容器Cs充電達(dá)時(shí)間點(diǎn)t5與t6之間的第一駐留時(shí)間之后，在時(shí)間點(diǎn)t7處，將控制線146上到開關(guān)110的控制輸入設(shè)定為高(1)，借此使連接點(diǎn)110. 1接地，連接點(diǎn)110. 1連接到電荷測量電容器Cs 112的一個(gè)側(cè)。因此，可測量跨越電荷測量電容器112的電壓。將在時(shí)間點(diǎn)t5與t6之間的駐留時(shí)間期間在電荷測量電容器Cs 112上經(jīng)歷的來自Y板104的電荷量表示為輸出電壓VOTT。在時(shí)間t8處，控制線103上到驅(qū)動電路101的控制輸入變低(0)，借此將所連接的通道105的X板100連接到接地，此結(jié)束第一測量循環(huán)。在時(shí)間點(diǎn)t9處，測量突發(fā)的下一測量循環(huán)發(fā)生。在時(shí)間點(diǎn)、處，控制線146上到開關(guān)110的控制輸入變低(0)，借此使Ya 浮動。在時(shí)間點(diǎn)t1(l處，控制線103上到驅(qū)動電路101的控制輸入再次變高(1)，借此將X 板100連接到參考電壓VK。再次由從通道105的Y板104轉(zhuǎn)移到電荷測量電容器112上的電荷將電荷測量電容器112充電。與第一突發(fā)一樣，在時(shí)間點(diǎn)tn處，控制線148上到開關(guān) 114的控制輸入變高(1)，借此使連接點(diǎn)114. 1接地且將電荷驅(qū)動到所述電荷測量電容器上直到控制線148上到開關(guān)114的控制輸入變低(0)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t12，從而再次使A浮動。因此，在時(shí)間tn與t12之間的駐留周期期間，再次從Y板104轉(zhuǎn)移電荷，借此增加跨越電荷測量電容器Cs的電壓。將跨越電荷測量電容器112的電壓相對于耦合到接地的連接點(diǎn)110. 1 表示為輸出電壓VOT。在時(shí)間t13處，將控制線146上到開關(guān)110的控制輸入設(shè)定為高⑴， 借此使Ya接地，且在時(shí)間t14處，到驅(qū)動電路101的控制輸入103變低(0)，借此將通道105 的X板100連接到接地，此結(jié)束第二測量循環(huán)。因此，與第一測量循環(huán)一樣，已從Y板104 轉(zhuǎn)移一電荷量，此已接著增加跨越電荷測量電容器112的電壓，跨越電荷測量電容器112的電壓表示從Y板104轉(zhuǎn)移的電荷量。在所述突發(fā)的一個(gè)或一個(gè)以上測量循環(huán)之后，可借助于放電電阻器140確定電荷測量電容器112上的電荷量。放電電阻器140的一個(gè)側(cè)連接到所述測量電容器且另一側(cè) SMP連接到放電開關(guān)142。放電開關(guān)142經(jīng)由控制線144從控制器118接收控制信號?？刂破?18經(jīng)控制以使SMP放電電阻器140在測量循環(huán)期間浮動且通過到電壓Vs的連接經(jīng)由放電電阻器140將電荷測量電容器Cs 112放電?？刂破?18接著通過對時(shí)鐘周期的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)直到電荷測量電容器Cs 112上的電荷被放電為零來確定存在于電荷測量電容器112上的電荷量。因此，時(shí)鐘周期的數(shù)目為相應(yīng)所測量電荷信號提供相對信號取樣值。二維觸摸傳感器實(shí)例圖3中所示的測量電路的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用相同的構(gòu)造及操作原理，可形成觸敏開關(guān)矩陣，使得用戶可(例如)選擇觸敏屏幕上的多個(gè)不同位置或取決于用戶的手指(例如)相對于點(diǎn)矩陣的位置的多個(gè)不同功能。圖5及圖6提供二維觸摸傳感器的實(shí)例。在圖5中，驅(qū)動電路101. 1、101. 2、101. 3、101. 4經(jīng)布置以驅(qū)動形成4 X 4通道陣列的不同傳感器點(diǎn)205，但將了解可使用任一大小的陣列。因此，如圖5中所對應(yīng)地圖解說明， 提供具有16個(gè)觸敏點(diǎn)或通道的控制面板，其可用來形成觸敏屏幕或具有多個(gè)選擇控制開關(guān)的控制面板。如圖5中所示，驅(qū)動電路101. 1,101. 2,101. 3,101. 4中的每一者均由控制器500控制以分別使用第一控制輸入103. 1,103. 2,103. 3,103.4以與圖3中驅(qū)動X板100 的且圖4中表示的方式相同的方式來驅(qū)動對應(yīng)驅(qū)動線XI、X2、X3、X4中的每一者。還展示線107上的輸入，所述輸入提供參考電壓VK。點(diǎn)205中的每一者處的耦合電容器的輸出連接到電荷測量電容器Cs 112. 1、112.2、112.3、112.4的一個(gè)側(cè)，所述電荷測量電容器經(jīng)布置以測量存在于Y板上的電荷量，YUY2, Y3.Y4提供輸出信號116. 1、116. 2、116. 3、116. 4 以便以與圖3及圖4中的電路的操作方式相同的方式來檢測物件的存在。此通過以與上文參考圖3及圖4所解釋的布置對應(yīng)的方式將控制信號施加到開關(guān)110A、110B、110C、110D、 114A、114B、114C及114D來實(shí)現(xiàn)。關(guān)于此矩陣電路的操作的更多細(xì)節(jié)揭示于第6，452，514 號美國專利中。通過實(shí)例性實(shí)施例解決的技術(shù)問題如圖6中所示，已知為具有多個(gè)通道的觸摸傳感器提供其中實(shí)現(xiàn)電荷測量的布置，使得可實(shí)施多輸入控制或二維觸摸傳感器。如根據(jù)上文所提供的描述將了解，觸摸傳感器上的表示為一驅(qū)動感測對電極(x，Y)的通道中的每一者提供一感測點(diǎn)。為了使控制器500檢測二維矩陣中的感測點(diǎn)中的每一者的電容的改變，控制驅(qū)動電路101. 1,101. 2,101. 3,101. 4中的每一者以依次驅(qū)動對應(yīng)線Χ1、Χ2、Χ3、Χ4中的每一者。 因此，使用控制線103. 1、103. 2、103. 3、103. 4上的第一控制輸入，依次驅(qū)動輸入或驅(qū)動線 Χ1、Χ2、Χ3、Χ4中的每一者的X板，此將電荷推動到接收Y板上，所述Y板連接到對應(yīng)驅(qū)動線 Χ1、Χ2、Χ3、Χ4。因此，舉例來說，針對所述驅(qū)動線中的第一者XI，驅(qū)動耦合到Xl線的所有X 板，此將電荷推動到在所述驅(qū)動線Xl的相交點(diǎn)處的接收板Yl、Y2、Y3J4i。因此，當(dāng)包含測量電容器112. 1,112. 1,112. 3,112. 4的電荷感測電路中的每一者依次用來測量從對應(yīng)接收Y板轉(zhuǎn)移的電荷量時(shí)，在連接到Xl驅(qū)動線的通道(X1，Y1)、(X1，Y2)、(X1，Y3)及(XI， Υ4)已由第一驅(qū)動線Xl驅(qū)動之后，可確定所述通道中的每一者的電容量的改變。因此，通過依次驅(qū)動驅(qū)動線Χ1、Χ2、Χ3、Χ4中的每一者且依次測量感應(yīng)于測量電容器112. 1,112. 1、 112. 3、112. 4中的每一者上的電荷，可識別提供于所述二維觸摸傳感器的X線與Y線的相交點(diǎn)處的通道中的任一者的電容的改變。因此，所述相交點(diǎn)中的任一者處電容的改變提供對身體在由所述觸摸傳感器提供的二維平面中的對應(yīng)定位處的接近度的指示。如根據(jù)上文解釋將了解，為了識別身體在所述二維平面中的任一位置處的定位， 必需依次驅(qū)動N個(gè)驅(qū)動線Χ1、Χ2、Χ3、Χ4中的每一者，且接著依次測量感應(yīng)于M個(gè)電荷測量
11電容器Yl、Y2、Y3、W中的每一者上的電荷。在其它實(shí)施例中，N及M可為其它值。如此，為了檢測身體在接近二維觸摸傳感器處的定位，將需要約等于N*M*t的時(shí)間量，其中“t”是測量存在于測量電容器112. 1、112.2、112.3、112.4中的一者上的電荷所花費(fèi)的平均時(shí)間。如圖5中所示，且與圖3中所示的布置相對應(yīng)，電荷測量電容器Cs 112. 1,112. 2、 112. 3、112. 4中的每一者均包含放電電阻器SMP 140. 1、140. 2、140. 3、140. 4及開關(guān)142. 1、 142. 2,142. 3、142. 4(其在兩個(gè)位置中的任一者中加以控制)的布置。連接到對應(yīng)放電電阻器 140. 1,140. 2、140. 3、140. 4 的開關(guān) 142. 1,142. 2、142. 3、142. 4 的兩個(gè)位置將所述放電電阻器連接到浮動(Z)或連接到正電壓Vs。因此，如上文參照圖3所解釋，開關(guān)142. 1、142.2、 142. 3,142. 4經(jīng)布置以將電荷測量電容器Cs 112. 1,112. 2,112. 3、112. 4放電，以便測量已從所述通道的接收Y板Y1、Y2、Y3、W轉(zhuǎn)移而積累于測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112.4 上的電荷量。如上文所指示，依次驅(qū)動X板的驅(qū)動線X1、X2、X3、X4中的每一者以根據(jù)所述通道的X板感應(yīng)到接收Y板Yl、Y2、TO、W上的電荷來識別物件到二維觸摸傳感器的一部分的接近度。到那時(shí)，通過依次將相應(yīng)電荷測量電容放電來測量所述Y板中的每一者上的電荷，可識別用戶的手指610(例如)在接近所述二維觸摸傳感器處的定位。因此，如圖6中所圖解說明，可識別所述用戶的手指610在接近通道中的一者(XI，Y2)處的定位。本發(fā)明技術(shù)的實(shí)例性操作通過圖7A、7B、8A及8B的圖形表示圖解說明用于執(zhí)行測量電容器Cs 112.1、 112. 2、112. 3、112. 4的并行預(yù)放電的布置。圖7A提供展示針對接收線Y1、Y2、Y3、W中的每一者跨越四個(gè)電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者的電壓的圖形表示。 因此，在用于檢測物件在接近觸摸傳感器的通道中的一者處的存在的過程的第一部分701 期間，用于在驅(qū)動線中的一者(例如線X1、X2、X3、X4中的一者)上對使所述通道突發(fā)的布置如參考圖1到圖6所解釋。因此，跨越電荷測量電容器Cs 112. 1、112. 2、112. 3、112.4中的每一者，由于從通道的對應(yīng)接收Y板線Yl、Y2、Y3、Y4轉(zhuǎn)移的電荷的積累而積累電壓，從而導(dǎo)致跨越Cs電容器的電壓產(chǎn)生從參考電壓到702處所指示的電壓的改變。此后，為了檢測物件在接近所述驅(qū)動線Xl的接收通道Yl、Y2、Y3、Y4中的一者處的存在，如參考圖5及圖6所解釋將跨越對應(yīng)電荷測量電容器112. 1、112. 2、112. 3、112. 4的電荷放電。如上文所提及，由將電荷測量電容器Cs放電到零所使用的時(shí)鐘循環(huán)的計(jì)數(shù)來表示跨越所述電荷測量電容器存在的電荷的表示。因此，如圖7A中所示，舉例來說，將第一電荷測量電容器從Yl線放電所使用的時(shí)間量tyl可表示為時(shí)鐘循環(huán)的計(jì)數(shù)，例如100個(gè)時(shí)鐘循環(huán)。如根據(jù)圖7A中所示的圖示將了解，為了針對接收線Yl、Y2、Y3、Y4中的每一者將電荷測量電容器中的每一者放電，總時(shí)間可等于個(gè)別時(shí)間的和，例如tyl+ty2+ty3+ty4。期望減少執(zhí)行對來自所述電荷測量電容器中的每一者的電荷的測量所使用的時(shí)間量以便改進(jìn)觸摸傳感器的靈敏度。一種解決方案是并行地測量存在于測量電容器112. 1、112. 2、112. 3、112.4中的每一者上的電荷。然而，為進(jìn)行此測量，用于電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者的電荷測量電路中的每一者可使用單獨(dú)比較器或模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。此外，控制器500 可并行地處理對應(yīng)于所述測量電容器的放電的計(jì)數(shù)的樣本。因此，為了減小成本及復(fù)雜度，一些實(shí)施例可通過依序測量存在于測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者上的電荷來對電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者串行地執(zhí)行電荷測量， 使得使用單個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器及到控制器500的一個(gè)接口。根據(jù)實(shí)例性實(shí)施例，為了減少針對接收線Y1、Y2、Y3J4中的每一者執(zhí)行對跨越電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者的電荷的測量的時(shí)間量，控制器500 執(zhí)行電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者的并行放電。此在依序執(zhí)行對電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者上剩余的電荷的測量之前完成。為此目的，預(yù)定測量值范圍對應(yīng)于物件在接近所述觸摸傳感器的通道中的任一者處的存在或不存在。此預(yù)定測量值范圍可在初始化階段期間建立或可在所述控制器內(nèi)預(yù)先設(shè)定?？筛鶕?jù)測量值范圍來測量電荷的改變量，所述測量值范圍將對應(yīng)于初始化階段期間身體在接近觸摸傳感器處的存在或不存在，或在控制器500內(nèi)預(yù)先設(shè)定。因此，根據(jù)可能測量范圍來確定放電量，所述可能測量范圍將對應(yīng)于物件在接近觸摸傳感器的通道處的存在或不存在。此可能動態(tài)測量范圍因此確定在進(jìn)行測量之前測量電容器可被放電的量。圖7B 提供與圖7A中所示的實(shí)例相對應(yīng)的測量電容器的放電的圖形表示。如圖7B中所示，電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者均被放電量“Dd”，所述量可對應(yīng)于循環(huán)計(jì)數(shù)或?qū)?yīng)于特定電壓。根據(jù)用于測量身體的存在的預(yù)期動態(tài)范圍來設(shè)定電荷測量電容器112. 1、112.2、112.3、112.4中的每一者的放電量01)，所述范圍由第二計(jì)數(shù)“1\”表示，所述第二計(jì)數(shù)同樣可表示為循環(huán)計(jì)數(shù)或表示為電壓。因此，如圖7B中所示，將電荷測量電容器112. 1、112.2、112.3、112.4放電達(dá)時(shí)間量“、”，使得用于測量電荷測量電容器112. 1、 112. 2、112. 3、112. 4中的每一者的電荷的時(shí)間對應(yīng)地減少。舉例來說，測量存在于接收線Yl的第一電荷測量電容器112. 1上的電荷所花費(fèi)的時(shí)間變成t’yl = tyl-tp。因此，對于針對剩余接收線Y2、Y3、W中的每一者的對應(yīng)電荷測量過程中的每一者，提供約3*tp的時(shí)間節(jié)省，使得針對所有Y線執(zhí)行電荷測量的總時(shí)間變成總時(shí)間=tp+(tyl-tp) + (ty2-tp) + (ty3-tp) + (ty4-tp)圖8A及圖8B圖解說明跨越電荷測量電容器112. 1、112. 2、112. 3、112. 4的電壓的對應(yīng)圖形表示以圖解說明并行預(yù)放電過程，但是在圖6的實(shí)例的情況下圖解說明，其中用戶的手指610接近接收通道中的第二集合(XI，Y2)。因此，如圖8A中所示，由于從對應(yīng)接收線Y2轉(zhuǎn)移的電荷量而導(dǎo)致的跨越測量電容器112. 2的電壓(由線801圖解說明)實(shí)質(zhì)上小于當(dāng)用戶的手指610不存在時(shí)的電壓。因此，存在于電荷測量電容器112. 2上的電荷實(shí)質(zhì)上小于跨越其它電荷測量電容器112. 1,112. 3,112. 4的電壓，其已從接收板Y1、Y3、W 轉(zhuǎn)移，如線802所表示。因此，如圖8A中所示，使感測線Y2的測量電容器112. 2達(dá)到零所花費(fèi)的時(shí)間是ty2，ty2比針對其它接收線達(dá)到零所花費(fèi)的時(shí)間少。因此，此時(shí)間差是對用戶的手指在接近通道(XI，Y》的接收板處的存在的指示。對應(yīng)地，針對其中跨越接收線Yl、Y2、Y3、W中的每一者發(fā)生所有電荷測量電容器 112. 1,112. 2,112. 3,112. 4的并行預(yù)放電的實(shí)例，圖8B展示所有電荷測量電容器112. 1、 112. 2,112. 3、112. 4的并行預(yù)放電致使跨越通道(X1，Y2)的測量電容器112. 2電荷減少，此由線804圖解說明。然而，仍存在可根據(jù)其檢測物件的存在的將電荷測量電容器Cs 112.2 放電達(dá)時(shí)間t' 的充足動態(tài)范圍。操作概要
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圖9中展示圖解說明用于檢測身體在二維觸摸傳感器上的存在的過程的流程圖， 其并入有上述并行預(yù)放電過程。圖9的過程在Sl處開始，其中初始化FOR環(huán)路以依次處理驅(qū)動線XI、X2、X3、X4 中的每一者。所述FOR環(huán)路包含驅(qū)動驅(qū)動線X1、X2、X3、X4中的每一者的活動(對于n = 1 到N)。從S2圖解說明FOR環(huán)路活動，其中所述FOR環(huán)路在Sl中的狀態(tài)確定驅(qū)動線fti是否由對應(yīng)驅(qū)動電路中的一者來驅(qū)動。當(dāng)所述驅(qū)動線中的一者正被驅(qū)動時(shí)，通過對應(yīng)于所述驅(qū)動線&的定位而在接收線Yl、Y2、Y3、Y4上感應(yīng)電荷。因此，由于一系列突發(fā)而將電荷測量電容器112. 1、112. 2、112. 3、112.4充電，如參考圖1到圖4所解釋。所述過程在S4處以如上文中所解釋的方式繼續(xù)達(dá)預(yù)定時(shí)間量tp或達(dá)電壓量或達(dá)循環(huán)計(jì)數(shù)。并行地將電荷測量電容器112. 1,112. 2,112. 3,112. 4中的每一者放電。所述處理在S6處針對如下活動而開始，其中借助接收線Yl、Y2、Y3、Y4中的每一者以及測量電路的對應(yīng)電荷測量電容器Cs 112. 1、112. 2、112. 3、112. 4，針對值m= 1到M 中的每一者執(zhí)行FOR循環(huán)，以執(zhí)行對電荷測量電容器上剩余的電荷的分析。在S8處，依次將每一電荷測量電容器放電到預(yù)定值，舉例來說，零。在一個(gè)實(shí)施例中，可根據(jù)達(dá)到此值的時(shí)鐘循環(huán)的計(jì)數(shù)來測量通道放電測量時(shí)間，且可將所述時(shí)間記為數(shù)字集合t[n] [m]，其中η對應(yīng)于驅(qū)動線，且m對應(yīng)于形成通道的感測線。因此，接收線Y1、Y2、 Υ3、Υ4中的每一者由控制器500依次處理且對應(yīng)測量花費(fèi)將對應(yīng)電荷測量電容器112. 1、 112. 2,112. 3,112. 4放電所需的時(shí)間。存儲將每一電荷測量電容器放電所花費(fèi)的時(shí)間以用于與值范圍的稍后比較。在SlO處，針對處理所述電荷測量電容器的序列檢查所述FOR環(huán)路以確定是否已處理最后一個(gè)測量電容器。因此，如果m = M(例如在所圖解說明的實(shí)例中為4)，那么處理轉(zhuǎn)到步驟S14，否則處理轉(zhuǎn)到步驟S12。當(dāng)變量m的計(jì)數(shù)根據(jù)對M個(gè)電荷測量電容器的順序處理而增加(操作S12)時(shí)，處理針對下一電荷測量電容器繼續(xù)進(jìn)行到操作S8。在決策點(diǎn)S14處，所述過程通過確定是否已處理驅(qū)動線X中的最后一者(例如，在η = 4的情況下確定是否已處理驅(qū)動線X中的最后一者)來針對所考慮的驅(qū)動線&檢查FOR環(huán)路的狀態(tài)，其中η = N且N是驅(qū)動線的總數(shù)目。如果否，例如η Φ N，那么處理繼續(xù)進(jìn)行到步驟S16，在步驟S16處通過增加η使得η = η+1來處理下一驅(qū)動線η，且接著繼續(xù)進(jìn)行到步驟S2。處理繼續(xù)到操作S18，且如果已處理最終驅(qū)動線(n = 4)，那么控制器根據(jù)通過依次處理驅(qū)動線X中的每一者及接收線Υ1、Υ2、Υ3、Υ4中的每一者而對通道中的每一者進(jìn)行的測量來確定是否已在接近觸摸傳感器的通道中的一者處檢測到身體。此后，處理返回至到步驟Si，其中重復(fù)步驟Sl到S18。如上文所解釋，實(shí)施例可應(yīng)用于各種形式的觸摸傳感器且包含其中例如在第 5，730，165號美國專利中所揭示的實(shí)例中首先將通道充電且接著將其放電的觸摸傳感器。 在圖10中所圖解說明的此實(shí)例中，每一通道均提供單個(gè)耦合板960。至于上文所解釋的實(shí)例，控制器500. 1將電荷驅(qū)動到驅(qū)動線(例如XI、Χ2、Χ3、Χ4)，所述電荷接著被轉(zhuǎn)移或感應(yīng)到耦合點(diǎn)960，在耦合點(diǎn)960處所述驅(qū)動線與每一感測線相交且識別通道的定位。所述過程接著涉及測量從板960轉(zhuǎn)移到電荷測量電容器的電荷量以便檢測耦合板960處的電容的改
如圖10中所圖解說明，電容的改變可由身體(其圖解說明為電容C904)的存在引起。如圖10中所圖解說明，多個(gè)通道960耦合到驅(qū)動線962，驅(qū)動線962由控制器500. 1控制。控制器500. 1在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間將驅(qū)動線962充電且通過感測線963將驅(qū)動線962放電。根據(jù)實(shí)例性實(shí)施例，在驅(qū)動耦合板960之后，在共用驅(qū)動線962中的一者上，根據(jù)上文所解釋的并行預(yù)放電技術(shù)將板960并行放電，以便減少檢測身體在接近耦合板960中的一者處的存在所花費(fèi)的時(shí)間量。如將了解，一些實(shí)施例已應(yīng)用于其中將多個(gè)感測通道或板充電且接著依序應(yīng)用電荷測量電路來測量所述通道或耦合板上的電荷的任一形式的觸摸傳感器。舉例來說，線性位置傳感器可具有單個(gè)通道集合，所述單個(gè)通道集合可經(jīng)線性布置以提供線性位置控制。根據(jù)一些實(shí)施例，可由共用驅(qū)動線將通道充電，且接著可應(yīng)用并行預(yù)放電過程將所述通道或耦合板放電，之后針對每一通道或板依序感測電荷。在一些實(shí)例性實(shí)施方案中，所述傳感器可與第6，452，514中美國專利中所描述的電容式感測設(shè)備及方法一起使用。在一個(gè)實(shí)例中，形成通道的感測元件可包括電極圖案。所述電極可由透明材料 (例如氧化銦錫(ITO))或供在觸摸傳感器中使用的其它適合材料制成。在具有公開案號US2006/0279395的美國專利申請案中提供二維觸摸傳感器的更詳細(xì)實(shí)例。在第6，466，036號美國專利中揭示可應(yīng)用一些實(shí)施例的觸摸傳感器的另一實(shí)例。
1權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，其包括多個(gè)電荷測量電容器，其耦合到觸摸傳感器的多個(gè)通道 ’及控制器，其經(jīng)配置以控制將電荷轉(zhuǎn)移到所述多個(gè)通道中的每一者，將所述多個(gè)電荷測量電容器中的每一者耦合到所述多個(gè)通道中的一者，使得電荷被轉(zhuǎn)移到所述多個(gè)電荷測量電容器中的每一者，將所述多個(gè)電荷測量電容器中的每一者放電，確定存在于所述多個(gè)電荷測量電容器中的每一者上的電荷量；及基于所述電荷量來識別所述多個(gè)通道中的任一者的電容的改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)配置以進(jìn)一步控制將所述多個(gè)通道中的每一者充電且將所述多個(gè)測量電容器中的每一者放電達(dá)預(yù)定時(shí)間周期的突發(fā)測量循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)配置以進(jìn)一步并行地將所述多個(gè)電荷測量電容器中的每一者放電達(dá)預(yù)定時(shí)間周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述控制器經(jīng)配置以進(jìn)一步依序?qū)⑺龆鄠€(gè)電荷測量電容器中的每一者放電；且測量放電到預(yù)定電壓的時(shí)間。
5.一種控制電路，其經(jīng)配置以致使將觸敏裝置的測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量；在所述放電所述預(yù)定量之后，致使每一電荷測量電容器依序放電以確定存在于每一電荷測量電容器上的電荷量；及識別由物件在所述觸敏裝置的多個(gè)通道的中的一者處的存在而導(dǎo)致的所述多個(gè)通道的電容的改變。
6.一種觸摸傳感器，其用于感測身體在所述觸摸傳感器的表面上的多個(gè)位置中的一者處的存在，每一位置對應(yīng)于一通道，所述身體的所述存在是由于所述通道的電容的改變而確定，所述觸摸傳感器包括驅(qū)動電路，其耦合到所述通道中的每一者，針對所述通道中的每一者，一電荷感測電路，所述電荷感測電路中的每一者包含一電荷測量電容器；及控制器，其耦合到所述驅(qū)動電路及所述電荷感測電路，所述控制器可操作以在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間，控制所述驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述通道中的每一者上，在所述測量循環(huán)的電荷測量部分期間，控制所述電荷感測電路中的每一者以分別將所述電荷測量電容器耦合到所述通道中的一者，使得在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間感應(yīng)到所述通道中的所述一者上的所述電荷被轉(zhuǎn)移到相應(yīng)電荷測量電容器，及通過將所述測量電容器放電來依序確定存在于所述電荷感測電路的信號測量電容器中的每一者上的電荷量，其中在依序確定所述電荷感測電路中的每一者的所述信號測量電容器中的每一者上剩余的電荷量之前將所述信號測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量，以識別是否已存在由于所述身體的所述存在而導(dǎo)致的所述通道的所述電容的改變。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸傳感器，其中在確定剩余的所述電荷量之前所述信號測量電容器中的每一者同時(shí)被放電的所述預(yù)定放電量是根據(jù)由于所述身體在接近所述觸摸傳感器的所述通道中的對應(yīng)一者處的所述存在而導(dǎo)致的存在于所述信號測量電容器中的每一者上的預(yù)期電荷量來設(shè)定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸摸傳感器，其中所述電荷感測電路的所述信號測量電容器中的每一者被放電的所述預(yù)定放電量是通過以下方式來確定的針對所述通道中的每一者測量由于身體的所述存在及不存在而導(dǎo)致的所述電荷測量電容器中的每一者上的預(yù)期電荷值的值范圍且根據(jù)所述預(yù)期值范圍來設(shè)定所述預(yù)定放電量。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的觸摸傳感器，其中所述電荷感測電路的所述信號測量電容器中的每一者被放電的所述預(yù)定放電量是根據(jù)存在的所述預(yù)期電荷量來預(yù)先設(shè)定的。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸傳感器，其中所述觸摸傳感器的所述通道中的每一者為驅(qū)動線與接收線的相交處，每一接收線耦合到所述電荷感測電路的對應(yīng)電荷測量電容器，且所述控制器在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間控制所述驅(qū)動電路以驅(qū)動多個(gè)驅(qū)動線中的每一者，且在所述測量循環(huán)的所述測量部分期間控制所述電荷感測電路以將多個(gè)接收線上的電荷轉(zhuǎn)移到多個(gè)電荷測量電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸傳感器，其中所述觸摸傳感器的所述多個(gè)通道中的每一者包括一耦合板，且所述控制器經(jīng)布置以控制所述驅(qū)動電路以進(jìn)行以下操作在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間，將所述多個(gè)通道中的每一者的所述耦合板充電，且在所述測量循環(huán)的所述測量部分期間，控制所述電荷感測電路以將電荷從所述多個(gè)通道中的每一者的每一耦合板轉(zhuǎn)移到所述電荷感測電路的所述電荷測量電容器中的對應(yīng)一者ο
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸摸傳感器，所述觸摸傳感器進(jìn)一步包括多個(gè)驅(qū)動電路，所述多個(gè)驅(qū)動電路中的每一者經(jīng)由共用驅(qū)動線耦合到所述多個(gè)通道的第一集合，其中所述電荷感測電路經(jīng)由共用接收線耦合到所述多個(gè)通道的不同集合，其中所述多個(gè)通道安置于二維表面上以形成二維觸摸傳感器。
13.—種感測物件在觸摸傳感器的表面上的多個(gè)位置中的一者處的存在的方法，所述多個(gè)位置中的每一者對應(yīng)于多個(gè)通道中的一者，所述物件的所述存在是由于所述多個(gè)通道中的至少一者的電容的改變而確定，所述方法包括在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間，控制耦合到所述多個(gè)通道中的每一者的驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述多個(gè)通道中的每一者上；在所述測量循環(huán)的電荷測量部分期間，針對所述多個(gè)通道中的每一者控制電荷感測電路以分別將電荷測量電容器耦合到所述多個(gè)通道中的所述每一者，以便將在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間感應(yīng)于所述多個(gè)通道中的所述至少一者上的所述電荷轉(zhuǎn)移到所述電荷感測電路的所述電荷測量電容器中的至少一個(gè)相應(yīng)電容器；及通過依序?qū)⑺鲭姾筛袦y電路的所述電荷測量電容器放電來依序確定存在于所述電荷測量電容器中的每一者上的電荷量，其中所述確定存在于所述電荷測量電容器中的每一者上的所述電荷量包含在依序確定所述電荷測量電容器中的每一者上剩余的電荷量之前將所述電荷測量電容器中的每一者同時(shí)放電預(yù)定量，以識別是否已存在由于所述物件的所述存在而導(dǎo)致的所述多個(gè)通道中的至少一者的所述電容的改變。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中根據(jù)由于所述物件在接近所述觸摸傳感器的所述多個(gè)通道中的對應(yīng)一者處的所述存在而導(dǎo)致的存在于所述測量電容器中的每一者上的所述電荷量的預(yù)期差來設(shè)定在確定剩余的所述電荷量之前所述電荷測量電容器中的每一者同時(shí)被放電的所述預(yù)定量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其包括在初始化階段期間通過以下方式確定所述電荷感測電路的所述電荷測量電容器中的每一者同時(shí)被放電的所述預(yù)定量針對所述多個(gè)通道中的每一者測量由于物件的所述存在而導(dǎo)致的所述電荷測量電容器中的每一者上的預(yù)期電荷值范圍且根據(jù)所述預(yù)期電荷值范圍來設(shè)定所述預(yù)定放電量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中根據(jù)由于身體的所述存在及不存在而導(dǎo)致的所述電荷感測電路的所述測量電容器中的每一者上的所述預(yù)期電荷值范圍來預(yù)先設(shè)定所述測量電容器中的每一者被放電的所述預(yù)定量。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述觸摸傳感器的所述多個(gè)通道中的每一者包括驅(qū)動板及接收板，所述驅(qū)動板中的每一者耦合到所述驅(qū)動電路且所述接收板中的每一者耦合到所述電荷感測電路中的一者的對應(yīng)電荷測量電容器，且所述在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間控制所述驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述多個(gè)通道中的每一者上包含在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間驅(qū)動所述多個(gè)通道的所述驅(qū)動板，且所述在所述測量循環(huán)的所述電荷測量部分期間針對所述多個(gè)通道中的每一者控制所述電荷感測電路以分別將所述電荷測量電容器耦合到所述多個(gè)通道中的每一者包含在所述測量循環(huán)的所述測量部分期間針對每一通道控制所述電荷感測電路以將感應(yīng)于所述接收板上的所述電荷轉(zhuǎn)移到所述電荷測量電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述觸摸傳感器的所述多個(gè)通道中的每一者包括一耦合板，且所述在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間控制所述驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述多個(gè)通道中的每一者上包含在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間驅(qū)動所述多個(gè)通道的所述耦合板，且所述在所述測量循環(huán)的所述電荷測量部分期間針對所述多個(gè)通道中的每一者控制所述電荷感測電路以分別將所述電荷測量電容器耦合到所述多個(gè)通道中的一者包含在所述測量循環(huán)的所述測量部分期間針對所述多個(gè)通道中的每一者控制所述電荷感測電路以將感應(yīng)于所述多個(gè)通道中的每一者的所述耦合板上的所述電荷轉(zhuǎn)移到所述電荷感測電路的所述電荷測量電容器中的對應(yīng)一者。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間控制所述驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述多個(gè)通道中的每一者上包含控制多個(gè)驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述多個(gè)通道中的每一者上，所述多個(gè)驅(qū)動電路中的每一者經(jīng)由共用驅(qū)動線耦合到所述多個(gè)通道，且所述在所述測量循環(huán)的所述電荷測量部分期間針對所述多個(gè)通道中的每一者控制所述電荷感測電路以分別將所述電荷測量電容器中的一者耦合到所述多個(gè)通道中的一者以將所述電荷轉(zhuǎn)移到所述相應(yīng)電荷測量電容器中的每一者包含控制所述電荷感測電路中的每一者以經(jīng)由共用接收線耦合所述多個(gè)通道的不同集合以將感應(yīng)于所述多個(gè)通道中的每一者上的所述電荷轉(zhuǎn)移到所述電荷測量電容器中的一者，所述多個(gè)通道安置于二維表面上以形成二維觸摸傳感器。
20.一種觸敏控制面板，其包括通道矩陣，其包括第一多個(gè)驅(qū)動線，其具有N個(gè)驅(qū)動線，第二多個(gè)感測線，其具有M個(gè)感測線，其中所述通道矩陣包含等于N乘以M的數(shù)目的通道，所述通道中的每一者經(jīng)布置以感測物件的存在，所述通道中的每一者鄰近所述N個(gè)驅(qū)動線中的一者與所述M個(gè)感測線中的一者的相應(yīng)相交處而安置，所述通道中的每一者包括連接到所述N個(gè)驅(qū)動線中的一者的驅(qū)動板(X)及連接到所述M個(gè)感測線中的一者的接收板(Y)，所述N個(gè)驅(qū)動線中的每一者連接到相應(yīng)驅(qū)動電路，所述M個(gè)感測線中的每一者連接到包含電荷測量電容器的相應(yīng)電荷感測電路，且所述通道矩陣包含控制器，所述控制器可操作以進(jìn)行以下操作在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間，控制每一驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到連接到所述N個(gè)驅(qū)動線中的每一者的所述M個(gè)感測線中的每一者的每一驅(qū)動板上，在所述測量循環(huán)的電荷測量部分期間，控制每一電荷感測電路以分別將每一電荷測量電容器耦合到所述通道中的每一者的所述接收板，以便將在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間感應(yīng)于每一通道的每一接收板上的所述電荷轉(zhuǎn)移到每一相應(yīng)電荷測量電容器，其中在依序確定每一電荷感測電路的每一電荷測量電容器上剩余的電荷量之前將每一電荷測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量，以識別由于所述物件的所述存在而導(dǎo)致的每一通道的電容的改變。
21. —種感測物件在接近觸敏控制面板處的存在的方法，所述觸敏控制面板包含包括第一多個(gè)驅(qū)動線及第二多個(gè)感測線的通道矩陣，其中所述通道鄰近所述驅(qū)動線與所述感測線的相交處而安置，每一通道包括連接到所述驅(qū)動線中的一者的驅(qū)動板及連接到所述感測線中的一者的接收板，所述驅(qū)動線中的每一者連接到相應(yīng)驅(qū)動電路，且所述感測線中的每一者連接到相應(yīng)電荷感測電路，每一電荷感測電路包含一電荷測量電容器，其中所述方法包括在測量循環(huán)的驅(qū)動部分期間，控制每一驅(qū)動電路以將電荷感應(yīng)到所述通道中的每一者的每一驅(qū)動板上，在所述測量循環(huán)的電荷測量部分期間，控制每一電荷感測電路以分別將每一電荷測量電容器耦合到所述通道中的每一者的每一接收板，以便將在所述測量循環(huán)的所述驅(qū)動部分期間感應(yīng)于每一通道的每一接收板上的電荷轉(zhuǎn)移到每一相應(yīng)電荷測量電容器，及在依序確定每一電荷感測電路的每一測量電容器上剩余的電荷量之前將每一電荷測量電容器同時(shí)放電預(yù)定量，以識別由于所述物件的所述存在而導(dǎo)致的每一通道的電容的改變。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種觸摸傳感器，其感測物件在所述觸摸傳感器的表面上的多個(gè)通道中的一者處的存在，其中所述物件到所述觸摸傳感器的接近度導(dǎo)致所述通道的位置處的電容的改變。所述觸摸傳感器包含驅(qū)動電路及電荷感測電路，每一電路耦合到所述通道中的每一者。所述電荷感測電路包含至少一個(gè)電荷測量電容器。對所述觸摸傳感器應(yīng)用具有驅(qū)動部分及感測部分的測量循環(huán)。在所述驅(qū)動部分期間，將電荷施加到所述通道且因此施加到所述觸摸傳感器的所述電荷測量電容器，且在感測部分期間，將所述電荷測量電容器放電預(yù)定量并測量所述電荷測量電容器上的剩余電荷。
文檔編號G06F3/044GK102216892SQ200980146273
公開日2011年10月12日 申請日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22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