專利名稱：用于電容式傳感設(shè)備的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型涉及一種用于電容式傳感設(shè)備的電路。
背景技術(shù)：
許多觸摸式傳感設(shè)備被應(yīng)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(shè)備例如觸摸傳感屏、觸摸傳感板以及觸摸傳感按鍵。根據(jù)觸摸傳感方式的不同，能夠?qū)⒂|摸傳感設(shè)備分為電容式傳感設(shè)備、電阻式傳感設(shè)備以及熱傳感設(shè)備。電容式傳感設(shè)備通常檢測(cè)傳感電容的電容值變化來(lái)確定其是否被觸摸。具體地， 電容式傳感設(shè)備通常具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)元件具有傳感器極板與接地極板，其作用為兩個(gè)導(dǎo)電極板。傳感器極板與接地極板被分離地設(shè)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(chǎng)的大小。 當(dāng)電容式傳感元件被手指觸摸時(shí)，由于人體效應(yīng)(human body effect)，傳感電容會(huì)顯著增加，也即，手指會(huì)部分地吸收在傳感器極板與接地極板之間耦合的電場(chǎng)。然而，電容式傳感設(shè)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(shè)備容易接觸到濕氣、水滴或水膜。當(dāng)電容式傳感設(shè)備覆有水或其他導(dǎo)電液體時(shí)，傳感電容的電容值也可能增大，這是由于電場(chǎng)被經(jīng)由水耗散至接地極板。 有些時(shí)候，例如當(dāng)電容式傳感設(shè)備上覆有一灘水時(shí)，傳感電容的電容值的這種增加可能大到足以被檢測(cè)為誤觸摸(false touch)。因此，對(duì)于設(shè)備是被手指觸摸的情況以及設(shè)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(cè)的方式使用了附加的用于感應(yīng)水的防護(hù)傳感器 (guard sensor)。當(dāng)這種電容式傳感設(shè)備覆有水時(shí)，防護(hù)傳感器會(huì)生成關(guān)閉信號(hào)，并隨后發(fā)送該關(guān)閉信號(hào)給該電容式傳感設(shè)備的控制單元，例如微控制器(MCU)，這使得整個(gè)電容式傳感設(shè)備被鎖定。電容式傳感設(shè)備的覆有水的區(qū)域?qū)⒉粫?huì)感應(yīng)任何觸摸，直到水被擦去，而且其他未覆有水的區(qū)域也不會(huì)感應(yīng)到任何觸摸。因此，被鎖定的電容式傳感設(shè)備將不會(huì)生成任何誤觸摸檢測(cè)。然而，這種方式要求附加的用于防護(hù)傳感器的印刷電路板(PCB)面積以及MCU引腳，這增加了生產(chǎn)成本。此外，盡管只有設(shè)備的一部分覆有水，但是整個(gè)電容式傳感設(shè)備卻都不能夠正常工作，這是很不方便的。

實(shí)用新型內(nèi)容需要提供一種具有較低成本的用于電容式傳感設(shè)備的傳感方法及電路。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種電容式傳感設(shè)備的傳感方法。所述電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)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(gè)電容式傳感元件中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)，以確定所述被采樣元件的第一采樣時(shí)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(gè)電容式傳感元件中至少一個(gè)另外的元件被同時(shí)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(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較；以及輸出步驟，在所述第一采樣時(shí)間超過(guò)所述參考時(shí)間時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)。在本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種用于電容式傳感設(shè)備的電路。所述電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)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(gè)電容式傳感元件中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)；控制模塊，被配置為向所述充電元件提供第一控制信號(hào)，用于在第一采樣時(shí)段期間同時(shí)地對(duì)所述被采樣元件以及所述多個(gè)電容式傳感元件中的至少一個(gè)另外的元件進(jìn)行充電或放電，并根據(jù)所述第一采樣時(shí)段的所述充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)生成所述被采樣元件的第一采樣時(shí)間；比較模塊，被配置為將所述第一采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述第一采樣時(shí)間超過(guò)所述參考時(shí)間時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)。本實(shí)用新型的傳感方法和電路可以很容易地避免當(dāng)電容式傳感設(shè)備覆有水時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)，并且因而在這種情況下電容式傳感元件將不會(huì)被鎖定。此外，可以略去在傳統(tǒng)電路中使用的防護(hù)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(jīng)概括而非寬泛地給出了本公開內(nèi)容的特征。此后將描述本公開內(nèi)容的附加特征，其形成了本實(shí)用新型權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以容易地使用所公開的構(gòu)思和具體實(shí)施方式
，作為修改和設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu)或者過(guò)程的基礎(chǔ)，以便執(zhí)行與本實(shí)用新型相同的目的。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，這些等同結(jié)構(gòu)沒有脫離所附權(quán)利要求書中記載的本實(shí)用新型的主旨和范圍。

為了更完整地理解本公開以及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考以下描述，其中圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的用于電容式傳感設(shè)備的電路100 ；圖2示出了根據(jù)圖1的實(shí)施例，電容式傳感元件的電壓隨時(shí)間的變化；圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)覆有水時(shí)電容式傳感設(shè)備的簡(jiǎn)圖；圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)被觸摸時(shí)電容式傳感設(shè)備的簡(jiǎn)圖；圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電容式傳感設(shè)備以及電路的部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的例子；圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，電容式傳感設(shè)備的傳感方法的流程圖；圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的又一實(shí)施例，電容式傳感設(shè)備的傳感方法的流程圖。除非指明，否則不同附圖中的相應(yīng)標(biāo)記和符號(hào)一般表示相應(yīng)的部分。繪制附圖是為了清晰地示出本公開內(nèi)容的實(shí)施方式的有關(guān)方面，而未必是按照比例繪制的。為了更為清晰地示出某些實(shí)施方式，在附圖標(biāo)記之后可能跟隨有字母，其指示相同結(jié)構(gòu)、材料或者過(guò)程步驟的變形。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)討論實(shí)施例的實(shí)施和使用。然而，應(yīng)當(dāng)理解，所討論的具體實(shí)施例僅僅示范性地說(shuō)明實(shí)施和使用本實(shí)用新型的特定方式，而非限制本實(shí)用新型的范圍。圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的用于電容式傳感設(shè)備的電路100。電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件101，其中的每個(gè)電容式傳感元件可以分別由一個(gè)充電元件充電或放電。充電元件102可以是電流源，并且充電元件102的充電和/或放電是由控制信號(hào)所控制的。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)電容式傳感元件101可以是例如廚房電器諸如電磁爐或者控制板的具有多個(gè)電容式傳感像素的電容式傳感板、具有多個(gè)電容式傳感像素的電容式傳感屏、或者多個(gè)電容式傳感按鍵，其用作用于接收輸入的輸入設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，電路100可以包括在電容式傳感設(shè)備中。在一個(gè)實(shí)施例中，電路100包括采樣模塊103、控制模塊104以及比較模塊105。采樣模塊103被配置為采樣多個(gè)電容式傳感元件101中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)。特別地，采樣模塊103可以具有多個(gè)檢測(cè)通道，其中的每一個(gè)檢測(cè)通道具有一個(gè)電壓檢測(cè)器，其配置為檢測(cè)電容式傳感元件101的電壓，也即，由電容式傳感元件101耦合的傳感電容上的電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)電容式傳感元件101中的每一個(gè)元件可以具有傳感器極板以及接地極板，其作用為兩個(gè)導(dǎo)電極板。傳感器極板與接地極板可以被分離地設(shè)置在介電層下，以形成傳感電容。傳感電容的電容值的大小取決于傳感器極板與接地極板之間所耦合的電場(chǎng)的大小。優(yōu)選地，充電元件102可以在控制信號(hào)的控制下周期性地或者重復(fù)地對(duì)傳感電容進(jìn)行充電和/或放電。因此，采樣模塊103可以在每個(gè)充電及放電周期，即每個(gè)采樣周期，采樣一個(gè)充電時(shí)間和/或一個(gè)放電時(shí)間。當(dāng)充電元件102對(duì)電容式傳感元件101充電或放電時(shí)，電容式傳感元件101的電壓會(huì)相應(yīng)地隨時(shí)間而變化。圖2示出了根據(jù)圖1的實(shí)施例的電容式傳感元件的電壓隨時(shí)間的變化。如圖2中所示，電容式傳感元件101被周期性地充電和放電。在一個(gè)充電和放電周期期間，電容式傳感元件101的電壓從低電勢(shì)\，例如地電勢(shì)，增加到高電勢(shì)VH。然后，電容式傳感元件的電壓在高電勢(shì)Vh保持一段時(shí)間，并且隨后由于放電而減小到低電勢(shì)八。因此，為了確定電容式傳感元件101的充電時(shí)間和/或放電時(shí)間，采樣模塊103的電壓檢測(cè)器會(huì)相應(yīng)地測(cè)量傳感電容電壓的變化。在該實(shí)施例中，采樣模塊103可以以傳感電容起初被充電時(shí)，例如當(dāng)傳感電容的電壓約為低電勢(shì)\時(shí)的第一點(diǎn)T1，與當(dāng)傳感電容被充電到預(yù)定的高電勢(shì)Vhp時(shí)的第二點(diǎn)T2之間的第一時(shí)間差值，作為電容式傳感元件101的充電時(shí)間。此外，采樣模塊103還可以以傳感電容起初被放電時(shí)，例如當(dāng)傳感電容的電壓約為高電勢(shì)Vh時(shí)的第三點(diǎn)T3，與當(dāng)傳感電容被放電到預(yù)定的低電勢(shì)Vuj時(shí)的第四點(diǎn)T4之間的第二時(shí)間差值，作為電容式傳感元件101的放電時(shí)間。而且，采樣模塊103還配置為將該充電時(shí)間和/或放電時(shí)間提供給控制模塊104?？刂颇K104被配置為在第一采樣時(shí)段期間向充電元件102提供第一控制信號(hào)， 該第一控制信號(hào)用于控制對(duì)被采樣的電容式傳感元件以及多個(gè)電容式傳感元件101中的至少一個(gè)另外的元件進(jìn)行充電或放電。正如上述，在接收第一控制信號(hào)之后，被采樣的電容式傳感元件以及至少一個(gè)另外的元件將會(huì)分別由充電元件102充電和/或放電。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)電容式傳感元件101中的至少一個(gè)另外的元件可以包括與被采樣的電容式傳感元件相鄰的多個(gè)電容式傳感元件中的元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)電容式傳感元件101 中的至少一個(gè)另外的元件可以包括多個(gè)電容式傳感元件101中的所有元件?？刂颇K104還被配置為根據(jù)第一采樣時(shí)段的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)生成第一采樣時(shí)間，該第一采樣時(shí)段的充電或放電時(shí)間由采樣模塊103提供。在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊104可以計(jì)算被采樣的電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間的和/或平均值，并以其作為第一采樣時(shí)間，或者以充電時(shí)間或放電時(shí)間中的一個(gè)作為第一采樣時(shí)間。而且，控制模塊104被配置為向比較模塊105提供第一采樣時(shí)間，以用于進(jìn)一步的比較。比較模塊105被配置為將被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，以確定第一采樣時(shí)間是否超過(guò)該參考時(shí)間，并且在第一采樣時(shí)間超過(guò)該參考時(shí)間時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)。具體地，由于被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間是基于傳感電容的充電和 /或放電時(shí)間，因此用于與第一采樣時(shí)間進(jìn)行比較的參考時(shí)間可以用于確定傳感電容的電容值的相對(duì)大小。也就是說(shuō)，如果被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間大于參考時(shí)間， 則說(shuō)明由被采樣的電容式傳感元件耦合的傳感電容的電容值大于預(yù)定電容值。因此，比較模塊105會(huì)生成并輸出觸發(fā)信號(hào)，其指示被采樣的電容式傳感元件被觸摸。觸發(fā)信號(hào)可以被識(shí)別為真實(shí)的觸摸。如果被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間小于參考時(shí)間，則說(shuō)明傳感電容的電容值小于預(yù)定電容值，即被采樣的電容式傳感元件未被手指觸摸。圖3示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)覆有水時(shí)電容式傳感設(shè)備的簡(jiǎn)圖。 圖4示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)被觸摸時(shí)電容式傳感設(shè)備的簡(jiǎn)圖。接下來(lái)，結(jié)合圖3與4，圖1的電容式傳感設(shè)備以及電路100的工作原理將被詳細(xì)說(shuō)明。如圖3中所示，當(dāng)電容式傳感設(shè)備覆有一灘水或其他導(dǎo)電液體時(shí)，該導(dǎo)電液體可能覆蓋電容式傳感設(shè)備中的一些電容式傳感元件，例如電容式傳感元件301a-301c。然后， 該導(dǎo)電液體可以引起傳感電容311a-311c的電容值增大，其中傳感電容311a_311c是電容式傳感元件301a-301c的傳感電容。然而，歸因于該導(dǎo)電液體，電容式傳感元件301a-301c 的對(duì)應(yīng)的充電元件30加-302(3可能被并聯(lián)地電耦接，這導(dǎo)致了顯著更大的用于對(duì)傳感電容 311a-311c充電的充電電流或充電電場(chǎng)。因此，當(dāng)電容式傳感元件301被采樣時(shí)，由耦接的充電元件3(^a-302c提供的增大的充電電流或充電電場(chǎng)可以相應(yīng)地抵消傳感電容311a的增大的電容值，相比于傳統(tǒng)電路所采樣的充電或放電時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致相對(duì)短的充電或放電時(shí)間。如圖4中所示，當(dāng)電容式傳感元件401a被由手指觸摸時(shí)，電容式傳感元件401a的傳感電容411a的電容值可能增大。然而，電容式傳感元件401a出的觸摸不會(huì)將電容式傳感設(shè)備中任意的充電元件并聯(lián)地耦接到一起。因此，具有增大的電容值的傳感電容411a只會(huì)被對(duì)應(yīng)的充電元件40 充電或放電。因此，當(dāng)電容式傳感元件401a被采樣時(shí)，傳感電容 411a的充電或放電時(shí)間會(huì)顯著增大，并且因而第一采樣時(shí)間之間的差異可以通過(guò)與參考時(shí)間的比較來(lái)識(shí)別。具體地，當(dāng)被觸摸時(shí)的第一采樣時(shí)間長(zhǎng)于參考時(shí)間，其可以足夠長(zhǎng)而被檢測(cè)為觸摸。然而，當(dāng)覆有水時(shí)的第一采樣時(shí)間短于參考時(shí)間，其不夠長(zhǎng)而不能被檢測(cè)為觸摸?？梢詮纳鲜雒枋鲋邪l(fā)現(xiàn)，電路100可以很容易地避免了當(dāng)電容式傳感設(shè)備覆有水時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)，并且因而在這種情況下電路100不必鎖定電容式傳感元件中的所有元件。此外，可以略去在傳統(tǒng)電路中使用的防護(hù)傳感器，這促成了較小的PCB面積以及較少的 MCU引腳占用。仍參考圖1，在一些實(shí)際應(yīng)用中，還需要識(shí)別電容式傳感設(shè)備覆有水的情況，以指示設(shè)備的操作者以進(jìn)一步的操作，例如擦除水。因此，優(yōu)選地，電路100可以在兩個(gè)采樣時(shí)段內(nèi)對(duì)一個(gè)電容式傳感元件進(jìn)行采樣，并且比較兩次。一次采樣與比較用于識(shí)別是否檢測(cè)到大于預(yù)定電容值的傳感電容，而另一次用于分離被采樣的電容式傳感元件覆有水的情況與被采樣的電容式傳感元件被手指觸摸的情況。因此，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，控制模塊104還被配置為向充電元件102提供第二控制信號(hào)，該第二控制信號(hào)用于控制在第二采樣時(shí)段期間對(duì)被采樣的電容式傳感元件進(jìn)行充電或放電。隨后，控制模塊104根據(jù)第二采樣時(shí)段的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)生成第二采樣時(shí)間。由于只有被采樣的電容式傳感元件在第二采樣時(shí)段被充電或放電，因此當(dāng)該電容式傳感元件覆有水時(shí)以及當(dāng)其被手指觸摸時(shí)，第二采樣時(shí)間都可能增大。此外，在該實(shí)施例中，比較模塊105還被配置為將被采樣的電容式傳感元件的第二采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，并且在第一采樣時(shí)間未超過(guò)參考時(shí)間而第二采樣時(shí)間超過(guò)參考時(shí)間時(shí)，輸出提醒信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，提醒信號(hào)可以指示該電容式傳感元件覆有水或其他導(dǎo)電液體，這可以被用于提醒使用者進(jìn)一步的操作。圖5示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，電容式傳感設(shè)備以及電路的部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)的例子。在圖5中，電容式傳感設(shè)備包括多個(gè)電容式傳感元件501 (僅有一個(gè)電容式傳感元件被示出)，其中的每個(gè)電容式傳感元件由充電元件502充電或放電。每個(gè)電容式充電元件 501具有分離地位于介電層(未示出)下的接地極板501a以及傳感器極板501b，其作用為可變傳感電容，其中接地極板501a被接地，而傳感器極板501b耦接到充電元件502。在一個(gè)實(shí)施例中，電容式傳感元件501的傳感電容的電容值取決于傳感器極板501b與接地極板 501a之間耦接的電場(chǎng)的大小。充電元件502包括電阻50加，以及串聯(lián)地耦接的第一開關(guān)50 與第二開關(guān)502c， 其中電阻50 的第一節(jié)點(diǎn)耦接到電容式傳感元件501以提供充電電流或放電電流，并且電阻50 的第二節(jié)點(diǎn)耦接到串聯(lián)耦接的開關(guān)502b、502c的公共極點(diǎn)。第一開關(guān)502b的另一節(jié)點(diǎn)耦接到正向電源Vpp，而第二開關(guān)502c的另一節(jié)點(diǎn)耦接到負(fù)向電源V。?；虻亍ｉ_關(guān)502b 與502c的控制節(jié)點(diǎn)耦接到控制模塊504。在運(yùn)行中，控制模塊504可以提供用于閉合第一開關(guān)502b并打開第二開關(guān)502c 的控制信號(hào)，以生成對(duì)電容式傳感元件501充電的充電電流。控制模塊504還可以提供用于打開第一開關(guān)502b并閉合第二開關(guān)502c的控制信號(hào)，以生成對(duì)電容式傳感元件501放電的放電電流?？刂颇K504還可以提供用于打開第一及第二開關(guān)502b及502c的控制信號(hào)，以停止對(duì)電容式傳感元件501充電或放電?；谶@些控制信號(hào)，多個(gè)控制元件501中的任意一個(gè)或多個(gè)能夠被同時(shí)地選擇。正向電源Vpp通常是通過(guò)AC-DC變換由交流電生成的。因此，正向電源Vpp可能包括交流(AC)分量，例如，50Hz的工頻噪聲，并且該交流分量可能被經(jīng)由充電元件502而引入到充電或放電電流中。該交流分量會(huì)不利地影響電容式傳感元件501的充電或放電時(shí)間的采樣。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，采樣模塊503被配置為當(dāng)正向電源Vpp的交流分量的大小接近0時(shí)采樣充電或放電時(shí)間。在這種情況下，能夠顯著地減小上述影響并且精確地控制充電和/或放電時(shí)間。采樣模塊503包括電壓檢測(cè)器503a以及計(jì)時(shí)器50北，其中電壓檢測(cè)器503a耦接到電容式傳感元件501以檢測(cè)傳感電容的電壓，而計(jì)時(shí)器50 被配置為基于電壓檢測(cè)器 503a的測(cè)量而對(duì)充電和放電時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)。此外，電壓檢測(cè)器503a的輸入耦接在第三開關(guān)503c與第四開關(guān)503d之間，該第三開關(guān)503c與第四開關(guān)503d被由控制模塊504提供的控制信號(hào)所控制。在運(yùn)行中，控制模塊504可以提供用于打開第三及第四開關(guān)的控制信號(hào)，其使得采樣模塊503采樣電容式傳感元件501的充電時(shí)間或放電時(shí)間。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，采樣模塊503可以使用外部的計(jì)時(shí)器來(lái)取代內(nèi)部計(jì)時(shí)器50北。因此，不同的充電元件502以及采樣模塊503內(nèi)的檢測(cè)通道可以通過(guò)向其提供對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)選擇，并且因而可以獲得由電容式傳感元件501耦合的傳感電容的電容值。圖6示出了根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例，電容式傳感設(shè)備的傳感方法的流程圖。該電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)電容式傳感元件被分別由一個(gè)充電元件進(jìn)行充電或放電。如圖6中所示，在第一采樣步驟602，多個(gè)電容式傳感元件中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)被采樣，以確定被采樣電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間。在第一采樣步驟602期間，被采樣的電容式傳感元件以及多個(gè)電容式傳感元件中至少一個(gè)另外的元件被同時(shí)地充電或放電。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)電容式傳感元件具有分離地設(shè)置在介電層下的接地極板與傳感器極板，其作用為可變傳感電容，其中接地極板被接地， 而傳感器極板耦接到充電元件。優(yōu)選地，電容式傳感元件的傳感電容的電容值取決于傳感器極板與接地極板之間耦接的電場(chǎng)的大小。在一個(gè)實(shí)施例中，充電元件包括電阻，第一開關(guān)以及第二開關(guān)，并且該第一開關(guān)與第二開關(guān)串聯(lián)耦接。電阻的第一節(jié)點(diǎn)耦接到電容式傳感元件以向其提供充電電流，而電阻的第二節(jié)點(diǎn)耦接到串聯(lián)耦接的這兩個(gè)開關(guān)的公共節(jié)點(diǎn)。第一開關(guān)的另一節(jié)點(diǎn)耦接到正向電源，而第二開關(guān)的另一節(jié)點(diǎn)耦接到負(fù)向電源或地。優(yōu)選地，當(dāng)用于供給充電元件的電源的交流分量的大小接近0時(shí)，執(zhí)行第一采樣步驟602。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)電容式傳感元件中的至少一個(gè)另外的元件包括與被采樣的電容式傳感元件相鄰的多個(gè)電容式傳感元件中的元件。在一個(gè)實(shí)施例中，第一采樣步驟602進(jìn)一步包括計(jì)算被采樣元件的充電或放電時(shí)間的和或平均值中的至少一個(gè)作為第一采樣時(shí)間。仍參考圖6，在第一比較步驟604中，將被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，以確定第一采樣時(shí)間是否超過(guò)該參考時(shí)間。在輸出步驟606中，當(dāng)?shù)谝徊蓸訒r(shí)間超過(guò)參考時(shí)間時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)。正如上述，該傳感方法可以很容易地防止在傳感設(shè)備上覆有水時(shí)，傳感設(shè)備輸出觸發(fā)信號(hào)，并且因而在這種情況下，電容式傳感設(shè)備不必鎖定電容式傳感元件中的所有元件。此外，可以略去在傳統(tǒng)電路中使用的防護(hù)傳感器，這促成了較小的PCB面積以及較少的 MCU引腳占用。圖7示出了根據(jù)本實(shí)用新型的又一實(shí)施例，電容式傳感設(shè)備的傳感方法的流程圖。該電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)電容式傳感元件分別由一個(gè)充電元件進(jìn)行充電或放電。如圖7中所示，在第二采樣步驟702，多個(gè)電容式傳感元件中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)被采樣，以確定被采樣的電容式傳感元件的第二采樣時(shí)間，其中在所述第二采樣步驟702期間，只對(duì)所述被采樣的電容式傳感元件進(jìn)行充電或放 H1^ ο在第二比較步驟704，將被采樣的電容式傳感元件的第二采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，以確定第一采樣時(shí)間是否超過(guò)參考時(shí)間。之后，在第一采樣步驟706中，在步驟702中被采樣的電容式傳感元件的另外的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)被采樣，以確定被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間。在第一采樣步驟706期間，將被采樣的電容式傳感元件以及多個(gè)電容式傳感元件中的至少一個(gè)另外的元件同時(shí)地進(jìn)行充電或放電。在第一比較步驟708，將被采樣的電容式傳感元件的第一采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，以確定第一采樣時(shí)間是否超過(guò)參考時(shí)間。在輸出步驟710，當(dāng)?shù)谝徊蓸訒r(shí)間超過(guò)參考時(shí)間時(shí)可以輸出觸發(fā)信號(hào)，而當(dāng)?shù)谝徊蓸訒r(shí)間未超過(guò)參考時(shí)間而第二采樣時(shí)間超過(guò)參考時(shí)間時(shí)，可以輸出提醒信號(hào)。正如上述，通過(guò)對(duì)一個(gè)電容式傳感元件采樣兩次，并作兩次比較，本實(shí)用新型的傳感方法可以進(jìn)一步識(shí)別被采樣的電容式傳感元件覆有水的情況以及被采樣的電容式傳感元件被手指觸摸的情況。在本實(shí)用新型中，為示范目的，電路實(shí)施例的運(yùn)作參照方法實(shí)施例描述。然而，應(yīng)該理解本實(shí)用新型中電路的運(yùn)作和方法的實(shí)現(xiàn)互相獨(dú)立。也就是說(shuō)，所實(shí)用新型的電路實(shí)施例可以依照其他方法運(yùn)作，所實(shí)用新型的方法實(shí)施例可以通過(guò)其他電路實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將容易地理解的是，材料和方法可以變化，同時(shí)仍然處于本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。還將理解的是，除了用來(lái)示出實(shí)施方式的具體上下文之外，本實(shí)用新型提供了多種可應(yīng)用的創(chuàng)造性構(gòu)思。因此，所附權(quán)利要求意在將這些過(guò)程、機(jī)器、制品、組合物、裝置、方法或者步驟包括在其范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于電容式傳感設(shè)備的電路，其中所述電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)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(gè)電容式傳感元件中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)；控制模塊，被配置為向所述充電元件提供第一控制信號(hào)，用于在第一采樣時(shí)段期間同時(shí)地對(duì)所述被采樣元件以及所述多個(gè)電容式傳感元件中的至少一個(gè)另外的元件進(jìn)行充電或放電，并根據(jù)所述第一采樣時(shí)段的所述充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)生成所述被采樣元件的第一采樣時(shí)間；比較模塊，被配置為將所述第一采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述第一采樣時(shí)間超過(guò)所述參考時(shí)間時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述多個(gè)電容式傳感元件中的所述至少一個(gè)另外的元件包括與所述被采樣元件相鄰的所述多個(gè)電容式傳感元件中的元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述電容式傳感元件中的每一個(gè)元件具有分離地設(shè)置在介電層下的接地極板與傳感器極板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述控制模塊進(jìn)一步被配置為計(jì)算所述被采樣元件的所述充電或放電時(shí)間的和或平均值中的至少一個(gè)作為所述第一采樣時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述控制模塊還被配置為向所述充電元件提供第二控制信號(hào)，用于在第二采樣時(shí)段期間對(duì)所述被采樣元件進(jìn)行充電或放電，并且根據(jù)所述第二采樣時(shí)段的另外的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)生成第二采樣時(shí)間；以及所述比較模塊還被配置為將所述被采樣元件的所述第二采樣時(shí)間與所述參考時(shí)間進(jìn)行比較，并且在所述第一采樣時(shí)間未超過(guò)所述參考時(shí)間而所述第二采樣時(shí)間超過(guò)所述參考時(shí)間時(shí)輸出提醒信號(hào)。
6.一種電容式傳感設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的電路，多個(gè)電容式傳感元件，以及用于對(duì)所述多個(gè)電容式傳感元件充電或放電的多個(gè)充電元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容式傳感設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)電容式傳感元件包括電容式傳感板、電容式傳感屏或多個(gè)電容式傳感按鍵。 專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于電容式傳感設(shè)備的電路。電容式傳感設(shè)備具有多個(gè)電容式傳感元件，其中的每個(gè)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(gè)電容式傳感元件中的一個(gè)電容式傳感元件的充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)；控制模塊，被配置為向所述充電元件提供第一控制信號(hào)，用于在第一采樣時(shí)段期間同時(shí)地對(duì)所述被采樣元件以及所述多個(gè)電容式傳感元件中的至少一個(gè)另外的元件進(jìn)行充電或放電，并根據(jù)所述第一采樣時(shí)段的所述充電或放電時(shí)間中的至少一個(gè)生成所述被采樣元件的第一采樣時(shí)間；比較模塊，被配置為將所述第一采樣時(shí)間與參考時(shí)間進(jìn)行比較，并在所述第一采樣時(shí)間超過(guò)所述參考時(shí)間時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)。
文檔編號(hào)G06F3/044GK202257532SQ20112031046
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者于潔, 張建新 申請(qǐng)人:意法半導(dǎo)體(中國(guó))投資有限公司