本发明专利技术减少电容性触摸屏系统中的电磁干扰。这里公开了用于减少诸如电容性触摸屏之类的互电容测量或传感系统、设备、组件和方法中的电磁干扰的电路和方法的各种实施例。公开了电荷积分器电路和开关电容滤波电路，它们改进了电容性传感器读出电路中的信噪比或者希望的被感测的互电容信号对不希望的EMI信号的比率，而无需增大驱动信号的振幅。这里描述的电荷积分器和开关电容滤波电路的各种实施例使得能够改进对噪声的抗性，而不需要通常与高振幅驱动电路相关联的过度的功率电平，此外所述各种实施例导致了在信号处理的早期增大信噪比。
【技术实现步骤摘要】
这里描述的本专利技术的各种实施例一般地涉及电容性感测设备的领域，并且更具体地涉及用于减少或过滤诸如电容性触摸屏之类的互电容测量或传感系统、设备、组件和方法中的电磁干扰的电路和方法。
技术介绍
两种主要的电容性感应和测量技术目前被用在大多数触摸板和触摸屏设备中。第一种这样的技术是自电容(self capacitance)的技术。由SYNAPTICS 制造的很多设备使用了自电容测量技术，诸如CYPRESSPS0C 之类的集成电路(IC)设备也是如此。自电容涉及利用诸如日期为1996年8月6日、标题为"iTouch Pad Driven Handheld Computing Device"的、授予Bisset等的美国专利No. 5，543, 588中所描述的那些技术之类的技术，来测量一系列电极板的自电容。可通过对处在给定电压的物体上积蓄的电荷量⑴=CV)的检测，来测量自电容。 通常通过将已知电压施加到电极并且然后利用电路来测量多少电荷流向此同一电极，来测量自电容。当使外部物体靠近电极时，额外的电荷被吸引至电极。结果，电极的自电容增加。 很多触摸传感器被配置以使得接地物体是手指。人体对于电场消失的面而言本质上是电容器，并且通常具有大约IOOpF的电容。触摸板和触摸屏设备中使用的第二种主要的电容性传感和测量技术是互电容 (mutual capacitance)的技术，在该技术中利用电极的交叉格栅(crossed grid)来执行测量。例如，参见日期为1999年1月19日的、标题为“Methods and Apparatus for Data hput”的、授予Gerpheide的美国专利No. 5，861，875。互电容技术被用在由CIRQUE 制造的触摸板设备中。在互电容测量中，电容是在两个导体之间测量的，这与自电容测量形成对比，在自电容测量中单个导体的电容被测量，并且自电容测量可能被接近的其他物体所影响。在电容性触摸屏中，用户的手指表示连接到电场地(electric field ground)的电极。由于用于为电容性触摸屏供电的开关电源转换器的广泛使用，读出电子地端子(或系统地(system ground))的电势可能相对于与电场地相关联的电压以周期性的方式或非严格周期性的方式而显著地变化。电场电压或电势被假设成在无限远处为零。系统地电压相对于电场地电压的变化可在从电容性触摸屏获取的互电容信号中产生显著干扰，我们在这里将它一般地称为电磁干扰。这样的干扰可被视作由于读出采样时钟与开关电源转换器时钟之间的一般未知的相位关系而引起的“噪声”。对电磁干扰的其他贡献可包括与由各种周围或环境的源在人体和触摸屏中诱导出的所不希望的电荷相关联的“噪声”耦合，其中所述源可以相对于电容性触摸屏驱动信号是异步的。所需要的是能够减少或以另外的方式过滤电磁干扰的作用的电容性触摸屏系统。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种电容性触摸屏系统，所述电容性触摸屏系统包括触摸屏，所述触摸屏包括布置在行或列中的第一组多个导电的驱动电极、以及布置在相对于第一组多个电极的行或列以一个角度排列的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在第一组多个电极和第二组多个电极交叉的位置、在第一组多个电极和第二组多个电极之间存在互电容，这样的互电容在存在着靠近其的一个或多个手指或者触摸器件的情况下改变; 至少一个驱动电路，所述至少一个驱动电路可操作地连接至第一组多个电极并且被配置为向其提供具有高和低状态的驱动信号；多个感测电路，每个感测电路可操作地连接至第二组多个电极中的相应电极；系统地，所述系统地与所述电容性触摸屏系统相关联；电场地， 所述电场地与所述一个或多个手指或者触摸器件以及所述触摸屏相关联；其中每个感测电路包括电荷积分器电路和开关电容滤波电路，所述电荷积分器电路被配置为接收由第二组多个电极中的相应电极提供的输入信号并且提供积分信号给所述开关电容滤波电路，所述开关电容滤波电路被配置为分别对由所述电荷积分器电路向其传送的第一积分信号和第二积分信号进行采样并且存储在第一电容器和第二电容器中，所述第一积分信号对应于高状态驱动信号并且所述第二积分信号对应于低状态驱动信号，所述开关电容滤波电路被配置为提供输出信号，所述输出信号表示第二组多个电极中的与该感测电路相对应的电极的互电容，并且所述系统地与所述电场地之间的电磁干扰电压被所述开关电容滤波电路基本上从该输出信号中过滤掉。在另一个实施例中，提供了一种用于电容性触摸屏系统的处理器，所述电容性触摸屏系统包括触摸屏，所述触摸屏包括布置在行或列中的第一组多个导电的驱动电极、以及布置在相对于第一组多个电极的行或列以一个角度排列的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在第一组多个电极和第二组多个电极交叉的位置、在第一组多个电极和第二组多个电极之间存在互电容，这样的互电容在存在着靠近其的一个或多个手指或者触摸器件的情况下改变；系统地，所述系统地与所述电容性触摸屏系统相关联；电场地，所述电场地与所述一个或多个手指或者触摸器件以及所述触摸屏相关联；所述处理器包括至少一个驱动电路，所述至少一个驱动电路可操作地连接至第一组多个电极并且被配置为向其提供具有高和低状态的驱动信号；多个感测电路，每个感测电路可操作地连接至第二组多个电极中的相应电极；其中每个感测电路包括电荷积分器电路和开关电容滤波电路，所述电荷积分器电路被配置为接收由第二组多个电极中的相应电极提供的输入信号并且提供积分信号给所述开关电容滤波电路，所述开关电容滤波电路被配置为分别对由所述电荷积分器电路向其传送的第一积分信号和第二积分信号进行采样并且存储在第一电容器和第二电容器中，所述第一积分信号对应于高状态驱动信号并且所述第二积分信号对应于低状态驱动信号，所述开关电容滤波电路被配置为提供输出信号，所述输出信号表示第二组多个电极中的与该感测电路相对应的电极的互电容，并且所述系统地与所述电场地之间的电磁干扰电压被所述开关电容滤波电路基本上从该输出信号中过滤掉。在又一实施例中，提供了一种减少电容性触摸屏系统中的电磁干扰的方法，所述电容性触摸屏系统包括触摸屏，所述触摸屏包括布置在行或列中的第一组多个导电的驱动电极、以及布置在相对于第一组多个电极的行或列以一个角度排列的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在第一组多个电极和第二组多个电极交叉的位置、在第一组多个电极和第二组多个电极之间存在互电容，这样的互电容在存在着靠近其的一个或多个手指或者触摸器件的情况下改变；系统地，所述系统地与所述电容性触摸屏系统相关联；电场地， 所述电场地与所述一个或多个手指或者触摸器件以及所述触摸屏相关联；所述方法包括 利用交替的高和低状态驱动信号顺序地驱动第一组多个电极；利用每个感测电路的电荷积分器电路在高和低状态驱动信号期间感测与第二组多个电极中的每一个相关联的互电容； 对于每个电荷积分器电路，向开关电容滤波电路分别提供与高和低状态驱动信号相对应的第一积分信号和第二积分信号；所述开关电容滤波电路分别对所述第一积分信号和所述第二积分信号进行采样并且存储在第一电容器和第二电容器中；利用所述开关电容滤波电路来提供输出信号，所述输出信号表示第二组多个电极中的与该感测电路相对应的电极的互电容，并且所述系统地与本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电容性触摸屏系统，包括：触摸屏，所述触摸屏包括布置在行或列中的第一组多个导电的驱动电极、以及布置在相对于第一组多个电极的行或列成一个角度排列的行或列中的第二组多个导电的感测电极，在第一组多个电极和第二组多个电极交叉的位置在第一组多个电极和第二组多个电极之间存在互电容，这样的互电容在存在与其靠近的一个或多个手指或者触摸器件时改变；至少一个驱动电路，所述至少一个驱动电路可操作地连接至所述第一组多个电极，并且被配置为向其提供具有高和低状态的驱动信号；多个感测电路，每个感测电路可操作地连接至所述第二组多个电极中的相应电极；系统地，所述系统地与所述电容性触摸屏系统相关联；电场地，所述电场地与所述一个或多个手指或者触摸器件和所述触摸屏相关联；其中，每个感测电路包括电荷积分器电路和开关电容滤波电路，所述电荷积分器电路被配置为接收由所述第二组多个电极中的相应电极提供的输入信号并且提供积分信号给所述开关电容滤波电路，所述开关电容滤波电路被配置为分别对由所述电荷积分器电路向其传送的第一积分信号和第二积分信号进行采样并且存储在第一电容器和第二电容器中，所述第一积分信号对应于高状态驱动信号，所述第二积分信号对应于低状态驱动信号，所述开关电容滤波电路被配置为提供输出信号，所述输出信号表示所述第二组多个电极中的与该感测电路对应的电极的互电容，并且所述系统地与所述电场地之间的电磁干扰电压的被所述开关电容滤波电路基本上从该输出信号中过滤掉。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：维塔利·苏克奥威，
申请(专利权)人：安华高科技ECBUIP新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG
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