电容性触摸传感器中的噪声处置制造技术

在具有被驱动的Ｘ电极及用作连接到电荷测量电容器的感测通道的Ｙ电极的类型的电容性传感器中，常规上通过驱动所述Ｘ电极以将连续电荷包转移到所述电荷测量电容器来进行信号测量。然而，通过仿真或模仿所述信号测量但不驱动所述Ｘ电极来进行额外噪声测量。转移到电荷积累电容器的所述电荷包接着指示ＸＹ感测节点上所诱发的噪声。这些噪声测量可用于配置所述信号测量的后处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电容性触摸传感器中的噪声处置以检测身体的接近度，更特别地，涉及一种所谓的有源类型的电容性传感器，其基于测量驱动器与感测电极之间的电容性耦I=I O
技术介绍
存在各种形式的触敏控制件，其使用电容性传感器来感测身体(例如，用户的手指)的存在。在W0-00/44018中揭示一种形式的触敏控制件。在此实例中，提供一对电极， 其充当键以使得因在所述两个电极之间转移的电荷量的改变而检测到身体(例如，用户的手指)的存在。借助此布置，所述电极中的一者(标示为X)以驱动电路驱动，且所述对电极中的另一者(标示为Y)连接到电荷测量电路，所述电荷测量电路在由X板驱动时检测Y板上所存在的电荷量。如W0-00/44018中所揭示，数对电极可经布置以形成感测区域矩阵，所述感测区域矩阵可提供触敏二维位置传感器的有效实施方案。此些二维电容性转换(2DCT) 传感器通常与包含用于(例如)消费电子装置及家庭器具中的触敏屏幕或触敏键盘/小键盘的装置一起使用。采用2DCT传感器的装置已不仅结合个人计算机且也在所有其它器具样式(例如， 个人数字助理(PDA)、销售点(POS)终端、电子信息及售票信息亭、厨房器具及类似物)中变得日益普遍且常见。出于若干个原因，常常偏好2DCT传感器为机械开关。举例来说，2DCT 传感器不需要移动部件且因此比其机械对应物较不易于磨损。2DCT传感器也可以相对小的大小制成，以便可提供对应小的且密集的小键盘阵列。此外，2DCT传感器可提供于环境密封外表面/盖面板下面。此使得2DCT传感器在潮湿环境中或在存在灰尘或流体进入装置的危险的情况下的使用处于控制下而具吸引力。另外，制造业常常偏好在其产品中采用基于2DCT传感器的接口，因为此些接口常常被消费者视为比常规机械输入机构(例如，按钮)在美学上更令人愉快。可并入有2DCT传感器的其它装置包含出于反馈控制目的而在机器中使用的笔输入板及编码器，举例来说，2DCT传感器能够借助电容感测机构报告物件或人类身体部分的位置的至少二维坐标(笛卡尔坐标)或以其它方式与所述位置相关。虽然触敏电容性传感器(例如，上文所述及在上述揭示内容中所揭示的那些触敏电容性传感器)已成功地部署于许多应用中，但一些应用可呈现检测因身体的存在而导致的电荷改变的具有挑战性的环境。举例来说，在移动电话上使用触摸传感器可引起技术问题，因为存在由射频辐射、 由射频信号及由所述移动电话内的调制器所产生的各种干扰噪声信号。类似地，液晶显示器(LCD)具有因切换及刷新像素而导致的特性切换噪声。其它类型的显示器可具有其自己形式的与像素扫描及刷新相关的特性脉冲式噪声。也可存在正弦曲线噪声(例如，由市电产生的正弦曲线噪声)，其可影响在键上所检测的电荷量。举例来说，当手持式装置(例如， 移动电话)正通过干线充电时，此影响可颇显著。随附图式的图7以信号强度或振幅(其可为相对于时间测量的电压或电荷)的图表的形式显示正弦曲线噪声的实例。显示各个点220以指示在其处针对触摸传感器(例如， 上文所述的那些触摸 传感器)进行突发测量的点。应了解，由于由线222所表示的正弦曲线噪声，通过测量电路(例如，上文所述的那些测量电路)的测量电容器从键转移的电荷量将变化且因此在一些情形下可导致对身体的存在的错误测量。随附图式的图8显示另一形式的噪声，即矩形噪声或脉冲式噪声，即，具有高频分量的噪声，例如可因切换触摸面板与其集成在一起的LCD显示器中的像素而产生的噪声。 以取样点220显示信号强度相对于时间的图表，其可由测量电路(例如，上文所述的那些测量电路)中的测量循环的突发产生。还显示噪声脉冲222。如果测量循环与噪声脉冲的上升沿一致(可因LCD切换事件而产生)，那么可产生错误的测量，此又可导致触摸传感器错误地检测身体的存在。随附图式的图9图解说明显示同时发生的正弦曲线与矩形噪声的此情形。应了解，一般来说，正弦曲线噪声与矩形噪声两者可在给定时间周期期间存在。此外，由于其性质，噪声量以及其频率分量将常常随着时间变化。现有技术电容性传感器采用各种信号处理技术来对来自所获取的信号的噪声进行滤波。举例来说，在过去已使用箱车平均器及检测积分器。原则上，可使用且可能已使用其它类型的标准滤波，例如转换速率滤波器(slew rate filter)、高频率通过滤波器、低频率通过滤波器及带通滤波器。期望依据信号产生噪声的程度来调节滤波。举例来说，可期望依据噪声的量及特性来接通及关断某些滤波器或顾及噪声而设定滤波器的参数。
技术实现思路
本专利技术提供一种测量身体与电容性传感器装置的接近度的方法，所述电容性传感器装置包括耦合电容器，其具有对身体的接近度敏感的电容；及电荷积累电容器，其具有第一板及第二板，所述第一板连接到所述耦合电容器，且所述第二板连接到电压输出线。常规上，通过将指示所述耦合电容器的所述电容的电荷从所述耦合电容器转移到所述电荷积累电容器且通过读取所述电压输出线上的电压来进行信号测量，借此测量身体的接近度。在所述信号测量之前或之后，通过仿真或模仿所述信号测量，但抑制电荷因身体的接近度而出现在所述耦合电容器上，借此将指示在所述耦合电容器上所诱发的噪声的电荷转移到所述电荷积累电容器，且通过读取所述电压输出线上的所述电压来进行额外噪声测量，借此测量噪声。在优选实施例中，提供一种测量身体与电容性传感器装置的接近度的方法，所述电容性传感器装置包括x电极及Y电极，其形成耦合电容器的相应X板及Y板，所述耦合电容器具有对身体的接近度敏感的电容；及电荷积累电容器，其具有第一板及第二板，所述第一板连接到所述耦合电容器的所述Y板，且所述第二板连接到电压输出线，所述方法包括 通过应用以输入电压驱动所述X电极的一个或一个以上循环，借此将指示所述耦合电容器的所述电容的一个或一个以上电荷包从所述耦合电容器转移到所述电荷积累电容器，且通过读取所述电压输出线上的电压来进行信号测量，借此测量身体的接近度；及在所述信号测量之前或之后，通过仿真或模仿所述信号测量，但不驱动所述X电极，借此将指示在所述耦合电容器上所诱发的噪声的一个或一个以上电荷包转移到所述电荷积累电容器，且通过读取所述电压输出线上的所述电压来进行噪声测量，借此测量噪声。因此，可在期望时获得噪声测量，例如在每'η'个信号测量之后，其中直接从形成电容性传感器装置的感测节点的耦合电容器取得所述噪声测量。因此，在进行信号测量时，噪声测量应表示噪声电平，因为所述噪声测量是使用相同的电路元件及互连获得。此夕卜，可在对传感器装置无任何额外硬件要求的情况下进行噪声测量。所述电荷积累电容器的所述第二板优选地连接到可操作以将预定量的电荷注入到所述第二板上的预充电线。在进行噪声测量时，则在模仿信号测量之前给所述电荷积累电容器的所述第二板充电，借此通过其对最初置于所述电荷积累电容器上的电荷量的调制来测量噪声。在噪声测量过程的每一循环，所述预充电使得在所述电荷积累电容器上所积累的电荷量与在所述耦合电容器的Y板上所诱发的电荷的正负号无关。如果控制器不能够测量来自所述电荷积累电容器的任意电压，那么此有用。举例来说，如果控制器不使用模 /数转换器来读取电压，而是使用仅能够检测零交叉的比较器，那么可将所述电荷积累电容器的所述第二板预充电到(例如)某一本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种测量身体到电容性传感器装置的接近度的方法，所述电容性传感器装置包括：耦合电容器，其具有对身体的接近度敏感的电容；及电荷积累电容器，其具有第一板及第二板，所述第一板连接到所述耦合电容器，且所述第二板连接到电压输出线，所述方法包括：通过将指示所述耦合电容器的所述电容的电荷从所述耦合电容器转移到所述电荷积累电容器且通过读取所述电压输出线上的电压来进行信号测量，借此测量身体的接近度；及通过仿真所述信号测量，但抑制电荷因身体的接近度而出现在所述耦合电容器上，借此将指示在所述耦合电容器上所诱发的噪声的电荷转移到所述电荷积累电容器，且通过读取所述电压输出线上的所述电压来进行噪声测量，借此测量噪声。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈拉尔德·菲利普，
申请(专利权)人：爱特梅尔公司，
类型：发明
国别省市：US