在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中的導(dǎo)電物體的探測的制作方法
【專利摘要】一種用于在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在的方法和系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)感應(yīng)元件被校準(zhǔn)以產(chǎn)生感應(yīng)參數(shù)值?；谒龈袘?yīng)參數(shù)值，多個電容感應(yīng)元件的電容被測量，且與儲存在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的非易失性存儲器中的基準(zhǔn)電容值進行比較。當(dāng)所測量的電容和所存儲的基準(zhǔn)電容值之間的差值大于閾值時，探測出電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。
【專利說明】在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中的導(dǎo)電物體的探測
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請要求在2011年I月14日提交的美國臨時申請61/433，148的利益，該申請通過引用被全部并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開涉及用戶接口設(shè)備的領(lǐng)域，且更具體地涉及電容感應(yīng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]電容感應(yīng)元件可以被用于替換機械的按鈕、旋鈕和其他類似的機械的用戶接口控件。電容感應(yīng)元件的應(yīng)用允許消除復(fù)雜的機械開關(guān)和按鈕，提供了在苛刻的條件下進行可靠的操作。此外，電容感應(yīng)元件還被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代客戶端應(yīng)用，在現(xiàn)有的產(chǎn)品中提供了新的用戶接口選擇。電容感應(yīng)元件的范圍能夠從單個的按鈕到觸摸感應(yīng)表面的以電容感應(yīng)陳列的形式排列的大量元件。
[0005]利用電容感應(yīng)陣列的透明的觸摸屏被普遍用于當(dāng)今的工業(yè)和消費市場。它們被發(fā)現(xiàn)用于蜂窩電話、GPS設(shè)備、機頂盒、照相機、電腦屏幕、MP3播放器、數(shù)字平板等等之類。電容感應(yīng)陣列通過測量電容感應(yīng)元件的電容，和尋找指示導(dǎo)電物體的觸摸或存在的電容增量來工作。當(dāng)導(dǎo)電物體(例如，手指、手或其他物體)接觸或者接近于電容感應(yīng)元件時，電容值改變且導(dǎo)電物體被探測到。電容觸摸感應(yīng)元件的電容變化能夠被電路測出。電路將測出的電容感應(yīng)元件的電容值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。
[0006]因為電容也會由于環(huán)境條件(例如，溫度和濕度的改變)而改變，傳統(tǒng)的電容感應(yīng)算法普遍應(yīng)用立即值和過濾的基準(zhǔn)平均值(非觸摸狀態(tài)下測量的初始化的)的差值以能夠區(qū)別導(dǎo)電物體的存在和環(huán)境的變化。
[0007]—些裝有機械按鈕的電子設(shè)備(如，打印機、有線電視機頂盒、藍光播放器)利用上電后(例如，在啟動時)按鈕的狀態(tài)來進入特定的診斷模式。在北美由各種有線電視供應(yīng)商使用的特定的有線電視機頂盒要求服務(wù)技術(shù)人員在設(shè)備接通電源的同時通過按設(shè)備上的一個或多個機械按鈕將機頂盒置于診斷模式(例如，測試模式、調(diào)試模式)。
[0008]雖然在電視機頂盒上裝備電容感應(yīng)元件來替代機械按鈕是可取的，但是這樣做要求在設(shè)備啟動的時候(例如，在設(shè)備的初始化過程中)探測一個或多個電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的初始存在。然而，利用基于過濾的基準(zhǔn)平均值的傳統(tǒng)的電容感應(yīng)算法的設(shè)備在初始化過程中不能探測到導(dǎo)電物體的存在，因為導(dǎo)電物體的初始狀態(tài)將阻止精確測量所述設(shè)備(例如，上述有線電視機頂盒)的非觸摸狀態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本發(fā)明是通過示例而不是限制的方式進行說明，在附圖中:
[0010]圖1是示出電子系統(tǒng)的一個實施方式的框圖，該電子系統(tǒng)具有用于在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測導(dǎo)電物體的存在的處理設(shè)備。[0011]圖2是示出電子系統(tǒng)的一個實施方式的示意圖，該電子系統(tǒng)具有耦合到處理設(shè)備的用于在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測導(dǎo)電物體的存在的電容傳感器。
[0012]圖3示出了在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測導(dǎo)電物體的存在的方法的一個實施方式。
[0013]圖4示出了帶有覆蓋層和不帶覆蓋層的印刷電路板的實施方式的頂視圖，所述印刷電路板包括電容感應(yīng)元件的陣列和基準(zhǔn)電容感應(yīng)元件。
[0014]圖5示出了印刷電路板的另一實施方式，所述印刷電路板包括排列在印刷電路板的第一側(cè)的電容感應(yīng)元件的陣列和排列在印刷電路板的第二側(cè)的基準(zhǔn)電容感應(yīng)元件。
[0015]圖6示出了由僅有軟件溫度補償?shù)碾娙蓍_關(guān)張弛振蕩器所測量的溫度上升和探測到導(dǎo)電物體對電容感應(yīng)元件的電容的影響的曲線圖。
[0016]圖7圖示根據(jù)一個實施方式的不同的環(huán)境條件對電容感應(yīng)元件的電容的影響的示例性比較曲線圖，其在一個環(huán)境條件(條件A)和另一個環(huán)境條件(條件B)進行測量。
[0017]詳細(xì)描述
[0018]描述了探測在觸摸感應(yīng)設(shè)備啟動時一個或多個導(dǎo)電物體的存在的方法和裝置。所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的啟動包括給設(shè)備上電和設(shè)備的任何相關(guān)的初始化過程(本文簡稱為“初始化過程”)。初始化過程也可以在觸摸感應(yīng)設(shè)備的重啟后發(fā)生。在一個實施方式中，在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中，基準(zhǔn)感應(yīng)元件被用于捕獲一個或多個基準(zhǔn)感應(yīng)參數(shù)?；鶞?zhǔn)感應(yīng)元件被定位或放置成使得導(dǎo)電物體在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中不被允許出現(xiàn)，且因此不能被感應(yīng)到。一個或多個校準(zhǔn)的感應(yīng)參數(shù)被用來確定導(dǎo)電物體是否接近于一個或多個電容感應(yīng)元件中的任何一個。將一個或多個電容感應(yīng)元件中的每個的測量電容值與可存儲在觸摸感應(yīng)設(shè)備的存儲器中(例如，非易失性存儲器)的每個電容感應(yīng)元件的基準(zhǔn)電容值相比較，以確定電容差值?；鶞?zhǔn)電容值代表了每個電容感應(yīng)元件在不受導(dǎo)電物體作用時的電容值。每個電容感應(yīng)元件的電容差值相比較于閾值，以探測觸摸感應(yīng)設(shè)備上的導(dǎo)電物體的存在。該方法和裝置利用基準(zhǔn)感應(yīng)元件的電容測量來確定在初始化過程中是否有任何其他電容元件被激活了。此外，多個電容感應(yīng)元件的差值的圖案可以被分析用來確定電容感應(yīng)元件的陣列上的觸摸事件的位置(例如，質(zhì)心分析指示滑塊電容感應(yīng)元件的陣列上的觸摸事件的特定位置)，這容易被受益于本公開的本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。在一個實施方式中，基準(zhǔn)感應(yīng)元件和一個或多個電容感應(yīng)元件中的每一個的電容被測量。通過將基準(zhǔn)感應(yīng)元件的測量電容和一個或多個電容感應(yīng)元件的每個的測量電容進行比較來計算差值。當(dāng)差值大于預(yù)定的閾值時，接近于一個或多個電容感應(yīng)元件的導(dǎo)電物體的存在被探測出。
[0019]在以下的闡述中，出于解釋的目的，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，大量特定的細(xì)節(jié)將被闡述。然而，將明顯的是，沒有這些特定的細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以實踐本發(fā)明。在其他實例中，公知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)沒有被詳細(xì)闡述，而是以框圖的形式示出來避免不必要地模糊對本說明書的理解。
[0020]本說明書中提到的“一個實施方式”或者“實施方式”意味著結(jié)合本實施方式所描述的特定的特性、結(jié)構(gòu)或特征被包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中。位于本說明書的各個位置的短語“在一個實施方式中”并不一定指同一個實施方式。
[0021]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的電子系統(tǒng)100的一個實施方式的框圖，所述電子系統(tǒng)100用于在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。電子系統(tǒng)100包括處理設(shè)備110、非易失性存儲器120和與基準(zhǔn)感應(yīng)元件150以及電容感應(yīng)元件160的陣列相連的電容傳感器130。
[0022]處理設(shè)備110可以位于普通的載體基板上，諸如，例如集成電路(“1C”)芯片基板、多芯片模塊基板等等之類?？蛇x地，處理設(shè)備110的組件可以是一個或更多獨立的集成電路和/或者分立元件。在一個示例性的實施方式中，處理設(shè)備110是由加利福尼亞的SanJose的賽普拉斯半導(dǎo)體公司開發(fā)的在芯片處理設(shè)備上的可編程設(shè)備(PSoC? X處理設(shè)備110可以是被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的一個或多個其他處理設(shè)備，如微處理器或中央處理單元、控制器、專用處理器、數(shù)字信號處理器(“DSP”)、專用集成電路(“ASIC”)、現(xiàn)場可編程門陣列(“FPGA”)等等之類。
[0023]雖然描述為非易失性存儲器120，但是可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的其他種類的存儲器，如磁存儲介質(zhì)(例如，軟盤)；光存儲介質(zhì)(例如，CD-ROM);磁光存儲介質(zhì)；只讀存儲器(ROM);隨機存取存儲器(RAM);可擦除可編程存儲器(例如，EPROi^PEEPROM)；閃存；或者其他類型的適合于存儲電子指令的介質(zhì)。
[0024]電容傳感器130可以集成在處理設(shè)備110的集成電路上，或可選地，在獨立的集成電路上。可選地，電容傳感器130的描述可以被生成并編譯用于包含到其他集成電路。例如，描述電容傳感器130或其部分的行為級代碼可以使用硬件描述語言來生成，如VHDL或者Verilog，且存儲到機器可訪問的介質(zhì)(例如，⑶-ROM、硬盤、軟盤等等)。而且，行為級代碼能夠被編譯成寄存器傳輸級(“RTL”)代碼，網(wǎng)表或甚至電路布局，并存儲到機器可訪問的介質(zhì)。行為級代碼、RTL代碼、網(wǎng)表和電路布局全部表示描述電容傳感器130的各種抽象級。
[0025]電容傳感器130包括被處理設(shè)備110控制的可調(diào)感應(yīng)參數(shù)源140。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解可調(diào)感應(yīng)參數(shù)可以是影響連接到電容傳感器130的基準(zhǔn)感應(yīng)元件和電容感應(yīng)元件(150和/或160)的電容測量值的輸出的任何所熟知的參數(shù)，包括但不限于由電流數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(IDAC)提供的電流(如在圖1和圖2中示出的示例性實施方式所示)，由電壓數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(VDAC)提供的可調(diào)的比較器基準(zhǔn)電壓，或者測量輸出值的可變的倍率因子。處理設(shè)備110被配置為 控制可調(diào)感應(yīng)參數(shù)源以調(diào)整源的輸出，如以下結(jié)合圖3詳述的。電容傳感器130可以包括用于耦合到外部組件的模擬1/0，所述外部組件如觸摸感應(yīng)板、觸摸感應(yīng)滑塊、觸摸感應(yīng)按鈕和/或者其他設(shè)備。下文更加詳細(xì)地闡述電容傳感器130和處理設(shè)備110。
[0026]在實施方式中，電容感應(yīng)元件160 (統(tǒng)稱為“電容感應(yīng)陣列”)和基準(zhǔn)感應(yīng)元件150可以響應(yīng)于導(dǎo)電物體的存在(例如，手寫筆或者用戶的手指)及一個或多個環(huán)境因素的影響。環(huán)境因素可以是影響電容感應(yīng)元件160和基準(zhǔn)感應(yīng)元件150的電容的電容感應(yīng)元件160和基準(zhǔn)感應(yīng)元件150的任何環(huán)境屬性或特性，諸如，例如，溫度、濕度、水分等等。
[0027]在一個實施方式中，電容傳感器130能夠被用于利用下述的自電容感應(yīng)或互電容感應(yīng)測量電容。在一個實施方式中，電容傳感器130包括以下關(guān)于圖2所描述的張弛振蕩器。在其他實施方式中，電容傳感器130可以包括其他電容感應(yīng)電路，諸如由加利福尼亞的Sanjose的塞布拉斯半導(dǎo)體公司開發(fā)的CapSense? Sigma-Delta(CSD)和CapSense?Successive Approximation (CSA)電路，電荷積累電路、電荷轉(zhuǎn)移電路、電荷積分電路，或者受益于本公開的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的其他電容感應(yīng)電路。
[0028]在實施方式中，具有類似特性(例如，尺寸、類似的覆蓋層、離地間隙的類似的感應(yīng)元件等等)的基準(zhǔn)感應(yīng)元件150和電容感應(yīng)元件160被用于歸一化能影響電容和提高校準(zhǔn)感應(yīng)元件的能力的變量。
[0029]在實施方式中，被耦合到基準(zhǔn)感應(yīng)元件150和電容感應(yīng)元件160的電容傳感器130被配置為執(zhí)行自電容感應(yīng)。在自電容感應(yīng)模式中，基準(zhǔn)感應(yīng)元件150和每個電容感應(yīng)元件160傳感器元件僅僅需要一根連接到電容傳感器130電路的連接線。對于自電容感應(yīng)模式，作用于基準(zhǔn)感應(yīng)元件150或電容感應(yīng)元件160上的導(dǎo)電物體的存在或環(huán)境因素增加了感應(yīng)元件的電容，這是由于導(dǎo)電物體的電容被加到了感應(yīng)元件的電容上。
[0030]在實施方式中，基準(zhǔn)感應(yīng)元件150和電容感應(yīng)元件160的電容傳感器130被配置為執(zhí)行互電容感應(yīng)。在互電容感應(yīng)模式中，電極間的互電容的變化被探測?；鶞?zhǔn)感應(yīng)元件150和每個電容感應(yīng)元件160傳感器元件每個使用至少兩個電級:一個是發(fā)射(TX)電極(本文也稱為發(fā)射器電極)，且另一個是接收(RX)電極。TX電極和RX電極的交點被稱為感應(yīng)元件。當(dāng)導(dǎo)電物體觸碰感應(yīng)元件或密切接近于感應(yīng)元件時，稱合在感應(yīng)元件的接收器和發(fā)射器之間的電容衰減，這是由于導(dǎo)電物體分流部分電場到地面(例如，底盤或地面)。
[0031]圖2示出包括電容傳感器230的電子系統(tǒng)200的實施方式，所述電容傳感器230耦合到處理設(shè)備210，用于在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測導(dǎo)電物體的存在。如圖所示，電子系統(tǒng)200還包括非易失性存儲器220、電容感應(yīng)元件260的陣列、基準(zhǔn)感應(yīng)元件250和多路轉(zhuǎn)換器陣列270。在本實施方式中，電容傳感器230包括張弛振蕩器，該張弛振蕩器包括可由處理設(shè)備210編程的可調(diào)節(jié)的IDAC電流源(例如，感應(yīng)參數(shù))240。雖然圖2將多路轉(zhuǎn)換器陣列270示出在張弛振蕩器230的外部，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解多路轉(zhuǎn)換器陣列270可以是張弛振蕩器230的一個部分。
[0032]張弛振蕩器230由從電容感應(yīng)元件260或基準(zhǔn)感應(yīng)元件250的任何一個測量的電容、可調(diào)感應(yīng)參數(shù)源240、比較器231、重置開關(guān)233和定時器元件232形成。在實施方式中，引腳(未顯示)可以被耦合到電容感應(yīng)元件260和基準(zhǔn)感應(yīng)元件250和多路轉(zhuǎn)換器陣列270中的每個上。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解張弛振蕩器230和元件的操作是本領(lǐng)域所熟知的，以及各種其他的布置和電路可以被應(yīng)用于本發(fā)明的電子系統(tǒng)200。張弛振蕩器被配置來充電和放電且包括能夠測量的輸出信號。在實施方式中，輸出信號是統(tǒng)計充電/放電發(fā)生的次數(shù)(例如，計數(shù)測量)的計數(shù)器的輸入信號，其中電容的增加導(dǎo)致計數(shù)的增加。在可選的實施方式中，代替計數(shù)器，數(shù)字濾波器可被用在張弛振蕩器的輸出端來將電容測量值轉(zhuǎn)換成代表電容的數(shù)字值。
[0033]圖3示出了在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中探測導(dǎo)電物體的存在的方法300的實施方式。在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中(塊310)，在塊320，通過調(diào)節(jié)一個或多個感應(yīng)參數(shù)，基準(zhǔn)感應(yīng)元件(例如，在初始化過程中不被觸摸或不可觸摸的感應(yīng)元件)的電容測量結(jié)果被設(shè)置為基準(zhǔn)感應(yīng)元件的目標(biāo)輸出值。在實施方式中，處理設(shè)備(110，210)被配置為控制可調(diào)感應(yīng)參數(shù)源(140，240)以調(diào)節(jié)源的輸出使得基準(zhǔn)感應(yīng)元件(150，250)的電容測量值被設(shè)定為目標(biāo)輸出值，其中感應(yīng)參數(shù)的結(jié)果值被稱為感應(yīng)參數(shù)值。在塊330，感應(yīng)參數(shù)值然后被用于測量多個感應(yīng)元件中的每一個上的電容(即，每個電容感應(yīng)元件的電容的測量基于感應(yīng)參數(shù)值進行)。在實施方式中，感應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)的精細(xì)粒度導(dǎo)致更精確的基準(zhǔn)點的識別。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在觸摸感應(yīng)設(shè)備的制造/生產(chǎn)階段或最初的測試階段，在沒有觸摸存在時進行最初的校準(zhǔn)且每個感應(yīng)元件的最初的測量電容值被存儲在設(shè)備的非易失性存儲器中。如塊340所示，判斷設(shè)備是否已存儲了每個電容感應(yīng)元件的基準(zhǔn)電容值。所存儲的基準(zhǔn)電容值表示每個電容感應(yīng)元件在不受導(dǎo)電物體作用時的電容值。在塊350中，如果基準(zhǔn)電容值沒有被存儲，則將每個感應(yīng)元件的初始測量值存儲到非易失性存儲器中。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解在塊350的基準(zhǔn)電容值的存儲在制造期間只發(fā)生一次，但是可在設(shè)備的生產(chǎn)后的使用期間發(fā)生，例如，在由于導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的錯誤或者問題，所存儲的基準(zhǔn)值不再存儲到非易失性存儲器的情況下。
[0035]在塊360中，如果設(shè)備已經(jīng)使每個電容感應(yīng)元件的基準(zhǔn)電容值存儲在非易失性存儲器中，這些電容值將被用作基準(zhǔn)電容值。如果沒有存儲，在塊370中，每個電容感應(yīng)元件的初始測量值將被用作基準(zhǔn)電容值。在塊380中，將基于感應(yīng)參數(shù)值測量的每個電容感應(yīng)元件的電容值與存儲在非易失性存儲器中的基準(zhǔn)電容值進行比較來確定差值(稱為“電容差值”)。在塊380 (或塊370)之后，進行正常的操作(例如，在塊390中，進行電容測量和更新基準(zhǔn)平均值)。
[0036]接著，將每個電容感應(yīng)元件的電容差值與閾值比較。如果該電容感應(yīng)元件的電容差值在閾值之上，則探測到電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在(例如，感應(yīng)元件激活)。如果電容感應(yīng)元件的電容差值小于或等于閾值，那么對于該電容感應(yīng)元件來說，沒有探測到導(dǎo)電物體的存在。如以上所述，方法300使得能夠進行感應(yīng)參數(shù)的校準(zhǔn)以微調(diào)基準(zhǔn)感應(yīng)元件的輸出，使得在每次初始化過程中其能匹配目標(biāo)測量輸出值，從而導(dǎo)致在環(huán)境條件下穩(wěn)定的感應(yīng)參數(shù)的校準(zhǔn)。
[0037]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在初始化過程之后，基準(zhǔn)值可根據(jù)任何所熟知的方法進行跟蹤，所述方法包括但不限于，基準(zhǔn)平均值法或者利用轉(zhuǎn)換速率受限的基準(zhǔn)調(diào)整的漂移補償。
[0038]圖4示出本發(fā)明的實施方式，其顯示“隱藏”或以其他方式使基準(zhǔn)感應(yīng)元件150在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中不響應(yīng)導(dǎo)電物體的存在的示例性方法。如圖所示，印刷電路板410具有設(shè)置在其上的基準(zhǔn)感應(yīng)元件150和設(shè)置在其上的電容感應(yīng)元件160的陣列。在制造期間，覆蓋層被應(yīng)用于印刷電路板410，使得基準(zhǔn)感應(yīng)元件450不響應(yīng)密切靠近或接觸覆蓋層的導(dǎo)電物體的存在。在這樣的布置中，電容感應(yīng)元件460響應(yīng)密切靠近或接觸覆蓋層的導(dǎo)電物體的存在。
[0039]可選地，如圖5所示，可以使用雙面印刷電路板510。印刷電路板510包括在被布置在觸摸感應(yīng)設(shè)備中時面向外部的第一側(cè)(I側(cè))和在觸摸感應(yīng)設(shè)備的正常操作期間用戶不可到達的第二側(cè)(2側(cè))。如圖所示，在觸摸感應(yīng)設(shè)備的正常操作期間，要被觸摸或可觸摸的電容感應(yīng)元件560被設(shè)置在印刷電路板510的I側(cè)上，而基準(zhǔn)感應(yīng)元件550則相對于用戶隱藏于印刷電路板510的2側(cè)上。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解除了圖4和圖5中所示出的實施方式，還可以使用其他的布置和/或技術(shù)來隱藏基準(zhǔn)感應(yīng)元件使得其在觸摸感應(yīng)設(shè)備的正常操作過程中不被觸摸或不可觸摸。
[0040]參閱圖6的曲線圖620，在僅軟件補償?shù)那闆r下，參考或基準(zhǔn)624被跟蹤，這樣計算設(shè)備通過對電容傳感器張弛振蕩器(CSR)的原始計數(shù)622(其代表由于導(dǎo)電物體如用戶的手指存在時的電容)和基準(zhǔn)624進行比較知道用戶交互何時存在(例如，導(dǎo)電物體在按鈕上或者接近按鈕)。如果CSR原始計數(shù)622超出了基準(zhǔn)624 —閾值，用戶交互被視為存在且執(zhí)行恰當(dāng)?shù)膭幼?；否則，不執(zhí)行動作。基準(zhǔn)624通常在啟動后立即被建立。如果在觸摸感應(yīng)設(shè)備啟動且正在初始化的那一刻用戶按下按鈕，軟件將建立包括手指的電容在內(nèi)的基準(zhǔn)。注意，在圖6中，由于溫度原因?qū)е碌脑加嫈?shù)變化的幅度能夠等于或大于由于手指存在導(dǎo)致的原始計數(shù)變化的幅度。
[0041]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的環(huán)境條件(例如，溫度上升)對電容的影響的示例性比較的曲線圖，所述曲線在一種環(huán)境條件下(條件A)即沒有調(diào)節(jié)感應(yīng)參數(shù)時測量和在另一種環(huán)境條件下(條件B)測量。其也顯示具有兩個不同電容的感應(yīng)元件(感應(yīng)元件I和感應(yīng)元件2)的兩種環(huán)境條件之間的原始計數(shù)漂移。如圖所示，環(huán)境的變化通常不會在電容測量結(jié)果上引起偏移誤差，但是通常反而引起增益誤差。這導(dǎo)致對于不同的電容，傳感器的由于環(huán)境條件的變化引起的原始計數(shù)漂移不同。這樣，在不對感應(yīng)參數(shù)校準(zhǔn)的情況下，電容傳感器對不響應(yīng)觸摸的感應(yīng)元件進行的測量可通過觀察該無觸摸的感應(yīng)元件上的原始計數(shù)的漂移來探測到圖6中所例證的環(huán)境條件的變化，然而，其他的感應(yīng)元件上的由于環(huán)境條件引起的原始計數(shù)漂移的幅度不能夠通過這種方法被精確確定。還要注意測量輸出對電容的傳遞函數(shù)的斜率確定了由于手指觸碰引起的微小電容變化導(dǎo)致的差分輸出計數(shù)的數(shù)量。因此，在沒有調(diào)節(jié)感應(yīng)參數(shù)時，由同樣的觸摸導(dǎo)致的觸摸信號在不同的環(huán)境條件中將具有不同的幅度。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，通過改變感應(yīng)參數(shù)，測量增益能夠被調(diào)整以在不同的環(huán)境條件中獲得相同的輸出對電容的傳遞函數(shù)。這對于電源按鈕按下時的探測是必要的，因為在啟動時的環(huán)境和初始化過程中的環(huán)境是未知的。
[0042]本文闡述的實施方式不限于任何特定的觸摸感應(yīng)設(shè)備，而且能被用于其他電容感應(yīng)的實現(xiàn)，例如，感應(yīng)設(shè)備可以是觸摸屏、用于筆記本實現(xiàn)的觸摸感應(yīng)平板、觸摸感應(yīng)滑塊或者觸摸感應(yīng)按鈕(例如，電容感應(yīng)按鈕)。在一個實施方式中，這些感應(yīng)設(shè)備可以包括一個或更多的電容感應(yīng)元件。本文所闡述的操作不限于筆記本指針操作，而且能夠包括其他操作，如照明控制(調(diào)光器)、聲音控制、圖形均衡器控制、速度控制，或要求漸進的或離散的調(diào)節(jié)的其他控制操作。還應(yīng)該注意到電容感應(yīng)實現(xiàn)的這些實施方式可以與非電容感應(yīng)元件配合使用，包括但不限于選擇按鈕、滑塊(例如，顯示亮度和對比度)、滾動輪、多媒體控件(例如，聲音、快進等等)手寫識別和數(shù)字鍵盤操作。
[0043]實施方式的某些部分可以實現(xiàn)為計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品可包括存儲在計算機可讀介質(zhì)上的指令。這些指令可以被用于對通用或?qū)Ｓ锰幚砥鬟M行編程來執(zhí)行所描述的操作。計算機可讀的介質(zhì)包括用于以機器(例如，計算機)可讀的形式(例如，軟件、處理應(yīng)用程序)存儲或傳輸信息的任何機構(gòu)。計算機可讀的存儲介質(zhì)可以包括，但不限于，磁存儲介質(zhì)(例如，軟盤)、光存儲介質(zhì)(例如，⑶-ROM)、磁-光存儲介質(zhì)、只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、可擦除可編程存儲器(例如，EPROM和EEPR0M)、閃存，或者適合于存儲電子指令的其他類型的介質(zhì)。計算機可讀的傳輸介質(zhì)包括，但不限于，電的、光的、聲音的，或者其他形式的傳播信號(例如，載波、紅外信號、數(shù)字信號等等之類)，或適合于傳輸電子指令的其他類型的介質(zhì)。
[0044]此外，某些實施方式可以在分布式計算環(huán)境中實施，其中，計算機可讀介質(zhì)被存儲于一個以上的計算機系統(tǒng)上和/或者由其執(zhí)行。此外，在計算機系統(tǒng)之間傳輸?shù)男畔⒖梢酝ㄟ^連接計算機系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)或者被拖進或者被推出。
[0045]雖然本文方法的操作以特定的順序顯示或闡述，但是每種方法的操作的順序可以被修改，以使某些操作可以以相反的順序被執(zhí)行，或者使某些操作可以至少部分地與其他操作并行執(zhí)行。在其他的實施方式中，不同操作的指令或子操作可以以斷斷續(xù)續(xù)的和/或者交替的方式進行。
[0046]本文所述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以適當(dāng)?shù)亟M合到本發(fā)明的一個或更多的實施方式中。此外，雖然本發(fā)明已經(jīng)通過幾個實施方式的例子進行了闡述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會認(rèn)識到本發(fā)明并不限于所闡述的實施方式。本發(fā)明的實施方式能夠在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)進行修改和改進來被實施。說明書和附圖因此被認(rèn)為是說明性的，而不是對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中: 測量基準(zhǔn)感應(yīng)元件的電容， 將所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的所測量的電容與目標(biāo)測量輸出值相比較，以及 校準(zhǔn)所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的電容測量值，以產(chǎn)生感應(yīng)參數(shù)值； 將多個電容感應(yīng)元件的每一個的基于所述感應(yīng)參數(shù)值測量的電容與所述多個電容感應(yīng)元件的每一個的基準(zhǔn)電容值進行比較，以確定電容差值；以及 當(dāng)所述電容感應(yīng)元件的所述電容差值大于閾值時，探測到電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的所述初始化過程中，所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件不響應(yīng)所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中校準(zhǔn)所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件還包括將感應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)到所述感應(yīng)參數(shù)值，以將所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的所測量的電容設(shè)置到所述目標(biāo)測量輸出值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述感應(yīng)參數(shù)是連接到所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的電容傳感器的電流源的電流。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述感應(yīng)參數(shù)是連接到所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的電容傳感器的電壓源的電壓。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述感應(yīng)參數(shù)可由處理設(shè)備編程。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的所述初始化過程中，探測所述電容感應(yīng)元件附近的所述導(dǎo)電物體的存在。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個電容感應(yīng)元件的每一個的基準(zhǔn)電容值被存儲于非易失性存儲器中。
9.一種系統(tǒng),包括: 耦合到包含感應(yīng)參數(shù)的電容傳感器的處理設(shè)備，所述處理設(shè)備被配置為: 測量基準(zhǔn)感應(yīng)元件的電容， 將所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的所測量的電容與目標(biāo)測量輸出值進行比較， 將所述感應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)到感應(yīng)參數(shù)值，以將所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的所測量的電容設(shè)置到所述目標(biāo)測量輸出值。 將多個電容感應(yīng)元件的每一個的電容與所述多個電容感應(yīng)元件的每一個的基準(zhǔn)電容值進行比較，以確定電容差值，以及 當(dāng)所述電容感應(yīng)元件的所述電容差值大于閾值時，探測到電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述電容傳感器被配置為基于所述感應(yīng)參數(shù)值測量所述多個電容感應(yīng)元件的每一個的電容。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述多個電容感應(yīng)元件的每一個的基準(zhǔn)電容值被存儲在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的非易失性存儲器中。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中，所述電容感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電性物體的存在被探測。
13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中，所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件不響應(yīng)所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。
14.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述感應(yīng)參數(shù)是可編程的電流。
15.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括具有第一側(cè)和第二側(cè)的印刷電路板，所述第一側(cè)包括設(shè)置于其上的電容感應(yīng)陣列，所述第二側(cè)包括設(shè)置于其上的所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件。
16.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括印刷電路板，所述印刷電路板包括覆蓋所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的覆蓋層，使得在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程中，所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件不響應(yīng)所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件附近的導(dǎo)電物體的存在。
17.一種包含數(shù)據(jù)的計算機可讀介質(zhì)，當(dāng)所述數(shù)據(jù)被計算機訪問時，使所述計算機執(zhí)行包括以下步驟的方法: 在觸摸感應(yīng)設(shè)備的初始化過程啟動期間，測量基準(zhǔn)感應(yīng)元件的電容，將所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的所測量的電容與目標(biāo)測量輸出值進行比較，并且校準(zhǔn)基準(zhǔn)感應(yīng)元件的測量值以產(chǎn)生感應(yīng)參數(shù)值； 將多個電容感應(yīng)元件的每一個的基于所述感應(yīng)參數(shù)值測量的電容與存儲在非易失性存儲器中的、所述多個電容感應(yīng)元件的每一個的基準(zhǔn)電容值進行比較，以確定電容差值；以及 在所述觸摸感應(yīng)設(shè)備 的初始化過程啟動期間，當(dāng)所述電容感應(yīng)元件的所述電容差值大于觸摸閾值時，探測到電容感應(yīng)元件上的觸摸物體附近的導(dǎo)電物體的存在。
18.如權(quán)利要求17所述的方法,其中所述方法還包括將感應(yīng)參數(shù)調(diào)節(jié)為感應(yīng)參數(shù)值，以將所述基準(zhǔn)感應(yīng)元件的電容設(shè)置至目標(biāo)測量輸出值。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述感應(yīng)參數(shù)是連接到所述觸摸感應(yīng)設(shè)備的電容傳感器的電流源的電流。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述電容感應(yīng)元件上的電容由電容傳感器測量。
【文檔編號】G01R27/26GK103430032SQ201180068802
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月14日
【發(fā)明者】克里斯托弗·L·揚格 申請人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司