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移動(dòng)設(shè)備中接近和觸摸檢測(cè)的改進(jìn)的精確性的方法和設(shè)備與流程

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移動(dòng)設(shè)備中接近和觸摸檢測(cè)的改進(jìn)的精確性的方法和設(shè)備與流程

本發(fā)明一般涉及傳感器,并且更具體地涉及移動(dòng)設(shè)備中接近(proximity)和觸摸檢測(cè)的改進(jìn)的精確性的方法和設(shè)備。



背景技術(shù):

智能電話和其它移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)迅速變得在全世界范圍內(nèi)無(wú)處不在。通常在餐廳、在等候室中或在街角看到使用中的移動(dòng)電話和平板計(jì)算機(jī)。移動(dòng)設(shè)備被用于玩游戲、拍照、聆聽(tīng)音樂(lè)、社交聯(lián)網(wǎng)或簡(jiǎn)單地經(jīng)由內(nèi)置麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器與另一個(gè)人交談。

移動(dòng)設(shè)備通過(guò)使家庭和朋友保持通信、允許將任何時(shí)刻捕捉為照片或視頻,并且提供在緊急情況下聯(lián)系某人的手段而豐富了生活。同時(shí),移動(dòng)設(shè)備對(duì)用戶構(gòu)成某些危險(xiǎn)。當(dāng)駕駛員被傳入的文本消息或進(jìn)行中的電話呼叫所分心時(shí)發(fā)生事故。行人由于更密切關(guān)注移動(dòng)設(shè)備而不是附近的交通而受傷或被殺。此外,存在從移動(dòng)設(shè)備發(fā)出的輻射將被人體吸收并且導(dǎo)致對(duì)用戶健康的破壞的潛在可能。

圖1a圖示了移動(dòng)設(shè)備10。移動(dòng)設(shè)備10是觸摸屏平板蜂窩式(蜂窩)電話。在其它實(shí)施例中,移動(dòng)設(shè)備10是平板計(jì)算機(jī)、尋呼機(jī)、GPS接收器、智能手表或其它可穿戴計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、手持游戲控制臺(tái)或能夠無(wú)線電通信的任何其它設(shè)備。

移動(dòng)設(shè)備10包括在移動(dòng)設(shè)備的前側(cè)上的觸摸屏12。觸摸屏12用于顯示圖形用戶界面(GUI)。觸摸屏12上的GUI向用戶呈現(xiàn)如由移動(dòng)設(shè)備10的操作系統(tǒng)確定的反饋、通知和其它信息。觸摸屏12對(duì)來(lái)自移動(dòng)設(shè)備10的用戶的身體部分的物理觸摸敏感。觸摸屏12利用電阻、電容、聲波、紅外格柵、光學(xué)成像或其它方法來(lái)確定用戶的觸摸的存在和位置。

在移動(dòng)設(shè)備10的一個(gè)常見(jiàn)使用場(chǎng)景中,觸摸屏12將按鈕顯示為GUI的部分,并且用戶觸摸觸摸屏上的按鈕的位置以執(zhí)行與按鈕相關(guān)聯(lián)的動(dòng)作。在一個(gè)實(shí)施例中,觸摸屏12顯示3x4電話小鍵盤(keypad)。用戶通過(guò)在其中顯示要撥號(hào)的期望號(hào)碼的位置處觸摸觸摸屏12來(lái)在所顯示的小鍵盤上撥號(hào)電話號(hào)碼。觸摸屏12顯示字母數(shù)字或其它鍵盤連同電話小鍵盤或作為對(duì)電話小鍵盤的替換,其中用戶在要在觸摸屏上所顯示的文本輸入字段中錄入的字母、數(shù)字或符號(hào)的位置中觸摸屏幕。觸摸屏12還用于觀看所下載或流式傳輸?shù)囊曨l,或玩游戲,其中用戶的觸摸控制視頻的回放或游戲的玩耍。在一些實(shí)施例中,當(dāng)觸摸屏的顯示組件被禁用時(shí),觸摸屏12對(duì)用戶的觸摸敏感。當(dāng)聆聽(tīng)音樂(lè)時(shí),用戶通過(guò)在屏幕12上繪制符號(hào)來(lái)暫停音樂(lè),或者前進(jìn)到下一音軌,即使在觸摸屏上沒(méi)有顯示任何事物。

按鈕14為觸摸屏12提供可替換的用戶輸入機(jī)制。按鈕14執(zhí)行取決于在移動(dòng)設(shè)備10上運(yùn)行的操作系統(tǒng)的編程的功能。在一個(gè)實(shí)施例中,按鈕14將觸摸屏12上的GUI返回到主屏幕,回到先前的GUI屏幕,或者在GUI上打開(kāi)菜單。在其它實(shí)施例中,按鈕14的功能基于在觸摸屏12上顯示的上下文而改變。

揚(yáng)聲器16向移動(dòng)設(shè)備10的用戶提供可聽(tīng)反饋。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10接收到傳入消息時(shí),揚(yáng)聲器16產(chǎn)生可聽(tīng)通知聲音以提醒用戶所接收到的消息。傳入電話呼叫導(dǎo)致來(lái)自揚(yáng)聲器16的響鈴聲音以提醒用戶。在其它實(shí)施例中,當(dāng)接收到傳入電話呼叫時(shí),經(jīng)由揚(yáng)聲器16播放經(jīng)由觸摸屏12上的GUI可選擇的音樂(lè)鈴聲。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10被用于參與電話呼叫時(shí),移動(dòng)設(shè)備的用戶對(duì)麥克風(fēng)17說(shuō)話,同時(shí)通過(guò)揚(yáng)聲器16再生(reproduce)另一對(duì)話參與者的語(yǔ)音。當(dāng)用戶觀看電影或玩游戲時(shí),與電影或游戲相關(guān)聯(lián)的聲音由揚(yáng)聲器16產(chǎn)生以供用戶聽(tīng)到。

前置(front facing)攝像機(jī)18向移動(dòng)設(shè)備10的操作系統(tǒng)提供視覺(jué)反饋。攝像機(jī)18創(chuàng)建面向觸摸屏12的區(qū)域的數(shù)字圖像。在運(yùn)行在移動(dòng)設(shè)備10上的視頻聊天應(yīng)用中使用攝像機(jī)18以在對(duì)話期間捕捉用戶面部的視頻。移動(dòng)設(shè)備10向另一位置中的另一移動(dòng)設(shè)備發(fā)射用戶的視頻,并且接收使用另一移動(dòng)設(shè)備的另一人員的流視頻,所述流視頻顯示在觸摸屏12上。攝像機(jī)18還用于自拍或拍取其它圖片。當(dāng)攝像機(jī)18用于拍取圖片時(shí),觸摸屏12顯示由攝像機(jī)捕捉的圖像使得觸摸屏是電子取景器。所捕捉到的照片存儲(chǔ)在移動(dòng)設(shè)備10內(nèi)的存儲(chǔ)器上以供隨后在觸摸屏12上進(jìn)行查看、在社交網(wǎng)絡(luò)上分享或備份到個(gè)人計(jì)算機(jī)。

外殼20為移動(dòng)設(shè)備10的內(nèi)部組件提供結(jié)構(gòu)支撐和保護(hù)。外殼20由堅(jiān)固的塑料或金屬材料制成以承受如果直接暴露則導(dǎo)致對(duì)移動(dòng)設(shè)備10內(nèi)的電路板和其它組件的傷害的環(huán)境危害。在一個(gè)實(shí)施例中,與觸摸屏12相對(duì)的外殼20的面板可移除以暴露諸如訂戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)卡、閃速存儲(chǔ)器卡或電池之類的移動(dòng)設(shè)備10的可互換部分。外殼20包括觸摸屏12之上的透明玻璃或塑料部分,其在允許通過(guò)外殼感測(cè)到用戶的觸摸的同時(shí)保護(hù)觸摸屏免受環(huán)境因素?fù)p害。

圖1b圖示了作為電話而操作移動(dòng)設(shè)備10的用戶30。外殼20的一部分被移除以圖示移動(dòng)設(shè)備10內(nèi)的天線32。用戶30將具有揚(yáng)聲器16的移動(dòng)設(shè)備10握持在用戶的耳朵上。麥克風(fēng)17定向?yàn)槌蛴脩?0的嘴部。當(dāng)用戶30說(shuō)話時(shí),麥克風(fēng)17檢測(cè)和數(shù)字化用戶的語(yǔ)音以供向用戶正在與之說(shuō)話的人員傳輸。用戶正在與之說(shuō)話的人員向移動(dòng)設(shè)備10發(fā)射經(jīng)數(shù)字化的語(yǔ)音信號(hào),所述語(yǔ)音信號(hào)在揚(yáng)聲器16上再生并且由用戶聽(tīng)到。用戶30由此通過(guò)使用移動(dòng)設(shè)備10與另一人員對(duì)話。

移動(dòng)設(shè)備10通過(guò)使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)或能夠進(jìn)行語(yǔ)音業(yè)務(wù)的其它網(wǎng)絡(luò)來(lái)發(fā)送用戶30的語(yǔ)音信號(hào),并且接收與其對(duì)話的人員的語(yǔ)音信號(hào)。在各種實(shí)施例中,移動(dòng)設(shè)備10通過(guò)Wi-Fi、藍(lán)牙、GSM、CDMA、LTE、HSPA+、WiMAX或其它無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型發(fā)射語(yǔ)音信號(hào)和其它數(shù)據(jù)。移動(dòng)設(shè)備10通過(guò)使用從RF天線32發(fā)出的射頻(RF)電磁波發(fā)射語(yǔ)音信號(hào)。移動(dòng)設(shè)備10中的RF放大器向天線32供應(yīng)電流,所述電流包含語(yǔ)音信息并且在射頻處振蕩。天線32通過(guò)周圍大氣輻射作為電磁波的電流能量。電磁波到達(dá)蜂窩塔,所述蜂窩塔繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)語(yǔ)音信號(hào)以最終被用戶30與之對(duì)話的人員接收。

圖1c是移動(dòng)設(shè)備10的RF段33的框圖。RF段33表示位于移動(dòng)設(shè)備10內(nèi)的電路板上的電路系統(tǒng)的部分。RF段33包括微控制器或中央處理單元(CPU)34、RF收發(fā)器36、RF放大器38和天線32。為了使移動(dòng)設(shè)備10接收音頻信號(hào)或其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),無(wú)線電波首先由天線32接收。傳入無(wú)線電波的振蕩電場(chǎng)和磁場(chǎng)在天線32中的電子上施加力,使電子振蕩并且在天線中產(chǎn)生電流。RF收發(fā)器36對(duì)傳入信號(hào)進(jìn)行解調(diào)以消除RF頻率并且向CPU 34發(fā)送底層數(shù)據(jù)。

當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10正在發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí),CPU 34首先提供要發(fā)射的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中,CPU 34從麥克風(fēng)17接收音頻數(shù)據(jù)并且在音頻數(shù)據(jù)上執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理功能。CPU 34執(zhí)行對(duì)于音頻數(shù)據(jù)而言所要求的任何數(shù)字信號(hào)處理或基帶處理,或者使用單獨(dú)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或基帶集成電路(IC)。在其它實(shí)施例中,發(fā)送非語(yǔ)音數(shù)據(jù),例如傳出文本消息或用戶30希望在觸摸屏12上查看的網(wǎng)站的統(tǒng)一資源定位符(URL)。一旦CPU 34已經(jīng)接收到或生成了要發(fā)射的數(shù)據(jù),從CPU向RF收發(fā)器36發(fā)送數(shù)據(jù)。RF收發(fā)器36通過(guò)使用用于移動(dòng)設(shè)備10與之通信的網(wǎng)絡(luò)的頻率調(diào)制數(shù)據(jù)來(lái)生成包含要發(fā)射的數(shù)據(jù)的RF信號(hào)。

從RF收發(fā)器36向RF放大器38發(fā)送RF信號(hào)。RF放大器38放大來(lái)自RF收發(fā)器36的信號(hào)以生成供天線32發(fā)射的較高功率RF信號(hào)。RF放大器38向天線32發(fā)送經(jīng)放大的RF信號(hào)。經(jīng)放大的RF信號(hào)導(dǎo)致天線32內(nèi)的電子的振蕩電流。振蕩電流產(chǎn)生繞天線32的振蕩磁場(chǎng)和沿天線的振蕩電場(chǎng)。時(shí)變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)輻射離開(kāi)天線32而到周圍環(huán)境中作為RF電磁波。

RF放大器38的輸出功率由CPU 34控制。CPU 34通過(guò)配置RF放大器38的增益設(shè)置來(lái)控制從天線32發(fā)出的RF信號(hào)的強(qiáng)度。從移動(dòng)設(shè)備10接收無(wú)線電波的設(shè)備可以是從對(duì)于家庭內(nèi)Wi-Fi而言幾英尺遠(yuǎn)到對(duì)于鄉(xiāng)村蜂窩服務(wù)而言幾英里遠(yuǎn),或者潛在地甚至更加遠(yuǎn)離移動(dòng)設(shè)備。RF放大器38的較高增益設(shè)置使較高功率電磁無(wú)線電波從移動(dòng)設(shè)備10發(fā)出。在更遠(yuǎn)離移動(dòng)設(shè)備10的位置處接收到較高功率電磁無(wú)線電波。

天線32是全向的,即天線近似相等地在每一個(gè)方向上從移動(dòng)設(shè)備10輻射能量。全向天線32為移動(dòng)設(shè)備10給出與蜂窩塔的良好連接性而不考慮移動(dòng)設(shè)備被握持在的角度。然而,由于天線32的全向性質(zhì),當(dāng)用戶握持移動(dòng)設(shè)備靠近身體部分時(shí),來(lái)自天線的顯著量的RF電磁輻射被輻射到用戶30中,如圖1b中所圖示的那樣。存在與來(lái)自移動(dòng)設(shè)備(諸如移動(dòng)設(shè)備10)的由人體吸收的RF輻射有關(guān)的一些健康擔(dān)憂。一些研究表明,由身體吸收的RF能量可能與癌癥和其它疾病有關(guān)聯(lián)。

比吸收率(SAR)是在暴露于RF電磁場(chǎng)時(shí)被人體以其吸收能量的比率的度量。SAR測(cè)量對(duì)100kHz與10GHz之間的電磁場(chǎng)的暴露。SAR評(píng)級(jí)通常與蜂窩電話和磁共振成像(MRI)掃描儀關(guān)聯(lián)地使用。

當(dāng)測(cè)量由于移動(dòng)設(shè)備10的SRA時(shí),將移動(dòng)設(shè)備放置在處于交談位置中的頭部處,如圖1b中所圖示的那樣。然后在整個(gè)頭部中具有最高吸收率的位置處測(cè)量SAR值,所述位置一般是頭部最接近于天線32的部分。在美國(guó),聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)要求移動(dòng)設(shè)備具有在包含吸收最多RF能量的1克組織的質(zhì)量的體積之上取得的處于或低于1.6瓦特每千克(W/kg)的SAR水平。在歐洲,歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CENELEC)指定在吸收最多RF能量的10克組織上平均的2W/kg的SAR限制。

限制來(lái)自移動(dòng)設(shè)備10的SAR的規(guī)定有效限制當(dāng)使用時(shí)靠近用戶30的身體的移動(dòng)設(shè)備的RF功率。限制RF輸出限制信號(hào)強(qiáng)度并且可以使移動(dòng)設(shè)備10到蜂窩電話發(fā)射塔的連接性降級(jí)。圖2a-2c示出SAR與移動(dòng)設(shè)備10距用戶30的距離的關(guān)系的圖表。在圖2a和2b中,RF放大器38具有恒定功率輸出。在圖2a中,CPU 34已經(jīng)將RF放大器38配置用于高RF功率和移動(dòng)設(shè)備10到蜂窩電話發(fā)射塔的良好連接性。線40圖示了在恒定RF功率輸出的情況下,SAR在移動(dòng)設(shè)備10移動(dòng)更加遠(yuǎn)離用戶30(即在圖2a中的圖表上更加靠右)時(shí)降低。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10移動(dòng)更加靠近用戶30時(shí),SAR增加。

從移動(dòng)設(shè)備10發(fā)出的輻射在輻射行進(jìn)更加遠(yuǎn)離天線32時(shí)衰減。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10直接靠近用戶30的頭部時(shí),從天線32發(fā)出的許多輻射集中在頭部的小區(qū)域上,導(dǎo)致高SAR。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10更加遠(yuǎn)離用戶30時(shí),輻射擴(kuò)散開(kāi)并且以較低能量水平撞擊用戶身體的較大區(qū)域。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10被舉起到頭部時(shí)撞擊用戶30的許多輻射將在移動(dòng)設(shè)備以一定距離被握持時(shí)錯(cuò)過(guò)用戶。

線40示出當(dāng)被配置用于高RF功率和良好連接性時(shí),移動(dòng)設(shè)備10將在移動(dòng)設(shè)備被握持在用戶30的身體部分的距離d內(nèi)時(shí)超過(guò)SAR規(guī)定限制42。在一個(gè)實(shí)施例中,移動(dòng)設(shè)備10在被配置用于高功率輸出時(shí)超過(guò)SAR規(guī)定限制42所在的距離d是10毫米(mm)。如圖2a中所配置的移動(dòng)設(shè)備10包括良好的連接性但是在與SAR規(guī)定的依從外。

確保移動(dòng)設(shè)備10的SAR保持在規(guī)定限制42以下的一種解決方案是降低移動(dòng)設(shè)備的RF輸出功率,如圖2b所圖示的那樣。線44示出當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10移動(dòng)得更加遠(yuǎn)離用戶30時(shí),SAR降低,如圖2a的配置一樣。然而,在圖2b中,移動(dòng)設(shè)備10被配置用于較低RF輸出,并且在移動(dòng)設(shè)備抵靠用戶30握持時(shí)不超過(guò)SAR規(guī)定限制42。較低RF輸出使移動(dòng)設(shè)備10依從SAR規(guī)定,但是降低移動(dòng)設(shè)備的連接性。

圖2c圖示了將移動(dòng)設(shè)備10的SAR維持在規(guī)定限制42以下的另一解決方案。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10被握持在距用戶30大于d的距離處時(shí),由線46圖示的移動(dòng)設(shè)備的RF輸出功率在類似于圖2a中圖示的較高功率設(shè)置的水平處。當(dāng)移動(dòng)設(shè)備10在用戶30的距離d(即在圖2a的配置中SAR將會(huì)超過(guò)規(guī)定限制42所在的距離)內(nèi)移動(dòng)時(shí),移動(dòng)設(shè)備的RF輸出降低以保持在規(guī)定限制以下。在距離d內(nèi)降低的RF輸出由線48圖示,其類似于圖2b的線44。如圖2c中所配置的,移動(dòng)設(shè)備10包括在距用戶30大于d的距離處被握持時(shí)的良好的連接性,以及當(dāng)在用戶的距離d內(nèi)被握持時(shí)保持在SAR規(guī)定限制42以下的降低的RF輸出。

為了實(shí)現(xiàn)圖2c中圖示的配置,移動(dòng)設(shè)備10包括用于檢測(cè)距用戶30的距離的接近傳感器。當(dāng)接近傳感器檢測(cè)到用戶30在接近傳感器的距離d內(nèi)時(shí),CPU 34降低RF放大器38的RF功率輸出以防止移動(dòng)設(shè)備10的SAR上升到規(guī)定限制42以上。當(dāng)接近傳感器檢測(cè)到在移動(dòng)設(shè)備10的距離d內(nèi)沒(méi)有人體時(shí),CPU 34增加RF功率輸出以改進(jìn)連接性。

移動(dòng)設(shè)備制造商的一個(gè)目標(biāo)是改進(jìn)接近傳感器的精確性。不精確的接近讀數(shù)導(dǎo)致移動(dòng)設(shè)備10的高功率模式在用戶30的距離d內(nèi)被啟用,違反SAR規(guī)定。不精確的接近讀數(shù)還導(dǎo)致移動(dòng)設(shè)備10的低功率模式在用戶30的距離d外被啟用,導(dǎo)致連接性的不必要的降級(jí)。精確的接近傳感器提供在移動(dòng)設(shè)備被移動(dòng)到人體的距離d內(nèi)時(shí)RF功率輸出的立即減小,和在移動(dòng)設(shè)備被移動(dòng)到人體的距離d外時(shí)RF功率輸出的立即增加。

存在在移動(dòng)設(shè)備中產(chǎn)生精確的接近讀數(shù)的許多挑戰(zhàn)。電容式觸摸傳感器必須被適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)以忽略環(huán)境的所檢測(cè)到的電容,并且僅報(bào)告由附近的人體導(dǎo)致的電容。電容式觸摸傳感器的校準(zhǔn)是一項(xiàng)挑戰(zhàn),因?yàn)槌渌蛩刂?,環(huán)境電容尤其將隨溫度和濕度而改變。此外,如果當(dāng)身體部分在傳感器的接近區(qū)域內(nèi)時(shí)發(fā)生校準(zhǔn),傳感器將身體部分包括在所忽略的環(huán)境電容中。取消可歸因于接近移動(dòng)設(shè)備的用戶的電容的一部分降低接近傳感器的靈敏度,潛在地防止檢測(cè)到接近。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

存在改進(jìn)移動(dòng)設(shè)備中的接近和觸摸檢測(cè)的精確性的需要。因此,在一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明是一種檢測(cè)接近的方法,包括以下步驟:提供包括接近傳感器的移動(dòng)設(shè)備,確定接近傳感器的補(bǔ)償值,以及將補(bǔ)償值與參考補(bǔ)償值比較以確定補(bǔ)償值的有效性。

在另一實(shí)施例中,本發(fā)明是一種檢測(cè)接近的方法,包括以下步驟:提供包括接近傳感器的移動(dòng)設(shè)備,確定接近傳感器的補(bǔ)償值,以及確定補(bǔ)償值的有效性。

在另一實(shí)施例中,本發(fā)明是一種檢測(cè)接近的方法,包括以下步驟:提供接近傳感器,以及確定接近傳感器的參考補(bǔ)償值。

在另一實(shí)施例中,本發(fā)明是一種接近傳感器,包括接近傳感器的參考補(bǔ)償值。比較器將第二補(bǔ)償值與參考補(bǔ)償值比較。

附圖說(shuō)明

圖1a-1c圖示了具有RF發(fā)射能力的移動(dòng)設(shè)備;

圖2a-2c圖示了在使用和不使用接近傳感器的情況下,SAR與對(duì)于移動(dòng)設(shè)備而言距人體的距離的關(guān)系;

圖3a-3b圖示了包括接近傳感器的移動(dòng)設(shè)備;

圖4a-4c圖示了接近感測(cè)元件、周圍屏蔽區(qū)域和人類手指之間的電場(chǎng);

圖5a-5b圖示了電容式觸摸控制器的內(nèi)部組件;

圖6a-6b圖示了在具有和沒(méi)有校準(zhǔn)的情況下的電容檢測(cè);

圖7a-7b圖示了校準(zhǔn)電容式觸摸控制器以補(bǔ)償環(huán)境電容的過(guò)程;

圖8a-8c圖示了用于電容式觸摸控制器的校準(zhǔn)的硬件寄存器;

圖9圖示了確定用戶與移動(dòng)設(shè)備的接近的過(guò)程;

圖10a-10b圖示了用于接近的確定的硬件寄存器;

圖11圖示了溫度對(duì)所檢測(cè)到的電容的影響;以及

圖12a-12b圖示了當(dāng)補(bǔ)償溫度的同時(shí)計(jì)算感測(cè)元件的電容的過(guò)程。

具體實(shí)施方式

在參考附圖的以下描述中在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中描述本發(fā)明,在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的元件。雖然在用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的最佳模式方面描述本發(fā)明,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到的是,意圖在于涵蓋如可以包括在如由隨附權(quán)利要求及其如由以下公開(kāi)內(nèi)容和附圖支持的等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換物、修改和等同物。

圖3a圖示了移動(dòng)設(shè)備10,其中觸摸屏12和外殼20的部分被移除以顯露具有CPU 34的印刷電路板(PCB)50、電容式觸摸控制器56、感測(cè)元件58和形成或布置在PCB上的屏蔽區(qū)域60。在其它實(shí)施例中,使用柔性印刷電路(FPC)而不是PCB 50。電容式觸摸控制器56和感測(cè)元件58形成用于移動(dòng)設(shè)備10的接近傳感器。在一些實(shí)施例中,使用不要求單獨(dú)的感測(cè)元件的接近傳感器。導(dǎo)電跡線62將感測(cè)元件58連接到電容式觸摸控制器56,而導(dǎo)電跡線64將屏蔽區(qū)域60連接到電容式觸摸控制器。導(dǎo)電跡線66提供CPU 34與電容式觸摸控制器56之間的通信。

PCB 50提供用于安裝電子部分和形成提供移動(dòng)設(shè)備10的功能所必要的導(dǎo)電跡線的基座。PCB 50包括如實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備10的功能所要求的未被圖示的其它電路元件和半導(dǎo)體封裝。PCB 50包括對(duì)于移動(dòng)設(shè)備10而言必要的所有電子部分。在其它實(shí)施例中,跨多個(gè)PCB拆分用于移動(dòng)設(shè)備10的電子部分。PCB 50包括附加部分,諸如通用串行總線(USB)端口、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃速存儲(chǔ)器、圖形處理單元(GPU)或芯片上系統(tǒng)(SoC)。

電容式觸摸控制器56是被設(shè)計(jì)成測(cè)量感測(cè)元件58的自電容或固有電容的IC。自電容是在導(dǎo)電元件(例如感測(cè)元件58)與接地電位(potential)之間測(cè)量的電容。當(dāng)要檢測(cè)的導(dǎo)電對(duì)象(例如用戶30的膝部、手指、手掌或面部)未存在于感測(cè)元件58附近時(shí),感測(cè)元件的自電容Csensor是環(huán)境電容Cenv。Cenv通過(guò)與感測(cè)元件附近的環(huán)境相互作用的來(lái)自感測(cè)元件58的電場(chǎng)來(lái)確定。特別地,來(lái)自感測(cè)元件58的電場(chǎng)與諸如屏蔽區(qū)域60、跡線62-66、功率和接地平面、導(dǎo)電通孔和IC之類的附近導(dǎo)電材料相互作用。當(dāng)用戶30的身體部分存在于感測(cè)元件58附近時(shí),感測(cè)元件的自電容Csensor是Cenv加上可歸因于身體部分的電容Cuser。經(jīng)由以下詳細(xì)解釋的過(guò)程來(lái)利用Cenv的值來(lái)校準(zhǔn)電容式觸摸控制器56,并且從感測(cè)元件58的總自電容減去Cenv。其余電容是可歸因于在感測(cè)元件58的接近區(qū)域中的用戶30的身體部分的自電容,即Cuser。在實(shí)踐中,電容式觸摸控制器56內(nèi)的可配置的電容器組取消或抵消對(duì)自電容的Cenv貢獻(xiàn),留下要測(cè)量的Cuser,盡管在其它實(shí)施例中使用從Csensor隔離出Cuser的其它方法。

如果Cuser(即所測(cè)量的可歸因于用戶30的感測(cè)元件58的自電容)近似地等于零,電容式觸摸控制器56經(jīng)由存儲(chǔ)器映射標(biāo)志以及中斷向CPU 34報(bào)告缺乏或沒(méi)有接近。如果Cuser超過(guò)與人體部分相關(guān)聯(lián)的閾值,電容式觸摸控制器56以類似的方式報(bào)告接近。除指示接近或其缺乏的標(biāo)志之外,電容式觸摸控制器56向CPU 34報(bào)告針對(duì)每一個(gè)Cuser測(cè)量的與Cuser成比例的數(shù)字值,是否檢測(cè)到接近。CPU 34使用用于簡(jiǎn)單應(yīng)用的接近標(biāo)志,其中僅需要接近或缺乏接近,并且使用數(shù)字Cuser值來(lái)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的功能。

電容式觸摸控制器56通過(guò)首先使用電容器組取消Cenv并且然后將其余電容Cuser轉(zhuǎn)換成成比例的電壓電位來(lái)對(duì)感測(cè)元件58的自電容進(jìn)行感測(cè)。在一些實(shí)施例中,感測(cè)元件58的整個(gè)自電容Csensor被轉(zhuǎn)換成成比例的電壓并且然后被降低了與Cenv成比例的電壓。使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將與Cuser成比例的所得到的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。處理數(shù)字Cuser值以確定Cuser是否超過(guò)確認(rèn)接近的閾值。

感測(cè)元件58是在PCB 50的表面上形成的方形銅塊,盡管在其它實(shí)施例中其它形狀和其它導(dǎo)電材料被用于感測(cè)元件。在一個(gè)實(shí)施例中,相同物理元件被用于天線32和感測(cè)元件58二者。在其中單個(gè)物理元件用于天線32和感測(cè)元件58的實(shí)施例中,電容器和電感器被用于對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行濾波以免到達(dá)電容式觸摸控制器56并且對(duì)較低頻率信號(hào)進(jìn)行濾波以免到達(dá)RF放大器38和RF收發(fā)器36。在其它實(shí)施例中,任何導(dǎo)電元件被用于感測(cè)元件58。

感測(cè)元件58經(jīng)由電場(chǎng)與諸如導(dǎo)電跡線、通孔和接地平面之類的附近導(dǎo)電材料以及用戶30的膝部、手指、手掌或面部相互作用。當(dāng)向感測(cè)元件58施加電荷時(shí),朝向感測(cè)元件吸引任何附近的導(dǎo)電材料內(nèi)的相反電荷。當(dāng)增加靠近感測(cè)元件58的導(dǎo)電材料量時(shí),較大量的電荷被吸引到感測(cè)元件以用于給定電壓。因此,感測(cè)元件58的自電容是靠近感測(cè)元件的導(dǎo)電材料的量的函數(shù)。具有到接地電位處的電路節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)電路徑的導(dǎo)電材料對(duì)自電容具有較大影響,因?yàn)榻拥毓?jié)點(diǎn)提供到導(dǎo)電材料中的附加電荷源。感測(cè)元件58通過(guò)接地節(jié)點(diǎn)將相反電荷吸引到附近的導(dǎo)電材料中。

屏蔽區(qū)域60提供大體上圍繞感測(cè)元件58的電磁屏蔽。形成在與感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60相對(duì)的PCB 50的表面上的屏蔽區(qū)域阻擋感測(cè)元件檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備10的背側(cè)上的導(dǎo)電材料。

屏蔽區(qū)域60電氣連接到電容式觸摸控制器56。當(dāng)測(cè)量感測(cè)元件的自電容時(shí),電容式觸摸控制器56以與感測(cè)元件58類似的電壓電位驅(qū)動(dòng)屏蔽區(qū)域60。在其它實(shí)施例中,屏蔽區(qū)域60電氣連接到接地電位。將屏蔽區(qū)域60連接到接地電位提供感測(cè)元件58的自電容的Cenv分量的增加。較高Cenv要求電容式觸摸控制器56內(nèi)的較大電容器組以抵消較高Cenv。以與感測(cè)元件58類似的電壓電位驅(qū)動(dòng)屏蔽區(qū)域60提供較低Cenv,并且降低電容式觸摸控制器56內(nèi)的電容器組的所要求尺寸。

導(dǎo)電跡線62將感測(cè)元件58連接到電容式觸摸控制器56。在一些實(shí)施例中,使用多個(gè)感測(cè)元件,其中每一個(gè)感測(cè)元件利用不同的導(dǎo)電跡線分別地連接到電容式觸摸控制器56。在一個(gè)實(shí)施例中,感測(cè)元件被用于實(shí)現(xiàn)按鈕14,其中在按鈕上感測(cè)到用戶30的接近時(shí)激活按鈕。電容式觸摸控制器56操縱感測(cè)元件58的電壓并且經(jīng)由導(dǎo)電跡線62檢測(cè)感測(cè)元件的自電容。導(dǎo)電跡線64將屏蔽區(qū)域60連接到電容式觸摸控制器56。電容式觸摸控制器56經(jīng)由導(dǎo)電跡線64控制屏蔽區(qū)域60的電壓以近似地等于感測(cè)元件58的電壓。

導(dǎo)電跡線66將CPU 34連接到電容式觸摸控制器56。跡線66包括用于對(duì)于CPU 34與電容式觸摸控制器56之間的通信而言必要的重置、中斷、數(shù)據(jù)、地址、時(shí)鐘、使能和其它信號(hào)的線路。在一個(gè)實(shí)施例中,CPU 34通過(guò)使用內(nèi)部集成電路(I2C)協(xié)議與電容式觸摸控制器56通信。在其它實(shí)施例中使用其它通信協(xié)議。

電容式觸摸控制器56的一些功能由CPU 34通過(guò)使用連接到電容式觸摸控制器上的引腳的單個(gè)導(dǎo)電跡線66控制,諸如啟用或禁用感測(cè)。通過(guò)由CPU 34從電容式觸摸控制器56內(nèi)的硬件寄存器讀取或向其寫入而實(shí)行其它功能。從電容式觸摸控制器56內(nèi)部的存儲(chǔ)器映射硬件寄存器讀取原始Cuser值。寄存器還被CPU 34用于設(shè)置電容式觸摸控制器56報(bào)告接近時(shí)的Cuser的閾值。利用電容式觸摸控制器56上的分立輸入或輸出引腳以及電容式觸摸控制器內(nèi)的硬件寄存器實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能。通過(guò)CPU 34切換(toggle)電容式觸摸控制器的重置輸入引腳或者通過(guò)CPU向電容式觸摸控制器內(nèi)的軟重置寄存器進(jìn)行寫入來(lái)重置電容式觸摸控制器56。

在圖3b中,用戶30將移動(dòng)設(shè)備10舉起到他或她的頭部。感測(cè)元件58的自電容由于感測(cè)元件和用戶之間的電場(chǎng)的相互作用而增加。在移動(dòng)設(shè)備10布置成接近用戶30之前,在移動(dòng)設(shè)備前方的區(qū)域被空氣占據(jù),空氣具有對(duì)自電容的比用戶的頭部更小的影響。電容式觸摸控制器56檢測(cè)感測(cè)元件58的自電容中的上升,并且通知CPU 34用戶30的接近。CPU 34因此降低RF放大器38的功率輸出,使得移動(dòng)設(shè)備10保持依從SAR規(guī)定。

圖4a是圖示了形成在PCB的頂表面上的感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60的PCB 50的部分橫截面。屏蔽區(qū)域70形成在與感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60相對(duì)的PCB 50的底表面上。可選覆蓋物(overlay)72形成在感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60之上以用于感測(cè)元件和屏蔽區(qū)域的物理隔離和保護(hù)。

PCB 50由與環(huán)氧酚醛棉紙、環(huán)氧樹(shù)脂、樹(shù)脂、玻璃織物、毛玻璃、聚酯和其它增強(qiáng)纖維或織物的組合的一層或多層聚四氟乙烯預(yù)浸漬(預(yù)浸)、FR-4、FR-1、CEM-1或CEM-3形成。對(duì)于移動(dòng)設(shè)備10的功能而言必要的電子組件(諸如導(dǎo)電跡線和IC)形成或布置在PCB 50的表面上。在一個(gè)實(shí)施例中,使用多層PCB 50,其包括PCB的頂表面和底表面之間的層上的電子組件。在PCB 50的不同層處的組件通過(guò)形成在PCB中的導(dǎo)電通孔連接。

感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60以及跡線62-66形成為PCB 50上的金屬層。在一個(gè)實(shí)施例中,感測(cè)元件58、屏蔽區(qū)域60和跡線62-66通過(guò)使用諸如絲網(wǎng)印刷、光刻或PCB研磨之類的減性方法由單個(gè)均勻金屬層形成。在其它實(shí)施例中,使用諸如物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、電鍍、無(wú)電式電鍍或另一合適金屬沉積工藝之類的加性或半加性方法。屏蔽區(qū)域70從與感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60類似的工藝形成。

感測(cè)元件58、屏蔽區(qū)域60、屏蔽區(qū)域70和導(dǎo)電跡線62-66包括一層或多層的鋁(Al)、銅(Cu)、錫(Sn)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、氧化銦錫(ITO)、印刷導(dǎo)電油墨或其它合適的導(dǎo)電材料。跡線62-66形成在與感測(cè)元件58相同的PCB的表面上。在其它實(shí)施例中,跡線62-66形成在與感測(cè)元件58相對(duì)的PCB的表面上或當(dāng)使用多層PCB時(shí)形成在中間層上。當(dāng)跡線未形成在與感測(cè)元件58相同的表面上時(shí),導(dǎo)電通孔被用于將跡線62-66連接到CPU 34、電容式觸摸控制器56、感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60。導(dǎo)電通孔將屏蔽區(qū)域60連接到屏蔽區(qū)域70,使得電容式觸摸控制器56將兩個(gè)屏蔽區(qū)域驅(qū)動(dòng)到類似的電壓電位。

屏蔽區(qū)域60和70提供噪聲阻擋功能,以及用于感測(cè)元件58的方向性。屏蔽區(qū)域60和70提供在除期望感測(cè)的方向之外的每一個(gè)方向上大體上圍繞感測(cè)元件58的電磁屏蔽。來(lái)自感測(cè)元件58的電場(chǎng)與屏蔽區(qū)域60和70相互作用,屏蔽區(qū)域60和70對(duì)自電容而不是與屏蔽區(qū)域相對(duì)的具有關(guān)于感測(cè)元件的動(dòng)態(tài)電容的其它對(duì)象有穩(wěn)定的影響。屏蔽區(qū)域60和70還降低電磁噪聲,其影響所檢測(cè)到的電容的精確性。

在屏蔽區(qū)域60和70在底部和側(cè)面上圍繞感測(cè)元件58的情況下,如圖4a-4c中所圖示的,身體部分在布置在與屏蔽區(qū)域70相對(duì)的感測(cè)元件58之上時(shí)被檢測(cè)到。當(dāng)用戶30的手指或其它身體部分布置在PCB 50的背側(cè)上(即在PCB的與感測(cè)元件58的相對(duì)側(cè)上)時(shí),屏蔽區(qū)域70限制電容式觸摸控制器56的檢測(cè)能力。在具有全向天線32的一些實(shí)施例中,不使用屏蔽區(qū)域70,使得用戶30的身體部分被檢測(cè)到,無(wú)論身體部分是在移動(dòng)設(shè)備10的前側(cè)還是背側(cè)上。在沒(méi)有屏蔽區(qū)域70的情況下,檢測(cè)到接近,并且當(dāng)用戶30的身體部分在移動(dòng)設(shè)備10的背側(cè)上的接近區(qū)域內(nèi)(例如用戶將移動(dòng)設(shè)備設(shè)置在他或她的膝部)時(shí),CPU 34降低移動(dòng)設(shè)備10的RF功率輸出。在其它實(shí)施例中,既不使用屏蔽區(qū)域60也不使用屏蔽區(qū)域70。

屏蔽區(qū)域60和70電氣連接到電容式觸摸控制器56。在對(duì)感測(cè)元件的自電容進(jìn)行感測(cè)時(shí),電容式觸摸控制器56將屏蔽區(qū)域60和70驅(qū)動(dòng)到與感測(cè)元件58類似的電壓電位。在其它實(shí)施例中,屏蔽區(qū)域60和70電氣連接到接地電位。將屏蔽區(qū)域60和70連接到接地電位提供由于提供被吸引到感測(cè)元件的電荷源的地所引起的感測(cè)元件58的自電容的Cenv分量的增加。較高Cenv要求電容式觸摸控制器56內(nèi)的較大電容器組以抵消較高Cenv。將屏蔽區(qū)域60和70驅(qū)動(dòng)到與感測(cè)元件58類似的電壓電位的電容式觸摸控制器56通過(guò)降低感測(cè)元件在屏蔽區(qū)域中吸引的電荷量來(lái)降低感測(cè)元件58的自電容。

覆蓋物72為感測(cè)元件58提供物理隔離和保護(hù)。覆蓋物72通過(guò)保護(hù)感測(cè)元件58免受諸如灰塵、污垢、雨水和風(fēng)之類的環(huán)境危害來(lái)增加移動(dòng)設(shè)備10的魯棒性。在一個(gè)實(shí)施例中,覆蓋物72是集成到外殼20中的塑料或玻璃片。覆蓋物72是半透明的、透明的或不透明的。覆蓋物72由具有足以允許電場(chǎng)在感測(cè)元件58與布置成接近感測(cè)元件的用戶30的身體部分之間傳播的電場(chǎng)介電常數(shù)的材料形成。

圖4b圖示了當(dāng)沒(méi)有人體部分處于感測(cè)元件的接近區(qū)域中時(shí)感測(cè)元件58與屏蔽區(qū)域60和70之間的電場(chǎng)。電場(chǎng)80在感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域60之間延伸。電場(chǎng)82在感測(cè)元件58和屏蔽區(qū)域70之間延伸。電場(chǎng)80和82是與感測(cè)元件58相互作用的電場(chǎng)的簡(jiǎn)化圖示。在實(shí)踐中,電場(chǎng)是復(fù)雜的并且不僅延伸到屏蔽區(qū)域60和70,而且延伸到靠近感測(cè)元件58的任何導(dǎo)電材料,諸如導(dǎo)電通孔或?qū)щ娵E線。感測(cè)元件58的環(huán)境自電容Cenv是來(lái)自與屏蔽區(qū)域60和70相互作用的感測(cè)元件和當(dāng)用戶30不在接近區(qū)域中時(shí)接近感測(cè)元件的其它導(dǎo)電材料的電場(chǎng)80和82的度量。

當(dāng)電荷存在于感測(cè)元件58上時(shí),電場(chǎng)80和82朝向感測(cè)元件吸引屏蔽區(qū)域60和70內(nèi)的相反電荷。當(dāng)在對(duì)象的原子中存在相比于質(zhì)子數(shù)目的過(guò)量電子時(shí),存在負(fù)電荷。當(dāng)相比于質(zhì)子數(shù)目存在不足的電子時(shí)存在正電荷。帶負(fù)電荷的材料吸引正電荷,并且?guī)д姾傻牟牧衔?fù)電荷。當(dāng)?shù)谝粚?duì)象具有正電荷時(shí),附近導(dǎo)電對(duì)象中的電子被吸引到第一對(duì)象,從而在附近對(duì)象中產(chǎn)生負(fù)電荷區(qū)域。當(dāng)?shù)谝粚?duì)象具有負(fù)電荷時(shí),附近導(dǎo)電對(duì)象中的電子被排斥,從而在附近對(duì)象中產(chǎn)生正電荷區(qū)域。負(fù)電荷和正電荷是相反物。

在圖4c中,用戶30的手指84接近感測(cè)元件58。雖然圖示了手指,但是也能夠檢測(cè)膝部、手掌、面部或其它導(dǎo)電對(duì)象。電場(chǎng)86將與感測(cè)元件58上的電荷相反的電荷吸引到手指84尖。被吸引在手指84中的電荷提升必須由電容式觸摸控制器56供應(yīng)到感測(cè)元件58以達(dá)到感測(cè)元件的給定電壓電位的電荷總量。由于每電壓的電荷是定義電容的公式,因此具有吸引到感測(cè)元件58的附加電荷的附加導(dǎo)電材料提升感測(cè)元件的自電容。在圖4c中,Cenv由電場(chǎng)80和82表示,Cuser由電場(chǎng)86表示,并且Csensor是Cenv和Cuser的和。

電容式觸摸控制器56測(cè)量到感測(cè)元件58的自電容已經(jīng)上升并且因此Cuser上升。在電容式觸摸控制器56的硬件寄存器內(nèi)設(shè)置標(biāo)志,并且電容式觸摸控制器斷言給CPU 34的中斷信號(hào)。CPU 34接收中斷并且執(zhí)行與新的接近讀數(shù)相關(guān)聯(lián)的程序代碼。在移動(dòng)設(shè)備10的情況中,CPU 34執(zhí)行降低RF放大器38的RF功率輸出以防止超過(guò)SAR規(guī)定限制42的代碼。在其它實(shí)施例中,其中電容感測(cè)用于實(shí)現(xiàn)按鈕14,CPU 34執(zhí)行當(dāng)感測(cè)到接近時(shí)與按鈕的按壓相關(guān)聯(lián)的程序代碼。

圖5a是電容式觸摸控制器56的內(nèi)部組件的框圖。偏移補(bǔ)償100包括可配置的電容器組,其被調(diào)節(jié)成近似地取消Cenv的影響使得由于用戶30的接近所引起的電容Cuser被隔離并且被精確地測(cè)量。來(lái)自寄存器106的數(shù)字值基于Cenv的先前讀數(shù)而配置偏移補(bǔ)償100中的電容器組。偏移補(bǔ)償100中的可配置電容器組被用于生成與之前檢測(cè)到的Cenv近似地成比例的電壓。偏移補(bǔ)償100還生成與Csensor(即感測(cè)元件58的總自電容)近似地成比例的電壓。偏移補(bǔ)償100從與Csensor成比例的電壓減去與Cenv成比例的電壓以產(chǎn)生與Cuser近似地成比例的電壓。與Cuser成比例的電壓從偏移補(bǔ)償100輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)102。Cuser、Csensor和Cenv每一個(gè)是由電容式觸摸控制器56和感測(cè)元件58形成的接近傳感器的不同電容值。

ADC 102從偏移補(bǔ)償100接收與Cuser(即可歸因于用戶30的感測(cè)元件58的自電容的部分)近似地成比例的模擬信號(hào)。ACD 102將來(lái)自偏移補(bǔ)償100的模擬輸入轉(zhuǎn)換成與Cuser近似地成比例的數(shù)字值,并且將數(shù)字值輸出到數(shù)字處理單元104。

數(shù)字處理單元104從ADC 102接收與Cuser近似地成比例的數(shù)字值并且將值寫入到寄存器106中的硬件寄存器。CPU 34被中斷,如果中斷未被掩蔽(mask)的話,以提醒CPU新的接近測(cè)量已經(jīng)完成。寫入到寄存器106中的寄存器的數(shù)字Cuser值通過(guò)讀取寄存器而對(duì)CPU 34可用。存儲(chǔ)在寄存器106的硬件寄存器中并且被CPU 34配置的不同數(shù)字值指示必須達(dá)到閾值Cuser以報(bào)告接近。如果來(lái)自ADC 102的數(shù)字Cuser值超過(guò)來(lái)自寄存器106的閾值,數(shù)字處理單元104使寄存器106中的接近狀態(tài)位變?yōu)檫壿嫛?”,并且CPU 34被中斷以處理接近事件。

參考溫度傳感器110連接到數(shù)字處理單元104以用于檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備10的溫度。溫度傳感器110是電容感測(cè)元件,類似于感測(cè)元件58,其被配置成具有對(duì)用戶30的接近的降低的靈敏度。電容式觸摸控制器56包括偏移補(bǔ)償和將溫度傳感器110的自電容轉(zhuǎn)換成數(shù)字值以供數(shù)字處理單元104使用的ADC。在其它實(shí)施例中,偏移補(bǔ)償100和ADC 102用于對(duì)感測(cè)元件58和溫度傳感器110的自電容進(jìn)行感測(cè)。自電容的讀數(shù)通過(guò)在感測(cè)元件58和溫度傳感器110的讀數(shù)之間交替而時(shí)間復(fù)用。

將電容元件用作溫度傳感器110改進(jìn)溫度傳感器110的讀數(shù)與感測(cè)元件58的自電容之間的線性度。將電容元件用作溫度傳感器110還通過(guò)對(duì)除溫度之外的影響感測(cè)元件58的自電容的其它環(huán)境因素的改變敏感而增強(qiáng)功能。電容式觸摸控制器56經(jīng)由溫度傳感器110的自電容感測(cè)環(huán)境改變,并且經(jīng)由溫度傳感器與感測(cè)元件之間的線性關(guān)系計(jì)算環(huán)境改變?nèi)绾斡绊懜袦y(cè)元件58的自電容。數(shù)字處理單元104基于使用溫度傳感器110測(cè)量的環(huán)境電容中的改變而調(diào)節(jié)來(lái)自ADC 102的數(shù)字Cuser讀數(shù)。

溫度傳感器110是連接到電容式觸摸控制器56的任何導(dǎo)電元件。在各種實(shí)施例中,溫度傳感器110是PCB 50上的平坦銅區(qū)域、PCB上的跡線、電容式觸摸控制器56的封裝上的引腳或電容式觸摸控制器的半導(dǎo)體管芯上的墊。在其它實(shí)施例中,溫度傳感器110是讀取溫度或移動(dòng)設(shè)備10的其它特定環(huán)境因素的傳感器,例如具有作為移動(dòng)設(shè)備的溫度的函數(shù)的電阻的熱敏電阻。

數(shù)字處理單元104基于來(lái)自溫度傳感器110的讀數(shù)和來(lái)自寄存器106的溫度系數(shù)值調(diào)節(jié)從ADC 102接收的Cuser的數(shù)字值。感測(cè)元件58的自電容以近似地線性方式隨溫度傳感器110的讀數(shù)變化。移動(dòng)設(shè)備10的制造商確定感測(cè)元件58的自電容與溫度傳感器110的自電容或其它讀數(shù)之間的關(guān)系。制造商在將移動(dòng)設(shè)備10交付給用戶30之前在寄存器106中存儲(chǔ)定義溫度讀數(shù)與自電容之間的關(guān)系的系數(shù)。

在不針對(duì)溫度和其它環(huán)境因素進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下,電容式觸摸控制器56檢測(cè)不同于距離d的距離處用戶30的接近,這導(dǎo)致不依從SAR規(guī)定或不必要降級(jí)的連接性。數(shù)字處理單元104精確地調(diào)節(jié)來(lái)自ADC 102的Cuser的數(shù)字值以計(jì)及由于溫度改變所引起的漂移。針對(duì)由于溫度改變所引起的電容漂移進(jìn)行調(diào)節(jié)提供針對(duì)自電容的讀數(shù)的改進(jìn)的精確性。

圖5b詳細(xì)圖示了硬件寄存器106。寄存器106包括中斷請(qǐng)求(IRQ)寄存器118、接近補(bǔ)償偏移(PROXOFFSET)寄存器120、有用接近讀數(shù)(PROXUSEFUL)寄存器122、接近檢測(cè)閾值(PROXTHRESH)寄存器124、溫度系數(shù)(TEMPCOEF)寄存器126和制造商處接近補(bǔ)償偏移(PROXOFFSET0)寄存器128。在其它實(shí)施例中使用其它寄存器。

IRQ寄存器118包括IRQ源位、IRQ掩蔽位和狀態(tài)位。IRQ源位指示硬件中斷的源,并且掩蔽位允許CPU 34“掩蔽掉(mask out)”特定中斷源,使得硬件中斷未針對(duì)特定中斷源而被觸發(fā)。當(dāng)發(fā)生CPU 34可以潛在地被編程以處理的事件時(shí)由電容式觸摸控制器56設(shè)置源位。當(dāng)被CPU 34讀取時(shí),源位被清除。掩蔽位被CPU 34設(shè)置或清除以控制相關(guān)聯(lián)的源位是否將實(shí)際上經(jīng)由硬件中斷信號(hào)而中斷CPU 34。

狀態(tài)位指示電容式觸摸控制器56中的元件的狀態(tài)而不導(dǎo)致CPU 34的中斷,并且不利用IRQ源位來(lái)清除。在一些實(shí)施例中,將IRQ源位映射到電容式觸摸控制器56的第一存儲(chǔ)器地址,將IRQ掩蔽位映射到第二存儲(chǔ)器地址,并且將狀態(tài)位映射到第三存儲(chǔ)器地址。IRQ寄存器118的IRQ源位由電容式觸摸控制器56的內(nèi)部電路系統(tǒng)設(shè)置成觸發(fā)CPU 34的中斷。電容式觸摸控制器56通過(guò)在跡線66的IRQ線路上斷言中斷信號(hào)來(lái)觸發(fā)CPU 34的中斷。當(dāng)CPU 34被電容式觸摸控制器56中斷時(shí),CPU讀取IRQ寄存器118的IRQ源位以確定中斷的源。CPU 34取決于發(fā)生哪種中斷而執(zhí)行不同的程序。

IRQ寄存器118包括用于當(dāng)新檢測(cè)到接近時(shí)、當(dāng)不再檢測(cè)到接近時(shí)、當(dāng)已經(jīng)完成用于校準(zhǔn)的Cenv的計(jì)算時(shí)、以及當(dāng)已經(jīng)測(cè)量Cuser時(shí)的不同的IRQ源位。當(dāng)事件導(dǎo)致中斷時(shí),與所發(fā)生的事件相關(guān)聯(lián)的源位變?yōu)檫壿嫛?”。當(dāng)CPU 34讀取IRQ寄存器118的IRQ源位時(shí)清除所有IRQ源位。IRQ寄存器118的一些IRQ源位被CPU 34和電容式觸摸控制器56的控制功能寫入。CPU 34通過(guò)將邏輯“1”寫入到校準(zhǔn)完成IRQ源位來(lái)觸發(fā)新的Cenv校準(zhǔn)計(jì)算。CPU 34在完成Cenv校準(zhǔn)計(jì)算時(shí)中斷,并且用于Cenv補(bǔ)償?shù)脑次槐籆PU讀取為邏輯“1”。

IRQ寄存器118包括用于每一個(gè)IRQ源位的掩蔽位。IRQ寄存器118的掩蔽位確定相關(guān)聯(lián)的源位是否將實(shí)際上導(dǎo)致斷言到CPU 34的中斷信號(hào)。如果用于IRQ源的掩蔽位被設(shè)置成邏輯“1”,用于中斷源的源位將被照常設(shè)置成邏輯“1”,但是到CPU 34的硬件中斷信號(hào)將不被電容式觸摸控制器56斷言。如果CPU 34被編程為使用存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中的原始Cuser值,CPU不掩蔽用于Cuser的新讀數(shù)的中斷源。然而,如果CPU 34被編程為使用由電容式觸摸控制器56確定的接近狀態(tài),而不是存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中的原始Cuser值,CPU掩蔽掉用于新接近讀數(shù)的中斷并且不掩蔽用于接近狀態(tài)改變的中斷。在一個(gè)實(shí)施例中,CPU 34掩蔽IRQ寄存器118的每一個(gè)中斷源并且輪詢IRQ寄存器以確定是否需要采取動(dòng)作。

PROXOFFSET寄存器120包含針對(duì)偏移補(bǔ)償100中的電容器組確定的最新補(bǔ)償值。利用偏移補(bǔ)償100中的電容器組,通過(guò)使用二分法算法確定存儲(chǔ)在PROXOFFSET寄存器120中的補(bǔ)償值。使用用于PROXOFFSET寄存器120的第一值,并且在數(shù)字處理單元104中捕捉原始Cuser值。如果Cuser非零,則在朝向零移動(dòng)Cuser所必需的方向上修改PROXOFFSET寄存器120。在給定PROXOFFSET寄存器120的粒度和偏移補(bǔ)償100中的電容器組的情況下,算法繼續(xù)修改PROXOFFSET寄存器120直至Cuser盡可能接近零。如果PROXOFFSET寄存器120使Cuser在沒(méi)有用戶30的部分接近感測(cè)元件58時(shí)等于零,偏移補(bǔ)償100中的電容器組取消Cenv,使得在用戶接近時(shí)Cuser的精確讀數(shù)是可能的。確定用于PROXOFFSET寄存器120的補(bǔ)償值的過(guò)程對(duì)電容式觸摸控制器56進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)電容式觸摸控制器56重計(jì)算抵消Cenv所必需的補(bǔ)償值時(shí),CPU 34被中斷,除非CPU掩蔽掉中斷。

PROXUSEFUL寄存器122包含Cuser的最新讀數(shù)。PROXUSEFUL寄存器122包含由電容式觸摸控制器56和感測(cè)元件58形成的接近傳感器的電容值。數(shù)字處理單元104在每次感測(cè)元件58的自電容被轉(zhuǎn)換成新的數(shù)字Cuser值時(shí)填入PROXUSEFUL寄存器122。在一個(gè)實(shí)施例中,數(shù)字處理單元104將來(lái)自ACD 102的原始Cuser值置于PROXUSEFUL寄存器122中。在其它實(shí)施例中,數(shù)字處理單元104在填入PROXUSEFUL寄存器122之前調(diào)節(jié)Cuser值,例如通過(guò)針對(duì)Cenv的漂移而調(diào)節(jié)Cuser,或者通過(guò)對(duì)高頻噪聲進(jìn)行濾波。當(dāng)數(shù)字處理單元104將新的Cuser值置于PROXUSEFUL寄存器122中時(shí),CPU 34被中斷,除非CPU掩蔽掉中斷。CPU 34讀取PROXUSEFUL寄存器122以確定感測(cè)元件58的自電容的Cuser分量的最新讀數(shù)。

PROXTHRESH寄存器124被CPU 34用于設(shè)置當(dāng)電容式觸摸控制器56報(bào)告用戶30的接近時(shí)PROXUSEFUL寄存器122中的Cuser的閾值。PROXTHRESH寄存器124的較低值允許對(duì)用戶30的接近的較高靈敏度和在較大距離處的檢測(cè),而用于PROXTHRESH寄存器的較高值提供更好的抗噪聲能力。當(dāng)數(shù)字處理單元104在PROXUSEFUL寄存器122中輸入新的Cuser值時(shí),電容式觸摸控制器56將PRXUSEFUL寄存器值與PROXTHRESH寄存器124中的值比較。如果PROXUSEFUL寄存器122大于PROXTHRESH寄存器124,檢測(cè)到接近。如果先前的PROXUSEFUL寄存器122值小于PROXTHRESH寄存器124,CPU 34被電容式觸摸控制器56中斷以報(bào)告新的接近檢測(cè)事件,除非CPU已經(jīng)掩蔽中斷。如果PROXUSEFUL寄存器122小于PROXTHRESH寄存器124,則檢測(cè)到?jīng)]有接近。如果先前的PROXUSEFUL寄存器122值大于PROXTHRESH寄存器124,CPU 34被電容式觸摸控制器56中斷,除非被掩蔽,以報(bào)告已經(jīng)移除先前檢測(cè)到的接近區(qū)域中的用戶30的身體部分。IRQ寄存器118中的狀態(tài)位報(bào)告是否在最新的自電容讀數(shù)上檢測(cè)到接近而不管由CPU 34執(zhí)行的任何中斷掩蔽或清除。

TEMPCOEF寄存器126是特別針對(duì)移動(dòng)設(shè)備10計(jì)算的參數(shù),其指示電容式觸摸控制器56的電容讀數(shù)受移動(dòng)設(shè)備的溫度和其它環(huán)境因素影響的程度。影響感測(cè)元件58的自電容的移動(dòng)設(shè)備10的每一個(gè)組件包括組件對(duì)電容的影響和組件的溫度之間的近似地線性關(guān)系。影響感測(cè)元件58的自電容的組件包括電阻器、電感器和PCB 50上的跡線、屏蔽區(qū)域60和70,以及包括CPU 34和電容式觸摸控制器56的IC。

當(dāng)制造移動(dòng)設(shè)備10時(shí),移動(dòng)設(shè)備的制造商確定當(dāng)溫度波動(dòng)時(shí)移動(dòng)設(shè)備中的所有組件對(duì)感測(cè)元件58的自電容的累積影響。制造商使用電容式觸摸控制器56確定在移動(dòng)設(shè)備10處于兩個(gè)或更多不同溫度的情況下并且在沒(méi)有用戶30接近移動(dòng)設(shè)備的情況下感測(cè)元件58的自電容。確定溫度傳感器110的讀數(shù)與感測(cè)元件58的自電容之間的線性關(guān)系,并且由制造商將定義關(guān)系的系數(shù)存儲(chǔ)在TEMPCOEF寄存器126中。在一個(gè)實(shí)施例中,TEMPCOEF寄存器126被實(shí)現(xiàn)為一次可編程只讀存儲(chǔ)器,使得TEMPCOEF寄存器的值隨后不被CPU 34或電容式觸摸控制器56改變。在Cuser的后續(xù)讀取期間,數(shù)字處理單元104使用TEMPCOEF寄存器126中的值以針對(duì)在將Cuser存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中之前的溫度改變所引起的漂移而調(diào)節(jié)Cuser。

PROXOFFSET0寄存器128包含在制造移動(dòng)設(shè)備時(shí)由移動(dòng)設(shè)備10的制造商確定的參考補(bǔ)償值。移動(dòng)設(shè)備10的制造商在沒(méi)有用戶30接近感測(cè)元件58的情況下在已知狀態(tài)中執(zhí)行與移動(dòng)設(shè)備的自電容校準(zhǔn)。在沒(méi)有用戶30接近的情況下Cenv的讀數(shù)在PROXOFFSET0寄存器128中被存儲(chǔ)為已知有效補(bǔ)償值,在一個(gè)實(shí)施例中所述PROXOFFSET0寄存器128被實(shí)現(xiàn)為一次可編程只讀存儲(chǔ)器。PROXOFFSET0寄存器128在電容式觸摸控制器56的隨后校準(zhǔn)期間被用作參考補(bǔ)償值以確定存儲(chǔ)在PROXOFFSET寄存器120中的補(bǔ)償值是否有效或者接近感測(cè)元件58的用戶30的部分是否破壞校準(zhǔn)。

在稍后校準(zhǔn)之后,電容式觸摸控制器56將所檢測(cè)到的Cenv補(bǔ)償值置于PROXOFFSET寄存器120中。PROXOFFSET寄存器120具有基于PROXOFFSET0寄存器128的值和由于溫度、濕度和其它環(huán)境因素所引起的Cenv的正常波動(dòng)而確定的有效補(bǔ)償值的已知范圍。當(dāng)發(fā)生校準(zhǔn)并且PROXOFFSET寄存器120包含相對(duì)于PROXOFFSET0寄存器128中的值的用于PROXOFFSET寄存器的正常操作范圍外的補(bǔ)償值時(shí),電容式觸摸控制器56確定用戶30的接近影響自電容讀數(shù)。PROXOFFSET寄存器120中的值被丟棄并且在預(yù)確定的時(shí)間段之后自動(dòng)再次執(zhí)行校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中,未自動(dòng)執(zhí)行第二校準(zhǔn),而是代替地CPU 34被中斷以確定如何繼續(xù)進(jìn)行。

在一些實(shí)施例中,制造商在沒(méi)有用戶接近感測(cè)元件58的情況下計(jì)算PROXOFFSET,并且再次在具有接近感測(cè)元件的身體部分或?qū)ι眢w部分的電容影響進(jìn)行近似的另一導(dǎo)電對(duì)象的情況下計(jì)算PROXOFFSET。PROXOFFSET0寄存器128被設(shè)置成在兩個(gè)PROXOFFSET讀數(shù)之間的作為用于接近的參考閾值的值。電容式觸摸控制器56隨后將PROXOFFSET0寄存器128用作用于在PROXOFFSET寄存器120未被初始化時(shí)(例如在重置之后和在校準(zhǔn)之前)確定接近的閾值。如果感測(cè)元件58的總自電容Csensor在由PROXOFFSET0寄存器128設(shè)置的水平以上,電容式觸摸控制器56向CPU 34報(bào)告接近。當(dāng)PROXOFFSET寄存器120未被初始化時(shí)利用PROXOFFSET0寄存器128檢測(cè)接近允許在電容式觸摸控制器56啟動(dòng)之后不久發(fā)生接近檢測(cè),從而降低利用接近的用戶30啟用的高功率RF模式的可能性。

在一個(gè)實(shí)施例中,PROXOFFSET0寄存器128被用于確定在PROXOFFSET寄存器120被初始化之后的接近。如果基于PROXOFFSET寄存器120或PROXOFFSET0寄存器128做出接近的確定,電容式觸摸控制器56向CPU 34報(bào)告接近。

圖6a圖示了在沒(méi)有補(bǔ)償以消除環(huán)境電容Cenv的影響的情況下感測(cè)元件58的自電容。圖6a的圖包括在水平軸上的時(shí)間和在豎直軸上的感測(cè)元件58的自電容Csensor。圖6a示出具有在點(diǎn)130處的新接近讀數(shù)的隨時(shí)間發(fā)生的接近事件。接近事件在點(diǎn)132處結(jié)束。在沒(méi)有補(bǔ)償感測(cè)元件58的自電容以消除環(huán)境電容的影響的情況下,Cuser的貢獻(xiàn)是被檢測(cè)的總自電容的小百分比,并且進(jìn)行分辨是具有挑戰(zhàn)性的。在一個(gè)實(shí)施例中,感測(cè)元件58的環(huán)境電容Cenv近似地為10皮法(pF)而針對(duì)接近的要檢測(cè)的電容改變Cuser為近似地.01pF。

此外,校準(zhǔn)偏移補(bǔ)償100以忽視感測(cè)元件58的環(huán)境自電容允許ADC 102在Cenv和Cenv+Cuser之間的電容范圍中給出較高分辨率讀數(shù)。電容水平134指示在ADC 102的最大數(shù)字輸出處的自電容,其小于環(huán)境電容。在ADC 102被配置成輸出延伸超出Cenv+Cuser的值以感測(cè)電容而沒(méi)有補(bǔ)償?shù)那闆r下,ADC包括在Cenv以上的電容的活動(dòng)范圍中的較低分辨率數(shù)字輸出。

圖6b是如圖6a中所示的類似繪圖,其中水平軸反映時(shí)間。圖6b的豎直軸示出其中Cenv被偏移補(bǔ)償100中的電容器組消除掉的Csensor,如被PROXOFFSET寄存器120配置的那樣。當(dāng)用戶30未處于接近區(qū)域中(即在點(diǎn)130和132之間的區(qū)域外部)時(shí),從ADC 102輸出到數(shù)字處理單元104的電容讀數(shù)接近0浮動(dòng)。當(dāng)用戶30在點(diǎn)130處在感測(cè)元件58的接近區(qū)域內(nèi)移動(dòng)身體部分時(shí),ADC 102輸出的電容讀數(shù)反映可歸因于用戶的自電容的值并且不包括可歸因于環(huán)境因素的電容。ADC 102被配置成使得Cuser是ADC的數(shù)字輸出的總范圍的有效部分。ADC 102給出零與Cuser之間的電容的活動(dòng)范圍的高分辨率讀數(shù)。在點(diǎn)130和132之間,Cuser和因此PROXUSEFUL寄存器122高于PROXTHRESH寄存器124中的值。電容式觸摸控制器56向CPU 34報(bào)告用戶處于接近區(qū)域中。

圖7a圖示了移動(dòng)設(shè)備10的制造商在移動(dòng)設(shè)備的制造期間確定感測(cè)元件58的環(huán)境自電容并且在PROXOFFSET0寄存器128中保存值的過(guò)程。在步驟150期間,移動(dòng)設(shè)備10的制造商計(jì)算Cenv,即移動(dòng)設(shè)備的部分對(duì)感測(cè)元件58的自電容的貢獻(xiàn)。制造商確保在Cenv的計(jì)算期間,鄰近于感測(cè)元件58的區(qū)域大體上沒(méi)有對(duì)電容具有影響的移動(dòng)設(shè)備10外部的任何人體或其它導(dǎo)電材料。通過(guò)限制外部電容影響,在制造期間Cenv的初始計(jì)算已知為由于移動(dòng)設(shè)備10的導(dǎo)電組件所引起的感測(cè)元件58上的自電容的精確讀數(shù)。

步驟150涉及移動(dòng)設(shè)備10的制造商運(yùn)行電容式觸摸控制器56的正常校準(zhǔn)過(guò)程以在PROXOFFSET寄存器120中填入值。二分法算法確定PROXOFFSET寄存器120的值,其將偏移補(bǔ)償100中的電容器組配置成給出盡可能接近0的ADC 102輸出。在一個(gè)實(shí)施例中,校準(zhǔn)導(dǎo)致存儲(chǔ)在PROXOFFSET寄存器120中與Cenv成比例的數(shù)字值。在其它實(shí)施例中,RPOXOFFSET寄存器120的每一位控制構(gòu)成偏移補(bǔ)償100中的電容器組的不同的開(kāi)關(guān)電容器。

在移動(dòng)設(shè)備被制造之后,每一個(gè)單獨(dú)的移動(dòng)設(shè)備10與除Cenv之外的電容影響隔離地啟動(dòng)。CPU 34識(shí)別到PROXOFFSET0寄存器128在啟動(dòng)時(shí)間未被初始化,并且運(yùn)行例程以檢測(cè)Cenv并且填入PROXOFFSET寄存器120。在其它實(shí)施例中,制造商針對(duì)給定生產(chǎn)線僅檢測(cè)Cenv一次,并且使用相同的Cenv值來(lái)設(shè)置用于被制造成相同規(guī)范的每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備10的PROXOFFSET0寄存器128。

在步驟152中,將由移動(dòng)設(shè)備10的制造商已知為包括Cenv而沒(méi)有明顯外部貢獻(xiàn)的PROXOFFSET寄存器120的值存儲(chǔ)在PROXOFFSET0寄存器128中。在其中啟動(dòng)每一個(gè)單獨(dú)的移動(dòng)設(shè)備10以計(jì)算在制造之后的Cenv的實(shí)施例中,CPU 34的編程實(shí)現(xiàn)PROXOFFSET0寄存器128未被初始化,導(dǎo)致PROXOFFSET的計(jì)算,并且然后導(dǎo)致PROXOFFSET寄存器120中的最新值被存儲(chǔ)在PROXOFFSET0寄存器中。在其中制造商計(jì)算要編程到每一個(gè)移動(dòng)設(shè)備10的PROXOFFSET0寄存器128中的單個(gè)Cenv值的實(shí)施例中,在移動(dòng)設(shè)備10的完成之前的制造步驟中對(duì)PROXOFFSET0寄存器進(jìn)行編程。電容式觸摸控制器56被制作有硬編碼成期望值的PROXOFFSET0寄存器128。在其它實(shí)施例中,在電容式觸摸控制器56的制作之后但是在使用到電容式觸摸控制器IC的臨時(shí)電氣連接而布置在PCB 50上之前對(duì)PROXOFFSET0寄存器128進(jìn)行編程。

在一些實(shí)施例中,利用感測(cè)元件58的接近區(qū)域內(nèi)的身體部分或者對(duì)身體部分對(duì)自電容的影響進(jìn)行近似的導(dǎo)電對(duì)象執(zhí)行PROXOFFSET寄存器120的第二確定。將在具有和不具有處于鄰近區(qū)域中的身體部分的情況下的PROXOFFSET寄存器120的值之間的值存儲(chǔ)在PROXOFFSET0寄存器128中。存儲(chǔ)在PROXOFFSET0寄存器128中的值大于僅僅取消Cenv所必需的值,并且被用作用于在PROXOFFSET寄存器120經(jīng)由圖7b中所示的過(guò)程初始化之前確定接近的閾值。

使用電容式觸摸控制器56中的熔絲來(lái)將PROXOFFSET0寄存器128實(shí)現(xiàn)為只讀存儲(chǔ)器以允許對(duì)PROXOFFSET0寄存器的僅一次寫入。在其它實(shí)施例中,可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)或閃速存儲(chǔ)器被用于實(shí)現(xiàn)PROXOFFSET0寄存器128使得PROXOFFSET0寄存器中的值在必要時(shí)通過(guò)來(lái)自制造商的更新而改變。在又一些實(shí)施例中,PROXOFFSET0寄存器128被實(shí)現(xiàn)為易失性存儲(chǔ)器,并且CPU 34被編程為在每次移動(dòng)設(shè)備10啟動(dòng)時(shí)恢復(fù)用于PROXOFFSET0寄存器的已知良好值。

圖7b圖示了通過(guò)檢測(cè)Cenv并且將Cenv與先前存儲(chǔ)在PROXOFFSET0寄存器128中的值比較來(lái)校準(zhǔn)電容式觸摸控制器56的方法。校準(zhǔn)由電容式觸摸控制器56的重置而自動(dòng)觸發(fā),例如在移動(dòng)設(shè)備10啟動(dòng)時(shí)。校準(zhǔn)還在任何時(shí)間處由來(lái)自CPU 34的請(qǐng)求觸發(fā)。CPU 34還將電容式觸摸控制器56配置成周期性地自動(dòng)重校準(zhǔn)。

在經(jīng)由圖7b中所示的校準(zhǔn)確定用于PROXOFFSET寄存器120的值之前,基于PROXOFFSET0寄存器128檢測(cè)接近。PROXOFFSET0寄存器128包含比僅僅取消環(huán)境電容所需要的值大的值。當(dāng)Csensor大于PROXOFFSET0寄存器128時(shí),電容式觸摸控制器56報(bào)告接近,并且當(dāng)電容式觸摸控制器56小于PROXOFFSET0寄存器時(shí)不報(bào)告接近。在其它實(shí)施例中,電容式觸摸控制器56除PROXOFFSET0寄存器128中的參考PROXOFFSET值之外還包含寄存器106中的參考Cuser值。當(dāng)Csensor在附加有參考Cuser值的PROXOFFSET0寄存器128的預(yù)確定范圍內(nèi)時(shí)向CPU 34報(bào)告接近。

在步驟160處,電容式觸摸控制器56計(jì)算取消感測(cè)元件58的環(huán)境自電容(即Cenv)所要求的PROXOFFSET寄存器120的值。PROXOFFSET寄存器120中的值由于與接近檢測(cè)同時(shí)計(jì)算而比PROXOFFSET0寄存器128中的值更精確。在移動(dòng)設(shè)備10很可能使用在的例如溫度和濕度的環(huán)境條件下計(jì)算PROXOFFSET寄存器120中的值。PROXOFFSET0是提供用于參考的有效PROXOFFSET值,但是不包括對(duì)移動(dòng)設(shè)備10的每一次使用的實(shí)際環(huán)境變量的考慮。

另一方面,PROXOFFSET0寄存器128不包含利用Cuser的受控值計(jì)算的已知的良好Cenv讀數(shù)。在用于PROXOFFSET寄存器120的值的計(jì)算期間用戶30的接近是不可被移動(dòng)設(shè)備10的制造商預(yù)測(cè)的變量。在一些使用場(chǎng)景中,在用戶的身體部分處于接近區(qū)域中的同時(shí)用戶30啟動(dòng)移動(dòng)設(shè)備10,或者在用戶30處于接近區(qū)域中的同時(shí)出于另一原因而觸發(fā)電容式觸摸控制器56的校準(zhǔn)。在不與PROXOFFSET0寄存器128比較的情況下,在用戶30處于接近區(qū)域中的同時(shí)校準(zhǔn)電容式觸摸控制器56使偏移補(bǔ)償100消除不僅環(huán)境電容,而且還有可歸因于用戶的感測(cè)元件58的自電容的一部分。當(dāng)偏移補(bǔ)償100消除Cuser的一部分連同Cenv時(shí),接近更加難以檢測(cè)。

在一些實(shí)施例中,其中數(shù)字處理單元104將在存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中之前調(diào)節(jié)Cuser的讀數(shù),作為校準(zhǔn)的一部分,數(shù)字處理單元將來(lái)自溫度傳感器110的溫度讀數(shù)存儲(chǔ)在電容式觸摸控制器56的存儲(chǔ)器或寄存器中。在Cuser的隨后檢測(cè)期間,所存儲(chǔ)的溫度被用于確定自從校準(zhǔn)以來(lái)溫度已經(jīng)改變的幅度。

在步驟162中將PROXOFFSET寄存器120與PROXOFFSET0寄存器128比較以確定用戶30在用于PROXOFFSET寄存器的值的計(jì)算期間是否接近感測(cè)元件58。PROXOFFSET0寄存器128定義潛在PROXOFFSET寄存器120值的范圍,因?yàn)橐苿?dòng)設(shè)備10很可能使用在環(huán)境因素的可確定范圍內(nèi)。例如,移動(dòng)設(shè)備10的制造商可以認(rèn)證移動(dòng)設(shè)備用于使用在35華氏度(℉)和125℉之間的溫度范圍中。移動(dòng)設(shè)備10的制造商計(jì)算感測(cè)元件58的自電容在35℉和125℉之間漂移的量。有效PROXOFFSET寄存器120值相對(duì)于PROXOFFSET0寄存器128的值的范圍可通過(guò)考慮移動(dòng)設(shè)備10將暴露于的環(huán)境變量的范圍來(lái)計(jì)算。電容式觸摸控制器56確定新計(jì)算的PROXOFFSET寄存器120值是否在相對(duì)于PROXOFFSET0寄存器128的正常范圍的外部,最新的Cenv計(jì)算包括由于用戶30的接近所引起的附加電容。

如果PROXOFFSET寄存器120與PROXOFFSET0寄存器128的比較揭示了在用戶30接近感測(cè)元件58的情況下執(zhí)行校準(zhǔn),則PROXOFFSET寄存器的值被丟棄并且過(guò)程返回到步驟160。電容式觸摸控制器56繼續(xù)使用PROXOFFSET0寄存器128計(jì)算接近直至在PROXOFFSET寄存器120中存儲(chǔ)良好的值。電容式觸摸控制器56立即計(jì)算用于PROXOFFSET寄存器120的新值,中斷CPU 34并且等待來(lái)自CPU的指令,或者不做任何事并且等待直至在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候發(fā)生重校準(zhǔn)為止。

如果PROXOFFSET寄存器120在相對(duì)于PROXOFFSET0寄存器128的可允許范圍內(nèi),過(guò)程前進(jìn)至步驟164以使用PROXOFFSET寄存器來(lái)檢測(cè)接近以定義通過(guò)偏移補(bǔ)償100取消的Cenv的幅度。在PROXOFFSET寄存器120中的值被用于接近檢測(cè),直至觸發(fā)電容式觸摸控制器56的重校準(zhǔn)為止,這將圖7b中的過(guò)程返回到步驟160。

在一些實(shí)施例中,在步驟164期間除PROXOFFSET寄存器120之外PROXOFFSET0寄存器128也被用于接近檢測(cè)。相對(duì)于PROXOFFSET0寄存器128和PROXOFFSET寄存器120二者確定接近,并且如果任一計(jì)算導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)用戶30的接近則向CPU 34報(bào)告接近。

圖8a-8c圖示了在圖7a-7b中圖示的過(guò)程的各階段期間的PROXOFFSET寄存器120和PROXOFFSET0寄存器128。圖8a圖示了在圖7a的步驟152期間的寄存器。在步驟150期間發(fā)生校準(zhǔn)過(guò)程,其確定PROXOFFSET寄存器120二進(jìn)制值1001 1100 0100 0000(以十六進(jìn)制為9C40)適當(dāng)配置偏移補(bǔ)償100中的電容器組以盡可能精確地抵消Cenv。使用二分法算法(也稱為二分或二進(jìn)制搜索算法)來(lái)確定PROXOFFSET寄存器120的值。在一個(gè)實(shí)施例中,PROXOFFSET寄存器120的每一位確定偏移補(bǔ)償100中的開(kāi)關(guān)電容器的狀態(tài)。電容式觸摸控制器56將被確定用于PROXOFFSET寄存器120的值,十六進(jìn)制(hex)值9C40,復(fù)制到PROXOFFSET0寄存器128中以用于確定PROXOFFSET寄存器的后續(xù)計(jì)算的有效性。

在其它實(shí)施例中,在沒(méi)有用戶處于接近區(qū)域中的情況下計(jì)算PROXOFFSET,并且第二次在用戶處于接近區(qū)域中的情況下計(jì)算PROXOFFSET,并且將PROXOFFSET0寄存器128設(shè)置成兩次測(cè)量之間的值。增加的PROXOFFSET0寄存器128充當(dāng)PROXOFFSET寄存器120不包含有效補(bǔ)償值時(shí)檢測(cè)接近的閾值。

圖8b圖示了在圖7b的步驟162期間的PROXOFFSET寄存器120和PROXOFFSET0寄存器128。PROXOFFSET0寄存器128由于是只讀的而保持十六進(jìn)制值9C40。電容式觸摸控制器56已經(jīng)重校準(zhǔn)偏移補(bǔ)償100并且確定用于PROXOFFSET寄存器120的二進(jìn)制值1001 1111 1011 0011(以十六進(jìn)制的9FB3)。十六進(jìn)制值9FB3指示感測(cè)元件58的自電容相比于存儲(chǔ)在PROXOFFSET0寄存器128中的參考Cenv校準(zhǔn)偏離近似地2.2%。電容式觸摸控制器56確定十六進(jìn)制值9FB3在PROXOFFSET寄存器120由于環(huán)境因素的正常變化將會(huì)達(dá)到的范圍之外。電容式觸摸控制器56丟棄PROXOFFSET寄存器120的內(nèi)容并且返回到步驟160。除非中斷被掩蔽,否則CPU 34被中斷以通知CPU校準(zhǔn)過(guò)程未能生成用于PROXOFFSET寄存器120的有效值。在其它實(shí)施例中,其中PROXOFFSET0寄存器128包括用作替換接近閾值的增加的值,數(shù)字處理單元104針對(duì)已知差異進(jìn)行調(diào)節(jié)以確定PROXOFFSET寄存器120中的值的有效性。

圖8c圖示了在圖7b的步驟162期間的PROXOFFSET寄存器120和PROXOFFSET0寄存器128。PROXOFFSET0寄存器128保持十六進(jìn)制值9C40。電容式觸摸控制器56已經(jīng)重校準(zhǔn)偏移補(bǔ)償100并且確定用于PROXOFFSET寄存器120的二進(jìn)制值1001 1100 0101 1000(以十六進(jìn)制的9C58)。十六進(jìn)制值9C58指示感測(cè)元件58的自電容相比于PROXOFFSET0寄存器128的值的計(jì)算期間的Cenv漂移0.06%。電容式觸摸控制器56確定十六進(jìn)制值9C58在PROXOFFSET寄存器120由于諸如溫度和濕度之類的環(huán)境因素的正常變化而達(dá)到的范圍內(nèi)。電容式觸摸控制器56前進(jìn)到圖7b的步驟164,其中PROXOFFSET寄存器120中的十六進(jìn)制值9C58配置偏移補(bǔ)償100中的電容器組以取消Cenv。除非掩蔽中斷,否則CPU 34被中斷以通知CPU校準(zhǔn)過(guò)程成功完成。

移動(dòng)設(shè)備10的制造商在移動(dòng)設(shè)備的開(kāi)發(fā)期間或生產(chǎn)鏈中確定有效PROXOFFSET值,其被存儲(chǔ)在電容式觸摸控制器56的PROXOFFSET0寄存器128中。當(dāng)隨后執(zhí)行偏移補(bǔ)償100的校準(zhǔn)時(shí),比照PROXOFFSET0寄存器128中的制造商的PROXOFFSET值檢查新計(jì)算的PROXOFFSET值以確定新值是否包括由于用戶30接近感測(cè)元件58所引起的附加電容。如果用戶30接近感測(cè)元件58并且執(zhí)行校準(zhǔn),Cuser的貢獻(xiàn)將被吸收為環(huán)境電容Cenv的部分,并且即使用戶物理上存在也將不報(bào)告接近。將新的PROXOFFSET值與由制造商計(jì)算的參考PROXOFFSET值相比較允許假的PROXOFFSET讀數(shù)被丟棄而不是用于產(chǎn)生不正確的接近讀數(shù)。重計(jì)算PROXOFFSET直至確定PROXOFFSET寄存器120的有效值為止。PROXOFFSET0寄存器128被用于確定接近,直至有效補(bǔ)償值被存儲(chǔ)在PROXOFFSET寄存器120中為止。

圖9圖示了檢測(cè)用戶30到感測(cè)元件58的接近的方法。在步驟176中,電容式觸摸控制器56確定Cuser。偏移補(bǔ)償100將感測(cè)元件58的自電容轉(zhuǎn)換成成比例的電壓電位并且通過(guò)使用由PROXOFFSET寄存器120配置的電容器組來(lái)取消近似地等同于環(huán)境電容Cenv的部分。ADC 102將來(lái)自偏移補(bǔ)償100的電壓轉(zhuǎn)換成發(fā)射到數(shù)字處理單元104的數(shù)字值。在執(zhí)行值的任何所期望的數(shù)字處理之后,數(shù)字處理單元104將Cuser的數(shù)字值存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122。

在步驟178中,將PROXUSEFUL寄存器122與PROXTHRESH寄存器124比較。如果PROXUSEFUL寄存器122的值大于PROXTHRESH寄存器124的值,電容式觸摸控制器56得出結(jié)論用戶30接近感測(cè)元件58。如果PROXUSEFUL寄存器122的值小于PROXTHRESH寄存器124的值,電容式觸摸控制器56得出結(jié)論用戶30不接近感測(cè)元件58。如果檢測(cè)到接近則設(shè)置IRQ寄存器118中的狀態(tài)位,并且如果未檢測(cè)到接近則清除,無(wú)論是否要觸發(fā)CPU 34的中斷。

在步驟180中,如果適當(dāng)?shù)脑挘瑪?shù)字處理單元104設(shè)置IRQ寄存器118中的中斷位。在檢測(cè)新的接近事件的情況中,如圖9中所圖示的,PROXUSEFUL寄存器122最初小于PROXTHRESH寄存器124,并且一旦PROXUSEFUL寄存器變?yōu)榇笥赑ROXTHRESH寄存器則中斷CPU 34以指示新的接近事件。在其中PROXUSEFUL寄存器122最初大于PROXTHRESH寄存器124的情況中,高于PROXTHRESH寄存器的PROXUSEFUL寄存器的新值不導(dǎo)致CPU 34的中斷。當(dāng)PROXUSEFUL寄存器122已經(jīng)大于PROXTHRESH寄存器124時(shí),在PROXUSEFUL寄存器的值落至PROXTHRESH寄存器的值以下時(shí)中斷CPU 34以通知CPU用戶30不再接近感測(cè)元件58。在一些實(shí)施例中,除基于PROXOFFSET寄存器120的計(jì)算之外,還獨(dú)立地基于PROXOFFSET0寄存器128計(jì)算接近。如果相對(duì)于PROXOFFSET0寄存器128或PROXOFFSET寄存器120檢測(cè)到接近,則向CPU 34報(bào)告接近。

圖10a圖示了當(dāng)未檢測(cè)到用戶30對(duì)感測(cè)元件58的接近時(shí)在圖9的步驟178期間的PROXUSEFUL寄存器122和PROXTHRESH寄存器124。將以二進(jìn)制的數(shù)字Cuser值0000 0000 0001 0011(以十六進(jìn)制的0013)從ADC 102發(fā)射到數(shù)字處理單元104并且將其存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中。CPU 34先前已經(jīng)將值0000 0100 0100 1100(以十六進(jìn)制的044C)寫入到PROXTHRESH寄存器124。PROXUSEFUL寄存器122的值小于PROXTHRESH寄存器124的值,但是非零,指示Cenv的漂移或具有比用戶30的身體對(duì)電容的更小影響的某物接近感測(cè)元件58。PROXUSEFUL寄存器122小于PROXTHRESH寄存器124,并且電容式觸摸控制器56得出結(jié)論用戶30未接近感測(cè)元件58。在步驟180中,如果PROXUSEFUL寄存器122的先前值大于PROXTHRESH寄存器124則中斷CPU 34,并且中斷不被掩蔽以指示先前的接近事件已經(jīng)結(jié)束。

圖10b圖示了當(dāng)用戶30接近感測(cè)元件58時(shí)圖9的步驟178期間的PROXUSEFUL寄存器122和PROXTHRESH寄存器124。將以二進(jìn)制的數(shù)字Cuser值0000 0100 1100 0000(以十六進(jìn)制的04C0)從ADC 102發(fā)射到數(shù)字處理單元104并且將其存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中。CPU 34先前已經(jīng)將值0000 0100 1100 0000(以十六進(jìn)制的04C0)寫入到PROXTHRESH寄存器124。PROXUSEFUL寄存器122包含大于PROXTHRESH寄存器124的值的值,指示用戶30接近感測(cè)元件58。在步驟180中,如果PROXUSEFUL寄存器122的先前值小于PROXTHRESH寄存器124則中斷CPU 34,并且中斷不被掩蔽以指示新的接近事件已經(jīng)開(kāi)始。

圖11圖示了溫度對(duì)表現(xiàn)出就感測(cè)元件58而言的電容的各種元件的累積影響。表現(xiàn)出就感測(cè)元件58而言的電容影響的每一個(gè)組件具有溫度敏感性組件。貢獻(xiàn)于感測(cè)元件58的自電容的每一個(gè)元件的溫度敏感性組件相加以計(jì)算溫度改變對(duì)感測(cè)元件58的自電容的總體影響。

線190圖示了溫度對(duì)感測(cè)元件58和電容式觸摸控制器56的集成電路之間的電容的影響。線192圖示了由線190圖示的溫度對(duì)電容的影響加上靠近感測(cè)元件58的位于PCB 50上的電阻器的影響。線194圖示了由線192圖示的溫度對(duì)電容的影響加上靠近感測(cè)元件58的跡線和電感器的影響。線196圖示了溫度改變對(duì)感測(cè)元件58的自電容的總體累積影響,包括由于天線32和PCB 50上的用于連接外部天線的連接器所引起的對(duì)電容的影響,加上由線194圖示的影響。

圖11示出溫度改變對(duì)感測(cè)元件58的自電容的影響是累積式的。將由于每一個(gè)單獨(dú)組件而在溫度范圍上的電容的改變進(jìn)行合計(jì)。在移動(dòng)設(shè)備10的溫度改變之后,電容式觸摸控制器56生成不正確的接近報(bào)告。顯著的溫度改變導(dǎo)致不正確的接近讀數(shù),或者防止接近被檢測(cè)到。

圖12a-12b圖示了使用溫度傳感器110和TEMPCOEF寄存器126的值來(lái)修改PROXUSEFUL寄存器122以補(bǔ)償溫度改變的方法。圖12a圖示了由移動(dòng)設(shè)備10的制造商執(zhí)行以生成和在TEMPCOEF寄存器126中存儲(chǔ)定義感測(cè)元件58的自電容與移動(dòng)設(shè)備10的溫度之間的關(guān)系的系數(shù)的步驟。

首先在步驟200中,制造商計(jì)算第一溫度處感測(cè)元件58的自電容。制造商照常利用電容式觸摸控制器56運(yùn)行電容感測(cè),并且使用CPU 34來(lái)從PROXUSEFUL寄存器122讀取Cuser值。

接著,在步驟202中,制造商計(jì)算第二溫度處感測(cè)元件58的自電容。制造商在不顯著改變影響電容的其它變量的情況下計(jì)算第二溫度處的自電容,使得溫度對(duì)電容的影響被精確反映。制造商捕獲每一個(gè)溫度處的Cuser的若干值以改進(jìn)精確性。

利用針對(duì)至少兩個(gè)不同溫度計(jì)算的感測(cè)元件58的自電容的值,在步驟204中制造商計(jì)算定義溫度傳感器110的讀數(shù)與感測(cè)元件58的自電容之間的線性關(guān)系的系數(shù)。例如,制造商得出50℉處的第一電容讀數(shù)并且電容式觸摸控制器56報(bào)告由于在類似條件下發(fā)生的電容式觸摸控制器的校準(zhǔn)所引起的0pF的電容。在不改變影響電容的其它變量的情況下,制造商將移動(dòng)設(shè)備10的溫度升高到100℉,并且電容式觸摸控制器56報(bào)告0.05pF的電容。在以上示例中,50℉的溫度改變導(dǎo)致0.05pF或0.001pF/℉的感測(cè)元件58的自電容中的改變。在一個(gè)實(shí)施例中,定義溫度傳感器110的自電容與感測(cè)元件58的自電容之間的線性關(guān)系的系數(shù)在溫度變化時(shí),被用作TEMPCOEF寄存器126的值。

在步驟206中,制造商在TEMPCOEF寄存器126中存儲(chǔ)所發(fā)現(xiàn)的系數(shù)。在以上示例中,制造商在TEMPCOEF寄存器126中存儲(chǔ)指示每1℉溫度改變0.001pF的電容改變的值。在一個(gè)實(shí)施例中,TEMPCOEF寄存器126通過(guò)使用熔絲來(lái)防止寄存器的蓋寫而實(shí)現(xiàn)為一次可編程ROM寄存器。在第二實(shí)施例中,TEMPCOEF寄存器126被實(shí)現(xiàn)為電容式觸摸控制器56中的閃速存儲(chǔ)器,其允許來(lái)自制造商的更新以修改TEMPCOEF寄存器126。在其它實(shí)施例中,TEMPCOEF寄存器126被實(shí)現(xiàn)為易失性存儲(chǔ)器,并且CPU 34在每次電容式觸摸控制器56啟動(dòng)時(shí)將在步驟204中確定的系數(shù)寫入到TEMPCOEF寄存器。

圖12b圖示了使用TEMPCOEF寄存器126和溫度傳感器110調(diào)節(jié)自電容讀數(shù)以補(bǔ)償溫度改變的數(shù)字處理單元104的過(guò)程。在步驟210中,通過(guò)偏移補(bǔ)償100取消環(huán)境電容并且將其余電容轉(zhuǎn)換成電壓電平來(lái)計(jì)算Cuser。ADC 102將電壓電平轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。數(shù)字處理單元104將所述值存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中,在一些實(shí)施例中,Cuser在針對(duì)溫度的調(diào)節(jié)之前未存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中,而是僅在針對(duì)溫度的調(diào)節(jié)之后存儲(chǔ)。

在步驟212中,數(shù)字處理單元104基于自從電容式觸摸控制器56最后被校準(zhǔn)以來(lái)的溫度改變而調(diào)節(jié)PROXUSEFUL寄存器122的值。在圖7b中的步驟160期間,數(shù)字處理單元104讀取溫度傳感器110的自電容并且將自電容的值存儲(chǔ)在電容式觸摸控制器56的存儲(chǔ)器或寄存器中。在其它實(shí)施例中,存儲(chǔ)來(lái)自溫度傳感器110的移動(dòng)設(shè)備10的溫度值的讀數(shù)。數(shù)字處理單元104在步驟214期間再次讀取溫度傳感器110的自電容,或者移動(dòng)設(shè)備10的溫度,并且計(jì)算自從電容式觸摸控制器56最后被校準(zhǔn)以來(lái)的改變。將自從最后的校準(zhǔn)以來(lái)的溫度傳感器110的讀數(shù)中的改變與TEMPCOEF寄存器126的值相乘以確定對(duì)PROXUSEFUL寄存器122中的值的所要求的總體調(diào)節(jié)。從PROXUSEFUL寄存器122減去TEMPCOEF寄存器126與溫度傳感器110中的改變的乘積以針對(duì)溫度和其它環(huán)境因素中的改變而調(diào)節(jié)。在其中移動(dòng)設(shè)備10的溫度低于校準(zhǔn)期間的情況下,與TEMPCOEF寄存器126的乘積是負(fù)的并且從PROXUSEFUL寄存器122減去導(dǎo)致PROXUSEFUL寄存器中的Cuser的增加的值。

在一個(gè)實(shí)施例中,移動(dòng)設(shè)備10在電容式觸摸控制器56的校準(zhǔn)期間處于80℉的溫度處,而在Cuser的稍后讀數(shù)處移動(dòng)設(shè)備處于84℉處。利用+4℉的溫度改變和.001Pf/℉的TEMPCOEF寄存器126值,要從PROXUSEFUL寄存器122減去的乘積為4℉*.001pF/℉或者.004pF。從PROXUSEFUL寄存器122的值減去.004pF的等同物,因此PROXUSEFUL寄存器近似地等于在80℉處已經(jīng)讀取的值。在一個(gè)實(shí)施例中,PROXUSEFUL寄存器122的最低有效位表示1/4000pF,因此在以上示例中要減去的實(shí)際二進(jìn)制值為0000 0000 0001 0000,或以十六進(jìn)制的0010。

在另一示例中,電容式觸摸控制器56在81℉處被校準(zhǔn),并且在75℉處執(zhí)行感測(cè)元件58的自電容的讀取。要從PROXUSEFUL寄存器122減去的乘積等于-5℉*.001pF/℉,或-.005pF。為了調(diào)節(jié)PROXUSEFUL寄存器122,數(shù)字處理單元將二進(jìn)制值0000 0000 0001 0100或十六進(jìn)制0014添加到PROXUSEFUL寄存器。在一些實(shí)施例中,數(shù)字處理單元104在存儲(chǔ)在PROXUSEFUL寄存器122中之前調(diào)節(jié)Cuser的值。在其中通過(guò)讀取溫度傳感器110的自電容來(lái)感測(cè)溫度的實(shí)施例中,確定溫度傳感器110的自電容中的改變。通過(guò)將溫度傳感器110的電容中的改變和TEMPCOEF寄存器126的值相乘來(lái)確定對(duì)感測(cè)元件58的Cuser讀數(shù)的所要求的調(diào)節(jié)。

在步驟214-216中,電容式觸摸控制器56繼續(xù)以正常操作,類似于圖9中的步驟178-180,但是其中PROXUSEFUL寄存器122針對(duì)由于溫度和其它環(huán)境因素所致的漂移而調(diào)節(jié)。在步驟214中,數(shù)字處理單元104將針對(duì)溫度變化而調(diào)節(jié)的PROXUSEFUL寄存器122與PROXTHRESH寄存器124比較以確定用戶30的部分是否接近感測(cè)元件58。在步驟216中,如果PROXUSEFUL寄存器122中的值大于PROXTHRESH寄存器124中的值則電容式觸摸控制器56中斷CPU 34,這是由于感測(cè)元件58的自電容的先前讀數(shù)指示沒(méi)有接近。

當(dāng)測(cè)量感測(cè)元件58的自電容時(shí),電容式觸摸控制器56調(diào)節(jié)讀數(shù)以計(jì)及由溫度改變導(dǎo)致的電容漂移。構(gòu)成要測(cè)量的電容的每一個(gè)元件(例如IC、連接器、天線和其它組件)具有溫度敏感性組件,其均將合計(jì)并且創(chuàng)建不正確的接近報(bào)告。如果對(duì)感測(cè)元件58的自電容的漂移影響大于用戶30對(duì)自電容的預(yù)期影響,當(dāng)用戶實(shí)際上處于接近區(qū)域中時(shí)未檢測(cè)到接近。由于電氣組件和對(duì)電容的影響之間的線性關(guān)系,電容式觸摸控制器56通過(guò)使用參考溫度傳感器119來(lái)確定溫度,然后將溫度與在移動(dòng)設(shè)備10的開(kāi)發(fā)期間確定的系數(shù)相乘來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字溫度補(bǔ)償。從Cuser的讀數(shù)減去溫度與系數(shù)的乘積以確定Cuser的無(wú)溫度漂移值。

雖然已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)到,可以在不脫離于如隨附權(quán)利要求中所闡述的本發(fā)明的范圍的情況下做出對(duì)那些實(shí)施例的修改和適配。

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