CN102187298A - 自动化的电容性触摸扫描 - Google Patents

自动化的电容性触摸扫描 Download PDF

Info

Publication number
CN102187298A
CN102187298A CN2009801409056A CN200980140905A CN102187298A CN 102187298 A CN102187298 A CN 102187298A CN 2009801409056 A CN2009801409056 A CN 2009801409056A CN 200980140905 A CN200980140905 A CN 200980140905A CN 102187298 A CN102187298 A CN 102187298A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitive touch
coupled
equipment according
voltage
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801409056A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102187298B (zh
Inventor
詹姆斯·E·巴特林
贾森·托尔夫森
布鲁斯·伯恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microchip Technology Inc
Original Assignee
Microchip Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microchip Technology Inc filed Critical Microchip Technology Inc
Publication of CN102187298A publication Critical patent/CN102187298A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102187298B publication Critical patent/CN102187298B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3206—Monitoring of events, devices or parameters that trigger a change in power modality
    • G06F1/3215—Monitoring of peripheral devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • H03K17/9622—Capacitive touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/96071—Capacitive touch switches characterised by the detection principle
    • H03K2217/960715—Rc-timing; e.g. measurement of variation of charge time or discharge time of the sensor

Abstract

电子装置的扫描模块扫描电容性小键盘以检测任何电容性触摸传感器的致动。此扫描模块即使在所述电子装置的主要电力消耗电路处于睡眠模式中时仍保持在操作中，且将不唤醒所述主要电力消耗电路直到需要需要所述电路的动作，从而减少所述电子装置的总电力消耗，同时仍维持所述电容性小键盘的扫描。在检测到电容性触摸传感器的有效键按压时，对所述电子装置的中断即刻使其脱离睡眠模式且进入到操作模式中以进行与所述特定电容性触摸传感器的所述致动相称的进一步处理及适当动作。

Description

自动化的电容性触摸扫描
相关申请案交叉参考
本申请案主张以下专利申请案的优先权：詹姆斯·E·伯特林(James E.Bartling)、詹森·托尼福森(Jason Tollefson)及布鲁斯·伯恩(Bruce Bohn)于2008年10月27日提出申请且标题为“自动化的电容性触摸扫描(Automated Capacitive Touch Scan)”的第61/108,660号共同拥有的美国临时专利申请案；詹姆斯·E·伯特林于2008年5月6日提出申请且标题为“电容性测量设备及方法(Capacitive Measurement Apparatus and Method)”的2008/0204046号美国专利申请公开案，序列号为11/115,672，其主张在2008年12月2日颁发的第7,460,441号美国专利的优先权；及伯特林等人于2008年7月1日提出申请且标题为“电流-时间数/模转换器(Current-Time Digital-to-Analog Converter)”的第12/165,950号美国专利申请案，其全部出于所有目的借此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及电容性触摸传感器及小键盘，且更特定来说涉及在集成电路装置的运行模式、空闲与睡眠模式两者期间对电容性小键盘的自动化的扫描及控制。
背景技术
电容性触摸传感器用作到电子装备(例如，计算器、电话、现金出纳机、加油泵等)的用户接口。电容性触摸传感器可布置成小键盘矩阵且通过当物体(例如，用户手指尖)致使电容性触摸传感器的电容改变时电容性触摸传感器的电容的改变而激活(控制指示激活的信号)。通常，电容性触摸传感器的小键盘矩阵制作于衬底上，其中电容性触摸传感器上方有保护性覆盖物，例如玻璃或透明塑料树脂覆盖物。保护性覆盖物上面还可具有字母数字字符以识别每一相关联电容性触摸传感器的用途。
当具有电容的物体(例如，用户手指尖)紧密接近于传感器元件时，传感器元件的电容值改变。以电子方式检测此电容改变以便产生指示紧密接近于其的物体激活所述电容性触摸传感器的信号。此电子检测必须由电子装置来执行，此需要电力来操作所述电子装置。当前技术要求，当所述电子装置处于睡眠模式中时，将其唤醒以扫描电容性触摸传感器的小键盘矩阵。当所述电子装置处于低电力备用或睡眠模式中时，对检测到电容改变的响应时间或所述电子装置的电力消耗必定遭受损失。
发明内容
需要一种提供对电容性小键盘的自动化的扫描及控制而不管电子装置的主要电力消耗逻辑电路处于运行、空闲还是睡眠模式中的方式。能够扫描并控制小键盘矩阵的电容性触摸传感器将允许电子装置的电力消耗逻辑电路保持处于低电力睡眠模式中直到需要被唤醒以处理数据及/或控制功能。因不必考虑所述电子装置的各种电力模式，简化用户软件(固件)应用程序码。
根据本发明的教示，当电子装置的主要电力消耗逻辑电路保持处于低电力睡眠或备用模式中时，可执行能够扫描电容性小键盘以检测电容性触摸传感器中的任何一者或一者以上是否被激活的扫描模块。此扫描模块即使在所述电子装置的所述主要电力消耗逻辑电路处于睡眠模式中时仍保持在操作中，且将不唤醒所述电子装置的所述主要电力消耗逻辑电路直到需要需要所述逻辑电路的动作，从而减少总电力消耗。
根据本发明的教示，可使用逻辑电路(例如，状态机)来依序经过所述小键盘矩阵的电容性触摸传感器，执行来自所述电容性触摸传感器中的每一者的模拟信号值的模/数转换，执行所述经数字化模拟信号值中的每一者的数字比较，将比较值存储于一组寄存器中，且操作数字比较器。接着，在检测到电容性触摸传感器的有效键按压时，所述状态机将即刻提供对所述电子装置的中断以使其脱离睡眠模式且进入到操作模式中以进行与特定电容性触摸传感器的致动相称的进一步处理及适当动作。
根据本发明的具体实例性实施例，一种用于测量多个电容性触摸传感器的电容的改变的设备，其包含：多路复用器，其具有输出及适于耦合到多个电容性触摸传感器的多个输入，其中所述多个输入中的每一者耦合到所述多个电容性触摸传感器中的相应一者；模/数转换器(ADC)，其具有耦合到所述多路复用器的所述输出的模拟输入；放电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与共用供应源源之间；恒定电流源，其具有电流值；充电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与所述恒定电流源之间；阈值寄存器，其中存储有阈值；数字比较器，其具有耦合到所述阈值寄存器的第一输入及耦合到所述ADC的输出的第二输入，其中将存储于所述阈值寄存器中的所述阈值与来自所述ADC的所述输出的数字电压值相比较；序列控制器，其耦合到所述多路复用器、所述ADC、所述放电开关、所述充电开关及来自所述数字比较器的输出并对其进行控制，其中所述序列控制器一次从所述多路复用器的所述多个输入中选择一个输入，闭合所述放电开关以使得所述多个电容性触摸传感器中耦合到所述多个输入中的所述选定一者的所述相应一者已从其中移除大致所有电压电荷，断开所述放电开关并闭合所述充电开关达一时间周期，其中在所述时间周期期间，所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者耦合到所述恒定电流源，借此所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者充电到由所述时间周期及所述恒定电流源的所述电流值确定的电压值，在所述时间周期结束时触发所述ADC以对所述电压值进行取样并将所述电压值转换为其数字表示，当所述电压值的所述数字表示小于存储于所述阈值寄存器中的所述阈值时产生检测到触摸信号，且指示所述多个电容性触摸传感器中的哪一者与所述所测量的电压值相关联，否则不产生触摸检测信号。
根据本发明的另一具体实例性实施例，一种具有能够被置于低电力睡眠模式或操作模式中的逻辑电路的集成电路数字装置，所述数字装置还具有独立于所述逻辑电路处于所述睡眠模式中还是处于所述操作模式中而操作的电容测量电路，其中所述电容测量电路测量多个电容性触摸传感器的电容的改变，所述设备包含：数字处理器，其具有能够处于低电力睡眠模式或操作模式中的逻辑电路；多路复用器，其具有输出及适于耦合到所述多个电容性触摸传感器的多个输入，其中所述多个输入中的每一者耦合到所述多个电容性触摸传感器中的相应一者；模/数转换器(ADC)，其具有耦合到所述多路复用器的所述输出的模拟输入；放电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与共用供应源之间；恒定电流源，其具有电流值；充电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与所述恒定电流源之间；阈值寄存器，其中存储有阈值；数字比较器，其具有耦合到所述阈值寄存器的第一输入及耦合到所述ADC的输出的第二输入，其中将存储于所述阈值寄存器中的所述阈值与来自所述ADC的所述输出的数字电压值相比较；序列控制器，其耦合到所述多路复用器、所述ADC、所述放电开关、所述充电开关及来自所述数字比较器的输出并对其进行控制，其中所述序列控制器一次从所述多路复用器的所述多个输入中选择一个输入，闭合所述放电开关以使得所述多个电容性触摸传感器中耦合到所述多个输入中的所述选定一者的所述相应一者已从其中移除大致所有电压电荷，断开所述放电开关并闭合所述充电开关达一时间周期，其中在所述时间周期期间，所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者耦合到所述恒定电流源，借此所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者充电到由所述时间周期及所述恒定电流源的所述电流值确定的电压值，在所述时间周期结束时触发所述ADC以对所述电压值进行取样并所述电压值其转换为其数字表示，当所述电压值的所述数字表示小于存储于所述阈值寄存器中的所述阈值时产生检测到触摸中断，且指示所述多个电容性触摸传感器中的哪一者与所述所测量的电压值相关联，否则不产生触摸检测中断，其中所述检测到触摸中断致使所述数字处理器的所述逻辑电路从所述低电力睡眠模式转变为所述操作模式。
附图说明
结合附图参照下文说明可更全面地理解本发明，附图中：
图1是根据本发明的具体实例性实施例的具有耦合到电容性触摸小键盘的独立自动化的电容性触摸扫描的电子装置的示意性框图；
图2是从恒定电流源充电的电容器的时间-电压曲线图；及
图3是根据本发明的具体实例性实施例的如图2中所示的独立自动化的电容性触摸扫描的更详细框图。
尽管本发明易于作出各种修改及替代形式，但在图式中是显示并在本文中详细描述其具体实例性实施例。然而，应理解，本文对具体实例性实施例的说明并非打算将本发明限定于本文所揭示的特定形式，而是相反，本发明打算涵盖所附权利要求书所界定的所有修改及等效形式。
具体实施方式
现在参照图式，其示意性地图解说明实例性实施例的细节。图式中，相同的元件将由相同的编号表示，且类似的元件将由带有不同小写字母后缀的相同编号表示。
参照图1，其描绘根据本发明的具体实例性实施例的具有耦合到电容性触摸小键盘的独立自动化的电容性触摸扫描的电子装置的示意性框图。数字装置100包含数字处理器102、扫描计时器104、电流源寄存器106、具有可编程恒定电流源的充电时间测量单元(CTMU)108、多路复用器110、模/数转换器112、阈值寄存器与数字比较器114及控制器/定序器116。显示所述数字装置100耦合到电容性触摸小键盘90。
数字处理器102可以是(举例来说但不限于)微控制器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑阵列(PLA)、专用集成电路(ASIC)等及其任一组合。数字处理器102具有适于在正常模式(高电力使用)或低电力睡眠模式中运行的逻辑电路(未显示)。当处于所述低电力睡眠模式中时，所述逻辑电路使用非常少的电力或不使用电力，但所述逻辑电路也不发挥作用。只有在所述逻辑电路被带回到所述正常模式时其才发挥作用。唤醒/睡眠模式电路(未显示)与这些逻辑电路一同使用以控制所述逻辑电路处于正常(操作模式)还是睡眠模式中。
扫描计时器102设定电容性触摸小键盘90的扫描之间的时间。使用电流源寄存器106来设定来自CTMU 108的恒定电流输出的值，且可对于电容性触摸小键盘90的每一电容性键而不同。阈值寄存器/比较器114存储值以与ADC 112的输出相比较。多路复用器110将电容性触摸小键盘90的每一电容性键连接到ADC 112的输入且连接到CTMU 108。控制/定序器116可以是向电流源寄存器106、CTMU 108、ADC 112及多路复用器110提供控制及计时的状态机。确定电容性触摸小键盘90的电容性键中的每一者的电容值(如下文更全面地描述)且将其与存储于阈值寄存器/比较器114中的相应目标电容值相比较。当检测到电容性键的电容值的改变时，则控制/定序器116将用信号通知唤醒/睡眠模式电路(未显示)致使处于低电力睡眠模式中的数字处理器102的逻辑电路(未显示)返回到正常(操作)模式。
参照图2，其描绘从恒定电流源充电的电容器的时间-电压曲线图。当电容器218经由恒定电流源220充电时，跨越电容器218的电压V根据以下方程式(1)随时间线性(单调)增加：
I＝C*dV/dT    方程式(1)
其中C为电容器218的电容值，I为来自恒定电流源220的电流，且V为时间T处电容器218上的电压。当已知电流I、时间T、电容C及电压V中的任何三个值时，可根据所述三个已知值计算另一未知值。举例来说，如果已知电容器218的电容、来自恒定电流源220的充电电流及电容器218通过恒定电流源220充电的时间，那么可确定电压V。因此，通过已知来自恒定电流源220的电流值I、电容器218的电容值C及将来自电流源220的充电电流施加到电容器218的时间T，可将电容器218充电到非常精确的电压V。通过求方程式(1)的积分并对C求解，可根据以下方程式(2)确定准确的电容值：
C＝I/V*T    方程式(2)
通过将恒定电流值I施加达已知的时间周期T，接着在所述时间周期T结束时用ADC 112测量所得电压V来确定电容性键中的每一者的电容值。如何通过使用图1及图3中所示的电路测量精确电容值的更详细解释更全面地揭示于以下专利中：第7,460,441号共同拥有的美国专利；詹姆斯·E·伯特林于2008年5月6日提出申请且标题为“电容性测量设备及方法(Capacitive Measurement Apparatus and Method)”的2008/0204046号美国专利申请公开案，其颁发给詹姆斯·E·伯特林，序列号为11/115,672；及伯特林等人于2008年7月1日提出申请且标题为“电流-时间数/模转换器(Current-Time Digital-to-Analog Converter)”的第12/165,950号美国专利申请案，其全部出于所有目的借此以引用的方式并入本文中。
参照图3，其描绘根据本发明的具体实例性实施例的如图2中所示的独立自动化的电容性触摸扫描的更详细框图。图2中所示的电路独立于数字处理器102的逻辑电路处于正常模式还是睡眠模式中而运行。如上文所述且如本文中所引用的参考中更全面所述，在施加到电容性触摸键90达时间周期T之后根据已知电流值I确定电压值V。ADC 112将模拟电压值转换为数字电压值，接着数字比较器114b将来自ADC 112的数字电压值与来自阈值寄存器114a的预期数字值相比较。预期数字值表示未被致动(被触摸)的电容性键的电容值。当电容性键被致动(触摸)时，其电容值将增加且从而将在时间T期间从恒定电流源106充电到较低电压V。现在，来自ADC 112的数字电压值将低于存储于阈值寄存器114a中的预期电压值且数字比较器114b将指示此状况以便通知唤醒/睡眠模式电路，如上文更全面地描述。
扫描计时器104用于确定时间周期间隔且用作用于可以是(举例来说但不限于)状态机的控制器/定序器116的计时时钟。控制器/定序器116控制选择多路复用器110的哪一输入耦合到所述输出、何时闭合及断开放电开关324及将充电开关322闭合多长时间。电流源寄存器106存储用于设定来自可编程恒定电流源320的恒定电流的数字值。控制器/定序器116在ADC 112提取模拟电压的样本以用于转换而变为数字电压值时触发。
当电容性触摸键未被致动时可针对其执行校准操作，以便获得电容性触摸键的电容器中的每一者在耦合到恒定电流源320时在时间周期T期间所要充电到的电压的基值。此校准操作产生当电容性键未被致动时的其预期基线电压值，且此后电容性键的致动将产生用数字比较器114b检测的较低电压值以从门316的输出产生唤醒信号。
虽然已参照本发明的实例性实施例来描绘、描述及界定本发明的实施例，但此类参照并不意味着限定本发明，且不应推断出存在此限定。所揭示的标的物能够在形式及功能上具有大量修改、替代及等效形式，所属领域的技术人员将会联想到此等修改、替代及等效形式并受益于本发明。所描绘及所描述的本发明的实施例仅作为实例，而并非是对发明明范围的穷尽性说明。

Claims (23)

1.一种用于测量多个电容性触摸传感器的电容的改变的设备，所述设备包含：
多路复用器，其具有输出及适于耦合到多个电容性触摸传感器的多个输入，其中所述多个输入中的每一者耦合到所述多个电容性触摸传感器中的相应一者；
模/数转换器(ADC)，其具有耦合到所述多路复用器的所述输出的模拟输入；
放电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与共用供应源之间；
恒定电流源，其具有电流值；
充电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与所述恒定电流源之间；
阈值寄存器，其中存储有阈值；
数字比较器，其具有耦合到所述阈值寄存器的第一输入及耦合到所述ADC的输出的第二输入，其中将存储于所述阈值寄存器中的所述阈值与来自所述ADC的所述输出的数字电压值相比较；
序列控制器，其耦合到所述多路复用器、所述ADC、所述放电开关、所述充电开关及来自所述数字比较器的输出并对其进行控制，其中所述序列控制器
一次从所述多路复用器的所述多个输入中选择一个输入，
闭合所述放电开关以使得所述多个电容性触摸传感器中耦合到所述多个输入中的所述选定一者的所述相应一者已从其中移除大致所有电压电荷，
断开所述放电开关并闭合所述充电开关达一时间周期，其中在所述时间周期期间，所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者耦合到所述恒定电流源，借此所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者充电到由所述时间周期及所述恒定电流源的所述电流值确定的电压值，
在所述时间周期结束时触发所述ADC以对所述电压值进行取样并将所述电压值转换为其数字表示，
当所述电压值的所述数字表示小于存储于所述阈值寄存器中的所述阈值时产生检测到触摸信号，且
指示所述多个电容性触摸传感器中的哪一者与所述所测量的电压值相关联，否则不产生触摸检测信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述电流值为由可编程恒定电流源确定的多个电流值中的任一者。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个电容性触摸传感器布置成小键盘矩阵。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字比较器第一输入包含多个第一并行输入且所述第二输入包含多个第二并行输入。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字比较器第一输入包含单一位第一串行输入且所述第二输入包含单一位第二串行输入。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述序列控制器为状态逻辑机器。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测到触摸信号用于唤醒处于低电力睡眠模式中的逻辑电路。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述检测到触摸信号提供对电子装置的中断以请求使所述电子装置的电路脱离睡眠模式并进入到操作模式中。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述序列控制器的计时由扫描计时器控制。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述扫描计时器为精确时钟。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述阈值寄存器包含多个阈值寄存器及存储于其中的多个阈值。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述多个阈值是通过在所述多个电容性触摸传感器中的每一者未被触摸时测量与其相关联的所述电压值来确定的。
13.一种具有能够被置于低电力睡眠模式或操作模式中的逻辑电路的集成电路数字装置，所述数字装置还具有独立于所述逻辑电路处于所述睡眠模式中还是处于所述操作模式中而操作的电容测量电路，其中所述电容测量电路测量多个电容性触摸传感器的电容的改变，所述设备包含：
数字处理器，其具有能够处于低电力睡眠模式或操作模式中的逻辑电路；
多路复用器，其具有输出及适于耦合到多个电容性触摸传感器的多个输入，其中所述多个输入中的每一者耦合到所述多个电容性触摸传感器中的相应一者；
模/数转换器(ADC)，其具有耦合到所述多路复用器的所述输出的模拟输入；
放电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与共用供应源之间；
恒定电流源，其具有电流值；
充电开关，其耦合于所述多路复用器的所述输出与所述恒定电流源之间；
阈值寄存器，其中存储有阈值；
数字比较器，其具有耦合到所述阈值寄存器的第一输入及耦合到所述ADC的输出的第二输入，其中将存储于所述阈值寄存器中的所述阈值与来自所述ADC的所述输出的数字电压值相比较；
序列控制器，其耦合到所述多路复用器、所述ADC、所述放电开关、所述充电开关及来自所述数字比较器的输出并对其进行控制，其中所述序列控制器
一次从所述多路复用器的所述多个输入中选择一个输入，
闭合所述放电开关以使得所述多个电容性触摸传感器中耦合到所述多个输
入中的所述选定一者的所述相应一者已从其中移除大致所有电压电荷，
断开所述放电开关并闭合所述充电开关达一时间周期，其中在所述时间周期期间，所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者耦合到所述恒定电流源，借此所述多个电容性触摸传感器中的所述相应一者充电到由所述时间周期及所述恒定电流源的所述电流值确定的电压值，
在所述时间周期结束时触发所述ADC以对所述电压值进行取样并将所述电压值转换为其数字表示，
当所述电压值的所述数字表示小于存储于所述阈值寄存器中的所述阈值时产生检测到触摸中断，且
指示所述多个电容性触摸传感器中的哪一者与所述所测量的电压值相关联，否则不产生触摸检测中断，
其中所述检测到触摸中断致使所述数字处理器的所述逻辑电路从所述低电力睡眠模式转变为所述操作模式。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述电流值为由可编程恒定电流源确定的多个电流值中的任一者。
15.根据权利要求13所述的设备，其中所述多个电容性触摸传感器布置成小键盘矩阵。
16.根据权利要求13所述的设备，其中所述数字比较器第一输入包含多个第一并行输入且所述第二输入包含多个第二并行输入。
17.根据权利要求13所述的设备，其中所述数字比较器第一输入包含单一位第一串行输入且所述第二输入包含单一位第二串行输入。
18.根据权利要求13所述的设备，其中所述序列控制器为状态逻辑机器。
19.根据权利要求13所述的设备，其中所述序列控制器的计时由扫描计时器控制。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述扫描计时器为精确时钟。
21.根据权利要求13所述的设备，其中所述阈值寄存器包含多个阈值寄存器及存储于其中的多个阈值。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述多个阈值是通过在所述多个电容性触摸传感器中的每一者未被触摸时测量与其相关联的所述电压值来确定的。
23.根据权利要求13所述的设备，其中所述数字处理器为微控制器。
CN200980140905.6A 2008-10-27 2009-10-22 自动化的电容性触摸扫描 Active CN102187298B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10866008P 2008-10-27 2008-10-27
US61/108,660 2008-10-27
US12/555,956 US8497690B2 (en) 2008-10-27 2009-09-09 Automated capacitive touch scan
US12/555,956 2009-09-09
PCT/US2009/061624 WO2010062513A1 (en) 2008-10-27 2009-10-22 Automated capacitive touch scan

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102187298A true CN102187298A (zh) 2011-09-14
CN102187298B CN102187298B (zh) 2014-02-26

Family

ID=42116853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980140905.6A Active CN102187298B (zh) 2008-10-27 2009-10-22 自动化的电容性触摸扫描

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8497690B2 (zh)
EP (1) EP2340472B1 (zh)
KR (1) KR101771675B1 (zh)
CN (1) CN102187298B (zh)
TW (1) TWI526901B (zh)
WO (1) WO2010062513A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226406A (zh) * 2012-01-09 2013-07-31 辉达公司 触摸屏输入/输出设备技术
CN103425360A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 艾默生电气公司 用于温控器的电容性触摸屏
CN103918183A (zh) * 2011-10-07 2014-07-09 密克罗奇普技术公司 用具有用于驱动防护环的模拟输出的微控制器来测量电容性传感器的电容
US9342181B2 (en) 2012-01-09 2016-05-17 Nvidia Corporation Touch-screen input/output device touch sensing techniques
US9507470B2 (en) 2013-12-16 2016-11-29 Nvidia Corporation Method and system for reduced power touch input detection on an electronic device using reduced scanning
CN104049818B (zh) * 2013-03-13 2017-03-08 十速兴业科技（深圳）有限公司 电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法
CN106652420A (zh) * 2017-02-06 2017-05-10 广东美的制冷设备有限公司 遥控器
US9823935B2 (en) 2012-07-26 2017-11-21 Nvidia Corporation Techniques for latching input events to display flips
CN107463759A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 北京兆易创新科技股份有限公司 一种计时器的仿真验证装置及仿真验证方法
CN108806226A (zh) * 2018-08-30 2018-11-13 广东好太太科技集团股份有限公司 一种应用于触摸式遥控器的低功耗方法及遥控器
CN113031490A (zh) * 2021-03-23 2021-06-25 南通大学 一种模拟数字输入的程控开关控制器及其控制方法
CN113054984A (zh) * 2021-05-20 2021-06-29 上海艾为微电子技术有限公司 一种压感检测电路、芯片、系统及压感检测方法

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8271082B2 (en) 2007-06-07 2012-09-18 Zoll Medical Corporation Medical device configured to test for user responsiveness
US8599155B2 (en) 2010-04-30 2013-12-03 Microchip Technology Incorporated Touch sense using time domain reflectometry
TWI410852B (zh) 2010-05-05 2013-10-01 Novatek Microelectronics Corp 觸碰偵測方法及相關觸控裝置
TWI410853B (zh) 2010-05-07 2013-10-01 Novatek Microelectronics Corp 用於觸控裝置之電容量測量裝置
US8710853B2 (en) 2010-08-31 2014-04-29 Infineon Technologies Ag Capacitance sensing
US8311514B2 (en) 2010-09-16 2012-11-13 Microsoft Corporation Prevention of accidental device activation
US9937355B2 (en) 2010-11-08 2018-04-10 Zoll Medical Corporation Remote medical device alarm
TW201220152A (en) * 2010-11-11 2012-05-16 Wistron Corp Touch control device and touch control method with multi-touch function
US8972214B2 (en) * 2011-04-21 2015-03-03 Microchip Technology Incorporated Touch sense determined by characterizing impedance changes in a transmission line
US8932412B2 (en) 2011-06-29 2015-01-13 Whirlpool Corporation Method and apparatus for an appliance with a power saving mode
US8624607B2 (en) * 2011-07-29 2014-01-07 Atmel Corporation Measuring voltage
US9071264B2 (en) 2011-10-06 2015-06-30 Microchip Technology Incorporated Microcontroller with sequencer driven analog-to-digital converter
US9257980B2 (en) 2011-10-06 2016-02-09 Microchip Technology Incorporated Measuring capacitance of a capacitive sensor with a microcontroller having digital outputs for driving a guard ring
US9252769B2 (en) 2011-10-07 2016-02-02 Microchip Technology Incorporated Microcontroller with optimized ADC controller
US8847802B2 (en) 2011-10-06 2014-09-30 Microchip Technology Incorporated Microcontroller ADC with a variable sample and hold capacitor
US9437093B2 (en) 2011-10-06 2016-09-06 Microchip Technology Incorporated Differential current measurements to determine ION current in the presence of leakage current
US9176088B2 (en) 2011-12-14 2015-11-03 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber
US9189940B2 (en) 2011-12-14 2015-11-17 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber
US9207209B2 (en) 2011-12-14 2015-12-08 Microchip Technology Incorporated Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber
US9823280B2 (en) 2011-12-21 2017-11-21 Microchip Technology Incorporated Current sensing with internal ADC capacitor
EP2653355B1 (en) * 2012-04-18 2015-06-10 Eileo Keypad assembly and method to access a car
JP2013225214A (ja) 2012-04-20 2013-10-31 Sharp Corp 画像形成装置
JP6082458B2 (ja) 2012-05-09 2017-02-15 アップル インコーポレイテッド ユーザインタフェース内で実行される動作の触知フィードバックを提供するデバイス、方法、及びグラフィカルユーザインタフェース
US8884771B2 (en) 2012-08-01 2014-11-11 Microchip Technology Incorporated Smoke detection using change in permittivity of capacitor air dielectric
EP2722985B1 (en) 2012-10-16 2016-02-10 Diehl AKO Stiftung & Co. KG Method of differential measurement of voltage levels of capacitive change.
AU2013368440B2 (en) * 2012-12-29 2017-01-05 Apple Inc. Device, method, and graphical user interface for navigating user interface hierarchies
CN104184449A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 十速兴业科技（深圳）有限公司 电容式触控装置、方法与系统
US10141930B2 (en) 2013-06-04 2018-11-27 Nvidia Corporation Three state latch
US9353017B2 (en) * 2014-06-17 2016-05-31 Freescale Semiconductor, Inc. Method of trimming current source using on-chip ADC
CN104079284A (zh) * 2014-06-25 2014-10-01 上海斐讯数据通信技术有限公司 基于压阻式传感器的按键模组及其控制方法
US9590649B2 (en) 2014-10-17 2017-03-07 Microchip Technology Incorporated Analog-to-digital conversion with micro-coded sequencer
US9632664B2 (en) 2015-03-08 2017-04-25 Apple Inc. Devices, methods, and graphical user interfaces for manipulating user interface objects with visual and/or haptic feedback
US9860451B2 (en) 2015-06-07 2018-01-02 Apple Inc. Devices and methods for capturing and interacting with enhanced digital images
US9880735B2 (en) 2015-08-10 2018-01-30 Apple Inc. Devices, methods, and graphical user interfaces for manipulating user interface objects with visual and/or haptic feedback
US10061375B2 (en) 2016-08-02 2018-08-28 Atmel Corporation Power mode configuration for touch sensors
CN106940915B (zh) * 2016-10-20 2023-08-08 深圳市常工电子计算机有限公司 一种具有触摸唤醒功能的高频m1卡智能水表
US10637494B2 (en) * 2017-11-02 2020-04-28 Microchip Technology Incorporated ADC self-test using time base and current source
KR102179874B1 (ko) * 2018-04-25 2020-11-17 캔버스바이오 주식회사 위조 지문 감지가 가능한 지문 인식 장치 및 이의 구동 방법
US11568984B2 (en) 2018-09-28 2023-01-31 Zoll Medical Corporation Systems and methods for device inventory management and tracking
US11221704B2 (en) 2020-02-05 2022-01-11 Sigmasense, Llc. Screen-to-screen communication via touch sense elements
CN112511151A (zh) * 2020-11-30 2021-03-16 深圳康咏科技有限公司 一种新电容式检测压力及触摸方法及电路
CN113644905B (zh) * 2021-08-11 2024-01-05 上海芯跳科技有限公司 一种电容式触摸按键检测系统
CN115333521B (zh) * 2022-08-22 2023-09-12 深圳市锦锐科技股份有限公司 一种应用于rc触摸按键的低功耗集成电路

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275047B1 (en) * 1999-03-12 2001-08-14 Fluke Corporation Capacitance measurement
US20020140438A1 (en) * 2001-02-07 2002-10-03 Lund John M. Capacitance measurement
CN100383538C (zh) * 2001-02-07 2008-04-23 弗兰克公司 用于测量电容器电容的装置
US20080196945A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Jason Konstas Preventing unintentional activation of a sensor element of a sensing device
US20080246723A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Baumbach Jason G Integrated button activation sensing and proximity sensing

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5585733A (en) * 1992-09-10 1996-12-17 David Sarnoff Research Center Capacitive sensor and method of measuring changes in capacitance
TW408277B (en) * 1996-11-15 2000-10-11 Alps Electric Co Ltd Small current detector circuit and locator device using the same
JP2002533973A (ja) * 1998-12-22 2002-10-08 ビショップ イノヴェーション リミテッド 容量性フラッシュアナログ−ディジタル変換器用電子回路
US6584602B2 (en) * 2001-02-09 2003-06-24 Sun Microsystems, Inc. Parallelism and crosstalk check on a printed circuit board (PCB)
EP1811309B1 (en) * 2006-01-20 2009-10-07 STMicroelectronics S.r.l. Free fall detector device and free fall detection method
US7460441B2 (en) 2007-01-12 2008-12-02 Microchip Technology Incorporated Measuring a long time period
JP4388094B2 (ja) * 2007-03-28 2009-12-24 株式会社東芝 組電池の保護装置及び電池パック装置
TWI402647B (zh) * 2007-09-14 2013-07-21 Asustek Comp Inc 可動態調整電壓及有效節能之電壓控制裝置、方法及電腦裝置
US8154310B1 (en) * 2008-02-27 2012-04-10 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensor with sensor capacitance compensation
US7863909B2 (en) * 2008-03-04 2011-01-04 Synaptics Incorporated System and method for measuring a capacitance by transferring charge from a fixed source
US9335868B2 (en) * 2008-07-31 2016-05-10 Apple Inc. Capacitive sensor behind black mask

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6275047B1 (en) * 1999-03-12 2001-08-14 Fluke Corporation Capacitance measurement
US20020140438A1 (en) * 2001-02-07 2002-10-03 Lund John M. Capacitance measurement
CN100383538C (zh) * 2001-02-07 2008-04-23 弗兰克公司 用于测量电容器电容的装置
US20080196945A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-21 Jason Konstas Preventing unintentional activation of a sensor element of a sensing device
US20080246723A1 (en) * 2007-04-05 2008-10-09 Baumbach Jason G Integrated button activation sensing and proximity sensing

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103918183B (zh) * 2011-10-07 2017-09-29 密克罗奇普技术公司 用具有用于驱动防护环的模拟输出的微控制器来测量电容性传感器的电容
CN103918183A (zh) * 2011-10-07 2014-07-09 密克罗奇普技术公司 用具有用于驱动防护环的模拟输出的微控制器来测量电容性传感器的电容
US9746954B2 (en) 2012-01-09 2017-08-29 Nvidia Corporation Touch-screen input/output device touch sensing techniques
US9342181B2 (en) 2012-01-09 2016-05-17 Nvidia Corporation Touch-screen input/output device touch sensing techniques
CN103226406A (zh) * 2012-01-09 2013-07-31 辉达公司 触摸屏输入/输出设备技术
CN103425360B (zh) * 2012-05-18 2016-07-06 艾默生电气公司 用于温控器的电容性触摸屏
CN103425360A (zh) * 2012-05-18 2013-12-04 艾默生电气公司 用于温控器的电容性触摸屏
US9823935B2 (en) 2012-07-26 2017-11-21 Nvidia Corporation Techniques for latching input events to display flips
CN104049818B (zh) * 2013-03-13 2017-03-08 十速兴业科技（深圳）有限公司 电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法
US9507470B2 (en) 2013-12-16 2016-11-29 Nvidia Corporation Method and system for reduced power touch input detection on an electronic device using reduced scanning
CN106652420A (zh) * 2017-02-06 2017-05-10 广东美的制冷设备有限公司 遥控器
CN107463759A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 北京兆易创新科技股份有限公司 一种计时器的仿真验证装置及仿真验证方法
CN107463759B (zh) * 2017-09-18 2020-08-04 北京兆易创新科技股份有限公司 一种计时器的仿真验证装置及仿真验证方法
CN108806226A (zh) * 2018-08-30 2018-11-13 广东好太太科技集团股份有限公司 一种应用于触摸式遥控器的低功耗方法及遥控器
CN113031490A (zh) * 2021-03-23 2021-06-25 南通大学 一种模拟数字输入的程控开关控制器及其控制方法
CN113054984A (zh) * 2021-05-20 2021-06-29 上海艾为微电子技术有限公司 一种压感检测电路、芯片、系统及压感检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2340472A1 (en) 2011-07-06
TWI526901B (zh) 2016-03-21
US20100102832A1 (en) 2010-04-29
KR101771675B1 (ko) 2017-08-28
TW201023013A (en) 2010-06-16
KR20110090879A (ko) 2011-08-10
WO2010062513A1 (en) 2010-06-03
CN102187298B (zh) 2014-02-26
US8497690B2 (en) 2013-07-30
EP2340472B1 (en) 2018-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102187298B (zh) 自动化的电容性触摸扫描
US20090289908A1 (en) Touch detecting device capable of saving electricity
CN101598986B (zh) 可节省电源消耗的触碰检测装置
TWI488095B (zh) 省電之表面電容式觸控面板裝置以及其方法
CN109766032B (zh) 低功率电容式传感器按钮
US9207817B2 (en) Capacitive touchscreens for thermostats using smaller capacitors in standby mode
US8466899B2 (en) Touch panel
US8089461B2 (en) Touch wake for electronic devices
CN102947782A (zh) 经由电阻式传感器矩阵的低功率感测
KR20180063081A (ko) 손가락 놓침을 감지하는 방법 및 지문감지장치
US7714746B2 (en) Method and apparatus for keyboard readout
CN201607717U (zh) 省电型多键触摸开关感测装置
JP4924412B2 (ja) 静電容量型デジタル式タッチパネル
CN113472357A (zh) 触摸按键扫描电路、低功耗模式退出方法及装置
TWI469019B (zh) 電容式觸控螢幕省電裝置及其方法與電容式觸控螢幕
US8378987B2 (en) Sensing method and circuit for a capacitive touch panel
US20120319970A1 (en) Detection circuit and detection method for touch-sensing panel
US10467453B2 (en) Method, apparatus and system for fingerprint identification
Zhan et al. A touch sensor controller IC adopting differential measurement for projected capacitive touch panel systems
CN113489497B (zh) 一种用于tkc或adc的实现电路及芯片
CN103777736B (zh) 省电装置及其省电方法
US20170108916A1 (en) Event detection method for waking up a portable electronic device and action sensor using same
CN210225378U (zh) 一种防止电子产品误触发电路
EP2722985B1 (en) Method of differential measurement of voltage levels of capacitive change.
WO2012040974A1 (zh) 触摸识别方法、触摸键结构及触摸装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant