CN103430032A - 在触摸感应设备的初始化过程中的导电物体的探测 - Google Patents

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Abstract

一种用于在触摸感应设备的初始化过程中探测电容感应元件附近的导电物体的存在的方法和系统。基准感应元件被校准以产生感应参数值。基于所述感应参数值,多个电容感应元件的电容被测量,且与储存在所述触摸感应设备的非易失性存储器中的基准电容值进行比较。当所测量的电容和所存储的基准电容值之间的差值大于阈值时,探测出电容感应元件附近的导电物体的存在。

Description

在触摸感应设备的初始化过程中的导电物体的探测
相关申请
本申请要求在2011年1月14日提交的美国临时申请61/433,148的利益,该申请通过引用被全部并入本文。
技术领域
本公开涉及用户接口设备的领域,且更具体地涉及电容感应设备。
背景技术
电容感应元件可以被用于替换机械的按钮、旋钮和其他类似的机械的用户接口控件。电容感应元件的应用允许消除复杂的机械开关和按钮,提供了在苛刻的条件下进行可靠的操作。此外,电容感应元件还被广泛地应用于现代客户端应用,在现有的产品中提供了新的用户接口选择。电容感应元件的范围能够从单个的按钮到触摸感应表面的以电容感应陈列的形式排列的大量元件。
利用电容感应阵列的透明的触摸屏被普遍用于当今的工业和消费市场。它们被发现用于蜂窝电话、GPS设备、机顶盒、照相机、电脑屏幕、MP3播放器、数字平板等等之类。电容感应阵列通过测量电容感应元件的电容,和寻找指示导电物体的触摸或存在的电容增量来工作。当导电物体(例如,手指、手或其他物体)接触或者接近于电容感应元件时,电容值改变且导电物体被探测到。电容触摸感应元件的电容变化能够被电路测出。电路将测出的电容感应元件的电容值转换成数字值。
因为电容也会由于环境条件(例如,温度和湿度的改变)而改变,传统的电容感应算法普遍应用立即值和过滤的基准平均值(非触摸状态下测量的初始化的)的差值以能够区别导电物体的存在和环境的变化。
一些装有机械按钮的电子设备(如,打印机、有线电视机顶盒、蓝光播放器)利用上电后(例如,在启动时)按钮的状态来进入特定的诊断模式。在北美由各种有线电视供应商使用的特定的有线电视机顶盒要求服务技术人员在设备接通电源的同时通过按设备上的一个或多个机械按钮将机顶盒置于诊断模式(例如,测试模式、调试模式)。
虽然在电视机顶盒上装备电容感应元件来替代机械按钮是可取的,但是这样做要求在设备启动的时候(例如,在设备的初始化过程中)探测一个或多个电容感应元件附近的导电物体的初始存在。然而,利用基于过滤的基准平均值的传统的电容感应算法的设备在初始化过程中不能探测到导电物体的存在,因为导电物体的初始状态将阻止精确测量所述设备(例如,上述有线电视机顶盒)的非触摸状态。
附图说明
本发明是通过示例而不是限制的方式进行说明,在附图中:
图1是示出电子系统的一个实施方式的框图,该电子系统具有用于在触摸感应设备的初始化过程中探测导电物体的存在的处理设备。
图2是示出电子系统的一个实施方式的示意图,该电子系统具有耦合到处理设备的用于在触摸感应设备的初始化过程中探测导电物体的存在的电容传感器。
图3示出了在触摸感应设备的初始化过程中探测导电物体的存在的方法的一个实施方式。
图4示出了带有覆盖层和不带覆盖层的印刷电路板的实施方式的顶视图,所述印刷电路板包括电容感应元件的阵列和基准电容感应元件。
图5示出了印刷电路板的另一实施方式,所述印刷电路板包括排列在印刷电路板的第一侧的电容感应元件的阵列和排列在印刷电路板的第二侧的基准电容感应元件。
图6示出了由仅有软件温度补偿的电容开关张弛振荡器所测量的温度上升和探测到导电物体对电容感应元件的电容的影响的曲线图。
图7图示根据一个实施方式的不同的环境条件对电容感应元件的电容的影响的示例性比较曲线图,其在一个环境条件(条件A)和另一个环境条件(条件B)进行测量。
详细描述
描述了探测在触摸感应设备启动时一个或多个导电物体的存在的方法和装置。所述触摸感应设备的启动包括给设备上电和设备的任何相关的初始化过程(本文简称为“初始化过程”)。初始化过程也可以在触摸感应设备的重启后发生。在一个实施方式中,在触摸感应设备的初始化过程中,基准感应元件被用于捕获一个或多个基准感应参数。基准感应元件被定位或放置成使得导电物体在触摸感应设备的初始化过程中不被允许出现,且因此不能被感应到。一个或多个校准的感应参数被用来确定导电物体是否接近于一个或多个电容感应元件中的任何一个。将一个或多个电容感应元件中的每个的测量电容值与可存储在触摸感应设备的存储器中(例如,非易失性存储器)的每个电容感应元件的基准电容值相比较,以确定电容差值。基准电容值代表了每个电容感应元件在不受导电物体作用时的电容值。每个电容感应元件的电容差值相比较于阈值,以探测触摸感应设备上的导电物体的存在。该方法和装置利用基准感应元件的电容测量来确定在初始化过程中是否有任何其他电容元件被激活了。此外,多个电容感应元件的差值的图案可以被分析用来确定电容感应元件的阵列上的触摸事件的位置(例如,质心分析指示滑块电容感应元件的阵列上的触摸事件的特定位置),这容易被受益于本公开的本领域的技术人员所理解。在一个实施方式中,基准感应元件和一个或多个电容感应元件中的每一个的电容被测量。通过将基准感应元件的测量电容和一个或多个电容感应元件的每个的测量电容进行比较来计算差值。当差值大于预定的阈值时,接近于一个或多个电容感应元件的导电物体的存在被探测出。
在以下的阐述中,出于解释的目的,为了提供对本发明的透彻理解,大量特定的细节将被阐述。然而,将明显的是,没有这些特定的细节,本领域的技术人员也可以实践本发明。在其他实例中,公知的电路、结构和技术没有被详细阐述,而是以框图的形式示出来避免不必要地模糊对本说明书的理解。
本说明书中提到的“一个实施方式”或者“实施方式”意味着结合本实施方式所描述的特定的特性、结构或特征被包括在本发明的至少一个实施方式中。位于本说明书的各个位置的短语“在一个实施方式中”并不一定指同一个实施方式。
图1是示出根据本发明的实施方式的电子系统100的一个实施方式的框图,所述电子系统100用于在触摸感应设备的初始化过程中探测电容感应元件附近的导电物体的存在。电子系统100包括处理设备110、非易失性存储器120和与基准感应元件150以及电容感应元件160的阵列相连的电容传感器130。
处理设备110可以位于普通的载体基板上,诸如,例如集成电路(“IC”)芯片基板、多芯片模块基板等等之类。可选地,处理设备110的组件可以是一个或更多独立的集成电路和/或者分立元件。在一个示例性的实施方式中,处理设备110是由加利福尼亚的SanJose的赛普拉斯半导体公司开发的在芯片处理设备上的可编程设备处理设备110可以是被本领域普通技术人员所熟知的一个或多个其他处理设备,如微处理器或中央处理单元、控制器、专用处理器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)等等之类。
虽然描述为非易失性存储器120,但是可以使用本领域普通技术人员所熟知的其他种类的存储器,如磁存储介质(例如,软盘);光存储介质(例如,CD-ROM);磁光存储介质;只读存储器(ROM);随机存取存储器(RAM);可擦除可编程存储器(例如,EPROM和EEPROM);闪存;或者其他类型的适合于存储电子指令的介质。
电容传感器130可以集成在处理设备110的集成电路上,或可选地,在独立的集成电路上。可选地,电容传感器130的描述可以被生成并编译用于包含到其他集成电路。例如,描述电容传感器130或其部分的行为级代码可以使用硬件描述语言来生成,如VHDL或者Verilog,且存储到机器可访问的介质(例如,CD-ROM、硬盘、软盘等等)。而且,行为级代码能够被编译成寄存器传输级(“RTL”)代码,网表或甚至电路布局,并存储到机器可访问的介质。行为级代码、RTL代码、网表和电路布局全部表示描述电容传感器130的各种抽象级。
电容传感器130包括被处理设备110控制的可调感应参数源140。本领域的普通技术人员将会理解可调感应参数可以是影响连接到电容传感器130的基准感应元件和电容感应元件(150和/或160)的电容测量值的输出的任何所熟知的参数,包括但不限于由电流数字-模拟转换器(IDAC)提供的电流(如在图1和图2中示出的示例性实施方式所示),由电压数字-模拟转换器(VDAC)提供的可调的比较器基准电压,或者测量输出值的可变的倍率因子。处理设备110被配置为控制可调感应参数源以调整源的输出,如以下结合图3详述的。电容传感器130可以包括用于耦合到外部组件的模拟I/O,所述外部组件如触摸感应板、触摸感应滑块、触摸感应按钮和/或者其他设备。下文更加详细地阐述电容传感器130和处理设备110。
在实施方式中,电容感应元件160(统称为“电容感应阵列”)和基准感应元件150可以响应于导电物体的存在(例如,手写笔或者用户的手指)及一个或多个环境因素的影响。环境因素可以是影响电容感应元件160和基准感应元件150的电容的电容感应元件160和基准感应元件150的任何环境属性或特性,诸如,例如,温度、湿度、水分等等。
在一个实施方式中,电容传感器130能够被用于利用下述的自电容感应或互电容感应测量电容。在一个实施方式中,电容传感器130包括以下关于图2所描述的张弛振荡器。在其他实施方式中,电容传感器130可以包括其他电容感应电路,诸如由加利福尼亚的SanJose的塞布拉斯半导体公司开发的
Figure BDA0000374702640000053
Sigma-Delta(CSD)和SuccessiveApproximation(CSA)电路,电荷积累电路、电荷转移电路、电荷积分电路,或者受益于本公开的本领域的普通技术人员所理解的其他电容感应电路。
在实施方式中,具有类似特性(例如,尺寸、类似的覆盖层、离地间隙的类似的感应元件等等)的基准感应元件150和电容感应元件160被用于归一化能影响电容和提高校准感应元件的能力的变量。
在实施方式中,被耦合到基准感应元件150和电容感应元件160的电容传感器130被配置为执行自电容感应。在自电容感应模式中,基准感应元件150和每个电容感应元件160传感器元件仅仅需要一根连接到电容传感器130电路的连接线。对于自电容感应模式,作用于基准感应元件150或电容感应元件160上的导电物体的存在或环境因素增加了感应元件的电容,这是由于导电物体的电容被加到了感应元件的电容上。
在实施方式中,基准感应元件150和电容感应元件160的电容传感器130被配置为执行互电容感应。在互电容感应模式中,电极间的互电容的变化被探测。基准感应元件150和每个电容感应元件160传感器元件每个使用至少两个电级:一个是发射(TX)电极(本文也称为发射器电极),且另一个是接收(RX)电极。TX电极和RX电极的交点被称为感应元件。当导电物体触碰感应元件或密切接近于感应元件时,耦合在感应元件的接收器和发射器之间的电容衰减,这是由于导电物体分流部分电场到地面(例如,底盘或地面)。
图2示出包括电容传感器230的电子系统200的实施方式,所述电容传感器230耦合到处理设备210,用于在触摸感应设备的初始化过程中探测导电物体的存在。如图所示,电子系统200还包括非易失性存储器220、电容感应元件260的阵列、基准感应元件250和多路转换器阵列270。在本实施方式中,电容传感器230包括张弛振荡器,该张弛振荡器包括可由处理设备210编程的可调节的IDAC电流源(例如,感应参数)240。虽然图2将多路转换器阵列270示出在张弛振荡器230的外部,但是本领域的普通技术人员将会理解多路转换器阵列270可以是张弛振荡器230的一个部分。
张弛振荡器230由从电容感应元件260或基准感应元件250的任何一个测量的电容、可调感应参数源240、比较器231、重置开关233和定时器元件232形成。在实施方式中,引脚(未显示)可以被耦合到电容感应元件260和基准感应元件250和多路转换器阵列270中的每个上。本领域的普通技术人员将会理解张弛振荡器230和元件的操作是本领域所熟知的,以及各种其他的布置和电路可以被应用于本发明的电子系统200。张弛振荡器被配置来充电和放电且包括能够测量的输出信号。在实施方式中,输出信号是统计充电/放电发生的次数(例如,计数测量)的计数器的输入信号,其中电容的增加导致计数的增加。在可选的实施方式中,代替计数器,数字滤波器可被用在张弛振荡器的输出端来将电容测量值转换成代表电容的数字值。
图3示出了在触摸感应设备的初始化过程中探测导电物体的存在的方法300的实施方式。在触摸感应设备的初始化过程中(块310),在块320,通过调节一个或多个感应参数,基准感应元件(例如,在初始化过程中不被触摸或不可触摸的感应元件)的电容测量结果被设置为基准感应元件的目标输出值。在实施方式中,处理设备(110,210)被配置为控制可调感应参数源(140,240)以调节源的输出使得基准感应元件(150,250)的电容测量值被设定为目标输出值,其中感应参数的结果值被称为感应参数值。在块330,感应参数值然后被用于测量多个感应元件中的每一个上的电容(即,每个电容感应元件的电容的测量基于感应参数值进行)。在实施方式中,感应参数调节的精细粒度导致更精确的基准点的识别。
根据本发明的实施方式,在触摸感应设备的制造/生产阶段或最初的测试阶段,在没有触摸存在时进行最初的校准且每个感应元件的最初的测量电容值被存储在设备的非易失性存储器中。如块340所示,判断设备是否已存储了每个电容感应元件的基准电容值。所存储的基准电容值表示每个电容感应元件在不受导电物体作用时的电容值。在块350中,如果基准电容值没有被存储,则将每个感应元件的初始测量值存储到非易失性存储器中。本领域的普通技术人员将会理解在块350的基准电容值的存储在制造期间只发生一次,但是可在设备的生产后的使用期间发生,例如,在由于导致数据丢失的错误或者问题,所存储的基准值不再存储到非易失性存储器的情况下。
在块360中,如果设备已经使每个电容感应元件的基准电容值存储在非易失性存储器中,这些电容值将被用作基准电容值。如果没有存储,在块370中,每个电容感应元件的初始测量值将被用作基准电容值。在块380中,将基于感应参数值测量的每个电容感应元件的电容值与存储在非易失性存储器中的基准电容值进行比较来确定差值(称为“电容差值”)。在块380(或块370)之后,进行正常的操作(例如,在块390中,进行电容测量和更新基准平均值)。
接着,将每个电容感应元件的电容差值与阈值比较。如果该电容感应元件的电容差值在阈值之上,则探测到电容感应元件附近的导电物体的存在(例如,感应元件激活)。如果电容感应元件的电容差值小于或等于阈值,那么对于该电容感应元件来说,没有探测到导电物体的存在。如以上所述,方法300使得能够进行感应参数的校准以微调基准感应元件的输出,使得在每次初始化过程中其能匹配目标测量输出值,从而导致在环境条件下稳定的感应参数的校准。
本领域的普通技术人员可以理解在初始化过程之后,基准值可根据任何所熟知的方法进行跟踪,所述方法包括但不限于,基准平均值法或者利用转换速率受限的基准调整的漂移补偿。
图4示出本发明的实施方式,其显示“隐藏”或以其他方式使基准感应元件150在触摸感应设备的初始化过程中不响应导电物体的存在的示例性方法。如图所示,印刷电路板410具有设置在其上的基准感应元件150和设置在其上的电容感应元件160的阵列。在制造期间,覆盖层被应用于印刷电路板410,使得基准感应元件450不响应密切靠近或接触覆盖层的导电物体的存在。在这样的布置中,电容感应元件460响应密切靠近或接触覆盖层的导电物体的存在。
可选地,如图5所示,可以使用双面印刷电路板510。印刷电路板510包括在被布置在触摸感应设备中时面向外部的第一侧(1侧)和在触摸感应设备的正常操作期间用户不可到达的第二侧(2侧)。如图所示,在触摸感应设备的正常操作期间,要被触摸或可触摸的电容感应元件560被设置在印刷电路板510的1侧上,而基准感应元件550则相对于用户隐藏于印刷电路板510的2侧上。本领域的普通技术人员将会理解除了图4和图5中所示出的实施方式,还可以使用其他的布置和/或技术来隐藏基准感应元件使得其在触摸感应设备的正常操作过程中不被触摸或不可触摸。
参阅图6的曲线图620,在仅软件补偿的情况下,参考或基准624被跟踪,这样计算设备通过对电容传感器张弛振荡器(CSR)的原始计数622(其代表由于导电物体如用户的手指存在时的电容)和基准624进行比较知道用户交互何时存在(例如,导电物体在按钮上或者接近按钮)。如果CSR原始计数622超出了基准624一阈值,用户交互被视为存在且执行恰当的动作;否则,不执行动作。基准624通常在启动后立即被建立。如果在触摸感应设备启动且正在初始化的那一刻用户按下按钮,软件将建立包括手指的电容在内的基准。注意,在图6中,由于温度原因导致的原始计数变化的幅度能够等于或大于由于手指存在导致的原始计数变化的幅度。
图7示出根据本发明的实施方式的环境条件(例如,温度上升)对电容的影响的示例性比较的曲线图,所述曲线在一种环境条件下(条件A)即没有调节感应参数时测量和在另一种环境条件下(条件B)测量。其也显示具有两个不同电容的感应元件(感应元件1和感应元件2)的两种环境条件之间的原始计数漂移。如图所示,环境的变化通常不会在电容测量结果上引起偏移误差,但是通常反而引起增益误差。这导致对于不同的电容,传感器的由于环境条件的变化引起的原始计数漂移不同。这样,在不对感应参数校准的情况下,电容传感器对不响应触摸的感应元件进行的测量可通过观察该无触摸的感应元件上的原始计数的漂移来探测到图6中所例证的环境条件的变化,然而,其他的感应元件上的由于环境条件引起的原始计数漂移的幅度不能够通过这种方法被精确确定。还要注意测量输出对电容的传递函数的斜率确定了由于手指触碰引起的微小电容变化导致的差分输出计数的数量。因此,在没有调节感应参数时,由同样的触摸导致的触摸信号在不同的环境条件中将具有不同的幅度。根据本发明的实施方式,通过改变感应参数,测量增益能够被调整以在不同的环境条件中获得相同的输出对电容的传递函数。这对于电源按钮按下时的探测是必要的,因为在启动时的环境和初始化过程中的环境是未知的。
本文阐述的实施方式不限于任何特定的触摸感应设备,而且能被用于其他电容感应的实现,例如,感应设备可以是触摸屏、用于笔记本实现的触摸感应平板、触摸感应滑块或者触摸感应按钮(例如,电容感应按钮)。在一个实施方式中,这些感应设备可以包括一个或更多的电容感应元件。本文所阐述的操作不限于笔记本指针操作,而且能够包括其他操作,如照明控制(调光器)、声音控制、图形均衡器控制、速度控制,或要求渐进的或离散的调节的其他控制操作。还应该注意到电容感应实现的这些实施方式可以与非电容感应元件配合使用,包括但不限于选择按钮、滑块(例如,显示亮度和对比度)、滚动轮、多媒体控件(例如,声音、快进等等)手写识别和数字键盘操作。
实施方式的某些部分可以实现为计算机程序产品,所述计算机程序产品可包括存储在计算机可读介质上的指令。这些指令可以被用于对通用或专用处理器进行编程来执行所描述的操作。计算机可读的介质包括用于以机器(例如,计算机)可读的形式(例如,软件、处理应用程序)存储或传输信息的任何机构。计算机可读的存储介质可以包括,但不限于,磁存储介质(例如,软盘)、光存储介质(例如,CD-ROM)、磁-光存储介质、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程存储器(例如,EPROM和EEPROM)、闪存,或者适合于存储电子指令的其他类型的介质。计算机可读的传输介质包括,但不限于,电的、光的、声音的,或者其他形式的传播信号(例如,载波、红外信号、数字信号等等之类),或适合于传输电子指令的其他类型的介质。
此外,某些实施方式可以在分布式计算环境中实施,其中,计算机可读介质被存储于一个以上的计算机系统上和/或者由其执行。此外,在计算机系统之间传输的信息可以通过连接计算机系统的传输介质或者被拖进或者被推出。
虽然本文方法的操作以特定的顺序显示或阐述,但是每种方法的操作的顺序可以被修改,以使某些操作可以以相反的顺序被执行,或者使某些操作可以至少部分地与其他操作并行执行。在其他的实施方式中,不同操作的指令或子操作可以以断断续续的和/或者交替的方式进行。
本文所述的特征、结构或特性可以适当地组合到本发明的一个或更多的实施方式中。此外,虽然本发明已经通过几个实施方式的例子进行了阐述,但是本领域的技术人员将会认识到本发明并不限于所阐述的实施方式。本发明的实施方式能够在所附权利要求的范围内进行修改和改进来被实施。说明书和附图因此被认为是说明性的,而不是对本发明的限制。

Claims (20)

1.一种方法,包括:
在触摸感应设备的初始化过程中:
测量基准感应元件的电容,
将所述基准感应元件的所测量的电容与目标测量输出值相比较,以及
校准所述基准感应元件的电容测量值,以产生感应参数值;
将多个电容感应元件的每一个的基于所述感应参数值测量的电容与所述多个电容感应元件的每一个的基准电容值进行比较,以确定电容差值;以及
当所述电容感应元件的所述电容差值大于阈值时,探测到电容感应元件附近的导电物体的存在。
2.如权利要求1所述的方法,其中在所述触摸感应设备的所述初始化过程中,所述基准感应元件不响应所述基准感应元件附近的导电物体的存在。
3.如权利要求1所述的方法,其中校准所述基准感应元件还包括将感应参数调节到所述感应参数值,以将所述基准感应元件的所测量的电容设置到所述目标测量输出值。
4.如权利要求3所述的方法,其中所述感应参数是连接到所述触摸感应设备的电容传感器的电流源的电流。
5.如权利要求3所述的方法,其中所述感应参数是连接到所述触摸感应设备的电容传感器的电压源的电压。
6.如权利要求3所述的方法,其中所述感应参数可由处理设备编程。
7.如权利要求1所述的方法,其中在所述触摸感应设备的所述初始化过程中,探测所述电容感应元件附近的所述导电物体的存在。
8.如权利要求1所述的方法,其中所述多个电容感应元件的每一个的基准电容值被存储于非易失性存储器中。
9.一种系统,包括:
耦合到包含感应参数的电容传感器的处理设备,所述处理设备被配置为:
测量基准感应元件的电容,
将所述基准感应元件的所测量的电容与目标测量输出值进行比较,
将所述感应参数调节到感应参数值,以将所述基准感应元件的所测量的电容设置到所述目标测量输出值。
将多个电容感应元件的每一个的电容与所述多个电容感应元件的每一个的基准电容值进行比较,以确定电容差值,以及
当所述电容感应元件的所述电容差值大于阈值时,探测到电容感应元件附近的导电物体的存在。
10.如权利要求9所述的系统,其中所述电容传感器被配置为基于所述感应参数值测量所述多个电容感应元件的每一个的电容。
11.如权利要求9所述的系统,其中所述多个电容感应元件的每一个的基准电容值被存储在所述触摸感应设备的非易失性存储器中。
12.如权利要求9所述的系统,其中在所述触摸感应设备的初始化过程中,所述电容感应元件附近的导电性物体的存在被探测。
13.如权利要求9所述的系统,其中在所述触摸感应设备的初始化过程中,所述基准感应元件不响应所述基准感应元件附近的导电物体的存在。
14.如权利要求9所述的系统,其中所述感应参数是可编程的电流。
15.如权利要求9所述的系统,还包括具有第一侧和第二侧的印刷电路板,所述第一侧包括设置于其上的电容感应阵列,所述第二侧包括设置于其上的所述基准感应元件。
16.如权利要求9所述的系统,还包括印刷电路板,所述印刷电路板包括覆盖所述基准感应元件的覆盖层,使得在所述触摸感应设备的初始化过程中,所述基准感应元件不响应所述基准感应元件附近的导电物体的存在。
17.一种包含数据的计算机可读介质,当所述数据被计算机访问时,使所述计算机执行包括以下步骤的方法:
在触摸感应设备的初始化过程启动期间,测量基准感应元件的电容,将所述基准感应元件的所测量的电容与目标测量输出值进行比较,并且校准基准感应元件的测量值以产生感应参数值;
将多个电容感应元件的每一个的基于所述感应参数值测量的电容与存储在非易失性存储器中的、所述多个电容感应元件的每一个的基准电容值进行比较,以确定电容差值;以及
在所述触摸感应设备的初始化过程启动期间,当所述电容感应元件的所述电容差值大于触摸阈值时,探测到电容感应元件上的触摸物体附近的导电物体的存在。
18.如权利要求17所述的方法,其中所述方法还包括将感应参数调节为感应参数值,以将所述基准感应元件的电容设置至目标测量输出值。
19.如权利要求18所述的方法,其中所述感应参数是连接到所述触摸感应设备的电容传感器的电流源的电流。
20.如权利要求17所述的方法,其中所述电容感应元件上的电容由电容传感器测量。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104699294A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 禾瑞亚科技股份有限公司 触控轨迹的侦测装置、系统及其方法
WO2017067281A1 (zh) * 2015-10-19 2017-04-27 广东欧珀移动通信有限公司 一种指纹传感器的校准方法、装置及终端
CN107110901A (zh) * 2015-06-15 2017-08-29 赛普拉斯半导体公司 低功率触摸按钮感测系统
CN107247529A (zh) * 2013-10-07 2017-10-13 赛普拉斯半导体公司 检测和区分来自不同尺寸导电体在电容式按键上的触控
CN107390907A (zh) * 2016-05-17 2017-11-24 北京小米移动软件有限公司 触控模组、电子设备及压力校准方法
CN107463289A (zh) * 2017-07-26 2017-12-12 广东欧珀移动通信有限公司 一种触摸屏的校准方法、装置、存储介质及终端
CN110491005A (zh) * 2019-08-16 2019-11-22 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹门锁唤醒方法、装置、mcu、指纹门锁及存储介质
CN112533102A (zh) * 2021-02-10 2021-03-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种确定电容基准的方法、电容基准的确定装置和设备
CN112905046A (zh) * 2021-02-04 2021-06-04 优方科技(东莞)有限公司 一种检测外界数位电容或变化电容的触控系统
CN113741582A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 安徽创谱仪器科技有限公司 一种电容温度补偿方法及装置
WO2022170590A1 (zh) * 2021-02-10 2022-08-18 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种确定电容基准的方法、电容基准的确定装置和设备

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8941393B2 (en) 2011-01-14 2015-01-27 Cypress Semiconductor Corporation Detection of a conductive object during an initialization process of a touch-sensing device
JP5561561B2 (ja) * 2012-03-09 2014-07-30 株式会社デンソー 静電式乗員検知装置
US9052788B2 (en) * 2012-08-10 2015-06-09 Eastman Kodak Company Touch detection for capacitive touch screen
ES2455915B1 (es) * 2012-10-16 2015-04-06 Vodafone España, S.A.U. Método para obtener información relacionada con un objeto usando un sensor capacitivo
US8779783B1 (en) 2013-03-12 2014-07-15 Cypress Semiconductor Corporation Mutual capacitance sensing using a self-capacitance sensing device
US10013113B2 (en) 2013-08-19 2018-07-03 Touchsensor Technologies, Llc Capacitive sensor filtering apparatus, method, and system
US9569054B2 (en) * 2013-08-19 2017-02-14 Touchsensor Technologies, Llc Capacitive sensor filtering apparatus, method, and system
EP3036834B1 (en) 2013-08-19 2017-07-26 TouchSensor Technologies, LLC Capacitive sensor filtering method
CN103488364B (zh) * 2013-09-29 2017-08-25 深圳Tcl工业研究院有限公司 一种电容式触摸屏及其自适应校正方法、系统
CN103607804B (zh) * 2013-10-17 2015-11-11 上舜照明(中国)有限公司 一种触摸调光装置
CN103607803A (zh) * 2013-10-17 2014-02-26 上舜照明(中国)有限公司 一种基于无线网络和触控控制的后沿调制调光开关
TWI526903B (zh) * 2013-12-27 2016-03-21 Egalax Empia Technology Inc Touch device detection method
JP5816827B1 (ja) * 2014-05-14 2015-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 グリップセンサ
US10444862B2 (en) 2014-08-22 2019-10-15 Synaptics Incorporated Low-profile capacitive pointing stick
TWI581159B (zh) * 2016-10-06 2017-05-01 遠翔科技股份有限公司 觸控墊之充電校正系統及其校正方法
WO2019070659A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-11 Waters Technologies Corporation AUTOMATIC SYSTEM CONFORMITY ESTIMATION AND CORRECTION FOR MECHANICAL TEST SYSTEMS
WO2019074721A1 (en) 2017-10-09 2019-04-18 Waters Technologies Corporation DETERMINING DYNAMIC PARAMETERS OF AN ADAPTIVE ACTUATOR CONTROL USING A MECHANICAL TEST DEVICE
US11079308B2 (en) 2017-10-09 2021-08-03 Waters Technologies Corporation Continuous determination of medium stiffness and load gain for adaptive actuator control
WO2019172053A1 (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 株式会社ジャパンディスプレイ ホバー検出値を補正するタッチセンサ
KR102252572B1 (ko) * 2019-05-14 2021-05-17 어보브반도체 주식회사 그립 센싱 방법 및 장치
CN211348433U (zh) * 2019-07-16 2020-08-25 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测装置及电子设备
US11376459B2 (en) * 2020-07-21 2022-07-05 Lion Group, Inc. Array-based capacitance sensor device and methods for the detection of applied streams of water or other extinguishants
US11829558B1 (en) * 2022-10-06 2023-11-28 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Capacitive touch screen calibration

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020060953A1 (en) * 2000-11-17 2002-05-23 Asulab S.A. Electronic watch including capacitive keys on its crystal
US20030009273A1 (en) * 1998-12-30 2003-01-09 Automotive Systems Laboratory, Inc. Occupant Detection System
US20030071639A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Haag Ronald Helmut Method and apparatus for detecting a change in capacitance of a capacitive proximity sensor
CN1677115A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 爱信精机株式会社 电容变化检测装置
US20050253597A1 (en) * 2004-05-14 2005-11-17 Zircon Corporation Auto-deep scan for capacitive sensing
CN1832349A (zh) * 2006-04-19 2006-09-13 北京希格玛晶华微电子有限公司 一种电容测量触摸感应、辨认方法及实现装置
CN1951003A (zh) * 2004-08-16 2007-04-18 李应流 线性电容测量和非接触开关
US20080078590A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Sequine Dennis R Pointing device using capacitance sensor
CN101185055A (zh) * 2005-05-31 2008-05-21 3M创新有限公司 电容式触摸传感器中杂散电容的检测和补偿
US20090009491A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Grivna Edward L Capacitive sensing control knob
US20090008161A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Jones Christopher W Capacitive sensor array and gesture recognition
TW200905178A (en) * 2007-07-19 2009-02-01 Generalplus Technology Inc Method for measuring velocity of conductor pressing on capacitive sensor
US20090114456A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 John Anthony Wisniewski Press on power-up detection for a touch-sensor device
CN101526872A (zh) * 2008-03-05 2009-09-09 上海普芯达电子有限公司 电容式感应屏按钮状态的监测方法和电容式感应系统
US20100010330A1 (en) * 2007-06-01 2010-01-14 Medtronic Minimed, Inc. Wireless monitor for a personal medical device system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4305135A (en) * 1979-07-30 1981-12-08 International Business Machines Corp. Program controlled capacitive keyboard variable threshold sensing system
FR2717917B1 (fr) * 1994-03-24 1996-05-03 Asulab Sa Montre comportant un dispositif de commande manuelle.
US6823728B1 (en) * 2002-03-12 2004-11-30 Elwood E. Barnes Systems and methods for measurement of tire pressure
US7782220B2 (en) * 2006-05-26 2010-08-24 Fujikura Ltd. Proximity sensor and proximity sensing method
US20080238884A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-02 Divyasimha Harish Edge sensors forming a touchscreen
US8624845B2 (en) * 2008-09-26 2014-01-07 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance touch screen
US8314779B2 (en) * 2009-02-23 2012-11-20 Solomon Systech Limited Method and apparatus for operating a touch panel
US8552994B2 (en) * 2009-09-25 2013-10-08 Atmel Corporation Method and apparatus to measure self-capacitance using a single pin
US20120026123A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 Grunthaner Martin Paul Compensation for Capacitance Change in Touch Sensing Device
US8941393B2 (en) 2011-01-14 2015-01-27 Cypress Semiconductor Corporation Detection of a conductive object during an initialization process of a touch-sensing device

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030009273A1 (en) * 1998-12-30 2003-01-09 Automotive Systems Laboratory, Inc. Occupant Detection System
US20020060953A1 (en) * 2000-11-17 2002-05-23 Asulab S.A. Electronic watch including capacitive keys on its crystal
US20030071639A1 (en) * 2001-10-17 2003-04-17 Haag Ronald Helmut Method and apparatus for detecting a change in capacitance of a capacitive proximity sensor
CN1677115A (zh) * 2004-03-30 2005-10-05 爱信精机株式会社 电容变化检测装置
US20050253597A1 (en) * 2004-05-14 2005-11-17 Zircon Corporation Auto-deep scan for capacitive sensing
CN1951003A (zh) * 2004-08-16 2007-04-18 李应流 线性电容测量和非接触开关
CN101185055A (zh) * 2005-05-31 2008-05-21 3M创新有限公司 电容式触摸传感器中杂散电容的检测和补偿
CN1832349A (zh) * 2006-04-19 2006-09-13 北京希格玛晶华微电子有限公司 一种电容测量触摸感应、辨认方法及实现装置
US20080078590A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Sequine Dennis R Pointing device using capacitance sensor
US20100010330A1 (en) * 2007-06-01 2010-01-14 Medtronic Minimed, Inc. Wireless monitor for a personal medical device system
US20090009491A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Grivna Edward L Capacitive sensing control knob
US20090008161A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Jones Christopher W Capacitive sensor array and gesture recognition
TW200905178A (en) * 2007-07-19 2009-02-01 Generalplus Technology Inc Method for measuring velocity of conductor pressing on capacitive sensor
US20090114456A1 (en) * 2007-11-02 2009-05-07 John Anthony Wisniewski Press on power-up detection for a touch-sensor device
CN101526872A (zh) * 2008-03-05 2009-09-09 上海普芯达电子有限公司 电容式感应屏按钮状态的监测方法和电容式感应系统

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107247529B (zh) * 2013-10-07 2020-05-26 赛普拉斯半导体公司 检测和区分来自不同尺寸导电体在电容式按键上的触控的装置及方法
CN107247529A (zh) * 2013-10-07 2017-10-13 赛普拉斯半导体公司 检测和区分来自不同尺寸导电体在电容式按键上的触控
CN104699294A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 禾瑞亚科技股份有限公司 触控轨迹的侦测装置、系统及其方法
CN104699294B (zh) * 2013-12-04 2017-12-08 禾瑞亚科技股份有限公司 触控轨迹的侦测装置、系统及其方法
CN107110901A (zh) * 2015-06-15 2017-08-29 赛普拉斯半导体公司 低功率触摸按钮感测系统
US11275423B2 (en) 2015-06-15 2022-03-15 Cypress Semiconductor Corporation Low-power touch button sensing system
WO2017067281A1 (zh) * 2015-10-19 2017-04-27 广东欧珀移动通信有限公司 一种指纹传感器的校准方法、装置及终端
CN107390907A (zh) * 2016-05-17 2017-11-24 北京小米移动软件有限公司 触控模组、电子设备及压力校准方法
CN107463289B (zh) * 2017-07-26 2020-07-31 Oppo广东移动通信有限公司 一种触摸屏的校准方法、装置、存储介质及终端
CN107463289A (zh) * 2017-07-26 2017-12-12 广东欧珀移动通信有限公司 一种触摸屏的校准方法、装置、存储介质及终端
CN110491005A (zh) * 2019-08-16 2019-11-22 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹门锁唤醒方法、装置、mcu、指纹门锁及存储介质
CN112905046A (zh) * 2021-02-04 2021-06-04 优方科技(东莞)有限公司 一种检测外界数位电容或变化电容的触控系统
CN112533102A (zh) * 2021-02-10 2021-03-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种确定电容基准的方法、电容基准的确定装置和设备
WO2022170590A1 (zh) * 2021-02-10 2022-08-18 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种确定电容基准的方法、电容基准的确定装置和设备
US11910148B2 (en) 2021-02-10 2024-02-20 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Method for determining capacitance reference, apparatus for determining capacitance reference, and device
CN113741582A (zh) * 2021-08-27 2021-12-03 安徽创谱仪器科技有限公司 一种电容温度补偿方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012096781A3 (en) 2014-04-10
CN103430032B (zh) 2016-03-30
US20120212240A1 (en) 2012-08-23
KR20140026363A (ko) 2014-03-05
US9495038B2 (en) 2016-11-15
US20160224158A1 (en) 2016-08-04
US8941393B2 (en) 2015-01-27
WO2012096781A2 (en) 2012-07-19
US20150193078A1 (en) 2015-07-09

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