CN107430471B - 用于触摸事件和悬停事件检测的系统、方法和设备 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于触摸事件和悬停事件检测的系统、方法和设备。本文公开的设备可以包括在电容式传感器中实现的第一电极。所述设备还可以包括在所述电容式传感器中实现的第二电极。所述设备还可以包括耦接到所述第一电极和所述第二电极的控制器，其中所述控制器被配置为基于所述第一电极的第一自电容测量、所述第二电极的第二自电容测量以及所述第一电极和所述第二电极的互电容测量来确定是否已经发生触摸事件或悬停事件。

Description

用于触摸事件和悬停事件检测的系统、方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请是于2015年5月15日提交的美国申请No.14/714,118的国际申请，该申请根据35U.S.C的第119(e)节要求于2015年3月13日提交的美国临时专利申请No.62/132,705以及于2014年12月1日提交的美国临时专利申请No.62/086,091的优先权益，其全部内容为了所有的目的通过引用被整体结合于此。

技术领域

本公开一般涉及电容式传感器，更具体地，涉及基于电容式传感器的悬停和触摸检测。

背景技术

诸如移动通信设备的设备和系统可以包括诸如触摸屏和按钮的各种输入设备。触摸屏和按钮可以利用一个或多个感测模式来从诸如移动通信设备的用户的实体来接收输入。这种模式的示例可以是电容式感测，其中触摸屏或按钮可以包括可用于获得各种电容测量的导电元件。例如，触摸屏可以包括电极阵列，并且触摸屏控制器可以用于测量与那些电极相关联的电容。然而，许多电容式传感器仍然是局限的，因为它们不能准确地区分不同的用户输入。

发明内容

本文公开了用于触摸事件和悬停事件检测的系统、方法和设备。本文公开的设备可以包括在电容式传感器中实现的第一电极。所述设备还可以包括在所述电容式传感器中实现的第二电极。所述设备还可以包括耦接到第一电极和第二电极的控制器，其中所述控制器被配置为基于第一电极的第一自电容测量、第二电极的第二自电容测量、以及第一电极和第二电极的互电容测量，来确定是否已经发生触摸事件或悬停事件。

在一些实施例中，控制器还被配置为基于互电容测量与手套触摸阈值的比较来确定是否已经发生触摸事件或悬停事件，其中所述触摸事件是手套触摸事件。在各种实施例中，所述控制器还被配置为响应于确定未发生手指触摸事件以及响应于确定未发生触控笔触摸事件，来确定是否已经发生触摸事件或悬停事件。在各种实施例中，控制器还被配置为基于第一自电容测量与第一手指触摸阈值的比较以及第二自电容测量与第二手指触摸阈值的比较来确定是否已经发生手指触摸事件。所述控制器还可以被配置为基于第一自电容测量与第一触控笔触摸阈值的比较以及第二自电容测量与第二触控笔触摸阈值的比较来确定是否已经发生触控笔触摸事件，其中所述第二触控笔触摸阈值小于所述第二手指触摸阈值。所述控制器还可以被配置为基于第三自电容测量与悬停阈值的比较来确定是否已经已经发生悬停事件，所述第三自电容测量是第一电极和第二电极的组合的测量的自电容。

在各种实施例中，悬停事件是手套悬停事件或手指悬停事件。在一些实施例中，所述控制器还被配置为使用比用于第一自电容测量和第二自电容测量更高的灵敏度增益来测量第三自电容。此外，所述控制器可以至少部分地在可重新编程逻辑块中实现。在一些实施例中，所述控制器被配置为被重新编程以实现不同类型的测量，测量的类型是自电容测量和互电容测量。在各种实施例中，第一电极包括第一多个感测元件，并且第二电极包括第二多个感测元件。在一些实施例中，基于与电容式传感器相关联的互电容参数来配置第一电极的第一几何形状和第二电极的第二几何形状。在各种实施例中，基于与电容式传感器相关联的互电容参数来配置第二电极相对于第一电极的位置。

本文还公开了可以包括测量第一电极的第一自电容和测量第二电极的第二自电容的方法。该方法还可以包括测量第一电极和第二电极之间的互电容，并且使用控制器基于第一自电容、第二自电容和互电容来确定是否发生触摸事件或悬停事件。在一些实施例中，触摸事件是手套触摸事件，并且确定是否已经发生触摸事件或悬停事件还包括将互电容与手套触摸阈值比较。

在一些实施例中，所述方法还包括使用所述控制器确定是否已经发生手指触摸事件。手指触摸事件的确定可以包括将第一自电容与第一手指触摸阈值比较，以及将第二自电容与第二手指触摸阈值比较。所述方法还可以包括使用所述控制器确定是否已经发生触控笔触摸事件。触控笔触摸事件的确定可以包括将第一自电容与第一触控笔触摸阈值比较，以及将第二自电容与第二触控笔触摸阈值比较，其中第二触控笔触摸阈值小于第二手指触摸阈值。在一些实施例中，确定是否已经发生触摸事件或悬停事件是响应于确定未发生手指触摸事件，以及响应于确定未发生触控笔触摸事件。

在各种实施例中，所述方法还包括测量第一电极和第二电极的组合的第三自电容，以及使用所述控制器基于第三自电容确定是否已经发生悬停事件。此外，悬停事件可能是手套悬停事件或手指悬停事件。在一些实施例中，所述方法还包括使用所述控制器识别包括与所述第一电极或所述第二电极相关联的操作故障的硬件故障。

本文还公开了可以包括在按钮的电容式传感器中实现的第一电极和在所述按钮的所述电容式传感器中实现的第二电极的系统。该系统还可以包括耦接到第一电极和第二电极的按钮控制器。在各种实施例中，按钮控制器被配置为基于第一电极的第一自电容测量、第二电极的第二自电容测量以及第一电极和第二电极的互电容测量来报告手套触摸事件。在各种实施例中，第一电极是包含在按钮的电容式传感器中的内部电极，并且第二电极是包含在所述按钮的所述电容式传感器中的外部电极。在一些实施例中，按钮控制器还被配置为基于互电容测量与手套触摸阈值的比较来确定是否已经发生手套触摸。在一些实施例中，按钮控制器还被配置为响应于确定未发生手指触摸事件以及响应于确定未发生触控笔触摸事件，来确定是否已经发生手套触摸。

在各种实施例中，按钮控制器还被配置为基于第一自电容测量与第一手指触摸阈值的比较以及第二自电容测量与第二手指触摸阈值的比较，确定是否已经发生手指触摸事件。按钮控制器还可以被配置为基于第一自电容测量与第一触控笔触摸阈值的比较和第二自电容测量与第二触控笔触摸阈值的比较，确定是否已经发生触控笔触摸事件，其中所述第二触控笔触摸阈值小于所述第二手指触摸阈值。按钮控制器还可以被配置为基于第三自电容测量与悬停阈值的比较，确定是否已经发生悬停事件，所述第三自电容测量是所述第一电极和所述第二电极的组合的测量的自电容。

在附图和下面的描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节。其它特征、方面和优点将从本描述、附图和权利要求中变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的示例的图。

图2示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的另一示例的图。

图3示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的又一示例的图。

图4示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的另一示例的图。

图5示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的又一示例的图。

图6示出了根据一些实施例实现的电容式感测方法的示例的流程图。

图7示出了根据一些实施例实现的电容式感测方法的另一示例的流程图。

图8示出了根据一些实施例实现的故障检测方法的示例的流程图。

图9示出了根据一些实施例实现的电容式感测系统的示例的图。

具体实施方式

在下面的描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所呈现的概念的透彻理解。所呈现的概念可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下被实践。在其它情况下，未详细描述公知的处理操作，以免不必要地混淆所描述的概念。虽然将结合具体示例描述一些概念，但是应当理解，这些实施例并不意欲是限制性的。

当尝试区分不同类型的输入时，使用电容式传感器来检测用户输入的触摸屏和按钮可能经历高错误率。如本文所公开的，输入可以包括当导电实体(其可以被绝缘体覆盖或不被绝缘体覆盖)触摸实现有电容式传感器的表面时产生的触摸事件。例如，触摸事件可以是诸如以下的用户输入：手指触摸事件的，其中手指物理地接触触摸屏或按钮的表面；触控笔触摸事件，其中触控笔物理地接触触摸屏或按钮的表面；手套触摸事件，其中戴手套的手指物理地接触触摸屏或按钮的表面；以及悬停事件，其中手指、触控笔、或戴手套的手指位于触摸屏或按钮的上方，但不与触摸屏或按钮物理接触。触摸事件还可以是从机械设备(例如工具和机器人臂)接收的其它输入。在一个示例中，电容式传感器可能错误地将手套触摸识别为悬停，因为在手套触摸中，手指不物理地接触触摸屏或按钮，而是由于手套的材料而保持一定距离。因此，当导电实体被绝缘体覆盖时，如用户佩戴手套的情况，电容式传感器能够正确地识别输入何时是触摸以及输入何时是悬停的能力受到限制。此外，导电实体及其相关的绝缘体在尺寸、材料和结构上可能会发生巨大变化。更具体地说，手套的变化可能进一步降低一些电容式传感器的准确度。

此外，利用电容式传感器的设备在其检测和识别与这种触摸屏和按钮可能发生的硬件故障的能力方面通常受到限制。以紧凑形式因素(例如在移动通信设备中发现的那些)实现的电容式传感器的制造可能包括复杂且敏感的线和总线。如果装配后发生硬件故障，设备通常无法识别出故障或产生任何类型的已经发生故障的指示。

因此，本文公开的各种系统、方法和设备提供了触摸事件和悬停事件的准确识别，从而提供了两者之间的准确和有效的区分。此外，本文公开的系统、方法和设备还提供了用于识别触摸事件和悬停事件的触摸屏和按钮中可能发生的硬件故障的准确识别。如将在下面更详细地讨论的，与电容式传感器相关联的控制器可以利用自电容测量和互电容测量的组合来准确地区分不同类型的触摸事件以及悬停事件。此外，控制器可以利用自电容测量或互电容测量来识别电容式传感器是否正常工作。

图1示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的示例的图。如上所述，本文公开的电容式感测设备、系统和方法可以能够有效地区分可能包括手指触摸事件、触控笔触摸事件、手套触摸事件和悬停事件的各种不同输入。因此，诸如下面更详细描述的电容式感测设备100之类的电容式感测设备可被实现为设备的一个组件，以便能够通过可以是机械工具、机器人手臂或具有裸露的手指的用户、戴手套的手指和/或触控笔的导电实体来使用电容式感测触摸屏或按钮。

电容式感测设备100可以包括可以由导电材料制成的第一电极102，并且可以被配置为实现自电容和互电容测量，如下面将更详细地讨论的。在各种实施例中，第一电极102可以由诸如氧化铟锡(ITO)的导电材料制成，并且可以实现为包含在电容式感测设备100中的电容式传感器的一部分。因此，第一电极102可以被配置为具有基于电容式感测设备100的应用而确定的特定图案或几何形状。如图1所示，电容式感测设备100可以被实现在可被包含在诸如移动通信设备或任何其它合适设备的设备中的按钮之中。例如，其它设备可以包括家用电器，例如洗衣机和烘干机。因此，第一电极102可以被配置为具有基于诸如智能电话的移动通信设备的按钮的几何形状而设计或确定的几何形状。在各种实施例中，第一电极102也可以在移动通信设备的触摸屏中实现。因此，虽然在图1中示出了第一电极102的一个几何形状，但是在此考虑并公开了各种其它几何形状。

电容式感测设备100还可以包括第二电极104，其也可以由导电材料制成并且可以被配置为实现自电容和互电容测量。如上面参考第一电极102类似地讨论的，第二电极104还可以被配置为具有基于电容式感测设备100的应用而确定的特定图案或几何形状，电容式感测设备100的应用可以是移动通信设备或其它设备的按钮或触摸屏。在各种实施例中，第二电极104具有与第一电极102相似或相同但具有不同尺寸的几何形状。例如，第一电极102可以具有环(ring)形，而第二电极104也具有环形但是具有较大的直径。以这种方式，第一电极102可以位于第二电极104的几何形状内，并且可以是内部电极，而第二电极104被配置为用作外部电极。如将在下面更详细地讨论的，诸如控制器110的系统组件可以被配置为使用第一电极102和第二电极104来进行几个测量，例如第一电极102的自电容、第二电极104的自电容、以及第一电极102和第二电极104之间的互电容。

在各种实施例中，第一交界(interface)105被实现在第一电极102和第二电极104之间。在一些实施例中，第一交界105是第一电极102和第二电极104之间的间隙或距离。如将在下面更详细地讨论的，第一交界105的一个或多个参数可以基于电容式感测设备100的性能特性和互电容参数来配置。在一些实施例中，第一交界105可以被配置为基于第一电极102和第二电极104进行的互电容测量而增加灵敏度或幅度，以及增加手套触摸事件和手套悬停事件的确定的准确度，这将在下面更详细地讨论。当以这种方式配置时，电容式感测设备100可以被配置为以更高的准确度来区分触摸事件和悬停事件，因为增加了互电容测量的幅度，并且使得这些测量与悬停检测相关联的测量更准确地区分开。在一些实施例中，可以通过将第一电极102和第二电极104相对靠近在一起来缩小跨越第一交界105的距离。在该示例中，跨越第一交界105的距离可以为约0.3mm或更小。此外，如下面将参照图4更详细地讨论的，第一交界105的几何形状还可以被配置为增加与至少部分地基于互电容测量而进行的确定相关联的准确度。

在各种实施例中，电容式感测设备100还包括控制器110，该控制器110可以分别经由第一线106和第二线108耦接到第一电极102和第二电极104。在各种实施例中，控制器110被配置为从第一电极102和第二电极104接收信号，以及将信号施加到第一电极102和第二电极104。因此，控制器110可以被配置为测量第一电极102的自电容、第二电极104的自电容、第一电极102和第二电极104二者的自电容、以及第一电极102和第二电极104之间的互电容中的任何或全部。在各种实施例中，这样的测量被存储在诸如存储器112的存储器设备中，存储器112可以是随机存取存储器(RAM)单元阵列，或在下面更详细地讨论的处理逻辑114的可重编程逻辑中实现的存储器。此外，控制器110可以被配置为组合来自第一电极102和第二电极104的一个或多个信号。例如，控制器110可以被配置为组合从第一电极102和第二电极104接收的信号，并且测量由第一电极102和第二电极104二者产生的组合的自电容，下面将参考悬停值的确定更详细地讨论。

在各种实施例中，控制器110可以包括处理逻辑114，该处理逻辑114可以被配置为基于先前描述的测量进行一个或多个确定。如前所述，控制器110可以被包含在诸如移动通信设备或从可以使用裸露的手指、戴手套的手指或诸如被动式触控笔的触控笔的用户接收输入的其它设备的设备中。这样的输入可以是被识别为当手指或触控笔触摸触摸屏或按钮时可能发生的触摸事件的触觉输入。这种输入还可以是被识别为悬停事件的悬停输入，其可能当手指或触控笔接近但不触摸触摸屏或按钮时发生。触摸事件和悬停事件还可以由从其它导电实体(例如机械工具和末端效应器)接收的输入产生，这些实体可以或可以不被绝缘体覆盖。因此，基于从第一电极102和第二电极104接收的信号获得的测量，处理逻辑114可以被配置为确定表征特定触摸或悬停事件是否已发生的各种值，其可以是数据值。如上所述和下面更详细地讨论的，控制器110以及处理逻辑114可以被配置为准确地区分由裸露导电实体产生的触摸事件、由绝缘体覆盖的导电实体产生的触摸事件、以及由任何导电实体产生的悬停事件。以这种方式，本文公开的实施例使得用户能够有效地使用戴手套的手指以及其它仪器，例如具有电容式传感器设备的触控笔。

在一些实施例中，处理逻辑114可以被配置成基于各种不同组的阈值以及将在下面进行更详细地讨论的测量值，来确定第一触摸值、第二触摸值、第三触摸值和悬停值。例如，处理逻辑114可以被配置为基于第一电极的第一自电容测量、第二电极的第二自电容测量、以及第一电极和第二电极的互电容测量，来确定表征手套触摸事件的存在或不存在的手套触摸值。在各种实施例中，控制器110可以在存储器112中存储各种阈值参数。如将在下面参考图6和图7更详细地讨论的，通过将测量与阈值参数进行比较，处理逻辑可以确定手套触摸值并识别手套触摸事件是否已经发生。此外，处理逻辑114还可以被配置为确定表征手指触摸事件的存在或不存在的手指触摸值。在各种实施例中，可以基于第一电极102和第二电极104中的每一个的自电容测量以及存储在存储器112中的阈值参数来确定手指触摸。处理逻辑114还可以被配置为确定表征触控笔触摸事件的存在或不存在的触控笔触摸值。在一些实施例中，基于第一电极102和第二电极104的每一个的自电容测量以及存储在存储器112中的阈值参数来确定触控笔触摸。在一些实施例中，也可以分析第一电极102的自电容测量和第二电极104的自电容测量之间的差异。处理逻辑114还可以被配置为确定表征悬停事件的存在或不存在的悬停值。在各种实施例中，可以基于第一电极和第二电极的组合的自电容测量以及存储在存储器112中的阈值参数来确定悬停值。将参照图6和图7更详细地讨论手套触摸值、手指触摸值、触控笔触摸值和悬停值的确定的进一步细节。

在各种实施例中，处理逻辑114可以实现为可重编程逻辑块。在各种实施例中，与上述每个测量的处理相关联的计算和计算操作可以需要不同的处理元素。因此，如将在下面更详细地讨论的，处理逻辑114可以被动态地重新配置以实现上述任何确定。例如，如果以连续的顺序进行不同的确定，则可以在每次确定之前重新配置处理逻辑114以实现随后的确定。控制处理逻辑114的重新配置的实现的配置数据可以作为电容式感测设备100的初始设置或配置处理的一部分而存储在存储器112中。或者，处理逻辑114可以实现为专用集成芯片(ASIC)或集成芯片(IC)的某种其它组合。

如上所述，控制器110可以经由第一线106和第二线108耦接到第一电极102和第二电极104。在各种实施例中，第一线106和第二线108是导电元件，例如线、总线或电线。在一些实施例中，第一线106和第二线108可以由与第一电极102和第二电极104相同的材料制成。或者，第一线106和第二线108可以由不同的材料制成。在一些实施例中，第一线106和第二线108耦接到控制器110的引脚或端口，并且被配置为提供控制器110与第一电极102和第二电极104之间的双向通信。以这种方式，控制器110可以经由第一线106和第二线108从第一电极102和第二电极104接收信号，或者可以经由第一线106和第二线108用一个或多个信号来驱动第一电极102和第二电极104。

在各种实施例中，电容式感测设备100还可以包括空间116，空间116可以被配置为容纳或围绕实现有电容式感测设备100的触摸屏或按钮的附加元件。例如，附加元件可以是可被配置为提供背光的发光二极管(LED)。例如，电容式感测设备100可以实现在按钮中，并且包含在空间116中的附加元件可以是为按钮提供背光的LED。以这种方式，电容式感测设备100的整体几何形状可以被配置为匹配其中实现电容式感测设备100的按钮或触摸屏的另一组件的几何形状。

图2示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的另一示例的图。如上类似地所述，诸如将下面更详细描述的电容式感测设备200的电容式感测设备可以实现为设备的一个组件，以便能够由用户用裸露的手指、戴手套的手指和/或触控笔或导电实体的各种其它配置使用电容式感测触摸屏或按钮。如将在下面更详细地讨论的，可以使用几个感测元件来实现电极以增加电极之间的电磁交界，并且进一步增加至少部分地基于互电容测量而做出的事件确定的准确度。因此，感测元件可以实现为电极的组件，例如包含在电极中的几个导电环。

如上参考图1所讨论的，电容式感测设备200可以包括第二电极104、第一交界105、第一线106、第二线108、控制器110、存储器112、处理逻辑114和空间116。如图2所示，第一电极可以包括可以经由一条或多条线电耦接在一起的几个感测元件。例如，可以使用第一感测元件201和第二感测元件202来实现第一电极，例如上述第一电极102、第一感测元件201和第二感测元件202可以经由第三线209耦接在一起，并且经由第二线108耦接到控制器110。因此，第一感测元件201和第二感测元件可被配置为具有类似于第二电极104但具有不同尺寸的几何形状。在一个示例中，第二电极104可以实现为环形感测元件，其被配置为环绕按钮的一个或多个组件，诸如放置在空间116中的LED。因此，第一感测元件201可以具有类似的环形，但是具有较小的直径，使得第一交界105存在于第一感测元件201和第二电极104之间。此外，第二感测元件202也可以具有类似的环形，但是可以具有较大的直径，使得第二交界205存在于第二感测元件202和第二电极104之间。因此，第一电极和第二电极104之间的整体交界可以是第一交界105和第二交界205的组合。以这种方式，在电极内实现额外的感测元件可以增加电极之间的交界，并且增加基于互电容测量的测量准确度和随后的确定。例如，如下面参考图6和图7更详细地讨论的，当电极和感测元件的几何形状和间距被配置为增加测量的互电容的幅度，从而增加被测量和分析的信号的幅度时，互电容测量与阈值的比较可以以更高的准确度来执行。

图3示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的又一示例的图。如上所述，如下面更详细描述的诸如电容式感测设备300之类的电容式感测设备可被实现为设备的一个组件，以便能够由用户用裸露的手指、戴手套的手指和/或触控笔或导电实体的其它配置使用电容式感测触摸屏或按钮。如将在下面更详细地讨论的，可以使用几个感测元件来实现电极以增加电极之间的电磁交界，并且进一步增加至少部分地基于互电容测量而做出的事件确定的准确度。因此，第一电极和第二电极二者都可以包括多个感测元件，以提高基于互电容的确定的准确度。

如上参考图1和图2所讨论的，电容式感测设备200可以包括第二电极104、第一交界105、第一线106、第二线108、第三线209、控制器110、存储器112、处理逻辑114和空间116。如上所述，第一电极可以包括几个感测元件，例如第一感测元件201和第二感测元件202。在各种实施例中，第一电极可以包括额外的感测元件，例如第五感测元件306。此外，第二电极也可以包括几个感测元件，诸如第三感测元件302和第四感测元件304。此外，用于每个相应电极的感测元件可以彼此电耦接，从而共同地用作单个电极。例如，第五感测元件306可以经由第五线312与第一线106耦接。此外，第二感测元件可以经由第三线209与第一线106耦接。以这种方式，第一感测元件201、第二感测元件202和第五感测元件306可以全部电耦接在一起作为可与控制器110耦接的第一电极。类似地，第四感测元件304可以经由第四线311与第二线108耦接。因此，第三感测元件302和第四感测元件304可以彼此耦接作为可与控制器110耦接的第二电极。虽然本文公开的各种实施例描述了各种不同的线，但是应当理解，描述为耦接在一起的线也可以实现为单条线。例如，第一线106，第三线209和第五线312可以全部实现为单个导电结构，该单个导电结构是将它们相关联的感测元件彼此耦接并且与控制器110耦接的线或总线。

此外，如图3所示并且类似于上文所讨论的，感测元件可以用相似的几何形状但变化的尺寸来实现。因此，交界可以存在于感测元件之间，诸如第一交界105，第二交界205，第三交界308和第四交界310。当以这种方式实现第一电极和第二电极时，可以进一步增加第一电极和第二电极之间的整体交界，并且可以进一步提高至少部分地基于互电容作出的测量和确定的准确度。尽管图1-图3示出了具有电极和感测元件的各种配置的电容式感测设备的示例，但是本文公开的电容式感测设备可以具有任何合适数量的电极和感测设备。因此，电容式感测设备可以用例如四个电极或者每个均具有四个感测元件的电极来实现。此外，本文公开的电容式感测设备的其它参数可以被配置为增加本文公开的互电容相关测量的准确度。例如，对于包含在电容式感测设备中的材料的特定层叠(stackup)或分类，层叠可以具有基于电容式感测设备的应用或使用而确定的指定厚度和介电常数。此外，电容式感测设备可以被配置为使用由不同材料制成的各种不同的触摸对象进行操作。因此，可以基于与电容式感测设备一起使用的材料和触摸对象的物理和电磁特性来配置电极的数量、包含在每个电极中的感测元件的数量和每个相应交界的尺寸。

图4示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的另一示例的图。如上面类似地讨论的，诸如电容式感测设备400的电容式感测设备可以实现为设备的组件，以使用户能够通过裸露的手指、戴手套的手指和/或触控笔使用电容式感测触摸屏或按钮。如将在下面更详细地讨论的，电极可以实现为进一步增加至少部分地基于互电容测量而做出的事件确定的准确度的几何特征。因此，第一电极和第二电极两者可以包括增加基于互电容的确定的准确度的几何特征。

如上所述，电容式感测设备400可以包括第一电极102、第二电极104、第一交界105、第一线106、第二线108、控制器110、存储器112、处理逻辑114和空间116。在各种实施例中，可以修改或配置第一电极102和第二电极104的一个或多个特征以进一步提高可通过互电容参数来指定的互电容测量的准确度，该互电容参数可以表示对应于诸如手套触摸事件之类的与由绝缘体覆盖的导电实体相关联的触摸事件的互电容测量的目标幅度。例如，第一电极102可以包括第一部分402，该第一部分402可以被配置为增加第一交界105的尺寸，从而增加第一电极102和第二电极104之间的互电容。例如，第一部分402可以包括增加第一电极102的边缘的长度或表面积的几个表面特征或几何特征。在一个示例中，第一部分402可以包括增加第一电极102的外边缘的线性距离的锯齿图案或三角形图案。此外，第二电极104可以被配置为包括可以被配置为包括与第一部分402的图案互补的图案的第二部分404。以这种方式，第二电极104的面向第一交界105的边缘可以被配置为补充第一电极102的也面向第一交界105的边缘的几何形状。如上所述，边缘的几何形状可以大大增加第一交界105的尺寸，并且大大增加作为手套触摸事件识别的基础的信号的幅度。因此，几何形状可以增加电容式感测设备400能够区分不同类型的触摸事件和悬停事件的准确度。

尽管图4示出了第一部分402和第二部分404的一个实施方式，但是本文预期并公开了其它实施方式。例如，第一部分402和第二部分404可以一直围绕第一交界105而延伸，使得第一交界105的整个长度包括表面特征。此外，这种表面特征可以用包括附加电极和附加感测元件的其它电容式传感器配置来实现。此外，诸如第一交界105的交界的距离或尺寸可以被配置为增加基于互电容测量所做的确定的准确度。例如，在包括每个电极几个感测元件的电容式感测设备中，诸如上面参考图3讨论的电容式感测设备300，电极和感测元件可以彼此不同的距离而定位。在该示例中，可以对于彼此不同距离的不同电极进行不同的互电容测量，以获得具有更高准确度的互电容测量。

图5示出了根据一些实施例实现的电容式感测设备的又一示例的图。如上面类似地讨论的，诸如电容式感测设备500的电容式感测设备可以实现为设备的组件，以使用户能够通过裸露的手指、戴手套的手指和/或触控笔或导电实体的其它配置使用电容式感测触摸屏或按钮。在各种实施例中，电容式感测设备500还可以被配置为检测和识别在电容式感测设备500内实现的感测元件和电极中的故障。这种故障可能由控制器与任何电极或感测元件之间的连接的断开而引起。因此，如下面将更详细地讨论的，电容式感测设备500可以被配置为实现一个或多个故障检测操作以识别故障的电容式传感器。

如上所述，电容式感测设备500可以包括第一电极102、第二电极104、第一线106、控制器110、存储器112和处理逻辑114。在各种实施例中，虽然电容式感测设备500可以包括实现以用于第一按钮的第一电极102和第二电极104，但是电容式感测设备500还可以包括与其它按钮或触摸屏相关联的其它电极。例如，电容式感测设备500可以包括：可以与第二按钮相关联的第三电极502和第四电极504、可以与第三按钮相关联的第五电极506和第六电极508、以及可以与第四按钮相关联的第七电极510和第八电极512。在一个示例中，每个按钮的一个电极可以经由其自身的线与控制器110耦接。例如，第一电极102可以经由线514与控制器110耦接，第三电极502可以经由线516与控制器110耦接，第五电极506可以经由线518与控制器110耦接，第七电极510可以经由线520与控制器110耦接。此外，第二电极104、第四电极504、第六电极508和第八电极512可以经由诸如线522的公共线耦接到控制器110。

在各种实施例中，电容式感测设备500可以被配置为基于一个或多个互电容测量来识别故障的电容式传感器。因此，诸如控制器110的组件可以测量特定按钮的互电容，或者可以循环通过所有附接的按钮，以获得至少一个互电容测量。如下面将参考图8更详细地讨论的，控制器110可以被配置为将所测量的互电容与阈值互电容值进行比较。这样的阈值互电容值可以先前由诸如加利福尼亚州圣荷西的赛普拉斯半导体(CypressSemiconductor)的硬件制造商确定。在各种实施例中，控制器110和正在被测量互电容值的电极中的任一个之间的连接断开将在测量路径中产生开路，并导致将低于阈值互电容值的异常低的测量。因此，如果测量的互电容值低于阈值，则控制器可以识别故障或错误，并响应于识别该故障或错误而执行一个或多个操作。例如，控制器110可以被配置为产生消息或者设置可以通知另一个系统组件或其中实施控制器110的设备的用户的标志。

此外，电容式感测设备500还可以被配置为基于一个或多个自电容测量来识别故障的电容式传感器。如图5所示，电极可以耦接到可以耦接到控制器110的公共线，例如线522。在各种实施例中，这些电极也可以具有它们自己的独立线，通过该独立线耦接到控制器110，但是当执行故障检测操作时，电极可以被选择性地耦接到线522。在各种实施例中，电极到线522的耦接可以由控制器110通过一个或多个开关的操作来控制。在各种实施例中，控制器110可以被配置为从第一组电极获取第一组自电容测量值，第一组电极可以包括第一电极102、第三电极502、第五电极506和第七电极510。控制器110可以通过将线522耦接到电路接地并测量第一组电极的自电容来获取第一组自电容测量。控制器110还可以被配置为将线522耦接到屏蔽信号并且获取第二组自电容测量。控制器110可以分析两组测量之间的差异，以识别故障的电容式传感器。如果特定按钮或触摸屏的测量的组之间没有或几乎没有差异，则可以识别出故障并推断断开的连接。例如，如果特定按钮的两个测量值之间的差异低于特定按钮的阈值，则控制器110可将该按钮或与该按钮相关联的一个或多个连接识别为有缺陷的并执行如上所述的一个或多个操作。

虽然上面已经参考图5描述了故障检测，其示出了多个按钮或触摸屏，但是可以利用可以包括任何数量的按钮或触摸屏的任何上述实施例来实现这种故障检测。例如，基于互电容的故障检测可以利用如上所述的图1中公开的一些实施例所述的单个按钮来实现。

图6示出了根据一些实施例实现的电容式感测方法的示例的流程图。如上面类似地讨论的，电容式感测设备和系统可以被配置为识别从用户接收的各种不同的用户输入，该用户可以使用可以被绝缘体覆盖或不被绝缘体覆盖的各种不同的导电实体。例如，用户可以提供作为手指触摸、手套触摸、触控笔触摸和悬停的输入。如本文所公开的，也可以识别其它触摸事件，例如与机械工具以及可以是导电的并且可以被或者可以不被绝缘层覆盖的组件相关联的事件。在各种实施例中，本文公开的电容式感测设备和系统的各种组件可以被实现为分析自电容和互电容以准确地识别每个特定类型的用户输入。如将在下面更详细地讨论的，可以顺序地和/或组合地分析所测量的自电容和互电容，以准确地区分不同类型的触摸事件和不同类型的悬停事件。

方法600可以从操作602开始，在该操作602期间可以测量第一电极的第一自电容。因此，诸如控制器的电容式感测或系统的组件可以扫描第一电极并测量第一电极的自电容。如上所述，第一电极可以包含在触摸屏中，或者可以实现为按钮组件的一部分。在一些实施例中，第一电极可以具有环形的几何形状并且可以实现为内部电极。一旦测量出第一自电容，它可以被存储在存储器中用于后续的分析。

方法600可以进行到操作604，在该操作604期间可以测量第二电极的第二自电容。如上面类似地讨论的，诸如控制器的电容式感测或系统的组件可以扫描第二电极并测量第二电极的自电容。类似于上述，第二电极可以实现在与第一电极相同的触摸屏或按钮组件中。此外，第二电极也可以具有环状几何形状，并且可以实现为具有比第一电极更大的直径的外部电极。一旦测量出第二自电容，它也可以被存储在存储器中用于后续的分析。

方法600可以进行到操作606，在该操作606期间可以测量第一电极和第二电极之间的互电容。因此，控制器可以被配置为测量第一电极和第二电极之间的互电容。一旦测量了互电容，就可以将其存储在存储器中用于后续的分析。

方法600可以进行到操作608，在该操作608期间可以确定是否已经发生触摸事件或悬停事件。在各种实施例中，可以基于第一电极的第一自电容测量、第二电极的第二自电容测量以及第一电极和第二电极的互电容测量来进行这种确定。在各种实施例中，操作608可以包括确定表征触摸事件的存在或不存在的触摸值可以被确定。根据一些实施例，触摸事件可以与可以被覆盖在绝缘体中的导电实体相关联。例如，导电实体可以是手指，并且绝缘体可以是手套。因此，触摸值可以是手套触摸值。在一些实施例中，导电实体可以是机械工具或组件，例如在机械钻中实现的钻头。在各种实施例中，触摸值可以是被配置为指示或识别触摸事件已经或尚未发生的一个或多个数据值。因此，触摸值可以是数字串、标志或其它标识符。

在各种实施例中，触摸值可以基于第一自电容、第二自电容和互电容来确定。因此，如下面将参考图7更详细地讨论的，例如控制器的组件可以通过诸如选择性地将每个测量的电容与指定的阈值进行比较来分析每个测量的电容，以确定已经发生什么类型的事件(如果有的话)。因此，控制器可以确定触摸事件是否已经发生等，并且控制器可以基于该确定来产生触摸值。如将在下面更详细地讨论的，控制器还可以产生其它值，例如与不同导电实体和导电实体的不同配置相关联的附加触摸值以及悬停值。

图7示出了根据一些实施例实现的电容式感测方法的另一示例的流程图。如上所述，电容式感测设备和系统可以被配置为识别和区分各种不同类型的触摸和悬停。例如，本文公开的实施例可以区分手指触摸、手套触摸、触控笔触摸、由其它机械实体产生的触摸、以及悬停。在各种实施例中，可以实现本文公开的电容式感测设备和系统的各种组件来分析自电容和互电容以及相关联的阈值，以准确地识别每个特定类型的用户输入。如将在下面更详细地讨论的，诸如方法700的电容式感测方法的实现方式可以由诸如控制器的组件和存储在存储器中的配置数据执行。

方法700可以以操作702开始，在此操作期间可以扫描第一电极以测量第一自电容。如上所述，第一电极可以实现为按钮组件的一部分或设备(例如移动通信设备)的触摸屏中。例如，第一电极可以是在按钮中实现的电容式传感器的内部电极。在各种实施例中，诸如控制器的系统组件可以扫描第一电极以测量第一电极的第一自电容。这样的自电容测量可以基于指定的参数来实现，例如灵敏度增益，其可以由例如加利福尼亚州圣何塞的赛普拉斯半导体公司的制造商先前确定。

方法700可以进行到操作704，在该操作704期间可以扫描第二电极以测量第二自电容。如上所述，第二电极也可以实现为按钮组件的一部分或者设备(例如移动通信设备)的触摸屏中。例如，第二电极可以是在按钮中实现的电容式传感器的外部电极，并且可以实现为与第一电极相邻，如上面参考图1、图2、图3和图4所讨论的。在各种实施例中，诸如控制器的系统组件可以扫描第二电极以测量第二电极的第二自电容。如上面类似地讨论的，第二自电容测量可以基于指定的参数来实现，诸如灵敏度增益，其可以由例如加利福尼亚州圣何塞的赛普拉斯半导体公司的制造商先前确定。

方法700可以进行到操作706，在该操作706期间可以扫描第一电极和第二电极以测量第三自电容。在各种实施例中，控制器可以被配置为将第一电极和第二电极耦接在一起，使得第一电极和第二电极可操作为单个组合的电极。在操作706期间，控制器可以扫描组合的电极以测量第三自电容。在各种实施例中，如上所述，第三自电容可以基于指定的参数来实现，诸如灵敏度增益，其可以由例如加利福尼亚州圣何塞的赛普拉斯半导体公司的制造商先前确定。在一个示例中，用于测量第三自电容的灵敏度增益可以大于用于测量第一自电容和第二自电容的灵敏度增益。因此，第三自电容可以作为接近检测测量的一部分来测量。

方法700可以进行到操作708，在该操作708期间可以扫描第一电极和第二电极以测量互电容。因此，诸如控制器的系统组件可以测量第一电极和第二电极之间的互电容。在各种实施例中，如果第一电极和第二电极先前被耦接在一起来获得第三自电容测量，则在互电容测量之前，可以将第一和第二电极彼此去耦接，并且随后可以通过控制器扫描第一电极和第二电极来获得互电容测量。此外，在一些实施例中，控制器可以至少部分地实现在可重新编程逻辑块中。因此，包含在控制器中的处理逻辑可以从第一配置重新配置到第二配置。第一配置可以被配置为获得如上参考操作702、704和706所讨论的自电容测量。然而，第二配置可以被配置为获得在操作708期间可以发生的互电容测量。用于每个配置的配置数据可以存储在可以被包含在控制器中的存储器中。此外，可以基于也存储在存储器中的固件来访问和实现配置数据。以这种方式，在方法700期间，可以动态地重新配置控制器以实现不同的扫描模式，例如自电容或互电容。

方法700可以进行到操作710，在该操作710期间可以确定是否已经发生第一触摸事件。如将在下面更详细地讨论的，可以基于自电容测量与第一组阈值的比较来进行这样的确定。在一些实施例中，操作710包括确定是否应当产生识别第一触摸事件的第一触摸值。在各种实施例中，可以基于第一自电容和第二自电容来进行这样的确定。在各种实施例中，控制器可以分析第一自电容测量、第二自电容测量和第一组阈值，以确定与第一导电实体相关联的第一触摸值。在一些实施例中，第一导电实体可以是用户的手指。因此，第一触摸值可以是手指触摸值，其可以包括被配置为识别是否已经发生手指触摸事件的一个或多个数据值。例如，手指触摸值可以是标志、布尔指示符或任何其它合适的数据值。诸如控制器的组件可以被配置为基于第一自电容测量和第二自电容测量与第一手指触摸阈值和第二手指触摸阈值的比较来确定手指触摸值。第一手指触摸阈值和第二手指触摸阈值以及下面更详细讨论的任何阈值可以基于与可用于实现方法700的设备相关联的性能数据，先前由诸如加利福尼亚州圣何塞的赛普拉斯半导体公司的制造商来确定。

在各种实施例中，如果第一自电容测量和第二自电容测量两者分别超过第一手指触摸阈值和第二手指触摸阈值，则控制器可以识别手指触摸事件已经发生，并且可以确定并产生指示手指触摸事件已经发生的手指触摸值。然而，如果第一自电容测量或第二自电容测量中的任一个分别不超过第一手指触摸阈值和第二手指触摸阈值，则控制器可以识别出未发生手指触摸事件，并且可以确定并产生指示未发生手指触摸事件的手指触摸值。如本文所公开的，第一导电实体还可以是能够与电容式传感器一起使用的机械工具或其它导电实体的一部分。在这样的实施例中，与如上所述类似地，每个导电实体可以用其自己的对应的一组阈值来实现，该对应的一组阈值可以由诸如加利福尼亚州圣何塞的赛普拉斯半导体的制造商来确定和配置。因此，如果控制器确定已经已经发生第一触摸事件，则方法700可以进行到下面更详细讨论的操作717。然而，如果控制器确定未发生第一触摸事件，则方法700可以进行到操作712。

因此，方法700可以进行到操作712，在该操作712期间确定是否已经已经发生第二触摸事件。如将在下面更详细地讨论的，可以基于自电容测量与第二组阈值的比较来进行这样的确定。在一些实施例中，操作712包括确定是否应当产生识别第二触摸事件的第二触摸值。在各种实施例中，可以基于第一自电容和第二自电容来进行这样的确定。因此，诸如控制器的组件可以分析第一自电容测量、第二自电容测量和第二组阈值，以确定可以是与触控笔触摸事件相关联的触控笔触摸值的第二触摸值。在各种实施例中，第二组阈值可以不同于第一组阈值，并且可以被配置为识别特定类型的触摸事件，例如触控笔触摸事件。因此，可以将第一自电容测量和第二自电容测量与第一触控笔触摸阈值和第二触控笔触摸阈值进行比较，以确定触控笔触摸事件是否已经发生。在一些实施例中，触控笔触摸阈值不同于手指触摸阈值。如上所述和下面更详细地讨论的，诸如第一手指触摸阈值和第一触控笔触摸阈值的一些阈值可以与第一电极相关联，而例如第二手指触摸阈值和第二触控笔触摸阈值的其它阈值可以与第二电极相关联。如将在下面更详细地讨论的，阈值的值可以被配置为识别不同类型的事件。

在各种实施例中，如前所述，第一电极和第二电极可以实现在按钮组件的电容式传感器中。因此，与每个电极相关联的自电容测量可以基于与电容式传感器接触的对象的类型而变化。例如，手指可以大于触控笔，并且手指当接触电容式传感器时由于可以在第一电极和第二电极上延伸的手指的相对较大的表面积，可以跨第一电极和第二电极两者均引起大的自电容测量。在一些实施例中，触控笔可以小于手指，并且可以在第一电极中引起大的自电容测量，该第一电极可以最接近可以发生接触的按钮的中心。然而，由于触控笔的端部可能不够大以延伸到第二电极，所以触控笔可能不会在第二电极中引起大的自电容测量。因此，第二触控笔触摸阈值可以被配置为小于第二手指触摸阈值。以这种方式，可以配置阈值以区分手指触摸和触控笔触摸。

因此，如果第一自电容测量和第二自电容测量两者分别超过第一触控笔触摸阈值和第二触控笔触摸阈值，则控制器可以识别触控笔触摸事件已经发生，并且可以确定并产生指示已经发生触控笔触摸事件的触控笔触摸值。然而，如果第一自电容测量或第二自电容测量中的任一个分别不超过第一触控笔触摸阈值和第二触控笔触摸阈值，则控制器可以识别未发生触控笔触摸事件，并且可以确定并产生指示触控笔触摸事件未发生的触控笔触摸值。

在一些实施例中，控制器还可以被配置为分析第一自电容测量和第二自电容测量之间的差异(variance)。如上所述，可以接触电容式传感器的触控笔的端部的尺寸或几何形状可以导致第一自电容测量和第二自电容测量之间的差异。在一些实施例中，控制器可以被配置为计算识别出第一自电容和第二自电容之间的差异的第一差值。控制器可以被配置为将第一差值与第三触控笔触摸阈值进行比较。因此，可以基于第一差值是否大于第三触控触摸阈值来进一步确定对触控笔触摸值的确定。

在一些实施例中，第二触摸值以及第一触摸值可以被配置为区分导电实体的不同大小或导电实体的不同组合。例如，如果导电实体是手指，则第一触摸值和第一组阈值可以被配置为识别手指和/或大手指的组合的存在或不存在。在该示例中，第二触摸值和第二组阈值可以被配置为识别单个手指和/或较小手指的存在或不存在。以这种方式，第一触摸值和第二触摸值可以被配置为区分不同类型的导电实体，例如手指和触控笔，以及相同类型的导电实体的不同尺寸或组合，例如手指的不同尺寸或组合。

如上所述，操作712可以可选地并且响应于在操作710期间做出的确定来执行。例如，如果在操作710期间控制器确定已经已经发生第一触摸事件，则可能不执行操作712，并且方法700可以改为进行到操作717。然而，如果控制器确定未发生第一触摸事件，则执行操作712，并且可以确定第二触摸值。因此，根据一些实施例，可以响应于识别出未发生第一触摸事件和/或确定识别出未发生第一触摸事件的第一触摸值来执行操作712。因此，如果控制器确定已经发生第二触摸事件，则方法700可以进行到操作717。然而，如果控制器确定未发生第二触摸事件，则方法700可以进行到操作714。

因此，方法700可以进行到操作714，在该操作714期间确定是否已经发生第三触摸事件。如将在下面更详细地讨论的，可以基于互电容测量与第三组阈值的比较来进行这样的确定。在一些实施例中，操作710包括确定是否应当产生识别第三触摸事件的第三触摸值。在各种实施例中，可以至少部分地基于互电容来进行这种确定。因此，诸如控制器的组件可以分析互电容测量，并且可以确定可以是与手套触摸事件相关联的手套触摸值的第三触摸值。因此，可以将互电容测量与手套触摸阈值进行比较，以确定是否已经发生手套触摸事件。因此，如果互电容测量超过手套触摸阈值，则控制器可以识别已经发生手套触摸事件，并且可以确定并产生指示已经发生手套触摸事件的手套触摸值。然而，如果互电容测量值不超过手套触摸阈值，则控制器可以识别手套触摸事件未发生，并且可以确定并产生指示未发生手套触摸事件的手套触摸值。

虽然上述实施例描述了与戴手套的手指相关联的手套触摸事件，但是第三触摸值和第三组阈值也可对应于其它导电实体——例如机械工具、工具的部分、机器人手臂的末端效应器——其可以被例如橡胶或聚合物的绝缘体覆盖。如上所述，可以由例如加利福尼亚州圣荷西的赛普拉斯半导体公司的制造商为每种类型的导电实体预先确定适当的阈值。

与如上所述类似地，可以响应于控制器在操作712期间确定未发生第二触摸事件来执行操作714。以这种方式，第三触摸事件的识别和第三触摸值的确定可以响应于确定未发生第一触摸事件并且未发生第二触摸事件，所述未发生第一触摸事件并且未发生第二触摸事件可以如基于先前描述的自电容测量与各种阈值的比较来确定。在发生手套触摸的示例中，通过在操作710和操作712期间进行的先前确定，手指触摸和触控笔触摸的两种可能性将被消除。因此，在操作714期间，控制器可以准确地识别手套触摸事件并且可以产生相应的手套触摸值。

虽然操作714被描述为使用互电容测量，但是在一些实施例中，操作714可以实现自电容测量以进行确定。根据各种实施例，诸如控制器的系统组件可以被配置为分析自电容测量之间的差异并且基于分析的结果产生第三触摸值。例如，控制器可以计算第一自电容和第二自电容之间的差异。如果差异小于自电容第三触摸阈值，则可以将第三触摸事件识别为已经发生。如果第一自电容和第二自电容之间的差异大于自电容第三触摸阈值，则可以将第三触摸事件识别为未发生。在各种实施例中，如果诸如控制器的组件确定已经发生第三触摸事件，则方法700可以进行到操作717。然而，如果控制器确定未发生第三触摸事件，则方法700可以进行到操作716。

因此，方法700可以进行到操作716，在该操作716期间可以确定是否已经发生悬停事件。如将在下面更详细地讨论的，可以基于第三自电容测量与另一个阈值的比较来进行这样的确定。在一些实施例中，操作716包括确定是否应当产生识别悬停事件的悬停值。在各种实施例中，可以基于第三自电容进行这种确定。因此，诸如控制器的组件可以分析第三自电容测量并且可以确定悬停值。因此，可以将第三自电容测量与悬停阈值进行比较，以确定是否已经发生悬停事件。因此，如果第三自电容测量值超过悬停阈值，则控制器可以识别出已经发生悬停事件，并且可以确定并产生指示已经发生悬停事件的悬停值。然而，如果第三自电容测量不超过悬停阈值，则控制器可以识别出未发生悬停事件，并且可以确定并产生指示未发生悬停事件的悬停值。如上面类似地讨论的，悬停事件可以由导电实体(例如手指，手指的组合)或机械实体(诸如工具或工具的部分)的存在而产生。

此外，可以响应于控制器在操作714期间确定未发生第三触摸事件来执行操作716。以这种方式，悬停事件的识别和悬停值的确定可以响应于确定未发生第一触摸事件、未发生第二触摸事件并且未发生第三触摸事件，所述未发生第一触摸事件、未发生第二触摸事件并且未发生第三触摸事件可以如基于先前描述的自电容测量和互电容测量与各种阈值的比较来确定。在发生手指或手套悬停事件的示例中，通过在操作710、操作712和操作714期间进行的先前确定，手指触摸、触控笔触摸和手套触摸的可能性将被消除。因此，在操作716期间，控制器可以准确地识别悬停事件并且可以产生相应的悬停值。此外，指示未发生悬停事件的悬停值也可以作为被配置为指示未发生事件的通用指示符而被存储。在一些实施例中，一般指示符可以准确地指示未发生手指触摸事件、未发生触控笔触摸事件、未发生手套触摸事件并且未发生悬停事件。在各种实施例中，如果诸如控制器的组件确定已经发生悬停事件，则方法700可以进行到操作717。然而，如果控制器确定未发生悬停事件，方法700可以进行到操作718。

方法700可以进行到操作717，在该操作717期间可以报告事件。如上文参照操作710、712、714和716所讨论的，诸如控制器的组件可以识别一个或多个各种不同类型的触摸和悬停事件的发生。响应于控制器识别事件的发生，该事件可以被报告给另一个组件或设备。例如，如下面将参考图9更详细地讨论的，其中实现有控制器的系统可以包括主机设备。在一些实施例中，事件的发生可以被报告给主机设备。该事件可能在经由一条或多条总线发送的消息中被报告。以这种方式，如上所述，可以向其中实现有控制器的设备和/或系统的其它组件通知可以是触摸事件或悬停事件的事件的发生和检测。

方法700可以进行到操作718，在该操作718期间可以确定是否应当执行额外的扫描。这样的确定可以基于一个或多个指定参数进行，例如指定的时间段的流逝(passage)。因此，方法700可以作为周期性扫描和检测过程的一部分而周期性地重复。在一些实施例中，响应于系统事件可以动态地重复方法700。如果确定应当执行额外的扫描，则方法700可以返回到操作702。如果确定不应当执行额外的扫描，则方法700可以终止。

在各种实施例中，可以改变执行前述操作的顺序。例如，扫描操作可以与相对应的值的确定相交错。在一个示例中，可以执行操作702和704，之后是操作710和712，其后可以是操作708、714、706，然后是716。以这种方式，可以在每次确定事件是否已经发生之前执行电极的扫描。在各种实施例中，控制器可以被配置为以这种方式实现方法700，以减少后续确定可能不会利用到的电极的扫描所消耗的功率。或者，控制器可以被配置为首先实现扫描操作，随后可以执行基于扫描而执行的确定。当以这种方式实现时，可以减少对作为值的确定的基础的处理逻辑执行计算的单独访问，并且可以相应地减少处理开销。

图8示出了根据一些实施例实现的故障检测方法的示例的流程图。在各种实施例中，诸如方法800的故障检测方法可以被实现以识别可以在电容式感测设备的硬件组件中发生的故障和错误。例如，故障或错误可以包括电极和控制器之间的连接断开。本文公开的故障检测方法还可以被配置为产生识别出这种故障的存在的消息。以这种方式，电容式感测设备可以被配置为周期性地和/或动态地检查错误和硬件故障，以确保电容式感测设备的正常操作。

方法800可以从操作802开始，在该操作802期间可以接收指示至少一个电容式感测设备应当被测试的输入。如上所述，可以在按钮或触摸屏中实现电容式感测设备。在各种实施例中，诸如移动通信设备或家用电器的设备可以包括几个电容式感测设备，所述电容式感测设备可以在设备的几个组件(例如按钮)中实现。在一些实施例中，该输入可以在诸如控制器的组件处接收，并且可以从用户接收。例如，在诸如洗衣机或干衣机的家用电器中，用户可以提供请求操作的输入，例如洗涤或干燥循环的开始。因此，可以动态地并且响应于接收到来自用户的输入而实现方法800。在各种实施例中，该输入可以从另一组件(例如定时器或计时器)接收，该定时器或计时器可被配置为响应于指定的时间段的流逝而周期性地产生该输入。此外，该输入可以在设备启动时接收。因此，可以在设备启动时实现方法800。因此，可以周期性地并且响应于接收来自另一个组件的输入而实现方法800。

方法800可以进行到操作804，在该操作804期间可以确定是否应当使用互电容测量来进行故障检测。可以基于可以由制造商确定的一个或多个测量参数来进行这样的确定。例如，如果在电容式感测设备中包含一个电极，则可以通过由制造商指定的测量参数来使用和识别自电容测量。在另一示例中，如果电容式感测设备中包含多个电极，则可以通过测量参数使用和识别互电容测量。如果确定应当使用互电容测量来进行故障检测，则方法800可以进行到操作806。如果确定不应当使用互电容测量来进行故障检测，则方法800可以进行到812。

因此，如果确定应当使用互电容测量来进行故障检测，则方法800可以进行到操作806，在该操作806期间可以扫描第一电极和第二电极以测量第一电极和第二电极之间的互电容。如上所述，诸如控制器的组件可以扫描电极并测量它们之间的互电容。测量可以被存储在可以包含在该控制器中的或者可以在外部实现的存储器中。如上所述，被测试的设备可以包括几个电容式传感器。因此，可以对被测试的设备中实现的每个电容式传感器进行互电容测量。

方法800可以进行到操作808，在该操作808期间可以确定是否存在故障。可以基于在操作806期间进行的互电容测量与一个或多个第一故障检测阈值之间的比较来进行这样的确定。例如，如果互电容测量低于故障检测阈值，则可以推断出与第一电极或者第二电极的连接故障。然而，如果互电容测量高于故障检测阈值，则可以推断出与第一电极和第二电极的连接没有故障。在各种实施例中，故障检测阈值可以先前由例如加利福尼亚州圣荷西的赛普拉斯半导体公司的制造商来确定。如果确定存在故障，则方法800可以进行到操作810。如果确定不存在故障，则方法800可以进行到操作812。

因此，如果确定存在故障，则方法800可以进行到操作810，在该操作810期间可以执行一个或多个通知操作。在各种实施例中，通知操作可以包括产生消息、设置标志和/或产生中断信号。例如，控制器可以产生能够被显示在可以呈现给用户的图形用户界面中的消息。该消息可以包括指示已经发生硬件故障的文本串。

方法800可以进行到操作812，在该操作812期间可以确定是否应当将自电容测量用于故障检测。如上所述，这样的确定可以基于测量参数进行。如果确定应当使用自电容测量来进行故障检测，则方法800可以进行到操作814。如果确定不应将自电容测量用于故障检测，则方法800可以终止。

因此，如果确定应当使用自电容测量来进行故障检测，则方法800可以进行到操作814，在该操作814期间第一组电极可以被耦接到电路接地。在各种实施例中，诸如控制器的组件可以被配置为将第一组电极耦接到电路接地。第一组电极可以包括被测试的电容式传感器的第一电极。在多个电容式传感器被测试的情况下，第一组电极可以包括来自每个电容式传感器的相应的电极。例如，如上参照图5所讨论的，被测试的每个电容式传感器可以是包括作为内部电极的第一电极和作为外部电极的第二电极的按钮。在该示例中，第一组电极可以包括内部电极，并且第二组电极可以包括外部电极。在一些实施例中，如果正在测试单个电容式传感器，则第一组电极和第二组电极可以包括各自的单个电极。因此，在操作814期间，包含在第一组电极中的所有电极可以被耦接到电路接地。

方法800可以进行到操作816，在该操作816期间可以测量第二组电极的第一自电容。因此，控制器可以扫描第二组电极以测量第二组电极中的每一个电极的自电容，以获得第一组自电容测量。如上所述，在扫描第二组电极期间，第一组电极被耦接到电路接地。

方法800可以进行到操作818，在该操作818期间，第一组电极可以被耦接到屏蔽信号。因此，控制器可以将第一组电极耦接到屏蔽信号，并且第一组电极中的每个电极可以由屏蔽信号驱动。在各种实施例中，屏蔽信号可以被配置为在随后的电极扫描期间减小电极之间的寄生电容。在各种实施例中，施加到第一组电极的屏蔽信号可以遍及第一组电极具有相同或相似的幅度和极性。

方法800可以进行到操作820，在该操作820期间可以测量第二组电极的第二自电容。如上所述，控制器可以扫描第二组电极以测量第二组电极中的每一个电极的自电容，以获得第二组自电容测量。如上所述，在扫描第二组电极期间，第一组电极由屏蔽信号驱动。

方法800可以进行到操作822，在该操作822期间可以基于第一自电容和第二自电容来确定是否存在故障。可以基于第一组自电容测量和第二组自电容测量之间的比较来进行这样的确定。例如，可以对于包含在第一自电容测量和第二组自电容测量中并与单个电极相关联的每对测量值计算差值。以这种方式，在电容式传感器中实现的电极的两个测量的自电容可以在当同一电容式传感器中的另一电极被耦接到地和被耦接到屏蔽信号时获得到，并且可以随后用于对于包括该电极的电容式传感器而计算差值。如果计算的差值小于第二故障检测阈值，则故障可以被识别为存在，这是因为第一组电极的耦接配置对测量几乎没有影响到没有影响，这可能是存在硬件故障的情况。如果计算的差值大于第二故障检测阈值，则可以将故障识别为不存在。可以对被测试的每个电容式传感器执行这种计算。因此，如果确定存在故障，则方法800可以进行到操作824。如果确定不存在故障，则方法800可以终止。

因此，如果确定存在故障，则方法800可以进行到操作824，在该操作824期间可以执行一个或多个通知操作。与如上所述类似地，通知操作可以包括产生消息、设置标志和/或产生中断信号。因此，控制器可以产生能够被显示在可以呈现给用户的图形用户界面中的消息。该消息可以包括指示已经发生硬件故障的文本串。

图9示出了根据一些实施例实现的电容式感测系统的示例的图。如上面类似地讨论的，电容式感测系统900可以包括用于根据各种实施例检测电容式感测阵列925上的导电对象的存在的控制器110。电容式感测系统900包括控制器110、电容式感测阵列925、触摸感测按钮940、主机950、嵌入式控制器960和非电容式感测元件970(例如按钮、LED)。控制器110可以包括模拟/数字通用输入/输出(“GPIO”)907。模拟/数字GPIO 907可以是可编程的。模拟/数字GPIO 907可以耦接到可编程互连和逻辑(“PIL”)，该可编程互连和逻辑(“PIL”)充当模拟/数字GPIO 907和控制器110的数字块阵列(未示出)之间的互连。在一个实施例中，数字模块阵列可以被配置为实现使用可配置用户模块(“UM”)来实现各种数字逻辑电路(例如，DAC、数字滤波器或数字控制系统)。数字块阵列可以耦接到系统总线。控制器110还可以包括诸如随机存取存储器(“RAM”)905和程序闪存904的存储器。RAM 905可以是静态RAM(“SRAM”)，并且程序闪存904可以是非易失性存储器，其可以用于存储固件(例如，可由处理内核902执行的控制算法来实现本文所述的操作)。控制器110还可以包括耦接到存储器和处理内核902的微控制器单元(“MCU”)903。

控制器110还可以包括模拟块阵列(未示出)。模拟块阵列也耦接到系统总线。在一个实施例中，模拟块阵列还可以被配置为使用可配置的UM来实现各种模拟电路(例如，ADC或模拟滤波器)。模拟块阵列也可以耦接到模拟/数字GPIO 907。

如图所示，电容式感测电路901可以集成到控制器110中。电容式感测电路901可以包括用于耦接到外部组件的模拟I/O，该外部组件诸如电容式感测阵列925、触摸感测按钮940和/或其它设备。下面更详细地描述电容式感测电路901和控制器110。

此外，控制器110可以包括处理逻辑114。如上所述，处理逻辑114可以被配置为基于先前描述的测量进行一个或多个确定。如前所述，控制器110可以被包含在诸如移动通信设备或从用户接收输入的其它设备的设备中，该用户可以使用裸露的手指、戴手套的手指或诸如被动式触控笔的触控笔接收输入。这样的输入可以是被识别为触摸事件的触觉输入，该触摸事件可以当手指或触控笔触摸触摸屏或按钮时发生。这种输入还可以是被识别为悬停事件的悬停输入，该悬停事件可以当手指或触控笔接近但不触摸触摸屏或按钮时发生。触摸事件和悬停事件还可以通过从其它导电实体(例如机械工具和末端效应器)接收的输入来产生，这些实体可以或可以不被绝缘体覆盖。因此，基于如上所述从第一电极102和第二电极104接收的信号获得的测量结果，处理逻辑114可被配置为确定表征特定触摸或悬停事件是否已经发生的各种值，其可以是数据值。因此，控制器110以及处理逻辑114可以被配置为准确地区分由裸露导电实体产生的触摸事件、由被绝缘体覆盖的导电实体产生的触摸事件以及由任何导电实体产生的悬停事件。以这种方式，本文公开的实施例使得用户能够有效地对电容式传感器设备使用手套手指以及例如触控笔的其它仪器。如前所述，处理逻辑114可以被配置为基于各种不同组的阈值以及测量来确定第一触摸值、第二触摸值、第三触摸值和悬停值。

因此，本文公开的各种实施例可以被用于任何电容式感测阵列应用中，例如，电容式感测阵列925可以是触摸屏、触摸感测滑块(slider)或触摸感测按钮940(例如，电容感测按钮)。如上所述，这些感测设备可以包括一个或多个电极和电容式感测元件。本文描述的操作可以包括但不限于笔记本型计算机指针操作、照明控制(调光器)、音量控制、图形均衡器控制、速度控制或需要逐渐或离散调整的其它控制操作。还应当注意，电容式感测实现方式的这些实施例可以与非电容式感测元件970结合使用，非电容式感测元件970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、多媒体控制(例如音量、快进等)、手写识别和数字键盘操作。

在一个实施例中，电容式感测系统900包括经由总线921耦接到控制器110的电容式感测阵列925。电容式感测阵列925可以包括一个实施例中的一维感测阵列和另一个实施例中的二维感测阵列。或者，电容式感测阵列925可以具有更多的维度。而且，在一个实施例中，电容式感测阵列925可以是滑块、触摸板、触摸屏或其它感测设备。在另一个实施例中，电容式感测系统900包括经由总线941耦接到控制器110的触摸感测按钮940。因此，控制器110可以操作为按钮控制器。触摸感测按钮940可以包括单维或多维感测阵列。如上所述，单维或多维感测阵列可以包括多个电极和感测元件。

电容式感测系统900可以包括电容式感测阵列925和/或触摸感测按钮940中的一个或多个的任何组合。在另一个实施例中，电容式感测系统900还可以包括经由总线971耦接到控制器110的非电容式感测元件970。非电容式感测元件970可以包括按钮、发光二极管(“LED”)以及其它用户接口设备——诸如鼠标、键盘或不需要电容式感测的其它功能键。在一个实施例中，总线971、941和921可以是单个总线。或者，这些总线可以被配置成一个或多个单独总线的任何组合。

控制器110可以包括内部振荡器/时钟906和通信块(“COM”)908。内部振荡器/时钟906向控制器110的一个或多个组件提供时钟信号。通信块908可以用于经由主机接口(“I/F”)951与诸如主机950的外部组件进行通信。或者，控制器110还可以耦接到嵌入式控制器960以与诸如主机950的外部组件进行通信。在一个实施例中，控制器110被配置为与嵌入式控制器960或主机950通信以发送和/或接收数据。

控制器110可以驻留在公共载体基底上，例如集成电路(“IC”)裸芯基底、多芯片模块基底等。或者，控制器110的组件可以是一个或多个单独的集成电路和/或分立组件。在一个示例性实施例中，控制器110可以是由加利福尼亚州圣荷西的赛普拉斯半导体公司开发的芯片上可编程系统

处理器件。或者，控制器110可以是一个或多个其它处理设备——诸如微处理器或中央处理单元、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。

还应当注意，本文描述的实施例不限于具有处理设备被耦接到主机的配置，而是可以包括测量感测设备上的电容并将原始数据发送到主机计算机的系统，其中在该主机计算机处该原始数据被应用程序分析。实际上，控制器110完成的处理也可以在主机中完成。

如上所述，图9的控制器110可以使用诸如自电容感测和互电容感测之类的各种技术来测量电容。因此，控制器110可以检测导电对象，例如触摸对象942(手指或被动式触控笔)、主动式或被动式触控笔930或其任何组合。如上所述，对于自电容感测模式，对传感器触摸增加了传感器电容，如由手指触摸电容被添加到传感器电容一样而被添加。可以在互电容感测模式中检测互电容变化。在一些实施例中，每个传感器元件使用至少两个电极：一个是发送器(TX)电极(在本文中也称为发送器电极)，另一个是接收器(RX)电极。当手指触摸传感器或靠近传感器时，传感器元件的接收器和发送器之间耦接的电容随着手指将电场的一部分分流到地(例如底盘或大地)而减小。

电容式感测电路901可以集成到控制器110的IC中，或者可选地在一个单独的IC中。如本领域普通技术人员将会受益于本公开的内容，电容式感测电路901可以包括张弛振荡器(RO)电路、Σ-Δ调制器(也称为CSD)电路、电荷转移电路、电荷累积电路等，以用于测量电容。或者，可以产生和编译电容式感测电路901的描述，以便合并到其它集成电路中。例如，可以使用诸如VHDL或Verilog的硬件描述语言来产生描述电容式感测电路901或其部分的行为级代码，并将其存储到机器可访问介质(例如，CD-ROM、硬盘、软盘等)。此外，行为级代码可以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介质。行为级代码、RTL代码、网表和电路布局都表示描述电容式感测电路901的各种抽象级别。

应当注意的是，电容式感测系统900的组件可以包括上述所有组件。或者，电容式感测系统900可以仅包括上述组件中的一些。

在一个实施例中，在笔记本型计算机中使用电容式感测系统900。或者，电容式感测系统900可以用于其它应用中——例如移动手持机、个人数字助理(“PDA”)、键盘、电视、遥控器、监视器、手持式多媒体设备、手持式视频播放器、手持游戏设备或控制面板。

尽管出于清楚理解的目的已经详细描述了上述概念，但是显然可以在所附权利要求的范围内实施某些改变和修改。应当注意的是，有许多替代方法来实现流程、系统和设备。因此，本实施例被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (17)

1.一种用于触摸事件和悬停事件检测的设备，包括：

第一电极，在电容式传感器中实现；

第二电极，在所述电容式传感器中实现；以及

控制器，耦接到所述第一电极和所述第二电极，所述控制器被配置为：

基于所述第一电极的第一自电容测量、所述第二电极的第二自电容测量、以及所述第一电极和所述第二电极的互电容测量来确定是否已经发生触摸事件或悬停事件，

其中，所述控制器还被配置为：

基于所述第一自电容测量与第一手指触摸阈值的比较以及所述第二自电容测量与第二手指触摸阈值的比较来确定是否已经发生手指触摸事件；

基于所述第一自电容测量与第一触控笔触摸阈值的比较以及所述第二自电容测量与第二触控笔触摸阈值的比较来确定是否已经发生触控笔触摸事件，其中所述第二触控笔触摸阈值小于所述第二手指触摸阈值；以及

基于第三自电容测量与悬停阈值的比较来确定是否已经发生所述悬停事件，所述第三自电容测量是所述第一电极和所述第二电极的组合的测量的自电容。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置为基于所述互电容测量与手套触摸阈值的比较来确定是否已经发生所述触摸事件或所述悬停事件，其中所述触摸事件是手套触摸事件，以及

其中所述控制器还被配置为响应于确定未发生手指触摸事件以及响应于确定未发生触控笔触摸事件来确定是否已经发生所述触摸事件或所述悬停事件。

3.根据权利要求2所述的设备，其中所述悬停事件包括手套悬停事件或手指悬停事件。

4.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器还被配置为使用比用于所述第一自电容测量和所述第二自电容测量更高的灵敏度增益来测量所述第三自电容。

5.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器至少部分地在可重新编程逻辑块中实现。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器被配置为被重新编程以实现不同类型的测量，所述测量的类型是自电容测量和互电容测量。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电极包括第一多个感测元件，并且其中所述第二电极包括第二多个感测元件。

8.根据权利要求1所述的设备，其中基于与所述电容式传感器相关联的互电容参数来配置所述第一电极的第一几何形状和所述第二电极的第二几何形状。

9.根据权利要求8所述的设备，其中基于与所述电容式传感器相关联的互电容参数来配置所述第二电极相对于所述第一电极的位置。

10.一种用于触摸事件和悬停事件检测的方法，包括：

测量第一电极的第一自电容；

测量第二电极的第二自电容；

测量所述第一电极和所述第二电极之间的互电容；以及

基于所述第一自电容、所述第二自电容和所述互电容，使用控制器确定是否已经发生触摸事件或悬停事件，

所述方法还包括：

使用所述控制器确定是否已经发生手指触摸事件，所述手指触摸事件的确定包括：

将所述第一自电容与第一手指触摸阈值比较；以及

将所述第二自电容与第二手指触摸阈值比较；以及

使用所述控制器确定是否已经发生触控笔触摸事件，所述触控笔触摸事件的确定包括：

将所述第一自电容与第一触控笔触摸阈值比较；以及

将所述第二自电容与第二触控笔触摸阈值比较，其中所述第二触控笔触摸阈值小于所述第二手指触摸阈值，所述方法还包括：

测量所述第一电极和所述第二电极的组合的第三自电容；以及

使用所述控制器基于所述第三自电容确定是否已经发生悬停事件。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述触摸事件是手套触摸事件，并且其中确定是否已经发生所述触摸事件或所述悬停事件还包括将所述互电容与手套触摸阈值比较。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括：

其中确定是否已经发生所述触摸事件或所述悬停事件是响应于确定未发生手指触摸事件，以及响应于确定未发生触控笔触摸事件。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述悬停事件包括手套悬停事件或手指悬停事件。

14.根据权利要求10所述的方法，还包括：

使用所述控制器识别包括与所述第一电极或所述第二电极相关联的操作故障的硬件故障。

15.一种用于触摸事件和悬停事件检测的系统，包括：

第一电极，在按钮的电容式传感器中实现；

第二电极，在所述按钮的所述电容式传感器中实现；和

按钮控制器，耦接到所述第一电极和所述第二电极，所述按钮控制器被配置为：

基于所述第一电极的第一自电容测量、所述第二电极的第二自电容测量以及所述第一电极和所述第二电极的互电容测量来报告手套触摸事件，其中，所述按钮控制器还被配置为：

基于所述第一自电容测量与第一手指触摸阈值的比较以及所述第二自电容测量与第二手指触摸阈值的比较来确定是否已经发生手指触摸事件；

基于所述第一自电容测量与第一触控笔触摸阈值的比较以及所述第二自电容测量与第二触控笔触摸阈值的比较来确定是否已经发生触控笔触摸事件，其中所述第二触控笔触摸阈值小于所述第二手指触摸阈值；以及

基于第三自电容测量与悬停阈值的比较来确定是否已经发生悬停事件，所述第三自电容测量是所述第一电极和所述第二电极的组合的测量的自电容。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述第一电极是包括在所述按钮的所述电容式传感器中的内部电极，并且其中所述第二电极是包括在所述按钮的所述电容式传感器中的外部电极。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述按钮控制器还被配置为基于所述互电容测量与手套触摸阈值的比较来确定是否已经发生手套触摸，以及

其中所述按钮控制器还被配置为响应于确定未发生手指触摸事件以及响应于确定未发生触控笔触摸事件来确定是否已经发生手套触摸。

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