CN111473808A - 触摸传感器和用于使用电容传感器检测物体的方法 - Google Patents

触摸传感器和用于使用电容传感器检测物体的方法 Download PDF

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吉野博史
山本泰典
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Abstract

本发明题为“触摸传感器和用于使用电容传感器检测物体的方法”。本发明涉及触摸传感器和用于使用电容传感器检测物体的方法。触摸传感器被配置为测量电容传感器元件的电容并使用感测电路生成对应的电压。感测电路可包括放大器，该放大器被配置为通过向电压施加一组增益值来生成多个放大电压。感测电路还可根据多个放大电压来分析一组值。

Description

触摸传感器和用于使用电容传感器检测物体的方法
技术领域
本发明涉及触摸传感器和用于使用该电容传感器检测物体的方法。
背景技术
电容传感器通过检测传输电极与感测电极之间形成的电容的变化进行工作。电容的变化程度可指示各种状况，诸如接近、触摸、压力等。
一般来讲，感测电路连接到电容传感器以测量和/或检测电容传感器的电容。常规感测电路可以以可能导致不准确的触摸或感测信息的方式处理检测数据。
发明内容
本发明涉及触摸传感器和用于使用该电容传感器检测物体的方法。
通过本发明解决的技术问题是，常规感测电路以可提供不准确的触摸或感测信息的方式处理检测数据。
触摸传感器测量电容传感器元件的电容并使用感测电路生成对应的电压。感测电路可包括放大器，该放大器被配置为通过向电压施加一组增益值来生成多个放大电压。感测电路还可根据多个放大电压来分析一组值。
根据一个方面，触摸传感器包括：电容传感器元件，该电容传感器元件包括：驱动电极；以及接收电极，所述接收电极被配置为与所述第一电极形成电容；以及感测电路，所述感测电路连接到所述电容传感器元件并且包括：控制电路，所述控制电路被配置为生成增益信号；第一放大器电路，所述第一放大器电路被配置为将所述电容转换为电压值；以及第二放大器电路，所述第二放大器电路连接到所述第一放大器电路的输出端子，其中所述第二放大器电路：对所述增益信号作出响应；提供第一可变增益；以及根据所述增益信号将第一组增益值应用于所述电压值，以生成多个放大电压值。
在上述触摸传感器的一个实施方案中，第一放大器电路：对增益信号作出响应；提供第二可变增益；以及根据所述增益信号将第二组增益值应用于所述电压值。
在上述触摸传感器的一个实施方案中，所述第一放大器电路包括第一可变电容器以提供所述第二可变增益；以及所述第二放大器电路包括第二可变电容器以提供所述第一可变增益。
在上述触摸传感器的一个实施方案中，感测电路还包括：模数转换器(ADC)，所述ADC连接到所述第二放大器的输出端子，其中所述ADC被配置为基于所述多个放大电压值来生成多个数字信号；以及检测电路，所述检测电路连接到所述ADC的输出端子并且被配置为将来自所述多个数字信号的每个数字信号与阈值进行比较。
在上述触摸传感器的一个实施方案中，所述感测电路在第一时间段期间将所述第一组增益值连续地施加到所述电压值。
根据另一个方面，一种用于使用电容传感器检测物体的方法包括：测量电容传感器的电容；将所述电容转换为电压值；将一组增益值应用于所述电压值以生成多个放大电压值；将所述多个放大电压值转换为多个数字值，其中来自所述多个放大电压值的每个放大电压值均具有来自所述多个数字值的对应数字值；基于来自所述多个数字值的每个数字值与阈值的比较来生成多个逻辑值；以及分析所述多个逻辑值以确定所述物体的位置和接近中的至少一者。
在上述方法的一个实施方案中，电容传感器包括：驱动电极，所述驱动电极连接到电源；以及接收电极，所述接收电极被配置为与所述驱动电极形成电场。
在上述方法的一个实施方案中，每个数字值包括多个位。
在上述方法的一个实施方案中，施加所述一组增益值包括在第一时间段期间连续地施加所述一组增益值。
在上述方法的一个实施方案中，分析所述多个逻辑值包括在所述第一时间段之后分析来自所述多个逻辑值的所有所述逻辑值的组合。
本发明实现的技术效果是提供一种感测电路，该感测电路以改善触摸和感测信息的方式处理检测数据。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图中的类似元件和步骤。
图1代表性地示出了根据本发明技术的示例性实施方案的触摸传感器系统；
图2代表性地示出了根据本发明技术的在相对于触摸传感器的第一位置处的物体；
图3为根据本发明技术的数据图表，其示出了当物体处于第一位置时由感测电路提供的示例性数据；
图4代表性地示出了根据本发明技术的在相对于触摸传感器的第二位置处的物体；
图5为根据本发明技术的数据图表，其示出了当物体处于第二位置时由感测电路提供的示例性数据；
图6代表性地示出了根据本发明技术的在相对于触摸传感器的第三位置处的物体；
图7为根据本发明技术的数据图表，其示出了当物体处于第三位置时由感测电路提供的示例性数据；
图8代表性地示出了根据本发明技术的感测电路的处理方法；
图9代表性地示出了根据本发明技术的感测电路的另选处理方法；和
图10是根据本发明技术的感测电路的第一放大器和第二放大器的电路图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种控制器、放大器、信号转换器、驱动器、切换设备、电流源、电压源、逻辑门、半导体器件，诸如晶体管、电容器等。此外，本技术可集成在任何数量的电子系统(诸如机动车、航空、“智能设备”、便携式设备、“白色家电”和消费类电子产品)中，并且所描述的系统仅为本技术的示例性应用。
参见图1，图2和图10，示例性触摸传感器系统100可集成在蜂窝电话中以检测接近、手势、触摸、压力等。在示例性实施方案中，触摸传感器系统100可包括触摸传感器105、感测电路110和处理电路120。
触摸传感器105可被配置为检测物体200，诸如手或手指。例如，触摸传感器105可与感测电路110结合操作以确定物体的位置、接近、手势和/或施加的压力。
根据示例性实施方案，触摸传感器105可包括多个电容元件185，诸如第一电容元件185(1)、第二电容元件185(2)和第三电容元件185(3)。每个电容元件185可被配置为互电容传感器并且可包括与第二电极180通信的第一电极175。
第一电极175和第二电极180可被配置为形成电场，其中电容元件185的电容与电场成比例。例如，一个电极可用作驱动电极，而剩余电极可用作接收电极。第一电极175和第二电极180可使用诸如金属的导电材料形成。第一电极175和第二电极180中的任一者可连接到生成驱动信号Cdrv的电源125。驱动信号Cdrv可在两个电压电平之间脉冲。因此，连接至电源125的电极可被称为驱动电极，并且剩余电极可被称为接收电极。
在示例性实施方案中，第一电极175和第二电极180可被布置为同心正方形、圆形或任何其他合适的形状，并且第一电极175和第二电极180可彼此保持平面。换句话讲，第二电极180可嵌套在第一电极175内。第一电极175和第二电极180可形成在柔性基板上，诸如塑性材料，或刚性基板诸如印刷电路板上。
感测电路110可响应于电场和/或被配置为测量每个电容元件185的电容和/或电容的变化。例如，感测电路110响应于与第一电容元件185(1)相关联的第一电容Cin1、与第二电容元件185(2)相关联的第二电容Cin2、以及与第三电容元件185(3)相关联的第三电容Cin3。当物体200接近电容元件185时，物体200干扰电场，这引起静息电容的变化。
感测电路110可被进一步配置为执行各种功能，诸如放大、信号转换、分析等。例如，感测电路110可包括第一放大器电路135、第二放大器电路140、模数转换器(ADC)150和检测电路160。感测电路110还可包括用于传输和/或存储数据的各种电路和/或设备。例如，感测电路110可包括多路复用器130、第一寄存器155和第二寄存器165。
多路复用器130可连接到触摸传感器105以接收来自电容元件185(例如，Cin1、Cin2、Cin3)的多个输入信号。例如，每个电容元件185可生成输入信号并且单独地(单个地)连接到多路复用器130。多路复用器130可选择性地将来自多个输入信号的一个信号传输至第一放大器电路135。多路复用器130可包括具有多个输入端子和至少一个输出端子的任何合适的多路复用器电路。
第一放大器电路135可被配置为测量电容和/或检测电容的变化并将电容(例如，Cin1、Cin2、Cin3)转换为电压。例如，第一放大器电路135可包括第一差分放大器1000，该第一差分放大器包括连接到多路复用器130的反相端子(-)和连接到参考电压(诸如由第一电压源1005提供)的非反相端子(+)。第一差分放大器1000可被配置为测量反相端子和非反相端子之间的电压差。第一差分放大器1000还可被配置为通过将增益施加到电压差来放大信号并且根据电压差和/或所施加的增益来生成第一输出电压VOUT1。
第二放大器电路140可被配置为放大信号。第二放大器电路140可连接到第一放大器电路135的输出端子并且被配置为将增益施加到第一输出电压VOUT1并根据所施加的增益来生成第二输出电压VOUT2。第二放大器电路140可包括第二差分放大器1020，该第二差分放大器包括连接到第一放大器电路135的输出端子的反相端子(-)和连接到参考电压(诸如由第二电压源1025提供)的非反相端子(+)。第一电压源1005和第二电压源1025可提供相同的电压，诸如0.5V。
ADC 150可连接到第二放大器电路140的输出端子并且被配置为将电压(诸如第二输出电压VOUT2)转换为数字值(即，AD值)。根据各种实施方案，当电容元件185的电容减小时，对应的数字值增大，反之亦然。ADC 150可包括适于将模拟信号转换为数字信号的任何信号转换器。
ADC 150可将数字值传输至第一寄存器155，其中第一寄存器155存储数字值。第一寄存器155可包括适于存储数据、数字值等的任何存储器设备。
检测电路160可经由第一寄存器155从ADC 150接收数字值并解释数字值。根据各种实施方案，检测电路160可被编程为具有对应于特定数字值的预定阈值。检测电路160可利用预定阈值来确定触摸事件(例如，物体200与电容元件185之间的实际接触和/或物体200对电场的扰动)是否已发生。例如，检测电路160可将来自ADC 150的数字值与预定阈值进行比较，并生成对应于比较的逻辑信号。如果数字值小于预定阈值，逻辑信号可具有第一值(例如，逻辑‘0’值)，并且如果数字值大于或等于预定阈值，则可具有第二值(例如，逻辑‘1’值)。第一值可指示不存在触摸事件，并且第二值可指示触摸事件的存在。检测电路160可包括一起操作以分析数字值的任何数量的电路、逻辑门等。
检测电路160可将逻辑值传输至第二寄存器165，其中第二寄存器165存储逻辑值。第二寄存器165可包括适于存储数据、数字值等的任何存储器设备。
触摸传感器系统100还可包括被配置为与处理电路120通信的接口170。例如，接口可被配置为从处理电路120发送和/或接收数据和/或其他控制信息，诸如触摸检测数据、增益控制信息、阈值信息等。
接口170还可被配置为控制第一放大器电路135和第二放大器电路140的增益。例如，接口170可生成对应于各种增益值的各种信号，并基于所需的放大水平向第一放大器电路135和第二放大器电路140提供所需的信号。
接口170还可与第一寄存器155通信，诸如从第一寄存器155接收数据。接口170还可诸如通过设置用于确定是否已发生触摸事件的一个或多个预定阈值来控制检测电路160。
触摸传感器系统100还可包括用于将数据传输至另一设备和/或配套电路的一组端口115。该组端口115可被配置为用于传输数字数据的通用端口。该组端口115可形成在与感测电路110相同的芯片上或可形成在单独的芯片上。
处理电路120可被配置为分析一组逻辑值并确定物体200相对于触摸传感器105和/或特定电容元件185(1):185(3)的位置和接近中的至少一者。例如，处理电路120可使用该组逻辑值来确定哪个电容元件185最靠近物体200。处理电路120还可估计物体距触摸传感器105的表面和/或特定电容元件185的距离。处理电路120可包括适用于彼此组合分析一组逻辑值的各种电路和/或设备，诸如微控制器(MCU)。
参见图1-9，在操作中，触摸传感器系统100测量每个电容元件185的电容，将电容转换为电压，将多个增益值应用于电压值，以及分析放大电压以确定物体200相对于触摸传感器105的电容元件185的位置或接近中的至少一者。
根据示例性实施方案，触摸传感器包括第一电容元件185(1)、第二电容元件185(2)和第三电容元件185(3)。在操作中，每个电容元件185生成电场，因此，每个电容元件185生成对应的电容和输入信号(例如，Cin1、Cin2、Cin3)。每个电容元件185的输入信号可被传输到感测电路110，并且具体地讲被传输到多路复用器130。多路复用器130然后可顺序地将每个输入信号传输至第一放大器电路135。
第一放大器电路135将输入信号(电容)转换为第一输出电压VOUT1，并将第一输出电压VOUT1传输至第二放大器电路140。
在第一操作中，并且参见图2-7和图8，感测电路110以第一方式处理数据。在第一时间段T1期间，并且参见图2、3和8，第二放大器电路140从第一放大器电路135接收第一输出电压VOUT1。例如，第二放大器电路140按顺序接收来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)、来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)、以及来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)。随着每路输出电压被传输，所述第二放大器电路140将所述第一增益值(第1级增益)施加至来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)、将所述第一增益值施加至来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)并且将所述第一增益值施加至来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)。因此，第二放大器电路140生成第一、第二和第三放大电压(例如，VOUT2_1、VOUT2_2、VOUT2_3)，每个电容元件185一个。
然后，第二放大器电路140向来自每个电容元件185的每个输出电压施加第二增益值(第2级增益)。例如，所述第二放大器电路140将所述第二增益值施加至来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)、将所述第二增益值施加至来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)并且将所述第二增益值施加至来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)。因此，第二放大器电路140生成第四、第五和第六放大电压(例如，VOUT2_4、VOUT2_5、VOUT2_6)，每个电容元件185一个。
然后，第二放大器电路140向来自每个电容元件185的每个输出电压施加第三增益值(第3级增益)。例如，所述第二放大器电路140将所述第三增益值施加至来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)、将所述第三增益值施加至来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)并且将所述第三增益值施加至来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)。因此，第二放大器电路140生成第七、第八和第九放大电压(例如，VOUT2_7、VOUT2_8、VOUT2_9)，每个电容元件185一个。
然后，ADC 150可转换第一至第九放大电压(例如，VOUT2_1、VOUT2_2、VOUT2_3、VOUT2_4、VOUT2_5、VOUT2_6、VOUT2_7、VOUT2_8、VOUT2_9)，并将它们处理为一组，因此生成九个对应的数字值。检测电路160还可确定第一至第九放大电压和/或对应数字值中的每一者是否大于或等于预定阈值，并针对每个放大电压或数字值生成逻辑值(例如，逻辑‘0’或逻辑‘1’)，从而得到一组逻辑值(即，触摸检测数据)。在示例性操作中，逻辑‘1’值对应于触摸事件并且逻辑‘0’值对应于非触摸事件。该组逻辑值可被传输并存储在第二寄存器165中。
处理电路120然后可经由接口170从第二寄存器165接收或检索该组逻辑值，并分析该组逻辑值。处理电路120可被配置为确定特定时间时哪个电容元件185最靠近物体200(即，物体200相对于触摸传感器105和/或电容元件185的位置)和/或物体(即，物体200相对于触摸传感器105和/或电容元件185的接近)与特定电容元件185的距离。例如，并且参考图2和图3，第三电容元件185(3)针对每个增益级(即，第1、第2和第3级)生成逻辑值‘1’，第二电容元件185(2)仅针对三个增益级中的两个(即，第2和第3级)生成逻辑值‘1’，并且第一电容元件针对每个增益级(即，第1、第2和第3级)生成逻辑值‘0’。基于逻辑值的这种模式，处理电路120可确定物体200最靠近第三电容元件185(3)，因为第三电容元件185(3)在三个增益级上生成最多数量的逻辑‘1’值。
在第二时间段T2期间，并且参见图4和图5，当物体200移动远离触摸传感器105时，感测电路110和处理电路120可按与上述相同的方式处理新的一组数据。
在第三时间段T3期间，并且参见图6和图7，当物体200移动更远离触摸传感器105时，感测电路110和处理电路120可按与上述相同的方式处理新的一组数据。
在第二操作中，并且参见图2-7和图9，感测电路110以第二方式处理数据。在第一时间段T1期间，并且参见图2、3和9，第二放大器电路140从第一放大器电路135接收第一输出电压VOUT1。例如，所述第二放大器电路140将所述第一增益值(第1级增益)施加至来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)、将所述第二增益值(第2级增益)施加至来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)并且将所述第三增益值(第3级增益)施加至来自第一电容元件185(1)的输出电压(VOUT1_Cin1)。因此，第二放大器电路140生成第一、第二和第三放大电压(例如，VOUT2_1、VOUT2_2、VOUT2_3)，施加至输出电压VOUT1_Cin1的每个增益级一个。
然后，所述第二放大器电路140将所述第一增益值施加至来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)、将所述第二增益值施加至来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)并且将所述第三增益值施加至来自第二电容元件185(2)的输出电压(VOUT1_Cin2)。因此，第二放大器电路140生成第四、第五和第六放大电压(例如，VOUT2_4、VOUT2_5、VOUT2_6)，施加至输出电压VOUT1_Cin2的每个增益级一个。
然后，所述第二放大器电路140将所述第一增益值施加至来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)、将所述第二增益值施加至来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)并且将所述第三增益值施加至来自第三电容元件185(3)的输出电压(VOUT1_Cin3)。因此，第二放大器电路140生成第七、第八和第九放大电压(例如，VOUT2_7、VOUT2_8、VOUT2_9)，施加至输出电压VOUT1_Cin3的每个增益级一个。
然后，ADC 150可转换第一至第九放大电压(例如，VOUT2_1、VOUT2_2、VOUT2_3、VOUT2_4、VOUT2_5、VOUT2_6、VOUT2_7、VOUT2_8、VOUT2_9)，并将它们处理为一组，因此生成九个对应的数字值。检测电路160还可确定第一至第九放大电压和/或数字值中的每一者是否高于预定阈值，并针对每个放大电压或数字值生成逻辑值(例如，逻辑‘0’或逻辑‘1’)，从而得到一组逻辑值。在示例性操作中，逻辑‘1’值对应于触摸事件并且逻辑‘0’值对应于非触摸事件。该组逻辑值可被传输并存储在第二寄存器165中。
处理电路120然后可经由接口170从第二寄存器165接收或检索该组逻辑值，并分析该组逻辑值。处理电路120可被配置为确定特定时间时哪个电容元件185最靠近物体200(即，物体200相对于触摸传感器105和/或电容元件185的位置)和/或物体(即，物体200相对于触摸传感器105和/或电容元件185的接近)与特定电容元件185的距离。例如，并且参考图2和图3，第三电容元件185(3)针对每个增益级(即，第1、第2和第3级)生成逻辑值‘1’，第二电容元件185(2)仅针对三个增益级中的两个(即，第2和第3级)生成逻辑值‘1’，并且第一电容元件针对每个增益级(即，第1、第2和第3级)生成逻辑值‘0’。基于逻辑值的这种模式，处理电路120可确定物体200最靠近第三电容元件185(3)，因为第三电容元件185(3)在所有增益级上生成最多数量的逻辑‘1’值。
在第二时间段T2期间，并且参见图4、图5和图9，当物体200移动远离触摸传感器105时，感测电路110和处理电路120可按与上述相同的方式处理新的一组数据。
在第三时间段T3期间，并且参见图6、图7和图9，当物体200移动更远离触摸传感器105时，感测电路110和处理电路120可按与上述相同的方式处理新的一组数据。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其它功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其它方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其它优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排它性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其它要素。除了未具体引用的那些，本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其它组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其它方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其它操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出改变和修改。这些和其它改变或修改旨在包括在本技术的范围内，如以下权利要求书所述。
根据第一方面，触摸传感器包括：电容传感器元件，该电容传感器元件包括：驱动电极；以及接收电极，所述接收电极被配置为与所述第一电极形成电容；以及感测电路，所述感测电路连接到所述电容传感器元件并且包括：控制电路，所述控制电路被配置为生成增益信号；第一放大器电路，所述第一放大器电路被配置为将所述电容转换为电压值；以及第二放大器电路，所述第二放大器电路连接到所述第一放大器电路的输出端子，其中所述第二放大器电路：对所述增益信号作出响应；提供第一可变增益；以及根据所述增益信号将第一组增益值应用于所述电压值，以生成多个放大电压值。
在一个实施方案中，第一放大器电路：对增益信号作出响应；提供第二可变增益；以及根据所述增益信号将第二组增益值应用于所述电压值。
在一个实施方案中，所述第一放大器电路包括第一可变电容器以提供所述第二可变增益；以及所述第二放大器电路包括第二可变电容器以提供所述第一可变增益。
在一个实施方案中，感测电路还包括：模数转换器(ADC)，所述ADC连接到所述第二放大器的输出端子，其中所述ADC被配置为基于所述多个放大电压值来生成多个数字信号。
在一个实施方案中，感测电路还包括检测电路，所述检测电路连接到所述ADC的输出端子并且被配置为将来自所述多个数字信号的每个数字信号与阈值进行比较。
在一个实施方案中，检测电路根据比较生成逻辑值，其中逻辑值包括逻辑‘0’值和逻辑‘1’值。
在一个实施方案中，所述感测电路在第一时间段期间将所述第一组增益值连续地施加到所述电压值。
根据第二方面，一种用于使用电容传感器检测物体的方法包括：测量电容传感器的电容；将所述电容转换为电压值；将一组增益值应用于所述电压值以生成多个放大电压值；将所述多个放大电压值转换为多个数字值，其中来自所述多个放大电压值的每个放大电压值均具有来自所述多个数字值的对应数字值；基于来自所述多个数字值的每个数字值与阈值的比较来生成多个逻辑值；以及分析所述多个逻辑值以确定所述物体的位置和接近中的至少一者。
在一个实施方案中，电容传感器包括：驱动电极，所述驱动电极连接到电源；以及接收电极，所述接收电极被配置为与所述驱动电极形成电场。
在一个实施方案中，每个数字值包括多个位。
在一个实施方案中，来自多个逻辑值的每个逻辑值包括：逻辑‘0’值；和逻辑‘1’值。
在一个实施方案中，施加所述一组增益值包括在第一时间段期间连续地施加所述一组增益值。
在一个实施方案中，分析所述多个逻辑值包括在所述第一时间段之后分析来自所述多个逻辑值的所有所述逻辑值的组合。
根据第三方面，能够检测物体的触摸传感器系统包括：触摸传感器，该触摸传感器包括多个电容元件，其中：来自多个电容元件的第一电容元件包括：第一驱动电极；以及第一接收电极，所述第一接收电极被配置为与所述第一驱动电极形成第一电场；并且来自所述多个电容元件的第二电容元件包括：第二驱动电极；以及第二接收电极，所述第二接收电极被配置为与所述第二驱动电极形成第二电场；感测电路，所述感测电路连接到所述触摸传感器并且被配置为：测量所述第一电容元件的第一电容；测量所述第二电容元件的第二电容；将所述第一电容转换为第一电压值；将所述第二电容转换为第二电压值；并且生成检测数据包括：将第一组增益值施加至所述第一电压值以生成多个第一放大电压值；以及将第二组增益值施加至所述第二电压值以生成多个第二放大电压值；以及处理电路，所述处理电路被配置为根据所述多个第一放大电压值和所述多个第二放大电压值来确定所述物体相对于所述第一电容元件和所述第二电容元件的位置和接近中的至少一者。
在一个实施方案中，感测电路被进一步配置为：将第一电压值转换为第一数字值；以及将第二电压值转换为第二数字值。
在一个实施方案中，感测电路被进一步配置为：执行第一比较，所述第一比较包括将第一数字值与阈值进行比较；以及执行第二比较，所述第二比较包括将所述第二数字值与所述阈值进行比较。
在一个实施方案中，感测电路被进一步配置为根据第一比较和第二比较来生成一组逻辑值。
在一个实施方案中，处理电路将该组逻辑值作为组处理以确定位置和接近中的至少一者。
在一个实施方案中，感测电路在第一时间段期间连续地施加第一组增益值和第二组增益值。
在一个实施方案中，感测电路包括：第一放大器，以将第一电容转换为第一电压值；并且将第二电容转化为第二电压值；和第二放大器，所述第二放大器连接到所述第一放大器的输出端子，以将所述第一组增益值施加至第一电压值；并且将第二组增益值施加至第二电压值。

Claims (10)

1.一种触摸传感器，其特征在于包括：
电容传感器元件，所述电容传感器元件包括：
驱动电极；和
接收电极，所述接收电极被配置为与所述第一电极形成电容；和
感测电路，所述感测电路连接到所述电容传感器元件并且包括：
控制电路，所述控制电路被配置为生成增益信号；
第一放大器电路，所述第一放大器电路被配置为将所述电容转换为电压值；和
第二放大器电路，所述第二放大器电路连接到所述第一放大器电路的输出端子，其中所述第二放大器电路：
对所述增益信号作出响应；
提供第一可变增益；以及
根据所述增益信号将第一组增益值应用于所述电压值，以生成多个放大电压值。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其特征在于所述第一放大器电路：
对所述增益信号作出响应；
提供第二可变增益；以及
根据所述增益信号将第二组增益值应用于所述电压值。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器，其特征在于：
所述第一放大器电路包括第一可变电容器以提供所述第二可变增益；并且
所述第二放大器电路包括第二可变电容器以提供所述第一可变增益。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器，其特征在于所述感测电路还包括：
模数转换器(ADC)，所述ADC连接到所述第二放大器的输出端子，其中所述ADC被配置为基于所述多个放大电压值来生成多个数字信号；和
检测电路，所述检测电路连接到所述ADC的输出端子并且被配置为将来自所述多个数字信号的每个数字信号与阈值进行比较。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器，其特征在于所述感测电路在第一时间段期间将所述第一组增益值连续地施加到所述电压值。
6.一种用于使用电容传感器检测物体的方法，其特征在于包括：
测量所述电容传感器的电容；
将所述电容转换为电压值；
将一组增益值应用于所述电压值以生成多个放大电压值；
将所述多个放大电压值转换为多个数字值，其中来自所述多个放大电压值的每个放大电压值均具有来自所述多个数字值的对应数字值；
基于来自所述多个数字值的每个数字值与阈值的比较来生成多个逻辑值；以及
分析所述多个逻辑值以确定所述物体的位置和接近中的至少一者。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述电容传感器包括：
驱动电极，所述驱动电极连接到电源；和
接收电极，所述接收电极被配置为与所述驱动电极形成电场。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于每个数字值包括多个位。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于施加所述一组增益值包括在第一时间段期间连续地施加所述一组增益值。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于分析所述多个逻辑值包括在所述第一时间段之后分析来自所述多个逻辑值的所有所述逻辑值的组合。
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