CN115639410A

CN115639410A - 电容检测方法及电容检测装置

Info

Publication number: CN115639410A
Application number: CN202211320626.1A
Authority: CN
Inventors: 高红玉; 程涛; 赵旭; 贾六伟
Original assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Awinic Technology Co Ltd
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2022-10-26
Publication date: 2023-01-24

Abstract

本申请提供一种电容检测方法，该方法包括：根据第一电极获取第一检测值，根据第一电极与第二电极获取第二检测值，根据第二检测值与系数调整第一检测值。采用上述技术方案，能够校正由于环境变化所引起的电容变化，从而确保电容检测精度，避免发生误判。本申请还提供一种电容检测装置。

Description

电容检测方法及电容检测装置

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别涉及一种电容检测方法及电容检测装置。

背景技术

电容式传感器通常应用在电磁波吸收比率传感器(Specific Absorption RateSensor，SAR Sensor)、触摸检测以及入耳检测等产品中，为了只检测人体接近或触摸导致的电容，电容式传感器必须通过适当的校准来抵消电子设备所处环境对待测元件的影响。因为环境电容会随温度和湿度等因素而改变，电容式传感器的校准非常具有挑战性，通常的校准方式以固定补偿值或固定补偿系数进行校准，而环境的变化会导致电容值的变化，校准的结果也会相应变化，从而影响对人体接近情况的判定，导致误触发。

因此，针对温度、湿度等条件变化会导致电容检测结果产生误差的情况，需要更准确的电容检测和补偿方法，能够排除由环境变化导致的电容值变化，避免对人体接近状态的误判。

发明内容

本申请的一些实施方式提供了一种电容检测方法及电容检测装置，以下从多个方面介绍本申请，以下多个方面的实施方式和有益效果可互相参考。

第一方面，本申请实施例提供了一种电容检测方法，该方法包括：根据第一电极获取第一检测值,根据第一电极与第二电极获取第二检测值,根据第二检测值与系数调整第一检测值。

根据本申请的第一方面提供的电容检测方法，能够校正由于环境变化所引起的电容变化，从而确保电容检测精度，避免发生误判。

在一些实施方式中，第二电极包含至少一个子电极；其中，根据第一电极与第二电极获取第二检测值，包括：根据第一电极与每个子电极分别获取各子电极对应的第三检测值；其中，根据第二检测值与系数调整第一检测值，包括：根据每个第三检测值及每个第三检测值对应的子系数调整第一检测值。从而根据第一电极与多个子电极之间的电容检测值对第一检测值进行补偿，提高第一检测值的电容值检测精度。

在一些实施方式中，每个第三检测值对应的子系数可以相同或不同。从而提高对第一检测值的电容检测精度。

在一些实施方式中，在子系数相同的情况下，第二检测值包括至少一个第三检测值。从而可以通过第一电极与多个子电极之间的电容测量值对第一检测值进行补偿，提高对第一检测值的电容检测精度。

在一些实施方式中，系数与子系数与环境因素相关，环境因素至少包含温度。从而能够校正由于温度变化所引起的电容变化，提高第一检测值的电容检测精度，避免发生误判。

在一些实施方式中，根据第一电极获取第一检测值，包括：对第一电极施加第一激励电压，检测第一电极对地的电容，以获得第一检测值。从而避免第二电极对第一电极的自电容的影响，提高第一电极的自电容的电容值检测精度。

在一些实施方式中，根据第一电极与第二电极获取第二检测值，包括：对第二电极施加第二激励电压，检测第一电极与第二电极之间的电容，以获得第二检测值，第二激励电压与第一激励电压相同。从而对第一电极和第二电极之间的互电容之间进行检测，提高互电容的电容值检测精度。

在一些实施方式中，根据第二检测值与系数调整第一检测值，包括：获取不同环境下的第二检测值之间的差值，根据差值与系数调整第一检测值。从而能够校正由于环境变化引起的电容变化，提高第一电极的自电容的电容值检测精度。第二方面，本申请实施例提供了一种电容检测装置，该装置包括：第一电极，用于获取第一检测值；以及第二电极，第一电极还用于根据第一电极与第二电极获取第二检测值；其中，第一检测值可以根据第二检测值与系数进行调整。

根据本申请的第二方面提供的电容检测装置，能够校正由于环境变化所引起的电容变化，从而确保电容检测精度，避免发生误判。

在一些实施方式中，第二电极包含至少一个子电极；其中，第二电极，用于根据第一电极与每个子电极分别获取各子电极对应的第三检测值；其中，第一检测值可以根据每个第三检测值及每个第三检测值对应的子系数进行调整。从而根据第一电极与多个子电极之间的电容检测值对第一检测值进行补偿，提高第一检测值的电容值检测精度。

在一些实施方式中，第一电极用于接收第一激励电压，并检测其对地的电容，以获得第一检测值。从而避免第二电极对第一电极的自电容的影响，提高第一电极的自电容的电容值检测精度。

在一些实施方式中，第二电极用于接收第二激励电压，第一电极用于检测第一电极与第二电极之间的电容，以获得第二检测值；其中，第二激励电压与第一激励电压相同。从而对第一电极和第二电极之间的互电容之间进行检测，提高互电容的电容值检测精度。

在一些实施方式中，根据不同环境下的第二检测值之间的差值与系数调整第一检测值。从而能够校正由于环境变化引起的电容变化，提高第一电极的自电容的电容值检测精度。

附图说明

图1示出根据本申请一些实施例提供的电容检测装置的应用场景。

图2示出根据本申请一些实施例提供的电容检测装置进行电容补偿的应用场景。

图3示出根据本申请一些实施例提供的电容检测装置的应用场景。

图4示出根据本申请一些实施例提供的电容检测方法的流程图。

图5示出根据本申请一些实施例提供的电容检测装置包括多个驱动电极的应用场景。

图6示出根据本申请另外一些实施例提供的电容检测方法的流程图。

图7示出根据本申请一些实施例提供的一种电容检测装置的框图；

图8示出根据本申请一些实施例提供的一种SoC(System on Chip，片上系统)的框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的具体实施方式进行详细描述。

图1示出根据本申请一些实施例提供的电容检测装置的应用场景。电容检测装置作为触摸传感器的示例进行介绍。

如图1所示，电容检测装置包括：模拟前端(Analog Front End，AFE)、模数转换单元(Analog-to-Digital Converter，ADC)、数字处理单元、寄存器、控制逻辑、偏移补偿和检测引脚。

模拟前端，用于输出与输入电容成比例的电压。

偏移补偿，用于抵消环境电容对人体接近电容检测的影响，使得模拟前端的输出电压近似与人体接近电容(即测量元件的自电容)成比例。

模数转换单元，用于将来自模拟前端的模拟输入电压转换成数字码，并将数字码输出到数字处理单元。

数字处理单元，用于对从模数转换单元获取的数字码进行处理，并将结果送到寄存器中。

寄存器，包含被CPU用来配置电容式传感器或者被电容式传感器用来向CPU上报信息的存储器映射硬件寄存器。

控制逻辑，用于控制电容式传感器内部各个模块的参数配置，同时能控制电容式传感器的检测引脚状态。

检测引脚，即电容式传感器的检测引脚，包括CHO…CHn，其中n＝0,1,2,3,…

如图2所示，电容检测装置还包括检测通道CS和参考通道CR，检测通道CS与地之间的寄生电容的电容检测值为C_sensor。

在没有人体或导体接近时，参考通道CR与地之间的寄生电容C_ref的电容检测初值为C_ref0，C_ref位于电容式传感器内部或外部。在环境变化后，寄生电容C_ref的电容检测值的变化值为ΔC_ref。

假设参考通道CR的寄生电容变化量与检测通道CS的寄生电容变化量是成比例的，用C′_sensor表示补偿后检测通道CS的寄生电容，用公式表示如下：

C′_sensor＝C_sensor+k*ΔC_ref

其中，k是检测通道CS的寄生电容变化量与参考通道CR的寄生电容变化量的比例系数，该系数可以是一个固定值或一组数据。例如，若仅考虑温度的影响，k可以设置为随温度变化的分段式系数。

可以理解，本申请的电容检测方法适用于电容检测装置对电容式传感器的电容进行检测的场景。

可以理解，如前所述，现有技术中，由于外部参考通道的物理环境如PCB走线长度等与检测通道的物理环境不完全一致，因此对环境变化导致的寄生电容的变化的补偿效果有限，另外还有内部通道不能反映检测通道实际的自电容特性等问题，从而影响电容检测精度，甚至使得电容检测装置发生误判。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种电容检测装置以及应用于该电容检测装置的电容检测方法。在一些实施例中，电容检测方法的执行主体即为电容检测装置。可以理解，在本申请的一些实施例中，电容检测装置可以芯片的形式实现电容检测，在另外一些实施例中，电容检测装置还可以电路的形式实现电容检测，无论什么形式只要能够实现电容检测即可，本申请实施例对此不作具体限定。

根据本申请的实施例的电容检测方法包括：根据第一电极(即检测通道)获取第一检测值(即第一电极与地形成的自电容)，根据第一电极与第二电极(即驱动电极)获取第二检测值(即第一电极与第二电极之间形成的互电容)，根据第二检测值与系数调整第一检测值。具体来说，可以对第一电极施加第一激励电压并检测第一电极对地的电容以获得第一检测值，对第二电极施加第二激励电压并检测第一电极与第二电极之间的电容以获得第二检测值，最后获取不同环境下的第二检测值之间的差值，并根据差值和系数调整第一检测值。

通过上述方法，可以根据第一电极与第二电极之间的第二检测值在不同环境中的变化对第一电极与地形成的自电容在不同环境中的变化进行调整，从而抵消环境因素对第一检测值的影响，得到较准确的第一电极与地之间自电容的测量值。

电容式传感器，具体可以应用于可穿戴设备(例如智能手环、智能手表等)、手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(Ultra-Mobile Personal Computer，UMPC)、手持计算机、上网本、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、虚拟现实设备等具有触摸屏的电子设备，本申请实施例对此不作具体限定。

下面将结合附图对本申请的实施例作进一步地详细描述。

图3为本申请实施例提供的电容检测方法的一种应用场景的示意图。如图3所示，电容检测装置包括：模拟前端、模数转换单元、数字处理单元、寄存器、控制逻辑、偏移补偿、检测通道CS和驱动电极CD。其中，模拟前端、模数转换单元、数字处理单元、寄存器、控制逻辑、偏移补偿的功能可参考上述描述，在此不再赘述。检测通道用于通过激励电压对待测元件进行电容检测。驱动电极用于发送用于进行电容检测的电压信号。

检测通道CS(即第一电极)与驱动电极CD(即第二电极)之间存在寄生电容，检测通道CS与地之间存在寄生电容，这两种寄生电容的电容值会随着环境的变化而变化，通过实验证明，检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的变化量与检测通道CS与地之间的自电容的变化量存在一定的比例关系，可以通过检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的变化量对检测通道CS与地之间的自电容的值进行补偿，以校正由于环境变化所引起的检测通道CS的自电容的变化。

下面结合上述图3所示的场景并结合图4，详细介绍本申请的技术方案。如图4所示，本申请的一些实施例中电容检测方法的执行主体可以是电容检测装置，该方法可以包括如下步骤：

步骤S1，获取第一环境状态中检测通道(即第一电极)与驱动电极(即第二电极)之间的第一互电容测量值(即第二检测值)和检测通道的第一自电容测量值(即第一检测值)。

在此，检测通道CS包括用于连接待测元件与电容检测装置的走线，待测元件可以是通过电容检测装置进行电容检测的电容或组合电容，例如图1中的测量元件等。驱动电极是用于发送用于进行电容检测的电压信号的电极。

检测通道与驱动电极之间的互电容(即第一电极与第二电极之间的寄生电容)的电容值和检测通道的自电容(即第一电极对地的电容)的电容值会受到环境的影响，在不同的环境状态中进行电容检测到的电容测量值不同。环境对电容测量值的影响因素即环境参数可以包括但不限于：温度、湿度、气压等。

可以理解，对检测通道与驱动电极之间的互电容和检测通道的自电容进行电容检测时，环境参数可以有一种对电容测量值产生影响，例如温度单独产生影响，或湿度单独产生影响，也可以是两种或两种以上环境参数同时对电容测量值产生影响，例如温度、湿度和气压同时对电容测量值产生影响，本申请实施例对此不作具体限定。

本申请的一些实施例中，在第一环境状态中对检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容进行电容检测，可以在没有人体如手指或导体接近待测元件时，将驱动电极CD作为发射端，以检测通道CS作为接收端，在驱动电极CD和检测通道CS之间施加激励电压进行电容检测，得到第一互电容测量值。在此，将第一互电容测量值表示为C_m0。

本申请的一些实施例中，在第一环境状态中对检测通道CS的自电容进行电容检测，可以在没有人体如手指或导体接近待测元件时，在驱动电极CD上施加与检测通道CS上施加的激励电压相同的激励电压，即两者上施加的激励电压信号的波形相同，从而对检测通道CS的自电容进行电容检测，得到第一自电容测量值。在此，由于驱动电极CD上施加的激励电压信号与检测通道CS上施加的激励电压信号相同，因此驱动电极CD和检测通道CS之间的电位为0，因此在对检测通道CS进行电容检测时，检测通道CS和驱动电极CD之间的互电容不对电容测量结果产生影响，电容测量结果只包括检测通道CS的自电容的电容测量值。在此，将第一自电容测量值表示为C_sensor0。

步骤S2，获取第二环境状态中检测通道与驱动电极之间的第二互电容测量值和检测通道的第二自电容测量值。

在此，与第一环境相比，第二环境的环境参数发生了变化，使得检测通道CS的自电容的电容值和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的电容值都发生了变化。

可以理解，第二环境相对于第一环境的变化，环境参数如温度、湿度、气压等可以是一种参数如温度发生变化，也可以是一种以上的参数如温度和湿度发生变化，本申请实施例对此不作具体限制。

类似地，在第二环境状态中对检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容进行电容检测，可以在没有人体如手指或导体接近待测元件时，将驱动电极CD作为发送端，以检测通道CS作为接收端，在驱动电极CD和检测通道CS之间施加激励电压进行电容检测，得到第二互电容测量值。在此，将第二互电容测量值表示为C_m1。

类似地，在第二环境状态中对检测通道CS的自电容进行电容检测，可以在没有人体如手指或导体接近待测元件时，在驱动电极CD上施加与检测通道CS上施加的激励电压相同的激励电压，即两者上施加的激励电压信号的波形相同，从而对检测通道CS的自电容进行电容检测，得到第二自电容测量值。在此，将第二自电容测量值表示为C_sensor1。

步骤S3，根据第二互电容测量值与对应的第一互电容测量值之间的差值，和第二自电容测量值和第一自电容测量值之间的差值，确定补偿系数。

在此，检测通道CS的自电容的值、检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的值都会受到环境的影响而变化。通过实验发现，在一定的走线及布局条件下，检测通道CS的自电容值的变化量和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容值的变化量近似成比例关系，因此可以根据该比例关系通过检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的变化量对检测通道CS的自电容的变化量进行补偿，确定可以抵制环境影响的检测通道CS的自电容的值。

本申请的一些实施例中，在第一环境状态中得到的第一互电容测量值是对检测通道CS和驱动电极CD之间的互电容进行电容检测得到的电容测量值，第二互电容测量值是在环境改变后检测通道CS和驱动电极CD之间的互电容的电容值也发生改变后得到的电容测量值，是在第一互电容测量值基础上的改变，因此，可以通过计算第二互电容测量值与第一互电容测量值之间的第一差值，确定检测通道CS和驱动电极CD之间的互电容的电容测量变化值。

本申请的一些实施例中，在第一环境状态中得到的第一自电容测量值是对检测通道CS的自电容进行电容检测得到的电容测量值，第二自电容测量值是在环境改变后检测通道CS的自电容的电容值也发生改变后得到的电容测量值，是在第一自电容测量值基础上的改变，因此，可以通过计算第二自电容测量值与第一自电容测量值之间的第二差值，确定检测通道CS的自电容的电容测量变化值。

本申请的一些实施例中，通过计算第二自电容测量值与第一自电容测量值之间的第二差值和第二互电容测量值与第一互电容测量值之间的第一差值的比值，根据比值确定补偿系数。

根据上述比值确定补偿系数K，用公式表示如下：

步骤S4，根据补偿系数，对第二自电容测量值进行补偿，以确定检测通道的自电容的校正后的测量值。

本申请的一些实施例中，根据补偿系数K和检测通道CS与驱动电极CD之间互电容的电容测量变化值的乘积确定补偿值。在此，检测通道CS与驱动电极CD之间互电容的电容测量变化值与补偿系数K的乘积可以用于描述检测通道CS的自电容的电容值变化量。补偿值C_comp用公式表示如下：

C_comp＝K·Δ(C_m1-C_m0)＝K·ΔC_m (2)

本申请的一些实施例中，根据补偿值对当前环境状态中检测通道CS的自电容测量值即第二自电容测量值进行补偿，以获取检测通道CS的自电容的校正后的测量值。在此，检测通道CS的自电容的校正后的测量值是去除环境影响后得到的检测通道CS的自电容的值。

具体来说，计算第二自电容测量值与补偿值的差值，根据得到的差值确定检测通道CS的自电容的校正后的测量值。可以理解，可以将得到的差值直接确定为检测通道CS的自电容的校正后的测量值，也可以对得到的差值进行一定的数学变化如进行线性变化或多项式变化等，将变化结果确定为检测通道CS的自电容的校正后的测量值，本申请实施例对此不作具体限定。

计算第二自电容测量值与补偿值的差值，用公式表示如下：

C′_sensor＝C_sensor1-K·(C_m1-C_m0) (3)

在此，检测通道CS的校正后的测量值C′_sensor是排除环境变化对检测通道CS的自电容的影响后的电容值，近似保持不变。

本申请的另外一些实施例中，电容检测装置的驱动电极CD有多个，检测通道CS与多个驱动电极之间可以形成多个互电容，在对检测通道CS与多个驱动电极之间的互电容进行电容检测时，可以将每个驱动电极CD依次作为发送端，以检测通道CS作为接收端，在每个驱动电极CD和检测通道CS之间施加激励电压进行电容检测，每次电容检测得到一个第一互电容测量值，最终得到多个第一互电容测量值。

图5示出了本申请的一些实施例中电容检测装置包括多个驱动电极的结构示意图。如图5所示，电容检测装置中包括2个驱动电极CD1和CD2，通过上述类似的方法在第一环境状态中在驱动电极CD1和检测通道CS之间施加激励电压，可以得到驱动电极CD1与检测通道CS之间电容的第一互电容测量值C_{m1_0}(即第三检测值)，这里C_{m1_0}的电容测量值可以包括检测通道CS与驱动电极CD1之间的寄生电容，也可以包括检测通道CS与驱动电极CD1之间的具有实体的电容；通过在驱动电极CD2和检测通道CS之间施加激励电压，可以得到驱动电极CD2与检测通道CS之间电容的第一互电容测量值C_{m2_0}(即第三检测值)，这里C_{m2_0}的电容测量值可以包括检测通道CS与驱动电极CD2之间的寄生电容，也可以包括检测通道CS与驱动电极CD2之间的具有实体的电容。

类似地，在第二环境状态中在驱动电极CD1和检测通道CS之间施加激励电压，可以得到驱动电极CD1与检测通道CS之间电容的第二互电容测量值C_{m1_1}(即第三检测值)；在驱动电极CD2和检测通道CS之间施加激励电压，可以得到驱动电极CD2与检测通道CS之间电容的第二互电容测量值C_{m2_1}(即第三检测值)。

在此，C_{m1_0}和C_{m1_1}是驱动电极CD1与检测通道CS之间电容在不同环境中的电容测量值，通过两者之间的差值可以得到驱动电极CD1与检测通道CS之间电容的变化值ΔC_m1；C_{m2_0}和C_{m2_1}是驱动电极CD2与检测通道CS之间电容在不同环境中的电容测量值，通过两者之间的差值可以得到驱动电极CD2与检测通道CS之间电容的变化值ΔC_m2。

可以理解，通过在驱动电极CD1和CD2上分别施加与检测通道CS上施加的激励电压相同的激励电压，在对检测通道CS进行电容检测时，检测通道CS和驱动电极CD1和CD2之间的互电容同样不会对电容测量结果产生影响，因此不会影响到检测通道CS的第一自电容测量值。

另外，假定驱动电极CD1、CD2与检测通道CS之间电容的电容值变化量与检测通道CS的自电容变量是成比例的，对补偿后的自电容的电容值C′_sensor可以使用如下公式计算得到：

C′_sensor＝C_sensor-f(C_m1)-f(C_m2) (4)

其中，f(C_m1)和f(C_m2)分别代表以C_m1和C_m2为变量的多项式。

可以理解，图5中驱动电极CD包括两个驱动电极：CD1和CD2，图中驱动电极的数量仅仅是一个示例，并不构成对电容检测装置中驱动电极CD数量的限制，驱动电极CD的数量可以是任意多个，本申请实施例对此不作具体限定。

图6示出了根据本申请的一些实施例提供的另外一种电容检测方法的流程图。如图6所示，该电容检测方法的执行主体可以是电容检测装置，该方法可以包括如下步骤：

步骤S10，在多个环境状态中获取由检测通道与驱动电极之间的互电容测量值和检测通道的自电容测量值组成的多个数据对。

在此，检测通道CS包括用于连接待测元件与电容检测装置的走线，待测元件可以是通过电容检测装置进行电容检测的电容或组合电容，例如图1中的测量元件等。驱动电极是用于发送用于进行电容检测的电压信号的电极。环境状态可以包括多个环境参数，不同环境状态的环境参数不同。

由于环境变化会导致检测通道CS的自电容、检测通道CS与驱动电极CD(例如图5所示的CD1、CD2)之间的互电容改变，但是根据实际的电容检测结果可知，检测通道CS的自电容的变化量和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的变化量并不一定是线性关系，因此需要另外的方案对检测通道CS的自电容的变化量和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的变化量之间的关系进行拟合，得到更准确的补偿系数。

本申请的一些实施例中，在多个环境状态中获取检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值，可以在多个环境状态中以驱动电极CD作为发送端，以检测通道CS作为接收端，通过施加激励电压对驱动电极CD和检测通道CS之间的互电容进行电容检测，得到检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值。

本申请的一些实施例中，在多个环境状态中获取检测通道CS的自电容测量值，可以在多个环境状态中通过在驱动电极CD上施加与检测通道CS上施加的激励电压信号相同的电压信号，对检测通道CS的自电容进行电容检测，得到检测通道CS的自电容测量值。

具体来说，可以在一种环境状态中获取由检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值和检测通道CS的自电容测量值，将互电容测量值与自电容测量值组合为一个数据对，再通过将当前环境状态变化为另一种环境状态，得到另外一个数据对，如此重复多次，得到多个数据对。

步骤S11，对多个数据对进行拟合，将得到的拟合参数确定为补偿系数。

可以理解，对多个数据对进行拟合，可以使用多种拟合算法，例如直线拟合、曲线拟合、分段拟合等，本申请实施例对此不作具体限定。

本申请的一些实施例中，使用多项式拟合对由检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值和检测通道CS的自电容测量值组成的数据对进行拟合，确定相应的拟合系数。在此，为了加快拟合过程的计算速度，将多项式中项的次数限定为小于等于2。

本申请的一些实施例中，根据多个数据对为自电容测量值建立关于互电容测量值的二次多项式，将得到的二次多项式中项的系数确定为补偿系数。

以二次拟合为例，以互电容测量值C_m为自变量，建立自电容测量值C_sensor与互电容测量值之间的关系式，公式表示如下：

其中，a为截距，b为一次项系数，c为二次项系数。

可以理解，可以将一次项系数b和二次项系数c中的任何一个确定为补偿系数，也可以将一次项系数b和二次项系数c都确定为补偿系数，本申请实施例对此不作具体限定。

步骤S12，根据补偿系数，对当前环境状态中的自电容测量值进行补偿，以确定检测通道的自电容的有效测量值。

本申请的一些实施例中，可以根据补偿系数和当前环境状态中互电容测量值与首次环境状态中互电容测量值之间的差值，确定补偿值。例如，将上述一次项系数b和二次项系数c作为补偿系数，补偿值的一种计算方式用公式表示如下：

补偿值＝b(C_m-C_m0)+c(C_m-C_m0)²+2c·(C_m-C_m0)·C_m0 (6)

其中，C_m为当前环境状态中互电容测量值，C_m0为首次环境状态中互电容测量值，b和c为补偿系数，可以根据实验结果确定。

本申请的一些实施例中，可以根据补偿值对当前环境状态中自电容测量值进行补偿，以确定检测通道自电容的校正后的测量值。在此，检测通道CS的自电容的校正后的测量值为补偿后的检测通道CS的自电容的值。检测通道CS的自电容的校正后的测量值C′_sensor的计算过程用公式表示如下：

C′_sensor＝C_sensor-b(C_m-C_m0)-c(C_m-C_m0)²-2c·(C_m-C_m0)·C_m0 (7)

其中，C_sensor为当前环境状态中检测通道CS的自电容测量值。

另外，除上述实施例中通过多项式拟合方式对检测通道CS的自电容测量值进行补偿外，本申请还提供一种根据温度区间确定补偿系数并对检测通道CS的自电容测量值进行补偿的方法。

由于环境参数中温度对于检测通道CS的自电容、检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容的变化量影响最大，可在考虑环境状态对电容值变化量的影响时仅考虑温度因素的影响。

在一些实施例中，可以根据检测通道CS的自电容测量值和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值与温度变化的关系，确定多个温度区间。例如，可以在没有人体或导体接近或触摸的情况下，对电容检测装置施加持续的循环高低温，检测不同温度下的检测通道CS的自电容测量值和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值，根据自电容测量值和互电容测量值随着温度变化的曲线，将整个高低温范围划分为多个温度区间。在此，为避免划分过多的温度区间导致补偿计算过程复杂，温度区间的数量一般不超过10个。

在一些实施例中，将由检测通道CS的自电容测量值和检测通道CS与驱动电极CD之间的互电容测量值组成的数据对按照检测时的温度对应到相应的温度区间，再对每个温度区间中的数据对进行线性拟合，确定每个温度区间对应的补偿系数。

在一些实施例中，可以确定当前环境状态对应的温度区间，并根据当前环境状态对应的温度区间确定对应的补偿系数，再根据补偿系数，对当前环境状态中的自电容测量值进行补偿，以确定检测通道CS的自电容的校正后的测量值。

图7示出根据本申请一些实施例提供的一种电容检测装置的框图。电容检测装置100，包括：第一检测值获取模块110、第二检测值获取模块120和第一检测值调整模块130。第一检测值获取模块110，用于根据第一电极获取第一检测值。

第二检测值获取模块120，用于根据第一电极与第二电极获取第二检测值。

第一检测值调整模块130，用于根据第二检测值与系数调整第一检测值。

图8示出根据本申请一些实施例提供的一种SoC(System on Chip，片上系统)的框图。在图8中，相似的部件具有同样的附图标记。另外，虚线框是更先进的SoC的可选特征。在图8中，SoC 1500包括：互连单元1550，其被耦合至应用处理器1515；系统代理单元1570；总线控制器单元1580；集成存储器控制器单元1540；一组或一个或多个协处理器1520，其可包括集成图形逻辑、图像处理器、音频处理器和视频处理器；静态随机存取存储器(SRAM)单元1530；直接存储器存取(DMA)单元1560。在一个实施例中，协处理器1520包括专用处理器，诸如例如网络或通信处理器、压缩引擎、GPGPU、高吞吐量MIC处理器、或嵌入式处理器等等。

根据本申请的提供的电容检测装置、可读存储介质和程序产品，其能够校正由于环境变化所引起的电容变化，从而确保电容检测精度，避免发生误判。

本申请可以包括下列多个示例实施例：示例1可以包括一种电容检测方法，用于电容检测装置，其特征在于，该方法包括：获取第一环境状态中检测通道与至少一个驱动电极中各个驱动电极之间的至少一个第一互电容测量值和检测通道的第一自电容测量值，其中，所述检测通道包括用于连接待测元件与所述电容检测装置的走线，所述至少一个驱动电极用于发送用于进行电容检测的电压信号；获取第二环境状态中所述检测通道与所述至少一个驱动电极中各个驱动电极之间的至少一个第二互电容测量值和所述检测通道的第二自电容测量值，其中，所述第二环境状态与所述第一环境状态的环境参数不同；根据所述至少一个第二互电容测量值中各个第二互电容测量值与对应的所述至少一个第一互电容测量值中各个第一互电容测量值之间的差值，和所述第二自电容测量值和所述第一自电容测量值之间的差值，确定至少一个补偿系数；根据所述至少一个补偿系数，对所述第二自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值。

示例2可以包括如示例1所述的方法，并且其中，获取第一环境状态中检测通道与至少一个驱动电极中各个驱动电极之间的至少一个第一互电容测量值，包括：分别以至少一个驱动电极中各个驱动电极作为发送端，以检测通道作为接收端，通过施加激励电压对所述至少一个驱动电极中各个驱动电极和所述检测通道之间的互电容进行电容检测，获取至少一个第一互电容测量值。

示例3可以包括如示例2所述的方法，并且其中，获取第一环境状态中检测通道的第一自电容测量值，包括：通过在至少一个驱动电极中各个驱动电极上施加与检测通道上施加的激励电压信号相同的电压信号，对所述检测通道的自电容进行电容检测，获取第一自电容测量值。

示例4可以包括如示例1所述的方法，并且其中，根据所述至少一个第二互电容测量值中各个第二互电容测量值与对应的所述至少一个第一互电容测量值中各个第一互电容测量值之间的差值，和所述第二自电容测量值和所述第一自电容测量值之间的差值，确定至少一个补偿系数，包括：获取所述至少一个第二互电容测量值中各个第二互电容测量值与对应的所述至少一个第一互电容测量值中各个第一互电容测量值之间的至少一个第一差值；获取所述第二自电容测量值中与所述第一自电容测量值之间的第二差值；计算所述第二差值与所述至少一个第一差值中各个第一差值的至少一个比值，根据所述至少一个比值确定至少一个补偿系数。

示例5可以包括如示例4所述的方法，并且其中，根据所述至少一个补偿系数，对所述第二自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值，包括：根据所述至少一个补偿系数和所述至少一个第一差值中各个第一差值，确定补偿值；根据所述补偿值对所述第二自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值。

示例6可以包括如示例1所述的方法，并且其中，所述环境参数至少包括如下一种：温度、湿度、气压。

示例7可以包括一种电容检测方法，用于电容检测装置，其特征在于，该方法包括：在多个环境状态中获取由检测通道与驱动电极之间的互电容测量值和所述检测通道的自电容测量值组成的多个数据对，其中，所述检测通道包括用于连接待测元件与所述电容检测装置的走线，所述驱动电极用于发送用于进行电容检测的电压信号，不同所述环境状态的环境参数不同；对所述多个数据对进行拟合，将得到的拟合参数确定为补偿系数；根据所述补偿系数，对当前环境状态中的自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值。

示例8可以包括如示例7所述的方法，并且其中，在多个环境状态中获取检测通道与驱动电极之间的互电容测量值，包括：在多个环境状态中以驱动电极作为发送端，以检测通道作为接收端，通过施加激励电压对所述驱动电极和所述检测通道之间的互电容进行电容检测，获取检测通道与驱动电极之间的互电容测量值。

示例9可以包括如示例7所述的方法，并且其中，在多个环境状态中获取所述检测通道的自电容测量值，包括：在多个环境状态中通过在驱动电极上施加与检测通道上施加的激励电压信号相同的电压信号，对所述检测通道的自电容进行电容检测，获取所述检测通道的自电容测量值。

示例10可以包括如示例7所述的方法，并且其中，对所述多个数据对进行拟合，包括：对所述多个数据对进行多项式拟合，其中，多项式中项的次数小于等于2。

示例11可以包括如示例10所述的方法，并且其中，对所述多个数据对进行拟合，将得到的拟合参数确定为补偿系数，包括：根据所述多个数据对，为自电容测量值建立关于互电容测量值的二次多项式，将得到的所述二次多项式中项的系数确定为补偿系数。

示例12可以包括如示例11所述的方法，并且其中，根据所述补偿系数，对当前环境状态中的自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值，包括：根据所述补偿系数，和当前环境状态中互电容测量值与首次环境状态中互电容测量值之间的差值，确定补偿值；根据所述补偿值对当前环境状态中自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道自电容的校正后的测量值。

示例13可以包括如示例7所述的方法，并且其中，所述环境参数至少包括温度。

示例14可以包括如示例13所述的方法，并且其中，还包括：根据所述自电容测量值和所述互电容测量值与温度变化的关系，确定多个温度区间。

示例15可以包括如示例14所述的方法，并且其中，对所述多个数据对进行拟合，将得到的拟合参数确定为补偿系数，包括：将所述多个数据对对应到所述温度区间；根据所述温度区间中的所述数据对进行线性拟合，确定每个所述温度区间对应的补偿系数。

示例16可以包括如示例15所述的方法，并且其中，根据所述补偿系数，对当前环境状态中的自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值，包括：确定当前环境状态对应的温度区间；根据所述当前环境状态对应的温度区间确定对应的补偿系数；根据所述补偿系数，对当前环境状态中的自电容测量值进行补偿，以确定所述检测通道的自电容的校正后的测量值。

本申请公开的机制的各实施例可以被实现在硬件、软件、固件或这些实现方法的组合中。本申请的实施例可实现为在可编程系统上执行的计算机程序或程序代码，该可编程系统包括至少一个处理器、存储系统(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备以及至少一个输出设备。

可将程序代码应用于输入指令，以执行本申请描述的各功能并生成输出信息。可以按已知方式将输出信息应用于一个或多个输出设备。为了本申请的目的，处理系统包括具有诸如例如数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、微控制器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或微处理器之类的处理器的任何系统。

程序代码可以用高级程序化语言或面向对象的编程语言来实现，以便与处理系统通信。在需要时，也可用汇编语言或机器语言来实现程序代码。事实上，本申请中描述的机制不限于任何特定编程语言的范围。在任一情形下，该语言可以是编译语言或解释语言。

在一些情况下，所公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。所公开的实施例还可以被实现为由一个或多个暂时或非暂时性机器可读(例如，计算机可读)存储介质承载或存储在其上的指令，其可以由一个或多个处理器读取和执行。例如，指令可以通过网络或通过其他计算机可读介质分发。因此，机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制，包括但不限于，软盘、光盘、光碟、只读存储器(CD-ROMs)、磁光盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read OnlyMemory，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，EEPROM)、磁卡或光卡、闪存、或用于利用因特网以电、光、声或其他形式的传播信号来传输信息(例如，载波、红外信号数字信号等)的有形的机器可读存储器。因此，机器可读介质包括适合于以机器(例如计算机)可读的形式存储或传输电子指令或信息的任何类型的机器可读介质。

在附图中，可以以特定布置和/或顺序示出一些结构或方法特征。然而，应该理解，可能不需要这样的特定布置和/或排序。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来布置。另外，在特定图中包括结构或方法特征并不意味着暗示在所有实施例中都需要这样的特征，并且在一些实施例中，可以不包括这些特征或者可以与其他特征组合。

需要说明的是，本申请各设备实施例中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元/模块可以是一个物理单元/模块，也可以是一个物理单元/模块的一部分，还可以以多个物理单元/模块的组合实现，这些逻辑单元/模块本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元/模块所实现的功能的组合才是解决本申请所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本申请的创新部分，本申请上述各设备实施例并没有将与解决本申请所提出的技术问题关系不太密切的单元/模块引入，这并不表明上述设备实施例并不存在其它的单元/模块。

需要说明的是，在本专利的示例和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本申请的某些优选实施例，已经对本申请进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims

1.一种电容检测方法，其特征在于，该方法包括：

根据第一电极获取第一检测值；

根据所述第一电极与第二电极获取第二检测值；

根据所述第二检测值与系数调整所述第一检测值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二电极包含至少一个子电极；其中，

根据所述第一电极与第二电极获取第二检测值，包括：

根据所述第一电极与每个所述子电极分别获取各所述子电极对应的第三检测值；

其中，

根据所述第二检测值与系数调整所述第一检测值，包括：

根据每个所述第三检测值及每个第三检测值对应的子系数调整所述第一检测值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每个第三检测值对应的子系数可以相同或不同。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述子系数相同的情况下，所述第二检测值包括至少一个第三检测值。

5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述系数与所述子系数与环境因素相关，所述环境因素至少包含温度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据第一电极获取第一检测值，包括：

对所述第一电极施加第一激励电压；

检测所述第一电极对地的电容，以获得所述第一检测值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述第一电极与第二电极获取第二检测值，包括：

对所述第二电极施加第二激励电压；

检测所述第一电极与所述第二电极之间的电容，以获得所述第二检测值；

其中，所述第二激励电压与所述第一激励电压相同。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二检测值与系数调整所述第一检测值，包括：获取不同环境下的第二检测值之间的差值；

根据所述差值与所述系数调整所述第一检测值。

9.一种电容检测装置，其特征在于，该装置包括：

第一电极，用于获取第一检测值；以及

第二电极，所述第一电极还用于根据所述第一电极与第二电极获取第二检测值；其中，

所述第一检测值可以根据所述第二检测值与系数进行调整。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二电极包含至少一个子电极；其中，

所述第二电极，用于根据所述第一电极与每个所述子电极分别获取各所述子电极对应的第三检测值；

其中，

所述第一检测值可以根据每个所述第三检测值及每个第三检测值对应的子系数进行调整。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，每个第三检测值对应的子系数可以相同或不同。

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在所述子系数相同的情况下，所述第二检测值包括至少一个第三检测值。

13.根据权利要求9或11所述的装置，其特征在于，所述系数与所述子系数与环境因素相关，所述环境因素至少包含温度。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一电极用于接收第一激励电压，并检测其对地的电容，以获得所述第一检测值。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二电极用于接收第二激励电压，所述第一电极用于检测所述第一电极与所述第二电极之间的电容，以获得所述第二检测值；其中，所述第二激励电压与所述第一激励电压相同。

16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，根据不同环境下的第二检测值之间的差值与所述系数调整所述第一检测值。