TW201022685A - Sensor and method of sensing - Google Patents

Sensor and method of sensing Download PDF

Info

Publication number
TW201022685A
TW201022685A TW098135842A TW98135842A TW201022685A TW 201022685 A TW201022685 A TW 201022685A TW 098135842 A TW098135842 A TW 098135842A TW 98135842 A TW98135842 A TW 98135842A TW 201022685 A TW201022685 A TW 201022685A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
charge
channels
measuring
capacitors
sensing
Prior art date
Application number
TW098135842A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Philipp
Esat Yilmaz
Original Assignee
Atmel Corp
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 Atmel Corp filed Critical Atmel Corp
Publication of TW201022685A publication Critical patent/TW201022685A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input 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
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/962Capacitive touch switches
    • H03K17/9622Capacitive touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K2017/9602Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes
    • H03K2017/9604Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes characterised by the number of electrodes
    • H03K2017/9613Touch switches characterised by the type or shape of the sensing electrodes characterised by the number of electrodes using two electrodes per touch switch

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

201022685 六、發明說明: 【先前技術】 存在各種形式的觸敏控制,其使用一電容式感測器來感 測一身體(諸如一使用者之手指)存在於該感測器上之複數 個位置處。舉例而言,在WO-97/23738中揭示一種觸敏電 容式感測器。WO-97/23738中所揭示之電容式感測器件依 賴於量測一感測電極至一系統參考電位(大地)之電容。一 單個耦合板經提供及設置以形成一觸敏開關。該耦合板稱 作一鍵。根據該實例,在一量測循環之一驅動部分期間使 用一驅動電路將該鍵充電,且然後在該循環之一量測部分 期間藉由將所感應之電荷自該鍵轉移至一電荷偵測電路之 一電荷量測電容器來量測該電荷。通常,在量測存在於電 荷里測電容器上之電荷之前,執行一叢發量測循環。該感 測器可因感應至該鍵上之一電荷量之一改變而偵測一物件 存在於該鍵附近。有效地,此提供對鍵之電容因身體或物 件之存在而導致的一改變之一量測。當一指向物件(例如 一使用者之手指)靠近感測電極(Y板)時,該指向物件看起 來係一虛擬接地。此用以改變該感測電極至接地之所量測 電容。因此,用所量測電容之改變來指示一指向物件之存 在。因此,藉由提供複數個感測電極或鍵,可偵測該接觸 式感測器上之複數個位置。 在美國專利第6,452,514號中揭示另一形式的觸敏控制。 在u實例中供一對電極,該對電極充當—鍵以使得因 在該兩個電極之間轉移的一電荷量之一改變而偵測一身體 144140.doc -4 - 201022685 (諸如一使用者之手指)之存在。 棺耶邊配置,該等雷 之一者(標示為X)係以一驅動 電極中 ,^ 莉冤路驅動,且該對電極中之 另一者(標示為Y)連接至一電荷感測電路, 之 路當由X板驅動時偵測存在 f ~ 7 ς測電 、γ扳上之—電荷量。如右 WO-OOM彻18中所揭示,數對電極可經配置以形成 測區域矩陣’該感測區域矩陣可提供—觸敏二維位置感測 器之一有效實施方式。
在某些實例中,複數個鍵可經設置以形成—個二維接觸 式感測H。〕維接觸式感浪J器通常與包括用於(例如)消費 者電子器件及家庭器具中之觸敏榮幕或觸敏鍵盤/小鍵盤 之器件一起使用。二維接觸式感測器亦可結合一下伏顯示 器(諸如一液晶顯示器(LCD)或一陰極射線管(CRT))使用以 形成一觸敏顯示螢幕。此等觸敏顯示螢幕已變得曰益普遍 且不僅結合個人電腦且亦在所有其他器具形式(諸如個人 數位助理(PDA)、銷售點(POS)終端機、電子資訊及售票資 訊亭、廚房器具及類似器具)中常見。通常期望在用於藉 助採用複數個鍵之一接觸式感測器偵測一身體之一處理程 序中提供改良。 【發明内容】 根據某些實施例,一種接觸式感測器用於感測一身體存 在於該接觸式感測器之一表面上之複數個位置中之一者 處,每一位置皆具有對應於一驅動電極與一感測電極之一 交叉之一通道,因該通道之電容之一改變而確定該身體之 存在。該接觸式感測器包含耦合至該等通道中之每一者一 144140.doc 201022685 媒動電路,且針對該等通道巾之每―者,—電荷感測電 路’該等電荷感測電路中之每—者皆包括—電荷量測電容 器一控制器在運作中經配置以在—量測循環之—驅動部 分期間控制該驅動電路將電荷感應至該等通道中之每一者 上,且在該量測循環之一電荷量測部分期間控制該等電荷 感測電路中之每一I分別將該電荷量測電容器轉合至該對 應通道以實現將在該量測循環之該驅動部分期間感應於該 通道上之該電荷轉移至該等各別電荷量測電容器中之每一 者。該控制器經配置以控制該等電荷感測電路中之每一者 藉由將該等電荷量測電容器放電來依序確定存在於該等電 荷感測電路之該等電荷量測電容器中之每一者上之一電荷 量。該控制器經配置以將該等電荷感測電路中之每一者之 該電荷量測電容器同時放電一預定量,然後依序確定該等 電何篁測電容器中之每—者上剩餘之一電荷量以識別該通 道之電容是否因該身體之存在而已發生—改變。 根據某些實施例,一種接觸式感測器,其包括可(例如) 由共同驅動電路驅動之複數個通道,且感應於該等通道 上之電荷被轉移至對應複數個電荷量測電容器中之一者。 在運作中,依序放電該等電荷量測電容器中之每一者以量 測感應於該等通道上之電荷量以使得可因該等通道中之一 者之電容之一改變而偵測接近該通道之一身體存在。一個 接一個地依序放電該等電荷量測電容器中之每一者以使得 (例如)可使用至接地的—比較器或一單個類比至數位轉換 器及至該控制器的一單個介面來量測該等通道中之每一者 144140.doc -6 - 201022685 之電容從而減少成本。 根據某些實施例,在確定存在於該等電荷量測電容器中 之每者上之電街之鈿,透過(例如)一固定電阻表面安裝 功率(SMP)電阻器將該等電荷量測電容器中之每一者並行 放電預疋量,該預定量小於存在的一所預期總電荷。在 各種實施例中,該等電荷量測電容器同時放電一預定量, 但剩餘之電荷量仍提供足夠電荷以偵測該身體之存在。因 ❹ ilt 4十f十”亥等電荷量測冑容器中之每一者產纟電荷量測所 化費的時間自在將該等電荷量測電容器中之每一者放電達 自該等通道累積之總電荷量時原本所需要的時間成比例地 減少。 在某些實例中,根㈣接近於該㈣式感㈣器之該等通 道中之對應者之一身體存在而存在於該等量測電容器中 之每一者上之一所預期電荷量,設定在確定該剩餘電荷量 之月)該冑電荷量測電容@中之每一 $同時放電之該預定 參 量孩預疋量可於該控制器中預設定或可根據在一初始化 P白段期間進行之針對存在或不存在—身體之對該等電荷量 測電谷器上之一可能電荷值範圍之量測產生。使用該可能 1荷值範圍來確定應剩餘之—電荷量,且因此相應地每-電荷量測電容器可放電之量。 雖然在某些實例中,由_單個驅動電路驅動該複數個通 道’且該複數個電荷感測電路經配置以確定感應於該等通 道上之電冑t在其他實例中,提供複數個驅動電路該 複數個驅動電路中^ , 甲之每一者皆經由共同驅動線耦合至複數 144140.doc 201022685 個該等通道,且該等電荷感測電路中之每一者皆經由共同 接收線耦合至不同複數個通道。如此,該等通道可設置於 一個二維表面上以形成一個二維接觸式感測器。另一選擇 係,可使用該單個驅動電路實例來形成一線性感測器或控 制以供峰定一身體存在於沿該線性感測器之複數個位置 處。 在某些實例中,形成一通道矩陣,其中每一通道係由一 驅動板及一接收板形成。在其他實例中,該等通道中之每 一者係由一耦合板形成’該耦合板首先由一驅動電路驅動 ⑩ 以感應電荷且然後該所感應之電荷被轉移至一電荷量測電 容器。 因此,一個實施例提供一種用於感測一身體存在於一接 觸式感測器之一表面上之複數個位置中之一者處之裝置, 其中每一位置皆具有一通道’且其中因該通道之電容之一 改變而確疋該身體之存在。該襄置包括一控制器,其用於 控制一驅動電路’在該量測循環之一電荷量測部分期間針 對每一通道控制一電荷感測電路分別將一電荷量測電容器 ® 耦合至該通道以實現將在該量測循環之該驅動部分期間感 應於該通道上之電荷轉移至該等電荷感測電路之該等各別 電荷量測電容器中之每一者,且藉由將該等電荷量測電容 器依序放電來依序確定存在於該等電荷感測電路之該等電 荷量測電容器中之每一者上之一電荷量,其中用於確定存 在於該等電荷量測電容器中之每一者上之該電荷量之控制 器進一步用於將該等電荷感測電路中之每一者之該電荷量 144140.doc -8- 201022685 測電谷器同時放電一預定量,然後依序確定該等電荷量測 電谷器中之每一者上剩餘之—電荷量以識別該通道之電容 是否因該身體之存在而已發生一改變。 在隨附申請專利範圍中界定實例性實施例之各種進一步 態樣及特徵,其包括一種感測一身體存在於一接觸式感測 器之一表面上之複數個位置中之一者處之方法及一種包括 一通道矩陣之觸敏控制面板。 【實施方式】 如上文所闞釋,存在各種形式的接觸式感測器,其可因 自該接觸式感測器之一通道轉移之電荷之一改變而確定接 近該接觸式感測器之一感測元件之一身體存在。在圖丨八及 1B中顯示此一接觸式感測器之一實例。圖丨八及1B中所示 之實例對應於其中一對橫向電極形成一接觸式感測器之一 實例。如在圖1A中所示,一對電極100、1〇4形成一驅動板 或X板及一接收板或Y板,且設置於一觸敏控制面板15之 表面下方。電極100、104設置於一電介質層ι6(例如一玻 璃或塑膠面板)下方。如在圖1A及1B中所示,接觸式感測 器10經配置以因由Y板104所接收之一電荷量之一改變而偵 測一身體(諸如一使用者之手指20)之存在。如在圖1 a中所 示,當由一電路充電或驅動X板1〇〇時,在觸控式面板表面 15上方及下方兩處形成一電場’由此電荷傳遞至丫板丨〇4, 該電場由線18及19圖解說明。X板1〇〇及γ板1〇4形成一電 容性充電式通道10。如在圖1B中所示,因電場18由於使用 者之手指20之存在之干擾,控制面板15之電場因由使用者 144140.doc 201022685 之手指20(如接地34所示意性地圖解說明)所提供之大地效 應或接地效應而受到干擾。 在圖2中顯示圖1A及1B中所示之接觸式感測器1〇之一等 效電路圖。在圖2中,以一電路圖形式圖解說明等效電 容。在該通道之乂板100與γ板1〇4之間形成之一電容係電 谷CE 105。身體2〇之存在具有引入分流電容3〇、32、33之 效應,該等分流電容然後藉助至接地34之一等效接地電容 器22經由身體20接地。因此,身體2〇之存在影響轉移至該 通道之Y板的電荷量且因此提高偵測身體2〇之存在之一方 式。此乃因通道CE 105之X板1〇〇與丫板丨〇4之間的電容隨 著接地電容22、30、32、33之增加而減少。 圖3提供一實例性電路圖,其藉由感測自圖2中所示之X 板1 〇〇轉移至Y板104之一電荷量來形成一接觸式感測器且 類似於美國專利第6,452,514中所闡述包括一電荷量測電 路。 如在圖3中所示,一驅動電路1〇1連接至該通道之X板1〇〇 且該通道之Y板104連接至一電荷量測電路ι〇8之一輸入 1〇6 ’其中該X板與γ板共同形成電容器1〇5。輸入ι〇6連接 至一第一可控開關110且連接至一電荷量測電容器Cs 112 之一個側。量測電容器112之另一側經由一第二開關114連 接至電荷量測電路之一輸出116,該輸入作為至一控制 器118之一電壓νουτ饋入。一第一輸入控制通道1〇3用以控 制驅動電路1〇1之運作。 控制器118亦輸出控制線146以控制開關110且輸出控制 144140.doc -10· 201022685 線148以控制開關114。在圖3中所示之電路圖中,已採用 一恢例顯示開關110、114中之每一者之一控制輸入在控制 輸入係「0」時斷開且在控制輸入係r 1」時接通。開關 110、114中之每一者之另一側連接至接地,以使得若該控 制輸入係「1」,則該連接輸入將連接至接地。已針對驅 動電路101採用一類似慣例,藉此當控制輸入1〇3係「〇」 時’該X板將連接至接地’且當該控制輸入係「1」時,該 φ X板將連接至一參考電壓「Vr」。參考圖4中所圖解說明 之時序圖闡釋圖3中所圖解說明之接觸式感測器之運作, 包括經配置以量測自通道1〇5之X板1〇〇轉移至γ板1〇4之一 電荷量之電荷量測電路之功能。 在圖4中’四個時序圖130、132、134、138圖解說明圖3 之電荷量測電路108之運作。一第一時序圖13〇表示自控制 器118施加至第二開關114之控制輸入148。左手軸線表示 控制線103、146及148上之控制輸入之邏輯值。在右手軸 φ 線上,連接點1丨4.1處之效應顯示為「Z」(其中連接點 114.1被隔離或係浮動)或針對為i之邏輯控制輸入而接地。 類似地,一時序圖132針對邏輯控制輸入值「〇」或「1」 圖解說明一連接點11〇」處於浮動(z)或接地(〇)。一第三時 序圖134圖解說明提供至該通道之X板100之一驅動信號之 一相對時序,在此情況下,與兩個開關110、114之時序圖 130、132形成對比,時序圖134之值係一絕對值以使得左 手側圖解說明施加至X板100之電壓在〇 V與參考電壓vRi 間變化’參考電壓VR係用於將又板〗〇〇充電之參考電壓。 144140.doc • Π · 201022685 最後時序圖138提供對因根據時序圖130' 132、134所圖解 說明之時序開關110、114之斷開及接通以及X板1〇〇之驅動 而在量測電容器112上產生之實例性信號強度或電壓之一 圖解說明。 闡釋時序圖130、132、134、138,其中在圖4中,在一 第一時間點t丨處,在開關110、114之控制輸入線146、148 係高(1)且驅動電路101之控制輸入線1〇3係低(0)之情況下 初始化電荷量測電路1 〇8。控制輸入線146、148及1 〇3係連 接至控制器118之線。因此,將Y板1〇4、電荷量測電容器 1 12、及通道105之X板100設定為接地。相應地,跨越電荷 量測電路112之輸出電壓係處於〇伏。在時間點(2處,將控 制輸入線148上至控制開關114之邏輯輸入設定為低(〇)至 〇,藉此斷開開關114且使連接點114.1浮動,此將輸出電 壓連接在連接點114.1(稱作YB)處,作為至線116上之控制 器11 8之一輸出電壓(Vout)。線116將量測電容器112之一個 侧有效地麵合至控制器1 1 8。在一下一時間h處,將控制線 146上至開關1 1〇之控制輸入設定為低(〇),藉此斷開開關 110且使連接點110.1(其係YA)浮動,在一時間點t4之前, 至驅動電路101之控制線103將通道105之X板100驅動至參 考電壓VR。然後為將量測電容器Cs充電達時間15與t6之間 的一週期S,將至開關114之控制輸入設定為高(1),藉此 使Yb接地以將通道105之Y板104上之電荷轉移至電荷量測 電容器112直至在將至開關114之控制輸入設定為低(〇)時之 時間t0 ’此再次使連接點114.1浮動。在將量測電容器Cs充 144140.doc -12- 201022685 電達時間點15與t6之間的一第—停留時間之後,在時間點卜 處,將控制線146上至開關110之控制輸入設定為高(1),藉 此使連接點UO.i接地,連接點丨^丨連接至電荷量測電容 器Cs 112之一個側。因此,可量測跨越電荷量測電容器 112之電壓。在時間點ts與te之間的停留時間期間在電荷量 測電容器Cs 112上看見之來自γ板1〇4之電荷量表示為輪出 電壓V0UT。 φ 在時間t8處’控制線丨们上至驅動電路101之控制輸入變 低(〇) ’藉此將所連接的通道1〇5之又板1〇〇連接至接地,此 結束一第一量測循環。在時間點。處,該量測叢發之下一 量測循環發生。在時間點b處,控制線丨46上至開關i丨〇之 控制輸入變低(0),藉此使γΑ浮動。在時間點^處,控制 線103上至驅動電路101之控制輸入再次變高(1),藉此將X 板100連接至參考電壓VR。由自通道105之γ板104轉移至 電荷量測電容器112上之電荷將再次電荷量測電容器丨丨2充 φ 電。與第一叢發一樣,在時間點tu處,控制線148上至開 關114之控制輸入變高(1) ’藉此使連接點U4丨接地且將電 荷驅動至該電荷量測電容器上直至在控制線丨48上至開關 114之控制輸入變低(〇)時之時間點ti2,此再次使γΒ浮動。 因此在時間h與tu之間的停留週期期間,電荷再次自γ板 104轉移’藉此增加跨越電荷量測電容器Cs之電壓。跨越 電荷量測電容器112之電壓相對於連接點ΐι〇·ι(其耦合至接 地)表示為輸出電壓V〇UT。在時間tl3處,將控制線146上至 開關110之控制輸入設定為高(1),藉此使Ya接地,且在時 144140.doc -13- 201022685 間心處’至驅動電路101之控制輸入103變低(〇),藉此將 通道105之X板1〇〇連接至接地,此結束該第二量測循環。 因此,與第一量測循環一樣,已自Y板104轉移一電荷量, 此然後已增加跨越電荷量測電容器n2之電壓,跨越電荷 量測電容器112之電壓表示自丫板1 〇4轉移之—電荷量。 在該叢發之一個或多個量測循環之後,可藉助於一放電 電阻器140確定電荷量測電容器n2上之電荷量。放電電阻 器140之一個側連接至該量測電容器且另一側SMP連接至 一放電開關142。放電開關142經由一控制線144自控制器 118接收一控制信號。控制器118經控制以在量測循環期間 使SMP放電電阻器! 40浮動且藉由連接至一電壓%透過放 電電阻器140將電荷量測電容器Cs 112放電。控制器118然 後藉由對一時脈週期數目進行計數直至電荷量測電容器Cs 112上之電荷放電為0來確定存在於電荷量測電容器112上 之一電荷量。因此,該時脈週期數目為各別所量測電荷信 號提供一相對信號取樣值。 二維接觸式感測器實例 圖3中所示之量測電路之一個優點係使用相同的構造及 運作原理’可形成一觸敏開關矩陣,以使得一使用者可 (例如)選擇一觸敏螢幕上之複數個不同位置或相依於該使 用者之手指(例如)相對於該點矩陣之位置之複數個不同功 能。圖5及6提供一種二維接觸式感測器之一實例。 在圖5中’驅動電路loi.i、ι〇1 2、ι〇1 3、ι〇1 4經配置 以驅動不同之感測器點205,該等感測器點形成一 4x4通道 144140.doc -14· 201022685 ❿ 陣列’雖錢瞭解可使用任—大小之陣列。因&,如在圖 5中相應地圖解說明,提供具有16個觸敏點或通道之一控 制面板,其可用於形成觸敏螢幕或具有多個選擇控制開關 之控制面板。如在圖5中所示,驅動電路1()11、1()1,2、 101·3、1〇1·4中之每-者皆由—控制器5⑼控制以分別使用 第-控制輸入肌卜103.2、1〇3 3、1〇3 4以與圖3中驅動 X板100及圖4中表不又板100的方式相同的方式來驅動對應 驅動線又卜仏幻^中之每一^亦顯示線旧上之一 輸入,該輸入提供參考電壓Vr。在點2〇5中之每一者處之 耦合電容器之輸出連接至電荷量測電容器Cs ιΐ2 ι、 112.2、112.3、112.4之一個側,該等電荷量測電容器經配 置以量測存在於Y板上之一電荷量,γι、γ2、γ3、^提
Hiiwf號116•卜116·2、1163、1164以便以與圖3及圖4 中之電路之運作方式相同的方式來偵測一物件之存在。此 係藉由以與上文參考圖3及圖4所闡釋之配置對應的方式將 控制信號施加至開關110A、u〇B、u〇c、u〇d、"Μ、 114B 114C、及li4D來達成。關於此一矩陣電路之運作 之更多細節揭示於美國專利第6,452,514號中。 由實例性實施例所解決之技術問題 如在圖6中所已知向具有複數個通道之—接觸式感 測器提供其中實現-電荷量測之_配置,以使得可實施一 多輸入控制或一個二維接觸式感測器。如根據上文所提供 之闡述將瞭解,表示為接觸式感測器上之一驅動感測電極 對(X,Y)之通道中之每一者提供一感測點。 144140.doc 15- 201022685 為使控制器500偵測該一維矩陣中之感測點中之每一者 之電容之一改變,控制驅動電路1〇1」、1〇1 2、ι〇ι 3、 101.4中之每一者以依次驅動對應線χι、χ2、χ3、χ4中之 103.2、103.3、103.4上 每一者。因此,使用控制線103.1、
之第一控制輸入依次驅動輸入或驅動線χι、χ2、χ3、χ4 中之每一者之χ板,此將電荷推動至接收γ板該等γ板連 接至對應驅動線XI、Χ2、Χ3、Χ4。因此,舉例而言,針 對該等驅動線中之第一者X1,驅動耦合至幻線之所有χ 板,此將電荷推動至處於驅動線幻之交叉點處之接收板 Yl、Y2、Y3、Y4上。因此,當包括量測電容器112」、 U2.1、112.3、112.4之電荷感測電路中之每一者依次用於 量測自一對應接收Y板轉移之電荷量時,在連接至χι驅動 線的通道(XI、Y1)、(X1、Υ2)、(X1、Υ3)、及(χι、γ4)
已由第一驅動線χΐ驅動之後,可確定該等通道中之每一者 之電谷量之一改變。因此,藉由依次驅動驅動線又工、 Χ2 ' Χ3、Χ4中之每一者且依次量測感應於量測電容器 、112_1 ' 112.3、112.4中之每一者上之電荷,可識別 提供於該二維接觸式感測器之X線與Υ線之交叉點處之通 道中之任一者之電容之一改變。因此,該等交叉點中之任 一者處電容之改變提供對一身體於由該接觸式感測器所提 供之二維平面中之對應定位處之接近之指示。 如根據上文闡釋將瞭解,為識別一身體於該二維平面中 之任一位置處之一定位,必須依次驅動Ν個驅動線XI、 Χ2、Χ3、Χ4中之每一者,且然後依次量測感應於Μ個電 144140.doc • 16· 201022685 荷量測電容器γΐ、γ2、Y3、 υ、γ4之母一者上之電荷。在其 他實施例中,Ν及Μ可係其他值。 '、 如此,為偵測一身體接近該二維接觸式感測器之定位, 將需要近似等於Ν * Μ * t之一昧县甘由「+ ^ = 時間量’其中「t」係量測 存在於量測電容器112.卜1122、1123、1124中之一者上 之電荷所花費的平均時間。 如在圖5中所示,且與圖3中所示之配置一致,電荷量測
電谷Cs 112·1、112·2 ' 112.3、112.4中之每一者皆包括放 電電阻IISMP 14(Μ、刚.2、14〇·3、14().4及開關⑷」、 142.2 I42.3、142.4之一配置,其控制於兩個位置之任一 者中。連接至一對應放電電阻器14〇」、14〇 2、14〇 3、 140.4之開關M2]、142 2、142 3、⑷乂之兩個位置將該 放電電阻器連接至浮動(Ζ)或連接至一正電壓Vs。因此, 如上文參照圖3所闡釋,開關1421、142 2、142 3、1424 經配置以將電荷量測電容器Cs 112 1, 112 2, 112 3, ιΐ24 放電,從而量測已自該通道之接收γ板γι、γ2、、γ4 轉移累積於量測電容器112.1、112_2、112·3、112 4上之 電荷量。如上文所指示,依次驅動χ板χι、Χ2、Χ3、 之驅動線中之每一者以根據該通道之Χ板感應至接收γ板 Y1 Υ2、Υ3、Υ4上之電荷來識別一物件至該二維接觸式 感測器之一部分之一接近。到那時,藉由將各別電荷量測 電容依次放電來量測該等γ板中之每一者上之電荷,從而 可識別一使用者之手指610(例如)接近該二維接觸式感測器 之定位。因此,如在圖6中所圖解說明,可識別該使用者 144140.doc • 17· 201022685 之手指610接近該等通道(χΐ γ2)中之一者之定位。 本技術之實例性運作 由圖7Α、7Β、8Α及8Β之圖形表示圖解說明用於執行量 測電容器Cs 112.1、112_2、112.3、112_4之一並行放電之 一配置。圖7A提供一圖形表示,其針對接收線γι、γ2、 Υ3、Υ4中之每一者顯示跨越四個電荷量測電容器U2 l 112.2、112.3、112.4中之每一者之一電壓。因此,在用於 偵測接近該接觸式感測器之通道中之一者之一物件存在之 一處理程序之一第一部分701期間,如參考圖1至6闡釋用 於叢發驅動線中之一者(諸如線XI、X2、χ3、χ4中之一 者)上之通道之配置。因此,跨越電荷量測電容器Cs 112‘1、112.2、112.3、112.4中之每一者,因自通道之對應 接收Y板線Yi、Y2、Y3、Y4轉移之電荷之一累積而累積 一電壓,從而使跨越Cs電容器之電壓產生自參考電壓至 7〇2處所指示之一電壓之一改變,此後’為偵測接近彼驅 動線XI之接收通道Y1、Y2、Y3、Y4中之—者之一物件存 在,如參考圖5及6所闡釋將跨越對應電荷量測電容器 112.1、112.2、112.3、112.4 之電荷放電。 如上文所提及,由用於將電荷量測電容器Cs放電至〇之 一時脈循環計數來表示存在於跨越該電荷量測電容器之電 荷之表示。因此,如在圖7A中所示,舉例而言用於將該 第一電荷量測電容器自Y1線放電之一時間量t y!可表示為2 時脈循環計數,舉例而言100個時脈循環。 如根據圖7A中所示之圖示將瞭解,為針對接收線γι、 144140.doc -18- 201022685 Υ2、Υ3、Y4中之卷土必 τι母一者將該箄 Λ寻電何量測電容器中之每一 者放電,一總時間可等於 W時間之總和,舉例而言, tyi+ty2+ty3+ty4。期望減少用 —w 用於執仃對來自該等電荷量測電 谷态中之每一者之電荷之一 量利之時間量從而改良該接觸 式感測盗之靈敏度。 種解决方法係並仃量測存在於量測電容器mi、
1?、112.3、112.4中之每—者上之電荷。然而,為進行 此量測’用於電荷量測電容器112.卜u22、m3、“η 中之每-者之電荷量測電路中之每—者可使用—單獨比較 器或類比至數位轉換器。此外,控制器遍可並行處理對 應於該等量測電容器之放電之計數之樣本。因此,為減少 成本及複雜度,某些實施例可藉由依序量測存在於量測電 容器112•卜112.2、112.3、112•钟之每—者上之電荷來針 對電荷量測電容器112.1、112.2、112.3、112.4中之每一者 連續執行電荷量測,以使得使用一單個類比至數位轉換器 及至控制|§500之一個介面。 根據一實例性實施例’為減少針對接收線Y1、γ2、 Υ3、Υ4中之每一者執行對跨越電荷量測電容器1121、 U2.2、112.3、112.4中之每一者之電荷之量測之—時間 量’控制器500執行電荷量測電容器112.1、112J、 112.3、112.4中之每一者之一並行放電。此在依序執行對 電荷量測電容器112.1、112.2、112.3、112.4中之每一者上 剩餘之電荷之量測之前完成。為此目的’一預定量測值範 圍對應於接近該接觸式感測器之通道中之任一者之一物件 144140.doc -19· 201022685 或不存在。可在一初始化階段建立或可在該控制器内預設 定該預定量測值範圍。可根據一量測值範圍來量測電荷之 一改變量,該量測值範圍將對應於一初始化階段期間接近 接觸式感測器之一身體存在或不存在,或在控制器5〇〇内 預設定。因此,根據一可能量測範圍來確定該放電量,該 可能量測範圍將對應於接近該接觸式感測器之通道之一物 件存在或不存在。 此可能動態量測範圍因此確定在進行量測之前該等量測 電容器可放電之一量。圖7B提供與圖7A中所示之實例一 致之量測電容器之放電之一圖形表示。如在圖73中所示, 電荷量測電容器112.1、112.2、112.3、112·4中之每一者皆 放電一量「Dd」,該量可對應於一循環計數或對應於一具 體電壓。根據用於量測身體之存在的所預期動態範圍來設 疋電荷量測電容器112.1、112.2、112.3、112.4中之每一者 之放電量dd ’該範圍係由一第二計數「Dm」表示,該第 二計數可再次表示為一循環計數或表示為一電壓。因此, 如在圖7B所示,將電荷量測電容器112.i、U2 2、U2 3、 112.4放電達一時間量「tp」,以使得用於量測電荷量測電 谷器112.1、112.2、112.3、112.4中之每一者之電荷之時間 相應地減少。 舉例而言,針對接收線Y1f測存在於第一電荷量測電容 器112.1上之電荷所花費的時間變成t、丨=屮〜。因此,對於 針對剩餘接收線Y2、Y3、Y4中之每一者之對應電荷量測 處理程序中之每一者,提供近似3 * tp之一時間節省,以 144140.doc •20- 201022685 使得針對所有Y線執行電荷量測之總時間變成: 、悤時間+ + 圖8A及8B圖解說明跨越電荷量測電容器112· 1、112.2、 112*3、112.4之電壓之對應圖形表示以圖解說明並行預放 電處理程序,但係在圖6之實例之情況下圖解說明,其中 使用者之手指610接近一第二組接收通道(χι, γ2)。因此, 如在圖8Α中所示,跨越量測電容器112·2因自對應接收線 ❹ Υ2轉移一電荷量之電壓(由一線801圖解說明)實質上小於 當使用者之手指610不存在時之電壓。因此,存在於電荷 量測電谷器112.2上之電荷實質上小於跨越其他電荷量測 電容器112.1、112.3、112.4之電壓,其已自接收板γι、 Y3、Y4轉移,如由線8〇2所表示。因此,如在圖8入中所 示’針對感測線Y2使量測電容器i 12·2達到〇所花費的一時 間係tyZ,tyS比針對其他接收線達到〇所花費的時間少Q。因 此,此時間差係對接近通道(X1,Υ2)之接收板之該使用者 • 之手指存在之一指示。 相應地,針對其中跨越接收線γι、γ2、Υ3、Υ4中之每 一者之所有電荷量測電容器112 j、112·2、112·3、112 4發 生一並行預放電之實例,圖8Β顯示所有電荷量測電容器 112·1、112·2、112.3、Π2.4之並行預放電致使針對跨越通 道(XI,Υ2)量測電容器U22之電荷減少,此由一線8〇4圖 解說明。然而,仍存在可根據其偵測一物件之存在之將電 荷量測電容器Cs 112.2放電達一時間匕2之足夠動態範圍。 運作概要 144140.doc -21 - 201022685 如圖9中顯示圖解說明用於偵測一身體存在於一個二維 接觸式感測器上之處理程序之一流程圖,其倂入上述並行 放電處理程序。 圖9之處理程序開始於81處,其中初始化一 迴圈以 依次處理驅動線XI、X2、X3、X4中之每一者。該FOR迴 圈包括驅動驅動線XI、X2、X3、X4中之每一者之活動(對 於n=l至N) 〇
自S2圖解說明該等f〇R迴圈活動,其中該F〇R迴圈在s】 中之狀態確定是否由對應驅動電路中之一者來驅動驅動線 Xn。當該等驅動線中之一者被驅動時,透過對應於彼驅動 線Xn之定位而於接收線Υ1、γ2、γ3、^4上感應一電荷。 因此’因一系列叢發而將電荷量測電容器112 1、1122、 112.3、112.4充電,如參考圖1至4所闡釋。 該處理程序在S4處以如上文中所闡釋之一方式 預定時間量,或達一電壓量或達一循環計數。
電容器112.1、112.2、112.3、112.4中之每一者並行放電 該處理在S6處針對如Τ活動而開始,其中藉 …、…中之每一者以及量測電路之對應電荷: 測電容器 Csll2」、m.2、112.3、1124,Wm=ij μ中之每-者執行一顺循環’以對電荷量測電容器上_ 餘之電何執行·一分析。 在S8處,依次將每一電荷量 舉例而言0。在一個實施例中 環計數來量測通道放電量測時 測電容器放電至—預定值, ,可根據達到該值之時脈循 間,且可將該時間記為一組 144140.doc •22- 201022685 數目t[n][m] ’其中η對應於驅動線,且m對應於形成該通道 之感測線。因此’接收線Y1、Y2、Y3、Y4中之每—者由 控制器500依次處理且一對應量測花費對應電荷量測電容 器112.1、112.2、112.3、112.4放電所需之一時間。儲存將 每一電荷量測電容器放電所花費的時間以用於與值範圍之 稍後比較。 在S10處’針對處理該等電荷量測電容器序列檢查該 ❹ FOR迴圈以確定是否已處理最後一個量測電容器。因此, 若m = Μ(諸如在所圖解說明之實例中為4),則處理轉到步 驟S 14,否則處理轉到步驟s 12。 當變數m之計數根據對皿個電荷量測電容器之依序處理 增加時,運作S12處理針對下一電荷量測電容器進行至運 作S8。在決策點S14處,該處理程序藉由確定是否已處理 驅動線X中之表後一者(例如,在n=4之情形下確定是否已 處理驅動線X中之最後一者)來針對所考量之驅動線Χη檢查 φ F〇R迴圈之狀態’其中η=Ν且Ν係驅動線之總數目。若 否’例如η#Ν ’則處理進行至步驟S16,在步驟si6處藉由 增加η使得η=η+ι來處理下一驅動線n,且然後進行至步驟 S2 ° 處理繼續至運作S1 8,且若已處理最終驅動線(η = 4), 則該控制器根據藉由依次處理驅動線X中之每一者及接收 線Yl、Υ2、Υ3、Υ4中之每一者而用於通道中之每一者之 量測來確定是否已镇測—身體接近該接觸式感測器之通道 中之一者。此後,處理返回至步驟S1,其中重複步驟81至 144l40.doc -23- 201022685 S18 ° 如上文所闡釋,實施例可應用於各種形式的接觸式感測 器且包括其中諸如在美國專利第5,7303 65號中所揭示之實 例中首先將一通道充電且然後將其放電之接觸式感測器。 在圖10中所圖解說明之此實例中,每一通道皆提供一單個 麵合板960。至於上文所闡釋之實例,一控制器5〇〇1將電 荷驅動至一驅動線(諸如Xi、Χ2、X3、χ4),該電荷然後 轉移或感應至耦合點960,在耦合點96〇處該驅動線與每一 感測線父叉且識別一通道之定位,該處理程序然後涉及量 測自板960轉移至一電荷量測電容器之一電荷量從而偵測 柄合板960處之電容之一改變。 如在圖10中所圖解說明,電容之改變可由一身體之存在 引起,此圖解說明為一電容c 904。如在圖10中所圖解說 明,複數個通道960耦合至驅動線962,驅動線962由控制 器500.1控制。控制器5⑼.!在—量測循環之—驅動部分期 間將驅動線962充電且藉由感測線963將驅動線962放電。 根據一實例性實施例,在驅動耦合板96〇之後,在共同 驅動線962中之—者上,根據上文所閣釋之並行放電技術 將板_並行放電,從而減少偵測接近輕合板_中之一者 之身體存在所化費的一時間量。如將瞭解,某些實施例 已應用於如下任—形式的接觸式感測器:丨中將複數個感 測通道或板充電且然後依序制電荷量測電路依序以量測 該等通道或〶合板上之電荷4例而言,—線性位置感測 杏可具有-單組通道’該單組通道可經線性配置以提供線 144140.doc 201022685 性位置控制。根據某此 ^ 二實施例,可由—共同驅動線將該等 通道充電,且然後可座 τ 應用一並仃放電處理程序以將該等通 道或耦合板放電,舞接 然後針對每一通道或板依序感測電荷。 在某些實例實施方案中,該感測器可與美國專利第 M52’514中所闡述之電容式感測裝置及方法-起使用。 在個實例中,形成該(等)通道之感測元件可包含一電 極圖案。δ亥等電極可由—透明材料(諸如氧化銦錫(助))或
供用於接觸式感測器中之其他適合材料製成。 在具有公開案號US2()_279395之美國專利中請案中提 供一種二維接觸式感測器之—更詳細實例。在美國專利第 6,466’036中揭示某些實施例可應用的一接觸式感測器之一 進一步實例。 【圖式簡單說明】 圖1A係提供一觸敏感測器之一實例之一示意性方塊圖; 圖1B係接近該感測器設置之一使用者之手指之一實例性 圖解說明; 圖2係圖解說明圖1B中所示之接觸式感測器之一等效電 路圖之一示意性方塊圖; 圖3係結合圖1B所示之接觸式感測器用於形成一接觸式 感測器之一電路之一示意性方塊圖; 圖4係圖解說明圖3中所示之感測電路之運作之一實例性 時序圖; 圖5係圖解說明提供一種二維電容式傳感感測器配置之 一觸敏矩陣之一電路圖; 144140.doc -25- 201022685 圖ό係顯示圖5中所示之觸敏矩陣之—示意性圖解說明·, 圖7Α係針對圖5中所示之實例性接觸式感測器,跨越複 數個量測電容器中之每一者之信號電荷或電壓關於時間之 一曲線圖之一圖形表示; 圖7Β係圖解說明本技術之一並行預放電處理程序之圖 7Α之跨越複數個量測電容器中之每一者之信號電荷或電壓 關於時間之一曲線圖之一圖形表示; 圖8Α係在接近該等通道中之一者一身體存在之情況下, 對應於圖7 A中所示之實例之跨越該複數個量測電容器中之 每一者之信號電荷或電壓關於時間之一曲線圖 叫〜一圃形表 示; 圖8B係圖解說明本技術之一並行預放電處理程序之圖 8A之跨越該複數個量測電容器中之每一者之信號電荷咬電 壓關於時間之一曲線圖之一圖形表示; 圖9係表示根據本技術之一接觸式感測器之運作之—、直 程圖;及 圖1〇係根據一實例性實施例調適之一種二維接觸式感測 器之一進一步實例之一電路圖。 【主要元件符號說明】 10 接觸式感測器 15 觸敏控制面板 16 電介質層 20 身體/使用者的手指 22 等效接地電容器 144140.doc -26- 201022685 30 分流電容 32 分流電容 33 分流電容 34 接地 100 電極 101 驅動電路 103 控制線 103.1-103.4 ❿ 第一控制輸入 104 電極 105 電容CE 106 輸入 108 電荷量測電路 110 第一可控開關 110A-110D 開關 110.1-101.4 驅動電路 φ 112 電荷量測電容器Cs 112.1-112.4 量測電容器 114 第二開關 114.1 連接點 114A-114D 開關 116 輸出 116.1-116.4 輸出信號 118 控制器 140 放電電阻器 144140.doc -27- 201022685 140.1-140.4 放電電阻器SMP 142 放電開關 142.1-142.4 開關 144 控制線 146 控制線 148 控制線 205 感測器點 500.1 控制器 904 電容C 960 通道 962 驅動線 963 感測線 144140.doc -28-

Claims (1)

  1. 201022685 七、申請專利範圍: 1. 一種裝置,其包含: 複數個電荷量測電容器,其等耦合至一接觸式感測器 之複數個通道;及 一控制器,其經組態以控制 將電荷轉移至該複數個通道中之每一者, 將該複數個電荷量測電容器中之每一者耦合至該複 數個通道中之一者,以使得電荷被轉移至該複數個電 荷量測電容器中之每一者, 將該複數個電荷量測電容器中之每一者放電, 確疋存在於該複數個電荷量測電容器中之每一者上 之一電荷量;及 基於該電荷量識別該複數個通道中之任一者之電容 之一改變。 2. 月长項1之裝置,其中該控制器經組態以進一步控制 叢發量測循環,該叢發量測循環將該複數個通道中之 每者充電且將該複數個量測電容器中之每一者放電達 一預定時間週期》 3. 如凊求項2之裝置,其中該控制器經組態以進一步將該 複數個電荷量測電容器中之每一者並行放電達一預定時 間週期。 4. 如請求項3之裝置,其中該控制器經組態以進—步將該 、個電何量測電容器中之每一者依序放電;且量測放 電至—預定電壓之一時間。 144140.doc 201022685 5. —種控制電路’其經組態以: 致使一觸敏器件之量測電容器同時放電一預定量; 在°亥放電該預定量之後,致使每一電荷量測電容器依 序放電以確定存在於每一電荷量測電容器上之一電荷 量;及 識別該觸敏器件之複數個通道之電容因一物件存在於 該複數個通道中之—者處而導致的一改變。 6. 一種接觸式感測器,其用於感測一身體存在於該接觸式 感測器之一表面上之複數個位置中之一者處,每一位置 皆對應於一通道’因該通道之電容之一改變而確定該身 體之存在,該接觸式感測器包含: 一驅動電路’其耦合至該等通道中之每一者, 針對該等通道中之每一者,一電荷感測電路,該等電 荷感測電路中之每一者皆包括一電荷量測電容器;及 一控制器,其耦合至該驅動電路及該電荷感測電路, 該控制器可運作以: 控制該驅動電路在一量測循環之一驅動部分期間將 電荷感應至該等通道中之每一者上, 在該量測循環之一電荷量測部分期間控制該等電荷 感測電路中之每一者分別將該電荷量測電容器耦合至 該等通道中之一者,以使得在該量測循環之該驅動部 分期間感應至該等通道中之一者上之該電荷被轉移至 一各別電荷量測電容器,及 藉由將該等量測電容器放電來依序確定存在於該等 144140.doc • 1、 201022685 電荷感測電路之該等作祙县 之每一者上之 ^寸l琥量測電容器中 一電荷量, B 其中將該等電荷感測電路 — « π ^ 每—者之該信號量測電容 器同時放電一預定量,然後依 谷 3| φ ^ L ^ 7雉疋该等仏娩量測電容 盗T之母一者上剩餘之一雷共 電何量以識別該通道之 否因該身體之存在而已發生—改變。 如請求項6之接觸式感測器,其
    8.
    9. 兵干根據因接近該接觸式 感測器之該等通道中之一 4kl ^ … 《肖應者之該身體存在而存在於 该專信號量測電容器中之每一者 二 母耆上之一所預期電荷量, ,定在確定該剩餘電荷量之前該等信號量測電容器中之 每一者同時放電之該預定放電量。 如請求項7之接觸式感測器’其中該等電荷感測電路之 該等信號量測電容器中之每—者放電之該歡放電量係 藉由如下方式確定:針對該等通道中之每—者量測因存 在及不存在一身體而導致的該等電荷量測電容器中之每 一者上之該所預期電荷值之一值範圍且根據該所預期值 範圍來設定該預定放電量。 如請求項7之接觸式感測器,其中根據存在的該所預期 電荷量,預設定該等電荷感測電路之該等信號量測電容 器中之每一者放電之該預定放電量。 10.如請求項6之接觸式感測器,其中該接觸式感測器之該 等通道中之每一者係一驅動線與一接收線之一交又,每 一接收線皆麵合至該電荷感測電路之一對應電荷量測電 谷器’且該控制器在該量測循核之該驅動部分期間押制 144140.doc 201022685 該驅動電路驅動該複數個驅動線中之每一者,且在該量 測循環之該量測部分期間控制該電荷感測電路將該複數 個接收線上之電荷轉移至該複數個電荷量測電容器。 11·如請求項6之接觸式感測器,其中該接觸式感測器之該 複數個通道中之每-者皆包含—輕合板,且該控制器經 配置以控制該驅動電路: 在该量測循環之該驅動部分期間將該複數個通道中之 每一者之該耦合板充電;及 在該量測循環之該量測部分期間控制該電荷感測電路 將電荷自該複數個通道中之每一者之每一耦合板轉移至 該電荷感測電路之該等電荷量測電容器中之一對應者。 12. 如請求項6之接觸式感測器,該接觸式感測器進一步包 含複數個驅動電路,該複數個驅動電路中之每一者皆經 由一共同驅動線耦合至一第一組該複數個通道其中該 電荷感測電路經由共同接收線耦合至不同組該複數個通 道,其中該複數個通道設置於一個二維表面上以形成一 個二維接觸式感測器。 13. —種感測一物件存在於一接觸式感測器之一表面上之複 數個位置中之一者處之方法,該複數個位置中之每一者 皆對應於複數個通道中之一者,因該複數個通道中之至 少一者之電容之一改變而確定該物件之存在,該方法包 含: 在一量測循環之一驅動部分期間控制耦合至該複數個 通道中之每一者之一驅動電路將電荷感應至該複數個通 144140.doc -4- 201022685 道中之每一者上; 在該量測循環之一電荷量測部分期間針對該複數個通 道中之每一者控制一電荷感測電路分別將—電荷量測電 容器耦合至該複數個通道中之該每一者,以實現將在該 量測循環之該驅動部分期間感應於該複數個通道中之至 ,) 者上之該電荷轉移至該等電荷感測電路之該等電荷 量測電容器中之至少一個各別電容器;及 藉由將該等電荷量測電容器依序放電來依序確定存在 於該等電荷感測電路之該等電荷量測電容器中之每一者 上之-電荷量’其中該確定存在於該等電荷量測電容器 中之每一者上之該電荷量包括將該等電荷量測電容器中 之每—者同時放電—預定量,然'後依序確定該等電荷量 測電容器中之每-者上剩餘之—電荷量以朗該複數個 通道中之至少-者之電容是否因該物件之存在而已發生 一改變。 φ 14.如請求項13之方法 _、 具中根據因接近該接觸式感測器4 該複數個通道中之一對應者之該物件存在而存在於該与 !測電容器中之每-者上之該電荷量之-所預期差來; 疋在確定該剩餘電荷量之前該等電荷量測電容器中之, 一者同時放電之該預定量。 15.如請求項14之方法, 3精由如下方式在一初始化增 X a $該等電荷感測電路之該等電荷量測電容器中 :同時放電之該預定量··針對該複數個通道中之 者Ϊ測因-物件之存在而導致的該等電荷量測電容 144140.doc 201022685 器中之每-者上之一所預期電荷值範圍且根據該所預期 電荷值範圍來設定該預定放電量。 16. 如請求項Η之方法,其中根據因存在及不存在一身體而 導致的該等量測電容器中之每一者上之該所預期電荷值 範圍來預設定該等電荷感測電路中之該等量測電容器中 之每一者放電之該預定量。 17. 如請求項13之方法,其中該接觸式感測器之該複數個通 道中之每-者皆包含一驅動板及—接收板,該等驅動板 中之每一者皆耗合至該驅動電路且該等接收板中之每—籲 者皆麵合至該等電荷感測電路中之一者之一對應電荷量 測電容器’且在-量測循環之—驅動部分期間該控制該 驅動電路將電荷感應至該複數個通道中之每一者上包括 在該罝測循環之該驅動部分期間驅動該複數個通道之該 驅動板’且在該量測循環之該電荷量測部分期間針對該 複數個通道中之每一者該控制該電荷感測電路分別將該 電何感測電容器耦合至該複數個通道中之每一者包括在 該量測循環之該量測部分期間針對每—通道控㈣等電© 荷感測電路將感應於該接收板上之該電荷轉移至該電荷 量測電容器。 18. 如請求項13之方法,其中該接觸式感測器之該複數個通 道中之每-者皆包含-麵合板,且在該量測循環之該驅 動部分期間該控制該驅動電路將電荷感應至該複數個通 道中之每一者上包括在該量測循環之該驅動部分期間驅 動該複數個通道中之該搞合板,且在該量測摘環之該電 144140.doc -6 - 201022685 荷量測部分期間該針對該複數個通道中之每一者該控制 該電荷感測電路分別將該電荷量測電容器耦合至該^數 個通道中之一者包括在該量測循環之該量測部分期間針 對該複數個通道中之每-者控制該等電荷感測電路將感 應於該複數個通道中之每一者之該等耦合板上之該電荷 轉移至該等電荷感測電路之該等電荷量測電容器中之一 對應者。 ❹I9.如請求項13之方法,其中在該量測循環之該驅動部分期 間該控制該驅動電路將電荷感應至該複數個通道中之每 一者上包括控制複數個驅動電路將電荷感應至該複數個 通道中之每一者上,該複數個驅動電路中之每一者皆經 由共同驅動線耦合至該複數個通道,且在該量測循環之 該電荷量測部分期間針對該複數個通道中之每一者該控 制該電荷感測電路分別將該等電荷感測電容器中之一者 耦合至該複數個通道中之一者以將該電荷轉移至該等各 φ 別電荷量測電容器中之每一者包括控制該等電荷感測電 路中之每一者經由共同接收線耗合一不同組該複數個通 道以將感應於該複數個通道中之每一者上之該電荷轉移 至該等電荷量測電容器中之一者,該複數個通道係設置 於一個二維表面上以形成一個二維接觸式感測器。 20. —種觸敏控制面板,其包含: 一通道矩陣,其包含 第一複數個驅動線’其具有N個驅動線, 第二複數個感測線’其具有Μ個感測線, 144140.doc 201022685 其中該通道矩陣包括等於]^乘^1之一通道數目,該 等通道中之每一者皆經配置以感測一物件之存在,該 等通道中之每一者皆毗鄰該]^個驅動線中之一者與該 Μ感測線中之一者之一各別交叉設置,該等通道中之 每一者皆包含連接至該Ν個驅動線中之一者之—驅動 板(X)及連接至該Μ個感測線中之一者之一接收板 (Υ) ’該Ν個驅動線中之每一者皆連接至一各別驅動電 路,該Μ個感測線中之每一者皆連接至包括_電荷量 測電容器之一各別電荷感測電路,且該通道矩陣包括 一控制器,該控制器可運作以: 在一量測循環之一驅動部分期間控制每—驅動電 路將電荷感應至連接至該]^個驅動線中之每一者之 該Μ個感測線中之每一者之每一驅動板上, 在該量測循環之一電荷量測部分期間控制每—電 荷感測電路分別將每一電荷量測電容器耦合至該等 通道中之每一者之該接收板以實現將在該量測循環 之該驅動期間感應於每一通道之每一接收板上之該 電荷轉移至每一各別電荷量測電容器,其中每—電 荷感測電路之每一電荷量測電容器同時放電一預定 量,然後依序確定每一電荷量測電容器上剩餘之一 電荷量以識別每一通道之電容因該物件之存在而導 致的一改變。 21. —種感測接近一觸敏控制面板之一物件存在之方法,該 觸敏控制面板包括包含第一複數個驅動線及第二複數個 144140.doc 201022685 感測線之It道矩陣,其中該等通道_鄰該等驅動線與 該等感測線之交叉却·番 >- 置’母一通道皆包含連接至該等驅 動線中之-者之—㈣板及連接至該等❹m中之-者 之-接收板,該等驅動線中之每__者皆連接至—各別驅 動電路’且该等感測線中之每—者皆連接至一各別電荷 感測電路,每—電荷感測電路皆包括一電荷量測電容 器,其中該方法包含: 纟一量測循環之一驅動部分期間控制每-驅動電路將 電荷感應至該等通道中之每一者之每一驅動板上, 在該量測循環之-電荷量測部分期間控制每一電荷感 測電路分別將每一電荷量測電容器耦合至該等通道中之 每一者之每一接收板以實現將在該量測循環之該驅動部 分期間感應至每一通道之每一接收板上之電荷轉移至每 一各別電荷量測電容器,及 將每電荷感測電路之每一電荷量測電容器同時放電 ❹ 一預定量,然後依序確定每一量測電容器上剩餘之一電 荷量以識別每一通道之電容因該物件之存在而導致的一 改變。 144140.doc
TW098135842A 2008-10-22 2009-10-22 Sensor and method of sensing TW201022685A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10741908P 2008-10-22 2008-10-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201022685A true TW201022685A (en) 2010-06-16

Family

ID=41429625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098135842A TW201022685A (en) 2008-10-22 2009-10-22 Sensor and method of sensing

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8552995B2 (zh)
CN (1) CN102216892A (zh)
DE (1) DE112009002585B4 (zh)
TW (1) TW201022685A (zh)
WO (1) WO2010048433A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI423193B (zh) * 2010-09-16 2014-01-11 Wintek Corp 觸控顯示面板
TWI452497B (zh) * 2010-11-24 2014-09-11 Innolux Corp 感測裝置、具有觸控感測裝置的顯示裝置、以及具有觸控感測裝置的電子裝置
CN110460327A (zh) * 2019-08-15 2019-11-15 上海科世达-华阳汽车电器有限公司 一种触摸感应按钮

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9323398B2 (en) 2009-07-10 2016-04-26 Apple Inc. Touch and hover sensing
US8440920B2 (en) * 2009-08-07 2013-05-14 Synaptics Incorporated Circular single-layer touch sensors
US9019229B2 (en) * 2010-03-26 2015-04-28 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Sample and hold capacitance to digital converter
US9244569B2 (en) 2010-03-31 2016-01-26 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Capacitive sensing analog front end
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
US8564311B2 (en) 2010-07-01 2013-10-22 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Sensing phase sequence to suppress single tone noise
US9098138B2 (en) 2010-08-27 2015-08-04 Apple Inc. Concurrent signal detection for touch and hover sensing
CN102446017B (zh) * 2010-10-09 2014-06-18 联建(中国)科技有限公司 触控显示面板
US8525532B2 (en) 2010-12-23 2013-09-03 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Sync signal generator for a capacitive sensor
US8390361B2 (en) 2010-12-28 2013-03-05 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Capacitive to voltage sensing circuit
US8654098B2 (en) * 2011-09-12 2014-02-18 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Capacitive touch screen controller implementing a sensing method for improved noise immunity
US9244570B2 (en) * 2012-01-17 2016-01-26 Atmel Corporation System and method for reducing the effects of parasitic capacitances
US9201547B2 (en) 2012-04-30 2015-12-01 Apple Inc. Wide dynamic range capacitive sensing
US9236861B2 (en) 2012-07-02 2016-01-12 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Capacitive proximity sensor with enabled touch detection
US9176597B2 (en) 2012-07-02 2015-11-03 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Directional capacitive proximity sensor with bootstrapping
US9164629B2 (en) 2012-08-06 2015-10-20 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Touch screen panel with slide feature
US9367190B2 (en) * 2013-09-13 2016-06-14 Apex Material Technology Corp. Touch recognition method and system for a capacitive touch apparatus
US9933879B2 (en) * 2013-11-25 2018-04-03 Apple Inc. Reconfigurable circuit topology for both self-capacitance and mutual capacitance sensing
US9454272B2 (en) 2014-05-22 2016-09-27 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Touch screen for stylus emitting wireless signals
US9990096B2 (en) 2015-12-30 2018-06-05 Synaptics Incorporated Elliptical capacitive sensor electrode pattern and sensing therewith
US11357290B2 (en) 2016-03-15 2022-06-14 Nike, Inc. Active footwear sensor calibration
WO2017160865A1 (en) 2016-03-15 2017-09-21 Nike Innovate C.V. Capacitive foot presence sensing for footwear
US11064768B2 (en) 2016-03-15 2021-07-20 Nike, Inc. Foot presence signal processing using velocity
CN118044673A (zh) * 2019-03-14 2024-05-17 耐克创新有限合伙公司 活动鞋类系统的触摸接口
DE102019219803A1 (de) * 2019-12-17 2021-06-17 BSH Hausgeräte GmbH Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Berührungssensors
CN115461997B (zh) * 2020-04-22 2024-08-27 微芯片技术股份有限公司 触摸传感器中的放大电荷抵消、及相关系统、方法和设备

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730165A (en) 1995-12-26 1998-03-24 Philipp; Harald Time domain capacitive field detector
US5933102A (en) 1997-09-24 1999-08-03 Tanisys Technology, Inc. Capacitive sensitive switch method and system
EP1717684A3 (en) * 1998-01-26 2008-01-23 Fingerworks, Inc. Method and apparatus for integrating manual input
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US6466036B1 (en) 1998-11-25 2002-10-15 Harald Philipp Charge transfer capacitance measurement circuit
GB9828287D0 (en) 1998-12-23 1999-02-17 Secr Defence Brit Image display system
JP4275865B2 (ja) 1999-01-26 2009-06-10 キューアールジー リミテッド 容量性センサ及びアレイ
KR101340860B1 (ko) 2005-06-03 2013-12-13 시냅틱스, 인코포레이티드 시그마 델타 측정 기술들을 사용하여 캐패시턴스를검출하기 위한 방법들 및 시스템
TWI339847B (en) 2005-06-10 2011-04-01 Delta Electronics Inc Inductor and magnetic body thereof
EP1746488A2 (en) 2005-07-21 2007-01-24 TPO Displays Corp. Electromagnetic digitizer sensor array structure
US20080036473A1 (en) 2006-08-09 2008-02-14 Jansson Hakan K Dual-slope charging relaxation oscillator for measuring capacitance
US8031174B2 (en) 2007-01-03 2011-10-04 Apple Inc. Multi-touch surface stackup arrangement
US7920129B2 (en) 2007-01-03 2011-04-05 Apple Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US8049732B2 (en) 2007-01-03 2011-11-01 Apple Inc. Front-end signal compensation
US8040326B2 (en) 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
EP4071785A1 (en) 2008-02-28 2022-10-12 3M Innovative Properties Company Touch screen sensor
JP5191769B2 (ja) * 2008-03-27 2013-05-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 容量検出装置及び方法
JP4720857B2 (ja) 2008-06-18 2011-07-13 ソニー株式会社 静電容量型入力装置および入力機能付き表示装置
US8031094B2 (en) 2009-09-11 2011-10-04 Apple Inc. Touch controller with improved analog front end
US9866660B2 (en) 2011-03-21 2018-01-09 Apple Inc. Electronic devices with concave displays
US8934228B2 (en) 2011-03-21 2015-01-13 Apple Inc. Display-based speaker structures for electronic devices
US9178970B2 (en) 2011-03-21 2015-11-03 Apple Inc. Electronic devices with convex displays
US8816977B2 (en) 2011-03-21 2014-08-26 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays
EP3863265B1 (en) 2011-03-21 2024-09-25 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI423193B (zh) * 2010-09-16 2014-01-11 Wintek Corp 觸控顯示面板
TWI452497B (zh) * 2010-11-24 2014-09-11 Innolux Corp 感測裝置、具有觸控感測裝置的顯示裝置、以及具有觸控感測裝置的電子裝置
US8970541B2 (en) 2010-11-24 2015-03-03 Innolux Corporation Sensing devices
US10168818B2 (en) 2010-11-24 2019-01-01 Innolux Corporation Sensing devices
US10761645B2 (en) 2010-11-24 2020-09-01 Innolux Corporation Sensing devices
CN110460327A (zh) * 2019-08-15 2019-11-15 上海科世达-华阳汽车电器有限公司 一种触摸感应按钮
CN110460327B (zh) * 2019-08-15 2023-11-24 上海科世达-华阳汽车电器有限公司 一种触摸感应按钮

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010048433A1 (en) 2010-04-29
DE112009002585T5 (de) 2012-08-02
US20100097077A1 (en) 2010-04-22
DE112009002585B4 (de) 2023-03-23
CN102216892A (zh) 2011-10-12
US8552995B2 (en) 2013-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201022685A (en) Sensor and method of sensing
KR101687035B1 (ko) 멀티-칩 터치 스크린
JP4932667B2 (ja) 画面入力型画像表示システム
US10754457B2 (en) Touch-screen panel with multiple sense units and related methods
US9007342B2 (en) Dynamic mode switching for fast touch response
EP1381160B1 (en) Capacitive keyboard with reduced keying ambiguity
JP5193942B2 (ja) 静電容量型タッチパネル装置
CN102004573B (zh) 一种触摸检测系统及其检测方法
TWI485606B (zh) 觸控裝置及其觸控方法
TWI509531B (zh) Apparatus for identifying touch signal and method thereof
US8547117B2 (en) Capacitive touch panel
TW201000919A (en) Capacitive sensing with low-frequency noise reduction
WO2012040972A1 (zh) 触摸识别方法、触摸键结构及触摸装置
JP2009015685A (ja) タッチパネル装置、及びその操作情報生成方法
CN103455195A (zh) 触控屏幕装置
TWI536231B (zh) 多點觸碰偵測方法及其裝置
JP4846834B2 (ja) 静電容量式タッチパネル
CN112334865A (zh) 电容传感器信道的并行采集和测量以及相关系统、方法和设备
US8711123B2 (en) Multi-touch recognition resistive touch screen for recognizing multi-touch coordinates through capacitor charging time
JP4920728B2 (ja) 容量判別装置及び静電容量式タッチパネル