TW201330504A - 低功率電容觸摸偵測器 - Google Patents

低功率電容觸摸偵測器 Download PDF

Info

Publication number
TW201330504A
TW201330504A TW101131045A TW101131045A TW201330504A TW 201330504 A TW201330504 A TW 201330504A TW 101131045 A TW101131045 A TW 101131045A TW 101131045 A TW101131045 A TW 101131045A TW 201330504 A TW201330504 A TW 201330504A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
digital
coupled
filter
capacitive sensor
capacitive
Prior art date
Application number
TW101131045A
Other languages
English (en)
Inventor
Frode Milch Pedersen
Kristoffer Ellersgaard Koch
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 TW201330504A publication Critical patent/TW201330504A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96—Touch switches
    • H03K17/962—Capacitive touch switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/94047—Cascode connected switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
    • H03K2217/96—Touch switches
    • H03K2217/9607—Capacitive touch switches
    • H03K2217/96071—Capacitive touch switches characterised by the detection principle
    • H03K2217/960715—Rc-timing; e.g. measurement of variation of charge time or discharge time of the sensor

Abstract

本發明揭示一種低功率電容偵測器。該偵測器包括用以量測及偵測電容感測器上之觸摸的機構。該偵測器使用信號處理來抑制雜訊且增加靈敏度。該偵測器不需要專用類比電路，從而使其易於在一微控制器系統中採用。該偵測器可在不明顯增加矽成本之情況下針對大量電容感測器進行按比例調整。

Description

低功率電容觸摸偵測器
本發明大體上係關於電子器件，且更具體而言，係關於電容觸摸感測器。
電容感測器日益代替消費品及手持式設備中之機械按鈕。因為其不需要機械組件，且可藉由諸如囊封件或玻璃之介電材料感測手指之存在，所以其成本低且堅固耐用。電容感測器一般藉由量測感測器之自電容來進行偵測，當觸摸時，感測器之自電容會發生多達數百分比之改變。若偵測足夠靈敏，則接近偵測亦係可能的。接近偵測允許偵測自一段距離正在靠近之手指。使用這種偵測可在施加實體觸摸之前將裝置自低功率狀態喚醒。因此，能夠偵測接近，同時使用儘可能低之功率特別重要。
電容感測器之缺點在於，其具有高阻抗，使得此等感測器對於環境中之電雜訊敏感。電容值可隨諸如溫度及濕度之環境條件而漂移。電容感測之挑戰在於產生精確的電容量測值並將信號與雜訊及漂移區分開來，同時消耗儘可能低之功率。
有數種習知技術可用於偵測當手指觸摸或靠近時電容感測器之自電容改變。一種技術使用兩個I/O接針，接針間具有感測電容器。輸入/輸出(I/O)接針中之一者連接至感測器。每一I/O驅動器上之開關序列將電容泵入感測器電容中，直至達至I/O接針輸入臨限值。此技術之缺點在 於，需要兩個I/O接針，需要外部電容器，且使感測器充電及放電將浪費電力。此外，雜訊抑制有限。
另一技術使用I/O接針在藉由類比至數位轉換器(ADC)取樣前對感測器充電。電荷在感測器與取樣及保持(sample and hold，S/H)電容器之間共用。在感測器上用相反電荷重複該量測。此雙斜率量測消除低頻雜訊。然而，除了將緩慢且需要電力的過取樣相當多次以外，亦不會抑制高頻雜訊。此外，必須使用ADC來用於感測，從而限制其在應用中用於其他功能。僅連接至ADC輸入之接針可被感測，從而限制了系統中感測器之數目。需要軟體進行觸摸處理及偵測。
在又一技術中，微控制器包括可將固定電荷注入感測器電容及ADC之S/H電容器中之電路。接著可量測轉換期間ADC S/H電容器上所得之電壓。此技術不提供任何雜訊抑制，且需要軟體來處理及偵測觸摸。
在又一技術中，藉由用已知電流對感測器接針充電及將其與固定參考電壓進行比較來使感測器接針振盪。將所得頻率與已知頻率進行比較。量測序列長，且需要大量充電/放電循環，從而導致電力之浪費。此外，不存在雜訊抑制。
電容感測器耦合於諸如微控制器之積體電路(IC)封裝之數位I/O接針之間。電容感測器之寄生電容器藉由數位I/O接針中之一者充電，且接著藉由耦合於數位I/O接針之間 的外部電阻器放電。使用電容計數器對寄生電阻器之放電進行計時。放電週期結束時之計數值反映由寄生電容器及外部電阻器所形成之電阻器-電容器(RC)電路之RC時間常數。表示感測器之自電容之原始計數可經濾波以移除計數中之低頻、中頻及高頻雜訊，且接著與一或多個狀態偵測器之一或多個臨限值進行比較，該狀態偵測器之輸出可用於判定觸摸事件(例如，實體觸摸、接近觸摸、不觸摸)。
低功率電容觸摸偵測器之特定實施提供以下益處中之一或多者。該偵測器允許利用小且成本低之外部組件進行電容觸摸偵測。該偵測器可用於微控制器中之任何數位I/O接針上。該偵測器不依賴於ADC。該偵測器抑制所有頻帶中之雜訊，從而提供增加之靈敏度。該偵測器允許進行觸摸及接近偵測兩者。
在以下之所附圖式及實施方式中將陳述一或多個所揭示之實施的細節。其他特徵、態樣及益處將自實施方式、圖式及申請專利範圍而顯而易見。
例示性低功率觸摸系統
圖1為耦合至電容感測器之例示性低功率電容觸摸偵測系統之簡化方塊圖。在一些實施中，系統100為諸如微控制器或特殊應用積體電路(ASIC)的積體電路之部分。在該實例中，系統100與具有數位I/O接針122a(「A」)及122b(「B」)之IC封裝中的驅動器126a、126b及輸入緩衝器128整合。系統100可包括控制模組102、電容計數器104、閒 置追蹤器106、中值濾波器108、平均濾波器110、臨限值偵測器112a、112b以及狀態偵測器114a及114b。
系統100可藉由數位I/O接針122a及122b耦合至電容感測器118。電容感測器118之自電容可模型化成為電容感測器118與「大地(earth)」(自由空間返回(free-space return))之間的寄生電容器120(「Cs」)。外部電容器124(「R」)耦合於接針122a與122b之間，接針122a及122b較佳耦合至具有轉換率(slew-rate)控制之數位I/O墊，以減少電磁干擾(EMI)。驅動器126a、126b及輸入緩衝器128通常為I/O墊電路之部分。I/O墊電路亦可包括保護電路(例如，二極體)。
振盪器101(例如高頻RC振盪器)為電容計數器104提供時脈。振盪器101可包括在IC封裝中或在IC封裝之外部。即時時脈116(RTC)耦合至控制模組102，並將週期性事件信號提供至控制模組102。RTC 116可包括在IC封裝中或在IC封裝之外部。
例示性獲取
在一些實施中，藉由驅動器126a驅動數位I/O接針122a並對寄生電容器120充電至第一電壓位準(例如Vdd)來起始電容獲取。接著驅動器126b驅動數位I/O接針122b至低於第一電壓位準之第二電壓位準，由此使寄生電容器120經由電阻器124放電。放電期間，電容計數器104對將輸入緩衝器128讀為邏輯「0」之時脈循環之數目進行計數。舉例而言，在32個時脈循環內自輸入緩衝器128讀取之一系列 資料可為00000010000000000010111111111111。對於此資料系列實例，電容計數器104計為「18」(資料系列中零之數目)。由電容計數器104提供之所得計數值與電容感測器118之寄生電容成比例。計數可持續固定數目個時脈循環。舉例而言，若預期最大計數值為1024，則電容計數器104可對1024個時脈循環進行計數。
可重複上述序列，但其中數位I/O接針122a被驅動至「0」且數位I/O接針122b被驅動至「1」。放電期間，電容計數器104對將輸入緩衝器128讀為邏輯「1」之時脈循環之數目進行計數。使用上述實例資料系列，計數值將為「14」，其為實例資料系列中的一之數目。
接著可將來自兩次量測之計數值相加，其中所得值為單一電容量測值。快速連續執行之此等「雙斜率」電容量測消除了任何低頻雜訊，諸如通常由主電源供應器促成之50 Hz至60 Hz雜訊。
所量測之計數值與寄生電容120與電阻器124之乘積(RC時間常數)及振盪器101之頻率成比例。對於給定應用，電容器124可為可變電阻器，其可經調整以給予待量測之信號充足時間(計數值)。通常，此計數值在100次觸摸偵測計數與1000次接近偵測計數之範圍內。
例示性信號處理
即使藉由雙斜率量測技術來抑制低頻雜訊，電容感測器118亦可拾取中頻及高頻雜訊。高頻雜訊被視為附加至正確之電容值之不相關的「白」雜訊。此加成性雜訊可藉由 中值濾波器108移除。在一些實施中，中值濾波器108可為中值3濾波器(median-3 filter)，並使用記憶體115儲存三個連續計數值，以計算此等計數值之中值。
中值濾波器108之輸出被饋送至平均濾波器110。在一些實施中，平均濾波器110可為快速移動平均濾波器，其抑制所獲取之量測值中的中頻雜訊。
閒置追蹤器106藉由將中值濾波器108之輸出饋送至緩慢移動平均濾波器來補償電容漂移。閒置追蹤器106使用中值濾波器108之輸出來判定當未觸摸時電容感測器118所輸出之基線或「閒置」電容值。濾波器108、110及106可在硬體、韌體或軟體，或其某種組合中實施。對於低功率應用，濾波器108、110及106較佳在硬體中實施。
在一些實施中，藉助於飽和減法自電容計數器104量測之電容輸出中減去由閒置追蹤器106計算之「閒置」值之整數部分。飽和減法將差值限制在最小值與最大值之間的固定範圍內。若減法之結果大於最大值，則將其設置為最大值。若結果小於最小值，則將其設置為最小值。由於此差值之絕對值比電容計數器104量測之電容輸出小得多，故處理所需之位元數目減少，從而導致成本及功率消耗降低。
此實施具有另一益處：中值濾波器108輸出的平均值為零。平均濾波器110之輸出由此表示「閒置」值與電容計數器104量測之電容輸出之間的差值。此允許直接與臨限值112進行比較，而無需先減去「閒置」值。
例示性偵測
一或多個狀態偵測器(例如狀態偵測器114a、114b)藉由將平均濾波器110輸出之快速移動平均值與一或多個臨限值(例如臨限值112a及112b)進行比較來執行偵測。該一或多個臨限值112可由使用者定義。當快速移動平均值超過臨限值112時，電容感測器118「處於偵測中」。在一些實施中，「處於偵測中」之狀況產生對中央處理單元(CPU)或其他裝置之中斷。在所示實例中，兩個狀態偵測器114a、114b及其相應臨限值112a、112b使電容感測器118具有不同程度靈敏度。舉例而言，可使用臨限值112a來偵測實體觸摸事件，且可使用臨限值112b偵測接近事件。在一些實施中，可使用臨限值及偵測器來偵測可使閒置追蹤器106輸出負值之長時間觸摸。
可選擴展 差動式感測器支援
上述方法描述了感測習知自電容感測器。此等感測器之一缺點係信號對感測器以及感測電路至大地之耦合敏感。此耦合對於手持式設備而言可較小，使信號強度降低至不能偵測觸摸之程度。
為克服此問題，有可能使用互電容感測器，其包括兩個感測器半體，其中電容根據感測器間之電場而變化。互電容不取決於與大地之耦合。
圖2說明例示性差動電容感測器。在一些實施中，可使用互電容感測器代替自電容感測器，如圖2中所示。在此 情況下，電容感測器201a、201b之每一半體連接至數位I/O接針122a、122b。上述方法在其他方面未改變。量測之電容將對自電容202a、202b及互電容204之改變敏感。電容感測器201即使在具有弱大地耦合之應用中亦提供信號，從而提供比單純自電容解決方案更穩健之解決方案。
取樣操作
系統100含有用於起始振盪器101、執行獲取、信號處理及偵測之控制邏輯。因此，系統100可按「取樣」方式操作，藉此超低功率RTC 116(例如32 KHz即時RTC)可產生週期性事件，此等週期性事件週期性地啟動系統100。接著可藉由執行量測所需之時間、使用時之電流消耗及取樣週期之間的時間間隔來判定平均功率。由於系統100不需要任何高功率消耗類比電路，且信號處理允許迅速辨識甚至較弱之信號，故系統100之「開啟」時間有限，從而明顯比習知情況節省電力。
內部放電
藉由依靠I/O墊中之上拉及下拉功能有可能去除外部電阻器124。當與外部電阻器124進行比較時，習知I/O墊之內部上拉電阻器之電阻值相對較低，因此測得之計數值將較低。此在僅應偵測實體觸摸且大地耦合良好從而提供來自電容感測器118之強信號的情況下仍可為一選項。此方法之一缺點為由於內部上拉電阻器之電阻值低而引起迅速放電，信號值小。此可藉由重複量測循環並累積多個量測值以產生單一結果供數位濾波器處理來予以補償。
多個感測器
系統100僅依靠習知I/O墊，因此其可經擴展以在相對較低成本下支援多個感測器。由於量測及偵測感測器所耗費之時間比取樣間隔短得多，故有可能使用相同邏輯來支援多個感測器。在此情況下，藉由定序器控制，可循序量測及偵測感測器。在量測前，對於每一感測器，定序器可組態閒置追蹤器104、平均濾波器110及狀態偵測器114a、114b。在量測及偵測後，閒置追蹤器104及平均濾波器110之新狀態可經儲存，之後進展至下一感測器。記憶體中之暫存器庫或循環式緩衝器可用來儲存受影響之暫存器。此方法之成本可低於藉由系統100之多個獨立例項支援多個感測器。
例示性方法
圖3為用於偵測電容觸摸之例示性方法300之流程圖。方法300可由圖1之系統100實施。
在一些實施中，方法300可藉由對感測器電容器充電(302)而開始。舉例而言，電容感測器可耦合至IC封裝(例如微控制器)之第一數位I/O接針。用於第一數位I/O接針之數位I/O墊之驅動器可用來對電容感測器之寄生電容器充電。
方法300可藉由使感測器電容器能經由電阻器放電(304)來繼續。舉例而言，電容感測器亦可耦合至IC封裝之第二數位I/O接針。用於第二I/O接針之數位I/O墊之驅動器可用於將電壓驅動至第二數位I/O接針上，從而導致寄生電容 器上之電荷經由耦合於I/O接針之間的外部電阻器放電。
方法300可藉由對感測器電容器經由電阻器之放電進行計時(306)來繼續。舉例而言，振盪器可耦合至電容計數器以對寄生電容器經由外部電阻器之放電進行計時。放電週期結束時之計數值反映由寄生電容器及外部電阻器所形成之RC電路之RC時間常數。放電週期之結束可藉由檢查第一I/O接針之輸入緩衝器值並監視其何時改變其邏輯值來判定。
方法300可藉由基於放電時間偵測觸摸事件(308)來繼續。舉例而言，可對原始電容量測值進行濾波以移除低頻、中頻及高頻雜訊，且接著將其與一或多個狀態偵測器之一或多個臨限值進行比較，以判定觸摸事件(例如實體觸摸、接近觸摸、不觸摸)。該一或多個狀態偵測器可基於比較結果將中斷提供至CPU或其他裝置。
所揭示之低功率電容觸摸偵測器之實施允許藉由數個機構之組合進行低成本、低功率、高靈敏度穩健電容量測。所揭示之實施依靠與諸如I/O墊、RC振盪器及即時時脈之習知微控制器特徵整合來代替依賴於專用類比電路。靈敏度可由使用者藉由調諧外部電阻器來選擇。該等實施與單端自電容感測器及差動式互電容感測器合用，從而確保甚至在弱大地耦合條件下仍穩健。該等實施使用有效之獲取及濾波技術來移除低頻、中頻及高頻雜訊以及電容漂移。由於具有高效雜訊抑制作用，電容感測器不需要充電及放電許多次，從而相比傳統技術，節省了大量功率。該等實 施可為自控式的，使其能按取樣操作之方式工作，從而僅在實際量測及信號處理期間消耗電力。該等實施在無軟體互動之情況下工作，使其適於處理觸摸偵測及喚醒CPU。與依賴於軟體之演算法不同，此最適用於低功率模式。該等實施可藉由本發明之動態再組態及循序操作而容易地針對大量感測器進行按比例調整。
儘管本文件含有許多特定之實施細節，但此等細節不應解釋為對所主張之範疇之限制，而應視為對特定實施例特有特徵之描述。本發明中以單獨實施例描述之某些特徵亦可組合於單一實施例中實施。相反，以單一實施例方式描述之各種特徵亦可在多個單獨實施例中或在任何適合之子組合中實施。此外，儘管特徵可在上文描述為以某些組合之形式起作用且甚至最初以某些組合之形式主張，但所主張組合中之一或多個特徵在一些情況下可自該組合排除，且所主張之組合可針對子組合或子組合之變化。
100‧‧‧系統
101‧‧‧振盪器
102‧‧‧控制模組
104‧‧‧電容計數器
106‧‧‧閒置追蹤器
108‧‧‧中值濾波器
110‧‧‧平均濾波器
112a‧‧‧臨限值偵測器
112b‧‧‧臨限值偵測器
114a‧‧‧狀態偵測器
114b‧‧‧狀態偵測器
115‧‧‧記憶體
116‧‧‧即時時脈
118‧‧‧電容感測器
120‧‧‧寄生電容器
122a‧‧‧數位I/O接針
122b‧‧‧數位I/O接針
124‧‧‧外部電容器
126a‧‧‧驅動器
126b‧‧‧驅動器
128‧‧‧輸入緩衝器
201a‧‧‧電容感測器
201b‧‧‧電容感測器
202a‧‧‧自電容
202b‧‧‧自電容
204‧‧‧互電容
圖1為耦合至電容感測器之例示性低功率電容觸摸偵測器系統之簡化方塊圖。
圖2說明例示性差動電容感測器。
圖3為用於偵測電容觸摸之例示性方法之流程圖。
100‧‧‧系統
101‧‧‧振盪器
102‧‧‧控制模組
104‧‧‧電容計數器
106‧‧‧閒置追蹤器
108‧‧‧中值濾波器
110‧‧‧平均濾波器
112a‧‧‧臨限值偵測器
112b‧‧‧臨限值偵測器
114a‧‧‧狀態偵測器
114b‧‧‧狀態偵測器
115‧‧‧記憶體
116‧‧‧即時時脈
118‧‧‧電容感測器
120‧‧‧寄生電容器
122a‧‧‧數位I/O接針
122b‧‧‧數位I/O接針
124‧‧‧外部電容器
126a‧‧‧驅動器
126b‧‧‧驅動器
128‧‧‧輸入緩衝器

Claims (20)

  1. 一種用於偵測一電容觸摸輸入之方法，該方法包含：對一電容感測器之一寄生電容器進行充電；使該寄生電容器能夠經由一電阻器放電；對該寄生電容器經由該電阻器之該放電進行計時；及基於放電時間判定一觸摸事件。
  2. 如請求項1之方法，其中對該寄生電容器進行充電及放電進一步包含：將一第一電壓驅動至一積體電路(IC)封裝之一第一數位輸入/輸出(I/O)接針上，該第一數位I/O接針耦接至該電容感測器；將一第二電壓驅動至該積體電路封裝之一第二數位I/O接針上，該第二數位I/O接針耦合至該寄生電容器，且該第二電壓小於該第一電壓，該電阻器耦合於該寄生電容器與該第二數位I/O接針之間；及對該寄生電容器經由該電阻器之一第一放電進行計時以產生一第一放電時間；將該第二電壓驅動至該第一數位輸入/輸出(I/O)接針上；將該第一電壓驅動至該第二數位I/O接針上；對該寄生電容器經由該電阻器之一第二放電進行計時以產生一第二放電時間；及將該第一放電時間與該第二放電時間相加。
  3. 如請求項2之方法，其中該第一數位I/O接針及該第二數 位I/O接針耦合至數位I/O墊，該等數位I/O墊具有轉換率控制以減小電磁干擾。
  4. 如請求項1之方法，其中對該寄生電容器經由該電阻器之該放電進行計時進一步包含：使一計數器運作一放電週期，其中該放電週期結束時之一原始計數值與該寄生電容器、電阻器及一振盪器之一頻率成比例，該振盪器將一時脈提供至該計數器。
  5. 如請求項4之方法，進一步包含：藉由一中值濾波器對該原始計數值進行濾波。
  6. 如請求項5之方法，進一步包含：使用一快速移動平均濾波器對該中值濾波器輸出進行濾波。
  7. 如請求項6之方法，其中基於該放電時間偵測一觸摸事件進一步包含：比較該快速移動平均濾波器之輸出與一或多個臨限值；及基於該比較執行一動作。
  8. 如請求項7之方法，其中該動作包括針對一中央處理單元或另一裝置產生一中斷信號。
  9. 如請求項5之方法，其進一步包含：藉由將終止濾波器輸出饋入至一慢速移動平均濾波器來補償漂移；自該慢速移動平均濾波器輸出該電容感測器之一閒置值；及 自該原始計數值減去該閒置值之一整數部分。
  10. 如請求項9之方法，其中該減法為飽和減法。
  11. 一種電容觸摸偵測系統，其包含：一電容計數器，其經組態以產生一計數值，該計數值與耦合至該電容計數器之一第一電容感測器的一寄生電容器成比例；一信號處理子系統，其經組態用於處理該計數值；及一或多個偵測器，其經組態用於基於該經處理之計數值超過一或多個臨限值來偵測一觸摸事件。
  12. 如請求項11之系統，其進一步包含：數位輸入/輸出(I/O)接針，其經由數位I/O墊耦合至該第一電容感測器及該電容計數器，該等數位I/O墊包括驅動器；一電阻器，其耦合於該等數位I/O接針之間；一控制模組，其耦合至該等驅動器，該控制模組將信號提供至該等驅動器以起始將電壓驅動至該等數位I/O接針上以對該寄生電容器進行充電或放電；及一振盪器，其耦合至該控制模組及該電容計數器，該振盪器回應於來自該控制模組之一開始信號而將一時脈提供至該電容計數器。
  13. 如請求項12之系統，其中該等數位I/O墊包括轉換率控制以減少電磁干擾。
  14. 如請求項12之系統，其中該振盪器為一電阻器-電容器(RC)振盪器。
  15. 如請求項12之系統，其中該信號處理子系統進一步包含：一中值濾波器，其耦合至該第一電容感測器且經組態以對該計數值進行濾波；一第一移動平均濾波器，其耦合至該中值濾波器且經組態以對該中值濾波器之輸出進行濾波以產生該經處理之計數值；一第二移動平均濾波器，其比該第一移動平均濾波器慢、耦合至該中值濾波器之輸出，該第二移動平均濾波器經組態用於對該中值濾波器之輸出進行濾波以產生將自該電容計數器所輸出之該計數值減去之一閒置值。
  16. 如請求項15之系統，其中該減法為一飽和減法。
  17. 如請求項12之系統，其進一步包含：一即時時脈，其耦合至該控制模組以將週期性事件信號提供至該控制模組，該等週期性事件信號用於週期性地啟動該控制模組以起始電容觸摸偵測。
  18. 如請求項12之系統，其中該第一電容感測器為一差動電容感測器。
  19. 如請求項11之系統，其進一步包含：一第二電容感測器；及一定序器，其耦合該第一電容感測器與該第二電容感測器，該定序器用於在產生該計數值之前針對每一電容感測器及該一或多個偵測器組態該信號處理子系統。
  20. 如請求項19之系統，其進一步包含： 記憶體，其經組態用於儲存該第一電容感測器及該第二電容感測器之該第一移動平均濾波器及該第二移動平均濾波器之狀態。
TW101131045A 2011-09-15 2012-08-27 低功率電容觸摸偵測器 TW201330504A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/233,589 US9151789B2 (en) 2011-09-15 2011-09-15 Low power capacitive touch detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201330504A true TW201330504A (zh) 2013-07-16

Family

ID=47751511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101131045A TW201330504A (zh) 2011-09-15 2012-08-27 低功率電容觸摸偵測器

Country Status (4)

Country Link
US (2) US9151789B2 (zh)
CN (1) CN103064566A (zh)
DE (1) DE102012215531A1 (zh)
TW (1) TW201330504A (zh)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8989916B2 (en) * 2013-03-12 2015-03-24 Volkswagen Ag Vehicle signal lever proximity sensing for lane change intention detection with following recommendation to driver
US9164136B2 (en) * 2013-12-02 2015-10-20 Atmel Corporation Capacitive measurement circuit for a touch sensor device
WO2015092589A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-25 Koninklijke Philips N.V. Fluid connector with exhaust valve
EP3114549A4 (en) 2014-03-04 2018-01-24 Alsentis, LLC Simultaneous time domain differential sensing and electric field sensing
US9176636B1 (en) 2014-10-22 2015-11-03 Cypress Semiconductor Corporation Low power capacitive sensor button
US9772726B2 (en) * 2014-11-03 2017-09-26 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Capacitive discharge circuit for touch sensitive screen
US20160154507A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-02 Cypress Semiconductor Corporation Systems, methods, and devices for touch event and hover event detection
US9645633B2 (en) 2015-03-31 2017-05-09 Synaptics Incorporated Single receiver superdoze mode
US9652015B2 (en) 2015-06-15 2017-05-16 Cypress Semiconductor Corporation Low-power touch button sensing system
US9811220B2 (en) * 2015-06-19 2017-11-07 NXA USA, Inc. Signal adaptive filtering for touch detection
JP6432464B2 (ja) 2015-07-30 2018-12-05 株式会社デンソー 車載電子制御装置
US9962300B1 (en) 2015-08-07 2018-05-08 Gary F Hirsch Sensor and housing
GB2541740B (en) * 2015-08-28 2017-12-06 Novalia Ltd Capacitive touch-enabled article
US10685580B2 (en) * 2015-12-31 2020-06-16 Flightsafety International Inc. Apparatus, engine, system and method of providing simulation of and training for the operation of heavy equipment
WO2017197574A1 (zh) * 2016-05-17 2017-11-23 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测的装置
CN106547415B (zh) * 2016-10-24 2019-05-28 深圳市汇春科技股份有限公司 一种片内集成电容触摸传感装置及其实现方法
KR20180072313A (ko) * 2016-12-21 2018-06-29 에스케이하이닉스 주식회사 커패시턴스 센싱 회로
EP3402073B1 (en) * 2017-05-12 2021-02-03 Semtech Corporation Drift suppression filter proximity detector and method
CN107547079A (zh) * 2017-08-25 2018-01-05 谭分 一种触摸按键处理的低功耗算法
CN109039320A (zh) * 2018-08-15 2018-12-18 深圳市麦道微电子技术有限公司 一种可以满足复杂工况的高可靠的电容式触摸按键
CN111428847B (zh) * 2020-03-20 2023-08-15 湖南品腾电子科技有限公司 触摸检测计数器
US11093078B1 (en) 2020-03-20 2021-08-17 Cypress Semiconductor Corporation Always on low power capacitive matrix autonomous scan

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5920309A (en) 1996-01-04 1999-07-06 Logitech, Inc. Touch sensing method and apparatus
US6753853B1 (en) 2000-09-29 2004-06-22 Rockwell Automation Technologies, Inc. Low power dissipation touch plane interface circuit
US6970160B2 (en) 2002-12-19 2005-11-29 3M Innovative Properties Company Lattice touch-sensing system
US7504833B1 (en) * 2005-04-01 2009-03-17 Cypress Semiconductor Corporation Automatically balanced sensing device and method for multiple capacitive sensors
US7375535B1 (en) 2005-09-19 2008-05-20 Cypress Semiconductor Corporation Scan method and topology for capacitive sensing
US8058937B2 (en) * 2007-01-30 2011-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Setting a discharge rate and a charge rate of a relaxation oscillator circuit
GB2451352A (en) * 2007-07-26 2009-01-28 Qrg Ltd Proximity sensor with an automatic switch-off function
JP5104150B2 (ja) * 2007-09-14 2012-12-19 オムロン株式会社 検知装置および方法、並びにプログラム
CN101150309B (zh) 2007-10-31 2010-12-08 启攀微电子（上海）有限公司 一种自适应电容触摸传感控制电路
US8502801B2 (en) * 2008-08-28 2013-08-06 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd. Capacitive touch sensor system
US20120050206A1 (en) * 2010-08-29 2012-03-01 David Welland Multi-touch resolve mutual capacitance sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US9151789B2 (en) 2015-10-06
US8797049B2 (en) 2014-08-05
DE102012215531A1 (de) 2013-03-21
US20130069671A1 (en) 2013-03-21
CN103064566A (zh) 2013-04-24
US20130069672A1 (en) 2013-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201330504A (zh) 低功率電容觸摸偵測器
US9587964B2 (en) Capacitive proximity detection using delta-sigma conversion
KR101031498B1 (ko) 정전 용량 변화 감지 방법, 장치 및 그 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 기록매체, 및 그 방법을 사용한 터치 감지 방법, 장치 및 그 방법을 실행하는 프로그램이 기록된 기록매체
TWI512566B (zh) 觸控偵測裝置及觸控偵測方法
TWI438672B (zh) 電容式觸控螢幕的感測方法與驅動電路
CN109766032B (zh) 低功率电容式传感器按钮
TWI435088B (zh) 電容式感測器及感測方法
US9197207B2 (en) Touch sensor circuit and touch display device
TW201519054A (zh) 電容式觸控感測器及其自容與互容的切換方法
WO2014143572A1 (en) Mutual capacitance sensing using a self-capacitance sensing device
US9279841B2 (en) Integratable capacitive touch sensing circuit through charge sharing
KR102014220B1 (ko) 복수의 센서의 센싱 신호를 디지털 값으로 변환하는 가변 가능한 디지털 컨버터
US10476521B2 (en) Ratio-metric self-capacitance-to-code convertor
TWI479400B (zh) 電容式觸控面板的感測電路及其方法
TWI400456B (zh) Used in capacitive touch buttons and proximity sensing sensing circuits and methods
CN110463041A (zh) 用于电容检测的电路、触摸检测装置和终端设备
Kim et al. 45.2: A Capacitive Touchscreen Controller IC with Noise‐based Hybrid Sensing Scheme
TWI470527B (zh) An integrated circuit that achieves touch capacitance sensing with charge sharing
KR101085403B1 (ko) 근접 터치를 센싱하는 방법 및 그 장치
TWI484392B (zh) 觸碰面板的判讀方法與裝置
TWI755156B (zh) 可過濾雜訊的觸控偵測器與其觸控偵測方法
CN105591642A (zh) 电容式传感弛张振荡器
JP2009200681A (ja) 近接検出装置および近接検出方法
TW202014872A (zh) 電容感應取樣電路及其感應取樣方法
EP2722985B1 (en) Method of differential measurement of voltage levels of capacitive change.