[发明专利]使用阈值电压信号的触敏装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及触敏装置，尤其是依赖于用户手指或其他触摸工具与触敏装置之间的电容耦合来识别是否发生触摸或触摸位置的触敏装置。

背景技术

触敏装置通过减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指示装置的需求，而允许用户方便地与电子系统和显示器进行交互。例如，用户只需要在由图标标识的位置处触摸即显触摸屏，即可执行一系列复杂的指令。

有若干类型的技术用于实现触敏装置，包括（例如）电阻、红外、电容、表面声波、电磁、近场成像等。人们已经发现电容式触敏装置在大量应用中运行良好。在许多触敏装置中，当传感器中的导电物体电容耦合至导电性触摸工具（例如用户的手指）时，该输入被感测。一般来讲，只要两个导电构件彼此靠近但未实际接触，它们之间就会形成电容。就电容式触敏装置而言，手指之类的物体接近触敏表面时，该物体和靠近该物体的感测点之间会形成微小的电容。通过检测在感测点中的每一个处电容的变化并记录感测点的位置，感测电路就能识别多个物体并确定当物体在整个触摸表面上移动时物体的特性。

有两种主要技术用于以电容方式测量触摸情况。第一种是测量对地电容，信号由此施加到电极。靠近电极的触摸导致信号电流从电极经过手指之类的物体流到电学接地。

用于以电容方式测量触摸情况的第二种技术是通过互电容。互电容触摸传感器将信号施加于驱动电极。驱动电极通过信号产生的电场电容耦合到接收电极。靠近的物体会减小两个电极之间的信号耦合，因为该物体会减小电容耦合。

多种驱动方案用于测量互电容触摸屏中的信号耦合。通常，例如测量速度、电子解决方案的严密性以及可实施驱动方案的触摸屏的尺寸等因素都是重要的设计考虑因素。

发明内容

本发明涉及包括触敏装置和触摸测量电路的触敏设备。在一个实施例中，触敏装置具有多个驱动电极和多个接收电极，其中驱动电极电容耦合到接收电极。触摸测量电路被配置为通过对第一时间周期和第二时间周期进行比较，来辨识触敏装置上发生的一次或多次时间重叠或同时发生的触摸。第一时间周期代表至少一个接收电极传送的周期性接收信号高于或低于阈值电压电平的时间长度。在一个实施例中，阈值电压为直流电压信号，在另一个实施例中为周期性波形。在一些实施例中，周期性阈值电压具有与接收电极传送的周期性接收信号相同的频率。在其他实施例中，它的频率与接收电极传送的周期性接收信号的频率不同。在一些实施例中，阈值电压波形为三角波。

本发明包括这些装置和方法的变型形式。例如，多种波形（例如三角波）可以用作阈值电压信号。

在一个实施例中，描述了触敏设备，该设备包括具有多个驱动电极和多个接收电极的触敏装置，其中驱动电极电容耦合到接收电极；触摸测量电路，其被配置为通过对第一时间周期和第二时间周期进行比较，来辨识触敏装置上发生的多次时间重叠的触摸，其中第一时间周期代表至少一个接收电极传送的周期性接收信号高于或低于阈值电压电平的时间长度。可以用计数器的周期性振动确定时间周期。第二时间周期可以是预先设定、预先确定的时间长度，或者可以对它进行动态计算。

在另一个实施例中，描述了测量具有多个驱动电极和多个接收电极的触敏装置中的互电容的方法，该方法包括：将周期性驱动信号施加于驱动电极中的至少一个，以用于通过互电容耦合到接收电极中的至少两个；确定第一时间周期，其中第一时间周期代表接收电极传送的周期性接收信号高于或低于阈值电压电平的时间长度；对第一时间周期和第二时间周期进行比较；根据比较情况辨识触敏装置上发生的触摸或近似触摸事件。

在另一个实施例中，描述了电路，所述电路被配置为检测第一电极和第二电极附近是否存在物体，第一电极以周期性电压信号驱动，第二电极传送周期性电压信号，周期性电压信号由第一电极上的电压信号产生，第一电极电容耦合到第二电极，通过对第一时间周期和第二时间周期进行比较，检测是否存在物体，其中第一时间周期代表接收电极传送的周期性接收信号高于或低于阈值电压电平的时间长度。

在另一个实施例中，描述了接收电极，所述接收电极电容耦合到用周期性波形驱动的另一个电极，接收电极连接到电子器件，以通过对第一时间周期和第二时间周期进行比较，确定接收电极与其他电极之间的电容耦合何时发生改变，其中第一时间周期代表通过与其他电极电容耦合的接收电极传送的周期性信号高于或低于阈值电压电平的时间长度。

本文还讨论了相关方法、系统和制品。