[发明专利]具有自校准功能的电容式触摸检测装置

说明书

本发明公开一种电容式触摸检测装置包含一采样电路与一检测与校准电路。该采样电路执行下列步骤：于一时钟信号为一第一准位时充电一电容，在一触摸事件存在时该电容的电容值为一第一电容值，在该触摸事件不存在时该电容的电容值为一第二电容值，该第一电容值大于该第二电容值，该第一电容值相关于一自电容与一触摸电容，该第二电容值与该触摸电容无关；于该时钟信号的一准位转变期间时采样该电容所决定的一电容电压，以产生一采样值；以及于该时钟信号为一第二准位时，放电该电容。该检测与校准电路依据该采样值判断一触摸条件是否被满足以决定该触摸事件是否存在，并依据该采样值判断一校准条件是否被满足以决定是否校准至少一参数。

技术领域

本发明涉及触摸检测装置，尤其涉及电容式触摸检测装置。

背景技术

电容式触摸按键一般采用PCB直接制作的方式直接绘制于PCB板上。根据不同的PCB介质，在PCB板的触摸焊盘与四周GND信号或者GND平面会形成一个自电容C_P，在无触摸事件发生时，该自电容被称为基线电容。当人手触摸按键时，由于人或者触摸物体与触摸按键表面接触时改变了原有的电场，从而改变了原有的电容，人手触摸引起的电容称为C_F，此时触摸按键自电容为C_S，C_S＝C_P+C_F。电容式触摸按键检测技术，就是通过检测触摸按键自电容的变化来判断触摸事件的发生与否。

现有的触摸按键电容变化检测有多种检测方法，包含利用张弛振荡器(Relaxation Oscillator)原理的方法、通过向触摸按键发送电压脉冲以获取对应触摸按键电容的充电电流的方法、采用三频连续扫描的方法、以及差分扫描的方法等。上述利用张弛振荡器与发送电压脉冲的方法是基于对电容充电及/或放电的方式，普遍存在抗干扰能力很弱的缺陷，或者同时还存在功耗大、面积大、硬件成本高的缺陷；此外，触摸按键暴露于外部环境中而易受环境因素与噪声干扰，现有技术仅在芯片初始化时采样实际电容值作为电容触摸按键基础值(即基线电容)，但该实际电容值在各种干扰的影响下会时刻发生变化，导致该基础值有误差。而三频连续扫描或者差分扫描虽然致力于减少噪声干扰，提高信噪比，但却使得结构复杂，特别是电路面积大幅度增大，在功耗增加的同时，也额外的增加了电路成本。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种电容式触摸检测装置，以避免现有技术的问题。

本发明公开了一种具有自校准功能的电容式触摸检测装置，包含一时钟信号提供电路、一采样电路、一检测与校准电路、以及一控制电路。该时钟信号提供电路提供一时钟信号。该采样电路依据该时钟信号执行下列步骤：于该时钟信号为一第一准位时，充电一电容，其中该电容电性连接多个触摸按键的其中之一，在一触摸事件存在时该电容的电容值为一第一电容值，在该触摸事件不存在时该电容的电容值为一第二电容值，该第一电容值大于该第二电容值，该第一电容值相关于一感测电容与一触摸电容，该第二电容值与该触摸电容无关；于该时钟信号的一转变期间时，采样该电容所决定的一电容电压，以产生一采样值，其中该时钟信号于该转变期间由该第一准位变成一第二准位；以及于该时钟信号为该第二准位时，放电该电容。该检测与校准电路依据该采样值判断一触摸条件是否被满足以决定该触摸事件是否存在，并用来依据该采样值判断一校准条件是否被满足以决定是否校准至少一参数，该至少一参数包含以下的至少其中之一：充电该电容的一充电电流的一电流设定值；该感测电容的一电容设定值(例如：基线电容值)；该触摸条件的至少一设定值(例如：触摸阈值、触摸阈值差值)；以及该校准条件的至少一设定值(例如：正向噪声阈值、负向噪声阈值)。该控制电路控制该时钟信号提供电路的运行、该采样电路的运行以及该检测与校准电路的运行。