[发明专利]用于电容式传感设备的传感方法及电路

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于电容式传感设备的传感方法及电路。

背景技术

许多触摸式传感设备被应用在电气或电子装置中，用于获取装置的操作者或使用者的输入，这些触摸式传感设备例如触摸传感屏、触摸传感板以及触摸传感按键。根据触摸传感方式的不同，能够将触摸传感设备分为电容式传感设备、电阻式传感设备以及热传感设备。

电容式传感设备通常检测传感电容的电容值变化来确定其是否被触摸。具体地，电容式传感设备通常具有多个电容式传感元件，其中的每个元件具有传感器极板与接地极板，其作用为两个导电极板。传感器极板与接地极板被分离地设置在介电层下面，以形成传感电容。传感电容的电容值大小取决于传感器极板与接地极板之间耦合的电场的大小。当电容式传感元件被手指触摸时，由于人体效应(human body effect)，传感电容会显著增加，也即，手指会部分地吸收在传感器极板与接地极板之间耦合的电场。

然而，电容式传感设备通常在厨房电器或暴露在各种气候条件下的控制板中使用，因此，这些电容式传感设备容易接触到湿气、水滴或水膜。当电容式传感设备覆有水或其他导电液体时，传感电容的电容值也可能增大，这是由于电场被经由水耗散至接地极板。有些时候，例如当电容式传感设备上覆有一滩水时，传感电容的电容值的这种增加可能大到足以被检测为误触摸(false touch)。因此，对于设备是被手指触摸的情况以及设备覆有水的情况，通常较难分辨。

一种被用于避免误触摸检测的方式使用了附加的用于感应水的防护传感器(guard sensor)。当这种电容式传感设备覆有水时，防护传感器会生成关闭信号，并随后发送该关闭信号给该电容式传感设备的控制单元，例如微控制器(MCU)，这使得整个电容式传感设备被锁定。电容式传感设备的覆有水的区域将不会感应任何触摸，直到水被擦去，而且其他未覆有水的区域也不会感应到任何触摸。因此，被锁定的电容式传感设备将不会生成任何误触摸检测。然而，这种方式要求附加的用于防护传感器的印刷电路板(PCB)面积以及MCU引脚，这增加了生产成本。此外，尽管只有设备的一部分覆有水，但是整个电容式传感设备却都不能够正常工作，这是很不方便的。

发明内容

需要提供一种具有较低成本的用于电容式传感设备的传感方法及电路。

在本发明的一个实施例中，公开了一种电容式传感设备的传感方法。所述电容式传感设备具有多个电容式传感元件，其中的每个电容式传感元件分别地由充电元件充电或放电。所述传感方法包括下述步骤：第一采样步骤，采样所述多个电容式传感元件中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个，以确定所述被采样元件的第一采样时间，其中在所述第一采样步骤期间，所述被采样元件以及所述多个电容式传感元件中至少一个另外的元件被同时地充电或放电；第一比较步骤，将所述被采样元件的所述第一采样时间与参考时间进行比较；以及输出步骤，在所述第一采样时间超过所述参考时间时输出触发信号。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种用于电容式传感设备的电路。所述电容式传感设备具有多个电容式传感元件，其中的每个电容式传感元件分别地由充电元件充电或放电。所述电路包括：采样模块，被配置为采样所述多个电容式传感元件中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个；控制模块，被配置为向所述充电元件提供第一控制信号，用于在第一采样时段期间同时地对所述被采样元件以及所述多个电容式传感元件中的至少一个另外的元件进行充电或放电，并根据所述第一采样时段的所述充电或放电时间中的至少一个生成所述被采样元件的第一采样时间；比较模块，被配置为将所述第一采样时间与参考时间进行比较，并在所述第一采样时间超过所述参考时间时输出触发信号。

本发明的传感方法和电路可以很容易地避免当电容式传感设备覆有水时输出触发信号，并且因而在这种情况下电容式传感元件将不会被锁定。此外，可以略去在传统电路中使用的防护传感器，这促成了较小的PCB面积以及较少的MCU引脚占用。

上文已经概括而非宽泛地给出了本公开内容的特征。此后将描述本公开内容的附加特征，其形成了本发明权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本发明相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本发明的主旨和范围。

附图说明

为了更完整地理解本公开以及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中：