[发明专利]可抓握控制器系统、该控制器的制造方法及传感器系统

说明书

公开了不管诸如手指的对象大小如何而使用互电容传感器和自电容传感器的组合来确定对象是何时与控制器接触的系统和方法。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求于2017年7月27日提交的序列号为62/537,862、名称为“使用次级互电容测量的自电容传感器和传感器阵列灵敏度校准方法”的美国临时专利申请的权益，该美国临时专利申请的内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体涉及接近传感器。更具体地，本公开涉及一种用于通过使用自电容传感器和互电容传感器的组合来确定手指对手动控制器的触碰的系统和方法。

背景技术

存在可适用于当前公开的实施例的触摸传感器的若干设计。有用的是，检查触摸传感器的基础技术以更好地理解任何触摸板可以如何利用当前公开的实施例。

公司的触摸板是互电容感测装置，并且示例如图1中的框图所示。在该触摸板10中，使用X(12)和Y(14)电极的栅格和感测电极16来限定触摸板的触敏区域18。通常，当存在空间限制时，触摸板10是大约16×12电极或8×6电极的矩形栅格。与这些X(12)和Y(14)(或行和列)电极交错的是单个感测电极16。通过感测电极16进行所有位置测量。

公司的触摸板10测量感测线16上的电荷失衡。当没有指向对象在触摸板10上或接近触摸板10时，触摸板电路20处于平衡状态，并且在感测线16上不存在电荷失衡。当指向对象由于对象接近或触摸触摸表面(触摸板10的感测区域18)时的电容耦合而造成失衡时，电极12、14上出现电容变化。测量的是电容变化，而不是电极12、14上的绝对电容值。触摸板10通过测量必须注入到感测线16上以重新建立或重新获得感测线上的电荷平衡的电荷量来确定电容变化。

如下所述，上述系统用于确定手指在触摸板10上或接近触摸板10的位置。该示例描述了行电极12，并且对于列电极14以相同的方式被重复。从行和列电极测量获得的值确定交叉点，该交叉点是在触摸板10上或接近触摸板10的指向对象的形心。

在第一步骤中，利用来自P、N发生器22的第一信号驱动第一组行电极12，并且利用来自P、N发生器的第二信号驱动不同但相邻的第二组行电极。触摸板电路20使用互电容测量装置26从感测线16获得指示哪一个行电极最靠近指向对象的值。然而，在微控制器28的控制下，触摸板电路20还不能确定指向对象位于行电极的哪一侧，而且触摸板电路20也不能确定指向对象的位置距离电极有多远。因此，系统将待驱动的该组电极12移动一个电极。换言之，在该组的一侧上的电极增加，而该组的相对侧上的电极不再被驱动。然后，由P、N发生器22驱动新的组，并且进行对感测线16的第二测量。

根据这两次测量，可以确定指向对象位于行电极的哪一侧以及距离多远。例如，通过使用例程或程序来比较所测量的两个信号的大小，然后执行指向对象位置确定。

公司的触摸板的灵敏度或分辨率远高于行和列电极的16×12栅格所表示的灵敏度或分辨率。分辨率的数量级通常为每英寸960计数或更高。精确的分辨率由部件的灵敏度、相同行和列上的电极12、14之间的间隔以及对本公开并不重要的其他因素确定。使用P、N发生器24对Y或列电极14重复上述过程。

虽然上述触摸板使用X电极12和Y电极14的栅格以及单独的单个感测电极16，但是通过使用多路复用，感测电极也可以是X电极12或Y电极14。

自电容传感器也是本领域普通技术人员已知的。当传感器使用自电容来测量对象与自电容传感器的接近时，在远距离处的较大对象和近距离处的较小对象这两种情况中的每一个在自电容传感器上具有类似的电容负载时，可能难以区分这两种情况之间的差异。例如，在特定的虚拟现实控制器(例如，Cirque公司的VR GRIP^TM)上，因为可能使用各种大小的手指，所以可能难以确定手指是否伸展到VR控制器的传感器上方，或者手指是否实际上处于接触。因此，与接近控制器中的现有技术的状态相比，提供能够确定手指何时接触的控制器将是有利的。