[发明专利]具有多阶段电容测量过程的双电极触摸按钮

说明书

一种使用双电极触摸按钮的内电极的第一自电容测量和双电极触摸按钮的外电极的第二自电容测量来检测双电极触摸按钮是否被按压的方法、装置和系统。该方法、装置和系统鉴于触摸按钮附近存在水而进一步检测双电极触摸按钮是否被按压。

相关申请

本申请是于2018年6月12日提交的第16/006,577号美国非临时申请的国际申请，该非临时申请要求于2018年1月22日提交的第62/620,067号美国临时申请的权益，这两个申请都在此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及感测系统，并且更具体地涉及可配置成即使在潮湿条件下确定触摸按钮是否被按压的电容测量系统。

背景

电容感测系统可感测在电极上生成的电信号，该电信号反映电容变化。电容中的这种变化可指示触摸事件(即，物体对特定电极的接近)。电容式感测元件可用于代替机械按钮、旋钮和其他类似的机械用户接口控件。电容式感测元件的使用允许消除复杂的机械开关和按钮，在恶劣条件下提供可靠操作。此外，电容式感测元件广泛地被用在现代客户应用中，在现有产品中提供用户接口选项。电容式感测元件的范围可以从单个按钮到用于触摸感测表面的以电容式感测阵列的形式布置的大量按钮。

电容式感测阵列和触摸按钮普遍存在于当今的工业和消费者市场中。它们可在蜂窝电话、GPS设备、机顶盒、相机、计算机屏幕、MP3播放器、数字平板电脑等上被找到。电容式感测阵列通过测量电容式感测元件的电容并评估指示导电物体的触摸或存在的电容增量来工作。当导电物体(例如，手指、手或其他物体)与电容式感测元件接触或非常接近时，电容改变并且导电物体被检测到。电容变化可通过电路来测量。电路将对应于电容式感测元件的测量到的电容的信号转换为数字值。测量到的电容通常作为电流或电压被接收，这些电流或电压被积分并转换成数字值。

存在两种典型的电容类型：1)互电容，其中电容感测电路测量耦合到电容感测电路的两个电极之间形成的电容；2)自电容，其中电容感测电路测量一个电极的电容。触控面板具有类型(1)和(2)两种电容的分布式负载，并且一些触控解决方案惟一地或者以其各种感测模式的混合的形式来感测两种电容。

附图简述

在附图的图中，本实施例通过示例而非限制的方式被示出。

图1是示出根据一个实施例的具有双电极触摸按钮和处理设备的电子系统的框图，该电子系统用于即使在潮湿环境下确定触摸按钮是否被按压。

图2A示出了根据一个实施例的单电极触摸按钮以及触摸、无触摸和水滴的等效原理图，该单电极触摸按钮具有被接地屏蔽(ground shield)包围的触敏电极。

图2B示出了根据一个实施例的双电极触摸按钮以及触摸、无触摸和水滴的等效原理图，该双电极触摸按钮具有被有源屏蔽电极(active shield electrode)和接地屏蔽包围的触敏电极。

图2C示出了根据一个实施例的三电极触摸按钮，其具有被有源屏蔽电极、保护电极和接地屏蔽包围的触敏电极。

图3A-3C示出了根据多个实施例的具有不同形状的双电极触摸按钮。

图4是根据一个实施例的测量触摸按钮的电容的电子系统的框图。

图5A是根据一个实施例的第一级中的电容数字转换器(CDC)的第一配置的框图。

图5B是根据一个实施例的第二级中的CDC的第二配置的框图。

图6A-6C示出了根据各种实施例的位于触摸按钮的不同位置处的水滴的三种情况。

图7是根据一个实施例的用于确定双电极触摸按钮是否被按压的多级电容测量过程的流程图。

图8是根据另一实施例的多级电容测量方法的流程图。