CN103376965A - 用于电流镜自电容测量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于电流镜自电容测量的方法和装置。在一个实施例中，一种方法包含将第一电流施加到触摸传感器的电容。在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平。所述方法还包含将第二电流施加到积分电容器。所述第二电流与所述第一电流成比例。在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平。所述方法还包含基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。

Description

用于电流镜自电容测量的方法和装置
技术领域
本发明大体上涉及触摸传感器。
背景技术
触摸传感器可检测(例如)上覆于显示屏幕上的触摸传感器的触敏区域内触摸的存在和位置以及物体(例如，用户的手指或手写笔)的接近。在触敏显示器应用中，触摸传感器可使用户能够直接与显示在屏幕上的内容交互，而不是用鼠标或触摸板来间接地交互。触摸传感器可附接到桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理(PDA)、智能电话、卫星导航装置、便携式媒体播放器、便携式游戏控制台、信息站式计算机、销售点装置或其它合适装置，或提供作为其部分。家用或其它器具上的控制面板可包含触摸传感器。
存在许多不同类型的触摸传感器，例如电阻式触摸屏、表面声波触摸屏以及电容式触摸屏。在本文中，在适当的情况下，对触摸传感器的参考可包含触摸屏，且反之亦然。当物体触摸或进入电容性触摸屏的表面附近时，触摸屏内在触摸或接近的位置处可发生电容变化。触摸传感器控制器可处理电容变化以确定其在触摸屏上的位置。
发明内容
所主张的发明的一方面提供一种方法。所述方法包括：将第一电流施加到触摸传感器的电容，在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平；将第二电流施加到积分电容器，所述第二电流与所述第一电流成比例，在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平；以及基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
所主张的发明的另一方面提供一种计算机可读非暂时性存储媒体。所述计算机可读非暂时性存储媒体包含逻辑，所述逻辑在执行时经配置以：将第一电流施加到触摸传感器的电容，在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平；将第二电流施加到积分电容器，所述第二电流与所述第一电流成比例，在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平；以及基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
所主张的发明的另一方面提供一种装置。所述装置包括测量电路以及计算机可读非暂时性存储媒体。所述计算机可读非暂时性存储媒体耦合到所述测量电路且包含逻辑，所述逻辑在执行时经配置以：将第一电流施加到触摸传感器的电容，在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平；将第二电流施加到积分电容器，所述第二电流与所述第一电流成比例，在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平；以及基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
附图说明
图1说明具有实例触摸传感器控制器的实例触摸传感器。
图2A到2B说明实例自电容测量的实例示意图。
图3说明用于自电容测量的实例电路示意图。
图4A到4D说明用于实例自电容测量的实例波形。
图5说明用于具有低频(LF)噪声抑制的自电容测量的实例电路示意图。
图6A到6D说明用于具有LF噪声抑制的实例自电容测量的实例波形。
图7说明用于实例自电容测量的另一实例电路示意图。
图8A到8B说明用于具有LF噪声抑制的实例电压受限自电容测量的实例波形。
图9说明用于实例自电容测量的另一实例电路示意图。
图10说明用于执行自电容测量的实例方法。
具体实施方式
图1说明具有实例触摸传感器控制器的实例触摸传感器。触摸传感器10和触摸传感器控制器12可检测触摸传感器10的触敏区域内触摸的存在和位置或物体的接近。在本文中，在适当的情况下，对触摸传感器的参考可包含触摸传感器及其触摸传感器控制器两者。类似地，在适当的情况下，对触摸传感器控制器的参考可包含触摸传感器控制器及其触摸传感器两者。在适当的情况下，触摸传感器10可包含一个或一个以上触敏区域。触摸传感器10可包含安置在一个或一个以上衬底上的驱动和感测电极阵列(或单一类型的电极的阵列)，所述衬底可由电介质材料制成。在本文中，在适当的情况下，对触摸传感器的参考可包含触摸传感器的电极及电极安置于其上的衬底两者。或者，在适当的情况下，对触摸传感器的参考可包含触摸传感器的电极，但不包含电极安置于其上的衬底。
电极(不管是接地电极、保护电极、驱动电极还是感测电极)可为形成某一形状(例如圆盘形、正方形、矩形、薄线、其它合适形状，或这些形状的合适组合)的导电材料区域。一个或一个以上导电材料层中的一个或一个以上切口可(至少部分地)形成电极的形状，且所述形状的区域可(至少部分地)由那些切口定界。在特定实施例中，电极的导电材料可大约占据其形状的面积的100％。作为实例而非限制，在适当的情况下，电极可由氧化铟锡(ITO)制成，且所述电极的ITO可大约占据其形状的面积的100％(有时称为100％填充)。在特定实施例中，电极的导电材料可大体上占据其形状的面积的小于100％。作为实例而非限制，电极可由金属或其它导电材料的细线(FLM)制成，例如铜、银或基于铜或银的材料，且导电材料的细线可大约占据影线、网格或其它合适图案中的其形状的面积的5％。在本文中，在适当的情况下，对FLM的参考包含此材料。尽管本发明描述或说明由形成具有特定图案的有特定填充百分比的特定形状的特定导电材料制成的特定电极，但本发明包含由形成具有任何合适图案的有任何合适填充百分比的任何合适形状的任何合适导电材料制成的任何合适电极。
在适当的情况下，触摸传感器的电极(或其它元件)的形状可整个或部分地组成触摸传感器的一个或一个以上宏特征。那些形状的实施方案的一个或一个以上特性(例如，形状内的导电材料、填充物或图案)可整体或部分地组成触摸传感器的一个或一个以上微特征。触摸传感器的一个或一个以上宏特征可确定其功能性的一个或一个以上特性，且触摸传感器的一个或一个以上微特征可确定触摸传感器的一个或一个以上光学特征，例如透射率、折射率或反射率。
机械堆叠可含有衬底(或多个衬底)，以及形成触摸传感器10的驱动或感测电极的导电材料。作为实例而非限制，机械堆叠可在覆盖面板下面包含第一光学透明粘合剂(OCA)层。覆盖面板可为透明的，且由适合重复触摸的弹性材料(例如玻璃、聚碳酸酯或聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA))制成。本发明包含由任何合适材料制成的任何合适覆盖面板。第一OCA层可安置于覆盖面板与具有形成驱动或感测电极的导电材料的衬底之间。机械堆叠还可包含第二OCA层以及电介质层(其可由PET或另一合适材料制成，类似于具有形成驱动或感测电极的导电材料的衬底)。作为替代方案，在适当的情况下，可施加电介质材料的薄涂层，而不是第二OCA层和电介质层。第二OCA层可安置在具有组成驱动或感测电极的导电材料的衬底与电介质层之间，且电介质层可安置在第二OCA层与到包含触摸传感器10和触摸传感器控制器12的装置的显示器的气隙之间。仅作为实例而非限制，覆盖面板可具有大约为1毫米(mm)的厚度；第一OCA层可具有大约0.05mm的厚度；具有形成驱动或感测电极的导电材料的衬底可具有大约0.05mm的厚度；第二OCA层可具有大约0.05mm的厚度；且电介质层可具有大约0.05mm的厚度。尽管本发明描述具有由特定材料制成且具有特定厚度的特定数目个特定层的特定机械堆叠，但本发明包含具有由任何合适材料制成且具有任何合适厚度的任何合适数目个任何合适层的任何合适机械堆叠。作为实例而非限制，在特定实施例中，粘合剂或电介质的层可代替上文所述的电介质层、第二OCA层和气隙，其中不存在到显示器的气隙。
触摸传感器10的衬底的一个或一个以上部分可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或另一合适材料制成。本发明包含具有由任何合适材料制成的任何合适部分的任何合适衬底。在特定实施例中，触摸传感器10中的驱动或感测电极可整体或部分地由ITO制成。在特定实施例中，触摸传感器10中的驱动或感测电极可由金属或其它导电材料的细线制成。作为实例而非限制，导电材料的一个或一个以上部分可为铜或基于铜的，且具有大约5微米(μm)或以下的厚度以及大约10μm或以下的宽度。作为另一实例，导电材料的一个或一个以上部分可为银或基于银的，且类似地具有大约5μm或以下的厚度以及大约10μm或以下的宽度。本发明包含由任何合适材料制成的任何合适电极。
触摸传感器10可实施电容形式的触摸感测。在互电容实施方案中，触摸传感器10可包含形成电容性节点阵列的驱动和感测电极阵列。驱动电极和感测电极可形成电容性节点。形成电容性节点的驱动和感测电极可彼此靠近，但彼此不形成电接触。代替地，驱动和感测电极可在其之间的空间上彼此电容性地耦合。施加到驱动电极(通过触摸传感器控制器12)的脉冲或交流电压可在感测电极上感应电荷，且所感应的电荷的量可易受外部影响(例如，触摸或物体的接近)。当物体触摸或接近电容性节点时，电容变化可在电容性节点处发生，且触摸传感器控制器12可测量电容变化。通过测量整个阵列上的电容变化，触摸传感器控制器12可确定触摸传感器10的触敏区域内的触摸或接近的位置。
在自电容实施方案中，触摸传感器10可包含可各自形成电容性节点的电极的阵列。当物体触摸或接近电容性节点时，自电容变化可在电容性节点处发生，且触摸传感器控制器12可测量电容变化，例如使电容性节点处的电压升高预定量所需的电荷量的变化。正如互电容实施方案，通过测量整个阵列上的电容变化，触摸传感器控制器12可确定触摸传感器10的触敏区域内的触摸或接近的位置。在适当的情况下，本发明包含任何合适形式的电容性触摸感测。
在特定实施例中，一个或一个以上驱动电极可一起形成水平或垂直或在任何合适定向上铺设的驱动线。类似地，一个或一个以上感测电极可一起形成水平或垂直或在任何合适定向上铺设的感测线。在特定实施例中，驱动线可大体上垂直于感测线铺设。在本文中，在适当的情况下，对驱动线的参考可包含组成驱动线的一个或一个以上驱动电极，且反之亦然。类似地，在适当的情况下，对感测线的参考可包含组成感测线的一个或一个以上感测电极，且反之亦然。
触摸传感器10可具有以某一图案安置在单个衬底的一侧上的驱动和感测电极。在此配置中，越过其间的空间彼此电容性耦合的一对驱动和感测电极可形成电容性节点。对于自电容实施方案，电极可以某一图案安置在单个衬底上。除具有以某一图案安置在单个衬底的一侧上的驱动和感测电极之外或作为其替代方案，触摸传感器10可具有以某一图案安置在衬底的一侧上的驱动电极以及以某一图案安置在衬底的另一侧上的感测电极。此外，触摸传感器10可具有以某一图案安置在一个衬底的一侧上的驱动电极以及以某一图案安置在另一衬底的一侧上的感测电极。在此些配置中，驱动电极与感测电极的交叉点可形成电容性节点。此交叉点可为驱动电极和感测电极在其相应的平面中彼此“交叉”或最接近的位置。驱动和感测电极不彼此电接触，而是其越过交叉点处的电介质彼此电容性耦合。尽管本发明描述形成特定节点的特定电极的特定配置，但本发明包含形成任何合适节点的任何合适电极的任何合适配置。此外，本发明包含以任何合适图案安置在任何合适数目的任何合适衬底上的任何合适电极。
如上文所述，触摸传感器10的电容性节点处的电容变化可指示电容性节点的位置处的触摸或接近性输入。触摸传感器控制器12可检测并处理电容变化，以确定触摸或接近性输入的存在和位置。触摸传感器控制器12可接着将关于触摸或接近性输入的信息传送到包含触摸传感器10和触摸传感器控制器12的装置的一个或一个以上其它组件(例如一个或一个以***处理单元(CPU))，其可通过起始装置的功能(或在装置上运行的应用程序)来响应所述触摸或接近性输入。尽管本发明描述相对于特定装置和特定触摸传感器具有特定功能性的特定触摸传感器控制器，但本发明包含相对于任何合适装置和任何合适触摸传感器具有任何合适功能性的任何合适触摸传感器控制器。
触摸传感器控制器12可为一个或一个以上集成电路(IC)，例如通用微处理器、微控制器、可编程逻辑装置或阵列，专用IC(ASIC)。在特定实施例中，触摸传感器控制器12包括模拟电路、数字逻辑以及数字非易失性存储器。在特定实施例中，如下文所述，触摸传感器控制器12安置在接合到触摸传感器10的衬底的柔性印刷电路(FPC)上。在适当的情况下，FPC可为有源的或无源的。在特定实施例中，多个触摸传感器控制器12安置在FPC上。触摸传感器控制器12可包含处理器单元、驱动单元、感测单元和存储单元。驱动单元可将驱动信号供应到触摸传感器10的驱动电极。感测单元可感测触摸传感器10的电容性节点处的电荷，且将表示电容性节点处的电容的测量信号提供给处理器单元。处理器单元可控制驱动单元将驱动信号供应到驱动电极，且处理来自感测单元的测量信号以检测并处理触摸传感器10的触敏区域内触摸或接近性输入的存在和位置。处理器单元还可跟踪触摸传感器10的触敏区域内的触摸或接近性输入的位置的变化。存储单元可存储编程以供处理器单元执行，在适当的情况下，包含用于控制驱动单元将驱动信号供应到驱动电极的编程、用于处理来自感测单元的测量信号的编程，以及其它合适编程。尽管本发明描述具有具特定组件的特定实施方案的特定触摸传感器控制器，但本发明包含具有具任何合适组件的任何合适实施方案的任何合适触摸传感器控制器。
安置在触摸传感器10的衬底上的导电材料迹线14可将触摸传感器10的驱动或感测电极耦合到连接垫16，连接垫16也安置在触摸传感器10的衬底上。如下文所述，连接垫16促进迹线14到触摸传感器控制器12的耦合。迹线14可延伸到触摸传感器10的触敏区域中或周围(例如，在其边缘处)。特定迹线14可提供用于将触摸传感器控制器12耦合到触摸传感器10的驱动电极的驱动连接，通过所述驱动连接，触摸传感器控制器12的驱动单元可将驱动信号供应到驱动电极。其它迹线14可提供用于将触摸传感器控制器12耦合到触摸传感器10的感测电极的感测连接，通过所述感测连接，触摸传感器控制器12的感测单元可感测触摸传感器10的电容性节点处的电荷。迹线14可由金属或其它导电材料的细线制成。作为实例而非限制，迹线14的导电材料可为铜或基于铜的，且具有大约100μm或以下的宽度。作为另一实例，迹线14的导电材料可为银或基于银的，且具有大约100μm或以下的宽度。在特定实施例中，除金属或其它导电材料的细线之外或作为其替代方案，迹线14可整体或部分地由ITO制成。尽管本发明描述由具有特定宽度的特定材料制成的特定迹线，但本发明包含由具有任何合适宽度的任何合适材料制成的任何合适迹线。除迹线14之外，触摸传感器10可包含终止于触摸传感器10的衬底的边缘处的接地连接件(其可为连接垫16)的一个或一个以上接地线(类似于迹线14)。
连接垫16可在触摸传感器10的触敏区域外部，沿衬底的一个或一个以上边缘定位。如上文所述，触摸传感器控制器12可在FPC上。连接垫16可由与迹线14相同的材料制成，且可使用各向异性导电膜(ACF)接合到FPC。连接18可包含FPC上的将触摸传感器控制器12耦合到连接垫16的导电线，连接垫16又将触摸传感器控制器12耦合到迹线14，且耦合到触摸传感器10的驱动或感测电极。在另一实施例中，连接垫16可连接到机电连接件(例如，零***力线到板连接件)；在此实施例中，连接18可不需要包含FPC。本发明包含触摸传感器控制器12与触摸传感器10之间的任何合适连接18。
图2A到2B说明实例自电容测量的示意图。在图2A的实例中，触摸传感器的电极24耦合到测量电路20。如下文所述，电极24形成到接地的电容，其分布在空间中。在特定实施例中，到接地的电容可包含多个元素，例如硅中的迹线的电容、印刷电路板(PCB)上的迹线、由导电材料(ITO，铜网格等)制成的电极24，或提供触摸输入的物体。电极24具有通过流电或电容性连接到接地的周围物体到接地的电容性耦合。如上文所述，触摸传感器控制器的测量电路20发射驱动信号，并通过电极24感测指示例如来自手指22的触摸或接近性输入的信号。在特定实施例中，触摸传感器控制器的测量电路20产生由电极24发射的驱动信号，并感测到接地的电容。周围材料的电容至少部分地包含电极24与接地之间的电容，其中手指22提供触摸或接近性输入。作为实例而非限制，由提供触摸或接近性输入的手指22提供的电容可增加电极24所感测的电容的5％到10％。
在图2B的实例中，由电极24发射的驱动信号产生从电极24发出到触摸传感器的信号接地的电场。所述信号接地流电或电容性地耦合到接地。手指22的存在影响电场，且又影响测量电路20在电极24处感测到的电荷的量。随着手指22接近电极24，测量电路20所检测到的电极24与接地之间的电容增加。尽管本发明描述与触摸传感器控制器集成的测量电路，但本发明包含作为离散电路或任何合适电路的部分的测量电路。
图3说明用于自电容测量的实例电路示意图。自电容测量电路20通过测量电容CX来确定图3的实例中示意性地说明的触摸传感器电容的变化。在特定实施例中，测量电容CX可部分地形成于触摸传感器的电极与电容性地或流电耦合到接地的触摸物体(例如手指)之间。作为实例而非限制，触摸传感器的导电材料可包含触摸传感器的迹线、引脚或内部网络的部分。如上文所述，触摸传感器的电极通过由电极发射的电场来感测电极与接地之间的电容，其中手指提供触摸或接近性输入。
测量电容CX的包含电极的至少一部分的部分分别通过开关S1和S2耦合到电流镜30的输入或接地。在其它特定实施例中，开关S2可耦合到电压而不是接地。电流镜30是四端子电路，其在充当可调整电流源的输出节点处产生流入或流出电流，其与流入或流出充当电流感测模块的输入节点的电流成比例。电流镜30的充当电流感测模块的输出通过开关S3耦合到积分电容器CS。电流镜30的充当电流感测模块的输入感测通过电流镜30的电流感测模块的输出施加到测量电容CX的电流。通过电流镜30的电流源输出将与电流镜30的电流感测输入处所感测到的电流成比例的电流从可调整电流源的输入施加到积分电容器CS。作为实例而非限制，施加到测量电容CX的电流与施加到积分电容器CS的电流的比率大体上为N∶1，其中N可为不同于1的值。积分电容器CS处的电压为到模/数转换器(ADC)32的输入。尽管本发明描述并说明用于自电容测量电路的特定组件的特定布置，但本发明包含用于自电容测量电路的任何合适组件的任何合适布置，例如代替电流镜的电流源。此外，本发明包含将任何合适电流施加到测量电容和积分电容器，例如固定电流、受限电流，或具有施加到测量电容的电流与施加到积分电容器的电流之间的任何合适关系的电流。
图4A到4D说明随着时间的过去用于实例自电容测量的测量电容和积分电容器的实例波形。图4A到4D说明用于在自电容测量电路正以突发模式操作时在积分电容器CS上累积电荷的两个循序电荷循环或突发，如下文所述。图4A到4D中在线X的左侧说明单次电荷转移的时序图。如上文所述，触摸传感器的电极上的触摸或接近性输入影响测量电容CX处的电荷量，且又影响电压。在图4A的实例中，修改测量电容CX的电荷，从而使得测量电容CX处的电压为参考电压电平。作为实例而非限制，参考电压电平可为接地。在特定实施例中，测量电容CX通过开关S2耦合到接地，如图3中所说明。在图4B的实例中，修改积分电容器CS的电荷量，从而使得积分电容器CS处的电压为接地。在特定实施例中，积分电容器CS通过开关S4耦合到接地，如图3的实例中所说明。
在图4C的实例中，在将测量电容CX和积分电容器CS设定为参考电压电平之后，将电流施加到测量电容CX。将电流施加到测量电容CX将测量电容CX处的电压从参考电压电平修改为预定电压电平，如图4A的实例中所说明。作为实例而非限制，测量电容CX处的参考电压电平为接地，且预定电压电平为VDD减去电流镜的电压降。作为另一实例，所施加的电流大体上完全充电测量电容CX。在特定实施例中，通过将测量电容CX耦合到电压源来将电流施加到测量电容CX，且所述电流由电流镜30的电流感测输入感测以大体上完全充电测量电容CX，如图3的实例中所说明。
通过电流镜30的电流感测模块对测量电容CX的充电导致用与施加到测量电容CX的电荷量成比例的电流对积分电容器CS进行充电。积分电容器CS的充电继续，直到CX上的电压大体上等于预定电压电平为止，如图4D的线X的左侧所说明。作为实例而非限制，可将测量电容CX充电到触摸传感器的供应电压或某一其它电压。在特定实施例中，施加到积分电容器CS的电流与施加到测量电容CX的电流成比例。作为实例而非限制，施加到积分电容器CS的电流低于施加到测量电容CX的电流。
所施加的电流将积分电容器CS处的电压从参考电压电平修改为充电电压电平，如图4B的线X的左侧所说明。积分电容器CS处的充电电压电平部分地取决于触摸传感器的电极处是否发生触摸或接近性输入。如上文所述，触摸传感器的电极处的触摸或接近性输入增加测量电容CX的测得电容。测量电容CX的测得电容的增加增加了施加到测量电容CX的电荷的量，且又增加了施加到积分电容器CS的电荷的量，从而影响积分电容器CS处的充电电压电平。在特定实施例中，将电流施加到积分电容器CS，同时将电流施加到测量电容CX，并通过电流镜的电流感测输入来感测，如图4A到4B的实例中所说明。作为实例而非限制，在比电极的电阻器-电容器(RC)时间常数长的时间内将电流施加到测量电容CX。
在图4C的实例中，在施加电流之后，将测量电容CX处的电压从预定电压电平修改为参考电压电平。在图3的实例中，自电容测量电路通过将测量电容CX耦合到接地来使测量电容CX的电荷放电。在特定实施例中，参考电压电平与积分电容器CS处的充电电压电平之间的差由ADC测量，且对是否已发生触摸或接近性输入的确定可基于所述差。
在特定实施例中，可以突发模式操作自电容电路。在突发模式下，多次执行在对测量电容CX的充电和放电的同时对积分电容器CS充电。在图4D的实例中，测量电容CX的每一充电循环(即充电和放电)将电流施加到积分电容器CS。在图4B的实例中，每次将电荷施加在积分电容器CS上均增加积分电容器CS处的电压。在特定实施例中，可多次对测量电容CX充电，直到积分电容器CS处的电压大体上等于预定阈值电压电平为止。在此情况下，测量电容CX的充电循环的数目可为用以确定电极处是否已发生触摸或接近性输入的信号。
表1说明用于图4A到4D中所说明的实例自电容测量的实例操作序列。步骤3将电流施加到测量电容CX和积分电容器CS，其将积分电容器CS处的电压修改为充电电压电平。如上文所述，积分电容器CS的充电电压电平部分地取决于触摸传感器的电极上是否存在触摸或接近性输入。步骤5到6测量积分电容器CS的充电电压电平，且使测量电容CX放电，如上文所述。在特定实施例中，通过闭合开关S2来使测量电容CX放电。在其它特定实施例中，将步骤2到5执行对应于突发长度的次数。重复在测量电容CX和积分电容器CS上施加电流增加了积分电容器CS处的电压。尽管本发明描述并说明表1中的步骤的特定序列，但本发明包含用于执行自电容测量的步骤的任何合适序列。
步骤 S1 S2 S3 S4 描述
1 关 开 关 开 初始放电状态-所有电容器完全放电
2 开 关 关 关 浮动状态
3 开 关 开 关 将电流施加到测量电容CX和积分电容器CS
4 关 关 关 关 当测量电容CX大体上完全充电时，断开电流源
5 关 开 关 关 使测量电容CX放电
6 关 关 关 关 用ADC测量积分电容器CS上的电压
表1
图5说明用于具有LF噪声抑制的自电容测量的实例电路示意图。自电容测量电路20通过测量电容CX来确定图5的实例中示意性地说明的触摸传感器电容的变化。如上文所述，测量电容CX可部分地形成于触摸传感器的电极与电容性地或流电耦合到接地的触摸物体之间。测量电容CX的包含电极的部分分别通过开关S1和S2耦合到电流镜30的电流感测模块或接地。测量电容CX通过开关S5耦合到电流镜34的电流感测模块。电流镜34的可调整电流源耦合到电流镜36的电流感测模块。
电流镜30和电流镜36的电流源输出分别通过开关S3和S4将电流施加到积分电容器CS。在特定实施例中，由电流镜30的电流源输出施加到积分电容器CS的电流与施加到测量电容CX且由电流镜30的电流感测输入感测的电流成比例。在其它特定实施例中，由电流镜36的电流源输出施加到积分电容器CS的电流与施加到测量电容CX且由电流镜34的电流感测输入感测的电流成比例。作为实例而非限制，电流镜36的电流源输出以施加到测量电容CX且由电流镜34的电流感测输入感测的电流的某一比率将电流施加到积分电容器CS。作为另一实例，施加到测量电容CX的电流与施加到积分电容器CS的电流的比率大体上为N∶1，其中N为不同于1的值。积分电容器CS通过开关S6耦合到接地。尽管本发明描述并说明用于自电容测量电路的特定组件的特定布置，但本发明包含用于自电容测量电路的任何合适组件的任何合适布置。
图6A到6D说明随着时间的用于具有LF噪声抑制的实例自电容测量的测量电容和积分电容器的实例波形。图6A到6D说明用于在自电容测量电路正以突发模式操作时在积分电容器CS上累积电荷的循序充电循环或突发，如下文所述。如上文所述，触摸传感器的电极上的触摸或接近性输入影响测量电容CX处的电荷量，且又影响电压。在图6A的实例中，修改测量电容CX的电荷，从而使得测量电容CX处的电压为参考电压电平。作为实例而非限制，参考电压电平可为接地。在特定实施例中，测量电容CX通过开关S2耦合到接地，如图5中所说明。在图6B的实例中，修改积分电容器CS的电荷量，从而使得积分电容器CS处的电压为接地。在特定实施例中，积分电容器CS通过开关S6耦合到接地，如图5的实例中所说明。
在图6C的实例中，在将测量电容CX和积分电容器CS设定为参考电压电平之后，将电流施加到测量电容CX。电流的施加将测量电容CX处的电压从参考电压电平修改为预定电压电平，如图6A的实例中所说明。作为实例而非限制，测量电容CX处的参考电压电平为接地，且预定电压电平为VDD减去电流镜的电压降。作为另一实例，施加到测量电容CX的电荷的量大体上完全充电测量电容CX的电容。在特定实施例中，通过经由电流镜30的电流感测输入将测量电容CX耦合到电压源来将电流施加到测量电容CX，以大体上完全充电测量电容CX，如图5的实例中所说明。
将电流施加到测量电容CX还在电流被施加到测量电容CX的同时将电流施加到积分电容器CS，如图6D的实例中所说明。在特定实施例中，施加到积分电容器CS的电流与施加到测量电容CX的电流成比例。作为实例而非限制，施加到积分电容器CS的电流低于施加到测量电容CX的电流。将电流施加到积分电容器CS将积分电容器CS处的电压从参考电压电平修改为充电电压电平，如图6B的实例中所说明。积分电容器CS处的充电电压电平部分地取决于触摸传感器的电极处是否发生触摸或接近性输入。如上文所述，触摸传感器的电极处的触摸或接近性输入增加测量电容CX。测量电容CX的增加增加了施加到测量电容CX和积分电容器CS的电荷量，从而影响充电电压电平。在特定实施例中，通过经由电流镜30的电流感测输入将测量电容CX耦合到电压源来将电流施加到测量电容CX，直到测量电容CX的电容大体上完全充电为止，如图5的实例中所说明。
在图6A的实例中，在施加电流之后，将测量电容CX处的电压从预定电压电平修改为参考电压电平。在图5的实例中，自电容测量电路将电流施加到测量电容CX，且通过电流镜34的电流感测输入来感测。在图6C的实例中，与由电流镜30的电流感测输入所感测的电流相比，相对于测量电容CX，由电流镜34的电流感测输入感测的电流是在相反方向上。作为实例而非限制，由电流镜30的电流感测输入感测的电流对测量电容CX充电，且由电流镜34的电流感测输入感测的电流使测量电容CX放电。在图6D的实例中，将电流施加到测量电容CX导致将电流施加到积分电容器CS。通过电流镜36将电流施加到积分电容器CS将积分电容器CS处的电压从参考电压电平修改为第二充电电压电平，如图6B的实例中所说明。作为实例而非限制，通过电流镜34施加到测量电容CX的电流与通过电流镜36施加到积分电容器CS的电流的比率大体上为N∶1，其中N为不同于1的值。作为另一实例，由电流镜36的电流感测输入感测的电流大体上等于电流镜36的电流源输出的电流。
LF噪声可破坏通过触摸传感器的电极检测到的输入。作为实例而非限制，LF噪声可源自以50到60Hz操作的触摸传感器的有源干线。作为另一实例，LF噪声可具有较大振幅，例如100伏或以上。在电荷转移期间，LF噪声源可在测量电容CX上注入某一量的电荷。取决于LF噪声是位于LF波形的下降斜坡还是上升斜坡上，所注入的电荷添加或减去进入测量电容CX中的电荷，作为对由测量电路执行的对测量电容CX的充电的修改的偏移。在执行循序测量时的情况下，由LF噪声源添加或减去的电荷表现为来自测量电容CX的信号的共模移位。取决于测量频率，共模移位可修改来自测量电容CX的信号的振幅或极性。
测量电容CX的充电和放电时存在的LF噪声经观察为电流的两次施加的信号中的共模偏移。对于在相对较短的时间周期内执行的测量，所引起的LF噪声对于电流的每次施加具有大体上相同的极性和振幅。共模偏移可具有低于测量频率的频率且导致信号波动。如上文所述，通过使施加到测量电容CX的电流的方向(即充电和放电)反转，从而减去测量电容CX上所引起的LF噪声来抑制差分自电容测量的噪声偏移。积分电容器CS处的测得电压大体上无测量电容CX处所引起的LF噪声。
表2说明用于图6A到6D中所说明的实例自电容测量的实例操作序列。步骤3将电流施加到测量电容CX和积分电容器CS，其将积分电容器CS处的电压修改为充电电压电平。如上文所述，充电电压电平部分地取决于触摸传感器的电极上是否存在触摸或接近性输入。步骤5施加电流以使测量电容CX放电，且进一步为积分电容器CS充电，其将积分电容器CS处的电压修改为第二充电电压电平。步骤7测量积分电容器CS处的电压，如上文所述。在特定实施例中，将步骤2到5执行对应于突发长度的次数。如上文所述，重复在测量电容CX和积分电容器CS上施加电流增加了积分电容器CS处的电压。尽管本发明描述并说明表2中的步骤的特定序列，但本发明包含用于执行具有LF噪声抑制的自电容测量的步骤的任何合适序列。
Figure BDA00003042291600121
表2
图7说明具有LF噪声抑制的实例电压受限自电容测量的实例电路示意图。自电容测量电路20通过测量电容CX来确定图7的实例中示意性地说明的触摸传感器电容的变化。如上文所述，测量电容CX可部分地形成于触摸传感器的电极与电容性地或流电耦合到接地的触摸物体之间。测量电容CX的包含电极的部分分别通过开关S5和S2耦合到电流镜36的输入或接地。测量电容CX分别通过开关S3和S1耦合到电流镜34的电流感测模块和供应电压VDD。测量电容CX处的电压为到比较器38的输入。比较器38的另一输入分别通过开关S7和S8耦合到电压VH和电压VL。比较器38的输出耦合到控制单元40。在特定实施例中，控制单元40可为异步的，使得当比较器38的输出的状态翻转时，控制单元30大体上立即中断到积分电容器CS的电流。比较器翻转事件与到积分电容器CS的电流的中断之间的不一致延迟可导致受破坏的信号。
电流镜30和电流镜36的电流源输出分别通过开关S4和S6将电流施加到积分电容器CS。在特定实施例中，通过电流镜30和电流镜36的电流源输出施加到积分电容器CS的电流与通过分别由电流镜34和电流镜36的电流感测输入感测的电流施加到测量电容CX的电流成比例。作为实例而非限制，电流镜30和电流镜36可经配置以将作为分别由电流镜34和电流镜36的电流感测输入感测的施加到测量电容CX的电流的某一比率的电流施加到积分电容器CS。作为另一实例，施加到测量电容CX的电流与施加到积分电容器CS的电流的比率大体上为N∶1，其中N为不同于1的值。积分电容器CS通过开关S9耦合到接地。尽管本发明描述并说明用于自电容测量电路的特定组件的特定布置，但本发明包含用于自电容测量电路的任何合适组件的任何合适布置。
图8A到8B说明随着时间的过去用于具有LF噪声抑制的实例电压受限自电容测量的测量电容和积分电容器的实例波形。在图8A的实例中，修改测量电容CX的电荷量，从而使得测量电容CX处的电压为参考电压。作为实例而非限制，参考电压可为接地。在特定实施例中，测量电容CX通过开关S2耦合到接地，如图7中所说明。在图8B的实例中，修改积分电容器CS的电荷，从而使得积分电容器CS处的电压为接地。在特定实施例中，积分电容器CS通过开关S9耦合到接地，如图7的实例中所说明。
在将测量电容CX和积分电容器CS设定为参考电压电平之后，将电流施加到测量电容CX。将电流施加到测量电容CX将测量电容CX处的电压从参考电压电平修改为预定电压电平，如图8A的实例中所说明。作为实例而非限制，测量电容CX处的参考电压电平为接地，且预定电压电平为VDD减去电流镜的电压降。作为另一实例，施加到测量电容CX的电荷的量大体上完全充电测量电容CX。在特定实施例中，通过经由电流镜36的电流感测输入将测量电容CX耦合到电压源来施加电流，以大体上完全充电测量电容CX，如图7的实例中所说明。
在将电流施加到测量电容CX的同时将电流施加到积分电容器CS，且将电压VH耦合到比较器的输入。随着将测量电容CX处的电压从参考电压电平修改为大体上等于电压VH，比较器的输出切换状态，且控制单元中断电流到积分电容器CS的施加。将电流施加到积分电容器CS导致将积分电容器CS处的电压从参考电压电平修改为充电电压电平，如图6B的实例中所说明。积分电容器CS处的充电电压电平部分地取决于触摸传感器的电极处是否发生触摸或接近性输入以及电压VH的值。在特定实施例中，施加到测量电容CX的电流与施加到积分电容器CS的电流成比例。在特定实施例中，通过经由电流镜30的电流感测输入将测量电容CX耦合到电压源来将电流施加到积分电容器CS，如图7的实例中所说明。继续将电流施加到测量电容CX，直到测量电容CX大体上完全充电且测量电容CX处的电压大体上等于预定电压电平为止。
在图8A的实例中，在施加电荷之后，将测量电容CX处的电压从预定电压电平修改为参考电压电平。在图7的实例中，电压受限自电容测量电路将电流施加到测量电容CX，所述电流由电流镜34的电流感测输入感测。在将电流施加到测量电容CX的同时将电流施加到积分电容器CS，且电压VL耦合到比较器的输入。通过电流镜36的输出将电流施加到积分电容器CS导致将积分电容器CS处的电压从参考电压电平修改为第一充电电压电平，如图8B的实例中所说明。
随着将测量电容CX处的电压从预定电压电平修改为大体上等于电压VL，比较器的输出切换状态，且控制单元中断电流到积分电容器CS的施加。通过电流镜30的电流源输出将电流施加到积分电容器CS导致将积分电容器CS处的电压从第一充电电压电平修改为第二充电电压电平，如图8B的实例中所说明。继续将电流施加到测量电容CX，直到测量电容CX处的电压大体上等于参考电压电平。与由电流镜30的电流感测输入感测的电流相比，相对于测量电容CX，由电流镜34的电流感测输入感测的电流是在相反方向上。作为实例而非限制，施加到测量电容CX的电流与施加到积分电容器CS的电流的比率大体上为N∶1，其中N为不同于1的值。
如上文所述，LF噪声可破坏来自测量电容CX的信号。在执行循序测量时的情况下，从LF噪声源添加或减去的电荷将表现为来自测量电容CX的信号的共模移位。取决于测量频率，共模移位可修改来自测量电容CX的信号的振幅或极性。如上文所述，通过使施加到测量电容CX的电流的方向(即充电和放电)反转且测量积分电容器CS处的电压来抑制差分自电容测量的噪声偏移。
表3说明用于图8A到8B中所说明的具有LF噪声抑制的实例电压受限自电容测量的实例操作序列。步骤3到5将电流施加到测量电容CX和积分电容器CS，其将测量电容CX处的电压修改为预定电压电平，且将积分电容器CS处的电压修改为充电电压电平。如上文所述，当测量电容CX处的电压大体上等于电压VH时，中断到积分电容器CS的电流。步骤7到9施加电流以使测量电容CX放电，且进一步对积分电容器CS充电，使得测量电容CX处的电压到达参考电压电平，且积分电容器CS处的电压为第二充电电压电平。如上文所述，当测量电容CX处的电压大体上等于电压VL时，中断到积分电容器CS的电流。在特定实施例中，将步骤2到9执行对应于突发长度的次数。如上文所述，重复在测量电容CX和积分电容器CS上施加电流增加了积分电容器CS处的电压。尽管本发明描述并说明表3中的步骤的特定序列，但本发明包含用于执行具有LF噪声抑制的电压受限自电容测量的步骤的任何合适序列。
Figure BDA00003042291600151
表3
图9说明用于使用差分ADC的自电容测量的实例电路示意图。具有差分ADC42的自电容测量电路20通过测量电容CX来确定图9的实例中示意性地说明的触摸传感器电容的变化。如上文所述，测量电容CX可部分地形成于触摸传感器的电极与触摸传感器的电容性地或流电耦合到接地的其它周围导电材料(未图示)之间。测量电容CX的包含电极的部分分别通过开关S1和S2耦合到电流镜30或接地。
积分电容器CS分别通过开关S3和S4耦合到电流镜30的电流源输出和接地。在特定实施例中，由电流镜30的电流源输出施加到积分电容器CS的电流与施加到测量电容CX且由电流镜30的电流感测输入感测的电流成比例。作为实例而非限制，电流镜30可经配置以将作为施加到测量电容CX的电流的某一比率的电流施加到积分电容器CS。作为另一实例，施加到测量电容CX的电流与施加到积分电容器CS的电流的比率大体上为N∶1，其中N为不同于1的值。积分电容器CS处的电压为到差分ADC 42的输入。到差分ADC 42的另一输入为电压VMAX和电压VREF。
差分ADC 42经配置以在高于转换阈值电平的范围内对数据执行模/数转换。差分ADC 42补偿测量电容CX的恒定电容分量的影响，且降低差分ADC 42的所需分辨率。作为实例而非限制，通过将差分ADC 42的输入设定为转换阈值电平，差分ADC 42从测得信号减去转换阈值电平。在特定实施例中，转换阈值电平由电压VREF界定，且范围由电压VMAX界定。通过限制数字转换数据的范围，差分ADC 40能够增加受限范围内的数据的分辨率。在特定实施例中，可将转换阈值电平设定为对应于触摸值的值。作为实例而非限制，具有触摸输入的积分电容器CS处的电压的差可为1.6V，转换阈值电平由电压VREF界定，且范围由电压VMAX界定，其可分别设定为1.5V和0.5V。尽管本发明描述并说明用于使用差分ADC的自电容测量电路的特定组件的特定布置，但本发明包含用于电压受限差分自电容测量电路的任何合适组件的任何合适布置。
图10说明用于执行自电容测量的实例方法。所述方法可在步骤100处开始，其中将第一电流施加到触摸传感器的电容。在第一时间量内将第一电流施加到电容将电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平。步骤102将第二电流施加到积分电容器。第二电流与第一电流成比例，且在第一时间量内将第二电流施加到积分电容器将积分电容器处的电压从参考电压电平修改为第一充电电压电平。在步骤104处，基于第一充电电压电平确定是否已发生到触摸传感器的触摸输入，此时方法可结束。尽管本发明将图10的方法的特定步骤描述并说明为以特定次序发生，但本发明包含图10的方法的任何合适步骤以任何合适次序发生。此外，尽管本发明描述并说明进行图10的方法的特定步骤的特定组件，但本发明包含进行图10的方法的任何合适步骤的任何合适组件的任何合适组合。
在本文中，对计算机可读存储媒体的参考包含一个或一个以上非暂时性、有形计算机可读存储媒体处理结构。作为实例而非限制，在适当的情况下，计算机可读存储媒体可包含基于半导体的或其它IC(例如，现场可编程门阵列(FPGA)或ASIC)、硬盘、HDD、混合硬盘驱动器(HHD)、光盘、光盘驱动器(ODD)、磁光盘、磁光驱动器、软盘、软盘驱动器(FDD)、磁带、全息存储媒体、固态驱动器(SSD)、RAM驱动器、安全数字卡、安全数字驱动器，或另一合适计算机可读存储媒体或这些媒体中的两者或两者以上的组合。
在本文中，“或”是包含性的而不是排它性的，除非另有明确指示，或上下文另有指示。因此，在本文中，“A或B”表示“A、B或两者”，除非另有明确指示，或上下文另有指示。此外，“和”是联合和各自两者，除非另有明确指示，或上下文另有指示。因此，在本文中，“A和B”表示“A和B，联合地或各自地”，除非另有明确指示，或上下文另有指示。
本发明包含所属领域的技术人员将理解的对本文的实例实施例的所有改变、替代、变化、更换和修改。类似地，在适当的情况下，所附权利要求书包含所属领域的技术人员将理解的对本文的实例实施例的所有改变、替代、变化、更换和修改。此外，所附权利要求书中对适于、经布置以、能够、经配置以、经启用以、可操作以或操作以执行特定功能的设备或***或者设备或***的组件的参考包含所述设备、***、组件，不管其或所述特定功能是否被激活、接通或解锁，只要所述设备、***、组件这样调适、布置、能够、配置、启用、可操作或操作即可。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：
将第一电流施加到触摸传感器的电容，在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平；
将第二电流施加到积分电容器，所述第二电流与所述第一电流成比例，在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平；以及
基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
将第三电流施加到所述电容，在第二时间量内所述将所述第三电流施加到所述电容将所述电容处的所述电压从所述第一预定电压电平修改为所述参考电压电平；
将第四电流施加到所述积分电容器，所述第四电流与所述第三电流成比例，在所述第二时间量内所述将所述第四电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的所述电压从所述第一充电电压电平修改为第二充电电压电平；以及
基于所述第二充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
3.根据权利要求2所述的方法，其中相对于所述电容，所述第三电流具有与所述第一电流的极性相反的极性。
4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
当所述电容处的所述电压大体上等于第一电压限制时，中断所述第二电流的所述施加，第一电压电平限制低于所述第一预定电压电平；以及
当所述电容处的所述电压大体上等于第二电压限制时，中断所述第四电流的所述施加，第二电压电平限制高于第二预定电压电平。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述积分电容器处的所述电压高于转换阈值电平时，执行对所述积分电容器处的所述电压的模/数ADC转换。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
使所述触摸传感器的所述电容放电，且将所述第二电流施加到取样电容器预定次数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述在所述第一时间量内施加所述第一电流使所述触摸传感器的所述电容饱和，且在所述第一时间量内施加所述第二电流导致所述积分电容器低于电容器饱和电平。
8.一种包含逻辑的计算机可读非暂时性存储媒体，所述逻辑在执行时经配置以：
将第一电流施加到触摸传感器的电容，在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平；
将第二电流施加到积分电容器，所述第二电流与所述第一电流成比例，在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平；以及
基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
9.根据权利要求8所述的媒体，其中所述逻辑进一步经配置以：
将第三电流施加到所述电容，在第二时间量内所述将所述第三电流施加到所述电容将所述电容处的所述电压从所述第一预定电压电平修改为所述参考电压电平；
将第四电流施加到所述积分电容器，所述第四电流与所述第三电流成比例，在所述第二时间量内所述将所述第四电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的所述电压从所述第一充电电压电平修改为第二充电电压电平；以及
基于所述第二充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
10.根据权利要求9所述的媒体，其中相对于所述电容，所述第三电流具有与所述第一电流的极性相反的极性。
11.根据权利要求9所述的媒体，其中所述逻辑进一步经配置以：
当所述电容处的所述电压大体上等于第一电压限制时，中断所述第二电流的所述施加，第一电压电平限制低于所述第一预定电压电平；以及
当所述电容处的所述电压大体上等于第二电压限制时，中断所述第四电流的所述施加，第二电压电平限制高于第二预定电压电平。
12.根据权利要求8所述的媒体，其中所述逻辑进一步经配置以在所述积分电容器处的所述电压高于转换阈值电平时，执行对所述积分电容器处的所述电压的模/数ADC转换。
13.根据权利要求8所述的媒体，其中所述逻辑进一步经配置以：
使所述触摸传感器的所述电容放电，且将所述第二电流施加到所述积分电容器预定次数。
14.根据权利要求8所述的媒体，其中所述在所述第一时间量内施加所述第一电流使所述触摸传感器的所述电容饱和，且在所述第一时间量内施加所述第二电流导致所述积分电容器低于电容器饱和电平。
15.一种装置，其包括：
测量电路；以及
计算机可读非暂时性存储媒体，其耦合到所述测量电路且包含逻辑，所述逻辑在执行时经配置以：
将第一电流施加到触摸传感器的电容，在第一时间量内所述将所述第一电流施加到所述电容将所述电容处的电压从参考电压电平修改为第一预定电压电平；
将第二电流施加到积分电容器，所述第二电流与所述第一电流成比例，在所述第一时间量内所述将所述第二电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的电压从所述参考电压电平修改为第一充电电压电平；以及
基于所述第一充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述逻辑进一步经配置以：
将第三电流施加到所述电容，在第二时间量内所述将所述第三电流施加到所述电容将所述电容处的所述电压从所述第一预定电压电平修改为所述参考电压电平；
将第四电流施加到所述积分电容器，所述第四电流与所述第三电流成比例，在所述第二时间量内所述将所述第四电流施加到所述积分电容器将所述积分电容器处的所述电压从所述第一充电电压电平修改为第二充电电压电平；以及
基于所述第二充电电压电平确定是否已发生到所述触摸传感器的触摸输入。
17.根据权利要求16所述的装置，其中相对于所述电容，所述第三电流具有与所述第一电流的极性相反的极性。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述逻辑进一步经配置以：
当所述电容处的所述电压大体上等于第一电压限制时，中断所述第二电流的所述施加，第一电压电平限制低于所述第一预定电压电平；以及
当所述电容处的所述电压大体上等于第二电压限制时，中断所述第四电流的所述施加，第二电压电平限制高于第二预定电压电平。
19.根据权利要求15所述的装置，其中所述逻辑进一步经配置以：
使所述触摸传感器的所述电容放电，且将所述第二电流施加到所述积分电容器预定次数。
20.根据权利要求15所述的装置，其中所述在所述第一时间量内施加所述第一电流使所述触摸传感器的所述电容饱和，且在所述第一时间量内施加所述第二电流导致所述积分电容器低于电容器饱和电平。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103699280A (zh) * 2013-11-28 2014-04-02 安沛科技股份有限公司 利用电荷复制方式感测电容变化的电容感测电路
CN106325632A (zh) * 2015-06-15 2017-01-11 飞思卡尔半导体公司 具有噪声抑制的电容传感器
CN106556747A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 亚德诺半导体集团 电容测量
CN107092386A (zh) * 2016-02-17 2017-08-25 爱特梅尔公司 用于将电极连接到电压的设备及方法
CN108474815A (zh) * 2016-01-15 2018-08-31 赛普拉斯半导体公司 准差分互电容测量
CN109496273A (zh) * 2018-01-24 2019-03-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测电路、触摸检测装置和终端设备
CN110083265A (zh) * 2013-12-02 2019-08-02 尼奥荣恩有限公司 用于触摸传感器装置的电容测量电路
CN110463041A (zh) * 2018-03-06 2019-11-15 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于电容检测的电路、触摸检测装置和终端设备
US10845926B2 (en) 2018-01-24 2020-11-24 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detecting circuit, touch device and terminal device
US11481072B2 (en) 2019-08-01 2022-10-25 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detection circuit, touch detection apparatus and electronic device

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9306560B2 (en) * 2012-05-14 2016-04-05 Atmel Corporation Self-capacitance detection using trans-conductance reference
KR101514522B1 (ko) * 2013-06-28 2015-05-04 삼성전기주식회사 접촉 감지 장치 및 터치스크린 장치
US8836669B1 (en) * 2013-09-13 2014-09-16 Cypress Semiconductor Corporation High resolution capacitance to code converter
KR102337407B1 (ko) * 2014-05-28 2021-12-10 삼성전자주식회사 접촉 감지 장치 및 이를 포함하는 터치스크린 장치
US9606688B2 (en) * 2014-05-28 2017-03-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Touch sensing apparatus and touchscreen apparatus including the same
KR101602842B1 (ko) * 2015-03-05 2016-03-11 주식회사 지2터치 정전식 터치 신호 검출 장치 및 방법
US10719177B2 (en) * 2016-06-21 2020-07-21 Atmel Corporation Excitation voltages for touch sensors
US10581431B2 (en) * 2018-04-06 2020-03-03 Qualcomm Incorporated Self capacitance drive offset cancellation in touch controller integrated circuits
US11586898B2 (en) * 2019-01-29 2023-02-21 Silicon Storage Technology, Inc. Precision programming circuit for analog neural memory in deep learning artificial neural network
EP3786912B1 (en) * 2019-08-27 2023-12-06 Nxp B.V. Integrated circuit and measurement method
US12007418B2 (en) 2021-07-01 2024-06-11 Azoteq Holdings Limited Advanced charge transfer measurement techniques
CN117220659B (zh) * 2023-09-06 2024-05-17 深圳市航顺芯片技术研发有限公司 触摸按键检测方法、电路及电子设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7663607B2 (en) 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
EP1746488A2 (en) 2005-07-21 2007-01-24 TPO Displays Corp. Electromagnetic digitizer sensor array structure
US8207944B2 (en) * 2006-12-19 2012-06-26 3M Innovative Properties Company Capacitance measuring circuit and method
US8049732B2 (en) 2007-01-03 2011-11-01 Apple Inc. Front-end signal compensation
US8031174B2 (en) 2007-01-03 2011-10-04 Apple Inc. Multi-touch surface stackup arrangement
US7920129B2 (en) 2007-01-03 2011-04-05 Apple Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US8040326B2 (en) 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
US8358142B2 (en) * 2008-02-27 2013-01-22 Cypress Semiconductor Corporation Methods and circuits for measuring mutual and self capacitance
US8154310B1 (en) * 2008-02-27 2012-04-10 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensor with sensor capacitance compensation
EP3040822B1 (en) 2008-02-28 2019-10-16 3M Innovative Properties Company Touch screen sensor
US7746257B2 (en) * 2008-05-07 2010-06-29 Cirrus Logic, Inc. Delta-sigma analog-to-digital converter circuit having reduced sampled reference noise
JP4720857B2 (ja) 2008-06-18 2011-07-13 ソニー株式会社 静電容量型入力装置および入力機能付き表示装置
US8058884B2 (en) * 2008-08-20 2011-11-15 Synaptics Incorporated System and method for measuring a capacitance and selectively activating an indicating transducer
US8659306B2 (en) * 2008-10-15 2014-02-25 Azoteq (Pty) Ltd Parasitic capacitance cancellation in capacitive measurement applications
US8031094B2 (en) 2009-09-11 2011-10-04 Apple Inc. Touch controller with improved analog front end
US8934228B2 (en) 2011-03-21 2015-01-13 Apple Inc. Display-based speaker structures for electronic devices
US8816977B2 (en) 2011-03-21 2014-08-26 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays
KR101534428B1 (ko) 2011-03-21 2015-07-06 애플 인크. 플렉시블 디스플레이를 구비하는 전자 디바이스
US9866660B2 (en) 2011-03-21 2018-01-09 Apple Inc. Electronic devices with concave displays
US9178970B2 (en) 2011-03-21 2015-11-03 Apple Inc. Electronic devices with convex displays

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103699280A (zh) * 2013-11-28 2014-04-02 安沛科技股份有限公司 利用电荷复制方式感测电容变化的电容感测电路
CN110083265A (zh) * 2013-12-02 2019-08-02 尼奥荣恩有限公司 用于触摸传感器装置的电容测量电路
CN106325632A (zh) * 2015-06-15 2017-01-11 飞思卡尔半导体公司 具有噪声抑制的电容传感器
CN106325632B (zh) * 2015-06-15 2020-12-15 恩智浦美国有限公司 具有噪声抑制的电容传感器
CN106556747A (zh) * 2015-09-25 2017-04-05 亚德诺半导体集团 电容测量
CN108474815B (zh) * 2016-01-15 2020-12-01 赛普拉斯半导体公司 准差分互电容测量
CN108474815A (zh) * 2016-01-15 2018-08-31 赛普拉斯半导体公司 准差分互电容测量
CN107092386A (zh) * 2016-02-17 2017-08-25 爱特梅尔公司 用于将电极连接到电压的设备及方法
CN109496273A (zh) * 2018-01-24 2019-03-19 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测电路、触摸检测装置和终端设备
US10845926B2 (en) 2018-01-24 2020-11-24 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detecting circuit, touch device and terminal device
US10921938B2 (en) 2018-01-24 2021-02-16 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detecting circuit, touch detecting device and terminal device
CN110463041A (zh) * 2018-03-06 2019-11-15 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于电容检测的电路、触摸检测装置和终端设备
CN110463041B (zh) * 2018-03-06 2023-08-25 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于电容检测的电路、触摸检测装置和终端设备
US11481072B2 (en) 2019-08-01 2022-10-25 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Capacitance detection circuit, touch detection apparatus and electronic device

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PB01 Publication
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