[发明专利]用于电容式感测的系统和方法

说明书

公开了一种用于电容式感测装置的系统和方法。该方法包括将激励信号发送到电容式感测装置的驱动通道。该激励信号包括多个子激励信号。子激励信号中的每一个由幅值和频率表征。子激励信号的频率是正交的。该方法还包括从电容式感测装置的感测通道接收电荷信号。该电荷信号通过驱动通道与感测通道之间的电容从激励信号生成。该方法还包括从电荷信号检测在子激励信号的频率处的多个子电荷信号幅值，并根据所述子电荷信号幅值报告关于电容的值。该方法有利于电容式感测装置提高抗扰度、减小动态范围以及降低功耗。

技术领域

本公开总体上涉及能够感测事件的电子装置。更具体地，但非限制性地，本公开涉及一种用于电容式感测设备(诸如，电容式触摸面板或电容式指纹传感器)的驱动和感测的方法及其系统。

背景技术

电容式感测设备广泛应用于电子装置，诸如智能电话、平板电脑、可穿戴装置以及指纹扫描仪。电容式感测设备的示例包括触摸面板(或触摸屏)和指纹传感器。

触摸面板通常包括触敏表面。当触笔或人体部分(诸如手指)触摸该表面上的点时，触摸位置被识别并处理。按照此原理，用户可以进行选择或作手势。

一种类型的触摸面板(使用互电容感测技术的电容式触摸面板)由于其同时感测多个触摸点(或多点触摸)的能力而大受欢迎。互电容感测触摸面板通常包括由介电层隔开的两个导电层。这两个导电层可以由诸如铟锡氧化物(ITO)的透明导电材料制成。两个导电层各自包括沿特定方向定向的多个导体。当一个层中的一个导体交叠另一个层中的另一个导体时，形成互电容。在一个示例性面板中，一个层包括沿水平方向的M行导体，并且另一个层包括沿垂直方向的N列导体，从而在面板中形成M×N个互电容(每个交叉点上一个)的矩阵。当手指触摸面板时，人体对地电容有效地改变了该触摸点处的互电容，这可以被检测以指示触摸位置。

电容式指纹传感器可以包括单行的传感器(例如扫掠(sweep)扫描仪)或二维阵列的传感器(例如区域扫描仪)。每个传感器通常包括有源电容式反馈电路，其有效电容由于传感器附近手指的存在而减小。电容减小的量对于脊(ridges)而言更多并且对于沟(valleys)而言更少，从而使得用户的指纹能够被记录或识别。

使用上述电容式感测设备(例如，触摸面板或指纹传感器)的装置还包括驱动电路和感测电路，所述驱动电路将信号驱动至所述设备，并且所述感测电路感测来自所述设备的输出，以便检测触摸事件。例如，呈方波或正弦波形式的激励(stimulus)被驱动到驱动通道(例如，触摸面板中的行导体)上。该激励通过驱动通道与感测通道之间的电容被耦合到感测通道(例如，触摸面板中的列导体)上。监测(或感测)来自感测通道的输出，以检测触摸事件。当手指触摸该设备时，来自感测通道的输出中的一个或更多个输出将在幅值上变化，其指示在触摸面板的情况下的触摸位置，或者在指纹传感器的情况下的触摸压痕。

然而，噪声可以容易地干扰所述激励和/或所述输出，导致感测错误。例如，噪声可能来自具有无线信号(诸如，802.11和蓝牙)的附近环境、开关模式电源等。为了提高感测精确度，常用方法是增加激励的幅值或增加用于感测的时间段。然而，增加激励幅值需要增加电路中的动态范围，并且增加所述时间段会减慢感测操作。任一方法也都会导致更高的功耗。

因此，所需要的是改进与电容式感测设备相关联的驱动电路和感测电路。

发明内容

本公开涉及用于感测事件的装置、系统和方法。更具体地，本公开涉及一种用于电容式感测设备的驱动和感测的方法及其系统。本公开的目的是提供用于将信号驱动至电容式多点触摸系统或电容式指纹扫描仪并感测来自电容式多点触摸系统或电容式指纹扫描仪的输出从而提高其电容感测精确度的系统和方法。