专利名称：接近或接触式传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器，用于感测例如像手指的对象的接近或接触，以及涉及一种校准接近或接触式传感器的方法。
背景技术：
一种接近或接触式传感器可以通过检测由接触或接近对象导致传感器的感测电容器的电容变化来执行功能。这种电容的变化可以通过检测具有那种感测电容器的振荡器电路生成的振荡器信号的频率变化进而被检测。这样一种振荡器电路可以包括,例如,一种电阻-电容式(RC)振荡器电路其中该振荡频率随着感测电容器的电容增加而减少。
多通道电容接近或接触式传感器可以包括多个感测电容器，其空间上分布在该传感器上。为了实现简单而且较低的成本，每种多个感测电容器的电容变化可以由相同的处理器来检测。该处理器可以连续地与每个感测电容器耦合一段短暂的时间周期来检测该接触或接近。尽管它花费较低，多通道传感器中采用的一个单独的处理器可能需要每个感测电容器具有相同或相似的静态或寄生电容(非接触式电容)。另外这种不同的感测电容器会引起振荡频率的大变化，它们中的一些对处理器而言会太低或太高而不能精确地确定振荡频率中任何相关的变化。至少由于这些原因，多通道传感器在利用不同电容的感测电容器上会具有较小的灵活性。这种灵活性的缺陷意味着不同的感测电容器不可以是不同的尺寸或者形状或非常不一样。这种灵活性的缺陷还可以使得改善多通道传感器的空间分辨率或精确度变得困难。
本发明的优选实施例的下列详细描述将在结合附图来阅读时会变得更好理解。本发明通过示例的方式来阐释并且并不限定于该附图，其中相似的标记表示相似的元件。可以理解的是图形不是按照一定比例绘图并且是为了方便理解本发明而被简化的。图I是根据本发明的第一方面的传感器实施例的示意图；图2是根据本发明一实施例中的振荡器电路的实例的示意图；图3是根据本发明的第二方面的传感器的第一实施例的示意图；图4A是当该传感器没有被接触时该传感器的第一实施例的信号时序图；图4B是当该传感器被接触时该传感器的第一实施例的信号时序图；图4C是当该传感器被接触时根据本发明的第二方面的该传感器的第二实施例的信号时序图；图5是根据本发明的第二方面的该传感器的第三实施例的示意图；图6是该传感器的第三实施例的信号时序图；图7A是该传感器的第一实施例的校准方法的流程图；以及图7B是该传感器的第二实施例的校准方法的流程图。
具体实施例方式本发明的该电容式接近或接触式传感器可以基于感测电容器的静态或寄生电容来配置。尽管下面的描述大部分都有关接触式传感器，技术人员可以理解类似的原理可以应用到接近式传感器。根据本发明的第一方面，提供一种传感器，用于感测对象的接近或接触。该传感器包括感测区域；振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号；选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号；控制器，用于控制该振荡周期和/或选通持续时间；以及处理模块，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该感测区域。
根据本发明的第二方面，提供一种感测组件用于感测对象的接触或接近。该感测组件包括多个感测区域；振荡信号发生器，用于生成一系列振荡信号，每个振荡信号具有关联于各自的感测区域的振荡周期；选通信号发生器，用于生成一系列选通信号；每个选通信号具有关联于各自的一感测区域的选通持续时间；控制器，用于控制关联于每个感测区域的该振荡周期和/或该选通持续时间；以及处理模块，用于为每个感测区域确定关联于该各自的感测区域在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该各自的感测区域。根据本发明的第三方面，提供一种用于校准感测对象的接触或接近的感测组件的方法，该感测组件包括多个感测区域；振荡信号发生器，用于生成一系列振荡信号，每个振荡信号具有关联于各自的感测区域的振荡周期；选通信号发生器，用于生成一系列选通信号，每个选通信号具有关联于各自的感测区域的选通持续时间；控制器，用于控制关联于每个感测区域的该选通持续时间；以及处理模块，用于为每个感测区域确定关联于该各自的感测区域的在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该各自的感测区域，该校准方法包括以下步骤，对于每个感测区域生成具有测试选通持续时间的测试选通信号；获得在该测试选通持续时间期间的振荡周期的相应测试数目；基于该测试选通持续时间以及该振荡周期的相应测试数目来确定表示选通持续时间最佳值的值，在该选通持续时间最佳值期间预期振荡周期的最佳数目；以及存储表示该选通持续时间最佳值的值。根据本发明的第四方面，提供一种用于校准感测对象的接触或接近的感测组件的方法，该感测组件包括多个感测区域；振荡信号发生器，用于生成一系列振荡信号，每个振荡信号具有关联于各自的感测区域的振荡周期；选通信号发生器，用于生成一系列选通信号，每个选通信号具有关联于各自的感测区域的选通持续时间；
控制器，用于控制关联于每个感测区域的该振荡周期；以及处理模块，用于为每个感测区域确定关联于该各自的感测区域在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该各自的感测区域，该校准方法包括以下步骤，对于每个感测区域生成具有测试振荡周期的测试振荡信号；获得在该选通持续时间期间的振荡周期的相应测试数目；基于该测试振荡周期以及该振荡周期的相应测试数目来确定表示该振荡周期的最佳值的值，使得在该选通持续时间期间预期振荡周期的最佳数目；以及存储表示该振荡周期的最佳值的值。
根据本发明的第五方面，提供一种通过具有感测区域的传感器的方式来感测对象的接近或接触的方法，该方法包括生成具有振荡周期的振荡信号；生成具有选通持续时间的选通信号；控制该振荡周期和/或该选通持续时间；以及确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触或接近该感测区域。本发明可以提供一种单通道传感器，其具有单个感测区域。本发明还可以提供一种多通道传感器或感测组件，其具有多个感测区域，如下面将进一步描述的。参考图1，传感器I具有触感区域10，用于感测对象，例如手指；振荡信号发生器20，用于在振荡周期Tm产生振荡信号21 ;选通信号发生器30，用于生成具有选通持续时间Tgate的选通信号31 ;以及处理模块40，用于确定在选通持续时间期间的该振荡信号的振荡循环或周期的数目N。因此该数目N等于，或至少接近等于，比值Tgat/I^。相对于比值Τ_/Τ_的自然连续值而言该近似值可以是N的自然离散的结果。如下面要讨论的，数目N表示对象接触或接近到该感测区域10。在一个实施例中，该振荡信号发生器20和该选通信号发生器30都可以包括振荡器电路25，如图2所示，每个具有各自的内部电容器Cint。该振荡信号21以及该选通信号31的振荡标记图(oscillatory signature)的范围可随时间而介于峰值电压Vp和最小电压Vm之间，并且是该各自的内部电容器Cint的充电和/或放电循环的特征。振荡器电路25的周期与该内部电容器Cint的电容是成比例，因为较大的电容需要较长的时间来充电到Vp或放电到Vm。图形中示出的随时间的电压图表的Z字形或三角形仅仅是示例性的。基于振荡器电路25的实际配置，信号21和31可以显示其他振荡标记图，例如直方波，其可以是数字电子设备中优选的波形。参考图I,该感测区域10可以有效地(operatively)稱合于具有静态或寄生电容Cp的感测电容器50。感测电容器50可以进而有效地耦合于(例如并行地连接)该选通信号发生器30或该选通信号发生器20，并且由此可以构成任一信号发生器的振荡器电路一部分。感测电容器50的电容Cp可以根据对象，例如手指，接近或接触感测区域10而改变。图I阐释了第一实施例，其中感测电容器50可有效地耦合选通信号发生器30。在这个实施例中，具有电容Cp的感测电容器50可以并行连接该选通信号发生器30的该内部电容器Cint,结果产生有效电容cp+cint和选通持续时间Tgate,它与cp+cint成比例。因此，感测电容器50的电容Cp中的任何变化，例如当感测区域10被接触时会出现，会导致Tgate的变化。类似的，在第二实施例中(未示出)，该感测电容器50可以并行地与振荡信号发生器20的内部电容器相连，这种情况下该感测电容器50的任何电容变化会导致Τ_的变化。在任何一个实施例中，感测电容器50的电容变化能够导致数目N的变化至少是比值Tgate/Xs。。实际上，来自选通信号发生器30的输出信号可以由预比例器(prescalar) 35来调整。本质上预比例器通过整数因子M降低了信号频率并因此通过相同因子增加自身的周期。典型的M值包括2的幂，例如2，4，8，16和32。在这种情况下，预比例器35通过因子M有效地增加Tgate并因此增加数目N。本说明书中有关选通信号或选通持续时间任何引用被理解为意味着由预比例器35调整的选通信号或选通持续时间。该处理模块40可以包括用于计算数目N的数字计数器41 ;以及微处理器，用于确定是否存在N值变化来检测该感测区域10的接触。计数器41可以包括输入终端，用于接收该振荡信号21 ;以及输出终端，对于该输入终端上检测到的从每个电压转换其输出增加I。计数器41还可以包括重置终端，配置为接收该选通信号30。该计数器可以·配置在该重置终端上，当接收到从Vp到Vm的电压转换后将该计数器输出重置为零。因此该计数器输出可以周期性地从零计数直到计数器41被重置。该处理器可以规律的间隔时间Tgate监控该计数器输出，例如，正好在计数器41被重置之前。典型地，Tgate(考虑根据预比例器35的整数因子M计算乘法)可以大于Ttjs。的幅度I到4个数量级，以便在选通持续时间Tgate期间能达到10-10000振荡循环或周期。例如，该振荡信号可以具有O. Iy s的振荡周期Τ_，以及选通持续时间Tgate可以为100 μ S。因此该计数器可以在选通持续时间Tgate期间计算该振荡信号21的1000个振荡循环或周期并且该处理模块可以确定该数目N= 1000。该处理模块40可以存储1000个计数作为“参考”数目(U来表示该感测区域没有被接触。当对象例如人的手指接触感测区域10时，该感测电容器的电容一般是增加。电容的变化将进而影响Τ_或Tgate,依赖于该感测电容器50是否有效耦合到(即并行连接到)该振荡信号发生器20或该选通信号发生器30，并且因此影响数目N。在该第一实施例中，在感测电容器50并行连接选通信号发生器的情况下，当感测电容器50被接触时Tgate会从IOOys到125 μ s增加25 %。数目N因此增加大约250次计数到大约1250次计数。在该第二实施例中，在感测电容器50并行连接振荡信号发生器20的情况下，当感测电容器50被接触时Τ_会从O. I μ s到O. 125 μ s增加25%。数目N因此减少大约250次计数到大约750次计数。基于数目N的这种变化(即N和Nief之间的差)，处理模块40的处理器可以确定感测区域10是否被接触。实际上，第一实施例可以是比第二实施例更优选的实施例，因为与关联于振荡信号发生器的较高频率相比较，在关联于该选通信号发生器的较低频率上的感测会导致更好的电磁兼容性(EMC)性能。此夕卜，因为感测电容器50的电容典型地是一种与通过接触增加的电容可比较的幅度，第二实施例中该振荡信号发生器的频率很可能是局限于最大值(例如大约IMHz)，因此限制了 Τ_和Tgate的最小值并限制了用来获取感测测量值的最小持续时间。根据本发明的第一方面，传感器I包括控制器60用于控制Tgate和/或Τ_，不受来自被接触的感测区域10的任何影响，从而按照要求调整Nd。例如，如果控制器60根据因子2将Tgate增加到200 μ s (或根据因子2将Τ_减小到O. 05 μ s)，那么NMf变成2000次计数，并且该对象的接触或接近时的计数值会变化大约500个计数。
更重要地，控制器60可以允许传感器I基本上维持计数值N，也就是说基本上将比值Tgate/τ_维持在预定值或预定值范围。首先，比值TgateZXse应该足够大，使得N或由于接触感测区域10所导致的这个比值的相关变化可以足够大，利于处理模块40检测相对于参考计数值的变化或差来确定接触。例如，如果比值Tgate/Xs。(没有接触)大约是10，那么这个比值中25%的变化引起该感测区域的仅大约10X25%= 2. 5次计数，这对于计数器和/或处理器精确检测变化或差而言可能不是足够大，尤其是当可能存在测量误差时。相反地，如果比值Tgate/Xs。是大约500，那么由接触该感测区域引起的这个比值中25%的变化大约为125次计数，这对于计数器测量以及处理器精确地检测计数值的变化而言是应该足够大的。其次，比值Tgate/Xs。，以及更具体地Tgate的值，应该是足够小以便采用适当短的时间来获取该感测测量值。例如，人轻叩接触式传感器的持续时间可以是O. I秒或更小。因此需要在远小于O. I秒的选通持续时间内获取计数值来保证整 个选通持续时间!^,。期间出现人的轻叩。控制器60调整或基本上维持比值Tgate/Xs。在一个预定值的能力在多通道电容接触或接近式传感器中是特别重要的。多通道传感器具有多个感测区域，每个具有对应的感测电容器并且可能是不同的形状和尺寸导致不同的静态或寄生电容。本说明书自始至终，“通道”指的是感测区域以及其对应的感测电容器。如上面提到的，振荡器电路的周期与该振荡器电路的电容是成比例的。在现有的接触或接近式传感器中，在不同感测电容器中电容的差可能表示感测区域被“扫描”一次，即当它对应的感测电容器被有效耦合到选通信号发生器或振荡信号发生器并且感测测量值通过该处理模块被获取的，比值TgateZXs。可以大不相同且可以不保持在预定值(或在预定值范围内)，如上讨论的。进一步地，感测区域越多，每个感测区域就越需要更快速地被扫描，以便多通道能共享单独一个处理模块40，从而进一步地约束关联于每个感测区域的Tgate的大小。参考图3，本发明的第二方面涉及一种接近或接触式感测组件2，包括多个感测区域12、13、14 ;振荡信号发生器20，用于生成一系列振荡信号21、22、23 ;选通信号发生器30，用于生成一系列选通信号31、32、33 ;控制器60，用于控制与该多个感测区域的每一个相关联的振荡周期或选通持续时间；以及处理模块40，用于确定该多个感测区域的每一个的数目N。该多个感测区域12、13和14每一个可以被有效地耦合到其各自的感测电容器51、52、530该振荡信号发生器20，该选通信号发生器30以及该处理模块40可以被时间-多路复用到每个感测区域。例如，在图3所示的实施例中，该选通信号发生器30被循序有效地耦合到感测区域12、13、14。特别地，每个感测电容器循序并行连接到该选通信号发生器30的内部电容器达关联于该特定感测区域的选通持续时间Tgate。参考图4A，其图示了图3中实施例的信号时序图，选通信号系列31、32、33每一个都关联于各自的感测电容器51、52、53，并且每一个都具有关联于各自的感测区域12、13和14的选通持续时间。换句话说，该处理模块40与选通信号发生器30 —起可以扫描通道(即具有对应的感测电容器的感测区域)达由关联于该特定通道的Tgate确定的短暂时间来确定那个特定通道中的电容变化，并接着扫描下一个通道，等等。一旦所有通道被扫描，该扫描处理会重复第二次，等等。理想上在手指轻叩的典型的持续时间(假定O. Is)内，所有通道至少会被扫描一次，以便处理模块40可以确定所有感测区域之中的哪一个感测区域或哪些感测区域被接触。例如，对于具有250个感测区域的接触式传感器，每个感测区域的Tgate适合的短暂持续时间可以是100 μ S，以便每个通道可以每隔25ms被扫描(100μ sX250)，这远低于手指轻叩的典型的持续时间。图4B阐释了当感测区域13被接触时用于这个实施例的信号时序图。如所示，在关联于被接触的感测区域13的Tgate32中存在增量。在这个特定的选通持续时间期间，处理模块40可以确定N相对于参考计数值Nm具有增量，并因此确定感测区域13正被接触。在一个类似的实施例中(未示出)，振荡信号发生器20 (不是选通信号发生器30)被有效地循序耦合到感测区域12、13、14。特别地每个信号21、22、23都关联于各自的感测电容器51、52、53，并且每个信号在关联于各自的感测区域12、13和14的一周期上振荡。每个感测电容器循序并行连接该振荡信号发生器20的内部电容器达关联于该特定感测区域的选通持续时间Tgate。 图4C阐释了当感测区域13被接触时用于这个实施例的信号时序图。特别地关联于被接触的感测区域13的Τ_22存在增量。处理模块40可以确定计数值(也就是说，振荡周期的数目)相对于参考计数值有所减少，并因此确定感测区域13正被接触。在下文中，说明将着重于感测电容器被有效耦合到(例如循序并行连接)选通信号发生器30的实施例。技术人员将可以理解类似的原理能适用于感测电容器被有效耦合到(例如循序并行连接)振荡信号发生器20的实施例。在图5阐释的感测组件3中，该感测区域12、13、14可以具有不同的形状和尺寸并且感测电容器51、52、53因此可以具有不同的电容。例如，感测电容器51、52、53的电容可以分别是20pF，IOOpF和10pF。在现有的感测组件中，这种电容差意味着，即使当感测区域没有被接触，Tgate中也存在大的变化，因为Tgate与Cint+Cp是成比例的。Tgate的该大变化可以进而导致计数值N的大变化。例如，感测区域13的计数值可以比感测区域14大10倍。图6阐释了没由不同感测电容器中电容差导致的具有Tgate的大变化的信号时序图(其中有感测区域正被接触)。大量不想要的特征在图6中示出。如可以看到的，感测区域14，其关联于相对小的电容器53，是特别有问题的，因为在关联于感测区域14的短暂选通持续时间期间，会不存在足够的振荡周期数目来用于处理模块40确定振荡周期数目中是否存在变化。此外，关联于感测区域13的Tgate可能不必要地长，并且会导致以时间有效的方式扫描多个感测区域中的降低。为了解决多通道电容传感器中的这些困难，感测组件2、3中的控制器60可以控制关联于每个感测区域12、13、14的选通持续时间Tgate和/或关联于每个感测区域12、13、14
的振荡周期T。,。。在一个实施例中，控制器60可以控制可变电流源或电流宿61。可变电流源或电流宿61可以是选通信号发生器30的一部分，用于提供可控电流来充电或放电每个感测电容器。在另一个实施例中，该可变电流源或电流宿可以是独立于装配3的部件。例如，为了抵消由感测电容器53的小电容导致的用于感测区域14的不想要的短暂选通持续时间，该控制器60可以控制可变电流源或电流宿61来提供较小的电流来充电和放电该感测电容器53。被减少的充电和放电电流确保可以米用较长时间来充电和放电感测电容器53，从而延长关联于感测区域14的Tgate。类似地，为了抵消关联于感测区域13的不必要的长时间Tgate，控制器60可以控制可变电流源或电流宿61来提供较大电流来充电和放电感测电容器52。被增加的充电和放电电流确保可以采用较短时间来充电和放电感测电容器52，从而缩短关联于感测区域13的Tgate。通过调整关联于每个感测区域的Tgate或将每个Tgate保持在预定值，该系列选通信号可以变成周期性的或基本上是周期性的信号，其具有等于基本上恒定选通持续时间的选通周期。与此同时，不想要的特征(例如那些在图6中示出的)可以被避免，结果是感测组件中信号时序图显示为类似图4A，4B和4C中的，即使多个感测电容器之间的电容改变了。在其他实施例中，代替控制型可变电流源或电流宿61，控制器60可以控制预比例器35的预定比例因子M来控制Tgate。然而，因为M典型为2的幂(即2n)，不可能是连续变化M来精确地控制Tgate。在类似实施例中，感测电容器有效地耦合到(例如并行连接)振荡信号发生器20，·该可变电流源或电流宿可以取代地作为振荡信号发生器20的一部分。在这种情况下，Tosc中存在大变化(未示出)这可以被调整或基本上由控制器60通过控制该被提供来充电或放电该感测电容器的可控电流来保持。在其他实施例中，不考虑该感测电容器是否有效耦合到振荡信号发生器20或选通信号发生器30，该控制器60可以控制该可控电流用于充电或放电振荡信号发生器20以及选通信号发生器30的内部电容器，从而控制Τ_和1；_来确保比值TgatyT_被调整为或保持在该预定值。如技术人员所理解的，每个感测电容器会需要不同的充电或放电电流来调整或基本上保持比值Tgate/Xs。到预定值或预定值范围。根据本发明的更多方面，提供一种校正接近或接触式感测组件的方法。该校正方法可以用在具有不同电容的感测电容器的多通道传感器中。该校正方法可以由与感测组件整体的校正模块65执行。在一种形式中，该校正模块可以为每个感测区域以及它对应的感测电容器确定用于充电或放电该特定感测电容器被校正的最佳电流。该最佳电流不必是单一值并且可以从最佳电流范围中选择。此外，用于一条通道的该最佳电流可以，依赖于该感测电容器的电容，不同于用于另一个通道的最佳电流。例如，在图5中阐释的感测组件中，感测电容器51、52、53被有效地耦合到(例如循序并行连接)选通信号发生器30，该校正方法可以包括确定最佳电流以提供最佳选通持续时间Tgat/,在该最佳选通持续时间Tgat/期间振荡周期的最佳数目N*可以被获得。N*可以落入由最大阈值和最小阈值定义的预定值范围内。该最大阈值和最小阈值可以被预先确定并被校正模块存储。典型的最大阈值可以介于100到1500之间，典型的最小阈值可以介于40到300之间。参考图7A，在步骤70，对于每个感测区域，测试选通持续时间的测试选通信号被生成。该测试选通信号可以通过提供测试电流Itest来充电或放电被校正的感测电容器而生成。在步骤71，处理模块40通过获取测试选通持续时间期间的振荡周期的测试数目Ntest来扫描处于校正下的感测电容器。在步骤72，根据I*= Itest (Ntest/N*)来确定最佳电流I*。也就是说，最佳电流是由比值Ntest/N*与测试电流的乘积获得的。例如，如果步骤71获得的振荡周期的相应测试数目是由校正模块预先确定的振荡周期的最佳数目的两倍(即存在太多或多于足够的被检测振荡周期)，该最佳电流应该是测试电流的两倍，从而更快地充电或放电该处于校正下的感测电容器并缩短该选通持续时间。所确定的最佳电流I *与最佳选通持续时间Tgat/相对应，在该最佳选通持续时间Tgat/期间预期振荡周期的最佳数目N'在步骤73，表示最佳选通持续时间Tgat/的值，例如被确定的最佳电流I '被存储在存储装置(例如存储器67)中，该存储装置关联于该校正模块，当用于接触检测的感测区域的真实扫描出现时，用于随后被控制器60取回。在一种实施例中，感测电容器51、52、53被有效稱合到振荡信号发生器20,该校正方法可以包括确定最佳电流用于提供最佳振荡周期Ttjs/以便可以获 取振荡周期的最佳值N' N*可以落入上面描述的预定值范围内。参考图7B，这个实施例的步骤70' -73'类似于上面实施例中的步骤70-73，除了在步骤70'中具有测试振荡周期的测试振荡信号(而不是具有测试选通持续时间的选通信号)连同充电和放电该处于校正下的感测电容器的测试电流Itest—起被生成。在步骤71'，处理模块40类似地设置为扫描校正下的该感测电容器来获得相应的测试振荡周期值Ntest。在步骤72'，根据I * = Itest (N * /Ntest)来确定最佳电流I 这是一个稍微不同于上面那个的方程式。例如，如果所获得的振荡周期的相应测试值是校正模块预确定的振荡周期的最佳值的两倍(即存在太多或多于足够的被检测振荡周期)，该最佳电流应该是测试电流的一半，以便更慢地充电或放电该处于校正下的感测电容器来延长该振荡周期。该确定的最佳电流I *与最佳振荡周期Ttjs/相对应以便预期在该选通持续时间期间的振荡周期得到最佳数目N'在步骤73'，表示Ttjs/的值，例如确定的最佳电流I'被存储在该校正模块的存储装置(例如存储器)中，当用于接触检测的感测区域的真实扫描出现时，用于随后被控制器取回。已经描述了用于校正感测组件的感测电容器的发明优选实施例，现在将要描述操作被校正的感测组件来在预定值上获得感测测量值。本发明的更多方面中，提供一种操作由图7A中示出的校正方法来校正的感测组件的方法。该操作方法可以包括以下步骤对于每个感测区域，(a)基于表示最佳选通持续时间的存储值生成具有最佳选通持续时间的选通信号；以及(b)获得该最佳选通周期期间的振荡周期的数目。在一个实施例中，该表示最佳选通持续时间的存储值可以包括生成该最佳选通持续时间的选通信号所需的被存储的最佳电流。在校正感测组件的操作期间，处理模块40可以继续扫描感测区域，以及控制器60可以从存储器取回该被存储的最佳电流用于特定的感测区域。控制器60接着可以导致可变电流源或电流宿61来提供该最佳电流来充电或放电该对应的感测电容器，从而生成具有最佳持续时间的选通信号用于那个特定的感测区域。处理模块40接着可以在选通持续时间期间获得N并通过检测N与Nref的变化来确定该特定的感测区域是否正被接触。这种过程可以对于每个正被扫描的感测区域被重复。作为选择，该感测电容器可以有效地耦合到振荡信号发生器20而不是选通信号发生器30。因此，根据本发明的更多方面，提供一种操作图7B中示出的校正方法来校正的感测组件的方法。该操作方法可以包括以下步骤对于每个感测区域，步骤(a)基于表示最佳振荡周期的存储值来生成具有最佳振荡周期的振荡信号；以及(b)在关联于多个感测区域的各自一个的选通持续时间期间获得最佳振荡周期的值。已经描述了本发明的各个方面以及实施例，本领域技术人员可以清楚的是本发明具有下面优点，包括控制器允许在选通持续时间期间控制振荡周期的值，保持数目N接近由处理模块可以精确地或时间有效地确定的值。在多通道电容型传感器中，该控制器可以允许多通道共享同一个处理模块，其具有极大不同的电容而没有包括精确地或时间有效地获得感测测量值。
本领域的技术人员将理解除了那些特定描述的之外这里描述的发明容易受到变化以及修改的影响。所有变化和修改都被认为在本发明的范围内，可从前面的描述中确定 本发明的实质。
权利要求
1.一种传感器，用于感测对象的接近或接触，该传感器包括 感测区域； 振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号； 选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号； 控制器，用于控制该振荡周期和/或该 选通持续时间；以及 处理模块，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象对该感测区域的接触或接近。
2.如权利要求I所述的传感器，其中该感测区域被有效地耦合到感测电容器，并且其中该控制器控制可变电流源或电流宿以提供可控电流来对该感测电容器进行充电或放电。
3.如权利要求2所述的传感器，其中该振荡周期和/或该选通持续时间是基于该可控电流的。
4.如权利要求2所述的传感器，其中该感测电容器具有能够由该对象对该感测区域的接触或接近改变的可变电容。
5.如权利要求4所述的传感器，其中该振荡周期和/或该选通持续时间是基于该感测电容器的可变电容的。
6.如权利要求5所述的传感器，其中该振荡周期或该选通持续时间是与该感测电容器的可变电容成比例的。
7.如权利要求I所述的传感器，其中该选通信号发生器被有效地耦合到由该控制器控制的预比例器以增加该选通持续时间。
8.如权利要求I所述的传感器，其中该处理模块包括计数器，该计数器用于在该选通持续时间期间对振荡周期的数目N进行计数。
9.如权利要求I所述的传感器，其中该处理模块检测振荡周期的参考数目与在该选通持续时间期间的振荡周期的被确定数目N之间的差。
10.如权利要求9所述的传感器，其中该处理模块基于该差确定该对象对该感测区域的接触或接近。
全文摘要
一种用于感测对象的接近或接触的传感器，包括感测区域；振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号；选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号；控制器，用于控制该振荡周期或该选通持续时间；以及处理器，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N。该数目N表示该对象对该感测区域的接触或接近。通过为该振荡周期或选通持续时间确定最佳值以便期望在该选通持续时间期间的最佳数目N来校正该传感器。
文档编号G06F3/044GK102955629SQ20111030701
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者梅汪生, P·科尼尔施 申请人:飞思卡尔半导体公司