用于电容式传感设备的电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于电容式传感设备的电路。电容式传感设备具有多个电容式传感元件，其中的每个电容式传感元件分别地由充电元件充电或放电。所述电路包括：采样模块，被配置为采样所述多个电容式传感元件中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个；控制模块，被配置为向所述充电元件提供第一控制信号，用于在第一采样时段期间同时地对所述被采样元件以及所述多个电容式传感元件中的至少一个另外的元件进行充电或放电，并根据所述第一采样时段的所述充电或放电时间中的至少一个生成所述被采样元件的第一采样时间；比较模块，被配置为将所述第一采样时间与参考时间进行比较，并在所述第一采样时间超过所述参考时间时输出触发信号。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子电路
，更具体地，本技术涉及一种用于电容式传感设备的电路。
技术介绍
许多触摸式传感设备被应用在电气或电子装置中，用于获取装置的操作者或使用者的输入，这些触摸式传感设备例如触摸传感屏、触摸传感板以及触摸传感按键。根据触摸传感方式的不同，能够将触摸传感设备分为电容式传感设备、电阻式传感设备以及热传感设备。电容式传感设备通常检测传感电容的电容值变化来确定其是否被触摸。具体地， 电容式传感设备通常具有多个电容式传感元件，其中的每个元件具有传感器极板与接地极板，其作用为两个导电极板。传感器极板与接地极板被分离地设置在介电层下面，以形成传感电容。传感电容的电容值大小取决于传感器极板与接地极板之间耦合的电场的大小。 当电容式传感元件被手指触摸时，由于人体效应(human body effect)，传感电容会显著增加，也即，手指会部分地吸收在传感器极板与接地极板之间耦合的电场。然而，电容式传感设备通常在厨房电器或暴露在各种气候条件下的控制板中使用，因此，这些电容式传感设备容易接触到湿气、水滴或水膜。当电容式传感设备覆有水或其他导电液体时，传感电容的电容值也可能增大，这是由于电场被经由水耗散至接地极板。 有些时候，例如当电容式传感设备上覆有一滩水时，传感电容的电容值的这种增加可能大到足以被检测为误触摸(false touch)。因此，对于设备是被手指触摸的情况以及设备覆有水的情况，通常较难分辨。一种被用于避免误触摸检测的方式使用了附加的用于感应水的防护传感器 (guard sensor)。当这种电容式传感设备覆有水时，防护传感器会生成关闭信号，并随后发送该关闭信号给该电容式传感设备的控制单元，例如微控制器(MCU)，这使得整个电容式传感设备被锁定。电容式传感设备的覆有水的区域将不会感应任何触摸，直到水被擦去，而且其他未覆有水的区域也不会感应到任何触摸。因此，被锁定的电容式传感设备将不会生成任何误触摸检测。然而，这种方式要求附加的用于防护传感器的印刷电路板(PCB)面积以及MCU引脚，这增加了生产成本。此外，尽管只有设备的一部分覆有水，但是整个电容式传感设备却都不能够正常工作，这是很不方便的。
技术实现思路
需要提供一种具有较低成本的用于电容式传感设备的传感方法及电路。在本技术的一个实施例中，公开了一种电容式传感设备的传感方法。所述电容式传感设备具有多个电容式传感元件，其中的每个电容式传感元件分别地由充电元件充电或放电。所述传感方法包括下述步骤第一采样步骤，采样所述多个电容式传感元件中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个，以确定所述被采样元件的第一采样时间，其中在所述第一采样步骤期间，所述被采样元件以及所述多个电容式传感元件中至少一个另外的元件被同时地充电或放电；第一比较步骤，将所述被采样元件的所述第一采样时间与参考时间进行比较；以及输出步骤，在所述第一采样时间超过所述参考时间时输出触发信号。在本技术的另一个实施例中，公开了一种用于电容式传感设备的电路。所述电容式传感设备具有多个电容式传感元件，其中的每个电容式传感元件分别地由充电元件充电或放电。所述电路包括采样模块，被配置为采样所述多个电容式传感元件中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个；控制模块，被配置为向所述充电元件提供第一控制信号，用于在第一采样时段期间同时地对所述被采样元件以及所述多个电容式传感元件中的至少一个另外的元件进行充电或放电，并根据所述第一采样时段的所述充电或放电时间中的至少一个生成所述被采样元件的第一采样时间；比较模块，被配置为将所述第一采样时间与参考时间进行比较，并在所述第一采样时间超过所述参考时间时输出触发信号。本技术的传感方法和电路可以很容易地避免当电容式传感设备覆有水时输出触发信号，并且因而在这种情况下电容式传感元件将不会被锁定。此外，可以略去在传统电路中使用的防护传感器，这促成了较小的PCB面积以及较少的MCU引脚占用。上文已经概括而非宽泛地给出了本公开内容的特征。此后将描述本公开内容的附加特征，其形成了本技术权利要求的主题。本领域技术人员应当理解，可以容易地使用所公开的构思和具体实施方式，作为修改和设计其他结构或者过程的基础，以便执行与本技术相同的目的。本领域技术人员还应当理解，这些等同结构没有脱离所附权利要求书中记载的本技术的主旨和范围。附图说明为了更完整地理解本公开以及其优点，现在结合附图参考以下描述，其中图1示出了根据本技术的一个实施例的用于电容式传感设备的电路100 ；图2示出了根据图1的实施例，电容式传感元件的电压随时间的变化；图3示出了根据本技术的一个实施例，当覆有水时电容式传感设备的简图；图4示出了根据本技术的一个实施例，当被触摸时电容式传感设备的简图；图5示出了根据本技术的一个实施例，电容式传感设备以及电路的部分细节结构的例子；图6示出了根据本技术的另一实施例，电容式传感设备的传感方法的流程图；图7示出了根据本技术的又一实施例，电容式传感设备的传感方法的流程图。除非指明，否则不同附图中的相应标记和符号一般表示相应的部分。绘制附图是为了清晰地示出本公开内容的实施方式的有关方面，而未必是按照比例绘制的。为了更为清晰地示出某些实施方式，在附图标记之后可能跟随有字母，其指示相同结构、材料或者过程步骤的变形。具体实施方式下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本技术的特定方式，而非限制本技术的范围。图1示出了根据本技术的一个实施例的用于电容式传感设备的电路100。电容式传感设备具有多个电容式传感元件101，其中的每个电容式传感元件可以分别由一个充电元件充电或放电。充电元件102可以是电流源，并且充电元件102的充电和/或放电是由控制信号所控制的。在一个实施例中，多个电容式传感元件101可以是例如厨房电器诸如电磁炉或者控制板的具有多个电容式传感像素的电容式传感板、具有多个电容式传感像素的电容式传感屏、或者多个电容式传感按键，其用作用于接收输入的输入设备。在一个实施例中，电路100可以包括在电容式传感设备中。在一个实施例中，电路100包括采样模块103、控制模块104以及比较模块105。采样模块103被配置为采样多个电容式传感元件101中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个。特别地，采样模块103可以具有多个检测通道，其中的每一个检测通道具有一个电压检测器，其配置为检测电容式传感元件101的电压，也即，由电容式传感元件101耦合的传感电容上的电压。在一个实施例中，多个电容式传感元件101中的每一个元件可以具有传感器极板以及接地极板，其作用为两个导电极板。传感器极板与接地极板可以被分离地设置在介电层下，以形成传感电容。传感电容的电容值的大小取决于传感器极板与接地极板之间所耦合的电场的大小。优选地，充电元件102可以在控制信号的控制下周期性地或者重复地对传感电容进行充电和/或放电。因此，采样模块103可以在每个充电及放电周期，即每个采样周期，采样一个充电时间和/或一个放电时间。当充电元件102对电容式传感元件101充电或放电时，电容式传感元件101的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电容式传感设备的电路，其中所述电容式传感设备具有多个电容式传感元件，其中的每个电容式传感元件分别地由充电元件充电或放电，所述电路包括采样模块，被配置为采样所述多个电容式传感元件中的一个电容式传感元件的充电或放电时间中的至少一个；控制模块，被配置为向所述充电元件提供第一控制信号，用于在第一采样时段期间同时地对所述被采样元件以及所述多个电容式传感元件中的至少一个另外的元件进行充电或放电，并根据所述第一采样时段的所述充电或放电时间中的至少一个生成所述被采样元件的第一采样时间；比较模块，被配置为将所述第一采样时间与参考时间进行比较，并在所述第一采样时间超过所述参考时间时输出触发信号。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述多个电容式传感元件中的所述至少一个另外的元件包括与所述被采样元件相邻的所述多个电容式传感元件中的元件。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电容式传感元件中的每一个元件具有分离地设置在介电层下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洁，张建新，
申请(专利权)人：意法半导体中国投资有限公司，
类型：实用新型
国别省市：