在电阻触摸屏中使用电容接近检测来进行唤醒的制作方法
在电阻触摸屏中使用电容接近检测来进行唤醒的制作方法
【专利说明】在电阻触摸屏中使用电容接近检测来进行唤醒
[0001]相关专利申请案
[0002]本申请案主张2013年3月8日申请的共同拥有的第61/775，315号美国临时专利申请案的优先权，该申请案出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及具有用于与人类操作者介接的触摸屏的装置，且更特定地说涉及使用电容接近检测以唤醒与触摸传感器屏一起使用的电子电路以便在不使用所述触摸屏时保存电力。
【背景技术】
[0004]参考图1，其描绘可包括由塑料层制成的两个平面的电阻触摸屏的图式，在每一平面的表面上具有氧化铟锡(ITO)涂层(ΙΤ0是实质上透明的导电涂层)，借此形成面向彼此的导电ITO涂层。这些塑料层中的至少一者可为柔性或可变形的，其中在对其触摸期间所述两个ITO涂层在所述触摸点处电连接在一起且产生水平(X)及垂直(Y)定向电势计。顶部层可为透明的且还用作对用户的信息显示器。为了针对对其的触摸扫描所述触摸屏，一个ITO涂布平面连接到电力供应中性线电势Vss且另一 ITO涂布平面可通过电阻器上拉到电力供应电压VDD。当所述两个ITO涂层接触时，处于Vdd的ITO涂层被拉向所述电力供应中性线电势Vss (例如，接地)且触发触摸屏的扫描。扫描将Vdd放于ITO涂布平面的一端上且使所述ITO涂布平面的另一端接地。接着，重复测量相对ITO涂布平面直到所述相对ITO涂布平面上的电压渐趋稳定为止。接着针对另一 ITO涂布平面颠倒此过程以便确定第二方向上(例如，X、y坐标)的触摸。给定平面扫描(2x)的渐趋稳定时间可为数百微秒。在这些扫描及渐趋稳定的时间期间，即使不存在触摸也必须消耗电流(电力)。因此在不活动或不使用触摸屏的时期期间所使用的电力是不必要的。
【发明内容】
[0005]因此，需要一种在不使用触摸屏时节省具有电阻触摸屏的装置中的电力而不牺牲在使用时的执行或响应时间的方式。
[0006]根据实施例，具有电容接近检测器及电阻触摸屏的设备可包括:第一导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻；第二导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻且与所述第一导电平面平行定位；第一对三态驱动器，其中来自所述第一对中的一者的输出可耦合到所述第一导电平面的边缘且来自所述第一对中的另一者的输出可耦合到所述第一导电平面的相对边缘；第二对三态驱动器，其中来自所述第二对中的一者的输出可耦合到所述第二导电平面的边缘且来自所述第二对中的另一者的输出可耦合到所述第二导电平面的相对边缘；其中所述第一导电平面的所述经耦合边缘可实质上垂直于所述第二导电平面的所述经耦合边缘；多路复用器，其具有可耦合到所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述边缘中的相应者的输入；模数转换器(ADC)，其可具有耦合到所述多路复用器的输出的模拟输入；电容测量电路，其可耦合到所述第一导电平面的边缘中的一者；及数字处理器，其可具有耦合到所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器的信号及三态控制输入的数字输出、可耦合到所述多路复用器的多路复用器控制输出、可耦合到所述电容测量电路的至少一个输入及至少一个输出及可耦合到所述ADC的至少一个数字输出的至少一个数字输入；其中所述数字处理器可用所述第一对三态驱动器中的至少一者将所述第一导电平面充电到第一电压，所述第一导电平面可通过所述多路复用器耦合到所述电容测量电路和所述ADC的所述模拟输入，所述电容测量电路可修改所述第一导电平面上的所述第一电压，所述ADC可取样所述经修改第一电压且可提供所述经修改第一电压的数字表示给所述数字处理器；所述数字处理器可确定所述经修改第一电压的变化是否指示对象接近于所述第一导电平面的向外面；且如果可确定所述对象接近于所述第一导电平面的所述向外面，那么所述数字处理器可使用所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器以将所述第一导电平面及所述第二导电平面配置成电阻触摸屏。
[0007]根据另一实施例，经修改第一电压表示第一导电平面的电容。根据另一实施例，电容测量电路可包括电容分压器(CVD)电路。根据另一实施例，电容测量电路可包括充电时间测量单元(CTMU)电路。根据另一实施例，第一导电平面可为涂布有氧化铟锡(ITO)的柔性衬底。根据另一实施例，第一导电平面可为实质上透明的。根据另一实施例，第二导电平面可涂布有氧化铟锡(ITO)且所述第一导电平面及所述第二导电平面的ITO涂层可面向彼此，借此当触摸可能施加于第一导电平面的面时所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的ITO涂层在所述触摸的位置处接触且数字处理器可借此确定所述触摸位置。根据另一实施例，数字处理器可用第二对三态驱动器中的至少一者将第二导电平面充电到第一电压。
[0008]根据另一实施例，第一对三态驱动器及第二对三态驱动器、多路复用器、ADC、电容测量电路及数字处理器可提供于微控制器集成电路中。根据另一实施例，所述微控制器集成电路可具有可周期性唤醒所述微控制器集成电路中足以确定对象是否可能接近于第一导电平面的向外面的电路的低电力睡眠模式。根据另一实施例，所述对象可包括用户的指尖。根据另一实施例，第一电压可处于实质上电力供应电压。根据另一实施例，第一电压可处于实质上电力供应中性线电势。
[0009]根据另一实施例，用于确定对象是否可能接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对其的触摸的方法可包括以下步骤:将第一导电平面充电到第一电压；将所述经充电第一导电平面耦合到电容测量电路；使用所述电容测量电路修改所述第一导电平面上的所述第一电压；测量所述经修改第一电压；根据所述所测量经修改第一电压确定对象是否可能接近于所述第一导电平面；当已确定所述对象接近于所述第一导电平面时，将所述第一导电平面及平行于所述第一导电平面的第二导电平面重新配置成电阻触摸屏；及扫描所述第一导电平面及所述第二导电平面以确定其上可施加触摸的位置。
[0010]根据所述方法的另一实施例，在将第一导电平面充电到第一电压的步骤之后可增加将导电平面充电到所述第一电压的步骤。根据所述方法的另一实施例，可增加维持低电力睡眠模式且周期性从所述低电力睡眠模式唤醒以检测接近于顶部导电平面的对象的步骤。根据所述方法的另一实施例，第一导电平面可为涂布有氧化铟锡(ITO)的柔性衬底。根据所述方法的另一实施例，第二导电平面可涂布有氧化铟锡(ITO)，且所述第一导电平面及所述第二导电平面的ITO涂层面向彼此，借此当触摸可能施加于所述第一导电平面的面时，所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的ITO涂层在其上可能施加触摸的位置处接触且借此可确定触摸位置。
[0011]根据又另一实施例，用于确定对象是否可能接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对其的触摸的方法可包括以下步骤:确定对象是否可能接近于与第二衬底平行且定位于所述第二衬底上方的第一衬底的面；当已确定所述对象接近于所述第一衬底的所述面时，扫描所述第一衬底及所述第二衬底；检测对所述第一衬底的所述面的触摸；及确定所述触摸在所述第一衬底的所述面上的位置。根据所述方法的另一实施例，可通过电阻触摸屏完成检测所述触摸及确定位置的所述步骤。
【附图说明】
[0012]可通过参考结合附图的以下描述获取对本发明的更完全理解，其中:
[0013]图1说明电阻触摸屏的图式；
[0014]图2说明电阻触摸屏及到其的接口电子器件的示意方框图；
[0015]图3说明根据本发明的特定实例实施例的配置用于接近检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图；
[0016]图4说明围绕紧邻接地导电平面的电容平面的静电场线及围绕具有电容平面与接地导电平面之间的防护环的电容平面的静电场线的示意表示；
[0017]图5说明根据本发明的特定实施例的配置用于触摸检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图；及
[0018]图6说明根据本发明的特定实例实施例的用于检测接近于触摸屏的对象，确定对所述触摸屏的触摸及所述触摸在所述触摸屏上的位置的流程图。
[0019]虽然本发明易受各种修改及替代形式影响，但是本发明的特定实例实施例已展示于所述图式中且在本文中详细描述。然而，应了解，特定实例实施例的本文中的描述并不意欲将本发明限于本文中所揭示的特定形式，但是相反地，本发明将涵盖如由随附权利要求书所定义的全部修改及等效物。
【具体实施方式】
[0020]根据本发明的各种实施例，消除装置的电阻触摸屏的无触摸扫描将降低所述装置的电流消耗，特定地说如果所述装置可在无触摸不活动期间保持于低电力睡眠模式中。此夕卜，早于实际第一触摸而检测潜在触摸将改进初始触摸响应时间。根据本发明的各种实施例，使用顶部ITO涂布平面作为电容接近检测器及底部ITO涂布平面作为顶部ITO涂布平面的防护屏蔽将显著降低寄生电容且借此提高电容接近检测的敏感度。通过使用接近阈值以通过检测用户的手何时接近触摸屏而检测何时扫描所述触摸屏将 在所述触摸屏未受到触摸时大幅降低所述触摸屏及相关接口电路的总体电力消耗。且在可适用的情况下，只有在即将受到触摸时唤醒耦合到触摸屏的装置可进一步节省电力消耗。这些特征在电池供电的装置中尤其重要。
[0021]不需要额外组件或连接成本来结合电阻触摸屏实施电容接近检测器，只需要软件编程来执行接近检测。当用户并不打算触摸屏幕时触摸面板不再浪费扫描且在触摸输入经处理之后较快将电力切断。
[0022]现在参考图式，示意性地说明特定实例实施例的细节。所述图式中的相同元件将由相同元件符号表示，且类似元件将由具有不同小写字母后缀的类似元件符号表示。
[0023]参考图2，描绘电阻触摸屏及到其的接口电子器件的示意方框图。电阻触摸屏可具有到导电ITO涂布平面202及204中的每一者的针对所述电阻触摸屏制成的两个连接件，所述电阻触摸屏的任一侧各自具有一个连接件，一个连接件具有X定向(例如，顶部平面202连接件A及B)，且另一连接件具有Y定向(例如，底部平面204连接件C及D)。三态输出驱动器206可用于将这些连接件耦合到接地Vss;电压V DD;或进入高阻抗状态，例如，从Vss及Vdd断开。Vss及Vdd可分别连接到平面202或平面204的相对侧，或进入高阻抗状态使得所述平面202或204的任一侧上的电压可凭借模数转换器(ADC) 210通过多路复用器208读取且使用数字处理器212处理。当顶部平面202并未经触摸时，除非全部三态输出驱动器206处于高阻抗低电力消耗模式中，否则用于所述两个平面202及204的扫描操作将不必要地消耗电力。
[0024]参考图3，描绘根据本发明的特定实例实施例的配置用于接近检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图。导电平面302(顶部)可通过检测在对象接近于所述导电平面302时所述导电平面302的电容值变化而用作电容接近传感器。所述导电平面302的所述电容值变化可通过结合可通过多路复用器308耦合到所述导电平面302且借此测量所述导电平面302上的充电电压的ADC 310使用电容测量电路314(例如，电容分压器(CVD)、充电时间测量单元(CTMU)等)来确定。驱动器306a可用于将导电平面302充电到电压Vdd或使所述导电平面302放电到电力供应中性线电势Vss。接着，电容测量电路314可使用恒定电流源(CTMU)对所述导电平面302放电或充电持续所定义时间段或到已知值电容中(CVD)，且所述导电平面302上的所得电压可使用ADC 310测量。CTMU及CVD只是测量所述导电平面302的电容的两种方式。预期且在本发明的范围内，任何类型的电容测量可用于(例如)确定指示对象(例如，用户的手或手指对触摸屏)的接近的顶部导电平面302的电容变化。
[0025]接近检测揭示于2013年高翔(Xiang Gao)的名称为“微芯电容接近设计指导(Microchip Capacitive Proximity Design Guide) ” 的美国微芯科技公司(MicrochipTechnology Incorporated)应用指南AN1492中。CVD电容测量揭不于2013年伯克?戴维森(Burke Davison)的名称为“容性传感模块传感解决方案采集方法电容分压器(mTouchSensing Solut1n Acquisit1n Methods Capacitive Voltage Divider)，，的微芯应用指南AN1478中。CTMU电容测量揭示于2009年布鲁斯.博翰(Bruce Bohn)的名称为“用于电容触摸应用的微芯 CTMU(Microchip CTMU for Capacitive Touch Applicat1ns) ”的微芯应用指南AN1250及2011年帕德莫瑞杰.亚德迈尔(Padmaraja Yedamale)及吉姆.巴特林(Jim Bartling)的名称为“查看通过CTMU可以做什么(See What You Can Do withthe CTMU) ”的AN1375中。其中全部这些应用指南可在www.microchip, com处找到且出于所有目的所述应用指南全部以引用的方式并入本文中。
[0026]CVD方法的详细解释在迪特尔.彼得(Dieter Peter)的名称为“使用模数转换器(ADC)的内部电容器及参考电压的电容触摸传感(Capacitive Touch Sensing usingan Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a VoltageReference)”的共同拥有的第US 2010/0181180号美国专利申请公开案中提出。CTMU方法的详细解释在两者均为詹姆斯E.巴特林(James E.Bartling)的名称为“测量长时间段(Measuring a long time per1d) ”的共同拥有的第US 7，460，441B2号美国专利及名称为“电流时间模数转换器(Current-time digital-to-analog converter) ” 的第 US7，764，213B2号美国专利中提出，其中出于所有目的所述专利全部以引用的方式并入本文中。
[0027]底部导电平面304可通过使用输出驱动器306c及/或306d驱动所述底部导电平面304到与顶部导电平面302相同的电压(例如，电压Vdd或电力供应中性线电势Vss)而用作电容防护屏蔽。通过维持所述底部导电平面304上的实质上与用作电容触摸传感器的顶部导电平面302上的电压相同的电压，显著降低所述底部导电平面304与所述顶部导电平面302之间的寄生电容。寄生电容的此降低进一步允许在检测接近于所述顶部导电平面302的对象时出现的顶部导电平面302的电容值的变化的增加的检测分辨率。使用底部导电平面304作为电容防护屏蔽是任选的，但是可用于在使用导电平面302作为电容接近传感器时增加电容检测敏感度。电容防护屏蔽描述于上文引用的微芯应用指南AN1478中。
[0028]在检测到接近于顶部导电平面302的对象且在预期对触摸屏的触摸时，数字处理器312可分别将顶部导电平面302及底部导电平面304重新配置成电阻触摸屏以准备好用于检测对所述电阻触摸屏的触摸及所述触摸的位置。进一步电力节省可通过将数字处理器312的大多数电力消耗功能放置于低电力睡眠模式中而只在所述数字处理器312中周期性唤醒用于检测与用作电容接近传感器的触摸屏(顶部平面302)接近的对象(例如，手或手指)的足够功能而实现。
[0029]参考图4，描绘处于不同电压电势的两个导电表面之间的静电场线及处于实质上相同电压电势的两个导电表面之间的静电场线的示意表示。图4(a)中展示围绕作为紧邻接地导电平面304的电容平面的导电平面302的静电场线，例如，所述导电平面302及所述接地导电平面304处于不同电压电势。应注意，导电平面302与周围金属及/或导体(例如，接地导电平面304)之间的强静电场线。此寄生电容限制在对用户的接近检测期间出现的导电平面302的电容值的变化的检测分辨率。其还限制可在触摸垫装置中采用的噪声屏蔽量。
[0030]图4(b)展示导电平面302、防护屏蔽(导电平面304)与接地平面444 (例如，如果存在，那么为处于接地电势的导体及金属)之间的静电场线的示意表示，其中所述导电平面302及所述防护屏蔽304是处于实质上相同电压电势。注意所述导电平面302与所述接地平面444之间的弱得多的静电场线(较长线)。所述导电平面302与所述防护屏蔽(导电平面304)之间实质上不存在寄生电容，此是因为所述导电平面302与所述防护屏蔽(导电平面304)两者均处于实质上相同电压电势。返回参考图3，驱动器306c及驱动器306d可分别驱动导电平面302及导电平面304到实质上相同电压，借此降低所述导电平面302与周围接地金属(例如，接地平面444)之间的静电场。
[0031]参考图5，描绘根据本发明的特定实施例的配置用于触摸检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图。如上文更全面描述，数字处理器312可检测在对象(例如，用户的(若干)手指)接近于顶部导电平面302时所述顶部导电平面302的电容变化。接着，重新配置驱动器306使得导电平面302及304用作电阻触摸屏。任选地，数字处理器312还可使用驱动器306d及/或驱动器306c驱动具有与在顶部导电平面302上实质上相同的电压的底部导电平面304，借此增加所述顶部导电平面302在其用作电容接近传感器时的电容变化敏感度。为了进一步电力节省，数字处理器312、驱动器306、电容测量电路314及ADC 310可进入低电力睡眠模式中，所述低电力睡眠模式周期性地唤醒只足以检测接近于导电平面302的对象的电路，接着一旦检测到便激活电阻触摸屏功能。数字处理器及存储器312、驱动器306、电容测量电路314及ADC 310可全部并入低成本集成电路(例如，微控制器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(P LA)等)中。
[0032]由元件符号500概括表示的电阻触摸屏在没有检测到对象接近于导电平面302时用作接近检测器。一旦检测到对象接近于所述导电平面302，三态输出驱动器306便分别重新配置顶部导电平面302及底部导电平面304以通过与图2中所示的电阻触摸屏的操作实质上相同的方式作为电阻触屏操作。电阻触摸屏500可具有连接到导电ITO涂布平面302及304中的每一者的针对所述电阻触摸屏500的两个连接件，所述电阻触摸屏500的任一侧各自具有一个连接件，一组连接件具有X定向(例如，顶部平面302连接件A及B)且另一组连接件则具有Y定向(例如，底部平面304连接件C及D)。三态输出驱动器306可用于将这些连接件耦合到接地Vss;电压V DD;或进入高阻抗状态，例如，从V %及Vdd断开。V %及Vdd可分别连接到平面302或平面304的相对侧，或进入高阻抗状态使得所述平面302或所述平面304的任一侧上的电压可凭借模数转换器(ADC) 310通过多路复用器308读取且使用数字处理器312处理。
[0033]参考图6，描绘根据本发明的特定实例实施例的用于检测接近于触摸屏的对象、确定对所述触摸屏的触摸及所述触摸在所述触摸屏上的位置的流程图。在步骤640中，数字处理器312可(例如)通过使用唤醒定时器(未展示)从睡眠模式开启或醒来。在步骤642中，顶部导电平面302可用作电容传感器以监测电容接近检测且当检测到接近于所述顶部导电平面302的对象时，数字处理器312分别重新配置顶部平面302及底部平面304以成为电阻触摸屏。在步骤644中，扫描所述触摸屏且当在步骤646中检测到触摸时，在步骤648中解码所述触摸的位置。如果在特定时间之后在步骤646中未检测到触摸，那么数字处理器312可将顶部导电平面302及底部导电平面304分别重新配置分别恢复到电容接近传感器及电容防护屏蔽。
[0034]虽然已描绘、描述本发明的实施例且通过参考本发明的实例实施例定义本发明的实施例，但此类参考并不意味对本发明的限制且不应推断出此限制。如将获益于本发明的所属领域技术人员将想到，可在形式及功能上对所揭示的标的物进行大幅修改、替代及等效动作。本发明的所描绘及描述的实施例只是实例且并不详述本发明的范围。
【主权项】
1.一种具有电容接近检测器及电阻触摸屏的设备，其包括: 第一导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻； 第二导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻且与所述第一导电平面平行而定位；第一对三态驱动器，其中来自所述第一对中的一者的输出耦合到所述第一导电平面的边缘且来自所述第一对中的另一者的输出耦合到所述第一导电平面的相对边缘； 第二对三态驱动器，其中来自所述第二对中的一者的输出耦合到所述第二导电平面的边缘且来自所述第二对的另一者的输出耦合到所述第二导电平面的相对边缘； 其中所述第一导电平面的所述经耦合边缘实质上垂直于所述第二导电平面的所述经耦合边缘； 多路复用器，其具有耦合到所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述边缘中的相应者的输入； 模数转换器ADC，其具有耦合到所述多路复用器的输出的模拟输入； 电容测量电路，其耦合到所述第一导电平面的所述边缘中的一者；及数字处理器，其具有耦合到所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器的信号及三态控制输入的数字输出、耦合到所述多路复用器的多路复用器控制输出、耦合到所述电容测量电路的至少一个输入及至少一个输出，及耦合到所述ADC的至少一个数字输出的至少一个数字输入； 其中 所述数字处理器用所述第一对三态驱动器中的至少一者将所述第一导电平面充电到第一电压， 所述第一导电平面通过所述多路复用器耦合到所述电容测量电路和所述ADC的所述模拟输入， 所述电容测量电路修改所述第一导电平面上的所述第一电压， 所述ADC取样所述经修改第一电压且提供所述经修改第一电压的数字表示给所述数字处理器； 所述数字处理器确定所述经修改第一电压的变化是否指示对象接近于所述第一导电平面的向外面?’及 如果确定所述对象接近于所述第一导电平面的所述向外面，那么所述数字处理器使用所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器以将所述第一导电平面及所述第二导电平面配置成电阻触摸屏。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述经修改第一电压表示所述第一导电平面的电容。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电容测量电路包括电容分压器CVD电路。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述电容测量电路包括充电时间测量单元CTMU电路。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电平面是涂布有氧化铟锡ITO的柔性衬底。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一导电平面实质上透明。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二导电平面涂布有氧化铟锡ITO且所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述ITO涂层面向彼此，借此当施加触摸于所述第一导电平面的所述面时，所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的所述ITO涂层在所述触摸的位置处接触且所述数字处理器借此确定所述触摸位置。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字处理器用所述第二对三态驱动器中的至少一者将所述第二导电平面充电到所述第一电压。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器、所述多路复用器、所述ADC、所述电容测量电路及所述数字处理器提供于微控制器集成电路中。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述微控制器集成电路具有周期性地唤醒所述微控制器集成电路中足以确定对象是否接近于所述第一导电平面的所述向外面的电路的低电力睡眠模式。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述对象包括用户的指尖。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电压是处于实质上电力供应电压。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电压是处于实质上电力供应中性线电势。14.一种用于确定对象是否接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对所述电阻触摸屏的触摸的方法，所述方法包括以下步骤: 将第一导电平面充电到第一电压； 将所述经充电第一导电平面耦合到电容测量电路； 使用所述电容测量电路修改所述第一导电平面上的所述第一电压； 测量所述经修改第一电压； 根据所述所测量经修改第一电压确定对象是否接近于所述第一导电平面； 当已确定所述对象接近于所述第一导电平面时，将所述第一导电平面及平行于所述第一导电平面的第二导电平面重新配置成电阻触摸屏；及 扫描所述第一导电平面及所述第二导电平面以确定触摸在何处施加于所述平面。15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在将所述第一导电平面充电到所述第一电压的所述步骤之后将所述导电平面充电到所述第一电压的所述步骤。16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括维持低电力睡眠模式且从所述低电力睡眠模式周期性地唤醒以检测接近于所述顶部导电平面的所述对象的所述步骤。17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一导电平面是涂布有氧化铟锡ITO的柔性衬底。18.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二导电平面涂布有氧化铟锡ITO且所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述ITO涂层面向彼此，借此当施加所述触摸于所述第一导电平面的所述面时，所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的所述ITO涂层在其上施加所述触摸的位置处接触且借此确定触摸位置。19.一种用于确定对象是否接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对所述电阻触摸屏的触摸的方法，所述方法包括以下步骤: 确定对象是否接近于与第二衬底平行且定位于所述第二衬底上方的第一衬底的面； 当已确定所述对象接近于所述第一衬底的所述面时，扫描所述第一衬底及所述第二衬底； 检测对所述第一衬底的所述面的触摸；及 确定所述触摸在所述第一衬底的所述面上的位置。20.根据权利要求19所述的方法，其中通过电阻触摸屏完成检测所述触摸及确定所述位置的所述步骤。
【专利摘要】如果具有电阻触摸屏的装置在所述电阻触摸屏即将受到触摸之前不对其扫描，特定地说如果所述装置可在无触摸不活动期间保持于低电力睡眠模式中，那么所述装置的电力消耗可降低。此外，早于实际第一触摸而检测潜在触摸可改进初始触摸响应时间。所述电阻触摸屏可包括顶部及底部氧化铟锡ITO涂布平面。所述顶部ITO涂布平面可用作电容接近检测器且所述底部ITO涂布平面可用作所述顶部ITO涂布平面的防护屏蔽以显著降低其寄生电容且提高电容接近检测的敏感度。所述装置还可保持于低电力睡眠模式中直到检测到潜在触摸为止，借此进一步节省装置电力消耗。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/045, G06F1/32, G06F3/044
【公开号】CN104903829
【申请号】CN201480003786
【发明人】凯斯·E·克堤斯
【申请人】密克罗奇普技术公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】US20140253500, WO2014137833A2, WO2014137833A3
【专利说明】在电阻触摸屏中使用电容接近检测来进行唤醒
[0001]相关专利申请案
[0002]本申请案主张2013年3月8日申请的共同拥有的第61/775，315号美国临时专利申请案的优先权，该申请案出于所有目的以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本发明涉及具有用于与人类操作者介接的触摸屏的装置，且更特定地说涉及使用电容接近检测以唤醒与触摸传感器屏一起使用的电子电路以便在不使用所述触摸屏时保存电力。
【背景技术】
[0004]参考图1，其描绘可包括由塑料层制成的两个平面的电阻触摸屏的图式，在每一平面的表面上具有氧化铟锡(ITO)涂层(ΙΤ0是实质上透明的导电涂层)，借此形成面向彼此的导电ITO涂层。这些塑料层中的至少一者可为柔性或可变形的，其中在对其触摸期间所述两个ITO涂层在所述触摸点处电连接在一起且产生水平(X)及垂直(Y)定向电势计。顶部层可为透明的且还用作对用户的信息显示器。为了针对对其的触摸扫描所述触摸屏，一个ITO涂布平面连接到电力供应中性线电势Vss且另一 ITO涂布平面可通过电阻器上拉到电力供应电压VDD。当所述两个ITO涂层接触时，处于Vdd的ITO涂层被拉向所述电力供应中性线电势Vss (例如，接地)且触发触摸屏的扫描。扫描将Vdd放于ITO涂布平面的一端上且使所述ITO涂布平面的另一端接地。接着，重复测量相对ITO涂布平面直到所述相对ITO涂布平面上的电压渐趋稳定为止。接着针对另一 ITO涂布平面颠倒此过程以便确定第二方向上(例如，X、y坐标)的触摸。给定平面扫描(2x)的渐趋稳定时间可为数百微秒。在这些扫描及渐趋稳定的时间期间，即使不存在触摸也必须消耗电流(电力)。因此在不活动或不使用触摸屏的时期期间所使用的电力是不必要的。
【发明内容】
[0005]因此，需要一种在不使用触摸屏时节省具有电阻触摸屏的装置中的电力而不牺牲在使用时的执行或响应时间的方式。
[0006]根据实施例，具有电容接近检测器及电阻触摸屏的设备可包括:第一导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻；第二导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻且与所述第一导电平面平行定位；第一对三态驱动器，其中来自所述第一对中的一者的输出可耦合到所述第一导电平面的边缘且来自所述第一对中的另一者的输出可耦合到所述第一导电平面的相对边缘；第二对三态驱动器，其中来自所述第二对中的一者的输出可耦合到所述第二导电平面的边缘且来自所述第二对中的另一者的输出可耦合到所述第二导电平面的相对边缘；其中所述第一导电平面的所述经耦合边缘可实质上垂直于所述第二导电平面的所述经耦合边缘；多路复用器，其具有可耦合到所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述边缘中的相应者的输入；模数转换器(ADC)，其可具有耦合到所述多路复用器的输出的模拟输入；电容测量电路，其可耦合到所述第一导电平面的边缘中的一者；及数字处理器，其可具有耦合到所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器的信号及三态控制输入的数字输出、可耦合到所述多路复用器的多路复用器控制输出、可耦合到所述电容测量电路的至少一个输入及至少一个输出及可耦合到所述ADC的至少一个数字输出的至少一个数字输入；其中所述数字处理器可用所述第一对三态驱动器中的至少一者将所述第一导电平面充电到第一电压，所述第一导电平面可通过所述多路复用器耦合到所述电容测量电路和所述ADC的所述模拟输入，所述电容测量电路可修改所述第一导电平面上的所述第一电压，所述ADC可取样所述经修改第一电压且可提供所述经修改第一电压的数字表示给所述数字处理器；所述数字处理器可确定所述经修改第一电压的变化是否指示对象接近于所述第一导电平面的向外面；且如果可确定所述对象接近于所述第一导电平面的所述向外面，那么所述数字处理器可使用所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器以将所述第一导电平面及所述第二导电平面配置成电阻触摸屏。
[0007]根据另一实施例，经修改第一电压表示第一导电平面的电容。根据另一实施例，电容测量电路可包括电容分压器(CVD)电路。根据另一实施例，电容测量电路可包括充电时间测量单元(CTMU)电路。根据另一实施例，第一导电平面可为涂布有氧化铟锡(ITO)的柔性衬底。根据另一实施例，第一导电平面可为实质上透明的。根据另一实施例，第二导电平面可涂布有氧化铟锡(ITO)且所述第一导电平面及所述第二导电平面的ITO涂层可面向彼此，借此当触摸可能施加于第一导电平面的面时所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的ITO涂层在所述触摸的位置处接触且数字处理器可借此确定所述触摸位置。根据另一实施例，数字处理器可用第二对三态驱动器中的至少一者将第二导电平面充电到第一电压。
[0008]根据另一实施例，第一对三态驱动器及第二对三态驱动器、多路复用器、ADC、电容测量电路及数字处理器可提供于微控制器集成电路中。根据另一实施例，所述微控制器集成电路可具有可周期性唤醒所述微控制器集成电路中足以确定对象是否可能接近于第一导电平面的向外面的电路的低电力睡眠模式。根据另一实施例，所述对象可包括用户的指尖。根据另一实施例，第一电压可处于实质上电力供应电压。根据另一实施例，第一电压可处于实质上电力供应中性线电势。
[0009]根据另一实施例，用于确定对象是否可能接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对其的触摸的方法可包括以下步骤:将第一导电平面充电到第一电压；将所述经充电第一导电平面耦合到电容测量电路；使用所述电容测量电路修改所述第一导电平面上的所述第一电压；测量所述经修改第一电压；根据所述所测量经修改第一电压确定对象是否可能接近于所述第一导电平面；当已确定所述对象接近于所述第一导电平面时，将所述第一导电平面及平行于所述第一导电平面的第二导电平面重新配置成电阻触摸屏；及扫描所述第一导电平面及所述第二导电平面以确定其上可施加触摸的位置。
[0010]根据所述方法的另一实施例，在将第一导电平面充电到第一电压的步骤之后可增加将导电平面充电到所述第一电压的步骤。根据所述方法的另一实施例，可增加维持低电力睡眠模式且周期性从所述低电力睡眠模式唤醒以检测接近于顶部导电平面的对象的步骤。根据所述方法的另一实施例，第一导电平面可为涂布有氧化铟锡(ITO)的柔性衬底。根据所述方法的另一实施例，第二导电平面可涂布有氧化铟锡(ITO)，且所述第一导电平面及所述第二导电平面的ITO涂层面向彼此，借此当触摸可能施加于所述第一导电平面的面时，所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的ITO涂层在其上可能施加触摸的位置处接触且借此可确定触摸位置。
[0011]根据又另一实施例，用于确定对象是否可能接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对其的触摸的方法可包括以下步骤:确定对象是否可能接近于与第二衬底平行且定位于所述第二衬底上方的第一衬底的面；当已确定所述对象接近于所述第一衬底的所述面时，扫描所述第一衬底及所述第二衬底；检测对所述第一衬底的所述面的触摸；及确定所述触摸在所述第一衬底的所述面上的位置。根据所述方法的另一实施例，可通过电阻触摸屏完成检测所述触摸及确定位置的所述步骤。
【附图说明】
[0012]可通过参考结合附图的以下描述获取对本发明的更完全理解，其中:
[0013]图1说明电阻触摸屏的图式；
[0014]图2说明电阻触摸屏及到其的接口电子器件的示意方框图；
[0015]图3说明根据本发明的特定实例实施例的配置用于接近检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图；
[0016]图4说明围绕紧邻接地导电平面的电容平面的静电场线及围绕具有电容平面与接地导电平面之间的防护环的电容平面的静电场线的示意表示；
[0017]图5说明根据本发明的特定实施例的配置用于触摸检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图；及
[0018]图6说明根据本发明的特定实例实施例的用于检测接近于触摸屏的对象，确定对所述触摸屏的触摸及所述触摸在所述触摸屏上的位置的流程图。
[0019]虽然本发明易受各种修改及替代形式影响，但是本发明的特定实例实施例已展示于所述图式中且在本文中详细描述。然而，应了解，特定实例实施例的本文中的描述并不意欲将本发明限于本文中所揭示的特定形式，但是相反地，本发明将涵盖如由随附权利要求书所定义的全部修改及等效物。
【具体实施方式】
[0020]根据本发明的各种实施例，消除装置的电阻触摸屏的无触摸扫描将降低所述装置的电流消耗，特定地说如果所述装置可在无触摸不活动期间保持于低电力睡眠模式中。此夕卜，早于实际第一触摸而检测潜在触摸将改进初始触摸响应时间。根据本发明的各种实施例，使用顶部ITO涂布平面作为电容接近检测器及底部ITO涂布平面作为顶部ITO涂布平面的防护屏蔽将显著降低寄生电容且借此提高电容接近检测的敏感度。通过使用接近阈值以通过检测用户的手何时接近触摸屏而检测何时扫描所述触摸屏将 在所述触摸屏未受到触摸时大幅降低所述触摸屏及相关接口电路的总体电力消耗。且在可适用的情况下，只有在即将受到触摸时唤醒耦合到触摸屏的装置可进一步节省电力消耗。这些特征在电池供电的装置中尤其重要。
[0021]不需要额外组件或连接成本来结合电阻触摸屏实施电容接近检测器，只需要软件编程来执行接近检测。当用户并不打算触摸屏幕时触摸面板不再浪费扫描且在触摸输入经处理之后较快将电力切断。
[0022]现在参考图式，示意性地说明特定实例实施例的细节。所述图式中的相同元件将由相同元件符号表示，且类似元件将由具有不同小写字母后缀的类似元件符号表示。
[0023]参考图2，描绘电阻触摸屏及到其的接口电子器件的示意方框图。电阻触摸屏可具有到导电ITO涂布平面202及204中的每一者的针对所述电阻触摸屏制成的两个连接件，所述电阻触摸屏的任一侧各自具有一个连接件，一个连接件具有X定向(例如，顶部平面202连接件A及B)，且另一连接件具有Y定向(例如，底部平面204连接件C及D)。三态输出驱动器206可用于将这些连接件耦合到接地Vss;电压V DD;或进入高阻抗状态，例如，从Vss及Vdd断开。Vss及Vdd可分别连接到平面202或平面204的相对侧，或进入高阻抗状态使得所述平面202或204的任一侧上的电压可凭借模数转换器(ADC) 210通过多路复用器208读取且使用数字处理器212处理。当顶部平面202并未经触摸时，除非全部三态输出驱动器206处于高阻抗低电力消耗模式中，否则用于所述两个平面202及204的扫描操作将不必要地消耗电力。
[0024]参考图3，描绘根据本发明的特定实例实施例的配置用于接近检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图。导电平面302(顶部)可通过检测在对象接近于所述导电平面302时所述导电平面302的电容值变化而用作电容接近传感器。所述导电平面302的所述电容值变化可通过结合可通过多路复用器308耦合到所述导电平面302且借此测量所述导电平面302上的充电电压的ADC 310使用电容测量电路314(例如，电容分压器(CVD)、充电时间测量单元(CTMU)等)来确定。驱动器306a可用于将导电平面302充电到电压Vdd或使所述导电平面302放电到电力供应中性线电势Vss。接着，电容测量电路314可使用恒定电流源(CTMU)对所述导电平面302放电或充电持续所定义时间段或到已知值电容中(CVD)，且所述导电平面302上的所得电压可使用ADC 310测量。CTMU及CVD只是测量所述导电平面302的电容的两种方式。预期且在本发明的范围内，任何类型的电容测量可用于(例如)确定指示对象(例如，用户的手或手指对触摸屏)的接近的顶部导电平面302的电容变化。
[0025]接近检测揭示于2013年高翔(Xiang Gao)的名称为“微芯电容接近设计指导(Microchip Capacitive Proximity Design Guide) ” 的美国微芯科技公司(MicrochipTechnology Incorporated)应用指南AN1492中。CVD电容测量揭不于2013年伯克?戴维森(Burke Davison)的名称为“容性传感模块传感解决方案采集方法电容分压器(mTouchSensing Solut1n Acquisit1n Methods Capacitive Voltage Divider)，，的微芯应用指南AN1478中。CTMU电容测量揭示于2009年布鲁斯.博翰(Bruce Bohn)的名称为“用于电容触摸应用的微芯 CTMU(Microchip CTMU for Capacitive Touch Applicat1ns) ”的微芯应用指南AN1250及2011年帕德莫瑞杰.亚德迈尔(Padmaraja Yedamale)及吉姆.巴特林(Jim Bartling)的名称为“查看通过CTMU可以做什么(See What You Can Do withthe CTMU) ”的AN1375中。其中全部这些应用指南可在www.microchip, com处找到且出于所有目的所述应用指南全部以引用的方式并入本文中。
[0026]CVD方法的详细解释在迪特尔.彼得(Dieter Peter)的名称为“使用模数转换器(ADC)的内部电容器及参考电压的电容触摸传感(Capacitive Touch Sensing usingan Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a VoltageReference)”的共同拥有的第US 2010/0181180号美国专利申请公开案中提出。CTMU方法的详细解释在两者均为詹姆斯E.巴特林(James E.Bartling)的名称为“测量长时间段(Measuring a long time per1d) ”的共同拥有的第US 7，460，441B2号美国专利及名称为“电流时间模数转换器(Current-time digital-to-analog converter) ” 的第 US7，764，213B2号美国专利中提出，其中出于所有目的所述专利全部以引用的方式并入本文中。
[0027]底部导电平面304可通过使用输出驱动器306c及/或306d驱动所述底部导电平面304到与顶部导电平面302相同的电压(例如，电压Vdd或电力供应中性线电势Vss)而用作电容防护屏蔽。通过维持所述底部导电平面304上的实质上与用作电容触摸传感器的顶部导电平面302上的电压相同的电压，显著降低所述底部导电平面304与所述顶部导电平面302之间的寄生电容。寄生电容的此降低进一步允许在检测接近于所述顶部导电平面302的对象时出现的顶部导电平面302的电容值的变化的增加的检测分辨率。使用底部导电平面304作为电容防护屏蔽是任选的，但是可用于在使用导电平面302作为电容接近传感器时增加电容检测敏感度。电容防护屏蔽描述于上文引用的微芯应用指南AN1478中。
[0028]在检测到接近于顶部导电平面302的对象且在预期对触摸屏的触摸时，数字处理器312可分别将顶部导电平面302及底部导电平面304重新配置成电阻触摸屏以准备好用于检测对所述电阻触摸屏的触摸及所述触摸的位置。进一步电力节省可通过将数字处理器312的大多数电力消耗功能放置于低电力睡眠模式中而只在所述数字处理器312中周期性唤醒用于检测与用作电容接近传感器的触摸屏(顶部平面302)接近的对象(例如，手或手指)的足够功能而实现。
[0029]参考图4，描绘处于不同电压电势的两个导电表面之间的静电场线及处于实质上相同电压电势的两个导电表面之间的静电场线的示意表示。图4(a)中展示围绕作为紧邻接地导电平面304的电容平面的导电平面302的静电场线，例如，所述导电平面302及所述接地导电平面304处于不同电压电势。应注意，导电平面302与周围金属及/或导体(例如，接地导电平面304)之间的强静电场线。此寄生电容限制在对用户的接近检测期间出现的导电平面302的电容值的变化的检测分辨率。其还限制可在触摸垫装置中采用的噪声屏蔽量。
[0030]图4(b)展示导电平面302、防护屏蔽(导电平面304)与接地平面444 (例如，如果存在，那么为处于接地电势的导体及金属)之间的静电场线的示意表示，其中所述导电平面302及所述防护屏蔽304是处于实质上相同电压电势。注意所述导电平面302与所述接地平面444之间的弱得多的静电场线(较长线)。所述导电平面302与所述防护屏蔽(导电平面304)之间实质上不存在寄生电容，此是因为所述导电平面302与所述防护屏蔽(导电平面304)两者均处于实质上相同电压电势。返回参考图3，驱动器306c及驱动器306d可分别驱动导电平面302及导电平面304到实质上相同电压，借此降低所述导电平面302与周围接地金属(例如，接地平面444)之间的静电场。
[0031]参考图5，描绘根据本发明的特定实施例的配置用于触摸检测的电容接近检测器及电阻触摸屏的示意方框图。如上文更全面描述，数字处理器312可检测在对象(例如，用户的(若干)手指)接近于顶部导电平面302时所述顶部导电平面302的电容变化。接着，重新配置驱动器306使得导电平面302及304用作电阻触摸屏。任选地，数字处理器312还可使用驱动器306d及/或驱动器306c驱动具有与在顶部导电平面302上实质上相同的电压的底部导电平面304，借此增加所述顶部导电平面302在其用作电容接近传感器时的电容变化敏感度。为了进一步电力节省，数字处理器312、驱动器306、电容测量电路314及ADC 310可进入低电力睡眠模式中，所述低电力睡眠模式周期性地唤醒只足以检测接近于导电平面302的对象的电路，接着一旦检测到便激活电阻触摸屏功能。数字处理器及存储器312、驱动器306、电容测量电路314及ADC 310可全部并入低成本集成电路(例如，微控制器、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(P LA)等)中。
[0032]由元件符号500概括表示的电阻触摸屏在没有检测到对象接近于导电平面302时用作接近检测器。一旦检测到对象接近于所述导电平面302，三态输出驱动器306便分别重新配置顶部导电平面302及底部导电平面304以通过与图2中所示的电阻触摸屏的操作实质上相同的方式作为电阻触屏操作。电阻触摸屏500可具有连接到导电ITO涂布平面302及304中的每一者的针对所述电阻触摸屏500的两个连接件，所述电阻触摸屏500的任一侧各自具有一个连接件，一组连接件具有X定向(例如，顶部平面302连接件A及B)且另一组连接件则具有Y定向(例如，底部平面304连接件C及D)。三态输出驱动器306可用于将这些连接件耦合到接地Vss;电压V DD;或进入高阻抗状态，例如，从V %及Vdd断开。V %及Vdd可分别连接到平面302或平面304的相对侧，或进入高阻抗状态使得所述平面302或所述平面304的任一侧上的电压可凭借模数转换器(ADC) 310通过多路复用器308读取且使用数字处理器312处理。
[0033]参考图6，描绘根据本发明的特定实例实施例的用于检测接近于触摸屏的对象、确定对所述触摸屏的触摸及所述触摸在所述触摸屏上的位置的流程图。在步骤640中，数字处理器312可(例如)通过使用唤醒定时器(未展示)从睡眠模式开启或醒来。在步骤642中，顶部导电平面302可用作电容传感器以监测电容接近检测且当检测到接近于所述顶部导电平面302的对象时，数字处理器312分别重新配置顶部平面302及底部平面304以成为电阻触摸屏。在步骤644中，扫描所述触摸屏且当在步骤646中检测到触摸时，在步骤648中解码所述触摸的位置。如果在特定时间之后在步骤646中未检测到触摸，那么数字处理器312可将顶部导电平面302及底部导电平面304分别重新配置分别恢复到电容接近传感器及电容防护屏蔽。
[0034]虽然已描绘、描述本发明的实施例且通过参考本发明的实例实施例定义本发明的实施例，但此类参考并不意味对本发明的限制且不应推断出此限制。如将获益于本发明的所属领域技术人员将想到，可在形式及功能上对所揭示的标的物进行大幅修改、替代及等效动作。本发明的所描绘及描述的实施例只是实例且并不详述本发明的范围。
【主权项】
1.一种具有电容接近检测器及电阻触摸屏的设备，其包括: 第一导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻； 第二导电平面，其具有在其相对边缘之间的电阻且与所述第一导电平面平行而定位；第一对三态驱动器，其中来自所述第一对中的一者的输出耦合到所述第一导电平面的边缘且来自所述第一对中的另一者的输出耦合到所述第一导电平面的相对边缘； 第二对三态驱动器，其中来自所述第二对中的一者的输出耦合到所述第二导电平面的边缘且来自所述第二对的另一者的输出耦合到所述第二导电平面的相对边缘； 其中所述第一导电平面的所述经耦合边缘实质上垂直于所述第二导电平面的所述经耦合边缘； 多路复用器，其具有耦合到所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述边缘中的相应者的输入； 模数转换器ADC，其具有耦合到所述多路复用器的输出的模拟输入； 电容测量电路，其耦合到所述第一导电平面的所述边缘中的一者；及数字处理器，其具有耦合到所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器的信号及三态控制输入的数字输出、耦合到所述多路复用器的多路复用器控制输出、耦合到所述电容测量电路的至少一个输入及至少一个输出，及耦合到所述ADC的至少一个数字输出的至少一个数字输入； 其中 所述数字处理器用所述第一对三态驱动器中的至少一者将所述第一导电平面充电到第一电压， 所述第一导电平面通过所述多路复用器耦合到所述电容测量电路和所述ADC的所述模拟输入， 所述电容测量电路修改所述第一导电平面上的所述第一电压， 所述ADC取样所述经修改第一电压且提供所述经修改第一电压的数字表示给所述数字处理器； 所述数字处理器确定所述经修改第一电压的变化是否指示对象接近于所述第一导电平面的向外面?’及 如果确定所述对象接近于所述第一导电平面的所述向外面，那么所述数字处理器使用所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器以将所述第一导电平面及所述第二导电平面配置成电阻触摸屏。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述经修改第一电压表示所述第一导电平面的电容。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述电容测量电路包括电容分压器CVD电路。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述电容测量电路包括充电时间测量单元CTMU电路。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电平面是涂布有氧化铟锡ITO的柔性衬底。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一导电平面实质上透明。7.根据权利要求5所述的设备，其中所述第二导电平面涂布有氧化铟锡ITO且所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述ITO涂层面向彼此，借此当施加触摸于所述第一导电平面的所述面时，所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的所述ITO涂层在所述触摸的位置处接触且所述数字处理器借此确定所述触摸位置。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字处理器用所述第二对三态驱动器中的至少一者将所述第二导电平面充电到所述第一电压。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一对三态驱动器及所述第二对三态驱动器、所述多路复用器、所述ADC、所述电容测量电路及所述数字处理器提供于微控制器集成电路中。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述微控制器集成电路具有周期性地唤醒所述微控制器集成电路中足以确定对象是否接近于所述第一导电平面的所述向外面的电路的低电力睡眠模式。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述对象包括用户的指尖。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电压是处于实质上电力供应电压。13.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一电压是处于实质上电力供应中性线电势。14.一种用于确定对象是否接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对所述电阻触摸屏的触摸的方法，所述方法包括以下步骤: 将第一导电平面充电到第一电压； 将所述经充电第一导电平面耦合到电容测量电路； 使用所述电容测量电路修改所述第一导电平面上的所述第一电压； 测量所述经修改第一电压； 根据所述所测量经修改第一电压确定对象是否接近于所述第一导电平面； 当已确定所述对象接近于所述第一导电平面时，将所述第一导电平面及平行于所述第一导电平面的第二导电平面重新配置成电阻触摸屏；及 扫描所述第一导电平面及所述第二导电平面以确定触摸在何处施加于所述平面。15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在将所述第一导电平面充电到所述第一电压的所述步骤之后将所述导电平面充电到所述第一电压的所述步骤。16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括维持低电力睡眠模式且从所述低电力睡眠模式周期性地唤醒以检测接近于所述顶部导电平面的所述对象的所述步骤。17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一导电平面是涂布有氧化铟锡ITO的柔性衬底。18.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二导电平面涂布有氧化铟锡ITO且所述第一导电平面及所述第二导电平面的所述ITO涂层面向彼此，借此当施加所述触摸于所述第一导电平面的所述面时，所述第一导电平面与所述第二导电平面之间的所述ITO涂层在其上施加所述触摸的位置处接触且借此确定触摸位置。19.一种用于确定对象是否接近于电阻触摸屏且此后启用所述电阻触摸屏以用于确定对所述电阻触摸屏的触摸的方法，所述方法包括以下步骤: 确定对象是否接近于与第二衬底平行且定位于所述第二衬底上方的第一衬底的面； 当已确定所述对象接近于所述第一衬底的所述面时，扫描所述第一衬底及所述第二衬底； 检测对所述第一衬底的所述面的触摸；及 确定所述触摸在所述第一衬底的所述面上的位置。20.根据权利要求19所述的方法，其中通过电阻触摸屏完成检测所述触摸及确定所述位置的所述步骤。
【专利摘要】如果具有电阻触摸屏的装置在所述电阻触摸屏即将受到触摸之前不对其扫描，特定地说如果所述装置可在无触摸不活动期间保持于低电力睡眠模式中，那么所述装置的电力消耗可降低。此外，早于实际第一触摸而检测潜在触摸可改进初始触摸响应时间。所述电阻触摸屏可包括顶部及底部氧化铟锡ITO涂布平面。所述顶部ITO涂布平面可用作电容接近检测器且所述底部ITO涂布平面可用作所述顶部ITO涂布平面的防护屏蔽以显著降低其寄生电容且提高电容接近检测的敏感度。所述装置还可保持于低电力睡眠模式中直到检测到潜在触摸为止，借此进一步节省装置电力消耗。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/045, G06F1/32, G06F3/044
【公开号】CN104903829
【申请号】CN201480003786
【发明人】凯斯·E·克堤斯
【申请人】密克罗奇普技术公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年2月28日
【公告号】US20140253500, WO2014137833A2, WO2014137833A3
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