利用电容感测技术保护物理信号通路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明通常涉及触摸传感器和能使数据安全进入触摸传感器的触摸传感器中的 组件之间的安全数字通信路径。
【背景技术】
[0002] 存在几种电容感应触摸传感器的设计。检验底层技术是有用的，以便更好地理解 电容敏感触摸板能被如何改造以与本发明一起工作。
[0003] CIRQUE?公司触摸板是互电容感测装置，示例被示出在图1的方框中。在这种 触摸板10中，X电极（12)和Y电极（14)的栅以及感测电极16被用来限定触摸板的触摸敏 感区域18。典型地，当存在空间限制时，触摸板10是大约16X12电极或8X6电极的矩形 栅。单个感测电极16与这些X(12)和Y(14)(或行和列）电极交错。通过感测电极16进 行所有位置测量。
[0004] CIRqUE⑩公司触摸板1〇测量感测线16上的电荷不平衡。当触摸板10上或触 摸板10附近没有指示目标时，触摸板电路20处于平衡状态，感测线16没有电荷不平衡。当 因在目标接近或者接触触摸表面（触摸板10的感测区域18)时电容耦合导致指示目标创 造不平衡时，电极12和14上发生电容变化。测量到的是电容变化，而不是电极12和14上 的绝对电容值。通过测量必须被注入到感测线16上的电荷量，触摸板10确定电容变化以 重新建立或再次获得感测线上的电荷平衡。
[0005] 以下利用上述系统以确定手指在触摸板10上或触摸板10附近的位置。这种示例 描述行电极12,对于列电极14以相同方式重复。从行电极测量和列电极测量获得的值确定 指示目标在触摸板10上或触摸板10附近的形心的交点。
[0006] 在第一步骤中，利用来自P、N发生器（generat〇r)22的第一信号驱动第一组行电 极12,利用来自P、N发生器的第二信号驱动不同但相邻的第二组行电极。触摸板电路20利 用互电容测量装置26从感测线16获得表明哪一行电极最接近于指示目标的值。然而，在 一些微控制器28的控制下，触摸板电路20还不能确定指示目标位于行电极的哪一侧，也不 能确定指示目标距离电极有多远。因此，系统将待驱动的电极组12移位一个电极。换句话 说，增加组一侧的电极，同时该组相对侧的电极不再被驱动。然后新一组由P、N发生器22 驱动，并且进行感测线16的第二次测量。
[0007]从这两次测量可确定指示目标位于行电极的哪一侧以及有多远。利用比较两个所 测信号的幅值的方程，然后进行指示目标位置的确定。
[0008]CIRQUE?公司触摸板的灵敏度或分辨率大大高于16X12的行电极和列电极栅 隐含的灵敏度或分辨率。分辨率典型地大约为每英寸960量级或更大。精确的分辨率由组 件的灵敏度、相同行和列上的电极12和14之间的间距和不是本发明实质的其它因素确定。 利用P、N发生器24,上述过程被重复用于Y或列电极14。
[0009] 虽然上述的CIRQUE?触摸板使用X电极12和Y电极14的栅和分开并单个的 感测电极16,但是感测电极实际上可以是通过使用多路复用的X电极12或Y电极14。
【发明内容】
[0010] 在优选实施例中，本发明是一种用于通过检测电极上的电容变化检测可传输安全 数据的电极上或其附近的探针的存在的系统和方法，其中如果检测到探针，则可采取操作 以停止在电极上的传输。
[0011] 通过结合附图考虑下面的【具体实施方式】，对于本领域技术人员来说，本发明的这 些和其它目标、特征、优点和可选的方面将变得明显。
【附图说明】
[0012] 图1是CIRQUE?公司制造且能根据本发明的原理操作的电容敏感触摸板的组 件的框图。
[0013] 图2是通过多个电极将数据从一个组件传输到另一个组件的电路以及联接至用 于检测电容变化的多个电极的触摸传感器的示意图。
[0014]图3是示出接触正在传输数据的多个电极中的一个的探针的存在的示意图。
[0015]图4是识别本发明的第一实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 现在将参照附图，其中本发明的各个元件将被给出数字标记，并且将讨论本发明 以便本领域技术人员能够制造和使用本发明。将理解的是，下面的描述仅是本发明原理的 示例，而不应被视为缩小所附的权利要求书。
[0017] 应当理解的是，整篇文档中使用的术语"触摸传感器"包括带有触摸板、触摸屏和 触摸面板的任何电容式触摸传感器装置并包括接近性和触摸感应能力。
[0018] 用于固定触摸传感器的现有技术涉及保护工作体积（operatingvolume)的概念。 工作体积可被定义为在其内部设置触摸传感器及诸如触摸感测电路的触摸传感器的组件 的空间。因此，工作体积可以是销售点（P0S)终端的壳体。触摸传感器及其触摸感测电路 被设置在P0S终端内。
[0019] 为了感测电极P0S终端内的体积，电极可设置在P0S终端的内部的周围。如果存 在由P0S终端内的电容感测电路可检测的变化，则可检测的变化可导致系统对该变化做出 反应。例如，当探针穿透P0S终端以插入用于截获通信的电极时，系统可能会防止数据的截 取。通信可以在触摸传感器和与触摸传感器通信的任何其他电路之间。
[0020] 本发明可旨在通过将检测精力重点放在个别通信线上为数字通信提供增加的安 全性的概念。这些通信线可属于任何组件，而不仅仅属于触摸传感器。本发明可旨在对在 用作通信线的电极的附近或直接接触其的探针的检测，其中探针可试图截获电极上携带信 息的信号。电极可在两个集成电路之间传输数据。集成电路可提供任何功能。电极不应被 视为局限在两个集成电路之间并且可携带任何模拟或数字信号。
[0021] 本发明的第一实施例可旨在正在接近提供数据通信的任何电极的探针的检测。可 以假设，探针可能导致电极上的电容变化。可以通过探针在电极的附近或通过探针直接接 触电极引起电容变化。
[0022] 图2示出了电联接至第一集成电路32和第二集成电路34的多个电极30。可以假 设，多个电极30在第一集成电路32和第二集成电路34之间携带数据或只从一个到另一个 携带数据。重要的是，多个电极30可正在传输需要安全传输的模拟和/或数字数据。不管 它们正在传输什么数据或数据在什么组件之间传输。电极30的数量还可以变化，并不是本 发明的限制方面。
[0023] 图2示出了多个电极30中的每一个通过多个监控电极42联接至触摸传感器电路 36。触摸传感器电路36可通过测量监控电极42的电容变化能够感测多个电极30的电容的 极小变化。监控电极42可以物理接触或它们可以处于电气距离（electricalproximity)。 在本文中，电气距离被限定为足够近以能够感测电容改变。
[0024] 触摸传感器电路36可专用于第一实施例中的安全作用，或还可以起到与触摸传 感器（未示出）相关的作用以便还执行触摸传感器功能。触摸传感器电路36可能会检测 大约毫微微法拉（femtofarad)或更小量级的电容变化。
[0025] 图3示出了接触正在监控的多个电极30中的一个电极的探针40。探针40会导致 正在被触摸的电极38上电容的降低或增加。触摸传感器电路36可利用多个监控电极42 中的一个或多个来检测电容变化。
[0026] 在探针检测之后，第一实施例的系统可采取几种不同操作之一。这些操作可由触 摸传感器电路36或者包括微处理器或状态机的一些其他组件引导。对于该示例，可以假 设，如果检测到探针40,则触摸传感器电路36包括一些处理能力并正在引导待执行的操 作。
[0027] 首先，触摸传感器电路36可以是能够传输信号以提醒或警告另一个装置或组件 探针40的存在。第二，触摸传感器电路36可以能够终止多个电极30上的数据的传输从而 防止数据的截获。第三，触摸传感器电路36可将信号传输至停止在多个电极