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