利用電容感測技術保護物理信號通路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明通常涉及觸摸傳感器和能使數據安全進入觸摸傳感器的觸摸傳感器中的 組件之間的安全數字通信路徑。
【背景技術】
[0002] 存在幾種電容感應觸摸傳感器的設計。檢驗底層技術是有用的，以便更好地理解 電容敏感觸摸板能被如何改造以與本發明一起工作。
[0003] CIRQUE?公司觸摸板是互電容感測裝置，示例被示出在圖1的方框中。在這種 觸摸板10中，X電極（12)和Y電極（14)的柵以及感測電極16被用來限定觸摸板的觸摸敏 感區域18。典型地，當存在空間限制時，觸摸板10是大約16X12電極或8X6電極的矩形 柵。單個感測電極16與這些X(12)和Y(14)(或行和列）電極交錯。通過感測電極16進 行所有位置測量。
[0004] CIRqUE⑩公司觸摸板1〇測量感測線16上的電荷不平衡。當觸摸板10上或觸 摸板10附近沒有指示目標時，觸摸板電路20處于平衡狀態，感測線16沒有電荷不平衡。當 因在目標接近或者接觸觸摸表面（觸摸板10的感測區域18)時電容耦合導致指示目標創 造不平衡時，電極12和14上發生電容變化。測量到的是電容變化，而不是電極12和14上 的絕對電容值。通過測量必須被注入到感測線16上的電荷量，觸摸板10確定電容變化以 重新建立或再次獲得感測線上的電荷平衡。
[0005] 以下利用上述系統以確定手指在觸摸板10上或觸摸板10附近的位置。這種示例 描述行電極12,對于列電極14以相同方式重復。從行電極測量和列電極測量獲得的值確定 指示目標在觸摸板10上或觸摸板10附近的形心的交點。
[0006] 在第一步驟中，利用來自P、N發生器（generat〇r)22的第一信號驅動第一組行電 極12,利用來自P、N發生器的第二信號驅動不同但相鄰的第二組行電極。觸摸板電路20利 用互電容測量裝置26從感測線16獲得表明哪一行電極最接近于指示目標的值。然而，在 一些微控制器28的控制下，觸摸板電路20還不能確定指示目標位于行電極的哪一側，也不 能確定指示目標距離電極有多遠。因此，系統將待驅動的電極組12移位一個電極。換句話 說，增加組一側的電極，同時該組相對側的電極不再被驅動。然后新一組由P、N發生器22 驅動，并且進行感測線16的第二次測量。
[0007]從這兩次測量可確定指示目標位于行電極的哪一側以及有多遠。利用比較兩個所 測信號的幅值的方程，然后進行指示目標位置的確定。
[0008]CIRQUE?公司觸摸板的靈敏度或分辨率大大高于16X12的行電極和列電極柵 隱含的靈敏度或分辨率。分辨率典型地大約為每英寸960量級或更大。精確的分辨率由組 件的靈敏度、相同行和列上的電極12和14之間的間距和不是本發明實質的其它因素確定。 利用P、N發生器24,上述過程被重復用于Y或列電極14。
[0009] 雖然上述的CIRQUE?觸摸板使用X電極12和Y電極14的柵和分開并單個的 感測電極16,但是感測電極實際上可以是通過使用多路復用的X電極12或Y電極14。
【發明內容】
[0010] 在優選實施例中，本發明是一種用于通過檢測電極上的電容變化檢測可傳輸安全 數據的電極上或其附近的探針的存在的系統和方法，其中如果檢測到探針，則可采取操作 以停止在電極上的傳輸。
[0011] 通過結合附圖考慮下面的【具體實施方式】，對于本領域技術人員來說，本發明的這 些和其它目標、特征、優點和可選的方面將變得明顯。
【附圖說明】
[0012] 圖1是CIRQUE?公司制造且能根據本發明的原理操作的電容敏感觸摸板的組 件的框圖。
[0013] 圖2是通過多個電極將數據從一個組件傳輸到另一個組件的電路以及聯接至用 于檢測電容變化的多個電極的觸摸傳感器的示意圖。
[0014]圖3是示出接觸正在傳輸數據的多個電極中的一個的探針的存在的示意圖。
[0015]圖4是識別本發明的第一實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 現在將參照附圖，其中本發明的各個元件將被給出數字標記，并且將討論本發明 以便本領域技術人員能夠制造和使用本發明。將理解的是，下面的描述僅是本發明原理的 示例，而不應被視為縮小所附的權利要求書。
[0017] 應當理解的是，整篇文檔中使用的術語"觸摸傳感器"包括帶有觸摸板、觸摸屏和 觸摸面板的任何電容式觸摸傳感器裝置并包括接近性和觸摸感應能力。
[0018] 用于固定觸摸傳感器的現有技術涉及保護工作體積（operatingvolume)的概念。 工作體積可被定義為在其內部設置觸摸傳感器及諸如觸摸感測電路的觸摸傳感器的組件 的空間。因此，工作體積可以是銷售點（P0S)終端的殼體。觸摸傳感器及其觸摸感測電路 被設置在P0S終端內。
[0019] 為了感測電極P0S終端內的體積，電極可設置在P0S終端的內部的周圍。如果存 在由P0S終端內的電容感測電路可檢測的變化，則可檢測的變化可導致系統對該變化做出 反應。例如，當探針穿透P0S終端以插入用于截獲通信的電極時，系統可能會防止數據的截 取。通信可以在觸摸傳感器和與觸摸傳感器通信的任何其他電路之間。
[0020] 本發明可旨在通過將檢測精力重點放在個別通信線上為數字通信提供增加的安 全性的概念。這些通信線可屬于任何組件，而不僅僅屬于觸摸傳感器。本發明可旨在對在 用作通信線的電極的附近或直接接觸其的探針的檢測，其中探針可試圖截獲電極上攜帶信 息的信號。電極可在兩個集成電路之間傳輸數據。集成電路可提供任何功能。電極不應被 視為局限在兩個集成電路之間并且可攜帶任何模擬或數字信號。
[0021] 本發明的第一實施例可旨在正在接近提供數據通信的任何電極的探針的檢測。可 以假設，探針可能導致電極上的電容變化。可以通過探針在電極的附近或通過探針直接接 觸電極引起電容變化。
[0022] 圖2示出了電聯接至第一集成電路32和第二集成電路34的多個電極30。可以假 設，多個電極30在第一集成電路32和第二集成電路34之間攜帶數據或只從一個到另一個 攜帶數據。重要的是，多個電極30可正在傳輸需要安全傳輸的模擬和/或數字數據。不管 它們正在傳輸什么數據或數據在什么組件之間傳輸。電極30的數量還可以變化，并不是本 發明的限制方面。
[0023] 圖2示出了多個電極30中的每一個通過多個監控電極42聯接至觸摸傳感器電路 36。觸摸傳感器電路36可通過測量監控電極42的電容變化能夠感測多個電極30的電容的 極小變化。監控電極42可以物理接觸或它們可以處于電氣距離（electricalproximity)。 在本文中，電氣距離被限定為足夠近以能夠感測電容改變。
[0024] 觸摸傳感器電路36可專用于第一實施例中的安全作用，或還可以起到與觸摸傳 感器（未示出）相關的作用以便還執行觸摸傳感器功能。觸摸傳感器電路36可能會檢測 大約毫微微法拉（femtofarad)或更小量級的電容變化。
[0025] 圖3示出了接觸正在監控的多個電極30中的一個電極的探針40。探針40會導致 正在被觸摸的電極38上電容的降低或增加。觸摸傳感器電路36可利用多個監控電極42 中的一個或多個來檢測電容變化。
[0026] 在探針檢測之后，第一實施例的系統可采取幾種不同操作之一。這些操作可由觸 摸傳感器電路36或者包括微處理器或狀態機的一些其他組件引導。對于該示例，可以假 設，如果檢測到探針40,則觸摸傳感器電路36包括一些處理能力并正在引導待執行的操 作。
[0027] 首先，觸摸傳感器電路36可以是能夠傳輸信號以提醒或警告另一個裝置或組件 探針40的存在。第二，觸摸傳感器電路36可以能夠終止多個電極30上的數據的傳輸從而 防止數據的截獲。第三，觸摸傳感器電路36可將信號傳輸至停止在多個電極