CN103309435B - 接近传感单元 - Google Patents

Abstract

接近传感单元，包括：设置在所述接近传感单元的接近传感表面上的多个电极集合，所述电极集合包括：第一电极集合；与所述第一电极集合相对设置的第二电极集合，配置来在所述第一电极集合以及所述第二电极集合之间形成均匀的电场，其中所述第二电极集合包括至少两个子电极集合；检测单元，与所述第一电极集合以及所述至少两个子电极集合连接，并且配置来检测所述第一电极集合与所述至少两个子电极集合之间的电场变化；以及控制单元，与所述至少两个子电极集合连接，并且配置来控制所述至少两个子电极集合中的至少一部分的接通/断开。

Description

接近传感单元

技术领域

本发明涉及一种接近传感单元。

背景技术

当前可以在诸如智能手机、平板电脑的触摸屏幕上采用电场(e-field)技术来实现非接触式触摸以实现接近传感器的功能。电场技术的优势在于功耗很低，并且很容易实现。通常，电池技术使用相对的两个极板，并且对两个极板充电来在两个极板之间形成电场。在接触物(如，用户的手)接近两个极板所在的区域时，会破坏两个极板之间形成的电场，由此可以通过检测极板之间的电场变化来判断用户的手的距离。这里，两个极板能够检测用户的手的距离的能力由两个相对极板的正对面积的影响。这里，如果两个相对极板的正对面积越大，则接近传感器的检测单元能够通过该相对的两个极板检测用户的手的距离就越大。然而，相对的极板的面积太大，则会导致由电场(e-field)技术的接近传感器的检测精度的降低(在相同的面积下不能放置太多的相对极板)，而相对的极板的面积太小则会影响由电场(e-field)技术的接近传感器的检测距离。

发明内容

因此，为了解决现有技术中的上述技术问题，根据本发明的一方面，提供一种接近传感单元，包括：设置在所述接近传感单元的接近传感表面上的多个电极集合，所述电极集合包括：第一电极集合；与所述第一电极集合相对设置的第二电极集合，配置来在所述第一电极集合以及所述第二电极集合之间形成均匀的电场，其中所述第二电极集合包括至少两个子电极集合；以及检测单元，与所述第一电极集合以及所述至少两个子电极集合连接，并且配置来检测所述第一电极集合与所述至少两个子电极集合之间的电场变化；以及控制单元，与所述至少两个子电极集合连接，并且配置来控制所述至少两个子电极集合中的至少一部分的接通/断开。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第二电极集合包括第一子电极集合以及第二子电极集合；所述第一子电极集合对应于所述第一电极集合的第一部分；以及所述第二子电极集合对应于所述第一电极集合的第二部分。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第一电极集合具有弓形结构；以及所述第一子电极集合以及所述第二子电极集合具有型结构。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述控制单元基于预设的方式控制所述第一子电极集合和/或所述第二子电极集合的接通/断开。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第二电极集合包含第一子电极集合、第二子电极集合、第三子电极集合以及第四子电极集合；所述第一子电极集合对应于所述第一电极集合的第一部分；所述第二子电极集合对应于所述第一电极集合的第二部分；所述第三子电极集合对应于所述第一电极集合的第三部分；以及所述第四子电极集合对应于所述第一电极集合的第四部分。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述控制单元在第一周期控制所述第一子电极集合、第二子电极集合、第三子电极集合以及第四子电极集合分别接通；以及、所述控制单元在与所述第一周期相邻的第二周期控制第一子电极集合和第二子电极集合，以及第三子电极集合和第四子电极集合两两接通。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述第二电极集合包含第一子电极集合、第二子电极集合、第三子电极集合、第四子电极集合以及第五子电极集合；所述第一子电极集合对应于所述第一电极集合的第一部分；所述第二子电极集合对应于所述第一电极集合的第二部分；所述第三子电极集合对应于所述第一电极集合的第三部分；所述第四子电极集合对应于所述第一电极集合的第四部分；以及所述第五子电极集合对应于所述第一电极集合的第五部分。

此外，根据本发明的一个实施例，其中所述控制单元在第一周期同时接通所述第一子电极集合以及第二子电极集合，并且同时接通所述第三子电极集合以及所述第四子电极集合；以及所述控制单元在与所述第一周期相邻的第二周期同时接通所述第二子电极集合以及第三子电极集合，并且同时接通所述第四子电极集合以及所述第五子电极集合。

附图说明

图1是图解根据本发明实施例的接近传感器的示意图；

图2是图解根据本法实施例的电极结构的示意图；

图3A-3C是图解根据本发明另一实施例的电极结构的示意图；以及

图4A-4C是图解根据本发明另一实施例的电极结构的示意图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

下面将参照图1描述根据本发明实施例的接近传感器。图1是图解根据本发明实施例的接近传感器的示意图。这里，根据本发明实施例的接近传感器可以应用到诸如智能手机、或平板电脑之类的显示屏幕上，以与显示屏幕形成触摸屏。

如图1所示，根据本发明实施例的接近传感器可以包括多个电极集合1、检测单元2以及控制单元3。这里，需要注意的是，虽然图1的示意图仅显示了少量的电极集合1，但是图1仅仅用于示出多个电极集合与检测单元和控制单元之间的连接关系。根据本发明的实施例，多个电极集合1可以均匀地设置在诸如智能手机、或平板电脑之类的显示屏幕上以与显示屏幕形成触摸屏。

这里，电极集合1可以包括第一电极集合；与第一电极集合相对设置的第二电极集合。这里，通过向第一电极集合与第二电极集合通电，可以在第一电极集合以及第二电极集合之间形成均匀的电场。与现有技术不同，根据本发明的实施例，第二电极集合包括至少两个子电极集合。

检测单元2分别与多个电极集合1中的第一电极集合以及第二电极集合中的至少两个子电极集合连接，并且检测第一电极集合与至少两个子电极集合之间的电场变化，从而可以确定诸如用户的手之类的接触物是否靠近某个电极集合。

控制单元3分别与第一电极集合以及第二电极集合中的至少两个子电极集合连接，并且可以控制第一电极集合，以及至少两个子电极集合中的至少一部分的接通/断开。

下面将参照图2详细描述电极集合1的结构，以及检测单元2和控制单元3执行的操作。

如图2所示，根据本发明实施例的电极集合1包括第一电极集合21以及第二电极集合22。

根据本实施例，第二电极集合22可以包括第一子电极集合221以及第二子电极集合222。第一子电极集合221对应于第一电极集合21的第一部分，并且以及第二子电极集合222对应于第一电极集合21的第二部分。

如图2所示，第一电极集合21具有弓形结构，并且第二电极集合22中的第一子电极集合221以及第二子电极集合222具有型结构。这里，第一电极集合21以及第一子电极集合221和第二子电极集合222的上述结构有利于在第一电极集合21与第一子电极集合221和第二子电极集合222之间形成均匀的电场。然而，本发明不限于此，第一电极集合21以及第一子电极集合221和第二子电极集合222还可以由相互平行的电极板实现。这里，根据本发明的实施例，第一子电极集合221和第二子电极集合222分别对应于第一电极集合21的不同部分，并且第一子电极集合221和第二子电极集合222的面积大致相同。也就是说，第一子电极集合221和第二子电极集合222分别与第一电极集合21大致一半面积的电极板相对。

这里，具体地，图1的检测单元2可以分别与第一电极集合21以及第二电极集合22中的第一子电极集合221和第二子电极集合222连接，并且可以在第一电极集合21以及第二电极集合22中的子电极集合充电时，检测第一电极集合21与两个子电极集合221和/或222之间的电场变化。

此外，图1的控制单元3分别与第一电极集合21以及第二电极集合22中的两个子电极集合221以及222连接，并且可以控制第一电极集合21，以及两个子电极集合221和222中的至少一部分的接通/断开。

具体地，在接近传感器工作时，控制单元3分别向第一电极集合21以及第二电极集合22中的两个子电极集合221和222的至少一部分提供相反的电荷以在第一电极集合21以及第二电极集合之间形成电场。这里，根据本发明的实施例，控制单元基于预设的方式控制第一子电极集合221和/或第二子电极集合222的接通/断开。

例如，在接近传感器工作时，控制单元3可以以预定的周期内分别控制第一子电极集合221和/或第二子电极集合222的接通/断开。具体地，在该预定的周期内的第一时间段，控制单元3可以将第一子电极集合221接通。然后在该预定的周期内的第二时间段，控制单元3可以将第二子电极集合222接通，并且在之后的第三时间段，将第一子电极集合221以及第二子电极集合同时接通。此外，本发明不限于此，只要可以使第二电极集合22中的子电极集合221以及222单独工作以及子电极集合221以及222共同工作的情况交替出现，本发明还可以采用其它的工作方式。例如，在该预定的周期内的第一时间段，控制单元3可以将第二子电极集合222接通。然后在该预定的周期内的第二时间段，控制单元3可以将第二子电极集合222接通，并且在之后的第三时间段，将第一子电极集合221以及第二子电极集合222同时接通。或者，在该预定的周期内的第一时间段，控制单元3可以将第一子电极集合221以及第二子电极集合222同时接通。然后在该预定的周期内的第二时间段，控制单元3可以将第二子电极集合222接通，并且在之后的第三时间段，将第一子电极集合221接通。

如之前描述的那样，如果两个相对的电极集合的正对面积越大，则其能够检测用户的手的距离就越大。因此，在第一子电极集合221以及第二子电极集合222同时接通时，第一子电极集合221以及第二子电极集合222组成具有较大面积的电极集合(第二电极集合22)。这里，由于第一电极集合21以及第二电极集合22的正对面积较大，因此检测单元2能够通过具有较大正对面积的第一电极集合21以及第二电极集合22来检测较远的接触物(如，用户的手)。此外，在第一子电极集合221或第二子电极集合222单独接通时，第一子电极集合221或第二子电极集合222的面积较小(相当于第二电极集合22整体面积的一半)，在这种情况下，由于第一电极集合21与第一子电极集合221或第二子电极集合222形成的相对电极集合的面积较小，因此在检测单元2通过第一电极集合21与第一子电极集合221或第二子电极集合222形成的相对电极集合检测到靠近的接触物，检测单元2可以通过第一电极集合21与第一子电极集合221或第二子电极集合222的位置进一步精确定位所靠近的接触物的位置，由此提高了接触物的定位精度。

通过上述方式，通过交替使第二电极集合22中的第一子电极集合221或第二子电极集合222作为整体工作(形成相对面积较大的电极集合)以及第一子电极集合221或第二子电极集合222单独工作，可以在保证使用第一电极集合21以及第二电极集合22的接近传感器的检测距离的情况下，增加接近传感器的检测精度(定位精度)。

在上面描述了根据本发明实施例的接近传感器，然而本发明不限于此。下面将参照图3A-3C描述根据本发明另一实施例的电极结构以及相关操作。图3是图解根据本发明另一实施例的电极结构的示意图。这里，需要注意的是，由于在电极集合工作时，第一电极集合总是接通，因此图3仅显示了第二电极集合的结构以及第二电极集合的工作状态。此外，在图3中以方框的方式显示了第二电极集合的结构，然而图3仅仅是示意图，并且图3所示的第二电极集合中的子电极集合可以具有图2中的对应部分的结构，或者可以具有平行电极的结构。

如图3A所示，第二电极集合3包含第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34。第一子电极31集合对应于第一电极集合的第一部分，第二子电极集合32对应于第一电极集合的第二部分；第三子电极集合33对应于第一电极集合的第三部分，并且第四子电极集合34对应于第一电极集合的第四部分。这里，根据本发明的实施例，第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34分别对应于第一电极集合的不同部分，并且第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34的面积大致相同。也就是说，第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34分别与第一电极集合21大致1/4面积的电极板相对。

如图3B所示，在根据本发明实施例的接近传感器工作时，图1的控制单元3可以在第一周期控制第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34分别接通。然后，如图3C所示，控制单元3可以在与第一周期相邻的第二周期控制第一子电极集合31和第二子电极集合32，以及第三子电极集合33和第四子电极集合34分别两两接通。这里，控制单元3可以交替重复第一周期以及第二周期的控制操作。

这里，如上所述，如果两个相对的电极集合的正对面积越大，则其能够检测用户的手的距离就越大。因此，在第一子电极集合31和第二子电极集合32，以及第三子电极集合33和第四子电极集合34分别同时接通时，第一子电极集合31和第二子电极集合32，以及第三子电极集合33和第四子电极集合34可以组成具有较大面积的电极集合。这里，由于第一子电极集合31和第二子电极集合32的组合，以及第三子电极集合33和第四子电极集合34的组合与第一电极集合的正对面积较大，因此此时检测单元2能够检测较远的接触物(如，用户的手)。此外，在第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34单独接通时，第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34的面积较小(相当于第二电极集合22整体面积的一半)，在这种情况下，由于第一电极集合21与第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34形成的相对电极集合的面积较小，因此在检测单元2通过上述相对电极集合中的任意一个检测到靠近的接触物时，检测单元2可以通过检测到靠近的接触物的相对电极集合的位置进一步精确定位所靠近的接触物的位置，由此提高了接触物的定位精度。

在上面结合图3描述了根据本发明的一个实施例的电极结构以及相关操作。然而，本发明不限于此，只要能够交替使第二电极集合3中的各个子电极集合单独工作，以及各个子电极组成的较大电极集合联合工作，还可以以其它方式操作图3所示的第一子电极集合31、第二子电极集合32、第三子电极集合33以及第四子电极集合34。

下面将参照图4A-4C描述根据本发明另一实施例的电极结构以及相关操作。图4是图解根据本发明另一实施例的电极结构的示意图。在图4中以方框的方式显示了第二电极集合的结构，然而图4仅仅是示意图，并且图4所示的第二电极集合中的子电极集合可以具有图2中的对应部分的结构，或者可以具有平行电极的结构。

如图4A所示，第二电极集合4包含第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43以及第四子电极集合44。第一子电极41集合对应于第一电极集合的第一部分，第二子电极集合42对应于第一电极集合的第二部分；第三子电极集合43对应于第一电极集合的第三部分，第四子电极集合44对应于第一电极集合的第四部分，第五子电极集合45对应于第一电极集合的第四部分。这里，根据本发明的实施例，第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43、第四子电极集合44以及第五子电极集合45分别对应于第一电极集合的不同部分，并且第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43、第四子电极集合44以及第五子电极集合45的面积大致相同。也就是说，第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43、第四子电极集合44以及第五子电极集合45分别与第一电极集合21大致1/5面积的电极板相对。

如图4B所示，在根据本发明实施例的接近传感器工作时，图1的控制单元3可以在第一周期控制第一子电极集合41、第二子电极集合42同时接通，并且控制第三子电极集合43以及第四子电极集合44同时接通。然后，如图4C所示，控制单元3可以在与第一周期相邻的第二周期控制第二子电极集合42和第三子电极集合43同时接通，并且控制第四子电极集合44和第五子电极集合45同时接通。这里，控制单元3可以交替重复第一周期以及第二周期的控制操作。

这里，控制单元3通过在第一周期以及第二周期期间不断移动第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43、第四子电极集合44以及第五子电极集合45中的子电极集合的组合的工作(接通)位置，使得第二电极集合内不断改变子电极集合的组合与第一电极集合组成了位置不断变化的相对电极集合。在这种情况下，图1的检测单元2可以基于检测到靠近的接触物的相对电极集合的位置进一步精确定位所靠近的接触物的位置，由此提高了接触物的定位精度。

在上面结合图4描述了根据本发明的一个实施例的电极结构以及相关操作。然而，本发明不限于此，还可以以其它方式操作第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43、第四子电极集合44以及第五子电极集合45。例如，在根据本发明实施例的接近传感器工作时，图1的控制单元3可以在第一周期控制第一子电极集合41、第二子电极集合42同时接通，并且控制第三子电极集合43以及第四子电极集合44同时接通。然后，控制单元3可以在与第一周期相邻的第二周期控制第二子电极集合42和第三子电极集合43同时接通，并且控制第四子电极集合44和第五子电极集合45同时接通。此外，控制单元3可以在第二周期之后的第三周期控制第一子电极集合41、第二子电极集合42、第三子电极集合43、第四子电极集合44以及第五子电极集合45分别接通以进一步提供检测单元2的检测精度。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种接近传感单元，包括：

设置在所述接近传感单元的接近传感表面上的多个电极集合，所述电极集合包括：

第一电极集合；

与所述第一电极集合相对设置的第二电极集合，配置来在所述第一电极集合以及所述第二电极集合之间形成均匀的电场，其中所述第二电极集合包括至少两个子电极集合；

检测单元，与所述第一电极集合以及所述至少两个子电极集合连接，并且配置来检测所述第一电极集合与所述至少两个子电极集合之间的电场变化；以及

控制单元，与所述至少两个子电极集合连接，并且配置来控制所述至少两个子电极集合中的至少一部分的接通/断开。

2.如权利要求1所述的接近传感单元，其中

所述第二电极集合包括第一子电极集合以及第二子电极集合；

所述第一子电极集合对应于所述第一电极集合的第一部分；以及

所述第二子电极集合对应于所述第一电极集合的第二部分。

3.如权利要求2所述的接近传感单元，其中

所述第一电极集合具有弓形结构；以及

所述第一子电极集合以及所述第二子电极集合具有┤型结构。

4.如权利要求2所述的接近传感单元，其中

所述控制单元基于预设的方式控制所述第一子电极集合和/或所述第二子电极集合的接通/断开。

5.如权利要求1所述的接近传感单元，其中

所述第二电极集合包含第一子电极集合、第二子电极集合、第三子电极集合以及第四子电极集合；

所述第一子电极集合对应于所述第一电极集合的第一部分；

所述第二子电极集合对应于所述第一电极集合的第二部分；

所述第三子电极集合对应于所述第一电极集合的第三部分；以及

所述第四子电极集合对应于所述第一电极集合的第四部分。

6.如权利要求5所述的接近传感单元，其中

所述控制单元在第一周期控制所述第一子电极集合、第二子电极集合、第三子电极集合以及第四子电极集合分别接通；以及、

所述控制单元在与所述第一周期相邻的第二周期控制第一子电极集合和第二子电极集合，以及第三子电极集合和第四子电极集合两两接通。

7.如权利要求1所述的接近传感单元，其中

所述第二电极集合包含第一子电极集合、第二子电极集合、第三子电极集合、第四子电极集合以及第五子电极集合；

所述第一子电极集合对应于所述第一电极集合的第一部分；

所述第二子电极集合对应于所述第一电极集合的第二部分；

所述第三子电极集合对应于所述第一电极集合的第三部分；

所述第四子电极集合对应于所述第一电极集合的第四部分；以及

所述第五子电极集合对应于所述第一电极集合的第五部分。

8.如权利要求7所述的接近传感单元，其中

所述控制单元在第一周期同时接通所述第一子电极集合以及第二子电极集合，并且同时接通所述第三子电极集合以及所述第四子电极集合；以及

所述控制单元在与所述第一周期相邻的第二周期同时接通所述第二子电极集合以及第三子电极集合，并且同时接通所述第四子电极集合以及所述第五子电极集合。