CN103443731A - 用于检测到手持式装置的接近的测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于手持式装置、特别是电手持式装置的用于检测到所述手持式装置的接近的电容性测量装置，其中所述电容性测量装置具有切换装置，其中所述电容性测量装置的接地可借助于切换装置与所述手持式装置的导电结构以电化方式连接，且其中所述电容性测量装置具有接地电极结构，所述接地电极结构具有可布置于所述手持式装置上的至少一个接地电极，其中所述电容性手持式装置的接地可借助于所述切换装置与所述至少一个接地电极以电化方式连接。此外，本发明涉及一种用于借助根据本发明的电容性测量装置检测手到手持式装置、特别是电手持式装置的接近的方法。

Description

用于检测到手持式装置的接近的测量装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于手持式装置、特别是电手持式装置的用于检测手到所述手持式装置的接近的电容性测量装置。此外，本发明涉及一种用于借助根据本发明的电容性测量装置检测手到手持式装置、特别是电手持式装置的接近的方法。

背景技术

手持式装置、特别是电手持式装置越来越具备用于检测手到手持式装置的接近或手对手持式装置的接触的电容性传感器。提供操作手持式装置的额外互动可能性构成接近或接触检测的背景。借此，将增强或促进手持式装置的可用性。

从现有技术已知将电容性传感器装置的传感器电极布置于手持式装置的传感器表面上。此传感器表面提供手持式装置可通过其接收用户输入的互动区。举例来说，用户输入可由传感器表面的接触及/或由手到传感器表面的接近引起。在传感器表面下方，可布置大面积射极电极(发射电极)，可借助其激发交流电场。借助于传感器表面的传感器电极检测的信号或从其导出的数据与物件(举例来说，手指)距传感器电极的距离相关。

然而，当在手中握持手持式装置时，无法在必要准确性的情况下确定指尖(举例来说，拇指的尖端)相对于传感器表面的位置(举例来说，在拇指横向延伸到传感器表面中时)为不利条件。但针对多种应用，指尖相对于传感器表面的位置的特定确定为必要先决条件。

当手指(举例来说，握持手持式装置的手的拇指)在传感器表面区内移动时，环绕所述表面的交流电场被扭曲。然而，在拇指的尖端在同一位置处的情况下，交流电场的扭曲取决于拇指的哪一侧延伸到传感器表面中。为了在确定指尖(举例来说，拇指的指尖)相对于传感器表面的位置时计及传感器表面的交流电场的这些不同扭曲，知晓手持式装置握持在哪只手中是必要的。因此，为正确确定指尖相对于传感器表面的位置，必须额外检测手持式装置是握持在左手中还是在右手中。

在现有技术中，在检测指尖相对于传感器表面的位置时，不考虑手的位置(即，手持式装置是握持在右手中还是在左手中)。因此，针对多种应用，不可能在必要准确性的情况下检测指尖相对于传感器表面的位置。在现有技术中，已尝试通过借助于手持式装置的外壳的形状预定操作而面对此问题。举例来说，可以一方式设计手持式装置的外壳的形状，使得手持式装置可仅用右手或仅用左手操作。因此，大大限制手持式装置的操作及使用的简易性。

发明内容

本发明的目标

因此，本发明的目标是提供一种电容性测量装置以及一种用于检测手到手持式装置的接近或用于检测所述手持式装置是否由手握持的方法，借助所述方法可增强相对于所述手持式装置的传感器表面的指尖位置的检测。

根据本发明的解决方案

根据本发明借助于根据独立技术方案的用于手持式装置的电容性测量装置及用于检测手到手持式装置的接近的方法解决此问题。在相应附属技术方案中指示本发明的有利设计及实施例。此外，具有根据本发明的电容性测量装置的手持式装置、特别是电手持式装置也是所述解决方案的一部分。

因此，提供一种用于手持式装置、特别是电手持式装置的用于检测到所述手持式装置的接近的电容性测量装置，其中

-所述电容性测量装置具有切换装置，

-所述电容性测量装置的接地可借助于所述切换装置以电化方式连接到所述手持式装置的导电结构，且

-所述电容性测量装置包括具有可布置于所述手持式装置上的至少一个接地电极的接地电极结构，其中所述电容性测量的所述接地可借助于所述切换装置以电化方式连接到所述至少一个接地电极。

所述切换装置可以一方式设计，使得所述导电结构及/或所述接地电极结构的至少一个接地电极以电化方式连接到所述电容性测量装置的所述接地。还可设想，所述导电结构或所述接地电极结构的所述接地电极均不与所述电容性测量装置的所述接地以电化方式连接。

所述接地电极结构可包括第一接地电极及第二接地电极，所述第一接地电极及所述第二接地电极以一方式放置于所述手持式装置上、优选地在所述手持式装置的外壳中、特别优选地在所述手持式装置的外壳壳体内部，使得在所述手持式装置用手握持时，所述两个接地电极中的至少一者至少部分地由那只手覆盖。

所述切换装置可具备用于所述接地电极结构的每一接地电极且所述导电结构两者的开关。

所述接地电极结构的每一接地电极可具备用于所述导电结构的耦合电容C_M、C_L、C_R。所述接地电极及/或所述接地电极相对于所述导电结构的布置必须以一方式选择使得耦合电容C_M、C_L、C_R尽可能低。

所述电容性测量装置可具有参考电容C_REF，所述参考电容与所述导电结构以电化方式连接且可借助包括切换元件的开关与所述电容性测量装置的所述接地以电化方式连接。

优选地，参考电容C_REF与耦合电容C_M、C_L、C_R实质上相等。

此外，提供一种用于借助电容性测量装置、特别是根据本发明的电容性测量装置检测手到手持式装置、特别是电手持式装置的接近的方法，其中所述电容性测量装置具有接地电极结构，所述接地电极结构具有至少一个接地电极及至少一个传感器电极，且其中

-在第一测量循环中，将所述电容性测量装置的接地与所述手持式装置的导电结构以电化方式连接且在所述至少一个传感器电极中检测第一传感器信号，

-在第二测量循环中，将所述电容性测量装置的所述接地与所述接地电极结构的至少一个接地电极以电化方式连接且在所述至少一个传感器电极中检测第二传感器信号，且

-确定所述第一传感器信号与所述第二传感器信号的信号电平之间的差，所确定的所述差指示手到所述手持式装置的接近。

所述接地电极结构可具备第一接地电极及第二接地电极，所述第一接地电极及所述第二接地电极以一方式定位于所述手持式装置中，使得在用手握持所述手持式装置时，所述两个接地电极中的至少一者至少部分地由所述手覆盖，其中在所述第二测量循环中

-首先，将所述第一接地电极与所述电容性测量装置的所述接地以电化方式连接，且在所述至少一个传感器电极中检测关联于所述第一接地电极的第二传感器信号DS2_L，

-随后，将所述第二接地电极与所述电容性测量装置的所述接地以电化方式连接，且在所述至少一个传感器电极中检测关联于所述第二接地电极的第二传感器信号DS2_R，且

-将关联于所述第一接地电极的第二传感器信号DS2_L的信号电平与第一传感器信号DS1的信号电平之间的第一差(即，DS2_L-DS1)与关联于所述第二接地电极的第二传感器信号DS2_R的信号电平与第一传感器信号DS1的信号电平之间的第二差(即，DS2_R-DS1)进行比较，其中所述第一差与所述第二差之间的差(即，(DS2_L-DS1)-(DS2_R-DS1))指示所述两个接地电极中的哪一者由手覆盖。

优选地，至少在所述第二测量循环中，所述导电结构可借助于参考电容C_REF与所述电容性测量装置的所述接地连接。

所述接地电极结构的接地电极E_M、E_L、E_R可分别具备到所述导电结构的耦合电容C_M、C_L、C_R。所述接地电极及/或所述接地电极相对于所述导电结构的布置以一方式选择使得耦合电容C_M、C_L、C_R尽可能低。

参考电容C_REF及耦合电容C_M、C_L、C_R可以使得其实质上相等的方式选择。

所述接地电极、所述参考电容及所述导电结构可分别借助于包括切换元件及与所述切换元件并联的寄生电容的开关与所述电容性测量装置的所述接地连接，其中所述开关优选地以一方式选择使得其电容显著低于所述耦合电容。

在校准步骤中，可借助于所述参考电容将所述导电结构与所述电容性测量装置的所述接地连接，且在至少一个电极传感器中检测第三传感器信号，所述第三传感器信号用作至少一个接地电极的参考传感器，其中如果所述第一传感器信号的信号电平与所述第三传感器信号的信号电平之间的差的在量值上高于所述第一传感器信号的信号电平与关联于所述至少一个接地电极的所述第二传感器信号的信号电平之间的差，那么所述第二传感器信号的信号电平指示到所述至少一个接地电极的接近。

可通过公差值校正至少第三传感器信号。

举例来说，所述手持式装置或所述电手持式装置可为智能电话、移动无线电单元、远程控制装置、数码相机(特别是具有触摸屏的数码相机)、游戏控制器或具有触摸屏的游戏控制台、便携式小型计算机、平板PC或类似物。

附图说明

连同图式一起阅读以下说明，本发明的其它细节及特性以及本发明的实施例的实例将变得显而易见，在图式中：

图1a展示用于电手持式装置的根据本发明的电容性测量装置的等效电路图；

图1b展示其中接地电极放置于后侧上的电手持式装置的侧视图；

图2a展示根据本发明的电容性测量装置的第二实施例的等效电路图；

图2b从侧视图展示具有导电结构及接地电极的手持式装置的外壳；

图3展示取决于如何握持手持式装置的在传感器电极(测量电极)中测量的电信号的时间序列；且

图4展示根据本发明的电容性测量装置的另一实施例的等效电路图。

具体实施方式

图1a展示用于手持式装置的用于检测到所述手持式装置的接近的根据本发明的电容性测量装置的等效电路图。所述手持式装置具有传感器表面A，其中可布置若干个传感器电极(测量电极)。借助传感器电极，可能确定(举例来说)指尖相对于传感器表面A的位置。在此情形中，可能检测指尖到传感器表面A的接近或传感器表面与指尖的接触。传感器表面的传感器电极以及可设计(举例来说)为大面积电极且可布置于传感器电极下方的射极电极(发射电极)与电容性测量装置连接。电手持式装置的导电外壳或导电外壳层可与电容性测量装置的接地连接。所述外壳层可包括导电结构G，如图2b中所展示。

在手持式装置中，额外布置接地电极E_M，所述接地电极也可与电容性测量装置连接。接地电极E_M优选地以一方式布置于所述装置中，使得在手持式装置由手握持时，所述手持式装置至少部分地由那只手覆盖。此外，接地电极E_M的表面比手持式装置的导电结构G大得多或小得多。优选地，其实质上小于导电结构G。在以下所规定原始值或者所测量变量及公式或计算中，假设接地电极E_M的表面实质上小于导电结构G。在接地电极E_M的表面比导电结构G大得多的情形中，所规定原始值或者所测量变量及公式或计算也是有效的，但在所述情形中所测量变量的代数符号改变。

在传感器表面A的传感器电极中检测与指尖相对于传感器表面的位置有关的传感器信号。在电手持式装置或电容性测量装置的正常操作中，外壳的导电结构G或手持式装置的导电结构与电容性测量装置的接地以电化方式连接。可(举例来说)借助于切换装置的开关S₁实施导电结构G与电容性测量装置的接地的连接。

到根据本发明的手持式装置的接近的检测基本上在两个连续测量循环中发生，所述检测被实施数次。两个测量循环之间的时间间隔优选地以一方式选择，使得可假设在两个循环之间手指未在传感器表面A的区中移动(即，因此手指相对于传感器表面A的移动未被辨识到且不影响检测)。此意指两个测量循环之间的时间间隔优选地选择为非常小。

在第一测量循环中，在将开关S₁闭合(即，将导电结构G与电容性测量装置的接地以电化方式连接)时，在传感器表面A的传感器电极中检测传感器信号。

接地电极E_M可借助于切换装置的第二开关S₂与电容性测量装置的接地连接。在先前所描述的第一测量循环期间，第二开关S₂为断开的，即，接地电极E_M不与电容性测量装置的接地以电化方式连接。

在第二测量循环中，替代导电结构G，将接地电极E_M与电容性测量装置的接地连接。为了此目的，将第一开关S₁断开且将第二开关S₂闭合。在第二测量循环期间，也在传感器表面A的传感器电极中检测传感器信号。在此切换过程(第一开关S₁的断开与第二开关S₂的闭合)中，在传感器表面A的传感器电极中检测的传感器信号经历共模干扰。当在接地电极E_M处将导电结构G的接地换向时，在传感器表面的传感器电极中检测的传感器信号或所测量的传感器数据也由于改变的电容条件而改变。

图1中将接地电极E_M与导电结构G之间的连接指示为等效电容C_M。当将电容性测量装置的接地从导电结构G切换到接地电极E_M时，检测到在传感器表面A的传感器电极中测量的电信号的信号电平的减小。此情况的条件为手与导电结构G之间的连接大于手与接地电极E_M之间的连接。此可通过将接地电极E_M选择为实质上小于导电结构G而实现。

取决于导电结构G或接地电极E_M的设计，在电容性测量装置的接地从导电结构G切换到接地电极E_M的情况下，可能发生所测量的传感器信号的电平增加。无论接地的切换导致在传感器电极中测量或检测的电信号的电平增加还是电平减小，接地的切换均引起所测量的传感器信号中的共模干扰，所述共模干扰用于检测手持式装置的抓握。

在根据本发明的电容性测量装置中，无需针对接地电极E_M提供额外模拟前端是尤其有利的，这是因为接地电极E_M必须仅借助于开关与电容性测量装置连接，即，其必须与电容性测量装置的接地以电化方式连接。

传感器电极的测量信号取决于其电容负载。在此情形中，此负载必须理解为传感器电极与电路的接地之间的电容，这是因为通常电路不与地面以电化方式连接。换句话说，在简单“正常情形”中，当不存在接地电极E_M且电路的接地GND与导电外壳直接连接时，此电容通过传感器电极-手C_H1与手-外壳C_H3电容的串联连接形成。

图1a展示应用的简化图。C_H1、C_H2、C_H3为用户的手(两只手)到传感器电极、接地电极或外壳的电容。针对确定传感器信号的传感器电极的电容性负载，以下表达式为有效的(用“||”指示电容器的并联连接且用

指示串联连接)：

a)针对第一测量循环(接地到外壳)：

$C_{\mathrm{sensorelectrode}}=C_{H1}\⊕\left(C_{H3}\right|\left|(C_{H2}\⊕\left(C_M\right|\left|C_S\right))\right)$

b)针对第二测量循环(接地到接地电极)：

$C_{\mathrm{sensorelectrode}}=C_{H1}\⊕\left(C_{H2}\right|\left|(C_{H3}\⊕\left(C_M\right|\left|C_S\right))\right)$

从公式将显而易见，当改变测量循环时，取决于C_H2还是C_H3比较高，信号差为负或正。

依据在第一测量循环中检测的传感器信号的信号电平及在第二测量循环中检测的传感器信号的信号电平，可能推断电手持式装置的抓握或握持。因此，确定第一传感器信号(第一测量循环的第一传感器信号)的信号电平与第二传感器信号(第二测量循环的第二传感器信号)的信号电平之间的差。在此情形中，差的量指示手到手持式装置的接近。如果差的量低于预定值，那么可依据其推断手到手持式装置的接近。如果手持式装置由手握持，那么接地电极E_M与导电结构G之间的电容性连接由于经由手的额外连接而增加。在所考虑的情形(表面(G)＞＞表面(EM)，＝＞C_H3＞＞C_H2、C_M～C_H2、C_M＞＞Cs)中，传感器电极的负载电容可大致描述为如下：

a)针对第一测量循环(接地到外壳)：

$C_{\mathrm{sensorelectrode}}\≈C_{H1}\⊕C_{H3}$

b)针对第二测量循环(接地到接地电极)：

$C_{\mathrm{sensorelectrode}}\≈C_{H1}\⊕\left(C_{H2}\right|\left|C_M\right)$

应了解，在第二测量循环期间，电容性连接C_H2越好，传感器电极的负载电容将越高，使得两个传感器信号的信号电平之间的差的量减少。

替代所述差或作为对所述差的另一选择，还可能定义阈值，其中第二信号的信号电平的阈值的交叉(或另一选择是，低于所述阈值的下降)指示手到手持式装置的接近。还可关于不同传感器电极中的不同信号电平定义数个阈值。

图1b展示电手持式装置中的接地电极E_M的布置，其中接地电极E_M布置于手持式装置的后侧10中。举例来说，传感器表面A可布置于手持式装置的前侧20上。如果装置由手握持，那么手的表面接近布置于手持式装置的后侧10上的接地电极E_M，使得可借助先前依据由传感器表面A的传感器电极测量的传感器信号揭示的方法检测手持式装置的抓握。为了此目的，将第一开关S₁断开且将第二开关S₂闭合，使得接地电极E_M与电容性测量装置的接地以电化方式连接。

图2a展示用于手持式装置的根据本发明的电容性测量装置的等效电路图，其中电容性测量装置可与两个接地电极E_L、E_R以电化方式连接。优选地，接地电极布置于手持式装置的每一侧上。举例来说，第一接地电极E_L布置于手持式装置的外壳的左壁上且第二接地电极E_R布置于手持式装置的外壳的右壁上。借此，以有利方式，可在手持式装置是用左手握持还是用右手握持上做出区别。

此为可能的，这是因为到接地电极E_L、E_R的连接的电容条件取决于手持式装置是由左手还是由右手握持而修改。接地电极E_L及E_R可分别借助于切换装置的开关S₂或S₃与电容性测量装置的接地连接。左边接地电极具有到手持式装置的导电结构G的耦合电容C_L。右边接地电极E_R具有到电手持式装置的导电结构G的耦合电容C_R。

在电手持式装置或电容性测量装置的正常操作中，电容性测量装置的接地与手持式装置的导电结构G以电化方式连接，即，开关S1被闭合。此外，在正常操作中，开关S₂及S₃为断开的，使得接地电极E_L或E_R不展示到电容性测量装置的接地的电流连接。在传感器表面的传感器电极中检测或测量第一电传感器信号DS1。

为了检测哪只手(右手或左右)握持手持式装置，首先将开关S₁断开且将开关S₂闭合，开关S₃等效地断开。借此，(左边)接地电极E_L与传感器装置的接地以电化方式连接。开关S₁的断开及开关S₂的闭合导致在传感器表面的传感器电极中测量的电信号(第二传感器信号DS2_L)的共模干扰。在下一步骤中使用第二传感器信号DS2_L的原始值u_i(E_L)(针对i＝1、2、…、N_EL，其中N_EL为传感器电极的数目)以便确定手持式装置是由左手还是由右手握持。

在另一测量步骤中，将开关S₂断开且将开关S₃闭合，开关S₁为断开的。借此，(右边)接地电极E_R与传感器装置的接地以电化方式连接。在此另一测量步骤中，也在传感器电极中测量传感器信号(第二传感器信号DS2_R)，所述传感器信号的原始值u_i(E_R)(针对i＝1、2、…、N_ER，N_ER为传感器电极的数目(始终N_ER＝N_EL))在下一步骤中用以确定手持式装置是由左手还是由右手握持。

在此另一步骤中，将原始值u_i(E_L)与原始值u_i(E_R)(针对每一i，其中u_i为在第i传感器电极中测量的传感器信号的测量值)做比较。

在此步骤中，可考虑第一传感器信号DS1的原始值u_i(E₀)(针对i＝1、2、…、N_E0，N_E0为传感器电极的数目(始终N_E0＝N_ER＝N_EL))。当无接地电极与传感器装置的接地以电化方式连接时，u_i(E₀)为在第i传感器电极中测量的传感器信号的所测量值。在此情形中，确定第二传感器信号DS2_L的第一差及第二传感器信号DS2_R的第二差。如果第一差在量上高于第二差(|u_i(E_L)-u_i(E₀)|＞|u_i(E_R)-u_i(E₀)|)，那么可得出结论：手持式装置握持在右手中。

为了还允许其中手持式装置用两只手以实质上对称方式握持的情形与其中手持式装置未由任一只手握持的情形之间的区别，还可计及所检测原始信号u_i(E_L)、u_i(E_R)的绝对改变。

图2b展示手持式装置的侧视图。此处，呈现手持式装置的导电结构G，所述导电结构布置于外壳的表面下方且在边缘上环绕外壳。举例来说，可将导电结构G设计为箔片。替代地，可将所述导电结构作为导电涂层施加于外壳壳体的内侧中。在本发明的特定实施例中，导电结构G还可由外壳或由外壳壳体自身(举例来说，由金属外壳)形成。

此外，接地电极E_M布置于外壳上。如果提供两个接地电极(如图2a中所展示)，接地电极(E_R)可布置于外壳的右壁上且另一接地电极(E_L)布置于外壳的左壁上。

所述接地电极不与导电结构G以电化方式连接，换句话说，所述接地电极经布置而与导电结构G电隔离。

在图2b中所展示的实例中，导电结构G具有凹部，其中布置有接地电极。接地电极的表面实质上不同于导电结构G的表面，使得C_H3＞＞C_H2(或C_H3＜＜C_H2)还有效是重要的。在图2b中，接地电极E_M的表面比导电结构G的表面小得多。除椭圆形设计之外，接地电极E_M还可具有任何其它适合形状。

图4展示根据本发明的电容性测量装置的另一实施例，其提供可借助其获得原始信号的绝对参考值以便消除u_i(E_L)＝u_i(E_R)情形中的模糊性的进一步测量。

在不具有手连接的电容性测量装置的接地与接地电极E_L或E_R的连接的情形中，为了获得在传感器电极中测量的原始值的绝对参考，提供参考电容C_REF(已知其电容)。参考电容C_REF与导电结构以电化方式连接。参考电容C_REF还可借助于开关S4与电容性测量装置的接地以电化方式连接。

在校准步骤中，可在开关S₁、S₂及S₃断开的情况下且在开关S₄闭合的情况下在传感器表面A的传感器电极上检测参考传感器信号(第三传感器信号DS3)。因此，所检测的参考信号的信号电平可用作参考信号电平(其具有原始值u_i(C_REF)(针对i＝1、2、…、N_REF，N_REF为传感器电极的数目-始终N_REF＝N_E0＝N_ER＝N_EL))以便在u_i(E_L)＝u_i(E_R)时区分手持式装置是由手还是未由手握持。有利地，参考电容C_REF以一方式选择，使得其电容实质上对应于电容C_L或C_R(其中C_L及C_R表示到导电结构的接地电极E_L或E_R的电容性连接)。

因此，当无手/手指在左边接地电极E_L附近时，在开关S4闭合且开关S1、S2、S3断开的情况下传感器电极的电容电荷大致对应于在开关S2闭合且开关S1、S3、S4断开的情况下的电容电荷。因此，对应传感器信号在这些开关位置中也大致相同。相同的情况针对右边接地电极E_R有效。

在|u_i(E₀)-u_i(C_REF)|＞|u_i(E₀)-u_i(E_L)|及/或|u_i(E₀)-u_i(C_REF)|＞|u_i(E₀)-u_i(E_R)|的情况下，可推断手持式装置用一只手及/或用两只手握持。

借助额外参考电容C_REF，可能确定手持式装置是否真由手握持，且如果如此，那么确定手持式装置是仅用右手、仅用左手还是用两只手握持。另外，因此，如果仅提供接地电极，那么还可检测接近或抓握。

切换装置的所有开关S₁到S₄各自展示并联地连接到相应开关的寄生开关电容Cs。优选地，开关电容显著低于接地电极E_L或E_R与外壳之间的耦合电容C_L及C_R(Cs＜＜C_L、C_R)。在此情形中，左边接地电极E_L的在开关S₂闭合的情况下检测的原始值几乎独立于右边接地电极E_R与外壳之间的手连接C_HR，且反之亦然。

为了进一步改进检测的稳健性，考虑所测量或检测的原始值的公差阈值ε_i可为必要的。因此，在对原始值进行比较时可考虑构造相关的不精确或噪声。因此，当对原始值与公差阈值的内容值进行比较时，方程式为ε_i、|u_i(E_L)|、u_i(E_R)|＞|u_i(C_REF)+ε_i|。举例来说，可在经验上确定公差阈值ε_i。

在根据本发明的电容性测量装置的特定实施例中，如果适当地选择公差阈值ε_i，那么可能在不具有参考电容C_REF的情况下进行操作。在此情形中，在开关S₁、S₂及S₃断开的情况下测量的原始值可用作原始参考值。

根据先前所揭示的根据本发明的方法，针对抓握的检测，将开关S₁断开且将开关S₂或S₃闭合以便依据所得的传感器信号检测手持式装置的抓握。

替代地，还可在根据本发明的手持式装置或电容性测量装置的正常操作中将三个开关S₁、S₂及S₃闭合。为了检测手对手持式装置的抓握或为了检测手持式装置握持于哪只手中，可接着首先将开关S₂断开(开关S₁及S₃为闭合的)且分析在传感器电极中测量的传感器信号。接下来，可将开关S₃断开(S₁及S₂为闭合的)且评估从其得到的传感器信号。因此，出于检测抓握或检测握持手持式装置的手的目的，可将所获得的传感器信号彼此进行比较(如先前所揭示)。

图3展示原始信号的时间序列，其中电容性测量装置的接地最初与外壳以电化方式连接且接着与接地电极E_L以电化方式连接。此处，展示布置于共用传感器表面上的4个传感器电极的传感器数据且其中将最旧值放在左边且将最新值放在右边。

首先，电容性测量装置的接地与外壳(即，导电结构)连接(样本0直到大致样本170)。手环绕所述外壳。如果将电容性测量装置的接地从外壳换向到接地电极(大致在样本170中)，那么所有传感器电极的传感器数据明显地减少。在样本170与样本255之间，手未环绕接地电极，即，手远离接地电极E_L。如果接地电极E_L由手覆盖，那么所有传感器数据增加(在样本255与样本360之间)。如果将手再次从接地电极移去，那么传感器数据再次减少(在样本360与样本400之间)。

借助根据本发明的电容性测量装置或借助根据本发明的测量方法，在确定指尖相对于传感器表面的位置时，可计及对应手指从哪一侧伸出到传感器表面中。因此，当确定指尖相对于传感器表面的位置时，可甚至更好地计及借助于横向延伸到传感器表面中的手指引起的传感器表面中的交流电场的扭曲。因此，甚至更好位置确定是可能的。此外，可取决于其中握持有装置的手调整电手持式装置的用户接口。由于可能在用两只手或不用手抓握手持式装置之间进行区分，因此也可针对这些情形对应地调适用户接口。

另一优点为，除为了此目的必要的其它必要接地电极及开关之外，无需其它接收电子器件用于接地电极与电容性测量装置的接地的连接，使得构造成本及生产成本被维持在限制内。举例来说，还可在不必为了此目的提供任何额外测量通道的情况下，检测手到外壳的底部的接近。将一个接地电极布置于外壳的底部上便足够了。

已展示根据本发明的具有一个接地电极E_M或具有两个接地电极E_L、E_R的测量装置的实施例。根据本发明，还可提供两个以上接地电极。

因此，举例来说，可提供四个接地电极E_L1、E_L2、E_R1、E_R2，其中接地电极E_L1、E_L2可布置于左外壳壁上且接地电极E_R1、E_R2布置于右外壳壁上。在左外壳壁上或在右外壳壁上，电极E_L1或E_R1可分别布置于外壳的上部区域上且电极E_L2或E_R2可分别布置于外壳的下部区域上。因此，举例来说，可能进行手指是从右上方还是从左下方延伸到传感器表面中的区别。还可确定手指是否在电极之间(例如，在E_L1与E_R1之间)实质上横向延伸到传感器表面中。

举例来说，所述手持式装置或电手持式装置可为智能电话、移动无线电单元、远程控制装置、数码相机(特别是具有触摸屏的数码相机)、游戏控制器或具有触摸屏的游戏控制台、便携式小型计算机、平板PC或类似物。

Claims (14)

1.一种用于手持式装置、特别是电手持式装置的用于检测到所述手持式装置的接近的电容性测量装置，其中

所述电容性测量装置具有切换装置(S)，

所述电容性测量装置的接地(GND)可借助于所述切换装置(S)与所述手持式装置的导电结构(G)以电化方式连接，且

所述电容性测量装置具有可布置于所述手持式装置上的接地电极结构，所述接地电极结构具有至少一个接地电极(E_M)，其中所述电容性测量装置的所述接地(GND)可借助于所述切换装置(S)与所述至少一个接地电极(E_M)以电化方式连接。

2.根据权利要求1所述的电容性测量装置，其中所述切换装置(S)适于

将所述导电结构(G)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)以电化方式连接，或

将所述接地电极结构的至少一个接地电极(E_M)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)以电化方式连接，

既不将所述导电结构(G)也不将所述接地电极结构的接地电极(E_M)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)以电化方式连接。

3.根据权利要求1或2所述的电容性测量装置，其中所述接地电极结构具有至少一个第一接地电极(E_L)及至少一个第二接地电极(E_R)，所述至少一个第一接地电极(E_L)及所述至少一个第二接地电极(E_R)以一方式布置于所述手持式装置上、优选地在所述手持式装置的外壳中、优选地在所述手持式装置的外壳内部，使得在所述手持式装置由手握持时，所述两个接地电极(E_L、E_R)中的至少一者至少部分地由那只手覆盖。

4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的电容性测量装置，其中所述切换装置(S)具有分别用于所述接地电极结构的每一接地电极(E_M、E_L、E_R)及所述导电结构(G)的开关，每一开关包括切换元件(S₁、S₂、S₃)。

5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的电容性测量装置，其中所述电容性测量装置具有借助于包括切换元件(S4)的开关与所述导电结构(G)以电化方式连接且与所述电容性测量装置的所述接地(GND)以电化方式连接的参考电容(C_REF)。

6.根据权利要求5所述的电容性测量装置，其中所述参考电容(C_REF)与耦合电容(C_L、C_R)基本上相等。

7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的电容性测量装置，其中所述切换元件的切换电容(Cs)显著低于所述耦合电容(C_L、C_R)。

8.一种用于借助特别是根据前述权利要求中任一权利要求所述的电容性测量装置检测手到手持式装置、特别是电手持式装置的接近的方法，其中所述电容性测量装置具有接地电极结构，所述接地电极结构具有至少一个接地电极(E_M、E_R、E_L)及至少一个传感器电极，且其中

在第一测量循环中，将所述电容性测量装置的接地(GND)与所述手持式装置的导电结构(G)以电化方式连接且在所述至少一个传感器电极中检测第一传感器信号(DS1)，

在第二测量循环中，将所述电容性测量装置的所述接地(GND)与所述接地电极结构的至少一个接地电极(E_M)以电化方式连接且在所述至少一个传感器电极中检测第二传感器信号(DS2)，且

确定所述第一传感器信号(DS1)与所述第二传感器信号(DS2)的信号电平之间的差，其中所确定的所述差指示所述手到所述手持式装置的所述接近。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述接地电极结构具有至少一个第一接地电极(E_L)及至少一个第二接地电极(E_R)，所述至少一个第一接地电极(E_L)及所述至少一个第二接地电极(E_R)以一方式布置于所述手持式装置上，使得在所述手持式装置由手抓握的情况下，所述两个接地电极(E_L、E_R)中的至少一者至少部分地由那只手覆盖，其中在所述第二测量循环中

首先，将所述第一接地电极(E_L)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)以电化方式连接且在所述至少一个传感器电极中检测关联于所述第一接地电极(E_L)的第二传感器信号(DS2_L)，

接下来，将所述第二接地电极(E_R)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)以电化方式连接且在所述至少一个传感器电极中检测关联于所述第二接地电极(E_R)的第二传感器信号(DS2_R)，且

将关联于所述第一接地电极(E_L)的所述第二传感器信号(DS2_L)的所述信号电平和所述第一传感器信号(DS1)的所述信号电平之间的第一差与关联于所述第二接地电极(E_R)的所述第二传感器信号(DS2_R)的所述信号电平和所述第一传感器信号(DS1)的所述信号电平之间的第二差进行比较，其中所述第一差与所述第二差之间的差指示所述两个接地电极(E_L、E_R)中的哪一者由所述手覆盖。

10.根据权利要求8到9中任一权利要求所述的方法，其中至少在所述第二测量循环中，所述导电结构(G)可借助于参考电容(C_REF)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)连接。

11.根据权利要求10所述的方法，其中以一方式选择所述参考电容(C_REF)及所述接地电极(E_M、E_R、E_L)与所述导电结构(G)之间的耦合电容(C_M、C_R、C_L)使得其基本上相等。

12.根据权利要求10到11中任一权利要求所述的方法，其中所述接地电极(E_M、E_R、E_L)，所述参考电容(C_REF)及所述导电结构(G)可分别借助于包括切换元件(S₁、S₂、S₃)的开关与所述电容性测量装置的所述接地(GND)连接，其中以一方式选择所述切换元件的切换电容(Cs)使得其显著低于所述耦合电容(C_M、C_R、C_L)。

13.根据权利要求10到12中任一权利要求所述的方法，其中在校准步骤中，借助于所述参考电容(C_REF)将所述导电结构(G)与所述电容性测量装置的所述接地(GND)连接，且在所述至少一个传感器电极中检测第三传感器信号(DS3)，所述第三传感器信号(DS3)充当用于至少一个接地电极(E_M、E_R、E_L)的参考传感器信号，其中当所述第一传感器信号(DS1)的所述信号电平与所述第三传感器信号(DS3)的信号电平之间的差大于所述第一传感器信号(DS1)的所述信号电平与和所述至少一个接地电极(E_M、E_R、E_L)相关联的所述第二传感器信号(DS2)的信号电平之间的所述差时，所述第二传感器信号的所述信号电平指示到所述至少一个接地电极(E_M、E_R、E_L)的接近。

14.根据权利要求13所述的方法，其中通过公差值(ε)校正至少第三传感器信号(DS3)。

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