CN103748789B - 电容性传感器装置及用于校准电容性传感器装置的方法 - Google Patents

电容性传感器装置及用于校准电容性传感器装置的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103748789B
CN103748789B CN201280039515.1A CN201280039515A CN103748789B CN 103748789 B CN103748789 B CN 103748789B CN 201280039515 A CN201280039515 A CN 201280039515A CN 103748789 B CN103748789 B CN 103748789B
Authority
CN
China
Prior art keywords
calibration
electrode
sensor device
electrodes
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280039515.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103748789A (zh
Inventor
阿尔乔姆·伊万诺夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microchip Technology Germany GmbH
Original Assignee
Microchip Technology Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102011078369A external-priority patent/DE102011078369B4/de
Application filed by Microchip Technology Germany GmbH filed Critical Microchip Technology Germany GmbH
Publication of CN103748789A publication Critical patent/CN103748789A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103748789B publication Critical patent/CN103748789B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明提供一种用于接近及/或接触检测的电容性传感器装置,其包括至少一个产生器电极、至少一个测量电极及至少一个校准电极,其中所述至少一个校准电极以预定义距离布置于邻近于所述至少一个测量电极处,其中所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极指派给所述产生器电极,其中可给所述至少一个产生器电极加载产生器电压且可给所述至少一个校准电极加载校准电压,且其中可使所述至少一个校准电极至少在第一操作模式及第二操作模式中操作,其中‑在所述操作模式中的每一者中,所述校准电压处于接地电压与所述产生器电压之间,且‑在每一操作模式中,所述校准电压是不同的。本发明进一步提供一种用于校准电容性传感器装置的方法及一种包括根据本发明的电容性传感器装置的手持式装置。

Description

电容性传感器装置及用于校准电容性传感器装置的方法
技术领域
本发明涉及一种用于接近及/或接触检测的电容性传感器装置及一种用于校准根据本发明的电容性传感器装置的方法。另外,本发明涉及一种手持式装置,特定来说,一种电手持式装置,其包括可使用根据本发明的方法校准的根据本发明的电容性传感器装置。
背景技术
在将借助于其检测接近及/或接触的电容性传感器装置中,可能需要必须一次地或以预定义时间间隔校准电容性传感器装置。举例来说,可能需要电容性传感器装置的校准以在改变的周围条件中也确保高检测准确度。
在电容性传感器装置的校准中存在问题:可能不能在每一任意时间点校准传感器装置,举例来说,当物体接近电容性传感器装置(即,接近电容性传感器装置的测量电极)时。布置于接近传感器装置处的物体可负面地影响传感器系统的校准使得最终错误地校准传感器装置。因此,可期望在于接近电容性传感器装置处未布置有影响校准程序的物体的时间点校准传感器装置。
另外,可期望分别在电容性传感器装置的激活之后及电力接通之后直接校准电容性传感器装置使得(举例来说)可在电手持式装置的电力接通之后直接使用提供于所述手持式装置中的电容性传感器装置。根据现有技术,在电手持式装置电力接通之后或在电容性传感器装置激活之后在预定义时间周期(约一秒)内直接校准电容性传感器装置。为了能够执行有序校准,不允许用户在此时间周期期间触摸手持式装置,因为此触摸又将负面地影响校准。举例来说,可经由显示装置告知手持式装置的用户:电容性传感器装置处于校准阶段。然而,如此一来,仍不能确保用户在校准阶段期间不操纵手持式装置。另外,如果仅出于人体工学原因,那么此方法是不可接受的。
在现有技术中已知的用于校准电容性传感器装置的其它可能性是:当电容性传感器装置的原始数据在预定义时间周期期间尚未改变或仅已改变极少(举例来说,因为用户已放下电手持式装置)时执行校准。然而,关于此方法的缺点是根本不能确保执行对传感器系统的校准,因为并不确保传感器装置的原始数据在预定义时间周期期间不改变或仅改变极少。另外,以下情形是不利的:在执行校准的时间点以前必定以未校准的方式处理电容性传感器装置的原始数据,此可导致接近及/或接触的错误检测。
在从现有技术已知的其它解决方案中,电手持式装置的用户激活校准行动。举例来说,此激活可借助于致动专门为此提供的按钮来执行。或者,还可通过执行预定义手势来激活校准行动,其中应提供还可从传感器装置的最初未校准的原始数据辨识的此类手势。举例来说,此类手势可为滑动手势或此前放置于电手持式装置上的手指的快速移除。此方法具有以下缺点:由于校准是由用户启始的,因此在较长时间周期期间并不校准传感器装置,因为用户可能已忘记启始校准或并不知晓他/她必须执行校准。其它缺点是经提供用于传感器系统的激活的手势的执行可能导致无意校准且不能确保(举例来说)手指或手不负面地影响校准。
发明内容
本发明的目标
本发明的目标是提供允许校准电容性传感器装置、特定来说提供于电手持式装置中的电容性传感器装置的解决方案,其中校准的有利时间的确定不包括从现有技术已知的缺点,且其中当物体分别接近所述电容性传感器装置及接近测量电极时,则还可接着校准所述传感器装置。
根据本发明的解决方案
根据本发明,借助于根据独立权利要求的一种用于接近及/或接触检测的电容性传感器装置及一种用于校准电容性传感器装置的方法及一种手持式装置来达到所述目标。在相应附属权利要求中给出本发明的有利实施例及进步。
根据此,提供一种用于接近及/或接触检测的电容性传感器装置,其包括至少一个产生器电极、至少一个测量电极及至少一个校准电极,其中所述至少一个校准电极以预定义距离布置于邻近于所述至少一个测量电极处,其中所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极指派给所述产生器电极,其中可给所述至少一个产生器电极加载产生器电压且可给所述至少一个校准电极加载校准电压,且其中可使所述至少一个校准电极至少在第一操作模式及第二操作模式中操作,其中
-在所述操作模式中的每一者中,所述校准电压处于接地电压与所述产生器电压之间,且
-在每一操作模式中,所述校准电压是不同的。
所述电容性传感器装置可进一步包括评估装置,所述评估装置至少可与所述测量电极及所述校准电极耦合且经设计以
-在所述第一操作模式中给所述校准电极加载第一校准电压且检测所述测量电极与所述传感器装置的接地之间的第一电容,及
-在所述第二操作模式中给所述校准电极加载第二校准电压且检测所述测量电极与所述传感器装置的所述接地之间的第二电容。
优选地,实质上按照所述测量电极的形状调适所述校准电极的形状。
所述测量电极及所述校准电极可布置于印刷电路板上。优选地,所述印刷电路板包括在所述测量电极与所述校准电极之间的区域中的断流器。
一个校准电极可指派给若干个测量电极。
所述产生器电极可布置于所述印刷电路板的下侧处,且所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极可布置于所述印刷电路板的上侧处。
本发明进一步提供一种用于校准电容性传感器装置的方法,其中所述传感器装置包括至少一个产生器电极、至少一个测量电极及至少一个校准电极,其中所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极以预定义距离彼此邻近布置且指派给所述至少一个产生器电极,且其中
-给所述至少一个产生器电极加载产生器电压,
-在第一操作模式中给所述校准电极加载第一校准电压且在所述测量电极处分接第一传感器信号,
-在第二操作模式中给所述校准电极加载第二校准电压且在所述测量电极处分接第二传感器信号,
-确定所述第一传感器信号与所述第二传感器信号之间的差,且
-当所述差的绝对值大于预定义阈值时,执行对所述电容性传感器装置的所述校准。
优选地,所述第一校准电压经选择而不同于所述第二校准电压。另外,优选地,两个校准电压经选择使得其各自处于测量电压与所述产生器电压之间。
已证明,当实质上按照所述测量电极的形状调适所述校准电极的形状时是有利的。
所述测量电极及所述校准电极可布置于印刷电路板上,其中所述印刷电路板包括在所述测量电极与所述校准电极之间的区域中的断流器。
当所述差的绝对值小于所述预定义阈值时,执行对所述电容性传感器装置的初步校准,其中分别从所述第一传感器信号及所述第二传感器信号导出及估计物体距所述测量电极的距离,且借助所述估计的距离校准所述电容性传感器装置的传感器数据。
所述第一传感器信号及所述第二传感器信号各自可包括传感器原始数据。
另外,提供一种手持式装置,特定来说,一种包括根据本发明的电容性传感器装置的电手持式装置,其中可特定来说依据根据本发明的方法校准所述电容性传感器装置。
可在所述手持式装置处提供包括若干个测量电极的电容性传感器装置,其中至少给所述测量电极中的一些测量电极各自指派专用校准电极,或其中给所有测量电极各自指派单个校准电极。可在单个校准步骤中校准所有所述测量电极。或者,可针对所述测量电极中的每一者执行专用校准步骤或校准阶段以便可独立于彼此地校准所有测量电极。
举例来说,所述电手持式装置可为智能电话、移动无线电单元、计算机鼠标、远程控制件、键盘、数码相机、移动小型计算机、平板PC或另一电手持式装置。
附图说明
由下文描述与附图一起得出本发明的其它细节及特性以及本发明的特定示范性实施例。
图1a到1e展示根据本发明的电容性传感器装置的电极配置的不同实施例,其中所述电极配置各自包括至少一个测量电极及至少一个校准电极;
图2展示电容性传感器装置分别在所述电容性传感器装置及校准电极的第一操作模式期间以及在第二操作模式期间随时间的原始信号;
图3展示图2中所示的原始信号的取决于物体距测量电极的距离的差;及
图4a、4b分别展示测量及校准电极在印刷电路板以及所述印刷电路板的优选实施例上的布置的示范性实施例。
具体实施方式
图1a到图1e各自展示根据本发明的传感器装置的电极配置。
图1a展示根据本发明的传感器装置的电极配置,其包括测量电极M及校准电极K。校准电极K布置于距测量电极M预定义距离处且邻近于测量电极M。当将校准电极K放置成尽可能靠近于测量电极M时是有利的。然而,校准电极K与测量电极M之间的距离至少应足够大使得校准电极K不会太强地影响测量电极M。
校准电极K及测量电极M可与评估装置(此处未展示)耦合。所述评估装置经设计使得可使校准电极K在至少两种操作模式中操作。以下描述限于使校准电极K在第一操作模式B1中及在第二操作模式B2中操作的情况。然而,还可使校准电极K在其它操作模式中操作。以一致方式进行的以下描述还适用于其它操作模式。
所述评估装置经设计以给产生器电极(此处未展示)加载产生器电压UGEN并给校准电极K加载校准电压UKAL
在本发明的实施例中,可在印刷电路板的下侧处布置一个或一个以上产生器电极,且可在所述印刷电路板的上侧处布置测量电极及校准电极。给所述产生器电极加载产生器信号。举例来说,所述产生器信号可为约100kHz的经低通滤波方波信号。不同地设计、特定来说包括不同频率的产生器信号也是可行的。在本发明的有利实施例中,提供经设计具有大表面积的产生器电极。加载有所述产生器信号的产生器电极的目的是围绕所述产生器电极建立交变电场。
测量电极及校准电极分别以高电阻形式连接到所述评估装置。如此一来,所述测量电极对于所述交变电场几乎是不可见的,然而,其仍能够测量所述交变电场的振幅。在测量电极处测量的振幅实质上取决于导电物体距所述测量电极的距离,使得可从在测量电极处测量的振幅导出距所述物体的距离。
根据本发明,在第一操作模式B1中给校准电极K加载第一校准电压UKAL1且在第二操作模式B2中给其加载第二校准电压UKAL2
一方面,校准电压UKAL1、UKAL2经选择使得其在两种操作模式中的每一者中处于电容性传感器装置的接地电压UGND与电容性传感器装置的产生器电压UGEN之间。另一方面,在第一操作模式B1中的校准电压UKAL1与在第二操作模式B2中的校准电压UKAL2是不同的。举例来说,在第一操作模式中第一校准电压UKAL1可为0V(UGND),且在第二操作模式中第二校准电压UKAL2可为产生器电压UGEN。根据本发明,第一校准电压UKAL1还可分别不同于且大于电容性传感器装置的接地电压UGND
第二校准电压UKAL2还可分别不同于且小于产生器电压UGEN。根据本发明,第一校准电压UKAL1及第二校准电压UKAL2将经选择使得满足以下条件:
UKAL1=A*UGEN;UKAL2=B*UGEN,其中0≤A,B≤1且A≠B
在两种以上操作模式的情况下,相应校准电压将经选择使得满足以下条件:
UKAL1≠UKAL2≠…≠UKALn,对于所有n∈{操作模式}。
代替根据本发明的产生器电压UGEN,还可使用包括相似形式的另一电压。
另外,举例来说,在第一操作模式中校准电极K不连接到电位(浮动导体)也是可行的。
当电容性传感器装置包括一个以上测量电极M时,则可给所有测量电极或仅数个测量电极各自指派一校准电极K且所述校准电极K分别以预定义距离放置于邻近于所述测量电极处。如此一来,可给所述校准电极各自加载相同信号,即,所述校准电极可与共享信号产生器耦合,所述共享信号产生器提供校准电压UKAL、UKAL1、UKAL2、…、UKALn。另外,在若干个测量电极上提供单个校准电极K是可行的,所述单个校准电极K由数个彼此连接的电极段组成,如(举例来说)参考图1e所示。
如已描述,在产生器电极处及在校准电极K处各自发射交变电场。借助于与测量电极M及校准电极K耦合的评估装置,分别检测及测量测量电极M到电容性传感器装置的接地的电容。在校准电极K处发射的交变电场修改在产生器电极处发射的交变电场的场分布,其中在校准电极K处发射的交变电场对在产生器电极处发射的交变电场的场分布的影响取决于校准电极K操作的操作模式。
在产生器电极处发射的交变电场的场分布的修改有效地致使测量到测量电极M到传感器的接地的电容的变化。当无物体定位于接近电容性传感器装置处及分别接近电容性传感器装置的测量电极及校准电极处时,可借助于预期在从第一操作模式到第二操作模式的转变期间的电容变化或借助于预期在第一操作模式及第二操作模式中的电容来校准所述电容性传感器装置。
当在第一操作模式中与在第二操作模式中的电容的差的绝对值超过预定义阈值时,可基于无物体接近所述电容性传感器装置的假设来行动。在此情况中,可执行对根据本发明的传感器装置的校准。
此外,在物体接近电容性传感器装置的电极的情况中,可执行对电容性传感器装置的校准(举例来说,初步或临时校准),如下文将更详细地描述。
随之,现在可确定是否存在有利于对所述传感器装置的校准的时间点,其中在时间点不利于校准的情况中,执行对所述传感器装置的初步校准或根本不执行校准。然而,在包括根据本发明的电容性传感器装置的手持式装置的电力接通期间借助于初步或临时校准或者借助于当在接近传感器电极处不存在物体时执行的校准来校准所述传感器装置是有利的。
以下情形对于电容性传感器装置的最优操作是有利的,即,为了可靠地确定用于校准的时间点,一方面将校准电极K布置成靠近于测量电极M,且另一方面实质上按照测量电极M的形状来调适校准电极的形状。然而,校准电极K与测量电极M之间的距离应至少足够大使得校准电极K不会太强地影响测量电极M。举例来说,针对小型紧凑测量电极,可提供靠近于所述测量电极布置的小型紧凑校准电极。另外,举例来说,针对细长测量电极,可提供细长校准电极。
按照测量电极M的形状对校准电极K的形状的调适具有以下优点:当借助于根据本发明的方法来确定是否可执行对电容性传感器装置的校准时,则在校准电极K处发射的交变电场对在产生器电极处发射的交变电场的场分布的影响必定会最大化。
在图1a中所示的电极的示范性实施例中,测量电极M以及校准电极K均形成为圆形且实质上具有相同电极表面。
图1b展示圆形测量电极M以及形成为环形段的两个校准电极K1及K2。所述电极相对于彼此经布置使得测量电极布置于形成为环形段的两个校准电极K1与K2之间。校准电极K1、K2各自可借助相同信号操作,即,在第一操作模式中,给两个校准电极加载第一校准电压UKAL1,且在第二操作模式中给其加载第二校准电压UKAL2
由于所述校准电极的相同实施例及所述校准电极的对称布置,举例来说,在第一操作模式中可仅给校准电极K1加载第一校准电压UKAL1,且在第二操作模式中可仅给校准电极K2加载第二校准电压UKAL2。然而,为了确保较佳功能,在每一情况中在两种操作模式中给两个校准电极加载相应校准电压是有利的。
图1c展示根据本发明的电容性传感器装置的电极布置的其它实例。此处,测量电极M及校准电极K1各自形成为细长的,其中所述校准电极不如测量电极M宽。然而,校准电极K还可与测量电极M为相等宽度或可比测量电极M宽。
图1d展示根据本发明的电容性传感器装置的电极配置的其它实例。此处,测量电极实质上形成为圆形的。校准电极K实质上形成为矩形的,其中两个电极的表面积优选地是相同的。
图1e展示根据本发明的电容性传感器装置的电极配置的其它实例。在此实例中,所述电极配置包括四个测量电极M1到M4及一个校准电极K。此处,校准电极K经形成使得其至少部分地环绕四个测量电极M1到M4中的每一者。或者,校准电极K还可经形成使得其完全环绕四个测量电极M1到M4。
根据本发明,可针对每一个别测量电极M1到M4独立于相应其它者而确定是否存在用于对电容性传感器装置的校准的适合时间点。在本发明的实施例中,当对于所有四个测量电极M1到M4符合用于校准的先决条件时,可校准电容性传感器装置。在本发明的另一实施例中,每一个别测量电极可个别地且独立于其它测量电极地予以校准,即,与相应测量电极相关联的传感器原始信号是独立于剩余测量电极的传感器原始信号来予以校准。特定来说,当测量电极彼此宽广间隔开且宽广间隔开的测量电极的周围条件彼此不同时,此则为优点。
校准方法及用于确定校准时刻的方法:
在下文中,更详细地描述用于校准电容性传感器装置及用于确定用于校准所述电容性传感器装置的有利时间点的方法。
基于包括测量电极M及校准电极K的电容性传感器装置来描述根据本发明的方法,其中还可针对包括若干个测量电极及指派给所述测量电极的若干个校准电极的电容性传感器装置执行所述方法。另外,基于针对校准电极的操作提供两种操作模式的假设给出根据本发明的方法的以下描述。
当然,当针对校准电极的操作提供两种以上操作模式时,则还可以相应方式应用根据本发明的方法,如已参考图1a所描述。
举例来说,如参考图1a到图1e所描述,测量电极与校准电极相对于彼此形成及布置。给产生器电极加载产生器电压UGEN,其中产生器电压UGEN在校准电极K的每一操作模式中保持相同。
在第一步骤中,使校准电极K在第一操作模式B1中操作。在第一操作模式B1中,给校准电极K1加载第一校准电压UKAL1,且检测测量电极M与传感器装置的接地之间的第一电容,其中检测测量电极M的传感器原始数据。
随后,在第二步骤中,使校准电极K操作从第一操作模式B1切换成第二操作模式B2。在第二操作模式B2中,给校准电极K加载不同于第一操作模式B1的第一校准电压UKAL1的第二校准电压UKAL2。此处,例如参考图1a所描述而选择第一校准电压UKAL1及第二校准电压UKAL2。在第二步骤中,即,在校准电极于第二操作模式B2中的操作期间,检测测量电极M与传感器装置的接地之间的第二电容,其中再次检测测量电极M的传感器原始数据。
图2展示测量电极M在第一操作模式及第二操作模式中检测的传感器原始数据的时间进程。上部曲线展示已在第一操作模式中检测的经检测传感器原始数据。下部曲线展示已在第二操作模式中检测的传感器原始数据。在此处所示的实例中,在测量期间已将物体距测量电极M的距离从约5cm按步长减小到0.5cm,其中步长的大小为约0.5cm。如从图2可见,在从第一操作模式切换成第二操作模式期间,校准电极对传感器原始信号的影响随着物体距测量电极的距离的减少而减小,即,在第一操作模式中的传感器原始信号与在第二操作模式中的传感器原始信号的差随着物体距测量电极的距离的减少而逐渐减少。
在根据本发明的方法的其它步骤中,确定在先前步骤中测量的传感器原始数据的差。
图3中展示在第一操作模式与第二操作模式中的传感器原始数据之间的差,其中曲线展示取决于物体距测量电极M的距离的差。显而易见,所述第一操作模式的传感器原始数据与所述第二操作模式的传感器原始数据之间的差的绝对值随着所述物体距测量电极M的距离的增加而分别增加且变得更大。从图3中也显而易见,可针对物体距测量电极的距离0cm到约3cm得出关于所述物体距所述测量电极的距离的结论,而在所述物体距所述测量电极的距离大于3cm的情况下,所述差几乎保持相同。
当差D的绝对值大于预定义阈值X时,基于存在用于对电容性传感器装置的校准的有利时间点的假设行动,因为分别地无物体接近测量电极且在接近测量电极处不存在物体。在此情况中,可分别启始及执行对所述电容性传感器装置的校准。
实验已展示,不存在差D对物体的大小的值得注意的相依性。然而,当万一存在此相依性时,决策物体是否接近测量电极仍然是可行的,以便在此情况中分别可保持不进行及可省略对电容性传感器装置的校准。
如图3中所示,在其绝对值小于阈值X的差D的情况下,不执行对电容性传感器装置的校准。然而,可使用此信息(即,当所述差的绝对值小于预定义阈值X时)来执行对所述传感器装置的初步或临时校准。特定来说,当在包括根据本发明的电容性传感器装置的手持式装置的电力接通时,物体已接近测量电极,然而在所述手持式装置的电力接通时应执行对所述电容性传感器装置的校准时,此则为有利的,以便避免直到可如上所述执行校准的有利时间点才处理未校准的传感器原始信号。以此方式,确保了在例如手持式装置的整个操作期间,根据本发明的电容性传感器装置得到校准。
可在预定义时间点或以循环方式执行根据本发明的方法的上述步骤以便(如果适用)可按照改变的周围条件调适对电容性传感器装置的校准。
为实现对传感器原始数据的相应初步或临时校准,从差D估计距物体的距离A,且计算对应于所述距离的经校准传感器原始数据并将其用于所述校准,即,用于所述初步校准,其中从当前传感器原始数据减去经校准传感器原始数据。
图4a及图4b各自展示电极配置,其中电极布置于印刷电路板PCB上。
通过校准电极K与测量电极M之间的电容来实质上识别关于在校准电极K从第一操作模式切换成第二操作模式时测量电极M的传感器原始数据改变的量。在许多情况中,电极M、K实施为PCB上的铜表面。取决于用于所述印刷电路板的材料,印刷电路板PCB的尺寸可强烈地取决于温度变化而变化。因此,取决于电极设计的实施例,从校准电极K到测量电极M的电容还可服从相当强烈的温度相依性。
为了分别最小化及实质上消除校准电极到测量电极的电容的温度相依性以便独立于周围温度确保物体与测量电极M之间的距离的优选不变的估计,可将印刷电路板PCB的在测量电极M与校准电极K之间的一部分磨去以便在测量电极M与校准电极K之间形成开口且印刷电路板的材料实质上不位于电极之间。
图4a展示图1a中所示的电极布置,其中在两个电极M与K之间提供实质上设计成细长形式的断流器CO。
图4b展示在印刷电路板PCB的图1d中所示的电极布置,其中同样在两个电极M、K之间提供实质上细长的断流器CO。
根据本发明的电容性传感器装置及根据本发明用于校准电容性传感器装置的方法分别提供用于决策的经改进基础以便确定是否可执行对电容性传感器装置的校准。另外,举例来说,当用于校准的条件不利时(例如当物体靠近或非常靠近于测量电极M时,则为此情况),可分别执行对电容性传感器系统的临时及初步(近似)校准。总的来说,以此方式,在激活电容性传感器装置之后已立即校准所述传感器装置是可行的,此独立于物体是否接近测量电极。因此,在操作的完整持续时间期间分别校准及可校准电容性传感器装置。以此方式,有效地避免了其中将传感器原始数据以未校准方式馈送到其它处理的时间周期,使得可在电容性传感器装置的操作的完整持续时间期间分别确保对接近及接触的不变且正确的检测。
参考编号
A 物体距测量电极的距离
CO 印刷电路板的断流器(Cut-Out)
D 第一操作模式与第二操作模式之间的传感器原始数据的差
B1、B2 校准电极的操作模式及传感器装置的操作模式
K、K1、K2 校准电极
M、M1-M4 测量电极
PCB 印刷电路板
UGEN 供应到产生器电极的产生器电压
UKAL、UKAL1、UKAL2 供应到校准电极的校准电压
X 阈值

Claims (13)

1.一种用于接近及/或接触检测的电容性传感器装置,其包括至少一个产生器电极、至少一个测量电极及至少一个校准电极,其中所述至少一个校准电极以预定义距离布置在邻近于所述至少一个测量电极处,其中所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极指派给所述至少一个产生器电极,其中所述至少一个产生器电极可接收交变产生器电压且所述至少一个校准电极可接收交变校准电压,且其中可使所述至少一个校准电极在操作模式之一者中操作,所述操作模式至少包括第一操作模式及第二操作模式,其中
在所述操作模式中的每一者中,所述校准电压等于或小于所述产生器电压,且在每一操作模式中,所述校准电压是不同的;
且进一步包括评估装置,所述评估装置经配置以在所述校准电极分别操作在第一操作模式或第二操作模式时测量所述测量电极与接地之间的电容,并确定测量之间的差,其中所述评估装置进一步比较测量之间的差与阈值以确定是否执行校准。
2.根据权利要求1所述的电容性传感器装置,其中所述评估装置经配置以
在所述第一操作模式中给所述校准电极加载第一校准电压且检测所述测量电极与所述传感器装置的接地之间的第一电容,及
在所述第二操作模式中给所述校准电极加载第二校准电压且检测所述测量电极与所述传感器装置的所述接地之间的第二电容。
3.根据权利要求1所述的电容性传感器装置,其中按照所述测量电极的形状调适所述校准电极的形状。
4.根据权利要求1所述的电容性传感器装置,其中所述测量电极及所述校准电极布置于印刷电路板上,且其中所述印刷电路板包括在所述测量电极与所述校准电极之间的区域中的断流器。
5.根据权利要求1所述的电容性传感器装置,其中一个校准电极指派给若干个测量电极。
6.根据权利要求4所述的电容性传感器装置,其中所述产生器电极布置于所述印刷电路板的下侧处,且所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极布置于所述印刷电路板的上侧处。
7.一种用于确定一时刻是否适合校准电容性传感器装置的方法,其中所述传感器装置包括至少一个产生器电极、至少一个测量电极及至少一个校准电极,其中所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极以预定义距离彼此邻近布置且指派给所述至少一个产生器电极,所述方法包含:
馈送交变产生器电压给所述至少一个产生器电极,
对于第一测量,馈送第一交变校准电压给所述校准电极且在所述测量电极处测量第一传感器信号,
对于第二测量,馈送第二交变校准电压给所述校准电极且在所述测量电极处测量第二传感器信号,其中所述第一交变校准电压经选择而不同于所述第二交变校准电压,且两个校准电压经选择从而等于或小于所述产生器电压;
确定所述第一传感器信号与所述第二传感器信号之间的差,且
当所述差的绝对值大于预定义阈值(X)时,执行对所述电容性传感器装置的所述校准。
8.根据权利要求7所述的方法,其中按照所述测量电极的形状调适所述校准电极的形状。
9.根据权利要求7所述的方法,其中所述测量电极及所述校准电极布置于印刷电路板上,其中所述印刷电路板包括在所述测量电极与所述校准电极之间的区域中的断流器。
10.根据权利要求7所述的方法,其中当所述差的绝对值小于所述预定义阈值(X)时,执行对所述电容性传感器装置的初步校准,其中分别从所述第一传感器信号及所述第二传感器信号导出及估计物体距所述测量电极的距离(A),且借助所述估计的距离校准所述电容性传感器装置的传感器数据。
11.根据权利要求7所述的方法,其中所述第一传感器信号及所述第二传感器信号各自包括传感器原始数据。
12.一种包括电容性传感器装置的手持式装置,其包括至少一个产生器电极、至少一个测量电极及至少一个校准电极,其中所述至少一个校准电极以预定义距离布置在邻近于所述至少一个测量电极处,其中所述至少一个测量电极及所述至少一个校准电极指派给所述至少一个产生器电极,其中所述至少一个产生器电极可接收交变产生器电压且所述至少一个校准电极可接收交变校准电压,且其中可使所述至少一个校准电极在操作模式之一者中操作,所述操作模式至少包括第一操作模式及第二操作模式,其中
在所述操作模式中的每一者中,所述校准电压等于或小于所述产生器电压,且
在每一操作模式中,所述校准电压是不同的;
且进一步包括评估装置,所述评估装置经配置以在所述校准电极分别操作在第一操作模式或第二操作模式时测量所述测量电极与接地之间的电容,并确定测量之间的差,其中所述评估装置进一步比较测量之间的差与阈值以确定是否执行校准。
13.根据权利要求12所述的手持式装置,其中所述电容性传感器装置是使用根据权利要求7到11中任一权利要求的方法来校准的。
CN201280039515.1A 2011-06-29 2012-06-28 电容性传感器装置及用于校准电容性传感器装置的方法 Expired - Fee Related CN103748789B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1020110783695 2011-06-29
DE102011078369A DE102011078369B4 (de) 2011-06-29 2011-06-29 Kapazitive Sensoreinrichtung sowie Verfahren zum Kalibrieren einer kapazitiven Sensoreinrichtung
PCT/EP2012/062650 WO2013001047A1 (en) 2011-06-29 2012-06-28 Capacitive sensor device and method for calibrating a capacitive sensor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103748789A CN103748789A (zh) 2014-04-23
CN103748789B true CN103748789B (zh) 2016-11-30

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452514B1 (en) * 1999-01-26 2002-09-17 Harald Philipp Capacitive sensor and array
CN1499720A (zh) * 2002-10-31 2004-05-26 E.G.O.�����豸����ɷ����޹�˾ 用于带有导电体的电容性接触开关的传感器件装置及制造本体的方法
DE10323030A1 (de) * 2003-05-20 2004-12-09 Stefan Reich Kapazitiver Sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6452514B1 (en) * 1999-01-26 2002-09-17 Harald Philipp Capacitive sensor and array
CN1499720A (zh) * 2002-10-31 2004-05-26 E.G.O.�����豸����ɷ����޹�˾ 用于带有导电体的电容性接触开关的传感器件装置及制造本体的方法
DE10323030A1 (de) * 2003-05-20 2004-12-09 Stefan Reich Kapazitiver Sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3331165B1 (en) Analog elimination of ungrounded conductive objects in capacitive sensing
US10168803B2 (en) Pointing device and touch detection system
EP2833551A1 (en) Capacitance sensor
CN107076790B (zh) 基板检查装置及基板检查方法
WO2007115052A2 (en) Resolution metric determination
JP6014131B2 (ja) 容量センサデバイスおよび容量センサデバイスを較正する方法
TW201443712A (zh) 靜電尖筆
TW201415331A (zh) 觸控裝置及其觸控方法
US20180329563A1 (en) Touch system and touch sensing controller and stylus pen employed therein
JP2014527325A5 (zh)
US20140218054A1 (en) Electrode Configuration, Hand-Held Device as Well as Method for the Detection of a Touch of a Hand-Held Device
CN103748789B (zh) 电容性传感器装置及用于校准电容性传感器装置的方法
US11099687B2 (en) Temperature compensation and noise avoidance for resonator pen
US20150015548A1 (en) Touch stylus and operating method thereof
US8653836B2 (en) Coordinate detecting device
US10055033B2 (en) Active capacitive pen, and touch detection and feedback driving methods therefor
US20180024182A1 (en) Inspection method for touch panel control substrate, and touch panel controller
JP5774555B2 (ja) 入力装置
JP6123286B2 (ja) 静電容量結合方式静電センサー
TW201629733A (zh) 連接檢查裝置
KR102309643B1 (ko) 정전 센서
KR101625103B1 (ko) 멀티터치 감지를 위한 터치스크린 장치 및 그의 구동방법
US11249604B2 (en) Mutual-capacitance sensing with conductive overlay
KR101355938B1 (ko) 타블렛용 전자펜
CN105866606B (zh) 连接检查装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160811

Address after: German Ma Ning Ismail

Applicant after: Microchip technology Germany

Address before: Gil bloom

Applicant before: Ident Technology AG

GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190412

Address after: Dublin, Ireland

Patentee after: Neo Ron Co., Ltd.

Address before: German Ma Ning Ismail

Patentee before: Microchip technology Germany

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161130

Termination date: 20210628