CN106043230B - 基于动作的电容式传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于动作的电容式传感器系统。接近感测系统可包括导电的第一线路和导电的第二线路，第二线路与第一线路相邻，与第一线路交错布置，并与第一线路电隔离。所述线路的密度沿第一轴变化，使得与物体在第一轴的方向上以恒速通过电场的移动相关的线路之间的电容变化率指示所述方向。所述感测系统还可包括导电的第三线路，第三线路与第一线路相邻，与第一线路交错布置，并与第一线路电隔离。第一线路和第二线路之间的第一区域独立于第一线路和第三线路之间的第二区域，并且第一区域与第二区域隔离。此外，第一线路和第三线路的密度可沿第一轴变化。

Description

基于动作的电容式传感器系统
技术领域
本申请总体上涉及在车辆进入系统中使用的电容式传感器系统。
背景技术
电容式触摸板还被称为电容式感应板，用于检测接近所述板的导体或具有不同于空气的介电性能的物体。电容式感应板的使用已经在包括无钥匙进入系统的许多电子系统中被采用。无钥匙进入系统可为人们进入闭锁区域提供方便的途径，所述闭锁区域包括建筑物、住宅以及没有钥匙、遥控钥匙或其它认证装置的车辆。无钥匙进入系统被去跑步、健身或旅行并且不喜欢携带钥匙或将钥匙留在闭锁区域内部的人们频繁地使用。无钥匙进入系统还可以被用于允许朋友或儿童访问锁着的车辆的内部，而不提供给他们起动车辆的能力。典型的遥控钥匙具有数字的键盘并使用机械式或电容式按钮来实现。与机械式按钮相比，电容式技术可提供更好的密封和增强的美观性的优势。虽然可以被直观并快速地使用，传统数字键盘有两个不足之处。第一，传统数字键盘在外部设计上受到严格的限制，所述外部设计需要呈现给用户的特定数字图形界面。第二，传统数字键盘可具有一些安全隐患，窃贼已经知道使用热成像技术来重构激活序列。
发明内容
一种接近感测系统包括导电的第一线路和导电的第二线路。导电的第二线路与第一线路相邻，与第一线路交错布置，并与第一线路电隔离。并且，所述线路的密度沿第一轴变化，使得与物体在第一轴的方向上以恒速通过电场的移动相关的线路之间的电容变化率指示所述方向。
一种控制器实现的方法包括由控制器输出基于电容式感应板的第一线路和第二线路之间的电容变化率的第一信号。电容式感应板的第一线路和第二线路具有在第一区域内沿着第一轴的第一线路密度梯度，使得第一信号指示物体沿第一轴以恒速通过与电容式感应板相关的电场的移动方向。
根据本公开的一个实施例，所述方法还包括由控制器输出基于电容式感应板的第一线路和第三线路之间的电容变化率的第二信号，所述感应板在第二区域内具有沿第一轴的第二线路密度梯度，使得第二信号指示物体以恒速沿第一轴通过电场的移动方向，其中，第一区域独立于第二区域，并与第二区域隔离。
根据本公开的一个实施例，所述方法还包括：响应于第一信号而使模数计数器增加；在显示器上输出所述计数器的值；响应于第二信号而在存储器中输入所述计数器的值，以生成访问代码；基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁系统。
根据本公开的一个实施例，所述方法还包括：基于滑动的序列而输出访问代码，每个滑动包括物体接近第二区域的按压、移动和松开；基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁。
根据本公开的一个实施例，第一信号具有第一信号曲线和第二信号曲线，第一信号曲线在与物体在第一轴的方向上以恒速通过电场的移动有关的电容变化率下具有单个驻点，由于降低的线路密度的区域从第二轴偏移，第二信号曲线在与物体在大致垂直于第一轴的第二轴的方向上以恒速通过电场的移动有关的电容变化率下具有至少三个驻点第二信号曲线。
一种接近感测系统包括第一线路和第二线路。第一线路和第二线路相互电隔离。第一线路和第二线路限定具有沿垂直于图案对称轴的轴变化的线路密度的图案。并且，与物体在垂直于所述轴的方向上以匀速通过电场的移动相关联的第一线路和第二线路之间的电容变化率指示所述方向。
根据本公开的一个实施例，所述感测系统还包括：第三线路，与第一线路相邻，与第一线路交错布置，并与第一线路电隔离，其中，第一线路和第三线路的密度沿第一轴变化，使得与物体在第一轴的方向上以恒速通过电场的移动相关的第一线路和第三线路之间的电容变化率指示所述方向，其中，第一线路和第二线路之间的第一区域独立于第一线路和第三线路之间的第二区域，并且第一区域与第二区域隔离。
根据本公开的一个实施例，所述感测系统还包括：显示器；控制器，被配置为：响应于第一信号而使模数计数器增加，其中，第一信号基于第一线路和第二线路之间的第一电容变化，第一电容变化指示物体接近第一区域；在显示器上输出计数器的值，响应于第二信号而在存储器中输入计数器的值以产生访问代码，其中，第二信号基于第一线路和第三线路之间的第二电容变化，第二电容变化指示物体接近第二区域；基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁系统。
根据本公开的一个实施例，所述感测系统还包括控制器，所述控制器被配置为：响应于滑动的序列而产生访问代码，每个滑动基于作为第一线路和第三线路之间的电容变化的第二信号，电容变化指示物体接近第二区域的速度和方向；基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁。所述控制器被配置为：响应于滑动的序列而产生访问代码，其中，滑动导致第一线路和第三线路之间的电容变化，并且电容变化指示物体接近第二区域的速度和方向；基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁。
根据本公开的一个实施例，线路密度总体上增加，以提供沿大致垂直于第一轴的第二轴的梯度，使得与物体在第二轴方向上以恒速通过电场的移动相关的第一线路和第二线路之间的电容变化率指示第二轴方向。
根据本公开的一个实施例，线路密度沿第二轴变化，使得电容曲线在电容的变化率下包括多于一个的驻点，电容曲线是由物体沿第二轴横跨线路的区域通过电场的移动产生的。
附图说明
图1示出了用于包括基于传感器的键盘的车辆的示例性无钥匙进入系统。
图2A是车辆感应板的示例性示出。
图2B是在接收用户输入后显示数据的车辆感应板的示例性示出。
图3A-图3H是可检测的用户滑动动作的车辆传感器系统的示例性示出。
图4是具有线路密度梯度(trace density gradient)的接近感应板的示例性示出。
图5是来自图4的接近感应板的基于滑动的信号的示例性曲线视图。
图6是具有线路密度梯度和降低的线路密度区域的接近感应板的示例性示出。
图7A-图7B是来自图6的接近感应板的基于滑动的信号的示例性曲线视图。
图8是具有线路密度梯度的多区接近感应板的示例性示出。
图9A-图9C是来自图8的多区接近感应板的信号的示例性曲线视图。
具体实施方式
在此描述了本公开的多个实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅仅为示例并且其它实施例可采取各种和可替代的形式。附图不需要按比例绘制；一些特征可被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被认为是限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用实施例的代表性基础。如本领域技术人员将理解的，参考任一附图说明和描述的各种特征可与一个或更多个其它附图中说明的特征结合，以产生未明确说明或描述的实施例。说明的特征的组合提供了用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可期望用于特定应用或实施方式。
本公开的实施例整体上提供了多个电路或其它电气装置。对所述电路和其它电气装置以及由它们中的每一个提供的功能的所有引用，并不意在限于仅涵盖在此示出和描述的电路和电气装置。虽然可给公开的各种电路或其它电气装置分配特定的标号，但是这样的标号并不意在限制所述电路和其它电气装置的操作范围。可基于期望的特定类型的电气实施方式，按照任何方式将所述电路和其它电气装置彼此组合和/或分离。应该认识到，在此公开的任何电路或其他电气装置可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储装置(例如，闪存、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或上述项的其它合适的变形)以及彼此协作以执行在此公开的操作的软件。此外，电气装置中的任何一个或者更多个可被配置为执行在非瞬态计算机可读介质中实现的并被配置为执行所公开的任意数量的功能的计算机程序。
一些车辆系统包括具有多个独立传感器或按钮的键盘，每个独立传感器或按钮对应数字字符、字母字符或字母-数字字符的组合。使用键盘的传感器，用户可以输入访问代码(access code)以解锁车辆。访问代码可包括字母-数字值的序列、持续的手势(例如，不抬起手指的手势)的序列或者滑动或手势的序列(例如，横跨传感器表面的不连续的滑动的序列，诸如有方向的、向上/向下或向左/向右滑动)。使用手势访问代码，用户可能可以画出可用于在用户与车辆之间进行验证的形状或其它图案。此外，由于滑动触摸板不需要印在其上或在其旁边的数字或其它字符，因此触摸板还可包括背景标识以增强访问代码的键盘美观性和安全性。
改进的键盘可利用单个触摸板替代多个独立的传感器提供增强的美观性以及提供额外的功能性和降低的系统成本。可以使用单个传感器来检测动作。然而，当前的感应板的设计不允许确定动作的方向。这里，公开了具有沿一个轴的线路密度梯度的某些感应板设计，以使由传感器产生的信号指示方向。感应板设计可包括沿两个垂直轴的线路密度梯度和沿单个轴的线路密度空隙或降低的线路密度的区域，使得由于所述空隙沿一个轴的动作产生的信号而与沿其它轴的动作产生的信号不同，这是由于信号中的下凹(dip)或上凸(bump)。
尤其，由于界面上的任何存留的手指痕迹都不能被回溯到输入的数字，因此这种实施方式增强了键盘的安全性。此外，由于触摸板不需要印在其上或旁边的数字或其它字符，因此作为替代触摸板可被设计为包括背景标志，诸如福特蓝色椭圆标志或林肯标志，以增强键盘美观性。在一些情况下，当键盘可用于接收用户输入时(诸如，在敲击键盘时或在车辆检测到用户接近时(例如，通过遥控钥匙出现、通过电容式车辆传感器等))，键盘可显示背景标志。
一旦访问代码已被输入(例如，通过多点触摸或手势输入)，触摸板可被进一步配置为显示可被执行的可用的选项菜单。在示例中，一旦输入了正确的组合或滑动图案，触摸板可以由背光点亮，以显示具有用于选择的高亮的特性的车辆轮廓(例如，从侧面或上面)。作为一些非限制性的可能性，这些特性可包括解锁所有车门、解锁特定车门、打开车辆升降门、打开车窗或进入侍从模式(valetmode)。使用车辆轮廓，用户可以按任何高亮的特性以调用可用的功能。因此，对这些特性的访问可以图形化地提供给用户，而不是要求用户记住数字代码或序列以执行某些命令(例如，按下特定的数字按钮以解锁车门)。
图1示出了用于车辆102的具有键盘122的示例性无钥匙进入系统100。系统100可包括具有射频(RF)收发器106的车身控制器104。遥控钥匙(key fob)108可利用由电池112驱动的遥控钥匙收发器(fob transceiver)110而与控制器104的RF收发器106进行通信。RF收发器106的天线114可以接收来自遥控钥匙收发器110的天线116的RF信号，并可将所述信号传送到RF收发器106。解锁/锁定机构118操作性地连接到控制器104。控制器104被配置为响应于由钥匙遥控器108传送的RF信号来控制解锁/锁定机构118解锁/锁定车辆102的车门。电动窗致动器119还可操作性地连接到控制器104，使得控制器104被配置为使车辆102的各个车窗(例如，前门和后门的电动窗、侧通风口的电动窗、电动顶板或天窗(powersunroof and moon-roof))打开或关闭。钥匙遥控器108可包括一个或更多个遥控钥匙控件(fob control)120，诸如，锁定开关和解锁开关。相应地，控制器104控制解锁/锁定机构118以响应于用户按下钥匙遥控器108的锁定遥控钥匙控件120而锁定车辆102的车门，并且响应于用户按下钥匙遥控器108的解锁遥控钥匙控件120而解锁车辆102的车门。
键盘122与控制器104进行电通信。键盘122可置于车辆102的外部部件或部分上。在一个示例中，键盘122可硬连线连接到控制器104。在另一个示例中，键盘122可与控制器104进行RF通信(例如，经由RF天线114)。键盘122包括触摸板124，触摸板124被配置为接收用户输入。在一些示例中，触摸板124可支持多点触摸手势以允许键盘122检测同时的多个手指按压。额外地或可选择地，触摸板124可支持滑动或其它手势，以允许键盘122检测这种由用户执行的动作。
在一些示例中，键盘122可进一步包括单独的显示器126，显示器126被配置为向用户显示被输入到键盘122中的当前字符。在其它示例中，触摸板124可额外地或可选择地包括在触摸板124的表面上集成的显示功能，例如，在接收触摸输入时显示标志和/或显示车辆轮廓或/其它图像，以便于车辆102特征的选择。
在示例中，响应于用户与触摸板124互动，键盘122可通过硬连线的信号向控制器104发送命令。在另一个示例中，键盘122可经由RF信号向控制器104发送命令。控制器104控制解锁/锁住机构118，以响应于接收到命令(例如，与字母、数字或字母-数字字符的有效序列对应的两个或更多个信号(RF信号或硬连线的信号))而解锁/锁定车门。
钥匙遥控器108可实现为与基站远程进入系统、无钥匙进入和无钥匙启动(PEPS)系统或被动防盗系统(PATS)有关。通过使用PEPS系统，控制器104可控制解锁/锁定机构118，以响应于控制器104确定钥匙遥控器108距车辆102预定距离而解锁/锁定车门。在这种情况下，钥匙遥控器108自动地(或被动地)传送加密的RF信号(例如，在没有用户干预的情况下)，以使控制器104解密(或解码)RF信号并确定钥匙遥控器108是否在预定距离内以及是否被授权。值得注意的是，借助于PEPS的实现，钥匙遥控器108还响应于用户按下锁定遥控钥匙控件120或解锁遥控钥匙控件120，产生与编码后的解锁/锁定信号相对应的RF信号。此外，借助于PEPS系统，可不需要钥匙来起动车辆102。在这种情况下用户可能需要在用户进入车辆102之后，在按下起动开关之前踩下制动器踏板开关或执行一些预定的操作。在PATS的实现中，钥匙遥控器108可操作为常规钥匙遥控器以便解锁/锁定车辆102。借助于PATS的实现，通常需要钥匙(未示出)来起动车辆102。钥匙可包括嵌入在其中的RF收发器，以针对车辆102验证钥匙。
控制器104包括点火开关验证装置128。点火开关验证装置128还可包括用于接收由钥匙的RF收发器发送的RF信号的RF接收器(未示出)和天线(未示出)。应该注意的是，点火开关验证装置128可被实现为单独的控制器(或模块)。点火开关验证装置128被配置为验证用于起动车辆102的机构的具体类型。例如，借助于PATS的实现，将钥匙插入点火开关130以起动车辆102。在这种情况下，钥匙的RF发送器将在其中的具有加密数据的RF信号传送到点火开关验证装置128的接收器。点火开关验证装置128解密数据以在允许用户起动车辆102之前验证钥匙。
如上所述，借助于PEPS的实现，不需要钥匙起动车辆102。在这种情况下，点火开关验证装置128验证由发送器被动传送的RF加密数据，以允许用户启动车辆102的发动机。如上所述，除了验证装置128验证RF加密数据之外，用户可在按下起动开关起动车辆102之前，执行预定操作(例如，拉动车门把手、打开车门、切换制动器踏板开关或其它操作)。系统100考虑列出的在按下起动开关起动车辆102之前的那些操作以外的一些其它操作。
如上所述，触摸板124可实施多点触摸技术，所述多点触摸技术被配置为识别多个手指接触并接收由用户输入的访问代码。为输入数字，不是按压指定了数字的键盘122的开关，用户可改为同时将与期望的数字相对应的若干手指按压触摸板124。因此，为输入访问代码的数字(诸如个人代码或工厂代码)，用户可仅仅利用期望数量的手指在触摸板124的多个位置触摸触摸板124。当可使用触摸板124上的任意位置经由键盘122输入访问代码时，对于未被授权的用户而言仅通过观看来获知用户的代码可能是困难的。此外，当键盘124根据触摸的数量而接收数字输入或可接收其它手势输入时，不需要在键盘122的触摸板124上或附近设置数字或其它指示，从而改进了键盘122的美观性。
图2A是车辆键盘200的示例性示出。车辆键盘200可包括第一区域202、第二区域204和第三区域206。第一区域包括可显示图像或标志的灯或发光显示器，并可与离散的传感器或与第一区域和第二区域共有的传感器区域连接。第二区域包括可显示图像的灯或发光显示器，并可与离散的传感器或与第一区域和第二区域共有的传感器区域连接。第三区域可包括显示器，以提供诸如系统状态的反馈。图2B是在接收用户输入后的车辆键盘显示数据210的示例性示出。显示的数据212是模数计数器的计数、增加的模数计数的指示器214以及键盘系统状态的指示器216的指示。指示器214可以是单个传感器，或它可以是两个传感器：一个用于增加模数计数并且一个用于减少模数计数。此外，指示器可以是具有线路密度梯度的单个传感器，以使模数计数器基于滑动的方向而增加。例如，向上滑动将使计数器增加并且向下滑动将使计数器减少。一旦来自计数器的期望值被显示，用户就可在第一区域212中触摸传感器以输入使得输入值的序列将构成访问代码那样的值。当输入的访问代码与钥匙代码相匹配时，键盘可将信息发送到车身控制器104，以锁定或解锁机构118。
图3A-图3H是可检测用户滑动动作的示例性示出。图3A将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的水平从前到后的滑动。图3B将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的水平从后到前的滑动。图3C将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的竖直向上的滑动。图3D将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的竖直向下的滑动。图3E将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的向下后方的滑动。图3F将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的向上前方的滑动。图3G将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的向上后方的滑动。图3H将表示在安装到车辆门柱上的键盘上的向下前方的滑动。在键盘上的滑动可转化为容易记忆的字母-数字字符，诸如“U”或“1”用于竖直向上滑动，“D”或“2”用于竖直向下滑动，“L”或“3”用于水平向左滑动，“R”或“4”用于水平向右滑动，以及“X”或“5”用于任何对角线滑动。可选地，可将对角线滑动单独地分类，诸如从上左到下右的对角线滑动为“A”或“6”，从下左到上右的对角线滑动为“B”或“7”，从上右到下左的对角线滑动为“C”或“8”，从下右到上左的对角线滑动为“E”或“9”。
图4是具有线路密度梯度的接近感应板400的示例性示出。虽然该示例性表示被示出为大致梯形，但可以以诸如正方形、圆形、矩形的其它形状实施，或者接近感应板400可以是无定形的形状，以满足特定的美观性或功能性的要求。所述板400包括第一线路402和第二线路404。第一线路402和第二线路404是导电线路并且可由金属薄膜、导电的复合材料或导电的聚合物制成。第一线路402可包括多个第一指形部(finger)406，第一指形部406可与多个第二指形部408接近。指形部406与指形部408电气隔离，以允许线路402和线路404之间的电容耦合。可将指形部406与指形部408交错布置，以增大接近的区域。所述构造为：由施加在第一线路402和第二线路404上的电压所感应的电场产生基于第一线路402和第二线路404之间电容的变化的信号。另外，所述构造为：第一线路402和第二线路404的线路密度沿第一轴410变化。线路402和线路404的构造被示出关于第二轴412(垂直于第一轴410)不对称。然而，第一线路402和第二线路404的构造可以关于第二轴412对称。
图5是来自图4的接近感应板的基于滑动的信号的示例性曲线视图500。该示例性曲线(profile)与接近线路402和线路404的物体在第一轴410的方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路402和线路404的物体沿第一轴410运动时，存在可被表示为信号502的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上沿第一轴410移动，信号502关于物体的位置504而变化。信号曲线被示出为506并应用阈值508以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。信号在点510处穿过阈值508可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点512(在驻点512电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间514而确定第一变化率以及从点510到点512的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点512后，变化率降低直到信号在点516处穿过阈值508为止。基于下降时间518以及从点512到点516的相关信号变化而确定第二变化率。由于线路密度梯度，在上升时间514和下降时间518之间电容的变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向，上升时间将大致等于518并且下降时间将大致等于514。基于电容的变化率的不同，可以确定方向。
图6是具有线路密度梯度和降低的线路密度的区域的接近感应板600的示例性示出。虽然该示例性表示被示出为大致梯形，但可以以诸如正方形、圆形、矩形的其它形状实施，或者接近感应板600可以是无定形的形状，以满足特定的美观性或功能性要求。感应板600包括第一线路602和第二线路604。第一线路602和第二线路604是导电线路并且可由金属薄膜、导电的复合材料或导电的聚合物制成。第一线路602可包括多个第一指形部606(fingers)，第一指形部606可与多个第二指形部608接近。指形部606与指形部608电气隔离，以允许线路602和线路604之间的电容耦合。可将指形部606与指形部608交错布置，以增大接近的区域。所述构造为：由施加在第一线路602和第二线路604上的电压所感应的电场产生基于第一线路602和第二线路604之间电容的变化的信号。此外，所述构造为：第一线路602和第二线路604的线路密度沿第一轴610变化。线路602和线路604的构造被示出为关于第二轴612(垂直于第一轴610)不对称。然而，第一线路602和第二线路604的构造可以关于第二轴612对称。在本示例性表示中，降低的线路密度的区域614从第一轴610偏移。降低的线路密度的区域614可以在所述中线上方或下方。
图7A是来自图6的接近感应板的基于滑动的信号的示例性曲线视图700。该示例性曲线与接近线路602和线路604的物体在第一轴612(610)的方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路602和线路604的物体沿第一轴610移动时，存在可被表示为信号702的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上沿第一轴610移动，信号702关于物体的位置704而变化。信号曲线被示出为706并应用阈值708以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。信号在点710处穿过阈值708可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点712(在驻点712电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间714以及从点710到点712的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点712后，变化率降低直到信号在点716处穿过阈值708为止。基于下降时间718以及从点712到点716的相关信号变化而确定第二变化率。由于线路密度梯度，在上升时间714和下降时间718之间电容的变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向，上升时间将大致等于718并且下降时间将大致等于714。基于电容变化率的不同，可以确定方向。
图7B是来自图6的接近感应板的基于滑动的信号的示例性曲线视图720。该示例性曲线与接近线路602和线路604的物体在第二轴614的方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路602和线路604的物体沿第二轴614移动时，存在可被表示为信号702的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上沿第二轴614移动，信号702关于物体的位置704而变化。信号曲线被示出为722并应用阈值724以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。在点726处信号穿过阈值724可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点728(在驻点728电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间730以及从点726到点728的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点728后，变化率降低直到信号在阈值724上方达到732处的第二驻点为止，在第二驻点变化率增加到734处的第三驻点。由于降低的线路密度的区域，第二驻点732在信号曲线722中形成下凹(dip)或波谷(valley)。检测该波谷的一种实施方式可包括在阈值724上方寻找局部的最大值。这可以基于阈值上方的两个局部最大值而捕获允许两个最大值之间的中间时间738的点728和点734。可选的方法包括检测所有驻点并提供驻点的计数。在第三最大值734之后，所述信号将继续直到在点736处该信号穿过所述阈值为止，最终下降时间740在点734和点736之间。与图7A相似，由于线路密度梯度，在上升时间730与下降时间738和740之间电容的变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向上，则上升时间将大致等于738和740，而下降时间大致约等于730。基于电容变化率的不同，可确定方向沿着另一方向。另外，由于额外的驻点732和驻点734的存在，沿第一轴610的动作可区别于沿第二轴612的动作。此外，基于驻点之间的变化率和时间，可确定第一轴610和第二轴612对角线的动作。
图8是具有线路密度梯度的多区接近感应板800的示例性示出。虽然该示例性表示被示出为大致梯形，但可以以诸如正方形、圆形、矩形的其它形状实施，或者接近感应板800可以是无定形的形状，以满足特定的美观性或功能性要求。感应板800包括第一线路802、第二线路804和第三线路806。第一线路802、第二线路804和第三线路806是导电线路并且可由金属薄膜、导电的复合材料或导电的聚合物制成。第一线路802可包括多个第一指形部808，多个第一指形部808可与多个第二指形部810接近。同样，多个第一指形部808可与多个第三指形部812接近。第一指形部808与指形部810电气隔离，以允许线路802和线路804之间的电容耦合。同样，指形部808与指形部812电气隔离，以允许线路802和线路806之间的电容耦合。可将指形部808与指形部810交错布置，以产生第一接近区域或第一感应区。同样，可将指形部808与指形部812交错布置，以产生第二接近区域或第二感应区。所述构造为：由施加在第一线路802和第二线路804上的电压所感应的电场产生基于第一线路802和第二线路804之间的电容的变化的第一信号。并且，所述构造为：由施加在第一线路802和第三线路806上的电压所感应的电场产生基于第一线路802和第三线路806之间的电容的变化的第二信号。进一步，所述构造为：第一线路802和第二线路804的线路密度沿第一轴814变化。并且，所述构造为：第一线路802和第三线路806的线路密度沿第一轴814变化。线路802、线路804和线路806的构造被示出关于第二轴816(垂直于第一轴812)不对称。然而，线路802、线路804和线路806的构造可关于第二轴814对称。
图9A是来自图8的多区接近感应板的基于滑动的信号强度902关于物体沿轴的位置904的示例性曲线视图900。该示例性曲线与接近线路802、804和806的物体在第一轴814的方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路802和线路804的物体沿第一轴814移动时，存在可被表示为第一信号902的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上沿第一轴814移动，第一信号902关于物体的位置904变化。信号曲线被示出为906并应用阈值908以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。信号在点910处穿过阈值908可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点912(在驻点912电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间914以及从点910到点912的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点912后，变化率降低直到信号在点916处穿过阈值908为止。基于下降时间918以及从点912到点916的相关信号变化而确定第二变化率。由于线路密度梯度，在上升时间914和下降时间916之间电容变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向上，上升时间将大致等于918，并且下降时间将大致等于914。基于电容变化率的不同，可确定方向。同样地，可将第二信号的曲线920与第一信号的曲线906进行比较。基于峰值以及峰值与上升时间和下降时间的比值的不同，可以确定滑动开始的位置和滑动的角度，从而将第一区域上的滑动区别于板中间上的滑动和第二区域上的滑动。
此外，信号920在点922处穿过阈值908可激活计时器，以测量信号达到最大值或第二驻点924(在第二驻点924电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间926以及从点922到点924的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点924后，所述变化率降低直到信号在点928处穿过阈值908为止。基于下降时间930以及从点924到点928的相关信号变化而确定另一变化率。由于线路密度梯度，上升时间926和下降时间930之间的电容变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向上，上升时间将大致等于930并且下降时间将大致等于926。
图9B是来自图8的接近感应板的基于滑动的信号的示例性曲线视图990。该示例性曲线与接近线路802和804的物体在第二轴816的方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路802和804的物体沿第二轴816移动时，存在可被表示为信号932的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上沿第二轴816移动，信号932关于物体的位置934变化。信号曲线被示出为936并应用阈值938以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。信号在点940处穿过阈值938可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点942(在第一驻点942电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间944以及从点940到点942的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点942后，所述变化率降低直到信号在点946处穿过阈值938为止。基于下降时间948以及从点942到点946的相关信号变化而确定第二变化率。基于感应板的设计，在上升时间944和下降时间948之间电容变化率可以是不同的，然而，所述设计可以沿第二轴816对称。
此外，该示例性曲线表示接近线路802和806的物体在第二轴816的方向上以恒速通过电场的移动。当接近线路802和806的物体沿第二轴816移动时，存在可被表示为信号932的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上沿第二轴816移动，信号932关于物体的位置934变化。信号曲线被示出为950并应用阈值938以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。在点952处信号穿过阈值938可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点954(在驻点954电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间956以及从点952到点954的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点954后，变化率降低直到信号在点958处穿过阈值938为止。基于下降时间960以及从点954到点958的相关信号变化而确定第二变化率。基于感应板设计的几何结构，在上升时间956和下降时间960之间电容变化率可以是不同的。基于第一曲线936和第二曲线950之间的延迟时间962，双重板的设计允许沿第二轴816的滑动区别于在水平方向上的滑动。基于第一曲线936、第二曲线950和延迟时间962，可确定滑动的角度。
图9C是来自图8的多区接近感应板的基于在线路密度梯度的对角线上滑动的信号的示例性图形视图1000。这些信号指示具有从第一区域(线路梯度是高的)中的板的一角到第二区域(线路梯度是低的)中的板的一角的方向的对角线动作。该示例性曲线与接近线路802和804的物体在相对于第一轴814的对角线方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路802和线路804的物体沿相对于第一轴814的对角线路径移动时，存在可被表示为信号1002的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上相对于第一轴814移动，信号1002关于物体的位置1004变化。信号曲线被示为1006并应用阈值1008以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。信号在点1010处穿过阈值1008可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点1012(在驻点1012电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间1014以及从点1010到先1012的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点1012后，变化率降低直到信号在点1016处穿过阈值1008为止。基于下降时间1018以及从点1012到点1016的相关信号变化而确定第二变化率。由于线路密度梯度，在上升时间1014和下降时间1018之间电容变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向上，上升时间将大致等于1018并且下降时间将大致等于1014。基于电容变化率的不同，可以确定方向。
此外，该示例性曲线与接近线路802和806的物体在相对于第一轴814的对角线方向上以恒速通过电场的移动相关联。当接近线路802和806的物体沿第一轴814移动时，存在可被表示为信号1002的电容的变化。由于线路密度梯度，随着物体大体上在相对于第一轴814的对角线上移动，信号1002关于物体的位置1004变化。信号曲线被示为1020并应用阈值1008以增加系统的稳定性以及避免来自被理解为物体的信号噪声。信号在点1022处穿过阈值1008可激活计时器，以测量信号达到最大值或第一驻点1024(在驻点1024电容的变化率等于零或固定值)所需要的时间。基于上升时间1026以及从点1022到点1024的相关信号变化而确定第一变化率。在达到最大值或驻点1024后，变化率降低直到信号在点1028处穿过阈值1008为止。基于下降时间1030以及从点1024到点1028的相关信号变化而确定第二变化率。由于线路密度梯度，在上升时间1026和下降时间1030之间电容变化率是不同的。如果动作或滑动的方向在相反方向上，上升时间将大致等于1030并且下降时间将大致等于1026。基于电容变化率的不同，可以确定方向。使用在点1010处的第一交叉点(crossing)和在点1022处的第二交叉点可确定延迟1032。基于延迟1032、第一曲线1006和第二曲线1020，可确定滑动的角度和方向。
虽然上面描述了示例性实施例，但是并不意味着这些实施例描述了权利要求包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可作出各种改变。如之前描述的，可组合多个实施例的特征以形成本发明的可能没有明确描述或说明的进一步实施例。虽然关于一个或多个期望特性，多个实施例可被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折中一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，其取决于具体应用和实施方式。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维修性、重量、可制造性、装配的便利性等等。这样，关于一个或多个特性被描述为比其它实施例或现有技术实施方式更不令人期望的实施例并不在本公开的范围之外并且可能期望用于特定应用。

Claims (8)

1.一种接近感测系统，包括：
导电的第一线路；
导电的第二线路，与第一线路相邻，沿着第二轴与第一线路交错布置，并与第一线路电隔离，其中，第一线路和第二线路的密度沿第一轴和所述第二轴变化，使得与物体以恒速通过电场的移动相关的第一线路和第二线路之间的电容变化率在二维上指示所述物体的移动方向。
2.如权利要求1所述的接近感测系统，进一步包括：
导电的第三线路，与第一线路相邻，与第一线路交错布置，并与第一线路电隔离，其中，第一线路和第三线路的密度沿第一轴变化，使得与物体在第一轴的方向上以恒速通过电场的移动相关的第一线路和第三线路之间的电容变化率指示所述方向，其中，第一线路和第二线路之间的第一区域独立于第一线路和第三线路之间的第二区域，并且第一区域与第二区域隔离。
3.如权利要求2所述的接近感测系统，进一步包括：
显示器；
控制器，被配置为：
响应于第一信号而使模数计数器增加，其中，第一信号基于第一线路和第二线路之间的第一电容变化，第一电容变化指示物体接近第一区域；
在显示器上输出计数器的值；
响应于第二信号而在存储器中输入计数器的值以产生访问代码，其中，第二信号基于第一线路和第三线路之间的第二电容变化，第二电容变化指示物体接近第二区域；
基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁系统。
4.如权利要求2所述的接近感测系统，进一步包括：
控制器，被配置为：
响应于滑动的序列而产生访问代码，每个滑动基于作为第一线路和第三线路之间的电容变化的第二信号，电容变化指示物体接近第二区域的速度和方向；
基于访问代码与钥匙代码相匹配而解锁门锁。
5.如权利要求1所述的接近感测系统，其中，线路的密度总体上减小，以提供沿大致垂直于第一轴的第二轴的梯度，使得与物体在第二轴的方向上以恒速通过电场的移动相关的第一线路和第二线路之间的电容变化率指示第二轴的方向。
6.如权利要求5所述的接近感测系统，其中，线路的密度沿第二轴变化，使得电容曲线在所述电容变化率下包括多于一个的驻点，电容曲线是由物体沿第二轴横跨线路的区域通过电场的移动产生的。
7.如权利要求1所述的接近感测系统，其中，第一线路和第二线路限定关于第二轴非对称的图案，第二轴大致垂直于第一轴。
8.如权利要求7所述的接近感测系统，其中，所述图案是梯形的、正方形的或圆形的。
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