CN211180797U - 电容检测装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种电容检测装置和电子设备，该电容检测装置包括：芯片；检测电极层，该检测电极层和该芯片集成设置且与该芯片电连接，该检测电极层包括至少一个检测电极，该至少一个检测电极用于形成至少一路电容检测通道，该至少一路电容检测通道分别用于输出至少一个电容检测信号，该芯片用于处理该至少一个电容检测信号。该电容检测装置避免了在该电子设备表面开孔，有利于该电容检测装置的防水设计，能够提升电容检测装置的检测准确度。此外，能够提高该电容检测装置的抗干扰能力、降低电容检测装置的应用电路和结构工艺的开发（设计）难度、降低电容检测装置的量产难度和装配难度、以及提高电容检测装置的生产效率和安装效率。

Description

电容检测装置和电子设备
技术领域
本实用新型实施例涉及电子领域，并且更具体地，涉及电容检测装置和电子设备。
背景技术
佩戴检测和触控功能已成为无线耳机的基本功能。
目前，佩戴检测主要采用基于光学检测方案和电容检测方案，触控都是基于电容式的方案。
针对光学佩戴检测方案，如图1和图2所示，检测装置100包括红外光发射单元110和光接收单元120。其中，红外光发射单元110发射红外光信号，光接收单元120基于接收到的红外光信号进行佩戴检测。此外，检测装置100还需要增加滤镜，以及在耳机表面开孔做光路，不利于耳机的防水设计。此外，光学器件普遍功耗较高；而且，如果要想在耳机等电子设备上同时支持佩戴检测和触控操作功能（例如单击、双击、滑动等手势操作），则至少需要两个芯片，一个芯片用于基于光学的佩戴检测的处理，一个芯片用于基于电容的触控操作处理，所以，其对应的成本较高。针对电容式佩戴检测方案，需要在耳机壳体对应位置的内表面粘贴检测电极，其易受电路、水汗、温湿度等环境干扰，检测准确度低。此外，现有技术的上述方案对检测电极的装配的要求较高，影响生产效率，且其良率较低。
实用新型内容
提供了一种电容检测装置和电子设备，能够减少电容检测装置受到环境干扰，相应的，能够提升电容检测装置的检测准确度，此外，能够提高电容检测装置的生产效率和良率，以及降低电容检测装置和电子设备的成本。
第一方面，提供了电容检测装置，适用于电子设备，所述电容检测装置包括：
芯片；
检测电极层，所述检测电极层和所述芯片集成设置且与所述芯片电连接，所述检测电极层包括至少一个检测电极，所述至少一个检测电极用于形成至少一路电容检测通道，所述至少一路电容检测通道分别用于输出至少一个电容检测信号，所述芯片用于处理所述至少一个电容检测信号。
通过集成设置所述芯片和所述检测电极层，避免了在所述电子设备表面开孔，进而避免电容检测装置和电子设备受到电路、水汗、温湿度等环境干扰，有利于所述电容检测装置和电子设备的防水设计，相应的，能够提升电容检测装置和电子设备的检测准确度。此外，不需要在电子设备内增加额外的模拟走线以将电子设备壳体内壁的检测电极与电子设备壳体内部的电容检测装置进行电连接，相应的，能够提高所述电容检测装置的抗干扰能力。而且，本实用新型提供的集成设置的电容检测装置可以整体的设置在电子设备内，进而可以降低电容检测装置的应用电路和结构工艺的开发（设计）难度、减少电容检测装置的装配工序、降低电容检测装置的装配难度和量产难度、以及提高电容检测装置的生产效率和良率、以及降低电容检测装置和电子设备的成本。进一步的，本实用新型提供的电容检测装置可以通过一个芯片即可以同时实现佩戴检测功能和触控功能，也可以通过一个芯片实现多种基于电容实现信号检测的功能，例如，将佩戴检测、触控、基于电容实现的压力检测等功能集成于一个芯片上，进而可以降低电子设备的成本。
在一些可能的实现方式中，所述检测电极层设置在所述芯片的表面。
将所述检测电极层设置在所述芯片的表面，不仅可以集成设置所述芯片和所述检测电极层，还能够避免影响所述芯片的制备工艺，相当于，可以在各种规格的芯片上集成所述检测电极层，相应的，能够提升所述电容检测装置的实用性。
此外，将所述检测电极层设置在所述芯片的表面，能够降低拆卸或修复所述检测电极层的难度。
在一些可能的实现方式中，所述检测电极层设置在所述芯片的电路层的内部或所述电路层的表面。
将所述检测电极层设置在所述芯片的电路层的内部或所述电路层的表面，不仅可以集成设置所述芯片和所述检测电极层，还能使得在制备所述芯片的过程中直接制备所述检测电极层，避免了在已制备的芯片上单独设计集成工艺，相应的，能够简化集成工艺。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置还包括：
封装层；
其中，所述封装层用于封装所述芯片，以形成电容检测模组，所述检测电极层设置在所述封装层的内部或所述封装层的表面。
在封装工艺中将集成设置所述检测电极层和所述芯片，不仅可以集成设置所述芯片和所述检测电极层，还能够避免在已制备的芯片上单独设计集成工艺，相应的，能够简化集成工艺。
此外，还能够针对不同的封装工艺适应性调整所述检测电极层的集成位置，相应的，能够提升所述电容检测装置的实用性。
在一些可能的实现方式中，所述检测电极层为电镀层。
将所述检测电极层设计为电镀层，相当于，可以将所述检测电极层的制备工艺集成到所述芯片的制备工艺或封装工艺中，能够避免为所述电容检测电极单独设计集成工艺，相应的，能够简化集成工艺。
在一些可能的实现方式中，所述检测电极层通过导电件连接至所述芯片。
将所述检测电极层设计为电镀层，相当于，可以以安装固定的方式将所述检测电极层集成在各种规格的芯片上，相应的，能够提升所述电容检测装置的实用性。
此外，能够降低拆卸或修复所述检测电极层的难度。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置还包括：
用于输出和所述至少一个电容检测信号同频率同相位且幅值相等的信号以形成屏蔽电场的屏蔽电极层；
其中，所述屏蔽电极层包围所述检测电极层，所述屏蔽电场用于减小所述至少一个检测电极产生的感应电场中的感应线的弯曲度。
通过所述屏蔽电场，不仅可以起到有源屏蔽的作用，还能够抑制检测电极层发出的位于边缘位置的感应线发生弯曲，增加感应线的利用率，相应的，提升了检测准确度。
在一些可能的实现方式中，所述屏蔽电极层和所述检测电极层位于同一平面内。
将所述屏蔽电极层和所述检测电极层设置在同一平面内，不仅能够保证屏蔽电极层的屏蔽效果，还能够避免所述电容检测装置过厚，相应的，有利于轻薄化设计所述电容检测装置。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置还包括：
用于补偿所述检测电极层的温度漂移的参考电极和/或用于检测温度的温度传感器；
其中，所述参考电极电连接至所述芯片，所述温度传感器电连接至所述参考电极或/和所述芯片，所述温度传感器用于触发所述参考电极补偿所述至少一个电容检测信号，所述芯片用于获取所述至少一个电容检测信号和补偿信号，并输出用于表示检测结果的信号。
通过所述参考电极和/或温度传感器，能够校准温度变化对感应精度的影响，进而实现温漂抑制，进而减少所述电容检测装置受到外界的干扰和提高电容检测装置检测的电容信号的准确度。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置的一端设置有连接部，所述连接部用于连接至所述电子设备中的设置在所述电容检测装置的外部的外部电极。
在一些可能的实现方式中，所述外部电极输出的信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测以及压力检测。
通过所述外部电极配合所述检测电极层，不仅可以同时实现多种检测功能，还可以适用于各种应用场景，相应的，能够提高电子设备的实用性。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置还包括：
集线器；
其中，所述芯片通过所述集线器连接至所述电子设备的处理器，以实现所述电容检测装置和所述电子设备之间的通信。
通过所述集线器，所述电容检测装置可以在具有佩戴检测功能和人机交互功能的基础上，支持运算和处理其他传感器的信号，并将处理结果上报到处理器，相应的，能够降低对处理器的资源的占用，进而降低系统功耗。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置还包括：
编解码电路；
其中，所述编解码电路连接至所述至少一个电极，所述至少一个电极用于与对端的耦合电极形成耦合电容，所述编解码电路通过所述耦合电容向所述对端发送已编码信号或接收所述对端发送的待解码信号。
通过所述编解码电路配合所述至少一个电极，使该电容检测装置所在的电子设备与对端进行通信，且能能够保证所述至少一个电容检测信号的传输效率和准确率。
在一些可能的实现方式中，所述至少一个电容检测信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测、人机交互检测以及压力检测。
通过所述至少一个电容检测信号，不仅可以进行佩戴检测，也可以进行人机交互，即所述电容检测装置能够兼容佩戴检测功能以及人机交互功能等多项功能。相当于，通过一颗电容检测装置就可以实现佩戴检测功能以及人机交互功能等多项功能，相应的，能够降低系统综合成本。
第二方面，提供了一种电子设备，包括：
第一方面或第一方面中任一种可能的实现方式中所述的电容检测装置。
在一些可能的实现方式中，所述电子设备的外部电极为所述电子设备的天线，所述外部电极输出的信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测以及压力检测。
将所述电子设备中的天线复用为外部电极，以实现各种检测功能，相当于，在保证天线功能和各种检测功能的同时，减少所述电容检测装置中的器件数量，能够有效降低所述电容检测装置的成本和占用空间。
此外，将所述天线复用为所述外部电极，可避免天线和外部电极位置干扰问题，相应的，能够保证所述电子设备的天线效率和外部检测性能。
在一些可能的实现方式中，所述电子设备为耳机，所述耳机还包括：
外壳和设置于所述外壳内的主板；
其中，所述电容检测装置设置于所述外壳的内壁或者所述电容检测装置设置在所述主板上。
在一些可能的实现方式中，所述电容检测装置通过粘合层固定连接至所述外壳的内侧表面或所述主板。
将电容检测装置贴于电子设备（例如耳机）内表面或安置在主板，即可实现相应的检测功能，避免了在所述电子设备表面开孔，进而避免受到电路、水汗、温湿度等环境干扰，有利于所述电子设备的防水设计，相应的，能够提升检测准确度。
此外，避免了增加额外的模拟走线，相应的，有效提高了系统抗干扰能力，降低了应用电路和结构工艺的开发（设计）难度，降低了量产难度，提高了生产效率。
附图说明
图1和图2是现有技术中的光学佩戴检测装置的示意性结构图。
图3是本申请实施例的电容检测装置的示意性俯视图。
图4是本申请实施例的电容检测装置的示意性侧剖图。
图5和图6是本申请实施例的电容检测装置中的检测电极层的位置的示意图。
图7和图8是本申请实施例的电容检测装置和耳机的外壳之间的位置的示意性结构图。
图9是图4所示的电容检测装置的检测电极层的感应线的示意性分布图。
图10是本申请实施例的具有屏蔽电极层的电容检测装置的示意性结构图。
图11是图10所述的电容检测装置的检测电极层的感应线的示意性分布图。
图12是本申请实施例的具有参考电极和温度传感器的电容检测装置的示意性结构图。
图13至图17是具有参考电极和/或温度传感器的电容检测装置的具体结构的示例。
图18是本申请实施例的未按压电容式压力传感器的情况下其电容值的示意图。
图19是本申请实施例的按压电容式压力传感器的情况下其电容值的示意图。
图20是本申请实施例的电子设备的具体结构的示例。
图21是本申请实施例的具有电容检测装置的耳机的示意性结构图。
图22是本申请实施例的具有集线器的电子设备的示意性结构图。
图23是本申请实施例的具有电容检测装置的耳机和耳机盒的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
图3和图4分别是本申请实施例的电容检测装置200的示意性俯视图和示意性侧剖图。应当理解，所述电容检测装置200可适用于电子设备，所述电子设备包括可穿戴设备，所述可穿戴设备包括但不限于健康手环、手表、充电盒、蓝牙耳机、有线耳机以及手持设备等等。所述电子设备还可包括触摸开关，接近开关、电子烟以及遥控器等可携带设备，所述电容检测装置200能够兼容佩戴检测功能和触控（人机交互的一种）功能。
如图3和图4所示，所述电容检测装置200可包括芯片213和检测电极层220，所述检测电极层220和所述芯片213集成设置，所述检测电极层220包括至少一个检测电极，所述至少一个检测电极用于形成至少一路电容检测通道，所述至少一路电容检测通道分别用于输出至少一个电容检测信号，所述芯片213用于处理所述至少一个电容检测信号。
通过集成设置所述芯片和所述检测电极层，避免了在所述电子设备表面开孔，进而避免电容检测装置200受到电路、水汗、温湿度等环境干扰，有利于所述电容检测装置200的防水设计，相应的，能够提升电容检测装置200的检测准确度。
此外，不需要在电子设备内增加额外的模拟走线以将电子设备壳体内壁的检测电极与电子设备壳体内部的电容检测装置进行电连接，相应的，能够提高所述电容检测装置200的抗干扰能力。而且，本实用新型提供的集成设置的电容检测装置可以整体的设置在电子设备内，进而可以降低电容检测装置200的应用电路和结构工艺的开发（设计）难度、减少电容检测装置的装配工序、降低电容检测装置200的装配难度和量产难度、提高电容检测装置200的生产效率和良率、以及降低电子设备的成本。进一步的，本实用新型提供的电容检测装置可以通过一个芯片即可以同时实现佩戴检测功能和触控功能，也可以通过一个芯片实现多种基于电容实现信号检测的功能，例如，将佩戴检测、触控、基于电容实现的压力检测等功能集成于一个芯片上，进而可以降低电子设备的成本。
应理解，本申请实施例中的所述检测电极层220和所述芯片213集成设置可以理解为将所述检测电极层220和所述芯片213集成中在一起以形成一个整体。
在本申请的一些实施例中，所述至少一个电容检测信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测、以及压力检测。所述人机交互检测可以是触摸检测。
通过所述至少一个电容检测信号，不仅可以进行佩戴检测，也可以进行人机交互，即所述电容检测装置能够兼容佩戴检测功能以及人机交互功能等多项功能。相当于，通过一颗电容检测装置就可以实现佩戴检测功能以及人机交互功能等多项功能，相应的，能够降低系统综合成本。
在本申请的一些实施例中，所述检测电极层220可以是电镀层，或者，所述检测电极层220通过导电件连接至所述芯片213。
将所述检测电极层220设计为电镀层，相当于，可以将所述检测电极层220的制备工艺集成到所述芯片213的制备工艺或封装工艺中，能够避免为所述电容检测电极220单独设计集成工艺，相应的，能够简化集成工艺。
将所述检测电极层220设计为电镀层，相当于，可以以安装固定的方式将所述检测电极层220集成在各种规格的芯片213上，相应的，能够提升所述电容检测装置200的实用性。
此外，能够降低拆卸或修复所述检测电极层220的难度。
在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200和被测物体之间的最小距离大于或等于预设阈值，以使得所述至少一个电容检测信号的检测精度满足所述电容检测装置200的检测要求。例如，所述预设阈值为5毫米。将所述电容检测装置200和被测物体之间的最小距离构造为大于或等于预设阈值，能够避免检测结果受电路、水汗、温湿度等环境干扰，进而提升检测准确度，进而，能够使得所述至少一个电容检测信号的检测精度满足所述电容检测装置200的检测要求。换言之，将所述检测电极层220集成设置在所述芯片213上，能够保证所述电容检测装置200和被测物体之间的最小距离大于或等于预设阈值，进而，能够使得所述至少一个电容检测信号的检测精度满足所述电容检测装置200的检测要求。当然，所述预设阈值为5毫米仅为示例，本申请不限于此。例如，所述预设阈值还可以是一个范围值。再如，所述预设阈值还可以是其它具体数值，例如，1毫米。
在本申请的一些实施例中，所述检测电极层220为设置在所述芯片213的表面。或者，所述检测电极层220设置在所述芯片213的电路层的内部或所述电路层的表面。
如图4所示，所述芯片213包括晶圆210和电路层211，所述电路层211可以设置在所述晶圆210的表面。所述晶圆210还可以称为晶圆片或硅晶片。芯片213可以是切割后的芯片或者待封装芯片。
如图4所示，在本申请的一些实施例中，所述检测电极层220可以设置在所述电路层211的表面。
将所述检测电极层220设置在所述芯片213的表面，不仅集成设置所述芯片213和所述检测电极层220，还能够避免影响所述芯片213的制备工艺，相当于，所述芯片213可以采用各种规格的芯片，相应的，能够提升所述电容检测装置200的实用性。
此外，将所述检测电极层2220设置在所述芯片213的表面，能够降低拆卸或修复所述检测电极层220的难度。
当然，图4仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。
在其他可替代实施例中，所述检测电极层220集成设置在所述晶圆210和所述电路层211之间或所述电路层211的内部。
将所述检测电极层220设置在所述芯片213的电路层211的内部或所述电路层211的表面，不仅可以集成设置所述芯片213和所述检测电极层220，还能使得在制备所述芯片213的过程中直接制备所述检测电极层220，避免了在已制备的芯片213上单独设计集成工艺，相应的，能够简化集成工艺。
例如，所述检测电极层220为设置于所述芯片213的表面的电镀层。换言之，所述检测电极层220可以电镀至所述芯片213。可选地，所述电镀层可以为制备工艺中制备的电路层。再如，所述检测电极层220通过导电件连接至所述芯片213。可选地，所述检测电极层220通过导电件固定安装至所述芯片213。可选地，所述检测电极层220可电镀至所述晶圆210的表面，或者所述检测电极层220可通过导电件连接至所述晶圆210的表面。再如，所述电路层211包括至少一个电路层，所述检测电极层220可电镀至所述至少一个电路层中的任一层电路层的表面，或者所述检测电极层220可通过导电件连接至所述至少一个电路层中的任一层电路层。
如图4所示，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200还包括封装层230，所述封装层230用于封装所述芯片213，以形成电容检测模组。所述封装层230可以用于保护和绝缘所述芯片213。可选地，所述检测电极层220设置在所述封装层230的内部或所述封装层230的表面。
在封装工艺中将集成设置所述检测电极层220和所述芯片213，不仅可以集成设置所述芯片213和所述检测电极层220，还能够避免在已制备的芯片213上单独设计集成工艺，相应的，能够简化集成工艺。
此外，还能够针对不同的封装工艺适应性调整所述检测电极层220的集成位置，相应的，能够提升所述电容检测装置200的实用性。
如图4所示，在本申请的一些实施例中，所述封装层230用于封装所述检测电极层220和所述芯片213，以将所述检测电极层220和所述芯片213集成设置。
换言之，所述封装层230设置在所述检测电极层220和所述芯片213的上方，使得所述检测电极层220和所述芯片213以封装体的形式作为一个整体，以集成设置所述检测电极层220和所述芯片213。
当然，图4仅为本申请的示例，不应理解为对本申请的限制。
在其他可替代实施例中，所述检测电极层220可集成设置在上述电容检测模组的表面。
例如，所述检测电极层220为设置于所述电容检测模组的表面的电镀层，可选地，所述电镀层可以为制备工艺中制备的电路层。再如，所述检测电极层220通过导电件连接至所述电容检测模组。可选地，所述检测电极层220通过导电件固定安装至所述电容检测模组。换言之，所述检测电极层220可电镀至所述电容检测模组，或者所述检测电极层220通过导电件连接至所述电容检测模组。换言之，可以直接利用所述封装层230封装所述芯片213，以形成电容检测模组，然后，将所述检测电极层220集成设置在所述电容检测模组上。
可选地，所述检测电极层220可电镀至所述电容检测模组的任一表面，或者所述检测电极层220通过导电件连接至所述电容检测模组中的芯片213。
如图4所示，在本申请的一些实施例中，所述芯片213还可以包括至少一个焊盘212，所述至少一个焊盘212可用于连接至外部器件或所述电容检测装置的内部器件。
例如，所述至少一个焊盘212中的部分焊盘可用于连接至安装有所述电容检测装置200的电子设备的处理器。再如，所述至少一个焊盘212的一部分焊盘可用于连接至所述检测电极层220。
需要说明的是，本申请实施例对所述检测电极层220（即所述至少一个检测电极）的形状和制备方式不做限定。例如，所述至少一个检测电极中的每个电极的形状可以是方形、圆形等任意形状。例如，可以利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着有金属膜，所述金属膜可以作为所述检测电极层220。再如，可以采用重布线层（RDL）等技术将所述检测电极层220集成于晶圆210的表面、所述电路层211的内部或所述电路层211的表面。所述晶圆可以是制造半导体晶体管或集成电路的衬底（也叫基片）。例如硅晶圆。
此外，本申请实施例对所述检测电极层220的具体集成位置不做限定。
图5和图6是本申请实施例的检测电极层220的具体位置的示例图。
如图5所示，在本申请的一些实施例中，所述检测电极层220可以设置在所述芯片或模组的顶面和/或侧面，所述侧面可以是未设置有焊盘的一面。
如图6所示，在本申请的一些实施例中，所述检测电极层220可以集成设置在所述芯片或模组的底面，所述底面可以是设置有焊盘的一面。
甚至于，本申请实施例对所述电容检测装置200的安装位置也不做具体限定。
图7和图8是本申请实施例的所述电容检测装置200的具体安装位置的示例图。
如图7所示，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200可以与电子设备的外壳310具有一定的距离，即所述电容检测装置200可以与所述外壳310解耦。例如，所述电容检测装置200可以固定安装在电子设备的内部器件上，使得所述电容检测装置200与所述外壳310保持一定的距离。
如图8所示，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200也可以通过粘合层311直接贴合至所述外壳310上，进而使得电容检测装置能简单快捷的安装至其所属的电子设备上，且安装成本较低。
图9是图4所示的电容检测装置200中的检测电极层220的感应线的分布图。
如图9所示，电容检测装置200中的检测电极层220的感应线受到边沿效应的影响，与靠近所述检测电极220的中心位置的感应线相比，靠近所述检测电极层220的边沿的感应线向所述检测电极层220的两边弯曲的程度较大。
换言之，所述检测电极层220具有较大的检测角度，降低了所述检测电极层220的检测效果。
图10是本申请实施例的具有屏蔽电极层的电容检测装置的示意性结构图。图11是图10所述的芯片的检测电极层的感应线的示意性分布图。
如图10所示，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200还可包括屏蔽电极层240，所述屏蔽电极层240设置在所述检测电极层220的周围区域，所述屏蔽电极层240用于输出和所述至少一个电容检测信号同频率同相位且幅值相等的信号以形成屏蔽电场，所述屏蔽电场用于减小所述至少一个检测电极产生的感应电场中的感应线的弯曲度。
可选地，所述屏蔽电极层240和所述检测电极层220位于同一平面内，以降低所述电容检测装置200的厚度。
将所述屏蔽电极层240和所述检测电极层220设置在同一平面内，不仅能够保证屏蔽电极层240的屏蔽效果，还能够避免所述电容检测装置200过厚，相应的，有利于轻薄化设计所述电容检测装置200。
如图11所示，由于所述屏蔽电极层240输出和所述检测电极层220同频率同相且等幅的信号，即所述屏蔽电极层240可等效为所述检测电极层220的边沿，由此，能够抑制所述检测电极层220的感应线向边沿扩散，进而起到汇聚电场的效果，使所述检测电极层220的检测方向更集中，相应的，能够提高其检测准确度。
换言之，通过所述屏蔽电极层240，不仅可以起到有源屏蔽的作用，还能够抑制检测电极层220发出的位于边缘位置的感应线发生弯曲，增加感应线的利用率，并提升检测准确度。
在本申请的一些实施例中，所述芯片213用于获取所述至少一个电容检测信号和补偿信号，并根据电容检测信号和补偿信号去除外部的干扰，以输出用于比较准确的表示检测结果的信号，其中，所述补偿信号用于减小外部因素对检测结果的影响。
其中，所述外部因素包括但不限于温度、湿度以及外部磁场等因素。
例如，所述芯片213可以获取所述补偿信号，并接收所述检测电极层220输出的所述至少一个电容检测信号，并结合所述补偿信号和所述电容检测信号和温漂抑制算法输出用于表示检测结果的信号。
图12是本申请实施例的具有参考电极和温度传感器的电容检测装置的示意性结构图。
如图12所示，在本申请的一些实施例中，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200还可包括：
用于补偿所述检测电极层220的温度漂移的参考电极260和/或用于检测温度的温度传感器270。
其中，所述参考电极260电连接至所述芯片213，所述温度传感器270电连接至所述参考电极260或/和所述芯片213，所述温度传感器270用于触发所述参考电极260补偿所述至少一个电容检测信号，所述芯片213用于获取所述至少一个电容检测信号和补偿信号，并输出用于表示检测结果的信号。
其中，参考电极260可以是差分电极形成的电极层。所述温度传感器270可以集成在所述芯片213上，也可以外置传感器，本申请对此不做具体限定。
例如，所述温度传感器270用于获取（例如检测）外部因素的参数值，所述芯片213可以根据所述外部因素的参数值控制所述参考电极260生成所述补偿信号。
其中，所述参考电极260输出的补偿信号可用于补偿检测电极层220的温度漂移。所述温度传感器270可用于主动检测温度，所述温度传感器270检测的温度用于触发所述参考电极260或所述芯片213补偿所述至少一个电容检测信号，以便所述芯片213基于所述至少一个电容检测信号、所述参考电极260输出的信号和温漂抑制算法计算温漂偏差，以补偿所述至少一个电容检测信号，进而减少所述电容检测装置受到外界的干扰和提高电容检测装置检测的电容信号的准确度。
例如，所述温度传感器270检测的温度，通过所述参考电极250的触发电路或所述芯片213触发所述参考电极260输出，用于补偿所述至少一个电容检测信号的信号。再如，所述温度传感器270检测的温度，触发所述芯片213生成，用于补偿所述至少一个电容检测信号的信号。
相当于，使得所述电容检测装置200具有极强的温漂抑制特性。相对于传统电容检测方案，无需复杂的外围电路设计，能够提升所述电容检测装置200的环境适应能力，并降低系统成本。
应当理解，本申请实施例对所述参考电极260和所述温度传感器270具体设置方式不做限定。
图13至图17是具有参考电极和/或温度传感器的电容检测装置的结构的示例。
如图13所示，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200可包括所述屏蔽电极层240、参考电极260和温度传感器270，其中，所述温度传感器270设置在所述电路层211内，所述参考电极260设置在所述电路层211和所述检测电极层220之间，所述屏蔽电极层240和所述检测电极层220位于同一平面内。
在其他可替代实施例中，可以在对图13所示的电容检测装置进行简单的变形，本申请实施例对此不做具体限定。
例如，如图14所示，所述电容检测装置200可以不包括所述屏蔽电极层240。又例如，如图15所示，所述电容检测装置200可以不包括所述温度传感器270。又例如，如图16所示，所述电容检测装置可以不包括所述参考电极260。又例如，如图17所示，所述参考电极260可以作为所述电容检测装置200的外部部件，且所述参考电极260可连接至所述电容检测装置200的电路层211。
在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200的一端设置有连接部，所述连接部可用于连接至电子设备中的设置在所述电容检测装置的外部的外部电极。可选地，所述外部电极用于输出外部检测信号，所述外部电极的检测精度大于或等于所述至少一个检测电极中任一个检测电极的检测精度。可选地，所述外部电极输出的信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测、人机交互检测以及压力检测。通过所述外部电极配合所述检测电极层，不仅可以同时实现多种检测功能，还可以适用于各种应用场景，相应的，能够提高电子设备的实用性。
图18是本申请实施例的未按压电容式压力传感器的情况下其电容值的示意图。
在本申请的一些实施例中，所述外部电极可以为压力传感器。例如，如图18所示，所述外部电极可以为电容式压力传感器280。
当然，在其他可替代实施例中，所述外部电极也可以为其它类型的传感器，本申请对此不做具体限定。
换言之，所述外部电极还可以用于执行以下检测中的至少一项佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测、人机交互检测以及压力检测。为便于说明，下面以所述外部电极用于压力检测为例进行说明。
通过对比用户未按压（或接触）所述电容式压力传感器280时所述电容式压力传感器280的电容值和用于按压所述电容式压力传感器280后所述电容式压力传感器280的电容值，可以实现压力检测。
图19是本申请实施例的按压电容式压力传感器的情况下其电容值的示意图。
例如，如图18所示，用户未按压（或接触）所述电容式压力传感器280时所述电容式压力传感器280的电容值可以为C，如图19所示，用于按压所述电容式压力传感器280后所述电容式压力传感器280的电容值为C+ΔC，所述电容检测装置可以通过ΔC执行以下压力检测。
图20是本申请实施例的电子设备300的具体结构的示例。
如图20所示，在本申请的一些实施例中，所述电子设备300可包括电容检测装置200以及主板340，其中，所述电容检测装置200连接至所述电子设备300中的主板340。可选地，所述主板340可以是所述电子设备300的处理器或主板。所述电子设备300还可包括天线281。可选地，所述外部电极可复用为外部电极。
换言之，所述电子设备300的外部电极为所述电子设备300的天线381.所述外部电极输出的信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测、以及压力检测。
将所述电子设备中的天线281复用为所述外部电极，相当于，在保证外部电极功能和天线功能的同时，减少所述电容检测装置200中的器件数量，能够有效降低所述电容检测装置200的成本和占用空间。
此外，将所述天线281复用为所述电容检测装置200中的外部电极，可避免天线281和外部电极位置干扰问题，相应的，能够保证所述电子设备300的天线效率和外部检测性能。
当然，可替代地，所述外部电极也可为与所述天线281不同的触控电极。
作为示例，所述电子设备300还可以包括射频（Radio Frequency，RF）滤波器，且所述射频滤波器的电磁干扰（electromagnetic interference，EMI）小于或等于预设阈值，使得所述电子设备300中的天线281可复用为所述外部电极。
如图20所示，在本申请的一些实施例中，所述电子设备300还可以包括射频电路350以及射频匹配电路360。其中，所述射频电路350通过所述射频匹配电路360连接至所述天线281，所述天线281连接至所述电容检测装置200，所述射频匹配电路360通过电感370连接至地，以实现将所述天线281复用为所述电容检测装置中的外部电极，且不影响天线性能。所述射频电路350可以是具有射频信号处理功能的电路。可选地，所述射频匹配电路360可以是两个串联的电容器，所述射频电路350可以通过所述两个串联的电容器中的一个电容器连接至所述电感370。可选地，所述天线281可通过匹配电阻380连接至所述电容检测装置200。
图21是本申请实施例的具有电容检测装置的电子设备300的示意性结构图。
如图21所示，在本申请的一些实施例中，所述电子设备300可以为耳机。所述天线281可以通过连接线282连接至所述耳机的主板340，所述主板340可固定设置在所述耳机的外壳310上，上文所述的电容检测装置200可以直接连接且固定至所述电容检测装置的主板340上。
图22是本申请实施例的具有集线器的电子设备300的示意性结构图。
如图22所示，在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200还包括集线器2100，所述芯片213通过所述集线器2100连接至所述电子设备的主板340，以实现所述电容检测装置200和所述电子设备300之间的通信或电性互联。
如图22所示，在本申请的一些实施例中，所述电子设备300还可以包括重力传感器291和其它传感器292，所述重力传感器291、所述其他传感器292以及所述芯片213可以通过所述集线器2100连接至主板340。可选地，所述其他传感器292包括但不限于加速度传感器、电容传感器以及光学传感器等等。
通过所述集线器2100，所述电容检测装置200可以在具有佩戴检测功能和人机交互功能的基础上，支持运算和处理其他传感器的信号，并将处理结果上报到处理器，相应的，能够降低对处理器的资源的占用，进而降低系统功耗。
在本申请的一些实施例中，所述电容检测装置200还可包括编解码电路，所述编解码电路连接至所述至少一个电极，所述至少一个电极用于与对端的耦合电极形成耦合电容，所述编解码电路通过所述耦合电容向所述对端发送已编码信号或接收所述对端发送的待解码信号。
通过所述编解码电路配合所述至少一个电极，能够使该电容检测装置所在的电子设备与对端进行通信，且能保证所述至少一个电容检测信号的传输效率和准确率。
此外，本申请还提供了一种电子设备，包括上文所述的电容检测装置200。
图23是本申请实施例的系统400的示意性结构图。
如图23所示，在本申请的一些实施例中，所述系统400可包括具有上文所述的电容检测装置200的耳机和具有上文所述的电容检测装置200的充电盒。其中，所述耳机中的电容检测装置200和所述充电盒中的电容检测装置200可通过电容耦合的方式实现入盒检测以及无线通信。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种电容检测装置，其特征在于，适用于电子设备，所述电容检测装置包括：
芯片；
检测电极层，所述检测电极层和所述芯片集成设置且与所述芯片电连接，所述检测电极层包括至少一个检测电极，所述至少一个检测电极用于形成至少一路电容检测通道，所述至少一路电容检测通道分别用于输出至少一个电容检测信号，所述芯片用于处理所述至少一个电容检测信号。
2.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征在于，所述检测电极层设置在所述芯片的表面。
3.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征在于，所述检测电极层设置在所述芯片的电路层的内部或所述电路层的表面。
4.根据权利要求1所述的电容检测装置，其特征在于，所述电容检测装置还包括：
封装层；
其中，所述封装层用于封装所述芯片，以形成电容检测模组，所述检测电极层设置在所述封装层的内部或所述封装层的表面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述检测电极层为电镀层。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述检测电极层通过导电件连接至所述芯片。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述电容检测装置还包括：
用于输出和所述至少一个电容检测信号同频率同相位且幅值相等的信号以形成屏蔽电场的屏蔽电极层；
其中，所述屏蔽电极层包围所述检测电极层，所述屏蔽电场用于减小所述至少一个检测电极产生的感应电场中的感应线的弯曲度。
8.根据权利要求7所述的电容检测装置，其特征在于，所述屏蔽电极层和所述检测电极层位于同一平面内。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述电容检测装置还包括：
用于补偿所述检测电极层的温度漂移的参考电极和/或用于检测温度的温度传感器；
其中，所述参考电极电连接至所述芯片，所述温度传感器电连接至所述参考电极或/和所述芯片，所述温度传感器用于触发所述参考电极补偿所述至少一个电容检测信号，所述芯片用于获取所述至少一个电容检测信号和补偿信号，并输出用于表示检测结果的信号。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述电容检测装置的一端设置有连接部，所述连接部用于连接至所述电子设备中的设置在所述电容检测装置的外部的外部电极。
11.根据权利要求10所述的电容检测装置，其特征在于，所述外部电极输出的信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测以及压力检测。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述电容检测装置还包括：
集线器；
其中，所述芯片通过所述集线器连接至所述电子设备的处理器，以实现所述电容检测装置和所述电子设备之间的通信。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述电容检测装置还包括：
编解码电路；
其中，所述编解码电路连接至所述至少一个电极，所述至少一个电极用于与对端的耦合电极形成耦合电容，所述编解码电路通过所述耦合电容向所述对端发送已编码信号或接收所述对端发送的待解码信号。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的电容检测装置，其特征在于，所述至少一个电容检测信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测以及压力检测。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
根据权利要求1至14中任一项所述的电容检测装置。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备的外部电极为所述电子设备的天线，所述外部电极输出的信号用于以下检测中的至少一项：佩戴检测、入盒检测、接近检测、人机交互检测以及压力检测。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为耳机，所述耳机还包括：
外壳和设置于所述外壳内的主板；
其中，所述电容检测装置设置于所述外壳的内壁或者所述电容检测装置设置在所述主板上。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其特征在于，所述电容检测装置通过粘合层固定连接至所述外壳的内侧表面或所述主板上。
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