DE102011006743A1

DE102011006743A1 - Sensoreinrichtung und Verfahren zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes

Info

Publication number: DE102011006743A1
Application number: DE201110006743
Authority: DE
Inventors: Andreas Dorfner; Holger Erkens; Holger Steffens; Claus Kaltner; Stefan Burger
Original assignee: Ident Technology AG
Current assignee: Neodron Ltd
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2012-10-04
Anticipated expiration: 2031-04-05
Also published as: TWI571056B; DE102011006743B4; TW201306480A

Abstract

Bereitgestellt wird eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand, welche ausgestaltet ist – in einem ersten Betriebsmodus zumindest eine Transmissionsmessung durchzuführen, bei der eine Sendeelektrode mit einem ersten elektrischen Wechselsignal und eine Kompensationselektrode mit einem zweiten elektrischen Wechselsignal beaufschlagbar sind, und das Umgreifen des Handgerätes zu detektieren, wenn ein an einer Empfangselektrode abgegriffenes erstes elektrisches Signal betragsmäßig einen ersten Schwellenwert überschreitet, und – in einem zweiten Betriebsmodus zumindest eine Absorptionsmessung durchzuführen, bei der die Sendeelektrode als Empfangselektrode betreibbar ist und die Kompensationselektrode mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal beaufschlagbar ist, und das Umgreifen zu detektieren, wenn das an der Empfangselektrode abgegriffene erste elektrische Signal und ein an der Sendeelektrode abgegriffenes zweites elektrisches Signal ein vorbestimmtes Detektionskriterium erfüllen. Bereitgestellt werden auch ein Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, sowie ein Handgerät, insbesondere elektrisches Handgerät mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand sowie ein Verfahren zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung ein Handgerät mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik sind kapazitive Sensoreinrichtungen bekannt, welche beispielsweise an einem Handgerät angeordnet werden können, um ein Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand zu detektieren. Aufgrund von Veränderungen der dielektrischen Eigenschaften im Bereich der Sensorelektroden der kapazitiven Sensoreinrichtung kann auf ein Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand geschlossen werden. Wird ein Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand detektiert, kann das Handgerät beispielsweise von einem Schlafmodus in einen Aktivmodus überführt werden.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten kapazitiven Sensoreinrichtungen zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand besteht das Problem, dass je nach verwendeter Technologie bei einem starken oder schwachen Erdbezug eine Detektion des Umgreifens des Handgerätes durch eine Hand nicht zuverlässig gewährleistet werden kann.
Im Stand der Technik wird versucht, diesem Problem dadurch zu begegnen, dass die angeschlossene Peripherie eine Änderung des Erdungszustandes signalisiert, dass also beispielsweise ein Umschalten der Speisespannung eines elektrischen Handgerätes detektiert wird. Ein Umschalten der Speisespannung kann etwa dadurch erfolgen, dass ein Ladegerät oder ein USB-Kabel an das elektrische Handgerät angeschlossen wird. Aus dem Umschalten der Speisespannung kann auf einen starken Erdbezug geschlossen werden, sodass bei Detektion des Umschaltens der Speisespannung ein alternativer Messmodus aktiviert werden kann, mit welchem auch bei starker Erdbezug die Detektion eines Umgreifens des Handgerätes ermöglicht werden soll. Diese Vorgehensweise hat allerdings den Nachteil, dass ein Umschalten einer Speisespannung nicht in jedem Fall mit einer Änderung des Erdbezuges einhergehen muss. Ferner kann sich der Erdbezug auch auf andere Weise ändern. Beispielsweise kann ein Berühren eines mit Masse verbundenen Teils eines elektrischen Handgerätes zu einer stärkeren Koppelung mit Erde führen. Eine solche Änderung des Erdbezuges kann durch die Detektion einer Änderung der Speisespannung nicht detektiert werden, weil sich die Speisespannung nicht ändert.
Des Weiteren kann auf diese Weise nicht bestimmt werden, wie stark der Erdbezug tatsächlich ist.
Ferner kann auch durch die Verwendung eines alternativen Messmodus bei starkem Erdbezug des elektrischen Handgerätes eine Detektion des Umgreifens des Handgerätes durch eine Hand nicht in jedem Fall gewährleistet werden. Beispielsweise kann eine einseitige Annäherung, etwa eines leitenden Gegenstandes, an die Sensorelektroden der Sensoreinrichtung zu einer Fehlauslösung der Sensoreinrichtung führen, sodass fälschlicherweise ein vermeintliches Umgreifen des Handgerätes detektiert wird.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Lösungen bereitzustellen, welche es ermöglichen, ein Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand auch bei sich änderndem Erdbezug sicher und zuverlässig zu detektieren. Fehlauslösungen, etwa durch eine einseitige Annäherung an das Handgerät sollen dabei zuverlässig vermieden werden.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Sensoreinrichtung und ein Verfahren zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand sowie ein Handgerät mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bereit gestellt wird demnach eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand, aufweisend zumindest eine Sendeelektrode, zumindest eine Kompensationselektrode und zumindest eine Empfangselektrode, wobei die Sensoreinrichtung ausgestaltet ist

– in einem ersten Betriebsmodus zumindest eine Transmissionsmessung durchzuführen, bei der die Sendeelektrode mit einem ersten elektrischen Wechselsignal und die Kompensationselektrode mit einem zweiten elektrischen Wechselsignal beaufschlagbar sind, und das Umgreifen des Handgerätes zu detektieren, wenn ein an der Empfangselektrode abgegriffenes erstes elektrisches Signal betragsmäßig einen ersten Schwellenwert überschreitet, und
– in einem zweiten Betriebsmodus zumindest eine Absorptionsmessung durchzuführen, bei der die Sendeelektrode als Empfangselektrode betreibbar ist und die Kompensationselektrode mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal beaufschlagbar ist, und das Umgreifen des Handgerätes zu detektieren, wenn das an der Empfangselektrode abgegriffene erste elektrische Signal und ein an der Sendeelektrode abgegriffenes zweites elektrisches Signal ein vorbestimmtes Detektionskriterium erfüllen.

Damit wird in vorteilhafter Weise eine Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand unabhängig von dem Erdbezug des Handgerätes möglich. In dem ersten Betriebsmodus wird das Umgreifen des Handgerätes bei schwachem Erdbezug des Handgerätes detektiert, während im zweiten Betriebsmodus das Umgreifen des Handgerätes bei einem starken Erdbezug des Handgerätes detektiert wird.
Die Sensoreinrichtung kann ferner zumindest einen Signalgenerator aufweisen, welcher mit der zumindest einen Sendeelektrode und der zumindest einen Kompensationselektrode koppelbar ist zum Beaufschlagen der Sendeelektrode mit dem ersten elektrischen Wechselsignal und der Kompensationselektrode mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal, wobei die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz zwischen dem ersten elektrischen Wechselsignal und dem zweiten elektrischen Wechselsignals einstellbar sind.
Die Sendeelektrode wird in dem zweiten Betriebsmodus als Empfangselektrode betrieben, sodass der Sendeelektrode in dem zweiten Betriebsmodus kein elektrisches Wechselsignal beaufschlagt werden muss. Die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz kann auch Null betragen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Kompensationselektrode mehrteilig ausgestaltet sein und zumindest eine erste Kompensationselektrode und eine zweite Kompensationselektrode umfassen, wobei die Sendeelektrode, die Empfangselektrode und die zumindest eine erste und zweite Kompensationselektrode derart relativ zueinander angeordnet sind, dass in dem ersten Betriebsmodus zumindest eine der beiden Kompensationselektroden in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode bringbar ist und in dem zweiten Betriebsmodus die erste Kompensationselektrode in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode und die zweite Kompensationselektrode in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode bringbar sind.
Die erste Kompensationselektrode kann mit einem dritten elektrischen Wechselsignal und die zweite Kompensationselektrode mit einem vierten elektrischen Wechselsignal beaufschlagbar sein, wobei die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz zwischen dem dritten elektrischen Wechselsignal und dem vierten elektrischen Wechselsignal einstellbar sind.
Das vorbestimmte Detektionskriterium kann zumindest eines aus

– das erste elektrische Signal und das zweite elektrische Signal unterschreiten betragsmäßig jeweils einen zweiten Schwellenwert, und
– das aus dem ersten elektrischen Signal und dem zweiten elektrischen Signal resultierende Summensignal unterschreitet betragsmäßig einen zweiten Schwellenwert,

Der zweite Schwellenwert kann

– in Abhängigkeit von dem ersten Schwellenwert, und/oder
– in Abhängigkeit von einem zuvor eingestellten zweiten Schwellenwert

Bereit gestellt wird durch die Erfindung auch ein Verfahren zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, welche zumindest eine Sendeelektrode, zumindest eine Kompensationselektrode und zumindest eine Empfangselektrode aufweist, wobei die Sensoreinrichtung in einem ersten Betriebsmodus und in einem zweiten Betriebsmodus betreibbar ist, wobei

– in dem ersten Betriebsmodus eine Transmissionsmessung durchgeführt wird, bei der die Sendeelektrode mit einem ersten elektrischen Wechselsignal und die Kompensationselektrode mit einem zweiten elektrischen Wechselsignal beaufschlagt werden, und das Umgreifen des Handgerätes detektiert wird, wenn ein an der Empfangselektrode abgegriffenes erstes elektrisches Signal betragsmäßig einen ersten Schwellenwert überschreitet, und
– in dem zweiten Betriebsmodus zumindest eine Absorptionsmessung durchgeführt wird, bei der die Sendeelektrode als Empfangselektrode betrieben wird und die Kompensationselektrode mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal beaufschlagt wird, und das Umgreifen des Handgerätes detektiert wird, wenn das an der Empfangselektrode abgegriffene erste elektrische Signal und ein an der Sendeelektrode abgegriffenes zweites elektrisches Signal ein vorbestimmtes Detektionskriterium erfüllen.

In dem ersten Betriebsmodus kann eine Phasendifferenz und/oder eine Amplitudendifferenz zwischen dem an der Sendelektrode beaufschlagten ersten elektrischen Wechselsignal und dem an der Kompensationselektrode beaufschlagten zweiten elektrischen Wechselsignal eingestellt werden. Die Phasendifferenz und/oder eine Amplitudendifferenz können auch Null sein.
Die Kompensationselektrode kann mehrteilig ausgestaltet sein und zumindest eine erste Kompensationselektrode und eine zweite Kompensationselektrode umfassen, wobei die Sendeelektrode, die Empfangselektrode und die zumindest eine erste und zweite Kompensationselektrode derart relativ zueinander angeordnet werden, dass in dem ersten Betriebsmodus zumindest eine der beiden Kompensationselektroden in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode bringbar ist und in dem zweiten Betriebsmodus die erste Kompensationselektrode in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode und die zweite Kompensationselektrode in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode bringbar sind.
Die erste Kompensationselektrode kann mit einem dritten elektrischen Wechselsignal und die zweite Kompensationselektrode mit einem vierten elektrischen Wechselsignal beaufschlagt werden, wobei die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz zwischen dem dritten elektrischen Wechselsignal und dem vierten elektrischen Wechselsignal eingestellt werden.
Das erste elektrische Signal und das zweite elektrische Signal können in einem Multiplexverfahren von der jeweiligen Elektrode abgegriffen werden und einer Auswerteeinheit zugeführt werden.
Das dritte elektrische Wechselsignal und das vierte elektrische Wechselsignal kann in einem Multiplexverfahren der jeweiligen Kompensationselektrode beaufschlagt werden.
Das vorbestimmte Detektionskriterium kann zumindest eines aus

Der zweite Schwellenwert kann

Ferner wird durch die Erfindung ein Handgerät, insbesondere elektrisches Handgerät bereit gestellt, welches eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens des Handgerätes aufweist.
Die Sendelektrode und die Empfangselektrode können zueinander beabstandet an dem Handgerät angeordnet sein, wobei die Kompensationselektrode derart an dem Handgerät angeordnet ist, dass sie in dem ersten Betriebsmodus in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode und in dem zweiten Betriebsmodus in eine kapazitive Koppelung mit der Sendelektrode und der Empfangselektrode bringbar ist.
Die Sendelektrode kann im Wesentlichen an einer ersten Seitenwandung des Handgerätes und die Empfangselektrode im Wesentlichen an einer zweiten, vorzugsweise der ersten Seitenwandung gegenüberliegen Seitenwandung angeordnet sein.
Die Kompensationselektrode kann mehrteilig ausgestaltet sein und zumindest eine erste Kompensationselektrode und eine zweite Kompensationselektrode umfassen, wobei die zumindest eine erste und zweite Kompensationselektrode derart relativ zur Sendelektrode und zur Empfangselektrode angeordnet sind, dass in dem ersten Betriebsmodus zumindest eine der beiden Kompensationselektroden in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode bringbar ist und in dem zweiten Betriebsmodus die erste Kompensationselektrode in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode und die zweite Kompensationselektrode in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode bringbar sind.
Die Kompensationselektrode oder die erste Kompensationselektrode und die zweite Kompensationselektrode können zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode angeordnet sein. Die Sendeelektrode und die Empfangselektrode können aber auch zwischen der ersten Kompensationselektrode und der zweiten Kompensationselektrode angeordnet sein.
Ferner werden ein Programmcode, welcher, wenn in eine Datenverarbeitungseinrichtung geladen, das erfindungsgemäße Verfahren zur Ausführung bringt, bereitgestellt, sowie ein Datenträgerprodukt mit dem erfindungsgemäßen Programmcode.
Die Datenverarbeitungseinrichtung kann etwa ein Mikrocontroller eines elektrischen Handgerätes sein. Das elektrische Handgerät kann ein Smartphone, ein Mobilfunkgerät, eine Computermaus, eine Gerätefernbedienung, eine Digitalkamera, ein mobiler Kleincomputer, ein Tablet-PC oder ein sonstiges Handgerät, welches von einer oder beiden Händen umgriffen werden kann, sein.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sowie konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, welche angepasst ist, in einem ersten Betriebsmodus (Transmissionsverfahren) und in einem zweiten Betriebsmodus (Absorptionsverfahren) betrieben zu werden;
2a eine Koppelung zwischen einer Sendeelektrode und einer Empfangselektrode der erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung, welche in dem ersten Betriebsmodus (Transmissionsverfahren) detektiert wird;
2b eine Koppelung zwischen einer Kompensationselektrode und einer Empfangselektrode der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, welche in dem zweiten Betriebsmodus (Absorptionsverfahren) detektiert wird;
3 eine schematische Abbildung eines elektrischen Handgerätes mit einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung, wobei zwei Sensorelektroden an einer linken Seite des Handgerätes und zwei Sensorelektroden an einer rechten Seite des Handgerätes angeordnet sind;
4 Signalverläufe von drei Messsignalen jeweils bei einer einseitigen Annäherung an die linke Seite des Handgerätes, bei einer einseitigen Annäherung an die rechte Seite des Handgerätes und bei einer beidseitigen Annäherung, d. h., bei Umgreifen des Handgerätes;
5 mögliche Ausgestaltungen (Variante 1 bis Variante 5) einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung;
6 der Sensitivitätsverlauf einer Gesamtsensitivität der erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung bei Verwendung des Transmissionsverfahrens und des Absorptionsverfahrens;
7 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand; und
8 eine weitere mögliche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
1 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäße Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand, welche, wie nachfolgend näher beschrieben wird, in einem ersten Betriebsmodus (Transmissionsmodus) und einem zweiten Betriebsmodus (Absorptionsmodus) betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß sind für die Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand mindestens drei Elektroden vorgesehen. Die Sensoreinrichtung umfasst mindestens eine Sendeelektrode SE, mindestens eine Kompensationselektrode KE und mindestens eine Empfangselektrode EE. Die Empfangselektrode EE ist am Signaleingang einer Auswerteeinrichtung bzw. einer Steuerungseinrichtung (Empfänger R) angeschlossen. Die Sendeelektrode SE und die Kompensationselektrode KE sind jeweils mit einem Signalgenerator G gekoppelt, welcher eine elektrische Wechselgröße einer bestimmten Frequenz und Amplitude bereitstellt. Diese elektrische Wechselgröße wird im Folgenden als Wechselsignal oder elektrisches Wechselsignal WS1, WS2 bezeichnet, wobei der Sendeelektrode SE ein erstes elektrisches Wechselsignal WS1 und der Kompensationselektrode KE ein zweites elektrisches Wechselsignal WS2 beaufschlagt werden.
Die Elektroden SE, EE und KE können beispielsweise an einem Gehäuse eines elektrischen Handgerätes angeordnet werden. Vorzugsweise werden die Elektroden an der Innenseite einer Gehäusewandung eines elektrischen Handgerätes angeordnet. Vorzugsweise ist die Kompensationselektrode KE benachbart zu der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE angeordnet, wie aus 1 deutlich ersichtlich ist. Die Sendeelektrode kann an einer linken Gehäusewandung angeordnet sein und die Kompensationselektrode und die Empfangselektrode können an der rechten Gehäusewandung angeordnet sein.
Des Weiteren ist die Kompensationselektrode derart relativ zu der Sendeelektrode und zu der Empfangselektrode anzuordnen, dass die Kompensationselektrode, insbesondere in dem zweiten Betriebsmodus, in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode und der Sendeelektrode gebracht werden kann. Dies ist notwendig, falls die Sendeelektrode, die im zweiten Betriebsmodus als Empfangselektrode betrieben wird, an einer linken Gehäusewandung und die Empfangselektrode an einer rechten Gehäusewandung eines elektrischen Handgerätes angeordnet sind, um bei einem Umgreifen des Handgerätes sowohl an der linken Gehäusewandung als auch an der rechten Gehäusewandung jeweils eine Absorption des an der jeweiligen Gehäusewandung ausgebildeten elektrischen Wechselfeldes zu detektieren. Damit wird zuverlässig vermieden, dass eine seitliche Annäherung an das Handgerät bzw. ein Berühren des Handgerätes auf nur einer Seite als Umgreifen des Handgerätes detektiert wird.
Die Kompensationselektrode kann auch mehrteilig ausgestaltet sein, sodass zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode zumindest eine erste Kompensationselektrode KE1 und eine zweite Kompensationselektrode KE2 angeordnet sind. Die erste Kompensationselektrode ist dabei im Bereich der Sendeelektrode SE angeordnet, die zweite Kompensationselektrode ist im Bereich der Empfangselektrode EE angeordnet. Mögliche Varianten für einen Betrieb einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung mit einer Sendeelektrode SE, einer Empfangselektrode EE und zwei Kompensationselektroden KE1, KE2 werden mit Bezug auf 5 näher beschrieben.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen wird die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung mit jeweils zwei Kompensationselektroden beschrieben, wobei in weiteren hier nicht gezeigten Ausführungsbeispielen eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung auch mehr als zwei Kompensationselektroden aufweisen kann.
Bei der Anordnung der Elektroden SE, KE und EE an einem elektrischen Handgerät ist darauf zu achten, dass die Elektroden bei Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand von dieser zumindest teilweise überdeckt werden können, um ein Einkoppeln eines an der Sendeelektrode SE bzw. an der Kompensationselektrode KE emittierten elektrischen Wechselfeldes über die Hand in die Empfangselektrode EE zu gewährleisten.
Die Sendeelektrode SE wird von dem Signalgenerator G mit einem ersten elektrischen Wechselsignal WS1 beaufschlagt. Das erste elektrische Wechselsignal WS kann eine Frequenz von etwa zwischen 10 kHz und 300 kHz haben und kann eine Amplitude aufweisen, welche den Wert von 20 Volt vorzugsweise nicht überschreiten sollte. Die Frequenz kann aber auch höher oder niedriger gewählt werden.
Die Kompensationselektrode KE wird mit einem zweiten elektrischen Wechselsignal WS2 beaufschlagt, welches vorzugsweise die Wellenform und die Frequenz des ersten elektrischen Wechselsignals WS1 aufweist. Das zweite elektrische Wechselsignal WS2 kann gegenüber dem ersten elektrischen Wechselsignal WS1 phasenverschoben sein. Die Phasenverschiebung kann etwa mit einem Phasenschieber Δφ bewerkstelligt werden, welcher zwischen dem Signalgenerator und der Kompensationselektrode KE angeordnet ist. Alternativ kann der Phasenschieber Δφ auch zwischen dem Signalgenerator G und der Sendeelektrode SE angeordnet sein.
Des Weiteren kann alternativ zu dem Phasenschieber Δφ auch ein Inverter vorgesehen sein, welcher das an dem Signalgenerator G bereitgestellte elektrische Wechselsignal WS1 bzw. WS2 invertiert. In diesem Fall ist das an der Kompensationselektrode KE beaufschlagte elektrische Wechselsignal WS2 um 180° phasenverschoben zu dem an der Sendeelektrode SE beaufschlagten ersten elektrischen Wechselsignal WS1.
Das an der Kompensationselektrode KE beaufschlagte elektrische Wechselsignal WS2 kann aber auch eine Amplitude aufweisen, welche verschieden von der Amplitude des an der Sendeelektrode SE beaufschlagten elektrischen Wechselsignals WS1 ist.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn

– für Messungen im Transmissionsmodus die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wechselsignalen WS1 und WS2 180° (oder 0°) beträgt und die Amplituden der beiden Wechselsignale WS1 und WS2 verschieden sind. Vorzugsweise ist die Amplitude des zweiten Wechselsignals WS2 kleiner als jene des ersten Wechselsignals WS1.
– für Messungen im Absorptionsmodus das Wechselsignal WS2 eine wesentlich größere Amplitude als WS1 aufweist. Idealerweise ist WS1 dabei 0 V wie in 5 durch die Sende-Empfangsumschaltung realisiert.
– Anpassungen während der Laufzeit durch eine Amplitudenveränderung von WS2 oder durch eine Phasenveränderung zwischen WS1 und WS2 vorgenommen werden können.

Die Sendeelektrode SE bzw. das ihr beaufschlagte erste elektrische Wechselsignal WS1 ist so ausgelegt, dass das an der Sendeelektrode SE emittierte elektrische Wechselfeld in die Empfangselektrode EE einkoppelbar ist, vorzugsweise wenn sich eine Hand den Elektroden der Sensoreinrichtung nähert.
Die Kompensationselektrode KE bzw. das an ihr beaufschlagte zweite elektrische Wechselsignal WS2 ist so ausgelegt, dass das an der Kompensationselektrode KE emittierte elektrische Wechselfeld ebenfalls in die Empfangselektrode EE einkoppelbar ist. Ferner ist das an der Kompensationselektrode emittierte elektrische Wechselfeld auch in die Sendeelektrode SE, die als Empfangselektrode geschaltet ist einkoppelbar, wenn die kapazitive Sensoreinrichtung in dem zweiten Betriebsmodus (Absorptionsmodus) betrieben wird. Vorzugsweise koppelt das an der Kompensationselektrode KE emittierte elektrische Wechselfeld auch dann in die Empfangselektrode EE und im zweiten Betriebsmodus auch dann in die Sendeelektrode SE ein, wenn sich keine Hand der Sensoreinrichtung nähert bzw. wenn ein die Sensoreinrichtung aufweisendes elektrische Handgerät nicht von einer Hand umgriffen wird. Dadurch wird eine gewisse Grundkoppelung zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE sichergestellt.
Durch das an der Kompensationselektrode KE emittierte elektrische Wechselfeld, welches phasenverschoben zum an der Sendeelektrode SE emittierten elektrischen Wechselfeld sein kann und/oder eine andere Amplitude aufweisen kann, kann der Pegel des an der Empfangselektrode EE einwirkenden elektrischen Wechselfeldes reduziert bzw. bei einer gegenphasigen Überlagerung (nahezu) ausgelöscht werden. Durch die Annäherung einer Hand an die Elektroden bzw. durch ein Umgreifen durch eine Hand wird das an der Empfangselektrode EE einwirkende elektrische Wechselfeld so verändert, dass an der Empfangselektrode EE ein elektrisches Wechselsignal abgreifbar ist, welches repräsentativ für die Annäherung einer Hand an die Elektroden bzw. für ein Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand ist.
Im ungeerdeten oder schwach geerdeten Fall wird durch die sich annähernde Hand bzw. durch ein das elektrische Handgerät umgreifende Hand das an der Sendeelektrode SE emittierte elektrische Wechselfeld direkt über die Hand in die Empfangselektrode eingekoppelt und addiert sich damit mit dem Signal aus der Kompensationselektrode, was zu einem signifikanten Pegelanstieg des an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Signals S1 führt (Transmission des elektrischen Wechselsignals).
Das Gesamtsystem ist vorzugsweise so ausgelegt, dass, solange keine Hand in der Nähe der Elektroden ist, das an der Empfangselektrode EE abgegriffene elektrische Signal S1 einen vorbestimmten Signalpegel nicht überschreitet. Dies kann etwa durch entsprechende Anordnung der SE, EE und KE relativ zueinander am Gehäuse bzw. durch Pegel. bzw. Phasenanpasssung von WS2 erreicht werden.
Die genaue Anordnung der einzelnen Elektroden an einem Gehäuse eines elektrischen Handgerätes bzw. die jeweiligen Abmessungen sowie die genauen Eigenschaften (Frequenzen, Amplituden bzw. Phasenlagen) der elektrischen Wechselsignale WS1 bzw. WS2 hängen im Wesentlichen von der konkreten Geräteform und deren Größe ab. Die Elektrodenanordnung, die Elektrodenabmessungen und die Eigenschaften der Wechselsignale WS1 und WS2 können für ein konkretes Gerät beispielsweise empirisch ermittelt werden.
Um eine zuverlässige Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand bei unterschiedlich starkem Erdbezug sicher zu gewährleisten sind zwei Betriebsmodi vorgesehen, mit welchen die kapazitive Sensoreinrichtung betrieben wird. Die beiden Betriebsmodi werden nachfolgend näher beschrieben.
2a und 2b zeigen die kapazitiven Koppelpfade zwischen einer Hand und einer Gerätemasse in Bezug auf die Sendeelektrode SE und die Empfangselektrode EE im Transmissionsmodus (2a) und in Bezug auf die Kompensationselektrode KE und die Empfangselektrode EE im Absorptionsmodus (2b).
Im Transmissionsmodus werden die Sendeelektrode und die Kompensationselektrode von einem Signalgenerator G jeweils mit einem ersten elektrischen Wechselsignal WS1 und einem zweiten elektrischen Wechselsignal WS2 beaufschlagt. Dadurch wird an der Sendeelektrode SE bzw. an der Kompensationselektrode KE jeweils ein elektrisches Wechselfeld emittiert.
Im Transmissionsmodus (2a) wird das an der Sendeelektrode SE emittierte elektrische Wechselfeld über die Hand in die Empfangselektrode EE eingekoppelt, was zu einem Pegelanstieg des an der Empfangselektrode abgegriffenen elektrischen Signals S1 führt.
Im Absorptionsmodus (2b) koppelt das an der Kompensationselektrode KE emittierte elektrische Wechselfeld aufgrund der räumlichen Nähe der Kompensationselektrode KE zur Empfangselektrode EE direkt in die Empfangselektrode EE ein. Eine sich annähernde Hand führt dazu, dass ein Teil der sich zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE ausbildenden Feldlinien über den Körper gegen Erde abgeleitet werden, was im Wesentlichen zu einer Pegelreduktion des an der Empfangselektrode abgegriffenen elektrischen Signals S1 führt.
In 2a (Transmissionsmodus) sind der Koppelpfad zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE über die Hand sowie ein entsprechendes kapazitives Ersatzschaltbild dargestellt. Die maßgeblichen Kapazitäten sind hierbei die Kapazität C_TH zwischen der Sendeelektrode SE und der Hand sowie die Kapazität C_HR zwischen der Hand und der Empfangselektrode EE. Zusätzlich besteht über den menschlichen Körper eine kapazitive Koppelung C_E gegen die Gerätemasse des Handgerätes. Der Koppelpfad C_E bildet sich entweder direkt über eine kapazitive Koppelung C_HG zwischen der Handfläche und der Massefläche des elektrischen Handgerätes aus. Alternativ oder zusätzlich bildet sich der Koppelpfad C_E indirekt über die Koppelung C_HE des Menschen zur Umgebung und der Umgebung zur Gerätemasse C_EG aus.
Ist die Massekoppelung C_E auf beiden Pfaden C_HG bzw. C_HE, C_EG gering, so ergibt sich im Wesentlichen nur die Koppelung über die Hand. Die Änderung des an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Wechselsignals bei Annäherung bzw. bei Umgreifen des Handgerätes durch die Hand ist in diesem Fall maximal und kann daher besonders gut und zuverlässig detektiert werden.
Ist allerdings die Massekoppelung C_E auf einem oder beiden Pfaden C_HG bzw. C_HE, C_EG hoch, so wird die Transmission über die Hand größtenteils gegen Masse kurzgeschlossen. Die Änderung des Signalpegels des an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Signals kann dabei bei einer Annäherung der Hand an die Sensoreinrichtung bzw. bei Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand sehr gering ausfallen. Im ungünstigsten Fall, d. h. bei einer nahezu widerstandslosen Ankoppelung des Körpers bzw. der Hand an die Masse bildet sich nahezu keine kapazitive Koppelung zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode über die Hand aus, so dass das an der Empfangselektrode EE abgegriffene elektrische Wechselsignal bei einer Annäherung an die Sensoreinrichtung bzw. bei Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand nahezu keine Signalpegeländerung erfährt. Dies würde bedeuten, dass ein Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand im Wesentlichen nicht detektierbar wäre, weil aufgrund einer nahezu widerstandlosen Ankoppelung der Hand an die Masse keine Transmission zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangelektrode EE über die Hand hergestellt wird, sondern größtenteils gegen Masse kurzgeschlossen wird.
Um dennoch eine sichere Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand bei ungünstigen Erdungszuständen zu gewährleisten, wird eine zusätzliche Messung zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE durchgeführt, wie mit Bezug auf 2b (Absorptionsmodus) gezeigt. In 2b sind die Koppelpfade zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE sowie ein entsprechendes kapazitives Ersatzschaltbild dargestellt.
Im Gegensatz zur Anordnung der Sendeelektrode SE relativ zur Empfangselektrode EE ist die Kompensationselektrode KE hier so relativ zur Empfangselektrode EE angeordnet, dass zwischen den Elektroden KE und EE in jedem Fall eine gewisse Grundkoppelung vorhanden ist. Die Kompensationselektrode KE ist an einen Generator G angeschlossen, wie mit Bezug auf 1 bereits erläutert. Die Empfangselektrode EE ist an einen Empfänger R angeschlossen. Die Kapazität C_C stellt die Koppelung zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE dar. Die weiteren Koppelpfade C_TH, C_HR und C_E sind bereits mit Bezug auf 2a erläutert worden. Die Koppelung C_E gegen Gerätemasse in 2b ist eine Ersetzung des in 2a dargestellten kapazitiven Netzwerkes C_E.
Die Kompensationselektrode KE und die Empfangselektrode EE sind vorzugsweise flach ausgestaltete Elektrodensegmente, welche benachbart zueinander angeordnet sind. Die Kompensationselektrode KE und Empfangselektrode EE können eine geringe Höhe aufweisen, sodass zwischen der Kompensationselektrode und der Empfangselektrode eine kapazitive Koppelung nahezu ausschließlich über das Streufeld des so gebildeten Plattenkondensators gebildet wird. Dadurch kann der Einfluss einer sich annähernden Hand auf die kapazitive Koppelung zwischen der Kompensationselektrode und der Empfangselektrode maximiert werden.
Das Streufeld zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE ist am stärksten wenn sich die Feldlinien ungehindert ausbreiten können. Wird das Streufeld zumindest teilweise abgesaugt, etwa wenn sich eine Hand in das Streufeld bewegt, so reduziert sich die effektive Kapazität, d. h. die Koppelkapazität bzw. die Grundkoppelung zwischen den Elektroden KE und EE, des Kondensators und es bilden sich andere Koppelpfade aus. Letztere sind in erster Linie die Koppelpfade zwischen den Elektroden KE, EE und der Hand.
Zur Durchführung der Messung zwischen den beiden Elektroden KE und EE wird jedenfalls die Kompensationselektrode KE mit einem elektrischen Wechselsignal WS2 beaufschlagt. Vorzugsweise wird an der Sendeelektrode SE kein elektrisches Wechselsignal WS1 beaufschlagt, sodass an der Sendeelektrode SE kein elektrisches Wechselfeld emittiert wird, welches die Messung zwischen der Kompensationselektrode KE und der Empfangselektrode EE beeinflussen könnte.
3 zeigt eine schematische Abbildung eines elektrischen Handgerätes mit einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung, wobei die Sensoreinrichtung in der hier gezeigten Ausgestaltung vier Elektroden, nämlich eine Sendeelektrode SE, die zu einer Empfangselektrode geschaltet werden kann, eine Empfangselektrode EE und zwei Kompensationselektroden KE1 und KE2 aufweist. Die in 3 gezeigten Kompensationselektroden KE1 und KE2 entsprechen hierbei der mit Bezug auf 1 bzw. 2b gezeigten Kompensationselektrode KE.
Bei dem in 3 gezeigten Beispiel eines elektrischen Handgerätes mit einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung sind die Sendeelektrode SE und die erste Kompensationselektrode KE an einer linken Seitenwandung des Handgerätes angeordnet. Die Empfangselektrode EE und die zweite Kompensationselektrode KE2 sind an einer rechten Seitenwandung des Handgerätes angeordnet. Durch die räumliche Trennung der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE ist es vorteilhaft, die mit Bezug auf 1 und 2b gezeigte Kompensationselektrode KE als zweiteilig ausgestaltete Kompensationselektrode zu realisieren, wobei die erste Kompensationselektrode KE1 räumlich nahe an der Sendeelektrode SE und die zweite Kompensationselektrode KE2 räumlich nahe an der Empfangselektrode EE angeordnet sind.
In einer alternativen Ausgestaltung können die Sendeelektrode SE und die Empfangselektrode EE auch in einer gewissen räumlichen Nähe zueinander an dem Handgerät angeordnet sein, sodass es ausreichend sein kann, lediglich eine einzelne Kompensationselektrode KE vorzusehen, welche dann zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE derart anzuordnen ist, dass sie sich räumlich nahe an der Sendeelektrode SE und an der Empfangselektrode EE befindet, um eine gewisse Grundkoppelung sowohl zur Sendeelektrode SE als auch zur Empfangselektrode EE herzustellen, was für den Betrieb der Sensoreinrichtung in dem zweiten Betriebsmodus erforderlich ist.
Ebenfalls dargestellt sind in 3 die Koppelpfade in einem Transmissionsmodus und in einem Absorptionsmodus. Wird die kapazitive Sensoreinrichtung im Transmissionsmodus betrieben, bildet sich zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE bei Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand eine kapazitive Koppelung über die Hand (hier nicht gezeigt) aus. In 3 wird die linke Elektrode SE als Sendeelektrode betrieben und die rechte Elektrode EE als Empfangselektrode. Möglich ist auch der umgekehrte Fall, bei dem die rechte Elektrode EE als Sendeelektrode betrieben wird und die linke Elektrode SE als Empfangselektrode, sodass sich der kapazitive Koppelpfad im Transmissionsmodus ebenfalls in umgekehrter Richtung ausbildet.
Wird die kapazitive Sensoreinrichtung im Absorptionsmodus betrieben, dann werden sowohl die Sendeelektrode SE als auch die Empfangselektrode EE als Empfangselektroden betrieben. An den beiden Kompensationselektroden KE1 und KE2 wird jeweils ein elektrisches Wechselfeld emittiert, welche in die entsprechende Elektrode SE, EE einkoppeln. Bei Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand wird sowohl die kapazitive Koppelung zwischen den beiden an der linken Geräteseite angeordneten Elektroden als auch zwischen den beiden an der rechten Geräteseite angeordneten Elektroden beeinflusst. Dadurch kann gewährleistet werden, dass eine einseitige Annäherung an das Handgerät, etwa nur an die linke Seite des Handgerätes den Sensor nicht auslöst, weil lediglich eines der beiden im Absorptionsmodus ausgebildeten elektrischen Wechselfelder beeinflusst wird. Die Annäherung einer Hand an das linke Elektrodenpaar bzw. an das rechte Elektrodenpaar bei Betrieb der kapazitiven Sensoreinrichtung in dem Absorptionsmodus kann wie mit Bezug auf 2b erläutert detektiert werden. Das Umgreifen eines Handgerätes im Transmissionsmodus kann wie mit Bezug auf 2a detektiert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die kapazitive Sensoreinrichtung sowohl in einem Transmissionsmodus (erster Betriebsmodus) als auch in einem Absorptionsmodus (zweiter Betriebsmodus) betreibbar. In dem Transmissionsmodus wird, wie oben erläutert, ein Umgreifen des Handgerätes detektiert, indem die kapazitive Koppelung zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE über die Hand ausgewertet wird, wobei bei Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand ein Pegelanstieg des an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Signals gemessen wird.
Weist das elektrische Handgerät allerdings einen starken Erdbezug auf, so kann es sein, dass ein Umgreifen des Handgerätes durch die Hand zu keinem signifikanten Pegelanstieg des an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Signals führt. Eine Detektion eines Umgreifens kann so nicht in jedem Fall gewährleistet werden. Um dennoch ein Umgreifen des Handgerätes sicher und zuverlässig auch bei starkem Erdbezug des elektrischen Handgerätes zu detektieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, nach den in dem Transmissionsmodus durchgeführten Messungen die Sensoreinrichtung in einen Absorptionsmodus zu bringen, bei dem die kapazitiven Koppelverhältnisse an dem linken Elektrodenpaar und an dem rechten Elektrodenpaar gemessen werden. Bei starkem Erdbezug des elektrischen Handgerätes wirkt sich eine Annäherung einer Hand an die Elektrodenpaare besonders stark aus, sodass eine Annäherung zu einer signifikanten Pegelreduktion der an der Sendeelektrode (welche im Absorptionsmodus als Empfangselektrode betrieben wird) und an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Signale führt.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass ein Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand sowohl bei starkem Erdbezug als auch bei schwachem Erdbezug sicher und zuverlässig detektierbar ist.
4 zeigt Signalverläufe von im Transmissionsmodus und im Absorptionsmodus an den entsprechenden Elektroden abgegriffenen Signale bei einer einseitigen Annäherung an die linke Seite des Handgerätes, bei einer einseitigen Annäherung an die rechte Seite des Handgerätes und bei einer beidseitigen Annäherung, d. h., bei Umgreifen des Handgerätes durch die Hand.
Bei den Signalverläufen ist der Erdbezug des Handgerätes zunächst sehr klein und wird von links nach rechts immer größer. Der mit „Messung 1” bezeichnete Signalverlauf gibt den Signalverlauf des im Transmissionsmodus, d. h. im ersten Betriebsmodus an der Empfangselektrode abgegriffenen ersten elektrischen Signals wieder. Der mit „Messung 2” bezeichnete Signalverlauf gibt den Signalverlauf des im Absorptionsmodus, d. h. im zweiten Betriebsmodus an der linken Empfangselektrode abgegriffenen elektrischen Signals wieder. Der mit „Messung 3” bezeichnete Signalverlauf gibt den Signalverlauf des im Absorptionsmodus, d. h. im zweiten Betriebsmodus, an der rechten Empfangselektrode abgegriffenen elektrischen Signals wieder.
Durch die Erhöhung des Erdbezugs des Handgerätes wird die Messung in dem ersten Betriebsmodus, d. h. in dem Transmissionsmodus, zunehmend unsensitiver, d. h. ein Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand wirkt sich in dem ersten Betriebsmodus zunehmend weniger aus. Dies ist sowohl in dem Signalverlauf bei einer einseitigen Annäherung an die linke Seite des Handgerätes sowie auch aus den Signalverläufen bei einer einseitigen Annäherung an die rechte Seite des Handgerätes und bei einer beidseitigen Annäherung erkennbar.
Der Signalhub zu Messung 1 ist bei einem kaum vorhandenen bzw. bei einem sehr geringen Erdbezug wesentlich größer als bei einem moderaten Erdbezug bzw. bei einem sehr großen Erdbezug des Handgerätes. In den ersten beiden Signalverläufen zu Messung 1 wird die zugehörige Entscheidungsschwelle zu Messung 1 nicht überschritten, weil nahezu keine Transmission zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode stattfindet. In dem dritten Signalverlauf zu Messung 1, bei der das Handgerät von einer Hand umgriffen wird, sodass diese sowohl die Sendeelektrode als auch die Empfangselektrode überdeckt, ist der Signalhub des Signals zur Messung 1 wesentlich größer und überschreitet auch die der Messung 1 zugeordnete Entscheidungsschwelle.
Bei den im Absorptionsmodus, d. h. im zweiten Betriebsmodus durchgeführten Messungen (Signalverläufe Messung 2 und Messung 3) ist der Signalhub bei geringem bzw. bei kaum vorhandenen Erdbezug des elektrischen Handgerätes sehr gering, sodass das jeweilige Signal die ihr zugeordnete Entscheidungsschwelle für Messung 2 und 3 nicht unterschreitet. Mit zunehmenden Erdbezug wird auch der Signalhub der Signalpegel zur Messung 2 und 3 wesentlich größer, sodass bei einem sehr guten Erdbezug des elektrischen Handgerätes die Signalpegel der Messungen Messung 2 und/oder Messung 3 eine jeweils zugeordnete Entscheidungsschwelle unterschreiten.
Wie aus 4 erkennbar, unterschreitet bei einer einseitigen Annäherung an die linke Seite des Handgerätes und bei einer einseitigen Annäherung an die rechte Seite des Handgerätes jeweils nur ein Signal die entsprechende Entscheidungsschwelle, während bei einer beidseitigen Annäherung, d. h. bei einem Umgreifen des Handgerätes, beide Signale die jeweilige Entscheidungsschwelle unterschreiten.
Wie aus 4 ebenfalls erkennbar, kann durch Kombination des ersten Betriebsmodus, d. h. des Transmissionsmodus, mit dem zweiten Betriebsmodus, d. h. dem Absorptionsmodus, eine Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes erheblich verbessert werden bzw. sichergestellt werden, dass, wenn das Handgerät tatsächlich von einer Hand umgriffen wird, das Umgreifen auch als solches erkannt wird, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, dass eine einseitige Annäherung an das Handgerät zu keiner Auslösung des Sensorsystems führt. Denn bei einem von einer Hand umgriffenen Handgerät überschreitet das der Messung 1 zugeordnete Signal die entsprechende Entscheidungsschwelle, wenn das Handgerät einen sehr geringen Erdbezug aufweist, was zu einer Auslösung des Sensors führt, während die Signale zur Messung 2 und Messung 3 beide eine entsprechend Entscheidungsschwelle unterschreiten, wenn das elektrische Handgerät einen sehr guten Erdbezug aufweist, was den Sensor ebenfalls auslöst. Dadurch, dass bei einer einseitigen Annäherung jeweils nur ein Signal zu Messungen 2 und 3 eine entsprechende Entscheidungsschwelle unterschreiten, wird der Sensor nicht ausgelöst.
Der Sensor löst also genau dann aus, wenn das Signal in Messung 1 eine entsprechende Entscheidungsschwelle überschreitet oder wenn die Signale zu Messung 2 und 3 eine entsprechende Entscheidungsschwelle unterschreiten.
In 4 ist für die Messungen Messung 2 und Messung 3 eine gemeinsame Entscheidungsschwelle angegeben. Selbstverständlich kann für die Signale der Messungen 2 und 3 jeweils eine eigene Entscheidungsschwelle festgelegt werden, welche jeweils unterschritten werden müssen, um den Sensor auszulösen. Unterschiedliche Entscheidungsschwellen für die Messungen 2 und 3 sind etwa dann vorteilhaft, wenn die Anordnung der Elektroden an der linken Seite des Handgerätes relativ zueinander verschieden von der Anordnung der Elektroden an der rechten Seite des Handgerätes relativ zueinander ist, oder wenn sich beispielsweise die Elektrodengeometrie der Kompensationselektrode an der linken Seite von der Elektrodengeometrie der Kompensationselektrode an der rechten Seite des Handgerätes unterscheidet.
Ferner ist es möglich, im zweiten Betriebsmodus, d. h. im Absorptionsmodus, ein Summensignal der an den Empfangselektroden abgegriffenen elektrischen Signale auszuwerten. In diesem Fall muss lediglich eine einzelne Entscheidungsschwelle für die Messung im Absorptionsmodus vorgesehen sein. Die jeweiligen Entscheidungsschwellen können dabei fest vorgegeben werden oder algorithmisch berechnet und zur Laufzeit verändert werden.
5 zeigt mögliche Ausgestaltungen (Variante 1 bis Variante 5) einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, wobei jede Variante sowohl in dem ersten Betriebsmodus, d. h. Transmissionsmodus, als auch in dem zweiten Betriebsmodus, d. h. Absorptionsmodus, betrieben werden kann.
In dem Transmissionsmodus wird in allen fünf Varianten der Sendeelektrode SE ein erstes elektrisches Wechselsignal WS1 beaufschlagt, welches von einem Signalgenerator G bereitgestellt wird. An der Sendeelektrode SE wird demzufolge ein elektrisches Wechselfeld emittiert, welches über eine hier nicht gezeigte Hand in die Empfangselektrode EE einkoppelt. Die kapazitive Koppelung zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE wird detektiert, wie mit Bezug auf 2a erläutert. Bei der Variante 4 und Variante 5 kann im Transmissionsmodus entweder die linke Elektrode SE als Sendeelektrode betrieben werden und die rechte Elektrode EE als Empfangselektrode oder umgekehrt.
Im Transmissionsmodus werden die Kompensationselektroden KE1, KE2 ebenfalls mit einem elektrischen Wechselsignal, welches von dem Signalgenerator G bereitgestellt wird, beaufschlagt. Das an den Kompensationselektroden KE1, KE2 beaufschlagte elektrische Wechselsignal kann eine andere Phase und/oder eine andere Amplitude aufweisen, als das der Sendeelektrode beaufschlagte elektrische Wechselsignal. Bei Variante 1, Variante 2 und Variante 4 werden die beiden Kompensationselektroden KE1 und KE2 jeweils mit dem gleichen elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, während in Variante 3 und Variante 5 die an den Kompensationselektroden KE1 und KE2 beaufschlagten elektrischen Wechselsignale hinsichtlich der Phase und/oder der Amplitude verschieden sein können. Die Anordnung der Kompensationselektroden KE1 und KE2 relativ zur Sendeelektrode SE und zur Empfangselektrode EE sowie deren Wirkung auf das in die Empfangselektrode EE eingekoppelte elektrische Wechselfeld entsprechen der Anordnung und der Wirkung wie bereits mit Bezug auf 1 erläutert.
Bei den Varianten 1 und 4 kann anstelle der beiden Kompensationselektroden KE1 und KE2 jeweils auch eine einzige bzw. einzelne Kompensationselektrode vorgesehen sein, wobei die Anordnung einer einzelnen Kompensationselektrode relativ zur Sendeelektrode und zur Empfangselektrode derart zu wählen ist, dass im Transmissionsmodus eine kapazitive Koppelung zwischen der Kompensationselektrode und der Empfangselektrode und im Absorptionsmodus eine kapazitive Koppelung sowohl zwischen der Kompensationselektrode und der Sendeelektrode (wobei die Sendeelektrode im Transmissionsmodus als Empfangselektrode arbeitet) als auch zwischen der Kompensationselektrode und der Empfangselektrode herstellbar sind.
In dem zweiten Betriebsmodus, d. h. im Absorptionsmodus, wird in allen fünf Varianten die Sendeelektrode SE als Empfangselektrode EE betrieben, sodass nur die Kompensationselektroden KE1 und KE2 mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt werden. Dabei wird an beiden Kompensationselektroden KE1, KE2 jeweils ein elektrisches Wechselfeld emittiert, welches in die jeweilige der Kompensationselektrode zugeordnete Empfangselektrode einkoppelt. Beispielsweise koppelt das an der Kompensationselektrode KE1 emittierte elektrische Wechselfeld in die linke Empfangselektrode EE ein und das an der Kompensationselektrode KE2 emittierte elektrische Wechselfeld in die rechte Empfangselektrode EE ein.
Bei Variante 1 werden beide Kompensationselektroden KE1, KE2 gleichzeitig mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, während die Signale an den jeweiligen Empfangselektroden in einem Multiplexverfahren abgegriffen und einer Auswerteeinrichtung R zugeführt werden.
Bei Variante 2 werden sowohl die Kompensationselektroden in einem Multiplexverfahren mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt als auch die Signale an den Empfangselektroden in einem Multiplexverfahren abgegriffen und einer Auswertung zugeführt. Alternativ zum gemultiplexten Abgreifen der elektrischen Signale an den Empfangselektroden können die Empfangselektroden auch parallel geschaltet sein, sodass der Auswerteeinrichtung R ein Summensignal der an den Empfangselektroden abgegriffenen elektrischen Signale zugeführt wird. Die Entscheidungsschwelle für das Absorptionsverfahren ist in diesem Fall entsprechend einzustellen. Ein Parallelbetrieb der Empfangselektroden ist auch bei den weiteren mit Bezug auf 5 gezeigten Varianten möglich.
Bei Variante 3 werden die Kompensationselektroden KE1 und KE2 gleichzeitig mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, wobei das der Kompensationselektrode KE1 beaufschlagte elektrische Wechselsignal hinsichtlich der Phase und/oder Amplitude verschieden von dem der Kompensationselektrode KE2 beaufschlagten elektrischen Wechselsignal sein kann. Die Signale an den Empfangselektroden werden hier ebenfalls in einem Multiplexverfahren abgegriffen und der Auswerteeinrichtung R zugeführt.
Bei Variante 4 werden die Kompensationselektroden KE1 und KE2 mit einem identischen Wechselsignal beaufschlagt, wobei die an den Empfangselektroden anliegenden Signale wiederum in einem Multiplexverfahren abgegriffen werden. Die zwischen dem Signalgenerator G und den beiden Empfangselektroden angeordneten Schaltereinrichtungen sind im Wesentlichen dazu vorgesehen, um im Transmissionsmodus (erster Betriebsmodus) wahlweise die linke oder die rechte Elektrode als Sendeelektrode und die rechte oder die linke Elektrode entsprechend als Empfangselektrode zu betreiben. Dies gilt auch für die Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung nach der Variante 5.
In Variante 5 werden die Kompensationselektroden KE1 und KE2 jeweils mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, welche hinsichtlich der Phase und/oder der Amplitude verschieden sein können. Die Signale an den Empfangselektroden werden wiederum in einem Multiplexverfahren abgegriffen und der Signalauswertung R zugeführt.
Die Variante 5 hat ebenso wie Variante 3 den Vorteil, dass bei der Transmissionsmessung die Kompensationselektrode KE1, d. h. die der Sendeelektrode SE benachbarte Kompensationselektrode, ein Signal emittieren kann, das die gleiche Phasenlage wie das an der Sendeelektrode emittierte Signal aufweist und somit die effektive Fläche der Sendeelektrode vergrößert. Damit wird das Nutzsignal stärker in die Hand eingekoppelt, wodurch im Empfangszweig ein besseres Signal-Rauschverhältnis entsteht.
6 zeigt einen Sensitivitätsverlauf einer Gesamtsensitivität einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung bei Verwendung des Transmissionsverfahrens und des Absorptionsverfahrens. In 6 ist der Sensitivitätsverlauf aus der Transmissionsmessung und aus der Absorptionsmessung als gestrichelte Kurve dargestellt. Wie aus 6 erkennbar, unterschreitet bei Kombination von Absorption und Transmission die Gesamtsensitivität einen vorherbestimmten Wert nicht, wohingegen bei Verwendung von lediglich dem Transmissionsmodus oder dem Absorptionsmodus die Gesamtsensitivität in Abhängigkeit von dem Erdbezug des Handgerätes deutlich geringer sein kann.
Durch geeignete Einstellung und Auswertung ist es möglich, eine im wesentlichen konstante Sensitivität des kapazitiven Sensors unabhängig von dem Erdbezug des Handgerätes einzustellen.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand, vorzugsweise unter Verwendung einer erfindungsgemäßen kapazitiven Sensoreinrichtung, wie mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben.
Während der gesamten Messung wird an der Empfangselektrode EE ein elektrisches Signal abgegriffen, S10. Ein Messzyklus gliedert sich im Wesentlichen in zwei Abschnitte, nämlich in eine Messung in einem ersten Betriebsmodus und Messungen in einem zweiten Betriebsmodus.
Zunächst wird eine Messung in einem ersten Betriebsmodus BM1 durchgeführt, wobei ein an der Empfangselektrode abgegriffenes elektrisches Signal ausgewertet wird. In dem ersten Betriebsmodus BM1 wird die Sendeelektrode mit einem ersten elektrischen Wechselsignal und die Kompensationselektrode mit einem zweiten elektrischen Signal beaufschlagt, Schritt S21, wie etwa mit Bezug auf 1 erläutert. Für das an der Empfangselektrode abgegriffene elektrische Signal wird in einem Schritt S22 geprüft, ob der Signalpegel des elektrischen Signals einen ersten Schwellenwert SW1 überschreitet. Überschreitet der Signalpegel den ersten Schwellenwert SW1 kann ein Detektionsinformationssignal erzeugt werden, welches ein Umgreifen des elektrischen Handgerätes durch eine Hand signalisiert. Das Detektionsinformationssignal kann beispielsweise einem Mikrocontroller des elektrischen Handgerätes zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden.
Nach erfolgter Prüfung im Schritt S22 erfolgt ein Wechsel von dem ersten Betriebsmodus BM1 in den zweiten Betriebsmodus BM2. In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es auch vorgesehen sein, dass ein Wechsel von dem ersten Betriebsmodus BM1 in den beiden Betriebsmodus BM2 nur dann erfolgt, wenn das in dem ersten Betriebsmodus an der Empfangselektrode abgegriffene elektrische Signal den ersten Schwellenwert nicht überschreitet. Ein erster Schwellenwert wird in dem ersten Betriebsmodus beispielsweise dann nicht überschritten, wenn das elektrische Handgerät einen sehr guten Erdbezug aufweist, wie beispielsweise mit Bezug auf 4 erläutert. In diesem Fall kann durch einen Wechsel von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus zumindest eine zusätzliche Messung in dem zweiten Betriebsmodus durchgeführt werden, um mit Hilfe des Absorptionsverfahrens ein Umgreifen des Handgerätes zu detektieren.
Wird hingegen in dem ersten Betriebsmodus der erste Schwellenwert überschritten, kann von einem Wechsel von dem ersten Betriebsmodus in den zweiten Betriebsmodus auch abgesehen werden. Dies hat den Vorteil, sofern ein Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand bereits in dem ersten Betriebsmodus BM1 detektiert worden ist, keine weiteren Messungen in einem zweiten Betriebsmodus durchgeführt werden müssen, was zu einer erheblichen Energieeinsparung und einer schnelleren Reaktionszeit führen kann.
Nach dem Wechsel in den zweiten Betriebsmodus wird die Sendeelektrode SE als Empfangselektrode betrieben.
In einem Schritt S31 des zweiten Betriebsmodus BM2 wird nur die Kompensationselektrode KE bzw. die Kompensationselektroden KE1 und KE2 mit einem elektrischen Wechselsignal beaufschlagt, wie etwa mit Bezug auf 2b erläutert. Sind anstelle einer einzelnen Kompensationselektrode KE zwei Kompensationselektroden KE1 und KE2 vorgesehen, können diese mit einem identischen Wechselsignal oder mit hinsichtlich der Phase und/oder der Amplitude verschiedenen Wechselsignalen beaufschlagt werden, wie mit Bezug auf 5 erläutert.
In einem Schritt S32 wird geprüft, ob die an den Empfangselektroden abgegriffenen elektrischen Signale jeweils einen zweiten Schwellenwert SW2 unterschreiten. Unterschreiten die an den Empfangselektroden abgegriffenen Empfangssignale jeweils den zweiten Schwellenwert SW2 wird ein Umgreifen des Handgerätes durch eine Hand detektiert. Auch in diesem Fall kann ein Detektionsinformationssignal erzeugt werden und zur weiteren Verarbeitung, etwa einem Mikrocontroller des elektrischen Handgerätes zur Verfügung gestellt werden.
Die Empfangselektroden können in dem zweiten Betriebsmodus, d. h. in dem Absorptionsmodus auch parallel betrieben werden, sodass einer Auswerteeinrichtung lediglich das Summensignal der an den Empfangselektroden abgegriffenen elektrischen Signale zugeführt wird. Es ist auch möglich, dass ein Summensignal erst im Rahmen der Auswertung, beispielsweise durch eine Auswerteeinrichtung gebildet wird. Bei Verwendung eines Summensignals ist es, wie mit Bezug auf 4 erläutert, ausreichend, dass überprüft wird, ob das Summensignal einen vorbestimmten einzelnen Schwellenwert unterschreitet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sowohl eine Messung in dem ersten Betriebsmodus als auch zumindest eine Messung in dem zweiten Betriebsmodus durchgeführt und ein Detektionsinformationssignal genau dann erzeugt, wenn entweder in dem ersten Betriebsmodus ein Umgreifen detektiert wird oder in dem zweiten Betriebsmodus ein Umgreifen detektiert wird, wobei in dem zweiten Betriebsmodus entweder beide an den Empfangselektroden abgegriffenen elektrischen Signale jeweils einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreiten müssen oder, falls ein Summensignal der an den Empfangselektroden abgegriffenen elektrischen Signale ausgewertet wird, das Summensignal einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
Nach erfolgter Prüfung in dem Schritt S32 kann wieder in den ersten Betriebsmodus BM1 gewechselt werden und das Verfahren mit Schritt S21 fortgeführt werden. Über die Wahl der Wiederholrate und etwaiger zwischengeschalteter Schlafzyklen kann die Stromaufnahme und die Reaktionszeit beeinflusst werden. Vorteilhafter Weise wird der Wiederholzyklus abhängig vom Detektionsergebnis eingestellt und passt sich algorithmisch an. Alternativ kann das Verfahren nach Durchführen des Schrittes S32 auch abgebrochen bzw. beendet werden.
8 zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung, bei der die Kompensationselektroden KE1, KE2 nicht zwischen der Sendeelektrode SE und der Empfangselektrode EE angeordnet sind. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Sendeelektrode SE und die Empfangselektrode EE im Wesentlichen zwischen den Kompensationselektroden KE1, KE2 angeordnet, wobei zumindest in dem zweiten Betriebsmodus BM2 die Kompensationselektrode KE1 in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode SE und die Kompensationselektrode KE2 in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode EE bringbar sind. In dem ersten Betriebsmodus ist zumindest die Kompensationselektrode KE2 in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode EE bringbar.
In dem zweiten Betriebsmodus BM2 (Absorptionsmodus) wird den Kompensationselektroden KE1 und KE2 jeweils ein elektrisches Wechselsignal beaufschlagt, sodass an den Kompensationselektroden jeweils ein elektrisches Wechselfeld emittiert wird, welches in die Sendeelektrode SE bzw. in die Empfangselektrode EE eingekoppelt wird. In dem zweiten Betriebsmodus wird die Sendeelektrode SE als Empfangselektrode betrieben.
Bei dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird in dem zweiten Betriebsmodus dem Empfänger R zudem ein Summensignal der an der Sendeelektrode SE und an der Empfangselektrode EE abgegriffenen elektrischen Signale zugeführt.
Nachdem ein Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand in dem ersten Betriebsmodus oder in dem zweiten Betriebsmodus detektiert worden ist, kann der Absorptionsmodus auch verwendet werden, um eine Annäherung, etwa eines Fingers an das linke Elektrodenpaar KE1, SE und/oder an das rechte Elektrodenpaar KE2, EE (vgl. 3) zu detektieren. Selbstverständlich kann zusätzlich zur Annäherung auch die Berührung eines oder beider Elektrodenpaare detektiert werden. Damit kann zusätzlich Funktionalität bereit gestellt werden. Beispielsweise kann der Annäherung an das linke Elektrodenpaar eine Vergrößerung des Kontrastes des Displays eines Mobiltelefons zugeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann in jedem Handgerät zum Einsatz kommen, bei welchem ein Umgreifen der Hand detektiert werden muss bzw. detektiert werden soll. Ein Handgerät, welches mit einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung ausgestattet werden kann, kann eine Computermaus, eine Gerätefernbedienung, eine Digitalkamera, ein Spiele-Controller, ein mobiler Kleincomputer, ein Smartphone, ein Tablet-PC oder dergleichen sein. Die zuvor beschriebene Wirkung bei Umgreifen eines Handgerätes durch eine Hand, etwa bei Umgreifen eines Mobiltelefons durch eine Hand, wobei das Mobiltelefon eine entsprechende kapazitive Sensoreinrichtung aufweist, kann auch erreicht werden, wenn das elektrische Handgerät mit beiden Händen berührt wird, wobei beispielsweise eine linke Hand das erste Elektrodenpaar SE, KE1 und eine rechte Hand das zweite Elektrodenpaar EE, KE2 berührt. Demzufolge kann die erfindungsgemäße kapazitive Sensoreinrichtung auch für elektrische Geräte vorgesehen werden, welche mit beiden Händen bedient werden müssen, etwa ein größerer Tablet-PC.

Claims

Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand, aufweisend zumindest eine Sendeelektrode (SE), zumindest eine Kompensationselektrode (KE) und zumindest eine Empfangselektrode (EE), wobei die Sensoreinrichtung ausgestaltet ist – in einem ersten Betriebsmodus (BM1) zumindest eine Transmissionsmessung durchzuführen, bei der die Sendeelektrode (SE) mit einem ersten elektrischen Wechselsignal (WS1) und die Kompensationselektrode (KE) mit einem zweiten elektrischen Wechselsignal (WS2) beaufschlagbar sind, und das Umgreifen des Handgerätes zu detektieren, wenn ein an der Empfangselektrode (EE) abgegriffenes erstes elektrisches Signal (S1) betragsmäßig einen ersten Schwellenwert (SW1) überschreitet, und – in einem zweiten Betriebsmodus (BM2) zumindest eine Absorptionsmessung durchzuführen, bei der die Sendeelektrode (SE) als Empfangselektrode (EE) betreibbar ist und die Kompensationselektrode (KE) mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal (WS2) beaufschlagbar ist, und das Umgreifen des Handgerätes zu detektieren, wenn das an der Empfangselektrode (EE) abgegriffene erste elektrische Signal (S1) und ein an der Sendeelektrode (SE) abgegriffenes zweites elektrisches Signal (S2) ein vorbestimmtes Detektionskriterium erfüllen.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend zumindest einen Signalgenerator (G), welcher mit der zumindest einen Sendeelektrode (SE) und der zumindest einen Kompensationselektrode (KE) koppelbar ist zum Beaufschlagen der Sendeelektrode (SE) mit dem ersten elektrischen Wechselsignal (WS1) und der Kompensationselektrode (KE) mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal (WS2), wobei die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz zwischen dem ersten elektrischen Wechselsignal (WS1) und dem zweiten elektrischen Wechselsignals (WS2) einstellbar sind.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kompensationselektrode (KE) mehrteilig ausgestaltet ist und zumindest eine erste Kompensationselektrode (KE1) und eine zweite Kompensationselektrode (KE2) umfasst, wobei die Sendeelektrode (SE), die Empfangselektrode (EE) und die zumindest eine erste und zweite Kompensationselektrode (KE1, KE2) derart relativ zueinander angeordnet sind, dass in dem ersten Betriebsmodus (BM1) zumindest eine der beiden Kompensationselektroden in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) bringbar ist und in dem zweiten Betriebsmodus (BM2) die erste Kompensationselektrode (KE1) in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode (SE) und die zweite Kompensationselektrode (KE2) in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) bringbar sind.
Sensoreinrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Kompensationselektrode (KE1) mit einem dritten elektrischen Wechselsignal (WS3) und die zweite Kompensationselektrode (KE2) mit einem vierten elektrischen Wechselsignal (WS4) beaufschlagbar sind und wobei die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz zwischen dem dritten elektrischen Wechselsignal (WS3) und dem vierten elektrischen Wechselsignal (WS4) einstellbar sind.
Verfahren zur Detektion eines Umgreifens eines Handgerätes durch eine Hand unter Verwendung einer Sensoreinrichtung, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche zumindest eine Sendeelektrode (SE), zumindest eine Kompensationselektrode (KE) und zumindest eine Empfangselektrode (EE) aufweist, wobei die Sensoreinrichtung in einem ersten Betriebsmodus (BM1) und in einem zweiten Betriebsmodus (BM2) betreibbar ist, wobei – in dem ersten Betriebsmodus (BM1) eine Transmissionsmessung durchgeführt wird, bei der die Sendeelektrode (SE) mit einem ersten elektrischen Wechselsignal (WS1) und die Kompensationselektrode (KE) mit einem zweiten elektrischen Wechselsignal (WS2) beaufschlagt werden, und das Umgreifen des Handgerätes detektiert wird, wenn ein an der Empfangselektrode (EE) abgegriffenes erstes elektrisches Signal (S1) betragsmäßig einen ersten Schwellenwert (SW1) überschreitet, und – in dem zweiten Betriebsmodus (BM2) zumindest eine Absorptionsmessung durchgeführt wird, bei der die Sendeelektrode (SE) als Empfangselektrode (EE) betrieben wird und die Kompensationselektrode (KE) mit dem zweiten elektrischen Wechselsignal (WS2) beaufschlagt wird, und das Umgreifen des Handgerätes detektiert wird, wenn das an der Empfangselektrode (EE) abgegriffene erste elektrische Signal (S1) und ein an der Sendeelektrode (SE) abgegriffenes zweites elektrisches Signal (S2) ein vorbestimmtes Detektionskriterium erfüllen.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei in dem ersten Betriebsmodus (BM1) eine Phasendifferenz und/oder eine Amplitudendifferenz zwischen dem an der Sendelektrode (SE) beaufschlagten ersten elektrischen Wechselsignal (WS1) und dem an der Kompensationselektrode beaufschlagten zweiten elektrischen Wechselsignal (WS2) eingestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kompensationselektrode (KE) mehrteilig ausgestaltet ist und zumindest eine erste Kompensationselektrode (KE1) und eine zweite Kompensationselektrode (KE2) umfasst, wobei die Sendeelektrode (SE), die Empfangselektrode (EE) und die zumindest eine erste und zweite Kompensationselektrode (KE1, KE2) derart relativ zueinander angeordnet werden, dass in dem ersten Betriebsmodus (BM1) zumindest eine der beiden Kompensationselektroden in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) bringbar ist und in dem zweiten Betriebsmodus (BM2) die erste Kompensationselektrode (KE1) in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode (SE) und die zweite Kompensationselektrode (KE2) in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) bringbar sind.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die erste Kompensationselektrode (KE1) mit einem dritten elektrischen Wechselsignal (WS3) und die zweite Kompensationselektrode (KE2) mit einem vierten elektrischen Wechselsignal (WS4) beaufschlagt werden und wobei die Phasendifferenz und/oder die Amplitudendifferenz zwischen dem dritten elektrischen Wechselsignal (WS3) und dem vierten elektrischen Wechselsignal (WS4) eingestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das erste elektrische Signal (S1) und das zweite elektrische Signal (S2) in einem Multiplexverfahren von der jeweiligen Elektrode (SE, EE) abgegriffen werden und einer Auswerteeinheit zugeführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das dritte elektrische Wechselsignal (WS3) und das vierte elektrische Wechselsignal (WS4) in einem Multiplexverfahren der jeweiligen Kompensationselektrode (KE1, KE2) beaufschlagt werden.
Vorrichtung oder Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vorbestimmte Detektionskriterium zumindest eines aus – das erste elektrische Signal (S1) und das zweite elektrische Signal (S2) unterschreiten betragsmäßig jeweils einen zweiten Schwellenwert (SW2), und – das aus dem ersten elektrischen Signal (S1) und dem zweiten elektrischen Signal (S2) resultierende Summensignal unterschreitet betragsmäßig einen zweiten Schwellenwert (SW2), umfasst.
Vorrichtung und oder Verfahren nach Anspruch 11, wobei der zweite Schwellenwert (SW2) – in Abhängigkeit von dem ersten Schwellenwert (SW1), und/oder – in Abhängigkeit von einem zuvor eingestellten zweiten Schwellenwert einstellbar ist.
Handgerät, insbesondere elektrisches Handgerät, aufweisend eine Sensoreinrichtung zur Detektion eines Umgreifens des Handgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Handgerät nach Anspruch 13, wobei die Sendelektrode (SE) und die Empfangselektrode (EE) zueinander beabstandet an dem Handgerät angeordnet sind und wobei die Kompensationselektrode (KE) derart an dem Handgerät angeordnet ist, dass sie in dem ersten Betriebsmodus in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) und in dem zweiten Betriebsmodus (BM2) in eine kapazitive Koppelung mit der Sendelektrode (SE) und der Empfangselektrode (EE) bringbar ist.
Handgerät nach Anspruch 14, wobei die Sendelektrode (SE) im Wesentlichen an einer ersten Seitenwandung des Handgerätes und die Empfangselektrode (EE) im Wesentlichen an einer zweiten, vorzugsweise der ersten Seitenwandung gegenüberliegen Seitenwandung angeordnet sind.
Handgerät nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Kompensationselektrode (KE) mehrteilig ausgestaltet ist und zumindest eine erste Kompensationselektrode (KE1) und eine zweite Kompensationselektrode (KE2) umfasst, wobei die zumindest eine erste und die zweite Kompensationselektrode (KE1, KE2) derart relativ zur Sendelektrode (SE) und zur Empfangselektrode (EE) angeordnet sind, dass in dem ersten Betriebsmodus (BM1) zumindest eine der beiden Kompensationselektroden in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) bringbar ist und in dem zweiten Betriebsmodus (BM2) die erste Kompensationselektrode (KE1) in eine kapazitive Koppelung mit der Sendeelektrode (SE) und die zweite Kompensationselektrode (KE2) in eine kapazitive Koppelung mit der Empfangselektrode (EE) bringbar sind.