DE112017005173T5

DE112017005173T5 - Kapazitiver sensor mit selbsttestfunktion

Info

Publication number: DE112017005173T5
Application number: DE112017005173.8T
Authority: DE
Inventors: Randall PHILIPSON
Original assignee: TouchSensor Technologies LLC
Current assignee: TouchSensor Technologies LLC
Priority date: 2016-11-14
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2019-08-14
Also published as: CA3039798A1; US20180136271A1; WO2018089897A1

Abstract

Ein kapazitiver Sensor umfasst eine Sensorelektrodenstruktur und eine den Sensor betreibende Steuerung. Der Sensor umfasst auch eine Testanregungselektrodenstruktur oder einen Referenzkondensator, wobei die Steuerung die Testanregungselektrodenstruktur oder den Referenzkondensator betreibt, um die Funktionsfähigkeit des Sensors zu testen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung nimmt Bezug auf die gemäß 35 U.S.C. § 119 vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 62 / 421,913, eingereicht am 14. November 2016, und 62 / 444,925 , eingereicht am 11. Januar 2017, und nimmt über Bezugnahme deren Offenbarungsgehalt in seiner Gesamtheit auf.
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Kapazitive Sensoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Es wäre wünschenswert, Mittel zum Testen solcher Sensoren bereitzustellen, um ihre Funktionsfähigkeit zu bestätigen.
Figurenliste

1 stellt ein Diagramm eines Stapels von Schichten eines kapazitiven Sensors dar, der ein erstes und ein zweites dielektrisches Substrat und eine erste und eine zweite leitfähige Schicht umfasst, die dem ersten und dem zweiten Substrat gemäß der vorliegenden Offenbarung zugeordnet sind;
2 ist ein Diagramm einer Differential-Sensorelektrodenstruktur und einer Testelektrodenstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 ist ein Diagramm einer alternativen Differential-Sensorelektrodenstruktur und einer Testelektrodenstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung;
4 ist ein Diagramm einer weiteren alternativen Differential-Sensorelektrodenstruktur und Testelektrodenstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
5 ist ein Diagramm einer Sensorelektrodenstruktur und einer Testelektrodenstruktur eines kapazitiven Sensors, der für einen Eigenkapazitäts-Betriebsmodus konfiguriert ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Zeichnungen zeigen verschiedene veranschaulichende Ausführungsformen eines kapazitiven Sensorsystems 10 mit integraler Teststruktur.
1 zeigt einen physikalischen Stapelaufbau von Schichten des kapazitiven Sensorsystems 10. Insbesondere zeigt 1 ein erstes dielektrisches Substrat S1, eine erste elektrisch leitfähige Schicht E1, die auf einer ersten Seite des ersten Substrats S1 angeordnet ist, eine zweite elektrisch leitfähige Schicht E2, die auf einer zweiten Seite des ersten Substrats S1 angeordnet ist, und ein zweites dielektrisches Substrat S2, das auf einer Seite der ersten leitfähigen Schicht E1 gegenüber dem ersten Substrat S1 angeordnet ist.
Das erste Substrat S1 kann jedes starres oder flexibles Substrat sein, das zur Verwendung als elektrischer Schaltungsträger geeignet ist. Zum Beispiel kann das erste Substrat ein Stück FR-4-PCB-Substratmaterial oder ein flexibler Polyesterschaltkreisträger sein.
Die erste und die zweite leitfähige Schicht E1, E2 können aus jedem Material bestehen, das zur Verwendung als elektrische Leiterbahn und/oder Sensorelektrode eines kapazitiven Sensors geeignet ist. Beispielsweise können die erste und die zweite leitfähige Schicht E1, E2 aus Kupfer, Indiumzinnoxid (indium tin oxide - ITO) oder einem anderen geeigneten opaken oder transparenten leitfähigen Material bestehen. Eine oder beide der ersten und zweiten leitfähigen Schichten E1, E2 können mehr als eine Schicht aus leitfähigem Material umfassen. Beispielsweise können eine oder beide der ersten und zweiten leitfähigen Schichten E1, E2 eine Schicht aus Kupfermaterial und eine Schicht aus ITO, mehrere Schichten aus einem einzelnen leitfähigen Material oder eine beliebige andere geeignete Kombination von Materialien enthalten.
Die erste leitfähige Schicht E1 kann eine oder mehrere Sensorelektroden und eine oder mehrere elektrische Leiterbahnen definieren, die die eine oder mehreren Sensorelektroden elektrisch mit anderen (nicht gezeigten) Schaltungskomponenten koppeln. Zum Beispiel könnten die Leiterbahnen die Sensorelektroden mit einer aktiven Komponente in der Nähe der Sensorelektrode koppeln (beispielsweise wie in den US-Patenten Nr. 5,594,222, 6,310,611 und 6,320,282 offenbart, deren Offenbarungen hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen sind) und/oder mit einer Steuerung koppeln (nicht gezeigt), die dazu konfiguriert ist, Signale an die Sensorelektroden zu liefern und Signale von den Sensorelektroden zu empfangen und zu verarbeiten.
Die zweite leitfähige Schicht E2 kann eine oder mehrere Testanregungselektroden und eine oder mehrere elektrische Leiterbahnen definieren, die die eine oder mehreren Sensorelektroden elektrisch mit anderen Schaltungskomponenten koppeln. Zum Beispiel können die Leiterbahnen die eine oder die mehreren Testanregungselektroden an eine Steuerung koppeln, die dazu konfiguriert ist, Signale an die Testanregungselektroden oder an einen Schalter oder eine andere Komponente zu liefern. Die eine oder mehreren Testanregungselektroden können der einen oder den mehreren durch die erste leitfähige Schicht E1 definierten Sensorelektroden zugeordnet sein und zumindest teilweise mit diesen wechselwirken.
Das zweite Substrat S2 kann aus jedem geeigneten Material bestehen und/oder in jeder geeigneten Struktur ausgebildet sein. Beispielsweise kann das zweite Substrat S2 eine Wand eines Gefäßes sein, das eine zu erfassende Flüssigkeit enthält, wobei die Wand oder zumindest relevante Teile davon aus einem dielektrischen Material bestehen. In einer anderen Ausführungsform kann das zweite Substrat S2 ein Touchpanel einer Benutzerschnittstelle sein, wobei die Benutzerschnittstelle Sensoren mit Sensorelektroden umfassen, beispielsweise wie zuvor beschrieben, wobei die Sensoren so eingerichtet sind, dass das Panel auf Berührung oder Annäherung eines Benutzers oder einer anderen Anregung reagiert.
2 zeigt eine Ausführungsform, bei der die erste leitfähige Schicht E1 eine Sensorelektrodenstruktur definiert, die für eine Differentialerfassung konfiguriert ist (beispielsweise wie im US-Patent Nr. 6,310,611 offenbart, mit oder ohne aktiver Komponente in der Nähe der Sensorelektroden) und bei der die zweite leitfähige Schicht E2 eine entsprechende Testelektrodenstruktur darstellt. Konkret stellt die erste leitfähige Schicht E1 eine Sensorelektrodenstruktur dar, die eine erste oder innere Sensorelektrode und eine zweite oder äußere Sensorelektrode umfasst. Jede der ersten und zweiten Sensorelektroden ist elektrisch mit der Steuerung (nicht gezeigt) gekoppelt. In ähnlicher Weise stellt die zweite leitfähige Schicht E2 eine entsprechende Testelektrodenstruktur dar, die eine erste oder innere Testanregungselektrode und eine zweite Testanregungselektrode umfasst. Jede der ersten und zweiten Testanregungselektroden ist elektrisch mit der Steuerung (nicht gezeigt) gekoppelt. Die erste Sensorelektrode liegt über der ersten Testanregungselektrode oder ist mit dieser ausgerichtet, und die zweite Sensorelektrode liegt über der zweiten Testanregungselektrode oder ist mit dieser ausgerichtet.
Unter normalen Betriebsbedingungen, also nicht Testbedingungen, arbeiten die Sensorelektroden konventionell, beispielsweise wie im US-Patent Nr. 6,310,611 (mit oder ohne aktiver Komponente in der Nähe der Sensorelektroden), und die ersten und zweiten (inneren und äußeren) Testanregungselektroden liegen auf einem frei schwebenden Potential.
Die Funktionsfähigkeit des Sensors, d.h. die Fähigkeit eines nicht aktivierten Sensors, auf Berührung oder Annäherung an die erste Sensorelektrode zu reagieren, und die Fähigkeit eines aktivierten Sensors, auf Berührungen oder Annäherung an die zweite Sensorelektrode anzusprechen, kann wie folgt getestet werden.
Wenn der Sensor nicht aktiviert ist, ist die erste Testanregungselektrode mit einem Massepotential verbunden und die zweite Testanregungselektrode verbleibt schwebend. Dies simuliert die Berührung oder Nähe eines Benutzers oder einer Flüssigkeit zu der ersten Sensorelektrode, indem die Kapazität von der ersten Sensorelektrode im Wesentlichen auf Masse abgesenkt wird, die Kapazität von der zweiten Sensorelektrode jedoch nicht wesentlich gesenkt wird. Ein nachfolgendes Ansprechen des Sensors zeigt an, dass der Sensor als Reaktion auf eine Berührung der ersten Sensorelektrode oder in deren Nähe von der beabsichtigten Sensorelektrode aktiviert werden sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht anspricht, deutet dies auf einen fehlerhaften Betrieb des Sensors hin.
Wenn der Sensor aktiviert ist (ob durch die vorstehende Erdung der Testanregungselektrode oder durch Berührung oder Annäherung der ersten Sensorelektrode durch einen Benutzer oder durch eine andere Anregung), ist die zweite Testanregungselektrode mit einem Massepotential verbunden. Dies simuliert die Berührung oder Nähe eines Benutzers oder einer Flüssigkeit zu der zweiten Sensorelektrode (oder das Entfernen des Reizes, der die erste Sensorelektrode berührt oder sich in der Nähe davon befindet), indem die Kapazität von der zweiten Sensorelektrode im Wesentlichen auf Masse abfällt, unabhängig von einem Absinken der Kapazität der ersten Sensorelektrode. Eine erfolgende Deaktivierung des Sensors zeigt an, dass der Sensor wie beabsichtigt auf die Berührung der zweiten Messelektrode oder deren Nähe reagieren sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht deaktiviert wird, zeigt dies an, dass der Sensor nicht ordnungsgemäß funktioniert.
3 zeigt eine alternative Ausführungsform mit differentieller Erfassung, bei der die erste leitfähige Schicht E1 eine Sensorelektrode darstellt. Alternativ kann die zweite leitfähige Schicht E2 die Sensorelektrode darstellen. Die Sensorelektrode ist elektrisch mit einer Steuerung (nicht gezeigt) gekoppelt, die auf herkömmliche Weise Signale an die Sensorelektrode liefert und Signale von dieser erfasst.
Ein Referenzkondensator ist auf der zweiten leitfähigen Schicht E2 ausreichend nahe an der Sensorelektrode angeordnet, um eine Temperaturkompensation bereitzustellen, wie der Fachmann verstehen wird. Eine erste Platte des Referenzkondensators ist elektrisch mit der Steuerung (nicht gezeigt) gekoppelt. Eine zweite Platte des Referenzkondensators ist elektrisch mit einem Mehrstellungsschalter gekoppelt (der als analoger Schaltkreis ausgeführt sein kann). Der Schalter kann im Betrieb die zweite Platte des Referenzkondensators elektrisch mit Masse, mit einem schwebenden Potential oder mit der Steuerschaltung koppeln, wobei die Steuerschaltung die zweite Platte des Referenzkondensators als eine angetriebene Abschirmung ansteuert. Das Ankoppeln an das schwebende Potential kann erreicht werden, indem der Schalter einfach in einer offenen Position belassen wird oder der Schalter in eine Position gebracht wird, die einem offenen (nicht terminierten) Anschluss oder Leiter entspricht.
Unter normalen Betriebsbedingungen, also nicht Testbedingungen, wird die zweite Platte des Referenzkondensators auf ein schwebendes Potential gesetzt, indem der Schalter beispielsweise in einer offenen Position belassen wird. Auch die erste Platte des Referenzkondensators ist, wie oben erläutert, mit der Steuerung verbunden. Die Steuerung regt die Sensorelektrode und die erste Platte des Referenzkondensators an und analysiert in bekannter Weise die von der Sensorelektrode und der ersten Platte des Referenzkondensators empfangenen Signale.
Die Funktionsfähigkeit des Sensors kann wie folgt getestet werden.
Wenn der Sensor nicht aktiviert ist, kann der Schalter so eingestellt werden, dass er die zweite Platte des Kondensators mit der Steuerschaltung verbindet, so dass die Steuerschaltung die zweite Platte des Referenzkondensators als angetriebene Abschirmung anregt. Derart gekoppelt und mit der zweiten Platte des Referenzkondensators betrieben als Abschirmung, ist die Kapazität des Referenzkondensators im Vergleich zu ihrer Kapazität mit der zweiten Platte auf schwebendem Potential stark verringert, und somit relativ zur Kapazität der Sensorelektrode stark verringert, wodurch der Sensor aktiviert wird. Ein erfolgendes Ansprechen des Sensors zeigt, dass der Sensor auch auf eine Berührung der Sensorelektrode oder deren Nähe durch einen Reiz wie beabsichtigt ansprechen sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen dagegen nicht anspricht, deutet dies auf einen fehlerhaften Betrieb des Sensors hin.
Wenn der Sensor aktiviert ist, kann der Schalter so eingestellt werden, dass er die zweite Platte des Referenzkondensators mit Masse verbindet. Derart verbunden ist die Kapazität des Referenzkondensators im Vergleich zu seiner Kapazität bei schwebendem Potential der zweiten Platte stark erhöht und somit relativ zu der Kapazität der Sensorelektrode stark erhöht, wodurch der Sensor deaktiviert wird. Eine erfolgende Deaktivierung des Sensors zeigt an, dass der Sensor wie gewünscht auf die Entfernung eines Reizes reagieren sollte, der sich in Kontakt mit der zweiten Sensorelektrode oder in der Nähe der zweiten Sensorelektrode befindet. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht deaktiviert wird, zeigt dies an, dass der Sensor nicht ordnungsgemäß funktioniert.
4 zeigt eine andere alternative Ausführungsform mit differentieller Erfassung, bei der die erste leitfähige Schicht E1 eine Sensorelektrode darstellt und die zweite leitfähige Schicht E2 eine entsprechende Anregungselektrode, die zumindest teilweise mit der Sensorelektrode zusammenwirkt. Die Sensorelektrode und die Anregungselektrode sind elektrisch mit einer Steuerung gekoppelt, die Signale an die Anregungselektrode liefert und Signale von der Sensorelektrode auf herkömmliche Weise erfasst.
Ein Referenzkondensator ist auf der zweiten Schaltungsschicht E2 ausreichend nahe an den Ansteuer- und Ausleseelektroden angeordnet, um eine Temperaturkompensation bereitzustellen, wie der Fachmann verstehen wird. Eine erste Platte des Referenzkondensators ist elektrisch mit der Steuerung (nicht gezeigt) gekoppelt. Eine zweite Platte des Referenzkondensators ist elektrisch mit einem Mehrstellungsschalter gekoppelt (der als analoger Schaltkreis ausgeführt sein kann). Der Schalter ist betreibbar, um den zweiten Anschluss des Referenzkondensators elektrisch mit Masse oder mit einem schwebenden Potential zu koppeln. Das Ankoppeln an das schwebende Potential kann erreicht werden, indem der Schalter einfach in einer offenen Position belassen wird oder der Schalter in eine Position gebracht wird, die einem offenen (nicht terminierten) Anschluss oder Leiter entspricht.
Unter normalen Betriebsbedingungen, also nicht Testbedingungen, wird die zweite Platte des Referenzkondensators beispielsweise auf ein schwebendes Potential eingestellt, indem der Schalter in einer offenen Position belassen wird. Auch die erste Platte des Referenzkondensators ist, wie oben erläutert, mit der Steuerung verbunden. Die Steuerung regt die Anregungselektrode und die erste Platte des Referenzkondensators an und analysiert auf herkömmliche Weise von der Sensorelektrode und der ersten Platte des Referenzkondensators empfangene Signale.
Die Funktionsfähigkeit des Sensors kann wie folgt getestet werden.
Wenn der Sensor nicht aktiviert ist, kann die Anregungselektrode unter Verwendung eines geeigneten Schalters (der als analoger Schaltkreis ausgeführt sein kann) (nicht gezeigt) an Masse gekoppelt sein. Wenn die Anregungselektrode so an Masse gekoppelt ist und die zweite Platte des Bezugskondensators an ein schwebendes Potential gekoppelt ist, wird die Kapazität des Bezugskondensators im Vergleich zu seiner Kapazität mit der an die Steuerung gekoppelten Anregungselektrode stark verringert, und damit auch relativ zu der Kapazität an der Sensorelektrode, wodurch der Sensor aktiviert wird. Ein erfolgendes Ansprechen des Sensors zeigt an, dass der Sensor auch auf die Berührung der Sensorelektrode oder deren Nähe zur vorgesehenen Elektrode reagieren sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht anspricht, deutet dies auf einen fehlerhaften Betrieb des Sensors hin.
Wenn der Sensor aktiviert ist, kann der Schalter in die zweite Position gebracht werden, wodurch die zweite Platte des Kondensators mit Massepotential gekoppelt wird. Wenn die zweite Platte des Kondensators derart gekoppelt ist, ist die Kapazität des Referenzkondensators im Vergleich zu seiner Kapazität mit der zweiten Platte auf schwebendem Potential stark erhöht und somit auch relativ zu der Kapazität an der Sensorelektrode stark erhöht. Diese Änderung der relativen Kapazität sollte dazu führen, dass der Sensor deaktiviert wird. Eine erfolgende Deaktivierung des Sensors zeigt an, dass der Sensor als Reaktion auf eine Berührung der Sensorelektrode oder in deren Nähe von der Sensorelektrode aktiviert werden sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht deaktiviert wird, zeigt dies an, dass der Sensor nicht ordnungsgemäß funktioniert.
5 zeigt eine Ausführungsform, die auf einen Sensor gerichtet ist, der eine einzelne Sensorelektrode aufweist und in einem Eigenkapazitäts-Betriebsmodus arbeitet. In der Ausführungsform von 5 definiert die erste leitfähige Schicht E1 einen Sensor mit einer einzelnen Sensorelektrode, und die zweite leitfähige Schicht E2 definiert eine der Erfassungsdiode korrespondierende Testanregungselektrode, die zumindest teilweise mit dieser wechselwirkt. In dieser Ausführungsform befindet sich die Testanregungselektrode normalerweise auf einem schwebenden Potential. Die Funktionsfähigkeit des Sensors kann wie folgt getestet werden.
Wenn der Sensor nicht aktiviert ist, kann die Testanregungselektrode mit einem Massepotential verbunden sein. Dies simuliert die Berührung oder Nähe eines Benutzers oder einer Flüssigkeit zu der Sensorelektrode, indem die Kapazität von der Sensorelektrode auf Masse abgesenkt wird. Ein erfolgendes Ansprechen des Sensors zeigt an, dass der Sensor wie beabsichtigt auf die Berührung der ersten Messelektrode oder deren Nähe reagieren sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht anspricht, deutet dies auf einen fehlerhaften Betrieb des Sensors hin.
Wenn der Sensor aktiviert ist, kann die Testanregungselektrode als angetriebene Abschirmung angeregt werden. Dies simuliert das Fehlen oder Entfernen einer Berührung oder Nähe eines Benutzers oder einer Flüssigkeit zu der Sensorelektrode durch Hinzufügen einer Kapazität dazu. Eine erfolgende Deaktivierung des Sensors zeigt an, dass der Sensor wie beabsichtigt auf das Entfernen einer Berührung oder der Nähe der Sensorelektrode reagieren sollte. Wenn der Sensor unter diesen Testbedingungen nicht deaktiviert wird, zeigt dies an, dass der Sensor nicht ordnungsgemäß funktioniert.
In der Ausführungsform von 5 könnte die Sensorelektrode auf der zweiten leitfähigen Schicht E2 angeordnet sein und die Testanregungselektrode könnte auf der ersten leitfähigen Schicht E1 angeordnet sein. In dieser Konfiguration kann die Testanregungselektrode geerdet werden, um die Betätigung des Sensors zu testen, sie kann jedoch nicht als angetriebene Abschirmung aktiviert werden, um die Deaktivierung des Sensors zu testen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/421913 [0001]
US 62/444925 [0001]
US 5594222 [0007]
US 6310611 [0007, 0010, 0011]
US 6320282 [0007]

Claims

Kapazitiver Sensor, umfassend: ein erstes dielektrisches Substrat mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; eine Sensorelektrodenstruktur mit einer ersten Sensorelektrode, die auf der ersten Seite des dielektrischen Substrats angeordnet ist; und eine Steuerung, die mit der ersten Sensorelektrode gekoppelt ist, wobei die Steuerung eingerichtet ist zum: selektiven Anregen der ersten Sensorelektrode, selektiven Erfassen einer Kapazität an der ersten Sensorelektrode und Ermitteln, ob der Sensor aktiviert oder deaktiviert ist, basierend auf der an der ersten Sensorelektrode erfassten Kapazität; selektiv eine Aktivierung des Sensors simulieren, wenn der Sensor nicht aktiviert ist; und selektiv eine Deaktivierung des Sensors simulieren, wenn der Sensor aktiviert ist oder wenn die Steuerung die Aktivierung des Sensors simuliert.
Sensor nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Testanregungselektrodenstruktur, die auf der zweiten Seite des ersten dielektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die Testanregungselektrodenstruktur eine erste Testanregungselektrode und eine zweite Testanregungselektrode umfasst; und wobei die kapazitive Sensorelektrodenstruktur ferner eine zweite Sensorelektrode umfasst, die auf der ersten Seite des ersten dielektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die erste Sensorelektrode die erste Testanregungselektrode mindestens teilweise überlagert und in Wechselwirkung mit dieser steht, und wobei die zweite Sensorelektrode die zweite Testanregungselektrode mindestens teilweise überlagert und in Wechselwirkung mit dieser steht; und die Steuerung ferner mit der zweiten Sensorelektrode und mit der ersten und der zweiten Testanregungselektrode gekoppelt ist; wobei die Steuerung weiter eingerichtet ist zum: selektiven Anregen einer oder beider der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode, selektiven Erfassen einer Kapazität an der ersten Sensorelektrode oder beiden der ersten Sensorelektrode und der zweiten Sensorelektrode, und Ermitteln, ob der Sensor aktiviert oder deaktiviert ist, basierend auf der an der ersten Sensorelektrode erfassten Kapazität; selektiv die Aktivierung des Sensors simulieren, wenn der Sensor nicht aktiviert ist, indem die erste Testanregungselektrode mit einem Massepotential gekoppelt wird und die zweite Testanregungselektrode auf einem schwebenden Potential gehalten wird; und selektiv die Deaktivierung des Sensors simulieren, wenn der Sensor aktiviert ist oder wenn die Steuerung die Aktivierung des Sensors simuliert, indem die erste Testanregungselektrode und die zweite Testanregungselektrode mit dem Massepotential verbunden werden.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Sensor als ordnungsgemäß aktivierend anzusehen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er nicht aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode aktiviert wird.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Sensor als nicht ordnungsgemäß aktivierend anzusehen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er nicht aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode nicht aktiviert wird.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Sensor als ordnungsgemäß deaktivierend anzusehen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode und der zweiten Testanregungselektrode deaktiviert wird.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Sensor als nicht ordnungsgemäß deaktivierend anzusehen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode und der zweiten Testanregungselektrode nicht deaktiviert wird.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Sensor als ordnungsgemäß arbeitend anzusehen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er nicht aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode aktiviert wird, und wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode und der zweiten Testanregungselektrode deaktiviert wird.
Sensor nach Anspruch 2, wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Sensor als ordnungsgemäß arbeitend anzusehen, wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er nicht aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode aktiviert wird, und wenn die Steuerung ermittelt, dass der Sensor, wenn er aktiviert ist, in Reaktion auf die Erdung der ersten Testanregungselektrode und der zweiten Testanregungselektrode deaktiviert wird.
Sensor nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Referenzkondensator in der Nähe der ersten Sensorelektrode, wobei der Referenzkondensator eine erste Platte und eine zweite Platte aufweist; und einen Schalter, der so betreibbar ist, dass er die zweite Platte des Referenzkondensators selektiv mit Masse, mit einem schwebenden Potential oder mit der Steuerung koppelt; wobei die Steuerung ferner mit dem kapazitiven Sensor und der ersten Platte des Referenzkondensators gekoppelt ist, und wobei die Steuerung weiter eingerichtet ist zum: selektiven Anregen der ersten Sensorelektrode, selektiven Erfassen einer Kapazität an der ersten Sensorelektrode und Erkennen, ob der Sensor aktiviert ist oder nicht, basierend auf der an der ersten Sensorelektrode erfassten Kapazität, wenn der Schalter konfiguriert ist, um die zweite Platte des Kondensators mit dem schwebenden Potenzial zu koppeln; selektives Anregen der ersten Platte des Referenzkondensators und selektives Erfassen der Kapazität an der ersten Platte des Referenzkondensators; selektives Anregen der zweiten Platte des Referenzkondensators als angesteuerte Abschirmung; Ansehen des Sensors als ordnungsgemäß aktivierend, wenn der Sensor, wenn er nicht aktiviert ist und wenn die Steuerung mit der zweiten Platte des Referenzkondensators gekoppelt ist und die zweite Platte des Referenzkondensators als angetriebene Abschirmung mit Energie versorgt, die Steuerung die Kapazität des Referenzkondensators als um einen ersten vorbestimmten Wert von der Kapazität des Referenzkondensators unterschiedlich ermittelt, wenn der Schalter dazu eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln; und Ansehen des Sensors als ordnungsgemäß deaktivierend, wenn der Sensor, wenn er aktiviert ist und wenn der Schalter so eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit Masse zu koppeln, die Steuerung die Kapazität des Referenzkondensators als um einen zweiten vorbestimmten Wert von der Kapazität des Referenzkondensators unterschiedlich ermittelt, wenn der Schalter dazu eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste vorbestimmte Wert niedriger als die Kapazität des Referenzkondensators ist, wenn der Schalter dazu eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln, und wobei der zweite vorbestimmte Wert größer als die Kapazität des Referenzkondensators ist, wenn der Schalter dazu eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln.
Sensor nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Testanregungselektrode, die auf der zweiten Seite des ersten dielektrischen Substrats angeordnet ist, wobei die Testanregungselektrode zumindest teilweise überlagert und mit der ersten Sensorelektrode in Wechselwirkung steht; und die Steuerung ferner mit der Testanregungselektrode gekoppelt ist; die Steuerung weiter eingerichtet ist zum: selektiven Anregen der ersten Sensorelektrode, selektiven Erfassen der Kapazität an der ersten Sensorelektrode und Ermitteln, ob der Sensor aktiviert oder deaktiviert ist, basierend auf der an der ersten Sensorelektrode erfassten Kapazität, wenn sich die Testanregungselektrode auf einem schwebenden Potential befindet, selektiv die Aktivierung des Sensors simulieren, wenn der Sensor nicht aktiviert ist, indem die Testanregungselektrode mit einem Massepotential gekoppelt wird; und selektiv die Deaktivierung des Sensors simulieren, wenn der Sensor aktiviert ist oder wenn die Steuerung die Aktivierung des Sensors simuliert, indem die erste Testanregungselektrode als angetriebene Abschirmung angeregt wird.
Kapazitiver Sensor, umfassend: ein erstes dielektrisches Substrat mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite; eine Sensorelektrodenstruktur mit einer Sensorelektrode, die auf der ersten Seite des dielektrischen Substrats angeordnet ist, und einer Anregungselektrode auf der zweiten Seite des dielektrischen Substrats, wobei die Anregungselektrode mindestens teilweise über der Sensorelektrode liegt und mit dieser in Wechselwirkung steht; einen Referenzkondensator in der Nähe der Sensorelektrode, wobei der Referenzkondensator eine erste Platte und eine zweite Platte aufweist; einen ersten Schalter, der so betreibbar ist, dass er die zweite Platte des Referenzkondensators wahlweise mit Masse oder mit einem schwebenden Potential koppelt; einen zweiten Schalter, der so betreibbar ist, dass er die Sensorelektrode selektiv mit Masse zu koppeln; und eine Steuerung, die mit der Sensorelektrode und der Anregungselektrode gekoppelt ist, wobei die Steuerung eingerichtet ist zum: Betreiben des Sensors durch selektives Anregen der Anregungselektrode, wobei der erste Schalter so konfiguriert ist, dass er die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential koppelt, und wobei der mit dem zweiten Schalter nicht so konfiguriert ist, dass er die Sensorelektrode mit Masse koppelt, selektiven Erfassen einer Kapazität an der Sensorelektrode und Ermitteln, ob der Sensor aktiviert oder deaktiviert ist, basierend auf der an der Sensorelektrode erfassten Kapazität; Betreiben des Referenzkondensators durch selektives Anregen der ersten Platte des Referenzkondensators und selektives Erfassen der Kapazität an der ersten Platte des Referenzkondensators; Ansehen des Sensors als ordnungsgemäß aktivierend, wenn der Sensor, wenn er nicht aktiviert ist und wenn der erste Schalte eingerichtet ist, die zweiten Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln, und der zweite Schalter eingerichtet ist, die Sensorelektrode mit Masse zu koppeln, die Steuerung die Kapazität des Referenzkondensators als um einen ersten vorbestimmten Wert von der Kapazität des Referenzkondensators unterschiedlich ermittelt, wenn der Schalter dazu eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln; und Ansehen des Sensors als ordnungsgemäß deaktivierend, wenn der Sensor, wenn er aktiviert ist und wenn der erste Schalter so eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit Masse zu koppeln und der zweite Schalter eingerichtet ist, die Sensorelektrode mit Masse zu koppeln, die Steuerung die Kapazität des Referenzkondensators als um einen zweiten vorbestimmten Wert von der Kapazität des Referenzkondensators unterschiedlich ermittelt, wenn der Schalter dazu eingerichtet ist, die zweite Platte des Referenzkondensators mit dem schwebenden Potential zu koppeln.