TW201320599A - 電容性感測器裝置及校準電容性感測器裝置的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於接近及/或接觸偵測之電容性感測器裝置，其包括至少一個產生器電極、至少一個量測電極及至少一個校準電極，其中該至少一個校準電極以一預定義距離配置於毗鄰於該至少一個量測電極處，其中該至少一個量測電極及該至少一個校準電極經指派給該產生器電極，其中可給該至少一個產生器電極加負載一產生器電壓且可給該至少一個校準電極加負載一校準電壓，且其中至少可使該至少一個校準電極在一第一操作模式及一第二操作模式中操作，其中-在該等操作模式中之每一者中，該校準電壓處於一接地電壓與該產生器電壓之間，且-在每一操作模式中，該校準電壓係不同的。本發明進一步提供一種用於校準一電容性感測器裝置之方法及一種包括根據本發明之一電容性感測器裝置之手持式裝置。

Description

電容性感測器裝置及校準電容性感測器裝置的方法
本發明係關於一種用於接近及/或接觸偵測之電容性感測器裝置及一種用於校準根據本發明之一電容性感測器裝置之方法。另外，本發明係關於一種手持式裝置，特定而言，一種手持式電裝置，其包括可使用根據本發明之方法校準之根據本發明之一電容性感測器裝置。
在應藉助於其偵測一接近及/或一接觸之電容性感測器裝置中，可能需要必須一次地或以預定義時間間隔校準該電容性感測器裝置。舉例而言，可能需要電容性感測器裝置之一校準以在改變之周圍條件中亦確保一高偵測準確度。
在電容性感測器裝置之校準中存在一問題：可能不能在每一任意時間點校準該感測器裝置，舉例而言，當物件接近電容性感測器裝置(亦即，接近該電容性感測器裝置之量測電極)時。配置於接近感測器裝置處之物件可負面地影響感測器系統之校準以使得最終錯誤地校準該感測器裝置。因此，可期望在於接近電容性感測器裝置處未配置有影響校準程序之物件之一時間點校準感測器裝置。
另外，可期望分別在一電容性感測器裝置之啟動之後及開啟電源之後直接校準該電容性感測器裝置以使得(舉例而言)可在一手持式電裝置之開啟電源之後直接使用提供於該手持式裝置中之一電容性感測器裝置。根據先前技 術，在手持式電裝置開啟電源之後或在電容性感測器裝置啟動之後在一預定義時間段(約一秒)內直接校準該電容性感測器裝置。為了能夠執行一有序校準，不允許使用者在此時間段期間觸摸該手持式裝置，此乃因此觸摸又將負面地影響校準。舉例而言，可經由一顯示裝置告知該手持式裝置之使用者：電容性感測器裝置處於一校準階段。然而，如此一來，並不能確保使用者在校準階段期間不操縱該手持式裝置。另外，若僅出於人體工學原因，則此一方法係不可接受的。
在先前技術中習知的用於校準一電容性感測器裝置之一其他可能性係：當該電容性感測器裝置之原始資料在一預定義時間段期間尚未改變或僅已改變極少(舉例而言，此乃因使用者已放下手持式電裝置)時執行校準。然而，關於此方法之一缺點係根本不能確保執行對感測器系統之一校準，此乃因並不確保該感測器裝置之原始資料在一預定義時間段期間不改變或僅改變極少。另外，以下情形係不利的：無論如何皆以一未校準之方式處理電容性感測器裝置之原始資料直至執行一校準之時間點，此可導致接近及/或接觸之錯誤偵測。
在自先前技術習知的一其他解決方案中，一手持式電裝置之使用者啟動校準行動。舉例而言，此啟動可藉助於致動為進行此操作而特定提供之一按鈕來執行。另一選擇係，亦可藉由執行預定義示意動作來啟動該校準行動，其中應提供亦可自感測器裝置之最初未校準之原始資料辨識 之此等示意動作。舉例而言，此等示意動作可係滑動示意動作或此前放置於手持式電裝置上之一手指之一快速移除。此方法具有以下缺點：由於校準係由使用者啟始，因此在一較長時間段期間並不校準感測器裝置，此乃因使用者可能已忘記啟始校準或並不知曉他/她必須執行一校準。一其他缺點係經提供用於感測器系統之啟動之示意動作之一執行可能導致一無意校準且不能確保(舉例而言)手指或手不負面地影響校準。
本發明之目標
本發明之目標係提供允許校準一電容性感測器裝置、特定而言提供於一手持式電裝置中之一電容性感測器裝置之解決方案，其中校準之一有利時間之判定不包括自先前技術習知的缺點，且其中當物件分別接近該電容性感測器裝置及接近量測電極時，則亦可校準該感測器裝置。
根據本發明之解決方案
根據本發明，藉助於根據獨立技術方案之一種用於接近及/或接觸偵測之電容性感測器裝置及一種用於校準一電容性感測器裝置之方法及一種手持式裝置來達到該目標。在各別附屬技術方案中給出本發明之有利實施例及進步。
根據此，提供一種用於接近及/或接觸偵測之電容性感測器裝置，其包括至少一個產生器電極、至少一個量測電極及至少一個校準電極，其中該至少一個校準電極以一預定義距離配置於毗鄰於該至少一個量測電極處，其中該至 少一個量測電極及該至少一個校準電極經指派給該產生器電極，其中可給該至少一個產生器電極加負載一產生器電壓且可給該至少一個校準電極加負載一校準電壓，且其中可使該至少一個校準電極至少在一第一操作模式及一第二操作模式中操作，其中 - 在該等操作模式中之每一者中，該校準電壓處於一接地電壓與該產生器電壓之間，且 - 在每一操作模式中，該校準電壓係不同的。
該電容性感測器裝置可進一步包括一評估裝置，該評估裝置至少可與該量測電極及該校準電極耦合且經設計以- 在該第一操作模式中給該校準電極加負載一第一校準電壓且偵測該量測電極與該感測器裝置之接地之間的一第一電容，及- 在該第二操作模式中給該校準電極加負載一第二校準電壓且偵測該量測電極與該感測器裝置之該接地之間的一第二電容。
較佳地，實質上按照該量測電極之形狀調適該校準電極之形狀。
該量測電極及該校準電極可配置在一印刷電路板上。較佳地，該印刷電路板包括在介於該量測電極與該校準電極之間的區域中之一斷流器。
一個校準電極可經指派給若干個量測電極。
該產生器電極可配置在該印刷電路板之下側處，且該至少一個量測電極及該至少一個校準電極可配置在該印刷電 路板之上側處。
本發明進一步提供一種用於校準一電容性感測器裝置之方法，其中該感測器裝置包括至少一個產生器電極、至少一個量測電極及至少一個校準電極，其中該至少一個量測電極及該至少一個校準電極以一預定義距離彼此毗鄰配置且經指派給該至少一個產生器電極，且其中- 給該至少一個產生器電極加負載一產生器電壓，- 在一第一操作模式中給該校準電極加負載一第一校準電壓且在該量測電極處分接一第一感測器信號，- 在一第二操作模式中給該校準電極加負載一第二校準電壓且在該量測電極處分接一第二感測器信號，- 判定該第一感測器信號與該第二感測器信號之間的一差，且- 當該差之絕對值大於一預定義臨限值時，執行對該電容性感測器裝置之該校準。
較佳地，該第一校準電壓經挑選而不同於該第二校準電壓。另外，較佳地，兩個校準電壓經挑選以使得其各自處於一量測電壓與該產生器電壓之間。
已證明，當實質上按照該量測電極之形狀調適該校準電極之形狀時係有利的。
該量測電極及該校準電極可配置在一印刷電路板上，其中該印刷電路板包括在介於該量測電極與該校準電極之間的區域中之一斷流器。
當該差之絕對值小於該預定義臨限值時，執行對該電容 性感測器裝置之一初步校準，其中自該第一感測器信號及該第二感測器信號分別導出及估計一物件距該量測電極之一距離，且藉助該估計之距離校準該電容性感測器裝置之感測器資料。
該第一感測器信號及該第二感測器信號各自可包括感測器原始資料。
另外，提供一種手持式裝置，特定而言，一種包括根據本發明之一電容性感測器裝置之手持式電裝置，其中可特定而言依據根據本發明之方法校準該電容性感測器裝置。
可在該手持式裝置處提供包括若干個量測電極之一電容性感測器裝置，其中至少給該等量測電極中之某些量測電極各自指派一專用校準電極，或其中給所有量測電極各自指派一單個校準電極。可在一單個校準步驟中校準所有該等量測電極。另一選擇係，可針對該等量測電極中之每一者執行一專用校準步驟或校準階段以便可獨立於彼此地校準所有量測電極。
舉例而言，該手持式電裝置可係一智慧電話、一行動無線電單元、一電腦滑鼠、一遠端控制件、一鍵盤、一數位相機、一行動迷你電腦、一平板PC或另一手持式電裝置。
由下文闡述與附圖一起得出本發明之其他細節及特性以及本發明之特定例示性實施例。
圖1a至圖1e各自展示根據本發明之一感測器裝置之一電極組態。
圖1a展示根據本發明之一感測器裝置之一電極組態，其包括一量測電極M及一校準電極K。校準電極K係配置於距量測電極M一預定義距離處且毗鄰於量測電極M。當將校準電極K放置成盡可能靠近於量測電極M時係有利的。然而，校準電極K與量測電極M之間的距離至少應足夠大以使得校準電極K不會太強地影響量測電極M。
校準電極K及量測電極M可與一評估裝置(此處未展示)耦合。該評估裝置經設計以使得可使校準電極K在至少兩種操作模式中操作。將以下闡述限於使校準電極K在一第一操作模式B1中及在一第二操作模式B2中操作之情形。然而，亦可使校準電極K在其他操作模式中操作。以一一致方式進行之以下闡述亦適用於其他操作模式。
該評估裝置經設計以給一產生器電極(此處未展示)加負載一產生器電壓UGEN並給校準電極K加負載一校準電壓UKAL。
在本發明之一實施例中，可在一印刷電路板之下側處配置一或多個產生器電極，且可在該印刷電路板之上側處配置量測電極及校準電極。給該產生器電極負載一產生器信號。舉例而言，該產生器信號可係約100 kHz之一經低通濾波方波信號。不同地設計的產生器信號亦係可行的，特定而言包括一不同頻率。在本發明之一有利實施例中，提供經設計具有一大表面積之一產生器電極。負載有該產生器信號之產生器電極之目的係圍繞該產生器電極建立一交變電場。
量測電極及量測電極分別以高電阻形式連接至該評估裝置。如此一來，該等量測電極對於該交變電場實際上係不可見的，然而，其仍能夠量測該交變電場之振幅。在一量測電極處量測之振幅實質上取決於一導電物件距該量測電極之距離，以使得可自在量測電極處量測之振幅導出距該物件之距離。
根據本發明，在第一操作模式B1中給校準電極K加負載一第一校準電壓UKAL1且在第二操作模式B2中給校準電極K加負載一第二校準電壓UKAL2。
一方面，校準電壓UKAL1、UKAL2經挑選以使得其在兩種操作模式中之每一者中處於電容性感測器裝置之一接地電壓UGND與電容性感測器裝置之產生器電壓UGEN之間。另一方面，在第一操作模式B1中之校準電壓UKAL1與在第二操作模式B2中之校準電壓UKAL2係不同的。舉例而言，在第一操作模式中第一校準電壓UKAL1可係0 V(UGND)，且在第二操作模式中第二校準電壓UKAL2可係產生器電壓UGEN。根據本發明，第一校準電壓UKAL1亦可分別不同於且大於電容性感測器裝置之接地電壓UGND。
第二校準電壓UKAL2亦可分別不同於且小於產生器電壓UGEN。根據本發明，第一校準電壓UKAL1及第二校準電壓UKAL2將經挑選以使得滿足以下條件：UKAL1=A×UGEN；UKAL2=B×UGEN，其中0A，B1且A≠B
在兩種以上操作模式之情形下，各別校準電壓將經挑選以使得滿足以下條件： 對於所有n{操作模式}，UKAL1≠UKAL2≠...≠UKALn。
代替根據本發明之產生器電壓UGEN，亦可使用包括一相似形式之另一電壓。
另外，舉例而言，在第一操作模式中校準電極K不連接至一電位(浮動導體)亦係可行的。
當電容性感測器裝置包括一個以上量測電極M時，則可給所有量測電極或僅數個量測電極各自指派一校準電極K且該校準電極K分別以一預定義距離放置於毗鄰於該等量測電極處。如此一來，可給該等校準電極各自加負載相同信號，亦即，該等校準電極可與一共用信號產生器耦合，該共用信號產生器提供校準電壓UKAL、UKAL1、UKAL2、...、UKALn。另外，在若干個量測電極上提供一單個校準電極K係可行的，該單個校準電極K由數個彼此連接之電極段組成，如(舉例而言)參考圖1e所示。
如已闡述，在產生器電極處及在校準電極K處各自發射一交變電場。藉助於與量測電極M及校準電極K耦合之評估裝置，分別偵測及量測量測電極M至電容性感測器裝置之接地之電容。在校準電極K處發射之交變電場修改在產生器電極處發射之交變電場之場分佈，其中在校準電極K處發射之交變電場對在產生器電極處發射之交變電場之場分佈之影響取決於校準電極K操作之操作模式。
在產生器電極處發射之交變電場之場分佈之修改有效地致使量測量測電極M至感測器之接地之電容之一變化。當無物件定位於接近電容性感測器裝置處及分別接近電容性 感測器裝置之量測電極及校準電極處時，可藉助於預期在自第一操作模式至第二操作模式之一轉變期間之電容變化或藉助於預期在第一操作模式及第二操作模式中之電容來校準該電容性感測器裝置。
當在第一操作模式中與在第二操作模式中之電容之差之絕對值超過一預定義臨限值時，可基於無物件接近該電容性感測器裝置之假設來行動。在此情形中，可執行對根據本發明之感測器裝置之一校準。
此外，在一物件接近電容性感測器裝置之電極之情形中，可執行對電容性感測器裝置之一校準(舉例而言，一初步或臨時校準)，如下文將更詳細地闡述。
隨之，現在可判定是否存在有利於對該感測器裝置之校準之一時間點，其中在時間點不利於一校準之情形中，執行對該感測器裝置之一初步校準或根本不執行校準。然而，在包括根據本發明之一電容性感測器裝置之一手持式裝置之開啟電源期間藉助於一初步或臨時校準或者藉助於當在接近感測器電極處不存在物件時執行之一校準來校準該感測器裝置係有利的。
以下情形對於電容性感測器裝置之一最佳操作係有利的，亦即，為了可靠地判定用於校準之時間點，一方面將校準電極K配置成靠近於量測電極M，且另一方面實質上按照量測電極M之形狀來調適校準電極之形狀。然而，校準電極K與量測電極M之間的距離應至少足夠大以使得校準電極K不會太強地影響量測電極M。舉例而言，針對一 小型緊湊量測電極，可提供靠近於該量測電極配置之一小型緊湊校準電極。另外，舉例而言，針對一細長量測電極，可提供一細長校準電極。
按照量測電極M之形狀對校準電極K之形狀之一調適具有以下優點：當藉助於根據本發明之方法來判定是否可執行對電容性感測器裝置之一校準時，在校準電極K處發射之交變電場對在產生器電極處發射之交變電場之場分佈之影響無論如何則最大化。
在圖1a中所示之電極之例示性實施例中，量測電極M以及校準電極K皆形成為圓形且實質上具有一相同電極表面。
圖1b展示一圓形量測電極M以及形成為環形段之兩個校準電極K1及K2。該等電極相對於彼此經配置以使得量測電極配置於形成為環形段之兩個校準電極K1與K2之間。校準電極K1、K2各自可藉助相同信號操作，亦即，在第一操作模式中，給兩個校準電極加負載一第一校準電壓UKAL1，且在第二操作模式中給其加負載一第二校準電壓UKAL2。
由於該等校準電極之相同實施例及該等校準電極之對稱配置，因此在第一操作模式中可僅給(舉例而言)校準電極K1加負載第一校準電壓UKAL1，且在第二操作模式中可僅給校準電極K2加負載第二校準電壓UKAL2。然而，為了確保一較佳功能，在每一情形中在兩種操作模式中給兩個校準電極加負載各別校準電壓係有利的。
圖1c展示根據本發明之一電容性感測器裝置之一電極配置之一其他實例。此處，量測電極M及校準電極K1各自形成為細長的，其中該校準電極不如量測電極M寬。然而，校準電極K亦可與量測電極M係相等寬度或可比量測電極M寬。
圖1d展示根據本發明之一電容性感測器裝置之一電極組態之一其他實例。此處，量測電極實質上形成為圓形的。校準電極K實質上形成為矩形的，其中兩個電極之表面積較佳地係相同的。
圖1e展示根據本發明之一電容性感測器裝置之一電極組態之一其他實例。在此實例中，該電極組態包括四個量測電極M1至M4及一個校準電極K。此處，校準電極K經形成以使得其至少部分地環繞四個量測電極M1至M4中之每一者。另一選擇係，校準電極K亦可經形成以使得其完全環繞四個量測電極M1至M4。
根據本發明，可針對每一個別量測電極M1至M4獨立於各別其他者而判定是否存在用於對電容性感測器裝置之校準之一適合時間點。在本發明之一實施例中，當對於所有四個量測電極M1至M4符合用於一校準之先決條件時，可校準電容性感測器裝置。在本發明之另一實施例中，每一個別量測電極可個別地且獨立於其他量測電極地予以校準，亦即，與各別量測電極相關聯之感測器原始信號係獨立於剩餘量測電極之感測器原始信號來予以校準。特定而言，當量測電極彼此寬廣間隔開且寬廣間隔開之量測電極 之周圍條件彼此不同時，此則係一優點。
校準方法及用於判定一校準時刻之方法：在下文中，更詳細地闡述用於校準一電容性感測器裝置及用於判定用於校準該電容性感測器裝置之一有利時間點之方法。
基於包括一量測電極M及一校準電極K之一電容性感測器裝置來闡述根據本發明之方法，其中亦可針對包括若干個量測電極及指派給該等量測電極之若干個校準電極之一電容性感測器裝置執行該方法。另外，基於針對校準電極之操作提供兩種操作模式之假設給出根據本發明之方法之以下闡述。
當然，當針對校準電極之操作提供兩種以上操作模式時，則亦可以一各別方式應用根據本發明之方法，如已參考圖1a所闡述。
舉例而言，如參考圖1a至圖1e所闡述，量測電極與校準電極係相對於彼此形成及配置。給產生器電極加負載一產生器電壓UGEN，其中產生器電壓UGEN在校準電極K之每一操作模式中保持相同。
在一第一步驟中，使校準電極K在一第一操作模式B1中操作。在第一操作模式B1中，給校準電極K1加負載一第一校準電壓UKAL1，且偵測量測電極M與感測器裝置之接地之間的一第一電容，其中偵測量測電極M之感測器原始資料。
隨後，在一第二步驟中，使校準電極K操作自第一操作 模式B1切換成一第二操作模式B2。在第二操作模式B2中，給校準電極K加負載不同於第一操作模式B1之第一校準電壓UKAL1之一第二校準電壓UKAL2。此處，諸如參考圖1a所闡述而挑選第一校準電壓UKAL1及第二校準電壓UKAL2。在第二步驟中，亦即，在校準電極在第二操作模式B2中之操作期間，偵測量測電極M與感測器裝置之接地之間的一第二電容，其中再次偵測量測電極M之感測器原始資料。
圖2展示量測電極M在第一操作模式及第二操作模式中偵測之感測器原始資料之時間進程。上部曲線展示已在第一操作模式中偵測之經偵測感測器原始資料。下部曲線展示已在第二操作模式中偵測之感測器原始資料。在此處所示之實例中，在量測期間已將一物件距量測電極M之距離自約5 cm按步長減小至0.5 cm，其中步長之大小係約0.5 cm。如自圖2可見，在自第一操作模式切換成第二操作模式期間，校準電極對感測器原始信號之影響隨著物件距量測電極之距離之減少而減小，亦即，在第一操作模式中之感測器原始信號與在第二操作模式中之感測器原始信號之差隨著物件距量測電極之距離之減少而逐漸減小。
在根據本發明之方法之一其他步驟中，判定在先前步驟中量測之感測器原始資料之差。
圖3中展示在第一操作模式與第二操作模式中之感測器原始資料之間的差，其中曲線展示物件距量測電極M之距離之相依性之差。顯而易見，該第一操作模式之感測器原 始資料與該第二操作模式之感測器原始資料之間的差之絕對值隨著該物件距量測電極M之距離之增加而分別增加且變得更大。自圖3中亦顯而易見，可針對物件距量測電極之距離0 cm至約3 cm得出關於該物件距該量測電極之距離之一結論，而在該物件距該量測電極之距離大於3 cm之情形下，該差實際上保持相同。
當差D之絕對值大於一預定義臨限值X時，基於存在用於對電容性感測器裝置之校準之一有利時間點之假設行動，此乃因分別地無物件接近量測電極且在接近量測電極處不存在物件。在此情形中，可分別啟始及執行對該電容性感測器裝置之校準。
實驗已展示，不存在差D對物件之大小之值得注意的相依性。然而，當萬一存在此相依性時，決策一物件是否接近量測電極仍然係可行的，以便在此情形中分別可保持不進行及可省略對電容性感測器裝置之一校準。
如圖3中所示，在其絕對值小於臨限值X之一差D之情形下，不執行對電容性感測器裝置之校準。然而，可使用此資訊(亦即，該差之絕對值何時小於預定義臨限值X)來執行對該感測器裝置之一初步或臨時校準。特定而言，當在包括根據本發明之一電容性感測器裝置之一手持式裝置之開啟電源時，一物件已接近一量測電極，然而在該手持式裝置之開啟電源時應執行對該電容性感測器裝置之一校準以便避免彼情形直至可如上所述執行校準之一有利時間點來處理未校準之感測器原始信號時，此則係有利的。以此 方式，確保了在例如一手持式裝置之整個操作期間，根據本發明之電容性感測器裝置得到校準。
可在預定義時間點或以一循環方式執行根據本發明之方法之上述步驟以便(若適用)可按照改變之周圍條件調適對電容性感測器裝置之校準。
為達成對感測器原始資料之一各別初步或臨時校準，自差D估計距物件之距離A，且計算對應於該距離之經校準感測器原始資料並將其用於該校準，亦即，用於該初步校準，其中自當前感測器原始資料減去經校準感測器原始資料。
圖4a及圖4b各自展示一電極組態，其中電極係配置在一印刷電路板PCB上。
藉由校準電極K與量測電極M之間的電容來實質上識別關於在校準電極K自第一操作模式切換成第二操作模式時量測電極M之感測器原始資料改變之量。在許多情形中，電極M、K經實施為PCB上之銅表面。依據用於該印刷電路板之材料，印刷電路板PCB之尺寸可強烈地取決於溫度變化而變化。因此，依據電極設計之實施例，自校準電極K至量測電極M之電容亦可服從一相當強烈的溫度相依性。
為了分別最小化及實質上消除校準電極至量測電極之電容之溫度相依性以便獨立於周圍條件確保一物件與量測電極M之間的距離之一較佳不變之估計，可將介於量測電極M與校準電極K之間的該印刷電路板PCB之一部分磨去以 便在量測電極M與校準電極K之間形成一開口且該印刷電路板之材料實質上不位於該等電極之間。
圖4a展示圖1a中所示之電極配置，其中在兩個電極M與K之間提供實質上設計成一細長形式之一斷流器CO。
圖4b展示在一印刷電路板PCB上之圖1d中所示之電極配置，其中同樣在兩個電極M、K之間提供一實質上細長之斷流器CO。
根據本發明之電容性感測器裝置及根據本發明用於校準電容性感測器裝置之方法分別提供用於一決策之一經改良基礎以便判定是否可執行對該電容性感測器裝置之一校準。另外，舉例而言，當用於一校準之條件不利時(例如當一物件靠近或非常靠近於量測電極M時，則係此情形)，可分別執行對電容性感測器裝置之一臨時及初步(近似)校準。總而言之，以此方式，在啟動電容性感測器裝置之後已立即校準該感測器裝置係可行的，此獨立於一物件是否接近量測電極。因此，在操作之完整持續時間期間分別校準及可校準電容性感測器裝置。以此方式，有效地避免了其中將感測器原始資料以一未校準方式饋送至一其他處理之時間段，以使得可在電容性感測器裝置之操作之完整持續時間期間分別確保對一接近及一接觸之一不變且正確之偵測。
A‧‧‧一物件距一量測電極之距離
CO‧‧‧印刷電路板之斷流器(Cut-Out)
D‧‧‧在第一操作模式與第二操作模式之間的感測器原始資料之差
B1、B2‧‧‧校準電極及感測器裝置之操作模式
K、K1、K2‧‧‧校準電極
M、M1-M4‧‧‧量測電極
PCB‧‧‧印刷電路板
UGEN‧‧‧供應至一產生器電極之產生器電壓
UKAL、UKAL1、UKAL2‧‧‧供應至校準電極之校準電壓
X‧‧‧臨限值
圖1a至圖1e展示根據本發明之一電容性感測器裝置之一電極組態之不同實施例，其中該等電極組態各自包括至少 一個量測電極及至少一個校準電極；圖2展示一電容性感測器裝置分別在該電容性感測器裝置及校準電極之一第一操作模式期間以及在一第二操作模式期間隨時間之原始信號；圖3展示圖2中所示之原始信號相依於一物件距量測電極之距離之差；及圖4a、圖4b分別展示在一印刷電路板以及該印刷電路板之一較佳實施例上之量測及校準電極之一配置之例示性實施例。
CO‧‧‧印刷電路板之斷流器(Cut-Out)
K‧‧‧校準電極
M‧‧‧量測電極
PCB‧‧‧印刷電路板

Claims (13)

  1. 一種用於接近及/或接觸偵測之電容性感測器裝置，其包括至少一個產生器電極、至少一個量測電極(M)及至少一個校準電極(K)，其中該至少一個校準電極(K)以一預定義距離配置於毗鄰於該至少一個量測電極(M)處，其中該至少一個量測電極(M)及該至少一個校準電極(K)經指派給該產生器電極，其中可給該至少一個產生器電極加負載一產生器電壓(UGEN)且可給該至少一個校準電極(K)加負載一校準電壓(UKAL)，且其中可使該至少一個校準電極(K)至少在一第一操作模式(B1)及一第二操作模式(B2)中操作，其中在該等操作模式中之每一者(B1、B2)中，該校準電壓(UKAL)處於一接地電壓(UGND)與該產生器電壓(UGEN)之間，且在每一操作模式(B1、B2)中，該校準電壓(UKAL)係不同的。
  2. 如請求項1之電容性感測器裝置，其包括一評估裝置，該評估裝置至少可與該量測電極(M)及該校準電極(K)耦合且經設計以在該第一操作模式(B1)中給該校準電極(K)加負載一第一校準電壓(UKAL1)且偵測該量測電極(M)與該感測器裝置之接地之間的一第一電容，及在該第二操作模式(B2)中給該校準電極(K)加負載一第二校準電壓(UKAL2)且偵測該量測電極(M)與該感測器裝 置之該接地之間的一第二電容。
  3. 如前述請求項中任一項之電容性感測器裝置，其中實質上按照該量測電極(M)之形狀調適該校準電極(K)之形狀。
  4. 如前述請求項中任一項之電容性感測器裝置，其中該量測電極(M)及該校準電極(K)配置於一印刷電路板(PCB)上，且其中該印刷電路板(PCB)包括在介於該量測電極(M)與該校準電極(K)之間的區域中之一斷流器(CO)。
  5. 如前述請求項中任一項之電容性感測器裝置，其中一個校準電極(K)經指派給若干個量測電極(M)。
  6. 如前述請求項中任一項之電容性感測器裝置，其中該產生器電極配置於該印刷電路板之下側處，且該至少一個量測電極(M)及該至少一個校準電極(K)配置於該印刷電路板之上側處。
  7. 一種用於校準一電容性感測器裝置之方法，其中該感測器裝置包括至少一個產生器電極、至少一個量測電極(M)及至少一個校準電極(K)，其中該至少一個量測電極(M)及該至少一個校準電極(K)以一預定義距離彼此毗鄰配置且經指派給該至少一個產生器電極，且其中給該至少一個產生器電極加負載一產生器電壓(UGEN)，在一第一操作模式(B1)中給該校準電極(K)加負載一第一校準電壓(UKAL1)且在該量測電極(M)處分接一第一感測器信號， 在一第二操作模式(B2)中給該校準電極(K)加負載一第二校準電壓(UKAL2)且在該量測電極(M)處分接一第二感測器信號，判定該第一感測器信號與該第二感測器信號之間的一差(D)，且當該差(D)之絕對值大於一預定義臨限值(X)時，執行對該電容性感測器裝置之該校準。
  8. 如請求項7之方法，其中該第一校準電壓(UKAL1)經挑選而不同於該第二校準電壓(UKAL2)，且兩個校準電壓(UKAL1、UKAL2)經挑選以使得其各自處於一接地電壓(UGND)與該產生器電壓(UGEN)之間。
  9. 如請求項7或8之方法，其中實質上按照該量測電極(M)之形狀調適該校準電極(K)之形狀。
  10. 如請求項7至9中任一項之方法，其中該量測電極(M)及該校準電極(K)配置於一印刷電路板(PCB)上，其中該印刷電路板(PCB)包括在介於該量測電極(M)與該校準電極(K)之間的區域中之一斷流器(CO)。
  11. 如請求項7至10中任一項之方法，其中當該差(D)之絕對值小於該預定義臨限值(X)時，執行對該電容性感測器裝置之一初步校準，其中自該第一感測器信號及該第二感測器信號分別導出及估計一物件距該量測電極(M)之一距離(A)，且藉助該估計之距離校準該電容性感測器裝置之感測器資料。
  12. 如請求項7至11中任一項之方法，其中該第一感測器信 號及該第二感測器信號各自包括感測器原始資料。
  13. 一種包括特定而言如請求項1至6中任一項之電容性感測器裝置之手持式裝置，其中可特定而言根據請求項7至12中之任一項來校準該電容性感測器裝置。
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