电容式感测系统中目标对象耦合到馈入线路的补偿技术方案

本发明专利技术揭示一种输入装置，其具有经配置用于电容式感测的一或多个电极、电子电路、连接所述一或多个电极与所述电子电路的一或多个导电馈入线路，其中所述装置经配置以根据来自另一电极的至少一个其它信号而增加或减小经由关联馈入线路从所述电极中的至少一者接收的信号。

Compensation of the coupling of a target object to a feed in line in a capacitive sensing system

The invention discloses an input device, which is configured for capacitive sensing one or a plurality of electrodes, electronic circuit, connected to the one or more electrodes and the electronic circuit of one or a plurality of conductive feed line, wherein the device is configured to according to the signal from another electrode at least a signal that increase or decrease by the association line from the electrode feed in at least one of the received.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请案本申请案主张2014年6月26日申请的共同拥有的美国临时专利申请案第62/017,671号的优先权；所述案出于所有目的而以引用的方式并入本文中。
本专利技术涉及电容式感测系统及操作此系统的方法，特定地说，涉及所述电容式感测系统中目标对象电容耦合到馈入线路的补偿。
技术介绍
集成电路(又称为由Applicant所制造的MGC3130)是高度灵敏电容式感测技术，其灵敏度显露在本专利技术中所解决的问题。关于技术的各种应用笔记可在Applicant的网站上下载，例如，由MicrochipTechnology公司2013年发表的应用笔记“MGC3130-SabrewingSingle-ZoneEvaluationKitUser'sGuide”以引用的方式并入本文中。此集成电路与各种电极耦合，用于产生交流电场，例如使用馈送到发射电极的100kHz方波信号。使用多个接收电极来感测所产生的电场中的失真，且处理所接收的信号以计算对象(例如进入检测场的手指或手)的三维位置。集成电路与电极之间的馈入线路可在此系统中引起非想要的额外电容耦合。其它基于电容式感测系统(例如一维(例如按钮)或二维(例如触摸板)感测系统)可面临类似问题。
技术实现思路
因此，在电容式传感器系统中，需要一种对所感测的信号的改进解耦或评估。根据一实施例，一种输入装置可包括经配置用于电容式感测的一或多个电极、电子电路、连接所述电极与所述电子电路的一或多个导电馈入线路，其中所述装置经配置以根据来自另一电极的至少一个其它信号而增加或减小经由关联馈入线路从电极中的至少一者接收的信号。根据又一实施例，关联馈入线路可经绕线成至少部分与另一电极平行。根据又一实施例，所述关联馈入线路可经绕线于另一电极附近。根据又一实施例，输入装置可进一步包括经连接到电子电路的一或多个额外馈入线路，所述馈入线路不与任何电极连接，其中通过所述一或多个额外馈入线路产生至少一个其它信号，其中所述一或多个额外馈入线路各自操作为电极。根据又一实施例，额外馈入线路可经布置于另一馈入线路附近。根据又一实施例，额外馈入线路可至少部分与另一馈入线路平行延伸。根据又一实施例，额外馈入线路可经布置于另一电极附近。根据又一实施例，输入装置可包括模拟电路，以接收、放大及过滤信号。根据又一实施例，所述输入装置可包括数字电路以处理所接收的信号。根据又一实施例，电子电路可包括处理器，所述处理器经配置以计算三维检测空间内的对象的位置，或从所接收的传感器信号检测所述对象的运动模式或示意动作。根据又一实施例，电极可被分成多个片段，且馈入线路经绕线于至少两个电极片段之间，其中所述电极片段是经由连接线路电连接。根据又一实施例，可通过接收自所述多个片段电极的以补偿因子倍增的信号来校正来自与经绕线于至少两个电极片段之间的馈入线路连接的电极的信号。根据另一实施例，一种用于补偿在电容式传感器系统(包括经由一或多个导电馈入线路与电子电路耦合的一或多个电极)中寄生电容耦合作用的方法可包括：根据来自另一电极的至少一个其它信号，而增加或减小经由关联馈入线路从电极中的至少一者接收的信号的步骤。根据又一实施例，所述方法可进一步包括绕线关联馈入线路与另一电极平行。根据又一实施例，所述方法可进一步包括绕线关联馈入线路在另一电极附近。根据又一实施例，所述方法可进一步包括布置经连接到电子电路的一或多个额外馈入线路，所述馈入线路不与任何电极连接，其中通过所述一或多个额外馈入线路产生至少一个其它信号，其中所述一或多个额外馈入线路各自操作为电极。根据所述方法的又一实施例，额外馈入线路可经布置在另一馈入线路附近。根据所述方法的又一实施例，额外馈入线路可经布置在另一电极附近。根据所述方法的又一实施例，额外馈入线路可至少部分与另一馈入线路平行延伸。根据又一实施例，所述方法可进一步包括通过模拟电路来增加或减小信号的步骤。根据又一实施例，所述方法可进一步包括通过数字电路来增加或减小信号的步骤。根据又一实施例，所述方法可进一步包括从所接收的传感器信号计算三维检测空间内的对象的位置。根据又一实施例，所述方法可进一步包括将电极分成多个片段，且将馈入线路绕线在至少两个电极片段之间，其中所述电极片段是经由连接线路电连接。根据又一实施例，所述方法可进一步包括通过接收自多个片段电极的以补偿因子倍增的信号校正来自电极的信号，所述电极与馈入线路连接且绕线于至少两个电极片段之间。附图说明图1：电极S是与馈入线路FS连接，所述馈入线路FS绕线在电极W外。图2：电极S是与馈入线路FS连接，所述馈入线路FS绕线在电极W内。图3：对象F位于近电极S与W处，具有相应的耦合CFS与CFW。图4：对象F位于电极W上方与馈入线路FS上方，具有耦合CFW及寄生耦合CFFS。图5：对象F位于系统中间，其与具有相应的耦合CFN、CFS及CFW的电极N、S及W相互作用。图6：对象F位于馈入线路FN、FS及FW上方，具有相应的寄生耦合CFFN、CFFS及CFFW。图7：不连接到电极的额外馈入线路FD与其它馈入线路FN、FS、FW及FE平行。图8：对象F位于系统中间，其与具有相应的耦合CFN、CFS及CFW的电极N、S及W相互作用，而不直接与馈入线路FD相互作用。图9：对象F位于具有相应的寄生耦合CFFN、CFFS、CFFW及CFFD的馈入线路FN、FS、FW及FD上方。图10：虚拟馈入线路随同南馈入线路一起延伸。图11：电极W被分为W1与W2两者，且馈入线路FN绕线在W1与W2之间。同样地，馈入线路FE通过于被分为两个区域S1与S2的电极S之间。馈入线路FS1与FS2在焊垫BP上结合，FW1与FW2同样如此。图12：其中使用更多焊垫且在柔性PCB上的通孔FV用来连结FW1与FW2以及FS1与FS2的实例。图13：具有两个虚拟线路的PCB的俯视图。图14：展示与电容电极连接的馈入线路的寄生电容耦合。图15：展示实例，其中馈入线路绕线在接收电极下方。图16：展示用于相加或减去信号的电路的实例。图17：展示具有虚拟线路的电极设置的实例。具体实施方式使用电容式感测的人机接口装置(HID)包括传感器电极，所述传感器电极常常形成于导电材料层(例如，铜条)中。此类电极是使用导电材料制成(可能相同)的所谓的馈入线路来电连接到检测单元。所述检测单元的测量值尤其取决于传感器电极附近的目标对象(手指/手)的位置，其影响电极与目标之间的电容耦合，产生目标测量信号。在下文中，示范性检测系统是基于-技术。然而，各种实施例并不限制于此系统，而可改进其它基于电容检测系统的性能。问题是，当不有效地屏蔽馈入线路使之免受目标对象影响时，所述馈入线路常常照样被影响。运用具有少数层的构造(实例：单一层PCB或ITO玻璃)的屏蔽并不总是实用的。接着，目标对象影响测量值，甚至当所述目标对象位于其不应影响测量值的位置时。评估测量数据的信号处理算法通常假定系统模型，其中传感器的测量取决于目标相对于传感器电极的位置(但不在馈入线路上)，出于简单与因此系统的稳健性的缘故。假设馈入线路未屏蔽，此类假定接着可变得错误，引起系统的性能降低。图14展示在手指与电极之间由对象(例如，手指)引起的典型的电容耦合，以及在手指与馈入线路之间的非所需的电容耦合，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输入装置，其包括经配置用于电容式感测的一或多个电极、电子电路、连接所述电极与所述电子电路的一或多个导电馈入线路，其中所述装置经配置以根据来自另一电极的至少一个其它信号而增加或减小经由关联馈入线路从所述电极中的至少一者接收的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 US 62/017,6711.一种输入装置，其包括经配置用于电容式感测的一或多个电极、电子电路、连接所述电极与所述电子电路的一或多个导电馈入线路，其中所述装置经配置以根据来自另一电极的至少一个其它信号而增加或减小经由关联馈入线路从所述电极中的至少一者接收的信号。2.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述关联馈入线路经绕线成至少部分与所述另一电极平行。3.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述关联馈入线路经绕线在所述另一电极附近。4.根据权利要求1所述的输入装置，其进一步包括经连接到所述电子电路的一或多个额外馈入线路，所述额外馈入线路不与任何电极连接，其中通过所述一或多个额外馈入线路来产生所述至少一个其它信号，其中所述一或多个额外馈入线路各自操作为电极。5.根据权利要求4所述的输入装置，其中额外馈入线路经布置在另一馈入线路附近。6.根据权利要求5所述的输入装置，其中额外馈入线路至少部分与所述另一馈入线路平行延伸。7.根据权利要求4所述的输入装置，其中额外馈入线路经布置在另一电极附近。8.根据权利要求1所述的输入装置，其包括模拟电路以增加或减小所述信号。9.根据权利要求1所述的输入装置，其包括数字电路以增加或减小所述信号。10.根据权利要求1所述的输入装置，其中所述电子电路包括处理器，所述处理器经配置以计算三维检测空间内的对象的位置，或从所接收的传感器信号检测所述对象的运动模式或示意动作。11.根据权利要求1所述的输入装置，其中电极被分成多个片段，且馈入线路经绕线在至少两个电极片段之间，其中所述电极片段是经由连接线路电连接。12.根据权利要求11所述的输入装置，其中通过将接收自所述多个片段电极的信号乘以补偿因子来校正来自与经绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：利昂内尔·波特曼，阿克塞尔·海姆，安德烈亚斯·多夫纳，克劳斯·卡尔特纳，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US