用于接近和触碰检测的电极装置、电路布置和方法制造方法及图纸

提供一种用于电容式传感器装置的电极装置和用于操作根据本发明专利技术的电极装置的电容式传感器装置的电路布置，其中所述电极装置包括具有至少一个发射电极和至少一个接收电极的第一电极结构，和具有至少一个场感测电极的第二电极结构，其中所述电极装置或所述电容式传感器装置可在第一操作模式和第二操作模式中操作。另外，提供一种用于通过根据本发明专利技术的传感器装置进行接近和/或触碰检测的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接近和触碰检测的电极装置、电路布置和方法
本专利技术涉及用于接近和触碰检测、尤其用于检测物件对电装置的接近或对电装置的触碰的电极装置。另外，本专利技术涉及用于操作根据本专利技术的电极装置的电路布置，以及用于通过根据本专利技术的电极装置或根据本专利技术的电路布置来进行接近和触碰检测的方法。
技术介绍
在现有技术中，电容式传感器装置是已知的，其可布置于(例如)手用设备上，以便检测手对手用设备的接近。通过电容式传感器装置的传感器电极的区域中的介电属性的变化，可得出(例如)手对传感器装置的接近。在这方面，不能在对手用设备的接近与对手用设备的触碰之间进行清楚地区分，这是不利的。另一缺点在于在手的触碰的检测发生之后，不能再可靠地检测到(例如)第二手对传感器装置的又一接近。
技术实现思路
专利技术目标本专利技术因此是基于提供解决方案的目标，所述解决方案允许检测(例如)手对手用设备的触碰且在手触碰手用设备之后可靠地检测(例如)第二手对手用设备的另一接近。根据本专利技术的解决方案此目标是根据本专利技术由根据独立权利要求的电极装置、电路布置以及方法达成。在相应附属权利要求中指示本专利技术的有利实施例和改善。因此，提供一种用于电容式传感器装置的电极装置，其包括-第一电极结构，其具有至少一个发射电极和至少一个接收电极，以及-第二电极结构，其具有至少一个场感测电极，其中-在第一操作模式中，可对所述至少一个发射电极供应第一交变电信号供应，且第一电信号可从所述至少一个接收电极分接，且，-在第二操作模式中，可对第一电极结构的至少一个电极供应交变电信号，且第二电信号可从至少一个场感测电极分接。当以下情况发生时是有利的-在第一操作模式中，在发射电极处发射的第一交变电场可耦合到接收电极和场感测电极，以及-在第二操作模式中，在发射电极处发射的第一交变电场和在接收电极处发射的第二交变电场可耦合到场感测电极。借此-在第一操作模式中，从接收电极分接的第一电信号，以及-在第二操作模式中，从场感测电极分接的第二电信号可指示物件对传感器装置的接近。第一电极结构和第二电极结构可与评估装置耦合，其中第一阈值可指派给第一操作模式，且其中评估装置适合于只要第一电信号超过第一阈值或降落到第一阈值以下就从第一操作模式改变为第二操作模式。信号超过第一阈值或降落到第一阈值以下(当例如手接近电极结构时)的事实实质上取决于电极结构是在所谓的发射模式还是在所谓的吸收模式中操作。在发射模式中，在手接近的情况下，超过阈值，因为手增加了电极之间的电容性耦合。在吸收模式中，在手接近的情况下，降落到阈值以下，因为电极之间的场线的部分通过手而偏离质量(接地)。第二阈值可指派给第二操作模式，评估装置适合于根据第一阈值选择第二阈值。也可根据第一电信号选择第二阈值。评估装置可适合于-只要第一电信号超过第一阈值或降落到第一阈值以下就提供第一检测信号，且-只要第二电信号超过第二阈值或降落到第二阈值以下就提供第二检测信号。第一电极结构另外可包含至少一个补偿电极。当以下情况发生时是有利的-在第一操作模式中，可对所述至少一个补偿电极供应第二交变电信号，以及-在第二操作模式中，可对第一电极结构的至少一个电极(EE、SE、KE)供应交变电信号。当以下情况发生时是进一步有利的-在第一操作模式中，在发射电极处发射的第一交变电场可耦合到接收电极，以及-在第二操作模式中，在发射电极处发射的第一交变电场和/或在接收电极处发射的第二交变电场和/或在补偿电极处发射的第三交变电场可耦合到所述至少一个场感测电极。第二交变电信号可以一方式选择，使得在第一操作模式中在补偿电极处发射的交变电场可实质上仅耦合到接收电极。补偿电极、接收电极和场感测电极可相对于彼此布置，以致在补偿电极处发射的交变电场可实质上仅耦合到接收电极。第二交变电信号可相对于第一交变电信号相移和/或其可具有比第一交变电信号小的振幅。第二交变电信号可与第一交变电信号同相。在第二操作模式中，可对所述至少一个补偿电极供应第四交变电信号。在第二操作模式中，可对所述至少一个接收电极供应第三交变电信号。在第二操作模式中，可对所述至少一个发射电极供应第一交变电信号，借此在第二操作模式中，第三交变电信号实质上与第一交变电信号同相。在第一操作模式和/或第二操作模式中，所述至少一个补偿电极可耦合到质量(接地或设备的质量)。还提供一种用于操作电极装置(尤其根据本专利技术的电极装置)的电容式传感器装置的电路布置，其包括-评估装置，其可与第一电极结构和第二电极结构耦合，以及-至少一个信号产生装置，其可与第一电极结构耦合，其中评估装置和信号产生装置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中-在第一操作模式中，从至少一个接收电极分接的第一电信号可馈送到评估装置且可由评估装置评估，信号产生装置产生第一交变电信号，其可供应到至少一个发射电极，-在第二操作模式中，信号产生装置产生交变电信号，其可至少供应到第一电极结构的一个电极，且第二电信号可馈送到评估装置的至少一个场感测电极且可由评估装置评估。在第一操作模式中，信号产生装置可产生第二交变电信号，其可供应到至少一个补偿电极，且借此在第二操作模式中，信号产生装置产生交变电信号，其可至少供应到第一电极结构的一个电极。第一阈值可指派给第一操作模式，其中评估装置和信号产生装置适合于只要第一电信号超过第一阈值或降落到第一阈值以下就从第一操作模式改变为第二操作模式，此又取决于使用发射模式或吸收模式的事实。第二阈值可指派给第二操作模式，其中评估装置适合于根据第一操作模式中的发射电极与接收电极之间的电容性耦合来选择第二阈值。评估装置可适合于根据补偿电极与接收电极之间的电容性耦合来选择第二阈值。评估装置可适合于-只要第一电信号超过第一阈值就提供第一检测信号，且-只要第二电信号超过第二阈值就提供第二检测信号。所述电路布置可进一步包含：移相器或反相器，其用于在第一操作模式中改变第二交变电信号的相位。另外，提供一种用于接近和接触检测的方法，其包括至少以下步骤：-在第一操作模式中-对至少一个发射电极供应第一交变电信号，以及-评估从至少一个接收电极分接的第一电信号，以及-在第二操作模式中-对第一电极结构的至少一个电极(发射电极或接收电极)供应交变电信号，以及-评估从至少场感测电极分接的第二电信号。所述方法可进一步包含：-在第一操作模式中，对至少一个补偿电极供应第二交变电信号，以及-在第二操作模式中，对第一电极结构的至少一个电极(发射电极或接收电极或补偿电极)供应交变电信号。在第二操作模式中，对第一电极结构的至少两个电极供应交变电信号。另外，提供一种用于通过传感器装置的接近和触碰检测的方法，传感器装置包括至少一个发射电极、一个接收电极和一个场感测电极，其中传感器装置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中-对发射电极供应第一交变电信号，以致在发射电极处发射第一交变电场，第一交变电场可耦合到接收电极和场感测电极，-在第一操作模式中，评估从接收电极分接的第一电信号，以及-在第二操作模式中-对接收电极供应第三交变电信号，以致在接收电极处发射第二交变电场，第二交变电场可耦合到场感测电极，且-评估从场感测电极分接的第二电信号。指示物件对传感器装置的触碰的第一阈值可指派给第一操作模式，其中只要第一电信号超过第一阈值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.25 DE 1020100129615;2010.09.08 DE 102010041.一种用于电容式传感器装置的电极装置，其包括第一电极结构，其具有至少一个发射电极和至少一个接收电极，以及第二电极结构，其具有至少一个场感测电极，其中在第一操作模式中，所述至少一个发射电极经配置以接收第一交变电信号，且第一电信号可从所述至少一个接收电极分接，且，在第二操作模式中，所述第一电极结构的所述至少一个发射电极以及所述至少一个接收电极经配置以接收交变电信号，且第二电信号可从所述至少一个场感测电极分接。2.根据权利要求1所述的电极装置，其中所述第一电极结构和所述第二电极结构可与评估装置耦合，借此第一阈值可指派给所述第一操作模式，且其中所述评估装置经配置以从所述第一操作模式改变为所述第二操作模式。3.根据权利要求2所述的电极装置，其中所述评估装置经配置以只要所述第一电信号超过所述第一阈值或降落到所述第一阈值以下就从所述第一操作模式改变为所述第二操作模式。4.根据权利要求3所述的电极装置，其中第二阈值可指派给所述第二操作模式，且其中所述评估装置经配置以根据所述第一阈值选择所述第二阈值。5.根据权利要求3所述的电极装置，其中第二阈值可指派给所述第二操作模式，且其中当在所述第一操作模式操作时，所述评估装置经配置以选择所述第一阈值。6.根据权利要求4所述的电极装置，其中所述评估装置经配置以只要所述第一电信号超过所述第一阈值或降落到所述第一阈值以下就提供第一检测信号，且只要所述第二电信号超过所述第二阈值或降落到所述第二阈值以下就提供第二检测信号。7.根据权利要求1所述的电极装置，其中所述第一电极结构另外包括至少一个补偿电极，其中所述至少一个补偿电极在所述第一操作模式和/或所述第二操作模式中耦合到质量。8.根据权利要求7所述的电极装置，其中在所述第一操作模式中，所述至少一个补偿电极经配置以接收第二交变电信号，且在所述第二操作模式中，所述第一电极结构的至少一个电极经配置以接收所述交变电信号。9.根据权利要求7所述的电极装置，其中在所述第一操作模式中，在所述发射电极处发射的第一交变电场可耦合到所述接收电极，且在所述第二操作模式中，在所述发射电极处发射的第一交变电场和/或在所述接收电极处发射的第二交变电场和/或在所述补偿电极处发射的第三交变电场可耦合到所述至少一个场感测电极。10.根据权利要求8所述的电极装置，其中所述第二交变电信号是以一方式选择，使得在所述第一操作模式中，在所述补偿电极处发射的交变电场可实质上仅耦合到所述接收电极。11.根据权利要求7所述的电极装置，其中所述补偿电极、所述接收电极和所述场感测电极相对于彼此以一方式布置，使得在所述补偿电极处发射的交变电场可实质上仅耦合到所述接收电极。12.根据权利要求8所述的电极装置，其中所述第二交变电信号相对于所述第一交变电信号有相位差和/或相对于所述第一交变电信号具有较低振幅。13.根据权利要求8所述的电极装置，其中所述第二交变电信号与所述第一交变电信号同相。14.根据权利要求7所述的电极装置，其中在所述第二操作模式中，所述至少一个补偿电极经配置以接收第四交变电信号。15.根据权利要求1所述的电极装置，其中在所述第二操作模式中，所述至少一个接收电极经配置以接收第三交变电信号。16.根据权利要求15所述的电极装置，其中在所述第二操作模式中，所述至少一个发射电极经配置以接收所述第一交变电信号，其中在所述第二操作模式中，所述第三交变电信号实质上与所述第一交变电信号同相。17.根据权利要求7所述的电极装置，其中所述至少一个补偿电极在所述第一操作模式和/或所述第二操作模式中耦合到质量。18.一种用于操作根据权利要求1所述的电极装置的电容式传感器装置的电路布置，其包括评估装置，其可与第一电极结构和第二电极结构耦合，以及至少一个信号产生装置，其可与所述第一电极结构耦合，其中所述评估装置和所述信号产生装置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中在所述第一操作模式中，从至少一个接收电极分接的第一电信号可被馈送到所述评估装置且可由所述评估装置评估，所述信号产生装置产生第一交变电信号，所述第一交变电信号可被供应于至少一个发射电极处，在所述第二操作模式中，所述信号产生装置产生交变电信号，所述交变电信号可至少被供应到所述第一电极结构的一个电极，且从至少一个场感测电极分接的第二电信号可被馈送...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·卡尔特纳，赖因哈德·翁特赖特迈尔，霍尔格·斯特芬斯，
申请(专利权)人：微晶片科技德国第二公司，
类型：
国别省市：