接近或接触式传感器制造技术

一种用于感测对象的接近或接触的传感器，包括：感测区域；振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号；选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号；控制器，用于控制该振荡周期或该选通持续时间；以及处理器，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N。该数目N表示该对象对该感测区域的接触或接近。通过为该振荡周期或选通持续时间确定最佳值以便期望在该选通持续时间期间的最佳数目N来校正该传感器。

【技术实现步骤摘要】
接近或接触式传感器
本专利技术涉及一种传感器，用于感测例如像手指的对象的接近或接触，以及涉及一种校准接近或接触式传感器的方法。
技术介绍
一种接近或接触式传感器可以通过检测由接触或接近对象导致传感器的感测电容器的电容变化来执行功能。这种电容的变化可以通过检测具有那种感测电容器的振荡器电路生成的振荡器信号的频率变化进而被检测。这样一种振荡器电路可以包括，例如，一种电阻-电容式(RC)振荡器电路其中该振荡频率随着感测电容器的电容增加而减少。多通道电容接近或接触式传感器可以包括多个感测电容器，其空间上分布在该传感器上。为了实现简单而且较低的成本，每种多个感测电容器的电容变化可以由相同的处理器来检测。该处理器可以连续地与每个感测电容器耦合一段短暂的时间周期来检测该接触或接近。尽管它花费较低，多通道传感器中采用的一个单独的处理器可能需要每个感测电容器具有相同或相似的静态或寄生电容(非接触式电容)。另外这种不同的感测电容器会引起振荡频率的大变化，它们中的一些对处理器而言会太低或太高而不能精确地确定振荡频率中任何相关的变化。至少由于这些原因，多通道传感器在利用不同电容的感测电容器上会具有较小的灵活性。这种灵活性的缺陷意味着不同的感测电容器不可以是不同的尺寸或者形状或非常不一样。这种灵活性的缺陷还可以使得改善多通道传感器的空间分辨率或精确度变得困难。附图说明本专利技术的优选实施例的下列详细描述将在结合附图来阅读时会变得更好理解。本专利技术通过示例的方式来阐释并且并不限定于该附图，其中相似的标记表示相似的元件。可以理解的是图形不是按照一定比例绘图并且是为了方便理解本专利技术而被简化的。图1是根据本专利技术的第一方面的传感器实施例的示意图；图2是根据本专利技术一实施例中的振荡器电路的实例的示意图；图3是根据本专利技术的第二方面的传感器的第一实施例的示意图；图4A是当该传感器没有被接触时该传感器的第一实施例的信号时序图；图4B是当该传感器被接触时该传感器的第一实施例的信号时序图；图4C是当该传感器被接触时根据本专利技术的第二方面的该传感器的第二实施例的信号时序图；图5是根据本专利技术的第二方面的该传感器的第三实施例的示意图；图6是该传感器的第三实施例的信号时序图；图7A是该传感器的第一实施例的校准方法的流程图；以及图7B是该传感器的第二实施例的校准方法的流程图。具体实施方式本专利技术的该电容式接近或接触式传感器可以基于感测电容器的静态或寄生电容来配置。尽管下面的描述大部分都有关接触式传感器，技术人员可以理解类似的原理可以应用到接近式传感器。根据本专利技术的第一方面，提供一种传感器，用于感测对象的接近或接触。该传感器包括：感测区域；振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号；选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号；控制器，用于控制该振荡周期和/或选通持续时间；以及处理模块，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该感测区域。根据本专利技术的第二方面，提供一种感测组件用于感测对象的接触或接近。该感测组件包括：多个感测区域；振荡信号发生器，用于生成一系列振荡信号，每个振荡信号具有关联于各自的感测区域的振荡周期；选通信号发生器，用于生成一系列选通信号；每个选通信号具有关联于各自的一感测区域的选通持续时间；控制器，用于控制关联于每个感测区域的该振荡周期和/或该选通持续时间；以及处理模块，用于为每个感测区域确定关联于该各自的感测区域在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该各自的感测区域。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于校准感测对象的接触或接近的感测组件的方法，该感测组件包括：多个感测区域；振荡信号发生器，用于生成一系列振荡信号，每个振荡信号具有关联于各自的感测区域的振荡周期；选通信号发生器，用于生成一系列选通信号，每个选通信号具有关联于各自的感测区域的选通持续时间；控制器，用于控制关联于每个感测区域的该选通持续时间；以及处理模块，用于为每个感测区域确定关联于该各自的感测区域的在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该各自的感测区域，该校准方法包括以下步骤，对于每个感测区域：生成具有测试选通持续时间的测试选通信号；获得在该测试选通持续时间期间的振荡周期的相应测试数目；基于该测试选通持续时间以及该振荡周期的相应测试数目来确定表示选通持续时间最佳值的值，在该选通持续时间最佳值期间预期振荡周期的最佳数目；以及存储表示该选通持续时间最佳值的值。根据本专利技术的第四方面，提供一种用于校准感测对象的接触或接近的感测组件的方法，该感测组件包括：多个感测区域；振荡信号发生器，用于生成一系列振荡信号，每个振荡信号具有关联于各自的感测区域的振荡周期；选通信号发生器，用于生成一系列选通信号，每个选通信号具有关联于各自的感测区域的选通持续时间；控制器，用于控制关联于每个感测区域的该振荡周期；以及处理模块，用于为每个感测区域确定关联于该各自的感测区域在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触于或接近该各自的感测区域，该校准方法包括以下步骤，对于每个感测区域：生成具有测试振荡周期的测试振荡信号；获得在该选通持续时间期间的振荡周期的相应测试数目；基于该测试振荡周期以及该振荡周期的相应测试数目来确定表示该振荡周期的最佳值的值，使得在该选通持续时间期间预期振荡周期的最佳数目；以及存储表示该振荡周期的最佳值的值。根据本专利技术的第五方面，提供一种通过具有感测区域的传感器的方式来感测对象的接近或接触的方法，该方法包括：生成具有振荡周期的振荡信号；生成具有选通持续时间的选通信号；控制该振荡周期和/或该选通持续时间；以及确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象接触或接近该感测区域。本专利技术可以提供一种单通道传感器，其具有单个感测区域。本专利技术还可以提供一种多通道传感器或感测组件，其具有多个感测区域，如下面将进一步描述的。参考图1，传感器1具有：触感区域10，用于感测对象，例如手指；振荡信号发生器20，用于在振荡周期TOSC产生振荡信号21；选通信号发生器30，用于生成具有选通持续时间Tgate的选通信号31；以及处理模块40，用于确定在选通持续时间期间的该振荡信号的振荡循环或周期的数目N。因此该数目N等于，或至少接近等于，比值Tgate/TOSC。相对于比值Tgate/TOSC的自然连续值而言该近似值可以是N的自然离散的结果。如下面要讨论的，数目N表示对象接触或接近到该感测区域10。在一个实施例中，该振荡信号发生器20和该选通信号发生器30都可以包括振荡器电路25，如图2所示，每个具有各自的内部电容器Cint。该振荡信号21以及该选通信号31的振荡标记图(oscillatorysignature)的范围可随时间而介于峰值电压Vp和最小电压Vm之间，并且是该各自的内部电容器Cint的充电和/或放电循环的特征。振荡器电路25的周期与该内部电容器Cint的电容是成比例，因为较大的电容需要较长的时间来充电到Vp或放电到Vm。图形中示出的随时间的电压图表的Z字形或三角形仅仅是示例性的。基于振荡器电路25的实际配置，信号21和31可以显示其他振荡标记图，例如直方波，其可以是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器，用于感测对象的接近或接触，该传感器包括：感测区域；振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号；选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号；控制器，用于控制该振荡周期和/或该选通持续时间；以及处理模块，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，该数目N表示该对象对该感测区域的接触或接近。

【技术特征摘要】
1.一种传感器，用于感测对象的接近或接触，该传感器包括：感测区域；振荡信号发生器，用于生成具有振荡周期的振荡信号；选通信号发生器，用于生成具有选通持续时间的选通信号；控制器，用于控制该振荡周期和/或该选通持续时间，以将该选通持续时间期间的振荡周期的数目N维持在预定值范围；以及处理模块，用于确定在该选通持续时间期间的振荡周期的数目N，并基于数目N和振荡周期的参考数目之间的差确定该对象对该感测区域的接触或接近。2.如权利要求1所述的传感器，其中该感测区域被有效地耦合到感测电容器，并且其中该控制器控制可变电流源或电流宿以提供可控电流来对该感测电容器进行充电或放电。3.如权利要求2所述的传感器，其中该振荡周期和/或该选通持续时间是基于该可控电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅汪生，P·科尼尔施，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：