用于位置检测的电极配置及用于位置检测的方法技术

本发明专利技术提供一种用于检测物体相对于包括至少三个电极的电极配置的位置的方法，其中第一电极实质上与第二电极平行或同心地布置，第三电极相对于所述第一电极成锐角或偏心地布置，所述第一电极加载有第一产生器信号，且其中所述第二电极可加载有第二产生器信号。所述第二产生器信号优选相对于所述第一产生器信号反相。此外，为根据本发明专利技术的所述方法提供包括至少三个电极的适当电极配置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于位置检测的电极配置及用于位置检测的方法
本专利技术涉及一种用于电容式传感器系统(特定来说用于检测物体相对于电极配置的位置)的电极配置，以及一种根据本专利技术的用于检测物体相对于所述电极配置的位置的方法。
技术介绍
在电容式传感器系统(尤其是电容式接近传感器)中，实质上通过产生及测量交变电场而无接触地测量物体朝向传感器区的接近。可从测量信号导出电装置(尤其是电手持式装置)的功能，例如开关功能。例如，需要在电手持式装置处提供电容式传感器系统的传感器区，其中在物体朝向传感器区接近期间，不仅可检测到所述物体朝向所述传感器区的接近，而且可检测到所述物体相对于所述传感器区的位置。取决于所述物体相对于所述传感器区的位置，可在所述电手持式装置中实行不同功能。在此情况下，期望实现优选高位置分辨率。为了完成所述目标，可在不同电子装置中使用电容式传感器系统，进一步期望所述电容式传感器系统优选的独立于相应电子装置的接地状态。从现有技术已知根据所谓的加载方法发挥作用的电极配置(尤其用于电容式传感器系统)，其中例如为了实施滑动控制器(在滑动控制器中，可沿着所述滑动控制器检测到物体的(例如手指的)位置是重要的)，提供分别布置成并排且彼此相邻的多个传感器电极。在使用加载方法操作电容式传感器期间，仅需要代表发射电极以及接收电极的一个传感器电极。传感器电极加载有交变电信号，使得从所述传感器电极发射出交变电场，其中借助于评估装置分别检测及评估所述传感器电极的电容式负载(例如，由手指朝向传感器电极的接近造成)。借助于所述检测到的电容式负载，可确定在哪个传感器电极处已发生手指的接近。然而，此类电容式传感器系统具有为了获得高分辨率(位置分辨率)需要极多电极的缺点，此显著增加了(例如)在滑动控制器的制造过程中付出的建设性努力。此外，传感器信号取决于传感器电子器件的接地状态。此外，已知也具有大量传感器电极的电容式传感器系统，其中在例如手指在接触传感器电极时同时覆盖若干传感器电极的情况下，需要对位置的精确检测。又，由于高位置分辨率需要大量传感器电极，所以对制造过程付出的建设性努力显著增加。
技术实现思路
本专利技术的目的因此，本专利技术的目的是提供一种用于电容式传感器装置的用于检测物体相对于电极布置的位置的电极配置，以及一种用于检测物体相对于电极配置的位置的方法，所述电极配置与方法至少部分避免从现有技术已知的缺点且允许用少量传感器电极实现高位置分辨率，其中位置的检测独立于具备所述电容式传感器装置的电装置的接地状态。根据本专利技术的解决方案根据本专利技术，此目的是借助于根据独立专利技术方案的一种用于电容式传感器系统的电极配置及一种用于检测物体相对于电极配置的位置的方法而实现。在相应从属技术方案中给出了本专利技术的有利实施例及改进。具有包括根据本专利技术的至少一个电极配置的至少一个电容式传感器系统的电装置(尤其为电手持式装置)也是所述解决方案的整体部分。根据本专利技术，提供一种用于检测物体相对于包括至少三个电极的电极配置的位置的方法，其中第一电极相对于第二电极平行或同心地布置，第三电极相对于所述第一电极成锐角或偏心地布置，所述第一电极加载有第一产生器信号，且其中-为了确定所述电极配置通过所述物体的暴露，所述第二电极作为接收电极操作且所述第三电极可加载有第二产生器信号，其中在所述接收电极处分接第一测量信号，其代表所述接收电极与第一电极之间的第一耦合电容，及-为了确定位置，所述第三电极作为接收电极操作且所述第二电极可加载有所述第二产生器信号，其中在所述接收电极处分接第二测量信号，其代表所述接收电极与所述第一电极之间的第二耦合电容，且其中从所述第二耦合电容的变动对所述第一耦合电容的变动的比率确定所述位置。优选的，所述第二产生器信号相对于所述第一产生器信号反相。在确定所述位置前，检测所述第一耦合电容是否降到预定值以下，其中仅在所述第一耦合电容降到所述预定值以下时确定所述位置。所述第一耦合电容的变动实质上与所述电极布置通过所述物体的暴露成比例，且所述第二耦合电容的变动实质上与暴露及所述物体相对于所述电极布置的位置的乘积成比例。优选的，所述第一耦合电容的变动及所述第二耦合电容的变动各自被确定为相对于所述电极配置的基本状态中的相应耦合电容的变动。此外，提供用于电容式传感器系统(尤其用于检测物体相对于电极布置的位置)的电极配置，其中所述电极配置具有包括第一电极及第二电极的第一位置检测电极布置，其中所述第一电极可作为发射电极操作且所述第二电极可作为接收电极操作，其中所述第一电极相对于所述第二电极成锐角而布置，且其中所述第一电极可加载有第一产生器信号。所述电极配置进一步可具有包括第三电极及第四电极的至少一个暴露检测电极布置，其中所述第三电极可作为发射电极操作且可加载有第一产生器信号。所述暴露检测电极布置的第三电极可由所述位置检测电极布置的第一电极形成(为所述暴露检测电极布置及所述位置检测电极布置的共同电极)。所述电极配置进一步可包括包含第五电极及第六电极的第二位置检测电极布置，其中所述第五电极相对于所述第六电极成锐角而布置。所述第一位置检测电极布置的第二电极可实质上平行于所述第二位置检测电极布置的第五电极而布置。所述第二位置检测电极布置的第六电极由所述第一位置检测电极布置的第二电极形成(为所述第一位置检测电极布置及所述第二位置检测电极布置的共同电极)，其中所述第五电极可作为发射电极操作且可加载有所述第一产生器信号。所述第一位置检测电极布置的第二电极实质上可相对于所述第二位置检测电极布置的第五电极同心地布置。所述第三电极实质上可平行于所述第四电极而布置。所述第二电极或所述第四电极或所述第六电极可加载有一第二产生器信号，其中未加载有产生器信号的电极可作为接收电极操作。优选的，所述第二产生器信号经形成为相对于所述第一产生器信号反相。加载有所述第一产生器信号或所述第二产生器信号的电极经由耦合电容Ccomp而与至少一个接收电极耦合，其中所述耦合电容被配置为离散电容器或导体路径耦合。在本专利技术的有利实施例中，所述电极配置包括三个电极，其中第一电极及第二电极实质上彼此平行而布置，且其中第三电极相对于所述第一电极及/或所述第二电极成锐角而布置。所述第三电极可布置在所述第一电极与所述第二电极之间，其中所述第三电极相对于所述第一电极及所述第二电极成锐角而布置。在实施例中，所述第一电极及所述第二电极可作为发射电极操作且所述第三电极可作为接收电极操作，其中所述第一电极可加载有第一产生器信号且所述第二电极可加载有第二产生器信号。在另一实施例中，所述第二电极及所述第三电极可作为发射电极操作且所述第一电极可作为接收电极操作，其中所述第二电极可加载有所述第一产生器信号且所述第三电极可加载有所述第二产生器信号。所述第一产生器信号可相对于所述第二产生器信号反相。在本专利技术的另一有利实施例中，所述电极配置包括四个电极，其中第一电极及第二电极实质上彼此平行而布置，其中第三电极相对于所述第一电极及/或所述第二电极成锐角而布置，且其中第四电极相对于所述第三电极成锐角而布置。在实施例中，所述第二电极及所述第四电极可作为发射电极操作且所述第一电极可作为接收电极操作，其中所述第二电极可加载有第一产生器信号且所述第四电极可加载有第二产生器信号。在另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测物体F相对于包括至少三个电极的电极配置的位置P的方法，其中第一电极实质上相对于第二电极平行或同心地布置，第三电极相对于所述第一电极成锐角α或偏心地布置，所述第一电极加载有第一产生器信号，且其中为了确定所述电极配置通过所述物体P的暴露，所述第二电极作为接收电极操作且所述第三电极可加载有第二产生器信号，其中在所述接收电极处分接第一测量信号，其代表所述接收电极与所述第一电极之间的第一耦合电容，为了确定所述位置，所述第三电极作为接收电极操作且所述第二电极加载有所述第二产生器信号，其中在所述接收电极处分接第二测量信号，其代表所述接收电极与所述第一电极之间的第二耦合电容，且其中从所述第二耦合电容的变动对所述第一耦合电容的变动的比率确定所述位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.23 DE 10201108333661.一种用于检测物体相对于包括至少三个电极的电极配置的位置的方法，其中第一电极实质上相对于第二电极平行或同心地布置，第三电极相对于所述第一电极成锐角或偏心地布置，所述方法包括：在第一测量期间，为了确定所述电极配置通过所述物体的覆盖，将所述第二电极作为接收电极操作且为所述第一电极加载第一产生器信号且为所述第三电极加载第二产生器信号，其中从所述第二电极处接收第一测量信号，其代表所述第二电极与所述第一电极之间的第一耦合电容，在第二测量期间，为了确定所述位置，将所述第三电极作为接收电极操作且为所述第一电极加载所述第一产生器信号且为所述第二电极加载所述第二产生器信号，其中在所述第三电极处接收第二测量信号，其代表所述第三电极与所述第一电极之间的第二耦合电容，且其中由于物体的存在从所述第二耦合电容的变化对所述第一耦合电容的变化的比率确定所述位置，且其中所述第二产生器信号相对于所述第一产生器信号反相。2.根据权利要求1所述的方法，其中在确定所述位置之前，确定所述第一耦合电容是否降到预定值以下，其中仅在所述第一耦合电容降到所述预定值以下时确定所述位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一耦合电容的变化实质上与所述电极配置通过所述物体的所述覆盖成比例，且其中所述第二耦合电容的变化实质上与覆盖和所述物体相对于所述电极配置的位置的乘积成比例。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一耦合电容的变化及所述第二耦合电容的变化各自被确定为基于所述电极配置的基本状态中的相应耦合电容的变化。5.一种用于电容式传感器系统用于检测物体相对于电极布置的位置的电极配置，其中所述电极配置具有第一位置检测电极布置，所述第一位置检测电极布置包括：第一电极及第二电极，其中所述第一电极可作为发射电极操作且所述第二电极可作为接收电极操作，其中所述第一电极相对于所述第二电极成锐角而布置，且其中所述第一电极加载有第一产生器信号，所述电极配置还包括至少一个暴露检测电极布置，所述至少一个暴露检测电极布置包括第三电极及第四电极，其中所述第三电极作为发射电极操作且加载与所述第一产生器信号反相的第二产生器信号，且其中所述第三电极与所述第一电极平行布置。6.根据权利要求5所述的电极配置，其中所述第三电极与所述第四电极平行布置，其中所述第三电极作为发射电极操作且所述第四电极作为接收电极操作。7.根据权利要求6所述的电极配置，其中所述第四电极相对于所述第三电极成锐角布置，其中所述第四电极作为接收电极操作。8.根据权利要求5所述的电极配置，其进一步包括包括第五电极及第六电极的第二位置检测电极布置，其中所述第五电极相对于所述第六电极成锐角而布置。9.根据权利要求8所述的电极配置，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·伯格，
申请(专利权)人：微晶片科技德国第二公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE