[發明專利]用于多個傳感器元件的傳感器電子器件及用于確定傳感器元件處的物件的位置的方法

在審

• 申請號: 201080061185.7
• 申請日: 2010-11-11
• 公開（公告）號: CN102918482A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 克勞斯·卡爾特納;霍爾格·斯特芬斯
• 申請（專利權）人: 微晶片科技德國第二公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明涉及一種具有用于多個傳感器元件(尤其是電容性傳感器元件)的連接的傳感器電子器件，以及一種用于確定物件(例如手指)相對于與根據本發明的傳感器電子器件耦合的多個傳感器元件的位置的方法。

背景技術

從現有技術已知具有與傳感器電子器件(例如評估裝置)耦合的若干個傳感器的傳感器系統。在此方面，針對每一傳感器，必須提供自身傳感器電子單元或評估裝置以便運行單個傳感器或測試傳感器信號是不利的。如果以集成電子電路的形式提供傳感器電子單元或評估裝置，則用相當昂貴的材料及花費做出每隔一個傳感器的連接。

此外，因提供于集成組件處的額外連接器產生額外昂貴的材料及花費。

在提供多個電容性傳感器的電容性傳感器系統中，額外缺點為必須在電容性傳感器之間維持某一距離以便防止交流電場耦合到鄰近電容性傳感器中。為了減小兩個鄰近電容性傳感器的距離，額外措施是必要的以便將兩個鄰近電容性傳感器彼此屏蔽。因此，必須在集成電路上提供充分額外連接器，在所述額外連接器處可連接對應屏蔽構件。

發明內容

發明目標

因此，本發明的目標為提供以下解決方案：一方面允許在不同時必須顯著增加傳感器電子單元的硬件組件的情況下增加傳感器電子單元上的傳感器元件的數目，且另一方面同時允許建立并運行多個電容性傳感器元件(甚至彼此具有小距離)，同時具有對電容性傳感器元件的觀察區中物件的位置的改進的檢測。

根據本發明的解決方案

通過根據獨立技術方案的具有用于多個傳感器元件的連接的傳感器電子單元以及用于確定坐落于所述傳感器元件的至少一個觀察區中的物件的位置的方法來實現根據本發明的此目標。本發明的有利實施例由相應獨立技術方案得出。

因此，提供一種具有用于多個傳感器元件的多個連接的電子電路，其中所述電子電路的所述連接可與形成傳感器元件的至少一個發射電極、至少一個接收電極及至少一個補償電極耦合，其中所述至少一個補償電極可與所述至少一個接收電極電容性耦合且其中所述傳感器元件處的至少一個交流電場形成所述傳感器元件的觀察區，且其中所述電子電路經配置以借助至少一種多路復用方法來檢測所述傳感器元件的至少一個觀察區中的至少一個物件的存在且將所述傳感器元件彼此區分。

將所述至少一個補償電極布置于所述傳感器元件的所述至少一個發射電極與所述至少一個接收電極之間是有利的。

所述傳感器元件處的所述至少一個電交流場可由在所述發射電極處發射的第一交流電場及在所述補償電極處發射的第二交流電場形成，其中所述第一交流電場及所述第二交流電場可耦合到所述接收電極中。

當物件進入所述傳感器元件的所述觀察區時，在所述發射電極處發射的所述第一交流電場可耦合到所述接收電極中。甚至在所述傳感器元件的所述觀察區中不存在物件的情況下，在所述補償電極處發射的所述第二交流電場還可耦合到所述接收電極中。物件向傳感器元件的靠近可致使在所述發射電極處發射的所述第一交流電場耦合到所述接收電極中，其中所述第一交流電場是借助于所述物件耦合到所述接收電極中。通過借助于所述物件將在所述發射電極處發射的所述第一電交流場耦合到所述接收電極中，實際上將所述第一交流電場從在所述補償電極處發射的所述第二交流電場的范圍撤出。接著，實際上將所述第二交流電場“橋接”，即，所述第一交流電場不再因所述第二交流電場而刪除或不會因其發生的衰減較少。

通過多路復用，所述電子電路的硬件組件的特別有利多種使用是可能的，因為針對數個傳感器元件僅需要提供一次所述電子電路中的信號路徑的部分。

所述電子電路可以使得以多路復用將第一交流電壓供應到所述傳感器元件的每一發射電極、將第二交流電壓供應到所述傳感器元件的每一補償電極且檢測流動穿過所述傳感器元件的相應接收電極的電流的方式配置，其中針對每一傳感器元件，所述第一交流電壓與所述第二交流電壓具有相同頻率且彼此相移。

所述多路復用方法可為頻率多路復用方法，且被供應到所述傳感器元件的所述發射電極的所述第一交流電壓可各自具有一不同頻率。

所述電子電路的連接可借助于共用電導體與所述傳感器元件的所述接收電極耦合，其中所述電子電路以使得由在所述相應接收電極中流動的電流產生的總電流提交給頻率分析以便確定每一接收電極的表示所述相應傳感器元件處的所述物件的存在的值的方式配置。

所述多路復用方法可為時分方法，且所述電子電路可經配置以給所述傳感器元件的所述發射電極一個接一個地供應所述第一交流電壓。

所述電子電路可經配置以將流動穿過所述傳感器元件的所述相應接收電極的電流相加。