[發明專利]電容式傳感器、用于讀取電容式傳感器陣的方法和用于制造電容式傳感器陣的方法

有效

• 申請號: 201380024921.5
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104303136B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: U·貝克斯
• 申請（專利權）人: TRW車輛電氣與零件有限公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/044
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 張立國

技術領域

本發明涉及一種電容式傳感器，所述電容式傳感器具有分析單元和帶有多個分立的電極的傳感器陣以及一種用于讀取這樣的電容式傳感器陣的方法。

背景技術

二維的電容式傳感器陣經常用作用于車輛功能的操作區(觸摸板)，例如用于操作收音機或者導航儀。電容式傳感器陣優選設置在機動車的儀表板中并且與屏幕或者面板組合，該顯示屏或面板顯示相應的車輛功能。這樣的觸摸板按照現有技術在使用相對厚的電路板的情況下制造，以便將在電極的引線和電極本身之間的串擾最小化并且以便能實現在相應的電極上的精確的電容測量。要測量的電容通過在電容式傳感器陣的相應的電極與絕緣地鋪設在觸摸板上并且假定為接地的對象(例如為此特別設置的筆或者用戶的手指)之間的相互作用而產生。為了將在電容式傳感器陣的電極上測量的電容轉化為相應的位置信號和/或接近信號，所述位置信號和/或接近信號可以傳遞給車輛電子器件以用于進一步分析，電容式傳感器除了傳感器陣之外通常具有分析單元或者分析電子器件，不言而喻地，該分析單元或者分析電子器件也可以集成到車輛的其它電子組件中。

用于制造已知的傳感器陣的厚的電路板一方面意味著成本因素。另一方面厚的并且相應在機械上剛性的電路板在電容式傳感器陣的應用領域中導致限制。因此，例如傳感器陣與觸摸板的所期望的空間形狀的匹配僅可能是相當受限制的，而所述剛性的電路板不是在制造時已經必須與所述空間形狀匹配，例如與觸摸板的確定的凸的或者凹的表面匹配。

發明內容

本發明的任務在于，給出一種經改善的電容式傳感器，一種用于讀取電容式傳感器陣的經改善的方法和一種用于制造電容式傳感器陣的經改善的方法。

按照本發明的一個方面，給出一種用于讀取電容式傳感器陣的方法，其中，所述傳感器陣具有多個分立的電極。所述電容式傳感器陣的每個電極耦合到分立的引線上，所述引線由相應的電極延伸至傳感器陣的接線區域中。通過所述引線可以讀取相應的電極的電容。傳感器陣的多個電極包括至少一個第一電極，所述第一電極的引線這樣被引導，使得該引線與至少一個第二電極電容式耦合。在與第一電極耦合的第一引線上檢測第一信號并且在與第二電極耦合的第二引線上檢測第二信號。第一電極的電容或者第二電極的電容通過使用預定的計算公式來確定，其中，所述計算公式考慮第一信號、第二信號和在第二電極與第一引線之間的電容式耦合，該第一引線與第一電極耦合。

按照本發明的一方面的方法與已知的技術方案相反地不是遵循將在引線和電極之間的電容式耦合最小化的方案，而是有意地容忍所述耦合。這樣在讀取相應的電容時所產生的誤差通過使用相應的計算公式在計算上抵消。為了使在電極引線和電極之間的串擾保持得盡可能少，可以有利地放棄使用相應的厚的電路板。此外，將電容式耦合、優選在第二電極與第一引線之間的電容代入到計算公式中，該第一引線與第一電極耦合。在第二電極和第一引線之間的電容例如可以根據經驗地求解。然而同樣可能的是，所述電容根據所使用的幾何形狀和所使用的材料(特別是材料的介電常數)來計算。通過有意地容忍在電極的引線和在其附近引導有引線的那些電極之間的電容式耦合，可以動用多種制造技術以用于制造相應的電容式傳感器陣。因此，所述電極以及所有引線例如可以在使用相應的絕緣層的情況下以逐層的壓制技術安裝有導電的或者不導電的涂料。因為足夠薄而柔性的塑料薄膜可以用作基底。所述柔性的載體(基底)允許電容式傳感器陣的形狀無問題地匹配于例如機動車的操作元件的空間形狀。因此，操作元件(觸摸板)連同相應的電容式傳感器例如可以柔性地匹配于機動車的儀表板的外部形狀并且集成到所述儀表板中。此外，按照本發明的一方面，這樣的制造方法相對于已知的傳統方法提供成本優勢，所述傳統方法將比較厚的電路板用作基底。