專利名稱：物體感測(cè)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用電場(chǎng)感測(cè)的物體感測(cè)。電場(chǎng)感測(cè)也稱為準(zhǔn)靜電感測(cè)。
背景技術(shù)：
用于物體感測(cè)的感測(cè)技術(shù)包括電容感測(cè)和電場(chǎng)感測(cè)，已知為準(zhǔn)靜電場(chǎng)感測(cè)，其可以被稱為交叉電容感測(cè)(cross capacitive sensing)。電場(chǎng)感測(cè)用于檢測(cè)三維(3D)空間內(nèi)的物體，其已經(jīng)相當(dāng)熟悉，該技術(shù)用于如近程傳感器。實(shí)際上，彼得氏長(zhǎng)吻魚(yú)(gnathomenu petersiifish)或象鼻魚(yú)使用電場(chǎng)感測(cè)來(lái)檢測(cè)物體。在其最簡(jiǎn)單的形式下，電容感測(cè)僅使用一個(gè)電極，測(cè)量由該電極的負(fù)載電容進(jìn)行。該負(fù)載電容由電極和圍繞電極的所有接地物體之間的所有電容的和確定。這就是近程傳感中的工作方式。電場(chǎng)感測(cè)，也被稱為交叉電容感測(cè)，使用兩個(gè)電極，可以有效測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極之間的比電容。連接到電場(chǎng)產(chǎn)生裝置的電極可以認(rèn)為是電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極，連接到測(cè)量裝置的電極可以被認(rèn)為是電場(chǎng)感測(cè)接收電極。第一(發(fā)射)電極通過(guò)施加交流電壓而被激勵(lì)。由于電極之間的電容耦合(即，電場(chǎng)線的影響)，因而在第二(接收)電極感應(yīng)了位移電流。如果物體位于電極附近(即，在電場(chǎng)線中)，一些電場(chǎng)線將被物體中斷，電容電流將降低。如果監(jiān)控電流，就可以感測(cè)物體的存在。
US6025726披露了電場(chǎng)感測(cè)裝置特別用作計(jì)算機(jī)的用戶輸入設(shè)備和其他設(shè)備的應(yīng)用?；谒钁?yīng)用，電場(chǎng)感測(cè)裝置可以感測(cè)用戶的手指、手或整個(gè)身體的位置。
電場(chǎng)感測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于其可用于以電方式檢測(cè)無(wú)源物體。
完全不同的，其他種類的感測(cè)技術(shù)依靠使用特別準(zhǔn)備的“有源”物體來(lái)進(jìn)行感測(cè)。其中一個(gè)實(shí)施例是所謂“電磁筆”，其中“筆”裝置中的電感器-電容器諧振電路與形成輸入板的磁場(chǎng)回路通過(guò)磁場(chǎng)耦合相互作用。通過(guò)再次使用耦合到輸入板的回路中的電磁場(chǎng)，可以感測(cè)到筆(物體)相對(duì)于輸入板的位置，有時(shí)相同的回路也用于激勵(lì)諧振電路。
這種有源物體不必僅限于筆形，當(dāng)形成或采用筆之外的形狀時(shí)，這種物體通常被稱為標(biāo)記元件或標(biāo)志(token)。已知可以使用多個(gè)標(biāo)記元件，通過(guò)識(shí)別物體的有源部分的特征可以單獨(dú)感測(cè)并識(shí)別每個(gè)標(biāo)記元件。這種標(biāo)記元件可以用于如商場(chǎng)和圖書(shū)館。
傳統(tǒng)的電場(chǎng)感測(cè)裝置不能提供這種識(shí)別特征，因此僅限于感測(cè)未知物體。因此，需要提供一種具有擴(kuò)展能力的電場(chǎng)感測(cè)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明提供了一種組合的無(wú)源及有源的物體感測(cè)系統(tǒng)，包括具有至少一個(gè)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極和至少一個(gè)電場(chǎng)感測(cè)接收電極的無(wú)源電場(chǎng)感測(cè)物體感測(cè)裝置，和具有另外的電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極的有源物體，其被設(shè)置為在操作過(guò)程中，通過(guò)測(cè)量由至少一個(gè)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極產(chǎn)生的第一電場(chǎng)在至少一個(gè)電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)到的電流的變化，感測(cè)無(wú)源物體，并通過(guò)測(cè)量由另外的電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極產(chǎn)生的第二電場(chǎng)在至少一個(gè)電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流的變化，感測(cè)有源物體。
第二電場(chǎng)由有源物體產(chǎn)生，該有源物體還包括另外的電場(chǎng)感測(cè)接收電極，其在操作過(guò)程中耦合到第一電場(chǎng)中，以提供受到有源物體相位改變作用的信號(hào)，其用于隨第二電場(chǎng)產(chǎn)生第一電場(chǎng)的相位改變了的變型，在這種情況下，利用兩個(gè)電場(chǎng)的相位的不同，可以從由第二電場(chǎng)感應(yīng)的電流區(qū)分出從第一電場(chǎng)感應(yīng)的電流。
第二電場(chǎng)可以通過(guò)以與用于產(chǎn)生第一電場(chǎng)的交變電壓的頻率不同的頻率向另外的電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極施加交變電壓而產(chǎn)生出來(lái)，在這種情況下，利用以不同頻率產(chǎn)生的兩個(gè)電場(chǎng)，可以從由第二電場(chǎng)感應(yīng)的電流中區(qū)分出由第一電場(chǎng)感應(yīng)的電流。利用頻率的不同，可以包含并區(qū)分具有單獨(dú)的場(chǎng)產(chǎn)生頻率的多個(gè)有源物體。
第二電場(chǎng)可以通過(guò)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)而交變產(chǎn)生，該交變磁場(chǎng)穿過(guò)有源物體中的感應(yīng)器，從而，感應(yīng)器提供用于產(chǎn)生第二電場(chǎng)的信號(hào)，在這種情況下，利用兩個(gè)不同相位的場(chǎng)，可以從由第二電場(chǎng)感應(yīng)的電流區(qū)分出由第一電場(chǎng)感應(yīng)到的電流。
通過(guò)采用第二電場(chǎng)產(chǎn)生的編碼的時(shí)間調(diào)制，可以有選擇的將各標(biāo)識(shí)符分配給多個(gè)有源物體。
在第二方面，本發(fā)明提供了用于確定上述感應(yīng)電流并用于區(qū)分上述不同電場(chǎng)感應(yīng)的電流的電流感測(cè)電路。
在第三方面，本發(fā)明提供了用于產(chǎn)生上述第二電場(chǎng)的有源物體(包括標(biāo)記元件、標(biāo)志、物理圖標(biāo)(phycon)和筆)。
由此，描述了使用電場(chǎng)感測(cè)的組合的無(wú)源及有源物體感測(cè)系統(tǒng)。電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極產(chǎn)生第一電場(chǎng)，其在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)電流。無(wú)源物體從該電流的變化中被感測(cè)出來(lái)。有源物體還包括另外的電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極，并產(chǎn)生第二電場(chǎng)。其可以由耦合到第一電場(chǎng)并對(duì)其施加相移的有源物體產(chǎn)生?？蛇x擇的，第二電場(chǎng)可以以不同于第一電場(chǎng)的頻率產(chǎn)生。第二電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)電流，該電流隨著有源物體的位置的變化而變化。利用它們之間的相位或頻率的不同，各電流可以被區(qū)分開(kāi)來(lái)。
具體地，具體地，本發(fā)明提出一種物體感測(cè)系統(tǒng)，包括第一電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極；電場(chǎng)感測(cè)接收電極；驅(qū)動(dòng)電路，用于驅(qū)動(dòng)第一電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極來(lái)產(chǎn)生第一電場(chǎng)；電場(chǎng)產(chǎn)生物體，包括第二電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極，和用于驅(qū)動(dòng)第二電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極以產(chǎn)生第二電場(chǎng)的裝置；及電流感測(cè)電路，用于可區(qū)分地感測(cè)由第一電場(chǎng)和第二電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流；其中，第一電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極和電場(chǎng)感測(cè)接收電極被設(shè)置成，使得位于第一電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極和電場(chǎng)感測(cè)接收電極附近的第一物體使由第一電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流發(fā)生變化；和電流感測(cè)電路被調(diào)整成，由第一電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流的變化感測(cè)第一物體，和由第二電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流的變化感測(cè)電場(chǎng)產(chǎn)生物體。
本發(fā)明也提出一種用于感測(cè)物體的方法，包括使用第一電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極產(chǎn)生第一電場(chǎng)；感測(cè)由第一電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的第一電流；通過(guò)檢測(cè)由第一電場(chǎng)感應(yīng)的電流的變化感測(cè)第一物體，該變化由位于第一電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極和電場(chǎng)感測(cè)接收電極附近的第一物體引起；使用位于第二物體上的電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極產(chǎn)生第二電場(chǎng)；當(dāng)?shù)诙矬w位于電場(chǎng)感測(cè)接收電極附近時(shí)，通過(guò)感測(cè)由第二電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的形式不同于第一電流的第二電流而感測(cè)第二物體。
本發(fā)明也提出一種有源的標(biāo)記元件，包括電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極；與第一電場(chǎng)耦合的接收電極，用以產(chǎn)生接收的信號(hào)；用于向接收的信號(hào)施加相移的裝置；用于以相移信號(hào)驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極從而產(chǎn)生第二電場(chǎng)的裝置。
本發(fā)明還提出一組有源的標(biāo)記元件，每個(gè)都是如權(quán)利要求6所述的有源的標(biāo)記元件，其中，用于以相移信號(hào)驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極從而為每個(gè)標(biāo)記元件產(chǎn)生第二電場(chǎng)的裝置產(chǎn)生不同的時(shí)間調(diào)制的第二電場(chǎng)，第二電場(chǎng)為每個(gè)標(biāo)記元件提供了可區(qū)別的標(biāo)識(shí)符。
本發(fā)明還提出一組有源的標(biāo)記元件，每個(gè)標(biāo)記元件都包括電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極；和用于驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極從而為每個(gè)標(biāo)記元件產(chǎn)生給定頻率的電場(chǎng)的裝置；其中，至少某些標(biāo)記元件的每一個(gè)的給定頻率是不同的。
本發(fā)明還提出一種用于電場(chǎng)感測(cè)裝置的電流感測(cè)電路，該電流感測(cè)電路包括用于感測(cè)由第一電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)到的電流的變化的裝置；和用于獨(dú)立地感測(cè)由第二電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流的變化的裝置。
電流感測(cè)電路用于利用兩個(gè)電場(chǎng)的相位的不同來(lái)區(qū)分由第一和第二電場(chǎng)感應(yīng)的相應(yīng)的電流。
電流感測(cè)電路用于利用兩個(gè)電場(chǎng)各自不同的頻率來(lái)區(qū)分由第一和第二電場(chǎng)感應(yīng)的相應(yīng)的電流。
還包括用于獨(dú)立地感測(cè)由多個(gè)另外的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的相應(yīng)電流的變化的裝置；其中，電流感測(cè)電路用于利用另外的電場(chǎng)各自不同的頻率來(lái)區(qū)分各自感應(yīng)的電流。
還包括用于獨(dú)立地感測(cè)由多個(gè)另外的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的相應(yīng)電流的變化的裝置；其中，電流感測(cè)電路用于利用另外的電場(chǎng)各自不同的時(shí)間調(diào)制形式區(qū)分各自感應(yīng)的電流。
參考下述實(shí)施例，本發(fā)明的上述和其他方面將更加明顯和易于說(shuō)明。
下面將參考結(jié)合附圖的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，其中


圖1示出了傳統(tǒng)電場(chǎng)感測(cè)系統(tǒng)；圖2是圖1的系統(tǒng)的傳統(tǒng)電流感測(cè)電路的功能模塊的方框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的物體感測(cè)系統(tǒng)；圖4是圖3的系統(tǒng)的電流感測(cè)電路的功能模塊的方框圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的物體感測(cè)系統(tǒng)；圖6是圖5的系統(tǒng)的電流感測(cè)電路的功能模塊的方框圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的物體感測(cè)系統(tǒng)；和圖8是具有圍繞線圈的接地的環(huán)形導(dǎo)線的線圈的示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先，對(duì)傳統(tǒng)電場(chǎng)感測(cè)裝置的基本操作進(jìn)行概括性的描述。圖1示出了傳統(tǒng)電場(chǎng)感測(cè)系統(tǒng)1(不按比例)，其包括電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2、電場(chǎng)感測(cè)接收電極4、交流電壓源6和電流感測(cè)電路8。
交流電壓源6連接到電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2和電流感測(cè)電路8。電流感測(cè)電路8分別連接到電場(chǎng)感測(cè)接收電極4。
在操作過(guò)程中，當(dāng)將交流電壓施加到電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2時(shí)，電場(chǎng)線產(chǎn)生，其典型的電場(chǎng)線11、12、13穿過(guò)電場(chǎng)感測(cè)接收電極4。電場(chǎng)線11、12、13感應(yīng)微小的交變電流，該電流由電流感測(cè)電路8測(cè)量(電流感測(cè)電路8使用由交流電壓發(fā)出的分出信號(hào)，以與電場(chǎng)感應(yīng)電流的相位相聯(lián)系，如下所述)。
當(dāng)物體，在這種情況下是用戶的手指10，位于兩個(gè)電極2、4附近時(shí)，物體終止這些電場(chǎng)線(在圖1所示的位置是電場(chǎng)線11和12)-否則這些電場(chǎng)線將通過(guò)由該物體所占據(jù)的空間，由此，減少了從電場(chǎng)感測(cè)接收電極4流過(guò)的電流。因而，由電流感測(cè)電路測(cè)量的電流電平可以用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極2、4的附近的物體的存在。
圖2是傳統(tǒng)電流感測(cè)電路8的功能模塊的方框圖。電流感測(cè)電路8包括放大器20、乘法器22和低通濾波器24。這些功能模塊可以任意適當(dāng)?shù)男问綄?shí)現(xiàn)，例如，使用US6025726中所披露的電路設(shè)計(jì)，該專利所披露的內(nèi)容包含在此作為參考。
在操作過(guò)程中，在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)到的位移電流26由放大器20放大，并與施加到電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2的電壓的分出和相移的(由未示出的相移模塊進(jìn)行)變型27通過(guò)乘法器22相乘。分出電壓被相位移動(dòng)，以呈現(xiàn)與位移電流26相同的相位。由此，如果我們?cè)谶@里假設(shè)放大器20是理想的，即不會(huì)將任何附加相移引入到位移電流26，則分出電壓的相位將移動(dòng)90度。如果，實(shí)際上，放大器20將附加的相移引入到了位移電流26，則根據(jù)需要調(diào)節(jié)分出電壓的相位，以使其適應(yīng)這種情況。
之后，乘法器22的輸出經(jīng)過(guò)低通濾波，以提供輸出信號(hào)28。輸出信號(hào)28是通過(guò)由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)而在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4內(nèi)感應(yīng)的電流的量度，其將響應(yīng)位于電場(chǎng)感測(cè)電極2、4附近的物體，即手指10，的變化而變化。然后，根據(jù)需要，輸出信號(hào)28由外部電子設(shè)備(未示出)進(jìn)行處理。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的物體感測(cè)系統(tǒng)30(不按比例)。與圖1中使用的相同的附圖標(biāo)記用于以相同的方式在傳統(tǒng)物體感測(cè)系統(tǒng)1中實(shí)現(xiàn)的部分。除了電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2、電場(chǎng)感測(cè)接收電極4和交流電壓源6之外，物體感測(cè)系統(tǒng)30還具有電場(chǎng)產(chǎn)生物體，下文稱為標(biāo)記元件31。標(biāo)記元件31具有外殼、標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)接收電極32、標(biāo)記元件電場(chǎng)發(fā)射電極33和連接到這兩個(gè)電極的標(biāo)記電路34。標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)接收電極32與標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極33屏蔽開(kāi)，以防止兩個(gè)電極之間發(fā)生反饋。外殼充分導(dǎo)電，以完成從標(biāo)記電路34經(jīng)過(guò)標(biāo)記元件31使用中所接觸的表面或物體到地的連接或耦合。當(dāng)標(biāo)記元件由用戶持有時(shí)，其可以包括用戶的手。外殼所需的傳導(dǎo)率的程度根據(jù)標(biāo)記元件31的所需使用而選擇，還可以根據(jù)標(biāo)記電路34和構(gòu)成物體感測(cè)系統(tǒng)30的其他物體的效果的需要而改變。在該實(shí)施例中，外殼由部分塑料和部分金屬構(gòu)成。由于可以采用電容耦合，因此，為了美觀或標(biāo)記的目的，金屬可以覆蓋有薄的絕緣涂層，如油漆。標(biāo)記電路34還包括電源，如小電池。
物體感測(cè)系統(tǒng)30還具有電流感測(cè)電路38(代替上述傳統(tǒng)電流感測(cè)電路8)。
物體，如手指10，以和上述傳統(tǒng)物體感測(cè)系統(tǒng)1感測(cè)物體相同的方式被感測(cè)到。此外，標(biāo)記元件31的感測(cè)如下所述。當(dāng)標(biāo)記元件31位于電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2的附近時(shí)，標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)接收電極32耦合到由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)11、12、13中，以產(chǎn)生接收信號(hào)。標(biāo)記電路34放大該接收信號(hào)，并對(duì)其施加90度的相移。然后，標(biāo)記電路34將相移并放大了的信號(hào)傳送到標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極33，以產(chǎn)生又一個(gè)電場(chǎng)，在圖3中由電場(chǎng)線35、36、37表示，其與由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的原始電場(chǎng)11、12、13相比，相位變化了90度。由標(biāo)記元件31產(chǎn)生的電場(chǎng)線35、36、37穿過(guò)電場(chǎng)感測(cè)接收電極4，感應(yīng)又一個(gè)微小的交變電流，其也由電流感測(cè)電路38測(cè)量，下面將參考圖4對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖4是電流感測(cè)電路38的功能模塊的方框圖。與圖2中使用的標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記用于以相同的方式在傳統(tǒng)電流感測(cè)電路8中實(shí)現(xiàn)的部分。除了放大器20、乘法器22和低通濾波器24之外，電流感測(cè)電路38還包括第二乘法器42、第二低通濾波器44和相移模塊46。這些功能模塊也可以以適當(dāng)形式實(shí)現(xiàn)。在操作過(guò)程中，在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)的位移電流26被放大器模塊20再次放大。由放大器模塊20得到的放大的輸出分開(kāi)并傳送到每個(gè)乘法器22、42。
乘法器22將放大的電流與施加到電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2的電壓的分出和90度相移了的變型27相乘，然后，由低通濾波器24對(duì)所得的相乘的信號(hào)執(zhí)行低通濾波，以提供第一輸出信號(hào)28。第一輸出信號(hào)28，即與傳統(tǒng)設(shè)備中得到的相同的輸出信號(hào)，成為通過(guò)由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)到的電流的量度，并將響應(yīng)位于電場(chǎng)感測(cè)電極2、4的附近的物體，如手指10，的變化而變化。
施加到電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2的電壓的分出和90度相移了的變型27還被提供給相移模塊46，相移模塊施加90度的相移。乘法器42將放大了的電流信號(hào)與分出電壓的所得的變型相乘，然后，所得的相乘的信號(hào)由低通濾波器44低通濾波，以提供第二輸出信號(hào)48。該第二輸出信號(hào)48成為通過(guò)由標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極33產(chǎn)生的電場(chǎng)35、36、37在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)到的電流的量度，其將根據(jù)標(biāo)記元件31相對(duì)于電場(chǎng)感測(cè)接收電極4的位置的變化而變化。
之后，根據(jù)需要，輸出信號(hào)28和48由外部電子設(shè)備(未示出)進(jìn)行處理。
在圖4所示的電路中，形成了兩個(gè)處理通道，第一通道包括第一乘法器22和第一低通濾波器24，第二通道包括第二乘法器42和第二低通濾波器44。替代兩個(gè)這種處理通道，通過(guò)在0度相位和90度相位之間切換相位基準(zhǔn)輸入，在時(shí)分多路復(fù)用方式中可以使用單個(gè)處理通道。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的物體感測(cè)系統(tǒng)50(不按比例)。與圖1和3中使用的相同的附圖標(biāo)記用于以相同的方式在傳統(tǒng)物體感測(cè)系統(tǒng)1中實(shí)現(xiàn)的部分。除了電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2、電場(chǎng)感測(cè)接收電極4和交流電壓源6之外，物體感測(cè)系統(tǒng)50還具有電場(chǎng)產(chǎn)生物體，下文稱為標(biāo)記元件51。標(biāo)記元件51具有外殼、標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極53和耦合到該電極和該外殼的標(biāo)記電路54。外殼充分導(dǎo)電，以完成從標(biāo)記電路54經(jīng)過(guò)標(biāo)記元件51在使用中所接觸的表面或物體到地的連接或耦合。當(dāng)標(biāo)記元件由用戶持有時(shí)，其可以包括用戶的手。外殼所需的傳導(dǎo)率的程度根據(jù)標(biāo)記元件51的所需使用來(lái)選擇，還可以根據(jù)標(biāo)記電路54和構(gòu)成物體感測(cè)系統(tǒng)50的其他物體的效果的需要而改變。在該實(shí)施例中，外殼由部分塑料和部分金屬構(gòu)成。由于可以采用電容耦合，因此，為了美觀或標(biāo)記的目的，金屬可以覆蓋有薄的絕緣涂層，如油漆。標(biāo)記電路54還包括電源，如小電池。
物體感測(cè)系統(tǒng)50還具有電流感測(cè)電路58(代替上述傳統(tǒng)電流感測(cè)電路8)，和交流電壓源59，其用于將交流電壓提供給電流感測(cè)電路58。
物體，如手指10，以和上述傳統(tǒng)物體感測(cè)系統(tǒng)1感測(cè)物體相同的方式被感測(cè)到。此外，標(biāo)記元件51的感測(cè)如下所述。標(biāo)記電路54具有產(chǎn)生不同于交流電壓源6的頻率f1的頻率f2的交流電壓的交流電壓源。另外，標(biāo)記電路54的交流電壓源的頻率f2與交流電壓源59的頻率相同。標(biāo)記電路54將頻率f2的交流電壓施加到標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極53，以產(chǎn)生電場(chǎng)，其在圖5中由電場(chǎng)線55、56、57表示。當(dāng)標(biāo)記元件51位于電場(chǎng)感測(cè)接收電極4附近時(shí)，由標(biāo)記元件51產(chǎn)生的電場(chǎng)線55、56、57穿過(guò)電場(chǎng)感測(cè)接收電極4，感應(yīng)另一個(gè)小交變電流，其也由電流感測(cè)電路58測(cè)量，下面將參考圖6對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖6是電流感測(cè)電路58的功能模塊的方框圖。與圖2中使用的標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記用于以相同的方式在傳統(tǒng)電流感測(cè)電路8中實(shí)現(xiàn)的部分。與上述電流感測(cè)電路8、38相同，該電流感測(cè)電路58具有放大器20、乘法器22和低通濾波器24(該乘法器22和低通濾波器24形成第一處理通道，用于處理由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)11、12、13)。電流感測(cè)電路58還包括第二處理通道，用于處理由標(biāo)記元件51的標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極53產(chǎn)生的電場(chǎng)55、56、57。由于標(biāo)記電路54的交流電壓源和向電流感測(cè)電路58提供基準(zhǔn)頻率的交流電壓源59之間沒(méi)有固定的相位關(guān)系，第二處理通道必須可以在沒(méi)有這種聯(lián)系的條件下操作，因此在該實(shí)施例中使用了正交檢波。因此，第二處理通道自身具有兩個(gè)分開(kāi)的通道，其中，提供具有兩個(gè)彼此相差90度的相位的基準(zhǔn)電壓。更具體的說(shuō)，第二處理通道包括與低通濾波器64相關(guān)的乘法器62、與低通濾波器65相關(guān)的另一個(gè)乘法器63和相移模塊66，用以在由交流電壓源59得到的信號(hào)61施加到另一個(gè)乘法器63之前對(duì)其提供90度的相移。這些功能模塊也可以以適當(dāng)?shù)男问綄?shí)現(xiàn)。在操作過(guò)程中，在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)的位移電流26被放大器模塊20再次放大。由放大器模塊20得到的放大的輸出分開(kāi)并傳送到每個(gè)乘法器22、62、63。
乘法器22將放大的電流與施加到電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2的電壓(頻率f1)的分出并90度相移了的變型27相乘，然后，由低通濾波器24對(duì)所得的相乘的信號(hào)執(zhí)行低通濾波，以提供第一輸出信號(hào)28。第一輸出信號(hào)28，即與傳統(tǒng)設(shè)備中得到的相同的輸出信號(hào)，成為通過(guò)由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)而在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)到的電流的量度，并將響應(yīng)位于電場(chǎng)感測(cè)電極2、4的附近的物體，如手指10，的變化而變化。
乘法器62將放大的電流信號(hào)與由交流電壓源59得到的信號(hào)61(頻率f2)相乘，然后，由低通濾波器64對(duì)得到的相乘的信號(hào)執(zhí)行低通濾波。乘法器63將放大的電流信號(hào)與90度相移了的由交流電壓源59得到的信號(hào)61(頻率f2)相乘，然后，由低通濾波器65對(duì)所得的相乘的信號(hào)執(zhí)行低通濾波。從低通濾波器64、65分別得到的各低通濾波信號(hào)由正交組合器模塊67正交組合，以提供第二輸出信號(hào)68。該第二輸出信號(hào)68成為通過(guò)標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極53產(chǎn)生的電場(chǎng)55、56、57在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4感應(yīng)到的電流的量度，其將根據(jù)標(biāo)記元件51相對(duì)于電場(chǎng)感測(cè)接收電極4的位置的變化而變化。
之后，根據(jù)需要，輸出信號(hào)28和68由外部電子裝置(未示出)進(jìn)行處理。
并且，在處理通道成雙(即，兩部分的正交設(shè)置或偶數(shù)個(gè)正交設(shè)置和原始的第一處理通道)的情況下，可以采用具有適當(dāng)?shù)南辔换鶞?zhǔn)輸入和/或頻率切換的時(shí)分復(fù)用代替單個(gè)路徑。
一般來(lái)說(shuō)，相對(duì)于第一實(shí)施例，第二實(shí)施例可以在標(biāo)記元件中使用較為簡(jiǎn)單的電子裝置，但在電流感測(cè)電路中的較為復(fù)雜的電子元件上成本較高。并且，采用這種方式可以消除對(duì)兩個(gè)電場(chǎng)感測(cè)電極進(jìn)行屏蔽的需要，這對(duì)第一實(shí)施例的標(biāo)記元件來(lái)說(shuō)是需要的。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的物體感測(cè)系統(tǒng)70(不按比例)。下面的零件與上述實(shí)施例中所描述的具有相同的附圖標(biāo)記的零件相同電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2、電場(chǎng)感測(cè)接收電極4、交流電壓源6和電流感測(cè)電路38(如第一實(shí)施例中所使用的)。物體感測(cè)系統(tǒng)70還具有電場(chǎng)產(chǎn)生物體，下文稱為標(biāo)記元件71。
標(biāo)記元件71具有外殼、電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極73和耦合到該電極和該外殼的標(biāo)記電路74。外殼充分導(dǎo)電，以完成從標(biāo)記電路74經(jīng)過(guò)標(biāo)記元件71使用中所接觸的表面或物體到地的連接或耦合。當(dāng)標(biāo)記元件由用戶持有時(shí)，其可以包括用戶的手。外殼所需的傳導(dǎo)率的程度根據(jù)標(biāo)記元件71的所需使用而選擇，還可以根據(jù)標(biāo)記電路74和構(gòu)成物體感測(cè)系統(tǒng)70的其他物體的效果的需要而改變。在該實(shí)施例中，外殼由部分塑料和部分金屬構(gòu)成。由于可以采用電容耦合，因此，為了美觀或標(biāo)記的目的，金屬可以覆蓋有薄的絕緣涂層，如油漆。標(biāo)記電路74還包括電源，如小電池。
標(biāo)記元件71還包括連接到標(biāo)記電路74的感應(yīng)器72。
物體感測(cè)系統(tǒng)70還包括導(dǎo)電材料的線圈172(或環(huán)路)。線圈172耦合到驅(qū)動(dòng)電路173。在組合中，線圈172和驅(qū)動(dòng)電路173提供電磁場(chǎng)發(fā)生器95(即磁場(chǎng)發(fā)生器)。
物體，如手指10，以和上述傳統(tǒng)物體感測(cè)系統(tǒng)1感測(cè)物體相同的方式被感測(cè)到。此外，標(biāo)記元件71的感測(cè)如下所述。
驅(qū)動(dòng)電路173驅(qū)動(dòng)線圈172，以使線圈172產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。交變磁場(chǎng)感應(yīng)感應(yīng)器72中的電流。該電流由標(biāo)記電路74放大并相移。然后，標(biāo)記電路74將相移并放大了的信號(hào)傳送到標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極73，以產(chǎn)生另一個(gè)電場(chǎng)，在圖7中由電場(chǎng)線75、76、77表示，其與由電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的原始電場(chǎng)11、12、13的相位成90度。由標(biāo)記元件71產(chǎn)生的電場(chǎng)線75、76、77穿過(guò)電場(chǎng)感測(cè)接收電極4，感應(yīng)另一個(gè)小交變電流。
以和第一實(shí)施例中的相同的電流感測(cè)電路38測(cè)量相應(yīng)的電流采用相同的方式(即如參考圖4所述)，該另一個(gè)交變電流由電流感測(cè)電路38測(cè)量出來(lái)。
在該實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路173產(chǎn)生與在電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)11、12、13具有相同相位的交變磁場(chǎng)。由此，標(biāo)記電路74向在感應(yīng)器72感應(yīng)的電流施90度的相移，以使在標(biāo)記元件電極73產(chǎn)生的電場(chǎng)75、76、77相對(duì)于在電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)11、12、13移動(dòng)90度，從而，利用它們之間的相位的不同，電流感測(cè)電路38可以區(qū)別這兩個(gè)場(chǎng)，進(jìn)而區(qū)別手指10和標(biāo)記元件71，如上所述。該方法具有下述優(yōu)點(diǎn)可以使用相同的相位發(fā)生器，以驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2和驅(qū)動(dòng)電路173。然而，也可以以任意其他的便捷的方式提供所需的相位差別。例如，驅(qū)動(dòng)電路173可以設(shè)置為用以產(chǎn)生與在電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2產(chǎn)生的電場(chǎng)11、12、13相差90度的交變磁場(chǎng)，在這種情況下，標(biāo)記電路74不向在感應(yīng)器72感應(yīng)的電流施加任何相移。
驅(qū)動(dòng)電路173可以以任意適當(dāng)?shù)膽T用交流電壓/電流源的形式實(shí)現(xiàn)，采用如信號(hào)發(fā)生器。驅(qū)動(dòng)電路173被設(shè)置成使其以交變電流驅(qū)動(dòng)線圈172，該交變電流具有與驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極2的交流電壓源6具有相同的相位(或具有其他已知的相對(duì)相位關(guān)系)。
由線圈172產(chǎn)生的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4產(chǎn)生的電流(一種潛在形式的干擾)由電流感測(cè)電路38有效(或至少基本上)濾出。
也可以使用其他方法替代上述方法或加入到上述方法中，以有效濾出由線圈172產(chǎn)生的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4產(chǎn)生的電流(如上述段落所述)。一種可能的方法是定時(shí)斷開(kāi)線圈172，并在斷開(kāi)線圈時(shí)從電場(chǎng)感測(cè)接收電極4測(cè)量電流。該方法已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛删€圈172得到的信號(hào)下降(ring down)即衰減遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于由標(biāo)記元件71得到的信號(hào)。這是因?yàn)椋?dāng)線圈斷開(kāi)時(shí)，兩端接地，因而在它們之間沒(méi)有電壓差可以產(chǎn)生信號(hào)。
圖8是具有圍繞線圈172的接地的螺旋形導(dǎo)線180的線圈172的示意圖(為了清楚起見(jiàn)，在圖中只在線圈172的一部分示出了螺旋形導(dǎo)線180，但是，實(shí)際上，其延伸在線圈172的整個(gè)長(zhǎng)度上)。螺旋形導(dǎo)線180基本屏蔽了由線圈172產(chǎn)生的電場(chǎng)，但是對(duì)由線圈172產(chǎn)生的磁場(chǎng)沒(méi)有明顯的效果，因?yàn)槿我鈋di電流(edicurrent)都將處在于遠(yuǎn)離環(huán)形中心的方向上。作為環(huán)繞線圈172的屏蔽元件的螺旋形線圈180的這種使用方式是該實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式，可以作為另一種用以有效濾出或減少由線圈172產(chǎn)生的電場(chǎng)分量在電場(chǎng)感測(cè)接收電極4產(chǎn)生的電流的出現(xiàn)的方法。
調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路173和電流感測(cè)電路38，以使由標(biāo)記元件71檢測(cè)的檢測(cè)的信號(hào)在遠(yuǎn)離電場(chǎng)感測(cè)接收電極4的標(biāo)記元件71的最大需要操作距離的位置不會(huì)太低以至于不能被檢測(cè)到。同樣，調(diào)整驅(qū)動(dòng)電路173和電流感測(cè)電路38，以使當(dāng)標(biāo)記元件71直接離開(kāi)電場(chǎng)感測(cè)接收電極4時(shí)，由標(biāo)記元件71檢測(cè)的信號(hào)不會(huì)飽和。其最好通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)方式實(shí)現(xiàn)，其中，在電流感測(cè)電路38和驅(qū)動(dòng)電路173之間提供反饋路線，以使施加到線圈172的電壓隨由電流感測(cè)電路38感測(cè)到的電流的增加而降低。
在該實(shí)施例中，提供了感應(yīng)器72，用以將交變磁場(chǎng)耦合到標(biāo)記電路74。在另一實(shí)施例中，可以使用其他的電感裝置。
在另一實(shí)施例中，可以用諧振電路取代感應(yīng)器72，包括如并聯(lián)的電感器和電容器。諧振電路可以調(diào)諧為用于驅(qū)動(dòng)線圈172的單個(gè)頻率。在這種情況下，電容器最好采用熱穩(wěn)定的電容器。例如，電容器可以采用并聯(lián)的兩個(gè)電容器，即，具有0.01％每℃的熱漂移率的聚苯乙烯電容器和具有0.03％每℃的熱漂移率的6-50pF陶瓷電容器。
在該實(shí)施例中，線圈172的導(dǎo)電材料為銅導(dǎo)線。在圖7中，為了清楚起見(jiàn)，導(dǎo)電材料被示出環(huán)繞兩次。最好將該材料環(huán)繞五次。環(huán)繞的次數(shù)和使用的導(dǎo)電材料可以適當(dāng)改變。
第二實(shí)施例的系統(tǒng)50和第三實(shí)施例的系統(tǒng)70可以配備有另一個(gè)標(biāo)記元件。每個(gè)標(biāo)記元件都以不同的頻率f2、f3、f4等被驅(qū)動(dòng)。電流處理電路提供有多個(gè)處理通道，根據(jù)需要，每個(gè)都提供有相應(yīng)于各頻率f2、f3、f4等的分別的交流電壓源。并且，這些處理通道也可以以時(shí)間劃分為基礎(chǔ)提供。另一種可能的方式是，在包含多個(gè)不同頻率的標(biāo)記元件的系統(tǒng)中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的標(biāo)記元件可以具有相同的頻率，以使標(biāo)記元件的類型或種類可以區(qū)別開(kāi)來(lái)。
在另一種改進(jìn)方式中，第一實(shí)施例的系統(tǒng)30、第二實(shí)施例的系統(tǒng)50或第三實(shí)施例的系統(tǒng)70可以通過(guò)提供使用另一種方法的另一個(gè)標(biāo)記元件進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)標(biāo)記元件的標(biāo)記電路都包括控制電路，用于在時(shí)基方式下在系統(tǒng)上驅(qū)動(dòng)標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極開(kāi)啟和關(guān)斷，從而為各標(biāo)記元件提供時(shí)間調(diào)制的數(shù)字標(biāo)識(shí)符(或地址)。電流處理電路提供有處理電子裝置，用于區(qū)分各個(gè)標(biāo)識(shí)符。并且，另一種可能的方式是，在包含多個(gè)不同數(shù)字標(biāo)識(shí)符的標(biāo)記元件的系統(tǒng)中，兩個(gè)或兩個(gè)以上的標(biāo)記元件可以具有相同的標(biāo)識(shí)符，以使標(biāo)記元件的類型或種類可以區(qū)分開(kāi)來(lái)。
在上述實(shí)施例中，由標(biāo)記元件的標(biāo)記電路產(chǎn)生的信號(hào)幅度越大，標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極越小。隨著標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極的尺寸(面積)的減小，確定標(biāo)記元件的位置(通過(guò)以傳統(tǒng)方式對(duì)輸出進(jìn)行后處理)的精確度增加。在一些實(shí)施例中，這使得可以感測(cè)作為記錄筆輸入的標(biāo)記位置。
在另一實(shí)施方式中，標(biāo)記元件電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極的造型可以長(zhǎng)而薄(或其它偏(biased)形)，和構(gòu)成為用在包括多個(gè)電場(chǎng)感測(cè)接收電極(和，在第一實(shí)施例的情況下，多個(gè)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極)的系統(tǒng)中的已知的形狀，用以提供輸出，從而確定位置信息。
應(yīng)當(dāng)了解，上述用于確定感應(yīng)電流的電路功能僅僅用于舉例，還可以采用其它方式確定感應(yīng)的電流。
上述物體感測(cè)系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用下。一個(gè)用途是用在交互式顯示裝置中。標(biāo)記可以用作標(biāo)志或所謂“phycon”，這樣顯示器的用戶可以相對(duì)于顯示器定位以指定用戶輸入，如以“筆”的形式的輸入。能夠想得到的另一些(非顯示器)應(yīng)用包括用于在空間中定位指定目標(biāo)的任意應(yīng)用，其范圍包括如從指揮家的指揮棒到商品交易。
通過(guò)閱讀本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種改變和改進(jìn)。這些改變和改進(jìn)可以涉及等效變換和其他現(xiàn)有技術(shù)已知的特征，以及可以取代或添加到已經(jīng)描述的特征中的特征。
雖然已經(jīng)在本說(shuō)明書(shū)中將權(quán)利要求描述為特征的特定組合，但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的所披露的范圍還包括明顯的或隱含的或通用的任意新的特征或上述特征的新的組合，而不管其是否與任意權(quán)利要求中所要求的相同的發(fā)明相關(guān)和其是否減弱了本發(fā)明中所述的任意或全部相同的技術(shù)問(wèn)題。
各實(shí)施例的上下文中所描述的特征還可以組合在一個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例中。相反，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在單個(gè)實(shí)施例中描述的各種特征也可以分開(kāi)的提供或任意適當(dāng)?shù)膬?nèi)部組合。因此，本申請(qǐng)人告知，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明或?qū)崿F(xiàn)從本發(fā)明衍生的其他發(fā)明時(shí)，新的權(quán)利要求應(yīng)闡述為這些特征和/或這些特征的組合。
權(quán)利要求
1.一種有源的標(biāo)記元件，包括電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極；與第一電場(chǎng)耦合的接收電極，用以產(chǎn)生接收的信號(hào)；用于向接收的信號(hào)施加相移的裝置；用于以相移信號(hào)驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極從而產(chǎn)生第二電場(chǎng)的裝置。
2.一組有源的標(biāo)記元件，每個(gè)都是如權(quán)利要求6所述的有源的標(biāo)記元件，其中，用于以相移信號(hào)驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極從而為每個(gè)標(biāo)記元件產(chǎn)生第二電場(chǎng)的裝置產(chǎn)生不同的時(shí)間調(diào)制的第二電場(chǎng)，第二電場(chǎng)為每個(gè)標(biāo)記元件提供了可區(qū)別的標(biāo)識(shí)符。
3.一組有源的標(biāo)記元件，每個(gè)標(biāo)記元件都包括電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極；和用于驅(qū)動(dòng)電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極從而為每個(gè)標(biāo)記元件產(chǎn)生給定頻率的電場(chǎng)的裝置；其中，至少某些標(biāo)記元件的每一個(gè)的給定頻率是不同的。
4.一種用于電場(chǎng)感測(cè)裝置的電流感測(cè)電路，該電流感測(cè)電路包括用于感測(cè)由第一電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)到的電流的變化的裝置；和用于獨(dú)立地感測(cè)由第二電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的電流的變化的裝置。
5根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流感測(cè)電路，其中，電流感測(cè)電路用于利用兩個(gè)電場(chǎng)的相位的不同來(lái)區(qū)分由第一和第二電場(chǎng)感應(yīng)的相應(yīng)的電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流感測(cè)電路，其中，電流感測(cè)電路用于利用兩個(gè)電場(chǎng)各自不同的頻率來(lái)區(qū)分由第一和第二電場(chǎng)感應(yīng)的相應(yīng)的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電流感測(cè)電路，還包括用于獨(dú)立地感測(cè)由多個(gè)另外的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的相應(yīng)電流的變化的裝置；其中，電流感測(cè)電路用于利用另外的電場(chǎng)各自不同的頻率來(lái)區(qū)分各自感應(yīng)的電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求4到6之一所述的電流感測(cè)電路，還包括用于獨(dú)立地感測(cè)由多個(gè)另外的電場(chǎng)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極感應(yīng)的相應(yīng)電流的變化的裝置；其中，電流感測(cè)電路用于利用另外的電場(chǎng)各自不同的時(shí)間調(diào)制形式區(qū)分各自感應(yīng)的電流。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種利用電場(chǎng)感測(cè)的組合的無(wú)源及有源的物體感測(cè)系統(tǒng)(30；50；70)。電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極(2)產(chǎn)生第一電場(chǎng)(11、12、13)，其在電場(chǎng)感測(cè)接收電極(4)感應(yīng)電流。無(wú)源物體(10)由所述電流的變化被感測(cè)到。有源物體(31；51；71)包括另外的電場(chǎng)感測(cè)發(fā)射電極(33；53；73)，并產(chǎn)生第二電場(chǎng)(35、36、37；55、56、57；75、76、77)。其可以由耦合到第一電場(chǎng)(11、12、13)并對(duì)其施加相移的有源物體(31)產(chǎn)生?；蛘?，第二電場(chǎng)(55、56、57)可以以不同于第一電場(chǎng)(11、12、13)的頻率產(chǎn)生。或者，第二電場(chǎng)(75、76、77)可以由耦合到由線圈(172)產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的有源物體(71)產(chǎn)生。第二電場(chǎng)(35、36、37；55、56、57；75、76、77)在電場(chǎng)感測(cè)接收電極(4)感應(yīng)電流，該電流隨著有源物體(31；51；71)的位置的變化而變化。利用它們之間的相位或頻率的不同，各電流可以被區(qū)分開(kāi)來(lái)。
文檔編號(hào)G01D5/24GK1699926SQ200510081468
公開(kāi)日2005年11月23日 申請(qǐng)日期2002年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月25日
發(fā)明者C·范伯克爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司