多區(qū)域電容感應(yīng)的方法、實(shí)施該方法的裝置和設(shè)備的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明設(shè)及用于多區(qū)域的電容式檢測(cè)的方法和裝置。本發(fā)明的領(lǐng)域更特別地但非限制性地為電容式檢測(cè)系統(tǒng)W及觸摸和非接觸式人機(jī)界面的領(lǐng)域?！?br>背景技術(shù)：
】[0002]許多通信和工作設(shè)備使用觸摸或非接觸式測(cè)量界面作為用于輸入命令的人機(jī)界面。運(yùn)些界面能夠特別地具有平板或觸摸屏的形式。它們例如用在移動(dòng)電話、智能電話、觸摸屏計(jì)算機(jī)、輸入板(tablettes)、平板電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)、觸摸屏和寬屏等中。[0003]運(yùn)些界面通常使用電容技術(shù)。測(cè)量表面配備有與電子單元連接的電容電極，所述電子單元允許測(cè)量電極和待檢測(cè)物體之間產(chǎn)生的電容的變化W執(zhí)行命令。[0004]可W實(shí)現(xiàn)透明電極，其允許將界面疊置在(例如智能電話的）顯示屏上。[0005]運(yùn)些界面中的大多數(shù)是觸摸界面，即他們能夠檢測(cè)一個(gè)或更多個(gè)目標(biāo)物體或命令物體(例如手指或觸筆)與界面表面的接觸。[0006]正在越來越多地發(fā)展手勢(shì)或非接觸式界面，其能夠在不與表面接觸的情況下檢測(cè)在離界面較大距離處的命令物體。[0007]非接觸式界面的發(fā)展需要實(shí)施非常高靈敏度的電容式測(cè)量技術(shù)W及提供對(duì)環(huán)境干擾的高免疫性。事實(shí)上，在界面的電容式測(cè)量電極和命令物體之間產(chǎn)生的電容與它們之間的距離成反比。[000引已知例如Rozi紅e的文獻(xiàn)FR2756048,其公開了允許測(cè)量多個(gè)獨(dú)立電極和附近物體之間的電容和距離的電容式測(cè)量方法。[0009]該技術(shù)允許W高分辨率和高靈敏度來獲得電極和物體之間的電容的測(cè)量結(jié)果，允許檢測(cè)例如在幾厘米或甚至幾十厘米距離處的手指。該檢測(cè)能夠在Ξ維空間中執(zhí)行，并且在被稱為測(cè)量表面的表面上執(zhí)行。[0010]通常，命令物體能夠被認(rèn)為處于參考電勢(shì)下，例如暴露的導(dǎo)電部分或大地。[0011]在大多數(shù)電容式檢測(cè)技術(shù)中，電極在激勵(lì)電壓下被極化。因此，測(cè)量運(yùn)些極化電極和處于參考電勢(shì)下的物體之間的電容禪合。[0012]在便攜設(shè)備、例如智能電話或輸入板的情況下，電路包括參考電勢(shì)或內(nèi)部接地，其由于是由電池供給的，因此相對(duì)于地電勢(shì)浮動(dòng)。但是，通過與其環(huán)境的電容禪合的影響(特別是當(dāng)其被握持在使用者手中時(shí)），該內(nèi)部參考電勢(shì)被設(shè)置為地電勢(shì)或者至少被設(shè)置為使用者身體的電勢(shì)。因此，當(dāng)另一只手靠近測(cè)量電極時(shí)，所述手被"視"為基本上處于內(nèi)部參考電勢(shì)下或處于裝置的地電勢(shì)下。[0013]發(fā)展便攜式設(shè)備、例如智能電話或輸入板是有益的，運(yùn)些設(shè)備在除了顯示屏之外的位置中包括具有測(cè)量電極的傳感表面。運(yùn)樣的設(shè)備能夠例如在與屏幕相對(duì)的面和/或在側(cè)面上配備有電極，W檢測(cè)與它們的環(huán)境相關(guān)的另外信息項(xiàng)、它們被握持的方式等。[0014]在運(yùn)種情況下出現(xiàn)的問題為由于安裝的電子器件相對(duì)于地電勢(shì)的浮動(dòng)性質(zhì)，如果在激勵(lì)電壓下被極化的測(cè)量電極與例如握持裝置的使用者的手電接觸或者強(qiáng)烈（電容)禪合，則使用者的整個(gè)身體都被電子器件"視"為基本處于該激勵(lì)電勢(shì)下。在運(yùn)種情況下，命令物體、例如他的另一只手也被"視"為基本處于電極的激勵(lì)電勢(shì)下。那么電容禪合為零或者非常弱，物體沒有被檢測(cè)到，或僅短距離處的物體被檢測(cè)到。[0015]電容式檢測(cè)技術(shù)也用于配備系統(tǒng)、例如機(jī)器人或移動(dòng)醫(yī)學(xué)成像設(shè)備（掃描儀等），W使得它們對(duì)它們的環(huán)境敏感。原理是相同的：測(cè)量在激勵(lì)電壓下被極化的電容電極和被認(rèn)為處于參考電勢(shì)、接地或地電勢(shì)下的環(huán)境物體之間的電容禪合。[0016]當(dāng)配備有電容電極的兩個(gè)物體相對(duì)于彼此移位時(shí)，存在它們可能檢測(cè)不到彼此的風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)是由于如果測(cè)量電極處于相同電勢(shì)下，則在它們之間沒有建立電容禪合。另外，在大多數(shù)電容式檢測(cè)系統(tǒng)中使用的保護(hù)原理是:通過將處于相同激勵(lì)電勢(shì)下的傳感表面鄰近布置來保護(hù)電極不受不期望的環(huán)境影響(寄生電容)的影響。[0017]本發(fā)明的一個(gè)主題在于提出能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的運(yùn)些缺點(diǎn)的、用于電容式檢測(cè)的方法及裝置。[0018]本發(fā)明的另一主題在于提出電容式檢測(cè)方法和裝置，其允許為相對(duì)于暴露的導(dǎo)電部分或相對(duì)于地電浮動(dòng)的設(shè)備配備能夠檢測(cè)目標(biāo)物體的靠近的電容式檢測(cè)電極，使得測(cè)量不受或僅稍微受到一些電極與暴露的導(dǎo)電部分或地的強(qiáng)的電禪合的影響。[0019]本發(fā)明的另一主題在于提出一種用于電容式檢測(cè)的方法W及裝置，其允許使便攜式設(shè)備、例如智能電話或輸入板在多個(gè)面上都配備有電容式檢測(cè)電極，使得測(cè)量不受或僅稍微受到一些電極與暴露的導(dǎo)電部分或地的強(qiáng)的電禪合的影響。[0020]本發(fā)明的另一主題在于提出一種用于電容式檢測(cè)的方法W及裝置，其允許為多個(gè)設(shè)備配備電容式檢測(cè)電極，使得運(yùn)些設(shè)備也能夠檢測(cè)彼此?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0021]利用一種用于電容式檢測(cè)的方法實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，所述方法實(shí)施多個(gè)電極，所述多個(gè)電極能夠允許通過電容禪合檢測(cè)在它們附近的物體，其特征在于，包括利用不同激勵(lì)電勢(shì)使所述電極的至少一部分同時(shí)極化的步驟，所述激勵(lì)電勢(shì)相對(duì)于參考電勢(shì)產(chǎn)生，使得運(yùn)些激勵(lì)電勢(shì)中的至少兩個(gè)在預(yù)定持續(xù)時(shí)間內(nèi)的內(nèi)積為零或者比運(yùn)些激勵(lì)電勢(shì)中的一個(gè)和或另一個(gè)與其本身在預(yù)定持續(xù)時(shí)間內(nèi)的內(nèi)積小得多。[0022]激勵(lì)電勢(shì)能夠例如對(duì)應(yīng)于W參考電勢(shì)作為參考的激勵(lì)電信號(hào)的時(shí)間值，或者還對(duì)應(yīng)于與參考電勢(shì)的電壓差。[0023]當(dāng)然，在本發(fā)明范圍內(nèi)能夠使用任意數(shù)量的不同激勵(lì)電勢(shì)。特別地，能夠使用兩個(gè)激勵(lì)電勢(shì)或數(shù)量大于兩個(gè)的激勵(lì)電勢(shì)。[0024]根據(jù)實(shí)施例，產(chǎn)生的激勵(lì)電勢(shì)能夠包括：[0025]-隨時(shí)間可變的至少一個(gè)激勵(lì)電勢(shì)；[0026]-頻率不同的周期性激勵(lì)電勢(shì)；[0027]-至少一個(gè)激勵(lì)電勢(shì)，其頻率成分分布在頻譜帶上；[0028]-相位正交、頻率相同的兩個(gè)周期性激勵(lì)電勢(shì)；[0029]-至少一個(gè)激勵(lì)電勢(shì)，其與干擾信號(hào)的內(nèi)積被最小化；[0030]-基本等于參考電勢(shì)的至少一個(gè)激勵(lì)電勢(shì)。[0031]根據(jù)本發(fā)明的方法還能夠包括測(cè)量電極的電容禪合的步驟，其包括：[0032]-獲取代表電極電荷的測(cè)量值，和[0033]-通過使用所述電極的激勵(lì)電勢(shì)來解調(diào)代表電荷的測(cè)量值。[0034]根據(jù)另一方面，提出了一種電容式檢測(cè)裝置，其包括多個(gè)電極，所述多個(gè)電極能夠允許通過電容禪合檢測(cè)在它們附近的物體，并且該裝置還包括能夠利用不同激勵(lì)電勢(shì)使所述電極中的至少一部分同時(shí)極化的激勵(lì)單元，所述激勵(lì)電勢(shì)相對(duì)于參考電勢(shì)產(chǎn)生，使得運(yùn)些激勵(lì)電勢(shì)中的至少兩個(gè)在預(yù)定持續(xù)時(shí)間內(nèi)的內(nèi)積為零或者比運(yùn)些激勵(lì)電勢(shì)中的一個(gè)和/或另一個(gè)與其本身在所述預(yù)定持續(xù)時(shí)間內(nèi)的內(nèi)積小得多。[0035]根據(jù)本發(fā)明的裝置還能夠包括：[0036]與所連接到的電極相同的激勵(lì)電勢(shì)作為參考的測(cè)量單元。[0037]-解調(diào)單元，所述解調(diào)單元與測(cè)量單元連接，并且能夠產(chǎn)生W所述參考電勢(shì)作為參考的、代表電容禪合的測(cè)量結(jié)果。[0038]根據(jù)實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的裝置還能夠包括允許在如下激勵(lì)電勢(shì)下極化至少一個(gè)電極的單元：[0039]-在幾個(gè)不同激勵(lì)電勢(shì)下，和/或[0040]-在至少一個(gè)激勵(lì)電勢(shì)或在所述參考電勢(shì)下。[0041]根據(jù)另一方面，提出了一種設(shè)備，其包括用于電容式檢測(cè)的裝置，并且實(shí)施本發(fā)明的方法。[0042]根據(jù)實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠沿著第一面包括顯示屏和在第一激勵(lì)電勢(shì)下被極化的、基本透明的第一電極，并且沿著與第一面相對(duì)的第二面包括在第二激勵(lì)電勢(shì)下被極化的第二電極。[0043]所述裝置能夠特別地為如下類型中的一種:智能電話、輸入板。[0044]根據(jù)實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的裝置能夠包括能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)的多個(gè)模塊，每個(gè)模塊都包括在與其他模塊不同的激勵(lì)電勢(shì)下被極化的電極?！靖綀D說明】[0045]及【具體實(shí)施方式】[0046]通過閱讀絕非限制性的實(shí)施例的詳細(xì)描述W及W下附圖，本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及特征會(huì)變得明顯，在運(yùn)些附圖中：[0047]-圖1示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例，[004引-圖2示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例，[0049]-圖3示出了用于實(shí)施本發(fā)明的電子器件的電路圖，[0050]-圖4示出了獲取測(cè)量結(jié)果的時(shí)序圖。[0051]當(dāng)然，示出的本發(fā)明實(shí)施例W及運(yùn)些實(shí)施例中描述的電極的分布和布置絕非限制性的。它們僅簡單地通過代表性示例給出。[0052]會(huì)參照?qǐng)D1描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。[0053]該實(shí)施例對(duì)應(yīng)于本發(fā)明在例如電子裝置2或設(shè)備2(例如電話、智能電話、PC輸入板）中的實(shí)施，所述裝置或設(shè)備包括例如幾個(gè)屏幕、或者一個(gè)屏幕，W及諸如按鈕之類的傳感區(qū)域。[0054]在圖1中示出的示例中，W橫截面示出的設(shè)備2代表智能電話或PC輸入板。該設(shè)備包括具有顯示屏4的第一面，其配備有在其表面上分布(例如W矩陣排列）的第一透明電容電極5。運(yùn)些第一電極5及其相關(guān)聯(lián)的電子器件允許檢測(cè)命令物當(dāng)前第1頁1 2 3 4