本發(fā)明涉及一種用于接近和/或接觸檢測(cè)的電容性傳感器裝置，所述電容性傳感器裝置可以與電路耦合，所述電路例如是電手持式裝置的微處理器。此外，本發(fā)明涉及一種用于操作用于接近和/或接觸檢測(cè)的電容性傳感器裝置的方法。

背景技術(shù)：
電容性接近和/或接觸傳感器通過(guò)產(chǎn)生和測(cè)量交流電場(chǎng)來(lái)測(cè)量物體對(duì)于傳感器電極的接近或物體對(duì)于傳感器電極的觸碰。從現(xiàn)有技術(shù)已知的電容性傳感器裝置尤其在其用于移動(dòng)電裝置中時(shí)具有以下不足之處：對(duì)于接近或接觸的檢測(cè)的質(zhì)量和穩(wěn)定性很大程度上取決于移動(dòng)裝置的接地參考或裝置的接地與移動(dòng)裝置的操作人員之間的連接。舉例來(lái)說(shuō)，移動(dòng)裝置處的外圍設(shè)備的連接可能必然使得裝置獲得接地參考，這可能不利地影響對(duì)于接近和/或接觸的測(cè)量或檢測(cè)。裝置的接地與裝置的操作人員之間的連接舉例來(lái)說(shuō)可能通過(guò)電裝置到人體上(舉例來(lái)說(shuō)通過(guò)累積器)的接地耦合而發(fā)生。在這方面，特別不利的一點(diǎn)是，移動(dòng)裝置的接地參考或人體上的接地耦合可能在電裝置的操作期間變化，舉例來(lái)說(shuō)，如果在操作期間，具有接地參考的外圍設(shè)備連接到電裝置。這可能必然使得起初正確的對(duì)于接近或接觸的檢測(cè)導(dǎo)致錯(cuò)誤檢測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，在操作期間移動(dòng)裝置的接地參考的形成可能必然使得(舉例來(lái)說(shuō))手握緊移動(dòng)裝置不會(huì)因此被錯(cuò)誤地辨識(shí)。在從現(xiàn)有技術(shù)中已知的電容性傳感器裝置中，人們使用兩個(gè)電極(發(fā)射電極和接收電極)通過(guò)傳感器裝置基本上可以在兩個(gè)不同模式中操作的事實(shí)來(lái)嘗試解決這個(gè)問(wèn)題。如果已知所述裝置被接地，則電容性傳感器裝置可以在所謂的吸收模式中操作，其中評(píng)估接收電極處的電信號(hào)的信號(hào)降低。所述信號(hào)降低基本上通過(guò)借助于接近電極的身體(其呈現(xiàn)接地參考)推導(dǎo)出發(fā)射電極與接收電極之間的交流電場(chǎng)而出現(xiàn)。另一方面，如果已知所述裝置未接地，則電容性傳感器裝置可以在所謂的發(fā)射模式中操作。在發(fā)射模式中，可能被接地的導(dǎo)電物體的接近必然引起在接收電極處分接的電信號(hào)的上升。然而，這種方法的不足之處在于，大部分時(shí)候并不知道電裝置是否具有接地參考，或者電裝置的接地耦合的強(qiáng)度如何。在從現(xiàn)有技術(shù)已知的方法中，為了在正確的操作模式中操作電容性傳感器裝置，首先確定是否存在電裝置的接地參考。然而，為了檢測(cè)接地參考或接地耦合的強(qiáng)度，必須采取額外措施，這必然導(dǎo)致電容性傳感器裝置的成本大幅上升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
發(fā)明目的因而，本發(fā)明的目的是提供一種電容性傳感器裝置以及一種用于電容性接近和/或接觸檢測(cè)的方法，其至少部分地避免了從現(xiàn)有技術(shù)已知的缺點(diǎn)并且保證對(duì)于接近或接觸的可靠并且穩(wěn)固的檢測(cè)，尤其是獨(dú)立于其中使用電容性傳感器裝置的電裝置的接地參考并且獨(dú)立于改變的接地耦合進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的解決方案根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的一種用于接近和/或接觸檢測(cè)的電容性傳感器裝置和一種用于操作電容性傳感器裝置的方法來(lái)解決這個(gè)目的。在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中指示了本發(fā)明的有利實(shí)施例和改進(jìn)。所述解決方案提供一種用于接近和/或接觸檢測(cè)的可以與電路耦合的電容性傳感器裝置，其中所述電容性傳感器裝置包括：電極配置，所述電極配置具有至少一個(gè)發(fā)射電極、至少一個(gè)補(bǔ)償電極和至少一個(gè)接收電極，其中在所述發(fā)射電極和在所述補(bǔ)償電極處每次可以發(fā)射交流電場(chǎng)，所述交流電場(chǎng)可以耦合到所述接收電極中，傳感器電子元件，所述傳感器電子元件可以與所述電極配置耦合，并且至少在測(cè)量時(shí)間間隔期間向所述發(fā)射電極和所述補(bǔ)償電極各自供應(yīng)交流電信號(hào)并且在所述接收電極處分接電值，以及用于電位分離的裝置，所述用于電位分離的裝置與所述傳感器電子元件耦合，并且借助于所述用于電位分離的裝置，所述電容性傳感器裝置可以與所述電路耦合。所述電位分離確保電路的接地獨(dú)立于傳感器電子元件的接地。有利的是，不需要檢測(cè)布置了根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的裝置或所述電路是否接地，或者使用哪種耦合所述裝置或所述電路具有接地參考。此外，人與裝置或電路的接地之間的參考是不相關(guān)的。傳感器裝置始終以相等的靈敏度工作。所述用于電位分離的裝置經(jīng)布置以至少在測(cè)量時(shí)間間隔期間使電容性傳感器裝置與電路電流性分離。如果用于電位分離的裝置經(jīng)布置以使用時(shí)分多路復(fù)用方法使電容性傳感器裝置與電路電流性分離，則是有利的。已經(jīng)展示，用于電位分離的裝置可包含濾波器，用于優(yōu)選地在測(cè)量時(shí)間間隔期間使電容性傳感器裝置與電路頻率選擇性分離。所述用于電位分離的裝置可包含以下裝置中的至少一者：光學(xué)耦合裝置、電容耦合裝置和電感耦合裝置，以便使所述電容性傳感器裝置與所述電路耦合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述用于電位分離的裝置可能具有至少一個(gè)電開關(guān)，通過(guò)所述電開關(guān)，所述傳感器電子元件可以與所述電路耦合。所述傳感器電子元件可以進(jìn)一步經(jīng)布置以向發(fā)射電極供應(yīng)交流電信號(hào)，所述交流電信號(hào)相對(duì)于在所述補(bǔ)償電極處饋入的交流電信號(hào)被相移。所述電路可以是電手持式裝置，尤其是移動(dòng)電話、雙向無(wú)線電、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、遙控裝置、數(shù)碼相機(jī)、游戲控制器、可移動(dòng)迷你計(jì)算機(jī)或平板PC的一部分。本發(fā)明還涉及一種用于操作電容性傳感器裝置的方法，所述電容性傳感器裝置包括傳感器電子元件和可以與其耦合的電極配置，其中所述傳感器電子元件可以與電路耦合，其中所述電極配置的發(fā)射電極和補(bǔ)償電極各自被供應(yīng)交流電信號(hào)以便在其中的每一者處發(fā)射交流電場(chǎng)，所述交流電場(chǎng)可以耦合到所述電極配置的接收電極中，其中在所述接收電極處可以分接電值，并且所述傳感器電子元件用電位可分離的方式與所述電路耦合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，至少在所述測(cè)量時(shí)間間隔期間，所述電容性傳感器裝置可以與所述電路電流性隔離。所述電容性傳感器裝置可以用時(shí)分多路復(fù)用方法與所述電路電流性隔離。所述電位分離可以使用包括以下裝置中的至少一者的裝置進(jìn)行：光學(xué)耦合裝置、電容耦合裝置、電感耦合裝置和電開關(guān)。此外，通過(guò)本發(fā)明提供一種電手持式裝置，所述電手持式裝置呈現(xiàn)至少一個(gè)電路和一個(gè)與其耦合的電容性傳感器裝置，其中所述電路可以與所述電容性傳感器裝置電位分離。所述電位分離可能至少在測(cè)量循環(huán)期間使用優(yōu)選地布置的用于電位分離的裝置發(fā)生，其中檢測(cè)或?qū)z測(cè)接近或接觸以使所述電路與所述電容性傳感器裝置電位分離。所述電手持式裝置可以是智能電話、雙向無(wú)線電、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、遙控裝置、數(shù)碼相機(jī)、游戲控制器、PDA、平板PC、錄音機(jī)或類似裝置。附圖說(shuō)明通過(guò)以下描述結(jié)合圖式，可以得出本發(fā)明以及本發(fā)明的具體實(shí)施例的進(jìn)一步細(xì)節(jié)和特性，其中僅有的一個(gè)圖示意性地展示了可以與電路(舉例來(lái)說(shuō)，雙向無(wú)線電)耦合的根據(jù)本發(fā)明的電容性傳感器裝置的塊方案。具體實(shí)施方式圖1展示可以與電路10耦合的根據(jù)本發(fā)明的用于接近和/或接觸檢測(cè)的電容性傳感器裝置的框方案。舉例來(lái)說(shuō)，電路10可以是移動(dòng)電話或另一裝置(尤其是移動(dòng)裝置)的裝置電子元件。電容性傳感器裝置展示傳感器電子元件20和與傳感器電子元件20耦合的電極配置。電極配置包括發(fā)射電極SE、補(bǔ)償電極KE和接收電極EE。為了檢測(cè)接近或接觸，所述電極配置的傳感器電極舉例來(lái)說(shuō)布置在電手持式裝置的外殼上。傳感器電極SE和補(bǔ)償電極KE各自被供應(yīng)交流電信號(hào)，其中被供應(yīng)到補(bǔ)償電極KE的交流電信號(hào)可以優(yōu)選地相對(duì)于被供應(yīng)到發(fā)射電極的交流電信號(hào)經(jīng)相移。被供應(yīng)到發(fā)射電極和接收電極的交流電信號(hào)還可各自具有不同振幅。在發(fā)射電極SE和補(bǔ)償電極KE處，各自發(fā)射一交流電場(chǎng)，交流電場(chǎng)耦合到接收電極EE中。補(bǔ)償電極K優(yōu)選地用如下方式相對(duì)于發(fā)射電極SE和接收電極EE布置：在接近或接觸有待檢測(cè)的物體或由有待檢測(cè)的物體接近或接觸的情況下，發(fā)射電極SE處發(fā)射的交流電場(chǎng)的一部分借助于物體耦合到接收電極EE中。這意味著，通過(guò)接近或接觸，發(fā)射電極與接收電極之間的電容耦合被放大，這必然引起在接收電極處分接的電信號(hào)的顯著提高。傳感器電子元件20借助于用于電位分離的裝置30與電路10耦合。提供用于電位分離的裝置30以使傳感器電子元件20在電位方面與電路10分離。根據(jù)本發(fā)明，用于電位分離的裝置確保傳感器電子元件20至少在測(cè)量循環(huán)期間與電路10電流性隔離，或者電路10與傳感器電子元件20之間的連接至少在測(cè)量循環(huán)期間具有高電阻。傳感器電子元件20可能提供電荷存儲(chǔ)裝置，通過(guò)所述電荷存儲(chǔ)裝置，當(dāng)傳感器電子元件20與電路10電流性分離時(shí)，傳感器電子元件20被供應(yīng)能量。電荷存儲(chǔ)裝置可包含電容器CL。所述電容器的尺寸的設(shè)計(jì)方式使得至少在測(cè)量期間，傳感器電子元件20被充分地供應(yīng)能量，并且測(cè)量值保持存儲(chǔ)在傳感器電子元件20的存儲(chǔ)裝置中至少足夠長(zhǎng)的時(shí)間直到所述值可以被發(fā)射到電路10為止。替代地，還可通過(guò)電池、累積器或太陽(yáng)能電池提供用于傳感器電子元件20的能量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，用于電位分離30的裝置的布置方式使得至少在其中測(cè)量或檢測(cè)到接近或接觸的一個(gè)測(cè)量循環(huán)期間，傳感器電子元件20可以在電位方面與電路10分離。這舉例來(lái)說(shuō)可以借助于電開關(guān)進(jìn)行，所述電開關(guān)在測(cè)量循環(huán)開始時(shí)斷開，并且在測(cè)量循環(huán)結(jié)束后再次閉合，舉例來(lái)說(shuō)用于對(duì)電路10的數(shù)據(jù)或信號(hào)發(fā)射。因此，在測(cè)量循環(huán)期間，傳感器電子元件20與電路10電流性分離。然而，電路10也可能通過(guò)用于電位分離的裝置30與傳感器電子元件20永久地電流性隔離。為此目的，舉例來(lái)說(shuō)，用于電位分離的裝置30的形成方式可以使得電路10舉例來(lái)說(shuō)與傳感器電子元件20電容性、電感性或光學(xué)耦合。以此方式，一方面?zhèn)鞲衅麟娮釉?0可以被電路10供應(yīng)能量。另一方面，還在測(cè)量循環(huán)期間確保傳感器電子元件20與電路10電位相關(guān)分離。然而，傳感器電子元件20與電路10的電位相關(guān)分離也可能借助于頻率選擇性分離(舉例來(lái)說(shuō)借助于濾波器)進(jìn)行。電路10與傳感器電子元件20之間的連接僅對(duì)于傳感器信號(hào)的頻率范圍具有高電阻，對(duì)于其余的頻率范圍，其具有低電阻。以此方式，在測(cè)量循環(huán)期間，電路10對(duì)于傳感器電子元件20的電力供應(yīng)以及傳感器電子元件20與電路10之間的通信也是可能的。通過(guò)電路10與傳感器電子元件20的電位相關(guān)分離，傳感器電子元件20的接地獨(dú)立于電路10的接地或裝置(舉例來(lái)說(shuō)電手持式裝置，其中使用所述電容性傳感器裝置)的接地。因而，即使在接地主體接近的情況下，也不會(huì)發(fā)生在傳感器電極之間形成的交流電場(chǎng)的吸收效應(yīng)。這意味著，在物體接近傳感器電極的情況下，形成為發(fā)射電極的電極SE和KE與接收電極EE之間的耦合變得更大，并且因而在接收電極EE處分接的電信號(hào)的電平上升。因而，與從現(xiàn)有技術(shù)已知的測(cè)量方法相比，所述電容性傳感器裝置可以始終在所謂的發(fā)射模式中操作。所謂的吸收模式與發(fā)射模式之間的取決于電裝置的接地耦合的變化不再是必需的。此外，不需要檢測(cè)裝置是否接地或者系統(tǒng)使用哪種耦合具有接地參考。此外，接近電容性傳感器裝置的人或傳感器電極之間的參考是可忽略的。根據(jù)本發(fā)明的電容性傳感器裝置總體上確保了其始終以相同靈敏度操作，并且不同接地條件或改變的接地條件不會(huì)影響檢測(cè)或檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的電容性傳感器裝置可以用于電手持式裝置，舉例來(lái)說(shuō)智能電話、雙向無(wú)線電、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、遙控裝置、數(shù)碼相機(jī)、游戲控制器、PDA、平板PC、錄音機(jī)或類似裝置，以便獨(dú)立于所述電手持裝置的接地參考檢測(cè)對(duì)于電手持式裝置的接近或者電手持式裝置的接觸。