專利名稱：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
技術(shù)領域：
本發(fā)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(jù)本發(fā)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(shù)：
從現(xiàn)有技術(shù)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(tǒng)。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(chǎn)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(tǒng)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(gòu)件。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目標因此，本發(fā)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(shù)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(qū)中物件的位置的改進的檢測。根據(jù)本發(fā)明的解決方案通過根據(jù)獨立技術(shù)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(qū)中的物件的位置的方法來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的此目標。本發(fā)明的有利實施例由相應獨立技術(shù)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(fā)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(qū)，且其中所述電子電路經(jīng)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(qū)中的至少一個物件的存在且將所述傳感器元件彼此區(qū)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(fā)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(fā)射電極處發(fā)射的第一交流電場及在所述補償電極處發(fā)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(qū)時，在所述發(fā)射電極處發(fā)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(qū)中不存在物件的情況下，在所述補償電極處發(fā)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(fā)射電極處發(fā)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(fā)射電極處發(fā)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(fā)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(fā)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(shù)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(fā)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(fā)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(chǎn)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(jīng)配置以給所述傳感器元件的所述發(fā)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(jīng)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。所述電子電路可進一步經(jīng)配置以使接收電極(在所述接收電極處未檢測電流)的電流漸弱。所述多路復用方法可為時分方法，且所述電子電路可經(jīng)配置以順序地檢測流動穿過所述傳感器元件的所述相應接收電極的電流且依據(jù)所述所檢測電流確定表示所述相應傳感器元件處的所述物件的存在的值。所述電子電路可經(jīng)配置以將發(fā)射電極(所述發(fā)射電極未被供以所述第一交流電壓)及/或接收電極(在所述接收電極處未檢測電流)與所述電子電路的大量電位耦合。所述多路復用方法可為碼分多路復用方法，其中所述電子電路經(jīng)配置以每次用不同代碼編碼可供應給所述傳感器元件的所述發(fā)射電極的所述第一交流電壓。所述電子電路可經(jīng)配置以對由流動穿過所述相應接收電極的電流產(chǎn)生的總電流進行解碼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。所述電子電路可經(jīng)配置以每次給所述傳感器元件的所述補償電極供應所述第一交流電壓的至少一部分。所述傳感器元件的所述補償電極可由共用補償電極形成，其中所述電子電路的連接經(jīng)提供用于連接所述共用補償電極。替代地或另外，所述傳感器元件的所述接收電極可由共用接收電極形成，其中所述電子電路的連接經(jīng)提供用于連接所述共用接收電極。替代地或另外，所述傳感器元件的所述發(fā)射電極可由共用發(fā)射電極形成，其中所述電子電路的連接經(jīng)提供用于連接所述共用發(fā)射電極。已發(fā)現(xiàn)由一共用發(fā)射電極、若干個接收電極及至少一個補償電極形成所述傳感器元件是有利的。所述至少一個補償電極可形成為一共用補償電極或若干個補償電極。還提供一種用于確定坐落于傳感器元件的至少一個觀察區(qū)中的至少一個物件相對于所述傳感器元件的位置的方法，其中借助多路復用方法，檢測每一傳感器元件的指示·所述相應觀察區(qū)中的所述物件的存在的電變量。傳感器元件可包括至少一個發(fā)射電極(SE)、至少一個接收電極(EE)及至少一個補償電極(KE)?？蓪⑺鲋辽僖粋€補償電極配置于所述傳感器元件的所述至少一個發(fā)射電極與所述至少一個接收電極之間。由在所述發(fā)射電極處發(fā)射的第一交流電場及在所述補償電極處發(fā)射的第二交流電場形成的交流電場構(gòu)成所述傳感器元件的所述觀察區(qū)?？蓪⑺龅谝唤涣麟妶黾八龅诙涣麟妶鲴詈系剿鼋邮针姌O中。當物件進入所述傳感器元件的所述觀察區(qū)時，可將在所述發(fā)射電極處發(fā)射的所述第一交流電場耦合到所述接收電極中?？稍谒鏊鶛z測電變量之間執(zhí)行內(nèi)插以便確定所述至少一個物件相對于所述傳感器元件的經(jīng)內(nèi)插位置。將描述所述傳感器元件之間的鄰近關(guān)系的序號指派給每一傳感器元件是有利的，且其中所述內(nèi)插包括-檢測展示所述所檢測電變量的最高值的第一傳感器元件，-從直接鄰近傳感器元件檢測展示所述所檢測電變量的最高值的第二傳感器元件，及-依據(jù)所述第一及第二傳感器元件的所述序號且依據(jù)所述第一及第二傳感器元件的所述所檢測電變量的值，計算所述至少一個物件相對于所述傳感器元件的經(jīng)內(nèi)插位置?？筛鶕?jù)公式計算所述經(jīng)內(nèi)插位置(ηI · vl+n2 · v2) / (vl+v2)，其中nl為所述第一傳感器元件的序號，n2為所述第二傳感器元件的序號，vl為所述第一傳感器元件的所述所檢測電變量的值且v2為所述第二傳感器元件的所述所檢測電
變量的值。


由與圖式相關(guān)聯(lián)的以下說明得出本發(fā)明的其它細節(jié)及特性。所述圖式展示圖I具有用于多個傳感器元件的連接的傳感器電子電路，其中針對每一傳感器元件提供一對應連接；圖2到4根據(jù)本發(fā)明的可與多個傳感器元件耦合的傳感器電子器件的實施例，且其中傳感器電子器件的若干個連接經(jīng)提供用于連接不同電容性傳感器元件的數(shù)個電極；圖5根據(jù)本發(fā)明的具有作為電容性滑動控制件的多個傳感器元件的傳感器電子器件的應用實例；圖6呈電容性旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器形式的另一應用實例；圖7物件相對于多個傳感器元件的位置的內(nèi)插的實例；圖8用于確定物件相對于若干個傳感器元件的經(jīng)內(nèi)插位置的方法的流程圖；圖9根據(jù)本發(fā)明的傳感器電子器件的另一實施例，其中以頻率多路復用方法操作 傳感器兀件；圖10根據(jù)本發(fā)明的傳感器電子器件的再一實施例，其中通過時分方法操作傳感器元件的發(fā)射及補償電極且將接收電極的電流相加且在必要的情況下使所述電流漸弱；及圖11根據(jù)本發(fā)明的傳感器電子器件的再一實施例，其中傳感器元件各自具有可通過時分方法操作的數(shù)個發(fā)射電極。
具體實施例方式圖I展示根據(jù)本發(fā)明的具有兩個傳感器元件Zl及Z2連接到其的電子電路S的電容性傳感器系統(tǒng)。電子電路S將在下文中指定為傳感器電子單元S。所述兩個傳感器元件中的每一者包括一個發(fā)射電極SE、一個補償電極KE及一個接收電極EE。所述電極借助于傳感器電子器件與傳感器電子器件的連接A而耦合。發(fā)射電極SE各自被供以第一交流電壓，以使得從每一發(fā)射電極SE發(fā)射第一交流電場。兩個補償電極KE各自被供以第二交流電壓，以使得在每一補償電極KE處發(fā)射另一交流電場。優(yōu)選地，所述第二交流電壓相對于所述第一交流電壓相移。第一交流電壓可為(舉例來說)正弦信號，而第二交流電壓可為(舉例來說)矩形信號。兩個信號還可具有矩形信號形式。第一及/或第二交流電壓可針對每一傳感器元件不同。還可將第一電交流電壓的一部分添加到第二交流電壓，以使得給補償電極KE供應為第一交流電壓的一部分與第二交流電壓的一部分的和的電交流電壓。出于此目的，傳感器電子單元S中的對應信號路徑可彼此耦合。向第二交流電壓添加第一交流電壓的僅一部分可通過最初將第一交流電壓傳導到衰減器而實現(xiàn)。替代地，發(fā)射電極SE及補償電極KE也可借助于衰減器而彼此耦合。在發(fā)射電極SE或補償電極KE處發(fā)射的交流電場耦合到接收電極EE中，以使得電流流動穿過接收電極EE。流動穿過接收電極EE的電流可由為傳感器電子單元S的組件的評估裝置檢測。舉例來說，可以時分多路復用方法操作圖I中所示的傳感器元件Zl及Z2，S卩，每次兩個傳感器元件Zl、Z2中的僅一者為活動的。因此，傳感器電子單元S僅必須提供一個信號產(chǎn)生器，所述信號產(chǎn)生器的信號施加于發(fā)射電極SE或補償電極KE處。僅還需要提供一個評估裝置以評估或檢測在接收電極EE中流動的電流。替代地，還可借助基于頻率的多路復用操作傳感器元件Zl、Z2，即，給第一傳感器物項Zl的發(fā)射電極及補償電極供應其頻率不同于供應給第二傳感器物項Z2的發(fā)射電極SE及補償電極KE的信號的信號。
圖2展示根據(jù)本發(fā)明的具有兩個電容性傳感器元件Zl及Z2連接到其的傳感器電子單元的電容性傳感器系統(tǒng)。所述兩個傳感器元件Zl、Z2中的每一者包含一個發(fā)射電極SE、一個補償電極KE及一個接收電極EE。傳感器元件Z1、Z2還可各自包含數(shù)個發(fā)射電極SE及/或數(shù)個補償電極KE及/或數(shù)個接收電極EE，如根據(jù)圖2的實施例以及以下各圖中所描述的實施例中所描述。舉例來說，傳感器元件可包含一發(fā)射電極、一補償電極及數(shù)個接收電極。傳感器元件還可包含數(shù)個發(fā)射電極、數(shù)個補償電極及一共用接收電極。傳感器電子單元S具有兩個傳感器元件Zl、Z2的發(fā)射電極SE借助于共用主電線連接到其的連接。傳感器電子單元S具有兩個傳感器元件Zl、Z2的補償電極KE借助于共用主電線連接到其的另一連接。傳感器電子單元S進一步具有每次兩個傳感器元件Z1、Z2的一個接收電極EE連接到其的另外兩個連接器。兩個傳感器元件Zl、Z2的發(fā)射電極SE各自被供以第一交流電壓，以使得從每一 發(fā)射電極SE發(fā)射交流電場。兩個補償電極KE各自被供以第二交流電壓U2,以使得在每一補償電極KE處發(fā)射另一交流電場。優(yōu)選地，被供應到補償電極KE的第二交流電壓相對于供應給發(fā)射電極SE的第一交流電壓相移。出于此目的，傳感器電子單兀S可提供信號產(chǎn)生器，所述信號產(chǎn)生器與發(fā)射電極SE連接到其的第一連接耦合，且所述信號產(chǎn)生器通過在補償電極KE連接到其的第二連接上方的移相器耦合。替代地，所述移相器還可提供于所述信號產(chǎn)生器與所述第一連接之間。傳感器電子單元S進一步包含借助于多路復用器與接收電極EE連接到其的連接耦合的評估電路。因此，可順序地詢問單個接收電極EE，即，可順序地檢測接收電極EE的電變量。接收電極的電變量可為在于發(fā)射電極SE及補償電極KE處發(fā)射的電交流場耦合到接收電極EE中的情況下流動的電流。優(yōu)選地，以使得在發(fā)射電極SE處發(fā)射的交流場僅在物件進入傳感器元件的觀察區(qū)的情況下耦合到接收電極EE中的方式選擇第一交流電壓U1及第二交流電壓U2。替代地，在正常狀態(tài)中可存在小的耦合以供系統(tǒng)監(jiān)視。可將表示相應傳感器元件Zl、Z2處的物件的存在的值賦予在相應接收電極EE處檢測的電流。根據(jù)本發(fā)明，通過將發(fā)射電極SE及補償電極KE連接到傳感器電子單元S的每一連接且通過檢測多路復用中的相應接收電極EE處的電變量，可將所述傳感器電子單元處的連接器的數(shù)目維持為低。連接器的最大數(shù)目由傳感器元件的數(shù)目加上用于發(fā)射電極或補償電極的兩個連接器(即，連接器的數(shù)目=傳感器元件的數(shù)目+2)得出。由于接收電極EE順序地與傳感器電子單元的評估裝置耦合，因此甚至在傳感器元件Zl、Z2的所有發(fā)射電極SE或所有補償電極KE各自被供以相同第一交流電壓U1或相同第二交流電壓U2的情況下也可明確地識別每一傳感器元件。圖3展示根據(jù)本發(fā)明的兩個傳感器元件Zl、Z2連接到其的傳感器電子單元S的另一實施例。根據(jù)圖3中所示的實施例，傳感器電子單元S針對每一發(fā)射電極SE提供一連接。傳感器電子單元S還針對每一補償電極KE提供一連接。然而，傳感器元件Z1、Z2的接收電極EE借助于共用主電線連接到傳感器電子單元S的特定連接。在圖3中所示的實施例的變化形式中，可給第一傳感器元件Zl的發(fā)射電極SE及第二傳感器兀件Z2的時分多路復用中的發(fā)射電極SE供應第一電交流電壓Up還給第一傳感器元件Zl的補償電極KE及第二傳感器元件Z2的時分多路復用中的補償電極KE供應第二交流電壓，優(yōu)選地，所述第二交流電壓相對于所述第一交流電壓相移。此處，所述第二交流電壓U2相對于所述第一交流電壓U1的相移可在移相器的幫助下完成。由于發(fā)射電極SE及補償電極KE各自被順序地供以對應交流電壓，因此傳感器元件Zl、Z2的所有接收電極EE連接到其的傳感器電子單元S的評估裝置可進行將所檢測傳感器信號精確歸屬到相應傳感器元件Zl、Z2。在根據(jù)圖3的傳感器電子單元S的第二變化形式中，發(fā)射電極SE可各自被供以不同頻率的第一交流電壓。此處，相應補償電極被供以相等頻率的第二交流電壓，所述第二交流電壓相對于所述第一交流電壓相移。相移可再次借助移相器完成。由于傳感器元件的發(fā)射電極SE及補償電極KE各自被供以不同頻率的交流電壓，因此在所述發(fā)射電極及所述補償電極中的每一者處還形成不同頻率的交流電場。由耦合于對應接收電極EE中的所述交流電場產(chǎn)生的電流因此也具有一不同頻率。接收電極EE連接到其的連接處的頻譜可借助于頻率分析(例如快速傅里葉變換或GGrtzel算法)劃分成傳感器電子單元S的評估單元中的單頻分量?？稍俅螌⒁蝾l率分析產(chǎn)生的電流精確地指派給傳感器元件Z1、Z2。 在圖3中所示的傳感器電子單元的第三變化形式中，可由用代碼編碼的信號產(chǎn)生器提供交流信號，在所述信號產(chǎn)生器中所述代碼針對每一發(fā)射電極SE不同。將經(jīng)編碼交流信號供應到所述發(fā)射電極。將相對于所述經(jīng)編碼交流信號相移的交流信號供應到對應補償電極?？稍俅谓柚谒龃a將傳感器電子單元S的入口處的信號解碼?？稍俅螌⒁蚪獯a產(chǎn)生的電流精確地指派給相應傳感器元件Zl、Z2。在根據(jù)圖3的實施例中，對連接多個傳感器元件來說必要的連接的最大數(shù)目由傳感器元件的數(shù)目加上一個連接(即，2x傳感器元件的數(shù)目+1)得出。圖4展示根據(jù)本發(fā)明的兩個傳感器元件Z1、Z2連接到其的傳感器電子單元S的實例。針對兩個傳感器元件Zl、Z2的每一發(fā)射電極SE，提供到傳感器電子單元S的一連接。補償電極KE借助于共用主電線連接到傳感器電子單元S的特定連接。兩個傳感器元件的接收電極EE也借助于共用主電線連接到傳感器電子單元S的特定連接。根據(jù)圖4中所示的實施例，可(舉例來說)以時分多路復用操作兩個傳感器元件ZU Z2，S卩，傳感器元件的發(fā)射電極SE各自被順序地供以電交流電壓。因此，在兩個發(fā)射電極SE處還順序地發(fā)射交流電場，所述交流電場耦合到相應接收電極EE中以使得電流在所述相應接收電極中流動。通過給發(fā)射電極SE順序地供應電交流電壓，可精確地將由評估裝置A檢測的電流指派給接收電極EE且因此還指派給傳感器元件。圖5展示具有傳感器電子單元S及多個傳感器元件的電容性傳感器裝置的應用。圖5中所示的應用為包括八個傳感器元件的電容性滑動控制件SR，其中所述八個傳感器元件使用共用接收電極EE。傳感器元件到傳感器電子單元S的耦合大致對應于圖3中所示的耦合。在此方面，傳感器電子單元S可實施關(guān)于圖3所描述的多路復用以便檢測或確立滑動控制件SR處的手指的位置。如已關(guān)于圖2描述,在每一發(fā)射電極SE處發(fā)射第一交流電場且所述第一交流電場耦合到接收電極EE中。，在每一補償電極KE處還發(fā)射第二交流電場且所述第二交流電場耦合到接收電極EE中。接收電極EE處的經(jīng)耦合電交流場在其中產(chǎn)生可由傳感器電子單元S檢測并分析的電流。
對于電容性滑動控制件SR或所述滑動控制件的傳感器電子單元上的傳感器元件的連接，針對此處所示的八個傳感器元件必須在傳感器電子單元S處提供十七個連接器，對于接收電極EE的連接僅需要一個連接。此處，傳感器電子單元處置模擬前端(AFE)，所述模擬前端評估在接收電極EE處施加的信號及/或流動到接收電極EE中的電流且轉(zhuǎn)換一個或一個以上數(shù)字信號并供應微控制器μ C。所述微控制器可處理數(shù)字信號且基于結(jié)果可在與所述電容性滑動控制件耦合的電裝置中誘導動作。如果手指沿滑動控制件SR移動，則手指影響相應電交流場，此致使接收電極EE處的電流改變。此電流改變由傳感器電子單元S評估，在傳感器電子單元S中通過評估(如已關(guān)于圖3描述)可確定手指相對于滑動控制件SR的位置。在此方面，手指不必要觸摸傳感器元件。手指沿電容性滑動控制件在傳感器元件的觀察區(qū)中移動就夠了。由于可通過適當選擇多路復用方法非常靠近彼此的布置傳感器元件，因此可提供非常緊湊的電容性滑動控制件SR，然而其包括高分辨率，即，可特別 清晰地定義手指相對于滑動控制件SR的位置。此情況是可能的，因為通過適當選擇避免多路復用傳感器元件的交互或因此由傳感器電子單元S辨識所述交互。還可檢測數(shù)個手指在滑動控制件上的位置。出于此目的，其經(jīng)提供以將入口(接收電極連接在此入口處)處的傳感器信號引導到信號分析。舉例來說，在應用頻率多路復用的情形中，所述信號分析可將傳感器信號分解成具有振幅的頻率分量。依據(jù)所述頻率分量的振幅，可推導出是僅一個手指(振幅僅呈現(xiàn)一個峰值)還是數(shù)個手指(振幅呈現(xiàn)數(shù)個峰值)放置于電容性滑動控制件上。替代地，圖5中所示的滑動控制件還可實施有一發(fā)射電極、一補償電極及多個接收電極。圖6中展示具有傳感器電子單元S及連接到傳感器電子單元S的多個傳感器元件的電容性傳感器的另一應用。在此情形中，所述電容性傳感器為電容性旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器。此處，傳感器元件的連接再次對應于圖3中所示的實施例，即，所述傳感器元件具有共用接收電極ΕΕ。此處，傳感器電子單元S再次具有用于傳感器元件到傳感器電子單元S的連接的十七個連接器，因為電容性旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)器設置有八個傳感器元件。替代地，圖6中所示的旋轉(zhuǎn)控制件還可實施有一發(fā)射電極、一補償電極及若干個接收電極。為了實現(xiàn)手指相對于多個傳感器元件的位置的甚至更佳分辨率，使用本發(fā)明所提供的內(nèi)插方法是有利的。圖7中展示線性內(nèi)插方法的結(jié)果，所述結(jié)果展示針對八個傳感器元件手指相對于所述八個傳感器元件的位置的內(nèi)插。沿X軸，基于序號應用八個傳感器元件。優(yōu)選地，傳感器元件的鄰近關(guān)系由序號定義，即(舉例來說)，具有序號4的傳感器元件具有有序號3或有序號5的傳感器元件作為直接鄰居。在Y軸上，應用針對相應傳感器元件所檢測的離散信號值。舉例來說，所述信號值可對應于相應傳感器元件的接收電極EE中的電流。此處，圖7中所示的標志M對應于物件相對于八個傳感器元件的經(jīng)內(nèi)插位置。這八個傳感器元件可為關(guān)于圖5或關(guān)于圖6所示的所述八個傳感器元件。如從圖7可認識到，可明顯增加對位置確定的分辨率，以使得除已與圖5 —起描述的能夠特別靠近彼此地布置所述傳感器元件的可能性之外，甚至還可進一步加強所述分辨率且還可提供仍更精確電容性滑動控制器。此處，替代所示線性內(nèi)插方法，還可提供較高級內(nèi)插方法，例如，二乘內(nèi)插或樣條內(nèi)插。圖8中以流程圖的形式展示根據(jù)本發(fā)明的線性內(nèi)插方法的實例。在第一步驟SI中，確定單個傳感器元件之間的相鄰關(guān)系，即，向每一傳感器元件指派一序號。舉例來說，在電容性傳感器或傳感器電子單元S的初始化過程期間可執(zhí)行一次此第一步驟SI。還可將所述序號存儲于傳感器電子單元中的非易失性存儲器中。當所述傳感器正在工作時，詢問所有傳感器元件的傳感器值，S2。傳感器值可指示相應傳感器元件的觀察區(qū)中的物件的存在。舉例來說，觀察區(qū)中的物件的存在可為物件到傳感器元件的距離?？蓪⑺儐杺鞲衅髦荡鎯τ谠u估裝置中以供在一存儲裝置中或在數(shù)個寄存器中進一步處理。在另一步驟S3中，確定展不最聞傳感器值(例如最聞電流)的傳感器兀件。針對此所檢測傳感器元件，緩沖序號及傳感器值。在下一步驟S4中，確定展示最高傳感器值的鄰近傳感器。在圖7中的實例中，具有序號6的傳感器元件為展示最大傳感器值(即，45)的傳感器元件。因此，鄰近于具有序號6的傳感器兀件的傳感器兀件為具有序號5及7的傳感器兀件。從具有序號5及7的傳感器元件中選擇展示最大傳感器值的傳感器元件，即選擇具有序號5的傳感器元件。針對所檢測鄰近傳感器元件，也在存儲裝置中緩沖序號及傳感器值。在下一步驟S5中，現(xiàn)在確定或計算經(jīng)內(nèi)插位置。在本發(fā)明的一個實施例中，可基于以下公式計算經(jīng)內(nèi)插位置
權(quán)利要求
1.一種具有用于多個傳感器元件(Z1、Z2)的多個連接(A)的電子電路(S)，其中 所述電子電路(S)的所述連接(A)可與形成傳感器元件(Z1、Z2)的至少一個發(fā)射電極(SE)、至少一個接收電極(EE)及至少一個補償電極(KE)耦合，其中所述至少一個補償電極(KE)可與所述至少一個接收電極(EE)電容性耦合，其中所述至少一個補償電極(KE)布置于所述傳感器元件的所述至少一個發(fā)射電極(SE)與所述至少一個接收電極(EE)之間，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(qū)，且 其中所述電子電路(S)經(jīng)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(Z1、Z2)的至少一個觀察區(qū)中的物件的存在且將所述傳感器元件彼此區(qū)分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子電路，其中所述傳感器元件處的所述至少一個電交流場由在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交流電場及在所述補償電極(KE)處發(fā)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(EE)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子電路，其中當物件進入所述傳感器元件的所述觀察區(qū)時，在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的所述第一交流電場可耦合到所述接收電極(EE)中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述電子電路⑶是以所述多路復用方法配置以 將第一交流電壓(U1)供應到所述傳感器元件(Z1、Z2)的每一發(fā)射電極(SE)， 將第二交流電壓(U2)供應到所述傳感器元件(Z1、Z2)的每一補償電極(KE)，及 檢測所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述相應接收電極(EE)處的電流， 其中針對每一傳感器元件(Z1、Z2)，所述第一交流電壓(U1)與所述第二交流電壓(U2)具有相同頻率且彼此相移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子電路，其中所述多路復用方法為頻率多路復用方法，且被供應到所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述發(fā)射電極(SE)的所述第一交流電壓(U1)每次包括一不同頻率(f)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子電路，其中所述電子電路⑶的連接㈧可借助于共用主電線與所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述接收電極(EE)耦合，且其中所述電子電路將由在所述相應接收電極(EE)中流動的所述電流產(chǎn)生的總電流提交給頻率分析以便確定每一接收電極(EE)的值，所述值表示所述對應傳感器元件處的所述物件的所述存在。
7.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述多路復用方法為時分方法，且其中所述電子電路(S)經(jīng)配置以給所述傳感器元件(Zl、Z2)的所述發(fā)射電極(SE)順序地供應所述第一交流電壓(U1)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4到6中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述多路復用方法為時分方法，且其中所述電子電路(S)經(jīng)配置以順序地檢測流動穿過所述傳感器元件(Zl、Z2)的所述相應接收電極(EE)的所述電流且依據(jù)所述所檢測電流確定表示所述相應傳感器元件處的所述物件的所述存在的值。
9.根據(jù)權(quán)利要求4到8中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述多路復用方法為碼分多路復用方法，且其中所述電子電路(S)經(jīng)配置以每次用不同代碼編碼供應給所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述發(fā)射電極(SE)的所述第一交流電壓(U1)15
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子電路，其中所述電子電路⑶經(jīng)配置以將由流動穿過所述相應接收電極(EE)的所述電流產(chǎn)生的所述總電流提交給解碼過程以便確定每一接收電極(EE)的值，所述值表示所述相應傳感器元件處的所述物件的所述存在。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述補償電極(KE)借助于共用補償電極形成，其中所述電子電路⑶的連接㈧經(jīng)提供用于連接所述共用補償電極。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述接收電極(EE)借助于共用接收電極形成，其中所述電子電路⑶的連接㈧經(jīng)提供用于連接所述共用接收電極。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述傳感器元件(Z1、Z2)的所述發(fā)射電極(SE)借助于共用發(fā)射電極形成，其中所述電子電路⑶的連接㈧經(jīng)提供用于連接所述共用發(fā)射電極。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電子電路，其中所述傳感器元件(Z1、Z2)借助于共用發(fā)射電極、若干個接收電極及至少一個補償電極形成，其中所述至少一個補償電極形成為一共用補償電極或若干個補償電極。
15.一種用于確定傳感器元件(Z1、Z2)的至少一個觀察區(qū)中的至少一個物件相對于所述傳感器元件(Zl、Z2)的位置的方法，其中借助多路復用方法，針對每一傳感器元件(Z1、Z2)檢測指示所述相應觀察區(qū)中的所述物件的存在的電變量，其中傳感器元件包括至少一個發(fā)射電極(SE)、至少一個接收電極(EE)及至少一個補償電極(KE)，且其中將所述至少一個補償電極(KE)布置于所述傳感器元件的所述至少一個發(fā)射電極(SE)與所述至少一個接收電極(EE)之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中借助于在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交流電場及在所述補償電極(KE)處發(fā)射的第二交流電場形成的交流電場構(gòu)成所述傳感器元件的所述觀察區(qū)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中將所述第一交流電場及所述第二交流電場耦合到所述接收電極(EE)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中當物件進入所述傳感器元件的所述觀察區(qū)時，將在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的所述第一交流電場耦合到所述接收電極(EE)中。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述所檢測電變量之間實施內(nèi)插以便確定所述至少一個物件相對于所述傳感器元件(Z1、Z2)的經(jīng)內(nèi)插位置。
全文摘要
本發(fā)明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，其中所述電子電路經(jīng)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(qū)中的物件的存在且區(qū)分所述傳感器元件。還提供一種用于確定坐落于傳感器元件的至少一個觀察區(qū)中的至少一個物件相對于所述傳感器元件的位置的方法，其中借助多路復用方法，檢測每一傳感器元件的指示所述相應觀察區(qū)中的所述物件的存在的電變量。
文檔編號G06F3/044GK102918482SQ201080061185
公開日2013年2月6日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者克勞斯·卡爾特納, 霍爾格·斯特芬斯 申請人:微晶片科技德國第二公司