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系統(tǒng)W及觸摸和非接觸式人機(jī)界面的領(lǐng)域。【
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。它們例如用在移動電話、智能電話、觸摸屏計(jì)算機(jī)、輸入板(tablettes)、平板電腦、個人計(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量電極和待檢測物體之間產(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，即他們能夠檢測一個或更多個目標(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)展手勢或非接觸式界面，其能夠在不與表面接觸的情況下檢測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量技術(shù)W及提供對環(huán)境干擾的高免疫性。事實(shí)上，在界面的電容式測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,其公開了允許測量多個獨(dú)立電極和附近物體之間的電容和距離的電容式測量方法。[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量結(jié)果，允許檢測例如在幾厘米或甚至幾十厘米距離處的手指。該檢測能夠在Ξ維空間中執(zhí)行，并且在被稱為測量表面的表面上執(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)電容式檢測技術(shù)中，電極在激勵電壓下被極化。因此，測量運(yùn)些極化電極和處于參考電勢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，電路包括參考電勢或內(nèi)部接地，其由于是由電池供給的，因此相對于地電勢浮動。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），該內(nèi)部參考電勢被設(shè)置為地電勢或者至少被設(shè)置為使用者身體的電勢。因此，當(dāng)另一只手靠近測量電極時，所述手被"視"為基本上處于內(nèi)部參考電勢下或處于裝置的地電勢下。[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的面和/或在側(cè)面上配備有電極，W檢測與它們的環(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于地電勢的浮動性質(zhì)，如果在激勵電壓下被極化的測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，則使用者的整個身體都被電子器件"視"為基本處于該激勵電勢下。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電勢下。那么電容禪合為零或者非常弱，物體沒有被檢測到，或僅短距離處的物體被檢測到。[0015]電容式檢測技術(shù)也用于配備系統(tǒng)、例如機(jī)器人或移動醫(yī)學(xué)成像設(shè)備（掃描儀等），W使得它們對它們的環(huán)境敏感。原理是相同的：測量在激勵電壓下被極化的電容電極和被認(rèn)為處于參考電勢、接地或地電勢下的環(huán)境物體之間的電容禪合。[0016]當(dāng)配備有電容電極的兩個物體相對于彼此移位時，存在它們可能檢測不到彼此的風(fēng)險，運(yùn)是由于如果測量電極處于相同電勢下，則在它們之間沒有建立電容禪合。另外，在大多數(shù)電容式檢測系統(tǒng)中使用的保護(hù)原理是:通過將處于相同激勵電勢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方法和裝置，其允許為相對于暴露的導(dǎo)電部分或相對于地電浮動的設(shè)備配備能夠檢測目標(biāo)物體的靠近的電容式檢測電極，使得測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面上都配備有電容式檢測電極，使得測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的方法W及裝置，其允許為多個設(shè)備配備電容式檢測電極，使得運(yùn)些設(shè)備也能夠檢測彼此?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0021]利用一種用于電容式檢測的方法實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，所述方法實(shí)施多個電極，所述多個電極能夠允許通過電容禪合檢測在它們附近的物體，其特征在于，包括利用不同激勵電勢使所述電極的至少一部分同時極化的步驟，所述激勵電勢相對于參考電勢產(chǎn)生，使得運(yùn)些激勵電勢中的至少兩個在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)的內(nèi)積為零或者比運(yùn)些激勵電勢中的一個和或另一個與其本身在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)的內(nèi)積小得多。[0022]激勵電勢能夠例如對應(yīng)于W參考電勢作為參考的激勵電信號的時間值，或者還對應(yīng)于與參考電勢的電壓差。[0023]當(dāng)然，在本發(fā)明范圍內(nèi)能夠使用任意數(shù)量的不同激勵電勢。特別地，能夠使用兩個激勵電勢或數(shù)量大于兩個的激勵電勢。[0024]根據(jù)實(shí)施例，產(chǎn)生的激勵電勢能夠包括：[0025]-隨時間可變的至少一個激勵電勢；[0026]-頻率不同的周期性激勵電勢；[0027]-至少一個激勵電勢，其頻率成分分布在頻譜帶上；[0028]-相位正交、頻率相同的兩個周期性激勵電勢；[0029]-至少一個激勵電勢，其與干擾信號的內(nèi)積被最小化；[0030]-基本等于參考電勢的至少一個激勵電勢。[0031]根據(jù)本發(fā)明的方法還能夠包括測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量值，和[0033]-通過使用所述電極的激勵電勢來解調(diào)代表電荷的測量值。[0034]根據(jù)另一方面，提出了一種電容式檢測裝置，其包括多個電極，所述多個電極能夠允許通過電容禪合檢測在它們附近的物體，并且該裝置還包括能夠利用不同激勵電勢使所述電極中的至少一部分同時極化的激勵單元，所述激勵電勢相對于參考電勢產(chǎn)生，使得運(yùn)些激勵電勢中的至少兩個在預(yù)定持續(xù)時間內(nèi)的內(nèi)積為零或者比運(yùn)些激勵電勢中的一個和/或另一個與其本身在所述預(yù)定持續(xù)時間內(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電勢作為參考的測量單元。[0037]-解調(diào)單元，所述解調(diào)單元與測量單元連接，并且能夠產(chǎn)生W所述參考電勢作為參考的、代表電容禪合的測量結(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電勢下極化至少一個電極的單元：[0039]-在幾個不同激勵電勢下，和/或[0040]-在至少一個激勵電勢或在所述參考電勢下。[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電勢下被極化的、基本透明的第一電極，并且沿著與第一面相對的第二面包括在第二激勵電勢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于彼此移動的多個模塊，每個模塊都包括在與其他模塊不同的激勵電勢下被極化的電極?！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示出了獲取測量結(jié)果的時序圖。[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]會參照圖1描述本發(fā)明的第一實(shí)施例。[0053]該實(shí)施例對應(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)備包括例如幾個屏幕、或者一個屏幕，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命令物當(dāng)前第1頁1 2 3 4