[发明专利]用于电容性逼近检测的传感器装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测物件到传感器装置的传感器电极的接近的电容性传感器装置以及一种用于借助于根据本发明的电容性传感器装置对物件进行逼近检测的方法。此外，本发明涉及一种适于执行根据本发明的方法的具有根据本发明的电容性传感器装置的电装置、尤其是电手持式装置。

背景技术

在电容性距离或近接传感器中，通过产生并测量电交变场而在不接触的情况下测量传感器与导电物件之间的距离。可从测量信号导出功能，举例来说，切换功能。

从现有技术已知的电容性传感器的缺点是，其可能受来自电容性传感器或电容性传感器的传感器电极的环境的干扰电场的影响，此可对测量的结果具有负面影响。另一缺点在于以下事实：测量信号一方面取决于电容性传感器的接地条件且另一方面取决于接近电容性传感器的物件的接地条件。如果电容性传感器或物件的具体接地条件未知，那么无法保证对传感器电极与物件之间的距离或物件到电容性传感器的传感器电极的接近的正确测量。

为了在不接触的情况下检测物件的距离或逼近，从现有技术已知在信号产生与测量的方式以及必需传感器电极的数目上变化的各种原理。

从现有技术已知的用于电容性距离或逼近检测的第一原理提供具有仅一个电极的电容性距离传感器的使用。在此测量系统中，测量电极相对于电容性距离传感器的测量电子装置的接地电位的电容。如果物件(举例来说，用户)接近传感器电极，那么传感器电极处的电容增加，可相应地对此增加进行测量及评估。

另一测量系统提供具有两个传感器电极的电容性距离或近接传感器。一个传感器电极作为发射电极操作且另一传感器电极作为接收电极操作。在发射电极处发出的电交变场耦合到接收电极中且借助于在接收电极处分接的电信号来测量。在用户接近传感器电极的情况中，在发射电极与接收电极之间形成的交变电场改变，可相应地对此改变进行测量及评估。

从现有技术已知的又一测量系统提供具有三个传感器电极的电容性传感器。此处，两个电极作为发射电极操作且第三个电极作为接收电极操作。同相或反相地控制发射电极。在接收电极处，测量在发射电极处发出的交变电场的和。在用户接近的情况中，由在发射电极处发出的电交变场产生的耦合到接收电极中的交变电场改变。可相应地评估耦合到接收电极中的交变电场的改变。

从现有技术已知的三种测量原理共同地具有两个已提及的问题，即，测量信号

-可受外部干扰电场的扰动，及/或

-取决于传感器电子装置及/或接近传感器电极的物件的接地如何。

在目前工艺水平中，人们试图通过适当措施来减少这些问题，举例来说，通过

-对测量信号的模拟或数字滤波，及/或

-对测量瞬间的适当选择及/或对测量循环的适当选择，及/或

-处理额外信息及/或评估工作条件。

然而，这些措施需要测量电子装置的增加的且因此复杂的电路花费，此对电容性传感器元件的生产及生产成本具有负面影响。此外，通过这些措施，仅减少传感器电子装置或接近传感器电极的物件的外部干扰场或接地条件对测量信号的影响，使得无法保证对测量信号的正确评估。

发明内容

本发明的目标

本发明的目标是提供一种电容性传感器装置及一种用于电容性逼近检测的方法，其至少部分地避免从现有技术已知的缺点，且借助所述装置及方法可显著地增加传感器功能的可靠性及稳健性且可扩展电容性传感器装置的应用领域。

根据本发明的解决方案

根据本发明，此目标通过根据独立技术方案的一种电容性传感器装置及一种用于对物件进行逼近检测的方法来实现。在相应的附属技术方案中指示了本发明的有利实施例及改进。解决方案的一部分还为呈现根据本发明的电容性传感器装置的电装置。

因此，所述解决方案提供一种电容性传感器装置，其包括

-电极系统，其具有

-第一发射电极及第一接收电极，其中可使所述第一发射电极与所述第一接收电极电容性耦合，以及

-第二发射电极及第二接收电极，其中可使所述第二发射电极与所述第二接收电极电容性耦合，

-信号发射器，其用于给所述第一发射电极馈送第一电交变信号且给所述第二发射电极馈送第二电交变信号，及

-信号处理装置，其与所述第一接收电极且与所述第二接收电极耦合，且其适于从在所述第一接收电极处分接的第一电值与在所述第二接收电极处分接的第二电值之间的差形成第一测量变量。

此外，所述信号处理装置可适于从所述第一电值与所述第二电值的和形成第二测量变量。