[发明专利]基于磁传感器的接近感测

说明书

磁感测技术可用于检测磁场的变化或干扰(例如，磁场强度的变化)，并且可用于测量在磁源附近的电子设备的精确位置/定位。为了避免地球静磁场的干扰，可将调制的磁场用于基于磁的接近感测。可解调所接收的调制磁场信号，以确定传感器与调制的磁场的源的接近度。设备诸如手套或具有基于接收调制磁场的指尖节点的设备可用于检测用户的手的位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月23日提交的美国临时申请62/634,781的权益，其公开内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开整体涉及基于磁传感器的接近感测及用于其操作的设备、系统和方法。更具体地讲，本公开涉及基于磁传感器的接近感测，该接近感测能够测量个体指骨和拇指骨的移动。

背景技术

磁感测技术可用于检测磁场的变化或干扰(例如，磁场强度的变化)，并且可用于测量在磁源附近的电子设备的精确位置/定位。为了避免地球静磁场的干扰，可将调制的磁场用于基于磁的接近感测。可解调所接收的调制磁场信号，以确定传感器与调制的磁场的源的接近度。

发明内容

本公开涉及基于磁传感器的接近感测架构，该接近感测架构使能测量在调制的磁源附近的电子设备(例如，智能电话、平板电脑、其他手机或可穿戴设备)的精确位置/定位。

更具体地讲，本公开涉及一种基于磁传感器的接近感测架构。以一定频率调制的差分电压源对可生成对应的调制电流。电磁线圈(例如，螺旋形、圆柱形或圆形)可被该调制电流激励并生成具有相同调制模拟的磁场B(T)。该磁传感器接收调制的磁场并执行解调。可基于解调后的磁场振幅来确定该磁传感器和该电磁线圈之间的距离d。被对准以检测不同场方向轴线上的磁场变化的多个磁传感器也可用于确定磁场的三维位置，并且可在定位手指和手时提供更多信息。

基于磁传感器的接近感测架构的一个示例性应用是具有指尖节点的设备，该指尖节点可包括多个磁传感器以跟踪一个或多个手指和/或手区段的移动。例如，通过将磁传感器放置在每个指尖上，可应用反向运动学来使用由磁传感器检测到的接近信号来计算对象(例如，指骨)的取向、位置和角度。

具有指尖节点的控制设备还可包括一个或多个其他电子部件，诸如用于感测行进方向、启用电容触摸和/或指尖之间的接触感测的多个电极。具有指尖节点的控制设备还可包括力传感器、用于触觉反馈的致动器、温度传感器和加热器。具有指尖节点的控制设备还可包括逻辑部件，诸如板载控制器、连接器、收发器、电池等等。具有指尖节点的控制设备还可包括在屏幕上渲染手的轮廓的主机控制器。可使用无线技术将来自指尖节点的信号携载到主机控制器。

附图说明

为了更好地理解各种所述示例，应该结合以下附图参考下面的具体实施方式，在附图中，类似的附图标号在所有附图中指示对应的部分。

图1例示了根据本公开的示例的以基于磁传感器的接近感测为基础的示例性架构。

图2例示了根据本公开的示例的人手部的示例性模型。

图3例示了根据本公开的示例的具有指尖节点的示例性控制设备的前视图。

图4A例示了根据本公开的示例的位于手上的具有指尖节点或磁传感器的示例性控制设备的框图。

图4B例示了根据本公开的示例的示例性磁感测电路的电气图。

图4C例示了根据本公开的示例的另一示例性磁感测电路的电气图。

图5例示了根据本公开的示例的使用位于手上的具有指尖节点或磁传感器的设备来确定手和手指及它们的相应骨的位置、角度和运动的示例性方法。

图6例示了根据本公开的示例的触笔-平板系统中的以基于磁传感器的接近感测为基础的示例性架构。