[实用新型]多通道电容传感器装置和包括该装置的便携式电子装置

说明书

公开了多通道电容传感器装置和包括该装置的便携式电子装置。一种具有多个感测输入和公共参考输入的电容传感器，所述多个感测输入可连接到电容感测电极，每个感测输入和参考输入可以被置于测量状态、接地状态或屏蔽状态。传感器可以被装备有在每个感测输入和公共参考端子之间的外部参考电容器。可以通过选择性地将输入端子之一拉到接地并且将其它的驱动为与参考输入等电位来单独地读取参考电容器。

技术领域

本申请涉及多输入电容传感器。各实施例涉及在小的并且经济的封装中具有改进的响应稳定性的电容传感器，以及涉及装备有用于检测对用户身体的一部分的接近的这样的传感器的便携式电子装置，诸如智能电话。

背景技术

在最近的智能电话和连接的个人装置中，接近感知是一种要求，其中接近感知被用于限制辐射剂量、防止触摸显示器上的意外输入、使背光面板变暗以及被使用在许多其它情况下。文献EP 3796140公开了一种电容传感器，其除了其它方面之外还可以被用于在便携式电话、平板或类似的便携式装置中检测用户的身体部分的接近。

文献EP 3595176和US 9582111公开了在智能电话应用中可使用的多输入电容传感器。这些装置具有多个感测电极，其可以被用于改进对特殊情形的感知、辨别接近方向、排斥水或低介电常数本体以及其它功能。这些参考文献公开了用于校准感测电极的响应的参考电容器。

电容接近感测的困难在于所寻求的信号非常小。通过感测电极的自电容上的变化——其典型地是百分之一的小部分——来检测手或身体的一部分的接近。如果考虑到电容信号的有用部分可能被来自环境和来自智能电话本身的强噪声和干扰信号覆盖，则这甚至是更困难的。热漂移是显著的，并且可能容易地湮没所寻求的电容变化。

迄今为止在这些应用中使用的装置的另一问题是它们必须被集成在其中空间极为有限的高度小型化的电路中。因此存在对能够匹配在小的封装中的具有减少的端子数量的装置的需要。

发明内容

本装置的目的是提供一种克服现有技术的缺点和限制的装置。

因此，这些目的是通过本实用新型的一个方面并且尤其是通过如下的电容传感器装置来达成的：该电容传感器装置包括电容测量电路、多个感测输入和参考输入，每个感测输入端子可连接到感测电极，电容传感器装置被配置用于在第一测量模式中将参考输入驱动为与由电容测量电路测量的感测输入之一等电位并且确定未受被测量的感测输入和参考输入之间的任何电容影响的由被测量的感测输入看到的电容值，并且被配置用于在第二测量模式中在将一个感测输入保持接地并且将其它感测输入驱动为与参考输入等电位的同时利用电容测量电路测量在参考输入处看到的电容，确定未受参考输入和被驱动为与参考输入等电位的感测输入之间的任何电容影响的被连接在参考输入和保持接地的感测输入之间的参考电容器的值。

在变型中，或者换句话说，电容传感器装置被配置为选择性地将感测输入和参考输入设置在接地状态或屏蔽状态或测量状态，由此在接地状态中的输入被保持在接地电位或恒定电位，在测量状态中的输入被由电容测量电路读取，并且在屏蔽状态中的输入被保持在与测量状态中的输入相同的电位，其中电容传感器装置被配置为在第一测量中选择感测输入，将所选择的感测输入设置在低阻抗状态中，将其它感测输入设置在屏蔽状态中，将参考输入设置在测量状态中，并且利用电容测量电路测量在参考输入处看到的参考电容，并且被配置为在第二测量中将参考输入设置在屏蔽状态中并且将所选择的感测输入设置在测量状态中，并且利用电容测量电路测量在所选择的感测输入处看到的未校正的电容，电容传感器装置进一步被配置为基于未校正的电容和参考电容来生成用于所选择的感测输入的校正的电容。

在本实用新型的其它方面中引入了有用的但是并非必需的要素，诸如通过从未校正的电容减去按所确定的因数缩放的参考电容来校正电容的方式；重复地并且依次地感测和校正感测输入；可控输入单元根据从处理器接收的命令将对应的感测输入设置在接地状态中、设置在屏蔽状态中或者设置在测量状态中。