專(zhuān)利名稱(chēng)：接近度傳感器及用于接近度檢測(cè)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
背景技術(shù)：
接近度傳感器檢測(cè)一區(qū)域或區(qū)中附近的人或物件的存在。接近度傳感器可采用電磁或靜電場(chǎng)或電磁輻射束(例如，紅外線(xiàn))或聲波能量并檢測(cè)場(chǎng)或返回信號(hào)的改變。接近度感測(cè)可針對(duì)不同類(lèi)型的目標(biāo)物件而利用不同的傳感器類(lèi)型。舉例來(lái)說(shuō)，光電傳感器可適合于塑料目標(biāo)；電感接近度傳感器可用以檢測(cè)金屬目標(biāo)。不同類(lèi)型的接近度傳感器具有所述傳感器可在其內(nèi)檢測(cè)到物件的不同最大距離。一些傳感器具有標(biāo)稱(chēng)距離范圍的調(diào)整或用以報(bào)告刻度檢測(cè)距離的手段。接近度傳感器可由于不存在機(jī)械部件且缺少傳感器與所感測(cè)物件之間的物理接觸而具有高的可靠性及長(zhǎng)的工作壽命。

發(fā)明內(nèi)容
以下揭示內(nèi)容描述接近度檢測(cè)及接近度傳感器的實(shí)例。在物件移動(dòng)而與感測(cè)元件接近或不接近時(shí)，測(cè)量所述感測(cè)元件對(duì)地電容。


圖式僅通過(guò)實(shí)例方式而非通過(guò)限制方式描繪根據(jù)本發(fā)明教示內(nèi)容的一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施方案。在各圖中，相似的參考編號(hào)指代相同或類(lèi)似的元件。圖1是利用電容電荷轉(zhuǎn)移的接近度傳感器的實(shí)例的電路圖；圖2圖解說(shuō)明描繪圖1的傳感器電路的三個(gè)開(kāi)關(guān)的切換序列的切換表；圖3圖解說(shuō)明圖1的電路的變化形式；圖4示意性地圖解說(shuō)明各種天線(xiàn)實(shí)例；圖5是利用LC振蕩器的接近度傳感器的另一實(shí)例的電路圖；圖6是利用類(lèi)屬振蕩器的接近度傳感器的另一實(shí)例的電路圖；且圖7示意性地圖解說(shuō)明配置為環(huán)形天線(xiàn)的天線(xiàn)的實(shí)例且展示從所述天線(xiàn)散發(fā)的場(chǎng)線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式在以下詳細(xì)說(shuō)明中，通過(guò)實(shí)例方式闡述眾多特定細(xì)節(jié)以便圖解說(shuō)明相關(guān)教示內(nèi)容。為了避免不必要地使本發(fā)明教示內(nèi)容的方面模糊，已在相對(duì)高的層面上描述了所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員眾所周知的那些方法、程序、組件及/或電路。所示及所述的實(shí)例實(shí)施一種利用在物件移動(dòng)而與感測(cè)元件接近或不接近時(shí)檢測(cè)所述感測(cè)元件相對(duì)于接地的電容的形式的接近度檢測(cè)。舉例來(lái)說(shuō)，所述接近度檢測(cè)可在與接近度傳感器的尺寸相比距所述傳感器為顯著的距離內(nèi)發(fā)生或者在所述接近度傳感器被人或其它目標(biāo)物件觸摸時(shí)發(fā)生。
5
現(xiàn)在詳細(xì)參考在附圖中圖解說(shuō)明且于下文論述的實(shí)例。圖1的電路圖示意性地圖解說(shuō)明利用電容電荷轉(zhuǎn)移進(jìn)行接近度檢測(cè)的接近度傳感器100的實(shí)例的電路。傳感器100可包含控制電路110、取樣電容器114及感測(cè)元件(例如，天線(xiàn)120)。傳感器100感測(cè)天線(xiàn)120對(duì)地電容Cx(如電容122所指示)的改變。取樣電容器114可經(jīng)選擇以比Cx的預(yù)期值大得多。控制電路110可包含用以使取樣電容器114 及待測(cè)量的電容Cx充電的切換功能性?？刂齐娐?10還可包含用以選擇性地使取樣電容器114及/或天線(xiàn)120放電且用以允許測(cè)量跨越取樣電容器114的電壓V。s的切換功能性。 關(guān)于圖2進(jìn)一步詳細(xì)地描述控制電路110的切換功能性可如何操作的實(shí)例。在人或其它物件靠近或移動(dòng)遠(yuǎn)離天線(xiàn)120時(shí)，將發(fā)生天線(xiàn)120的電容Cx的改變。 舉例來(lái)說(shuō)，在人靠近天線(xiàn)120時(shí)，Cx將增加，且在人移動(dòng)遠(yuǎn)離天線(xiàn)120時(shí)，Cx將減小。Cx的改變產(chǎn)生可測(cè)量的效應(yīng)，此可由傳感器100用于接近度檢測(cè)。在圖1中所描繪的電路中，第一切換元件Sl可用以使取樣電容器Cs及待測(cè)量的電容Cx放電。所述電路可包含第二切換元件S2及第三切換元件S3，如圖所示。任何適合切換元件均可用于切換元件Sl到S3。舉例來(lái)說(shuō)，可使用適合晶體管或繼電器。第二切換元件S2可操作以選擇性地將所述電路連接到電壓源，例如Vdd。電壓源Vdd可供應(yīng)適合電壓，包含(但不限于)大約1.8V到大約5.5V的范圍內(nèi)的任一電壓。當(dāng)?shù)诙袚Q元件S2閉合時(shí)， 可向取樣電容器114及天線(xiàn)130的Cx施加電荷。第三切換元件S3可操作以選擇性地將電路連接到接地?？砂M比較器112以將Cs電容器上的電壓與VREF所指示的參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較?？墒褂萌我贿m合參考電壓。可使用比較器112的輸出(例如，模擬比較器輸出AC0)來(lái)確定Cs上的電壓何時(shí)已達(dá)到參考電壓VREF。由于Cs與Cx并聯(lián)，因此其形成電容分壓器。因此，Cs上的電壓受Cx影響。參考電壓越低，可在天線(xiàn)130中維持越多的能量。為測(cè)量受Cx影響的Cs上的電容，可將比較器112的輸出提供到脈寬調(diào)制器(PWM) 電路140的時(shí)鐘輸入。PWM電路140可用以對(duì)計(jì)數(shù)器150進(jìn)行門(mén)控，計(jì)數(shù)器150以適合頻率計(jì)時(shí)以在指定的時(shí)間期間計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)目?？刂齐娐?10還可包含處理器160及用于保持軟件指令與經(jīng)緩沖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能性170 (例如，適合ROM及/或RAM)。處理器160可接收計(jì)數(shù)器輸出并使所述計(jì)數(shù)器輸出與Cs、Cx及人或物件到傳感器100的接近度相關(guān)。由處理器160接收的計(jì)數(shù)器150的輸出可經(jīng)適合地濾波以減少噪聲效應(yīng)。處理器160可處理計(jì)數(shù)器150的輸出以用于檢測(cè)物件相對(duì)于天線(xiàn)120的接近度。控制電路110可提供指示在傳感器100的接近度內(nèi)人或物件的存在或不存在的輸出信號(hào)，例如，如圖1的DETECT信號(hào)所示。 控制電路110的輸出信號(hào)可為位、字節(jié)或在利用D/A轉(zhuǎn)換器(未展示)的情況下為模擬信號(hào)。控制電路110的輸出信號(hào)可指示在傳感器100的接近度內(nèi)一個(gè)或一個(gè)以上物件的存在或不存在或者可指示到傳感器的接近程度?？墒褂每刂齐娐份敵鲂盘?hào)指示在傳感器100的檢測(cè)范圍內(nèi)物件的存在或不存在。舉例來(lái)說(shuō)，在檢測(cè)到物件時(shí)，可使用所述輸出信號(hào)產(chǎn)生例如特定音調(diào)的可聽(tīng)信號(hào)或例如特定色彩的光學(xué)信號(hào)。可改變聲音或色彩以指示物件到傳感器100的接近度的改變。對(duì)于一些應(yīng)用，可使用動(dòng)態(tài)參考電壓來(lái)更改傳感器100的感測(cè)功能性。提升參考電壓可降低傳感器針對(duì)觸摸的接近度檢測(cè)的標(biāo)稱(chēng)范圍，舉例來(lái)說(shuō)，從距天線(xiàn)的一英尺 (30cm)的最大感測(cè)距離降到幾毫米的最大感測(cè)距離。舉例來(lái)說(shuō)，可將傳感器(例如傳感器 100)放置于兒童的玩具小熊中。假如兒童將在指定的距離(例如，六英寸左右)內(nèi)靠近，那么所述小熊可以例如“撿起我”等言語(yǔ)響應(yīng)做出響應(yīng)，從而鼓勵(lì)兒童抱起所述玩具。可接著通過(guò)簡(jiǎn)單地更改傳感器的參考電壓而將傳感器的接近度檢測(cè)改變到基于緊密接近的觸摸感測(cè)，從而允許小熊隨后對(duì)兒童的實(shí)際觸摸做出響應(yīng)。以此方式動(dòng)態(tài)地改變接近度傳感器的標(biāo)稱(chēng)檢測(cè)范圍可增加相關(guān)商品或組件的商業(yè)價(jià)值。舉例來(lái)說(shuō)，可由適合微控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或其它標(biāo)準(zhǔn)邏輯裝置來(lái)實(shí)施控制電路110。舉例來(lái)說(shuō)，由ATMEL公司市售的ATtiny48微控制器及/或適合計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器可用于控制電路110的實(shí)施方案。在一實(shí)例中，取樣電容器114可具有4. 7nF的標(biāo)稱(chēng)電容且為10%的X7R陶瓷。圖2圖解說(shuō)明描繪在用于傳感器100的操作的電荷轉(zhuǎn)移循環(huán)期間圖1的三個(gè)開(kāi)關(guān)的切換序列的切換表200。參考所述表，在步驟1處，切換元件Sl及S3閉合而切換元件S2斷開(kāi)，從而將兩個(gè)電容器接地且借此允許Cs及Cx放電。接下來(lái)，在步驟2處，所有切換元件均斷開(kāi)，此允許Cs及Cx上的電壓浮動(dòng)。接著在步驟3處，切換元件Sl及S3斷開(kāi)而切換元件S2閉合，從而向兩個(gè)電容器施加電壓Vdd且借此允許將電荷轉(zhuǎn)移到Cs及Cx。在步驟4處，所有三個(gè)切換元件Sl到S3均斷開(kāi)，此允許Cs及Cx上的電壓浮動(dòng)且穩(wěn)定。接著，在步驟5處，切換元件1閉合而切換元件S2到S3斷開(kāi)，從而允許Cx中的電荷放電且允許Cs上的電壓與參考電壓(例如，圖1中的VREF)的比較。可重復(fù)步驟2到5的切換序列以進(jìn)行電容的稍后測(cè)量。可執(zhí)行所要數(shù)目個(gè)使用步驟2到5的重復(fù)測(cè)量?？山忉岆娙軨x的改變以檢測(cè)物件朝向或遠(yuǎn)離天線(xiàn)120的移動(dòng)。圖3示意性地圖解說(shuō)明圖1的電路的變化形式，其中參考電壓由包含串聯(lián)的電阻器132及134的分壓器130設(shè)定?？蔀殡娮杵?32及134選擇任何所要值以便產(chǎn)生所要的參考電壓。為簡(jiǎn)化圖式而省略了 PWM、計(jì)數(shù)器、處理器及存儲(chǔ)裝置。圖4示意性地圖解說(shuō)明可在接近度傳感器中使用的天線(xiàn)實(shí)例的集合400。圖式中描繪了正方形環(huán)形天線(xiàn)(A)、彎曲環(huán)形天線(xiàn)(B)、線(xiàn)式天線(xiàn)(C)、偶極天線(xiàn)(D)及貼片天線(xiàn)(E)。所示的配置為代表性，且其它天線(xiàn)配置可用于接近度檢測(cè)。對(duì)于一些接近度傳感器應(yīng)用，天線(xiàn)可經(jīng)配置以用于在一個(gè)大體方向上的接近度檢測(cè)。在其它應(yīng)用中，天線(xiàn)可經(jīng)配置以用于在多個(gè)方向上的接近度檢測(cè)。對(duì)于適合于示范性接近度傳感器的天線(xiàn)，例如由矩形板(例如，如貼片天線(xiàn)(E)所示)產(chǎn)生的平面電荷可提供良好的距離特性，因?yàn)樽畲髨?chǎng)強(qiáng)度表達(dá)為垂直于平面的表面。然而，此些配置可允許用于接近度傳感器或并入有此傳感器的裝置的相關(guān)組件(例如，控制電路、小鍵盤(pán)等)的有限空間。對(duì)于一些應(yīng)用，來(lái)自傳感器天線(xiàn)的電場(chǎng)線(xiàn)可經(jīng)定向以形成定向天線(xiàn)且仍在所述天線(xiàn)內(nèi)或鄰近于所述天線(xiàn)(例如，在天線(xiàn)的周界內(nèi))提供可用空間。在一些應(yīng)用中，可使用正方形環(huán)形天線(xiàn)或偶極天線(xiàn)。在圖4中將實(shí)例展示為(A)、(B)、及(D)。舉例來(lái)說(shuō)，使用放置于壁裝式裝置(例如，壁裝式恒溫器或安全小鍵盤(pán))的周界中的矩形環(huán)形天線(xiàn)或偶極天線(xiàn)的接近度傳感器可提供對(duì)從所有四個(gè)側(cè)的靠近的良好接近度檢測(cè)。具有此天線(xiàn)的傳感器還可在迎面靠近時(shí)提供良好的檢測(cè)距離。此迎面接近度檢測(cè)可在大于或等于特定天線(xiàn)的尺寸的距離處。舉例來(lái)說(shuō)，6英寸直徑的彎曲環(huán)形天線(xiàn)可提供在距天線(xiàn)的平面12英寸處的可靠接近度檢測(cè)。還可或替代地設(shè)定使用彎曲環(huán)形天線(xiàn)的此傳感器，使得一個(gè)人將必須實(shí)際上觸摸傳感器外殼/殼體之后才由傳感器檢測(cè)。配置為點(diǎn)、球及線(xiàn)的傳感器或天線(xiàn)由于其隨距離的徑向場(chǎng)擴(kuò)散而可非常適合于其中靠近方向未知或可變的應(yīng)用中的接近度檢測(cè)。然而，如先前所描述，一些應(yīng)用可能需要從一個(gè)大體方向的接近度檢測(cè)。示范性接近度傳感器可利用其它類(lèi)型的對(duì)天線(xiàn)的對(duì)地電容的測(cè)量來(lái)進(jìn)行接近度檢測(cè)。圖5展示其中利用天線(xiàn)的可變Cx來(lái)更改LC電路的共振頻率的一個(gè)此種實(shí)例。圖5的電路圖示意性地圖解說(shuō)明利用LC振蕩器的接近度傳感器500。接近度傳感器500包含控制電路510、槽電路或LC振蕩器520及感測(cè)元件(例如，天線(xiàn)530)?？刂齐娐?510可包含適合處理器540及存儲(chǔ)裝置550。LC振蕩器520包含電感器522及取樣電容器 524?？刂齐娐?10可包含頻率計(jì)數(shù)器與激勵(lì)功能性且可向LC振蕩器520供應(yīng)激勵(lì)信號(hào)。 控制電路510還可向天線(xiàn)530供應(yīng)電荷，天線(xiàn)530具有到自由空間或接地的電容Cx。電容 Cx可受到達(dá)而接近傳感器天線(xiàn)530及移動(dòng)而不接近傳感器天線(xiàn)530的人或物件影響。例如 Atmel ATtiny48微控制器的微控制器及/或適合計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器可用于控制電路510的實(shí)施方案。對(duì)于傳感器500，在物件或人靠近或到達(dá)而與感測(cè)元件530接近時(shí)，電容Cx增加。 在物件或人移動(dòng)遠(yuǎn)離且不接近感測(cè)元件530時(shí)，電容Cx減小。由于Cx與Cs并聯(lián)，因此新的
Cx改變振蕩器520的電容，從而改變共振頻率f，其中f由下式給出/ =控制電路510可測(cè)量共振頻率f的改變，其可與電容Cx及在傳感器500的范圍內(nèi)物件或人的對(duì)應(yīng)接近度相關(guān)。除根據(jù)圖5的利用振蕩器的接近度傳感器以外，還可結(jié)合感測(cè)元件的可變電容使用其它類(lèi)型的共振電路及結(jié)構(gòu)。圖6的電路圖示意性地圖解說(shuō)明利用類(lèi)屬振蕩器的接近度傳感器600的另一實(shí)例。接近度傳感器600包含控制電路610及連接到配置為天線(xiàn)630的感測(cè)元件的類(lèi)屬振蕩器620?？刂齐娐?10可包含適合處理器640及存儲(chǔ)裝置650?？刂齐娐?10可包含頻率計(jì)數(shù)器與激勵(lì)功能性。在示范性實(shí)施例中，例如Atmel ATtiny48微控制器的微控制器及 /或適合計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器可用于控制電路610的實(shí)施方案。如圖6中所指示，受電容Cx的改變影響的任何電振蕩器均可用于由傳感器600進(jìn)行的接近度檢測(cè)。實(shí)例可包含(但不限于)RC網(wǎng)絡(luò)振蕩器(例如維恩(Wien)橋式振蕩器、 雙T振蕩器等)或RLC網(wǎng)絡(luò)。Cx的改變將改變振蕩器620的共振頻率。通過(guò)辨識(shí)Cx的改變，傳感器600可實(shí)現(xiàn)接近度檢測(cè)。傳感器600的檢測(cè)范圍可通過(guò)調(diào)整振蕩器620中的R 及/或C的值(例如，通過(guò)切入或切出電阻或電容元件)而動(dòng)態(tài)地變化。圖7示意性地圖解說(shuō)明配置為環(huán)形天線(xiàn)的天線(xiàn)700且展示從所述天線(xiàn)散發(fā)的場(chǎng)線(xiàn)。天線(xiàn)700配置為以周界702展示的矩形環(huán)。由于場(chǎng)特征，矩形環(huán)形天線(xiàn)可提供橫向接近度檢測(cè)及在正交方向上的接近度檢測(cè)兩者。在圖7中，用于橫向接近度檢測(cè)的電場(chǎng)線(xiàn)由場(chǎng)線(xiàn)1指示，且用于正交或迎面方向的電場(chǎng)線(xiàn)由場(chǎng)線(xiàn)2指示。繼續(xù)參考圖7，天線(xiàn)700的周界內(nèi)的開(kāi)放區(qū)A可用于待結(jié)合接近度傳感器使用的組件。舉例來(lái)說(shuō)，周界702內(nèi)的虛線(xiàn)內(nèi)的區(qū)可用于并入有包含天線(xiàn)700的接近度傳感器的裝置的小鍵盤(pán)或讀卡器或其他組件。接近度檢測(cè)的一些實(shí)施方案可涉及編程。舉例來(lái)說(shuō)，微控制器可包含促進(jìn)控制用于如圖2的表中所示使接近度傳感器的取樣電容器及天線(xiàn)充電及放電的切換功能性以及測(cè)量電容以檢測(cè)接近度的固件。一種制品可包含載運(yùn)于機(jī)器可讀媒體上或體現(xiàn)于機(jī)器可讀媒體中的程序，例如可執(zhí)行代碼及/或相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。機(jī)器可讀媒體可采取許多形式，包含(但不限于)有形非暫時(shí)存儲(chǔ)媒體、載波媒體或物理傳輸媒體。非易失性類(lèi)型的非暫時(shí)有形存儲(chǔ)媒體包含接近度傳感器、計(jì)算裝置、處理器等或其相關(guān)聯(lián)模塊的支持電子裝置的任何或所有存儲(chǔ)器，例如各種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器及可在任何時(shí)間提供對(duì)編程的存儲(chǔ)的類(lèi)似存儲(chǔ)器。有時(shí)可經(jīng)由因特網(wǎng)或各種其它電信網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳遞所述編程的全部或部分。舉例來(lái)說(shuō)，此些通信可使得能夠?qū)⒕幊虖囊粋€(gè)計(jì)算機(jī)或處理器加載到另一計(jì)算機(jī)或處理器中，例如，以用于安裝在微控制器中。因此，可承載編程的另一類(lèi)型的媒體包含例如跨越本地裝置之間的物理接口經(jīng)由有線(xiàn)及光學(xué)陸線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)以及經(jīng)由各種空中鏈路而使用的光學(xué)、電及電磁波。載運(yùn)此些波的物理元件(例如有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)鏈路、光學(xué)鏈路等)也可被視為承載軟件的媒體。 可對(duì)前文說(shuō)明中所描述的實(shí)例及實(shí)施例做出各種修改，且可在眾多應(yīng)用中應(yīng)用任何相關(guān)教示內(nèi)容，本文中僅已描述所述應(yīng)用中的一些應(yīng)用。以上權(quán)利要求書(shū)意在主張任何及所有歸屬于本發(fā)明教示內(nèi)容的真實(shí)范圍內(nèi)的應(yīng)用、修改及變化形式。
權(quán)利要求
1.一種接近度傳感器，其包括天線(xiàn)，其中所述天線(xiàn)具有可依據(jù)物件到所述天線(xiàn)的接近度而變化的對(duì)地電容； 取樣電容器，其連接到所述天線(xiàn)；及控制電路，其連接到所述取樣電容器，所述控制電路經(jīng)配置以 向所述取樣電容器及所述天線(xiàn)供應(yīng)電荷； 使所述天線(xiàn)放電；響應(yīng)于所述天線(xiàn)的所述放電，提供指示所述天線(xiàn)的所述對(duì)地電容的信號(hào)；及處理所述信號(hào)以將所述對(duì)地電容的改變檢測(cè)為指示所述物件到所述天線(xiàn)的所述接近度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接近度傳感器，其中 所述控制電路包括三個(gè)切換元件及一模擬比較器， 每一切換元件具有相應(yīng)斷開(kāi)狀態(tài)及相應(yīng)閉合狀態(tài)，所述切換元件中的第一者經(jīng)配置以在所述閉合狀態(tài)中將所述取樣電容器連接到接地， 所述切換元件中的第二者經(jīng)配置以在所述閉合狀態(tài)中以與所述第一切換元件到所述取樣電容器的所述連接的極性相反的極性將電壓源連接到所述取樣電容器并將所述電壓源連接到所述比較器，所述切換元件中的第三者經(jīng)配置以在所述閉合狀態(tài)中將所述比較器及取樣電容器連接到接地，且所述比較器經(jīng)配置以接收參考電壓并將所述參考電壓與所述取樣電容器上的電壓進(jìn)行比較。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接近度傳感器，其中所述控制電路經(jīng)配置以在所述第一及第三切換元件處于所述閉合狀態(tài)中且所述第二切換元件處于所述斷開(kāi)狀態(tài)中時(shí)使所述天線(xiàn)及所述取樣電容器放電。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接近度傳感器，其中所述控制電路經(jīng)配置以在所述第一、第二及第三切換元件處于所述斷開(kāi)狀態(tài)中時(shí)致使所述取樣電容器上的所述電壓浮動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接近度傳感器，其中所述控制電路經(jīng)配置以在所述第一及第三切換元件處于所述斷開(kāi)狀態(tài)中且所述第二切換元件處于所述閉合狀態(tài)中時(shí)將電荷轉(zhuǎn)移到所述取樣電容器及所述天線(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接近度傳感器，其中所述控制電路經(jīng)配置以在所述第一切換元件處于所述閉合狀態(tài)中且所述第二及第三切換元件處于所述斷開(kāi)狀態(tài)中時(shí)使所述天線(xiàn)及所述取樣電容器放電并將跨越所述取樣電容器的所述電壓與所述參考電壓進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接近度傳感器，其中所述控制電路進(jìn)一步包括經(jīng)配置以在時(shí)鐘輸入上接收所述比較器的輸出的脈寬調(diào)制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接近度傳感器，其進(jìn)一步包括由所述脈寬調(diào)制電路的輸出門(mén)控的經(jīng)配置以產(chǎn)生輸出信號(hào)的計(jì)數(shù)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接近度傳感器，其中所述天線(xiàn)包括環(huán)形天線(xiàn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接近度傳感器，其中所述控制電路經(jīng)配置以使所述接近度傳感器的檢測(cè)范圍動(dòng)態(tài)地變化。
11.一種接近度傳感器控制器，其包括控制電路，其包含處理器，其中所述控制電路連接到取樣電容器及天線(xiàn)，其中所述天線(xiàn)具有可依據(jù)物件到所述天線(xiàn)的接近度而變化的對(duì)地電容，所述處理器經(jīng)配置以執(zhí)行指令，所述指令致使所述處理器執(zhí)行用以測(cè)量所述天線(xiàn)的對(duì)地電容的功能，其包括用以以下操作的功能向所述取樣電容器及所述天線(xiàn)供應(yīng)電荷；使所述天線(xiàn)放電；響應(yīng)于所述天線(xiàn)的所述放電，提供指示所述天線(xiàn)的所述對(duì)地電容的信號(hào)；及處理所述信號(hào)以將所述對(duì)地電容的改變檢測(cè)為指示所述物件到所述天線(xiàn)的所述接近度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接近度傳感器控制器，其中所述控制電路包括三個(gè)切換元件及一模擬比較器，其中每一切換元件具有相應(yīng)斷開(kāi)狀態(tài)及相應(yīng)閉合狀態(tài)，其中第一切換元件經(jīng)配置以在所述閉合狀態(tài)中將所述取樣電容器連接到接地，其中第二切換元件經(jīng)配置以在所述閉合狀態(tài)中以與所述第一切換元件到所述取樣電容器的所述連接的極性相反的極性將電壓源連接到所述取樣電容器并將所述電壓源連接到所述比較器，且第三切換元件經(jīng)配置以在所述閉合狀態(tài)中將所述比較器及取樣電容器連接到接地，且其中所述比較器經(jīng)配置以接收參考電壓并將所述參考電壓與所述取樣電容器上的電壓進(jìn)行比較。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的接近度傳感器控制器，其中所述處理器進(jìn)一步經(jīng)配置以執(zhí)行用以進(jìn)行以下操作的功能使所述接近度傳感器的檢測(cè)范圍動(dòng)態(tài)地變化。
14.一種用于接近度檢測(cè)的方法，其包括控制具有連接到取樣電容器及天線(xiàn)的控制電路的接近度傳感器，其中所述天線(xiàn)具有可依據(jù)人或物件到所述天線(xiàn)的接近度而變化的對(duì)地電容，以執(zhí)行用以測(cè)量所述天線(xiàn)的對(duì)地電容的功能，其包含用以進(jìn)行以下操作的功能向所述取樣電容器及所述天線(xiàn)供應(yīng)電荷；使所述天線(xiàn)放電；及提供指示所述天線(xiàn)的所述對(duì)地電容的信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括用以進(jìn)行以下操作的功能在第一切換元件處于閉合狀態(tài)中時(shí)，使所述天線(xiàn)放電并使用比較器將跨越所述取樣電容器的電壓與參考電壓進(jìn)行比較，且其中所述比較器經(jīng)配置以接收參考電壓并將所述參考電壓與所述取樣電容器上的所述電壓進(jìn)行比較。
16.一種接近度傳感器，其包括天線(xiàn)，其中所述天線(xiàn)具有可依據(jù)物件到所述天線(xiàn)的接近度而變化的對(duì)地電容；振蕩器，其連接到所述天線(xiàn)，其中所述振蕩器包含電容器；及控制電路，其連接到所述振蕩器，所述控制電路經(jīng)配置以向所述振蕩器供應(yīng)激勵(lì)并向所述天線(xiàn)供應(yīng)電荷；測(cè)量所述振蕩器的共振頻率；及提供指示所述物件到所述天線(xiàn)的所述接近度的信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接近度傳感器，其中所述振蕩器包括LC槽電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接近度傳感器，其中所述振蕩器包括RC網(wǎng)絡(luò)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接近度傳感器，其中所述天線(xiàn)包括環(huán)形天線(xiàn)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的接近度傳感器，其中所述控制電路進(jìn)一步經(jīng)配置以使所述接近度傳感器的檢測(cè)范圍動(dòng)態(tài)地變化。
全文摘要
本申請(qǐng)案涉及接近度傳感器及用于接近度檢測(cè)的方法。為進(jìn)行接近度檢測(cè)，在一個(gè)或一個(gè)以上物件移動(dòng)而接近或不接近感測(cè)元件時(shí)測(cè)量所述感測(cè)元件的對(duì)地電容。
文檔編號(hào)G01V3/08GK102565861SQ201110328668
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者丹尼爾·阿瑟·烏伊瓦里 申請(qǐng)人:愛(ài)特梅爾公司