專利名稱：用于接近和觸碰檢測的電極裝置、電路布置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于接近和觸碰檢測、尤其用于檢測物件對電裝置的接近或?qū)﹄娧b置的觸碰的電極裝置。另外，本發(fā)明涉及用于操作根據(jù)本發(fā)明的電極裝置的電路布置，以及用于通過根據(jù)本發(fā)明的電極裝置或根據(jù)本發(fā)明的電路布置來進行接近和觸碰檢測的方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，電容式傳感器裝置是已知的，其可布置于(例如)手用設(shè)備上，以便檢測手對手用設(shè)備的接近。通過電容式傳感器裝置的傳感器電極的區(qū)域中的介電屬性的變化，可得出(例如)手對傳感器裝置的接近。在這方面，不能在對手用設(shè)備的接近與對手用設(shè)備的觸碰之間進行清楚地區(qū)分，這是不利的。另一缺點在于在手的觸碰的檢測發(fā)生之后，不能再可靠地檢測到(例如)第 二手對傳感器裝置的又一接近。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目標本發(fā)明因此是基于提供解決方案的目標，所述解決方案允許檢測(例如)手對手用設(shè)備的觸碰且在手觸碰手用設(shè)備之后可靠地檢測(例如)第二手對手用設(shè)備的另一接近。根據(jù)本發(fā)明的解決方案此目標是根據(jù)本發(fā)明由根據(jù)獨立權(quán)利要求的電極裝置、電路布置以及方法達成。在相應(yīng)附屬權(quán)利要求中指示本發(fā)明的有利實施例和改善。因此，提供一種用于電容式傳感器裝置的電極裝置，其包括-第一電極結(jié)構(gòu)，其具有至少一個發(fā)射電極和至少一個接收電極，以及-第二電極結(jié)構(gòu)，其具有至少一個場感測電極，其中-在第一操作模式中，可對所述至少一個發(fā)射電極供應(yīng)第一交變電信號供應(yīng)，且第一電信號可從所述至少一個接收電極分接，且，-在第二操作模式中，可對第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極供應(yīng)交變電信號，且第二電信號可從至少一個場感測電極分接。當以下情況發(fā)生時是有利的-在第一操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場可稱合到接收電極和場感測電極，以及-在第二操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場和在接收電極處發(fā)射的第二交變電場可耦合到場感測電極。借此-在第一操作模式中，從接收電極分接的第一電信號，以及-在第二操作模式中，從場感測電極分接的第二電信號
可指示物件對傳感器裝置的接近。第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)可與評估裝置耦合，其中第一閾值可指派給第一操作模式，且其中評估裝置適合于只要第一電信號超過第一閾值或降落到第一閾值以下就從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?。信號超過第一閾值或降落到第一閾值以下(當例如手接近電極結(jié)構(gòu)時)的事實實質(zhì)上取決于電極結(jié)構(gòu)是在所謂的發(fā)射模式還是在所謂的吸收模式中操作。在發(fā)射模式中，在手接近的情況下，超過閾值，因為手增加了電極之間的電容性耦合。在吸收模式中，在手接近的情況下，降落到閾值以下，因為電極之間的場線的部分通過手而偏離質(zhì)量(接地)。第二閾值可指派給第二操作模式，評估裝置適合于根據(jù)第一閾值選擇第二閾值。也可根據(jù)第一電信號選擇第二閾值。評估裝置可適合于·
-只要第一電信號超過第一閾值或降落到第一閾值以下就提供第一檢測信號，且-只要第二電信號超過第二閾值或降落到第二閾值以下就提供第二檢測信號。第一電極結(jié)構(gòu)另外可包含至少一個補償電極。當以下情況發(fā)生時是有利的-在第一操作模式中，可對所述至少一個補償電極供應(yīng)第二交變電信號，以及-在第二操作模式中，可對第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極(EE、SE、KE)供應(yīng)交變電信號。當以下情況發(fā)生時是進一步有利的-在第一操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場可稱合到接收電極，以及-在第二操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場和/或在接收電極處發(fā)射的第二交變電場和/或在補償電極處發(fā)射的第三交變電場可耦合到所述至少一個場感測電極。第二交變電信號可以一方式選擇，使得在第一操作模式中在補償電極處發(fā)射的交變電場可實質(zhì)上僅耦合到接收電極。補償電極、接收電極和場感測電極可相對于彼此布置，以致在補償電極處發(fā)射的交變電場可實質(zhì)上僅耦合到接收電極。第二交變電信號可相對于第一交變電信號相移和/或其可具有比第一交變電信號小的振幅。第二交變電信號可與第一交變電信號同相。在第二操作模式中，可對所述至少一個補償電極供應(yīng)第四交變電信號。在第二操作模式中，可對所述至少一個接收電極供應(yīng)第三交變電信號。在第二操作模式中，可對所述至少一個發(fā)射電極供應(yīng)第一交變電信號，借此在第二操作模式中，第三交變電信號實質(zhì)上與第一交變電信號同相。在第一操作模式和/或第二操作模式中，所述至少一個補償電極可耦合到質(zhì)量(接地或設(shè)備的質(zhì)量)。 還提供一種用于操作電極裝置(尤其根據(jù)本發(fā)明的電極裝置)的電容式傳感器裝置的電路布置，其包括-評估裝置，其可與第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)耦合，以及
-至少一個信號產(chǎn)生裝置，其可與第一電極結(jié)構(gòu)耦合，其中評估裝置和信號產(chǎn)生裝置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中-在第一操作模式中，從至少一個接收電極分接的第一電信號可饋送到評估裝置且可由評估裝置評估，信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生第一交變電信號，其可供應(yīng)到至少一個發(fā)射電極，-在第二操作模式中，信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生交變電信號，其可至少供應(yīng)到第一電極結(jié)構(gòu)的一個電極，且第二電信號可饋送到評估裝置的至少一個場感測電極且可由評估裝置評估。在第一操作模式中，信號產(chǎn)生裝置可產(chǎn)生第二交變電信號，其可供應(yīng)到至少一個補償電極，且借此在第二操作模式中，信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生交變電信號，其可至少供應(yīng)到第一電極結(jié)構(gòu)的一個電極。第一閾值可指派給第一操作模式，其中評估裝置和信號產(chǎn)生裝置適合于只要第一 電信號超過第一閾值或降落到第一閾值以下就從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?，此又取決于使用發(fā)射模式或吸收模式的事實。第二閾值可指派給第二操作模式，其中評估裝置適合于根據(jù)第一操作模式中的發(fā)射電極與接收電極之間的電容性耦合來選擇第二閾值。評估裝置可適合于根據(jù)補償電極與接收電極之間的電容性耦合來選擇第二閾值。評估裝置可適合于-只要第一電信號超過第一閾值就提供第一檢測信號，且-只要第二電信號超過第二閾值就提供第二檢測信號。所述電路布置可進一步包含移相器或反相器，其用于在第一操作模式中改變第二交變電信號的相位。另外，提供一種用于接近和接觸檢測的方法，其包括至少以下步驟-在第一操作模式中-對至少一個發(fā)射電極供應(yīng)第一交變電信號，以及-評估從至少一個接收電極分接的第一電信號，以及-在第二操作模式中-對第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極(發(fā)射電極或接收電極)供應(yīng)交變電信號，以及-評估從至少場感測電極分接的第二電信號。所述方法可進一步包含-在第一操作模式中，對至少一個補償電極供應(yīng)第二交變電信號，以及-在第二操作模式中，對第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極(發(fā)射電極或接收電極或補償電極)供應(yīng)交變電信號。在第二操作模式中，對第一電極結(jié)構(gòu)的至少兩個電極供應(yīng)交變電信號。另外，提供一種用于通過傳感器裝置的接近和觸碰檢測的方法，傳感器裝置包括至少一個發(fā)射電極、一個接收電極和一個場感測電極，其中傳感器裝置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中-對發(fā)射電極供應(yīng)第一交變電信號，以致在發(fā)射電極處發(fā)射第一交變電場，第一交變電場可耦合到接收電極和場感測電極，-在第一操作模式中，評估從接收電極分接的第一電信號，以及
-在第二操作模式中-對接收電極供應(yīng)第三交變電信號，以致在接收電極處發(fā)射第二交變電場，第二交變電場可耦合到場感測電極，且-評估從場感測電極分接的第二電信號。指示物件對傳感器裝置的觸碰的第一閾值可指派給第一操作模式，其中只要第一電信號超過第一閾值，傳感器裝置就從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?。指示物件對傳感器裝置的接近的第二閾值可指派給第二操作模式，所述第二閾值是根據(jù)第一閾值而選擇的。 傳感器裝置可進一步包含補償電極，在第一操作模式中對補償電極供應(yīng)第二交變電信號，其中第二交變電信號的相位和/或振幅不同于第一交變電信號的相位和/或振幅。另外，提供一種用于通過傳感器裝置的接近和/或觸碰檢測的方法，其中傳感器裝置包括至少一個發(fā)射電極、一個接收電極和一個場感測電極，其中-對發(fā)射電極和/或接收電極供應(yīng)交變電信號，以及-從至少一個場感測電極分接電信號且評估所述電信號，所述電信號指示接近和
/或觸碰。傳感器裝置另外可包括補償電極，對所述補償電極供應(yīng)交變電信號。發(fā)射電極、接收電極、場感測電極和補償電極可以一方式相對于彼此布置或交變電信號可以一方式設(shè)置，使得在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場和/或在接收電極處發(fā)射的第二交變電場和/或在補償電極處發(fā)射的第三交變電場可耦合到至少一個場感測電極。在發(fā)射電極、接收電極和補償電極處供應(yīng)的交變電信號在每一情況下可彼此不同。電極結(jié)構(gòu)可布置于電子手用設(shè)備中或電子手用設(shè)備處。電子手用設(shè)備可為計算機鼠標、移動電話、遙控器、游戲控制臺的輸入或控制構(gòu)件、小型計算機或類似者。通過本發(fā)明，還提供一種包括根據(jù)本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)的電子手用設(shè)備，尤其為計算機鼠標、移動電話、遙控器、游戲控制臺的輸入或控制構(gòu)件、小型計算機或類似者。優(yōu)選地，電極結(jié)構(gòu)耦合到根據(jù)本發(fā)明的電路布置，所述電路布置可優(yōu)選地根據(jù)本發(fā)明的方法操作。


本發(fā)明的其它細節(jié)和屬性以及本發(fā)明的具體實施例由以下描述結(jié)合圖式產(chǎn)生。圖展示圖I是根據(jù)本發(fā)明的電極布置的三個傳感器電極，其在第一操作模式(觸碰檢測或包握檢測)中操作；圖2a_2c是根據(jù)本發(fā)明的電極布置的傳感器電極，其在第二操作模式(接近檢測)中操作；圖3是用于在第一操作模式(觸碰檢測或包握檢測)中操作的根據(jù)本發(fā)明的電極布置的傳感器電極的另一實施例；圖4a是根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的可能實施例的第一框圖；圖4b是根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的可能實施例的第二框圖；圖5是電子手用設(shè)備處的根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的傳感器電極的布置；以及
圖6a、6b是用于電子手用設(shè)備處的根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的傳感器電極的布置的實例，每一實例具有不同數(shù)目個場感測電極以用于在第二操作模式中檢測接近。
具體實施例方式圖I展示根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的三個傳感器電極，其在第一操作模式中操作。將檢測手對傳感器裝置的觸碰的操作模式指定為第一操作模式。傳感器電極可布置于電子手用設(shè)備處或電子手用設(shè)備中，以便檢測對電子手用設(shè)備的觸碰或包握。關(guān)于圖5和圖6更詳細地描述手用設(shè)備處的傳感器電極的布置的實例。傳感器裝置包括一個發(fā)射電極SE、一個接收電極EE和一個場感測電極FE。在第
一操作模式中，也就是，在檢測手對傳感器裝置的觸碰或其中布置了傳感器裝置的電子手用設(shè)備的觸碰的操作模式中，用具有某一頻率和振幅的第一電交變信號供應(yīng)發(fā)射電極SE。第一電交變信號可由信號產(chǎn)生器提供，信號產(chǎn)生器在此圖中未展示。以下將第一電交變信號指定為第一交變信號或指定為第一交變電信號。在發(fā)射電極SE處驅(qū)動(也就是，供應(yīng))的交變電信號WSl具有約IOkHz到IMHz的頻率。在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的交變電信號WSl可優(yōu)選地具有約50kHz到300kHz的頻率。優(yōu)選地，在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的第一交變電信號具有75kHz與150kHz之間的頻率。在下文中，用信號驅(qū)動電極意味著用信號供應(yīng)電極。發(fā)射電極SE或在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的第一交變電信號WSl以一方式設(shè)計,使得由發(fā)射電極SE發(fā)射的交變電場WS可耦合到接收電極EE。尤其發(fā)射電極SE或在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的第一交變電信號WSl以一方式設(shè)計，使得在(例如)手接近傳感器電極SE和接近接收電極EE的情況下，在發(fā)射電極SE處發(fā)射的交變電場WS通過接近的手而耦合到接收電極EE。耦合到接收電極EE的交變電場WS引起場電流在發(fā)射電極SE與接收電極EE之間流動，其中場電流的強度用作手對發(fā)射電極SE和對接收電極EE的接近或手對發(fā)射電極SE和接收電極EE的觸碰的指示符。發(fā)射電極SE和接收電極EE優(yōu)選地在手用設(shè)備處相對于彼此布置，以便當手用設(shè)備被手包握時，發(fā)射電極SE處發(fā)射的交變電場WS實質(zhì)上僅耦合到接收電極。當沒有手靠近發(fā)射電極SE和靠近接收電極EE或當發(fā)射電極SE和接收電極EE未被手觸碰時，在接收電極EE中流動的電流具有處于預(yù)定切換電平以下的電平。僅在手到電極SE、EE的距離足夠小的情況下，在接收電極EE中流動的電流超過預(yù)定切換電平，以致檢測到對這兩個電極的接近。優(yōu)選地，僅在電極SE和EE被手觸碰時超過預(yù)定切換電平。在第一操作模式中，圖I中所展示的場感測電極FE不在作用中，也就是，既不在場感測電極FE處充入交變信號，也不在場感測電極FE處拾取(也就是，從場感測電極FE分接)電信號。場感測電極FE希望在第一操作模式中已檢測到手對發(fā)射電極SE和對接收電極EE的接近或?qū)Πl(fā)射電極SE和接收電極EE的觸碰之后檢測(例如)另一手對傳感器裝置的接近。只要在發(fā)射電極SE與接收電極EE之間流動的場電流超過預(yù)定閾值或預(yù)定切換電平或者降落到預(yù)定閾值或預(yù)定切換電平以下，傳感器裝置就從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?。在第二操作模式中，檢測(例如)第二手對傳感器裝置的另一接近。在下文中參看圖2a、2b和2c更詳細地解釋對傳感器裝置的又一接近的檢測。圖2a展示圖I中說明的傳感器電極SE、EE、FE，其在第二操作模式中操作。在此第二操作模式中，用第一交變電信號WS I驅(qū)動發(fā)射電極SE，以致在發(fā)射電極SE處發(fā)射交變電場WS。在第二操作模式中，接收電極EE也用作發(fā)射電極，也就是，在接收電極EE處驅(qū)動第三交變電信號WS3，以致在接收電極EE處發(fā)射交變電場WS。在發(fā)射電極SE和在接收電極EE處驅(qū)動的交變電信號WS1、WS3以一方式設(shè)計，使得在發(fā)射電極SE或在接收電極EE處輻射的交變電場WS或WE耦合到場感測電極FE。交變電信號WS1、WS3尤其以一方式設(shè)計，使得當物件(例如，手)接近傳感器裝置時，在發(fā)射電極SE或在接收電極EE處輻射的交變電場WS和WE耦合到場感測電極FE，以致交變電場WS通過接近的手耦合到場感測電極FE。交變電信號WSl和WS3可為相同的，也就是，在每一時間其可具有相同振幅、相同 頻率和相同相位。然而，交變電信號WSl和WS3也可不同，其中信號參數(shù)、振幅、頻率和/或相位可不同。圖2b中展示電極SE、EE與場感測電極FE之間的場耦合。在此實例中，可布置(例如)于電子手用設(shè)備中的傳感器裝置由用戶承載于其耳朵上，以致交變電場WS和WE通過用戶的頭耦合到場感測電極FE。交變場WS和WE耦合到場感測電極FE，也就是，以使得從交變場WS和WE產(chǎn)生的交變場導(dǎo)致場電流在電極SE和EE與場感測電極FE之間流動的一方式耦合，所述場電流可用作用于在第一操作模式中對傳感器裝置的接近或觸碰已發(fā)生之后物件(例如，頭)對傳感器裝置的接近的指示符。當從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ綍r，接收電極EE從接收模式切換為發(fā)射模式。用這種方式，將添加發(fā)射電極SE與用戶的頭之間以及接收電極EE與用戶的頭之間的兩個耦合電容。通過接收電極EE在第二操作模式中作為又一發(fā)射電極的操作，接收電極EE在第二操作模式中對接近檢測的影響(其將在接收電極EE此外將在第二操作模式中作為接收電極而操作的情況下產(chǎn)生)減小，因為接收電極EE并不形成影響場感測電極FE中的場電流流動的分壓器。當切換到第二操作模式時，第一交變電信號WSl也可改變，也就是，可調(diào)整(例如)頻率和/或振幅。在第二操作模式中對傳感器裝置的接近的檢測幾乎完全與手握持手用設(shè)備的方式無關(guān)，或幾乎完全與之前發(fā)生的在第一操作模式中進行的對手的包握的檢測無關(guān)。因此，在第二操作模式中對傳感器裝置的接近的檢測明顯更穩(wěn)健，且在場感測電極FE處測量的場電流可用作用戶對傳感器裝置的接近的可靠測量。只要在場感測電極FE處流動的場電流超過預(yù)定閾值，此就可用作用戶對傳感器裝置的某一接近的指示符。為了更改善第二操作模式中對接近的檢測的精度和檢測的穩(wěn)健性，取決于第一操作模式中的閾值而選擇第二操作模式中的閾值是有利的。優(yōu)選地，在第二操作模式中根據(jù)第一操作模式中的第一信號的信號電平來選擇閾值。這確保用戶到傳感器裝置的距離保持實質(zhì)上恒定，在第二操作模式中在所述距離處閾值被超過。這意味著，在第二操作模式中閾值被超過時的所述距離與(例如)手用設(shè)備容納有根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的方式或手用設(shè)備被手包握的穩(wěn)固程度無關(guān)。
實質(zhì)上取決于傳感器裝置通過用戶的電容性耦合來將第二操作模式中的閾值設(shè)置為接地。在傳感器裝置通過用戶與接地的輕微電容性耦合中，在第一操作模式中在發(fā)射電極SE與接收電極EE之間將流動一個大的場電流，以致在第二操作模式中閾值可相應(yīng)地升高。如果傳感器裝置通過用戶與接地之間的電容性耦合特別好，那么在第一操作模式中實質(zhì)上較小電流將在發(fā)射電極SE與接收電極EE之間流動，以致在第二操作模式中閾值也相應(yīng)地設(shè)置為較小值。在第二操作模式中，可將(例如)只要超過第二閾值就被觸發(fā)的裝置功能指派給閾值。如果根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置(例如)布置于移動電話中，那么可將移動電話的裝置功能指派給第二操作模式中的閾值，當超過此閾值時，所述裝置功能關(guān)閉移動電話的顯示器。在取決于第一操作模式中的閾值而選擇第二操作模式中的閾值時，避免了用戶觀察或察覺(例如)用于關(guān)閉移動電話的顯示器的不同觸發(fā)閾值。為了更改善第二操作模式中對接近的檢測的精度和檢測的穩(wěn)健性，如圖2c中所展示將第一操作模式中提供的補償電極也用作第二操作模式中的發(fā)射電極是有利的。參看圖3更詳細地描述第一操作模式中的補償電極的功能。 圖2c展示參看圖2a描述的電極SE、EE和FE，其在第二操作模式中操作。除了電極SE、EE和FE之外，補償電極KE也在第二操作模式中操作。用第四交變電信號WS4充入補償電極KE，以致在補償電極KE處發(fā)射第三交變電場WK。不像第一操作模式，第四交變電信號WS4相對于第一交變電信號WSl并不異相,而是實質(zhì)上與第一交變電信號WSl同相，以便保證檢測的精度的改善。在手接近傳感器裝置的情況下，在第二操作模式中第三交變電場WK現(xiàn)也通過手(或通過頭，見圖2b，其中未展示補償電極KE)耦合到場感測電極FE。因此可以較好方式保證用于檢測第二操作模式中的接近的充分耦合。根據(jù)本發(fā)明，三個電極SE、KE和EE中僅一者或兩者可用作第二操作模式中的發(fā)射電極，此最終取決于環(huán)境的電容性屬性和應(yīng)用的特定情況。舉例來說，也可提供僅接收電極EE和補償電極KE以作為用于第二操作模式的發(fā)射電極(例如，當補償電極KE布置于接收電極EE附近時)。在其它應(yīng)用中，也可提供僅補償電極KE以作為用于第二操作模式的發(fā)射電極。未用作第二操作模式中的發(fā)射電極的電極優(yōu)選地與評估裝置分離，以便不形成將消極地影響接近檢測的分壓器。圖3展示根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的傳感器電極SE、KE、EE，其在第一操作模式中操作。除了圖I中所展示的傳感器電極之外，傳感器裝置還具有補償電極KE。用第一操作模式中的第二交變電信號WS2驅(qū)動補償電極KE，第二交變電信號WS2優(yōu)選地包括在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的交變電信號WS I的波形和頻率。用來驅(qū)動補償電極KE的交變電信號WS2相對于在發(fā)射電極SE處的交變電信號WSl異相。相移(例如)可用移相器實現(xiàn)，如參看圖4更詳細地描述。也可提供反相器以代替移相器。除了移相器或反相器之外，也可提供衰減器，以便衰減在補償電極處驅(qū)動的交變電信號WS2的振幅。相位也可為O。。補償電極KE或在補償電極KE處驅(qū)動的交變電信號WS2以一方式設(shè)計，使得在補償電極KE處發(fā)射的交變電場WK可耦合到接收電極EE。通過在補償電極KE處發(fā)射的交變電場WK，從交變電場WS和WK產(chǎn)生的在接收電極EE處起作用的交變電場的電平在反相(也就是，在180°的相移)的疊加中減小或(幾乎)清除。在手正接近電極SE、KE和EE的情況下，發(fā)射電極SE與接收電極EE之間的耦合變得越來越好，因為在發(fā)射電極SE處發(fā)射的交變電場WS通過接近的手而部分地耦合到接收電極EE，且因此躲避在補償電極KE處發(fā)射的交變電場WK的作用區(qū)域。接近的手在那兒幾乎充當補償電極KE的橋。發(fā)射電極SE、補償電極KE和接收電極EE在電子手用設(shè)備處的布置優(yōu)選地以一方式選擇，使得發(fā)射電極SE與接收電極EE之間的橋接效應(yīng)不能用單一手指產(chǎn)生，以致在發(fā)射電極SE相對于接收電極EE的對應(yīng)布置中，可以可靠地檢測手對手用設(shè)備的包握。此將允許在傳感器裝置切換到第二操作模式之前可以可靠地檢測手用設(shè)備的包握。在下文中，參看圖4a和圖4b展示根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的兩個實施例的框圖。不像在圖I到圖3中用于在傳感器電極處驅(qū)動的交變電信號WS1、WS2、WS3和WS4的命名， 在圖4a和圖4b中使用以下命名WSl :在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的交變電信號；WS2 :在接收電極EE處供應(yīng)的交變電信號(取決于操作模式)；以及WS3 :在補償電極KE處驅(qū)動的電交變信號。圖4a展示根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的框圖。電極FE、EE、KE和SE中的每一者與評估裝置A耦合。補償電極KE和發(fā)射電極SE以一方式耦合到評估裝置A，使得補償電極KE和發(fā)射電極SE中的每一者可通過評估裝置用交變電信號WS3或WSl驅(qū)動。場感測電極FE以一方式耦合到評估裝置A，使得在場感測電極FE處施加的電信號S2可饋送到評估裝置A。接收電極EE以一方式耦合到評估裝置A，使得取決于傳感器裝置的相應(yīng)操作模式，接收電極EE可用交變電信號WS2來驅(qū)動，或在接收電極EE處拾取的電信號SI可饋送到評估裝置A。圖4a中所展示的開關(guān)Tl和T2的開關(guān)設(shè)置對應(yīng)于第二操作模式中的開關(guān)設(shè)置。如在圖4a中可見，在此第二操作模式中，發(fā)射電極SE是通過信號產(chǎn)生器G用第一交變電信號WSl來驅(qū)動，且接收電極EE是用第二交變電信號WS2來驅(qū)動。在一個實施例中，交變電信號WSl和WS2可為相同的?；蛘?，第二交變電信號WS2也可不同于第一交變電信號WS1。為了達成此不同，從信號產(chǎn)生器G提供的信號可首先饋送到調(diào)制元件M。由調(diào)制元件M提供的所調(diào)制(也就是，經(jīng)變化的)產(chǎn)生器信號接著在接收電極EE處被驅(qū)動。調(diào)制元件M可改變(例如)產(chǎn)生器信號的振幅。也可提供另一信號產(chǎn)生器以代替調(diào)制元件M，所述另一信號產(chǎn)生器提供不同于第一交變電信號WSl的第二交變電信號WS2。開關(guān)Tl處于斷開位置，以致補償電極KE不會通過信號產(chǎn)生器G用交變信號驅(qū)動。在此文獻中展示的操作模式中，發(fā)射電極SE和接收電極EE中的每一者發(fā)射交變電場，所述交變電場耦合到場感測電極FE。在場感測電極FE處拾取的信號S2饋送到評估裝置A。在第一操作模式中，也就是在檢測對發(fā)射電極SE和對接收電極EE的接近或檢測對發(fā)射電極SE和接收電極EE的觸碰的操作模式中，開關(guān)Tl處于閉合位置且開關(guān)T2處于其中由信號產(chǎn)生器G提供的交變信號WS2不會在接收電極EE處被驅(qū)動的位置。在第一操作模式中，在接收電極EE處拾取的信號SI饋送到評估裝置A。用交變電信號WS3驅(qū)動補償電極KE，交變電信號WS3相對于在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的電切換信號WSl有相位差。出于此目的，可提供(例如)移相器Δφ。相移可設(shè)置于0°與180°之間。然而，實際上已發(fā)現(xiàn)，90°與180°之間的相移且最優(yōu)選地140°與180°之間的相移特別有利。如關(guān)于圖3所陳述，相移也可為0°。在此文獻中未展示的進一步實施例中，也可提供反相器以代替移相器，由信號產(chǎn)生器G提供的交變信號通過反相器而反轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，衰減交變電信號WS3，以致實質(zhì)上在補償電極KE處驅(qū)動交變信號WS3，交變信號WS3相對于發(fā)射電極SE處的交變信號WSl相位相差達180°且同時包括比交變信號WSl小的振幅。當交變信號WSl和WS3具有相同相位時也可為有利的。交變信號WSl和WS3的振幅可不同或可相同。在此文獻中展示的實施例中，評估裝置A提供兩個檢測信號DSI和DS2，其中檢測信號DSl可用作超過第一操作模式中的第一閾值的指示符，且第二檢測信號DS2可用作超過第二操作模式中的第二閾值的指示符?！?br> 圖4b展示根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的第二框圖。電極FE、EE、KE和SE中的每一者耦合到評估裝置A。補償電極KE和發(fā)射電極SE以一方式耦合到評估裝置A，使得補償電極KE和發(fā)射電極SE中的每一者可通過評估裝置用交變電信號WS2或WSl充入。場感測電極FE以一方式耦合到評估裝置A，使得施加到場感測電極FE的電信號S2可饋送到評估裝置A。接收電極EE以一方式耦合到評估裝置A，使得取決于傳感器裝置的相應(yīng)操作模式，接收電極EE可用交變電信號WS3來驅(qū)動，或在接收電極EE處拾取的電信號SI可饋送到評估裝置A。圖4b中所展示的開關(guān)T1、T2、T3和Τ4的開關(guān)設(shè)置對應(yīng)于第二操作模式中的開關(guān)設(shè)置。如在圖4b中可見，在此第二操作模式中，發(fā)射電極SE是通過信號產(chǎn)生器G用第一交變電信號WS I來驅(qū)動。接收電極EE是用交變電信號WS2來驅(qū)動。在一個實施例中，交變電信號WSl和WS2可為相同的?；蛘?，交變電信號WS2也可不同于交變電信號WS1。為了達成此不同，由信號產(chǎn)生器G提供的信號可首先被饋送到第一調(diào)制元件Ml。由調(diào)制元件Ml提供的經(jīng)調(diào)制(也就是，經(jīng)變化的)產(chǎn)生器信號接著被施加到接收電極EE。調(diào)制元件Ml可(例如)改變產(chǎn)生器信號的振幅。也可提供另一信號產(chǎn)生器以代替調(diào)制元件M1，所述另一信號產(chǎn)生器提供不同于交變電信號WS2的交變信號WSl。開關(guān)Tl處于斷開位置，以致補償電極KE不會由交變信號驅(qū)動，所述交變信號相對于來自信號產(chǎn)生器的交變電信號G有相位差。在圖4b中展示的實施例中，由信號產(chǎn)生器G提供的交變電信號直接施加到補償電極KE，因為開關(guān)T3是閉合的。另外，可提供另一調(diào)制元件M2，以便在由信號產(chǎn)生器G提供的交變電信號被施加到補償電極KE之前調(diào)制所述交變電信號。調(diào)制兀件M2可改變(例如)產(chǎn)生器信號的振幅。在信號產(chǎn)生器G與發(fā)射電極SE之間還提供開關(guān)T4，開關(guān)T4在這里處于閉合位置。另外，在發(fā)射電極SE處驅(qū)動的產(chǎn)生器信號也可在其施加到發(fā)射電極SE之前被饋送到一調(diào)制元件，所述調(diào)制元件在此文獻中未展示。在第一操作模式中，也就是在檢測對發(fā)射電極SE和對接收電極EE的接近或檢測對發(fā)射電極SE和接收電極EE的觸碰的操作模式中，開關(guān)Tl處于閉合位置且開關(guān)T2處于其中由信號產(chǎn)生器G提供的交變信號WS2不施加到接收電極EE的位置。開關(guān)T3處于斷開位置且開關(guān)T4處于閉合位置。在第一操作模式中，在接收電極EE處拾取的信號SI被饋送到評估裝置A。在第一操作模式中用交變電信號WS3驅(qū)動補償電極KE，交變電信號WS3相對于施加到發(fā)射電極SE的交變電信號WSl有相位差。出于此目的，可提供(例如)移相器Δφ。移相器可設(shè)置于O°與180°之間。然而，實際上已發(fā)現(xiàn)，90°與180°之間的相移且最優(yōu)選地140°與180°之間的相移特別有利。也可提供反相器以代替移相」當交變信號WSl和WS3具有相同相位時也可為有利的。交變信號WSl和WS3的振幅可不同或可相同。借助于開關(guān)Tl、T2、T3和T4，第一電極結(jié)構(gòu)的所有電極(也就是，電極EE、KE和SE)可在第二操作模式中各自用交變電信號來驅(qū)動。在開關(guān)Tl到T4的對應(yīng)開關(guān)設(shè)置中，電 極EE、KE和SE中僅一些可用交變電信號來驅(qū)動。舉例來說，在第二操作模式中，用交變電信號驅(qū)動僅接收電極EE和補償電極K可為有利的。在這種情況下，開關(guān)T4將處于斷開位置，以便防止發(fā)射電極SE被交變信號驅(qū)動。在第二操作模式中，用交變電信號驅(qū)動僅接收電極EE和發(fā)射電極SE也可為有利的。在這種情況下，開關(guān)T3將處于斷開位置。另外，用交變電信號驅(qū)動僅接收電極EE可為有利的，此可通過斷開開關(guān)T3和T4達成。在第二操作模式中，用交變電信號驅(qū)動所有電極SE、EE和KE也可為有利的。關(guān)于電交變信號施加到電極EE、KE和SE中的哪一者,其最終取決于根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的應(yīng)用的特定情況。替代于為了使電極KE、SE和EE分別暴露于交變電信號的在圖4b中所展不的開關(guān)，可提供信號產(chǎn)生器?？吹剿须姌OEE、KE和SE可用交變電信號來驅(qū)動或電極EE、KE和SE中的僅一些可用一個交變電信號來驅(qū)動，在第二操作模式中有可能通過接近電子手用設(shè)備(例如，移動電話)的改變的電容性環(huán)境的手來修改電極EE、KE、SE與場感測電極FE之間的電容性耦合。在電子手用設(shè)備與接地的強電容性耦合的情況下，以下情況可為有利的將交變電信號驅(qū)動到所有三個電極EE、KE和SE，以便保證通過手與一個或一個以上場感測電極FE的充足電容性耦合且因此在手接近傳感器裝置的情況下達成信號S2的電平的充分足夠的上升。另一方面在傳感器裝置與接地的輕微電容性耦合中，用交變電信號驅(qū)動三個電極EE、KE、SE中的僅一個或僅兩個可為足夠的?？?例如)在第一操作模式中確定電極EE、KE、SE中的多少或哪些需要用電交變信號充入。優(yōu)選地，此可在第一操作模式中，當傳感器裝置不被手包握時，當在第一操作模式中發(fā)射到發(fā)射電極SE的交變電場未耦合到接收電極EE時確定。根據(jù)本發(fā)明，圖4a和圖4b中所展示的傳感器裝置也可用第一電極結(jié)構(gòu)操作，第一電極結(jié)構(gòu)包括僅一個發(fā)射電極SE和一個接收電極EE，其中第一電極結(jié)構(gòu)可在第一操作模式和第二操作模式中操作。這里第二電極結(jié)構(gòu)展示至少一個場感測電極FE。在第一操作模式中，在至少一個接收電極EE處，可拾取第一電信號SI且可用第一交變電信號WSl驅(qū)動所述至少一個發(fā)射電極。在第二操作模式中，第一電極結(jié)構(gòu)的電極EE、SE中的至少一者可用交變電信號來驅(qū)動，且在至少一個場感測電極FE處，可拾取第二電信號S2。于是在第二操作模式中，僅發(fā)射電極SE或僅接收電極EE或兩個電極SE、EE可用交變電信號來驅(qū)動。用交變電信號充入電極SE、EE中的哪一者最終取決于電容式傳感器裝置的應(yīng)用的特定情況。根據(jù)本發(fā)明，圖4a和圖4b中所展示的電容式傳感器裝置的電極裝置可具有第一電極結(jié)構(gòu)，第一電極結(jié)構(gòu)具有至少一個發(fā)射電極SE、至少一個接收電極EE和至少一個補償電極KE，其中第一電極結(jié)構(gòu)可在第一操作模式和第二操作模式中操作。此外，電極裝置展示具有至少一個場感測電極的第二電極結(jié)構(gòu)。在第一操作模式中，在至少一個接收電極EE處，可拾取第一電信號，且可用第一交變電信號驅(qū)動至少一個發(fā)射電極SE。此外，在第一操作模式中，也可用第二交變電信號WS2驅(qū)動補償電極KE。在第二操作模式中，第一電極結(jié)構(gòu)的電極EE、SE、KE中的至少一者可用交變電信號來驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明，因此有可能在第二操作模式中用交變電信號驅(qū)動僅發(fā)射電極SE或僅接收電極EE或僅補償電極KE。或者，在第二操作模式中，可用交變電信號驅(qū)動發(fā)射電極SE和接收電極EE。 在本發(fā)明的進一步實施例中，在第二操作模式中，可用交變電信號驅(qū)動僅補償電極KE和接收電極EE。此外，在本發(fā)明的實施例中，在第二操作模式中，可用交變電信號驅(qū)動僅發(fā)射電極SE和補償電極KE。最后，在第二操作模式中，有可能用交變電信號驅(qū)動所有三個電極SE、KE、EE。用這種方式，達成最大可能靈活程度，以致在第二操作模式中，取決于電容式傳感器裝置的特定需要，可用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的不同數(shù)目個電極EE、SE、KE。另夕卜，此具有優(yōu)點取決于電容式傳感器裝置的電容性環(huán)境，必須用交變電信號驅(qū)動第一電極裝置的僅和必要一樣多的電極，以便確保通過包握電子手用設(shè)備的手而在第一電極結(jié)構(gòu)與第二電極結(jié)構(gòu)之間的充足電容性耦合。用這種方式，電容式傳感器裝置可關(guān)于其能量消耗而經(jīng)最優(yōu)化。在圖4a和圖4b中所展示的傳感器裝置中，用交變電信號驅(qū)動每個補償電極。然而，在第一操作模式和/或第二操作模式中，耦合補償電極KE與質(zhì)量(接地或設(shè)備質(zhì)量)可為有利的。圖5通常展示電子手用設(shè)備(例如，移動電話)處的根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的電極的布置。在手用設(shè)備的下部區(qū)域中，發(fā)射電極SE布置于左邊界區(qū)域上且接收電極EE和(如果必要)補償電極KE布置于右邊界區(qū)域上。如果現(xiàn)在下部區(qū)域中的電子手用設(shè)備被手包握，那么發(fā)射電極SE和接收電極EE至少部分被手覆蓋。通過用手包握手用設(shè)備，達成發(fā)射電極SE與接收電極EE之間的電容性耦合的顯著增大，此影響在接收電極EE中流動的場電流。已參看圖I和圖3描述了操作模式。在電子手用設(shè)備的上部區(qū)域中，布置了場感測電極FE。場感測電極FE優(yōu)選地以一方式布置，使得在用手包握手用設(shè)備的情況下，發(fā)射電極SE與場感測電極FE之間的電容性耦合實質(zhì)上不受影響或?qū)嵸|(zhì)上不改善。在第二操作模式中，如果第二手現(xiàn)接近場感測電極FE，那么電極SE、EE與場感測電極FE之間的電容性耦合顯著改善，此又影響在場感測電極FE中流動的場電流。手用設(shè)備的下部區(qū)域在此處指定為“緊握區(qū)域”且手用設(shè)備的上部區(qū)域指定為“鄰近區(qū)域”。圖5中所展示的電極布置的可能應(yīng)用情形存在于以下事實中在移動電話的情況下，可檢測移動電話被手的包握和移動電話對用戶的耳朵的接近，其中對于移動電話對用戶的耳朵的接近，傳感器裝置在已檢測到移動電話被手包握之后切換到第二操作模式。由評估裝置提供的檢測信號DSl和DS2可接著(例如)以一方式使用，使得在傳入的呼叫的情況下，只要移動電話被手包握，移動電話的鈴聲就停止，且以一方式使用，使得只要將移動電話舉到耳朵，移動電話的顯示器照明和/或觸碰功能就自動關(guān)閉。用相同方式，當包握移動電話時或只要將移動電話舉到耳朵，就可自動接收傳入的呼叫。因此，為了接受傳入的呼叫，必須不再操作鍵。因此可明顯地改善移動電話的人類工程學(xué)和使用方便性。明確來說，通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置，在第二操作模式中達成接近檢測的結(jié)果，所述結(jié)果始終具有相同表現(xiàn)而不管傳感器裝置與接地的電容性耦合如何，也就是，指派給第二閾值的激活一個動作的距離始終相同。圖6a和圖6b展示在電子手用設(shè)備處的根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的電極的布置的另兩個實例。在圖6a中，在手用設(shè)備的下部區(qū)域中，布置了發(fā)射電極SE和接收電極EE和(如 果必要)補償電極KE。在手用設(shè)備的上部區(qū)域中，場感測電極FE布置在兩側(cè)上。在這個實例中，場感測電極FE可用作對常規(guī)機械鍵或開關(guān)的替換。舉例來說，場感測電極FE或指派到場感測電極FE的檢測信號可連結(jié)到移動電話的電話簿功能。如果用戶現(xiàn)在用手包握移動電話且在用拇指包握移動電話之后接近(例如)右或左場感測電極FE，那么移動電話可自動切換到電話薄模式。通過圖6b中所展示的場感測電極FE的布置，在第二操作模式中對傳感器裝置的接近的檢測精度可更為增加，因為當用戶從右側(cè)或從左側(cè)接近移動電話時，在第二操作模式中也可獨立地檢測對移動電話的接近。也可使用文章中所展示和描述的傳感器裝置，以便在包握手用設(shè)備(例如，移動電話)時，將手用設(shè)備從睡眠模式轉(zhuǎn)換到作用中模式。用這種方式，可明顯減少移動電話的能量消耗，因為移動電話僅在其實際上被手包握時或其在使用中時處于作用中模式。上文已相對于移動電話的實例更詳細地解釋傳感器裝置。根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置也可布置于計算機鼠標、遙控器、用于游戲控制臺的輸入構(gòu)件、移動小型計算機或類似者中。根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置也可提供以用于較大電器，其中(例如)有必要檢測裝置的接觸并在接觸之后檢測對設(shè)備的另一接近。因此，通過本發(fā)明，提供一種用于電容式傳感器裝置的電極裝置，其包括-第一電極結(jié)構(gòu)，其具有至少一個發(fā)射電極和至少一個接收電極，其中第一電極結(jié)構(gòu)可在第一操作模式和第二操作模式中操作，以及-第二電極結(jié)構(gòu)，其具有至少一個場感測電極，其中-在第一操作模式中，在至少一個接收電極處，可拾取第一電信號，且可用第一交變電信號驅(qū)動至少一個發(fā)射電極，和/或-在第二操作模式中，可用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極，且可在至少一個場感測電極處拾取第二電信號。用這種方式，有利地，可能使用電容式傳感器裝置以用于接近和觸碰檢測兩者，其中在已檢測到傳感器裝置的觸碰之后可尤其檢測對傳感器裝置的另一接近。由于第一電極結(jié)構(gòu)可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中在第二操作模式中可用交變信號驅(qū)動接收電極，因此在第二操作模式中接近的檢測精度可實質(zhì)上改善更多。對于接近的檢測，手觸碰傳感器裝置的影響幾乎可消除。另外，通過選擇用交變信號驅(qū)動的電極，檢測精度可有利地適合于第一電極結(jié)構(gòu)。第一電極結(jié)構(gòu)可另外包含至少一個補償電極，其中-在第一操作模式中，可用第二交變電信號驅(qū)動至少一個補償電極，和/或-在第二操作模式中，可用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極。通過提供補償電極，在第一操作模式中，可改善被手包握的檢測，而在第二操作模式中，當除了發(fā)射電極或接收電極之外，也用交變電信號驅(qū)動補償電極時，可改善接近的檢測?；蛘?，可用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的所有電極或第一電極結(jié)構(gòu)的電極中的僅一些。 當以下情況發(fā)生時是有利的-在第一操作模式中,在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場可稱合到接收電極,且-在第二操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場和/或在接收電極處發(fā)射的第二交變電場和/或在補償電極處發(fā)射的第三交變電場可耦合到至少一個場感測電極。取決于第一電極結(jié)構(gòu)中的哪些電極發(fā)射交變電場，可設(shè)置第二操作模式中的檢測準確度和靈敏度。優(yōu)選地以一方式選擇第二交變電信號，使得在第一操作模式中在補償電極處發(fā)射的交變電場可實質(zhì)上僅耦合到接收電極。優(yōu)選地,在第一操作模式中，第二交變電信號相對于第一交變電信號有相位差且其優(yōu)選地展示比第一交變電信號低的振幅。用這種方式可確保在第一操作模式中在發(fā)射電極處發(fā)射的交變電場不會完全由發(fā)射到補償電極的交變電場消去。在第二操作模式中，可用第四交變電信號驅(qū)動至少一個補償電極。在第二操作模式中，可用第三交變電信號驅(qū)動至少一個接收電極。在第二操作模式中，可用第一交變電信號驅(qū)動至少一個發(fā)射電極，而在第二操作模式中，第二交變電信號實質(zhì)上相對于第一交變電信號同相。優(yōu)選地，在第一操作模式中在至少一個接收電極處拾取的第一電信號，和/或在第二操作模式中在至少一個場感測電極處拾取的第二電信號指示物件對電極裝置的接近。通過本發(fā)明，進一步提供一種用于操作電極裝置(尤其根據(jù)本發(fā)明的電極裝置)的用于電容式傳感器裝置的電路布置，所述電路布置包括-評估裝置，其可耦合到第一電極結(jié)構(gòu)和第二電極結(jié)構(gòu)，以及-至少一個信號產(chǎn)生裝置，其可耦合到第一電極結(jié)構(gòu)，其中評估裝置和信號產(chǎn)生裝置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中-在第一操作模式中，在至少一個接收電極處拾取的第一電信號可饋送到評估裝置且其可由評估裝置評估，且信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生第一交變電信號，其可在至少一個發(fā)射電極處驅(qū)動，和/或-在第二操作模式中，信號產(chǎn)生裝置產(chǎn)生交變電信號，其可至少在第一電極結(jié)構(gòu)的一個電極處驅(qū)動，且在至少一個場感測電極處拾取的第二電信號可饋送到評估裝置且其可由評估裝置評估。在第一操作模式中，信號產(chǎn)生裝置可產(chǎn)生第二交變電信號，其可被驅(qū)動到至少一個補償電極，且在第二操作模式中，信號產(chǎn)生裝置可產(chǎn)生電交變信號，其可被驅(qū)動到第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極。第一閾值可指派給第一操作模式，其中評估裝置和信號產(chǎn)生裝置經(jīng)配置以只要第一電信號超過第一閾值就從第一操作模式切換到第二操作模式。第二閾值可指派給第二操作模式，其中評估裝置經(jīng)配置以取決于第一操作模式中的發(fā)射電極與接收電極之間的電容性耦合來選擇第二閾值。優(yōu)選地，評估裝置可希望只要第一電信號超過第一閾值就提供第一檢測信號，和/或只要第二電信號超過第二閾值就提供第二檢測信號。 所述電路布置可進一步包含移相器或反相器以便改變第一操作模式中的第二交變電信號的相位。在本發(fā)明的又一方面，提供一種用于接近和觸碰檢測的方法，其包括至少以下步驟-在第一操作模式中-評估在至少一個接收電極處拾取的第一電信號，-用第一交變電信號驅(qū)動至少一個發(fā)射電極，和/或-在第二操作模式中-用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極，和/或-評估在至少一個場感測電極處拾取的第二電信號。所述方法可進一步包括以下步驟-在第一操作模式中，用第二交變電信號驅(qū)動至少一個補償電極，和/或-在第二操作模式中，用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的至少一個電極。在第二操作模式中，用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的至少兩個電極是有利的。在第二操作模式中，用交變電信號驅(qū)動第一電極結(jié)構(gòu)的所有電極可為相當有利的。還提供一種傳感器裝置，其包括至少一個發(fā)射電極、至少一個接收電極和至少一個場感測電極，其中接收電極可在第一操作模式和第二操作模式中操作。傳感器裝置此外包括評估裝置，評估裝置與發(fā)射電極、接收電極和場感測電極耦合。評估裝置希望用第一交變電信號驅(qū)動發(fā)射電極，在第一操作模式中評估在接收電極處拾取的第一電信號，且在第二操作模式中用第二交變電信號驅(qū)動接收電極，并評估在接收電極處拾取的第二電信號。在第一操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場可稱合到接收電極和場感測電極。在第二操作模式中，在發(fā)射電極處發(fā)射的第一交變電場和在接收電極處發(fā)射的第二交變電場可耦合到場感測電極。用這種方式，有利地，可能使用電容式傳感器裝置以用于接近和觸碰的檢測兩者，其中尤其可在已檢測到傳感器裝置的觸碰之后檢測對傳感器裝置的另一接近。由于接收電極可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中在第二操作模式中用交變信號驅(qū)動接收電極，因此在第二操作模式中接近的檢測精度可實質(zhì)上改善。在第一操作模式中，在接收電極處拾取的第一電信號可指示物件對傳感器裝置的接近。在第二操作模式中，在場感測電極處拾取的第二電信號可指示物件對傳感器裝置的接近。特別有利的是將第一閾值指派給第一操作模式且以一方式設(shè)計評估裝置，使得其可只要第一電信號超過第一閾值就從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?。第二閾值可指派給第二操作模式，其中評估裝置可經(jīng)配置以根據(jù)第一閾值選擇第二閾值。因此，關(guān)于以下事實有利地達成結(jié)果第二閾值對應(yīng)于傳感器裝置實質(zhì)上始終在距物件相同距離處的情形，超過第二閾值可引起(例如)電子手用設(shè)備的動作。這意味著，始終以一方式選擇第二閾值，使得指派給閾值的動作始終在物件接近傳感器裝置的相同距離處被觸發(fā)。評估裝置有利地經(jīng)配置以每當?shù)谝浑娦盘柍^第一閾值就提供第一檢測信號，且每當?shù)诙娦盘柍^第二閾值就提供第二檢測信號。此外，傳感器裝置可具有補償電極，補償電極可耦合到評估裝置。評估裝置可希望 在第一操作模式中用第三交變電信號驅(qū)動補償電極，其中第三交變電信號的相位和/或振幅不同于第一電切換信號的相位和/或振幅。 有利地，補償電極、接收電極和場感測電極相對于彼此布置，以致在補償電極處發(fā)射的交變電場可實質(zhì)上僅耦合到接收電極。借助于在補償電極處發(fā)射的交變電場，可設(shè)置第一操作模式中的傳感器裝置的靈敏度。通過本發(fā)明，還提供一種通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置的用于接近和觸碰檢測的方法，其中用第一交變電信號驅(qū)動發(fā)射電極，以致第一交變電場在發(fā)射電極處發(fā)射，第一交變電場可耦合到接收電極和場感測電極，其中在第一操作模式中評估在接收電極處拾取的第一電信號，且其中在第二操作模式中，用第二交變電信號驅(qū)動接收電極，以致第二交變電場在接收電極處發(fā)射，第二交變電場可耦合到場感測電極，且評估在場感測電極處拾取的第二電信號。指示物件對傳感器裝置的觸碰的第一閾值可指派給第一操作模式，其中只要第一電信號超過第一閾值，傳感器裝置就從第一操作模式改變?yōu)榈诙僮髂Ｊ?。指示物件對傳感器裝置的接近的第二閾值可指派給第二操作模式，其中第二閾值是根據(jù)第一閾值而選擇的。在第一操作模式中，可用第三交變電信號驅(qū)動補償電極，其中第三交變電信號的相位和/或振幅不同于第一電切換信號的相位和/或振幅。
權(quán)利要求
1.一種用于電容式傳感器裝置的電極裝置，其包括 第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)，其具有至少一個發(fā)射電極(SE)和至少一個接收電極(EE)，以及 第二電極結(jié)構(gòu)，其具有至少一個場感測電極(FE)， 其中 在第一操作模式(BMl)中，可對所述至少一個發(fā)射電極(SE)供應(yīng)第一交變電信號(WSl)，且第一電信號(SI)可從所述至少一個接收電極(EE)分接，且， 在第二操作模式(BM2)中，可對所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的至少一個電極(EE、SE)供應(yīng)交變電信號，且第二電信號(S2)可從所述至少一個場感測電極(FE)分接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電極裝置，其中 在所述第一操作模式中，在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(WS)可耦合到所述接收電極(EE)和所述場感測電極(FE)，且 在所述第二操作模式中，在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(WS)和在所述接收電極(EE)處發(fā)射的第二交變電場(WE)可耦合到所述場感測電極(FE)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中 在所述第一操作模式中，從所述接收電極(EE)分接的所述第一電信號(SI)，以及在所述第二操作模式中，從所述場感測電極(FE)分接的所述第二電信號(S2)指示物件對所述傳感器裝置的接近。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中所述第一電極結(jié)構(gòu)和所述第二電極結(jié)構(gòu)可與評估裝置(A)耦合，借此第一閾值可指派給所述第一操作模式，且借此所述評估裝置(A)經(jīng)配置以從所述第一操作模式改變?yōu)樗龅诙僮髂Ｊ健?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極裝置，其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以只要所述第一電信號(SI)超過所述第一閾值或降落到所述第一閾值以下就從所述第一操作模式改變?yōu)樗龅诙僮髂Ｊ健?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電極裝置，其中第二閾值可指派給所述第二操作模式，且其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以根據(jù)所述第一閾值選擇所述第二閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電極裝置，其中所述第二閾值可指派給所述第二操作模式，且其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以根據(jù)所述第一電信號(SI)選擇所述第二閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電極裝置，其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以 只要所述第一電信號(SI)超過所述第一閾值或降落到所述第一閾值以下就提供第一檢測信號(DSl)，且 只要所述第二電信號(S2)超過所述第二閾值或降落到所述第二閾值以下就提供第二檢測信號(DS2)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中所述第一電極結(jié)構(gòu)另外包括至少一個補償電極(KE)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極裝置，其中 在所述第一操作模式(BMl)中，可對所述至少一個補償電極(KE)供應(yīng)第二交變電信號(WS2)，且 在所述第二操作模式(BM2)中，可對所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的至少一個電極(EE、SE、KE)供應(yīng)所述交變電信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求9到10中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中 在所述第一操作模式中，在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(WS)可耦合到所述接收電極(EE)，且 在所述第二操作模式中，在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(WS)和/或在所述接收電極(EE)處發(fā)射的第二交變電場(WE)和/或在所述補償電極(KE)處發(fā)射的第三交變電場(WK)可耦合到所述至少一個場感測電極(FE)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9到11中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中所述第二交變電信號(WS2)是以一方式選擇，使得在所述第一操作模式(BMl)中，在所述補償電極(KE)處發(fā)射的所述交變電場(WK)可實質(zhì)上僅耦合到所述接收電極(EE)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9到11中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中所述補償電極(KE)、所述接收電極(EE)和所述場感測電極(FE)相對于彼此以一方式布置，使得在所述補償電 極(KE)處發(fā)射的所述交變電場(WK)可實質(zhì)上僅耦合到所述接收電極(EE)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9到13中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中所述第二交變電信號(WS2)相對于所述第一交變電信號(WSl)有相位差和/或相對于所述第一交變電信號(WSl)具有較低振幅。
15.根據(jù)權(quán)利要求9到13中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中所述第二交變電信號(WS2)與所述第一交變電信號(WSl)同相。
16.根據(jù)權(quán)利要求9到15中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中在所述第二操作模式中，可對所述至少一個補償電極(KE)供應(yīng)第四交變電信號(WS4)。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中在所述第二操作模式中，可對所述至少一個接收電極(EE)供應(yīng)第三電交變信號(WS3)。
18.根據(jù)權(quán)利要求9到17中任一權(quán)利要求所述的電極裝置，其中在所述第二操作模式中，可對所述至少一個發(fā)射電極(SE)供應(yīng)所述第一交變電信號(WSl)，其中在所述第二操作模式中，所述第三電交變信號(WS3)實質(zhì)上與所述第一交變電信號(WSl)同相。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極裝置，其中所述至少一個補償電極(KE)在所述第一操作模式和/或所述第二操作模式中耦合到質(zhì)量(接地)。
20.一種用于操作尤其根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的電極裝置的電容式傳感器裝置的電路布置，其包括 評估裝置(A)，其可與第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)和第二電極結(jié)構(gòu)(ES2)耦合，以及 至少一個信號產(chǎn)生裝置(G)，其可與所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)耦合，其中所述評估裝置(A)和所述信號產(chǎn)生布置(G)可在第一操作模式(BMl)和第二操作模式(BM2)中操作，其中 在所述第一操作模式(BMl)中，從至少一個接收電極(EE)分接的第一電信號(SI)可被饋送到所述評估裝置(A)且可由所述評估裝置(A)評估，所述信號產(chǎn)生裝置(G)產(chǎn)生第一交變電信號(WSl),所述第一交變電信號(WSl)可被供應(yīng)于至少一個發(fā)射電極(SE)處， 在所述第二操作模式(BM2)中，所述信號產(chǎn)生裝置(G)產(chǎn)生交變電信號，所述交變電信號可至少被供應(yīng)到所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的一個電極(EE、SE)，且從至少一個場感測電極(FE)分接的第二電信號(S2)可被饋送到所述評估裝置(A)且可由所述評估裝置(A)評估。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電路布置，其中在所述第一操作模式(BMl)中，所述信號產(chǎn)生裝置(G)產(chǎn)生第二交變電信號(WS2)，所述第二交變電信號(WS2)可被供應(yīng)于至少一個補償電極(KE)處，且其中在所述第二操作模式(BM2)中，所述信號產(chǎn)生裝置(G)產(chǎn)生交變電信號，所述交變電信號可被供應(yīng)到所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的至少一個電極(EE、SE、KE)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20到21中任一權(quán)利要求所述的電路布置，其中第一閾值可指派給所述第一操作模式(BMl)，且其中所述評估裝置(A)和所述信號產(chǎn)生裝置(G)經(jīng)配置以只要所述第一電信號(SI)超過所述第一閾值或降落到所述第一閾值以下就從所述第一操作模式(BMl)改變?yōu)樗龅诙僮髂Ｊ?BM2)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20到22中任一權(quán)利要求所述的電路布置，其中第二閾值可指派給所述第二操作模式(BM2)，且其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以取決于所述第一操作模式中的所述發(fā)射電極(SE)與所述接收電極(EE)之間的電容性耦合來選擇所述第二閾值。
24.根據(jù)權(quán)利要求20到23中任一權(quán)利要求所述的電路布置，其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以取決于所述補償電極(KE)與所述接收電極(EE)之間的電容性耦合來選擇所述第二閾值。
25.根據(jù)權(quán)利要求20到24中任一權(quán)利要求所述的電路布置，其中所述評估裝置(A)經(jīng)配置以 只要所述第一電信號(SI)超過所述第一閾值或降落到所述第一閾值以下就提供第一檢測信號(DSl)，且 只要所述第二電信號(S2)超過所述第二閾值或降落到所述第二閾值以下就提供第二檢測信號(DS2)。
26.根據(jù)權(quán)利要求20到25中任一權(quán)利要求所述的電路布置，其進一步包括移相器或反相器以在所述第一操作模式(BMl)中改變所述第二交變電信號(WS2)的相位。
27.一種用于檢測接近和接觸的方法，其包括以下步驟 在第一操作模式中 評估從至少一個接收電極(EE)分接的第一電信號(SI)， 對至少一個發(fā)射電極(SE)供應(yīng)第一交變電信號(WSl)，以及在第二操作模式中 對第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的至少一個電極(EE、SE)供應(yīng)交變電信號，以及評估從至少一個場感測電極(FE)分接的第二電信號(S2)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其進一步包括以下步驟 在所述第一操作模式中，對至少一個補償電極(KE)供應(yīng)第二交變電信號(WS2)，以及 在所述第二操作模式中，對所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的至少一個電極(EE、SE、KE)供應(yīng)交變電信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求27到28中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述第二操作模式中，對所述第一電極結(jié)構(gòu)(ESl)的至少兩個電極(EE、KE、SE)供應(yīng)交變電信號。
30.一種用于通過傳感器裝置進行接近和觸碰檢測的方法，所述傳感器裝置包括至少一個發(fā)射電極(SE)、一個接收電極(EE)和一個場感測電極(FE)，其中所述傳感器裝置可在第一操作模式和第二操作模式中操作，其中 對所述發(fā)射電極(SE)供應(yīng)第一交變電信號(WS I)，以便在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射第一交變電場(WS)，所述第一交變電場(WS)可耦合到所述接收電極(EE)和所述場感測電極(FE)，在所述第一操作模式中，評估從所述接收電極(EE)分接的第一電信號(S 1)，以及在所述第二操作模式中 對所述接收電極(EE)供應(yīng)第三交變電信號(WS3)，以便在所述接收電極(EE)處發(fā)射第二交變電場(WE)，所述第二交變電場(WE)可耦合到所述場感測電極(FE)，以及 評估從所述場感測電極(FE)分接的第二電信號(S2)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中將指示物件對所述傳感器裝置的觸碰的第一閾值指派給所述第一操作模式，其中只要所述第一電信號(SI)超過所述第一閾值或降落到所述第一閾值以下，所述傳感器裝置就從所述第一操作模式改變?yōu)樗龅诙僮髂Ｊ健?br> 32.根據(jù)權(quán)利要求30到31中任一權(quán)利要求所述的方法，其中將指示所述物件對所述傳感器裝置的接近的第二閾值指派給所述第二操作模式，其中所述第二閾值是根據(jù)所述第一閾值或根據(jù)所述第一電信號(Si)而選擇的。
33.根據(jù)權(quán)利要求30到32中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述傳感器裝置另外包括補償電極(KE)，其中在所述第一操作模式中對所述補償電極(KE)供應(yīng)第二交變電信號(WS2),其中所述第二交變電信號(WS2)的相位和/或振幅不同于所述第一交變電信號(WSl)的相位和/或振幅。
34.一種用于通過傳感器裝置進行接近和/或觸碰檢測的方法，所述傳感器裝置包括至少一個發(fā)射電極(SE)、一個接收電極(EE)和一個場感測電極(FE)，其中 對所述發(fā)射電極(SE)和/或所述接收電極(EE)供應(yīng)交變電信號，以及 從所述至少一個場感測電極(FE)分接電信號(S2)且評估所述電信號(S2)，借此所述電信號(S2)指示接近和/或觸碰。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述傳感器裝置另外包括補償電極(KE)，且其中對所述補償電極(KE)供應(yīng)所述交變電信號。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述發(fā)射電極(SE)、所述接收電極(EE)、所述場感測電極(FE)和所述補償電極(KE)以一方式相對于彼此布置或所述交變電信號以一方式設(shè)置，使得在所述發(fā)射電極(SE)處發(fā)射的第一交變電場(WS)和/或在所述接收電極(EE)處發(fā)射的第二交變電場(WE)和/或在所述補償電極(KE)處發(fā)射的第三交變電場(WK)可耦合到所述至少一個場感測電極(FE)。
37.根據(jù)權(quán)利要求34到36中任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述發(fā)射電極(SE)、所述接收電極(EE)和所述補償電極(KE)中的每一者處供應(yīng)的所述交變電信號彼此不同。
全文摘要
提供一種用于電容式傳感器裝置的電極裝置和用于操作根據(jù)本發(fā)明的電極裝置的電容式傳感器裝置的電路布置，其中所述電極裝置包括具有至少一個發(fā)射電極和至少一個接收電極的第一電極結(jié)構(gòu)，和具有至少一個場感測電極的第二電極結(jié)構(gòu)，其中所述電極裝置或所述電容式傳感器裝置可在第一操作模式和第二操作模式中操作。另外，提供一種用于通過根據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置進行接近和/或觸碰檢測的方法。
文檔編號G06F3/044GK102906678SQ201180012560
公開日2013年1月30日 申請日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者克勞斯·卡爾特納, 賴因哈德·翁特賴特邁爾, 霍爾格·斯特芬斯 申請人:微晶片科技德國第二公司