低成本的电容式感测解码器的制造方法_4

文档序号:8361794阅读:来源:国知局
的层/片的区域;⑶其上印刷/沉积导电材料的非导电材料的层/片的区域,以及⑷其上不具有印刷/沉积导电材料的非导电材料的层/片的区域。允许模拟前端检测电场干扰的一个或多个参考值随后可通过测量在参考电极上的电容变化来确定。在一些情况下,参考电极可经配置成面对不同尺寸/形状的孔/区域,以使模拟前端基于测得的电容值和这些参考电极的参考值而区分大小/形状。所测量的电容变化/值可以被存储在存储器中。在解码图案中使用的其余电极的测量结果与基准电极产生的参考值进行比较,以进行相对测量。
[0059]自然地,利用参考电极可以占用用于解码的多个电极中的一个。例如,ADuCM 350可以支持多达6个电极,因此,6位分辨率解码器可被提供用于绝对测量选项,以及5位解码器可被提供用于相对测量选项。同样,AD7147可支持多达13个电极,因此13位分辨率解码器可被提供用于绝对测量选项,以及12位解码器可被提供用于相对测量选项。该AD7148可支持多达8个电极,因此,8位分辨率解码器可以提供绝对测量选项,以及7位解码器可以提供相对测量选项。
[0060]图8A-8B示出了根据本发明的一些实施例的两个示例性实施方式。根据该图案的设计,其它信息也可以衍生自条带。例如,如果该图案的设计是不对称的,电容测量值可以指示条是否已经以正确方向插入,以便正确解码发生。图8A所示的条带802上的示例性图案沿两个轴(轴806和轴808)是对称的。具体而言,具有区域804,其可允许解码器确定条带802是否以合适方向定位在电极上。例如,如果图案以合适方向定位在电极上时,电极可设置在PCB上以期望区域804中的开口。然后,如果条带被适当地定位,解码器将期望接收与具有开口的区域相关的电容。然而,如果条带不按照图中所示取向定位,期望区域804的电极然后测量和没有开口的区域相关的电容值。然后解码器可以检测条带尚未被正确定位在电极上。期望区域804的电极可专用于确定条带802的方向,并且不用于解码在图案中编码的?目息。
[0061]除了使用区域804中的开口,非对称图案可使用没有开口的区域、具有导电材料的区域或不具有导电材料的区域提供,只要电极被定位和设置成检测图案何时没有以正确方向定位在电极上。
[0062]图8Β所示的条带810的示例性图案可以检测条带802是否已顺时针旋转180度、围绕轴806翻转以及围绕轴804翻转。以类似的方式,,条带810上的示范性图案可以检测条带810是否已围绕轴812翻转并围绕轴814翻转,因为期望解码以所示取向的图案的电极已测量与不正确的电容读数对应的电容值,不正确的电容读数对应于没有以正确方向定位的图案。
[0063]用于解码的方法和装置
[0064]图9示出根据本发明的一些实施例,说明用于解码在图案中编码信息的方法的流程图,以及
[0065]图9的流程图示出了用于解码在图案中编码信息的方法。在步骤902中,模拟前端施加激励信号到多个电极,每个电极经配置以建立电场。在步骤904中,当图案被定位在多个电极上时,例如具有电路的模拟前端检测由图案引起的电场中至少一个子集的变化。在步骤906,解码器基于检测到的变化导出在图案中编码的信息。
[0066]在一些实施例中,步骤904包括测量每个电极上的电容变化。此外,步骤906包括比较所测量的电容变化和一个或多个参考值。在一些实施例中,所述方法进一步包括施加激励信号到经配置以建立电场的参考电极,其中,所述一个或多个参考值通过测量参考电极上的电容变化进行确定。
[0067]在一些实施例中,步骤904包括测量在多个电极的至少子集上的变化,并提供所测量的电容变化作为数字信号给解码器。
[0068]在一些实施例中,当放置在一个或多个电极上时,图案使得由一个或多个电极的每一个生成的电场处于两种状态之一。这两种状态包括:(1)实质上未受干扰状态,以及
(2)干扰状态。所述模拟前端可以通过测量多个电极上的电容变化而检测由图案引起的电场的至少一个子集的变化。此外,该模拟前端和/或解码器可基于所测量的电容变化而确定多个电极的相应一个的电场的两个状态之一。因此,该解码器基于所确定的相应两个状态中的一个导出在图案中编码的信息。
[0069]图10示出根据本发明的一些实施例,用于解码在图案中编码的信息的装置的示例性示意图。该装置可以是血糖仪,或如本文所述可利用电容传感解码器的任何装置。该装置1000包括处理器1002、内存1004、电极1006和电路1008,其可通信地连接到彼此。该装置可以具有其它附加功能和未示出的接口(诸如通信连接器、调制解调器等等)。
[0070]处理器1002用于控制装置的操作并处理解码算法。在某些情况下,该处理器能够提供本文所公开的功能,例如,控制激励源、电容-数字转换器、访问存储器1004、通信总线、校准/参考引起、解码器等。在一些实施例中,处理器1002可包括一个或多个处理元件,例如,中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。处理器1002可以从存储器1004读出指令和数据,并且可以将数据写入到存储器1004。在一个实施例中,处理器1002可以执行导致所述装置执行本文所述一个或多个方法的指令。
[0071]存储器1004用于存储至少由处理器1002使用的指令和测量电容数据(例如,电容式测量数据、控制数据、校准/参考值等等)。在各种实施例中,该装置1000的组件可以诸如通过例如通过总线的直接存储器存取(DMA)直接访问存储器1002。存储器1002可包括一个或多个只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),以及非易失性随机存取存储器(NVRAM)。在各种实施例中,存储器1002可包括可移动的或固定的机器可读介质,诸如例如,硬盘、快闪存储器、CD-ROM等。
[0072]电极1006被提供用于电容式感测,并且通常使用导电性材料作为到虚拟电容器的板并建立电场。如本文中所讨论的,电极1006可包括在一层或多层印刷电路板(PCB)、柔性电路、印刷碳、ITO和/或任何其他单层或多层导体绝缘层堆叠的电极。该电路被设置成模拟前端以测量在电极1006上的电容。例如,该电路可以包括集成的电容-数字转换器(CDC) ο
[0073]示例件应用与夺化
[0074]除了血糖仪条,在其它情况下可应用电容传感解码器,其中需要低成本/低复杂度/低分辨率的解码器。例如,电容传感解码器可用于编码和解码标识符,用于区分产品、对象和/或库存。电容式传感解码器可直接用于应用中,其已使用模拟前端用于检测电容变化,因为解码器可以容易地使用现有电路和方法来实现。
[0075]另外,在上述各实施例的讨论中,本文描述的组件可以很容易地被替换、取代或修改,用于适应特定的电路需要。此外,应该指出,使用互补的电子设备、硬件、软件等提供用于实施本公开教导的同样可行的选择。
[0076]本公开中描述的主题的另一个方面提供一种非临时性计算机可读介质,包括代码,当执行时,会导致装置通过执行所公开的任何方法而使用电容式感测解码在图案中编码的信息。
[0077]在一个示例实施例中,用于实现本文所述功能的任何数量的电气电路可以在相关联的电子器件的电路板上实现。该板可以是普通电路板,可以装电子设备的内部电子系统的各种组件,并进一步对其它外围设备提供接口。更具体地,板可以提供电气连接,通过其该系统的其他部件可以电通信。根据特定配置需求、处理需求、计算机设计等,任何合适的处理器(包括数字信号处理器、微处理器、芯片组、支持等)、计算机可读非临时性存储器元件等可以适当地耦合到电路板。诸如外部存储器、其他传感器、控制器、用于音频/视频显示的其它组件和外围设备可以通过电缆连接至电路板插入式卡,或集成到基板本身。
[0078]在另一示例实施例中,用于实现在此所述功能的电子电路(诸如,模拟前端和/或解码器)可以被实现为单独模块(例如,具有相关组件和电路的设备,其经配置以执行特定应用或功能),或实现为到电子设备的应用特定硬件的插件模块。需要注意,本发明的具体实施例可以容易地包含在芯片(SOC)包系统中,无论是部分或全部。SOC表示集成计算机或其它电子系统的组件到单个芯片的1C。它可包含数字、模拟、混合信号,并经常射频功能:所有这些都可以设置在单个芯片衬底上。其他实施例可包括多芯片模块(MCM),具有位于单个电子封装内并经配置以通过电子封装相互作用的多个单独1C。在各种其他实施例中,扩增的功能可以在应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和其他半导体芯片的一个或多个硅芯中实现。
[0079]此外,还必须要注意,所有规格、尺寸以及本文所概述的关系(例如,处理器、逻辑运算等的数目)只被提供用于示例和教导的目的。该信息可以变化很大,而不脱离本发明的精神或所附权利要求的范围。该规范仅适用于非限制性的例子,因此,它们应被如此理解。在前面的描述中,已参照特定的处理器和/或部件的安排描述示
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