形成用于电容式传感器装置的传感器电极的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及从电极形成用于电容式传感器装置的传感器电极的方法，其中电极具有预定电极形状。本发明进一步涉及用于电容式传感器装置的传感器电极，其遵循以上提及的方法而形成。
【背景技术】
[0002]在常规系统中，已知提供用于分别检测接近的对象或接触的电容式传感器装置，借此，可以非接触方式测量向传感器电极接近的对象或相对于传感器电极移动的对象。测量信号经解译且结果可用于触发功能，例如，电子装置的切换功能，特定来说为电子手持装置的切换功能。
[0003]然而，包括一或数个传感器电极的常规电容式传感器系统具有以下缺点:在相对于传感器电极的对象(例如，手指)的移动期间，在对象到传感器电极具恒定距离期间的测量值的绝对值可能不相同。
[0004]举例来说，在Y及Z恒定情况下(其中Z表示手指与电极平面的距离)，当在手指在X方向上移动期间观察电容式传感器系统(与手指相比是伸展开的且平坦的)的传感器电极的测量值时，随后测量值最初增加，在接近电极平面的中心处具有最大值且接着减小。手指在相对于电极平面的X方向上充分快速移动期间，测量信号与接触移动的测量信号(即，手指在Z方向上的移动的测量信号)看起来相似。这意味着传感器电极的测量值的改变并非最终与手指与传感器电极的距离(Z距离)的改变相关。测量值的变动还可具有其它原因。特定来说，对于接触检测(在Z = O的距离处)，由于测量值的变动相依性(S卩，测量值不仅取决于手指与传感器电极的距离)，信号曲线的解译部分是非常复杂的，使得无法可靠确保某些功能性(例如，“拖放”)。
[0005]如(例如)参考图1所展示，在现有技术中已知的带式传感器电极SE中也发生相似问题。当在手指F与传感器电极SE之间的恒定距离Z处的手指F在X方向上横跨传感器电极SE移动时，随后经测量传感器值如图1中的信号曲线所展示而改变。举例来说，如图1所展示，在长度为1cm (X = -5cm到X = +5cm)的带式电极中，经测量传感器值将为u(X=O) >u (X # O)，这是因为在带的中间(即在X = O处)，传感器电极SE与手指F之间的电容最大，而在边缘区域处，传感器电极SE与手指F之间的电容最小。理论上，存在关于测量值的此变动的信息；然而，此可能并非与手指F在特定方向上的移动直接相关。
[0006]在常规系统中，通过额外考虑其它传感器的信息而尝试考虑在信号处理(即，在传感器电极SE的测量信号的处理)中的此非均匀行为。举例来说，可从数个邻近的传感器电极的加权传感器值确定Z值。然而，仅Z>>0时此解决方案令人满意地起作用，此时手指明确地在全部电极的检测区域内。然而，此解决方法不适用于接触检测(Z = 0)，这是因为基于测量值的不确定性(即在接触期间，测量值不仅取决于手指与传感器电极SE的距离Z)，信号曲线的解译部分是复杂的，使得可能无法可靠确保某些功能性。
【发明内容】
[0007]因此，存在提供至少部分避免来自常规系统的缺点的解决方案且借其可最大程度确保经测量传感器值在传感器电极与对象具恒定距离期间实质上恒定，与对象相对于传感器电极的位置无关。
[0008]根据各种实施例，可提供从具有预定电极形状的给定电极形成用于电容式传感器装置的传感器电极的方法，且此外可提供用于电容式传感器装置的传感器电极。
[0009]根据实施例，在从具有预定电极形状的电极形成用于电容式传感器装置的传感器电极的方法中，
[0010](a)将电极再分为预定数目个电极片段，其中每一电极片段具有预定电极表面积，
[0011](b)在对象距电极预定距离处，确定每一电极片段的传感器值，
[0012](c)确定其中传感器值最小的电极片段，
[0013](d)确定其中传感器值最大的电极片段，
[0014](e)增加其中传感器值最小的电极片段的表面积，及
[0015](f)减小其中传感器值最大的电极片段的表面积。
【附图说明】
[0016]以下结合图式描述各种实施例的细节及特性，其中:
[0017]图1展示具有测量值的相关联信号曲线的常规传感器电极；
[0018]图2展示伸展开的传感器电极以及包括具有数个小表面积的若干传感器电极的电极配置，其全部表面积对应于伸展开的传感器电极的全部表面积；
[0019]图3展示根据各种实施例及测量值的相应相关联信号曲线的电极以及从所述电极形成的传感器电极；
[0020]图4展示根据各种实施例而形成的四个传感器电极，其根据本方法的各种实施例布置在进一步传感器电极周围；
[0021]图5展示常规带式传感器电极以及从此传感器电极形成的三个进一步传感器电极；
[0022]图6a到6d展示手指F与传感器电极的相应不同距离处的用于图6中展示的传感器电极的信号曲线；
[0023]图7展示根据各种实施例再分为电极片段的电极以及根据本方法形成的对应传感器电极；
[0024]图8展示根据各种实施例的方法的流程图；及
[0025]图9展示在键盘中使用的传感器电极的实施例。
【具体实施方式】
[0026]如上文所陈述，在从具有预定电极形状的电极形成用于电容式传感器装置的传感器电极的方法中，(a)将电极再分为预定数目个电极片段，其中每一电极片段具有预定电极表面积，(b)在对象与电极的预定距离处确定每一电极片段的传感器值，(C)确定其中传感器值最小的电极片段，(d)确定其中传感器值最大的电极片段，(e)增加其中传感器值最小的电极片段的表面积，及(f)减小其中传感器值最大的电极片段的表面积。
[0027]根据各种实施例，可酌情单独地或以组合应用以下情况:当电极片段的预定电极表面积大小相等时，此可为有利的。电极片段的表面积可在步骤(e)中增加预定值。此外，在步骤(f)中，电极片段的表面积可减小预定值。当传感器值比预定传感器参考值小时，在步骤(e)中增加电极片段的表面积可为进一步有利的。当传感器值比预定传感器参考值大时，可在步骤(f)中减小电极片段的表面积。可重复步骤(b)到(f)直到满足预定终止准则为止。当每一电极片段的传感器值实质上具有相等值时，便可满足终止准则。电极可具有实质上矩形形状，其中在步骤(a)中再分的电极片段具有实质上相等宽度。在步骤(e)中，可增加相应电极片段的宽度，其中在步骤(f)中，可减小相应电极片段的宽度。传感器电极的宽度可向中心减小，使得在传感器电极与对象之间具恒定距离期间，在传感器电极与对象之间的电容对于对象沿传感器电极的纵向轴线相对于传感器电极的每一位置实质上大小相等。传感器电极可具有实质上带式形状。传感器电极还可具有实质上矩形形状。然而，根据各种实施例，传感器电极还可具有任何其它形状。
[0028]根据各种实施例，可形成传感器电极，使得对于对象F相对于传感器电极的全部位置，在对象F到传感器电极的实质上恒定距离处，在特定检测范围内的传感器值或测量值几乎恒定。在此情况中无须分别调适测量电子器件本身及其余传感器系统。根据各种实施例传感器电极的形成具有显著简化测量信号的信号处理的优势，这是因为一方面避免先前提及的测量值的不确定性且另一方面在对象与传感器电极具恒定距离期间，经测量传感器值实质上恒定，使得可更容易对于对象相对于传感器电极的每一位置确定对象距传感器电极的距离。
[0029]根据各种实施例，(例如)通过使带式电极向中心渐细而减小传感器值过大位置处的传感器电极的传感器表面积。举例来说，图1中展示的传感器电极SE将在X = O周围的区域中形成得更窄，使得当手指F在X = O的区域中时的测量值与当手指F在X = -5cm及X = +5cm的区域中时的测量值之间的差得到减小或最小化。
[0030]如图1中可见，通常在传感器电极SE的边缘处(即在X = -5cm及X = +5cm周围)获得最小传感器值或测量值。然而在X = O周围的区域中获得最大测量值。根据各种实施例，实质上减小传感器电极SE的内部区域的表面积，使得在传感器电极的内部区域处的测量值与在传感器电极的外部区域处的测量值之间的差趋于0，使得通过减小或增加传感器电极内部或外部区域处的电极表面积而减小或增加传感器电极的测量值。
[0031]通过调整或形成传感器电极以使得测量值在对象距传感器电极恒定距离期间，在传感器电极的整个范围中实质上保持恒定，测量值的信号处理或测量信号的信号处理分别变得显著更稳健，其在传感器电极的整个范围中产生对对象距传感器电极的距离的显著改进的检测。
[0032]图2以极简化方式展示伸展开的传感器电极SE及包括数个小表面积的若干传感器电极SE，其中传感器电极SE包括整体实质上等于伸展开的传感器电极SE的数个小表面积。伸展开的传感器电极SE可理解为包括数个小表面积的若干紧密邻近的传感器电极SE，其彼此短路。分别通过在发生器电极、包括数个小表面积的传