形成用于电容式传感器装置的传感器电极的方法_2

文档序号:8909443阅读:来源:国知局
感器电极SE与对象F之间的若干次级分压器的并行电路来表示或形成在所述发生器电极、所述伸展开的传感器电极SE与对象F之间的电容式分压器。
[0033]当移除包括数个小表面积的传感器电极的一或多个片段时,一方面减小发生器电极与传感器电极(由数个片段组成)之间的电容。另一方面,分别减小必须调适或优化的传感器电极SE与对象F之间的电容,越这样做,所移除的片段越精确地定位在对象F下方。
[0034]根据各种实施例,以此方式,来自对象相对于传感器电极的位置X的传感器值的相依性跨传感器电极的大范围而显著减小。根据各种实施例,分别针对对象F距传感器电极SE的预定距离(Z距离)以及对象F的特定形状(例如,分别为手指或手的特定形状)执行在传感器电极与对象F之间的传感器值的曲线的调适或优化。分别针对传感器电极SE与对象F之间的极小距离(即,对于极小Z距离)执行调适或优化可尤其为优选的。
[0035]图3展示带式传感器电极SE以及电极E,其中电极E实质上形成为矩形且其中带式传感器电极SE以向中心的渐细方式(即,在中心区域处的传感器电极SE的宽度比在外部区域小)形成。
[0036]此外,图3中展示在电极E处截取的测量信号的信号曲线VE以及在传感器电极SE处截取的测量信号的信号曲线VSE。在两种情况下,手指在X方向上分别以在手指与电极E或传感器电极SE之间的恒定距离(在Z方向上的距离)从Xmin移动到Xmax。如先前描述,在电极E处截取的测量信号VE在区域Xmin及Xmax处各有最小值,而在Xmin与Xmax之间的测量值比在Xmin及Xmax处的测量值大,其中在XO区域中,测量信号VE具有最大值。
[0037]然而,在传感器电极SE处截取的信号VSE在Xmin与Xmax之间的整个区域上实质上恒定,其根据各种实施例而实现,因为传感器电极SE是以向中心渐细方式形成,其导致传感器电极SE与手指F之间的电容在传感器电极SE与手指F具恒定距离期间,对于手指F相对于传感器电极的每一位置实质上恒定。
[0038]图4展示根据各种实施例形成的传感器电极的应用的实例,其中四个带式传感器电极布置在对触碰及靠近的对象敏感的表面区域的边缘区域处,其实质上如相关图3所展示而形成。再者,内部传感器电极为实质上带式传感器电极,其中宽度及因此内部带式传感器电极的表面积向对靠近的对象敏感的表面积的中心减小,其实质上具有与带式电极向带式电极的中心的渐细相同的效果。此处以栅格结构类型布置内部带式电极。内部电极的栅格结构(个别电极彼此电短路)也可形成为显著更细,使得在手指与内部电极之间的电容的更进一步改进调适是可行的。
[0039]图5展示若干传感器电极SE,其中每一者以不同方式形成。参考图6a到6(!对于对象F距相应传感器电极的不同距离而展示在相应传感器电极SE处截取的测量信号。
[0040]图5a展示常规带式电极SE,其实质上形成为矩形且具有跨整个范围的相同宽度。
[0041]图5b展示传感器电极SE,其实质上再次以带式方式形成,其中传感器电极SE以向中心渐细方式形成,以便在传感器电极SE距手指F的恒定距离处分别实现在手指F与传感器电极SE之间的电容的以上描述的调适或优化。
[0042]图5c还展示根据图5b的带式传感器电极SE,其实质上具有与带式传感器电极SE相同的形状。作为根据图5b的传感器电极SE的差异,向中心渐细显著更明显,即根据图5c的在传感器电极的中心区域中的传感器电极SE的宽度显著比根据图5b的在中心区域中的传感器电极SE的宽度小。此显著更明显的渐细可具有缺点,如相关于图6c中所描述。
[0043]图5d展示分段传感器电极SE。传感器电极SE的电极片段的表面积向传感器电极的中心变小,其实质上产生与向其中心渐细的传感器电极相同的效果。传感器电极SE的电极片段彼此电短路。此外,向中心增加在两个电极片段之间的距离是可行的。如从图5d中可见,在此处展示的传感器电极SE的分段中,也向中心减小有效电极表面积,其导致在手指F距传感器电极SE恒定距离处,在传感器电极SE与手指F之间的电容实质上恒定。
[0044]图6a到6d各自展示从图5a到5d中展示的传感器电极截取的测量信号的信号曲线。
[0045]图6a展示在对象F距传感器电极5mm、10mm、20mm及40mm的距离处,在图5a中展示的传感器电极处截取的测量信号的测量信号。如所预期,对于距离Z = 5_,测量信号在中心处(在大约X = 60mm处)具有最大值,其在边缘区域处显著位于测量值上方。
[0046]图6b展示在根据图5b的传感器电极处,已在对象距传感器电极5mm、10mm、20mm及40mm的距离处所截取的测量信号。因为在图5b中展示的传感器电极是以向中心略微渐细的方式形成,所以对于距X的相对较大间距(大约在X = 20mm与X = 90mm之间),测量值大约恒定,其中在此间距中恒定测量值为传感器电极向中心渐细的结果。
[0047]图6c及6d各自展示分别已在根据图5c及5d的传感器电极处截取的测量信号。可清楚地看到,举例来说,对于从对象到传感器电极的5_距离,测量信号向中心(大约在X=60mm范围中)减小且甚至在此处展示局部最小值。这些局部最小值是由于已分别向根据图5c及图5d的电极中的中心移除过多的电极表面积而产生,使得在手指F距传感器电极SE与恒定距离处,传感器电极SE与手指F之间的电容在传感器电极的中心区域中变得显著更小。
[0048]在图5及图6中展示的实例确认了通过根据各种实施例形成传感器电极,在物体F距传感器电极恒定距离处的测量值的变动可跨大X范围(以及在三维情况下,跨大Y范围)维持得较小。
[0049]参考图7,简要描述从电极E形成用于电容式传感器装置的传感器电极的概念。参考图8,更详细描述根据各种实施例用于形成传感器电极的方法。
[0050]根据各种实施例,对于给定电极E,执行根据各种实施例形成传感器电极的方法,其中由此产生的传感器电极SE具有先前描述的特性,即,在对象F与传感器电极SE之间的电容及因此在对象F距传感器电极SE恒定距离处的经测量传感器值实质上保持恒定,且其与对象相对于传感器电极SE的位置无关。
[0051]根据各种实施例,给定电极E(虚拟地)分段为若干电极片段,其中在迭代方法中,个别电极片段的表面积增加或减小直到由此产生的传感器电极SE具有所要的先前提及的特性为止。
[0052]如图7中可见,根据各种实施例形成传感器电极的方法导致传感器电极SE的电极片段的宽度向中心减小,其中电极片段的表面积以此程度向中心减小,在对象F距传感器电极SE恒定距离处,实质上跨传感器电极SE的整个范围测量实质上恒定的传感器值。
[0053]参考图8,详细描述根据各种实施例的方法。
[0054]在第一步骤10中,给定电极或电极结构被再分为预定数目个电极片段ESi,其中每一电极片段具有预定电极表面积。优选地,在步骤10中产生的电极片段具有相同的电极表面积。然而,在根据各种实施例的方法的修改中,电极片段也可具有不同的电极表面积。应了解,给定电极或电极结构并非分别被物理地细切为电极片段,而是仅产生“虚拟”电极片段,其变为连续步骤的基础。
[0055]在连续步骤20到60中,电极片段的表面积经迭代调适直到从电极片段产生的传感器电极及相应经测量传感器值具有先前描述的特性为止。
[0056]遵循步骤10,将位置Xi (或(Xi,Yi))指派给每一(虚拟)电极片段,其中Xi (或(Xi1Yi))可为电极片段的中心点。随后,在相对于具有距传感器电极的预定距离Z的传感器电极的位置Xi (或(Xi,Yi))处布置(虚拟)手指。
[0057]在步骤20中,对于每一(虚拟)电极片段ESi,分别计算及确定传感器值。在对于每一(虚拟)电极片段ESi,分别已确定及计算相应传感器值Ci之后,在下一步骤30中确定电极片段,已确定所述电极片段的最小传感器值min(Ci)。在下文中,将以此方式确定的电极片段标示为ESmin。此外,在步骤40中确定电极片段,已确定所述电极片段的最大传感器值max(Ci)。在下文中,将以此方式确定的电极片段标示为ESmax。
[0058]在以下步骤50及60中,对于以此方式确定的电极片段ESmin及ESmax调适表面积,使得相应的传感器值接近剩余电极片段的传感器值。因此,根据步骤50中的各种实施例,增加电极片段ESmin的表面积且在步骤60中,减小电极片段ES _的表面积。
[0059]可假设在相应的传感器值分别在预定传感器参考值以下及以上时,随后仅分别增加及减小电极片段ESmin及ESmax的表面积。此外,可假设相应电极片段ESmax及ESmin的表面积在每一情况下分别增加及减小预定值。另外,可分别假设分别不超过或不低于给定最小及最大传感器元件表面积。
[0060]分别在步骤50及60中的电极表面积分别增加及减小之后,在步骤70中确认预定终止准则是否满足。当终止准则
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1