[发明专利]电容式运动传感器

权利要求书

1.一种运动传感器，包括：

感测单元的阵列，所述阵列电容性地感测在表面的结构接近所述阵列时的电容变化；和

处理电路，所述处理电路包括复用器和处理器，以处理来自所述阵列的用于测量所述表面在平行于所述阵列的表面的方向上的运动的运动相关输出信号，

其中，所述处理器适于执行用于以下操作的程序：控制所述复用器以互连所述阵列中的所述感测单元，从而将所述阵列配置为梳状滤波器，以检测所述电容变化的至少一个空间频率分量，以及测量所述表面在平行于所述阵列的方向上的运动，其中，所述梳状滤波器是以周期性方式连接的电容式检测器阵列，使得所述阵列充当针对来自所述阵列的输出信号的一个空间频率分量及其奇次谐波的滤波器。

2.根据权利要求1所述的运动传感器，其中，所述阵列包括感测区域，所述感测区域比相对于所述阵列移动的所述表面小。

3.根据权利要求1所述的运动传感器，其中，所述阵列是二维阵列，所述二维阵列包括沿着至少两个非平行轴布置的感测单元。

4.根据权利要求3所述的运动传感器，其中，所述处理电路还包括差分检测器，所述差分检测器耦合在复用器和所述处理器之间，以根据来自所述二维阵列的输出信号生成包括同相信号和正交信号的四个信号，所述输出信号是由沿着所述两个非平行轴的运动引起的。

5.根据权利要求4所述的运动传感器，其中，所述处理器还适于处理所述四个信号，以生成在沿着所述两个非平行轴的每个方向上的矢量，其中，所述矢量的幅度代表所述正交信号的强度，并且所述矢量的方向的改变代表沿着所述两个非平行轴的运动。

6.根据权利要求5所述的运动传感器，其中，所述处理器还适于控制所述复用器改变所述感测单元的互连，进而改变由所述阵列中的所述感测单元感测的所述空间频率分量的频率。

7.根据权利要求6所述的运动传感器，其中，所述处理器还适于比较所述四个信号在由所述阵列中的所述感测单元感测的所述空间频率分量的不同频率处的强度，并且控制所述复用器来选择对于其运动正在被检测的所述表面具有最大强度的输出信号的频率。

8.根据权利要求1所述的运动传感器，其中，所述阵列是互电容阵列，包括在第一方向上延伸的多个接收Rx电极和在不平行于所述第一方向的第二方向上延伸的多个发射Tx电极，所述多个接收Rx电极通过绝缘体与所述Tx电极分开，并且其中，Tx电极和Rx电极的每个交叉部形成所述阵列中的互电容感测单元。

9.根据权利要求1所述的运动传感器，其中，所述阵列是自电容阵列，包括耦合到所述处理电路并在第一方向上延伸的多个第一电极、以及耦合到DC电压电平并在不平行于所述第一方向的第二方向上延伸的多个第二电极，所述多个第一电极通过绝缘体与所述第二电极隔开，并且其中，第一电极和第二电极的每个交叉部形成所述阵列中的自电容感测单元。

10.根据权利要求1所述的运动传感器，其中，所述表面是手指的表面，并且所述表面的结构中的电容变化是由指纹的脊线和谷线引起的。

11.根据权利要求10所述的运动传感器，其中，所述指纹的图像既不由所述运动传感器生成，也不被存储在与所述运动传感器耦合的存储器中。

12.根据权利要求1所述的运动传感器，其中，所述表面是手套的表面，并且所述表面的结构中的电容变化是由所述手套的被检测的表面上的织物纹理引起的。