用于键盘接近和跟踪传感器的电极布置制造技术

一种键盘组件包括用于在组件的一个或多个键之上生成电场的发射机电极和一个或多个接收机电极。第一电极位于键盘组件的第一水平面上并且第二电极位于键盘组件的第二水平面上。第一水平面可以对应于组件的支撑板并且第二水平面可以对应于第二电极耦合到的印刷电路板的表面。可替代地，第一和第二水平面可以对应于键盘组件的框架的不同侧。可以检测在电场中的扰动来执行包括或耦合到键盘组件的主机设备的控制操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于键盘接近和跟踪传感器的电极布置
本文描述的一个或多个实施例涉及电场检测。
技术介绍
电场接近传感器通过检测在电场中的扰动来操作。通过发射电极和接收电极生成 场，并且基于它们之间的分隔距离来确定传感器的范围。当对象在场中呈现或者移动通过 场时，检测相应的场扰动，这继而允许跟踪对象。该类型的传感器的通过非传导性材料进行 检测的能力允许传感器被完全地隐藏并且使其适合于各种家庭自动化、汽车和游戏应用。 【附图说明】 图1示出了用于键盘的电场传感器的实施例。 图2示出了具有特定形状的发射机电极的实施例。 图3示出了具有矩阵形状的接收机电极的实施例。 图4示出了传感器的检测范围的示例。 图5不出了相对于键盘键布置的传感器电极。 图6示出了针对键盘键的传感器电极的另一实施例。 图7示出了用于具有单个检测区的传感器的控制电路。 图8示出了具有相对于相同键盘布置的多个检测区的传感器的实施例。 图9示出了具有多个发射机电极的传感器的不同检测区的示例。 图10示出了用于具有多个检测区的传感器的控制电路，该传感器具有多个发射 机电极。 图11示出了用于键盘的电场传感器的另一实施例。 【具体实施方式】 图1示出了并入到键盘中的电场（E场)接近传感器的一个实施例。键盘可以被包 括在笔记本或膝上式计算机、智能电话或具有输入键的另外类型的电子设备中。键盘可以 是包括字母数字字母的键盘、数字小键盘，或者具有用于执行功能和/或将数据输入到设 备中的一个或多个键或按钮的另外类型的输入设备。针对台式实现，传感器可以并入到耦 合到例如计算机的中央处理单元的外壳的键盘中。 传感器可以包括至少一个发射机电极10和预定数量的接收机电极20。为了将传 感器集成到键盘结构中，在键盘的金属支撑板30上或者通过键盘的金属支撑板30形成发 射机电极10,并且在印刷电路板40的顶表面处(或者上）安装接收机电极20。可以通过支 撑板30来支撑发射机电极10。可以通过印刷电路板40来支撑接收机电极。在图1中，发 射机电极10被不出为对应于键盘的整个金属支撑板。 在替代实施例中，键盘的支撑板30可以由非传导性材料制成，并且可以在支撑板 的表面上(或者处）形成一个或多个分立的发射机电极。例如，在图2中，支撑板30被示出 由非传导性材料制成，并且发射机电极60被示出在具有预定形状的支撑板的上表面上(或 者处）形成。在图2中，该形状是与接收机电极20的相应的那些重叠的环形。在另一实施 例中，可以以相对于接收机电极的列、行或者矩阵来布置多个发射机电极段。 此外，在图1中，接收机电极20被示出在数量上对应于键盘的键的相应数量。在 该布置中，接收机电极与在印刷电路板中的孔25相关联，其中每个孔对应于或者否则容纳 键盘的分别的键。在替代实施例中，可以针对整个键盘提供一个接收机电极。可以以矩阵 的形式布置这样的接收机电极，其中一个或多个相应发射机电极被布置为重叠该接收机电 极。 图3示出了该替代布置的示例，其中接收机电极120被布置成矩阵并且隔开在键 盘的金属支撑板30之上。在变型中，支撑板可以由在其上具有一个或多个发射机电极的非 传导性材料制成。发射机电极甚至可以与接收机电极的形状相同或者类似。在矩阵形状的 接收机电极中的孔可以对应于在键盘中的分别的键。 返回到图1，可以将印刷电路板40直接放置在键盘的金属支撑板上，或者可以通 过一个或多个介入层将印刷电路板40从金属支撑板分隔。当印刷电路板与键盘的金属支 撑板直接接触时，在发射机电极和接收机电极之间的分隔距离包括或者对应于印刷电路板 的厚度（AT pcb)。 当通过一个或多个介入层分隔印刷电路板和金属支撑板时，介入层可以包括间隔 层、多个分立间隔元件中的任何一个和/或非传导性绝缘层。在该实现中，可以将发射机电 极和接收机电极分隔一距离，该距离包括印刷电路板的厚度（Λ TrcB)和一个或多个介入层 的厚度（Λ TINT)之和，或者分隔距离=Λ TrcB+ Λ TINT。 在发射机和接收机电极之间的分隔距离可以确定传感器的检测范围。根据一个实 施例，分隔距离可以足够来在键盘之上预定距离生成检测范围，从而允许在该范围之内的 接近检测和手势的跟踪。 图4示出了通过在对应于金属支撑板30的发射机电极10和在包含孔25的印刷 电路板40上形成的接收机电极之间的分隔距离建立的检测范围的示例。在该示例中，键盘 对应于在图1中示出的沿着剖面线Α-Α'截取的键盘。 给定该分隔距离(其在该情况下对应于印刷电路板的厚度，Λ TrcB)，在位于键盘之 上的检测范围400内生成电场。通过该间隔距离确定该范围的高度，并且该范围的宽度或 者横向尺寸基于在发射机和接收机电极之间的重叠的一个或多个区域。 分隔距离 检测范围高度 0. 5 mm 3-4 cm L 0 mm 5 cm L 6 mm 8-10 cm〇 在操作中，通过接收机电极检测在电场中的扰动来执行涉及接近和手的跟踪的操 作。在一个实施例中，用户的手或者手指的某些位置和移动可以生成在电场中的特定扰动 或者扰乱，这些扰动或者扰乱被检测并且和存储的信息进行比较来允许识别该位置或者移 动。存储的信息可以与主机设备的一个或多个操作一致地预先存储在控制和存储器电路 中。 例如，在检测范围之内的在相对于键盘的某个位置处的挥手可以生成对应于光标 的移动或者图标、菜单项目的选择或者涉及光标位置的其他功能的电场扰动。在检测范围 中的另一手或手指的姿势、移动或者位置可以开启或关闭主机设备、打开预定窗口或应用、 使电话呼叫（如果主机设备是智能电话）或者执行预先编程到设备中的多个其他操作或功 能中的任何一个。 图5以横截面示出了键盘的一个键的放大视图以及可以如何相对于该键布置传 感器的电极。在该横截面图中，提供键401 (其在该说明性示例中对应于字母F）来往复 地移入和移出在键盘的框架530中的孔525。键盘框架由非传导性材料制成，以便防止对在 检测范围中的电场的形成的干扰或阻碍。 键盘框架位于对应于或者包括一个或多个发射机电极10的支撑板10之上。如果 支撑板10是键盘的金属支撑板，则整个金属支撑板可以对应于发射机电极。印刷电路板40 包括接收机电极，所述接收机电极可以位于印刷电路板的顶表面之内或者上，并且可以被 键盘框架整体地或者部分地重叠。框架的孔525与在印刷电路板中的相应的孔40对准。 图6以横截面不出了键盘的一个键的放大视图以及在另一实施例中可以如何相 对于该键布置传感器的电极。除印刷电路板是不同的以外，该实施例可以类似于在图5中 的实施例。在图5中，印刷电路板是刚性板；然而，在图6中印刷电路板是比图5的电路板 更薄的柔性印刷电路板。 根据一个示例，柔性印刷电路板具有0. 15 mm的厚度。当接收机电极在该柔性板 的顶表面上(或者处）时，板的较小的厚度减小在发射机和接收机电极之间的分隔距离。因 此，电场检测范围可以小于在图5中的情况。因为该较小的范围，所以该柔性印刷电路板实 施例对于在智能电话、移动终端、游戏系统控制器和较小大小的其他设备中使用可以是特 别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：第一电极，用于发射信号；以及至少一个第二电极，用于接收信号，其中：第一电极位于键盘组件的第一水平面上，第二电极位于键盘组件的第二水平面上，信号的传输在第一和第二电极之间生成电场，电场基于在第一和第二电极之间的距离在键盘组件之上生成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.10 US 13/709,9211. 一种装置，其包括： 第一电极，用于发射信号；以及 至少一个第二电极，用于接收信号，其中： 第一电极位于键盘组件的第一水平面上， 第二电极位于键盘组件的第二水平面上， 信号的传输在第一和第二电极之间生成电场，电场基于在第一和第二电极之间的距离 在键盘组件之上生成。2. 如权利要求1所述的装置，其中在第一和第二电极之间的电场对应于第一检测范 围，用于检测在键盘组件之上的对象的接近或移动。3. 如权利要求1所述的装置，其中第一水平面对应于键盘组件的支撑板，并且第二水 平面对应于在支撑板之上的键盘组件的表面。4. 如权利要求1所述的装置，其中第一电极是键盘组件的金属支撑板，并且第二电极 在支撑板之上的键盘组件的印刷电路板处。5. 如权利要求1所述的装置，其中第一电极在键盘组件的支撑板的表面处，并且第二 电极位于支撑板之上。6. 如权利要求1所述的装置，其中第一电极是在键盘组件的框架的第一表面处的传导 层，并且第二电极是在键盘组件的框架的第二表面处的传导层。7. 如权利要求6所述的装置，其中第一传导层或者第二传导层中的至少一个是传导性 涂料层。8. 如权利要求1所述的装置，其中在第一和第二电极之间的距离对应于第二电极耦合 到的印刷电路板的厚度。9. 如权利要求1所述的装置，其中： 第二电极被设置为相邻于键盘组件的至少一个键，并且 第一电极被设置为至少部分地在所述至少一个键和第二电极之下。10. 如权利要求1所述的装置，其中在第一和第二电极之间的电场在键盘组件的至少 一个键之上延伸。11. 如权利要求1所述的装置，进一步包括： 第三电极，用于发射信号；以及 至少一个第四电极，用于接收信号，其中： 在第三和第四电极之间的信号的传输在第三和第四电极之间生成电场， 在第一和第二电极之间的电场对应于...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·贝特曼，詹姆斯·奥库利，罗恩·埃格，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US