一种电容感应型输入检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电容感应型输入检测装置，包括：触控感应电极阵列、自容检测模块和处理器，触控感应电极阵列由4个触控感应电极和8个电阻组成；自容检测模块检测触控感应电极阵列不同检测端口的分布电容；处理器配置为：计算触控感应电极阵列每个检测端口上的分布电容变化量及增减趋势，然后根据分布电容变化量及增减趋势得到具体触控位置，并以此为依据判断触控运动轨迹，包括手势方向。包括手势方向。包括手势方向。

【技术实现步骤摘要】
一种电容感应型输入检测装置


[0001]本专利技术涉及一种电容感应型输入检测装置。

技术介绍

[0002]随着电器智能化的需求，越来越多的电器产品如家用电器等需要配置触控检测（包括手势检测）等人机交互装置。现有的触控输入检测技术，有一些采用电容感应的方式，比如触摸按键和触摸面板，这些采用电容感应的检测方式均需要实际触摸到装置界面，无法通过电容感应到触摸物的接近，也无法应用到人的手势检测和判断上，因此其应用的方面和领域范围较小。
[0003]另外也有一些解决方案通过在不同方向上使用不同的触控感应电极来实现隔空感应检测，但是由于各个感应电极是单独工作的，而且其面积有限，所以感应信号量很小，检测距离和精度都不好。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种电容感应型输入检测装置，以实现诸如人手等导电触摸物的动作检测。
[0005]本专利技术提供的电容感应型输入检测装置，包括触控感应电极阵列、自容检测模块和处理器；触控感应电极阵列，由4个触控感应电极和分别与之连接的8个电阻组成，并设置4个检测端口；自容检测模块，连接所述触控感应电极阵列的检测端口，用于检测触控感应电极阵列上不同检测端口的分布电容；处理器，配置为：计算触控感应电极阵列每个检测端口上的分布电容变化量及电容变化量的增减趋势，且根据相反方向两个检测端口的分布电容变化量及增减趋势，判断大致触控区域，然后查询预存的分布电容增减量与触控位置对应关系数据表得到具体触控位置，并以此为依据判断触控运动轨迹，包括手势方向。
[0006]本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有如下显著优点：检测位置精度高、检测装置成本低、能检测微弱触控信号，能够广泛应用于家用电器或其他电器的人机界面。
附图说明
[0007]为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0008]图1 触控感应电极阵列结构示意图。
[0009]图2 电容感应型输入检测装置整体框图。
[0010]图3 触控感应电极阵列在左右方向上的简化结构图。
[0011]图4 左右方向上简化的触控感应电极阵列和自容检测模块的工作原理图。
[0012]图5 当自容检测模块中SW1闭合，SW2断开的等效电路图。
[0013]图6 当自容检测模块中SW1闭合，SW2断开的等效电路进一步简化图。
[0014]图7 自容检测模块检测左触控感应电极电路示意图。
[0015]图8 自容检测模块检测左并联分支电路示意图。
[0016]图9 触控物与触控感应电极阵列的位置关系在左右方向上的3种情况示意图。
具体实施方式
[0017]为了更清晰的说明本专利技术，下面公开了一个实施例子，实施例的示例在附图中示出。实施例仅为示例，本专利技术并不是仅仅局限于实施例。
[0018]【实施例1】图1为本专利技术实施例的一种触控感应电极阵列结构示意图。
[0019]触控感应电极阵列中有4个触控感应电极平铺在同一平面，该平面的4个方向分别命名为“上”、“下”、“左”和“右”方向，4个触控感应电极分别位于感应矩阵平面的左上、左下、右上和右下，每个触控感应电极在感应矩阵外边界方向分别连接电阻，相邻的两个触控感应电极相同方向的电阻的另一端连接在一起，设置为检测端口（分别命名为上、下、左和右检测端口）。8个电阻值都为R，4个触控感应电极面积都为S。
[0020]如图2所示，触控感应电极阵列通过上下左右4个方向上的检测端口，接到自容检测模块。由自容检测模块检测触控感应电极阵列不同方向检测端口上的分布电容。
[0021]在此实施例中，检测方法如下。
[0022]自容检测模块中周期性交替连接上下和左右的检测端口，通过下列两个阶段测量电容。
[0023]阶段1：自容检测模块连接左右检测端口，则触控感应电极阵列在左右方向上的简化结构如图3所示，左上和左下两块触控电极简化为左触控电极，右上和右下两块触控电极简化为右触控电极。自容检测模块连接左右检测端口时自容检测模块的工作原理如图4所示，自容检测模块中的控制开关SW1和SW2交替导通和截止。当开关SW1导通SW2截止时，此时测量左检测端口电容C
LEFT ，测得自容检测模块内的周期时长T内充放电次数为N
LEFT
；当开关SW2导通SW1截止时，此时测量电容右检测端口电容C
RIGHT ，测得自容检测模块内的周期时长T内充放电次数为N
RIGHT 。
[0024]阶段2：自容检测模块连接上下检测端口，同理，测量上检测端口电容C
UP
时测得自容检测模块内的周期时长T内充放电次数为N
UP ；测量下检测端口电容C
DOWN
时测得自容检测模块内的周期时长T内充放电次数为N
DOWN 。
[0025]处理器比较检测到的自容检测模块内的周期时长T内充放电次数N
LEFT
、N
RIGHT
、N
UP
、N
DOWN
，当检测到周期时长T内充放电次数的值的变化超过阈值，则记录该值，并计算周期时长T内充放电次数变化量ΔN
LEFT
、ΔN
RIGHT
、ΔN
UP
、ΔN
DOWN
，其中ΔN
LEFT
和ΔN
RIGHT
与触控点在触控电极阵列左右方向的位置有关，ΔN
UP
和ΔN
DOWN
与触控点在触控感应电极阵列上下方向的位置有关，通过查询周期时长T内充放电次数变化量和位置坐标关系表可判断触碰位置，并记录触碰手势轨迹。
[0026]上述检测阶段1用于测量触控点在左右方向的位置，检测阶段2用于测量触控点在上下方向的位置。下面以检测阶段1测量左右方向为例，说明处理器的判断原理。
[0027]如图4所示可以看到自容检测模块的工作原理：SW3导通，SW4截止，电流源I1给检测端口电容充电。当电容电压达到基准电压V
H
时，SW3截止，SW4导通，电流源I2给检测端口
电容放电。当电容端口电压达到基准电压V
L
时，SW3导通，SW4截止，重复上述充放电过程。在一定时间T内，充放电的次数N反应电容的大小。从而实现电容的检测。
[0028]当处于自容检测模块中SW1导通，SW2截止时，设置自容检测模块的充电和放电电流源大小为I，左检测端口上的电容为C
LEFT
，则每次充放电时间为t=2*C
LEFT
*(V
H
‑
V
L
)/I在一定周期（周期时长T）内，测得自容检测模块的充放电的次数（即计数器的计数）为N
LEFT
=T/t=T*I/(2*C
LEFT
*(V
H
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容感应型输入检测装置，其特征在于，包括：触控感应电极阵列，由4个触控感应电极和分别与之连接的8个电阻组成，并设置4个检测端口；自容检测模块，连接所述触控感应电极阵列的检测端口，用于检测触控感应电极阵列上不同检测端口的分布电容；处理器，配置为：计算触控感应电极阵列每个检测端口上的分布电容变化量及电容变化量的增减趋势，且根据相反方向两个检测端口的分布电容变化量及增减趋势，判断大致触控区域，然后查询预存的分布电容变化量与触控位置对应关系数据表得到具体触控位置，并以此为依据判断触控运动轨迹，包括手势方向。2.如权利要求1所述的电容感应型输入检测装置，其特征在于，所述触控感应电极阵列中有4个触控感应电极平铺在同一平面（该平面的4个方向分别命名为“上”、“下”、“左”和“右”方向），4个触控感应电极分别位于感应矩阵平面的左上、左下、右上和右下，每个触控感应电极在感应矩阵外边界方向分别连接电阻，相邻的两个触控感应电极相同方向的电阻的另一端连接在一起，设置为检测端口（分别命名为...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢粤芳，谢晔华，谢镇远，
申请(专利权)人：谢晔华，
类型：发明
国别省市：