一种输入设备，设置有基于膜的压力传感器，所述压力传感器由第一承载膜、第二承载膜和布置在所述承载膜之间以将它们彼此隔开某一距离的间隔物制成。间隔物具有界定有效区的开口，第一和第二电极布置其中，使得响应于作用在有效区上的压缩力，在第一和第二电极之间建立电接触。能够至少在第一和第二操作模式中操作的控制电路配置成在第一操作模式中，测量表示第一和第二电极之间的电阻的参量，用于探测作用在所述有效区上的压缩力的量或位置，在第二操作模式中，测量表示电容的参量，用于探测接近那里的人或物体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及输入设备，并且更具体地涉及包括基于膜的压力传感器的 用于人-设备互动的输入设备。
技术介绍
输入设备通常用于与电子器具结合，以向后者馈入多种输入，包括例 如直接或间接影响器具的行为的控制输入、由器具处理的输入和/或仅仅是 存储的输入。构造基于膜类型的压力传感器的输入设备是已知的，该压力传感器的 电阻随压力变化。该膜类型的压力传感器包括两个承载膜，借助于间隔物， 它们布置成彼此相隔一定距离。间隔物设置有至少一个限定传感器的有效 区的开口，其中两个承载膜彼此面对。在此有效区内，在承载膜上布置至 少两个电极，其布置方式使得，当在作用在传感器上的有效区中的压缩力 的作用下将两个承载膜压到一起时，在两个电极之间建立电接触。作为电 极之间的电阻的函数来探测和/或确定作用在传感器上的压力。取决于该压力传感器的应用，可以在电极之间部署一层半导体材料， 使得传感器显示出渐变的压力敏感行为，也就是说，其电阻作为所施加的 压力的函数逐渐变化或甚至连续地变化。半导体材料层可以包括其内电阻 作为压縮的函数或作为层的变形的函数而变化的材料，或包括如下材料-其表面结构赋予该层表面电阻，随着与电极的导电表面的接触点的数量的 增加，该表面电阻降低了，在压縮力的作用下，紧靠电极来压该导电材料 层。WO 2004/049364涉及包括数个键的输入设备，该键布置成至少两行。 膜类型构造的单向位置探测器与每行键关联。每个单向位置传感器使得能 够沿单向位置探测器的方向对所致动的键进行探测。单向位置传感器互连 成使得控制电路能够探测哪行中的键已经被致动。不同种类的传感器是基于电容感测。US 3896425公开了感测限定的敏 感体积的环境中的改变的电接近度探测器。探测器包括由振荡器驱动的并 且发射电场到敏感体积中的天线。侵入敏感体积中的人或物体引起天线的 电场的改变，其由探测器探测。为了整形天线的电场，探测器包括第一屏 蔽物和第二接地屏蔽物，第一屏蔽物由振荡器利用与天线的信号有相同幅 度和相位的信号来驱动。基于电场或"电容"感测的其它传感器已由J.Smith等在"Electric Field Sensing for Graphical Interfaces", IEEE Computer Graphics and Applications, Issue May/June 1998， 54-60，中作为人4十算机接口提出。该接口基于探测 用户的手势的电极。通过引用上述文献的整体将它们并入于此。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进的输入设备。一种输入设备(例如用于键盘或键区的键，用于操控光标或显示器、 触摸屏等的触垫)包括基于膜的压力传感器，所述压力传感器包含第一承 载膜、第二承载膜和布置在所述第一和第二承载膜之间的间隔物。所述压 力传感器还包含具有至少第一电极和第二电极的电极布置，所述电极布置 置于所述第一和第二承载膜之间，使得当压縮力作用在所述压力传感器上 时，使所述第一和第二承载膜更靠近一起，并且所述第一和第二电极之间 的可测量的第一电参量相对于没有压縮力施加于所述压力传感器上时的情 况发生变化。根据本专利技术，所述输入设备包括控制电路，所述控制电路连 接至所述第一和第二电极，并配置成在至少第一和第二操作模式中操作。 所述控制电路配置成，在所述第一操作模式中时，确定所述第一和第二电 极之间的所述第一电参量，所述第一电参量表示作用在所述压力传感器上 的压縮力，以及在所述第二操作模式中时，确定表示所述第一电极的电容 的第二电参量。本领域技术人员会理解，所述第一操作模式与对作用在输入设备上的 压縮力的特性的探测关联，例如所施加的力(或压力)的量，该力的施加 点的位置等。第二操作模式与对所述第一电极和其围绕物之间的电容的探测关联(在某些场合，我们使用短语"第一电极的电容"用于更精确地指 示"由第一电极和其围绕物所形成的电容器的电容")。因此，在第二操作 模式中，输入设备能够探测包括第一电极的电容的改变的项，诸如例如用 户的手指接近输入设备或触碰输入设备，而施加的压力不足够用于使得第 一和第二承载膜更靠近一起。可以将第二操作模式视为接近度-感测模式， 而第一操作模式相当于"压力-感测"模式。应当注意，当结合操作模式使用术语"第一"和"第二"时，其主要 意在区别操作模式，并且该术语不应理解为表示操作模式在时间上的顺序。 控制电路可以在操作在第二操作模式之前或之后操作在第一操作模式。例 如，控制电路能够首先操作在第二操作模式，并仅当探测到人或物体接近 有效区时切换至第一操作模式。控制电路优选地在操作模式之间循环地切 换，例如每秒数次。然而，优选地，控制电路保持在接近度-感测模式(第 二模式)，直到探测到具有电场影响性质的实体的接近。替代±也，控制电路 能够保持在压力-感测模式(第一模式)，直到探测到力或压力超过预定阈值。根据本专利技术的第一主要方面，控制电路配置成在第一操作模式中时确 定表示第一和第二电极之间的电阻的电参量。表示电阻的该参量可以包括 例如电流、电压和/或电阻自身(的量)。根据本专利技术的第二主要方面，控制电路配置成在第一操作模式中时确 定表示第一和第二电极之间的电容的电参量。为呈现目的，"表示电容的参量"能够是由物理定律与电容相联系的任 何物理量，诸如例如电极的充电时间、振荡周期、振荡频率、阻抗、流入电极的负载电流的特性(诸如幅度、相位、同相分量、90。相移分量等)。 现在提供根据本专利技术的第一主要方面的本专利技术的概述。 根据本专利技术的第一主要方面，输入设备设置有基于膜的压力传感器， 所述压力传感器包括第一承载膜、第二承载膜和布置在所述承载膜之间用 于使它们彼此隔开一距离的间隔物。间隔物具有界定有效区的开口，其中， 第一和第二电极布置成使得响应于作用在有效区上的压縮力，在第一和第 二电极之间建立电接触。能够操作在至少第一和第二操作模式中的控制电 路配置成在第一操作模式中测量表示第一和第二电极之间的电阻的参量， 用于探测作用在有效区上的压縮力的量或位置，并配置成在第二操作模式12中测量表示电容的参量，用于探测接近那里的人或物体。根据本专利技术的第一主要方面的第一实施例，第一承载膜具有施加其上 的第一电极，而第二承载膜具有施加其上的第二电极。第一和第二电极在 有效区面对彼此，使得响应于作用在压力传感器上有效区的压縮力，将第 一和第二承载膜压到一起并在第一和第二电极之间建立电接触。控制电路 配置成在第一操作模式中测量表示第一和第二电极之间的电阻的参量，用 于探测作用在有效区上的压縮力的量，并配置成在第二操作模式中测量表 示由第一电极和其围绕物所形成的电容器的电容的参量，用于探测接近那 里的人或物体。第一电极的围绕物可以例如包括用户的身体的部分，诸如 他们的手或手指。表示电容的参量能够是由物理定律与电容相联系的任何 物理量，诸如例如电流的幅度、阻抗或电压的幅度。例如，对于施加于第 一电极的给定电压，流入第一电极的电流的量取决于并因此表示第一电极 的电容。根据本专利技术的第一主要方面的第一实施例的输入设备优选地包括第一 模块和第二模块，第一模块专用于第一操作模式中测量表示电阻的参量， 第二模块专用于第二操作模式中测量表示第一电极的电容的参量。第一模块能够例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种输入设备，包括： 基于膜的压力传感器，所述压力传感器包含第一承载膜、第二承载膜和布置在所述第一和第二承载膜之间的间隔物，所述压力传感器还包含电极布置，所述电极布置包含至少第一电极和第二电极，所述电极布置设置于所述第一和第二承载膜之 间，使得当压缩力作用在所述压力传感器上时，使所述第一和第二承载膜更靠近一起，并且所述第一和第二电极之间的可测量的第一电参量相对于没有压缩力施加于所述压力传感器上时的情况发生变化； 以及控制电路，连接至所述第一和第二电极，配置成在至少第 一和第二操作模式中操作，所述控制电路， 在所述第一操作模式中时，确定所述第一和第二电极之间的所述第一电参量，所述第一电参量表示作用在所述压力传感器上的压缩力； 以及，在所述第二操作模式中时，确定表示所述第一电极的电容的第二电参量 。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：B谢尔班，P布瓦耶，A朔斯，
申请(专利权)人：IEE国际电子工程股份公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]
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