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触控式输入设备.pdf

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触控式 输入 设备
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摘要
申请专利号:

CN201310731358.7

申请日:

2013.12.26

公开号:

CN103914197A

公开日:

2014.07.09

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||?#25269;?#23457;查的生效IPC(主分类):G06F 3/044申请日:20131226|||公开
IPC分类号: G06F3/044 主分类号: G06F3/044
申请人: 株式会社东海理化电机制作所; SMK株式会社
发明人: 山口翔吾; 吉川治
地址: 日本爱知县丹羽郡大口町丰田三丁目260番地
优?#28909;ǎ?/td> 2013.01.07 JP 2013-000596
专利代理机构: 上海和跃知识产权代理事务所(普通合伙) 31239 代理人: 胡艳
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310731358.7

授权公告号:

||||||

法律状态公告日:

2017.12.08|||2015.07.29|||2014.07.09

法律状态类型:

授权|||?#25269;?#23457;查的生效|||公开

摘要

一种触控式输入设备,包括触控板,控制器,及抵消电极。所述触控板包括传感器?#21450;?#21644;设于所述传感器?#21450;?#19978;方的操作面。所述传感器?#21450;?#21253;括相互绝缘并且设为网格状的第一电极和第二电极。所述控制器向所述传感器?#21450;?#26045;加驱动脉冲信号并且根据所述传感器?#21450;?#30340;电容量变化检测所述触控板的操作面被触控的触控位置。在施加所述驱动脉冲信号期间向所述抵消电极施加抵消脉冲信号,其中所述抵消脉冲信号的相位与所述驱动脉冲信号的相位相反。

权利要求书

权利要求书
1.  一种触控式输入设备,包括:
触控板,包括传感器?#21450;?#21644;设于所述传感器?#21450;?#19978;方的操作面,其中所述传感器?#21450;?#21253;括相互绝缘并且设为网格状的第一电极和第二电极;
控制器,其向所述传感器?#21450;?#26045;加驱动脉冲信号并且根据所述传感器?#21450;?#30340;电容量变化检测所述触控板的操作面被触控的触控位置;及
抵消电极,在施加所述驱动脉冲信号期间向所述抵消电极施加抵消脉冲信号,其中所述抵消脉冲信号的相位与所述驱动脉冲信号的相位相反。

2.  根据权利要求1所述的触控式输入设备,其中所述控制器向未施加所述驱动脉冲信号的所述第一电极和所述第二电极?#26800;?#33267;少一个施加抵消脉冲信号。

3.  根据权利要求2所述的触控式输入设备,其中所述控制器包括:
生成所述驱动脉冲信号的驱动脉冲生成器,
生成所述抵消脉冲信号的抵消脉冲生成器,及
开关,其切换所述驱动脉冲信号生成器与所述第一电极或所述第二电极的连接以及所述抵消脉冲生成器与所述第一电极或所述第二电极的连接。

4.  根据权利要求1所述的触控式输入设备,其中所述抵消电极独立于所述第一电极和所述第二电极。

5.  根据权利要求4所述的触控式输入设备,其中所述抵消电极的位置靠近所述传感器?#21450;浮?BR>
6.  根据权利要求4或5所述的触控式输入设备,其中所述控制器包括:
生成所述驱动脉冲信号的驱动脉冲生成器,其中所述驱动脉冲生成器连接至所述第一电极,及
生成所述抵消脉冲信号的抵消脉冲生成器,其中所述抵消脉冲生成器连接至所述抵消电极。

7.  根据权利要求1~5中?#25105;?#39033;所述的触控式输入设备,其中
所述控制器向所述第一电极施加所述驱动脉冲信号并且根据基于所述驱动脉冲信号所述第二电极输出的表征电容量变化的输出信号检测触控位置,并且
所述抵消电极设为平行于所述第一电极。

说明书

说明书触控式输入设备
相关申请的交叉引用
本申请基于并且要求申请于2013年1月7日的第2013-000596号日本专利申请的优?#28909;?#26435;益,通过引用将其完整内容合并入本文。
技术领域
本发明涉及一种触控式输入设备。
背景技术
现有的触控输入设备在触控板被触控时,会在显示设备上显示光标等(例如参考第2010-9321号日本早期公开)。使用者触控界定在触控式输入设备的触控面板上的操作面,并且例如选择显示设备上显?#38236;?#22810;个功能项,以在显示设备上打开所需的图像或激活附件。
此类触控板可为投射电容器式,其包括设为网格状的第一电极和第二电极的传感器?#21450;浮?#30001;形成在第一和第二电极各交点处电容器的电容量检测触控板的触控(例如,参考第2011-170784号日本早期专利公开)。详细地,在投射电容器式触控板中,控制器向传感器?#21450;?#26045;加周期驱动脉冲信号(电压信号)。控制器配置为根据?#31181;?#20043;类的导体靠近或接触触控板的操作面时电容器的电容量变化检测操作面被触摸的触控位置。
上述触控板的操作过程中,在触控板(触控式输入设备)的外部形成与施加至传感器?#21450;?#30340;驱动脉冲相一致的电场。驱动脉冲信号的大小随脉冲信号的频率周期变化。这使得形成于触控板外部的电场周期变化。电场的变化产生辐射噪声,而辐射噪声会影响触控板周围的各种设备的操作。
可使用低通滤波器来消除驱动脉冲信号的高频分量并且减小电场的变化。然而,低通滤波器也会减小电容器的电容量变化从而?#26723;?#35302;控检测精度。此外,驱动脉冲信号的频?#25163;?#21487;设为避免干扰触控板周围设备的频率。然而,当驱动脉冲信号设为相对较?#25512;?#29575;时,电压施加至传感器?#21450;?#30340;间隔时间则变得太长。这?#26723;?#20102;触控板的响应性。当驱动脉冲信号设为相对?#32454;?#39057;率时,脉冲宽度则变得太小。这?#26723;?#20102;触控板的检测精度。
本发明旨在提供这样一种触控式输入设备,其减小辐射噪声对周围设备的干扰同时不会?#26723;?#35302;控式输入设备的检测精度和响应性。
发明内容
本发明的一个方面为一种触控式输入设备,包括触控板,控制器,及抵消电极。所述触控板包括传感器?#21450;?#21644;设于所述传感器?#21450;?#19978;方的操作面。所述传感器?#21450;?#21253;括相互绝缘并且设为网格状的第一电极和第二电极。所述控制器向所述传感器?#21450;?#26045;加驱动脉冲信号并且根据所述传感器?#21450;?#30340;电容量变化检测所述触控板的操作面被触控的触控位置。在施加所述驱动脉冲信号期间向所述抵消电极施加抵消脉冲信号,其中所述抵消脉冲信号的相位与所述驱动脉冲信号的相位相反。
附图说明
结合附图,参考下文对现时较佳实施例的描述,可最佳地理解本发明及其目的和优点,其中:
图1为安装于车?#23616;械?#35302;控式设备的立体图;
图2为第一实施例的中控台上的触控板的操作面的平面图;
图3为触控板的沿图2?#26800;腁-A线的部?#21046;?#35270;图;
图4为第一实施例的触控式输入设备的方块图;
图5A为驱动脉冲信号的波形图;
图5B为抵消脉冲信号的波形图;
图5C为触控板(触控式输入设备)周围形成的电场的波形图;
图6为第二实施例的中控台上的触控板的操作面的平面图;及
图7为第二实施例的触控式输入设备的方块图;
具体实施方式
第一实施例
现参考附图描述触控式输入设备的第一实施例。
参考图1,显示设备2设于仪表盘1的中部。中控台3包括档位杆4。触控式输入设备5的触控板11位于中控台3上档位杆4之后。触控板11包括从中控台3暴露的操作面11a。操作面11a可为矩形并且大致与显示设备2相似。使用者利用?#31181;?#25110;触控?#25163;?#31867;的导体对触控板11进行触控,以选择和执行显示设备2上显?#38236;?#25152;需功能项,从而使得空调器或车?#38236;己较低持?#31867;的车载设备进行所需的操作。
参考图2和3,触控板11包括第一电极12和第二电极13,第一电极12和第二电极13相互绝缘并且设置为网格状以形成传感器?#21450;?4。方便起见,图2仅示出七个第一电极12和五个第二电极13。
更具体地,触控板11包括第一基板15,第二基板16,及保护罩17。第一 电极12设于第一基板15上。第二电极13设于第二基板16上。第二基板16位于第一基板15的上方。保护罩17位于第二基板16的上方。第一基板15,第二基板16,及保护罩17由绝缘材料形成。此外,第一基板15、第二基板16、及保护罩17为矩形并且大于操作面11a。触控板11的操作面11a由保护罩17的一部分上表面形成。
例如,第一电极12和第二电极13为导电材料条。第一电极12相互平行并且在第一基板15上与操作面11a相对的范围内沿一个方向(X方向)?#30001;臁?#31532;二电极13相互平行并且在与操作面11a相对的范围内沿与所述X方向垂直的另一方向(Y方向)?#30001;臁?#30001;此,第一电极12和第二电极13在操作面11a中形?#23665;?#23450;出传感器?#21450;?4的网格。第一电极12和第二电极13的各交点处形成有一个电容器。本实施例中,粘合剂18将第一电极12和第二电极13固定至第一基板15和第二基板16。
参考图4,触控式输入设备5包括触控板11和控制器21。控制器41将驱动脉冲信号施加至传感器?#21450;?4以检测操作面11a被导体触控的位置。本实施例的控制器21为互电容式,其根据各交点处的电容器的电容量发生变化而生成的充电-放电电流来检测触控位置。
更具体地,控制器21包括连接至第一电极12(驱动电极)的驱动单元22,连接至第二电极13(传感器电极)的检测单元23,及控制驱动单元22和检测单元的控制单元24。驱动单元22包括生成驱动脉冲信号的驱动脉冲生成器25。驱动单元22根据控制单元24发出的控制信号生成具有预定频率的驱动脉冲信号(图5A),一次选择一个第一电极12,并且?#26469;?#21521;各个被选择的第一电极12施加驱动脉冲信号。检测单元23根据控制单元24发出的信号一次选择一个第二电极13,并且根据?#26469;?#26045;加至各个被选择的第一电极12的驱动脉冲信号接收作为输出信号流至被选择的第二电极13的充电-放电电流。此外,检测单元23根据输出信号检测各电容器的电容量变化。然后,控制单元24根据检测信号检测触控位置并且将检测结果提供?#26009;?#31034;设备2。
当向第一电极12施加驱动脉冲信号时,触控板11(触控式输入设备5)周围形成的电场根据驱动脉冲信号的频率周期地变化。电场的变化产生会影响位于触控板11周围设备(例如,手机)的辐射噪声。
就此而言,当向所选取的第一电极12施加驱动脉冲信号时,控制器21向其他未被选择的第一电极12?#26800;?#19968;个施加抵消脉冲信号。驱动脉冲信号和抵消脉冲信号的相位相反。因此,本实施例中,未被施加驱动脉冲信号的另一根第一电极12用作沿被选择的第一电极12平行?#30001;?#30340;抵消电极。
更具体地,参考图4,除了驱动脉冲生成器25,驱动单元22包括抵消驱动脉冲生成器26和开关27,抵消驱动脉冲生成器26生成抵消脉冲信号,开关 27在驱动脉冲生成器25与第一电极12的连接和抵消驱动脉冲生成器26与第一电极12的连接之间进行切换。由此,驱动单元22?#23665;?#39537;动脉冲信号或抵消脉冲信号施加至各第一电极12。?#22791;?#25454;控制单元24发出的控制信号向被选择的第一电极12施加驱动脉冲信号施加时,驱动单元22向?#25105;?#19968;个未被施加驱动脉冲信号的第一电极12施加抵消脉冲信号。
如图5A和5B所示,驱动脉冲信号和抵消脉冲信号频率相同,脉宽相同,幅度相同,但相位相反。即,当驱动脉冲信号上升至高(H)电平时,抵消脉冲信号下?#25269;?#20302;(L)电平,并?#19994;?#39537;动脉冲信号下?#25269;?#20302;(L)电平时,抵消脉冲信号上升至高(H)电平。
?#32622;?#36848;本实施例的触控式输入设备的操作。
当向被选择的第一电极12施加驱动脉冲时,向未施加驱动脉冲信号的第一电极12施加抵消脉冲信号。由此,除了与驱动脉冲信号相对应的电场之外,触控板11周围形成与抵消脉冲信号相对应的电场。如图5A和5B所示,抵消脉冲信号和驱动脉冲信号相位相反。与驱动脉冲信号相对应之电场的变化和与抵消脉冲信号相对应之电场的变化相反。因此,参考图5C,触控板11周围所形成之电场的整体变化很小。由此,辐射噪声得以减小。
第一实施例具有如下优点。
(1)在施加驱动脉冲信号的过程中,施加与该驱动脉冲信号相位相反的抵消脉冲信号以减小辐射噪声。由此,可在不?#26723;图?#27979;精度和响应性的情况下减小辐射噪声。就此而言,本发明与例如采用低通滤波器来改变驱动脉冲信号波形的结构不同。
(2)控制器21向未施加驱动脉冲信号的第一电极?#26800;?#19968;个施加抵消脉冲信号。由此,无需使用可能增大触控板11尺寸的抵消电极。
(3)第一电极12用作抵消电极。这意味着抵消电极设为与第一电极12平行。例如,如若抵消电极和第一电极12之间的距离差较小(?#28909;縊档?#25269;消电极设为垂直于第一电极12的情况下),那么,当导体接近操作面11a无论是否接触到操作面11a时,各第二电极13输出的输出信号会稍稍变化。就此而言,通过像第一实施例那样将抵消电极设为平行于第一电极12,可在不?#26723;图?#27979;精度的情况下减小抵消电极对输出信号的影响。
第二实施例
现参考附图描述触控式输入设备的第二实施例。简明起见,与第一实施例中相应的组件相同的组件标以相同或类似的标号。下文省略了此类组件的描述。
参考图6,由导电材料条形成的抵消电极31设于触控板11中靠近与操作面11a相对的区域(传感器?#21450;?4)。抵消电极31与第一电极12和第二电极 13是分开的。抵消电极13设为平行于第一电极12。此外,第二实施例的抵消电极31设于第一基板15上。
参考图7,除了检测单元23和控制单元24之外,控制器21还包括第一电极驱动器32和抵消电路驱动器33。根据控制单元24发出的控制信号,第一电极驱动器32生成驱动脉冲信号(参考图5A),一次选择一个第一电极12,并且?#26469;?#21521;各个被选择的第一电极12施加驱动脉冲信号。根据控制单元24发出的控制信号,抵消电路驱动器33生成抵消脉冲信号(参考图5B),并且,无论是否向第一电极12施加驱动脉冲信号,都向抵消电极31施加抵消脉冲信号。
由于在施加驱动脉冲信号的过程中向抵消电极31施加抵消脉冲信号,因此第二实施例的触控式输入设备5以与第一实施例相同的方式工作。
除第一实施例的优点(1)和(3)之外,第二实施例具有如下优点。
(4)由于设置了抵消电极31,因此不必向第一电极12施加抵消脉冲信号。因此,控制器21不必配置为在向第一电极12施加的驱动脉冲信号和抵消脉冲信号之间切换。这便于控制器21的内部设置。
本领域的技术人员应理解,本发明可以其他许多具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。具体地,应理解可以下列形式实现本发明。
第一实施例中,第一电极12用作抵消电极,从而使得抵消电极平行于第一电极。或者,第二电极13可用作抵消电极。即,抵消电极不必平行于第一电极。此外,第二实施例中,抵消电极31例如可设为与第一电极12成对角线或垂直。
第二实施例中,抵消电极31设于第一基板15上。或者,抵消电极31可例如设于第二基板16上或者独立于第一基板15和第二基板16的基板上。
上述各实施例中,抵消脉冲信号和驱动脉冲信号幅度相同。或者,抵消脉冲信号的幅度可大于或小于驱动脉冲信号。
上述各实施例中,控制器21为对触控位置进行检测的互电容式。或者,控制器21例如可为自电容式,一次选择一个第一电极12和第二电极13的自电容式,向被选择的电极施加驱动脉冲信号,并且根据各被选择的电容器的电容量差检测触控位置。
本文所述的例子和实施例系说明性的而非限制性的,并且本发明不受本文所给出之?#38468;?#30340;限制,而是可在所附权利要求的范围或其等同物内进行修改。

关于本文
本文标题:触控式输入设备.pdf
链接地址:http://www.pqiex.tw/p-6115803.html
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