[发明专利]输入设备

说明书

技术领域

本发明涉及输入设备，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。

背景技术

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缩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，在压缩力的作用下，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 FieldSensing for Graphical Interfaces”，IEEE Computer Graphics and Applications，Issue May/June 1998，54-60，中作为人-计算机接口提出。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。

发明内容

本发明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。根据本发明，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。

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缩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。