CN100555194C - 触摸式感应装置及其实现方法 - Google Patents

Abstract

提供一种触摸式感应装置及其实现方法。该实现方法包括以下步骤：由一微控制器的初始信号输出端输出一初始信号；由该微控制器的信号输入端接收经一积分电路延迟后的信号；该微控制器侦测其信号输入端的输入信号的延迟时间；根据该信号输入端的输入信号的延迟时间判断该延迟时间是否在一预设范围内；若该信号输入端的输入信号的延迟时间在该预设范围内，则由微控制器的侦测信号输出端输出一信号给一信号处理电路。使用该方法，可提高感应杂讯的灵敏度，且电路简单，可降低成本。

Description

触摸式感应装置及其实现方法

【技术领域】

本发明是关于一种触摸式感应装置及其实现方发，特别是关于一种通过触摸感应杂讯的感应装置及其实现方法。

【背景技术】

现在已有各种类型的感应装置，且已应用于计算机系统和其它应用中，这种装置中人们最为熟悉的一种是计算机的“鼠标器”。尽管鼠标器作为位置指示设备极其普遍，惟其具有机械部件，并且要求有一个平面，使得位置球能在其上滚动，并且，为了有合理的分辨率，鼠标器通常需要滚动较长的距离，最后鼠标器需要用户抬起手以使得光标移动，从而干扰了人们从计算机上键入的主要目的。

人们经过多种尝试，试图提供一种装置，以检测用作指示设备的拇指或其它手指的位置，以代替鼠标器，这种设备的理想特性是低功耗、高分辨率、低成本。现在已有多种类型的触摸式感应装置，如电阻式、电感式及电容式。

如美国专利商标局2003年3月18日公告的专利号为6534970的专利，其揭示了一种利用电感技术的旋转式位置检测技术，所述技术包括两部分，第一部分通过空间上围绕旋转轴的旋转运动产生变化的磁场，第二部分包括两个感应器用来感应第一部分所产生的磁场，并产生相应的信号，上述信号随着第一部分与第二部分的相对角度的变化而变化，则根据变化的信号即可测出第一部分与第二部分的相对位置。

如美国专利商标局2003年4月8日公告的专利号为6545614的专利。其揭示了一种电阻感应装置，该装置包括一振荡电路单元及一电子节点单元，所述振荡电路单元为电子节点单元提供一高频率信号，如果侦测器侦测到物体如手指的触摸，电子节点单元的阻抗将随的变化，当手指触摸电子节点时则产生的电阻与电子节电的输入端的电阻相匹配，反射波变小，通过检测反射波并将其与一鉴别器单元比较若反射度变小即可确定物体触摸。

再如美国专利商标局1996年2月27日公告的专利号为5495077的专利，其揭示了一种电容位置感应器，所述感应器在与感应焊盘相连的垂直及水平方向上的导线上具有一特性电容。所述电容将随着物体的触摸的活动或者物体相对于感应矩阵的运动而发生变化，矩阵中X及Y方向的每个交点的电容的变化被转换为X及Y方向上的电压，这些电压经分析电路处理后产生代表物体中心位置的电子信号。

上述专利技术虽然在性能上有了改进，如响应速度快，分辨率高，操作简单，但是其结构及电路均比较复杂，生产成本亦较高，且其耗电较大，手指感应的准确度不高易产生误操作。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种触摸式感应装置及其实现方法，其在有效提高感应灵敏度的同时可降低制造成本。

该触摸式感应装置包括：一感应器、一积分电路及一微控制器。该感应器用于接收物体触摸时产生的杂讯；该微控制器，包括一初始信号输出端、一侦测信号输出端及一信号输入端；该积分电路，其一端同时与该感应器及该微控制器的初始信号输出端连结，另一端与该微控制器的信号输入端连结；该微控制器从该初始信号输出端输出一初始信号，该初始信号经由该积分电路发生延迟，该微控制器侦测其信号输入端输入的信号的延迟时间，若该延迟时间在一预设范围内，则由该微控制器的侦测信号输出端输出一信号。

该触摸式感应装置的实现方法包括以下步骤：(a)提供一触摸式感应装置，该感应装置包括一感应器，一微控制器及一积分电路，该微控制器包括一初始信号输出端、一侦测信号输出端，及一信号输入端，该积分电路的一端同时与该感应器及该微控制器的初始信号输出端连结，另一端与该微控制器的信号输入端连结；(b)由微控制器的初始信号输出端输出一初始信号；(c)该信号输入端接收经该积分电路延迟后的信号；(d)该微控制器侦测其信号输入端的输入信号的延迟时间；(e)根据该信号输入端的输入信号的延迟时间判断其是否在一预设范围内；(f)若该信号输入端的输入信号的延迟时间在该预设范围内，则由该侦测信号输出端输出一信号给该信号处理电路。

相较于现有技术，所述触摸式感应装置采用微控制器提供信号，并检测该信号经过一积分电路的延迟时间来确定该感应装置是否被触摸，可有效提高感应的灵敏度，其简单的电路亦可降低制造成本。

【附图说明】

图1为该触摸式感应装置的电路图。

图2为物体触摸前及触摸时该微控制器的信号输入端的脉冲变化图。

图3为该触摸式感应装置的实现方法的流程图。

【具体实施方式】

请参阅图1及图2，图1为该触摸式感应装置的电路图，图2为物体触摸前及触摸时该微控制器的信号输入端的脉冲变化图。该触摸式感应装置包括一差分信号源11、两个导电体12、一感应器13、一积分电路14、一微控制器15及一信号处理电路16。该积分电路14由一电阻141及一第一电容142构成，该微控制器15包括一初始信号输出端O1、一侦测信号输出端O2及一信号输入端In。该差分信号源11的正负两个输出端分别与该两个导电体12其中之一连接，该两个导电体12的另一端分别连接一第二电容121，该第二电容121的另一端接地；该两个导电体12环绕于该感应器13的周围，该电阻141的一端与该微控制器15初始信号输出端O1相连，其另一端与该感应器13的一端及该第一电容142共同连接于该微控制器15的信号输入端In，该微控制器15的侦测信号输出端O2连接该信号处理电路16。

该差分信号源11用于产生两个频率相等，相位相反的交流信号，在该触摸式感应装置所处的环境中，都会有杂讯的影响，这些杂讯可由一些带电体产生，如灯管、电脑等。这些杂讯为一些具有不规则波形之讯号。当这些杂讯作用于上述由该差分信号源11与该两个导电体12构成的虚拟电容时，由于该两个导电体12分别与该差分信号源11的正极与负极相连，经由该两个电容的杂讯的正半波可被该差分信号源11的负极产生的讯号抵消，而经由该两个电容的杂讯的负半波可被差分信号源11的正极产生的讯号抵消，，如此可减少周围环境杂讯对该感应装置的影响。由于该虚拟电容的电容量较小，当该感应装置处于外界杂讯比较高的环境中时，例如处于有较强的手机信号的环境中，并不能消除该杂讯对该感应装置的影响，故分别在该两个导电体12的另一端连接一第二电容121，以减少较强杂讯对该感应装置的影响。该微控制器15通过该初始信号输出端O1输出一初始信号，如图2脉冲PO1所示。该初始信号经由该积分电路14发生延迟后传输至该微控制器15的信号输入端In，其延迟时间为T1，如脉冲PI所示，该T1时间为一般环境中该信号的延迟时间。由于在不同环境中的杂讯不同，则该初始信号受周围杂讯影响其延迟时间亦有所不同，在此设该初始信号在假设之最大杂讯环境中的延迟时间为Ts1，如脉冲PI1所示，Ts1的值可由实验获得。该感应器13上覆盖有一层绝缘介质，当物体触摸时，该物体与该感应器13构成一分布电容，接收物体所带杂讯，则相当于该积分电路14并联一电容，使该积分电路14的电容值增大，从而使经由该积分电路14的信号电平跳变延迟时间延长，其延迟时间为T2，如脉冲PT-I所示。同样，由于周围环境不同，物体触摸时，该初始信号的延迟时间亦有所不同，实验中获得该初始信号在假设之最大杂讯环境中的延迟时间为Ts2，如脉冲PT-I1所示。该微控制器15侦测其信号输入端In的延迟时间的变化，若侦测到信号输入端In的信号延迟时间T2在预设范围Ts1＜T2＜Ts2或者Ts1＜＝T2＜＝Ts2内，且其持续一定的时间，即可确定物体的触摸；若该微控制器14所侦测的信号的延迟时间T2落在上述预设范围，但若其只是一瞬间信号，即该信号的延迟时间只在某一点时间落在该预设范围，则说明是周围杂讯的影响，可由该微控制器14过滤掉该信号。

请参阅图3，为该触摸式感应装置的实现方法的流程图。首先，由微控制器15的初始信号输出端O1输出一初始信号(步骤S301)；该信号输入端In接收经该积分电路14延迟后的信号(步骤S302)；该微控制器14侦测其信号输入端In的输入信号的延迟时间(步骤S304)，根据该信号输入端In的输入信号的延迟时间判断其是否在预设范围Ts1＜T2＜Ts2或者Ts1＜＝T2＜＝Ts2内，若不在该时间范围内，则返回步骤S304(步骤S305)；若该信号输入端In输入的信号的延迟时间在该预设范围内，则判断其是否为一持续性信号(步骤S306)；若该信号为一瞬间信号则该微控制器14过滤掉该信号后，返回步骤S304(步骤S307)；若该信号为持续性信号则由该侦测信号输出端O2输出一信号给该信号处理电路16，然后返回步骤S304，继续侦测信号输入端输入的信号的延迟时间，直到该微控制器15停止发送初始信号，则结束操作(步骤S308)，该信号处理电路可根据该侦测信号输出端O2输出的信号实现相应的控制功能。

Claims (10)

1.一种触摸式感应装置，其特征在于，该装置包括：

一感应器，用于接收物体触摸时产生的杂讯；

一微控制器，包括一初始信号输出端、一侦测信号输出端及一信号输入端，用于处理信号的输入输出；

一积分电路，其一端与该微控制器的初始信号输出端连结，另一端与该感应器共同连接至该微控制器的信号输入端；

一信号处理电路，其与该微控制器的侦测信号输出端连结，用于处理该侦测信号输出端输出的信号；

该微控制器从该初始信号输出端输出一初始信号，该初始信号经由该积分电路发生延迟，感应器被物体触摸後产生的杂讯使该初始信号经由该积分电路的延迟时间加长，经积分电路延迟後的信号由该信号输入端输入微控制器，该微控制器侦测其信号输入端输入的信号的延迟时间，若该延迟时间在一预设范围内，则由该微控制器的侦测信号输出端输出一信号至该信号处理电路进行处理。

2.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，当该感应器未被触摸时，该初始信号经由该积分电路的延迟时间预设为Ts1，当该感应器被触摸时，该初始信号经由该积分电路后其延迟时间为T2，当该感应器被触摸时，该初始信号的最大延迟时间为预设Ts2，则该预设范围即为Ts1＜T2＜Ts2或Ts1＜＝T2＜＝Ts2。

3.如权利要求1所述的触摸式感应装置，其特征在于，该装置还包括一差分信号源及两个导电体，该差分信号源产生两个频率相同，相位相反的信号，该两个导电体的一端分别与该差分信号源的两个输出端相连，且环绕于该感应器周围，但未接触该感应器。

4.如权利要求3所述的触摸式感应装置，其特征在于，该每一导电体的另一端各连接一电容，用于消除周围环境中的高频信号对该感应装置的干扰。

5.如权利要求2，3或4所述的触摸式感应装置，其特征在于，该微控制器还可当该信号输入端所输入信号的延迟时间在该预设范围内，判断该信号是否为一瞬间信号，若判断该信号为一瞬间信号，则该微控制器过滤掉该瞬间信号，若该信号不是一瞬间信号，则输出信号给该信号处理电路。

6.一种触摸式感应装置的实现方法，其特征在于，该方法包括：

提供一触摸式感应装置，该感应装置包括一感应器，一微控制器、一积分电路及一信号处理电路，该微控制器包括一初始信号输出端、一侦测信号输出端，及一信号输入端，该微控制器的侦测信号输出端连接至该信号处理电路，该积分电路的一端与该微控制器的初始信号输出端连结，另一端与该感应器共同连接至该微控制器的信号输入端；

由微控制器的初始信号输出端输出一初始信号；

该信号输入端接收经该积分电路延迟后的信号，感应器被物体触摸後产生的杂讯使该初始信号经由该积分电路的延迟时间加长；

经积分电路延迟後的信号由该信号输入端输入微控制器，

该微控制器侦测其信号输入端的输入信号的延迟时间；

根据该信号输入端的输入信号的延迟时间判断该延迟时间是否在一预设范围内；

若该信号输入端的输入信号的延迟时间在预设范围内，则由微控制器的侦测信号输出端输出一信号给该信号处理电路。

7.如权利要求6所述的触摸式感应装置的实现方法，其特征在于，该方法还包括如下步骤：

若该信号输入端所输入信号的延迟时间在该预设范围内，判断该信号是否为一瞬间信号；

若判断该信号为一瞬间信号，则该微控制器过滤掉该瞬间信号，若该信号不是一瞬间信号，则执行输出信号给该信号处理电路的步骤。

8.如权利要求6所述的触摸式感应装置的实现方法，其特征在于，该感应器未被触摸时，该初始信号经由该积分电路的延迟时间预设为Ts1，当该感应器被触摸时，该初始信号经由该积分电路后其延迟时间为T2，当该感应器被触摸时，该初始信号经积分电路延迟后的最大延长时间预设为Ts2，则可确定该预设的时间范围为Ts1＜T2＜Ts2或Ts1＜＝T2＜＝Ts2。

9.如权利要求6所述的触摸式感应装置的实现方法，其特征在于，该感应装置还包括一差分信号源及两个导电体，该差分信号源产生两个频率相同，相位相反的信号，该两个导电体分别与该差分信号源的两个输出端相连，且环绕于该感应器周围，但未接触该感应器。

10.权利要求9所述的触摸式感应装置的实现方法，其特征在于，该每一导电体的另一端各连接一电容，用于消除周围环境中的高频信号对该感应装置的干扰。

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