CN102017415A - 电容式感测装置 - Google Patents
电容式感测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102017415A CN102017415A CN2009801162744A CN200980116274A CN102017415A CN 102017415 A CN102017415 A CN 102017415A CN 2009801162744 A CN2009801162744 A CN 2009801162744A CN 200980116274 A CN200980116274 A CN 200980116274A CN 102017415 A CN102017415 A CN 102017415A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sensing device
- capacitive sensing
- photoconduction
- capacitance type
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 81
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 12
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 12
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 3
- 229920005787 opaque polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 13
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000218691 Cupressaceae Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920006289 polycarbonate film Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/962—Capacitive touch switches
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/004—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles
- G02B6/0043—Scattering dots or dot-like elements, e.g. microbeads, scattering particles, nanoparticles provided on the surface of the light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
- G02B6/006—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to produce indicia, symbols, texts or the like
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/945—Proximity switches
- H03K17/955—Proximity switches using a capacitive detector
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/94—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00 characterised by the way in which the control signal is generated
- H03K2217/96—Touch switches
- H03K2217/9607—Capacitive touch switches
- H03K2217/960785—Capacitive touch switches with illumination
- H03K2217/96079—Capacitive touch switches with illumination using a single or more light guides
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Abstract
描述了一种电容式感测装置，该装置包括用于装置的照明的、具有光散射工具的光导。该装置具有被安装在基底上的电容式传感器，该电容式传感器提供用于产生从该装置发出的电场的电容式感测区。光源被配置为经由光导与光散射工具进行光通信。该配置用于减轻在电容式传感器与光源之间的干扰作用。当采用不透明基底时，空隙位于基底与光导之间以提供横过光导的大体上均匀的照明。在可选择的实施方式中，光导的折射率ng和透明基底的折射率ns的适当选择提供相同的期望的均匀照明。电容式感测装置在触敏显示器中得到特定应用。
Description
技术领域
本发明涉及电容式感测装置，并且特别地但非专门地涉及包括用于照明的光导的电容式感测装置。该电容式感测装置在触敏显示器中得到特定应用。
背景技术
触敏开关正成为在用于增强的人机界面的电子产品中非常有吸引力、高增值的特征。一些触敏开关通过产生并测量投射到感测垫上的空气中的电场工作，并且它们被称为电容式开关。来自于专门设计的微芯片的电场信号被传送过电路板并从电容式传感器垫、在电路板上方被投射出。干扰在传感器垫上方的电场的对象，例如手指，通过微芯片中的测量被记录，并且该对象的存在的感测提供免触摸或非常轻的触摸启动功能。电容式开关方法的限制之一是，当启动已经发生——例如“点击”机械开关时不存在直接用户反馈。因此，通常需要提供关于启动和开关状态的用户反馈的系统级方法。指示启动和状态的一种方法是使用光。图形图标的照明和颜色变化通常是优选的且最有吸引力的解决方案。
关于包括电容式开关的系统的设计的技术挑战之一是使光处于传感器垫区域以上或周围。这是因为电子跟踪和信号可能干扰电容感测场。例如，使驱动电致发光薄膜的高压AC(交流)场处于感测垫旁是有问题的。传统的方法是由例如ITO(铟锡氧化物)的材料在基底上产生透明的电容式感测垫，并且然后从后部背光开关。光源可在透明电极的后面被使用以通过电容式开关区域发光并照明电容式开关区域。
使用透明的电容式感测垫增加将在独立基底上的透明垫电力地且机械地连接于被安装在传统印刷电路板上的电容式传感器芯片的成本和难度。
术语“透明的”和“不透明的”是指在由被包含在电容式感测装置内的光源产生的光的波长处该装置的组件的光学特性。
发明概要
根据本发明的第一方面，提供一种电容式感测装置，包括：
电容式传感器，其提供用于从电容式感测区产生电容式感测场的工具；
光源；以及
光导，其包括光散射工具，
其中光源被隔开远离电容式感测区，以及光导被配置为将光从光源导向到光散射工具，光散射工具大体上被放置在电容式感测区处。
通过将光源配置为被隔开远离电容式感测区，减轻光源与电容式感测场之间的干扰作用。
优选地，光导被配置为大体上通过光导内的内部反射传输来自光源的光。
最优选地，光源被安装在基底的第一表面上。
可选地，光导包括用于接收光源的开口。
优选地，光导包括透明的塑料注射成型或机加工的光导。
优选地，光源是侧面或边缘发射光源。
优选地，光源是发光二极管。
优选地，光散射工具包括注射成型、微成型、模压或印刷的光散射工具。
优选地，光散射工具是白色的，或者可选择地是透明的。
优选地，在光导的第一表面上提供印刷图形层，产生的电容式感测场通过印刷图形层离开装置。印刷图形层优选地是在一个或多个表面上带有油墨的丙烯酸、聚酯纤维、聚碳酸酯或其它塑料的薄片。
优选地，装置包含多个电容式传感器，每个传感器被分配用于特定的键或开关功能。
可选地，装置包含多个光导，这些光导用于将光从多个光源独立地导向到多个电容式传感器的每个电容式感测区。
优选地，光分离器被用于分离每个电容式感测区。该配置被用于产生分段的触敏显示器。
优选地，光分离器是腔特征，其可由例如聚酯纤维的不透明的聚合物制成。
可选地，基底包括不透明基底。在这些实施方式中，光导被放置在不透明基底上以使在不透明基底和光导之间存在空隙是优选的。
可选地，空隙具有小于或等于0.1mm的厚度。
不透明基底可包括印刷电路板。可选地，印刷电路板包括FR4(阻燃剂4)印刷电路板。
可选地，覆层(cladding layer)位于光导与不透明基底之间，覆层具有形成光导的材料的较低折射率。
可选地，覆层具有小于或等于0.1mm的厚度。
空隙和/或覆层的包括提供通过光源光导的大体上均匀的照明。
优选地，电容式感测区还位于不透明基底的第一表面上。
优选地，光散射工具位于光导的第二表面上，第二表面是与光导的第一表面相对。
可选地，基底包括透明基底。在该实施方式中，透明基底的折射率ns大于或等于光导的折射率ng是优选的。通过以这种方式配置折射率ns和ng提供通过光源光导的大体上均匀的照明。
优选地，光源、光导和透明基底被配置为形成集成光导。
可选地，电容式感测区位于透明基底的第二表面上，第二表面是与透明基底的第一表面相对的。
可选地，电容式感测区包括透明电极。优选地，透明电极位于透明基底的第一表面上。在该实施方式中，透明电极可形成集成光导的一部分。
可选择地，透明电极位于透明基底的第一表面上。
优选地，光散射工具位于透明基底的第二表面上。
可选地，光散射工具与在透明基底的第二表面上的电容式感测工具集成。
根据本发明的第二方面，提供一种触敏显示器，其包括根据本发明的第一方面的电容式感测装置。
根据本发明的第三方面，提供一种电容式感测装置，包括：
电容式传感器，其提供用于从电容式感测区产生电容式感测场的工具；
光源；
光导，其包括光散射工具；以及
不透明基底，
其中光源被隔开远离电容式感测区，以及光导被配置为将光从光源导向到光散射工具，光散射工具大体上被放置在电容式感测区处，以及光导被放置在不透明基底上以使在不透明基底与光导之间存在空隙。
本发明的第三方面的实施方式可包括本发明的第一方面的优选的或可选的特征，反之亦然。
根据本发明的第四方面，提供一种电容式感测装置，包括：
电容式传感器，其提供用于从电容式感测区产生电容式感测场的工具；
光源；
光导，其包括光散射工具；以及
透明基底，
其中光源被隔开远离电容式感测区，以及光导被配置为将光从光源导向到光散射工具，光散射工具大体上被放置在电容式感测区处，以及透明基底的折射率ns大于或等于光导的折射率ng。
本发明的第四方面的实施方式可包括本发明的第一方面的优选的或可选的特征，反之亦然。
附图的简要描述
依据阅读下述示例性的实施方式的详细描述并且参照附图，本发明的方面和优点将变得明显，其中：
图1显示根据本发明的实施方式的电容式感测装置的侧视图；
图2显示根据本发明的实施方式的包括双面不透明基底的电容式感测装置的侧视图；
图3显示根据本发明的实施方式的包括透明基底的电容式感测装置的侧视图；以及
图4显示包括透明基底的电容式感测装置的可选实施方式的侧视图。
在下面的描述中，贯穿说明书和附图的相似部件由相同的参考数字标记。附图不必按比例绘制，并且某些部件的比例已经被放大以更好地示出本发明的实施方式的细节和特征。
详细描述
本发明的电容式感测装置把光源设置在电容式感测垫或区域的顶部上。然而，因为电容式开关基于在电容式感测垫上方的投射电场，因此如果任意光源功率连接被直接放置在顶部上，那么任意光源功率连接将干扰所投射的电场并且干扰感测操作。这对于在其内部光在磷薄膜中产生并且存在在100V的区域内的交流信号的电致发光薄膜尤其如此。
本发明通过在电容式感测场的普通区域上提供来自均匀光源的光导解决该问题。对于本领域的技术人员，大量光导设备是已知的。这些设备被用于包括照明、背光、标记和显示目的的功能范围。一般地，这些设备由注射成型或机加工的透明塑料组件构造，其中例如荧光灯或多个LED的光源通过在透明的塑料组件的边缘处机械连接的方式被集成。这些设备的实施例由PCT公开号为WO2005/101070的申请人提供。
参照图1，示出电容式感测装置10，其包括以印刷电路的形式的不透明基底12、都安装在不透明基底12的第一表面上的电容式传感器14和光源18、光导16、位于光导16的第一表面上的印刷图形层22和位于光导16的第二表面上的光散射工具20。图1的电容式感测装置10可包括触敏显示器的一部分。基底12、光导16和印刷图形层大体上全部是平面的。
在目前描述的实施方式中的电容式传感器14包括经由位于不透明基底12的第一表面上的轨迹连接于其它相关的电容式感测电子设备的电容式感测垫。电容式感测垫一般是0.1mm左右厚并由例如10铜的金属制成，并且位于电路板的顶部上，在该实施例中，电路板为基底12。电路板一般由FR4(阻燃剂4)或聚酰亚胺制成，并且其厚度为0.1mm至2mm。在当前描述的实施方式中，基底12不需要为透明的或者具有包含在其中的孔，以使光从基底后方通过。
一般小于0.1mm的空隙24被配置在电容式感测垫14和光导16之间。空隙24防止在不透明基底12的第一表面上的电路或由本领域技术人员通常采用以结合基底的粘合剂等干扰在光导16中的光传输。因此，由光源18产生的光有效地通过光导16传播，如下面更详细地描述，从而穿过光导16的照明也如此，并且由此电容式感测垫14大体上是均匀的。
可选择地，低折射率的覆层材料可位于电容式感测垫14和周围的电路板区与光导16之间。该覆层材料可将这些层机械地而非光学地连接在一起。如果在光导与覆层之间的折射率差是足够的(一般地＞0.1)，那么光导内的光的导向不会受电容式感测垫和周围的表面区的干扰，并且大部分光的全内反射条件被维持。在这些情况下，只有光散射工具20干扰导光。覆层具有小于或等于0.1mm的厚度是优选的。
电容式感测场26从电容式感测垫14通过光导16和印刷图形层22发出。电容式感测场26是由电容式感测垫14产生的电场。进入电容式感测场26的对象产生可检测的电场方面改变，其一般是在电容式感测垫14的介电常数方面的改变。
优选地，光源18是侧面或边缘发射光，并且一般是LED，例如Stanley TW1145 LED。优选地，光源18插入光导16中的适当的开口中，例如孔或凹槽。光导16包括呈现大于空气的折射率na的折射率ng(例如1.51)的材料(例如丙烯酸酯或聚碳酸酯)，或者如果呈现覆层，那么在该实施例中使用全内反射原则将来自越过电路板的平面的光源18的光传输至电容式感测垫位置。光散射工具20位于电容式感测垫14上方的光导16的第二表面上，并且一般是白色的或透明的注射成型、微成型、模压或印刷的表面光学特征。光散射工具20干扰光导16内的光的全内反射以使光经由印刷图形层22的半透明或透明部分离开。
在该情况下是腔层特征的光分离器28可选地将不同的电容式感测垫14与相应的光导16隔离。在该实施例中，这些腔层特征一般是小于1mm厚，其是与光源18的高度可比较的厚度，并且可由聚酯纤维或其它不透明的聚合物制成。印刷图形层22可包含由发射光30照明的图标。
印刷图形层22一般为带有形成图形或图标图案的印刷油墨层的小于0.1mm厚度的丙烯酸、聚酯纤维、聚碳酸酯或聚合物的透明聚合物薄层。印刷油墨层可为不透明的，其意味着在没有印刷油墨的地方，光30通过印刷图形层22被发射。印刷图形层22还可以是部分透明的，并且在该情况下，发射光30的颜色可受到印刷图形层22上印刷的油墨的颜色影响。通过印刷图形层22的典型亮度在10Cd/m2至10000Cd/m2的等级。
还发现，用于彩色的或白色的反射油墨的电容式感测装置10的可视外观存在于电容式感测垫14的表面上，即位于电容式感测垫14与光导16之间是有利的。由于上面详述的原因，该反射层不会与光导16产生物理接触从而保留空隙24是重要的。
图2显示电容式感测装置10的又一实施方式，如前所述，该电容式感测装置10包括在不透明基底12的第一表面上的电容式感测垫14、与也位于不透明基底12的第一表面上的光导16耦合的光源18、位于光导16的第二表面上的光散射工具20、光分离器28、在光导16的第一表面上的印刷图形层22和在电容式感测垫14的顶部与光导16的底部之间的空隙24。
在该实施例中，电容式感测装置10的电容式传感器包括电容式感测垫14和电容式感测芯片32，例如由量研科技集团(Quantum Research Group)、Cypress半导体或Freescale半导体提供的那些。电容式感测芯片32位于不透明基底12的第二表面上，并且经由从不透明基底12的一侧至另一侧的通孔连接34被连接到电容式感测垫14。
在图2中所示的电容式感测装置10的操作与上面连同图1的实施方式所描述的电容式感测装置的操作相似。再者，来自电容式感测垫14的电容式感测场26和来自光散射工具20的光30被配置以通过印刷图形层22离开。应注意到，空隙24b也在光导16与印刷图形层22之间存在，以便进一步改善横过光导16的长度来自光源18的照明的均匀性。
图3显示电容式感测装置10的又一实施方式，其中透明基底36被用于安装电容式感测垫14和光源18所需的电轨道37。这是通过将所需的电轨37印刷在透明基底36上实现的。在当前所描述的实施方式中，光源18位于透明基底36的第一表面上，而电容式传感器14和光散射工具20位于透明基底36的第二、相对的表面上。
为了维持横过光导16的长度来自光源18的照明的均匀性，透明基底36的折射率ns大于或等于光导的折射率ng是优选的。例如，透明基底36可包括厚度0.1mm左右、具有折射率ns为1.5至1.6的聚酯纤维或聚碳酸酯薄膜。
在当前所描述的实施方式中，光散射工具20和电容式感测垫14被组合并且位于透明基底36的第二表面上的相同位置处。用该结构，不需要空隙或覆层以阻止干扰光导16中的光的基底36上的电路，如上所述。此外，现在可采用集成光导40，其中集成光导40包括：安装光源18的在第一表面44上的透明基底36，以及被配置为将光源18封装在该第一表面上的光导16。采用集成光导40提供对光源18的增强机械保护，同时提高光进入光导16的光学耦合。
图4显示电容式感测装置10的可选择的实施方式的侧视图，其还包括集成光导40。在该实施方式中，电容式传感器14包括透明电极45，其被连接到已经被印刷在透明基底36的第一表面44上的非透明电轨道37。光源18也位于第一表面44上，并且被连接到透明电轨道37的第二部分。在当前所描述的实施方式中，光导16现在被配置为将光源18和电容式传感器14的至少透明电极45封装在该第一表面44上。为了维持来自横过光导16的长度的光源18的照明的均匀性，透明基底36的折射率ns大于或等于光导16的折射率ng是再次优选的。
透明电极45可包括铟锡氧化物、或其它透明印刷油墨，例如由Sumitomo Metal Mining Co.，Ltd提供的那些、或导电聚合物，例如PEDOT。非透明电轨道37可包括例如铜或银的金属，或者例如来自Sun Chemical的26-8204的导电油墨(带有金属颗粒的聚合物基质)。
图4所示的电容式感测装置10的设计是，使透明电极45位于离开装置的光30的横截面区域内，同时光散射工具20位于透明基底36的外表面上。因为电极45是透明的，因此它的结构将不会干扰通过光导16和透明基底36的组合结构的光传输，从而这是再次大体上是均匀的横过光导16，但是将提供递送电容式场26所需的电力结构。
简化电容式感测装置10的制造过程是有利的，其中用于光源18和电容式传感器14的电轨道37均在设备的共同表面上，如上面所描述的。然而，本领域技术人员将意识到，透明电极45可以可选择地位于光导16的第一表面46上，而没有减损装置的操作。
如在此所描述的带有光导工具的电容式感测装置的主要优点是，通过印刷的光导的光的递送至图标区域使至光源10的电信号保持远离电容式感测垫并且避免电干扰。
在一些实施方式中的空隙或覆层以及在其它实施方式中的透明基底的包括对于光沿着光导的长度传播是有利的，从而维持来自横过设备的长度的光源18的照明的均匀性。因此，对于观察者，从设备处发射的光大体上呈现是均匀的。
在此所描述的电容式感测装置为具有吸引力和高价值的解决方案提供巨大的设计自由和设计能力。例如，基于电容式开关的滑块可利用改变彩虹效应的具有吸引力的连续色彩被构造。设备构造是耐用的且低成本的，具有非常低的加工要求。该方法可被用于消费者电子设备、家用电器、汽车、医疗和工业界面产品的广泛的应用中。在此所描述的电容式感测设备使用光导以集成传统LED或其它光源，使能薄板带有分段的光显示。通过利用光源和与电容式感测垫分离隔开的关联的电连接使光位于电容式感测垫上，产生更高的性价比且更具吸引力的显示器，其可以是小于1mm的厚度。此外，设计具有更大的光学上的效率并且可连接到位于产品的其它位置处的传统的、刚性的FR4PCB。
提出了本发明的前述描述用于说明和描述的目的，而不意指是穷举的或将本发明限制于所公开的精确形式。所描述的实施方式被选择和描述以便最佳地解释本发明的原则及其实际应用，以从而使本领域技术人员能够在各种实施方式中以及关于适合于预期的特定使用的各种修改最佳地使用本发明。因此，进一步的修改或改进可被包括而没有背离由附加的权利要求所限定的本发明的范围。
Claims (38)
1.一种电容式感测装置，包括：
电容式传感器，其提供用于从电容式感测区产生电容式感测场的工具；
光源；以及
光导，其包括光散射工具，
其中所述光源被隔开远离所述电容式感测区，以及所述光导被配置为将光从所述光源导向到所述光散射工具，所述光散射工具大体上被放置在所述电容式感测区处。
2.如权利要求1所述的电容式感测装置，其中所述光导被配置为大体上通过所述光导内的内部反射传输来自所述光源的光。
3.如权利要求1或2所述的电容式感测装置，其中所述光源被安装在基底的第一表面上。
4.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光导包括用于接收所述光源的开口。
5.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光导包括透明的塑料注射成型或机加工的光导。
6.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光源是侧面或边缘发射光源。
7.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光源是发光二极管。
8.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光散射工具包括注射成型的、微成型的、模压或印刷的光散射工具。
9.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光散射工具是白色的，或者可选择地是透明的。
10.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中一印刷图形层设置在所述光导的第一表面上，所产生的电容式感测场从所述印刷图形层离开所述装置。
11.如权利要求10所述的电容式感测装置，其中所述印刷图形层包括在一个或多个表面上带有油墨的丙烯酸、聚酯纤维、聚碳酸酯或其它塑料的薄片。
12.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述装置包含多个电容式传感器，每个电容式传感器被分配用于特定的键或开关功能。
13.如权利要求12所述的电容式感测装置，其中所述装置包含多个光导，所述多个光导用于将光从多个光源独立地导向到所述多个电容式传感器的每个电容式感测区。
14.如权利要求12或13中的任一项所述的电容式感测装置，其中光分离器被用于分离每个电容式感测区，该配置被用于产生分段的触敏显示器。
15.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光分离器包括腔特征。
16.如权利要求15所述的电容式感测装置，其中所述腔特征包括不透明的聚合物。
17.如权利要求3至16中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述基底包括不透明基底。
18.如权利要求17所述的电容式感测装置，其中所述光导被放置在所述不透明基底上以使空隙存在于所述不透明基底和所述光导之间。
19.如权利要求18所述的电容式感测装置，其中所述空隙具有小于或等于0.1mm的厚度。
20.如权利要求17至19中的任一项所述的电容式感测装置，其中覆层位于所述光导与所述不透明基底之间，所述覆层具有形成所述光导的材料的较低折射率。
21.如权利要求20所述的电容式感测装置，其中所述覆层具有小于或等于0.1mm的厚度。
22.如权利要求17至21中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述不透明基底包括印刷电路板。
23.如权利要求22所述的电容式感测装置，其中所述印刷电路板包括阻燃剂4FR4印刷电路板。
24.如权利要求17至23中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述电容式感测区还位于所述不透明基底的第一表面上。
25.如权利要求17至24中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光散射工具位于所述光导的第二表面上，所述第二表面是与所述光导的第一表面相对的。
26.如权利要求3至16中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述基底包括透明基底。
27.如权利要求26所述的电容式感测装置，其中所述透明基底的折射率ns大于或等于所述光导的折射率ng。
28.如权利要求26或27中任一项所述的电容式感测装置，其中所述光源、所述光导和所述透明基底被配置为形成集成光导。
29.如权利要求26至28中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述电容式感测区位于所述透明基底的第二表面上，并且所述第二表面是与所述透明基底的第一表面相对的。
30.如前述权利要求中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述电容式感测区包括透明电极。
31.如权利要求30所述的电容式感测装置，其中所述透明电极位于所述透明基底的第一表面上。
32.如权利要求31所述的电容式感测装置，其中所述透明电极形成所述集成光导的一部分。
33.如权利要求30所述的电容式感测装置，其中所述透明电极位于所述光导的第一表面上。
34.如权利要求26至33中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光散射工具位于所述透明基底的第二表面上。
35.如权利要求33或34中的任一项所述的电容式感测装置，其中所述光散射工具与在所述透明基底的第二表面上的所述电容式感测工具集成。
36.一种触敏显示器，包括如权利要求1至35中的任一项所述的电容式感测装置。
37.一种电容式感测装置，包括：
电容式传感器，其提供用于从电容式感测区产生电容式感测场的工具；
光源；
光导，其包括光散射工具；以及
不透明基底，
其中所述光源被隔开远离所述电容式感测区，所述光导被配置为将光从所述光源导向到所述光散射工具，所述光散射工具大体上被放置在所述电容式感测区处，所述光导被放置在所述不透明基底上以使在所述不透明基底与所述光导之间存在空隙。
38.一种电容式感测装置，包括：
电容式传感器，其提供用于从电容式感测区产生电容式感测场的工具；
光源；
光导，其包括光散射工具；以及
透明基底，
其中所述光源被隔开远离所述电容式感测区，所述光导被配置为将光从所述光源导向到所述光散射工具，所述光散射工具大体上被放置在所述电容式感测区处，以及所述透明基底的折射率ns大于或等于所述光导的折射率ng。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0808419A GB2459888B (en) | 2008-05-09 | 2008-05-09 | Capacitive sensing apparatus |
| GB0808419.6 | 2008-05-09 | ||
| PCT/GB2009/001173 WO2009136178A1 (en) | 2008-05-09 | 2009-05-08 | Capacitive sensing apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102017415A true CN102017415A (zh) | 2011-04-13 |
| CN102017415B CN102017415B (zh) | 2014-04-23 |
Family
ID=39571046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200980116274.4A Active CN102017415B (zh) | 2008-05-09 | 2009-05-08 | 电容式感测装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9077345B2 (zh) |
| EP (1) | EP2297853B1 (zh) |
| CN (1) | CN102017415B (zh) |
| ES (1) | ES2673632T3 (zh) |
| GB (1) | GB2459888B (zh) |
| WO (1) | WO2009136178A1 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106648041A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 原相科技股份有限公司 | 可避免遭受环境污染的光学侦测装置 |
| TWI629806B (zh) * | 2016-11-24 | 2018-07-11 | 正美企業股份有限公司 | 印刷導電結構、包含其之發光模組以及其製造方法 |
| CN109397616A (zh) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 德韧营运有限责任公司 | 具有包封在光导中的安装的发光二极管的印刷膜 |
| US10378952B2 (en) | 2015-10-26 | 2019-08-13 | Pixart Imaging Inc. | Optical detecting device capable of preventing environmental pollution |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2464916B (en) | 2008-10-21 | 2013-07-31 | Iti Scotland Ltd | Light Guides |
| TWI596406B (zh) | 2009-03-05 | 2017-08-21 | Ｉｔｉ蘇格蘭有限公司 | 光導元件 |
| WO2010100505A1 (en) | 2009-03-05 | 2010-09-10 | Iti Scotland Limited | Light guides |
| DE102009036161B4 (de) * | 2009-07-28 | 2017-01-12 | E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH | Sensorelementeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Sensorelementeinrichtung |
| US9199608B2 (en) * | 2009-08-21 | 2015-12-01 | Uusi, Llc | Keyless entry assembly having capacitance sensor operative for detecting objects |
| US10954709B2 (en) | 2009-08-21 | 2021-03-23 | Uusi, Llc | Vehicle assembly having a capacitive sensor |
| US11634937B2 (en) | 2009-08-21 | 2023-04-25 | Uusi, Llc | Vehicle assembly having a capacitive sensor |
| DE102010005663B4 (de) * | 2010-01-26 | 2011-12-29 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Kapazitiver Berührungs- und/oder Annäherungsschalter |
| US8339288B2 (en) | 2010-06-10 | 2012-12-25 | Intellectual Discovery Co., Ltd. | Light guide having a capacitive sensing grid for a keypad and related methodology |
| JP5533558B2 (ja) * | 2010-10-28 | 2014-06-25 | セイコーエプソン株式会社 | 入力装置 |
| EP2753468B1 (en) * | 2011-09-09 | 2017-03-08 | LG Innotek Co., Ltd. | A method of fabricating thick film of large area substrate and thick film, backlight unit and liquid crystal display using the same |
| JP2013077555A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-25 | Futaba Corp | タッチスイッチ |
| DE102012022597A1 (de) | 2012-11-17 | 2014-05-22 | Diehl Ako Stiftung & Co. Kg | Anzeige- und/oder Bedieneinrichtung |
| SI24242A (sl) | 2012-11-20 | 2014-05-30 | Gorenje Gospodinjski Aparati, D.D. | Upravljalna enota naprave |
| CN105452555B (zh) * | 2013-08-05 | 2018-03-30 | 迪尔阿扣基金两合公司 | 在模制基板上并且具有非齐平反向安装led的印刷电容式触摸屏 |
| US10401561B2 (en) | 2015-07-13 | 2019-09-03 | James Thomas O'Keeffe | Smart illuminated electrical faceplate |
| US9389769B1 (en) * | 2015-07-13 | 2016-07-12 | James Thomas O'Keeffe | Smart illuminated electrical switch with touch control |
| WO2017139740A1 (en) * | 2016-02-11 | 2017-08-17 | Lumitex, Inc. | Self-contained indicator assembly |
| EP3214763B1 (de) * | 2016-03-01 | 2023-09-06 | Aptiv Technologies Limited | Betätigungsplatte mit symbolbeleuchtung für einen sensorschaltknopf |
| KR102366619B1 (ko) | 2016-04-13 | 2022-02-22 | 택토텍 오와이 | 내장 광원을 포함하는 조명 다층 구조체 |
| JP2019515489A (ja) | 2016-04-22 | 2019-06-06 | グロ アーベーＧｌｏ Ａｂ | 狭ピッチ直視型ディスプレイおよびその製造方法 |
| DE102016005619A1 (de) * | 2016-05-06 | 2017-11-09 | Audi Ag | Beleuchtbare Schalteranordnung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Herstellen einer beleuchtbaren Schalteranordnung |
| CN107783221A (zh) * | 2016-08-29 | 2018-03-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示模组 |
| FR3079091B1 (fr) * | 2018-03-16 | 2020-03-20 | Faurecia Interieur Industrie | Bouton piezoelectrique pour habitacle de vehicule |
| US10705290B2 (en) * | 2018-08-22 | 2020-07-07 | Dura Operating, Llc | Light guide plate providing protection for electronics components of a printed circuit board |
| WO2022056264A1 (en) | 2020-09-11 | 2022-03-17 | Shanghai Yanfeng Jinqiao Automotive Trim Systems Co. Ltd. | Vehicle interior component |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030210537A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-13 | Harry Engelmann | Arrangement for illuminating a switch surface for a touch sensor switch |
| CN1615586A (zh) * | 2001-11-20 | 2005-05-11 | 触摸传感器技术有限责任公司 | 具有集成装饰的接触式传感器 |
| US20070047887A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Uni-Pixel Displays, Inc. | Reducing light leakage and improving contrast ratio performance in FTIR display devices |
| US20070068789A1 (en) * | 2003-06-03 | 2007-03-29 | E.G.O. Control Systems Gmbh | Capacitive contact switch |
| WO2007138294A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Design Led Products Limited | A composite light guiding device |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970008351B1 (ko) * | 1991-12-03 | 1997-05-23 | 샤프 가부시끼가이샤 | 액정 표시 장치 |
| US6573652B1 (en) * | 1999-10-25 | 2003-06-03 | Battelle Memorial Institute | Encapsulated display devices |
| JP3879521B2 (ja) * | 2001-04-23 | 2007-02-14 | オムロン株式会社 | 光学素子及び当該光学素子を用いた光トランシーバその他の光学装置 |
| TWI227768B (en) * | 2002-10-29 | 2005-02-11 | Fujitsu Display Tech | Illumination device and liquid crystal display device using the same |
| US7417782B2 (en) * | 2005-02-23 | 2008-08-26 | Pixtronix, Incorporated | Methods and apparatus for spatial light modulation |
| US7382360B2 (en) * | 2003-04-15 | 2008-06-03 | Synaptics Incorporated | Methods and systems for changing the appearance of a position sensor with a light effect |
| GB0408347D0 (en) * | 2004-04-15 | 2004-05-19 | Design Led Products Ltd | Light guide device |
| JP2006236774A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Toshiba Corp | 電子機器 |
| US20080047764A1 (en) * | 2006-08-28 | 2008-02-28 | Cypress Semiconductor Corporation | Temperature compensation method for capacitive sensors |
| JP4351696B2 (ja) * | 2006-12-01 | 2009-10-28 | アルプス電気株式会社 | 照光機構付きの入力装置 |
| US20080266272A1 (en) * | 2007-04-26 | 2008-10-30 | World Properties, Inc. | Luminous touch sensor |
-
2008
- 2008-05-09 GB GB0808419A patent/GB2459888B/en active Active
-
2009
- 2009-05-08 ES ES09742374.3T patent/ES2673632T3/es active Active
- 2009-05-08 EP EP09742374.3A patent/EP2297853B1/en active Active
- 2009-05-08 CN CN200980116274.4A patent/CN102017415B/zh active Active
- 2009-05-08 US US12/990,087 patent/US9077345B2/en active Active
- 2009-05-08 WO PCT/GB2009/001173 patent/WO2009136178A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1615586A (zh) * | 2001-11-20 | 2005-05-11 | 触摸传感器技术有限责任公司 | 具有集成装饰的接触式传感器 |
| US20030210537A1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-11-13 | Harry Engelmann | Arrangement for illuminating a switch surface for a touch sensor switch |
| US20070068789A1 (en) * | 2003-06-03 | 2007-03-29 | E.G.O. Control Systems Gmbh | Capacitive contact switch |
| US20070047887A1 (en) * | 2005-08-30 | 2007-03-01 | Uni-Pixel Displays, Inc. | Reducing light leakage and improving contrast ratio performance in FTIR display devices |
| WO2007138294A1 (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Design Led Products Limited | A composite light guiding device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10378952B2 (en) | 2015-10-26 | 2019-08-13 | Pixart Imaging Inc. | Optical detecting device capable of preventing environmental pollution |
| CN106648041A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 原相科技股份有限公司 | 可避免遭受环境污染的光学侦测装置 |
| CN106648041B (zh) * | 2015-11-03 | 2020-05-22 | 原相科技股份有限公司 | 可避免遭受环境污染的光学侦测装置 |
| TWI629806B (zh) * | 2016-11-24 | 2018-07-11 | 正美企業股份有限公司 | 印刷導電結構、包含其之發光模組以及其製造方法 |
| CN109397616A (zh) * | 2017-08-17 | 2019-03-01 | 德韧营运有限责任公司 | 具有包封在光导中的安装的发光二极管的印刷膜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9077345B2 (en) | 2015-07-07 |
| GB0808419D0 (en) | 2008-06-18 |
| GB2459888B (en) | 2011-06-08 |
| US20110037728A1 (en) | 2011-02-17 |
| EP2297853A1 (en) | 2011-03-23 |
| CN102017415B (zh) | 2014-04-23 |
| EP2297853B1 (en) | 2018-04-04 |
| GB2459888A (en) | 2009-11-11 |
| WO2009136178A1 (en) | 2009-11-12 |
| ES2673632T3 (es) | 2018-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102017415B (zh) | 电容式感测装置 | |
| CN101356458B (zh) | 一种复合光导向装置 | |
| US8243044B2 (en) | Methods and systems for changing the appearance of a position sensor with a light effect | |
| JP4090434B2 (ja) | デコレーション統合されたタッチセンサ | |
| CN101030775A (zh) | 触觉传感器装置 | |
| US9230753B2 (en) | Illuminated touch keyboard | |
| CN101620486B (zh) | 电子装置和触摸传感器膜 | |
| CN102823136B (zh) | 电容式接近传感器 | |
| CN106461883A (zh) | 用于制造电子产品的方法、相关的配置以及产品 | |
| CN101739162B (zh) | 控制面板及其制作方法 | |
| TWI498773B (zh) | 發光鍵盤 | |
| TW201835654A (zh) | 前光板及其前光模組 | |
| TW201413770A (zh) | 導光模組及電子裝置 | |
| KR20170066281A (ko) | 광-발생원들을 이용한 광 확산 | |
| CN202307644U (zh) | 具有背光模块的键盘装置 | |
| US20130021297A1 (en) | Touch panel | |
| TW594546B (en) | Light-emitting member and its manufacturing method, and light emitting keyboard using the member | |
| JP6534242B2 (ja) | 集積化電気回路構成を有する平坦光ファイバ照明アセンブリ | |
| CN109792243B (zh) | 用于提供用于家用器具的操作元件的层复合结构 | |
| JP2009146835A (ja) | 表示装置 | |
| JP7269985B2 (ja) | 発光モジュール、発光モジュールの製造方法及び電子装置 | |
| JP2013114617A (ja) | 照明モジュール | |
| CN202395748U (zh) | 触摸按键装置 | |
| CN103839717A (zh) | 发光键盘 | |
| WO2014068822A1 (ja) | タッチパネル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |