CN102236459A - 触敏的传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种触敏的传感器装置(10)，包括：平面压制的元件(40)，其中元件(40)的表面设置带有导电层；多个连接点(41，42，43，44)，其中连接点(41，42，43，44)分别布置在元件(40)的边缘区域中并且和导电层接触，其中在用于评估元件(40)和触碰件之间的触碰的位置的连接点(41，42，43，44)和所属的连接导线(11，12，13，14)之间，退耦件(21，22，23，24)通过评估信号分别用于使施加在至少两个连接点(42，43)上的电流(I)退耦，其中通过电流(I)可将元件(40)加热。

Description

触敏的传感器装置
技术领域
本发明涉及一种触敏的传感器装置，包括：平面压制的元件，其中元件的表面设置带有导电层；多个连接点，其中连接点分别布置在元件的边缘区域中并且和导电层接触。
背景技术
触敏的传感器装置也作为接触传感器为本领域技术人员所知。接触传感器在和显示屏的共同的结构中构成触敏显示屏，其也称为触摸屏。通过接触传感器可以在触碰由接触传感器构成的显示屏表面时引起适于控制电子设备的行动。目前这样的触摸屏应用在例如用于机动车诊断的输入仪器、工业控制和设备控制、工业-PC、医疗技术、自动收款机中，或应用在可以例如利用手写输入操作的手提计算机中。
如果在恶劣的环境中、特别是在非常冷时使用上面提到的设备，那么显示屏表面或触碰面会沾湿或者结冰，这损害了传感器装置的良好功能。
由WO 02/052495A2已经公开了一种带有导电层的显示装置。根据现有技术也已知了，在这样的显示装置中应使用用于显示屏表面的加热器。当然现有技术中已知的装置的缺点是，加热装置布置在附加的玻璃片上。该附加的玻璃片布置在原来的接触传感器的玻璃片后面。其缺点在于，附加的玻璃片导致了在屏幕的光路中附加的光线折射，这导致亮度降低、对比度减小，并且由于传感器装置到屏幕的较大间距引起视差误差。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种传感器装置，其可以用于可加热的触摸屏，但无需附加的玻璃片。
对于开头提到的触敏的传感器装置来说由此实现该目的，即在用于评估元件和触碰件之间的触碰的位置的连接点和所属的连接导线之间，退耦件通过评估信号分别用于使施加在至少两个连接点上的电流退耦，其中通过电流可将元件加热。传感器装置包括的平面压制的元件例如是通过利用金属真空蒸镀而设有导电层的玻璃片。在传感器装置中使用该导电层，用于根据传感器装置的电容方法或电阻式工作的方法测定触碰到的显示屏位置。
在电容方法中，元件、优选的是玻璃片的表面被划分成电容矩阵。通过和触碰件、例如是人手的手指之间的触碰，以电容方式对该矩阵产生影响，这能推断出XY-坐标。在该方法中，优选的是通过由铟-锡氧化物(ITO)制成的金属涂层在玻璃表面上产生较小的区域，可以通过连接点和所属的连接导线对这个区域进行评估。因为用于确定位置的评估信号的评估并不能和流过金属层的加热电流同时发生，因此施加在连接点上的加热电流通过退耦件由评估信号断开。因为在电容式工作的传感器装置中借助于交流电信号、优选的是高频交流电执行在平面压制元件上的位置确定，因此可以选择适合的耦合装置，其不允许作为直流电施加的加热电流通过，但是仍然允许例如高频的评估信号通过。
在一个有利的设计方案中，退耦件相应地设计为电流断开部分。优选地，退耦件设计为电容断开部分。这意味着，在用于信号评估的连接点和连接导线之间可以布置用于实现电容断开的电容器或布置用于实现电感断开的线圈。
在一个对于实现电流断开的可替换的设计方案中，退耦件分别设计为开关件，该开关件使得连接点和用于评估信号的连接导线断开。开关件可以电机地设计也可以设计为开关半导体。开关件例如可以利用第一连接侧面布置在连接点上并且利用第二连接侧面和连接导线连接并且利用第三连接侧面和加热导线连接。相应地，开关件可以如转换开关一样工作并且在期望的转换周期中在评估导线和加热导线之间来回开关。相应地形成时间段，其中由加热电流自由激活传感器装置并且可以执行位置识别；并且形成时间段，其中由用于对评估信号进行评估的连接导线自由激活传感器装置并且传感器装置或金属表面可以加载加热电流。
有利地，这样设计开关件，即可借助于控制电路控制开关件。在此优选地使用多路复用器电路，其通过时间多路复用方法对退耦进行控制。当直流电压连接到金属面上以便实现热效应时，切断和分离电容的接触评估。相反地，如果激活了电容评估，则切断加热电压。如果优选地每秒多次、特别是以至少10Hz的频率进行这样的转换，那么在激活功能时使用者在传感器表面上仍几乎察觉不到延时，这是因为人的反应时间通常在一秒钟的范围内。
广为流行的构造接触传感器的技术相反于电容方法是电阻方法，该电阻方法利用两个透明的、导电的涂层表面工作，因此例如可以涂覆牢固的玻璃板上的表面和柔性薄膜上的另一个表面，该薄膜以较小的距离位于玻璃板上方。优选地，通过较小的、几乎看不到的距离保持器来确定在两个涂层面之间的距离。通过在传感器装置上的压力，在两个金属涂层表面之间形成电接触，该接触可以评估为电阻改变并且因此可以确定一个位置。特别是在具有电阻工作方法的传感器装置中，有利的是使用设计为开关件的退耦件。然后通过开关件可以将为了评估位置确定而连接的直流电和加热电流断开，该加热电流也作为直流电通过金属涂层表面发出。
作为主要的优点列出了对于两项功能同时使用一个唯一的金属化层。第一功能是测定位置，并且第二功能例如是加热玻璃片。因此可以取消第二玻璃片和第二金属化层。通过该方法去除了多次折射，否则这些折射将出现在第二玻璃片的边界处。使用的LED-屏幕可以明显地更接近现在唯一存在的玻璃片，这对于在侧面观察而言明显地减小了视差误差。
附图说明
附图示出了两个具有另外特征的实施例。图中示出：
图1是具有第一种退耦件的传感器装置，
图2是具有第二种退耦件的传感器装置，和
图3是作为退耦件的开关件的特别实施方式。
具体实施方式
根据图1所示，触敏的传感器装置10具有平面压制的元件40，其中元件40的表面设置带有导电层。平面的元件40设计为玻璃片。利用ITO层作为金属化层覆盖玻璃片。在其右边，左边，X0，X1以及上方和下方，Y0，Y1的边缘区域中，玻璃片在边缘区域Y0中具有第一连接点41，在边缘区域Y1中具有第四连接点44，在边缘区域X0中具有第二连接点42和在边缘区域X1中具有第三连接点43。连接点41，......，44分别配有退耦件21，......，24，其中退耦件21，......，24设计为对应于相应连接点的第一电容器C1、第二电容器C2、第三电容器C3和第四电容器C4。
第一加热导线31直接连接在第二连接点42上。第二加热导线32直接连接在第三连接点43上。在第一加热导线31中馈送直流电，该直流电经过第二连接点42上的第一加热导线31并且经过玻璃片的金属化ITO层可以流到第三连接点43，并且经过第二加热导线32再次向着预设用于加热的电源或供给电压送回。从第二连接点42到第三连接点43的电流I由于其在金属层中的损耗功率而确保了玻璃片中的热效应。
通过设计为第二电容器C2的第二退耦件22，用于加热的电流I并不通过第二电容器C2经过第二连接导线12流回到评估单元60。
用于对确定位置的评估信号进行评估的评估单元60分别在四个连接点41，......，44中任一个上通过相应的第一连接导线11、第二连接导线12、第三连接导线13和第四连接导线14耦合在玻璃片上，其中通过电容器C1，......，C4引起电流断开。电容器C1，......，C4阻止了设计为直流电的加热电流，其因此不能流入评估单元并且将不会导致评估干扰。因为对位置确定进行的评估优选地利用高频交变信号进行，因此电容器C1，......，C4对于交变信号并不构成障碍。
评估单元60通过数据线61和CPU 70连接。CPU 70控制可以在屏幕上显示的位置确定。
根据图2示出了同样带有退耦件的传感器装置10，其中在该实施变体中退耦件并不设计为电流断开部分，而是设计为开关件S1，......，S4。第一开关件S1连接在第一连接点41上，第二开关件S2连接在第二连接点42上，第三开关件S3连接在第三连接点43上并且第四开关件S4连接在第四连接点44上。开关件S1，......，S4设计为电路隔离器。每个开关件的各自另外的接口和通向评估单元60的连接导线11，......，14连接。第一加热导线31再次连接在第二连接点42上并且第二加热导线32连接在第三连接点43上。如在图1中提到的，电流I可以经过加热导线31，32从边缘区域X0向边缘区域X1流动并且通过形成的损耗热量可以加热元件40、即玻璃片。
设计为多路复用器电路的控制电路50控制开关件S1，......，S4。通过开关件S1，......，S4将所属的连接导线11，......，14和评估单元60断开。但仅仅对于通过第一加热导线31和第二加热导线32馈送加热电流的情况才进行断开。为了阻止加热电流的馈送，在用于加热的电源和第一加热导线31之间布置了第五开关件S5和在第二加热导线32中布置了第六开关件S6。在开关件S1，......，S4闭合时，开关件S5，S6断开。
通过退耦件也可能在该具有开关件的实施方式中对于两项功能同时使用一个金属化层。
图3示出了在第二开关件S2的实例中的可替换的开关件。在该变体中开关件S2设计为交变开关并且利用其第一连接侧面固定在第二连接点上。开关件S2的第二连接侧面通向第二连接导线12。开关件S2的第三连接导线通向第一加热导线31。开关件S2因此可以在交变电路中，优选地再次通过多路复用器控制地，在第二连接导线12和第一加热导线31之间来回开关。

Claims (9)

1.一种触敏的传感器装置(10)，包括：
-平面压制的元件(40)，其中所述元件(40)的表面设置带有导电层，
-多个连接点(41，42，43，44)，
其中所述连接点(41，42，43，44)分别布置在所述元件(40)的边缘区域中并且和所述导电层接触，其特征在于，
-在用于评估所述元件(40)和触碰件之间的触碰的位置的所述连接点(41，42，43，44)和所属的连接导线(11，12，13，14)之间，
退耦件(21，22，23，24)通过评估信号分别用于使施加在至少两个连接点(42，43)上的电流(I)退耦，其中通过所述电流(I)可将所述元件(40)加热。
2.根据权利要求1所述的触敏的传感器装置(10)，包括：
-第一连接点(41)，
-第二连接点(42)，
-第三连接点(43)，
-第四连接点(44)，
其中，
-第一连接导线(11)，
-第二连接导线(12)，
-第三连接导线(13)，
-第四连接导线(14)
分别通过所述退耦件(21，22，23，24)连接在所述连接点(41，42，43，44)上，其中
-第一加热导线(31)这样地连接在所述第二连接点(42)上，和
-第二加热导线(32)这样地连接在所述第三连接点(43)上，即所述电流(I)经过所述第一、第二加热导线并不通至所述退耦件(22，23)。
3.根据权利要求1或2所述的触敏的传感器装置(10)，其中所述退耦件(21，22，23，24)设计用于实现电流断开。
4.根据权利要求3所述的触敏的传感器装置(10)，其中所述退耦件(21，22，23，24)设计用于实现电容断开。
5.根据权利要求3所述的触敏的传感器装置(10)，其中所述退耦件(21，22，23，24)设计用于实现电感断开。
6.根据权利要求1或2所述的触敏的传感器装置(10)，其中所述退耦件(21，22，23，24)分别设计为开关件(S1，S2，S3，S4)，所述开关件使得所述连接点(21，......，24)和用于所述评估信号的所述连接导线(11，......，14)断开。
7.根据权利要求6所述的触敏的传感器装置(10)，其中这样设计所述开关件(S1，S2，S3，S4)，即可借助于控制电路(50)控制所述开关件。
8.根据权利要求7所述的触敏的传感器装置(10)，其中这样设计所述控制电路(50)，即所述控制电路这样控制所述开关件(S1，S2，S3，S4)，即在可预定的周期中将所述连接导线(11，......，14)或者所述加热导线(31，32)连接到所述连接点(21，......，24)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的触敏的传感器装置(10)，其中所述连接导线(11，......，14)和评估单元(60)连接。
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