CN102693034A - 触摸输入器件和使用其的电磁波收发器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸输入器件和使用其的电磁波收发器。触摸输入器件包括：透明电极，包括多个单元电极；开关，配置来重配置透明电极的电连接状态；以及控制器，配置来控制重配置透明电极的电连接状态的开关。

Description

触摸输入器件和使用其的电磁波收发器

技术领域

本发明的示范性实施方式涉及触摸输入器件，更具体地，涉及能够通过触摸屏中使用的透明电极来发射电信号到外界和从外界接收电信号的触摸输入器件以及使用该触摸屏器件的电磁波收发器。

背景技术

常规地，能够发射电磁信号到构建触摸屏的多个透明电极和接收来自该多个透明电极的电磁信号的天线已经被单独配置。构建触摸屏的多个透明电极可以由具有优良光透射性的材料形成，并且与显示器件结合从而为用户提供图像。此外，透明电极可以由具有导电性的材料形成以识别用户的触摸。

为了通过电容的改变来感应用户的触摸，代表性地采用自电容和互电容触摸输入器件。

此外，代表性地用作发射和接收电磁信号的元件的天线经常通过使用金属性材料或形成在电介质材料的表面上的金属图案来制造。

发明内容

本发明的实施方式涉及能够通过触摸屏中使用的透明电极发射电信号到外部并且从外部接收电信号的触摸输入器件以及使用该触摸输入器件的电磁波收发器。

本发明的另一实施方式涉及构造有显示器件并通过传导电极发射电信号到外部且从外部接收电信号的结构，该传导电极被要求利用触摸屏和天线的公共特性接收各种类型的输入，诸如，在显示给用户的内容中用户的选择和移动。

在一个实施方式中，触摸输入器件包括：透明电极，包括多个单元电极；开关，配置为再配置透明电极的电连接状态；和控制器，配置为控制开关，该开关再配置透明电极的电连接状态。

触摸输入器件可还包括电连接到透明电极并配置为通过透明电极发射和接收无线射频信号的收发器。

控制器可以控制各个单元电极之间的电连接状态使得当收发器通过透明电极发射和接收无线射频信号时透明电极用于执行束形成。

控制器可以控制各个单元电极之间的电连接状态，使得通过透明电极段发射和接收无线射频信号，该透明电极段具有发射和接收无线射频信号所需的长度。

触摸输入器件可以还包括电连接到透明电极从而接收触摸输入信号的驱动电路和感测电路。

触摸输入器件可以包括自电容触摸面板。

触摸输入器件可以包括互电容触摸面板。

在另一实施方式中，一种使用触摸输入器件的电磁波收发器，包括：透明电极，具有多个单元电极；开关，配置为再配置透明电极的电连接状态；控制器，配置为控制开关，该开关再配置透明电极的电连接状态；和收发器，电连接到透明电极并配置为通过透明电极发射和接收无线射频信号。

控制器可以控制开关，该开关再配置各个单元电极之间的电连接状态，从而通过收发器发射和接收无线射频信号。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，上述和其他方面、特征以及其他优点将得到更清楚地理解，附图中：

图1是说明一般电容触摸输入器件的操作原理的图；

图2a和2b是说明一般电容输入器件的层布置和构造的图；

图3示出一般的偶极天线；

图4示出一般的贴片阵列天线；

图5a和5b是说明根据本发明一实施方式的触摸输入器件和使用该触摸输入器件的电磁波收发器的图；

图6a和6b是说明根据本发明另一实施方式的触摸输入器件和使用该触摸输入器件的电磁波收发器的图；

图7是说明便携用户器件的图，根据本发明一实施方式的触摸输入器件应用于该便携用户器件。

具体实施方式

下面将参照附图描述本发明的实施方式。然而，实施方式仅用于示范，而无意限制本发明的范围。

图1是说明一般电容性触摸输入器件的操作原理的图。虽然未被用户察觉，但用于识别用户的触摸的多个透明电极形成在显示器上方。

图2a是执行多点触摸功能的电极构造的图，示出自电容触摸输入器件的层布置和构造。图2b是执行多点触摸功能的电极构造的图，示出互电容触摸输入器件的层布置和构造。

参考图2a和2b，多个导电电极布置在触摸屏的整个表面上。当前，这种电极仅用作输入单元，用于通过分析电容分量来接收用户的选择，电容分量在用户执行触摸时发生改变。

图3示出一般的偶极天线，偶极天线的长度与将使用的频率的波长成比例。

图4示出一般的贴片阵列天线。形成图2a的自电容触摸输入器件的透明电极基本具有贴片天线的形状，形成图2b的互电容触摸输入器件的透明电极具有偶极天线的形状。透明电极是透明的但具有导电性。

利用这种特性，用于无线通讯的天线可以通过向通过半导体工艺制造的触摸屏添加控制电路来构造。

在移动电话中使用的天线可以支持各种频段的各种无线通讯技术，诸如1.9GHz移动电话、2.4GHz蓝牙和WLAN、以及5.8GHz WLAN。因此，需要多个天线。移动电话的当前趋势是朝向智能手机，各种移动终端诸如平板PC近来已经投放到市场。大多数移动终端使用触摸屏以实现直观界面，该触摸屏支持多点触摸，并包括在本说明书中描述的多个透明电极。

基本上，构建触摸屏的透明电极通过半导体工艺形成有微小尺寸，使得用户的触摸被更好地识别。为了使用这种透明电极形成期望的天线，需要以期望的尺寸连接各透明电极的互连。参考图2a和2b，提供了基本的互连，并且额外提供了用于组合互连的开关和用于控制开关的控制电路。这种电路可以位于显示器的边缘，从而不干扰用户的观看。

通过互连的这种组合，可以以软件方式控制以各种频段操作的天线。此外，以相同频段操作的天线可以以阵列形式配置，以在接收质量低的区域中增大天线增益。现在，具有通讯功能的移动终端的显示器具有从3英寸至10英寸的各种尺寸。然而，虽然使用最小的显示器，但是当使用包括在3英寸触摸屏中的透明电极时，可以实现在包括低频通讯的各种频段操作的天线的组合。

通过如图3或图4所示的电极的组合，这种天线形式可以实现以贴片型或偶极型形成的大多数天线。可以通过控制电路实现相阵列或波束形成(beam forming)，其可利用多个天线获得。

在使用自电容的触摸屏的情况下，电极形成为矩形形状。因此，各种类型的组合可以通过一维连接和二维连接来实现。在使用互电容的触摸屏的情况下，电极形成为线形，互连布置在触摸屏的一面中。因此，难以实现各种类型的组合。然而，当互连布置在两面中时，一条线被分为两部分，且组合被配置有各种长度，所以能够通过控制电路获得具有各种长度的天线。此外，能够实现阵列。

当采用这种方法时，可以实现用于顺畅地发射信号的滤波器和匹配电路、以及天线。当采用高频电路设计原理时，制造来获得电容器的透明电极可以通过由控制电路实现的组合而用作感应器。电容器和感应器的特性可以用于实现滤波器和阻抗匹配电路。

当扩展这种概念时，触摸屏可以扩展到信号以及用户输入的接口。当使用新频率的无线通讯显现时，调制解调器和射频(RF)模块可以通过移动终端的存储器插槽以硬件方式配置，新天线可以通过触摸屏中存在的多个电极来构造。因此，由于移动终端的扩展性提高，所以移动终端可以用作一个平台。

例如，当内建有RFID功能的芯片安装在存储器插槽和移动电话的不具有RFID支付功能的USIM卡中且天线通过电极的连接而形成在移动电话的显示器中时，可以使用新的服务而没有取代移动电话。

为了实现这种结构，触摸屏的电极可以一起使用。然而，在此情况下，电容可在信号发射期间改变，由此导致故障。因此，可以增加用于校正该改变的偏移控制电路。此外，在用于触摸屏的各透明电极之间，用于信号发射的电极可以配置在相同层。

此外，由于用于信号发射的电极和天线设置在除了显示区域之外的没有被使用的区域中，诸如移动终端的边缘，所以可以稳定地实现上述功能而没有两个功能之间的干扰。

近来，各种无线电能传输技术已经应用于移动器件。这种技术利用磁场来传输电能，同时对人体影响小。对于此操作，电能传输器件需要线圈。用于无线电能传输的线圈可以利用可再配置的电极等来构造。此外，用于线圈的图案可以形成在移动器件的边缘。

已经描述了上述通讯技术，基于无线通讯的非接触服务。然而，可以以电极的形式使用接触服务或若干厘米以内的近场通讯。

图5a和5b是说明根据本发明一实施方式的触摸输入器件和使用该触摸输入器件的电磁波收发器的图。

触摸输入器件包括电容触摸输入面板10和收发器20。触摸输入面板10包括透明电极100。收发器20电连接到透明电极100从而通过透明电极100发射和接收无线射频信号。

此时，触摸输入面板10可以包括图5a所示的自电容触摸面板11和图5b所示的互电容触摸面板12。

参考图5a，当触摸输入面板10是自电容触摸面板11时，透明电极100包括以矩阵形布置的多个单元电极101。无线移动通讯器件1可以包括配置来控制开关的控制器30，当收发器20通过透明电极100发射和接收无线射频信号时，该开关改变各单元电极101之间的电连接状态使得透明电极100用于执行波束形成。

参考图5b，当触摸输入面板10为互电容触摸面板12时，透明电极100包括多个单元电极101。无线移动通讯器件1可包括配置来控制开关的控制器30，当收发器20通过透明电极100发射和接收无线射频信号时，该开关改变各单元电极101之间的电连接状态使得透明电极100用于执行波束形成。为了便于描述，图5b仅示出在绝缘基板的一个表面上沿纵向方向延伸的透明电极100。然而，无线移动通讯器件1还可包括在绝缘基板的另一表面上沿横向方向延伸的透明电极。

此时，各单元电极101之间的电连接状态可以通过开启/关闭单元电极101之间的开关102来控制。此外，收发器20的逻辑前端可以连接到一个或多个单元电极101。

备选地，透明电极100可包括多个单元电极101，无线移动通讯器件1可包括配置来控制开关的控制器30，开关改变各单元电极101之间的电连接状态使得无线射频信号通过透明电极片段110发射和接收，透明电极片段110具有发射和接收无线射频信号所需的长度。例如，参考图5a，仅三个单元电极101可以被电连接以形成透明电极片段110，收发器20可以施加高频无线通讯信号到片段110，或者通过片段110接收的高频无线通讯信号可以被输入到收发器20。即，作为透明电极100的一部分的片段110可以用作高频信号天线。然而，本发明不限于这种例子，片段的长度和形状可以根据单元电极101的组合以各种方式设置。

收发器20和控制器30可以以一个芯片或不同芯片实现。

此外，无线移动通讯器件1还可包括驱动电路200和感测电路300，驱动电路200和感测电路300电连接到透明电极100以接收触摸输入信号。

驱动电路200和感测电路300可以一体实现于一个芯片中，或者单独实现于不同芯片中。用于接收触摸输入的触摸输入面板10、驱动电路200和感测电路300可以根据已有公知技术来配置。

图6a和6b是说明根据本发明另一实施方式的触摸输入器件和使用该触摸输入器件的电磁波收发器的图。

参考图6a和6b，触摸输入器件包括能将收发器连接到透明电极100的接口40。图6a和6b示出接口40直接连接到透明电极100的单元电极101，但是多个开关可以插置在接口40和各单元电极101之间。

透明电极100包括多个单元电极101，触摸输入面板10包括一个或多个开关102，其用于重配置各单元电极101之间的电连接状态。透明电极100可以通过接口40连接到无线移动通讯器件的控制器，其控制开关102的操作状态。

参考图7，将描述根据本发明另一实施方式的便携用户器件。

便携用户器件2是包括具有透明电极100的电容触摸输入面板10的便携用户器件，并包括电连接到透明电极100以通过透明电极100接收RF电能信号的充电器50。触摸输入面板10可以以图5a、5b、6a或6b所示的相同方式配置。充电器50可包括电能转换器和/或电池，电能转换器配置来通过透明电极100接收RF电能信号并将所接收的RF电能信号转换为可存储信号。

下面将描述根据本发明另一实施方式的用户器件。用户器件包括具有透明电极的电容触摸输入面板。此时，用户器件还可包括电磁波收发器，其电连接到透明电极从而通过透明电极无线地发射和接收电磁波。根据本发明实施方式的用户器件的具体示例可包括参考图5描述的无线移动通讯器件。

根据本发明的实施方式，由于用于构建触摸屏的多个透明电极可以用来实现可再配置的天线，所以可以取代现有的各种频段操作的天线，可以通过以相同频段操作的天线的组合来获得增益，且可以实现相阵列或波束形成。此外，可以通过软件被再配置的天线可以用于将新的通讯技术方便地应用于现有的器件。

上面已经描述了本发明的实施方式以用于示范。本领域技术人员将意识到，各种修改、添加和替换是可行的，不偏离所附权利要求公开的本发明的范围和精神。

本申请要求于2010年12月23日向韩国知识产权局提交的韩国申请No.10-2010-0134055的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

Claims (9)

1.一种触摸输入器件，包括：

透明电极，具有多个单元电极；

开关，配置来重配置所述透明电极的电连接状态；以及

控制器，配置来控制重配置所述透明电极的电连接状态的所述开关。

2.如权利要求1所述的触摸输入器件，还包括收发器，电连接到所述透明电极并配置来通过所述透明电极发射和接收无线射频信号。

3.如权利要求1所述的触摸输入器件，其中所述控制器控制各单元电极之间的电连接状态，使得当所述收发器通过所述透明电极发射和接收无线射频信号时，所述透明电极用于执行波束形成。

4.如权利要求1所述的触摸输入器件，其中所述控制器控制各单元电极之间的电连接状态，从而通过透明电极片段发射和接收无线射频信号，该透明电极片段具有发射和接收所述无线射频信号所需的长度。

5.如权利要求1所述的触摸输入器件，还包括驱动电路和感测电路，电连接到所述透明电极从而接收触摸输入信号。

6.如权利要求1所述的触摸输入器件，其中所述触摸输入器件包括自电容触摸面板。

7.如权利要求1所述的触摸输入器件，其中所述触摸输入器件包括互电容触摸面板。

8.一种使用触摸输入器件的电磁波收发器，包括：

透明电极，具有多个单元电极；

开关，配置来重配置所述透明电极的电连接状态；

控制器，配置来控制重配置所述透明电极的电连接状态的所述开关；以及

收发器，电连接到所述透明电极且配置来通过所述透明电极发射和接收无线射频信号。

9.如权利要求8所述的电磁波收发器，其中所述控制器控制重配置各单元电极之间的电连接状态的所述开关，从而通过所述收发器发射和接收无线射频信号。

Images