CN103577003A - 一种非接触式输入装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种非接触式输入装置及电子设备。所述非接触式输入装置，至少包括：至少两层电容层；所述两层电容层之间具有间隙；所述两层电容层均具有多个触摸定位单元；所述两层电容层的其中一层的所述触摸定位单元相对于另一层的所述触摸定位单元交错分布。采用本发明的非接触式输入装置或电子设备，在感应非接触式操作的前提下，可以提高对于操作位置的检测精度。

Description

一种非接触式输入装置及电子设备

技术领域

本发明涉及传感控制领域，特别是涉及一种非接触式输入装置及电子设备。

背景技术

电容式触摸屏是当前应用最广的输入装置之一。电容式触摸屏的原理是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属电容物质。这些特殊金属电容物质称为金属层。金属层上具有多个触摸定位单元。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。

随着现有技术的不断发展，本领域技术人员发现当金属层上的触摸定位单元的面积增大时，可以实现非接触式输入。即，操作物体(例如手指)不必与电容屏接触，而是与电容屏具有一定距离时，增大后的触摸定位单元就可以感应到操作物体的动作带来的电容变化。这种增大后的触摸定位单元构成的电容屏称为非接触式输入装置。

但是，现有技术中的非接触式输入装置，由于触摸定位单元的面积增大了，在电容屏的总面积一定的情况下，导致触摸定位单元的个数减少，进而导致非接触式输入装置对于操作位置的检测精度急剧下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种非接触式输入装置及电子设备，能够在感应非接触式操作的前提下，提高对于操作位置的检测精度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种非接触式输入装置，至少包括：至少两层电容层；所述两层电容层之间具有间隙；所述两层电容层均具有多个触摸定位单元；所述两层电容层的其中一层的所述触摸定位单元相对于另一层的所述触摸定位单元交错分布。

可选的，所述两层电容层的其中一层的所述触摸定位单元相对于另一层的所述触摸定位单元交错分布，包括：

所述两层电容层分别为第一电容层和第二电容层；

所述第一电容层与所述第二电容层的触摸定位单元的分布相同；

所述第二电容层沿第一方向与所述第一电容层错开第一距离，沿第二方向与所述第一电容层错开第二距离；所述第一方向与所述第二方向垂直。

可选的，所述第一距离与所述第二距离相等。

可选的，所述第一距离小于一个所述触摸定位单元沿所述第一方向的长度；所述第二距离小于一个所述触摸定位单元沿所述第二方向的长度。

可选的，所述触摸定位单元为菱形或矩形。

可选的，所述两层电容层之间具有隔离层。

可选的，所述两层电容层的上方设置有保护层。

可选的，所述电容层还包括：第三电容层；所述第三电容层与所述第二电容层之间具有间隙；

所述第三电容层与所述第一电容侧和所述第二电容层的触摸定位单元的分布相同；

所述第三电容层沿第一方向与所述第二电容层错开第一距离，沿第二方向与所述第二电容层错开第二距离；所述第一方向与所述第二方向垂直。

可选的，所述第一距离与所述第二距离相等。

一种电子设备，包括上述的非接触式输入装置。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明的非接触式输入装置和电子设备，设置有多层交错分布的电容层。由于发明人经过研究发现，交错分布的电容层彼此之间并不会对其他电容层的电容感应性能造成影响，并且交错分布的电容层可以使得相同的投影面积下具有更多的触摸定位单元，所以本发明的非接触式输入装置和电子设备，在感应非接触式操作的前提下，可以提高对于操作位置的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的非接触式输入装置实施例1的示意图；

图2为本发明的非接触式输入装置实施例1的俯视图；

图3为本发明的两电容层的触摸定位单元交错分布的一种方式的示意图；

图4为本发明的非接触式输入装置实施例2的示意图；

图5为本发明的非接触式输入装置实施例2的电容层的示意图；

图6为矩形触摸定位单元的长度示意图；

图7为菱形触摸定位单元的长度示意图；

图8为本发明的非接触式输入装置实施例2的示意图；

图9为本发明的非接触式输入装置实施例3的示意图；

图10为本发明的非接触式输入装置实施例4的示意图；

图11为本发明的非接触式输入装置实施例5的示意图；

图12为本发明的非接触式输入装置实施例6的示意图；

图13为本发明的非接触式输入装置实施例7的示意图；

图14为本发明的非接触式输入装置实施例8的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明的非接触式输入装置，至少包括：至少两层电容层；所述两层电容层之间具有间隙；所述两层电容层均具有多个触摸定位单元；所述两层电容层的其中一层的所述触摸定位单元相对于另一层的所述触摸定位单元交错分布。

图1为本发明的非接触式输入装置实施例1的示意图。如图1所示，该装置至少包括电容层101和电容层102。图1中，电容层101和电容层102之间具有一定间隙。需要说明的是，电容层101和电容层102上均可以具有多个触摸定位单元(图1中未示出)。所述触摸定位单元可以是各种形状，例如菱形，正方形等等。

图2为本发明的非接触式输入装置实施例1的俯视图。由图2可以看出，电容层101与电容层102之间是交错分布的。

下面对本实施例的原理进行详细说明。

首先，作为非接触式输入装置，其触摸定位单元的面积必须足够大。这是因为电容层面积越大，电容层的感应距离才越远，才能够实现非接触式的电容感应输入。但是，电容层的总面积是一定的，当单个触摸定位单元的面积增大后，电容层上所具有的触摸定位单元的个数就会减少。触摸定位单元的个数减少，导致电容层的定位精度下降。

发明人经过仔细研究发现，如果在原有的电容层下方增加一层新的电容层，这两个电容层在进行电容感应输入的过程中，不会相互影响。不仅如此，当两层电容层交错分布时，还能够提高非接触式输入装置的定位精度。

图3为本发明的两电容层的触摸定位单元交错分布的一种方式的示意图。图3中，触摸定位单元311、312和313为上层的电容层的触摸定位单元。触摸定位单元321、322和323为下层的电容层的触摸定位单元。上层的电容层的触摸定位单元与下层的电容层的触摸定位单元交错分布，在图3中表现为，触摸定位单元321的中点位于触摸定位单元311和触摸定位单元312之间，触摸定位单元322的中点位于触摸定位单元312和触摸定位单元313之间。按照一种比较简单的电容感应方法，即哪个触摸定位单元感应到的电容值最大，就将该触摸定位单元的位置认为是执行非接触式输入操作的位置。如果只具有一层电容层时，只能将图3所示区域分割成3个小的触摸区域，即只能感应到非接触式输入操作的位置位于触摸定位单元311或312或313。当采用图3中的交错分布的两层电容层后，当非接触式输入操作的位置位于触摸定位单元311与312之间时，就可以被触摸定位单元321感应到。

因此，本实施例的非接触式输入装置，在感应非接触式操作的前提下，提高了对于操作位置的检测精度。

图4为本发明的非接触式输入装置实施例2的示意图。电容层401与电容层402的触摸定位单元为矩形。电容层上各个触摸定位单元之间的连线在图4中未示出。本实施例中，电容层401与电容层402的触摸定位单元具有相同的分布。电容层401位于电容层402的上方，与电容层402交错分布。具体的，图4中，电容层401相对于电容层402沿X方向错开第一距离d1，沿Y方向从开第二距离d2。并且，X方向与Y方向相互垂直。其中，d1与d2相等是一种较常用的方案。

图5为本发明的非接触式输入装置实施例2的电容层的示意图。图5中示出了电容层401上的各个触摸定位单元之间的连线。

实际应用中，两层电容层交错分布时，比较常见的方案是所述第一距离小于一个所述触摸定位单元沿所述第一方向的长度；所述第二距离小于一个所述触摸定位单元沿所述第二方向的长度。

图6为矩形触摸定位单元的长度示意图。图6中，触摸定位单元沿所述第一方向的长度为L1，沿所述第二方向的长度为L2。这种情况下，所述第二电容层沿第一方向与所述第一电容层错开的第一距离d1可以小于L1，沿第二方向与所述第一电容层错开的第二距离d2可以小于L2。

图7为菱形触摸定位单元的长度示意图。图7中，触摸定位单元沿所述第一方向的长度为L3，沿所述第二方向的长度为L4。这种情况下，所述第二电容层沿第一方向与所述第一电容层错开的第一距离d1可以小于L3，沿第二方向与所述第一电容层错开的第二距离d2可以小于L4。

图8为本发明的非接触式输入装置实施例2的示意图。如图8所示，该装置至少包括电容层101和电容层102。图8中，电容层101和电容层102之间具有隔离层103。隔离层103的设置可以防止电容层101与电容层102相接触，提高本发明的非接触式输入装置的稳定性。

图9为本发明的非接触式输入装置实施例3的示意图。如图9所示，该装置至少包括电容层101和电容层102。图9中，电容层101上方设置有保护层104。保护层104的设置可以防止其他物体对电容层101的划伤。

根据本发明实施例2和实施例3，可以得到新的实施例4。图10为本发明的非接触式输入装置实施例4的示意图。如图10所示，该装置至少包括电容层101和电容层102。图9中，电容层101上方设置有保护层104。电容层101和电容层102之间具有隔离层103。

图11为本发明的非接触式输入装置实施例5的示意图。如图11所示，该装置还包括电容层105；所述电容层105与电容层102之间具有间隙；

所述电容层105与所述电容侧101和所述电容层102的触摸定位单元的分布相同；

所述电容层105沿第一方向与所述电容层102错开第一距离，沿第二方向与所述电容层102错开第二距离；所述第一方向与所述第二方向垂直。其中，所述第一距离与所述第二距离相等是比较常见的一种实现方式。

本实施例中，由于增加了一层电容层105，并且该电容层105与电容层102交错分布，可以进一步提高本发明的非接触式输入装置的定位精度。

图12为本发明的非接触式输入装置实施例6的示意图。如图12所示，该装置包括电容层101、电容层102和电容层105。图12中，电容层101上方设置有保护层104。保护层104的设置可以防止其他物体对电容层101的划伤。

图13为本发明的非接触式输入装置实施例7的示意图。如图13所示，该装置包括电容层101、电容层102和电容层105。电容层101和电容层102之间具有隔离层103。电容层102和电容层105之间也具有隔离层103。隔离层103的设置可以防止相邻的电容层相接触，提高本发明的非接触式输入装置的稳定性。

图14为本发明的非接触式输入装置实施例8的示意图。如图14所示，该装置包括电容层101、电容层102和电容层105。电容层101和电容层102之间具有隔离层103。电容层102和电容层105之间也具有隔离层103。电容层101上方设置有保护层104。

可以看出，本发明的非接触式输入装置具有的交错分布的电容层越多，其定位性能可以越精确。并且，相邻的两层电容层之间均可以设置隔离层，最外层的电容层上方都可以设置保护层。

本发明还公开了一种电子设备。所述电子设备包括本方案中的非接触式输入装置。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的电子设备而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种非接触式输入装置，其特征在于，至少包括：至少两层电容层；所述两层电容层之间具有间隙；所述两层电容层均具有多个触摸定位单元；所述两层电容层的其中一层的所述触摸定位单元相对于另一层的所述触摸定位单元交错分布。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述两层电容层的其中一层的所述触摸定位单元相对于另一层的所述触摸定位单元交错分布，包括：

所述两层电容层分别为第一电容层和第二电容层；

所述第一电容层与所述第二电容层的触摸定位单元的分布相同；

所述第二电容层沿第一方向与所述第一电容层错开第一距离，沿第二方向与所述第一电容层错开第二距离；所述第一方向与所述第二方向垂直。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离相等。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一距离小于一个所述触摸定位单元沿所述第一方向的长度；所述第二距离小于一个所述触摸定位单元沿所述第二方向的长度。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述触摸定位单元为菱形或矩形。

6.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述两层电容层之间具有隔离层。

7.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述两层电容层的上方设置有保护层。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电容层还包括：第三电容层；所述第三电容层与所述第二电容层之间具有间隙；

所述第三电容层与所述第一电容侧和所述第二电容层的触摸定位单元的分布相同；

所述第三电容层沿第一方向与所述第二电容层错开第一距离，沿第二方向与所述第二电容层错开第二距离；所述第一方向与所述第二方向垂直。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一距离与所述第二距离相等。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的非接触式输入装置。

Images