CN105706020B - 用于电子装置或计算机装置的保护附件设备和配备有该附件设备的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种所谓的用户电子装置和/或计算机装置(102)的附件设备(100)，所述用户装置(102)包括：相对于控制表面(106)的至少一个控制对象的至少一个电容式检测且非接触式的器件(104)；和至少一个所谓的装置保护器件，该至少一个装置保护器件被置于所谓的保护交变电势(VG)处，该交变电势不同于所述至少一个控制对象的所谓的接地的电势并且与所述至少一个电容式检测器件(104)的电势基本上相同；所述附件设备(100)包括至少一个所谓的附件保护器件(110)，该至少一个附件保护件器件(110)通过与所述用户装置(102)耦接而被布置于与所述保护交变电势(VG)类似或相同的电势处。该发明还涉及配备有这种附设备的装置(102)。

Description

用于电子装置或计算机装置的保护附件设备和配备有该附件 设备的装置
技术领域
本发明涉及一种用于包括一个或多个控制对象的电容式检测器件的电子装置和/或计算机装置的保护附件设备。该发明还涉及配备有该 附件设备的电子装置和/或计算机装置。
更具体地但并非限制地，本发明的领域在于实施电容式检测技术，并且尤其是实施使用电容式电极的保护平面的电容式检测技术的非接触式人机界面。
背景技术
越来越多的便携式设备诸如平板电脑和智能电话配备有触摸屏并提供人机界面功能。这种装置使用透明的触摸板作为屏幕上的界面，并且在位于被布置在屏幕周边处的控制表面处是不透明的。
大多数的这种板使用电容式技术。这种技术目前非常普遍，并且这种技术使得能够检测到与触摸敏感表面接触的一个或多个对象(例如，手指、触笔等)。
由申请人提交的专利FR 2,893,711描述了一种电容式解决方案，利用这种电容式解决方案来检测在几厘米远的控制表面上方的手指和位于大于 10cm位置处的手的二维位置。
由申请人提交并在申请号FR 2,971,066 A1下公布的专利申请描述了一种界面，利用这种界面来检测除对象在由控制表面形成的平面中的二维位置之外的控制表面与对象之间的垂直距离，以及根据该垂直距离的值来触发特定功能，诸如强化导航。
所有这些检测界面的检测范围和操作同样取决于控制表面的静电环境。例如，当装置被握持在用户的手中时或在装置被置于桌子上时，接近检测的范围减小。在这种情况下，手或桌子被极化成装置的接地，并且使由控制表面的电极所产生的静电场线变形并劣化检测界面的性能和操作。
存在用于限制或减弱电容式电极和装置环境之间的干扰的硬件解决方案(例如，保护电极)或软件解决方案(例如，计算算法)，但这些解决方案无法补偿触摸敏感界面的检测范围的损失。
本发明的目标在于缓解前述缺点。
本发明的另一目标在于提出一种用于包括电容式检测器件的用户装置的附件设备，利用该附件设备能够减小由劣化所述装置的检测性能的所述装置的静电环境引起的干扰效果。
最后，本发明的另一目标在于提出一种用于包括电容式检测器件的用户装置的附件设备，利用该附件设备来改善所述装置的检测范围和/或检测精度，即使在装置由手握持或被置于表面上时也得以改善。
发明内容
这些目标中的至少一个目标由用于被描述为用户装置的电子装置和/或计算机装置的附件设备来实现，其中所述用户装置包括：
-至少一个控制对象相对于控制表面的至少一个非接触式电容式检测器件；和
-被称为保护装置的至少一个器件，所述至少一个器件被置于被称为保护的交变电势处，所述交变电势不同于所述至少一个控制对象的接地电势，并且与所述至少一个电容式检测器件的电势基本上相同；
其中所述附件设备包括被称为附件保护件的至少一个器件，该至少一个器件旨在通过与所述用户装置耦接来被置于与所述保护电势类似或相同的电势处。
因此，附件设备包括保护件，所述保护件被置于与用于用户装置的保护电势基本上相同的电势处以保护电容式检测器件。在附件设备中形成的保护件构成使由劣化所述装置的检测性能的所述装置的静电环境引起的静电干扰衰减的阻隔件，特别是在装置被置于表面诸如桌子上时或在装置被握持在手中以进行使用时。
因此，在给定使用配置中，相比于现有解决方案，根据本发明的附件设备并且特别是电容式检测器件使得用户装置的检测性能能够被改善，并以因此增大所述装置的检测范围和/或提高检测精度。
根据本发明，保护附件器件能够至少部分地优先形成导电平面。
此类保护器件可由形成平面的导电电极的阵列或由导电材料层获取。
事实上，依据根据本发明的设备的具体优选特征，附件保护件器件能够至少部分地被集成在所述设备的壁/表面中/上，尤其是基本上平面的壁/ 表面。
此类壁/表面可在使用期间被布置在用户装置的检测器件旁边。
另外，附件设备或附件保护件器件能够被布置成使得，在使用的一个配置中，附件保护件器件形成与由控制表面形成的平面基本上平行的平面，并且尤其是平行于由电容式检测器件形成的平面，从而与其形成零度角。
优选地，附件保护件器件具有大于触摸敏感表面的宽度和/或长度和/或用户装置的宽度和/或长度的宽度和/或长度，尤其是在附件保护件器件形成或被集成到被提供以容纳用户装置的壁中时。
例如，在附件设备为用于为用户装置充电的无线充电器时并且在附件保护件器件被布置在设备的壁上/中时，附件保护件器件的宽度和/或长度大于用户装置的宽度和/或长度。
在具体实施例中，根据本发明的附件设备可包括至少一个附接器件，该至少一个附件器件使得所述附件设备可移动地附接至用户装置。
例如，在附件设备为用户装置的保护壳时，其可有利地包括附接器件以使壳与用户装置紧固，尤其是以可移动的方式。
在具体实施例中，根据本发明的设备可包括被称为附件的至少一个耦接器件，该至少一个耦接器件旨在产生所述附件设备到所述用户装置的有线耦接或无线耦接，以使所述附件保护件器件置于与所述保护电势类似或相同的电势处。
该耦接器件可被布置用于与被提供在用户装置中的被描述为设备的耦接器件配合，以执行该耦接。
该耦接器件可具有被提供以从用户装置接收同步信号/电势信号并生成交变保护电势或控制交变保护电势的生成的模块形式。
以更简单的形式，耦接器件可为连接至用户装置并旨在从用户装置向附件装置传送保护电势的同步信号或直接传送保护电势信号的有线器件。
在附件设备和用户装置之间的耦接为无线的情况下，耦接器件可产生电容式耦接或电感式耦接，即，由一个或多个电感来感应附件保护件器件中的耦接电势。
另选地或除此之外，耦接器件还可在附件设备和用户装置之间包括有线连接/接口，特别是能够移动的有线连接件/接口，所述有线连接件/接口传送交变保护电势的同步信号和/或直接传送交变保护电势。
根据本发明，附件设备可具有以下形式：
-在使用期间装置可被置于其上的垫：在这种情况下，保护器件可被布置在垫的厚度中或被布置在垫的上表面上；
-包括容纳表面的无线充电器，在装置充电时将所述装置放置在所述容纳表面上；在这种情况下，保护器件可被布置在充电器的容纳表面的下/中/上/周围。
-用户装置的保护器件，诸如壳或盖：在这种情况下，保护器件可被布置在壳或盖的壁的下/中/上，尤其是被布置在与电容式检测器件面对相同方向的表面旁边。
-数据输入器件，诸如键盘：在这种情况下，保护器件可被布置在键盘的厚度中或被布置在键盘的包括输入器件的表面上；或
-支撑件，该支撑件包括装置可置于其上/中的壳体/容纳表面。
根据本发明的另一方面，提出被称为用户装置的电子装置和/或计算机装置，该用户装置包括：
-针对至少一个控制对象相对于控制表面的至少一个非接触电容式检测器件；
-被称为装置保护件的至少一个器件，该至少一个器件被置于被称为保护的交变电势处，该交变电势不同于被称为接地的所述至少一个控制对象的电势，并且与所述至少一个电容式检测器件的电势基本上相同；和
-根据本发明的附件设备。
根据本发明的装置可包括被称为装置的至少一个耦接器件，该至少一个耦接器件旨在产生所述装置和附件设备的有线耦接或无线耦接，特别是通过与附件耦接器件配合。
耦接器件可为通过有线方式或无线方式向附件设备提供保护电势的同步信号或直接提供保护电势的模块。
耦接模块可包括电容式耦接器件或电感式耦接器件或甚至连接至附件器件的有线连接件/接口，特别是连接至附件设备的耦接器件。
根据本发明，电容式检测器件可有利地包括被描述为测量件的若干个电容式电极，这些电容式电极中的至少一个电容式电极，优选地每个电容式电极通过装置保护器件被保持在保护电势处。
所述电极中的每个电极可通过被描述为“自电容”或“互电容”的技术来执行控制对象的测量/检测。
根据本发明，检测器件可被集成到控制表面中/上。
根据具体实施例，控制表面可由根据本发明的装置的壁/表面/面形成。
根据特别优选的实施例，控制表面可为触摸敏感表面。
根据特别优选的实施例，根据本发明的设备可包括显示屏。在这种情况下，电容式检测器件可被集成在显示屏的中/上/周围/周边/后面，使得控制表面由所述显示屏的至少一个部分和/或由平行于所述显示屏的平面形成。
电容式检测器件可为不透明的或透明的，特别是在其被定位在显示屏中/上/后时。
根据本发明的装置可为计算机、电话或智能电话、游戏机、PDA、触摸式平板电脑等。
附图说明
其它优点和特征将在检查附图以及绝非限制性的实例的具体实施方式时显现出来，在附图中：
-图1-图3为根据本发明的附件设备的不同非限制实施例的示意图；以及
-图4-图9为根据本发明的附件设备和用户装置的非限制实例的示意图。
具体实施方式
清楚的是下文将描述的实施例绝非限制性的。特别是，如果对下文所述的特征的选择足以赋予技术优点或使本发明区别于现有技术，则可设想仅本发明的变形仅包括与所述其他特征分离的下文所述的特征的选择。该选择包括不具有结构细节或仅具有结构细节的一部分(如果该部分就其本身而言足以赋予技术优点或使发明区别于现有技术)的至少一个优选功能特征。
具体地，描述的所有变型和所有实施例可彼此结合，如果没有这种结合的技术阻碍。
在附图中，几个附图所共有的元件保持相同的附图标记。
现在将描述实施根据本发明的设备的不同实施例的根据本发明的电子设备/计算机装置的各种实例。
图1为根据本发明耦接的保护附件设备的第一实施例的示意图。
图1所示的附件设备100具有基本上平坦的形式，并且可以是刚性的或柔性的。
附件设备，尤其是设备100的壳或壳体，可由塑料、泡沫材料或任何其他非导电材料制成。
附件设备旨在与用户装置102一起使用，该用户装置包括旨在检测接触控制表面106和/或距控制表面106一定距离处的至少一个控制对象的一组电容式传感器104，并且尤其是电容式电极，该控制表面106能够例如被布置在用户装置102的显示屏(未示出)的中/上/下。
用户装置102包括被称为装置的用于保护电容传感器104的导电的保护平面108，该保护平面108旨在被置于交变保护电势VG处。保护平面 108被定位成使得电容式传感器104被布置在控制表面106和保护平面108 之间。
附件设备100包括导电材料(例如铜或任何其他导电材料)层110，并且旨在被置于交变保护电势VG下并构成被描述为附件的保护平面。
设备100还包括被称为附件的耦接模块112，用于将所述附件设备100 耦接到用户装置102以施加同步于用户装置102并且特别是同步于设备保护平面108的交变保护电势VG。
在图1所示的实例中，附件耦接模块112通过与被布置在用户装置102 中的被称为装置的耦接模块114配合来无线地与用户装置102执行耦接。附件耦接模块112直接从装置耦接模块114接收交变保护电势信号VG并将该保护电势信号施加于附件保护平面110。
图2为根据本发明耦接的保护附件设备的第二实施例的示意图。
图2中所示的设备200包括图1中的所示的设备100的所有元件。设备200另外包括生成保护电势VG的器件202。
在图2所示的实例中，设备200的附件耦接器件112从装置耦接模块 114接收保护电势的同步信号，而非保护电势信号。根据该同步信号，附件耦接模块112控制用于生成保护电势的模块202，模块202生成交变保护电势信号VG并同步地将其施加于附件保护平面110。
在图1和图2所示的实例中，附件设备具有的宽度和/或长度大于用户装置102的宽度和/或长度。
在图1和图2所示的实例中，保护平面110被布置在设备的厚度中。另选地，保护平面可被布置在设备的面上或由设备的面形成，该设备的面与用户设备或跟其相对的面接触。
在图1和图2所示的实例中，附件设备和用户装置之间的无线耦接可由电容式耦接、由Wi-Fi、蓝牙等类型的无线连接来完成。
在图1和图2所示的实例中，附件设备和用户装置之间的无线耦接可由物理电连接或有线电连接来代替或补充。
在图1和图2所示的实例中，附件装置能够是：
-在用户装置102的使用期间用户装置102可被置于其上的垫或器件；
-包括容纳表面的无线充电器，所述容纳表面旨在具有放置于其上、从而被充电的装置：在这种情况下，保护器件可被布置在充电器的容纳表面的下/中/上。另外，在这种情况下，构成保护件的金属对由充电器所产生的磁场来说必须足够透明。可使用很薄的铜层或足够电阻性的金属层来限制由涡电流所发射的场的损耗(集肤效应)。
-用于用户装置的保护的器件，诸如壳或盖；或
-数据输入的器件，诸如键盘：
图3为根据本发明耦接的保护附件设备的第三实施例的示意图。
图3所示的设备300包括除附件耦接模块112和装置耦接模块114之外的图1所示的设备100的所有元件。
附件耦接模块112由附件连接接口302来替代，并且装置耦接模块由装置连接接口304来替代。对附件连接接口和装置连接接口进行布置和选择以相互进行连接，以创建导电链路。
在该实例中，在用户装置中产生保护电势VG。所述保护电势VG被施加于装置保护平面108并且可通过装置连接接口304被移走，所述接口连接至装置保护平面108或者连接至用户装置102中的用于生成保护电势VG的模块(未示出)。
在附件连接接口302和装置接口304相互连接时，附件连接接口302 从装置连接接口304移走保护电势VG并将其施加于附件保护平面110。
换句话讲，在附件保护平面110与或者装置保护平面108或者用于生成保护电势VG的模块之间存在物理(或有线)电连接。
可提供对存在附件110的识别从而考虑新环境。事实上，该保护补充修改传感器104的响应并且考虑该新的响应以优化无接触性能是有利的。
该识别可由物理连接以及对无限电容的测量(不存在附近对象)来完成。其中在添加连接到保护件的附件的情况下，该无线电容会更小。
图4示出了配备有根据本发明的附件设备的根据本发明的用户装置的实例的示意图。
在图4所示的实例中，附件设备为保护盖400并且用户装置为设置有被布置在显示屏404的上/下/中的透明触摸敏感电容板的智能电话402。
保护盖400包括相对于智能电话402固定的部分406和在其与显示屏 404相接触的折叠位置和其与由显示屏404所形成的平面形成非零角度的非折叠位置之间可旋转移动的部分408，该非零角度更具体地为大于或等于 90°的角度，并且更具体地为180°角度。
在整个保护盖400上或仅在可移动部分408中，附件保护件平面410 被插入到保护盖400的厚度中或被插入到保护盖400的上表面上，即，保护盖的朝向智能电话402的表面。
保护盖402通过使用夹具或者夹子以紧固到智能电话的一个或者多个边缘的附接器件412来可移动地附接至智能电话402。
盖400和智能电话402之间的耦接可根据以上参考图1至3所述的实施例中的任何一个实施例来完成。
图5示出了配备有根据本发明的附件设备的根据本发明的用户装置的另一实例的示意图。
在图5所示的实例中，附件设备为保护盖500并且用户装置是设置有被布置在显示屏504的上/下/中的透明电容式触摸敏感板的触摸式平板电脑 502。
保护盖500包括相对于平板电脑502固定的部分506和在如上所述折叠位置和非折叠位置之间可旋转移动的部分508。
在整个保护盖500上方或仅在可移动部分508中，附件保护平面510 被插入保护盖500的厚度中或插入保护盖500的上表面上。
盖500和平板电脑502之间的耦接可根据以上参考图1至3所述的实施例中的任何一个实施例来完成。
保护盖500通过使用夹具或者夹子以紧固到平板电脑502的一个或者多个边缘(尤其是平板电脑502的角部)的附接器件512来可移动地附接至平板电脑402。
图6是配备有根据本发明的附件设备的根据本发明的用户装置的另一实例的示意图。
在图6所示的实例中，附件设备为键盘600并且用户装置为设置有被布置在显示屏604的上/下/中的透明电容式触摸敏感板的触摸敏感平板电脑 602。
在如上所述的折叠位置和非折叠位置之间，通过围绕平行于平板电脑 602的侧边的轴旋转，键盘600相对于平板电脑602是可移动的。
在整个键盘600上方或仅在键盘600的最靠近平板电脑602的部分中，附件保护平面610被插入键盘600的厚度中或被插入键盘600的上表面上。
键盘600和平板电脑602之间的耦接可根据以上参考图1至3所述的实施例中的任何一个实施例来完成。
键盘600使用倚靠平板电脑502的侧边中的一个侧边定位的磁性附接器件612可移动地附接至触摸式平板电脑602。
图7示出了根据本发明的用户装置和根据本发明的附件设备的另一实例的示意图。
在图7所示的实例中，附件设备为用于智能电话和平板电脑的无线充电器700并且用户装置为设置有被布置在显示屏704上/下/中的透明电容式触摸敏感板的智能电话702。
无线充电器700包括智能电话或平板电脑置于其上进行充电的容纳表面706。
在整个容纳表面706或仅无线充电器700的一部分上方，附件保护件平面710被插入容纳表面706的中/下/上。
充电器700和智能电话702之间的耦接可根据以上参考图1至3所述的实施例中的任何一个实施例来完成，并且优先以无线方式完成。
图8示出了根据本发明的用户装置和根据本发明的附件设备的另一实例的示意图。
图9为来自图8装置和设备沿轴“AA”的剖视图的示意图。
在图8和图9所示的实例中，附件设备为平板电脑支撑件800并且用户装置为设置有被布置在显示屏804的上/下/中的透明电容式触摸敏感板的平板电脑802。
支撑件800包括平板电脑802设置在其上的壳体/容纳表面806。
在容纳表面壳体806的整个周边上，附件保护平面810围绕容纳壳体 802进行布置。
另选地，附件保护平面810可仅围绕容纳壳体806的周边的一部分进行布置。
设备800和平板电脑802之间的耦接通过被布置在平板电脑802的边缘上/中的一个或者多个耦接器件114并与被布置在容纳壳体806的边缘上/ 中的一个或多个耦接器件112配合，来以无线方式完成，如图9所示。
另选地，设备800和平板电脑之间的耦接可根据以上参考图1至3所述的实施例中的任何一个实施例来完成。
显然，本发明并不限于所描述的实例并且可在不超出本发明范围的情况下对这些实例作出许多改进。

Claims (17)

1.一种附件设备，所述附件设备被配置用于与单独的电子用户装置交互，所述用户装置包括：
-被配置用于相对于控制表面检测至少一个控制对象的至少一个非接触电容式检测器件；和
-至少一个装置保护件器件，所述至少一个装置保护件器件被配置用于被置于不同于接地电势的交变保护电势(VG)处，并且所述交变保护电势(VG)以所述至少一个非接触电容式检测器件的电势为参照；
其特征在于所述附件设备包括：
至少一个附件保护件器件，和
耦接器件，被配置为将所述附件设备通信耦接到所述用户装置并且将所述至少一个附件保护件器件置于与所述交变保护电势(VG)相同的电势处。
2.根据权利要求1所述的附件设备，其特征在于附件保护件器件被配置为至少部分地形成导电平面。
3.根据前述权利要求中任一项所述的附件设备，其特征在于所述附件保护件器件至少部分地被集成在与所述附件设备的控制表面平行的表面中。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的附件设备，其特征在于，所述附件保护件器件被配置以形成平行于控制表面的平面。
5.根据权利要求1和2中任一项所述的附件设备，其特征在于所述附件保护件器件具有大于控制表面的宽度或用户装置的宽度的宽度和大于控制表面的长度或用户装置的长度的长度中的至少一个。
6.根据权利要求1和2中任一项所述的附件设备，其特征在于所述附件设备包括至少一个附接器件，所述至少一个附接器件使得所述附件设备能够可移除地附接至用户装置。
7.根据权利要求1和2中任一项所述的附件设备，其特征在于所述耦接器件被配置为产生所述附件设备到所述用户装置的有线耦接或无线耦接，以使所述附件保护件器件置于与所述保护电势(VG)相同的电势处。
8.根据权利要求1和2中任一项所述的附件设备，其特征在于耦接器件被配置为执行电容式耦接。
9.根据权利要求7所述的附件设备，其特征在于所述耦接器件包括在所述附件设备和所述用户装置之间的能够移除的有线接口，所述有线接口被配置用于传送交变保护电势的同步信号。
10.根据权利要求1和2中任一项所述的附件设备，其特征在于所述附件设备包括：
-在使用期间所述用户装置能够置于其上的垫；
-包括表面的无线充电器，在所述用户装置充电期间所述用户装置被放置在所述表面上；
-所述用户装置的保护器件；
-数据输入器件：或者
-包括表面的支撑件，所述用户装置能够置于所述表面上。
11.根据权利要求10所述的附件设备，其特征在于所述保护器件包括壳或盖。
12.根据权利要求10所述的附件设备，其特征在于所述数据输入器件包括键盘。
13.一种电子装置，包括：
-被配置用于相对于控制表面检测至少一个控制对象的至少一个非接触电容式检测器件；
-至少一个装置保护件器件，所述至少一个装置保护件器件被配置用于被置于不同于接地电势的交变保护电势处，并且所述交变保护电势以所述至少一个电容式检测器件的电势为参照；和
-根据前述权利要求中任一项所述的附件设备。
14.根据权利要求13所述的电子装置，其特征在于所述电子装置包括至少一个装置耦接器件，所述至少一个装置耦接器件被配置为通过与附件耦接器件配合来产生所述电子装置与附件设备的有线耦接或无线耦接。
15.根据权利要求13和14中任一项所述的电子装置，其特征在于所述至少一个电容式检测器件被集成到控制表面中。
16.根据权利要求13和14中任一项所述的电子装置，其特征在于控制表面为触摸敏感表面。
17.根据权利要求13和14中任一项所述的电子装置，其特征在于所述电子装置包括显示屏，并且其中电容式检测器件与所述显示屏被集成在一起以使得控制表面由所述显示屏的至少一个部分或由平行于所述显示屏的平面形成。
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